JPS62263623A

JPS62263623A - コンデンサ形計器用変圧器

Info

Publication number: JPS62263623A
Application number: JP61107252A
Authority: JP
Inventors: Naohiro Miwa; 三輪　直弘
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-05-09
Filing date: 1986-05-09
Publication date: 1987-11-16

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、交流高電圧をコンデンサ形分圧器及び主変圧
器により低電圧化するようにしたコンデンサ形計器用変
圧器、特には上記コンデンサ形分圧器の出力回路に共振
リアクトルを介在させて共振特性を持たせるようにした
コンデンサ形計器用変圧器に関する。

（従来の技術）交流１５電圧をコンデンサ形分圧器及び主変圧器を用い
て測定等に適した低電圧に落とすことは比較的容易であ
るが、主変圧器の二次側にメータ。

リレー等の負担を直接的に繋ぐと、一般的にコンデンサ
形分圧器による分圧電圧ひいては主変圧器の二次側電圧
に大きな誤差が生ずる。このため実際には、コンデンサ
形分圧器の出力回路に共振用リアクトルを接続してその
出力回路に共振特性を持たせることにより、上記分圧電
圧に対して負担の大きさく負担の入力インピーダンスに
対応）による影響が及ばないようにしている。　しかし
て、第３図には従来のコンデンサ形計器用変圧器の回路
構成を示す。この第３図において、１はコンデンサ形分
圧器で、これは−次端子２，３間に直列接続された主コ
ンデンサ４及び分圧コンデンサ５より成る。上記分圧コ
ンデンサ５の両端には共振リアクトル６を介して主変圧
器７の一次側が接続されている。そして、主変圧器７の
二次側は二次端子８，９に接続されており、この二次端
子８゜９間にメータ等が接続される。そして第３図の回
路＋Ｍ成では、コンデンサ形分圧器１の出力回路に共振
特性を持たせるために、共振リアクトル６のインダクタ
ンスＬを、ωＬ−１／ωＣの関係を満足するように設定
する。但し、ω−２πｆｎ、ｆｎは一次側入力電圧の定
格周波数、Ｃは主コンデンサ４及び分圧コンデンサ５の
各静電容量の代数和である。

以上のように、コンデンサ形計器用変圧器は一次側に定
格周波数ｆｎの電圧が印加されている状態においてのみ
共振状態を呈する構成であるため、定格周波数ｆｎを大
きく外れた電圧が印加された状態ではその誤差特性が大
幅に悪化することが良く知られている。つまり、斯様な
コンデンサ形計器用変圧器を利用して例えば高電圧線路
中に含まれる高調波成分を測定しようとしても、その高
調波成分はコンデンサ形計器用変圧器の二次側にほとん
ど変成されず、結果的に第３図に示されたコンデンサ形
計器用変圧器では、高調波成分測定時の誤差が極めて大
きくなるものであった。このため、例えばＪＥＣ（Ｔ！
、気学会電気規格調査会標桑規格）では、入力電圧の周
波数変化分が定格周波数ｆｎに対して±５％以内に収ま
るように誤差特性を規定しており、斯かる誤差特性範囲
外の周波数成分を含む電圧を測定しようとする場合には
、何らかの対策を施す必要がある。

この種の対策としては、従来より以下に述べるようなこ
とが行なわれている。この対策は、例えば高調波成分測
定用の計器は入力インピーダンスひいては負担が小さい
ため、その負担からコンデンサ形分圧器に及ぶ影響が小
さく、特に共振特性を持たせなくても良いことに着目し
たものである。

即ち、まずコンデンサ形計器用変圧器の一次端子２．３
に対して印加される被測定電圧を遮断し、この遮断状態
でアース側の一次端子３をアース端子からｔデかせると
共に、その−次端子３とアース端子との間に補助コンデ
ンサ１０（第３図破線参照）を挿入する。そして、この
後に一次端子２゜３に対して被測定電圧を再印加し、補
助コンデンサ１０の両端電圧を測定する。

第３図の回路中に補助コンデンサ１０が挿入された状態
の等価回路を第４図に示す。但し、第４図において、Ｃ
ｘ、Ｃｙ及びＣｚは夫々主コンデンサ４１分圧コンデン
サ５及び補助コンデンサ１０の各静電容量、Ｌｏは主変
圧器７の励磁インダクタンス、Ｌは共振リアクトル６の
インダクタンス、Ｅｇは被測定電圧、Ｅｄは補助コンデ
ンサ１０による分圧電圧である。この場合、被測定電圧
Ｅｇが２２０ＫＶであったときには、主コンデンサ４の
静電容ＨＣＸ及び分圧コンデンサ５の静電容量ｃｙか夫
々ｉ１１．　　ｏｏｏｐｔ；’及び９０，０００ｐＦ程
度に設定されるのが通常であるから、前記補助コンデン
サ１０の静電容量　Ｃｚは、１００Ｖ前後の分圧電圧Ｅ
ｄを得たい場合に、９．３μＦ程度で良いことが分る。

また、分圧電圧Ｅｄの大きさは次式（１）で表わすこと
ができる（但し、ω−２πｆ、ｆは人力周波数を示す）
。

（発明が解決しようとする問題点）前記（１）式から明らかなように、分圧電圧Ｅｄの値は
、入力周波数ｆに無関係ではなく、その人力周波数ｆの
大小に応じて変化することが分る。このことは被測定電
圧Ｅｇの各周波数成分の如何によって分圧電圧Ｅｄの精
度が変化することを示しており、従って補助コンデンサ
１０を設けるという従来の構成を採用した場合でも、高
調波成分を含む高電圧を正確には測定できないものであ
った。また、上記従来構成では、高調波成分を含む高電
圧を測定する場合には、その都度、被測定電圧を遮断し
て補助コンデンサ１０を接続する笠の面倒な作業が必要
であり、その測定に多大な時間を要するという問題点も
あった。

そこで、本発明の目的は、定格周波数の高電圧を精戊良
く低電圧に変換できることは勿論のこと、定格周波数か
ら外れた成分を含む高電圧の測定も精度良く行なうこと
ができると共に、その測定所要時間を短縮することがで
きるコンデンサ形計器用変圧器を提供するにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は、従来より良く知られたコンデンサ形計器用変
圧器、即ちコンデンサ形分圧器が存する分圧コンデンサ
の両端に共振リアクトルを介して主変圧器の一次側を接
続して共振特性を持たせたコンデンサ形計器用変圧器に
おいて、前記分圧コンデンサと並列に第１の開閉器及び
補助コンデンサの直列回路を接続して成る補助分圧回路
を設けると共に、前記共振リアクトルの通電路を選択的
に遮断する第２の開閉器を設ける構成としたものである
。

（作用）コンデンサ形計器用変圧器にて定格周波数の高電圧を低
電圧に変換する場合、その二次側に接続される負担は一
般的に２００〜５００ＶＡと極めて大きく、このような
場合には、前述した如く負！−１１の大きさによる影響
がコンデンサ形分圧器に及ばないように共振特性を持た
せる必要がある。

このため、定格周波数の高電圧を低電圧に変換する通常
の使用状態では、第１の開閉器を開路させると共に第２
の開閉器を閉路させる。この状態では、コンデンサ形分
圧器が共振リアクトルを介して主変圧器の一次側に接続
されて、そのコンデンサ形分圧器の出力回路に共振特性
が与えられ、以て負担の大きさによる悪影響が除去され
る。また、高調波成分を含んだ高電圧等のような定格周
波数以外の高７は圧測定時には、第１の開閉器を閉路さ
せると共に第２の開閉器を開路させる。すると、補助コ
ンデンサが分圧コンデンサと並列に接続されると共に、
共振リアクトルがコンデンサ形分圧器から切離されるよ
うになり、上記補助コンデンサの両端に波瀾定電圧に応
じた分圧電圧が現われるようになるから、この分圧電圧
を測定する。

（実施例）以下、本発明の一実施例について第１図及び第２図を参
照しながら説明する。但し、第１図及び第２図において
、前記第３図及び第４図と同一部分についてはこれと同
一符号を付すことによりその説明を省略する。

コンデンサ形計器用変圧器の機械的構成を示す第２図に
おいて、１１は主及び分圧コンデンサ４及び５より成る
コンデンサ形分圧器１を収納した碍管で、これには絶縁
油が真空注油した状態で密封されている。１２は碍管１
１が立設されたタンクであり、その内部に共振リアクト
ル６及び主変圧器７等が収納される。タンク１２の天井
壁にはコンデンサ形分圧器１の一次端子３が設けられて
いると共に、分圧ブッシング１３が設けられており、こ
の分圧ブッシング１３に対してコンデンサ形分圧器１の
分圧端子りが接続される。タンク１２の側壁には、二次
端子８，９が外部に露出するように設けられていると共
に、これら二次端子８゜９を覆うように低圧端子箱１４
が設けられている。

また、タンク１２の他方の側壁には、アース端子１５、
ブッシング１６が外部に露出するように設けられている
と共に、これらアース端子１５．ワッシング１６を覆う
開閉器箱１７が設けられている。そして、この開閉器箱
１７内には、第１の開閉器１８．補助コンデンサ１９．
第２の開閉器２０及び保護用ギャップ２１が設けられて
いる。また、開閉器箱１７内には、第２図では図示しな
いが一対の補助端子２２．２３（第１図参照）が設けら
れている。尚、第１の開閉器１８は、回動可能に支持さ
れたブレード１８ａとブッシング１６に設けられたブレ
ード受け１８ｂとより成る。

第１図には上記第２図に対応した電気回路構成が示され
ており、以下これについて説明する。分圧コンデンサ５
と並列に前記第１の開閉器１８及び補助コンデンサ１９
の直列回路が接続されており、これにより補助分圧回路
２４が構成されている。また、第２の開閉器２０は共振
リアクトル６の通電路に介在されており、この第２の開
閉器２０と並列に保護用ギャップ２１が接続される。そ
して、補助コンデンサ１９の両端に補助端子２２゜２３
が接続されている。

次に上記構成の作用について説明する。定格周波数の高
電圧を低電圧に変換する通常の使用状態では、第１の開
閉器１８を開路させると共に、第２の開閉器２０を閉路
させるものである。このような状態では、主コンデンサ
４及び分圧コンデンサ５の各静電容量の代数和（ＣＸ　
＋Ｃｙ　）と共振リアクトル６のインダクタンスＬとに
より共振回路が形成されるようになる。従って、通常の
使用状態では、二次端子８，９間にメータ、リレー等の
大きな負担が接続されたとしても、その負担の大きさに
よる悪影響が除去され、−成端子２，３間に印加される
高電圧が精度良く二次電圧に変換されるようにる。

一方、例えば高調波成分を含んだ高電圧の測定を行なう
ときには、第１の開閉器１８を閉路した後に第２の開閉
器２０を開路し、補助端子２２゜２３間に高調波成分測
定用計器を接続する。このような状態では、補助分圧回
路２４が有効化されると共に、共振リアクトル６を含む
共振回路が無効化されるようになる。従って、被測定電
圧Ｅｇが補助コンデンサ１９によっても分圧されるよう
になり、その分圧電圧Ｅｘが補助端子２２．２３間に出
力されて、高調波成分測定用計器にてｉ’！−１１１定
されるようになる。この場合、上記分圧電圧Ｅｘとして
１００Ｖ前後の値を得たい場合には、補助コンデンサ１
９の静電容量　ＣＺを１０．２μＦとすれば良い。そし
て、分圧電圧Ｅｘは次式（２）％式％上記（２）式から明らかなように、Ｅｘの値は人力周波
数と無関係になり、従って被測定電圧Ｅｇの各周波数成
分の如何に拘らず分圧電圧Ｅｘの精度が安定するように
なる。また、この場合には、補助端子２２．２３間に接
続される高調波成分測定用計器の入力インピーダンスひ
いては負担が小さいから、その負担からコンデンサ形分
圧器１に及ぶ影響が小さくなり、特に共振特性を持たせ
】ａくとも十分に精度の良い分圧電圧Ｅｘを得るこ、１
゜ができる。尚、保護用ギャップ２１は、通常の状態時
に第２の開閉器２０が誤って開路されたときに発生する
異常電圧を抑制するように作用する。

［発明の効果］本発明によるコンデンサ形計器用変圧器によれば、以」
二の説明によって明らかなように、定格周波数の高電圧
測定時等のように負担が大きい場合には、共振現象を利
用してその高電圧測定を精度良く低電圧に変換できるも
のである。また、定格周波数から外れた成分を含む高電
圧の測定も精度良く行なうことができ、しかも、その測
定時には第１の開閉器を閉路すると共に第２の開閉器を
開路するだけで済むから、測定所要時間を大幅に短縮で
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は電気回路図、第２図は機械的構成の縦断面図であ
る。また、第３図及び第４図は従来例を説明するための
もので、第３図は第１図相当図、第４図は第３図におい
て補助コンデンサを設けたときの等価回路図である。図中、１はコンデンサ形分圧器、４は主コンデンサ、５
は分圧コンデンサ、６は共振リアクトル、７は主変圧器
、１１は碍管、１２はタンク、１７は開閉器箱、１８は
第１の開閉器、１９は補助コンデンサ、２０は第２の開
閉器、２１は保護用ギャップ、２４は補助分圧回路を示
す。

Claims

【特許請求の範囲】

１、主及び分圧コンデンサより成るコンデンサ形分圧器
を有し、前記分圧コンデンサの両端に共振リアクトルを
介して主変圧器の一次側を接続して構成されたコンデン
サ形計器用変圧器において、前記分圧コンデンサと並列
に第１の開閉器及び補助コンデンサの直列回路を接続す
ることにより構成された補助分圧回路と、前記共振リア
クトルの通電路を選択的に遮断する第２の開閉器とを設
けたことを特徴とするコンデンサ形計器用変圧器。