JP5545738B2 - 変流器二次側開放保護回路、電気盤及びテストプラグ - Google Patents

Description

この発明は、例えば、変電所等の電気所に設置される変流器の二次側開放時に、少なくとも変流器を保護するための変流器二次側開放保護回路、電気盤及びテストプラグに関する。

例えば、電力用制御装置としての遠隔監視制御装置は、変流器回路にＣＴＴターミナルが組み込まれたＴＣ盤を含んでいる。電流計測時には、電流計がＣＴＴプラグ（電流測定用テストプラグ）を介して、ＴＣ盤のＣＴＴターミナルに接続される。

しかしながら、ＣＴＴプラグをＣＴＴターミナルのプラグ挿入口に挿入して電流を計測するときに、例えば、外力等によって、配線が端子から外れたり、断線したり、ＣＴＴプラグが経年劣化によって断線して、ＣＴ２次回路が開放されてしまうことがあった。ＣＴ２次回路が開放されると、高電圧が発生してアーク放電し、人体が触れると感電の危険があった。しかしながら、従来は、人体や機器を保護するものは備えられていなかった。

アーク放電したままにしておくと、発熱して機器が焼損するので、早急にＣＴＴプラグを危険覚悟で抜き取る必要があった。

このため、互いに逆方向の２つのダイオードを並列接続した保護装置を、ＣＴの２次側に接続する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平９―１６８２３１号公報

しかしながら、上記従来技術では、例えば、ダイオードの劣化によって、ＣＴ２次側開放時に確実に保護できない可能性があり、作業員への危険や、機器の損傷等を完全になくすことは困難である。

この発明は、前記の課題を解決し、安全性を確保し、かつ、機器の損傷を防止することができる変流器二次側開放保護回路、電気盤及びテストプラグを提供することを目的としている。

前記の課題を解決するために、請求項１の発明は、変流器の二次側開放時に、少なくとも前記変流器を保護するための変流器二次側開放保護回路であって、前記変流器の一方の二次端子に接続される第１の電極と、所定の放電ギャップを隔てて前記第１の電極に対向して配置される第２の電極と、前記変流器の他方の二次端子に接続される第１の接点部と、前記第１の電極に接続した第２の接点部と、前記変流器の二次側が非開放状態で、前記第２の電極と前記第１の接点部とを電気的に接続するヒューズ部材とを備え、前記第１の接点部は弾性を有する板状部材から構成され、前記ヒューズ部材は、前記変流器の二次側が非開放状態で、前記第１の接点部を引っ張って前記第２の接点部から離隔させ、前記変流器の二次側が開放状態で、前記放電ギャップにおける放電によって流れる電流によって溶断して前記第１の接点部を引き離し、前記第１の接点部を前記第２の接点部に接触させる、ことを特徴とする変流器二次側開放保護回路である。

請求項１の発明では、ヒューズ部材は、変流器の二次側が非開放状態で、第１の接点部を引っ張って第２の接点部から離隔させ、変流器の二次側が開放状態で、放電ギャップにおける放電によって流れる電流によって溶断して第１の接点部を引き離し、第１の接点部を第２の接点部に接触させる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の変流器二次側開放保護回路であって、前記第１の接点部は、バイメタルから構成され、前記変流器の二次側が非開放状態で、前記第２の接点部から離隔され、前記変流器の二次側が開放状態で、前記放電ギャップにおける放電によって発生する熱によって湾曲変形して、前記第２の接点部に接触するように配置されていることを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の変流器二次側開放保護回路であって、所定の機能を有し、前記変流器が接続され、電流計測のために用いられるテストターミナルが設けられた電気盤に接続され、前記第１の電極及び前記第１の接点部は、前記電気盤に設けられ、前記変流器の両二次端子に接続された対応する対をなす端子にそれぞれ接続されることを特徴としている。

請求項４の発明は、所定の機能を有し、変流器が接続され、電流計測のために用いられるテストターミナルが設けられた電気盤であって、請求項１乃至３のいずれか１に記載の変流器二次側開放保護回路を備え、前記変流器の両二次端子に接続された対応する対をなす端子に、前記変流器二次側開放保護回路の前記第１の電極及び前記第１の接点部がそれぞれ接続されていることを特徴とする電気盤である。

請求項５の発明は、所定の機能を有し、変流器が接続されテストターミナルが設けられた電気盤に装着され、電流計測のために用いられるテストプラグであって、請求項１乃至３のいずれか１に記載の変流器二次側開放保護回路を備え、前記テストターミナルへの装着時に前記変流器の両二次端子に前記テストターミナルを介して接続される対応する対をなす端子に、前記変流器二次側開放保護回路の前記第１の電極及び前記第１の接点部が接続されていることを特徴とするテストプラグである。

請求項１の発明によれば、第１の接点部が第２の接点部に対して、変流器の二次側が非開放状態で非接続状態とされ、変流器の二次側が開放状態で接続状態とされて、変流器二次側が短絡されるので、安全性を確保し、かつ、機器の損傷を防止することができる。

また、ヒューズ部材は、変流器の二次側が非開放状態で、第１の接点部を引っ張って第２の接点部から離隔させ、変流器の二次側が開放状態で、放電ギャップにおける放電によって流れる電流によって溶断して第１の接点部を引き離し、第１の接点部を第２の接点部に接触させるので、簡易な構成で、安全性を確保し、かつ、機器の損傷を防止することができる。

請求項２の発明によれば、第１の接点部は、バイメタルから構成され、変流器の二次側が非開放状態で、第２の接点部から離隔され、変流器の二次側が開放状態で、放電ギャップにおける放電によって発生する熱によって湾曲変形して、第２の接点部に接触するように配置されているので、簡易な構成で、安全性を確保し、かつ、機器の損傷を防止することができる。

請求項３の発明によれば、電気盤のテストターミナルにテストプラグを装着して電流計測を行う際に、例えば、テストプラグと電流計とを接続する配線が断線して、変流器の二次側が開放状態とされても、安全性を確保し、かつ、機器の損傷を防止することができる。

請求項４の発明によれば、第１の接点部が第２の接点部に対して、変流器の二次側が非開放状態で非接続状態とされ、変流器の二次側が開放状態で接続状態とされて、変流器二次側が短絡されるので、安全性を確保し、かつ、機器の損傷を防止することができる。

請求項５の発明によれば、第１の接点部が第２の接点部に対して、変流器の二次側が非開放状態で非接続状態とされ、変流器の二次側が開放状態で接続状態とされて、変流器二次側が短絡されるので、安全性を確保し、かつ、機器の損傷を防止することができる。

この発明の一実施の形態によるＣＴ２次側開放保護回路の構成及び機能を説明するための説明図である。 同ＣＴ２次側開放保護回路の構成及び機能を説明するための説明図である。 この発明の一実施の形態に係る電気所に配置された遠隔監視制御装置のＴＣ盤の構成を説明するための説明図である。 同ＴＣ盤のＣＴＴターミナルにＣＴＴプラグが挿入された状態を示す図である。 同ＣＴ２次側開放保護回路の同ＴＣ盤への取付方法を説明するための説明図である。 ４極のＣＴＴプラグの構成、及び同ＣＴＴプラグへの電流計測器の接続方法を説明するための説明図である。 ２極のＣＴＴプラグの構成、及び同ＣＴＴプラグへの電流計測器の接続方法を説明するための説明図である。 同ＣＴ２次側開放保護回路のＣＴＴプラグへの接続方法を説明するための説明図である。 同ＣＴ２次側開放保護回路が取り付けられたＣＴＴプラグを示す図である。

次に、この発明の実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。

図１及び図２は、この発明の一実施の形態によるＣＴ２次側開放保護回路の構成及び機能を説明するための説明図、図３は、この発明の一実施の形態に係る電気所に配置された遠隔監視制御装置のＴＣ盤の構成を説明するための説明図、図４は、同ＴＣ盤のＣＴＴターミナルにＣＴＴプラグが挿入された状態を示す図、図５は、同ＣＴ２次側開放保護回路の同ＴＣ盤への取付方法を説明するための説明図、図６は、４極のＣＴＴプラグの構成、及び同ＣＴＴプラグへの電流計測器の接続方法を説明するための説明図、図７は、２極のＣＴＴプラグの構成、及び同ＣＴＴプラグへの電流計測器の接続方法を説明するための説明図である。

図１乃至図５に示すように、この実施の形態のＣＴ２次側開放保護回路１は、変電所等の電気所に配置されたＣＴ（変流器）２を保護するために用いられ、例えば、遠隔監視制御装置を構成する電気盤としてのＴＣ盤３のＣＴ２の両二次端子に接続された対応する対をなす端子２７ａ，２７ｂ（及び前面部４に配置されたＣＴＴターミナル５（６）の上下の両極間）に接続される。ＣＴ２次側開放保護回路１は、電流計測時には、ＣＴＴターミナル５（６）に挿入されたＣＴＴプラグ７（８）を介して接続された電流計測器１１に対して並列に配置されるように、ＴＣ盤３の後面部１２に配置された端子部１３に接続される。

また、ＴＣ盤３においては、変流器回路にＣＴＴターミナル５，５，…、６，６，…が組み込まれ、例えば、４極用のＣＴＴプラグ７を用いて、変圧器の二次側の線路を流れる２次電流に対応する電流が、２極用のＣＴＴプラグ８を用いて、各配電線のフィーダ電流に対応する電流が、電流計測器１１によって計測される。

ＣＴ２次側開放保護回路１は、図１及び図２に示すように、配線ａ１によってＣＴ２の一方の２次端子（２次巻線の一方側）に電気的に接続された放電電極１５と、放電電極１５に対向配置され、放電電極１５との間で放電ギャップ１６を形成する放電電極１７と、固定接点部１８と、配線ａ２によってＣＴ２の他方の２次端子に電気的に接続され、板ばねとしての可動接点部１９とが絶縁体２２に配置され、通常時（ＣＴ２の２次側が非開放状態のとき）は放電電極１７と可動接点部１９とはヒューズ２１によって電気的及び機械的に接続され、かつ、放電電極１５と固定接点１８とは配線ａ３を介して接続されて概略構成されている。

通常時は、図１に示すように、放電電極１７と可動接点部１９とはヒューズ２１によって電気的及び機械的に接続され、ヒューズ２１は、可動接点部１９の復元力に抗して、可動接点部１９を固定接点部１８から離反させて非接続状態とするように引っ張る。これにより、放電電極１５・可動接点部１９間は、非接続状態とされている。

異常時（ＣＴ２の２次側が開放状態のとき）は、放電ギャップ１６における放電により、ヒューズ２１に過電流（放電電流）が流れて、図２に示すように、ヒューズ２１が溶断し、可動接点部１９は復元力によって固定接点部１８に接触し、これにより、放電電極１５・可動接点部１９間は短絡される。例えば、ＣＴＴプラグ７（８）をＣＴＴターミナル５（６）に挿入した状態で、電流計測中に断線が発生すると、ＣＴＴプラグ７（８）両極間（ＣＴＴターミナル５（６）の両極間）に高電圧が発生する。

ＣＴＴプラグ７（８）両極間に高電圧が発生すると、放電ギャップ１６において放電が発生する。放電が発生すると、ヒューズ２１に電流が流れ、図２に示すように、ヒューズ２１が切れる。可動接点部１９を引っ張っていたヒューズ２１が切れると板ばねとしての可動接点部１９が復元し、固定接点部１８に接触し、配線ａ３を介してＣＴＴプラグ７（８）両極間が短絡される。

ここで、放電ギャップ１６は、ＣＴ２の飽和電圧に応じて設定される。また、例えば、ＣＴ２の定格電流が５［Ａ］の場合は、ヒューズ２１の定格電流は０．１［Ａ］等とされる。なお、この実施の形態では、ＣＴ２次側開放保護回路１は、ヒューズ断を示す表示窓２３を有している。

ＣＴ２次側開放保護回路１は、図５に示すように、各相に対応させて、ＴＣ盤３の後面部１２に配置されたソケット２５に着脱自在に取り付けられている。ソケット２５の端子２６ａ（２６ｂ）は、端子部１３の対応する端子２７ａ（２７ｂ）に接続されている。

ＣＴＴプラグ７は、図６に示すように、上下に互いに絶縁された各一対の接触子２９，３１が絶縁板３２に設けられ、一対の接触子２９，３１の反対側には、同軸上に配設された一対の端子３３ａ，３３ｂ（３４ａ，３４ｂ、３５ａ，３５ｂ、３６ａ，３６ｂ）が接触子２９，３１に接続されて概略構成されている。

ＣＴＴプラグ８は、図７に示すように、上下に互いに絶縁された各一対の接触子３９，４１が絶縁板４２に設けられ、一対の接触子３９，４１の反対側には、同軸上に配設された一対の端子４３ａ，４３ｂ（４４ａ，４４ｂ）が接触子３９，４１に接続されて概略構成されている。

次に、ＣＴ２次側開放保護回路１の動作について説明する。まず、図５に示すように、予め、ＣＴ２次側開放保護回路１を、ＴＣ盤３の後面部１２に配置された端子部１３にソケット２５を介して接続しておく。

次に、図６（図７）に示すように、ＣＴＴプラグ７（８）に、電流計測器１１を接続する。すなわち、４極のＣＴＴプラグ７については、図６に示すように、電流計測器１１の所定の端子と、ＣＴＴプラグ７の端子３３ａ，３３ｂ（３４ａ，３４ｂ、３５ａ，３５ｂ）とを配線ｂ１，ｂ２（ｂ３，ｂ４、ｂ５，ｂ６）によって、接続する。ここで、導通金具ｂ７によって、計測対象外の端子３６ａ，３６ｂは、短絡させておく。

また、２極のＣＴＴプラグ８については、図７に示すように、電流計測器１１の所定の端子と、ＣＴＴプラグ８の端子４３ａ，４３ｂ（４４ａ，４４ｂ）とを配線ｃ１，ｃ２（ｃ３，ｃ４）によって接続する。

次に、図４に示すように、ＣＴＴプラグ７（８）を、ＴＣ盤３の対応するＣＴＴターミナル５（６）のプラグ挿入口に挿入する。こうして、電流計測器１１を、ＣＴＴプラグ７（８）を介して、ＣＴ２次側開放保護回路１に並列に、遠隔監視制御装置のＴＣ盤３に接続する。

通常時には、図１に示すように、電流計測器１１に並列に接続されたＣＴ２次側開放保護回路１において、板ばねとしての可動接点部１９は、ヒューズ２１によって引っ張られて、固定接点部１８とは非接続状態となっている。この状態で、電流計測器１１を用いて電流の計測が行われる。

ＣＴＴプラグ７（８）をＣＴＴターミナル５（６）に挿入した状態で、電流計測中に、例えば、配線ｂ１（ｂ２，ｂ３，…、ｃ１，ｃ２，…）等の所定の箇所Ｋにおいて、断線が発生すると、ＣＴＴプラグ７（８）両極間に高電圧が発生する。ＣＴＴプラグ７（８）両極間に高電圧が発生すると、ＣＴ２次側開放保護回路１の放電ギャップ１６において放電が発生する。放電が発生すると、ヒューズ２１に過電流（放電電流）が流れ、ヒューズ２１が切れて、図２に示すように、断線片２１ａ，２１ｂになる。可動接点部１９を引っ張っていたヒューズ２１が切れると、板ばねとしての可動接点部１９が復元し、固定接点部１８に接触し、配線ａ３を介してＣＴＴプラグ７（８）両極間が短絡される。この状態で、ＣＴＴプラグ７（８）を安全に抜き取ることができる。この後、ＣＴ２次側開放保護回路１を取り替える。

こうして、この実施の形態の構成によれば、ＣＴ２次回路が開放されたときに発生する高電圧を利用して、ヒューズ２１を溶断させて、可動接点部１９と固定接点部１８とを接触させて、ＣＴ回路を短絡させる簡易な構成とされているので、安全性を確保しつつ計測を実施することができる。

例えば、高電圧は一瞬しか発生しないので、機器の損傷を防止することができる。また、配線が外れたＣＴＴプラグは、安全に抜き取ることができる。

以上、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述した実施の形態では、電気所において、変圧器の二次側の線路を流れる二次電流や、各配電線のフィーダ電流を計測するためのＣＴ２を保護するために用いる場合について述べたが、一般に、ＣＴが配置された任意の箇所で、このＣＴを保護するために適用できる。

また、ＣＴ２次側開放保護回路１を電気盤に取り付けて用いる場合について述べたが、図８に示すように、例えば、ＣＴＴプラグ７に電流計測器１１に並列に接続して用いても良い。また、図９に示すように、ＣＴＴプラグ本体にソケットを接続して一体化し、ＣＴ２次側開放保護回路１を着脱自在に取り付け、保護回路付きＣＴＴプラグ４６として用いても良い。ここで、ＣＴ２次側開放保護回路１を、ＣＴＴプラグ本体の上面部や下面部に配置しても良いし、側面部に配置しても良い。また、ＣＴ２次側開放保護回路１を立てた状態で配置しても良いし、伏せた状態で配置しても良い。また、ＣＴ２次側開放保護回路１はＣＴＴプラグ本体に内蔵されていても良い。

また、電流計測器１１を接続して、３相同時に計測する場合について述べたが、１相毎に電流計を接続して計測するようにしても良い。また、電流計測器１１において、表示に加えて又は代えて、音声で計測値を報知するようにしても良い。また、ヒューズ２１を設けるのに代えて、可動接点部１９を例えばバイメタルから構成し、放電時に発生する熱によって、可動接点部１９を湾曲させて固定接点部１８に接触させて閉路させるようにしても良い。この場合は、放電電極１７と可動接点部２１とは、接続されていなくても良い。また、固定接点部１８及び可動接点１９に代えて、例えば、家庭用のブレーカ機構が用いられても良い。

電気所として、変電所のほか、発電所等について適用できる。また、電気盤として、ＴＣ盤以外の電気盤に適用できる。

１ ＣＴ２次側開放保護回路（変流器二次側開放保護回路）
２ ＣＴ（変流器）
３ ＴＣ盤（電気盤）
７，８ ＣＴＴプラグ（テストプラグ）
１５ 放電電極（第１の電極）
１６ 放電ギャップ
１７ 放電電極（第２の電極）
１８ 固定接点部（第２の接点部）
１９ 可動接点部（第１の接点部）
２１ ヒューズ（ヒューズ部材）
２７ａ，２７ｂ 端子
３３ａ，３３ｂ，… 端子
４３ａ，４３ｂ，… 端子

Claims (5)

1. 変流器の二次側開放時に、少なくとも前記変流器を保護するための変流器二次側開放保護回路であって、
   前記変流器の一方の二次端子に接続される第１の電極と、所定の放電ギャップを隔てて前記第１の電極に対向して配置される第２の電極と、前記変流器の他方の二次端子に接続される第１の接点部と、前記第１の電極に接続した第２の接点部と、前記変流器の二次側が非開放状態で、前記第２の電極と前記第１の接点部とを電気的に接続するヒューズ部材とを備え、前記第１の接点部は弾性を有する板状部材から構成され、前記ヒューズ部材は、前記変流器の二次側が非開放状態で、前記第１の接点部を引っ張って前記第２の接点部から離隔させ、前記変流器の二次側が開放状態で、前記放電ギャップにおける放電によって流れる電流によって溶断して前記第１の接点部を引き離し、前記第１の接点部を前記第２の接点部に接触させる、
   ことを特徴とする変流器二次側開放保護回路。
2. 前記第１の接点部は、バイメタルから構成され、前記変流器の二次側が非開放状態で、前記第２の接点部から離隔され、前記変流器の二次側が開放状態で、前記放電ギャップにおける放電によって発生する熱によって湾曲変形して、前記第２の接点部に接触するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の変流器二次側開放保護回路。
3. 所定の機能を有し、前記変流器が接続され、電流計測のために用いられるテストターミナルが設けられた電気盤に接続され、前記第１の電極及び前記第１の接点部は、前記電気盤に設けられ、前記変流器の両二次端子に接続された対応する対をなす端子にそれぞれ接続されることを特徴とする請求項１又は２に記載の変流器二次側開放保護回路。
4. 所定の機能を有し、変流器が接続され、電流計測のために用いられるテストターミナルが設けられた電気盤であって、
   請求項１乃至３のいずれか１に記載の変流器二次側開放保護回路を備え、前記変流器の両二次端子に接続された対応する対をなす端子に、前記変流器二次側開放保護回路の前記第１の電極及び前記第１の接点部がそれぞれ接続されていることを特徴とする電気盤。
5. 所定の機能を有し、変流器が接続されテストターミナルが設けられた電気盤に装着され、電流計測のために用いられるテストプラグであって、
   請求項１乃至３のいずれか１に記載の変流器二次側開放保護回路を備え、前記テストターミナルへの装着時に前記変流器の両二次端子に前記テストターミナルを介して接続される対応する対をなす端子に、前記変流器二次側開放保護回路の前記第１の電極及び前記第１の接点部が接続されていることを特徴とするテストプラグ。

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