JP3851715B2 - 負荷時タップ切換器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は変圧器の負荷時タップ切換器において、特に１個の限流抵抗と２個の真空バルブを用いた負荷時タップ切換器の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２個の可動接点と１個の限流抵抗と２個の真空バルブを用いて変圧器のタップ巻線を切換える負荷時タップ切換器としては、先に出願した特開平８−２７２３１５号の明細書及び図面に示されているようなものがある。
【０００３】
以下この構造及び動作について図２１を用いて説明する。
図２１において、４１は駆動源としての電動機で、この電動機４１の回転軸にはピニオン４２が直結されている。４３は軸４５に取付けられ、ピニオン４２と噛合して電動機４１のトルクが伝達される歯車で、この歯車４３には中心軸から若干外れた適宜位置にピン４６が軸端方向に向けて取付けられると共に、このピン４６と反対側の周面の適宜位置にピン４９が取付けられている。
【０００４】
また、軸４５の一端部には歯車４３の回動によりピン４６に押圧されて回動するアーム４４の一端部が取付けられ、このアーム４４の他端部に引張バネ４７の一端が取付けられ、その他端は支点ピン４８により図示しない固定部材に支持されている。この引張バネ４７はアーム４４の回動によりバネ力が蓄勢され、所定蓄勢量に達すると瞬発的にそのエネルギを放勢するものである。
【０００５】
さらに、軸４５の他端部にはピン係合部を有するセグメント５３が取付けられ、このセグメント５３に対応させてドライバ５４を設けると共に、このドライバ５４は軸４５と同一軸方向に配設された絶縁駆動軸５６の一端部に取付けられている。このドライバ５４にはセグメント５３の係合部と係合するピン５２が取付けられると共に、このピン５２と反対側にピン５５が取付けられている。
【０００６】
また、絶縁駆動軸５６の他端側には溝カム６６が取付けられている。この溝カム６６は、第１の真空バルブ６９（Ｖ１）及び第２の真空バルブ７０（Ｖ２）を所定の順序で駆動レバー６８及び６７を介して開閉させるためのカム溝７１（主用）及びカム溝７２（抵抗用）がそれぞれ形成されている。
【０００７】
この場合、セグメンクト５３の係合部にピン５２が係合してドライバー５４が回動し、そのトルクが絶縁駆動軸５６に伝達されて溝カム６６が回動すると、カム溝７１，７２と係合する駆動レバー６７，６８がカム溝の上方変位、下方変位に移動することにより、各々の真空バルブ７０，６９が開閉動作可能な構成となっている。
【０００８】
一方、２００は第２の可動接点６１（Ｍ２）を駆動するためのトルクを伝達する第２の間欠歯車機構であり、この第２の間欠歯車機構２００は絶縁駆動軸５１の一端部に取付けられ、前述した歯車４３に取付けられたピン４９と噛合い駆動される第２のゼネバギヤ５０により構成される。前記絶縁駆動軸５１の他端部にはアーム６０の一端が取付けられ、その他端に第２の可動接点６１（Ｍ２）が取付けられている。
【０００９】
この場合、第２のゼネバギヤ５０の回動が絶縁駆動軸５１を介してアーム６０に伝達されると、このアーム６０に取付けられた第２の可動接点６１（Ｍ２）が絶縁駆動軸５１を中心に回動し、固定接点６５間を切換動作できるようになっている。
【００１０】
また、１００は第１の可動接点６４（Ｍ１）を駆動するためのトルクを伝達する第１の間欠歯車機構であり、この第１の間欠歯車機構１００は絶縁駆動軸５１と同軸的に配置されたパイプ状の絶縁軸５８の端部に取付けられ、ドライバー５４に取付けられたピン５５と係合してドライバー５４のトルクが伝達されると回動する第１のゼネバギヤ５７により構成される。前記絶縁軸５８の他端側にはアーム６３の一端が取付けられ、その他端に第１の可動接点６４（Ｍ１）が取付けられている。
【００１１】
この場合、第１のゼネバギヤ５７の回動が絶縁軸５８を介してアーム６３に伝達されると、このアーム６３に取付けられた第１の可動接点６４（Ｍ１）が絶縁軸５８を中心に回動し、固定接点６５間を切換動作できるようになっている。
【００１２】
なお、図中５９は第２の可動接点６１と接触する集電リング、６２は第１の可動接点６３と接触する集電リングである。
このような構成の負荷時タップ切換器において、電動機の回転を受けてピニオン４２が回転すると、ピニオン４２と噛合する歯車４３が回転する。この歯車４３の回転により、歯車４３に取付け固定されたピン４６がアーム４４を軸４５を中心に回転せしめ、他単を支点ピン４８に固定された引張バネ４７を引張ると同時に、歯車４３の反対側に取付けられたピン４９が第２のゼネバギヤ５０と噛合し、第２のゼネバギヤ５０を回転させる。
【００１３】
第２のゼネバギヤ５０の回転により絶縁駆動軸５１を介して集電リング５９及びアーム６０に取付け固定された第２の稼働接点６１が固定接点６５間を順次移動するように作用する。
【００１４】
引張バネ４７の引張量が最大に達すると蓄勢エネルギにより、アーム４４が急速に軸４５を中心に回動し、同時にアーム４４に固定された軸４５が回転し、軸４５と一体化したセグメント５３を回動させる。
【００１５】
セグメント５３がドライバ５４の上側に取付け固定されたピン５２を押圧することにより、ドライバ５４が軸４５を中心に回転し、同時にドライバ５４のした側に取付け固定されたピン５５が第１のゼネバギア５７と噛合する。第１のゼネバゼア５７の回転により、絶縁駆動軸５８を介して集電リング６２及びアーム６３に取付固定された第１の可動接点６４が固定接点６５間を順次移動するように作用する。
【００１６】
一方、ドライバ５４の回転はこれに直結した絶縁駆動軸５６にも伝達され、絶縁駆動軸５６の他端に取付け固定された溝カム６６を回転させる。この溝カム６６が回転すると、カム溝７１，７２と係合す駆動レバー６７，６８がカム溝の上方変位、下方変位に移動することにより、第１の真空バルブ６９及び第２の真空バルブ７０を開閉動作させる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来の負荷時タップ切換器においては、第１の真空バルブ及び第２の真空バルブは各相毎に縦方向に直列に配置され、各相の真空バルブ間はカップリングで連結されている。
【００１８】
従って、カップリングにおける伝達のずれが、真空バルブの開閉タイミングの各相間のずれとなって現れるという問題があった。また、タップ選択器の固定接点が縦長の２段構造となっているおり、各段部分に第１及び第２の稼働接点が接触するように構成されているため、全体が縦方向に大きくなってしまい、負荷時タップ選択器をコンパクトにまとめることが困難であった。
【００１９】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、各相の真空バルブの開閉タイミングのずれを小さくし、よりコンパクトにまとめることができる負荷時タップ切換器を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため、次のような手段により負荷時タップ切換器を構成するものである。
請求項１に対応する発明は、変圧器タップ巻線のタップに接続された複数の固定接点と、この固定接点に順次接触する第１の負荷電流通電用可動接点と、前記固定接点に順次接触し、タップ間短絡時の循環電流を通電する第２の可動接点とを備え、前記第１の可動接点には第１の真空バルブを、また前記第２の可動接点には循環電流を抑制する限流抵抗と第２の真空バルブとを直列接続し、前記第１及び第２の可動接点は同一固定接点に接触して並列回路を形成し、タップ切換を行う際には、循環電流を抑制する限流抵抗を直列接続した第２の可動接点が同一正方向切換、また逆方向切換においても常に前記第１の通電用可動接点より先に切換動作を行い、隣接するタップに接続された固定接点に接触するように構成してなる負荷時タップ切換器において、原動側駆動部と、この原動側駆動部により前記第１の可動接点に早切動作を行わせるための蓄勢エネルギを蓄積する蓄勢装置と、前記原動側駆動部により前記蓄勢装置の蓄勢動作が終了するまでに前記第２の可動接点を次タップの固定接点に移動させる第２の間欠歯車機構と、前記蓄勢装置の従動側に連結され前記蓄勢エネルギの放勢により前記第１の間欠歯車機構及び第３の間欠歯車機構を駆動するセグメントと、前記セグメントの縦動側に連結されると共に、前記第１の間欠歯車機構と同軸上に配置され、蓄勢エネルギの放勢により、前記第１及び第２の真空バルブを所定の順序で開閉動作させるカム機構を駆動する第３の間欠歯車機構とを備える。
【００２１】
したがって、このような１抵抗２バルブ式の負荷時タップ切換器にあっては、先行動作と早切り動作の１連からなる切換動作シーケンスを満足できる。
【００２４】
請求項２に対応する発明は、請求項１に対応する発明において、第１の間欠歯車機構及び第３の間欠歯車機構を駆動するセグメントを一体構造とし、セグメントが第１の間欠歯車機構及び第３の間欠歯車機構を押圧し始める時点の時間的ずれを持たせる。
【００２６】
請求項３に対応する発明は、請求項１に対応する発明において、第２の間欠歯車機構の従動側の中心軸上に第２の駆動軸を直結し、第１の歯車と噛合する第２の歯車上に第２の可動接点を取付固定し、第２の間欠歯車機構の駆動が第２の歯車を回転せしめることにより、第２の可動接点が固定接点間を順次選択移動できるように構成し、さらに第２の可動駆動軸については第１の駆動軸が負荷時タップ切換器の側面近傍に配置し、また固定接点を板状とし、第１の可動接点が固定接点を挟む状態で順次接触しているのに対し、第２の可動接点は前記固定接点の下面に押圧される状態で順次接触して行くように構成する。
したがって、このような構成の負荷時タップ切換器にあっては、タップ選択器の固定接点を板状のもので済ませることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明による負荷時タップ切換器の実施の形態の具体的な構成を示す図である。図２は図１のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図、図３は図１のＣ−Ｃ線に沿う矢視断面図、図４は図１のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図である。
【００２８】
図１において、１はフレーム８０に取付けられた負荷時タップ切換器の駆動源である電動機で、この電動機１にはカップリング２を介して回転軸３が連結されている。
【００２９】
さらに、回転軸３には図２に示すようにピニオン４が取付固定され、このピニオン４には第２のゼネバドライバ５が一体的に設けられており、ピニオン４と第２のゼネバドライバ５が同時に回転するように構成されている。また、図２において、７は第２のゼネバドライバ５と噛合する第２のゼネバギヤ、８は第２のゼネバキヤ７の中心軸上に取付固定され、電動機１から伝達されるトルクをタップ選択器へ伝達する役目を果たす第２の駆動軸である。
【００３０】
さらに、図３において、３６は第２の駆動軸８の端部が取付固定された第１の歯車、３７は軸受４０により回転自在に支持され、第１の歯車３６と噛合する第２の歯車で、この第２の歯車３７の表面には第２の可動接点（抵抗側）３９が取付固定され、第２の歯車３７が回転することにより、第２の可動接点（抵抗側）３９が固定接点３８間を順次移動できるように構成されている。
【００３１】
一方、図１及び図２において、９はピニオン４と噛合するギヤであり、その表面にはピン１０が取付固定されている。また、１１はギヤ９の回転に伴うピン１０の回動により回動するリンクであり、その上端には引張バネ１２の一端が支持され、リンク１１の回動が引張バネ１２を引張し、静止エネルギを蓄えるように作用する。
【００３２】
また、図１において、１３はリンク１１と一体となって回転する回転軸であり、この回転軸１３の他端には第１のゼネバドライバ１９と第３のゼネバドライバ２１を同時に駆動するセグメント１４が取付固定され、回転軸１３の回転が同時にセグメント１４の回動となる。
【００３３】
さらに、１５は第１のゼネバドライバ１９の裏面に取付固定されたピンであり、セグメント１４がピン１５を押圧し回動させることで、第１のゼネバドライバ１９を駆動するように構成されている。１６は同じく第１のゼネバドライバ１９の裏面側に取付固定されたピンであり、第１のゼネバドライバ１９がピン１６を介して第１のゼネバギヤ２０と噛合する。２３は第１のゼネバギヤ２０の中心軸上に取付固定され、第１のゼネバギヤ２０と共に回転する第１の駆動軸、３２は第１の駆動軸２３の回転を絶縁駆動軸３３に伝達するカップリングである。
【００３４】
３４は絶縁駆動軸３３上に取付固定されている集電リングで、その一端部には第１の可動接点（主側）３５が取付固定され、絶縁駆動軸３３の回転により第１の可動接点（主側）が固定接点３８間を順次移動できるように構成されている。
【００３５】
一方、１７は第３のゼネバドライバ２１の表面側に取付固定されたピンであり、セグメント１４がピン１７を押圧し回動させることにより、第３のゼネバドライバ２１を駆動するように構成されている。１８は同じく第３のゼネバドライバ２１の表面側に取付固定されたピンであり、第３のゼネバドライバ２１がピン１８を介して第３のゼネバギヤ２２と噛合する。
【００３６】
また、２９は第３のゼネバギヤ２２の中心軸上に取付固定された第３の駆動軸であり、他端には溝カム２４が取付固定され、第３のゼネバギヤ２２と共に回動する。
【００３７】
さらに、第３の駆動軸２９は管状となっており、その内部に第１の駆動軸２３を挿通させた２重構造となっている。溝カム２４にはカム溝ａ２７、カム溝ｂ２８が形成されており、第１の真空バルブ（主側）３０及び第２の真空バルブ（抵抗側）３１に連結されたカムフロアａ２５、カムフロアｂ２６が溝カム２４の回転を受けて、カム溝２７，２８の上方変位、下方変位に移動することにより、図４に示す各々の第１の真空バルブ３０及び第２の真空バルブ３１を開閉するように構成されている。
【００３８】
この場合、図４に示すようにＵ，Ｖ，Ｗ相の各々の主バルブ、抵抗バルブ全てが同一平面の円周上に配置された構造となっている。
ここで、上記セグメント１４は、図５に示すように上下２段構成になっており、Ａ面は第１のゼネバドライバ１９に直結されたピン１５を駆動する面であり、Ｂ面は第３のゼネバドライバ１９に直結したピン１７を駆動する面である。また、Ａ面とＢ面がずれているため、第１のゼネバドライバが第３のゼネバドライバに対して遅れて動き出すことにより、第１の可動接点の切換動作をカムの駆動に対して遅らせるように作用する。その結果、切換シーケンスを示す図８中のｔの時間的余裕を確保できるように構成されている。
【００３９】
ここで、上記第１のゼネバドライバ１９と第１のゼネバギヤ２０は第１の間欠歯車機構を構成し、また第２のゼネバドライバ５と第２のゼネバギヤ７は第２の間欠歯車機構を構成し、さらに第３のゼネバドライバ２１と第３のゼネバギヤ３２は対として第３の間欠歯車機構を構成している。
次に上記のように構成された負荷時タップ切換器の切換動作を図６乃至図８を用いて説明する。
図６及び図７は切換動作過程の回路を順を追って示すものであり、図８はその切換シーケンスを示すものである。
【００４０】
図６において、ＴＷはタップ巻線、Ｔ１，Ｔ２は隣合うタップ、Ｍ１はタップ選択器の第１の可動接点、Ｍ２は第２の可動接点、Ｖ１は第１の真空バルブ、Ｖ２は第２の真空バルブをそれぞれ示している。
【００４１】
タップＴ１からタップＴ２への切換
（１）タップ選択器Ｍ１、Ｍ２がタップＴ１を選択し、第１の真空バルブＶ１が閉路し、第２の真空真空バルブＶ２が開路している状態を示している。負荷電流Ｔ１−Ｍ１−Ｖ１の回路を流れる。
（２）タップ選択器の第２の可動接点Ｍ２がタップＴ１からタップＴ２に移動する。
（３）第２の真空バルブＶ２が閉路し、タップＴ１、タップＴ２間で短絡回路が形成され、限流抵抗Ｒにより抑制された循環電流が流れる。
（４）第１の真空バルブＶ１が開路し、負荷電流をＴ１−Ｍ１−Ｖ１の回路からＴ２−Ｍ２−Ｒ−Ｖ２の回路に移す。
（５）タップ選択器の第１の可動接点Ｍ１がタップＴ１からタップＴ２に移動する。
（６）第１の真空バルブＶ１が開路し、負荷電流をＴ２−Ｍ２−Ｒ−Ｖ２の開路からＴ２−Ｍ１−Ｖ１の回路に移す。
（７）第２の真空バルブＶ２が開路する。
【００４２】
図７に示すタップＴ２からタップＴ１への切換についてもタップＴ１からタップＴ２の切換と同様に第２の可動接点Ｍ２の切換が先行して、第１の可動接点Ｍ１がこれに追従する。その他の切換えシーケンス等についても、タップＴ１からタップＴ２の切換えと変わるところがないので、ここではその説明を省略する。
【００４３】
次に１タップ切換動作の詳細について図９乃至図２０を用いて説明する。
図９乃至図１３は電動機のトルクを受けて、早切動作により第１の間欠歯車機構を介して第１の可動接点（主側）が切換られる状況と、第２の間欠歯車機構を介して第２の可動接点（抵抗側）が先行して切換られる状況との連動を示している。また、図中の矢印は第２のゼネバギヤ７の回転が第２３の駆動軸８を介して第１の歯車３６に伝達されることを示している。以下切換動作を順を追って説明する。
【００４４】
図９（ａ），（ｂ），（ｃ）は初期状態を示す。
この時は引張バネ１２は蓄勢されていない。
図９（ｄ），（ｅ），（ｆ）は蓄勢動作開始、抵抗接点切換動作開始の状態を示す。
【００４５】
電動機１の回転がピニオン４に伝達され、このピニオン４と一体の第２のゼネバドライバ５及びピニオン４と噛合するギヤ９上のピン１０が同時に回転する。その結果、ピン１０がリンク１１を押圧し、回動させ始めることにより引張バネ１２の蓄勢動作が開始される。一方、第２のゼネバドライバ５の回転が第２のゼネバギヤ７、第２の駆動軸８、第１の歯車３６を介して第２の歯車３７を回動させることにより、タップ選択器の第２の可動接点（抵抗側）３９を固定接点３８（Ｔ１）から開離させ始める。
【００４６】
図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）は蓄勢動作終了、抵抗接点切換動作完了状態を示す。
ピニオン４がさらに回転し続けると、ピン１０がさらにリンク１１を押圧し回動させ、リンク１１の回動角が初期状態から１８０°となった時点で引張バネ１２の引張量が最大となり、蓄勢動作を終了する。一方、ピニオン４がさらに回転することにより、第２の歯車３７がさらに回転し、図１０（ｃ）のように第２の可動接点（抵抗側）３９が固定接点３８（タップ側Ｔ２）に完全に投入され、抵抗接点の切換動作を完了する。
【００４７】
図１０（ｄ），（ｅ），（ｆ）はスナップ動作開始、主接点切換動作開始の状態を示す。
蓄勢動作終了後、引張バネ１２が放勢すると、リンク１１がピン１０から開離し、引張バネ１２の引張力により急速に回転を始める。リンク１１の回転によりこれと一体のセグメント１４がピン１５を回動させ始め、それに伴い第１のゼネバドライバ１９を介してピン１６が第１のゼネバギヤ２０と噛み合い始め、第１の可動接点（主側）３５を固定接点３８（タップＴ１）から開離させる。
【００４８】
図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）はスナップ動作終了、主接点切換動作完了の状態を示す。
引張バネ１２の引張力により、リンク１１がさらに回動し、さらにピン１６が回動するが、ピン１６が第１のゼネバギヤ２０との噛み合いから開離した時点で、第１の可動接点（主側）３５が完全に固定接点３８（タップＴ２）に投入され、主接点の切換動作を完了する。
【００４９】
図１２及び図１３は、図９乃至図１１の正方向切換え動作に対し、逆方向切換動作を示しているが、正方向切換動作と同様に第２の可動接点Ｍ２の切換が先行して第１の可動接点Ｍ１の切換がこれに追従する。その他、切換シーケンス、駆動機構の連動等、正方向切換に比較して特に変わるところがないので、ここではその説明を省略する。
【００５０】
次に正方向１タップ切換動作の過程において、蓄勢動作完了時点から、主接点切換動作終了時点までの詳細を図１４乃至図２０を用いて説明する。
図１４（ａ）乃至図２０（ａ）は切換動作過程の回路を示す。
【００５１】
図１４（ｂ）乃至図２０（ｂ）はカムによる真空バルブの開閉動作を示している。溝カム２４のカム溝は２７，２８に示すような形状に形成され、真空バルブに連結されたカムフロア２５，２６がカム溝２７，２８の情報変位の時は真空バルブを開路せしめ、逆に下方変位の時は真空バルブを閉路せしむるように作用する。
【００５２】
図１４（ｃ）乃至図２０（ｃ）は、リンク１１の回動により、静止エネルギを蓄勢された引張バネ１２の動作により、リンク１１、セグメント１４が同時に回転し、セグメント１４にピン１５が押圧されることにより、第１のゼネバドライバ１９、ピン１６を介して第１のゼネバギヤ２０が回動し、それに伴い第１の可動接点３５は固定接点３８（タップＴ１）から固定接点３８（タップＴ２）へと切換られる状況を示している。
【００５３】
ここで、図１４乃至図２０について順を追って説明する。
図１４（ａ）〜（ｃ）は、引張バネ１２の蓄勢動作が完了した状態を示すと共に、タップ巻線のタップＴ１をタップ選択器の第１の可動接点３５（Ｍ１）が選択した状態を示している。
【００５４】
第１の真空バルブ３０（Ｖ１）が閉路し、タップＴ１−第１の可動接点３５−（Ｍ１）−第１の真空バルブ３０（Ｖ１）を通して図中太線のように変圧器負荷電流が通電されている。この場合、カムフロアａ２５はカム溝ａ２７の下方変位にあり、第１の真空バルブ３０（Ｖ１）を閉路せしめている。一方、カムフロアｂ２６はカム溝ｂ２８の上方変位にあり、第２の真空バルブ３１（Ｖ２）を開路させている。
【００５５】
図１５（ａ）〜（ｃ）は第２の真空バルブ３１（Ｖ２）が閉路した状態を示している。引張バネ１２の動作により、リンク１１、セグメント１４を介して第３の間欠歯車機構が駆動し、それに伴い第３の駆動軸２９に連結された溝カム２４が回動を始め、図示するように第２の真空バルブ３１（Ｖ２）を閉路させる。
【００５６】
第２の真空バルブ３１（Ｖ２）の閉路に伴い、タップＴ１，Ｔ２間に短絡回路が形成され、限流抵抗Ｒにより抑制された循環電流が流れる。変圧器負荷電流は引続きＴ１−Ｍ１−Ｖ１の回路を流れる。
【００５７】
また、引張バネ１２の動作がリンク１１、セグメント１４、第１のゼネバドライバ１９を介して第１のゼネバギヤ２０を回動させることで、第１の可動接点３５が固定接点３８（タップＴ１）から移動を始める。
【００５８】
図１６（ａ）〜（ｃ）は、第１の真空バルブ３０（Ｖ１）が開路し、変圧器負荷電流を遮断すると同時に、負荷電流がタップＴ１側からタップＴ２側の回路へと移った状態を示している。
【００５９】
引張バネ１２の動作によりセグメント１４を介して溝カム２４がさらに回転を続けると、カムフロアａ２５はカム溝ａ２７の下方変位から上方変位に移動して第１の真空バルブ３０（Ｖ１）を開路させると同時に変圧器負荷電流、循環電流を遮断して、変圧器負荷電流をＴ２−Ｍ２−Ｒ−Ｖ２側の回路に移す。また、引張バネ１２の動作が第１のゼネバギヤ２０をさらに回動させることで、第１の可動接点３５（Ｍ１）が更に進行する。
【００６０】
図１７（ａ）〜（ｃ）は、タップ選択器の第１の可動接点３５（Ｍ１）が固定接点３８（タップＴ１）から開離し、タップＴ１とタップＴ２の中間位置に達した状態を示している。引張バネ１２の動作が第１のゼネバギヤ２０を更に回動させることで、第１の可動接点３５（Ｍ１）が固定接点（タップＴ）から開離し、更に進行してタップＴ１とタップＴ２の中間位置に到達する。この管、カムフロアａ２５及びカムフロアｂ２６はカム溝２７、冬の水平位置を移動しているため、第１の真空バルブ３０（Ｖ１）は開路、第２の真空バルブ３１（Ｖ２）は閉路を維持しており、変圧器負荷電流は引続き、Ｔ２−Ｍ２−−Ｒ−Ｖ２の回路を流れる。
【００６１】
図１８（ａ）〜（ｃ）は、タップ選択器の第１の可動接点３５（Ｍ１）が固定接点３８（タップＴ２）に到達した状態を示している。
引張バネ１２の動作が第１のゼネバギヤ２０を更に回動させることで、第１の可動接点３５（Ｍ１）が更に進行し、固定接点３８（タップＴ２）に到達する。この際、第１の真空バルブ３０（Ｖ１）が回路しているため、む負荷、む電圧状態での投入となり、発弧は伴もなわない。
【００６２】
図１９（ａ）〜（ｃ）は、第１の真空バルブ３０（Ｖ１）が閉路し、変圧器負荷電流が第１の真空バルブ３０（Ｖ１）側に移った状態を示している。
引張バネ１２の動作により、セグメント１４を介して溝カム２４がさらに回転を続けると、カムフロアａ２５がカム溝ａ２７の上方変位から下方変位に移動して第１の真空バルブ３０（Ｖ１）を閉路させると同時に変圧器負荷電流をＴ２−Ｍ２−Ｒ−Ｖ２の回路からＴ２−Ｍ１−Ｖ１の回路に移す。
【００６３】
図２０（ａ）〜（ｃ）は、第２の真空バルブ３１（Ｖ２）が開路した状態を示している。
引張バネ１２の動作により、セグメント１４を介して溝カム２４がさらに回転を続けると、カムフロアｂ２６がカム溝ｂ２８の下方変位から上方変位に移動して第２の真空バルブ３１（Ｖ２）を開路させる。この間、変圧器負荷電流は引続きＴ２−Ｍ１−Ｖ１の回路を流れる。
【００６４】
このように本実施の形態では、Ｕ，Ｖ，Ｗ相、各々の第１の真空バルブ及び第２の真空バルブ、合計６個を全て、同一平面円周状にに配置するようにしたので、各相の真空バルブを全て同一軸により駆動することができる。
【００６５】
また、固定接点を板状とし、第１の可動接点が固定接点を挟む状態で接触するのに対し、第２の可動接点は同固定接点の下面に押圧される状態で接触するため、タップ選択器を縦方向にコンパクトにできる。
【００６６】
さらに、第１の間欠歯車機構及び第３の間欠歯車機構を駆動するセグメントを一体構造とし、セグメントが第３の間欠歯車機構を押圧し始める時点を遅らせる構造とすることによりら、切換シーケンス上、主バルブが回路してから第１の可動接点が固定接点から開離し始めるまでの時間的余裕を確保することができる。また、各間欠歯車機構をゼネバドライバーとゼネバぎやにより駆動される構成としてあるので、間欠歯車機構の従動側の回転角を正確に規定できる。
【００６７】
以上述べたように本発明によれば、各相の真空バルブを全て同一平面上で同一軸により駆動するため、各相の真空バルブの開閉タイミングのずれを小さくでき、またタップ選択器の固定接点を板状のもので済ませることができるため、縦方向の寸法を軽減でき、全体をコンパクトにまとめることができる負荷時タップ切換器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による負荷時タップ切換器の実施の形態を示す正面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図。
【図４】図１のＣ−Ｃ線に沿う矢視断面図。
【図５】同実施の形態におけるセグメントの構造を示す図。
【図６】同実施の形態における正方向切換動作過程を示す図。
【図７】同実施の形態における逆方向切換動作過程を示す図。
【図８】同実施の形態における切換シーケンスを示す図。
【図９】同実施の形態において、第２の可動接点の先行切換動作と、第１の可動接点の早切動作での切換動作との連動状況において、正方向切換動作における初期状態から蓄勢動作開始、抵抗接点切換動作開始間での状況を示す図。
【図１０】同じく正方向切換動作における蓄勢動作終了、抵抗接点切換動作完了からスナップ動作開始、主接点切換動作開始までの状況を示す図。
【図１１】同じく正方向切換動作におけるスナップ動作終了、主接点切換動作完了の状況と逆方向切換動作開始開始までの状況を示す図。
【図１２】同じく逆方向切換動作における蓄勢動作開始、抵抗接点切換動作開始から蓄勢動作終了、抵抗接点切換動作完了までの状況を示す図。
【図１３】同じく正方向切換動作におけるスナップ動作終了、主接点切換動作完了の状況と逆方向切換動作開始開始までの状況を示す図。
【図１４】同実施の形態における正方向切換動作において、引張バネの蓄勢動作が完了した状態とタップ巻線のタップＴ１をタップ選択器の第１の可動接点が選択した状態を示す図。
【図１５】同じく正方向切換動作において、第２の真空バルブが閉路した状態を示す図。
【図１６】同じく正方向切換動作において、第１の真空バルブが開路し、変圧器負荷電流を遮断すると同時に負荷電流がタップＴ１側の回路からタップＴ２側の回路に移った状態を示す図。
【図１７】同じく正方向切換動作において、タップ選択器の第１の可動接点がタップＴ１から開離し、タップＴ１とタップＴ２の中間位置に達した状態を示す図。
【図１８】同じく正方向切換動作において、タップ選択器の第１の可動接点がタップＴ２に到達した状態を示す図。
【図１９】同じく正方向切換動作において、第１の真空バルブが閉路し、変圧器負荷電流が第１の真空バルブ側の回路に移動した状態を示す図。
【図２０】同じく正方向切換動作において、第２の真空バルブが開路した状態を示す図。
【図２１】従来の負荷時タップ選択器におけるタップ選択器の概略構造を示す図。
【符号の説明】
１……電動機
４……ピニオン
５……第２のゼネバドライバ
７……第２のゼネバギヤ
８……第２の駆動軸
１０……ピン
１１……リンク
１２……引張バネ
１４……セグメント
１９……第１のゼネバドライバ
２０……第１のゼネバギヤ
２１……第３のゼネバドライバ
２２……第３のゼネバギヤ
２３……第１の駆動軸
２４……溝カム
２９……第３の駆動軸
３０……第１の真空バルブ
３１……第２の真空バルブ
３２……カップリング
３３……絶縁駆動軸
３４……集電リング
３５……第１の可動接点
３６……第１の歯車
３７……第２の歯車
３８……固定接点
３９……第２の可動接点
【発明の属する技術分野】
本発明は変圧器の負荷時タップ切換器において、特に１個の限流抵抗と２個の真空バルブを用いた負荷時タップ切換器の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２個の可動接点と１個の限流抵抗と２個の真空バルブを用いて変圧器のタップ巻線を切換える負荷時タップ切換器としては、先に出願した特開平８−２７２３１５号の明細書及び図面に示されているようなものがある。
【０００３】
以下この構造及び動作について図２１を用いて説明する。
図２１において、４１は駆動源としての電動機で、この電動機４１の回転軸にはピニオン４２が直結されている。４３は軸４５に取付けられ、ピニオン４２と噛合して電動機４１のトルクが伝達される歯車で、この歯車４３には中心軸から若干外れた適宜位置にピン４６が軸端方向に向けて取付けられると共に、このピン４６と反対側の周面の適宜位置にピン４９が取付けられている。
【０００４】
また、軸４５の一端部には歯車４３の回動によりピン４６に押圧されて回動するアーム４４の一端部が取付けられ、このアーム４４の他端部に引張バネ４７の一端が取付けられ、その他端は支点ピン４８により図示しない固定部材に支持されている。この引張バネ４７はアーム４４の回動によりバネ力が蓄勢され、所定蓄勢量に達すると瞬発的にそのエネルギを放勢するものである。
【０００５】
さらに、軸４５の他端部にはピン係合部を有するセグメント５３が取付けられ、このセグメント５３に対応させてドライバ５４を設けると共に、このドライバ５４は軸４５と同一軸方向に配設された絶縁駆動軸５６の一端部に取付けられている。このドライバ５４にはセグメント５３の係合部と係合するピン５２が取付けられると共に、このピン５２と反対側にピン５５が取付けられている。
【０００６】
また、絶縁駆動軸５６の他端側には溝カム６６が取付けられている。この溝カム６６は、第１の真空バルブ６９（Ｖ１）及び第２の真空バルブ７０（Ｖ２）を所定の順序で駆動レバー６８及び６７を介して開閉させるためのカム溝７１（主用）及びカム溝７２（抵抗用）がそれぞれ形成されている。
【０００７】
この場合、セグメンクト５３の係合部にピン５２が係合してドライバー５４が回動し、そのトルクが絶縁駆動軸５６に伝達されて溝カム６６が回動すると、カム溝７１，７２と係合する駆動レバー６７，６８がカム溝の上方変位、下方変位に移動することにより、各々の真空バルブ７０，６９が開閉動作可能な構成となっている。
【０００８】
一方、２００は第２の可動接点６１（Ｍ２）を駆動するためのトルクを伝達する第２の間欠歯車機構であり、この第２の間欠歯車機構２００は絶縁駆動軸５１の一端部に取付けられ、前述した歯車４３に取付けられたピン４９と噛合い駆動される第２のゼネバギヤ５０により構成される。前記絶縁駆動軸５１の他端部にはアーム６０の一端が取付けられ、その他端に第２の可動接点６１（Ｍ２）が取付けられている。
【０００９】
この場合、第２のゼネバギヤ５０の回動が絶縁駆動軸５１を介してアーム６０に伝達されると、このアーム６０に取付けられた第２の可動接点６１（Ｍ２）が絶縁駆動軸５１を中心に回動し、固定接点６５間を切換動作できるようになっている。
【００１０】
また、１００は第１の可動接点６４（Ｍ１）を駆動するためのトルクを伝達する第１の間欠歯車機構であり、この第１の間欠歯車機構１００は絶縁駆動軸５１と同軸的に配置されたパイプ状の絶縁軸５８の端部に取付けられ、ドライバー５４に取付けられたピン５５と係合してドライバー５４のトルクが伝達されると回動する第１のゼネバギヤ５７により構成される。前記絶縁軸５８の他端側にはアーム６３の一端が取付けられ、その他端に第１の可動接点６４（Ｍ１）が取付けられている。
【００１１】
この場合、第１のゼネバギヤ５７の回動が絶縁軸５８を介してアーム６３に伝達されると、このアーム６３に取付けられた第１の可動接点６４（Ｍ１）が絶縁軸５８を中心に回動し、固定接点６５間を切換動作できるようになっている。
【００１２】
なお、図中５９は第２の可動接点６１と接触する集電リング、６２は第１の可動接点６３と接触する集電リングである。
このような構成の負荷時タップ切換器において、電動機の回転を受けてピニオン４２が回転すると、ピニオン４２と噛合する歯車４３が回転する。この歯車４３の回転により、歯車４３に取付け固定されたピン４６がアーム４４を軸４５を中心に回転せしめ、他単を支点ピン４８に固定された引張バネ４７を引張ると同時に、歯車４３の反対側に取付けられたピン４９が第２のゼネバギヤ５０と噛合し、第２のゼネバギヤ５０を回転させる。
【００１３】
第２のゼネバギヤ５０の回転により絶縁駆動軸５１を介して集電リング５９及びアーム６０に取付け固定された第２の稼働接点６１が固定接点６５間を順次移動するように作用する。
【００１４】
引張バネ４７の引張量が最大に達すると蓄勢エネルギにより、アーム４４が急速に軸４５を中心に回動し、同時にアーム４４に固定された軸４５が回転し、軸４５と一体化したセグメント５３を回動させる。
【００１５】
セグメント５３がドライバ５４の上側に取付け固定されたピン５２を押圧することにより、ドライバ５４が軸４５を中心に回転し、同時にドライバ５４のした側に取付け固定されたピン５５が第１のゼネバギア５７と噛合する。第１のゼネバゼア５７の回転により、絶縁駆動軸５８を介して集電リング６２及びアーム６３に取付固定された第１の可動接点６４が固定接点６５間を順次移動するように作用する。
【００１６】
一方、ドライバ５４の回転はこれに直結した絶縁駆動軸５６にも伝達され、絶縁駆動軸５６の他端に取付け固定された溝カム６６を回転させる。この溝カム６６が回転すると、カム溝７１，７２と係合す駆動レバー６７，６８がカム溝の上方変位、下方変位に移動することにより、第１の真空バルブ６９及び第２の真空バルブ７０を開閉動作させる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来の負荷時タップ切換器においては、第１の真空バルブ及び第２の真空バルブは各相毎に縦方向に直列に配置され、各相の真空バルブ間はカップリングで連結されている。
【００１８】
従って、カップリングにおける伝達のずれが、真空バルブの開閉タイミングの各相間のずれとなって現れるという問題があった。また、タップ選択器の固定接点が縦長の２段構造となっているおり、各段部分に第１及び第２の稼働接点が接触するように構成されているため、全体が縦方向に大きくなってしまい、負荷時タップ選択器をコンパクトにまとめることが困難であった。
【００１９】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、各相の真空バルブの開閉タイミングのずれを小さくし、よりコンパクトにまとめることができる負荷時タップ切換器を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため、次のような手段により負荷時タップ切換器を構成するものである。
請求項１に対応する発明は、変圧器タップ巻線のタップに接続された複数の固定接点と、この固定接点に順次接触する第１の負荷電流通電用可動接点と、前記固定接点に順次接触し、タップ間短絡時の循環電流を通電する第２の可動接点とを備え、前記第１の可動接点には第１の真空バルブを、また前記第２の可動接点には循環電流を抑制する限流抵抗と第２の真空バルブとを直列接続し、前記第１及び第２の可動接点は同一固定接点に接触して並列回路を形成し、タップ切換を行う際には、循環電流を抑制する限流抵抗を直列接続した第２の可動接点が同一正方向切換、また逆方向切換においても常に前記第１の通電用可動接点より先に切換動作を行い、隣接するタップに接続された固定接点に接触するように構成してなる負荷時タップ切換器において、原動側駆動部と、この原動側駆動部により前記第１の可動接点に早切動作を行わせるための蓄勢エネルギを蓄積する蓄勢装置と、前記原動側駆動部により前記蓄勢装置の蓄勢動作が終了するまでに前記第２の可動接点を次タップの固定接点に移動させる第２の間欠歯車機構と、前記蓄勢装置の従動側に連結され前記蓄勢エネルギの放勢により前記第１の間欠歯車機構及び第３の間欠歯車機構を駆動するセグメントと、前記セグメントの縦動側に連結されると共に、前記第１の間欠歯車機構と同軸上に配置され、蓄勢エネルギの放勢により、前記第１及び第２の真空バルブを所定の順序で開閉動作させるカム機構を駆動する第３の間欠歯車機構とを備える。
【００２１】
したがって、このような１抵抗２バルブ式の負荷時タップ切換器にあっては、先行動作と早切り動作の１連からなる切換動作シーケンスを満足できる。
【００２４】
請求項２に対応する発明は、請求項１に対応する発明において、第１の間欠歯車機構及び第３の間欠歯車機構を駆動するセグメントを一体構造とし、セグメントが第１の間欠歯車機構及び第３の間欠歯車機構を押圧し始める時点の時間的ずれを持たせる。
【００２６】
請求項３に対応する発明は、請求項１に対応する発明において、第２の間欠歯車機構の従動側の中心軸上に第２の駆動軸を直結し、第１の歯車と噛合する第２の歯車上に第２の可動接点を取付固定し、第２の間欠歯車機構の駆動が第２の歯車を回転せしめることにより、第２の可動接点が固定接点間を順次選択移動できるように構成し、さらに第２の可動駆動軸については第１の駆動軸が負荷時タップ切換器の側面近傍に配置し、また固定接点を板状とし、第１の可動接点が固定接点を挟む状態で順次接触しているのに対し、第２の可動接点は前記固定接点の下面に押圧される状態で順次接触して行くように構成する。
したがって、このような構成の負荷時タップ切換器にあっては、タップ選択器の固定接点を板状のもので済ませることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明による負荷時タップ切換器の実施の形態の具体的な構成を示す図である。図２は図１のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図、図３は図１のＣ−Ｃ線に沿う矢視断面図、図４は図１のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図である。
【００２８】
図１において、１はフレーム８０に取付けられた負荷時タップ切換器の駆動源である電動機で、この電動機１にはカップリング２を介して回転軸３が連結されている。
【００２９】
さらに、回転軸３には図２に示すようにピニオン４が取付固定され、このピニオン４には第２のゼネバドライバ５が一体的に設けられており、ピニオン４と第２のゼネバドライバ５が同時に回転するように構成されている。また、図２において、７は第２のゼネバドライバ５と噛合する第２のゼネバギヤ、８は第２のゼネバキヤ７の中心軸上に取付固定され、電動機１から伝達されるトルクをタップ選択器へ伝達する役目を果たす第２の駆動軸である。
【００３０】
さらに、図３において、３６は第２の駆動軸８の端部が取付固定された第１の歯車、３７は軸受４０により回転自在に支持され、第１の歯車３６と噛合する第２の歯車で、この第２の歯車３７の表面には第２の可動接点（抵抗側）３９が取付固定され、第２の歯車３７が回転することにより、第２の可動接点（抵抗側）３９が固定接点３８間を順次移動できるように構成されている。
【００３１】
一方、図１及び図２において、９はピニオン４と噛合するギヤであり、その表面にはピン１０が取付固定されている。また、１１はギヤ９の回転に伴うピン１０の回動により回動するリンクであり、その上端には引張バネ１２の一端が支持され、リンク１１の回動が引張バネ１２を引張し、静止エネルギを蓄えるように作用する。
【００３２】
また、図１において、１３はリンク１１と一体となって回転する回転軸であり、この回転軸１３の他端には第１のゼネバドライバ１９と第３のゼネバドライバ２１を同時に駆動するセグメント１４が取付固定され、回転軸１３の回転が同時にセグメント１４の回動となる。
【００３３】
さらに、１５は第１のゼネバドライバ１９の裏面に取付固定されたピンであり、セグメント１４がピン１５を押圧し回動させることで、第１のゼネバドライバ１９を駆動するように構成されている。１６は同じく第１のゼネバドライバ１９の裏面側に取付固定されたピンであり、第１のゼネバドライバ１９がピン１６を介して第１のゼネバギヤ２０と噛合する。２３は第１のゼネバギヤ２０の中心軸上に取付固定され、第１のゼネバギヤ２０と共に回転する第１の駆動軸、３２は第１の駆動軸２３の回転を絶縁駆動軸３３に伝達するカップリングである。
【００３４】
３４は絶縁駆動軸３３上に取付固定されている集電リングで、その一端部には第１の可動接点（主側）３５が取付固定され、絶縁駆動軸３３の回転により第１の可動接点（主側）が固定接点３８間を順次移動できるように構成されている。
【００３５】
一方、１７は第３のゼネバドライバ２１の表面側に取付固定されたピンであり、セグメント１４がピン１７を押圧し回動させることにより、第３のゼネバドライバ２１を駆動するように構成されている。１８は同じく第３のゼネバドライバ２１の表面側に取付固定されたピンであり、第３のゼネバドライバ２１がピン１８を介して第３のゼネバギヤ２２と噛合する。
【００３６】
また、２９は第３のゼネバギヤ２２の中心軸上に取付固定された第３の駆動軸であり、他端には溝カム２４が取付固定され、第３のゼネバギヤ２２と共に回動する。
【００３７】
さらに、第３の駆動軸２９は管状となっており、その内部に第１の駆動軸２３を挿通させた２重構造となっている。溝カム２４にはカム溝ａ２７、カム溝ｂ２８が形成されており、第１の真空バルブ（主側）３０及び第２の真空バルブ（抵抗側）３１に連結されたカムフロアａ２５、カムフロアｂ２６が溝カム２４の回転を受けて、カム溝２７，２８の上方変位、下方変位に移動することにより、図４に示す各々の第１の真空バルブ３０及び第２の真空バルブ３１を開閉するように構成されている。
【００３８】
この場合、図４に示すようにＵ，Ｖ，Ｗ相の各々の主バルブ、抵抗バルブ全てが同一平面の円周上に配置された構造となっている。
ここで、上記セグメント１４は、図５に示すように上下２段構成になっており、Ａ面は第１のゼネバドライバ１９に直結されたピン１５を駆動する面であり、Ｂ面は第３のゼネバドライバ１９に直結したピン１７を駆動する面である。また、Ａ面とＢ面がずれているため、第１のゼネバドライバが第３のゼネバドライバに対して遅れて動き出すことにより、第１の可動接点の切換動作をカムの駆動に対して遅らせるように作用する。その結果、切換シーケンスを示す図８中のｔの時間的余裕を確保できるように構成されている。
【００３９】
ここで、上記第１のゼネバドライバ１９と第１のゼネバギヤ２０は第１の間欠歯車機構を構成し、また第２のゼネバドライバ５と第２のゼネバギヤ７は第２の間欠歯車機構を構成し、さらに第３のゼネバドライバ２１と第３のゼネバギヤ３２は対として第３の間欠歯車機構を構成している。
次に上記のように構成された負荷時タップ切換器の切換動作を図６乃至図８を用いて説明する。
図６及び図７は切換動作過程の回路を順を追って示すものであり、図８はその切換シーケンスを示すものである。
【００４０】
図６において、ＴＷはタップ巻線、Ｔ１，Ｔ２は隣合うタップ、Ｍ１はタップ選択器の第１の可動接点、Ｍ２は第２の可動接点、Ｖ１は第１の真空バルブ、Ｖ２は第２の真空バルブをそれぞれ示している。
【００４１】
タップＴ１からタップＴ２への切換
（１）タップ選択器Ｍ１、Ｍ２がタップＴ１を選択し、第１の真空バルブＶ１が閉路し、第２の真空真空バルブＶ２が開路している状態を示している。負荷電流Ｔ１−Ｍ１−Ｖ１の回路を流れる。
（２）タップ選択器の第２の可動接点Ｍ２がタップＴ１からタップＴ２に移動する。
（３）第２の真空バルブＶ２が閉路し、タップＴ１、タップＴ２間で短絡回路が形成され、限流抵抗Ｒにより抑制された循環電流が流れる。
（４）第１の真空バルブＶ１が開路し、負荷電流をＴ１−Ｍ１−Ｖ１の回路からＴ２−Ｍ２−Ｒ−Ｖ２の回路に移す。
（５）タップ選択器の第１の可動接点Ｍ１がタップＴ１からタップＴ２に移動する。
（６）第１の真空バルブＶ１が開路し、負荷電流をＴ２−Ｍ２−Ｒ−Ｖ２の開路からＴ２−Ｍ１−Ｖ１の回路に移す。
（７）第２の真空バルブＶ２が開路する。
【００４２】
図７に示すタップＴ２からタップＴ１への切換についてもタップＴ１からタップＴ２の切換と同様に第２の可動接点Ｍ２の切換が先行して、第１の可動接点Ｍ１がこれに追従する。その他の切換えシーケンス等についても、タップＴ１からタップＴ２の切換えと変わるところがないので、ここではその説明を省略する。
【００４３】
次に１タップ切換動作の詳細について図９乃至図２０を用いて説明する。
図９乃至図１３は電動機のトルクを受けて、早切動作により第１の間欠歯車機構を介して第１の可動接点（主側）が切換られる状況と、第２の間欠歯車機構を介して第２の可動接点（抵抗側）が先行して切換られる状況との連動を示している。また、図中の矢印は第２のゼネバギヤ７の回転が第２３の駆動軸８を介して第１の歯車３６に伝達されることを示している。以下切換動作を順を追って説明する。
【００４４】
図９（ａ），（ｂ），（ｃ）は初期状態を示す。
この時は引張バネ１２は蓄勢されていない。
図９（ｄ），（ｅ），（ｆ）は蓄勢動作開始、抵抗接点切換動作開始の状態を示す。
【００４５】
電動機１の回転がピニオン４に伝達され、このピニオン４と一体の第２のゼネバドライバ５及びピニオン４と噛合するギヤ９上のピン１０が同時に回転する。その結果、ピン１０がリンク１１を押圧し、回動させ始めることにより引張バネ１２の蓄勢動作が開始される。一方、第２のゼネバドライバ５の回転が第２のゼネバギヤ７、第２の駆動軸８、第１の歯車３６を介して第２の歯車３７を回動させることにより、タップ選択器の第２の可動接点（抵抗側）３９を固定接点３８（Ｔ１）から開離させ始める。
【００４６】
図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）は蓄勢動作終了、抵抗接点切換動作完了状態を示す。
ピニオン４がさらに回転し続けると、ピン１０がさらにリンク１１を押圧し回動させ、リンク１１の回動角が初期状態から１８０°となった時点で引張バネ１２の引張量が最大となり、蓄勢動作を終了する。一方、ピニオン４がさらに回転することにより、第２の歯車３７がさらに回転し、図１０（ｃ）のように第２の可動接点（抵抗側）３９が固定接点３８（タップ側Ｔ２）に完全に投入され、抵抗接点の切換動作を完了する。
【００４７】
図１０（ｄ），（ｅ），（ｆ）はスナップ動作開始、主接点切換動作開始の状態を示す。
蓄勢動作終了後、引張バネ１２が放勢すると、リンク１１がピン１０から開離し、引張バネ１２の引張力により急速に回転を始める。リンク１１の回転によりこれと一体のセグメント１４がピン１５を回動させ始め、それに伴い第１のゼネバドライバ１９を介してピン１６が第１のゼネバギヤ２０と噛み合い始め、第１の可動接点（主側）３５を固定接点３８（タップＴ１）から開離させる。
【００４８】
図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）はスナップ動作終了、主接点切換動作完了の状態を示す。
引張バネ１２の引張力により、リンク１１がさらに回動し、さらにピン１６が回動するが、ピン１６が第１のゼネバギヤ２０との噛み合いから開離した時点で、第１の可動接点（主側）３５が完全に固定接点３８（タップＴ２）に投入され、主接点の切換動作を完了する。
【００４９】
図１２及び図１３は、図９乃至図１１の正方向切換え動作に対し、逆方向切換動作を示しているが、正方向切換動作と同様に第２の可動接点Ｍ２の切換が先行して第１の可動接点Ｍ１の切換がこれに追従する。その他、切換シーケンス、駆動機構の連動等、正方向切換に比較して特に変わるところがないので、ここではその説明を省略する。
【００５０】
次に正方向１タップ切換動作の過程において、蓄勢動作完了時点から、主接点切換動作終了時点までの詳細を図１４乃至図２０を用いて説明する。
図１４（ａ）乃至図２０（ａ）は切換動作過程の回路を示す。
【００５１】
図１４（ｂ）乃至図２０（ｂ）はカムによる真空バルブの開閉動作を示している。溝カム２４のカム溝は２７，２８に示すような形状に形成され、真空バルブに連結されたカムフロア２５，２６がカム溝２７，２８の情報変位の時は真空バルブを開路せしめ、逆に下方変位の時は真空バルブを閉路せしむるように作用する。
【００５２】
図１４（ｃ）乃至図２０（ｃ）は、リンク１１の回動により、静止エネルギを蓄勢された引張バネ１２の動作により、リンク１１、セグメント１４が同時に回転し、セグメント１４にピン１５が押圧されることにより、第１のゼネバドライバ１９、ピン１６を介して第１のゼネバギヤ２０が回動し、それに伴い第１の可動接点３５は固定接点３８（タップＴ１）から固定接点３８（タップＴ２）へと切換られる状況を示している。
【００５３】
ここで、図１４乃至図２０について順を追って説明する。
図１４（ａ）〜（ｃ）は、引張バネ１２の蓄勢動作が完了した状態を示すと共に、タップ巻線のタップＴ１をタップ選択器の第１の可動接点３５（Ｍ１）が選択した状態を示している。
【００５４】
第１の真空バルブ３０（Ｖ１）が閉路し、タップＴ１−第１の可動接点３５−（Ｍ１）−第１の真空バルブ３０（Ｖ１）を通して図中太線のように変圧器負荷電流が通電されている。この場合、カムフロアａ２５はカム溝ａ２７の下方変位にあり、第１の真空バルブ３０（Ｖ１）を閉路せしめている。一方、カムフロアｂ２６はカム溝ｂ２８の上方変位にあり、第２の真空バルブ３１（Ｖ２）を開路させている。
【００５５】
図１５（ａ）〜（ｃ）は第２の真空バルブ３１（Ｖ２）が閉路した状態を示している。引張バネ１２の動作により、リンク１１、セグメント１４を介して第３の間欠歯車機構が駆動し、それに伴い第３の駆動軸２９に連結された溝カム２４が回動を始め、図示するように第２の真空バルブ３１（Ｖ２）を閉路させる。
【００５６】
第２の真空バルブ３１（Ｖ２）の閉路に伴い、タップＴ１，Ｔ２間に短絡回路が形成され、限流抵抗Ｒにより抑制された循環電流が流れる。変圧器負荷電流は引続きＴ１−Ｍ１−Ｖ１の回路を流れる。
【００５７】
また、引張バネ１２の動作がリンク１１、セグメント１４、第１のゼネバドライバ１９を介して第１のゼネバギヤ２０を回動させることで、第１の可動接点３５が固定接点３８（タップＴ１）から移動を始める。
【００５８】
図１６（ａ）〜（ｃ）は、第１の真空バルブ３０（Ｖ１）が開路し、変圧器負荷電流を遮断すると同時に、負荷電流がタップＴ１側からタップＴ２側の回路へと移った状態を示している。
【００５９】
引張バネ１２の動作によりセグメント１４を介して溝カム２４がさらに回転を続けると、カムフロアａ２５はカム溝ａ２７の下方変位から上方変位に移動して第１の真空バルブ３０（Ｖ１）を開路させると同時に変圧器負荷電流、循環電流を遮断して、変圧器負荷電流をＴ２−Ｍ２−Ｒ−Ｖ２側の回路に移す。また、引張バネ１２の動作が第１のゼネバギヤ２０をさらに回動させることで、第１の可動接点３５（Ｍ１）が更に進行する。
【００６０】
図１７（ａ）〜（ｃ）は、タップ選択器の第１の可動接点３５（Ｍ１）が固定接点３８（タップＴ１）から開離し、タップＴ１とタップＴ２の中間位置に達した状態を示している。引張バネ１２の動作が第１のゼネバギヤ２０を更に回動させることで、第１の可動接点３５（Ｍ１）が固定接点（タップＴ）から開離し、更に進行してタップＴ１とタップＴ２の中間位置に到達する。この管、カムフロアａ２５及びカムフロアｂ２６はカム溝２７、冬の水平位置を移動しているため、第１の真空バルブ３０（Ｖ１）は開路、第２の真空バルブ３１（Ｖ２）は閉路を維持しており、変圧器負荷電流は引続き、Ｔ２−Ｍ２−−Ｒ−Ｖ２の回路を流れる。
【００６１】
図１８（ａ）〜（ｃ）は、タップ選択器の第１の可動接点３５（Ｍ１）が固定接点３８（タップＴ２）に到達した状態を示している。
引張バネ１２の動作が第１のゼネバギヤ２０を更に回動させることで、第１の可動接点３５（Ｍ１）が更に進行し、固定接点３８（タップＴ２）に到達する。この際、第１の真空バルブ３０（Ｖ１）が回路しているため、む負荷、む電圧状態での投入となり、発弧は伴もなわない。
【００６２】
図１９（ａ）〜（ｃ）は、第１の真空バルブ３０（Ｖ１）が閉路し、変圧器負荷電流が第１の真空バルブ３０（Ｖ１）側に移った状態を示している。
引張バネ１２の動作により、セグメント１４を介して溝カム２４がさらに回転を続けると、カムフロアａ２５がカム溝ａ２７の上方変位から下方変位に移動して第１の真空バルブ３０（Ｖ１）を閉路させると同時に変圧器負荷電流をＴ２−Ｍ２−Ｒ−Ｖ２の回路からＴ２−Ｍ１−Ｖ１の回路に移す。
【００６３】
図２０（ａ）〜（ｃ）は、第２の真空バルブ３１（Ｖ２）が開路した状態を示している。
引張バネ１２の動作により、セグメント１４を介して溝カム２４がさらに回転を続けると、カムフロアｂ２６がカム溝ｂ２８の下方変位から上方変位に移動して第２の真空バルブ３１（Ｖ２）を開路させる。この間、変圧器負荷電流は引続きＴ２−Ｍ１−Ｖ１の回路を流れる。
【００６４】
このように本実施の形態では、Ｕ，Ｖ，Ｗ相、各々の第１の真空バルブ及び第２の真空バルブ、合計６個を全て、同一平面円周状にに配置するようにしたので、各相の真空バルブを全て同一軸により駆動することができる。
【００６５】
また、固定接点を板状とし、第１の可動接点が固定接点を挟む状態で接触するのに対し、第２の可動接点は同固定接点の下面に押圧される状態で接触するため、タップ選択器を縦方向にコンパクトにできる。
【００６６】
さらに、第１の間欠歯車機構及び第３の間欠歯車機構を駆動するセグメントを一体構造とし、セグメントが第３の間欠歯車機構を押圧し始める時点を遅らせる構造とすることによりら、切換シーケンス上、主バルブが回路してから第１の可動接点が固定接点から開離し始めるまでの時間的余裕を確保することができる。また、各間欠歯車機構をゼネバドライバーとゼネバぎやにより駆動される構成としてあるので、間欠歯車機構の従動側の回転角を正確に規定できる。
【００６７】
以上述べたように本発明によれば、各相の真空バルブを全て同一平面上で同一軸により駆動するため、各相の真空バルブの開閉タイミングのずれを小さくでき、またタップ選択器の固定接点を板状のもので済ませることができるため、縦方向の寸法を軽減でき、全体をコンパクトにまとめることができる負荷時タップ切換器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による負荷時タップ切換器の実施の形態を示す正面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図。
【図４】図１のＣ−Ｃ線に沿う矢視断面図。
【図５】同実施の形態におけるセグメントの構造を示す図。
【図６】同実施の形態における正方向切換動作過程を示す図。
【図７】同実施の形態における逆方向切換動作過程を示す図。
【図８】同実施の形態における切換シーケンスを示す図。
【図９】同実施の形態において、第２の可動接点の先行切換動作と、第１の可動接点の早切動作での切換動作との連動状況において、正方向切換動作における初期状態から蓄勢動作開始、抵抗接点切換動作開始間での状況を示す図。
【図１０】同じく正方向切換動作における蓄勢動作終了、抵抗接点切換動作完了からスナップ動作開始、主接点切換動作開始までの状況を示す図。
【図１１】同じく正方向切換動作におけるスナップ動作終了、主接点切換動作完了の状況と逆方向切換動作開始開始までの状況を示す図。
【図１２】同じく逆方向切換動作における蓄勢動作開始、抵抗接点切換動作開始から蓄勢動作終了、抵抗接点切換動作完了までの状況を示す図。
【図１３】同じく正方向切換動作におけるスナップ動作終了、主接点切換動作完了の状況と逆方向切換動作開始開始までの状況を示す図。
【図１４】同実施の形態における正方向切換動作において、引張バネの蓄勢動作が完了した状態とタップ巻線のタップＴ１をタップ選択器の第１の可動接点が選択した状態を示す図。
【図１５】同じく正方向切換動作において、第２の真空バルブが閉路した状態を示す図。
【図１６】同じく正方向切換動作において、第１の真空バルブが開路し、変圧器負荷電流を遮断すると同時に負荷電流がタップＴ１側の回路からタップＴ２側の回路に移った状態を示す図。
【図１７】同じく正方向切換動作において、タップ選択器の第１の可動接点がタップＴ１から開離し、タップＴ１とタップＴ２の中間位置に達した状態を示す図。
【図１８】同じく正方向切換動作において、タップ選択器の第１の可動接点がタップＴ２に到達した状態を示す図。
【図１９】同じく正方向切換動作において、第１の真空バルブが閉路し、変圧器負荷電流が第１の真空バルブ側の回路に移動した状態を示す図。
【図２０】同じく正方向切換動作において、第２の真空バルブが開路した状態を示す図。
【図２１】従来の負荷時タップ選択器におけるタップ選択器の概略構造を示す図。
【符号の説明】
１……電動機
４……ピニオン
５……第２のゼネバドライバ
７……第２のゼネバギヤ
８……第２の駆動軸
１０……ピン
１１……リンク
１２……引張バネ
１４……セグメント
１９……第１のゼネバドライバ
２０……第１のゼネバギヤ
２１……第３のゼネバドライバ
２２……第３のゼネバギヤ
２３……第１の駆動軸
２４……溝カム
２９……第３の駆動軸
３０……第１の真空バルブ
３１……第２の真空バルブ
３２……カップリング
３３……絶縁駆動軸
３４……集電リング
３５……第１の可動接点
３６……第１の歯車
３７……第２の歯車
３８……固定接点
３９……第２の可動接点
Claims (3)
- 変圧器タップ巻線のタップに接続された複数の固定接点と、この固定接点に順次接触する第1の負荷電流通電用可動接点と、前記固定接点に順次接触し、タップ間短絡時の循環電流を通電する第２の可動接点とを備え、前記第１の可動接点には第１の真空バルブを、また前記第２の可動接点には循環電流を抑制する限流抵抗と第２の真空バルブとを直列接続し、前記第１及び第２の可動接点は同一固定接点に接触して並列回路を形成し、タップ切換を行う際には、循環電流を抑制する限流抵抗を直列接続した第２の可動接点が同一正方向切換、また逆方向切換においても常に前記第１の通電用可動接点より先に切換動作を行い、隣接するタップに接続された固定接点に接触するように構成した負荷時タップ切換器において、
原動側駆動部と、この原動側駆動部により前記第１の可動接点に早切動作を行わせるための蓄勢エネルギを蓄積する蓄勢装置と、前記原動側駆動部により前記蓄勢装置の蓄勢動作が終了するまでに前記第２の可動接点を次タップの固定接点に移動させる第２の間欠歯車機構と、前記蓄勢装置の従動側に連結され前記蓄勢エネルギの放勢により前記第１の間欠歯車機構及び第３の間欠歯車機構を駆動するセグメントと、前記セグメントの縦動側に連結されると共に、前記第１の間欠歯車機構と同軸上に配置され、蓄勢エネルギの放勢により、前記第１及び第２の真空バルブを所定の順序で開閉動作させるカム機構を駆動する第３の間欠歯車機構とを備えたことを特徴とする負荷時タップ切換器。 - 第１の間欠歯車機構及び第３の間欠歯車機構を駆動するセグメントを一体構造とし、セグメントが第１の間欠歯車機構及び第３の間欠歯車機構を押圧し始める時点の時間的ずれを持たせ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。
- 第２の間欠歯車機構の従動側の中心軸上に第２の駆動軸を直結し、第１の歯車と噛合する第２の歯車上に第２の可動接点を取付固定し、第２の間欠歯車機構の駆動が第２の歯車を回転せしめることにより、第２の可動接点が固定接点間を順次選択移動できるように構成し、さらに第２の可動駆動軸については第１の駆動軸が負荷時タップ切換器の側面近傍に配置し、また固定接点を板状とし、第１の可動接点が固定接点を挟む状態で順次接触しているのに対し、第２の可動接点は前記固定接点の下面に押圧される状態で順次接触して行くように構成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。
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