JPH1022143A - 負荷時タップ切換器の異常診断装置および異常診断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動軸を分断することなくトルクセンサーを
装着でき、また、既設の負荷時タップ切換装置に容易に
適用でき、さらに多数の負荷時タップ切換装置に共用で
きる負荷時タップ切換器の異常診断装置および異常診断
方法を得る。 【解決手段】 切換操作時の駆動力を伝達する連結駆動
軸３１に着脱式トルクセンサー６を装着し、これにより
検出した波形を分析診断装置５で分析して異常の有無を
診断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は変圧器などに設け
られる負荷時タップ切換器の異常診断を行う負荷時タッ
プ切換器の異常診断装置および異常診断方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】タップ切換時に負荷時タップ切換装置の
駆動軸に発生するトルク波形をトルクセンサーで測定
し、この波形を分析して負荷時タップ切換器の異常診断
を行う方法については、例えば、特公平７−７５２１１
号公報等で既に提案されている。しかし、そのトルクセ
ンサーをどのような取付方式にするのか、また、負荷時
タップ切換装置のどの部分の駆動軸に取り付けるのか、
その具体的方法については特に提案されていない。た
だ、実際の適用例から従来の方法を知ることができる
が、その殆どが図６に示すような方法を採用しているの
で、この図により従来の具体的方法について説明する。

【０００３】図６において、１は変圧器タンク１１に収
納された負荷時タップ切換器、２は負荷時タップ切換器
を切換操作する操作機構、３は操作機構２と負荷時タッ
プ切換器１との間を連結して操作機構２からの駆動力を
負荷時タップ切換器１に伝達する連結駆動軸である。連
結駆動軸３の縦連結駆動軸３１は上部縦連結駆動軸３１
１と下部縦連結駆動軸３１２とから成っている。

【０００４】４は上部縦連結駆動軸３１１と下部縦連結
駆動軸３１２との間に直列的に挿入された固定式のトル
クセンサーであり、そのトルク検知軸４１の一端が上部
縦連結駆動軸３１１に、そして他端が下部縦連結駆動軸
３１２に連結されるとともに、その筐体部４２が変圧器
タンク１１の側壁に固定支持されてトルク検知軸４１を
被っている。５はトルクセンサー４からの出力波形を分
析して異常を診断する分析診断部であり、既に一般に広
く実施されている方法と同様に、上記出力波形を予め記
憶した基準波形と比較して異常の有無を診断し、その結
果を出力する。

【０００５】次に動作について説明する。操作機構２か
らの駆動力が連結駆動軸３を経由して負荷時タップ切換
器１に伝達され、タップ切換が行われる。固定式のトル
クセンサー４のトルク検知軸４１は、上述のとおり回転
駆動力伝達経路に直列に挿入されているので、負荷時タ
ップ切換器１の切換操作時の駆動トルクを直接受ける。
トルク検知軸４１はこの切換操作時の駆動トルクを検出
してその波形を出力する。出力波形は分析診断部５で分
析され異常の有無が診断されて、その結果が出力され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上に述べたような従
来のタップ切換器の異常診断装置および異常診断方法に
は以下のような問題点があった。 ・トルクセンサーを連結駆動軸の途中に挿入するので、
本来連続一体軸であるべき連結駆動軸が分断される上に
連結箇所が増して、連結駆動軸の機構信頼性が低下す
る。 ・既設の負荷時タップ切換装置に後付適用する場合、連
結駆動軸の切断分離、トルクセンサーの筐体取付ベース
の設置等の大改造が必要になるので、容易に適用できな
い。 ・トルクセンサーの設置が固定式なので、設置されたト
ルクセンサーは当該対象負荷時タップ切換装置専用とな
る。すなわち、負荷時タップ切換器毎に専用のトルクセ
ンサー設置が必要になり、不経済である。

【０００７】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、連結駆動軸を分断せずにトルクセ
ンサーの取り付けができるとともに、既設の負荷時タッ
プ切換装置にも改造を加える必要なく容易に後付けで
き、また、１つのトルクセンサーで何台もの負荷時タッ
プ切換器に用いて異常診断ができる、負荷時タップ切換
器の異常診断装置および異常診断方法を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る負荷時タ
ップ切換器の異常診断装置は、駆動軸に着脱可能な着脱
式トルクセンサーを備えたものである。

【０００９】また、この発明に係る負荷時タップ切換器
の異常診断方法は、駆動軸に着脱可能な着脱式トルクセ
ンサーを用いるものである。さらに、負荷時タップ切換
器と操作機構とを連結する連結駆動軸に、着脱式トルク
センサーを装着するものである。また、操作機構内の駆
動軸に着脱式トルクセンサーを装着するものである。ま
た、手動操作用ハンドル軸に着脱式トルクセンサーを装
着するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１を示す負
荷時タップ切換装置の模式図であり、図において、１は
負荷時タップ切換器で、図示しない変圧器巻線のタップ
を切り換えるための接点等から成り、変圧器タンク１１
に収納されている。２は負荷時タップ切換器１の切換操
作を行う操作機構、３は連結駆動軸であり、操作機構２
と負荷時タップ切換器１との間を連結して、操作機構２
からの駆動力を負荷時タップ切換器１に伝達する。６は
着脱式トルクセンサーであり、図２に基づいて後述する
ような構造になっている。５は着脱式トルクセンサーか
らの出力波形を分析して異常を診断する分析診断部であ
る。

【００１１】２１はタップ切換器１を電動操作するため
の駆動電動機、２２は手動によりタップ切換器の操作を
するための手動操作用のハンドル軸、２３は駆動電動機
２１およびハンドル軸２２の回転を負荷時タップ切換器
１の駆動に適した回転数の回転に減速する減速機構であ
り、２３１はその出力駆動軸である。操作機構２は駆動
電動機２１、ハンドル軸２２、減速機構２３およびこれ
らを収容するケース２４から成っている。

【００１２】また、連結駆動軸３は縦連結駆動軸３１お
よび横連結駆動軸３２から成り、縦連結駆動軸３１の下
端が減速機構２３の出力駆動軸２３１に連結され、上端
は方向偏向歯車機構３３に連結されている。そして横連
結駆動軸３２は、図においてその右端が方向偏向歯車機
構３３に、左端がタップ切換器１にそれぞれ連結されて
いる。

【００１３】負荷時タップ切換器の切換操作を行うため
の駆動力を伝達する駆動軸は、手動操作の場合も含めて
手動操作用のハンドル軸２２、減速機構の出力駆動軸２
３１、連結駆動軸３から成り、これらのいずれかに着脱
式トルクセンサー６を装着すればよいが、この実施の形
態では縦連結駆動軸３１に装着している。

【００１４】図２は着脱式トルクセンサー６の構造を示
す斜視図であり、６１〜６４は４つの装着部であり、装
着部６１と６２で一組を成し、そして装着部６３と６４
で他の一組を成している。装着部６１には縦連結駆動軸
３１にフィットする半円筒状面６８が形成されており、
この半円筒状面６８の周方向両端部から２つの締付部６
７が互いに逆方向に延びるように設けられている。

【００１５】他の装着部６２〜６４も同様になっている
が、装着部６１と６３はトルク検出用のブリッジ６５と
一体的に設けられている。すなわち、半円筒状面６８の
軸と平行な方向に延びたブリッジを両装着部６１、６３
間に橋架した形状になっている。６６は締付具としての
ボルトであり、装着部６１、６２および６３、６４を一
組ずつ半円筒状面を向かい合わせて円筒状面を形成する
ように組み合わせ、締付部６７同士をボルト６６により
締め付ける。

【００１６】次に図１を参照して動作について説明す
る。異常診断を行うにあたっては、まず図２に示すよう
に縦連結駆動軸３１に半円筒状面６８をフィットさせて
着脱式トルクセンサー６をボルト６６でしっかりと取り
付ける。図示されない司令部からの電動操作指令により
駆動電動機２１が回転を始める、あるいは、手動ハンド
ル操作によりハンドル軸２２が回転を始めると、これら
の回転は減速機構２３により負荷時タップ切換器１の駆
動に適した回転数に減速されてその出力駆動軸２３１に
出力される。出力駆動軸２３１の回転は、これに連結さ
れた縦連結駆動軸３１、方向偏向歯車機構３３および横
連結駆動軸３２を経て負荷時タップ切換器１に伝達さ
れ、これによって負荷時タップ切換器１が切換操作され
る。

【００１７】縦連結駆動軸３１に負荷時タップ切換器１
の切換操作時の駆動トルクが掛かると縦連結駆動軸３１
とともに着脱式トルクセンサー６のトルク検出用のブリ
ッジ６５にもこの駆動トルクに応じた歪が発生するの
で、トルク検出用ブリッジ６５は公知の歪検出方法によ
りこの歪を検出してその波形を出力する。出力波形を分
析診断部５が分析し、予め設定された限界内にあれば正
常と判断し、もしその限界を超えたならば異常と判断
し、その結果を出力する。

【００１８】なお、着脱式トルクセンサー６は図２に示
すような２分割ボルト締式の例で説明したが、このよう
な方式に限らず、着脱式であれば同様の作用、効果が生
じる。この実施の形態１では、連結駆動軸３に着脱式ト
ルクセンサー６を取り付けた。連結駆動軸３は他の駆動
軸部分と比べて長いので、着脱式トルクセンサー６の取
り付けに適した箇所を選定し易い。

【００１９】実施の形態２．着脱式トルクセンサーの取
り付け箇所は連結駆動軸の他にも、後述の実施の形態３
以降に示すように種々ある。取り付け箇所が異なった
り、負荷時タップ切換装置の機種が異なったり、あるい
は負荷時タップ切換装置のメーカーが異なると、着脱式
トルクセンサーを取り付ける駆動軸の径寸法が変わる。
これに対処するためには、図２に示した半円筒状面６８
の径寸法の異なる着脱式トルクセンサー６を多種類用意
しなければならない。

【００２０】しかし、着脱式トルクセンサー６を取り付
ける駆動軸と半円筒状面６８との間にアダプターを挿入
することにより、着脱式トルクセンサーの種類を増やさ
ずに済ませることができる。図３はアダプター７の斜視
図であり、図２を参照しながら説明する。７１は着脱式
トルクセンサー６の半円筒状面６８と同じ径寸法の第１
の半円筒状面、７２は第１の半円筒状面７１よりも径寸
法の小さい第２の半円筒状面であり、これらは同軸に形
成されてアダプター７全体が半円筒形状になっている。

【００２１】着脱式トルクセンサー６の半円筒状面６８
は、取り付けが予想される駆動軸のうち最大径のものに
合わせておく。アダプター７の第２の半円筒状面７２の
径寸法は、取り付けが予想される駆動軸の径寸法に合わ
せてアダプターを何種類か用意する。取り付けに当って
は装着部６１〜６４それぞれにアダプター７を１つず
つ、合計４つ用いる。まず、取り付け軸３１に適した寸
法のアダプター７を選び、第２の半円筒状面７２を、縦
連結駆動軸３１にフィットさせるとともに、第１の半円
筒状面７１を着脱式トルクセンサー６の半円筒状面６８
にフィットさせて、ボルト６６により締め付ける。そし
て実施の形態１で説明したようにしてタップ切換器１の
異常診断を行う。

【００２２】なお、取り付けを確実にして駆動トルクの
検出を正確にするため、着脱式トルクセンサー６の半円
筒状面６８に、軸方向に細く浅い溝を何本か形成すると
ともに、アダプター７の第１の半円筒状面７１に上記溝
に対応して突起した筋を形成してもよい。また、アダプ
ター７を径方向に複数個に分割し、そのうちの外側から
何個かを用いることにより、複数の駆動軸径寸法に対応
できるようにしてもよい。

【００２３】実施の形態３．実施の形態１では着脱式ト
ルクセンサー６を連結駆動軸３に取り付けたが、この実
施の形態では図４に示すように、操作機構２内の減速機
構２３の出力駆動軸２３１に取り付けたものである。こ
の場合も実施の形態１と同様にしてタップ切換器の異常
診断を行うことができる。

【００２４】この実施の形態３によれば次のような効果
がある。一般的に、連結駆動軸３には安全上の保護カバ
ー（図示せず）が設置されているので、実施の形態１の
ように連結駆動軸３に着脱式トルクセンサー６を装着す
る場合には、この保護カバーに対する対応が必要にな
る。すなわち、着脱式トルクセンサー６を恒久装着する
場合には、保護カバーを着脱式トルクセンサー６を収納
可能な構造に変更する必要があり、また既設装置の定期
点検など一時的に装着する場合には、保護カバーの事前
取り外し作業が必要になる。

【００２５】これに対し、この実施の形態のように操作
機構２内の出力駆動軸に装着する場合には、操作機構２
のケース２４には扉（図示せず）が設けられているのが
通例なので、この扉を開いて着脱式トルクセンサー６を
装着することができ、したがって保護カバーの変更も取
り外し事前作業も不要になる。

【００２６】実施の形態４．図５に着脱式トルクセンサ
ー６を操作機構２内の手動操作用のハンドル軸２２に装
着した場合を示す。手動ハンドル操作によりハンドル軸
２２が回転を始めると、回転は減速機構２３、連結駆動
軸３を経由して負荷時タップ切換器１に伝達され、負荷
時タップ切換器１が切換操作される。ハンドル軸２２に
切換操作時の駆動トルクが掛かると、ハンドル軸２２と
ともに図２に示す着脱式トルクセンサー６のトルク検出
用のブリッジ６５にもこの駆動トルクに応じた歪が発生
するので、実施の形態１と同様にして負荷時タップ切換
器１の異常診断をすることができる。

【００２７】この実施の形態では着脱式トルクセンサー
６を手動操作用のハンドル軸２２に装着するので、ハン
ドル軸２２から操作する場合にのみ有効な方法である。
したがって、専ら、負荷時タップ切換装置の定期点検等
の際に、装着して定期的に診断する場合に適した方法で
ある。また、連結駆動軸３の保護カバーを取り外す必要
がないという利点があり、さらに、連結駆動軸３や減速
機構２３の出力駆動軸２３１の周辺空間が狭隘で着脱式
トルクセンサー６を装着できない場合でも、ハンドル軸
２２の周辺はハンドル操作用に十分な空間が確保されて
いるので、この方法なら問題なく適用できるという利点
がある。

【００２８】また、ハンドル軸２２の長さが、着脱式ト
ルクセンサー６の装着に十分な長さがでない場合でも、
ハンドル軸２２に延長軸（図示せず）を取り付けて、こ
の長くしたハンドル軸に着脱式トルクセンサー６を取り
付ければ適用が可能になる。

【００２９】

【発明の効果】以上に述べたように、この発明による負
荷時タップ切換器の異常診断装置および異常診断方法
は、駆動軸に着脱可能な着脱式トルクセンサーを用いる
ので、負荷時タップ切換装置の駆動軸を分断したり、連
結箇所を増したりする必要がなく、したがって負荷時タ
ップ切換装置の機構信頼性を損なうことなく異常診断を
行うことができる。既設の負荷時タップ切換装置に対し
ても、その駆動軸を改造することなく、着脱式トルクセ
ンサーを装着して異常診断を行うことができる。

【００３０】さらに、着脱式トルクセンサーを必要に応
じて着脱できるので、この着脱式トルクセンサーと分析
診断部とを持ち回りすれば、１台の異常診断装置で何台
もの負荷時タップ切換器の異常診断が可能であり極めて
経済的となる。負荷時タップ切換装置の定期点検の機会
を利用して、定期的に異常診断をしたいという場合に
は、この持ち回りによる方法が極めて高い実用的効果を
もたらす。

【００３１】また、着脱式トルクセンサーを連結駆動軸
に装着することにより、装着箇所の選定が容易となる。
また、着脱式トルクセンサーを操作機構内の駆動軸に装
着することにより、連結駆動軸の保護カバーの変更や取
り外し作業が不要となる。また、着脱式トルクセンサー
を手動用ハンドル軸に装着することにより、連結駆動軸
の保護カバーの変更や取り外し作業が不要となるととも
に、駆動軸の他の部分の周辺が狭い場合でも、着脱式ト
ルクセンサーを装着して診断を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示す負荷時タップ
切換装置の模式図である。

【図２】 この発明の実施の形態１で用いられる着脱式
トルクセンサーを示す斜視図である。

【図３】 この発明の実施の形態２で用いられるアダプ
ターを示す斜視図である。

【図４】 この発明の実施の形態３を示す負荷時タップ
切換装置の模式図である。

【図５】 この発明の実施の形態４を示す負荷時タップ
切換装置の模式図である。

【図６】 従来の負荷時タップ切換器の異常診断方法を
示す負荷時タップ切換装置の模式図である。

【符号の説明】

１ 負荷時タップ切換器、２ 操作機構、３ 連結駆動
軸、５ 分析診断部、６ 着脱式トルクセンサー、７
アダプター、２２ ハンドル軸、６１〜６４ 装着部、
６５ ブリッジ、６６ ボルト、６７ 締付部、６８
半円筒状面、７１ 第１の半円筒状面、７２ 第２の半
円筒状面、２３１ 出力駆動軸。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 和宏 愛知県名古屋市東区東新町１番地 中部電 力株式会社内 (72)発明者 樋口 一成 愛知県名古屋市東区東新町１番地 中部電 力株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷時タップ切換器の切換操作を行うた
   めの駆動力を伝達する駆動軸に装着されるトルクセンサ
   ーと、タップ切換時に上記トルクセンサーにより検出し
   た発生トルク波形を分析して上記負荷時タップ切換器の
   異常診断を行う分析診断部とを備えた負荷時タップ切換
   器の異常診断装置において、トルクセンサーを上記駆動
   軸に着脱可能な着脱式トルクセンサーとしたことを特徴
   とする負荷時タップ切換器の異常診断装置。
2. 【請求項２】 負荷時タップ切換器の切換操作を行うた
   めの駆動力を伝達する駆動軸にトルクセンサーを装着
   し、タップ切換時に上記トルクセンサーが検出した発生
   トルク波形を分析して上記負荷時タップ切換器の異常診
   断を行う負荷時タップ切換器の異常診断方法において、
   トルクセンサーとして、上記駆動軸に着脱可能な着脱式
   トルクセンサーを用いることを特徴とする負荷時タップ
   切換器の異常診断方法。
3. 【請求項３】 負荷時タップ切換器とこの負荷時タップ
   切換器の切換操作を行う操作機構とを連結する連結駆動
   軸に、着脱式トルクセンサーを装着することを特徴とす
   る請求項２記載の負荷時タップ切換器の異常診断方法。
4. 【請求項４】 連結駆動軸により負荷時タップ切換器と
   連結されて上記タップ切換器の切換操作を行う操作機構
   内の駆動軸に、着脱式トルクセンサーを装着することを
   特徴とする請求項２記載の負荷時タップ切換器の異常診
   断方法。
5. 【請求項５】 連結駆動軸により負荷時タップ切換器と
   連結されて上記タップ切換器の切換操作を手動で行うた
   めの手動操作用のハンドル軸に、着脱式トルクセンサー
   を装着することを特徴とする請求項２記載の負荷時タッ
   プ切換器の異常診断方法。