JP3243821U

JP3243821U - 負荷試験機

Info

Publication number: JP3243821U
Application number: JP2023002646U
Authority: JP
Inventors: 睦濱田
Original assignee: ハマダ電設株式会社
Priority date: 2023-07-25
Filing date: 2023-07-25
Publication date: 2023-09-22
Anticipated expiration: 2033-07-25

Abstract

【課題】カムスイッチを操作することにより定格電圧の異なる三相交流発電機及び単相交流発電機の負荷試験を容易に実施可能であり、しかも発電機を接続する端子部の数が最小限に抑えられて、現場における接続作業のミスやそれによるショート事故を防止することができる負荷試験機を提供する。【解決手段】６つの抵抗器Ｒ１～Ｒ６と、発電機が接続される３つの端子部Ｕ、Ｖ、Ｗと、これらの接続状態をそれぞれ定格電圧の異なる三相交流発電機及び単相交流発電機の負荷試験に適した３パターンの接続状態の何れかに切り替え可能とするカムスイッチと、を備えることを特徴とする。【選択図】図４

Description

本考案は、発電機の負荷試験に用いられる負荷試験機に関する。

従来、発電機の負荷試験に用いられる負荷試験機は、試験対象が三相交流発電機であるか、単相交流発電機であるかに応じて、その都度、抵抗器を接続する配線をやり直すものであり、その配線のやり直し作業は煩わしく、配線作業のミスにより試験に失敗することがある。特に同じ現場内で相互に定格電圧の異なる三相交流発電機や単相交流発電機が混在する場合には、現地での配線の変更作業や確認作業に時間を取られて、業務効率が著しく損なわれることがある。これに対して、抵抗器の接続をロータリースイッチで切り替えることにより、定格電圧の異なる三相交流発電機と単相交流発電機の負荷試験に対応する負荷試験機が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許第５３９５３１６号公報

しかしながら、上記の負荷試験機は、内部の配線構造が複雑であるうえ、発電機を接続するための端子部の数が多く、発電機の種類に応じて接続する端子部が異なり、或いは接続の仕方が一義的に定められるものではなく、接続作業においてミスを生じる可能性がある。特に単相交流発電機を試験する際には、接続ミスによりショートして事故や作業中断に繋がることが懸念される。これでは作業員が戸惑いを感じて作業に安心して取り組むことができない。

上記事情に鑑みて、本考案は、発電機の負荷試験に用いられる負荷試験機において、内部の配線構造を簡素化すると共に、発電機を接続するための接続端子の数を最小限に抑えて、現場における接続作業のミスやそれによるショート事故や作業中断を防止して、作業員の戸惑いを解消することを目的とする。

請求項１記載の考案は、
負荷試験が行われる発電機を接続するためのＵ相端子部、Ｖ相端子部及びＷ相端子部（３つの端子部）と、第１抵抗器乃至第６抵抗器（６つの抵抗器）を有する抵抗器ユニットと、前記６つの抵抗器の接続状態を予め設定されている３パターンの負荷試験用の接続状態の何れかに切り替え可能であるカムスイッチと、を備える負荷試験機において、
前記３パターンの負荷試験用の接続状態は、
前記Ｕ相端子部に一方の端子を接続される第１並列合成抵抗器が第１抵抗器と第２抵抗器を並列に接続することにより形成され、前記Ｖ相端子部に一方の端子を接続される第２並列合成抵抗器が第３抵抗器と第４抵抗器を並列に接続することにより形成され、前記Ｗ相端子部に一方の端子を接続される第３並列合成抵抗器が第５抵抗器と第６抵抗器を並列に接続することにより形成され、且つ前記第１並列合成抵抗器、前記第２並列合成抵抗器及び前記第３並列合成抵抗器の他方の端子同士が相互に接続される第一の接続状態と、
前記Ｕ相端子部に一方の端子を接続される第１直列合成抵抗器が前記第１抵抗器と前記第２抵抗器を直列に接続することにより形成され、前記Ｖ相端子部に一方の端子を接続される第２直列合成抵抗器が前記第３抵抗器と前記第４抵抗器を直列に接続することにより形成され、前記Ｗ相端子部に一方の端子を接続される第３直列合成抵抗器が前記第５抵抗器と前記第６抵抗器を直列に接続することにより形成され、且つ前記第１直列合成抵抗器、前記第２直列合成抵抗器及び前記第３直列合成抵抗器の他方の端子同士が相互に接続される第二の接続状態と、
前記３つの端子部のうち何れか一つの特定の端子部に一方の端子を接続される第４直列合成抵抗器が前記第１抵抗器と前記第２抵抗器を直列に接続することにより形成され、前記特定の端子部に一方の端子を接続される第５直列合成抵抗器が前記第３抵抗器と前記第４抵抗器を直列に接続することにより形成され、前記特定の端子部に一方の端子を接続される第６直列合成抵抗器が前記第５抵抗器と前記第６抵抗器を直列に接続することにより形成され、且つ前記特定の端子部以外の２つの端子部のうち何れか一つの他の特定の端子部に前記第４直列合成抵抗器、前記第５直列合成抵抗器及び前記第６直列合成抵抗器の他方の端子が接続され、残り１つの端子部は前記特定の端子部及び前記他の特定の端子部の何れにも通電しないように接続が切断されている第三の接続状態と、の３パターンからなることを特徴とする負荷試験機
を提供する。

本考案に係る負荷試験機によれば、カムスイッチを操作することにより定格電圧の異なる三相交流発電機及び単相交流発電機の負荷試験を容易に実施可能であり、しかも発電機を接続する端子部の数が最小限に抑えられて、現場における接続作業のミスやそれによるショート事故を防止することができる。

本考案の実施形態に係る負荷試験機の正面図。負荷試験機の側面図。負荷試験機の平面図。負荷試験機の回路を示す図。回路の接続状態を設定するカムスイッチの構成図。第一の接続状態（２００Ｖの三相交流発電機の負荷試験用）に設定された回路を示す図。第一の接続状態に設定された第１抵抗器ユニットの接続状態を示す回路図。第二の接続状態（４００Ｖの三相交流発電機の負荷試験用）に設定された回路を示す図。第二の接続状態に設定された第1抵抗器ユニットの接続状態を示す回路図。第三の接続状態（単相交流発電機の負荷試験用）に設定された回路を示す図。第三の接続状態に設定された第1抵抗器ユニットの接続状態を示す回路図。。

（負荷試験機）
本考案の実施形態に係る負荷試験機１について図面を参照しながら説明する。負荷試験機１は、三相交流発電機及び単相交流発電機の負荷試験に用いるもので、図１～３に示すように、キャスターＣで移動可能に支持されて、後述する複数の抵抗器ユニットＵＮ_１～ＵＮ_４（図４）を内蔵する箱形のハウジングＨと、ハウジングＨの上部に設けられる箱形の接続盤Ｂと、接続盤Ｂの上面に設けられる端子台ＴＢ及びサーキットブレーカＣＢ_１～ＣＢ_４と、接続盤Ｂの内部に本体部が内蔵されて外部にロータリー式の操作部Ｏ_１、Ｏ_２が露出する２つのカムスイッチＣＳ_１、ＣＳ_２を備える。

（端子部Ｕ、Ｖ、Ｗ）
端子台ＴＢは、負荷試験が行われる発電機を接続するための３つの端子部、具体的にはＵ相端子部（端子部Ｕ）、Ｖ相端子部（端子部Ｖ）及びＷ相端子部（端子部Ｗ）を備え、発電機からの電流がサーキットブレーカＣＢ_１～ＣＢ_４を介して各抵抗器ユニットＵＮ_１～ＵＮ_４（図４）に分配通電される。図１、３において、端子部とサーキットブレーカの接続を一点鎖線で模式的に表す。サーキットブレーカと抵抗器ユニットの接続は図示省略する。なお、三相交流発電機の負荷試験には３つの端子部Ｕ、Ｖ、Ｗを全て用いて、単相交流発電機の負荷試験には端子部Ｕ、Ｗのみを用いる。

（抵抗器ユニットＵＮ_１～ＵＮ_４及び抵抗器Ｒ_１～Ｒ_６）
図４は、負荷試験機の回路図である。この回路には、端子部Ｕ、Ｖ、Ｗに接続される発電機に試験用負荷を与える第１乃至第４抵抗器ユニットＵＮ_１～ＵＮ_４が配設されている。各抵抗器ユニットは、それぞれ第１抵抗器Ｒ_１、第２抵抗器Ｒ_２、第３抵抗器Ｒ_３、第４抵抗器Ｒ_４、第５抵抗器Ｒ_５、第６抵抗器Ｒ_６（６つの抵抗器）を有する。これらの抵抗器は、回路内に配設される多数のスイッチが適宜開閉（ＯＮ／ＯＦＦ）されることにより、予め設定されている下記３パターンの負荷試験用の接続状態のうち何れかの接続状態に設定可能とされている。

抵抗器ユニットＵＮ_１、ＵＮ_２の６つの抵抗器は何れも定格容量１．５ｋｗ、抵抗器ユニットＵＮ_３、ＵＮ_４の６つの抵抗器は何れも定格容量１ｋｗに設定されている。なお、図１において、符号Ｆは、抵抗器ユニットの熱を外部に放熱するためのフィンである。但し負荷試験機１にはフィンＦからの放熱を促すための冷却用ファンは設けられていないため、負荷試験機１とは別体のファンを用意する必要がある。なお、負荷試験機１においてファンの駆動電源を確保することにより、ファンを一体的に設けることにしても良い。

（カムスイッチＣＳ_１、ＣＳ_２）
２つのカムスイッチＣＳ_１、ＣＳ_２には、図５に示すように、負荷試験機の回路のスイッチ接点が配置構成されている。負荷試験の対象となる発電機の種類に応じて操作部Ｏ_１、Ｏ_２を図５下方の「三相２００Ｖ」、「三相４００Ｖ」又は「単相」の何れかに合わせるように回転操作することにより、６つの抵抗器の接続状態は、図６、７に示す定格電圧２００Ｖの三相交流発電機の負荷試験用、図８、９に示す定格電圧４００Ｖの三相交流発電機の負荷試験用、又は図１０、１１に示す単相交流発電機の負荷試験用の何れかに切り替えられる。図５において閉じられるスイッチ接点は、円形又は長円形で囲まれている。

（三相２００Ｖの交流発電機を負荷試験の対象とする第一の接続状態）
２つのカムスイッチＣＳ_１、ＣＳ_２の操作部Ｏ_１、Ｏ_２を、図５の「三相２００Ｖ」に合わせると、図６に示すように、抵抗器ユニットＵＮ_１、ＵＮ_２に係るスイッチ接点１２‐１１、１４‐１３、２１‐２２、５３‐５４、６１‐６２、及び１２１‐１２２と、抵抗器ユニットＵＮ_３、ＵＮ_４に係るスイッチ接点６４‐６３、７２‐７１、７３‐７４、１１１‐１１２、１１３‐１１４、及び１２３‐１２４が閉じられることにより、定格電圧２００Ｖの三相交流発電機の負荷試験に用いられる第一の接続状態に切り替えられる。

具体的には、各抵抗器ユニットＵＮ_１～ＵＮ_４において、第１抵抗器Ｒ_１と第２抵抗器Ｒ_２が並列に接続されて第１並列合成抵抗器ＰＣＲ_１を形成し、第３抵抗器Ｒ_３と第４抵抗器Ｒ_４が並列に接続されて第２並列合成抵抗器ＰＣＲ_２を形成し、第５抵抗器Ｒ_５と第６抵抗器Ｒ_６が並列に接続されて第３並列合成抵抗器ＰＣＲ_３を形成する。そして、図７に示すように、端子部Ｕに第１並列合成抵抗器ＰＣＲ_１の一方の端子が接続され、端子部Ｖに第２並列合成抵抗器ＰＣＲ_２の一方の端子が接続され、第３並列合成抵抗器ＰＣＲ_３の一方の端子が接続され、且つ第１乃至第３並列合成抵抗器ＰＣＲ_１、ＰＣＲ_２、ＰＣＲ_３の他方の端子同士が接続される。図７は、第１抵抗器ユニットＵＮ_１を示しているが、他の抵抗器ユニットＵＮ_２～ＵＮ_４も同様に形成される。

各抵抗器ユニットの抵抗器Ｒ_１～Ｒ_６が上記第一の接続状態に設定された負荷試験機１の端子部Ｕ、Ｖ、Ｗに電線で三相交流発電機のＲ相、Ｓ相、Ｔ相を接続することにより、各抵抗器ユニットにおいて、Ｒ相からの電流が第１抵抗器Ｒ_１と第２抵抗器Ｒ_２を並列接続してなる第１並列合成抵抗器ＰＣＲ_１に通電可能となり、Ｓ相からの電流が第３抵抗器Ｒ_３と第４抵抗器Ｒ_４を並列接続してなる第２並列合成抵抗器ＰＣＲ_２に通電可能となり、Ｔ相からの電流が第５抵抗器Ｒ_５と第６抵抗器Ｒ_６を並列接続してなる第３並列合成抵抗器ＰＣＲ_３に通電可能となる。

（三相４００Ｖの交流発電機を負荷試験の対象とする第二の接続状態）
２つのカムスイッチＣＳ_１、ＣＳ_２の操作部Ｏ_１、Ｏ_２を、図５の「三相４００Ｖ」に合わせると、図８に示すように、抵抗器ユニットＵＮ_１、ＵＮ_２に係るスイッチ接点４３‐４４、５１‐５２、及び１２１‐１２２と、抵抗器ユニットＵＮ_３、ＵＮ_４に係るスイッチ接点１０１‐１０２、１０３‐１０４、及び１２３‐１２４が閉じられることにより、定格電圧４００Ｖの三相交流発電機の負荷試験に用いられる第二の接続状態に設定される。

具体的には、各抵抗器ユニットＵＮ_１～ＵＮ_４において、第１抵抗器Ｒ_１と第２抵抗器Ｒ_２が直列に接続されて第１直列合成抵抗器ＳＣＲ_１を形成し、第３抵抗器Ｒ_３と第４抵抗器Ｒ_４が直列に接続されて第２直列合成抵抗器ＳＣＲ_２を形成し、第５抵抗器Ｒ_５と第６抵抗器Ｒ_６が直列に接続されて第３直列合成抵抗器ＳＣＲ_３を形成する。そして、図９に示すように、端子部Ｕに第１直列合成抵抗器ＳＣＲ_１の一方の端子が接続され、端子部Ｖに第２直列合成抵抗器ＳＣＲ_２の一方の端子が接続され、第３直列合成抵抗器ＳＣＲ_３の一方の端子が接続され、且つ第１乃至第３直列合成抵抗器ＳＣＲ_１、ＳＣＲ_２、ＳＣＲ_３の他方の端子同士が接続される。図９は、第１抵抗器ユニットＵＮ_１を示しているが、他の抵抗器ユニットＵＮ_２～ＵＮ_４も同様に形成される。

各抵抗器ユニットの抵抗器Ｒ_１～Ｒ_６が上記第二の接続状態に設定された負荷試験機１の端子部Ｕ、Ｖ、Ｗに電線で三相交流発電機のＲ相、Ｓ相、Ｔ相を接続することにより、各抵抗器ユニットにおいて、Ｒ相からの電流が第１抵抗器Ｒ_１と第２抵抗器Ｒ_２を直列接続してなる第１直列合成抵抗器ＳＣＲ_１に通電可能となり、Ｓ相からの電流が第３抵抗器Ｒ_３と第４抵抗器Ｒ_４を直列接続してなる第２直列合成抵抗器ＳＣＲ_２に通電可能となり、Ｔ相からの電流が第５抵抗器Ｒ_５と第６抵抗器Ｒ_６を直列接続してなる第３直列合成抵抗器ＳＣＲ_３に通電可能となる。

（単相交流発電機を負荷試験の対象とする第三の接続状態）
２つのカムスイッチＣＳ_１、ＣＳ_２の操作部Ｏ_１、Ｏ_２を、図５の「単相」に合わせると、図１０に示すように、抵抗器ユニットＵＮ_１、ＵＮ_２に係るスイッチ接点２３‐２４、３１‐３２、３３‐３４、及び４１‐４２と、抵抗器ユニットＵＮ_３、ＵＮ_４に係るスイッチ接点８１‐８２、８３‐８４、９１‐９２、及び９３‐９４が閉じられることにより、定格電圧２００Ｖの単相交流発電機の負荷試験に用いられる第三の接続状態に設定される。

具体的には、各抵抗器ユニットＵＮ_１～ＵＮ_４において、第１抵抗器Ｒ_１と第２抵抗器Ｒ_２が直列に接続されて第４直列合成抵抗器ＰＣＲ_４を形成し、第３抵抗器Ｒ_３と第４抵抗器Ｒ_４が直列に接続されて第５直列合成抵抗器ＳＣＲ_５を形成し、第５抵抗器Ｒ_５と第６抵抗器Ｒ_６が直列に接続されて第６直列合成抵抗器ＳＣＲ_６を形成する。そして、図１１に示すように、端子部Ｕに第４乃至第６直列合成抵抗器ＳＣＲ_４、ＳＣＲ_５、ＳＣＲ_６の一方の端子が接続され、端子部Ｗに第４乃至第６直列合成抵抗器ＳＣＲ_４、ＳＣＲ_５、ＳＣＲ_６の他方の端子が接続される。なお、端子部Vは、図１０、１１に示すように、端子部Ｕ、Ｗとは接続が相互に切断されている。図１１は、第１抵抗器ユニットＵＮ_１を示しているが、他の抵抗器ユニットＵＮ_２～ＵＮ_４も同様に形成される。

各抵抗器ユニットの抵抗器Ｒ_１～Ｒ_６が上記第三の接続状態に設定された負荷試験機１の端子部Ｕ、Ｗに電線で単相交流発電機の二つの端子を接続することにより、各抵抗器ユニットにおいて、単相交流発電機からの電流が並列接続された第４直列合成抵抗器ＳＣＲ_４（第１抵抗器Ｒ_１と第２抵抗器Ｒ_２を直列接続したもの）、第５直列合成抵抗器ＳＣＲ_５（第１抵抗器Ｒ_３と第２抵抗器Ｒ_４を直列接続したもの）及び第５直列合成抵抗器ＳＣＲ_５（第５抵抗器Ｒ_５と第６抵抗器Ｒ_６を直列接続したもの）に通電可能となる。なお、端子部Ｕ、Ｗに接続する電線を端子部Vに接続しても、端子部Ｕ、Ｗと端子部Ｖは接続が相互に切断されているため、通電しない。

（負荷試験機１の作用）
上記実施形態の負荷試験機１によれば、カムスイッチＣＳ_１、ＣＳ_２の操作で各抵抗器ユニットによる抵抗負荷を切り替えることにより、定格電圧が異なる二種類の三相交流発電機及び単相交流発電機の負荷試験を一台で実施することができる。また、負荷試験機１では、負荷試験が行われる発電機を接続するための端子部の個数が最小限の３つに抑えられており、接続作業のミスや作業員が戸惑うことが防止される。三相交流発電機の負荷試験においては、３つの端子部Ｕ、Ｖ、Ｗのすべてを用いる一方、単相交流発電機の負荷試験においては、単相交流発電機の二つの端子からの電線を３つの端子部のうち２つの端子部Ｕ、Ｗのみを用いるが、残り１つの端子部Ｖは他の端子部Ｕ、Ｗとは通電しないように接続が切断されており、仮に誤接続することがあってもショート事故は起きない。

（上記実施形態の変形例）
上記実施形態では、サーキットブレーカＣＢ_１～ＣＢ_４をすべて閉じて負荷試験の対象である発電機から４つの抵抗器ユニットＵＮ_１～ＵＮ_４のすべてに通電させるものとして説明したが、サーキットブレーカＣＢ_１～ＣＢ_４を適宜開閉することにより用いる抵抗器ユニットの数（定格容量）を変えて、電圧の異なる発電機の負荷試験を行うようにしても良い。上記実施形態では、抵抗器ユニットＵＮ_１、ＵＮ_２に設けられる抵抗器Ｒ_１～Ｒ_６の定格容量を１．５ｋｗ、抵抗器ユニットＵＮ_３、ＵＮ_４に設けられる抵抗器Ｒ_１～Ｒ_６の定格容量を１ｋｗとしたが、発電機の発電容量に応じて定格容量の異なる抵抗器を採用しても良い。

上記実施形態では、カムスイッチＣＳ_１、ＣＳ_２の操作部Ｏ_１、Ｏ_２の回転操作位置について、「三相２００Ｖ」、「三相４００Ｖ」及び「単相」と表示したが、他の表示を用いることにしても良い。なお、単相交流発電機を端子部に接続する場合において、使用する端子部を明確にして誤接続が防止されるように、端子部Ｕ、Ｗ又は端子部Ｖに表示を追加しても良い。上記のほか、本考案は、その要旨を変更しない範囲で種々の変更をなし得る。

１負荷試験機
Ｂ接続盤
ＣＢ_１サーキットブレーカ
ＣＢ_２サーキットブレーカ
ＣＢ_３サーキットブレーカ
ＣＢ_４サーキットブレーカ
ＣＳ_１カムスイッチ
ＣＳ_２カムスイッチ
Ｈハウジング
Ｒ_１第１抵抗器
Ｒ_２第２抵抗器
Ｒ_３第３抵抗器
Ｒ_４第４抵抗器
Ｒ_５第５抵抗器
Ｒ_６第６抵抗器
ＴＢ端子台
Ｕ端子部（Ｕ相端子部）
Ｖ端子部（Ｖ相端子部）
Ｗ端子部（Ｗ相端子部）
ＵＮ_１第１抵抗器ユニット
ＵＮ_２第２抵抗器ユニット
ＵＮ_３第３抵抗器ユニット
ＵＮ_４第４抵抗器ユニット
ＰＣＲ_１第１並列合成抵抗器
ＰＣＲ_２第２並列合成抵抗器
ＰＣＲ_３第３並列合成抵抗器
ＳＣＲ_１第１直列合成抵抗器
ＳＣＲ_２第２直列合成抵抗器
ＳＣＲ_３第３直列合成抵抗器
ＳＣＲ_４第４直列合成抵抗器
ＳＣＲ_５第５直列合成抵抗器
ＳＣＲ_６第６直列合成抵抗器

Claims

負荷試験が行われる発電機を接続するためのＵ相端子部、Ｖ相端子部及びＷ相端子部（３つの端子部）と、第１抵抗器乃至第６抵抗器（６つの抵抗器）を有する抵抗器ユニットと、前記６つの抵抗器の接続状態を予め設定されている３パターンの負荷試験用の接続状態の何れかに切り替え可能であるカムスイッチと、を備える負荷試験機において、
前記３パターンの負荷試験用の接続状態は、
前記Ｕ相端子部に一方の端子を接続される第１並列合成抵抗器が第１抵抗器と第２抵抗器を並列に接続することにより形成され、前記Ｖ相端子部に一方の端子を接続される第２並列合成抵抗器が第３抵抗器と第４抵抗器を並列に接続することにより形成され、前記Ｗ相端子部に一方の端子を接続される第３並列合成抵抗器が第５抵抗器と第６抵抗器を並列に接続することにより形成され、且つ前記第１並列合成抵抗器、前記第２並列合成抵抗器及び前記第３並列合成抵抗器の他方の端子同士が相互に接続される第一の接続状態と、
前記Ｕ相端子部に一方の端子を接続される第１直列合成抵抗器が前記第１抵抗器と前記第２抵抗器を直列に接続することにより形成され、前記Ｖ相端子部に一方の端子を接続される第２直列合成抵抗器が前記第３抵抗器と前記第４抵抗器を直列に接続することにより形成され、前記Ｗ相端子部に一方の端子を接続される第３直列合成抵抗器が前記第５抵抗器と前記第６抵抗器を直列に接続することにより形成され、且つ前記第１直列合成抵抗器、前記第２直列合成抵抗器及び前記第３直列合成抵抗器の他方の端子同士が相互に接続される第二の接続状態と、
前記３つの端子部のうち何れか一つの特定の端子部に一方の端子を接続される第４直列合成抵抗器が前記第１抵抗器と前記第２抵抗器を直列に接続することにより形成され、前記特定の端子部に一方の端子を接続される第５直列合成抵抗器が前記第３抵抗器と前記第４抵抗器を直列に接続することにより形成され、前記特定の端子部に一方の端子を接続される第６直列合成抵抗器が前記第５抵抗器と前記第６抵抗器を直列に接続することにより形成され、且つ前記特定の端子部以外の２つの端子部のうち何れか一つの他の特定の端子部に前記第４直列合成抵抗器、前記第５直列合成抵抗器及び前記第６直列合成抵抗器の他方の端子が接続され、残り１つの端子部は前記特定の端子部及び前記他の特定の端子部の何れにも通電しないように接続が切断されている第三の接続状態と、の３パターンからなることを特徴とする負荷試験機。