JPH0982537A - 負荷時タップ切換装置の負荷トルク測定装置 - Google Patents

負荷時タップ切換装置の負荷トルク測定装置

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JPH0982537A
JPH0982537A JP23058395A JP23058395A JPH0982537A JP H0982537 A JPH0982537 A JP H0982537A JP 23058395 A JP23058395 A JP 23058395A JP 23058395 A JP23058395 A JP 23058395A JP H0982537 A JPH0982537 A JP H0982537A
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JP
Japan
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load
motor
load torque
torque
input
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JP23058395A
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English (en)
Inventor
Shigeo Okamoto
繁夫 岡本
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/0005Tap change devices
    • H01H2009/0061Monitoring tap change switching devices

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  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 負荷時タップ切換装置の電動操作機構を駆動
する駆動力(負荷トルク)の測定方法は種々あるが、精
度が悪かったり、装置が大がかりとなり、小形で精度の
高い負荷トルク測定装置が望まれていた。 【解決手段】 電動操作機構を駆動する駆動用電動機4
から、駆動用電動機4の電流、電圧をトランスデューサ
(三相交流電力変換器)8に取り込み駆動用電動機4の
入力を測定し、トランスデューサ入力変換値Wとトラン
スデューサ出力電圧Eから電動機の入力P1の換算し
て、次に、電動機の入力P1と、モータと二次間の効率
η1およびモータ回転数Nrから、モータ出力トルクTに
換算し、さらに、電動操作機構の減速比iと電動操作機
構の効率η2から、負荷時タップ切換装置の負荷トルク
0に換算し、この結果から電動操作機構の異常を判断
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、負荷時タップ切換
装置の負荷トルクの測定に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、負荷時タップ切換装置は、切換
開閉器部とタップ選択器部で構成される負荷時タップ切
換器と、これを駆動する電動操作機構等から構成されて
いる。この負荷時タップ切換装置は、予防保全や異常診
断のため一定の周期で現地点検が実施される。その点検
項目の一つに、負荷時タップ切換装置の機構部の異常の
有無をチェックするための、負荷トルクの測定が行われ
る。この負荷トルクは、切換開閉器部又はタップ選択部
の駆動部分で異常が生ずると、これを駆動する駆動力が
増し、負荷トルクが増大するので、この負荷トルクを測
定することで、異常のチェックができる。
【0003】この負荷トルクを測定する方法としては、 (1)電動操作機構の手動ハンドル部からトルクレンチ
を用いて手動ハンドルトルクを測定する方法がある。
【0004】この方法は、図4に示すように、電動操作
機構1内の駆動用電動機4に連結され、負荷時タップ切
換器(図示省略)を操作する駆動軸Sを、手動で駆動す
るときの手動ハンドル部Hに、トルクレンチを用いた手
動ハンドルTWを使用して駆動軸Sを回し、そのときの
ハンドルにかかるトルクをレンチの指示計Mで測定する
ものである。
【0005】なお、電動操作機構1内には、図示を省略
してあるが、減速歯車等が備えられ、適当な変速比で、
負荷時タップ切換器を操作する。
【0006】(2)また、図5に示すように、電動操作
機構1の手動ハンドル部Hに、動歪検出部を有するトル
クメータ20を取り付け、これを駆動トルク測定用電動
機21で駆動し、トルクメータ20の出力の歪信号を、
歪信号変換器22で駆動トルクに変換し、歯車などの機
械的効率を考慮して負荷時タップ切換器の負荷トルクに
換算し、メモリレコーダ23で測定するものである。な
お、24は測定用台を示している。
【0007】(3)その他、電動操作機構に設けてある
駆動電動機3の駆動電流を測定して代用する方法等があ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた3
つの測定方式では、それぞれ次のような問題点を有して
いた。
【0009】第1の電動操作機構の手動ハンドル部から
トルクレンチを用いて手動ハンドルトルクを測定する場
合は、簡便ではあるが、測定者による測定誤差が大き
く、精度が悪い。
【0010】第2の電動操作機構の手動ハンドル部に、
動歪検出部を有するトルクメータを取り付け、その歪信
号を駆動トルクに変換する場合は、装置が大掛かりにな
り、現地での負荷トルクの測定には不向きである。
【0011】第3の電動操作機構に設けてある駆動用電
動機の駆動電流を測定する方法は、負荷トルクと電流の
関係が不明確である。
【0012】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたもので、現地での負荷トルク測
定が小形の測定装置によって容易に精度の高い測定がで
きる負荷時タップ切換器の負荷トルク測定装置を提供す
ることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明における負荷時タップ切換装置の負荷トル
ク測定装置は、変圧器のタンク内部に設けられ、負荷電
流を切り換え開閉する切換開閉器部およびタップ巻線を
選択するタップ選択器部で構成される負荷時タップ切換
器と、前記切換開閉器部と駆動軸により連結されて駆動
用電動機により前記負荷時タップ切換器を駆動する電動
操作機構等とから構成された負荷時タップ切換装置にお
いて、この電動操作機構の負荷トルクを前記駆動用電動
機の入力をトランスデューサを用いて測定し、この駆動
用電動機の入力から電動機の効率、電動操作機構の歯車
機構の減速比、効率により負荷トルクに換算して記録又
は計測して負荷トルクから負荷時タップ切換装置の機構
部の異常を検出するようにしたものである。
【0014】このように構成することにより、現地での
負荷トルク測定が小形の測定装置によって容易に精度の
高い測定ができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
【0016】図1は本発明の実施の形態の概念図で、負
荷時タップ切換装置の駆動軸Sを駆動する駆動用電動機
4に負荷トルク測定部5を設けて、マルチメータ10a
やメモリレコーダ10bの記録計測部10で測定するも
のである。
【0017】図2は本発明の負荷時タップ切換装置の負
荷トルク測定装置の詳細な実施の形態を示す回路構成図
で、同図において1は負荷時タップ切換器を駆動する電
動操作機構で、遮断器2と、駆動用電動機4と、該駆動
用電動機4の回転方向を切り換える切換部3とから成
り、この駆動用電動機4で、図示を省略した減速歯車機
構等を介して負荷時タップ切換器の駆動軸Sを駆動操作
する。
【0018】5は負荷トルク測定部で、該負荷トルク測
定部5は、電圧要素用ノイズフィルタ6,電流要素用ノ
イズフィルタ7,三相交流電力を変換するトランスデュ
ーサ8およびツインタイマ9とを備え、駆動用電動機4
の入力側の電圧および電流を、夫々電圧および電流要素
用のノイズフィルタ6および7を介してトランスデュー
サ8に入力される。なお、このトランスデューサ8に
は、遮断器2の負荷側から補助電源が接続されている。
【0019】ツインタイマ9は電圧要素ノイズフィルタ
6に並列に設けられ、電圧が印加されたとき付勢されて
トランスデューサ8の出力回路に設けられた接点9tを
一時的に(約0.2秒程度)開いた後閉じて駆動用電動
機4の起動時のピーク電流をカットするものである。
【0020】10は記録・計測部で、該記録・計測部
(以下、記録計部と略称する)10は、用途に応じて、
ピークホールド機能付きディジタルマルチメータ、また
はディジタルメモリレコーダ、あるいはパソコンにより
電動機の一次入力を記録および測定する。
【0021】本発明はこのように構成して電動操作機構
1から駆動用電動機4の電流、電圧を、トランスデュー
サ(三相交流電力変換器)8で取り込み、駆動用電動機
4の一次側入力を測定し、この入力から後述の換算式
(1)式〜(3)式により、負荷時タップ切換装置の負
荷トルクに換算する。
【0022】なお、トランスデューサ8の出力形態は電
流出力(DC4〜20mA)と電圧出力(DC0〜5
V)のものがあるがいずれを用いてもよい。但し、電流
出力の場合は図に示すように、分圧抵抗11を入れて電
圧に変換する。
【0023】負荷時タップ切換器の電動操作機構の機構
部の異常の有無をチェックするために負荷トルクを測定
する場合は、負荷トルク測定部5を図のように駆動用電
動機4の入力側と接続する。そして、遮断器2を投入し
て駆動用電動機4を始動して負荷時タップ切換器を操作
する。このとき、トランスデューサ8には、駆動用電動
機4の入力電圧および電流がノイズフィルタ6,7でノ
イズをカットされた後入力され、この入力の測定量を直
流に変換して記録計測部10に出力される。
【0024】なお、遮断器2が投入された時、ツインタ
イマ9が動作して出力回路の接点9tが一時的に開き、
駆動用電動機4の起動電流の立ち上がり部分をカットす
る。
【0025】次に、このようにしてトランスデューサ8
で測定した電動機4の入力と、電動機の効率、電動操作
機構1の歯車機構の減速比、効率とから、負荷トルクに
換算する。
【0026】最初にトランスデューサ8で入力電力を直
流電圧に変換した読取値から負荷トルクに換算する方法
について説明する。
【0027】まず、電圧変換した読取値から駆動用の電
動機の一次側の入力に換算する。トランスデューサ入力
変換値Wとトランスデューサ出力電圧Eから、 P1=W(E−1)…………………………………………………(Watt) …………(1)式 により電動機の入力P1に換算する。
【0028】ここで、 P1:電動機の入力 W:トランスデューサ入力変換値(Watt/Volt) (注*) E:トランスデューサ出力電圧 (Volt) である。
【0029】(注*)トランスデューサの出力定格がD
C 4〜20mAのため出力端子に250(Ω)を入
れ、DC 1〜5 Voltを出力としている。この場
合は、W=500(Watt/Volt)である。
【0030】次に、電動機の入力から電動機の出力トル
クに換算する。
【0031】電動機の入力P1と、モータと二次間の効
率η1およびモータ回転数Nrから、 T=(P1×η1)÷(9.8×2π×Nr/60)……………(kg・m) …………(2)式 によりモータ出力トルクTに換算する。
【0032】ここで、 T:電動機の出力トルク η1:モータ、二次間の効率 Nr:モータ回転数(r.p.m)=120・f/P f:周波数(Hz) P:極数(例えば4極)である。
【0033】さらに、電動機の出力トルクから負荷トル
クに換算する。
【0034】電動操作機構の減速比iと電動操作機構の
効率η2から、 T0=T×i×η2……………………………………………………(kg・m) …………(3)式 により負荷トルクT0に換算して記録計部に記録する。
【0035】ここで、 T0:負荷トルク i:電動操作機構の減速比 η2:電動操作機構の効率 である。
【0036】図3は、本発明のうち、メモリレコーダを
用いた測定方法で測定した場合の結果と、従来のトルク
メータで測定した結果、および電動機の一次電流を測定
した結果をそれぞれ示したものである。Aは本発明の測
定方法でメモリレコーダを用いて測定した場合の結果を
示し、Bは図1に鎖線で示すように電動操作機構の駆動
軸にトルクメータMtを取り付けて測定した結果を示
し、またCは電動操作機構の駆動電動機の一次電流を測
定した結果を示す。
【0037】この測定結果から、現時点では比較的測定
精度が高いトルクメータと、本発明の波形が一致してい
ることがわかる。従って、本発明の装置は、非常に小形
に構成することができ、その測定精度が高いことから、
工場での測定はいうまでもなく、現地点検時の測定が容
易となる。
【0038】
【発明の効果】本発明は、上述のように構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。
【0039】現地での負荷トルク測定が容易となり、ま
た、測定装置も小形化できる。
【0040】測定誤差がなくなり、精度の高い測定がで
きる。
【0041】記録計部がピークホールド機能付きマルチ
メータ、ディジタルメモリレコーダ、または、パソコン
処理と、用途に応じて選択できる。パソコンを使用すれ
ば、演算処理も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の概念図。
【図2】本発明の実施の形態の回路構成図。
【図3】負荷トルク測定結果の比較グラフ。
【図4】従来のトルクレンチによる測定説明図。
【図5】従来のトルクメータによる測定説明図。
【符号の説明】
1…電動操作機構 2…遮断器 3…切換部 4…駆動用電動機 5…負荷トルク測定部 6…電圧要素用ノイズフィルタ 7…電圧要素用ノイズフィルタ 8…トランスデューサ 9…ツインタイマ 10…記録・計測部 11…分圧抵抗

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 負荷電流を切り換え開閉する切換開閉部
    およびタップ巻線のタップを選択するタップ選択器部で
    構成される負荷時タップ切換器と、前記切換開閉器部と
    駆動軸により連結された駆動用電動機により前記負荷時
    タップ切換器を駆動する電動操作機構等から構成された
    負荷時タップ切換装置において、前記駆動用電動機の入
    力をトランスデューサを用いて測定し、この測定結果か
    ら電動機の効率、電動操作機構の歯車機構の減速比、効
    率により負荷トルクに換算して記録・計測部に出力し、
    この記録・計測部の出力により負荷時タップ切換装置の
    機構部の負荷トルクを検出するようにしたことを特徴と
    する負荷時タップ切換装置の負荷トルク測定装置。
  2. 【請求項2】 前記駆動用電動機の一次側の入力を負荷
    トルクに換算するため、トランスデューサ入力変換値W
    とトランスデューサ出力電圧Eから、 P1=W(E−1) により電動機の入力P1に換算し、電動機の入力P1と、
    電動機と二次間の効率η1および電動機回転数Nrから、 T=(P1×η1)÷(9.8×2π×Nr/60) により電動機出力トルクTに換算し、電動操作機構の減
    速比iと電動操作機構の効率η2とから、 T0=T×i×η2 により負荷トルクT0に換算して記録・計測部に記録す
    ることを特徴とする請求項1に記載の負荷時タップ切換
    装置の負荷トルク測定装置。
  3. 【請求項3】 前記トランスデューサの出力を、ピーク
    ホールド機能付きディジタルマルチメータ又はメモリレ
    コーダからなる記録・計測部に出力したことを特徴とす
    る請求項1に記載の負荷時タップ切換装置の負荷トルク
    測定装置。
  4. 【請求項4】 前記トランスデューサの出力を、パソコ
    ンからなる記録・計測部に出力したことを特徴とする請
    求項1又は請求項2に記載の負荷時タップ切換装置の負
    荷トルク測定装置。
JP23058395A 1995-09-08 1995-09-08 負荷時タップ切換装置の負荷トルク測定装置 Pending JPH0982537A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010283226A (ja) * 2009-06-05 2010-12-16 Chugoku Electric Power Co Inc:The 負荷時タップ切換装置の異常検出のための電力波形表示システム
KR101525595B1 (ko) * 2015-03-09 2015-06-03 성진전력 주식회사 Oltc 제어 장치 및 방법

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