JP4240725B2 - 負荷時タップ切換器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は変圧器タップ巻線のタップを負荷時に切換える負荷時タップ切換器に係り、特に、真空バルブを有する負荷時タップ切換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電力機器に対しては信頼性の向上を図るために、機器の小形化やコストの低減化が要求されている。これらの要求に応えるには構成を簡略化することが不可欠である。その際、電力機器のどの構成要素に簡略化が望まれているかを把握することが重要である。
【０００３】
負荷時タップ切換器は、負荷時に負荷電流を遮断して隣接するタップに電流を移す切換開閉器と、タップ巻線のタップを要求された位置に選択するタップ選択器とから構成されている。前記２つの構成要素のうち、後者のタップ選択器はタップを比較的低速度で選択し、負荷電流を直接遮断する必要がない。そのため、構成をシンプルにすることは容易である。これに対して、前者の切換開閉器は、負荷電流を直接遮断するため一定以上の速度が必要であり、また後述するような一定の時間差を設ける機能を備えなくてはならない。これらの点が切換開閉器の構造を複雑にし、部品数を多くなる要因となっている。すなわち、負荷時タップ切換器においては、切換開閉器を簡略化することが強く求められている。
【０００４】
ところで負荷時タップ切換器には様々なタイプがある。中でも、真空バルブ遮断方式の負荷時タップ切換器は油中遮断方式に比べて保守費用が安く済むという利点があり、近年広く普及している。ここで、１個の限流抵抗と２個の真空バルブを用いた１抵抗２バルブ式の負荷時タップ切換器について、図１２および図１３の回路構成図を用いてその原理を説明する。
【０００５】
図１２に示すように、切換開閉器には真空バルブである主バルブＶ１および抵抗バルブＶ２が設けられている。主バルブＶ１の一端部にはスライド接点Ｓ０が接続され、主バルブＶ１の他端部には３相交流電路の中性点Ｎが接続されている。スライド接点Ｓ０に近接して固定電極Ｓ１，Ｓ２が配置されており、固定電極Ｓ１，Ｓ２にはそれぞれ、切換開閉器の接点Ｍ１，Ｍ２が接続されている。なお、各接点Ｍ１，Ｍ２は図示されないタップ選択器に接続されている。また、スライド接点Ｓ０には切換接点Ｓｍがスライド自在に取付けられている。切換接点Ｓｍはスライド接点Ｓ０上をスライドしてスライド接点Ｓ０と固定電極Ｓ１，Ｓ２のどちらか一方とを橋絡するようになっている。一方、抵抗バルブＶ２の一端部にはタップ間の循環電流を制限するための限流抵抗Ｒが接続されており、この限流抵抗Ｒを介して前記接点Ｍ２に接続されている。また、抵抗バルブＶ２の他端部には３相交流電路の一相が接続されている。
【０００６】
次に、図１２に示した回路構成を持つ負荷時タップ切換器の切換動作について図１３に基づいて述べる。図１３において（１）は切換開閉器の接点Ｍ１が選択されている状態であり、主バルブＶ１が閉じ、スライド接点Ｓ０より切換接点Ｓｍ、固定電極Ｓ１、タップ選択器の接点Ｍ１及びタップを通して変圧器のタップ巻線に負荷電流が流れている。この状態から、抵抗バルブＶ２が閉じると（２）に示すように切換開閉器の接点Ｍ１と接点Ｍ２との間にタップ選択器を通して循環電流Ｉｃが流れる。
【０００７】
続いて（３）に示すように主バルブＶ１が開いて負荷電流を遮断すると、電流は抵抗バルブＶ２側に移る。その後、（４）に示すように切換接点Ｓｍが動き始め、（５）に示す時点で切換接点Ｓｍが固定電極Ｓ２側への切換を完了する。さらに（６）に示すように主バルブＶ１が閉じることにより１つのタップ切換動作が終了する。以上は接点Ｍ１から接点Ｍ２への切換動作であり、接点Ｍ２から接点Ｍ１へ切換える場合は上記の動作とは逆方向の動作、つまり図１３の（６）から（１）へという動作になる。
【０００８】
このような動作原理による従来の負荷時タップ切換器の具体的な構成としては、図１４、図１５に示すようなものがある。図１４は従来の負荷時タップ切換器の切換開閉器を縦断面して示す正面図、図１５は図１４中のＸ−Ｘ線に沿う矢視断面図である。
【０００９】
図１４に示すように、切換開閉器には蓄勢装置１０１（点線にて図示）が設けられている。蓄勢装置１０１の出力軸には蓄勢装置１０１から回転力が伝達される駆動軸１０２が取付けられいる。駆動軸１０２はプレート１０６及び絶縁サポート１１９に軸受を介して回転自在に支持されている。また、駆動軸１０２の上部にはカム１０８が固着されており、このカム１０８の外周部に主バルブＶ１用と抵抗バルブＶ２用の２つの溝１０８ａ，１０８ｂが形成されている。
【００１０】
プレート１０６の下面には保持台１１０が取付けられている。保持台１１０には直動ガイド１０９が連結され、直動ガイド１０９には円筒形のスライダ１１２が上下運動可能に支持されている。スライダ１１２にはカムフォロア１１１ａが取付けられている。カムフォロア１１１ａは上記主バルブＶ１用の溝１０８ａに回転自在に係合し、スライダ１１２を上下動させるようになっている。
【００１１】
また、上記スライダ１１２内には主バルブＶ１の通電上必要な接触圧を与えるワイプばね１１３が設けられ、その一端部にはワイドプロッド１１４を介して主バルブＶ１の可動接点１１７ａが連結されている。以上は主バルブＶ１側の構成であるが、抵抗バルブＶ２側の可動接点とカム１０８との間にも、抵抗バルブＶ２用の溝１０８ｂに係合するカムフォロア１１１ｂなど、同様な構成の機構が設けられている。
【００１２】
上記絶縁サポート１１９の下面には開口端を有する絶縁筒１２０が駆動軸１０２と同心円状に取付けられている。この絶縁筒１２０の内側にスライド接点Ｓ０と固定電極Ｓ１，Ｓ２が設けられている。そして、スライド接点Ｓ０には主バルブＶ１の固定接点１１７ｂが導体１１８を介して接続されている。さらに、駆動軸１０２の下部には可動部１５０が固着され、この可動部１５０にはスライド接点Ｓ０と固定電極Ｓ１，Ｓ２とを接離する切換接点Ｓｍが設けられている。この場合、可動部１５０が回転する時、切換接点Ｓｍはスライド接点Ｓ０と常時接触しているが、固定電極Ｓ１、Ｓ２とはどちらか一方とのみ接触するように構成されている（図１５参照）。
【００１３】
次に上記従来例の負荷時タップ切換器の動作について図１６、図１７を用いて説明する。カム１０８の回転に伴い、カムフォロア１１１ａ、スライダ１１２、ワイプバネ１１３、ワイプロッド１１４を介して主バルブＶ１の可動接点１１７ａが駆動される。抵抗バルブＶ２についても同様である。図１６中の（ａ）は切換開閉器の接点Ｍ１を選択している状態、（ｂ）は切換開閉器の接点Ｍ２を選択している状態を示している。また、図１７中の（ａ）は接点Ｍ１から接点Ｍ２への切換時の通電状態、（ｂ）は接点Ｍ２から接点Ｍ１への切換時の通電状態を示している。
【００１４】
まず、接点Ｍ１から接点Ｍ２への切換動作について説明する。蓄勢装置１０１の出力によって駆動軸１０２が回転すると、カム１０８が図１６（ａ）の状態から図中右方向に回転し、これに伴って抵抗バルブＶ２が閉じる。このとき、図１７中の（ａ）に示すように、切換時間Ｔにおいてｔ４，ｔ１，ｔ２，ｔ３の順番で通電状態が移行していく。
【００１５】
すなわち、時間ｔ４が経過すると、主バルブＶ１が開く。ここで、可動部１５０と共に回転する切換接点Ｓｍは、固定電極Ｓ１とスライド接点Ｓ０とを橋絡している。さらに、時間ｔ１が経過すると切換接点Ｓｍは固定電極Ｓ１から離れ、固定電極Ｓ１はオフとなる。そして、時間ｔ２が経過すると切換接点Ｓｍが固定電極Ｓ２に接触し、固定電極Ｓ２はオンとなる。最終的に時間ｔ３経過後、主バルブＶ１が閉じる。この状態では切換接点Ｓｍは固定電極Ｓ２とスライド接点Ｓ０間を橋絡している。
【００１６】
逆に接点Ｍ２から接点Ｍ１方向への動作は、カム１０８が図１６（ｂ）の状態から図中左方向に回転する。これに伴って主バルブＶ１が開く。このとき、図１７中の（ｂ）に示すように、切換時間Ｔにおいて時間ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４の順番で通電状態が移行していく。
【００１７】
すなわち、時間ｔ１経過後に切換接点Ｓｍは固定電極Ｓ２から離れ、固定電極Ｓ２はオフとなる。そして、時間ｔ２経過後に切換接点Ｓｍが固定電極Ｓ１に接触し、固定電極Ｓ１はオンとなる。さらに時間ｔ３経過後に主バルブＶ１が閉じ、最後に時間ｔ４経過後に抵抗バルブＶ２が閉じる。このとき、切換接点Ｓｍは固定電極Ｓ１とスライド接点Ｓ０間を橋絡した状態となっている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来の負荷時タップ切換器において、機器の小形化とコストの低減化を図るためには、次のような問題点を解決することが課題となっている。
可動部１５０の切換接点Ｓｍは、通電しながら固定電極Ｓ１またはＳ２の内周面を転動する。このとき、切換接点Ｓｍが動作する時の振動により切換接点Ｓｍと固定電極Ｓ１，Ｓ２との接触面圧が変動するおそれがある。そこで両者の接触面圧の低下を防ぐために面圧を与えるばね力を大きく設計している。この結果、可動部１５０および支持部材が大形化した。しかも、切換接点Ｓｍおよび固定電極Ｓ１，Ｓ２の接触面圧を大きく設計すると、両者の摩耗量が大きくなる。したがって、使用条件によってはメンテナンスの間隔が短くなり、コストが高騰するといった不具合が生じた。
【００１９】
また、カム１０８と可動部１５０は駆動軸１０２に直結して固着されているので、駆動軸１０２によるカム１０８の正逆方向回転はほぼ対称の動きとなる。そのため、切換開閉器の接点Ｍ１から接点Ｍ２移動時と、接点Ｍ２から接点Ｍ１移動時の両方で同時に、時間ｔ１（主バルブＶ１が開いてから一方の固定電極Ｓ１，Ｓ２がオフとなるまでの時間）を長くするには限界がある。したがって、主バルブＶ１の消弧時間を確保することが困難となっていた。そこで従来より、構成を複雑化することなく、十分な主バルブＶ１の消弧時間を得ることが要請されている。
【００２０】
本発明は、上記の問題点を解決するために提案されたものであり、その主たる目的は、切換接点と固定電極との接触面圧を安定させることによって機器の小形化およびコストの低減化を図り、信頼性を高めた負荷時タップ切換器を提供することにある。
また本発明の他の目的は、切換時間を調整して真空バルブの消弧時間を十分に確保でき、性能安定性に優れた負荷時タップ切換器を提供することにある。
【００２１】
【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に、負荷時に負荷電流を遮断して変圧器タップ巻線の一つのタップから隣接するタップに電流を移す切換開閉器と、前記タップを要求された位置に選択するタップ選択器とが設けられた負荷時タップ切換器において、次のような技術的な特徴を有している。
【００２２】
請求項１の発明は、負荷時に負荷電流を遮断して変圧器タップ巻線の一つのタップから隣接するタップに電流を移す切換開閉器と、前記タップを要求された位置に選択するタップ選択器とが設けられた負荷時タップ切換器において、前記切換開閉器には、外部より与えられる駆動力により回転する駆動軸と、前記駆動軸に取付けられるカムと、真空バルブと、前記カムの回転により前記真空バルブを開閉する開閉機構と、前記駆動軸の回転に対して一定の時間遅れて回転する従動部を有する空転機構が設けられ、前記従動部に切換接点が取付けられ、前記空転機構の回転によりどちらか一方が切換接点と接触するように２個１対の固定接点が配置され、前記固定接点は、前記切換接点側に突出した板状部材から構成され、その基端部に固定電極が取付けられ、先端部に前記切換接点に接する接触子が設けられ、前記固定電極をボルトで固定するための長穴を有する絶縁リングが設けられ、且つ、前記長穴は、前記固定接点と前記切替接点との相対的な距離を変更可能とするよう前記固定電極の前記絶縁リングに対する固定位置を変更可能とした円周方向に伸びる形状を有することを特徴とする
【００２３】
以上の構成を有する請求項１の発明では、空転機構の従動部と共に切換接点が回転し、固定接点の接触子と接触して通電状態となる。このとき、固定接点は切換接点側に突出した板状部材であるため、接触子と切換接点との接触面積を広くとることができ、確実に通電回路を構成することができる。そのため、切換接点の構成を容易に簡素化することができ、切換接点が動作する時の振動を小さくすることができる。したがって、固定接点および切換接点との接触による通電に際して、通電に必要な両者の接触面圧を安定させることができる。この結果、従来のように接触面圧を確保するために切換接点の支持部材を大きくする必要がなくなり、機器の小形化に寄与することができる。また、固定接点と切換接点との接触面圧の安定に伴い、摩耗量を小さくすることができる。そのため、接点の寿命が延び、メンテナンス間隔を長くとることが可能となり、経済的にも有利である。更に、長穴によって固定電極の位置を変更可能とすることにより切換時間を調整することを可能としたため、この切換時間の調整により主バルブの消弧時間を容易に確保することができる。
【００２４】
請求項２の発明は、請求項１記載の負荷時タップ切換器において、前記固定接点の板状部材は、複数枚の銅板または銅合金板を重ね合わせて構成されたことを特徴とする。
上記請求項２の発明では、前記請求項１の発明と同様の作用効果に加えて、固定接点の板状部材が複数枚の銅板または銅合金板であるため、安定した通電性能を確保することができる。
【００２５】
請求項３の発明は、請求項１または２記載の負荷時タップ切換器において、前記切換接点は１枚の板状部材から構成され、前記固定接点は前記切換接点を挟む２枚の板状部材から構成されたことを特徴とする。
このような請求項３の発明では、固定接点が切換接点を挟むことにより、より確実に通電回路を構成することができ。このため、通電容量が増大して通電性能はいっそう安定化する。
【００２６】
請求項４の発明は、請求項１、２または３記載の負荷時タップ切換器において、前記固定電極に前記固定接点の前記接触子を前記切換接点側に付勢するばね部材が取付けられたことを特徴とする。
以上の請求項４の発明では、固定電極に取付けられたばね部材が接触子を切換接点側に付勢するので、前記請求項３の発明と同じく、通電性能の安定化と通電容量の増大という作用効果を得ることができる。
【００２７】
請求項５の発明は、請求項１、２、３または４記載の負荷時タップ切換器において、前記固定接点および前記切換接点の一部または全体は、タングステン、ドープタングステン、クロム銅、ベリリウム銅またはベリリウム銅合金から構成されたことを特徴とする。
上記請求項５の発明では、固定接点および切換接点の一部または全体が、タングステン、ドープタングステン、クロム銅、ベリリウム銅またはベリリウム銅合金からなるため、固定接点および切換接点の摩耗量が少なくなり、寿命と信頼性を向上することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
［１］第１の実施の形態
＊構成＊
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１〜図８は、請求項１〜６記載の発明に対応する負荷時タップ切換器の第１の実施の形態を示すもので、図１は負荷時タップ切換器の切換開閉器を縦断面して示す正面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図、図４は図１のＣ−Ｃ線に沿う矢視断面図、図５は図１のＤ−Ｄ線に沿う矢視断面図、図６は同実施の形態における固定接点と切換接点の構成を示す正面図、図７および図８は同実施の形態におけるカムによる主バルブＶ１および抵抗バルブＶ２の開閉動作説明図で、図７の（ａ）は切換開閉器の接点Ｍ１選択状態、図７の（ｂ）は切換開閉器の接点Ｍ２選択状態、図８の（ａ）は接点Ｍ１から接点Ｍ２への切換時の通電状態、図８の（ｂ）は接点Ｍ２から接点Ｍ１への切換時の通電状態をそれぞれ示す図である。
【００３０】
図１において、１は蓄勢装置（図示点線で示す）であり、この蓄勢装置１は図示しない電動操作機構からの動力を受けてバネを蓄勢し、所定蓄勢量に達した後に瞬発的に蓄勢したエネルギーを放勢して回転力を得るようになっている。２は上端部が蓄勢装置１の出力軸に直結される駆動軸である。駆動軸２は蓄勢装置１から回転力が伝達されて一定範囲を往復回転動作するように構成されており、その上端部がベアリング８ａを介してプレート３に回転自在に支持され、中間部がベアリング８ｂを介してプレート５に回転自在に支持されている。
【００３１】
プレート３直下の駆動軸２にはカム４が取付けられており、このカム４には図２に示すように外周側に複数の溝、本例では２個の溝４ａまたは４ｂが設けられている。また、プレート５にはストッパピン９が取付けられている。さらに、駆動軸２の下方には図示しない支柱によりプレート７が固定されている。
【００３２】
カム４の外周側には、図２、図４及び図５に示すように円周方向を３等分した位置に、Ｕ，Ｖ，Ｗで示す３相器を構成する各相の主バルブＵ１，Ｖ１、Ｗ１および抵抗バルブＵ２，Ｖ２、Ｗ２の計６個の真空バルブがそれぞれ配置されている。図１に示すように主バルブＶ１にはバルブ可動接点４１およびバルブ固定接点４２が設けられている。また、バルブＶ１とカム４との間にはカム４の回転により主バルブＶ１を開閉する開閉機構３０が設けられる。主バルブＶ１および抵抗Ｖ２の下部には絶縁サポート６が設けられている。
【００３３】
開閉機構３０は、駆動ボス２０と、この駆動ボス２０に設けられ且つカム４の溝４ａまたは４ｂと係合するローラ２１と、バルブ可動接点４１に連結された開閉ボス２４と、駆動ボス２０と開閉ボス２４との間に設けたワイプばね２５とから構成されている。開閉ボス２４は導線２２を介して３相交流電路の中性点Ｎに接続されている。また、バルブ固定接点４２は、図示しない限流抵抗Ｒに接続されている。なお、開閉機構３０については真空バルブを開閉するための機構であり、主バルブＶ１以外の主バルブＵ１，Ｗ１も抵抗バルブＵ２，Ｖ２、Ｗ２も同様に設置されている。前述したように、本実施の形態では３相器の構成を示しており、図４および図５に示すように円周方向に３等分して各相が配置されている。上記では１相分の真空バルブの構成を述べたが、他の相の各真空バルブについても同様の構成である。
【００３４】
駆動軸２の図示下部には空転機構４０が設けられている。この空転機構４０は、駆動軸２に連結キー１１により固定された第１のカップリング１０と、このカップリング１０と開離自在に回転する第２のカップリング５１とから構成されている。第２のカップリング５１には絶縁軸５３が連結され、この絶縁軸５３に従動部５０が構成される。
【００３５】
第１のカップリング１０および第２のカップリング５１には、図３に示すようにそれぞれ凸部１０ａおよび凹部５１ａが設けられ、第１のカップリング１０の凸部１０ａを第２のカップリング５１の凹部５１ａ間に位置させて開離自在に組合せられている。また、これら凸部１０ａおよび凹部５１ａ間に空転角度δが設定されている。この空転角度δを設定したことにより、従動部５０は駆動軸２の回転に対して一定の時間遅れて回転するようになっている。
【００３６】
さらに、絶縁軸５３の外周側には集電リング５４が設けられている。この集電リング５４の下部に板状の切換接点６５が取付けられている。切換接点６５は従動部５０の回転に伴って回転するようになっている。また、切換接点６５は、タングステンあるいはドープタングステンによって構成されている。ドープタングステンとはタングステンに微量の添加物を加えたものである。主バルブＶ１のバルブ固定接点４２下部には通電台７１が取付けられている。通電台７１の下方には絶縁リング７４が配置されている。
【００３７】
図５に示すように、絶縁リング７４には円周方向に伸びる長穴７５が複数形成されており、各長穴７５に固定電極Ｓ１またはＳ２がボルト７６で固定されている。図１および図５に示すように、固定電極Ｓ１，Ｓ２にはそれぞれ、切換接点６５側に突出した板状部材からなる固定接点６０が取付けられている。さらに固定電極Ｓ１，Ｓ２は図示しない切換開閉器の接点Ｍ１，Ｍ２にそれぞれ接続されている。スライド接点７０は通電台７１を介して主バルブＶ１のバルブ固定接点４２に接続されている。また、スライド接点７０は集電リング５４と摺動しながら常時橋絡されている（図４参照）。
【００３８】
ここで、固定接点６０の詳細について図５および図６を参照して説明する。図６に示すように、固定接点６０はばね性を有する銅合金板６１を複数枚重ね合わせて構成されており、その先端部に互いに向い合う半球状の接触子６４が設けられている。また、銅合金板６１の基端部はサポート６２および座金６３を介して固定電極Ｓ１またはＳ２の表裏にボルト６７によって固定されている。
【００３９】
このような固定接点６０は、従動部５０の回転に伴って回転する切換接点６５を上下から挟み込んで接触し、固定電極Ｓ１，Ｓ２のどちらか一方と、スライド接点７０とを橋絡して通電回路を構成するようになっている。さらに、銅合金板６１と共に板ばね６８の基端部が固定電極Ｓ１またはＳ２にボルト６７によって固定されている。板ばね６８の先端部は接触子６１に接しており、接触子６１を切換接点６５側に付勢するようになっている。なお、スライド接点７０は固定接点６０と同様の構成になっている。
【００４０】
＊作用効果＊
次に上記のように構成された第１の実施の形態の作用について説明する。まず、負荷時タップ切換器全体の作用について述べる。図７および図８は主バルブＶ１、抵抗バルブＶ２を開閉するカム４の動作説明図である。外周側に溝４ａ，４ｂを設けたカム４の回転に伴い、主バルブＶ１および抵抗バルブＶ２が開閉される。
【００４１】
図７および図８の（ａ）を用いて接点Ｍ１から接点Ｍ２への切換動作について説明する。蓄勢装置１の出力によって駆動軸２が回転すると、これと同時にカム４は図７（ａ）の接点Ｍ１の選択状態から図中右方向に回転する。これに伴って抵抗バルブＶ２が閉じる。接点Ｍ１から接点Ｍ２への切換動作では、図８中の（ａ）に示すように、切換時間Ｔにおいてｔ４，ｔ１，ｔ２，ｔ３の順番で通電状態が移行する。
【００４２】
すなわち、時間ｔ４が経過すると、主バルブＶ１が開く。このとき、空転機構４０の従動部５０では第１のカップリング１０の凸部１０ａおよび第２のカップリング５１の凹部５１ａ間に形成された空転角度δの間、空転する。そのため、切換接点６５には動作遅れ時間ｔδが発生する。この動作遅れ時間ｔδが生じたことにより、時間ｔ１が長くなる。
【００４３】
時間ｔ１が経過すると、固定電極Ｓ１とスライド接点７０とを橋絡していた切換接点６５が固定接点６０から離れ、固定電極Ｓ１はオフとなる。さらに、時間ｔ２が経過すると、切換接点６５が固定接点６０に接触し、固定電極Ｓ２はオンとなる。最終的に時間ｔ３経過後、主バルブＶ１が閉じる。このとき、切換接点６５は固定接点６０を介して固定電極Ｓ２とスライド接点７０間を橋絡した状態となっている。
【００４４】
逆に切換開閉器の接点Ｍ２からＭ１方向へ移動する場合は、カム４が図７（ｂ）の状態から図示左方向に回転する。これに伴い、まず主バルブＶ１が開く。このとき、図８中の（ｂ）に示すように、切換時間Ｔにおいて時間ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４の順番で通電状態が移行する。
【００４５】
すなわち、ｔ１経過後に切換接点６５は固定接点６０から離れ、固定電極Ｓ２はオフとなる。この時にも動作遅れ時間ｔδが生じることにより、時間ｔ１が長くなっている。そして、ｔ２経過後に切換接点６５は固定接点６０に接触し、固定電極Ｓ１はオンとなる。さらにｔ３経過後に主バルブＶ１が閉じ、最後にｔ４経過後に抵抗バルブＶ２が閉じる。このとき、切換接点６５は固定接点６０を介して固定電極Ｓ１とスライド接点７０との間が橋絡された状態となる。また、主バルブＶ１が閉じている状態にあるときは、ワイプばね２５が圧縮されており、主バルブＶ１のバルブ可動接点４１に通電に必要な接触力を与えている。
【００４６】
上記のような第１の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。第１には、通電性能の安定化を図ることができる。これは、従動部５０と共に回転する切換接点６５を簡易な構成にして、切換接点６５動作時の振動や固定接点６０との接触面圧の変動を小さくできるからである。また、固定接点６０が複数枚の銅合金板６１である点、固定接点６０が切換接点６５を挟む構成である点、固定接点６０が板ばね６８を有する点、さらには切換接点６５がタングステンまたはドープタングステンからなる点などが、通電性能の安定化に寄与することができる。
【００４７】
第２には、機器の小形化を進めることができる。切換接点６５と固定接点６０との接触面圧を確保するために従来では切換接点６５を径の大きい部材で支持する構成をとっていたが、切換接点６５および固定接点６０の接触面圧変動が小さい第１の実施の形態では、銅合金板６１のばね性および板ばね６８の付勢力によって確実に切換接点６５と固定接点６０とを接触させることができ、大径部材は不要となる。
【００４８】
第３には、コストの低減化が実現する。第１の実施の形態においては、前述したように切換接点６５がタングステンまたはドープタングステンからなり、しかも固定接点６０および切換接点６５の接触面圧の変動が小さい。そのため、両接点６０，６５の接離動作を繰返しても摩耗量は少なく、固定接点６０および切換接点６５の寿命が延びる。したがって、メンテナンスの間隔が長くなり、コストを抑えることができる。
【００４９】
第４には、主バルブＶ１の消弧時間を十分に確保して性能の安定化を図ることができる。すなわち、空転機構４０の作用により動作遅れ時間ｔδが生じるので、時間ｔ１を長くすることができる。また、固定電極Ｓ１，Ｓ２の位置を長穴７５によって移動させることによっても、切換時間を調整することが可能である。このような切換時間の調整により主バルブＶ１の消弧時間を容易に確保することができる。
以上述べたような第１の実施の形態によれば、負荷時タップ切換器の切換開閉器において、切換接点６５と固定電極６０との接触面圧を安定させて機器の小形化およびコストの低減化を図ることができ、信頼性を大幅に向上させることが可能である。
【００５０】
［２］第２の実施の形態
＊構成＊
次に、第２の実施の形態を図９〜図１１を参照して説明する。なお、第１の実施の形態と同一の部材については図１から図８と同一の符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。図９は負荷時タップ切換器の切換開閉器を縦断面して示す正面図、図１０は図９のＥ−Ｅ線に沿う矢視断面図、図１１は図９のＦ−Ｆ線に沿う矢視断面図である。
【００５１】
図９において、集電リング５４に切換接点２６５が取付けられている。切換接点２６５は、タングステンまたはドープタングステンによって構成されている。また図１０に示すように、固定電極Ｓ８１，Ｓ８２は絶縁リング７４に設けた長穴７５にボルト７６で固定されている。この固定電極Ｓ８１，Ｓ８２には、それぞれ固定接点２６０が設けられている。切換接点２６５は従動部５０の回転に伴い、固定接点２６０を介して固定電極Ｓ８１，Ｓ８２のどちらか一方とスライド接点７０とを橋絡するようになっている。
【００５２】
固定接点２６０の詳細を図１０および図１１により述べる。固定接点２６０には互いに向い合う２枚１対のブレード８４が設けられている。ブレード８４はピン８３を介して回転可能に固定電極Ｓ８１，Ｓ８２に接続されている。第２の実施の形態では、ブレード８４は３対で構成されている。また、ブレード８４間にはばね８５が設けられている。
【００５３】
＊作用効果＊
以上のように構成された第２の実施の形態では、ばね８５の付勢力を受けた２枚１対のブレード８４が確実に切換接点２６５を把持するので、固定接点２６０は切換接点２６５を挟み込んで接触し通電回路を確実に構成することができる。このような第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の作用と効果に加えて、固定接点２６０において固定電極Ｓ１，Ｓ２の傾き等による接触面圧への影響を受け難くなり、さらに信頼性が向上するという効果がある。
【００５４】
［３］他の実施の形態
本発明による実施の形態は、前述の形態に限るものではなく、負荷時タップ切換器の用途に応じて種々変形して実施できることは勿論である。例えば、本実施例の切換開閉器の形態を負荷時タップ切換器のタップ選択器にも適用することが可能である。また、切換開閉器の切換接点および固定接点を、クロム銅、ベリリウム銅またはベリリウム銅合金で構成することにより、本発明と同様の効果を得ることが可能である。さらに、固定接点および切換接点の相対的な距離が変わるのであれば、固定接点および切換接点の両方が移動自在に配置されていても良く、その構成は適宜変更可能である。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の負荷時タップ切換器によれば、切換接点と固定電極との接触面圧を安定させ、接点の摩耗量を少なくすることによって機器の小形化、コストの低減化および長寿命化を図り、信頼性を高めることができる。更に、長穴によって固定電極の位置を変更可能とすることにより切換時間を調整することを可能としたため、この切換時間の調整により主バルブの消弧時間を容易に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の負荷時タップ切換器の切換開閉器を縦断面して示す正面図。
【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】図１のＤ−Ｄ線に沿う矢視断面図。
【図６】第１の実施の形態における固定接点と切換接点の構成を示す正面図。
【図７】第１の実施の形態における主バルブＶ１、抵抗バルブＶ２を開閉するカムの動作説明図で、（ａ）は切換開閉器の接点Ｍ１選択状態を示す図、（ｂ）は切換開閉器の接点Ｍ２選択状態を示す図。
【図８】第１の実施の形態における主バルブＶ１、抵抗バルブＶ２を開閉するカムの動作説明図で、（ａ）は接点Ｍ１から接点Ｍ２への切換時の通電状態を示す図、（ｂ）は接点Ｍ２から接点Ｍ１への切換時の通電状態を示す図。
【図９】本発明の第２の実施の形態の負荷時タップ切換器の切換開閉器を縦断面して示す正面図。
【図１０】図９のＥ−Ｅ線に沿う矢視断面図。
【図１１】図９のＦ−Ｆ線に沿う矢視断面図。
【図１２】１抵抗２バルブ式負荷時タップ切換器の原理を示す回路構成図。
【図１３】１抵抗２バルブ式負荷時タップ切換器の動作原理を説明するための回路構成図。
【図１４】従来の負荷時タップ切換器の切換開閉器の正面図。
【図１５】図１４のＸ−Ｘ線に沿う矢視断面図。
【図１６】従来の負荷時タップ切換器の主バルブＶ１、抵抗バルブＶ２を開閉するカムの動作説明図で、（ａ）は切換開閉器の接点Ｍ１選択状態を示す図、（ｂ）は切換開閉器の接点Ｍ２選択状態を示す図。
【図１７】従来の負荷時タップ切換器の主バルブＶ１、抵抗バルブＶ２を開閉するカムの動作説明図で、（ａ）は接点Ｍ１から接点Ｍ２への切換時の通電状態を示す図、（ｂ）は接点Ｍ２から接点Ｍ１への切換時の通電状態を示す図。
【符号の説明】
２…駆動軸
４…カム
４ａ，４ｂ…溝
３０…開閉機構
４０…空転機構
４１…バルブ可動接点
４２…バルブ固定接点
５０…従動部
６０，２６０…固定接点
６１…銅合金板
６４…接触子
６５，２６５…切換接点
６８…板ばね
７０…スライド接点
７５…長穴
８４…ブレード
８５…ばね
Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１…主バルブ
Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２…抵抗バルブ
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ８１，Ｓ８２…固定電極
Ｍ１，Ｍ２…接点
Ｎ…中性点
Ｔ…切換時間
δ…空転角度
ｔδ…動作遅れ時間

Claims (5)

1. 負荷時に負荷電流を遮断して変圧器タップ巻線の一つのタップから隣接するタップに電流を移す切換開閉器と、前記タップを要求された位置に選択するタップ選択器とが設けられた負荷時タップ切換器において、
   前記切換開閉器には、外部より与えられる駆動力により回転する駆動軸と、前記駆動軸に取付けられるカムと、真空バルブと、前記カムの回転により前記真空バルブを開閉する開閉機構と、前記駆動軸の回転に対して一定の時間遅れて回転する従動部を有する空転機構が設けられ、
   前記従動部に切換接点が取付けられ、
   前記空転機構の回転によりどちらか一方が切換接点と接触するように２個１対の固定接点が配置され、
   前記固定接点は、前記切換接点側に突出した板状部材から構成され、その基端部に固定電極が取付けられ、先端部に前記切換接点に接する接触子が設けられ、
   前記固定電極をボルトで固定するための長穴を有する絶縁リングが設けられ、且つ、前記長穴は、前記固定接点と前記切替接点との相対的な距離を変更可能とするよう前記固定電極の前記絶縁リングに対する固定位置を変更可能とした円周方向に伸びる形状を有することを特徴とする負荷時タップ切換器。
2. 前記固定接点の板状部材は、複数枚の銅板または銅合金板を重ね合わせて構成され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. 前記切換接点は１枚の板状部材から構成され、前記固定接点は前記切換接点を挟む２枚の板状部材から構成されたことを特徴とする請求項１または２記載の負荷時タップ切換器。
4. 前記固定電極に前記固定接点の前記接触子を前記切換接点側に付勢するばね部材が取付けられたことを特徴とする請求項１、２または３記載の負荷時タップ切換器。
5. 前記固定接点および前記切換接点の一部または全体は、タングステン、ドープタングステン、クロム銅、ベリリウム銅またはベリリウム銅合金から構成されたことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の負荷時タップ切換器。

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