JPS5863118A - コンデンサ形計器用変圧器 - 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】 本発明はコンデンサ形計器用変圧器に係シ、特に２次短
絡電流を抑制して２次短絡開放時の鉄共振の発生を効果
的に抑制するに好適なコンデンサ形計器用変圧器に関す
る。

コンデンサ形計器用変圧器には１次リアクトル形、漏洩
変圧器形、２次リアクトル形の３釉類あるが、１次リア
クトル形のコンデンサ形計器用変圧器（以下、ＰＤと言
う）について、従来技術を第１図〜第４図をε照しなが
らかつ具体的数字を用いて説明する。

第１図は従来のＰＤ回路の一例を示したもので、Ｖ＊ｔ
ｊ：１次霜圧、ＣＩは高圧コンデンサ、Ｃ冨は分圧コン
デンサ、Ｇはギャップ、Ｌは共振りアクドル、Ｔｒけ補
助変圧器、Ｖｔは補助変圧器端子電圧、ｚＤは鉄共振防
止装置のインピーダンス、ｚＢは２次負担インピーダン
ス、■雪は２次電圧である。

第２図はその簡略化した等何回路を示したもので、ｖｃ
はコンデンサ端子電圧、ｖＬは共振りアクドル端子電圧
、Ｒけ共振リアクトルしおよび補助は短絡スイッチであ
る。

今、１次電圧Ｖｔ　−（１５４／ｙ”ｒ　）　ｋＶ、２
次電圧Ｖｔ　−（］　１　ｏ／σ）　ｋｖ、負担Ｂ　＝
　２００ＶＡ、周波数ｆ＝　６０　Ｈｚ　％　高圧コン
デンサＣ，＝０．０１０７７μＦ１分圧コンデンザＣ＊
　−０，１４００９μＦ１共振りアクドルＬ−４６．６
７Ｈ１抵抗Ｒ−２０１６れているものとすると、第２図
の回路の等個入力電圧は、 となる。更にスイッチＳを投入したときの短絡電流は、 Ｃ，Ｖ。

となる。従って、短絡時には、定格電流工　の１００倍
の短絡電流が流れ、共振りアクドルＬ及び補助変圧器Ｔ
ｒのコイルが短時間内に焼損する危険がある。また、短
絡時のｖＬ及びｖｃは、Ｖ　　＝２πｆＬＩ８−２πＸ
　６０　Ｘ　４６ｆ３７　Ｘ　３．１５−５５４００Ｖ
　＝　ＶＣ となシ、定格時の１００倍の値となって絶縁上も危険で
ある。

この過電圧を防止するために共振りアクドルの端子間に
ギャップＧを設けている。このとき、過電流をＣＩの充
電電流迄許容するとすれば、ＣＩ（７）充電電流＝　２
πｆＣ＋　Ｖ＋　−２ｙｒＸ６０Ｘ０．０１０７７Ｘ　
１０　　Ｘ　１５４０００　／ｇ−０，３６１ＡｖＬ＝
　ＷＬ　Ｘ充電電流−２ｙｒＸ６０　Ｘ４６．６７　Ｘ
ｏ、３６１＝　　６３５０　　Ｖ となる。また、この６３５０Ｖで放電するギャップ長は
約２．３　ｍとなる。この状態で２次短絡が起るとギャ
ップが放電し、０．３６１Ａの短絡電流が流れ、次いで
、２次短絡が開放されるとほぼ定格電流（Ｉ−０，０３
１５Ａ）に近い電流が続流としてギャップ間を流れるが
ギャップ長が約２．３　ｍと狭いために、続流がし中断
できない。即ち、１５４ｋＶ　Ｐ　ＤのＢＩＬは７５０
　ｋＶであるからこれに対する分圧端子の値は５３．５
　ｋＶでこの値の７０係がギャップに印加されるとする
と３７．５　ｋＶとなシ、ギャップ長２．３簡のギャッ
プは放電し続、流が切れない。従って、７５０ｋＶのイ
ンパルスが印加されてもギャップが放電しないように鴫
タヤッゾ長を拡げると、２次完全短絡時にギャップが放
電するが、今度は不完全短絡時にギャップが放電しなく
なる。

即ち、 ■　　乳Ｘ０．０３１５　　２πＸ６０Ｘ４６．６７Ｘ
０．０３１５で約５０倍迄の過電流ではギャップが放電
せず、補助変圧器Ｔｒや共振りアクドルＬのコイルが焼
損する危険がある。また、不完全短絡開放時には約５０
倍の過負荷が急に減少するために、２次負担が小さいと
鉄共振を発生する欠点がある。

第３図は上記欠点を改善するための従来のＰＤ回路で、
第４図はその簡略化した蝉価回路図であ（５） る。ここで、１は電磁接触器で、Ｌ２は接点ａを動作さ
せるためのソレノイドコイルの不動作時のインダクタン
ス、Ｌ１２は動作時のインダクタンス、Ｌｌは共振りア
クドルのインダクタンスで今、７５０ｋＶのインノ４ル
スが印加されたとき、接点８間に印加される電圧を前記
の場合と同じ３７、５　ｋＶとすると、ギャップ長は約
１０ｍ＋となる。

即ち、接点ａの可動鉄心を１０ｍ＋動かすためのソレノ
イドコイルのインダクタンスは少なくトモＬ雪＝４Ｈ必
要とする。可動鉄心が吸引され、接点ａが閉じたときの
インダクタンスが増加し、Ｌ、’＝３０Ｈになったとす
ると、そのときの短絡電流は、 ＝　０．９６２Ａ となシ、定格電流Ｉｎの３０．５倍となる。また、２次
短絡が開放されれば、接点ａが開いて短絡電流はし中断
される。この場合、電磁接触器１の最小（６） 動作電流はソレノイドコイルと鉄心及び可動鉄心等設計
によシ異なるが、約２０倍で動作させることは可能であ
る。

とのように、第３図のＰＤ回路は第１Ｉ￥ｌのＰＤ回路
に比較して特性面では優れている。しかしながら、電磁
接触器が大型となって高価になる。また、Ｌ、／が大き
くなるために短絡箱１流を抑制する効果が小さくなる欠
点を有する。

本発明は上記従来技術の欠点を除き、小型で安価な電磁
接触器を用いて短絡電流を効果的に抑制し得るＰＤを提
供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明は、固定鉄心と可動鉄心
のギャップ部に非磁性体を挿入した油中電磁接触器を設
け、２次短絡時あるいは過負荷時、この電磁接触器を動
作させて共振りアクドルを短絡するようにしたことを主
な特徴とする。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第５図は本発明の一実施例に係るＰＤ回路図、第６図は
その簡略化した船価回路図を示したものである。図中、
第３図および第４図と同一符号は同−又は相当部分を示
し、更に、２は電磁接触器である。この電磁接触器２は
補助変圧器Ｔｒ本体と同一タンクの絶縁油中に配置され
ている。Ｌ４は電磁接触器が不動作時のソレノイドコイ
ルのイア　／　クタンス、Ｌνは動作時のインダクタン
スである。定格周波数をｆとしたとき、２πｆ（Ｌｓ　
＋　Ｌ４）第７図はその電磁接触器２の構造の概念図を
示ｌ−たもので、３はソレノイドコイル、４は鉄心、５
は可動鉄心で、可動鉄心５に接点ａが絶縁性の材料で固
定されている。６−１．６−２．６−３は厚さｔとなる
非磁性材料である。電磁接触器２の鉄心４と可動鉄心５
のギャップ長は不動作時はｔ＋ｄで動作時はｔとなる。

電磁接触器２の動作電流は第７図に図示しないスプリン
グの張力によシ希望する値に調整ぶてきるようになって
いる。

この構成で、従来のＰＤと同様に７５０　ｋＶのインパ
ルスが印加されたとき、接点ａの間に３７５ｋＶが印加
されるとすると、接点ａのギャップ長は油間隙となって
いるので、従来の気中間隙のｌＯ鰭に比して著しく小さ
く、約ＩＴｒｒｒＬ１にすることかできる。

従って、電磁接触器が動作するときのソレノイドコイル
の励磁アンペアターンを小さくできるので、インダクタ
ンスし、を小さくすることができる。また、電磁接触器
２の鉄心４と可動鉄心５の間に非磁性体６−１．６−２
　＋　６−３を挿入し、可動鉄心５が吸引されたときに
も、鉄心間に間隙を設けるようにしたので、吸引時のイ
ンダクタンスＬ、／の増加を抑制し、２次短絡電流を効
果的に抑制することができる。

これを以下に具体的数字をもって説明すると、今、電磁
接触器２の定格電圧が２００ＶでＰＤの定格電流の１０
倍で動作するように調整されているものとする。第１図
と同じ回路定数を用いると、ＰＤの定格電流Ｉ−０，０
３１５Ａであるから、となる。ｔ−ｄとし、電磁接触器
２０鉄心４及び（９） ５の磁気抵抗を無視すれば、電磁接触器２が動作したと
き、磁気抵抗は半分になるから、そのときのインダクタ
ンスし４′はり、の２倍になる。即ち、Ｌ、’＝　１．
６８　Ｘ　２−３．３６　Ｈとなる。

このような特性をもった電磁接触器２を使用したＰＤの
２次が短絡されると、電磁接触器２が動作してそのａ接
点でリアクタンスＬ、を短絡するので、ＣＩ　＋ＣＩと
の共振がはずれて電流が抑制−〇、　　３　８　６　　
Ａ となシ、■ｏの１２．３倍に抑制できる。従って、従来
の３０．５倍に比して抑制効果は大巾に改善されること
が判る。

このように、ＰＤの２次短絡電流又は過負荷電流で動作
する電磁接触器２を絶縁油中で使用することによシ、接
点間の距離即ち可動鉄心が動くストロークを小さくして
、ソレノイドコイルのインダクタンスを小さくすると共
に、鉄心と可動鉄心（１０） の間に非磁性体を挿入し、て、電磁接触器が動作したと
きのソレノイドコイルのインダクタンスの増加を抑制し
て２次短絡電流や過負荷電流を効果的に抑制することが
可能になる。短絡電流を抑制することによシ短終が開放
されたときの電気的ショックが小さくなるので、鉄共振
の発生を効果的に抑制することが可能になり、従来補助
変圧器の磁束密度を４０００がウス」ソ下に設けている
が、これを約２０係高めた設゛計が可能となる。史に、
従来は電磁接触器を気中で使用するので、共振りアクド
ルの両端子をタンク外部へ涌出する費用が必要であった
が、本実施例では電磁接触器を油中で使用するので、そ
の必要はなく、この点でも経済的に有利となる。

尚、ｔｉ接触器２における接点ａの耐電圧を大きくする
必要があるときは、第８図に示す如く、複数筒の接点を
設け、それ勢を直列に接続するととによシ可動鉄心５０
ストロークを大きくすることなく接点間の而・ｊ圧を向
上することができる。

また、電磁接触器２に、例えば第９図に示す如く、動作
時に閉となる接点！ＬＩｏａｔ及び開となる接点すを設
け、２次短絡あるいは過負荷等を電磁接触器が検出して
共振りアクドルの端子間を接点＆Ｉ　で短絡すると共に
、例えば接点ａ２を利用して図示しない２次短絡警報装
置咎を動作させ、接点すを利用して図示しないしゃ断器
をインターロックすることも可能である。

更に、ＰＤを電力線搬送のフィルターと兼用する場合は
、搬送周波電流がＴｒの漂遊静電容量を通して漏洩する
のを防止するためにチ田−クコイルを用いるが、第１０
図に示す如く、電磁接触器２のソレノイドコイルをチ冒
−′クコイルと兼用することも可能である。

以上のように、本発明によれば、特性改善効果が著しく
、小型かつ経済的にして工業的価値の大きいＰＤが得ら
れる。

４、面の簡単な説明４゜ 第１図は従来のＰＤ回路図、第２図はその簡略化した等
価回路図、第３図は従来の他の例を示すＦＤ回路図、第
４図はその簡略化した等価回路図、第５図は本発明の一
実施例を示すｌ’　Ｄ回路図、第６図はその簡略化した
等価回路図、第７図はその電磁接触器の概念図、第８図
及び第９図はその電磁接触器の接点部の各変形府１１を
示す回路図、第１０図は本発明の他の実施例を示すＰＤ
回路図である。

１．２・・・を磁接触器、３・・・ソレノイドコイル、
４・・・鉄心、５・・・可動鉄心、６−１．６−２．６
−３・・・非磁性体、ｖ諺・・１次電圧、ｖｌ・・・２
次電圧、ＣＩ　・・・高圧コンデンｆ、ｃ驚・・・分圧
コンデンサ、Ｇ・・・ギャップ、Ｔｒ・・・補助変圧器
、Ｖｔ・・・補助変圧器端子電圧、２・・・等価インピ
ーダンス、ｚＤ・・・鉄共振防止装置のインピーダンス
、ｚＢ・・・２次負担イソピーダンス、ｖｃ・・・コン
デンサ端子電圧、ｖＬ・・・共振りアクドル端子霜圧、
Ｒ・・・抵抗、■。・・・定格電流、Ｉ８・・・短絡電
流、Ｓ・・・短絡スイッチ、Ｌ・・・共振りアクドル、
Ｌ＋　　ｌＬＨ＋　Ｌｍ’ｅ　Ｌｍ　　＊　Ｌ、。

Ｌν・・・インダクタンス。

第１図 第５図 第６図 第７図　　旦 第９図 第１０図 ＝８９＝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）固定鉄心と可動鉄心のギャップ部に非磁性体を挿
   入した電磁接触器を絶縁油中に設け、この電磁接触器を
   ２次短絡電流又は過負荷電流によ多動作させ、共振りア
   クドルを短絡させるように構成したことを％徴とするコ
   ンデンサ形計器用変圧器Ｏ （２、特許請求の範囲第１項記載において、電磁接触器
   に共振りアクドル短絡用接点を抜数箇設け、これらを直
   列接続したことを％徴とするコンデンサ形計器用変圧器
   。 （３）％許話求の範囲第１項記載において、％磁接触器
   を変圧器の高圧端子側に設け、その電磁接触器のソレノ
   イドコイルをチョークコイルと兼用したことを特徴とす
   るコンデンサ形計器用変圧器。 （４）＃許請求の範囲第１項記載において、電磁接触器
   に共振りアクドル短絡用の接点以外の接点を設けたこと
   を％９とするコンデンサ形計器用変圧器。