JP6422686B2 - タップ選択器 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、静止誘導電器のタップリード線の所定位置に電気的に接続されたタップを任意に選択するタップ選択器に関する。

変圧器などの静止誘導電器のタンク内には、静止誘導電器本体と負荷時タップ切換器が設置されている。この負荷時タップ切換器は、負荷時に負荷電流を遮断して隣接するタップに電流を流す切換開閉器と、負荷状況に応じてタップを選択してタップ電圧を切換えるタップ選択器とから構成されている。静止誘導電器は、タップリード線を介してタップ選択器に接続されている。

タップ選択器は、複数の主固定接点と主可動接点を有する主切換器と、複数の副固定接点と副可動接点を有する副切換器によって構成される。静止誘導電器のタップリード線は、主切換器が有する主固定接点と、副切換器が有する副固定接点に、圧着端子を介して接続される。この圧着端子とは、タップリード線の端部に取り付けられるものである。また、各固定接点とタップリード線の接続点は、絶縁紙を巻かれて絶縁される。

特開平９−００９６２３号公報

ところで、副切換器の副可動接点は、主切換器の主固定接点の一部の近傍に設置されている。従って、そのような主固定接点に、静止誘導電器のタップリード線を接続する場合、副切換器の副可動接点と主切換器の固定接点との間の空間が狭く、タップリード線の接続および絶縁紙巻きの作業性が低下することがあった。

また、タップリード線の径が大きくなった場合には、タップリード線が副切換器の可動接点に接触する可能性があった。さらに、タップリード線の径が大きくなると、圧着端子の幅も広くなることから、タップリード線と主固定接点の接続点が副切換器の副可動接点に接触することも考えられた。このような副可動接点への接触を回避しようと、タップ選択器が大型化し、経済性が悪化する恐れもあった。

さらに、タップ選択器の構造を変更し、接触点の副可動接点への接触を回避できたとしても、構造が複雑になれば、絶縁構成が不十分になり安全性が低下する恐れもあった。

本発明の実施形態は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものである。その目的は、簡易かつ安価な構造で接続の作業性を高め、また安全性を向上させたタップ選択器を提供することにある。

上記のような目的を達成するための実施形態のタップ選択器は、同一円周上に配置された複数の主支柱と、前記主支柱に取り付けられた複数の主固定接点を有する主切換器と、前記主切換器の特定位置に設けられた副切換器と、を有し、主固定接点の少なくとも一つを介して静止誘導電器のタップリード線に接続されるタップ選択器において、前記主切換器の複数の主支柱のうち前記副切換器と対向する主支柱と、前記副切換器との間の空間以外の領域に中継支柱が設けられ、前記中継支柱には、前記タップリード線が接続される中継接点が前記空間以外の領域に位置するように設けられ、前記中継接点には、前記副切換器と対向する主支柱の前記主固定接点が接続されることを特徴とする。

静止誘導電器におけるタップ選択器の配置例である。 第１の実施形態のタップ選択器の構成の一例を示す正面図である。 第１の実施形態のタップ選択器の構成の一例を示す斜視図である。 図２のタップ選択器のＡ−Ａ断面図である。 第１の実施形態のタップ選択器の中継支柱（Ａ）および主支柱（Ｂ）の構成の一例を示す斜視図である。 第１の実施形態のタップ選択器の中継接点（Ａ）および主固定接点（Ｂ）の構成の一例を示す斜視図である。 第１の実施形態のタップ選択器の中継接続線の構成の一例を示す斜視図である。 従来のタップ選択器の構成の一例を示す断面図（Ａ）と、主固定接点と副可動接点間の空間を示す拡大図（Ｂ）である。 第１の実施形態のタップ選択器の中継接続線の配線の一例を示す配線図であり、（Ａ）は中継接続線が直線上に形成された場合で、（Ｂ）は中継接続線がＵ字形状で形成された場合の配線図である。

［１．第１の実施形態］
［１．１ 第１の実施形態の配置例］
以下、本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は静止誘導電器における本実施形態に係るタップ選択器の配置例を示す。図１に示す静止誘導電器の一例である変圧器では、タンクＮの内には、絶縁油が封入されており、鉄心Ｅ１に巻線Ｅ２が巻回された変圧器Ｅが収納されている。

また、タンクＮの内部には、変圧器Ｅの運転時の電圧調整を行うための負荷時タップ切換器Ｄが収納されている。この負荷時タップ切換器Ｄは、駆動軸によって駆動される切換開閉器Ｓとタップ選択器Ｔを含む。切換開閉器Ｓとタップ選択器Ｔは内部導体によって電気的に接続されている。また、巻線Ｅ２とタップ選択器Ｔは、タップリード線Ｌによって電気的に接続されている。

［１．２ 第１の実施形態の構成］
図２〜４はこのように配置されるタップ選択器Ｔの一例を示すもので、図２は正面図、図３は斜視図、図４は図２のＡ−Ａ断面図である。以下に説明するタップ選択器Ｔの各部材の個数や形状は、本実施形態を説明するための一例に過ぎず、これらに限定されない。

タップ選択器Ｔは、切換開閉器Ｓに接続される主切換器１と、主切換器１の特定位置でのみ動作する副切換器２とを含む。主切換器１の上部には、駆動機構５１が設けられており、駆動機構５１が以下に説明する主可動接点等の部材を作動させる。

（主切換器１）
主切換器１は中心に上下端部を固定された絶縁筒３を有し、この絶縁筒３の外周面には、６個の集電リング４が軸方向に等間隔に設けられている。集電リング４は内周側から、絶縁筒１内に収納された接続線５により、切換開閉器Ｓに接続されている。集電リング４には、それぞれ主可動接点６が取り付けられている。

また、絶縁筒３の外周側には、絶縁筒３と空間をあけて、５本の主支柱７（図４では７a〜７eとして示す）と中継支柱１４が、絶縁筒３と平行かつ同心の同一円周上に設けられている。５本の主支柱７は、同一円周上に等間隔に配置されている。５本の主支柱７は、上端を上端サポート５２、下端を下端サポート５３に固定されている。図４に示す通り、５本の主支柱７のうち、１本の主支柱７ａは、副切換器２の近傍に配置されている。なお、中継支柱１４については後ほど詳細に説明する。

５本の主支柱７のそれぞれには、６個の主固定接点８が長手方向に等間隔に取り付けられている。従って、５本の主支柱７それぞれに取り付けられた主固定接点８をあわせると、絶縁筒３の軸に直交する同一平面上に設けられた５個の主固定接点８が、６段配置されることとなる。

この５本の主支柱７のそれぞれに取り付けられた６個の主固定接点８は、Ｍ１固定接点（８ａ、８ｃ、８ｅ）とＭ２固定接点（８b、８ｄ、８ｆ）それぞれ３個ずつから構成されている。主固定接点８は、内周側と外周側にそれぞれ接点を有する。主可動接点６は、主固定接点８の内周側の接点を順次選択し、主固定接点８と集電リング４の間に通電経路を形成する。

（副切換器２）
副切換器２は、主切換器１の特定位置（本実施形態では、支柱７ａ近傍）に設けられ、この特定位置において副可動接点１０が動作するものである。具体的には、副切換器２には、上部に駆動機構５４が設けられ、下部がスライド自在に軸受支持された副絶縁軸９が、絶縁筒３と平行に設けられている。この副絶縁軸９に３個の副可動接点１０が長手方向に等間隔に取り付けられている。

この３個の副可動接点１０は、それぞれ主切換器１のＭ２固定接点（８ｂ、８ｄ、８ｆ）と対応する位置に取り付けられている。副可動接点１０は、後述する副固定接点１２を橋絡して通電経路を形成する。

副絶縁軸９の主切換器１に向かう面の反対側には、副可動接点１０を挟んで副絶縁軸９と平行に配置されるように、３本の副支柱１１（図４では１１ａ〜１１cとして示す）が上下端を固定されて設けられている。副支柱１１のそれぞれには、３個の副固定接点１２が軸方向に等間隔に取り付けられている。従って、副支柱１１ａ〜１１cそれぞれに取り付けられた副固定接点１２を合わせると、絶縁筒３の軸に直交する同一平面上に設けられた３個の副固定接点１２（図４では１２ａ〜１２cとして示す）が、３段配置されることとなる。

この３段の副固定接点１２は、それぞれ３個の副可動接点１０に対応する位置に設けられている。具体的には、例えば図４に示す通り、主切換器１のＭ２固定接点８ｆと、３個の副可動接点１０のうち最上部に配置される副可動接点１０ａと、３段の副固定接点１２のうち最上部に配置される３個の副固定接点１２ａ〜１２cは、主切換器１の絶縁筒３に直交する同一平面上に配置されている。他の段においても、副可動接点１０と副固定接点１２は、絶縁筒に直交する同一平面上に配置されている。

副可動接点１０は、３個の副固定接点１２ａ〜１２ｃのうち、副固定接点１２ａおよび１２ｂの内周側の接点を切換えるように、主切換器１の特定位置においてスライドするように構成されている。副固定接点１２ａおよび１２ｂの外周側の接点には、タップリード線Ｌが接続される。

また、副固定接点１２ｃは、主切換器１のＭ１固定接点（８ａ、８ｃ、８ｅ）にそれぞれ接続される。具体的には、例えば図４に示すように、Ｍ２固定接点８ｆと同一平面上に取り付けられている副固定接点１２ｃは、Ｍ１固定接点８ｅと接続される。

（中継支柱と中継接点）
以上のような構成において、本実施形態の主切換器１には、前述の通り、中継支柱１４が設けられている。この中継支柱１４には、中継接点１６が設けられている。タップリード線Ｌは、この中継接点１６を介して主切換器１の主固定接点８に電気的に接続されている。

より具体的には、図４に示す通り、中継支柱１４は、主支柱７ａと、主支柱７ａと空間をもって隣接する支柱７ｂとの間に、５本の支柱７と同一円周上に設けられている。この中継支柱１４には、３個の中継接点１６が長手方向に等間隔に取り付けられている。

中継支柱１４に取り付けられた中継接点１６について、図５および図６を参照して説明する。図５の（Ａ）は中継支柱１４を示し、（Ｂ）は主支柱７を示す。中継接点（１６ｂ、１６ｄ、１６ｆ）は、主支柱７に取り付けられた主固定接点８のうち、タップリード線Ｌが接続されるＭ２固定接点（８ｂ、８ｄ、８ｆ）と対応する位置に取り付けられている。従って、例えば図４に示す通り、主固定接点８ｆと、副可動接点１０ａと、３個の副固定接点１２ａ〜１２cに加え、中継接点１６ｆも主切換器１の絶縁筒３に軸に直交する同一平面上に配置されている。

また、図６の（Ａ）は中継接点１６を示し、（Ｂ）は主固定接点８を示す。中継接点１６および主固定接点８は、同一の部材を用いて形成されており、それぞれ中継支柱１４および主支柱７に設けられた貫通孔に挿通して取り付けられている。

より具体的には、主固定接点８は、主支柱７の貫通孔に挿通される主軸８ｗと、主軸８ｗの両端に取り付けられ主支柱７を両側から挟み込むリング状部材８ｘを含む。また、主軸８ｗは、主可動接点６により切換られる内周側の接点８ｙと、タップリード線Ｌと接続される外周側の接点８ｚを有する。接点８ｙと接点８ｚは、平板状の部材に貫通孔が設けられたものである。主軸８ｗおよびリング状部材８ｘは、図示しない固定具により締め付け固定され、主固定接点８として主支柱７に取り付けられる。

中継接点１６は、中継支柱１４の貫通孔に挿通される主軸１６ｗと、主軸１６ｗの両端に取り付けられ中継支柱１４を両側から挟み込むリング状部材１６ｘを含む。また、主軸１６ｗは、タップリード線Ｌと接続される外周側の接点１６ｚを有する。接点１６ｚは、平板状の部材に貫通孔が設けられたものである。主軸１６ｗおよびリング状部材１６ｘは、図示しない固定具により締め付け固定され、中継接点１６として中継支柱１４に取り付けられる。

主固定接点８のうち、主支柱７ａのＭ２固定接点（８ｂ、８ｄ、８ｆ）の外周側の接点８ｚは、中継支柱１４の中継接点１６と中継接続線１７によって接続される。中継接続線１７は、図７に示すように、例えば銅などの金属からなる一体成形品であり、両端に形成される平板状の部材に貫通孔１７ａを有する。この中継接続線１７の周囲には、絶縁紙１８が巻かれている。この中継接続線１７は、その一端から他端まで略Ｕ字状の部材に一体成形しても良い。

［１．２作用］
以上のような構成を有する本実施形態の作用を、中継支柱１４を有さない従来技術と対比させて以下に説明する。図８（Ａ）に示す通り、従来のタップ選択器Ｔにおいては、タップリード線Ｌは、圧着端子を介して、主支柱７ｂ〜７eの主固定接点８の外周側の接点に接続される。また、主支柱７ａのＭ１固定接点（８ａ、８ｃ、８ｅ）の外周側の接点は、副固定接点１２ｃに接続される。さらに、タップリード線Ｌは、圧着端子を介して、主支柱７ａのＭ２固定接点（８ｂ、８ｄ、８ｆ）に接続される。

一方、本実施形態のタップ選択器Ｔにおける接続では、タップリード線Ｌは、圧着端子を介して、主支柱７ｂ〜７eの主固定接点８の外周側の接点に接続される。また、主支柱７ａのＭ１固定接点（８ａ、８ｃ、８ｅ）の外周側の接点８ｚは、副固定接点１２ｃに接続される。ただし、主支柱７ａにおいては、タップリード線Ｌは、中継支柱１４の３個の中継接点１６を介して、Ｍ２固定接点（８ｂ、８ｄ、８ｆ）の外周側の接点８ｚに電気的に接続される。

具体的には、図３に示す通り、タップリード線Ｌは、圧着端子を介して、中継支柱１４の中継接点（１６ｂ、１６ｄ、１６ｆ）に接続される。そして、図４に示す通り、中継接点１６は、中継接続線１７を介してＭ２固定接点（８ｂ、８ｄ、８ｆ）に接続される。

中継接続線１７の一方の端部の貫通孔１７ａは、中継接点（１６ｂ、１６ｄ、１６ｆ）の外周側の接点１６ｚに、ボルト等によって固定されて中継接点（１６ｂ、１６ｄ、１６ｆ）に接続される。また、中継接続線１７のもう一方の端部の貫通孔１７ａは、Ｍ２固定接点（８ｂ、８ｄ、８ｆ）の外周側の接点８ｚに、ボルト等によって固定されてＭ２固定接点（８ｂ、８ｄ、８ｆ）に接続される。また、各接続点は絶縁紙で巻かれて絶縁される。以上のように、タップリード線Ｌは、Ｍ２固定接点（８ｂ、８ｄ、８ｆ）と電気的に接続されている。

［１．３ 効果］
以上のような本実施形態の効果は以下の通りである。
（１）従来技術の場合、副切換器２の近傍に配置される主支柱７ａにおいても、Ｍ２固定接点（８ｂ、８ｄ、８ｆ）の外周側の接点８ｚに、タップリード線Ｌが直接接続されていた。図８（Ｂ）に示す通り、副切換器２と主支柱７ａの空間Ｐは狭い。さらに、タップリード線Ｌの先端には、圧着端子が取り付けられていることもあり、空間Ｐにおけるタップリード線Ｌの接続作および絶縁紙巻きの作業性が低下することがあった。

しかし、本実施形態のタップ選択器Ｔにおいては、中継接点１６が設けられた中継支柱１４が設けられている。従って、主支柱７ａにおいては、中継接点１６を介して、Ｍ２固定接点（８ｂ、８ｄ、８ｆ）の外周側の接点８ｚに、タップリード線Ｌを電気的に接続することができる。従って、空間Ｐにおいてタップリード線Ｌの接続および絶縁紙巻きの作業を行う必要がない。すなわち、より空間の広い中継支柱１４の近傍においてタップリード線の接続および絶縁紙巻きの作業を行うことができ、作業性を向上させることができる。

（２）また、主支柱７と同一円周上に設けられた中継支柱１４に、主支柱７の主固定接点８のうち、Ｍ２固定接点（８ｂ、８ｄ、８ｆ）と対応する位置に中継接点（１６ｂ，１６ｄ、１６ｆ）を設けている。従って、タップ選択器Ｔの従来の基本構造を活かすことができるため、現行品との互換性が高く、また簡易的かつ安価な中継接続構造を提供することがでる。また、タップ選択器Ｔの構造が複雑になることはなく、絶縁性を維持できるため安全性を低下させる恐れがない。

（３）主固定接点８と中継接点１６が同一の部材を用いて形成されているため、主支柱７と中継支柱１４の組立作業を同様に行うことができる。また、中継構造用の部品を新たに製作する必要もないため、簡易的かつ安価な中継構造を提供することができる。

（４）中継接続線１７を金属の一括成形品としたため、中継接続線１７の製作工程を減らすことができ、簡易的かつ安価な中継構造を提供することができる。

（５）さらに、図９（Ａ）に示すように中継接続線１７を直線状に形成した場合と比べると、図９（Ｂ）に示すように中継接続線１７を略Ｕ字形状に形成することで、副可動接点１０との絶縁距離が長くなり、さらに安全性を向上させることができる。

（６）上記（１）にて詳述したように、中継支柱１４を設けて中継接続線１７を金属による一体成形品としたことにより、圧着端子を使用する必要がなくなり、副可動接点１０との距離が拡大した。そのため、中継接続線１７には、絶縁紙を巻く必要がなくなる。但し、生じる電界を緩和するために、図９に示すようなシールドキャップ２０を用いることもできる。シールドキャップ２０は、略半形状に形成された絶縁性を有するキャップ２１および２２を有する。シールドキャップ２０は、このキャップ２１および２２が、ボルト２３によって主固定接点８の外周側の接点８ｚや、中継接点１６の外周側の接点１６ｚとともに締め付け固定されることで生じる電界を緩和する。

シールドキャップ２０を用いる場合も、主支柱７ａにおいて、タップリード線Ｌの接続およびシールドキャップ２０の取り付け作業を行う必要がない。従って、より空間の広い中継支柱１４の近傍においてタップリード線の接続およびシールドキャップ２０の取り付け作業を行うことができ、作業性を向上させることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

Ｎ…タンク
Ｅ…変圧器
Ｅ１…鉄心
Ｅ２…巻線
Ｄ…負荷タップ切換器
Ｓ…切換開閉器
Ｔ…タップ選択器
Ｌ…タップリード線
１…主切換器
２…副切換器
３…絶縁筒
４…集電リング
５…接続線
６…主可動接点
７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ…主支柱
８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆ…主固定接点
９…副絶縁軸
１０…副可動接点
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ…副支柱
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…副固定接点
１４…中継支柱
１６、１６ｂ、１６ｄ、１６ｆ…中継接点
１７…中継接続線
１８…中継接続線
２０…シールドキャップ
２１、２２…キャップ
２３…ボルト
５２…上端サポート
５３…下端サポート
５４…駆動機構

Claims (5)

1. 同一円周上に配置された複数の主支柱と、前記主支柱に取り付けられた複数の主固定接点を有する主切換器と、前記主切換器の特定位置に設けられた副切換器と、を有し、主固定接点の少なくとも一つを介して静止誘導電器のタップリード線に接続されるタップ選択器において、
   前記主切換器の複数の主支柱のうち前記副切換器と対向する主支柱と、前記副切換器との間の空間以外の領域に中継支柱が設けられ、
   前記中継支柱には、前記タップリード線が接続される中継接点が前記空間以外の領域に位置するように設けられ、前記中継接点には、前記副切換器と対向する主支柱の前記主固定接点が接続されることを特徴とするタップ選択器。
2. 前記中継支柱は、前記主支柱と同一円周上に設けられ、
   前記中継接点は、前記タップリード線が接続される固定接点と対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載のタップ選択器。
3. 前記固定接点と前記中継接点を同一の部材を用いて形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のタップ選択器。
4. 前記中継接点と前記固定接点を接続する中継接続線が設けられ、
   前記中継接続線は、金属の一体成形品であることを特徴とする請求項１〜３いずれか一項に記載のタップ選択器。
5. 前記中継接続線が、Ｕ字状に形成した部材であることを特徴とする請求項４記載のタップ選択器。