JP3439620B2 - 負荷時タップ切換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、変圧器の電圧を
負荷状態で調整する真空スイッチを使用した負荷時タッ
プ切換器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常の負荷時タップ切換器は切換部が絶
縁媒体中に配置され、絶縁媒体中で負荷電流を開閉する
構成であるが、切換時のアークにより周囲の絶縁媒体が
分解して絶縁媒体が汚染され劣化するので、絶縁媒体が
絶縁油の場合は常時浄油して正常な状態を確保する手段
を付属させて構成されている。絶縁媒体がＳＦ６ガスな
どの絶縁ガスの場合は切換時にガスが分解して劣化する
ガスの分解生成物はガス体のものが多く、吸着剤などで
浄化する方法が採られている。しかし劣化が進行した絶
縁ガスを清浄にして絶縁耐力を確保することは、絶縁ガ
スの分解生成物がガス体で存在するので、絶縁油の場合
のようにフイルタプレスで濾過して除去するように簡単
にはできない。

【０００３】負荷時タップ切換器の切換部に真空スイッ
チを使用すると、絶縁媒体中でアークは生じることがな
くなるので、周囲の絶縁媒体を汚染させることがなく、
絶縁媒体の浄化設備を付属させる必要がなくなる。特に
絶縁媒体の浄化が困難なガス絶縁の変圧器の負荷時タッ
プ切換器には、切換部を真空スイッチとしたものが実用
されてきている。

【０００４】従来の真空スイッチ式負荷時タップ切換器
の例としては、図７に示す特開昭５４−１９１１９号公
報に示されたものがある。図７において、１は変圧器の
コイルであり電圧を切換るための複数のタップ１ａ、１
ｂ、・・が設けられている。２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは
負荷時タップ切換器の固定コンタクトで変圧器の巻線の
それぞれのタップ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対応して接
続されている。３は切換部の中心接続部、４、５は中心
接続部３から２方に分岐した一対の電流分枝であり、一
方の電流分枝４には真空スイッチ７、ローラコンタクト
９が直列に接続され、他の一方の電流分枝５には切換時
のタップ間循環電流を制限する制限抵抗６と、真空スイ
ッチ８、およびローラコンタクト１０が直列に接続され
ている。真空スイッチ７、８にはそれぞれに開閉する操
作棒１１、１２が付属しており、ローラコンタクト９、
１０には固定コンタクト２側に突出寸法が制限されるよ
うに構成され、固定コンタクト２に押圧力を与える押圧
ばね１３、１４がそれぞれ付属している。１５は中心接
続部から引き出された接続リードである。

【０００５】次に、この従来の構成の動作について説明
する。切換前の状態を図７（ａ）に示すようにコイルの
２番目のタップ１ｂに接続された位置につながってお
り、この位置から図示の右側のタップ１ｃに切換る場合
について説明する。切換前の状態は図７（ａ）のように
一対の電流分枝４、５は、切り替え部のローラコンタク
ト９、１０が固定接点２ｂに完全に接触した状態であ
り、負荷電流は主として、制限抵抗６が接続されていな
い電流分枝４に流れている状態である。例えばタップ上
昇の指令が出力されると切換部は、時計方向に回転を開
始し、先行する電流分枝５のローラコンタクト１０が固
定コンタクト２ｂの斜面を降りて図７（ｂ）の位置にく
ると真空スイッチ７が開極し、さらに回転するとローラ
コンタクト１０が固定接点２ｂから離脱して図７（ｃ）
の位置になる。さらに回転してローラコンタクト１０が
次の固定コンタクト２ｃの斜面に接触して図７（ｄ）の
状態となる。斜面を駆け上がると真空スイッチ８が閉極
して図７（ｅ）の状態となる。この間後続のローラコン
タクト９は固定コンタクト２ｂの内面に接触した状態で
あり、真空スイッチ７は閉極状態を持続している。図７
（ｅ）の状態になると固定接点２ｂ、ローラコンタクト
９、真空スイッチ７、中心接続部３、制限抵抗６、真空
スイッチ８、ローラコンタクト１０および固定接点２ｃ
が直列に繋がった状態になり、コイル１のタップ１ｂと
１ｃが短絡状態となり、切換部には負荷電流とタップ橋
絡電流が重畳して流れる。

【０００６】さらに回転して、後続の電流分枝４のロー
ラコンタクト９が固定コンタクト２ｂの斜面を降りると
真空スイッチ７が開極して図７（ｆ）の状態になり、開
極してからローラコンタクト９が固定接点２より離脱し
て図７（ｇ）の状態になる。この状態においては負荷電
流は先行するローラコンタクト１０、真空スイッチ８に
直列に繋がれた制限抵抗６を介して流れている。さらに
回転して、後続のローラコンタクト９が固定コンタクト
２ｃに接触して図７（ｈ）の状態となり、固定接点の斜
面を駆け上がると真空スイッチ７が閉極して図７（ｉ）
の状態となり切換動作が完了する。図７（ｉ）の状態で
の負荷電流は制限抵抗６が繋がれていない後続の電流分
枝４側を流れる。

【０００７】以上の動作は、切換途中においては各ロー
ラコンタクトが接離するすべての瞬間において、対応す
る真空スイッチが必ず開極した状態であり、ローラコン
タクトは無発弧投入、無発弧離脱でアークの発生がない
ように切換えることができるものである。

【０００８】上記の従来の真空スイッチを用いた負荷時
タップ切換器の一タップを切換るときの各真空スイッチ
およびコンタクトの開閉シーケンスを示せば図８の通り
となる。図８において横棒線はそれぞれのローラコンタ
クト、真空スイッチの接触状態にあることを、中断部は
開極状態にあることを表す。φは一タップ切換に要する
切換部の回転角であり、隣り合う固定接点の角度間隔に
一致する。図中Ｒは真空スイッチが開極してからローラ
コンタクトが固定コンタクトから離脱するまでの角度区
間、Ｓはローラコンタクトが固定コンタクトから離脱し
ている角度区間、Ｔはローラコンタクトが接触してから
真空スイッチが閉極するまでの角度区間である。

【０００９】ローラコンタクトが固定コンタクトから離
脱するときに無発弧で行わせるためにはローラコンタク
トが離脱するまでに真空スイッチが電流遮断を完了して
いなければならない。このためには角度区間Ｒはその区
間内で真空スイッチが開極して完全に消弧される時間に
設定する必要がある。また、固定コンタクト間の間隔
は、その間にローラコンタクトが浮遊する状態で存在す
る条件でタップ間電圧に耐える間隔に設定することが必
要である。

【００１０】以上のように従来の構成は、一切換毎の固
定コンタクトの間隔は、区間Ｒ、Ｓ、Ｔの各区間がそれ
ぞれ２箇所あり、６区間に相応の間隔が必要であり、こ
れを一タップ切換の区間に割り付ける必要がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
真空スイッチを使用した負荷時タップ切換器は変圧器巻
線から引き出されたタップを接続する固定コンタクトは
円筒状の絶縁部材に等間隔に配置する構成であり、固定
コンタクトの配置角度は、上記の通り必要とする角度区
間を考慮すると、通常の変圧器のタップ数は１０タップ
以上あり、１０タップ程度のものであっても、固定コン
タクトを配置する絶縁筒は相当に大きな直径のものが必
要になり、上記の従来の構成の真空スイッチを使用した
タップ切換器は現実的には設計が不可能に近いことであ
る。

【００１２】また、上記従来の構成では真空スイッチを
切換部に取り付けた構造であり、切換は、蓄勢されたば
ねにより瞬発的な切換動作が繰り返され、真空スイッチ
管にも大きな機械的衝撃力が作用し、可動部に金属ベロ
ーズが使用された真空スイッチ管も振り回され、スイッ
チ管の信頼性が損なわれる問題点を有する。

【００１３】この発明は上記問題点を解消するためにな
されてものであり、真空スイッチを使用しても切換タッ
プ数が多い場合においても、絶縁管の直径が相応に小さ
くでき、真空スイッチに機械的衝撃が作用しない負荷時
タップ切換器を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る負荷時タップ切換器は、入力軸と出力軸が同心状に配
置して一挙動の回転角度が隣接する固定コンタクトの配
置角度に等しいばね式蓄勢機構と、ばね式蓄勢機構と同
心状に配置された絶縁筒と、絶縁筒に接触面を中心部に
対向させて等間隔に配置した固定コンタクトと、固定コ
ンタクトの上下に配置された第一および第二の環状コン
タクトと、蓄勢機構の入力軸に装架され、固定コンタク
トと第一の環状コンタクトの間を橋絡するローラコンタ
クトを備えた第一のタップ選択可動枝と、蓄勢機構の出
力軸に装架され、固定コンタクトと第二の環状コンタク
トの間を橋絡するローラコンタクトを備えた第二のタッ
プ選択可動枝と、直列に接続され上記絶縁筒の内面に取
り付けられた第一の真空スイッチおよび第二の真空スイ
ッチと、第一の真空スイッチに直列に接続された制限抵
抗と、蓄勢機構の出力軸に装架され、蓄勢機構の動作に
対応して第一および第二の真空スイッチを開閉動作させ
る真空スイッチ駆動機構を備え、変圧器の複数のタップ
は上記複数の固定コンタクトの対応するコンタクトにそ
れぞれ接続され、第一の環状コンタクトと制限抵抗、第
二の環状コンタクトと第二の真空スイッチがそれぞれ接
続され、第一の真空スイッチと第二の真空スイッチの直
列接続された接続点に引出線を接続して構成され、第一
のタップ選択可動枝、第二のタップ選択可動枝および真
空スイッチ駆動機構は、定常状態で上記第一の真空スイ
ッチは開極、第二の真空スイッチを閉極しており、タッ
プ切換時は、まず入力軸が回転して上記第一のローラコ
ンタクトが固定コンタクトから開離して次の固定コンタ
クトに接触した後に第一の真空スイッチが閉極し、続い
て第二の真空スイッチが開極し、続いて第二のローラコ
ンタクトが固定コンタクトから開離し次の固定コンタク
トに接触した後に第二の真空スイッチが閉極し、続いて
第一の真空スイッチが開極するように動作するものであ
る。

【００１５】この発明の請求項２に係る負荷時タップ切
換器は、請求項１の負荷時タップ切換器の構成の制限抵
抗が接続された負荷電流を開閉する一方の真空スイッチ
を周囲絶縁媒体中に露出するスイッチとしたものであ
る。

【００１６】この発明の請求項３に係る負荷時タップ切
換器は、入力軸と出力軸が同心状に配置し、一挙動の回
転角度が隣接する固定コンタクトの配置角度に等しいば
ね式蓄勢機構と、ばね式蓄勢機構と同心状に配置された
絶縁筒と、絶縁筒に接触面を中心部に対向させて等間隔
に配置された固定コンタクトと、固定コンタクトの上下
に配置された第一および第二の環状コンタクトと、蓄勢
機構の入力軸に装架され、固定コンタクトと第一の環状
コンタクトの間を橋絡するローラコンタクトを備えた第
一のタップ選択可動枝と、蓄勢機構の出力軸に装架し、
固定コンタクトと第二の環状コンタクトの間を橋絡する
ローラコンタクトを備えた第二のタップ選択可動枝とか
らなるタップ切換部の３組を絶縁筒の上下方向に配置
し、直列に接続され絶縁筒の内面に取り付けられ負荷電
流を開閉する第一の真空スイッチおよび第二の真空スイ
ッチと、第一の真空スイッチに直列に接続された制限抵
抗の３組を絶縁筒の内部の３方向に配置し、蓄勢機構の
出力軸に装架され、蓄勢機構の動作に対応して３組の第
一および第二の真空スイッチを開閉動作させる真空スイ
ッチ駆動機構を備え、変圧器の各相の複数のタップは上
記複数の固定コンタクトの対応するコンタクトにそれぞ
れ接続され、各相毎に第一の環状コンタクトと制限抵
抗、第二の環状コンタクトと第二の真空スイッチがそれ
ぞれ接続され、第一の真空スイッチと第二の真空スイッ
チが直列接続された接続点に引出線を接続して構成さ
れ、第一のタップ選択可動枝、第二のタップ選択可動枝
および真空スイッチ駆動機構は、定常状態で上記第一の
真空スイッチは開極、第二の真空スイッチを閉極してお
り、タップ切換時は、まず入力軸が回転して上記第一の
ローラコンタクトが固定コンタクトから開離して次の固
定コンタクトに接触した後に第一の真空スイッチが閉極
し、続いて第二の真空スイッチが開極し、続いて第二の
ローラコンタクトが固定コンタクトから開離し次の固定
コンタクトに接触した後に第二の真空スイッチが閉極
し、続いて第一の真空スイッチが開極するように３相が
同期して動作する用に構成したものである。

【００１７】この発明の請求項４に係る負荷時タップ切
換器は、請求項３の構成の３組の制限抵抗が接続された
負荷電流を開閉する真空スイッチを周囲絶縁媒体中に露
出したスイッチとしたものである。

【００１８】この発明の請求項５に係る負荷時タップ切
換器は、請求項１乃至請求項４の構成の負荷電流を開閉
する第１および第２の真空スイッチの第１および第２の
環状コンタクトの間および真空スイッチの直列接続され
た接続点からの引出線の接続部は摺動接触子で取り外し
可能に接続されているものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】次ぎにこの発明の実施の形態につ
いて説明する。 実施の形態１． 図１に実施の形態１．の構成を示す。図において、１Ａ
は変圧器の主巻線、１Ｂは主巻線の直列接続されたタッ
プ巻線であり、電圧調整する複数のタップ１ａ、１ｂ、
１ｃ、・・が設けられている。２０は蓄勢機構の入力
軸、２１は入力軸２０の上端に固定された入力片、２２
は蓄勢機構の出力軸、２３は出力軸の上端に固定された
出力片、２４は入力片２１と出力片２３の間に張架され
た蓄勢ばねであり、入力軸２０、入力片２１、出力軸２
２、出力片２３および蓄勢ばね２４でばね式蓄勢機構が
構成されている。４５はばね式蓄勢機構の外周に同心的
に配置された絶縁筒である。２５はばね式蓄勢機構の入
力軸に固定され、先端部にローラコンタクト２５ａがロ
ーラ受け２５ｂに装着されて装架軸２５ｃに取り付けら
れ、ローラコンタクト２５ａには押圧ばね２５ｄにより
突出力を与えるように構成され、蓄勢機構の入力軸に固
定された第一のタップ選択可動枝である。２６はばね式
蓄勢機構の出力軸に固定され、第一のタップ選択可動枝
２５と同様に、先端部にローラコンタクト２６ａがロー
ラ受け２６ｂに装着され、装架軸２６ｃに取り付けら
れ、ローラコンタクト２６ａには押圧ばね２６ｄにより
突出力を与える構成で蓄勢機構の出力軸に固定された第
二のタップ選択可動枝である。２７は変圧器巻線のタッ
プ数に対応する数の固定コンタクト群であり、絶縁筒４
５の内周面が接触面となるように円周に等間隔に配置さ
れている。２８は固定コンタクト群２７の上部に配置さ
れた第一の環状コンタクト、２９は固定コンタクト群２
７の下部に配置された第二の環状コンタクトである。

【００２０】３１は第一の真空スイッチであり、固定電
極３１ａ、可動電極３１ｂが対向して配置され、可動電
極３１ｂには駆動するための鍔３２ｄが取り付けられ、
金属ベローズ３１ｃにより接離可能に構成されている。
３２は第二の真空スイッチであり、第一の真空スイッチ
と同様に固定電極３２ａ、可動電極３２ｂ、駆動するた
めの鍔３２ｄ、金属ベローズ３２ｃとで構成され、真空
スイッチ３１、３２は可動電極３１ｂ、３２ｂが対向す
るように配置されている。３３は直列配置された真空ス
イッチ３１、３２の可動電極の３１ｂ、３２ｂの間に配
置された押圧ばね、３４は第一の真空スイッチ３１の固
定電極３１ａに接続され、タップ切換時のタップ間の循
環電流を制限する制限抵抗である。３５は制限抵抗３４
の一端を着脱可能に接続する摺動接触子、３６は第二の
真空スイッチ３２の固定コンタクト３２ａを着脱可能に
接続する摺動接触子、３７は直列接続された真空スイッ
チ３１、３２の接続部の間を着脱可能に接続する摺動接
触子でる。３８、３９、４０は摺動接触子３５、３６、
３７に対向し絶縁筒４５に貫通して固定された固定接触
子である。真空スイッチ部分をこのように構成すること
により、真空スイッチ部分の着脱が容易になり点検を簡
単に行える構成となる。

【００２１】４１はばね式蓄勢機構の出力軸２２に固定
され、真空スイッチ３１、３２を第一のタップ選択可動
枝２５、第二のタップ選択可動枝２６の動作に対応して
開閉する真空スイッチ駆動カムであり、図２に示すよう
に下面に図示の通り波形形状のカム溝４１ａが設けられ
ている。４２はカム４１の回転に応じて第一の真空スイ
ッチ３１、第二の真空スイッチ３２を駆動するベルクラ
ンク、４３はベルクランク４２を回動支持するクランク
軸である。４４はベルクランク４２の端部に回動支持さ
れ、カム４１のカム溝４１ａに挿入されてカムの回転に
応じて真空スイッチ３１、３２に開閉操作力を伝える駆
動輪である。

【００２２】４６は変圧器タップ巻線の複数のタップ１
ａ、１ｂ、１ｃ、・・よりそれぞれ対応する固定コンタ
クト２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、・・・に接続する接続リ
ード、４７は第一の環状コンタクト２８と固定接触子３
８を接続する接続リード、４７は第二の環状コンタクト
２９と固定接触子３９を接続する接続リード、４９は固
定接触子４０に接続された接続リードであり、引出端子
５０に接続され、引出端子５０により外部に引き出され
る。

【００２３】次ぎに動作について説明する。図１は変圧
器のタップ１ｅの位置に繋がれた定常状態を示してい
る。図３は変圧器のタップ１ｅに接続された状態の第
一、第二のタップ選択可動枝の位置を示すものであり、
（ａ）の部分に第一のタップ選択可動枝２５の部分の断
面、（ｂ）の部分に第２のタップ選択可動枝２６の部分
の断面を示すものである。図４はタップ切換指令を受け
て第一のタップ選択可動枝２５が次のタップ１ｆが繋が
れた固定コンタクト２７ｆに接触し、第二のタップ選択
可動枝２６は固定コンタクト２７ｅに接触した状態を示
す。図５はばね式蓄勢機構の出力軸に装架された第二の
タップ選択可動枝２６が第一のタップ選択可動枝２５の
動作に追随して次のタップ１ｆが接続された固定コンタ
クト２７ｆに接触した状態を示す。図６は切換動作中の
ローラコンタクトの接離状況、真空スイッチの開閉状況
のシーケンス、およびローラコンタクト、真空スイッチ
の接離状況を図示したものである。シーケンス図６
（Ａ）は、ばね式蓄勢機構の出力軸２３の回転角度を横
軸に表示したものであり、図６（ａ）〜（ｈ）は切換途
中の接離状況を示す。

【００２４】図１は変圧器のタップは１ｅの位置に繋が
れた定常状態にあるときの状態を示すものであり、第一
の真空スイッチ３１が開極、第二の真空スイッチ３２が
閉状態である。この状態は図６の接離図（ａ）状態であ
る。この状態の真空スイッチ３１、３２を開閉駆動する
ベルクランク４２の位置は、レバー端部４２ａが下方に
あり、駆動輪４４はカム４１のカム溝４１ａの外周側に
位置している。

【００２５】タップ切換指令があると、蓄勢機構の入力
軸２０が回転して第一のタップ選択可動枝２５のローラ
コンタクト２５ａは、固定コンタクト２７ｅを離脱して
次の固定コンタクト２７ｆに接触して図（ｂ）の状態に
なり、入力軸２０の回転時には蓄勢ばね２４を引き延ば
し、蓄勢された蓄勢ばね２４によって蓄勢機構の出力軸
２３が一気にθ°高速回転する。高速回転するθ°の間
の出力軸２２に装架された第二のタップ選択可動枝２
６、カム４１、カム４１に連動するベルクランク４２、
駆動輪４４によって動作する状況を以下に説明する。

【００２６】出力軸２２に装架された第二のタップ選択
可動枝２６が追随して回転しローラコンタクト２６ａが
次のタップ１ｆが接続された固定コンタクト２７ｆに向
けて回転し、この移動に同期してカム４１も回転して、
カム溝４１ａに挿入されている駆動輪４４がカム溝４１
ａに添って内径側に移動してベルクランク４２を回転さ
せ第一の真空スイッチ３１を閉極し、図６（ｃ）の状態
になる。この状態においては、第一のタップ選択可動枝
２５と第二のタップ選択可動枝２６とタップ１ｅと１ｆ
の間に閉回路が形成され、タップ間が制限抵抗を介して
短絡された状態となり、第一のタップ選択可動枝２５、
第二のタップ選択可動枝２６に負荷電流とタップ間に循
環電流が流れる。続いて第二のタップ選択可動枝２６の
ローラコンタクト２６ａが固定コンタクト２７ｅを離脱
する前に、カム４１のカム溝４１ａに挿入されている駆
動輪４４が出力軸側に移動して第二の真空スイッチ３２
を開極して循環電流を遮断し、負荷電流が第一のタップ
選択可動枝に流れる図（ｄ）の状態となり、続いて第二
のローラコンタクト２６ａが固定コンタクト２７ｅを離
脱して図６（ｅ）の状態となり、第二のローラコンタク
ト２６ａが次の固定コンタクト２７ｆに接触して図６
（ｆ）の状態となり、続いて駆動輪４４が出力軸２３の
外周方向に移動してベルクランク４２の駆動レバー４２
ａを下方に下げて第二の真空スイッチ３２を閉極して図
６（ｇ）の状態となり、負荷電流は第二のタップ選択可
動枝２６に転流し、カム４１も回転して第一の真空スイ
ッチ３１を開極して図６（ｈ）の状態となり、一タップ
の切換動作が終了する。

【００２７】上記の蓄勢機構の出力軸２２に装架されて
いる部分の動作シーケンスは図６（Ａ）の通りである。
図６（Ａ）において、Ｘは第２の真空スイッチ３２が開
極してから第２のローラコンタクト２６ａが離脱するま
での区間、Ｙは第２のローラコンタクト２６ａが固定コ
ンタクト２７ｅから離脱して次の固定コンタクト２７ｆ
に接触するまでの区間である。区間Ｘはローラコンタク
ト２６ａが固定コンタクト２７ｅから無発弧で離脱させ
るには、離脱するまでに第２の真空スイッチ３２が開極
して消弧時間が確保されていることが条件であり、区間
Ｘは相応の時間に設定する必要がある。第２のローラ２
６ａが離脱して次の固定コンタクト２７ｆに接触するま
での区間Ｙも、次の固定コンタクト２７ｆとの間の絶縁
を確保する間隔であり、タップ間に発生する電圧に耐え
るように絶縁距離を確保するために相応の間隔が必要で
ある。区間Ｚはローラコンタクト２６ａが固定コンタク
ト２７ｆに接触してから第二の真空スイッチ３２が閉極
するまでの区間であり、機能的には上記区間Ｘのような
制約はないが、タップの切換が上昇と下降があり、双方
向に同一の動作が必要でありカム４１のカム溝４１ａが
回転方向に関係なくするためにカム溝４１ａの突部に対
して左右対称に形成するために区間Ｘと同一角度に設定
することが必要である。このようにこの発明の負荷時タ
ップ切換器においては、相応の大きさに確保すべき区間
はＸ、Ｙ、Ｚの３区間である。

【００２８】以上はタップ上昇の切換について説明した
が、タップ下降の切換については、タップ切換指令に対
して、蓄勢機構の入力軸２０が上記とは反対の反時計方
向に回転し蓄勢ばねに蓄勢しながら、第一のタップ選択
可動枝２５が回転し、固定コンタクト２７ｅを離脱して
次の固定コンタクト２７ｄに接触する。続いて蓄勢機構
の出力軸が反時計方向に回転して、第二のタップ選択可
動枝２６、カム４１が回転し、上記のタップ上昇切換の
場合と同様に切換動作が行われる。カム４１は上昇切換
とは反対側に回転するが、カム溝４１ａが波形に設けら
れているので、回転方向に係わりなくベルクランク４２
は上下に動作し、第一の真空スイッチ３１および第二の
真空スイッチ３２は上記タップ上昇切換時と同様に動作
する。即ち、図６（Ａ）のシーケンスと同じように動作
する。

【００２９】以上のように、この構成の負荷時タップ切
換器は、ローラコンタクトは負荷電流あるいは循環電流
を開閉することがなく、無電流で接離するように構成さ
れ、負荷電流は真空スイッチで開閉するので、周囲の絶
縁媒体を劣化させることがなく、絶縁媒体の浄化設備を
付属させる必要がない。

【００３０】タップの選択を行う第一タップ選択可動枝
２５、第二のタップ選択可動枝２６とによってタップの
選択を行う動作と、第一の真空スイッチ３１および第二
の真空スイッチ３２の切換動作が並行して行われる構成
としたことにより、タップの切換動作に必要とする区間
が、限られた小さな角度区間で配分できるようになり、
タップ点数の多い場合においても直径を小さくコンパク
トに構成できる効果が得られる。

【００３１】実施の形態２．上記実施の形態１．では、
単相の場合の構成について説明したが、一般に電力用変
圧器は３相器であり、負荷時タップ切換器もそのほとん
どが３相器として使用される。この実施の形態２．は３
相器の場合の構成を示すものである。その構成は図示し
ないが、固定コンタクト２７ａ、２７ｂ、２７ｃ・・
・、第一、第二の環状コンタクト２８、２９、第一、第
二のタップ選択可動枝２５、２６で構成されるタップ選
択部の３組を絶縁筒４５の上下に配置し、負荷電流を開
閉する第一、第二の真空スイッチ３１、３２を絶縁筒４
５の内周部に３方向に配置し、１個のカム４１で３組の
真空スイッチ３１、３２を開閉駆動するように構成し、
３相器として結線することにより、３相切換の負荷時タ
ップ切換器を構成したものである。

【００３２】この３相切換の負荷時タップ切換器におい
ても、上記実施の形態１．と同様にタップの切換動作に
必要とする区間が、限られた小さな角度区間で配分でき
るようになり、タップ点数の多い場合においても直径を
小さくコンパクトに構成できる効果が得られる。

【００３３】実施の形態３．実施の形態１．および実施
の形態２．では、第一の真空スイッチと第二の真空スイ
ッチで開閉動作させたが、第一の真空スイッチは、切換
時に次の固定コンタクトに接触した後に制限抵抗を含む
回路を形成するときに閉路するものであり、投入する電
流値は小さく、遮断を行うのではないので、大きな遮断
能力は不要であり、高価な真空スイッチを使用する必要
性はなく、絶縁媒体中に接点を露出させた通常のスイッ
チを使用してもよい。この実施の形態３．は、図面は省
略するが、制限抵抗が接続された第一の真空スイッチを
絶縁媒体中に露出する通常のスイッチと取り替えた構成
である。動作は実施の形態１．と同じように行われる。
この構成では高価な真空スイッチを１相あたり１個で構
成したので負荷時タップ切換器を安価に構成できる利点
がある。

【００３４】

【発明の効果】この発明の請求項１に係る負荷時タップ
切換器は、ばね式蓄勢機構の入力軸に先行して次のタッ
プに制限抵抗を介して接触する第一のタップ選択可動枝
を装架し、タップを選択する第二のタップ選択可動枝は
蓄勢機構の出力軸に装架し、負荷電流を開閉する真空ス
イッチを絶縁筒内径部の静止部に配置し、蓄勢機構の出
力軸に装架したカムにより第一、第二のタップ選択可動
枝の回転と真空スイッチの開閉が併行動作するように構
成したので、タップ切換に必要な区間が、限られた角度
区間で配分できるようになりタップ点数の多い場合でも
直径を小さくコンパクトに構成できる。また真空スイッ
チが静止部に配置されていることにより、真空スイッチ
に衝撃力が作用しなくなり、機械的な信頼性も高い真空
スイッチを使用した負荷時タップ切換器が得られる。

【００３５】この発明の請求項２に係る負荷時タップ切
換器は、請求項１の構成の制限抵抗が接続された負荷電
流を開閉する一方の真空スイッチを周囲絶縁媒体中に露
出するスイッチとしたので、負荷時タップ切換器を安価
に構成できる。

【００３６】この発明の請求項３に係る負荷時タップ切
換器は、ばね式蓄勢機構の入力軸に先行して次のタップ
に制限抵抗を介して接触する第一のタップ選択可動枝を
装架し、蓄勢機構の出力軸にタップを選択する第二のタ
ップ選択可動枝を装架した構成の３組を上下方向に配置
し、負荷電流を開閉する真空スイッチの３組を絶縁筒内
径部の３方向に配置し、蓄勢機構の出力軸に装架したカ
ムにより３組のそれぞれの第一、第二のタップ選択可動
枝の回転と真空スイッチの開閉が併行動作するように構
成したものであり、タップ切換に必要な区間が、限られ
た角度区間で配分できるようになりタップ点数の多い場
合でも直径を小さくコンパクトに構成できる。また、真
空スイッチが静止部に配置されていることにより、真空
スイッチに衝撃力が作用しなくなり、機械的な信頼性も
高い真空スイッチを使用した３相用の負荷時タップ切換
器が得られる。

【００３７】この発明の請求項４に係る負荷時タップ切
換器は、請求項３の負荷時タップ切換器の構成を、３組
の制限抵抗が接続された負荷電流を開閉する一方の真空
スイッチを周囲絶縁媒体中に露出するスイッチとし、高
価な真空スイッチを１相あたり１個で構成したことによ
り負荷時タップ切換器として安価に構成できる。

【００３８】この発明の請求項５に係る負荷時タップ切
換器は、請求項１乃至請求項４の負荷時タップ切換器の
負荷電流を開閉する一対の真空スイッチの第一の環状コ
ンタクト、第二の環状コンタクトおよび引出線の接続部
は摺動接触子で取り外し可能に接続したので、真空スイ
ッチ部分が容易に取り外しができるため、真空スイッチ
の点検が短時間で実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１．の真空スイッチを
使用した負荷時タップ切換器の構成図である。

【図２】 真空スイッチを駆動するカムの形状を示す平
面図である。

【図３】 図１のタップ選択可動枝の位置の定常状態の
横断面図である。

【図４】 図１のタップ選択可動枝の位置のタップ切換
第１ステップの状態横断面図である。

【図５】 図１のタップ選択可動枝の位置のタップ切換
後の状態の横断面図である。

【図６】 この発明の実施の形態１．の切換動作中のロ
ーラコンタクトの接離状況、真空スイッチの開閉状況の
シーケンス、およびローラコンタクト、真空スイッチの
接離状況を示すシーケンス図である。

【図７】 従来の真空スイッチを使用した負荷時タップ
切換器の構成図である。

【図８】 図７の従来の負荷時タップ切換器のローラコ
ンタクトおよび真空スイッチの開閉シーケンス図であ
る。

【符号の説明】

１Ａ 変圧器主コイル、１Ｂ 変圧器タップコイル、２
０入力軸、２１ 入力片、２２ 出力軸、２３ 出力
片、２４ 蓄勢ばね、２５ 第一のタップ選択可動枝、
２６ 第二のタップ選択可動枝、２７ 固定コンタクト
群、２８ 第一の環状コンタクト、２９ 第２の環状コ
ンタクト、３１ 第一の真空スイッチ、３２ 第二の真
空スイッチ、３３ 押圧ばね、３４ 制限抵抗、３５
摺動接触子、３６ 摺動接触子、３７ 摺動接触子、３
８ 固定接触子、３９ 固定接触子、４０ 固定接触
子、４１ カム、４２ ベルクランク、４３ 回転軸、
４４ 駆動輪、４５ 絶縁筒、４６ 接続リード、４７
接続リード、４８ 接続リード、４９ 接続リード、
５０ 出力端子。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力軸と出力軸が同心状に配置され、一
   挙動の回転角度が隣接する固定コンタクトの配置角度に
   等しいばね式蓄勢機構、このばね式蓄勢機構と同心状に
   配置された絶縁筒、この絶縁筒に接触面を中心部に対向
   させて等間隔に配置され変圧器の複数のタップに対応し
   て接続される固定コンタクト、この固定コンタクトの上
   下に配置された第一および第二の環状コンタクト、上記
   蓄勢機構の入力軸に装架され、上記固定コンタクトと上
   記第一の環状コンタクトの間を橋絡するローラコンタク
   トを備えた第一のタップ選択可動枝、上記蓄勢機構の出
   力軸に装架され、上記固定コンタクトと上記第二の環状
   コンタクトの間を橋絡するローラコンタクトを備えた第
   二のタップ選択可動枝、直列に接続され上記絶縁筒の内
   面に取り付けられた第一の真空スイッチおよび第二の真
   空スイッチ、第一の真空スイッチに直列に接続された制
   限抵抗、上記蓄勢機構の出力軸に装架され、蓄勢機構の
   動作に対応して上記第一および第二の真空スイッチを開
   閉動作させる真空スイッチ駆動機構を備え、変圧器の複
   数のタップは上記複数の固定コンタクトの対応するコン
   タクトにそれぞれ接続され、第一の環状コンタクトと制
   限抵抗、第二の環状コンタクトと第二の真空スイッチが
   それぞれ接続され、第一の真空スイッチと第二の真空ス
   イッチの直列接続された接続点に引出線を接続して構成
   され、上記第一のタップ選択可動枝、第二のタップ選択
   可動枝および真空スイッチ駆動機構は、定常状態で上記
   第一の真空スイッチは開極、第二の真空スイッチを閉極
   しており、タップ切換時は、まず入力軸が回転して上記
   第一のローラコンタクトが固定コンタクトから開離して
   次の固定コンタクトに接触した後に第一の真空スイッチ
   が閉極し、続いて第二の真空スイッチが開極し、続いて
   第二のローラコンタクトが固定コンタクトから開離し次
   の固定コンタクトに接触した後に第二の真空スイッチが
   閉極し、続いて第一の真空スイッチが開極するように動
   作することを特徴とする負荷時タップ切換器。
2. 【請求項２】 制限抵抗が接続された負荷電流を開閉す
   る一方の真空スイッチを周囲絶縁媒体中に露出するスイ
   ッチとしたことを特徴とする請求項１記載の負荷時タッ
   プ切換器。
3. 【請求項３】 入力軸と出力軸が同心状に配置され、一
   挙動の回転角度が隣接する固定コンタクトの配置角度に
   等しいばね式蓄勢機構、このばね式蓄勢機構と同心状に
   配置された絶縁筒、この絶縁筒に接触面を中心部に対向
   させて等間隔に配置され変圧器の複数のタップに対応し
   て接続される固定コンタクト、この固定コンタクトの上
   下に配置された第一および第二の環状コンタクト、上記
   蓄勢機構の入力軸に装架され、上記固定コンタクトと上
   記第一の環状コンタクトの間を橋絡するローラコンタク
   トを備えた第一のタップ選択可動枝、上記蓄勢機構の出
   力軸に装架され、上記固定コンタクトと上記第二の環状
   コンタクトの間を橋絡するローラコンタクトを備えた第
   二のタップ選択可動枝とからなるタップ切換部の３組を
   上記絶縁筒の上下方向に配置し、直列に接続され上記絶
   縁筒の内面に取り付けられ負荷電流を開閉する第一の真
   空スイッチおよび第二の真空スイッチと、第一の真空ス
   イッチに直列に接続された制限抵抗の３組を上記絶縁筒
   の内部の３方向に配置し、上記蓄勢機構の出力軸に装架
   され、蓄勢機構の動作に対応して上記３組の第一および
   第二の真空スイッチを開閉動作させる真空スイッチ駆動
   機構を備え、変圧器の各相の複数のタップは上記複数の
   固定コンタクトの対応するコンタクトにそれぞれ接続さ
   れ、各相毎に第一の環状コンタクトと制限抵抗、第二の
   環状コンタクトと第二の真空スイッチがそれぞれ接続さ
   れ、第一の真空スイッチと第二の真空スイッチが直列接
   続された接続点に引出線を接続して構成され、上記第一
   のタップ選択可動枝、第二のタップ選択可動枝および真
   空スイッチ駆動機構は、定常状態で上記第一の真空スイ
   ッチは開極、第二の真空スイッチを閉極しており、タッ
   プ切換時は、まず入力軸が回転して上記第一のローラコ
   ンタクトが固定コンタクトから開離して次の固定コンタ
   クトに接触した後に第一の真空スイッチが閉極し、続い
   て第二の真空スイッチが開極し、続いて第二のローラコ
   ンタクトが固定コンタクトから開離し次の固定コンタク
   トに接触した後に第二の真空スイッチが閉極し、続いて
   第一の真空スイッチが開極するように３相が同期して動
   作することを特徴とする３相の負荷時タップ切換器。
4. 【請求項４】 ３組の制限抵抗が接続された負荷電流を
   開閉する真空スイッチを周囲絶縁媒体中に露出したスイ
   ッチとしたことを特徴とする請求項３記載の３相の負荷
   時タップ切換器。
5. 【請求項５】 負荷電流を開閉する第一および第二の真
   空スイッチの第一および第二の環状コンタクトの間およ
   び真空スイッチの直列接続された接続点からの引出線の
   接続部は摺動接触子で取り外し可能に接続されているこ
   とを特徴とする請求項１乃至請求項４のいづれかに記載
   の負荷時タップ切換器。