JPH036806A - 負荷時タップ切換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は負荷時タップ切換器に係り、特に電流開閉を行
う切換開閉器を動作させる蓄勢機構の改良に関するもの
である。

（従来の技術） 一般に、電流を遮断する接点は可動側接点を所定の速さ
で開極させることによりアーク時間を短縮し接点寿命を
極力延長するように配慮されている。負荷時タップ切換
器のアーク接点も同じであって、アーク接点の開極速度
を与える駆動源は一般に圧縮あるいは引張ばねのような
蓄勢ばねの静的エネルギーを動的エネルギーに変える蓄
勢機構部が用いられる。

このような蓄勢ばねを利用した蓄勢機構部においてはそ
の開極速度が蓄勢ばねの変位量に従って２次曲線的に増
加する。負荷時タップ切換器のように複数個のアーク接
点を蓄勢ばねで開極させる場合には、ばねの変位が進む
に従って速度が早まり後続の接点はど開極、投入時間が
短くなるという傾向がある。

特に近年大容放化の一途をたどっている大容量の負荷時
タップ切換器では蓄勢機構部に用いられるばね力は高め
られていることからこの影響が強くでてくる。このよう
な従来の負荷時タップ切換器の捨勢機構部の不具合な点
を第５図ないし第８図を参照して説明する。

第５図は代表的な２抵抗式の負荷時タップ切換器の切換
回路図である。すなわち、変圧器の巻線に接続されたタ
ップ巻線下１／に複数個タップを設ける。図示では２個
のタップＴ工ｌＴ２を設ける。そしてタップＴ、、Ｔ□
にはそれぞれタップ選択器可動接点に０４Ｍ２が接触接
続される。

このタップ選択器可動接点Ｎ□にはａ側の主アーク接点
Ｈａ　（以下接点Ｈａと略記する）及び限流抵抗器Ｒを
通して抵抗アーク接点Ｖａ　（以下接点１１ａと略記す
る）が接続され、接点Ｈａ、　Ｗａは切換開閉器可動接
点Ｓの移動により電流遮断を行う。同様にタップ選択器
可動接点Ｍ２にはｂ側の主アーク接点Ｈｂ（以下接点）
１ｂと略記する）及び限流抵抗器Ｒを通して抵抗アーク
接点ｖｂ　（以下接点ｔｙｂと略記する）が接続され、
切換開閉器可動接点Ｓの移動により電流遮断を行う。な
お、可動接点Ｓは中性点Ｎと接続されている。

第６図は第５図の切換回路の動作順序を示す切換のシー
ケンス図である。すなわち、従来の蓄勢機構部のばねの
解放により可動接点Ｓが移動を開始し１時間ｔ０後まず
接点Ｗａが閉じ１時間ｔ１後に接点１１ａが開き、負荷
電流の遮断を行う。時間ｔ２後接点ｖｂが閉じ、限流抵
抗器Ｒを介してタップ間短絡状態となる。時間ｔ、後接
点Ｗａが開き負荷電流とタップ間短絡電流を遮断する。

次いで時間ｔ４後接点１１ｂが閉じ、さらに接点１ｄｂ
が閉じて切換の時間Ｔで１タツプの切換えが完了する。

上述したように接点ｔｅａから接点１１ｂ方向への切換
順序を説明したが、接点Ｈｂから接点Ｈａ力方向の切換
も同様になるので説明を省略する。この切換回路では接
点Ｈａと接点Ｖａがそれぞれその切換時間ｔ２及びｔ４
内で電流遮断を確実に行う必要があるので、これら切換
時間は消弧に必要なる十分な時間でがつ均一であること
が望ましい。

上記したように構成した従来の負荷時タップ切換器を駆
動する蓄勢機構部の構成を第７図に示す。

すなわち１図示しない電動機によって駆動される駆動軸
１に偏心カム２を固着する。また往復台５に設けられた
案内棒４に案内され、偏心カム２の回転によって往復動
作を行う巻上板３を設ける。

巻上板３と同様案内棒４に案内される往復台５が図示の
通り巻上板３とはかみ合う形に構成され。

両者間に蓄勢ばね例えば圧縮ばね１０が案内棒４を案内
として設けられる。駆動ボス６は往復台５の底側に固着
されており、切換クランク７に固着されたローラ７ａが
駆動ボス６に設けられた溝６ａの中に摺動自在に挿入さ
れる。また切換クランク７は駆動軸８を介して切換開閉
器９に連結される。

このように構成された従来の蓄勢機構部の圧縮ばね１０
の巻上げ動作について説明する。駆動軸１が矢印１１ａ
の方向に回転すると、これと同時に偏心カム２が矢印１
１ｂに示すように同方向に回転する。この偏心カム２の
回転によって１巻上板３が矢印１１ｃの方向へ移動する
。この移動により往復台５との間の圧縮ばね１０が圧縮
され、ばねエネルギーを蓄勢し終ると図示しないキャッ
チにより往復台５が保持される。必要量のばねエネルギ
ーが蓄勢されると図示されないキャッチが外れ圧縮ばね
１０の蓄勢エネルギーで往復台５は矢印ｌｉｄの方向に
移動を開始する。その変位量に従って速度を高めてゆく
。この往復台５の移動により駆動ボス６に設けられた溝
６ａに挿入されるローラ７ａによって、このローラ７ａ
が取付けられた切換クランク７が駆動軸８を中心として
回動半径Ｒとなるようにｌｉｅ方向に回転し、駆動軸８
を回転させる。駆動軸８は切換開閉器９内の可動接点（
図示せず）と連結され第５図に示す如く可動接点Ｓを移
動させ１タツプの切換を行う。

第８図は縦軸にばね荷重Ｐと駆動軸８の回転速度Ｖとを
とり、横軸に往復台５の変位量Ｘをとると、この蓄勢機
構部のばね荷重Ｐ、回転速度■と変位量Ｘとの関係を示
す線図である６すなわち。

圧縮ばね１０の圧縮ばね力はＰ工からＰ２に変化する。

この時の回転速度Ｖは一部点線で示した速度■１となり
、図示の通り２次曲線状に上昇する。

（発明が解決しようとする課題） 以上説明した従来の蓄勢機構では次のような課題をかか
えている。一般に接点が開極した際に発生するアークは
交流電流の場合電流値が零点となった時に消滅する。従
って負荷時タップ切換器の切換開閉器の接点の場合、接
点が開極して次の接点が投入するまでの時間は交流電流
の半周期以上、例えば５０Ｈｚ電流の場合は１０ｍ５ｅ
ｃ、以上でなければならない。

前述の従来の蓄勢機構では圧縮ばね１０の釈放につれ駆
動軸８の回転速度ｖ１は増加を続けるから第６図に示す
切換開閉器のシーケンスに於いて切換時間ｔ４は切換時
間ｔ８よりも必ず短くなる。しかし、この時間は上述の
制限値以上に必ず調節する必要がある。

しかしながら、駆動軸８の回転速度■、は切換開閉器１
の負荷力によって大きく影響を受ける。つまり切換開閉
器１が駆動する際の各機構が持つ摩擦力は個々の切換開
閉器によりある程度差があるから１回転速度ｖ１及びこ
れによるところの切換時間ｈｔＬも個々の゛負荷時タッ
プ切換器によって異なってしまい、これら切換時間Ｌ２
＋ｔ４をアークを消弧するに必要な時間以上となるよう
に確実に調節することは非常な困難を極める。

また圧縮ばね１０のばね力自体も個々にある程度の差が
あるから同様に個々の負荷時タップ切換器によって切換
時間ｔ２及びｔ４は異なりこれによっても切換時間を調
節せねばならない。

さらに負荷時タップ切換器固有の問題として以下に述べ
る課題がある。切換開閉器の各接点１１ａ。

１ｉａ、　Ｉｌｂ、　Ｈｂは切換が進行するにつれ接点
が消耗して来るが、各接点がしゃ断する電流値は各々異
なるので消耗量は各接点毎に異なって来る。これにより
、接点の投入、開極距離が各接点毎に著しく異なり始め
、切換が進行するにつれ切換時間ｔ２もしくはｔ１時時
間変化して来るという現象がある。

しかしながらこれら変化した切換時間を再度調節すると
いう機能は従来の負荷時タップ切換器の蓄勢機構には有
していない。

本発明は上述した従来技術の課題を解決する為に提案さ
れたもので、その目的は圧縮ばねの蓄勢を放勢して切換
る切換速度すなわち切換時間を調節することができる蓄
勢機構を備えた負荷時タップ切換器を提供することにあ
る。

〔発明の構成〕

（０１題を解決するための手段及び作用）上記目的を達
成するために、本発明では限流インピーダンスと、複数
個のアーク接点を備えた切換開閉器と、このアーク接点
を蓄勢ばねを設けた蓄勢機構とによって変圧器タップ巻
線のタップを、開閉させて切換する負荷時タップ切換器
において。

前記切換開閉器を駆動する駆動軸に錘りを設け。

この錘りを取付する位置を調節ｉ＋Ｊ能にすることによ
って負荷側の慣性モーメントを調節して切換速度すなわ
ち切換時間を調節可能とすることを特徴とするものであ
る。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。

なお、従来の構成と同一部分については同一符号を付し
説明は省略する。

第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図及び第３図
はそれぞれ第１図の駆動軸８近傍及び錘り２１の取付部
分の詳細図である。図示しない電動機によって駆動され
る駆動軸１に偏心カム２を固着する。また往復台５に設
けられた案内棒４に案内され、偏心カム２の回転によっ
て往復動作を行う巻上板３を設ける１巻上板３と同様案
内棒４に案内される往復台５が図示の通り巻上板３とは
かみ合う形に構成され、ＷＪ者間に蓄勢ばね例えば圧縮
ばね１０が案内棒４を案内として設けられる。駆動ボス
６は往復台５の底側に固着されており、切換クランク７
に固着されたローラ７ａが駆動ボス６に設けられる溝６
ａの中に摺動自在に挿入される。

また切換クランク７は駆動軸８を介して切換開閉器９に
連結される。２２は駆動軸８に設けたシャフトであり、
駆動Ｍ８の回転半径方向に突出するように設けである。

このシャフト２２にある程度の質量を有する錘り２１を
通す。錘り２１は取付位置が固定ネジ２３によって調節
できるように構成されである。錘り２１を取付すること
によって慣性モーメントｒｍ　（ここでｒは錘り取付位
置半径、ｍは錘りの質量）を有することにより駆動軸８
の回転速度Ｖはこれによって支配されることになる。従
って錘り２１の取付位置を変化させると取付半径ｒが変
化するから慣性モーメントを増加あるいは減少させるこ
とができる。これによって切換開閉器の切換時間を調節
することができる。すなわち切換時間ｔ２．もしくはｔ
４が短い時錘り２１を駆動軸８より遠い位置に取付調節
すれば、慣性モーメントが増加して駆動軸８の回転速度
Ｖを遅くすることができ切換時間を長くすることができ
る。

一方、従来装置では個々の負荷時タップ切換器で切換開
閉の負荷力の差によって切換時間が異なったり、圧縮ば
ね１０のばね力の差によって切換時間が異なったり、接
点の消耗量の差によって切換時間が変化して来るという
問題があったが、本発明ではこれら切換時間を変化させ
る要因に合わせて錘り２１の取付位置を調節することに
よって切換時間を一定の時間に保持することができる。

第４図は本発明の他の実施例の錘り取付部分の断面図で
ある。

同図（ａ）に示すように、駆動軸８の回転半径方向に突
出するように駆動軸８にシャフト２２を設ける。錘り３
１はシャフト２２に取付けされた座３４によって座３４
より駆動軸８側へは移動できないようにする。錘３１の
内部は円筒上にくり抜かれ内部に圧縮ばね３２を入れる
。この圧縮ばね３２はシャフト２２に取付けされたばね
受３３によって受けられている。

上記のように構成すれば、同図（ｂ）に示すように蓄勢
機構の圧縮ばね１０が放勢し駆動軸８が回転開始すると
ともに錘り３１はシャフト２２に沿って圧縮ばね３２の
ばね力と錘り３１の円心力がつり合う位置まで移動する
。錘り３１の慣性モーメントは駆動軸８の回転とともに
増加するから第ハ図中の一点鎖線に示すように回転速度
はＶ２の如く一定におさえることができる。

これにより従来装置の課題であった切換時間ｔ４が切換
時間ｔ２より短くなるという点が解決され両者を均一に
することができる。各切換時間の長さ自体を調整するに
は前述の実施例と同じく固定ねじ３５．３６によって、
座３４とばね受け３３の位置をシャフト２２に沿って移
動させてやれば良い。

〔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、切換開閉器を駆動する駆動軸に慣性モーメントを
調節可能とするように錘りを設け、これにより切換速度
を調節できるので切換時間を一定の時間以上に保持する
ことが可能になる。

さらに、錘りの位置が駆動軸が回転するにつれ慣性モー
メントを増加するように移動させることにより駆動軸の
回転速度を一定におさえることができるので、切換開閉
器の各接点の切換時間を等しくすることができるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は第１図の
切換開閉器駆動軸近傍の横断面図、第３図は第１図の蓄
勢機構の錘り取付部分の断面図。 第４図は本発明の他の実施例の錘り取付部分の断面図、
第５図は本発明が適用される負荷時タップ切換器の切換
回路図、第６図は第５図の切換シーケンス図、第７図は
従来の負荷時タップ切換器の蓄勢機構の斜視図、第８図
は従来及び本発明の切換開閉器の駆動軸回転速度と蓄勢
ばね力との関係を示す線図である。 １・・・駆動軸 ３・・・巻上板 ５・・・往復台 ６ａ・・・溝 ７ａ・・・ローラー ９・・・切換開閉器 ２１．３１・・・錘り ２３．３５．３６・・・固定ねじ ３４・・・座 ２・・・偏心カム ４・・・案内棒゛ ６・・・駆動ボス ７・・・切換クランク ８・・・駆動軸 １０．３２・・・圧縮ばね ２２・・・シャフト ３３・・・ばね受は

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　限流インピーダンスと、複数個のアーク接点を
   備えた切換開閉器と、このアーク接点を蓄勢ばねを設け
   た蓄勢機構によって開閉させて変圧器タップ巻線のタッ
   プを切換する負荷時タップ切換器において、前記蓄勢ば
   ねの蓄勢の放勢により動作する往復台と、この往復台に
   固着された駆動ボスと、この駆動ボスに設けた溝内を回
   転摺動して移動するローラを設けた切換クランクと、前
   記ローラの移動によって回転する切換クランクの回転を
   切換開閉器に伝える駆動軸と、この駆動軸の回転半径方
   向に突出するように当該駆動軸に設けたシャフトと、こ
   のシャフトに通された錘りと、この錘り取付位置を自在
   に変えることができる取付ネジとから構成されたことを
   特徴とする負荷時タップ切換器。
2. （２）　錘りをばねとばね受けを介してシャフトに通す
   ようにし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。