JP6577935B2 - 変圧変流器 - Google Patents

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Description

本発明は、主として、変流器(CT:Current Transformer)及び変圧器(VT:Voltage Transformer)を備える変圧変流器(電量需給用計器用変成器又はVCT:Voltage Current Transformer)に関するものである。
変圧変流器は、一般には、電力会社からの高圧配電線路から構内への引き込み間等において用いられ、高圧配電線路から高電圧力、大電流量を需給し、内蔵された変圧器及び変流器を用いることによって、低電圧力、小電流量に変成する。
そして、電力量計を用いて電力量の計測を行うことができる。上記計器用変圧変流器は、筐体(外装箱体)内に複数の変流器及び変圧器を接続した構成を有している。
上記変圧変流器は、筐体内において複数の独立した変流器及び変圧器を高圧一次導体(一次端子)と夫々接続することが一般的になされる。このような構成を示すものとして、例えば、コ字状断面部の平行する二辺の端部をそれぞれコ字状の底辺に平行するように外側に折曲げて構成され凹部を有する第1の取付板、前記凹部の外表面に第1の締付部材によって固定された計器用変流器もしくは計器用変圧器、一表面に計器用変圧器もしくは計器用変流器を第2の締付部材によって固定する第2の取付板、及び前記第1の取付板の両端折曲げ部と前記第2の取付板の他表面とを接合して前記凹部部分に前記第1、第2の締付部材の頭部もしくは先端部を収納する空間部を形成し前記計器用変圧器と前記計器用変流器とを固定した前記第1、第2の取付板を一体に収納固定する筐体を備えた計器用変圧変流装置等が公知である(例えば、特許文献1参照。)。
実開昭61−179726号公報
上記特許文献1に係る計器用変圧変流器によれば、個別の変圧器及び変流器を接続した基本構成であることから、全体が嵩張って大型化する傾向があり、取扱い上不便となることが多い。また、個別の変圧器及び変流器を複数配置することによって、配線が複雑化し、組立時の工程が増加するほか、メンテナンス性が低下する点で問題がある。
本発明は以上の事情に鑑みてなされたものであり、複雑な結線を要さず、製造工程を低減させて、更なる低廉化を進めることができ、取扱い性に優れ、より小型化・軽量化できる、優れた変圧変流器を提供することを、発明が解決しようとする課題とする。
本発明は、変圧器と変流器を絶縁性樹脂で一体に保持される変圧変流器において、高圧一次導体が前記変流器と変圧器との間に配置され、端子(12)となる第1の高圧一次導体と、一の電源側一次端子(10)及び一の負荷側一次端子(11)を有する第2の高圧一次導体と、他の電源側一次端子(13)及び他の負荷側一次端子(14)を有する第3の高圧一次導体を備え、前記第1の高圧一次導体は中央部の前面から後面へ貫通しており、前記第2の高圧一次導体は、前記第1の高圧一次導体の一方の側方に位置し、前記第3の高圧一次導体は、前記第1の高圧一次導体の他方の側方に位置し、前記第2の高圧一次導体における前記一の電源側一次端子(10)と前記一の負荷側一次端子(11)との間の上方には、当該一の電源側一次端子(10)及び前記一の負荷側一次端子(11)に対して接続する一次側接続端子を下方に向けて配置した第一変流器(20)を備え、前記第3の高圧一次導体における前記他の電源側一次端子(13)と前記他の負荷側一次端子(14)との間の上方には、当該他の電源側一次端子(13)及び前記他の負荷側一次端子(14)に対して接続する一次側接続端子を下方に向けて配置した第二変流器(21)を備え、前記一の電源側一次端子(10)と前記一の負荷側一次端子(11)の間の下方には、当該一の電源側一次端子(10)及び前記第1の高圧一次導体である端子(12)に接続される一次側接続端子を上方に向けて配置した第一変圧器(30)を備え、前記他の電源側一次端子(13)と他の負荷側一次端子(14)の間の下方には、当該他の電源側一次端子(13)及び前記第1の高圧一次導体である端子(12)に接続される一次側接続端子を上方に向けて配置した第二変圧器(31)を備えたことを特徴とする変圧変流器を、上記課題を解決するための手段とする。
また本発明は、上記発明の構成を前提として、前記変圧器の一次側接続端子及び変流器の一次側接続端子を、前記高圧一次導体側に向けて配置したことを特徴とする変圧変流器を、上記課題を解決するための手段とする。
また本発明は、上記いずれかの変圧変流器を外装箱体内に格納したことを特徴とする変圧変流器を、上記課題を解決するための手段とする。
本発明は、変圧器と変流器を絶縁性樹脂で一体に保持される変圧変流器において、高圧一次導体が前記変流器と変圧器との間に配置され、端子(12)となる第1の高圧一次導体と、一の電源側一次端子(10)及び一の負荷側一次端子(11)を有する第2の高圧一次導体と、他の電源側一次端子(13)及び他の負荷側一次端子(14)を有する第3の高圧一次導体を備え、前記第1の高圧一次導体は中央部の前面から後面へ貫通しており、前記第2の高圧一次導体は、前記第1の高圧一次導体の一方の側方に位置し、前記第3の高圧一次導体は、前記第1の高圧一次導体の他方の側方に位置し、前記第2の高圧一次導体における前記一の電源側一次端子(10)と前記一の負荷側一次端子(11)との間の上方には、当該一の電源側一次端子(10)及び前記一の負荷側一次端子(11)に対して接続する一次側接続端子を下方に向けて配置した第一変流器(20)を備え、前記第3の高圧一次導体における前記他の電源側一次端子(13)と前記他の負荷側一次端子(14)との間の上方には、当該他の電源側一次端子(13)及び前記他の負荷側一次端子(14)に対して接続する一次側接続端子を下方に向けて配置した第二変流器(21)を備え、前記一の電源側一次端子(10)と前記一の負荷側一次端子(11)の間の下方には、当該一の電源側一次端子(10)及び前記第1の高圧一次導体である端子(12)に接続される一次側接続端子を上方に向けて配置した第一変圧器(30)を備え、前記他の電源側一次端子(13)と他の負荷側一次端子(14)の間の下方には、当該他の電源側一次端子(13)及び前記第1の高圧一次導体である端子(12)に接続される一次側接続端子を上方に向けて配置した第二変圧器(31)を備えたことから、高圧一次導体が上方へ大きく張り出すことがなく、変圧変流器全体をコンパクト且つ軽量とすることができる。また、変圧変流器の設置において、当該変流器を上下反転した配置等とすることが可能となり、取扱い性が向上する。
また、絶縁樹脂により一体とされることで、従来各変流器、変圧器ごとに個別に剥き出しの高圧一次導体に結線を行う作業等を行う必要あったところ、当該作業等を排することができ、組立作業性を向上させることができる。
また本発明は、当該構成によって、少なくとも二つの変流器及び変圧器を効率的に配置し、上記発明の作用効果を奏することができる。
また、中央に高圧一次導体が配置されることとの相乗効果により、高圧一次導体と一次側接続端子との接続距離が従来と比較して大幅に短縮されることで変圧変流器全体をコンパクト且つ軽量とすることができる。
また本発明は当該変圧変流器を外装箱体内に保持した構造としたことから、上記いずれかの発明の作用効果を奏する上に、屋外での耐久性や保管の容易性を維持、向上できる。
本発明の実施例に係る変圧変流器を示す正面図である。 本発明の実施例に係る変圧変流器を示す右側面図である。 本発明の実施例に係る変圧変流器の内部構造(コイルと高圧一次導体、配線の関係)を示す簡略図である。 本発明の実施例に係る変圧変流器の配線図である。 本発明の実施例に係る変圧変流器の内部構造(コイルと高圧一次導体、コアの関係)を示す、ブラケットを除いた簡略図である。 本発明の他の実施例に係る変圧変流器の内部構造(コイルと高圧一次導体、コアの関係)を示す、ブラケットを除いた簡略図である。 本発明の実施例に係る変圧変流器を外装箱体に格納した状態を示す説明図である。 本発明の実施例に係る変圧変流器を他の外装箱体に格納した状態を示す説明図である。 本発明の実施例に係る変圧変流器を格納した外装箱体の(a)正面図、(b)右側面図である。
以下に本発明の実施例に係る変圧変流器を説明する。尚、本発明は以下の実施例の構成に限定されるものではなく、本発明が開示する技術的思想の範囲内において、種々の変形、設計変更等した構成にも及ぶ。
本発明の実施例に係る変圧変流器1は、三相回路において用いる変圧変流器1であり、その外観を図1及び図2、内部構造の一部を図3から図5に示すように、第一コア22と、第二コア32と、高圧一次導体と、これらに接続される所定のコイル(1次コイル200、210、300、310、2次コイル201、211、301、311)及び導線と、これらを絶縁するエポキシ樹脂材16を有する。
前記高圧一次導体は、第一コア22及び第二コア32との間に配置される。即ち、前記第一コア22は、前記高圧一次導体の上方、前記第二コア32は当該高圧一次導体の下方に配置されることとなる。
高圧一次導体は、三相交流に対応した各相(U相、V相、W相)の端子として設けられる。
本実施例においては、中央に長尺のV相端子12(第1の高圧一次導体)を設け、左側にU相の(第2の高圧一次導体を構成する)電源側一次端子10(一の電源側一次端子)及び負荷側一次端子11(一の負荷側一次端子)、右側にW相の(第3の高圧一次導体を構成する)電源側一次端子13(他の電源側一次端子)及び負荷側の一次端子14(他の電源側一次端子)を夫々配置した構成である。
前記第一コア22は、変流器側に設置されるコアである。当該第一コア22は、鉄心であり、平行する二本の脚部を有する平面視矩形状の一体型コアの二基(即ち、一体型コア22a及び22b)を左右に密着して配置してある。
当該第一コア22には固定用の固定孔を穿設してあり、固定金具5及び固定螺子50を用いて、左右の一体型コア22a及び22bの密着状態を保持固定した構成である。
当該構造によって、第一コア22は、一体型コア22aの左側脚からなる左側脚22Cと、22bの右側脚からなる右側脚22Dと、一体型コア22aの右側脚及び22bの左脚部が当接配置されてなる中央脚22Eを備えた構成である。
上記構成を有する第一コア22の左側脚22Cには二次コイル201を内側、一次コイル200を外側として巻回した巻線部を備える。また右側脚22Dには、二次コイル211を内側、一次コイル210を外側として巻回した巻線部を備える。
夫々の当該一次コイル200、210と二次コイル201、211との間は絶縁体である前記エポキシ樹脂材16が介在する。
一次コイル200、201の端部のうち電源側となる端部には電源側接続端子202、212が固着されている。また負荷側となる端部には負荷側接続端子203、213が固着されている。また二次コイル201、211の両端部は、後記詳述するように、夫々二次側接続端子に結線されている。
上記構成によって、図1に一点鎖線で示すように、上部に二基の変流器(以下、第一変流器20、第二変流器21という。)の構造が形成される。当該第一変流器20及び第二変流器21の各構成は、一般的な変圧変流器における変流器とは反転した構造となる。
前記第二コア32は変圧器側のコアである。当該第二コア32は、鉄心であり、上記第一コア22と同様に、平行する二本の脚部を有する平面視矩形状の一体型コアの二基(即ち、一体型コア32a及び32b)を左右に密着して配置してある。当該第二コア32は、締付バンド4を用いて、左右の一体型コア32a及び32bの密着状態を保持固定した構成である。
当該構造によって、第二コア32は、一体型コア32aの左側脚からなる左側脚32Cと、32bの右側脚からなる右側脚32Dと、一体型コア32aの右側脚及び32bの左脚部が一体とされた広幅の中央脚32Eとを有する。
第二コア32の左側脚32Cには、二次コイル301を内側、一次コイル300を外側として巻回した巻線部を備える。また右側脚32dには、二次コイル321を内側、一次コイル320を外側として巻回した巻線部を備える。
当該一次コイル300、320と二次コイル301、321との間は絶縁体である前記エポキシ樹脂材16が介在する。
当該構成によって、図1に二点鎖線で示すように、左右に並列した二基の変圧器(以下、第一変圧器30、第二変圧器31という。)の構造が形成される。
二次側の配線が接続される各二次側接続端子は利便性を向上させる観点から、外側面に設けた端子台150に雌螺子を有する埋金として配置される。端子台150には検定封印及び防塵用のカバー151を設けることで、二次端子ボックス15aとして構成してある。
前記雌螺子は前記端子台150の外面に開口し、雄螺子と螺合による接続が可能としてある。
前記二次側接続端子は、第一変圧器30及び第二変圧器31におけるu相、v相、w相の各二次側接続端子P1、P2、P3と、第一変流器20及び第二変流器21におけるu相、w相の二次側を接続するための二次側接続端子ku、kw、lu、lwと、アース用端子eが設けられている。
図3から図5に示すように、U相の電源側一次端子10とV相の一次端子12に、前記第一変圧器30(VT1)の一次コイル300の両端となる一次側接続端子(U相及びV相の一次側接続端子)が接続される。そして当該第一変圧器30(VT1)の二次コイル301の各端部は、前記二次端子ボックス15a内の二次側接続端子(u相及びv相の二次側接続端子P1、P2)へ接続される。
またV相一次端子12とW相電源側一次端子13に前記第二変圧器31(VT2)の一次側接続端子(V相及びW相の一次側接続端子)が接続される。
そして当該第二変圧器31(VT2)の二次コイル311の各端部は、前記二次端子ボックス15a内の二次側接続端子(v相及びw相の二次側接続端子)へ接続される。
一方前記図3から図5に示すように、U相の電源側一次端子10に対して前記第一変流器20における一次コイル200の電源側一次端子202が接続され、負荷側U相一次端子11に対して当該変流器CT1の負荷側の一次端子203が接続される。
即ち、第一変流器20(CT1)の電源側一次端子202及び負荷側一次端子203は、一般の変圧変流器の構成とは異なり、その上下が反転した状態した配置として構成され、前記第一変圧器30(VT1)と当該第一変流器20(CT1)との間に高圧一次導体(U相一次端子10、11とV相一次端子12)が配置される構成となる。また当該第一変流器20(CT1)の二次側巻線の各端部が前記二次端子ボックス内の二次側接続端子(ku、lu)へ接続される。
またW相の電源側一次端子13に対して前記第二変流器21(CT2)の電源側一次端子212が接続され、W相の負荷側一次端子14に対して当該第二変流器21(CT2)の負荷側一次端子213が接続される。
即ち、第二変流器21(CT2)の電源側一次端子212及び負荷側一次端子213においても、その上下が反転した状態した配置として構成され、前記第二変圧器31(VT2)と当該第二変流器21(CT2)との間に高圧一次導体(相一次端子12と相一次端子13、14)が配置される構成となる。
また当該第二変流器21(CT2)の二次コイル211の両端部が前記二次端子ボックス15a内の二次側接続端子(kw、lw)へ接続される。また、前記第一変流器20(CT1)及び第二変流器21(CT2)のグランド線が前記二次端子ボックス15a内のアース用端子eへ接続される。
そしてこれらの結線がなされた状態で、各一次端子の一方の先端が外部に露出した状態で充填されたエポキシ樹脂材16によって被覆され、各構成部材相互(即ち、第一コア22及び第二コア32の一部、一次コイル200、210、300、310と二次コイル201、211、301、311、各一次側接続端子202、203、212、213、二次側接続端子P1、P2、P3、ku、kw、lu、lw、e)の絶縁状態が保持される。
また、上記構成によって、高圧一次導体を前記各変流器20、21と各変圧器30、31との間に配置して結線がされた状態で前記樹脂モールドにより一体としたことから、各変流器20、21及び各変圧器30、31と剥き出しの高圧一次導体を結線、被覆する必要がなく、設置時の処理が非常に容易となる。
また、外装箱体7内へ格納する際には、本発明の変圧変流器1が、高圧一次導体を前記各変流器20、21と各変圧器30、31との間に配置して結線がされた状態で絶縁樹脂により一体とした構成であり、高圧一次導体10、11、12、13、14が中央に位置する構成であるため、当該変圧変流器1の上下の方向性を問わず、外装箱体の形状に幅広く対応して、コンパクトに格納することができる。このため、例えば図7に示すように、横方向へ高圧一次導体を案内させることもできるし、図8に示すように、斜め下方へ高圧一次導体を案内させる他の外装箱体7内等にも格納することができる。
また、上記実施例においては、第一変流器20及び第二変流器21における一次コイル200、210と高圧一次導体10、11、13、14との接続を、当該一次コイル200、210に直付けした電源側一次端子202、212、負荷側一次端子203、213を、直接、当該高圧一次導体に固着した構成としている。
反転した第一変流器20及び第二変流器21を直接高圧一次導体に固着するに際し、取付性及び距離の短縮化を図るべく、電源側一次端子202、212、負荷側一次端子203、213はL型金具としてある。
更に、本実施例においては、一次コイル200、210をエッジワイズコイルとしてあるため、電源側一次端子202、212、負荷側一次端子203、213との固着をより安定したものとすることができる。
当該構成によって、組立工程の効率化、変圧変流器の小型化、及び長期に亘る耐久性能の向上を更に図ることができる。
上記実施例に係る変圧変流器における変流器の定格一次電流/定格二次電流値が、50A/5Aのものを用いており、当該定格電流値に対応する一定比率の定格電流値において性能の保証が可能である。
しかしながら、本発明においては、上記実施例に限定されるものではなく、例えば定格一次電流/定格二次電流が20A/5Aのものや、それ以外のものを使用することもできるし、多数の定格一次電流/定格二次電流に対応した広範囲一次電流定格の変流器を使用することもできる。特に当該広範囲一次電流定格の変流器を用いることによっては、より本願発明における変流器の性能が保証される定格電流値を増加させることができる。
また、上記実施例においては、第一コア22を二基の一体型コア22a、22bからなる構成、第二コア32についても二基の一体型コア32a、32bからなる構成としたが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、例えば、図6に示すように、三本の脚部(左側脚60、中央脚61、右側脚62)を有する一体型コア6を単独で用いた構成とすることもできる。
当該三本の脚部を有する一体型コア6を単独で用いた構成は、第一コア22、第二コア32のいずれであっても適用できるし、第一コア22、第二コア32の双方を当該三本の脚部60、61、62を有するコア6とした構成とすることもできる。
また、その他、第一コア22、第二コア32のいずれにおいても、上記実施例1の第二コアの形状を、E型のカットコア、或いはE型とI型の積みコアを組み合わせ、締付手段若しくは固定手段を用いて一体とすることもできる。
また、第一コア22、第二コア32の形状を共通化することで、共通した一つの形状のコアを変圧変流器1に用いることができるため、製品コストの低廉化を図ることができる。
また上記実施例1においては、二基の一体型コアを締付バンドを用いて固定した構成としているが、これに代えてコアに固定用の係合穴を穿設し、当該係合穴に対応する係合手段を用いることにより固定することもできる。
また、上記実施例においては、二つの変流器20、21についてコア(第一コア22)を共通として使用しているが、本発明は当該事項に限定されるものではなく、各変流器20、21が独立した異なるコアを有するものとすることもできる。
一方で、上記実施例のように二つの変流器についてコアを共通として使用することによって、部品の共通化・管理の容易化に伴う製造コストの低廉化、変圧変流器全体のサイズのコンパクト化を図ることができる。
また上記実施例においては、一次コイル200、210をエッジワイズコイルとしているが本発明は上記コイルに限定されず、公知の種々のコイルを用いることができる。
1 変圧変流器
10 電源側U相端子(第2の高圧一次導体を構成する一の電源側一次端子)
11 負荷側U相端子(第2の高圧一次導体を構成する一の負荷側一次端子)
12 V相端子(第1の高圧一次導体)
13 電源側W相端子(第3の高圧一次導体を構成する他の電源側一次端子)
14 負荷側W相端子(第3の高圧一次導体を構成する他の負荷側一次端子)
15a 二次端子ボックス
150 端子台
151 カバー
16 エポキシ樹脂材
17 ブラケット
20 第一変流器(CT1)
200 一次コイル
201 二次コイル
202 電源側一次端子
203 負荷側一次端子
21 第二変流器(CT2)
210 一次コイル
211 二次コイル
212 電源側一次端子
213 負荷側一次端子
22 第一コア
22a 一体型コア
22b 一体型コア
22C 左脚部
22D 右脚部
22E 中央脚部
30 第一変圧器(VT1)
300 一次コイル
301 二次コイル
31 第二変圧器(VT2)
310 一次コイル
311 二次コイル
32 第二コア
32a 一体型コア
32b 一体型コア
32C 左脚部
32D 右脚部
32E 中央脚部
4 締付バンド
5 固定金具
50 固定螺子
6 一体型コア
60 左側脚
61 中央脚
62 右側脚
7 外装箱体
e アース用端子
ku 二次側接続端子
kw 二次側接続端子
lu 二次側接続端子
lw 二次側接続端子
P1 u相二次端子
P2 v相二次端子
P3 w相二次端子

Claims (3)

  1. 変圧器と変流器を絶縁性樹脂で一体に保持される変圧変流器において、高圧一次導体が前記変流器と変圧器との間に配置され、
    端子(12)となる第1の高圧一次導体と、
    一の電源側一次端子(10)及び一の負荷側一次端子(11)を有する第2の高圧一次導体と、
    他の電源側一次端子(13)及び他の負荷側一次端子(14)を有する第3の高圧一次導体を備え、
    前記第1の高圧一次導体は中央部の前面から後面へ貫通しており、
    前記第2の高圧一次導体は、前記第1の高圧一次導体の一方の側方に位置し、前記第3の高圧一次導体は、前記第1の高圧一次導体の他方の側方に位置し、
    前記第2の高圧一次導体における前記一の電源側一次端子(10)と前記一の負荷側一次端子(11)との間の上方には、当該一の電源側一次端子(10)及び前記一の負荷側一次端子(11)に対して接続する一次側接続端子を下方に向けて配置した第一変流器(20)を備え、
    前記第3の高圧一次導体における前記他の電源側一次端子(13)と前記他の負荷側一次端子(14)との間の上方には、当該他の電源側一次端子(13)及び前記他の負荷側一次端子(14)に対して接続する一次側接続端子を下方に向けて配置した第二変流器(21)を備え、
    前記一の電源側一次端子(10)と前記一の負荷側一次端子(11)の間の下方には、当該一の電源側一次端子(10)及び前記第1の高圧一次導体である端子(12)に接続される一次側接続端子を上方に向けて配置した第一変圧器(30)を備え、
    前記他の電源側一次端子(13)と他の負荷側一次端子(14)の間の下方には、当該他の電源側一次端子(13)及び前記第1の高圧一次導体である端子(12)に接続される一次側接続端子を上方に向けて配置した第二変圧器(31)を備えたことを特徴とする変圧変流器。
  2. 前記変圧器と変流器の一次側接続端子を、夫々前記高圧一次導体側に対向して配置したことを特徴とする請求項1記載の変圧変流器。
  3. 請求項1又は2に記載の変圧変流器を外装箱体内に保持してなることを特徴とする変圧変流器。
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