JP2021086867A

JP2021086867A - 真空コンデンサ形計器用変圧器

Info

Publication number: JP2021086867A
Application number: JP2019212776A
Authority: JP
Inventors: 修竹谷; Osamu Takeya
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2019-11-26
Filing date: 2019-11-26
Publication date: 2021-06-03

Abstract

【課題】電磁力を遮蔽して高精度の測定が可能なコンデンサ形計器用変圧器を提供する。【解決手段】真空コンデンサ形計器用変圧器は、一次側の真空コンデンサ１３と二次側のコンデンサとを備える。この真空コンデンサ１３の真空容器２内には、それぞれ結合された高圧部６・接地部７・分圧部８を備えている。この高圧部６と接地部７とは絶縁筒９で絶縁されている一方、接地部７と分圧部８とは絶縁筒１０で絶縁されている。この接地部７は、分圧部８を覆う接地筒７ｂを備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、一次側の主コンデンサと二次側の分圧コンデンサとの分圧により電圧を計測するコンデンサ形計測器用変圧器に関する。

周知のように計器用変圧器（ＶＴ：ＶｏｌｔａｇｅＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ）は、分圧回路により高電圧を安全な電圧に変換させ、電圧計などの計測器や保護継電器などに入力するために使用される。計器用変圧器には巻線形・コンデンサ形・抵抗形などいくつかの方式が使用されている。

コンデンサ形計器用変圧器（ＣＶＴ）は、コンデンサ分圧を利用した計器用変圧器として定義され、一次線路側端子と分圧点（分圧部）の間の主コンデンサと、分圧点と接地部との間の分圧コンデンサとを備え、分圧コンデンサに直接又は共振リアクトルを通して、並列に接続して使用するＣＶＴの変圧機（ＣＶＴ変圧器）により分圧電圧を得られるように構成されている。このコンデンサ形計器用変圧器について特許文献１〜３が公知となっている。

特開２００４−１１７３１０特開２０１１−５４７９６特開２０１９−１２１７３９

従来のコンデンサ形計器用変圧器は、分圧部が金属に覆われていないため、外部からの電磁波が分圧部に影響し、高精度な計測が困難なおそれがある。一方、高精度計測のために分圧部を外面に対し別途金属で覆った構造とすると、外径方向の小型化と高耐電圧化とを両立することが困難な場合がある。

本発明は、このような従来の問題を解決するためになされ、電磁力を遮蔽して高精度の測定が可能な小型のコンデンサ形計器用変圧器を提供することを解決課題としている。

（１）本発明は、一次側の真空コンデンサと二次側のコンデンサとを備え、前記両コンデンサの分圧により電圧計測するコンデンサ形の計測器用変圧器であって、
前記一次側の真空コンデンサの真空容器内は、それぞれ結合された高圧部・接地部・分圧部を備え、
前記高圧部と前記接地部とは第１の絶縁筒で絶縁されている一方、前記接地部と前記分圧部とは第２の絶縁筒で絶縁され、
前記接地部は、前記分圧部を覆う接地筒を備えることを特徴とする。

（２）本発明の一態様において、
前記接地部は、前記第１の絶縁筒により前記高圧部と絶縁された接地電極と、該接地電極に接続された前記接地筒とを備え、
前記分圧部は、前記接地筒内に配置された分圧電極と、該分圧電極と接続された分圧端子とを備え、
前記分圧電極および前記分圧端子が、前記接地筒に覆われていることを特徴とする。

（３）本発明の他の態様において、
前記真空容器の外周は、前記第１の絶縁筒および前記接地筒により閉塞されていることを特徴とする。

（４）本発明のさらに他の態様において、
前記接地筒の径は、前記第１の絶縁筒の径よりも大きいことを特徴とする。

（５）本発明のさらに他の態様において、
前記高圧部は、前記第１の絶縁筒の一端開口部を閉塞する高圧端子と、該高圧端子に接続されて前記絶縁筒内に配置される高圧電極とを備え、
前記高圧端子に高圧シールドを設けたことを特徴とする。

（６）本発明のさらに他の態様において、
前記接地電極は、前記高圧電極側に突出した先端がリング状に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、電磁力を遮蔽して高精度の測定が可能な小型のコンデンサ形計器用変圧器を提供することが可能となる。

本発明の実施形態に係る真空コンデンサ形計器用変圧器を示す側面図。同真空容器内の構成を示す縦断面図。

以下、本発明の実施形態に係る真空コンデンサ形計器用変圧器を説明する。この真空コンデンサ形計器用変圧器は、一次側の真空コンデンサ（主コンデンサ）と二次側のコンデンサ（分圧コンデンサ）とを備え、両コンデンサの分圧により電圧を計測する。

≪構成例≫
（１）図１に基づき前記真空コンデンサ形計器用変圧器の構成例を説明する。図１中の１は前記真空コンデンサ形計器用変圧器を示し、一次側の真空コンデンサの真空容器（接地側）２と筺体５とを備えている。

また、特許文献１，２と同様に並列接続して使用されるコンデンサ形計器用変圧器の変圧器および変圧器の出力を必要な出力形態に変換する変成装置部を併せて備えているものとする。

この変成装置部は、前記両コンデンサの静電容量比からなる測定電圧を電圧として出力することができる。なお、筺体５内には出力端子３および二次側のコンデンサ４が収容され、コンデンサ４には例えばフィルムコンデンサや真空コンデンサなどが用いられる。

（２）図２に基づき真空容器２の詳細を説明する。この真空容器２に一次側の真空コンデンサ（ＶＣ：ＶａｃｕｕｍＣａｐａｃｉｔｏｒ）１３が構成され、セラミック製の絶縁筒９と、絶縁筒９の一方の開口端部にろう付け接合される高圧端子６ａと、高圧端子６ａに接続された高圧電極６ｂと、高圧電極６ｂに設けられた円盤状の高圧シールド６ｃと、絶縁筒９の他方の開口端部にろう付け接合される接地部７とを備えている。この高圧端子６ａは一次線路側に接続され、絶縁筒９の一方の開口部を閉塞している
ここでは真空容器２内は高圧部６，接地部７・分圧部８に区分され、それぞれがろう付けで接合されて真空状態となっており、高圧部６と接地部７とが絶縁筒９で絶縁され、接地部７と分圧部８とが内部絶縁筒１０で絶縁され、高圧部６には前述の高圧端子６ａ・高圧電極６ｂ・高圧シールド６ｃが含まれる。

接地部７は、絶縁筒９により絶縁された接地電極７ａと、接地電極７ａと接合された接地筒７ｂと、接地筒７ｂと接合された接地端子７ｃとを備え、接地電極７ａの先端がリング状に形成されている。また、接地筒７ｂの径は絶縁筒９の径よりも大きく形成されているため、真空容器２の外周は段差縮径状を呈し、接地筒７ｂおよび絶縁筒９により真空容器２の外周が閉塞されている。

分圧部８は、接地筒７ｂ内に配置された分圧電極８ａと、分圧電極８ａと接続された分圧端子８ｂとを備え、内部絶縁筒１０により分圧電極８ａと接地端子７ｃとが絶縁されている。ここでは分圧電極８ａおよび分圧端子８ｂは接地筒７ｂ内に配置され、分圧部８（分圧電極８ａ，分圧端子８ｂ）が接地筒７ｂによって覆われて構成されている。

≪作用効果≫
前述のように構成された前記真空コンデンサ形計器用変圧器１によれば、次の作用効果が得られる。

（１）真空容器２内に配置された高圧部６・接地部７・分圧部８は、絶縁筒９と内部絶縁筒１０とによりそれぞれ絶縁され、分圧部８が接地筒７ｂによって覆われている。これにより真空容器２の外部からの電磁波の侵入を小さく抑えることができ、電磁波を遮蔽して高精度の計測が可能となる。

その結果、分圧部８を外面に対して別途金属で覆った構造とする必要が無く、小型で大きな静電容量が得られて高電圧の電磁破による影響を抑制し、この点で小型化と高耐電圧化の両立が可能となる。

（２）特に高圧電極６ｂに円盤状の高圧シールド６ｃを設けることにより、真空容器２外部からの分圧部８への影響をさらに小さくし、より高精度の測定を可能としている。

（３）また、接地電極７ａの先端がリング状に形成されていることで電界強度が高くなり、放電時に放電アークを高圧電極６ｂと接地電極７ａとに生じさせ、分圧部８から放電アークを遠ざけることで、高電圧にならないようにできる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載された範囲内で変形して実施することができる。例えば高圧端子６ａの外周にＯリングなどのシール材を設けてもよく、また高圧電極６ｂに高圧シールド６ｃは必ず設ける必要はないものとする。

１…真空コンデンサ形計器用変圧器
２…真空容器
３…出力端子
４…二次側のコンデンサ
５…筺体
６…高圧部
６ａ…高圧端子
６ｂ…高圧電極
６ｃ…高圧シールド
７…接地部
７ａ…接地電極
７ｂ…接地筒
７ｃ…接地端子
８…分圧部
８ａ…分圧電極
８ｂ…分圧端子
９…絶縁筒（第１の絶縁筒）
１０…内部絶縁筒（第２の絶縁筒）
１３…一次側の真空コンデンサ

Claims

一次側の真空コンデンサと二次側のコンデンサとを備え、前記両コンデンサの分圧により電圧計測するコンデンサ形の計測器用変圧器であって、
前記一次側の真空コンデンサの真空容器内は、それぞれ結合された高圧部・接地部・分圧部を備え、
前記高圧部と前記接地部とは第１の絶縁筒で絶縁されている一方、前記接地部と前記分圧部とは第２の絶縁筒で絶縁され、
前記接地部は、前記分圧部を覆う接地筒を備えることを特徴とするコンデンサ形計器用変圧器。
前記接地部は、前記第１の絶縁筒により前記高圧部と絶縁された接地電極と、該接地電極に接続された前記接地筒とを備え、
前記分圧部は、前記接地筒内に配置された分圧電極と、該分圧電極と接続された分圧端子とを備え、
前記分圧電極および前記分圧端子が、前記接地筒に覆われていることを特徴とする請求項１記載のコンデンサ形計器用変圧器。
前記真空容器の外周は、前記第１の絶縁筒および前記接地筒により閉塞されていることを特徴とする請求項１または２記載のコンデンサ形計器用変圧器。
前記接地筒の径は、前記第１の絶縁筒の径よりも大きいことを特徴とする請求項１または２記載のコンデンサ形計器変圧器。
前記高圧部は、前記第１の絶縁筒の一端開口部を閉塞する高圧端子と、該高圧端子に接続されて前記絶縁筒内に配置される高圧電極とを備え、
前記高圧端子に高圧シールドを設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のコンデンサ形計器用変圧器。
前記接地電極は、前記高圧電極側に突出した先端がリング状に形成されていることを特徴とする請求項２記載のコンデンサ形計器変圧器。