JPH06258370A - コンデンサ用内部異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンデンサの内部故障の発生を、このコンデ
ンサを２分割して、各分割コンデンサの両端の電圧の差
から検出する。この差電圧を１台の変圧器により検出で
きるようにすることを目的とする。 【構成】 分割コンデンサの各両端に接続される各一次
巻線を、変圧器の鉄心脚にその鉄心脚の軸方向に沿って
分離して設ける。この各一次巻線と同軸に互いに逆直列
された二次巻線を設ける。一次巻線および二次巻線の全
体を取り囲むように変圧器の鉄心脚と同心に漏洩磁路鉄
心を設ける。差電圧が生じたときに一次巻線に生ずる漏
洩磁束は、漏洩磁路鉄心を通るので、磁気抵抗は小さく
なり、両一次巻線間の磁気結合は低下する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコンデンサ用内部異常検
出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンデンサの内部異常の検出のために、
検出対象のコンデンサを２分割し、各分割コンデンサの
両端の電圧差を検出するようにしたものは、既によく知
られている。図５はその従来構成を示し、１，２は分割
コンデンサで、その各分割コンデンサ１，２は変圧器５
３，５４の各一次巻線５５，５６に接続し、またその各
二次巻線５７，５８を逆直列に接続して構成してある。
５９は両二次巻線５７，５８の誘起電圧の差が現れる出
力端子である。

【０００３】このような構成によれば、分割コンデンサ
１，２がともに正常であれば、各分割コンデンサ１，２
の端子電圧は平衡しており、したがって両二次巻線５
７，５８の誘起電圧は等しく、出力端子５９に現れる出
力電圧は零となる。そして一方の分割コンデンサに内部
異常が発生したときは、各分割コンデンサの端子電圧は
不平衡となり、出力端子５９には両二次巻線５７，５８
の誘起電圧の差の電圧が出力される。この電圧をリレー
などにより検出することにより、コンデンサの内部異常
の発生を検出することができる。

【０００４】しかしこのような従来構成によると、２台
の変圧器５３，５４を必要としており、そのためこの種
異常検出装置として大型化し、製作費も高騰する。これ
を回避するには、１台の変圧器によって構成すればよい
ことは容易に考えられる。そのための構成を回路図で示
したのが図３であり、１台の変圧器３の鉄心脚に２個の
一次巻線４，５および二次巻線６，７を接続して構成
し、一次巻線４，５を各分割コンデンサ１，２の両端に
接続するとともに、二次巻線６，７を逆直列に接続すれ
ばよい。８は図５における出力端子５９に対応する出力
端子である。

【０００５】しかしこのように構成した場合、両分割コ
ンデンサ１，２の電圧が平衡している場合は、特に問題
ではないが、両電圧が不平衡となった場合には、次のよ
うな問題が生ずる。すなわち両一次巻線４，５の間にお
いて、ΔＶなる電圧差があったとすると、図４に示すよ
うに、この不平衡成分に対しては、あたかも一次巻線４
にΔＶの電圧を与え、一次巻線５を短絡した場合と同様
の現象を呈する。そのため各一次巻線４，５には短絡電
流ｉが流れるようになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、コンデンサ
の内部故障の発生を、このコンデンサを２分割して、各
分割コンデンサの両端の電圧の差から検出するにあた
り、その差電圧の検出を１台の変圧器によって行なう場
合でも、変圧器の一次巻線に流れる不平衡電圧に基づく
短絡電流を、充分に抑制できるようにし、もって両一次
巻線間の磁気結合を低下させることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、分割コンデン
サの各両端に接続される各一次巻線を、変圧器の鉄心脚
にその鉄心脚の軸方向に沿って分離して設け、またこの
各一次巻線と同軸に互いに逆直列された二次巻線を設
け、この一次巻線および二次巻線の全体を取り囲むよう
に変圧器の鉄心脚と同心に漏洩磁路鉄心を設けたことを
特徴とする。

【０００８】

【作用】変圧器の一次巻線に与えられる電圧に不平衡が
生じたときに発生する短絡電流を制限する要素は、主と
して両一次巻線間の洩れインピーダンスである。したが
ってこの洩れインピーダンスを大きくすること、すなわ
ち漏洩磁束の通路における磁気抵抗を小さくすれば、漏
洩磁束は大きくなり、これにともなって短絡電流は減少
するようになる。

【０００９】一方、変圧器の鉄心脚に各一次巻線、二次
巻線を同軸に設けた場合、両一次巻線にはそれぞれ短絡
電流が逆方向に流れるので、漏洩磁束は鉄心脚よりその
鉄心脚の軸心と直交して放射状に生ずる。ここでもし漏
洩磁路鉄心を設けなかったとすると、放射状に生じたこ
の洩れ磁束は各巻線の外周の空間を迂回して再び鉄心脚
に戻る。そのためこの漏洩磁束の通路における磁気抵抗
は大きい。

【００１０】これに対して漏洩磁路鉄心を設けておく
と、鉄心脚より放射状に生じた漏洩磁束は、直ちに漏洩
磁路鉄心に入り、これを経路として再び鉄心脚に戻る。
したがって各巻線の外周の空間を迂回することがないの
で、漏洩磁束の通路における磁気抵抗は極めて小さくな
る。これにより洩れインピーダンスは大きくなり、短絡
電流は著しく小さくなる。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例を図１、図２によって説明す
る。なお図３と同じ符号を付した部分は同一または対応
する部分を示す。変圧器３の閉磁路鉄心９のうちの鉄心
脚１０に一次巻線４，５を鉄心脚１０の軸方向に沿って
分離して巻装し、また各二次巻線６，７を各一次巻線
４，５と同軸に巻装する。各一次巻線４，５と分割コン
デンサ１，２との接続関係および二次巻線６，７の接続
関係は、図３と同様である。

【００１２】本発明にしたがい、一次巻線４，５および
二次巻線６，７の全体を取り囲むように、鉄心脚１０と
同心に漏洩磁路鉄心１１を設ける。漏洩磁路鉄心１１は
筒状となるが、これは各巻線と同じように鉄心脚１０を
通る磁束に対して鎖交する１ターンの閉回路を構成する
ことになるので、このような閉回路が構成されないよう
に、その周側にスリット１２を設けておく。

【００１３】このように構成しておくと、各一次巻線
４，５の電圧が不平衡となったときに発生する短絡電流
に基づき、漏洩磁束が発生すると、その漏洩磁束は鉄心
脚１０より放射状に広がるが、そのあと一次巻線４，５
の外周から直ちに漏洩磁路鉄心１１に入る。そしてこの
漏洩磁路鉄心１１を経由して再び鉄心脚１０に戻る。

【００１４】このためこの漏洩磁束の通路における磁気
抵抗は、漏洩磁路鉄心１１を設けない場合よりも充分に
小さくなり、そのため一次巻線４，５間の洩れインピー
ダンスが大きくなるので、各一次巻線に生ずる短絡電流
は著しく小さくなる。したがって各巻線を鉄心脚１０に
共通に設けても、それぞれ独立した２台の変圧器により
構成したのとほぼ同様の作用を呈するようになる。

【００１５】なお図に示す実施例では、変圧器３の鉄心
として日字型のものを使用し、その中央脚に各巻線を巻
装した構成としているが、これに限られるものではな
く、ロ字形の鉄心を用いてもよく、その場合は一方の鉄
心脚に各巻線を巻装して構成すればよい。また漏洩磁路
鉄心１１の上下両端面は、漏洩磁束の通路の磁気抵抗を
極力小さくする目的で、できるだけ鉄心の各上下ヨーク
に接近させておくことが望ましい。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、コ
ンデンサの内部故障の発生を、このコンデンサを２分割
して、各分割コンデンサの両端の電圧の差から検出する
にあたり、その差電圧の検出を１台の変圧器によって行
なう場合でも、変圧器の一次巻線に流れる不平衡電圧に
基づく短絡電流を、充分に抑制できるようになり、した
がって２台の変圧器を使用することなく、各分割コンデ
ンサの両端の電圧の差を確実に検出することができる効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置に使用する変圧器の平断面図であ
る。

【図２】図１の横断面図である。

【図３】本発明の実施例を示す回路図である。

【図４】本発明の動作を説明するための等価回路図であ
る。

【図５】従来例の回路図である。

【符号の説明】

１，２ 分割コンデンサ ３ 変圧器 ４，５ 一次巻線 ６，７ 二次巻線 １０ 鉄心脚 １１ 漏洩磁路鉄心

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出対象のコンデンサを２分割し、各分
   割コンデンサの両端の電圧差を検出するコンデンサ用内
   部異常検出装置において、変圧器の鉄心脚に前記分割コ
   ンデンサの各両端に接続されてある各一次巻線を、その
   鉄心脚の軸方向に沿って分離して設け、また前記各一次
   巻線と同軸に互いに逆直列された二次巻線を設け、前記
   一次巻線および二次巻線の全体を取り囲むように、前記
   変圧器の鉄心脚と同心に漏洩磁路鉄心を設けてなるコン
   デンサ用内部異常検出装置。