JP5805905B1 - 負荷試験装置、負荷試験装置のキャップ - Google Patents

Abstract

【課題】 短絡を防止しつつ、抵抗器の枠体から突出する部分の保護が可能な負荷試験装置などを提供する。【解決手段】 負荷試験装置は、試験対象電源からの電力供給を受ける複数の抵抗器Ｒと、複数の抵抗器Ｒそれぞれの両端を保持する壁（枠２１）とを有する抵抗ユニットを備える。抵抗ユニットを保持するフレームに取り付けられ、抵抗器Ｒの端子６３であって壁から突出する部分や壁（枠２１）を保護するカバー１１を備える。抵抗器Ｒの端子６３であって壁から突出する部分に取り付けられた絶縁性のキャップ７０を備える。カバー１１は導電性材料で構成され、キャップ７０は、カバー１１と、抵抗器Ｒの端子６３であって壁から突出して露出する部分の間に配置される。【選択図】図１２

Description

本発明は、負荷試験装置に関する。

従来、特許文献１のように、発電機の負荷試験を行う乾式負荷試験装置が提案されている。

特開２０１０−２５７５２号公報

乾式負荷試験装置では、複数の抵抗器が枠体に保持されるが、端子など抵抗器の一部は枠体から突出する。
枠体から突出した部分を保護するためには、カバーが必要になるが、カバーと端子が接触すると短絡の恐れがある。

したがって本発明の目的は、短絡を防止しつつ、抵抗器の枠体から突出する部分の保護が可能な負荷試験装置などを提供することである。

本発明に係る負荷試験装置は、試験対象電源からの電力供給を受ける複数の抵抗器と、複数の抵抗器それぞれの両端を保持する壁とを有する抵抗ユニットと、抵抗ユニットを保持するフレームに取り付けられ、抵抗器の端子であって壁から突出して露出する部分や壁を保護するカバーと、抵抗器の端子であって壁から突出する部分に取り付けられた絶縁性のキャップとを備え、カバーは導電性材料で構成され、キャップは、カバーと、抵抗器の端子であって壁から突出する部分の間に配置される。

絶縁部材で構成されたキャップが抵抗器の端子に被せられているため、取り付け位置のズレなどにより、端子の一方がカバーに近づいたとしても、端子とカバーとの間の絶縁を保つことが出来る。

抵抗器がずれても絶縁を保つことが出来るので、木やプラスチックなど、非導電性の素材で構成された場合に比べて、割れなどの破損が生じにくいアルミニウムや鉄などの導電性の素材を、カバーに用いることが出来る。

これにより、抵抗器とカバーとの間の短絡を防止し、抵抗器（の端子）の枠体（壁）から突出する部分の保護を行い、安全に負荷試験を行うことが可能になる。

好ましくは、キャップは、抵抗器の端子であって壁から突出する部分の側面を覆う筒部と、筒部の一方の端部に設けられた蓋部とを有し、筒部の表面は、襞を有する。

襞によって、蓄積した埃が繋がって、抵抗器とカバーが短絡するのを防ぐことが出来る。

また、好ましくは、キャップは、抵抗器の端子であって壁から突出する部分の側面を覆う筒部と、筒部の一方の端部に設けられた蓋部と、抵抗器に取り付けられた短絡バーの少なくともカバーと対向する側を覆うバー覆い部とを有する。

抵抗線と導通している短絡バーや端子が、絶縁部材で構成されたキャップで覆われるため、短絡バーや端子の周囲に埃が蓄積して、抵抗器とカバーとの間に電気的な短絡が生じる可能性を低く出来る。

さらに好ましくは、バー覆い部は、短絡バーのカバーと対向する側を覆う部分から折り曲げて、短絡バーの壁と対向する側を覆うバー背面覆い部を有する。

短絡バーと壁の間に埃が蓄積しても、抵抗器とカバーとの間に電気的な短絡が生じる可能性を低く出来る。

また、好ましくは、キャップは、抵抗器の端子であって壁から突出する部分の側面を覆う筒部と、筒部の一方の端部に設けられた蓋部とを有し、筒部の内壁の高さは、抵抗器の端子であって壁から突出する部分の長さと同等で、且つ壁に取り付けられた抵抗器の端子の先端と、フレームに取り付けられたカバーとの間の距離を示す第１距離よりも長い。

第２距離（内壁の高さ）が第１距離よりも長いと、キャップを端子に取り付け、カバーをフレームに取り付けた時に、振動などによってキャップが端子から外れかけても、カバーがキャップの脱落を防止出来る。

また、蓋部の厚さ分だけは、カバーと端子との間を離隔させることが可能になり、抵抗器の取り付け位置のズレを最小限に抑えることが出来る。

さらに好ましくは、第１距離は、３ｃｍ以上である。

負荷試験装置が、定格電圧が４００Ｖの三相交流発電機の負荷試験を行うことが可能になる。

本発明に係る負荷試験装置で使用されるキャップは、試験対象電源からの電力供給を受ける複数の抵抗器と、複数の抵抗器それぞれの両端を保持する壁とを有する抵抗ユニットと、抵抗ユニットを保持するフレームに取り付けられ、抵抗器の端子であって壁から突出する部分や壁を保護するものであり、導電性材料で構成されたカバーとを備える負荷試験装置における、抵抗器の端子であって壁から突出する部分に取り付けられた絶縁性のキャップであって、カバーと、抵抗器の端子であって壁から突出して露出する部分の間に配置される。

好ましくは、抵抗器の端子であって壁から突出する部分の側面を覆う筒部と、筒部の一方の端部に設けられた蓋部とを備え、筒部の表面は、襞を有する。

また、好ましくは、抵抗器の端子であって壁から突出する部分の側面を覆う筒部と、筒部の一方の端部に設けられた蓋部と、抵抗器に取り付けられた短絡バーの少なくともカバーと対向する側を覆うバー覆い部とを備える。

また、好ましくは、抵抗器の端子であって壁から突出する部分の側面を覆う筒部と、筒部の一方の端部に設けられた蓋部とを備え、筒部の内壁の高さは、抵抗器の端子であって壁から突出する部分の長さと同等で、且つ壁に取り付けられた抵抗器の端子の先端と、フレームに取り付けられたカバーとの間の距離を示す第１距離よりも長い。

以上のように本発明によれば、短絡を防止しつつ、抵抗器の枠体から突出する部分の保護が可能な負荷試験装置などを提供することができる。

本実施形態における負荷試験装置の正面図である。 本実施形態における負荷試験装置の側面図である。 本実施形態における負荷試験装置の構成を示す模式図である。 キャップが取り付けられる前の抵抗部の一方の側面を示す図である。 キャップが取り付けられる前の抵抗部の他方の側面を示す図である。 キャップが取り付けられる前の抵抗器の端子の周囲を示す斜視図である。 キャップが取り付けられる前の抵抗器と枠とカバーの位置関係を示す断面構成図である。 カバーが取り付けられる前の負荷試験装置の側面図である。 キャップが取り付けられた後の抵抗部の一方の側面を示す図である。 キャップが取り付けられた後の抵抗部の他方の側面を示す図である。 キャップが取り付けられた後の抵抗器の端子の周囲を示す斜視図である。 キャップが取り付けられた後の抵抗器と枠とカバーの位置関係を示す断面構成図である。 襞付きの筒部を含むキャップが取り付けられた後の抵抗器と枠とカバーの位置関係を示す断面構成図である。 バー覆い部を含むキャップが取り付けられる前の抵抗器の端子の周囲を示す斜視図である。 バー覆い部を含むキャップが取り付けられた後の抵抗器の端子の周囲を示す斜視図である。 バー背面覆い部を含むキャップが取り付けられた後の抵抗器と枠とカバーの位置関係を示す断面構成図である。

以下、本実施形態について、図を用いて説明する。本実施形態における乾式の負荷試験装置１は、フレーム１０、抵抗部２０、冷却部３０、接続切り替え部４０を備える（図１〜図１２）。

なお、方向を説明するために、接続切り替え部４０とフレーム１０が並べられる水平方向をｘ方向、ｘ方向に垂直な水平方向をｙ方向、ｘ方向とｙ方向に垂直な鉛直方向をｚ方向として説明する。

フレーム１０は、上段に抵抗部２０を収容し、下段に冷却部３０を収納する。また、フレーム１０の側部には、接続切り替え部４０が設けられ、下部にはキャスターが設けられる。

フレーム１０の側面（抵抗部２０を構成する抵抗器Ｒの端子６３が見える面）は、端子６３や、端子６３に接続されたケーブルや短絡バーや、抵抗器Ｒを保持する枠２１を保護するカバー１１が設けられる（図２参照）。
カバー１１は、鉄やアルミニウムなどの導電性材料で構成される。

抵抗部２０は、ｙ方向に平行な棒状の抵抗器Ｒがｘ方向に所定の間隔を空けて複数本並べられた抵抗器列が、ｚ方向に複数段並べられたもので、端子接続部４３を介して接続された発電機などの試験対象電源の負荷試験を行うために用いられる。抵抗器Ｒは試験対象電源からの電力供給を受ける。

本実施形態では、抵抗器Ｒは、ｘ方向に９本並べられた抵抗器列が、ｚ方向に１３段並べられる。ただし、各抵抗器列に並べられる抵抗器Ｒの本数や、抵抗器列が積み重ねられる段数は、これに限るものではない。

なお、少なくとも１段の抵抗器列（図４や図５で示す例では、最も上段の抵抗器列）の抵抗器Ｒは、他の抵抗器Ｒが故障した場合の取り替えなど予備用で、他の段の抵抗器列を構成する抵抗器Ｒが、第１抵抗器群Ｇ１〜第１２抵抗器群Ｇ１２を構成する抵抗器Ｒとして用いられるのが望ましい。

抵抗部２０を構成する抵抗器Ｒにおいて、近接する６本若しくは１２本の抵抗器Ｒを、１つの抵抗器群とし、試験対象電源からの電圧印加を行う抵抗器群の数を変えながら、負荷試験を行う。

また、負荷試験対象の電源の種類に応じて、抵抗器群内の接続（抵抗器群内の抵抗器Ｒの接続状態）を変える。

抵抗部２０は、第１抵抗器群Ｇ１〜第１２抵抗器群Ｇ１２を有する。本実施形態では、定格電圧：４００Ｖで定格容量：１．６７ｋＷの抵抗器Ｒを６本有する第１抵抗器群Ｇ１（定格容量：１ｋＷ）、定格電圧：１１６Ｖ、定格容量：３３４Ｗの抵抗器Ｒを６本有する第２抵抗器群Ｇ２（定格容量：２ｋＷ、第３抵抗器群Ｇ３も同じ）、定格電圧：１１６Ｖ、定格容量：８３４Ｗの抵抗器Ｒを６本有する第４抵抗器群Ｇ４（定格容量：５ｋＷ）、定格電圧：１１６Ｖ、定格容量：１．６７ｋＷの抵抗器Ｒを６本有する第５抵抗器群Ｇ５（定格容量：１０ｋＷ、第６抵抗器群Ｇ６も同じ）、定格電圧：１１６Ｖ、定格容量：１．６７ｋＷの抵抗器Ｒを１２本有する第７抵抗器群Ｇ７（定格容量：２０ｋＷ、第８抵抗器群Ｇ８〜第１２抵抗器群Ｇ１２も同じ）が、設けられた例を示す。ただし、抵抗器群Ｇの数やそれぞれの定格電圧や定格容量は上述の構成に限るものではない。

抵抗器Ｒは、抵抗線６１、抵抗線６１と電気的に接続され抵抗線６１の両端に設けられた端子６３、第１絶縁部材６５ａを介して端子６３を保持し抵抗線６１や端子６３の一部（枠２１を構成する壁から外側に露出しない部分）の側面を覆う円筒部６７を有する（図６、図７、図１１、図１２参照）。

円筒部６７の側面には、放熱用フィン６９が設けられる。

抵抗器Ｒの端子６３は、他の抵抗器Ｒの端子６３と短絡バーで接続されたり、ケーブルを介して端子接続部４３やリレーに接続されたりする。

抵抗器Ｒは、４つの壁で構成された枠２１で側面が覆われる。

枠２１に取り付けられた端子６３の先端とフレーム１０に取り付けられたカバー１１との距離が、第１距離ｄ１だけ離れた状態になるような位置関係で、抵抗器Ｒにおける端子６３と導通しない箇所（第１絶縁部材６５ａを介して、端子６３を保持する円筒部６７の両端近傍など）が、第２絶縁部材６５ｂを介して、当該枠２１を構成する壁に保持される。

図６と図１１は、枠２１に保持された４つの抵抗器Ｒの端部であって、その内、２つは、短絡バーを介して端子６３同士が接続されたものを示す。

第１距離ｄ１は、カバー１１と端子６３の間で、離隔によって絶縁が出来る長さで、たとえば、負荷試験装置１が、定格電圧が４００Ｖの三相交流発電機の負荷試験を行うためのものである場合には、第１距離ｄ１が３ｃｍ以上になるように、各部の寸法が決定される。

また、枠２１は、下部に設けられた冷却部３０からの冷風を上部に流すために、上面と下面が開口する。

抵抗器Ｒの端子６３であって、枠２１を構成する壁から突出して露出する部分には、ゴムなど絶縁部材で構成されたキャップ（保護カバー）７０が被せられる。

キャップ７０は、端子６３であって枠２１を構成する枠から突出する部分の側面を覆う筒部７１と、筒部７１の一方の端部に設けられ端子６３の先端と対向する蓋部７３とを有し、筒部７１の内壁の高さ（第２距離ｄ２）は、端子６３における枠２１を構成する壁から露出する部分の長さと同等である。

筒部７１の表面（外側に露出する面）は、蓄積した埃が繋がって、抵抗器Ｒとカバー１１とが電気的に短絡しない（導通しない）ように、襞状に形成される（襞７１ａを有する）のが望ましい（図１３参照）。

冷却部３０による冷却を効率良く行うために、抵抗器列を構成する抵抗器Ｒと当該抵抗器Ｒとｘ方向に隣接する抵抗器Ｒの中間の位置に、ｚ方向に隣接する抵抗器列の抵抗器Ｒが配置されるように、各抵抗器列の抵抗器Ｒが配列される。

抵抗部２０の下部（フレーム１０の下段）には、冷却ファンを有する冷却部３０が設けられる。

冷却部３０や、抵抗部２０における抵抗器群ごとに設けられ、試験対象電源から抵抗器群のいずれかへの電力供給を制御するリレーは、試験対象電源とは別の電源（負荷試験装置駆動用電源）で駆動される（図３参照）。

接続切り替え部４０は、操作部４１、端子接続部４３を有する（図２、図３、図８参照）。端子接続部４３は、操作部４１と離れた位置（例えば、操作部４１の背面など）に配置される形態であってもよい。

操作部４１は、モード切替スイッチ４１ａ、抵抗切替スイッチ４１ｂを有する。

モード切替スイッチ４１ａは、ロータリー式の操作スイッチで、負荷試験装置１のオンオフや、試験対象の電源の種類を選択する（モード切替する）ために使用される。

抵抗切替スイッチ４１ｂは、スライド式（若しくはトグル式若しくは押しボタン式）の操作スイッチで、第１抵抗器群Ｇ１〜第１２抵抗器群Ｇ１２それぞれのリレーのオンオフ制御を行うためのスイッチである。第１操作スイッチＳ１をオン状態にすると、第１抵抗器群Ｇ１のリレーがオン状態（導通状態）にされて、第１抵抗器群Ｇ１に、端子接続部４３を介して負荷試験装置１に接続された試験対象電源からの電流が流れうる状態にされる。第２操作スイッチＳ２〜第１２操作スイッチＳ１２も、同様で、オン状態にすると、対応する抵抗器群のリレーがオン状態（導通状態）にされて、当該抵抗器群に、端子接続部４３を介して負荷試験装置１に接続された試験対象電源からの電流が流れうる状態にされる。

モード切替スイッチ４１ａの回転位置を、試験対象電源の種類に対応した回転位置（動作モード）に合わせた場合に、冷却部３０の冷却ファンは駆動され、抵抗切替スイッチ４１ｂの操作状態に基づき第１抵抗器群Ｇ１〜第１２抵抗器群Ｇ１２それぞれのリレーのオンオフ制御が行われる。

なお、主電源スイッチを設け、主電源スイッチがオン状態で且つモード切替スイッチ４１ａの回転位置を試験対象電源の種類に対応した回転位置（動作モード）に合わせた場合に、冷却ファンの駆動や第１抵抗器群Ｇ１〜第１２抵抗器群Ｇ１２それぞれのリレーのオンオフ制御が行われる形態であってもよい。

端子接続部４３は、試験対象の電源を接続するための端子で、端子接続部４３を介して、試験対象電源と第１抵抗器群Ｇ１〜第１２抵抗器群Ｇ１２とが接続可能な状態にされる。

端子６３とカバー１１との間に第１距離ｄ１の離隔が設けられるので、第１距離ｄ１の長さが十分であれれば、抵抗器Ｒが所定の取り付け位置で枠２１を構成する壁に保持される限りは、キャップ７０が被せられなかったとしても、端子６３とカバー１１との間の絶縁は保たれる可能性がある。

しかしながら、振動などによって、抵抗器Ｒが所定の取り付け位置からずれて、端子６３の一方がカバー１１に近づきすぎてしまうことが考えられる。

本実施形態では、絶縁部材で構成されたキャップ７０が抵抗器Ｒの端子６３に被せられているため、取り付け位置のズレなどにより、端子６３の一方がカバー１１に近づいたとしても、端子６３とカバー１１との間の絶縁を保つことが出来る。

抵抗器Ｒがずれても絶縁を保つことが出来るので、木やプラスチックなど、非導電性の素材で構成された場合に比べて、割れなどの破損が生じにくいアルミニウムや鉄などの導電性の素材を、カバー１１に用いることが出来る。

これにより、抵抗器Ｒとカバー１１との間の短絡を防止し、抵抗器Ｒ（の端子６３）の枠体（枠２１を構成する壁）から突出する部分の保護を行い、安全に負荷試験を行うことが可能になる。

また、第２距離ｄ２が、第１距離ｄ１よりも長くなるように、各部の寸法が設定されることが望ましい。

第２距離ｄ２が第１距離ｄ１よりも長いと、キャップ７０を端子６３に取り付け、カバー１１をフレーム１０に取り付けた時に、振動などによってキャップ７０が端子６３から外れかけても、カバー１１がキャップ７０の脱落を防止出来る。

また、蓋部７３の厚さ分（ｙ方向の寸法分）だけは、カバー１１と端子６３との間を離隔させることが可能になり、抵抗器Ｒの取り付け位置のズレを最小限に抑えることが出来る。

また、本実施形態では、キャップ７０が、端子６３だけを覆うものとして説明したが、隣接する端子６３同士を接続する短絡バーも含めて覆う形態であってもよい（図１４〜図１６参照）。

たとえば、短絡バーと端子６３を覆うキャップ７０は、端子６３を覆うための筒部７１と蓋部７３と、短絡バーを覆うためのバー覆い部７５を有する。
この場合、筒部７１と蓋部７３は、短絡バーが取り付けられた複数の端子６３を覆うように、１つのキャップ７０に、複数セット（図１４〜図１６では、２セット）設けられる形態であってもよい。

抵抗線６１と導通している短絡バーや端子６３が、絶縁部材で構成されたキャップ７０で覆われるため、短絡バーや端子６３の周囲に埃が蓄積して、抵抗器Ｒとカバー１１との間に電気的な短絡が生じる（抵抗器Ｒとカバー１１とが導通する）可能性を低く出来る。

バー覆い部７５は、短絡バーの表面（カバー１１と対向する側）だけでなく、背面（枠２１を構成する壁と対向する側）も覆い隠せるように、短絡バーの表面を覆う部分から折り曲げて、背面を覆うバー背面覆い部７５ａを有するのが望ましい。

この場合、短絡バーと枠２１を構成する壁の間に埃が蓄積しても、抵抗器Ｒとカバー１１との間に電気的な短絡が生じる（抵抗器Ｒとカバー１１とが導通する）可能性を低く出来る。

１ 負荷試験装置
１０ フレーム
１１ カバー
２０ 抵抗部
２１ 枠
３０ 冷却部
４０ 接続切り替え部
４１ 操作部
４１ａ モード切替スイッチ
４１ｂ 抵抗切替スイッチ
４３ 端子接続部
６１ 抵抗線
６３ 端子
６５ａ、６５ｂ 第１絶縁部材、第２絶縁部材
６７ 円筒部
６９ 放熱用フィン
７０ キャップ
７１ 筒部
７１ａ 襞
７３ 蓋部
７５ バー覆い部
７５ａ バー背面覆い部
Ｇ１〜Ｇ１２ 第１抵抗器群〜第１２抵抗器群
Ｒ 抵抗器

Claims (10)

1. 試験対象電源からの電力供給を受ける複数の抵抗器と、前記複数の抵抗器それぞれの両端を保持する壁とを有する抵抗ユニットと、
   前記抵抗ユニットを保持するフレームに取り付けられ、前記抵抗器の端子であって前記壁から突出して露出する部分や前記壁を保護するカバーと、
   前記抵抗器の端子であって前記壁から突出する部分に取り付けられた絶縁性のキャップとを備え、
   前記カバーは導電性材料で構成され、
   前記キャップは、前記カバーと、前記抵抗器の端子であって前記壁から突出する部分の間に配置されることを特徴とする負荷試験装置。
2. 前記キャップは、前記抵抗器の端子であって前記壁から突出する部分の側面を覆う筒部と、前記筒部の一方の端部に設けられた蓋部とを有し、
   前記筒部の表面は、襞を有することを特徴とする請求項１に記載の負荷試験装置。
3. 前記キャップは、前記抵抗器の端子であって前記壁から突出する部分の側面を覆う筒部と、前記筒部の一方の端部に設けられた蓋部と、前記抵抗器に取り付けられた短絡バーの少なくとも前記カバーと対向する側を覆うバー覆い部とを有することを特徴とする請求項１に記載の負荷試験装置。
4. 前記バー覆い部は、前記短絡バーの前記カバーと対向する側を覆う部分から折り曲げて、前記短絡バーの前記壁と対向する側を覆うバー背面覆い部を有することを特徴とする請求項３に記載の負荷試験装置。
5. 前記キャップは、前記抵抗器の端子であって前記壁から突出する部分の側面を覆う筒部と、前記筒部の一方の端部に設けられた蓋部とを有し、
   前記筒部の内壁の高さは、前記抵抗器の端子であって前記壁から突出する部分の長さと同等で、且つ前記壁に取り付けられた前記抵抗器の端子の先端と、前記フレームに取り付けられたカバーとの間の距離を示す第１距離よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の負荷試験装置。
6. 前記第１距離は、３ｃｍ以上であることを特徴とする請求項５に記載の負荷試験装置。
7. 試験対象電源からの電力供給を受ける複数の抵抗器と、前記複数の抵抗器それぞれの両端を保持する壁とを有する抵抗ユニットと、前記抵抗ユニットを保持するフレームに取り付けられ、前記抵抗器の端子であって前記壁から突出する部分や前記壁を保護するものであり、導電性材料で構成されたカバーとを備える負荷試験装置における、前記抵抗器の端子であって前記壁から突出する部分に取り付けられた絶縁性のキャップであって、
   前記カバーと、前記抵抗器の端子であって前記壁から突出して露出する部分の間に配置されることを特徴とするキャップ。
8. 前記抵抗器の端子であって前記壁から突出する部分の側面を覆う筒部と、前記筒部の一方の端部に設けられた蓋部とを備え、
   前記筒部の表面は、襞を有することを特徴とする請求項７に記載のキャップ。
9. 前記抵抗器の端子であって前記壁から突出する部分の側面を覆う筒部と、前記筒部の一方の端部に設けられた蓋部と、前記抵抗器に取り付けられた短絡バーの少なくとも前記カバーと対向する側を覆うバー覆い部とを備えることを特徴とする請求項７に記載の負荷試験装置。
10. 前記抵抗器の端子であって前記壁から突出する部分の側面を覆う筒部と、前記筒部の一方の端部に設けられた蓋部とを備え、
    前記筒部の内壁の高さは、前記抵抗器の端子であって前記壁から突出する部分の長さと同等で、且つ前記壁に取り付けられた前記抵抗器の端子の先端と、前記フレームに取り付けられたカバーとの間の距離を示す第１距離よりも長いことを特徴とする請求項７に記載のキャップ。

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