JP6483450B2 - 負荷時タップ切換装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、真空バルブ遮断方式の負荷時タップ切換装置に関する。

電力系統には、送電線あるいは配電線の電圧を調整するために負荷時タップ切換装置が用いられている。負荷時タップ切換装置には、変圧器タンクの内部に設置される負荷時タップ切換器が設けられている。負荷時タップ切換器には絶縁油を満たした油槽が設けられており、この油槽内には通電電流の遮断を行う切換開閉器が収納されている。

切換開閉器の遮断方式としては、油中アーク遮断方式が従来から知られている。油中アーク遮断方式では、遮断回路内の主接点を油槽中の絶縁油に露出させた状態で遮断を実施する。そのため、絶縁油中に発生するアークによって接点の摩耗が生じ、それによるカーボンスラッジが油槽内の絶縁油を汚染することがある。したがって、汚染した絶縁油のろ過作業が不可欠となり、メンテナンスコストが増大した。

そこで近年では、油中アーク遮断方式に代わり、真空バルブ遮断方式が注目を集めている。真空バルブ遮断方式では、高真空の真空バルブ内に主接点を密封し、真空バルブを開閉して電流遮断を行う。そのため、真空バルブ遮断方式では優れた絶縁耐力および消弧性能を発揮することができる。しかも、真空バルブ遮断方式では油槽内でアークが発生することがないので、主接点の消耗を抑えることができ、カーボンスラッジによる絶縁油の汚染もなく、絶縁油のろ過作業が不要である。その結果、保守点検作業のインターバルを延ばすことができ、メンテナンスコストが低減する。

特表２０１３−５２８９４２号公報

しかしながら、真空バルブ遮断方式を採用しても、遮断を繰り返していけば電極間の絶縁耐力が低下することは否めない。この場合、タップ間に要求される絶縁耐力を、真空バルブの電極ギャップだけで確保するには限界がある。絶縁耐力の劣化は、真空バルブの小型化に伴って加速するため、絶縁耐力を高い水準で維持しようとすると、真空バルブが大型化することになり、負荷時タップ切換装置のコンパクト化を妨げる要因となる。

また、変圧器本体巻線に対する外乱サージ電流の重畳や、遮断繰り返しによって続弧が発生することがある。この場合には、所定の切換シーケンス時間内に真空バルブによる遮断ができず、極間短絡に至るおそれがある。大容量化が進む現在では、これらのリスクは高まる傾向にあるため、絶縁耐力の低下を回避することが重要な課題となっている。

上記の課題について図１８、図１９を用いて具体的に説明する。図１８は負荷時タップ切換装置の切換開閉器における遮断回路図である。図１８に示した遮断回路では、真空バルブとして主バルブ３８および抵抗バルブ３６、３７が設けられ、限流抵抗３９、４０が配置されている。このうち、主バルブ３８は切換スイッチ３５でタップＡ，Ｂ側に切換えて通電するように構成されている。限流抵抗３９、４０には抵抗バルブ３６、３７が接続される。また、これら抵抗バルブ３６、３７に直列に回路遮断スイッチ３３、３４が接続される。回路遮断スイッチ３３、３４は、真空バルブを保護してその性能低下を抑制するためのものである。

このような遮断回路では、回路遮断スイッチ３３、３４がＯＦＦとなって遮断回路から分離されると、抵抗バルブ３６、３７が開極される。このとき、抵抗バルブ３６、３７のタップ側端子部はフローティング状態となる。これにより、抵抗バルブ３６、３７が十分に電流を遮断することができず、極間絶縁の観点から見て、不安定な状態に陥るおそれがある。

具体的には図１９の切換シーケンスに示すように、主バルブ３８投入後にタップＡ、Ｂ各々に対し、対応する回路遮断スイッチ３３、３４をＯＦＦ位置に動作させているが、このとき、主バルブ３８および抵抗バルブ３６、３７の遮断が不十分となる場合がある。その結果、切換スイッチ３５でアークによる極間短絡が生じたり、抵抗バルブ３６、３７で通常より大きな循環電流を遮断する必要が生じたりした。これにより、負荷時タップ切換器の不具合および変圧器本体へ影響が及ぶことがあった。

本発明の実施形態は、以上の課題を解消するために提案されたものである。本発明の実施形態の目的は、真空バルブのタップ側端子部がフローティング状態になることを回避して、高い絶縁耐力を確保する負荷時タップ切換装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の実施形態は、複数の真空バルブを有する真空バルブ遮断方式の負荷時タップ切換装置において、次の特徴を有している。
（１）前記真空バルブとして抵抗バルブを備える遮断回路部を有する。
（２）前記遮断回路部は、通電位置にて真空バルブの電極間に電位差が無いように、前記抵抗バルブの一方の端子が、中性点に繋がる中性点端子あるいは通電している側のタップに繋がるタップ端子のいずれかに接続される。
（３）前記遮断回路部は、前記真空バルブとして主バルブおよび抵抗バルブを備えると共に、絶縁切換スイッチ機構を組み込む。
（４）前記絶縁切換スイッチ機構は、非通電側の前記抵抗バルブの一方の端子をタップ接続位置から切り離し、中性点短絡位置まで切換えることにより前記抵抗バルブの電位を中性点電位とするように設定する。
（５）前記絶縁切換スイッチ機構におけるタップ接続の切断動作に関して、前記抵抗バルブの一方の端子を前記タップ接続位置から切り離すタイミングが、前記抵抗バルブと同一タップ側に位置する主バルブの遮断時から第一の時間後であり、前記抵抗バルブの遮断時から第二の時間後であり、かつ前記抵抗バルブの相手タップ側に位置する主バルブの閉極時から第三の時間前とするように設定する。

第１の実施形態の遮断回路部の斜視図。 第１の実施形態の切換開閉器および油槽全体の斜視図。 第１の実施形態の切換開閉器の斜視図。 第１の実施形態の絶縁切換スイッチ機構（表側）の斜視図。 第１の実施形態の絶縁切換スイッチ機構（裏側）の斜視図。 第１の実施形態の絶縁切換スイッチ機構のスライド構造部の斜視図。 第１の実施形態の絶縁切換スイッチ機構のスライド構造部の詳細な斜視図。 第１の実施形態の絶縁切換スイッチ機構のスライド構造部の正面図。 第１の実施形態の絶縁切換スイッチ機構と抵抗スイッチホルダの斜視図。 第１の実施形態の抵抗スイッチホルダの斜視図。 上段は第１の実施形態の遮断回路図、下段は絶縁切換スイッチ機構の平面図（Ｍ１側通電位置）。 上段は第１の実施形態の遮断回路図、下段は絶縁切換スイッチ機構の平面図（切換中央位置）。 上段は第１の実施形態の遮断回路図、下段は絶縁切換スイッチ機構の平面図（Ｍ２側通電位置）。 上段は第１の実施形態の遮断回路図、中段は絶縁切換スイッチ機構の平面図、下段は絶縁切換スイッチ機構の側面図（Ｍ１側通電位置）。 上段は第１の実施形態の遮断回路図、中段は絶縁切換スイッチ機構の平面図、下段は絶縁切換スイッチ機構の側面図（切換中央位置）。 上段は第１の実施形態の回遮断路図、中段は絶縁切換スイッチ機構の平面図、下段は絶縁切換スイッチ機構の側面図（Ｍ２側通電位置）。 上段は第１の実施形態の切換シーケンス、下段は切換シーケンスのある時点での遮断回路図。 従来の負荷時タップ切換装置の遮断回路図。 従来の負荷時タップ切換装置の切換シーケンス。

（第１の実施形態）
（構成）
以下、本発明に係る第１の実施形態について、図１〜図１７を用いて具体的に説明する。第１の実施形態は真空バルブ遮断方式を採用した４バルブの負荷時タップ切換装置である。

（遮断回路部）
図１は第１の実施形態の負荷時タップ切換装置における切換開閉器の遮断回路部を示している。図１に示すように、遮断回路部にはＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相が設けられており、各相に４個の円筒形の真空バルブ、合計１２個の真空バルブが取り付けられている。遮断回路部の中ほどにはディスク状の遮断ホルダ４が、１相当たりに１個設けられており、ここに前記真空バルブが設置される。

真空バルブは全て、その長手方向が遮断回路部の軸線方向に平行となるように設置されており、開閉機構によって開閉するように構成されている。図１では左側のタップをＭ１側、右側のタップをその対極であるＭ２側とし、各相４個の真空バルブは、Ｍ１側の主バルブ２、Ｍ２側の主バルブ３、Ｍ１側の抵抗バルブ５、Ｍ２側の抵抗バルブ６からなる。

さらに、抵抗バルブ５、６に隣接してそれぞれ、Ｍ１側の通電導体７とＭ２側の通電導体８が設けられている。これら通電導体７、８は、タップ切換後に閉極して通電を行うことで、遮断回路における遮断性能の劣化を抑制して耐久性能を高め、切換開閉器の小型化および簡素化に寄与している。これら通電導体７、8は、通電スイッチ機構により半径方向に平行に出入りすることにより、Ｍ１側およびＭ２側のタップ間を、交互に短絡して通電切換を行う。抵抗バルブ５、６の下部には抵抗スイッチホルダ９が設置されている。抵抗スイッチホルダ９は絶縁性を持った樹脂製の筐体部から形成され、ここに遮断回路部の構成部品が取り付けられている。

抵抗スイッチホルダ９の内側には非通電側の絶縁切換スイッチ機構が取り付けられている。非通電側の絶縁切換スイッチ機構とは非通電側タップの絶縁を確保するための機構であり、遮断回路部に組み込まれた本実施形態の主要構成部である。絶縁切換スイッチ機構は、極間の絶縁を真空バルブ以外の部分で持たせるようにしたものであって、通電位置において真空バルブの電極間に電位差が無いように、遮断回路部を構成する全部品が、中性点か、あるいは通電している側のタップのいずれかに接続されるようになっている。

遮断回路部には、このような非通電側の絶縁切換スイッチ機構に加えて、前述した真空バルブの開閉機構および通電導体７、8を移動させる通電スイッチ機構が組み込まれている。これらの機構は、遮断回路部の上部に配置された切換クランク１が、後述する蓄勢機構１９からの付勢力を受けて駆動することによって動作する。

（切換開閉器）
本実施形態の主要部である絶縁切換スイッチ機構を説明する前に、まず切換開閉器の概要について、図２及び図３を用いて説明する。前述したように、負荷時タップ切換装置には負荷時タップ切換器が設けられ、負荷時タップ切換器には切換開閉器が設けられている。図２は本実施形態における切換開閉器と、それを収納する油槽全体を示している。

図２に示すように、油槽５０は、円筒形状の絶縁筒１２と、その下部に固定される油槽底１７から構成されており、絶縁筒１２の内部に、図３に示す切換開閉器が収納されている。油槽５０の上部にはタップトウブ１０が設置されており、ここに、減速ハグルマ機構１１が取り付けられている。減速ハグルマ機構１１はタップ切換のための回転力を、切換開閉器側に伝えるものである。

絶縁筒１２の外周表面には、１相ごとに、中性点接続端子１４、M１側のタップ接続端子１５、M２側のタップ接続端子１６が取り付けられており、３相の中性点を連結するための中性点リング１３が設けられている。中性点接続端子１４は中性点リング１３の下方に配置され、タップ接続端子１５、１６は中性点接続端子１４の下方に配置されている。タップ接続端子１５、１６は所定の距離を持って水平方向に並んで配置されている。

図３は切換開閉器の斜視図を示している。図３に示すように、切換開閉器では上部に対地シールド１８が設けられ、その下に、蓄勢機構１９が取り付けられている。蓄勢機構１９の下部には図１で説明した遮断回路部が配置される。蓄勢機構１９はその付勢力にて遮断回路部内に組み込まれた３つの機構、すなわち真空バルブの開閉機構、通電スイッチ機構および非通電側の絶縁切換スイッチ機構を駆動する。

遮断回路部の外周部分には、スライド中性点接点２０、スライドM１接点２１、スライドM２接点２２が設けられている。これらの接点２０〜２２は、図２で説明した中性点接続端子１４、タップ接続端子１５、１６に当接することにより切換開閉器に電流を引き込むものである。遮断回路部の下部には限流抵抗２３と、タップ間への異常サージ電圧印加時に切換開閉器を保護するバリスタ２４が設けられている。

（非通電側の絶縁切換スイッチ機構）
図４〜図１０を用いて本実施形態の主要構成部である非通電側の絶縁切換スイッチ機構について説明する。図４は非通電側の絶縁切換スイッチ機構の表側、図５は同機構の裏側、図６は同機構のスライド構造部、図７〜図９は図６のスライド構造部の詳細図、図１０は絶縁切換スイッチ機構を組み込む抵抗スイッチホルダ９の斜視図を示している。

図４、図５に示すように、絶縁切換スイッチ機構は、１相当たりの分割領域ごとに配置され、３相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）分が１２０度の間隔で配置されている。絶縁切換スイッチ機構には、切換軸２６、金属導体からなる切換レバー２５及び切換スライダー２７、ワタリ板バネ２８、抵抗スイッチカム２９が設けられている。切換軸２６は抵抗スイッチホルダ９の中心に回転自在に支持されており、切換レバー２５及び切換スライダー２７は抵抗スイッチホルダ９の周囲に取り付けられている。

（切換レバー２５）
図５〜図９に示すように、切換レバー２５は左右一対となって切換スライダー２７に３組取り付けられている。３組の切換レバー２５は互いに平行であって、切換スライダー２７の長手方向と直交するように配置されている。切換レバー２５は１相あたりＭ１、Ｍ２側各々３対ずつ、厚み方向に一定の間隔で、切換軸２６のセンターに対して放射状に配置されている。負荷時タップ切換器が３相器の場合、切換レバー２５は１相あたりＭ１、Ｍ２側各々３対ずつ、３×２×３＝１８対、設けられている。

図７、図８に示すように、３組の切換レバー２５は回転支持ピン３０により連結されて左右一対の構成をなしている。左右一対の切換レバー２５の下端部には向かい合うようにして接点２５ａが設けられている。図８に示すように接点２５ａは切換スライダー２７の側面に対し接する位置に配置されている。

一対の切換レバー２５のいずれかの端部には固定ボルト・ナット３２によってリード金具３１が取り付けられており、他の回路構成部品である端子に接続される。切換レバー２５はリード金具３１により外周方向から、タップ端子、抵抗バルブ端子、中性点端子に接続される。図６では、Ｍ１側の切換レバーを符号２５１、Ｍ２側の切換レバーを符号２５２で示しているが、後段で述べる図１１〜図１３では、Ｍ１側の切換レバー２５１に接続されるタップ端子を２５１ａ、抵抗バルブ端子を２５１ｂ、中性点端子を２５１ｃとし、Ｍ２側の切換レバー２５２に接続されるタップ端子を２５２ａ、抵抗バルブ端子を２５２ｂ、中性点端子を２５２ｃとする。

さらに一対の切換レバー２５にワタリ板バネ２８が取り付けられている。ワタリ板バネ２８はその付勢力を切換レバー２５の接点２５ａに与えるようになっている。つまり、切換レバー２５は固定ボルト・ナット３２を介してワタリ板バネ２８によって図８中の矢印方向に回転付勢されると共に電気的にも接続される。

左右一対の切換レバー２５は、抵抗スイッチホルダ９に放射状に形成されたガイドリブ９ｂにより支持されている（図９及び図１０参照）。抵抗スイッチホルダ９にはガイドリブ９ｂに挟まれるようにして６本のスライド溝９ａが設けられており、各スライド溝９ａに切換スライダー２７がスライド自在に取り付けられている。

（切換スライダー２７）
図５〜図９に示すように、切換スライダー２７はＭ１、Ｍ２側各１本ずつ、切換レバー２５の回転軸を通る垂直面上において半径方向にスライド自在に支持されている。切換スライダー２７は、切換軸２６から放射状に切換開閉器の半径方向に延びて設けられている。切換スライダー２７はＭ１、Ｍ２側に各１本、３相で合計６本使用される。

切換スライダー２７の端部にはカムフォロア２７ａとローラー２７ｂが回転自在に取り付けられている。ローラー２７ｂは抵抗スイッチホルダ９のスライド溝９ａに摺動自在に嵌め込まれている（図９参照）。切換スライダー２７は、抵抗スイッチカム２９の作用により抵抗スイッチホルダ９のスライド溝９ａをスライドする。このとき、切換レバー２５の接点２５ａがワタリ板バネ２８の付勢力を受けることで、絶縁切換スイッチ機構が導通状態あるいは非導通状態となる。

（抵抗スイッチカム２９）
抵抗スイッチカム２９は図６に示すように、切換軸２６に取り付けられており、抵抗スイッチカム２９の周縁部には、１２０度の間隔で幅広の突状部を持つカム溝２９ａが形成されている。カム溝２９ａには切換スライダー２７のカムフォロア２７ａが摺動自在に嵌め込まれている。このため、切換軸２６と共に抵抗スイッチカム２９が回転すると、カム溝２９ａに沿ってカムフォロア２７ａが摺動し、切換スライダー２７が半径方向にスライドする。

（動作）
以降、本実施形態の動作について説明する。図１１〜図１３は全体の切換シーケンスにおける絶縁切換スイッチ機構の動きを示しており、上段が遮断回路図、下段が絶縁切換スイッチ機構の平面図である。図１１、図１２、図１３はそれぞれ、Ｍ１側通電位置、切換中央位置、Ｍ２側通電位置における絶縁切換スイッチ機構の動きを示す。ここで、通電位置とは図１１及び図１３に示すように、一方の抵抗バルブ（例えば抵抗バルブ５）がタップ端子（例えばＭ１側タップ端子２５１ａ）に接続され、他方の抵抗バルブ（例えば抵抗バルブ６）が中性点端子（例えばＭ２側中性点端子２５２ｃ）に接続される状態を表している。絶縁切換スイッチ機構の切換動作は、切換スライダー２７が抵抗スイッチホルダ９のカム溝２９ａに導かれて半径方向にスライドして出入りすることにより行われる。

図１１に示すように、Ｍ１側通電位置では、Ｍ１側の切換レバー２５１がＭ１側タップ端子２５１ａ側と短絡、Ｍ２側の切換レバー２５２はＭ２側中性点端子２５２ｃ側に短絡される。この状態では、非通電タップであるＭ２側において、Ｍ２側抵抗バルブ６は開極しているが、電極の両端が短絡される。そのため、限流抵抗２３を通して中性点と同電位となる。つまり、タップ間では、Ｍ２側の切換レバー２５２の抵抗バルブ端子２５２ｂとＭ２側の切換レバー２５２のタップ端子２５２ａ間、およびＭ２側の通電導体８と油槽５０側の中性点接続端子１４、Ｍ２タップ接続端子１６（図２参照）間において、絶縁がなされる。

図１２に示すように、Ｍ１側通電位置から全切換シーケンスの中間位置に移行する場合、絶縁切換スイッチ機構では、切換軸２６と共に抵抗スイッチカム２９が反時計回転方向に回転する。このとき、カム溝２９ａに沿ってカムフォロア２７ａが摺動し、Ｍ２側の切換スライダー２７が半径方向の外側にスライドする。この状態では、Ｍ２側抵抗バルブ６は閉極し、Ｍ１，Ｍ２側の各抵抗切換レバー２５１、２５２は共に、Ｍ１、Ｍ２側の各タップ端子２５１ａ、２５２ａに短絡されることになり、回路上には横流を流している。

図１３に示すように、全切換シーケンスの中間位置からＭ２側通電位置に移行する場合には、絶縁切換スイッチ機構では、切換軸２６と共に抵抗スイッチカム２９が反時計回転方向に回転する。このとき、カム溝２９ａに沿ってカムフォロア２７ａが摺動し、Ｍ１側の切換スライダー２７が半径方向の内側にスライドする。図１３では、図１１に対してＭ１とＭ２が入れ替わった位置関係となり、タップ間の絶縁は、抵抗バルブ端子２５１ｂとタップ端子２５１ａ間およびＭ１側の通電導体７と接油槽５０側の中性点接続端子１４、Ｍ１タップ接続端子１５（図２参照）間においてなされる。

以上、図１１〜図１３に示したように、本実施形態では、通電位置においてバルブの電極間に電位差は無く、遮断回路内は全て、中性点か、通電している側のタップのいずれかに接続された状態となる。したがって、真空バルブのタップ側端子部がフローティング状態になることは一切ない。

次に、絶縁切換スイッチ機構部のスライド構造部の動作について図１４〜図１６で説明する。これらの図は切換スライダー２７と切換レバー２５の接触状態と遮断回路の関係を表したものであり、上段は遮断回路図、中段は絶縁切換スイッチ機構の平面図、下段は絶縁切換スイッチ機構の側面図を示している。

図１４では、切換スライダー２７が図面の右側、抵抗スイッチホルダ９の中心から見ると外側に移動する。この位置では、Ｍ１、Ｍ２側において抵抗バルブ端子２５１ｂ、２５２ｂとタップ端子２５１ａ、２５２ａに接続された切換レバー２５の接点２５ａが、切換スライダー２７の側面に接触する。これにより、タップ端子及び抵抗バルブ端子間が短絡される。

図１５では、回路切換動作の途中であり、切換スライダー２７が動作の中間位置に移動している。ここでは、Ｍ１、Ｍ２側においてタップ端子２５１ａ、２５２ａと抵抗バルブ端子２５１ｂ、２５２ｂと中性点端子２５１ｃ、２５２ｃは、いずれも独立した状態にある。

図１６では、切換スライダー２７が図面の左側、抵抗スイッチホルダ９の中心から見ると内側に移動する。この位置では、Ｍ１、Ｍ２側において抵抗バルブ端子２５１ｂ、２５２ｂと中性点端子２５１ｃ、２５２ｃに接続された切換レバー２５の接点２５ａが、切換スライダー２７の側面に接触する。これにより、抵抗バルブ端子及び中性点端子間が短絡される。このとき、タップ端子２５１ａ、２５２ａに接続された切換レバー２５の接点２５ａは、切換スライダー２７の側面から離れた位置にある。そのため、タップ端子及び抵抗バルブ端子間は絶縁されている。

次に図１７により、本実施形態の切換シーケンスについて説明する。図１７は上段で第１の実施形態の切換シーケンスを、下段で切換シーケンスのある時点（シーケンスからの矢印部分）での遮断回路図を、それぞれ示している。本実施形態では切換角度範囲は０〜７５°として、Ｍ１側は、０〜１０°閉極し、１０〜７５°開極と設定されている。また、Ｍ２側は、０〜６５°まで開極し、６５〜７５°閉極と設定されている。

図１７では、上段から通電導体７、８、主バルブ２、３、抵抗バルブ５、６、切換レバー２５１、２５２の動作タイミングを表す。図１７のシーケンスでは、通電導体７、８の動作について通電スイッチのＯＮ、ＯＦＦとして示し、切換レバー２５１、２５２の動作については抵抗スイッチのＯＮ、ＯＦＦとして示す。既に述べたように、通電導体７、主バルブ２、抵抗バルブ５、切換レバー２５１がＭ１側の部材、通電導体８、主バルブ３、抵抗バルブ６、切換レバー２５２がＭ２側の部材である。

図１７はＭ１からＭ２への切換動作時の通電経路の移動を表しており、各スイッチの動作タイミング間隔について重要となる部分を第一の時間Ｔ１、第二の時間Ｔ２、第三の時間Ｔ３で明示している。これらＴ１、Ｔ２、Ｔ３は全て真空バルブによる遮断が不完全であった場合に、過電流遮断や極間短絡のリスクを低減するために設定される時間である。

図１７に示す切換シーケンスでは、初期状態においてＭ１側の通電導体７である通電スイッチがＯＮ状態であるが（回路図のア）、この状態からＭ１側の通電導体７（図１７では通電ＳＷ）をＯＦＦすることからスタートする（回路図のイ）。続いてＭ１側の主バルブ２が開極する（回路図のウ）。この時点から限流抵抗２３への通電が始まる。

Ｍ１側の主バルブ２の開極後から、Ｍ１側の抵抗スイッチがＯＦＦとなるまでの時間が第一の時間Ｔ１であり、Ｍ１側の主バルブ２で遮断不具合が発生した場合にＭ２側の主バルブ３が閉極する前に、Ｍ１側の抵抗スイッチで強制的に電流を遮断するために必要な時間を設定している。例えば本回路の場合、０点を３回以上通らせる事を想定し３０ｍｓ以上の設定となる。

その後、切換スライダー２７の移動に伴いＭ２側の切換レバー２５２がＭ２側の中性点端子２５２ｃから離脱し（回路図のエ）、タップ端子２５２ａに接続される（図１７ではＭ２側の抵抗ＳＷがＯＮ、回路図のオ）。続いて、Ｍ２側の抵抗バルブ６が閉極する（回路図のカ）。このため、Ｍ１側とＭ２側が限流抵抗２３を介して短絡して循環電流が流れる。

その後、Ｍ１側の抵抗バルブ５が開極する（回路図のキ）。Ｍ１側の抵抗バルブ５が開極してから第二の時間Ｔ２時間後に、Ｍ１側の切換レバー２５１がＭ１側のタップ端子２５１ａから離脱し（回路図のク）、中性点端子２５１ｃ側に接続される（図１７ではＭ１側の抵抗ＳＷがＯＦＦ、回路図のケ）。第二の時間Ｔ２とは、Ｍ１側の抵抗バルブ５の遮断不具合が発生した場合に過電流遮断で更なる不具合に繋がらないように、同じくＭ１側の抵抗スイッチつまり絶縁切換スイッチ機構により強制的に遮断するための時間である。

さらに、Ｍ１側の切換レバー２５１がＭ１側のタップ端子２５１ａからの離脱を開始した時点から第三の時間Ｔ３時間後に、Ｍ２側の主バルブ３が閉極する（回路図のコ）。これにより、主電流の移し替えが終了する。第三の時間Ｔ３は、Ｍ１側の抵抗スイッチで完全に遮断するために必要となるＭ２側の主バルブ３閉極までの適正な時間間隔を設定する。例えば第二の時間Ｔ２及び第三の時間Ｔ３は、０点を１回以上通らせる事を想定し１０ｍｓ以上の設定とする。最後にＭ２の側通電導体８（図１７では通電ＳＷ）がＯＮとなって全動作が終了する（回路図のサ）。

（作用と効果）
以上の構成を有する第１の実施形態の作用および効果は、次の通りである。第１の実施形態では、絶縁切換スイッチ機構にて、極間の絶縁を真空バルブ以外の部分で持たせている。すなわち、本実施形態では、通電位置において真空バルブの電極間に電位差が無いように、遮断回路部を構成する全部品を、中性点か通電している側のタップのいずれかに接続している。

このため、真空バルブのタップ側端子部がフローティング状態になることがない。したがって、真空バルブが十分に電流を遮断することが可能であり、真空バルブ遮断の不具合時の過電流遮断や、タップ間短絡のリスクを低減させて、安定した極間絶縁を行うことができる。特に、第１の実施形態では、図１７に示した第一の時間Ｔ１、第二の時間Ｔ２、第三の時間Ｔ３を設定したことで、過電流遮断や極間短絡のリスクをさらに低減することが可能である。このように、本実施形態によれば、真空バルブのタップ側端子部がフローティング状態になることを回避することができ、高い絶縁耐力を確保して、信頼性の向上を図ることが可能である。

さらに、第１の実施形態では、切換スライダー２７のローラー２７ｂを抵抗スイッチホルダ９のスライド溝９ａに嵌め込み、切換レバー２５を抵抗スイッチホルダ９のガイドリブ９ｂに支持している。すなわち、第１の実施形態においては、樹脂製の筐体部からなる抵抗スイッチホルダ９の内部に絶縁切換スイッチ機構を組み込んでいる。このような第１の実施形態によれば、省スペース化、部品点数及び工数の低減化を実現することができ、コンパクト性や経済性がいっそう向上する。

（他の実施形態）
上記の実施形態は、本明細書において一例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図するものではない。すなわち、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことが可能である。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。例えば、過電流遮断や極間短絡のリスクを低減させる第一の時間Ｔ１、第二の時間Ｔ２、第三の時間Ｔ３の各時間などは適宜変更可能である。

１…切換クランク
２…Ｍ１側主バルブ
３…Ｍ２側主バルブ
４…遮断ホルダ
５…Ｍ１側抵抗バルブ
６…Ｍ２側抵抗バルブ
７…Ｍ１側通電導体
８…Ｍ２側通電導体
９…抵抗スイッチホルダ
９ａ…スライド溝
９ｂ…ガイドリブ
１０…タップトウブ
１１…減速ハグルマ機構
１２…絶縁筒
１３…中性点リング
１４…中性点接続端子
１５…Ｍ１タップ接続端子
１６…Ｍ２タップ接続端子
１７…油槽底
１８…対地シールド
１９…蓄勢機構
２０…スライド中性点接点
２１…スライドＭ１接点
２２…スライドＭ２接点
２３…限流抵抗
２４…バリスタ
２５…切換レバー
２５ａ…接点
２５１…Ｍ１側の切換レバー
２５２…Ｍ２側の切換レバー
２５１ａ…Ｍ１側タップ端子
２５１ｂ…Ｍ１側抵抗バルブ端子
２５１ｃ…Ｍ１側中性点端子
２５２ａ…Ｍ２側タップ端子
２５２ｂ…Ｍ２側抵抗バルブ端子
２５２ｃ…Ｍ２側中性点端子
２６…切換軸
２７…切換スライダー
２７ａ…カムフォロア
２７ｂ…ローラー
２８…ワタリ板バネ
２９…抵抗スイッチカム
２９ａ…カム溝
３０…回転支持ピン
３１…リード金具
３２…固定ボルト・ナット
５０…油槽

Claims (2)

1. 複数の真空バルブを有する真空バルブ遮断方式の負荷時タップ切換装置において、
   前記真空バルブとして抵抗バルブを備える遮断回路部を有し、
   前記遮断回路部は、通電位置にて真空バルブの電極間に電位差が無いように、前記抵抗バルブの一方の端子が、中性点に繋がる中性点端子あるいは通電している側のタップに繋がるタップ端子のいずれかに接続され、
   前記遮断回路部は、前記真空バルブとして主バルブおよび抵抗バルブを備えると共に、絶縁切換スイッチ機構を組み込み、
   前記絶縁切換スイッチ機構は、非通電側の前記抵抗バルブの一方の端子をタップ接続位置から切り離し、中性点短絡位置まで切換えることにより前記抵抗バルブの電位を中性点電位とするように設定し、
   前記絶縁切換スイッチ機構におけるタップ接続の切断動作に関して、前記抵抗バルブの一方の端子を前記タップ接続位置から切り離すタイミングが、前記抵抗バルブと同一タップ側に位置する主バルブの遮断時から第一の時間後であり、前記抵抗バルブの遮断時から第二の時間後であり、かつ前記抵抗バルブの相手タップ側に位置する主バルブの閉極時から第三の時間前とするように設定した負荷時タップ切換装置。
2. 前記遮断回路部に樹脂製の筐体部を設け、この筐体部に前記絶縁切換スイッチ機構を取り付けた請求項１に記載の負荷時タップ切換装置。

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