JP2018098388A - 変圧変流器 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な結線を要さず、製造工程を低減させて、更なる低廉化を進めることができ、取扱い性に優れ、より小型化・軽量化できる、優れた変圧変流器を提供することを課題とする。
【解決手段】変圧器と変流器を絶縁性樹脂で一体に保持される変圧変流器において、高圧一次導体が前記変流器と変圧器との間に配置され、前記絶縁性樹脂で一体に保持され、前記変圧器と変流器の一次側接続端子を、夫々前記高圧一次導体側に対向して配置したことを特徴とする変圧変流器を、解決手段とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、主として、変流器（CT：Current Transformer）及び変圧器（VT：Voltage Transformer）を備える変圧変流器（電量需給用計器用変成器又はVCT：Voltage Current Transformer）に関するものである。

変圧変流器は、一般には、電力会社からの高圧配電線路から構内への引き込み間等において用いられ、高圧配電線路から高電圧力、大電流量を需給し、内蔵された変圧器及び変流器を用いることによって、低電圧力、小電流量に変成する。
そして、電力量計を用いて電力量の計測を行うことができる。上記計器用変圧変流器は、筐体（外装箱体）内に複数の変流器及び変圧器を接続した構成を有している。

上記変圧変流器は、筐体内において複数の独立した変流器及び変圧器を高圧一次導体（一次端子）と夫々接続することが一般的になされる。このような構成を示すものとして、例えば、コ字状断面部の平行する二辺の端部をそれぞれコ字状の底辺に平行するように外側に折曲げて構成され凹部を有する第１の取付板、前記凹部の外表面に第１の締付部材によって固定された計器用変流器もしくは計器用変圧器、一表面に計器用変圧器もしくは計器用変流器を第２の締付部材によって固定する第２の取付板、及び前記第１の取付板の両端折曲げ部と前記第２の取付板の他表面とを接合して前記凹部部分に前記第１、第２の締付部材の頭部もしくは先端部を収納する空間部を形成し前記計器用変圧器と前記計器用変流器とを固定した前記第１、第２の取付板を一体に収納固定する筐体を備えた計器用変圧変流装置等が公知である（例えば、特許文献１参照。）。

実開昭６１−１７９７２６号公報

上記特許文献１に係る計器用変圧変流器によれば、個別の変圧器及び変流器を接続した基本構成であることから、全体が嵩張って大型化する傾向があり、取扱い上不便となることが多い。また、個別の変圧器及び変流器を複数配置することによって、配線が複雑化し、組立時の工程が増加するほか、メンテナンス性が低下する点で問題がある。

本発明は以上の事情に鑑みてなされたものであり、複雑な結線を要さず、製造工程を低減させて、更なる低廉化を進めることができ、取扱い性に優れ、より小型化・軽量化できる、優れた変圧変流器を提供することを、発明が解決しようとする課題とする。

本発明は、変圧器と変流器を絶縁樹脂で一体とした構成を有する変圧変流器において、高圧一次導体を前記変流器と変圧器との間として配置接続されていることを特徴とする変圧変流器を、上記課題を解決するための手段とする。

また本発明は、上記発明の構成を前提として、前記変圧器の一次側接続端子及び変流器の一次側接続端子を、前記高圧一次導体側に向けて配置したことを特徴とする変圧変流器を、上記課題を解決するための手段とする。

また本発明は、上記いずれかの発明の構成を前提として、中央部に前面から後面へ貫通する一の高圧一次導体である端子と、電源側と負荷側となる他の高圧一次導体である端子を前記一の高圧一次導体である端子の左右側方に備え、当該電源側と負荷側となる端子間の上方には、当該端子に対して接続される一次側接続端子を下方に向けて配置される変流器を備え、当該電源側と負荷側となる端子間の下方には、当該端子及び前記一の高圧一次導体である端子に接続される一次側接続端子を上方に向けて配置される変圧器を備えたことを特徴とする変圧変流器を、上記課題を解決するための手段とする。

また本発明は、上記いずれかの変圧変流器を外装箱体内に格納したことを特徴とする変圧変流器を、上記課題を解決するための手段とする。

本発明は、変圧器と変流器を絶縁樹脂で一体とした構成を有する変圧変流器において、高圧一次導体を前記変流器と変圧器との間として配置接続されている変圧変流器としたことから、高圧一次導体が上方へ大きく張り出すことがなく、変圧変流器全体をコンパクト且つ軽量とすることができる。また、変圧変流器の設置において、当該変流器を上下反転した配置等とすることが可能となり、取扱い性が向上する。
また、絶縁樹脂により一体とされることで、従来各変流器、変圧器ごとに個別に剥き出しの高圧一次導体に結線を行う作業等を行う必要あったところ、当該作業等を排することができ、組立作業性を向上させることができる。

また本発明は、上記発明の構成を前提として、前記変圧器と変流器の一次側接続端子を、夫々前記高圧一次導体側に対向して配置したことから、上記発明の作用効果を奏する上に、中央に高圧一次導体が配置されることとの相乗効果により、高圧一次導体と一次側接続端子との接続距離が従来と比較して大幅に短縮されることで変圧変流器全体をコンパクト且つ軽量とすることができる。

また本発明は、上記いずれかの発明の構成に加えて、中央部に前面から後面へ貫通する一の高圧一次導体である端子と、電源側と負荷側となる他の高圧一次導体である端子を前記一の高圧一次導体である端子の左右側方に備え、当該電源側と負荷側となる端子間の上方には、当該端子に対して接続される一次側接続端子を下方に向けて配置される変流器を備え、当該電源側と負荷側となる端子間の下方には、当該端子及び前記一の高圧一次導体である端子に接続される一次側接続端子を上方に向けて配置される変圧器を備えた構成としたことから、少なくとも二つの変流器及び変圧器を効率的に配置し、上記いずれかの発明の作用効果を奏することができる。

また本発明は、上記いずれかの発明の構成に加えて、当該変圧変流器を外装箱体内に保持した構造としたことから、上記いずれかの発明の作用効果を奏する上に、屋外での耐久性や保管の容易性を維持、向上できる。

本発明の実施例に係る変圧変流器を示す正面図である。 本発明の実施例に係る変圧変流器を示す右側面図である。 本発明の実施例に係る変圧変流器の内部構造（コイルと高圧一次導体、配線の関係）を示す簡略図である。 本発明の実施例に係る変圧変流器の配線図である。 本発明の実施例に係る変圧変流器の内部構造（コイルと高圧一次導体、コアの関係）を示す、ブラケットを除いた簡略図である。 本発明の他の実施例に係る変圧変流器の内部構造（コイルと高圧一次導体、コアの関係）を示す、ブラケットを除いた簡略図である。 本発明の実施例に係る変圧変流器を外装箱体に格納した状態を示す説明図である。 本発明の実施例に係る変圧変流器を他の外装箱体に格納した状態を示す説明図である。 本発明の実施例に係る変圧変流器を格納した外装箱体の（ａ）正面図、（ｂ）右側面図である。

以下に本発明の実施例に係る変圧変流器を説明する。尚、本発明は以下の実施例の構成に限定されるものではなく、本発明が開示する技術的思想の範囲内において、種々の変形、設計変更等した構成にも及ぶ。

本発明の実施例に係る変圧変流器１は、三相回路において用いる変圧変流器１であり、その外観を図１及び図２、内部構造の一部を図３から図５に示すように、第一コア２２と、第二コア３２と、高圧一次導体と、これらに接続される所定のコイル（１次コイル２００、２１０、３００、３１０、２次コイル２０１、２１１、３０１、３１１）及び導線と、これらを絶縁するエポキシ樹脂材１６を有する。

前記高圧一次導体は、第一コア２２及び第二コア３２との間に配置される。即ち、前記第一コア２２は、前記高圧一次導体の上方、前記第二コア３２は当該高圧一次導体の下方に配置されることとなる。

高圧一次導体は、三相交流に対応した各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の端子として設けられる。本実施例においては、中央に長尺のＶ相端子１２を設け、左右にＵ相の電源側一次端子１０及び負荷側の一次端子１１、右側にＷ相の電源側一次端子１３及び負荷側の一次端子１４を夫々配置した構成である。

前記第一コア２２は、変流器側に設置されるコアである。当該第一コア２２は、鉄心であり、平行する二本の脚部を有する平面視矩形状の一体型コアの二基（即ち、一体型コア２２ａ及び２２ｂ）を左右に密着して配置してある。
当該第一コアには固定用の固定孔を穿設してあり、固定金具５及び固定螺子５０を用いて、左右の一体型コア２２ａ及び２２ｂの密着状態を保持固定した構成である。

当該構造によって、第一コア２２は、一体型コア２２ａの左側脚からなる左側脚２２Ｃと、２２ｂの右側脚からなる右側脚２２Ｄと、一体型コア２２ａの右側脚及び２２ｂの左脚部が当接配置されてなる中央脚２２Ｅを備えた構成である。

上記構成を有する第一コア２２の左側脚２２Ｃには二次コイル２０１を内側、一次コイル２００を外側として巻回した巻線部を備える。また右側脚２２Ｄには、二次コイル２１１を内側、一次コイル２１０を外側として巻回した巻線部を備える。

夫々の当該一次コイル２００、２１０と二次コイル２０１、２１１との間は絶縁体である前記エポキシ樹脂材１６が介在する。

一次コイル２００、２０１の端部のうち電源側となる端部には電源側接続端子２０２、２１２が固着されている。また負荷側となる端部には負荷側接続端子２０３、２１３が固着されている。また二次コイル２０１、２１１の両端部は、後記詳述するように、夫々二次側接続端子に結線されている。

上記構成によって、図１に一点鎖線で示すように、上部に二基の変流器（以下、第一変流器２０、第二変流器２１という。）の構造が形成される。当該第一変流器２０及び第二変流器２１の各構成は、一般的な変圧変流器における変流器とは反転した構造となる。

前記第二コア３２は変圧器側のコアである。当該第二コア３２は、鉄心であり、上記第一コア２２と同様に、平行する二本の脚部を有する平面視矩形状の一体型コアの二基（即ち、一体型コア３２ａ及び３２ｂ）を左右に密着して配置してある。当該第二コア３２は、締付バンド４を用いて、左右の一体型コア３２ａ及び３２ｂの密着状態を保持固定した構成である。

当該構造によって、第二コア３２は、一体型コア３２ａの左側脚からなる左側脚３２Ｃと、３２ｂの右側脚からなる右側脚３２Ｄと、一体型コア３２ａの右側脚及び３２ｂの左脚部が一体とされた広幅の中央脚３２Ｅとを有する。

第二コア３２の左側脚３２Ｃには、二次コイル３０１を内側、一次コイル３００を外側として巻回した巻線部を備える。また右側脚３２ｄには、二次コイル３２１を内側、一次コイル３２０を外側として巻回した巻線部を備える。
当該一次コイル３００、３２０と二次コイル３０１、３２１との間は絶縁体である前記エポキシ樹脂材１６が介在する。

当該構成によって、図１に二点鎖線で示すように、左右に並列した二基の変圧器（以下、第一変圧器３０、第二変圧器３１という。）の構造が形成される。

二次側の配線が接続される各二次側接続端子は利便性を向上させる観点から、外側面に設けた端子台１５０に雌螺子を有する埋金として配置される。端子台１５０には検定封印及び防塵用のカバー１５１を設けることで、二次端子ボックス１５ａとして構成してある。
前記雌螺子は前記端子台１５０の外面に開口し、雄螺子と螺合による接続が可能としてある。

前記二次側接続端子は、第一変圧器３０及び第二変圧器３１におけるｕ相、ｖ相、ｗ相の各二次側接続端子Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と、第一変流器２０及び第二変流器２１におけるｕ相、ｗ相の二次側を接続するための二次側接続端子ｋｕ、ｋｗ、ｌｕ、ｌｗと、アース用端子ｅが設けられている。

図３から図５に示すように、Ｕ相の電源側一次端子１０とＶ相の一次端子１２に、前記第一変圧器３０（ＶＴ１）の一次コイル３００の両端となる一次側接続端子（Ｕ相及びＶ相の一次側接続端子）が接続される。そして当該第一変圧器３０（ＶＴ１）の二次コイル３０１の各端部は、前記二次端子ボックス１５ａ内の二次側接続端子（ｕ相及びｖ相の二次側接続端子Ｐ１、Ｐ２）へ接続される。

またＶ相一次端子１２とＷ相電源側一次端子１３に前記第二変圧器３１（ＶＴ２）の一次側端子（Ｖ相及びＷ相の一次端子Ｐ２、Ｐ３）が接続される。
そして当該第二変圧器３１（ＶＴ２）の二次コイル３１１の各端部は、前記二次端子ボックス１５ａ内の二次側接続端子（ｖ相及びｗ相の二次側接続端子）へ接続される。

一方前記図３から図５に示すように、Ｕ相の電源側一次端子１０に対して前記第一変流器２０における一次コイル２００の電源側一次端子２０２が接続され、負荷側Ｕ相一次端子１１に対して当該変流器ＣＴ１の負荷側の一次端子２０３が接続される。
即ち、第一変流器２０（ＣＴ１）の電源側一次端子２０２及び負荷側一次端子２０３は、一般の変圧変流器の構成とは異なり、その上下が反転した状態した配置として構成され、前記第一変圧器３０（ＶＴ１）と当該第一変流器２０（ＣＴ１）との間に高圧一次導体（Ｕ相一次端子１０、１１とＶ相一次端子１２）が配置される構成となる。また当該第一変流器２０（ＣＴ１）の二次側巻線の各端部が前記二次端子ボックス内の二次側接続端子（ｋｕ、ｌｕ）へ接続される。

またＷ相の電源側一次端子１３に対して前記第二変流器２１（ＣＴ２）の電源側一次端子２１２が接続され、Ｗ相の負荷側一次端子１４に対して当該第二変流器２１（ＣＴ２）の負荷側一次端子２１３が接続される。
即ち、第二変流器２１（ＣＴ２）の電源側一次端子２１２及び負荷側一次端子２１３においても、その上下が反転した状態した配置として構成され、前記第二変圧器３１（ＶＴ２）と当該第二変流器２１（ＣＴ２）との間に高圧一次導体（Ｗ相一次端子１２とＶ相一次端子１３、１４）が配置される構成となる。

また当該第二変流器２１（ＣＴ２）の二次コイル２１１の両端部が前記二次端子ボックス１５ａ内の二次側接続端子（ｋｗ、ｌｗ）へ接続される。また、前記第一変流器２０（ＣＴ１）及び第二変流器２１（ＣＴ２）のグランド線が前記二次端子ボックス１５ａ内のアース用端子ｅへ接続される。

そしてこれらの結線がなされた状態で、各一次端子の一方の先端が外部に露出した状態で充填されたエポキシ樹脂材１６によって被覆され、各構成部材相互（即ち、第一コア２２及び第二コア３２の一部、一次コイル２００、２１０、３００、３１０と二次コイル２０１、２１１、３０１、３１１、各一次側接続端子２０２、２０３、２１２、２１３、二次側接続端子Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、ｋｕ、ｋｗ、ｌｕ、ｌｗ、ｅ）の絶縁状態が保持される。

また、上記構成によって、高圧一次導体を前記各変流器２０、２１と各変圧器３０、３１との間に配置して結線がされた状態で前記樹脂モールドにより一体としたことから、各変流器２０、２１及び各変圧器３０、３１と剥き出しの高圧一次導体を結線、被覆する必要がなく、設置時の処理が非常に容易となる。

また、外装箱体７内へ格納する際には、本発明の変圧変流器１が、高圧一次導体を前記各変流器２０、２１と各変圧器３０、３１との間に配置して結線がされた状態で絶縁樹脂により一体とした構成であり、高圧一次導体１０、１１、１２、１３、１４が中央に位置する構成であるため、当該変圧変流器１の上下の方向性を問わず、外装箱体の形状に幅広く対応して、コンパクトに格納することができる。このため、例えば図７に示すように、横方向へ高圧一次導体を案内させることもできるし、図８に示すように、斜め下方へ高圧一次導体を案内させる他の外装箱体７内等にも格納することができる。

また、上記実施例においては、第一変流器２０及び第二変流器２１における一次コイル２００、２１０と高圧一次導体１０、１１、１３、１４との接続を、当該一次コイル２００、２１０に直付けした電源側一次端子２０２、２１２、負荷側一次端子２０３、２１３を、直接、当該高圧一次導体に固着した構成としている。
反転した第一変流器２０及び第二変流器２１を直接高圧一次導体に固着するに際し、取付性及び距離の短縮化を図るべく、電源側一次端子２０２、２１２、負荷側一次端子２０３、２１３はＬ型金具としてある。

更に、本実施例においては、一次コイル２００、２１０をエッジワイズコイルとしてあるため、電源側一次端子２０２、２１２、負荷側一次端子２０３、２１３との固着をより安定したものとすることができる。
当該構成によって、組立工程の効率化、変圧変流器の小型化、及び長期に亘る耐久性能の向上を更に図ることができる。

上記実施例に係る変圧変流器における変流器の定格一次電流／定格二次電流値が、５０Ａ／５Ａのものを用いており、当該定格電流値に対応する一定比率の定格電流値において性能の保証が可能である。
しかしながら、本発明においては、上記実施例に限定されるものではなく、例えば定格一次電流／定格二次電流が２０Ａ／５Ａのものや、それ以外のものを使用することもできるし、多数の定格一次電流／定格二次電流に対応した広範囲一次電流定格の変流器を使用することもできる。特に当該広範囲一次電流定格の変流器を用いることによっては、より本願発明における変流器の性能が保証される定格電流値を増加させることができる。

また、上記実施例においては、第一コア２２を二基の一体型コア２２ａ、２２ｂからなる構成、第二コア３２についても二基の一体型コア３２ａ、３２ｂからなる構成としたが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、例えば、図６に示すように、三本の脚部（左側脚６０、中央脚６１、右側脚６２）を有する一体型コア６を単独で用いた構成とすることもできる。

当該三本の脚部を有する一体型コア６を単独で用いた構成は、第一コア２２、第二コア３２のいずれであっても適用できるし、第一コア２２、第二コア３２の双方を当該三本の脚部６０、６１、６２を有するコア６とした構成とすることもできる。

また、その他、第一コア２２、第二コア３２のいずれにおいても、上記実施例１の第二コアの形状を、Ｅ型のカットコア、或いはＥ型とＩ型の積みコアを組み合わせ、締付手段若しくは固定手段を用いて一体とすることもできる。

また、第一コア２２、第二コア３２の形状を共通化することで、共通した一つの形状のコアを変圧変流器１に用いることができるため、製品コストの低廉化を図ることができる。

また上記実施例１においては、二基の一体型コアを締付バンドを用いて固定した構成としているが、これに代えてコアに固定用の係合穴を穿設し、当該係合穴に対応する係合手段を用いることにより固定することもできる。

また、上記実施例においては、二つの変流器２０、２１についてコア（第一コア２２）を共通として使用しているが、本発明は当該事項に限定されるものではなく、各変流器２０、２１が独立した異なるコアを有するものとすることもできる。
一方で、上記実施例のように二つの変流器についてコアを共通として使用することによって、部品の共通化・管理の容易化に伴う製造コストの低廉化、変圧変流器全体のサイズのコンパクト化を図ることができる。

また上記実施例においては、一次コイル２００、２１０をエッジワイズコイルとしているが本発明は上記コイルに限定されず、公知の種々のコイルを用いることができる。

１ 変圧変流器
１０ 電源側Ｕ相端子（高圧一次導体）
１１ 負荷側Ｕ相端子（高圧一次導体）
１２ Ｖ相端子（高圧一次導体）
１３ 電源側Ｗ相端子（高圧一次導体）
１４ 負荷側Ｗ相端子（高圧一次導体）
１５ａ 二次端子ボックス
１５０ 端子台
１５１ カバー
１６ エポキシ樹脂材
１７ ブラケット
２０ 第一変流器（ＣＴ１）
２００ 一次コイル
２０１ 二次コイル
２０２ 電源側一次端子
２０３ 負荷側一次端子
２１ 第二変流器（ＣＴ２）
２１０ 一次コイル
２１１ 二次コイル
２１２ 電源側一次端子
２１３ 負荷側一次端子
２２ 第一コア
２２ａ 一体型コア
２２ｂ 一体型コア
２２Ｃ 左脚部
２２Ｄ 右脚部
２２Ｅ 中央脚部
３０ 第一変圧器（ＶＴ１）
３００ 一次コイル
３０１ 二次コイル
３１ 第二変圧器（ＶＴ２）
３１０ 一次コイル
３１１ 二次コイル
３２ 第二コア
３２ａ 一体型コア
３２ｂ 一体型コア
３２Ｃ 左脚部
３２Ｄ 右脚部
３２Ｅ 中央脚部
４ 締付バンド
５ 固定金具
５０ 固定螺子
６ 一体型コア
６０ 左側脚
６１ 中央脚
６２ 右側脚
７ 外装箱体
ｅ アース用端子
ｋｕ 二次側接続端子
ｋｗ 二次側接続端子
ｌｕ 二次側接続端子
ｌｗ 二次側接続端子
Ｐ１ ｕ相二次端子
Ｐ２ ｖ相二次端子
Ｐ３ ｗ相二次端子

Claims (4)

1. 変圧器と変流器を絶縁性樹脂で一体に保持される変圧変流器において、高圧一次導体が前記変流器と変圧器との間に配置され、前記絶縁性樹脂で一体に保持されたことを特徴とする変圧変流器。
2. 前記変圧器と変流器の一次側接続端子を、夫々前記高圧一次導体側に対向して配置したことを特徴とする請求項１記載の変圧変流器。
3. 中央部に前面から後面へ貫通する一の高圧一次導体である端子と、電源側と負荷側となる他の高圧一次導体である端子を前記一の高圧一次導体である端子の左右側方に備え、
   当該電源側と負荷側となる端子間の上方には、当該端子に対して接続される一次側接続端子を下方に向けて配置される変流器を備え、
   当該電源側と負荷側となる端子間の下方には、当該端子及び前記一の高圧一次導体である端子に接続される一次側接続端子を上方に向けて配置される変圧器を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の変圧変流器。
4. 請求項１、２又は３に記載の変圧変流器を外装箱体内に保持してなることを特徴とする変圧変流器。

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