JPS584446B2 - デンアツチヨウセイヘンアツキノ フカジタツプキリカエソウチノタメノ フカキリカエスイツチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特許請求の範囲の上位概念部分こ記載したよう
な電圧調整変圧器の負荷時タップ切換装置のための負荷
切換スイッチに関する。

この種の切換スイッチは例えばドイツ特許第８８５２８
２号等６こおいて公知である。

しかしながら、このような切換スイッチには電流が零の
瞬間６こ正確６こ接点の切放しが行なわれる零位点スイ
ッチが必要である。

電流零位点通過の瞬間６こ正確に開放されるこの種のス
イッチは高い精度が必要とされることから製造コストが
犬となり現実には普及していなかった。

さらに交流電流をアーク無しにまたは少ないアークで開
閉する装置としては、並列接点および直列接点を有する
半導体バルブを使用する例が公知である（ＥＴＺ−Ａ第
８６巻、１９６５年第１５号４９６〜５００ページ）。

この例においても、高精度で作動する同期接続装置を必
要とし、そして並列半導体素子こよってアーク接点の責
務が部分的に軽減されるのみである。

このことは、半導体素子を使用する公知の負荷時タップ
切換変圧器用の切換スイッチこ対しても同様である （ＩＮｅｕｅｓ ａｕｓ ｄｅｒ Ｔｅｃｈｎｉｋ」１
９６１年Ｎｏ．７．１〜２ページ）。

この場合あるタップから他のタップへ切換える接点は精
確かつ迅速こ半波期間内で切換過程を行なわなければな
らない。

このことは、持続電流用接点に対して並列接続されてい
る半導体素子の導通可能な半波内こ行なわれなければな
らないことを意味する。

また負荷時タップ切換変圧器のタップ間を無アークで切
換えるためには、両負荷側分岐路こ２個のサイリスクを
使用する装置が公知である（ドイツ特許第１６３８４７
８号）が、この装置は完全こ満足できるものではない。

すなわち、この場合は、チャタリングの少ない接点こよ
ってタップ間短絡が行なわれねばならず、さらにこの短
絡が一方の負荷側分岐路中にある逆並列接続サイリスク
の点弧または遮断のためこオ用されることから、サイリ
スクの制御および一方の負荷側分岐路から他方の負荷側
分岐路八のサイリスクの切換になお多くの費用を要する
。

なお、切換のためにタップ間短絡を要することも理想的
ではない理由である本発明の課題は、切換スイッチの作
動のため、すなわち同期接続過程のための時間間隔をよ
り太きくし、さらこ必要な切換スイッチが低コストで製
造し得るように、特許請求の範囲の上位概念部分に記載
された負荷切換スイッチを改良した装置を提供すること
である。

この課題は特許請求の範囲の特徴部分こ記載された構成
を有する本発明こかかる負荷切換スイッチによって解決
される。

本発明こかかる構成の負荷切換スイッチによって、２つ
の連続する半波こわたって切換過程を達成することが可
能となり、したがって、その制御および機械的構造こ多
くの条件が要求されない同期作動切換スイッチの使用が
可能となる。

また各負荷分岐路には唯一の制御可能な半導体素子（サ
イリスク）または唯一組の直列接続された制御可能な半
導体素子を接続すれば十分である。

したがって負荷切換用の他の装置こ比して負荷切換のた
めこタツプ間短絡を行なう必要が無くなり、制御可能な
半導体素子の費用を大幅に低減することができる。

さらこ制御可能な半導体素子すなわちサイリスタはたか
だか半サイクルのみ導通ずるこすぎないことから許容電
流容量を高め、容量的に有効利用が可能となる。

特に有利な実施形態においては、追加の電流路こ、逆並
列こ接続されたダイオードが設けられ、これこより追加
の電流路こおけるインピーダンスを各サイリスク分岐路
に整合させ、以って追加の電流路からサイリスク分岐路
への電流の転流を改善すると共こ、さらに同期スイッチ
の為のパルス発生に電圧感知器を別に使用して各サイリ
スクの点弧のためこＵ用することができる。

また、転流を良くするためこ、開閉電力が大きい場合こ
は、同期作動される切換スイッチの接点を、２つの接点
の各々が２つの互いこ絶縁された部分を有するようこ構
成することもできる。

この場合、より長期に亘って接触状態こととまる部分に
は各々１つのダイオードを接続する。

こうした時には、勿論同期スイッチこは、切換に必要と
される約３〜４ミリ秒のパルスが早目こ到来するようこ
構成しなければならない。

さらこ本発明の負荷切換スイッチの特こ有Ｕな構成こお
いては、サイリスク、ダイオードおよび切換スイッチは
１つの負荷切換スイッチ単位即ちアツセンブリとして一
緒こ１つの円筒状のハウジング内に配列され、円筒状周
辺に沿い回転可能に配列され、その場合負荷切換スイッ
チ単位は一方では負荷側導体で円筒こ装着している接触
リング６こ摺接し、他方では間隔を置いて順次配置され
た３つの摺接々点を設け、これ等接点を、負荷切換スイ
ッチ単位の回転に際して、円筒周辺に設けられ細長く形
成されているタップ接点に沿い摺動させ、その場合に、
負荷切換スイッチ単位の２つの外部摺接々点を断路接点
として構成しそして中間摺接々点を通電接点として構成
し、さらに各駆動位置において３つの摺接々点全べてを
１つのタップ接点こ対接させる。

以下、図面こ示す本発明の具体例こついて説明する。

第１図から明らかなように、本発明の負荷切換スイッチ
は本質的に２つの負荷分岐路ＡおよびＢから構成され、
これ等分岐路を介して各々タップ接点１，Ｉが引出し導
体Ｙと接続している。

各負荷分岐路ＡおよびＢは側路スイッチ１および２を有
するサイリスタＴ１およびＴ２の並列接続から構成され
る。

２つの負荷分岐路ＡおよびＢ間には、別の電流路Ｃが在
り、この電流路は同期して作動可能な切換スイッチＵに
より交番的に分岐路ＡまたはＢのいずれかこ並列に接続
できる。

この負荷切換スイッチの原理的な動作態様は、第２図か
らも明らかなように、次の通りである。

第１図に示す位置から出発して、断路接点３および通電
接点１は閉成され、そして追加の電流路Ｃは、接点５こ
接続する切換スイッチを介して負荷側分岐路Ａに並列に
接続されている。

切換過程こ当っては、先ず通電接点１が開成され（第２
図参照）、それにより電流は追加の電流路Ｃへと転流さ
れる。

本来の負荷切換以前の予備段階として、負荷側分岐路Ｂ
の断路接点４が閉成される。

しかる後こ、ダイオードＤ１，Ｄ２に並列に位置する電
圧感知器Ｓｔこよって電流零点通過が確定され、それで
サイリスタＴ１が点弧パルスを得て通電を引受ける。

これと同時に、同期スイッチＵのための切換パルスが発
生される。

この発生は、コンデンサの放電で行なうのが合目的々で
あり、そしてこのパルスこ切換スイッチＵの電磁石Ｓが
応答することこなる。

切換スイッチＵはそこで先ず接点５を離れ、これにより
さらに追加の電流路Ｃを流れている部分電流は今導通と
なったサイリスタＴ１へと転流される。

点弧しているサイリスタＴ１は次続の零点通過で阻止状
態こなり、別の負荷分岐路ＢこおけるサイリスタＴ２の
点弧を惹起する。

斯くして零点通過で、電流はサイリスタＴ１からサイリ
スタＴ２に切換えられ、したがって負荷電流はタップ接
点Ｉから■へと切換えられる。

その間、切換スイッチＵは、サイリスタＴ２が電流を引
受けているのと同じ電流半波期間こおいて、接点６に対
接するまで移動し、その結果負荷電流は直ちに再び追加
の電流路Ｃによって引受けられる。

２〜３の半波後こ、断路接点３が開かれ（第２図参照）
、これこより最初から通電していた負荷分岐路Ａは電圧
を取払われる。

最後こ通電接点２が閉じて切換過程は終了する。

上こ述べた負荷切換スイッチは、第３図に示すように、
１つの負荷切換スイッチ単位ＬＵに組合せて、第３図こ
は展開して示されている円筒形のハウジング内に回転自
在に配設することができる。

この場合、円筒壁Ｚはリング状の摺動接点７を担持して
いる。

この接点には、負荷切換スイッチ単位もしくはアツセン
ブリの負荷電流引出し導体Ｙが該スイッチ・アツセンブ
リの回転こ際し常時摺接する。

円筒体壁はさらこその周辺こ沿い細長く形成されたタッ
プ接点Ｉ，ｎ，Ｉ．Ｖを担持しており、これ等接点は、
詳しく図示してないが、電圧調整変圧器のタップと接続
しており、そして負荷切換スイッチ・アツセンブリの回
転こ際しては、断路および通電接点として形成されてい
る該アツセンブリの摺動接点１，３，４が摺接する。

負荷切換スイッチ・アツセンブリの並置せる摺動接点１
，３．４は、この場合２つの外側の接点３，４がそれぞ
れ断路接点として作用し、そして中間の１個の接点１が
、第１図の両通電用接点１，２こ変わって通電用接点と
して作用するようこ形成されている。

図示の駆動位置とおいては、３つの摺動接点全べては、
同一のタップ接点Ｈに対接している。

そこで次のタップ、例えばタップ接点■に切換えようと
する場合こは、負荷切換スイッチ・アツセンブリは円筒
体壁Ｚこ沿って矢印の方向に揺動される。

この場合、最初こ摺動接点４がタップ接点■を離れて、
タップ接点３こ対接する。

持続接点１が２つのタップ接点■および■の中間こ位置
している時の中間位置において、第１図の例で述べたよ
うこ、タップ接点■から■への負荷の切換が行なわれる
。

図示を明瞭番こするためこ、第３図には電圧感知器Ｓｔ
は示されていないが、その機能は第１図の主実施例で述
べたのと全く同じである。

即ち電圧感知器で確定される適当な電流零点通過でサイ
リスタＴ１は点弧され、切換スイッチＵこ対しパルスが
発生されて、切換スイッチＵはサイリスタＴ１が通電し
得るのと同じ電流の半波期間中こ接点５から離れて、そ
の結果、次続の電流の零点通過で電流はサイリスタＴ１
からサイリスタＴ２に切換る。

即ち、タップ接点■からタップ接点■に切換るのである
。

サイリスタＴ２が導通しているこの半波期間中こ、切換
スイッチＵは接点６こ対接し、その結果、負荷電流は直
ちに再度付加的電流路Ｃを通る。

その間、負荷切換スイッチ・アツセンブリの回転運動は
続けられて、それこより最初は摺動接点１がそして最後
こは摺動接点３がタップ接点■こ対接することこなる。

負荷切換スイッチ・アツセンブリの回転運動のための駆
動は、この場合通例の如く、力蓄積装置（ばね装置）こ
よって構成することができる。

１つのタップ接点から他のタップ接点への負荷切換スイ
ッチ・アツセンブリのスムースな移行は、電子的こ制御
される負荷切換が正しい時点で確実こ遂行できるように
ゆっくりと行なわれる。

切換スイッチＵには追加的に、第４図こ示すように、機
械的な切換装置が設けられており、この装置の役割りは
、切換スイッチが各切換過程の直前こ正しい出発位置を
取るようこすることがある。

さらにまた例えば変圧器こ電圧がかかつていない時など
の無電流時の切換においても、この機械的な切換装置の
ために切換過程を完了させることができる。

機械的な切換装置は、円筒体壁Ｚこ装着された起動力ム
８から成り、このカムには、負荷切換スイッチ・アツセ
ンブリの回動こ際して、その制御曲面９が対接走行し、
その結果、切換スイッチは別のスイッチ位置へと強制的
に押圧されるのである。

本発明にかかる負荷切換スイッチによれば、各負荷分岐
路こは、それぞれ１個または直列接続された１群の制御
可能な半導体素子すなわちサイリスクを要するにすぎな
いので、逆並列素子群を必要とする従来装置に比して費
用が大幅に低減する。

また負荷切換過程においてタップ間短絡を要しないこと
から、循環電流による外部への影響も少なく制御も簡潔
こなる。

さらにサイリスタに半波期間中通電するにすぎないので
、許容電流を高めることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明こよる負荷切換スイッチの原理的構成を
示す回路図、第２図は時間的作動順序で負荷切換スイッ
チにおける電流変化を示す波形図、第３図は円筒形ハウ
ジング内こ収容されている負荷切換スイッチ・アツセン
ブリの構成略図、そして第４図は切換スイッチの強制作
動機構を備えた第３図の負荷切換スイッチの細部を示す
図である。 図中の主な参照符号の対応は以下の通りである。 １，２・・・・・・持続電流用接点、Ｓｔ・・・・・・
点弧装置、Ｔ１，Ｔ２・・・・・・サイリスク，Ａ．Ｂ
・・・・・・電流分岐路、Ｕ・・・・・・同期切換スイ
ッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ １個の通電用接点を含み、変圧器タップ接点と引出
   導体との間こ接続される２つの負荷電流分岐路を有する
   、電圧調整変圧器用負荷時タップ切換装置のための負荷
   切換スイッチであって、前記負荷電流分岐路の通電状態
   にない側の分岐路が断路接点こよってしゃ断可能であり
   、これらの負荷電流分岐路のいずれかに対して切換過程
   中選択的に並列接続可能な同期切換スイッチを含む付加
   的な電流分岐路を設け、さらに前記同期切換スイッチの
   開閉過程が２つの連続する半波内に行なわれるように構
   成される負荷切換スイッチにおいて、前記付加的な電流
   分岐路中こ接続された点弧装置Ｓｔの発生する点弧パル
   スによって制御可能なサイリスタＴ１，Ｔ２が前記各通
   竜用接点１，２と並列にそれぞれ接続されていること、
   前記両電流分岐路Ａ，ＢのサイリスタＴ，，Ｔ２が互い
   ６こ逆方向こ接続されていること、前記点弧装置Ｓｔが
   、同期切換スイッチＵこよって接続された側の負荷電流
   分岐路に並列接続されている一方の前記サイリスタＴ１
   ；Ｔ２に対して、このサイリスタの順方向電流の半波の
   始めに点弧パルスを与えること、前記点弧装懺Ｓｔが前
   記点弧パルスの発生と同時こ同期切換スイッチＵの切換
   過程を開始させること、および、前記点弧装置Ｓｔが次
   続の半波の始めに他方の前記サイリスクＴ２；Ｔ１に点
   弧パルスを与えること、を特徴とする負荷時タップ切換
   器の負荷切換スイッチ。