JPS5929409A - 負荷時タツプ切換装置 - 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】 本発明はサイリスタを逆並列ｔこ接続したスイッチング
素子とタップ選択器とを使用して変圧器のタップを切換
えるようをこした負荷時タップ切換装置に係り、その目
的とするところは、スイッチング素子と機械的なスイッ
チとを組合せることをこよって変圧器のタップ切換を実
質的に無電弧状態で行うことができる負荷時タップ切換
装置を得ることにある。

サイリスタは周知のように、油中接点とは異なりアーク
を発生させることなく電流の０Ｎ−ＯＦＦが行い得るた
め、絶縁油を汚損したり、接点を損耗したりする欠点が
なく、従って、多頻度の切換を要求される負荷時タップ
切換装置の開閉手段しては利点が多いため、近年広く採
用されるようになってきた。しかし、上記サイリスタ式
の負荷時タップ切換装置においては、各タップにサイリ
スタを一個づつ使用する関係上、多数のサイリスクを必
要とし、しかも、サイリスタに流れる電流はサイリスタ
によりロス（熱的損失）が生じゃすいので、サイリスタ
には予じめロス分を見込んだ股引を行う必要があるため
不経済であり、その上、上記ロスをこよりサイリスタ自
体の寿命を短かくする虞れがあるため、サイリスタ式の
負荷時タップ切換装置を長期に且り安定した状態での使
用が困難であった。このため、サイリスクと真空開閉器
とを組合せて、サイリスタの使用数を少なくするように
した負荷時タップ切換装置も開発されているが、このタ
ップ切換装置は、真空開閉器の駆動機構が複雑１こなる
ばかりか、製作ｔこ手間がかかり、しかも、部品点数が
増加するため製作コストは上昇し、しかも、設置に際し
ては広いスペースを必要とする等の欠点を有していた。

本発明は上述の点に鑑み、サイリスタと、負荷電流の切
換えを行う機械的な切換スイッチとを組合せて、サイリ
スタ自体をこ大きな負担を強いることなくタップの切換
を行うことができる無電弧式の負荷時タップ切換装置を
提供するもので、以下本発明の実施例を図により説明す
ると、／は絶縁板２上に円形ｔこ配置されて変圧器の巻
線３から導出された所要数のタップ＼（本実施例ではタ
ップ点数はり）と接続されているタップ点数と同数の固
定接触子≠／乃至ｑ７と、この絶縁板２の前方ｔこおい
て、上記絶縁板−１こ枢軸）ａを介して回動自在ｔこ支
承される絶縁性の駆動板５の一方端に取付けられて、上
記各固定接触子グ／乃至ゲタ１こ摺動移動可能に接触す
る可動接触子乙、６′とからなる７つの相のタップ選択
器、７は上記駆動板ｊの可動接触子乙、乙′取付位置の
反対側１こ設けた切欠溝ｇに一方端を係合させた駆動ビ
ンで、この駆動ビン７の他方端は、タップ選択器／の駆
動板ｊに隣接して配置された２枚のカム板りａ、りｂの
偏心位置に取付けられており、その取付けは第２図ｔこ
示すよう１こ、駆動ビン７は駆動板ｊ側に近い一方のカ
ム板９め挿通孔りを貫通させて、他方のカム板りａＱ、
偏心位置１こ溶接等ｔこより止着されている。又、各カ
ム板りａ、り切外周縁ｔこは、カム突起りａｌ、りｂｌ
が所要のピッチでタップ点数より７つ少ない数で設けら
れている。その上、上記２枚のカム板りａ。

りｂは互いｔこカム突起りａｌ、りｂｌ　ｑ位置を少し
ずらした状態で、一方端を隔壁板７０１こ他方端を隔壁
板１０に力？−を介して取付だ取付板／　□ａｔこ回動
自在１こ支承させた駆動軸／／）こ固着されている。ｌ
、２ａ、　／　２１Ｍ−カム板？ａ、　Ｆｂ上に上記カ
ム板？ａ、　９ｂと摺接可能に配設さ、れたカムスイッ
チで、一方のカムスイッチ／　Ｊａの操作部／２は、カ
ム板りａのカム突起７ａ＼ｔこ当接（この時点でカムス
イッチ／２ａはＯＮ状態）シ、他方のカムスィッチ７２
助操作部７２′は、カム板９肋谷間をこ当接（この場合
はＯＦＦ状態となっている）している。そして、上記カ
ム板りａ、り遼、タップ切換装置駆動用の電動機／３ｔ
こチェーン／ｌを介して駆動結合される駆動ホイール／
Ｓの周辺ｔこ１ＩｒＯ０の位置で突設されたビン／乙、
／乙′と係合して回動するゼネバ歯車（このゼネバ歯車
はカム板りａと隔壁板１０との間ｔこおいて駆動軸ｌｌ
に固着されている）１７）こよって間欠的ｔこ回動じ、
このカム板りａ、りｂの間欠的回［１こよって、カムス
イッチ１．２ａ、／２ｂヲｌタッグ切換える毎ｔこカム
突起りａｌ、りｂｌ　）こてＯＮ、ＯＦＦさせる０尚、
駆動ホイールｌＳは隔壁板ＩＯと取付板１０ａとの間に
駆動軸／／と平行となって回動自在ｔこ支承された軸Ｉ
ｇｔこ固着されている。／りは隔壁板１０からその前方
ｔこ突出する駆動軸／／の先端【こ固着したタップ位置
指示板、２０１ｒ！隔壁板ｉｏｔこ取付けられたタップ
の切換位置を示す指針である。次ｔこ、牙７図ｔこおい
て、２／、２２はサイリスタＴｈｌ　、　Ｔｈ２を逆並
列に接続したスイッチング素子で、その一方端はそれぞ
れ可動接触子乙。

乙′１こ接続され、スイッチング素子２２の他方端は限
流抵抗２３を介してもう一つのスイッチング素子２１の
他方端と共ｔこ図示しない交流電源と接続する入力端子
２りｔこ接続される。ΩＳは入力端子２１と可動接触子
乙との間１こおいてスイッチング素子２１の端子間に挿
入して通電用の主回路を形成する切換スイッチで、可動
接触子乙、乙′が所要の固定接触子と接続し、しかも、
スイッチング素子２１．．２２が導通している状態で開
路又は閉路するよう１こなっている。そして、上記切換
スイッチ２Ｓを始め、可動接触子乙、乙′、スイッチン
グ素子、！ｉ、ｒａは制御装置２６′によりシーケンス
制御ｔこよってタップ切換動作を行うようになっている
。次に、上記切換スイッチ２Ｓの構造を説明すると、Ｎ
−／図および牙乙図ｔこおいて、最初の固定接触子グ／
と最後の固定接触子ゲタとの間の空間部上方位置１こお
いてスイッチ取付体２乙を絶縁板２上ｔこポルト等１こ
て取付け、このスイッチ取付体２乙１こは牙乙図ｔこ示
す如く、固定接点２７．２７′を下部ｔこ設けてこれら
固定接点２７．２７’を互いに相対する方向ｔこ所要の
力で附勢せしめるバネ部材２ｇ、２ｇ′を備えた一対の
導電体２り、２り′を、固定接点２７．２７’を下側１
こ位置させて固定接触子４Ｚ／　、　１１９間に垂下さ
せて取付け、一方この切換スイッチ２Ｓの固定接点２７
．２７’と接離する可動接点３０は、牙／図および牙２
図に示すように、固定接触子４ｔ／乃至ゲタと近接させ
て駆動板Ｓに取付けられた導電リングＪ／）こ、上記固
定接点、２７．２７’と絶縁板２上の各回定接触子グ／
乃至ゲタと１こそれぞれ対応させてボルト締め等１こよ
り取付けられており、これら各可動接点３０の固定接点
２７．２７’＃こ挾持される接触面の両側は、牙Ｓ図ｔ
こ示す如く、ナイフの刃先のように形成されて固定接点
−２７、２７’間への進入が容易となるよう設けられて
いる。そして、上記可動接点３０は導電リング３／およ
び可動接触子乙を介して出力端子、３２＆こ接続され、
又、固定接点２７゜２７′は導電体認り、２７′を介し
て入力端子２１１こ接続されており、この切換スイッチ
２！；ｎ、常時は閉じていて負荷電流工を入力端子２グ
より切換スイッチ２Ｓ−可動接触子６−所要のタップと
接続されている固定接触子を経て出方端子３２から図示
しない負荷１こ流す。

次に、タップ切換装置の動作について説明すると、今、
可動接触子乙、乙が牙７図１こ示すよう１こ、巻線３の
第５番目のタップと接続している画定接触子ｔｔＳの位
置にあり、スイッチング素子２７９２２は不導通、切換
スイッチ２ｓは閉路、カムスイッチ／　、２ａ、　／　
２市開路（この際、カムスイッチ／　２ａｌｔ！カム突
起りａｌ　ｔこよりＯＮ状態１こあるが、制御装置２乙
″からタップ切換信号が送出されない限りは通電されな
いようｔこ設定されている。）しているので、負荷電流
Ｊ、は入力端子２を一切換スイッチ２５−可動接触子乙
−固定接触子＆５−出力端子３２の経路で図示しない負
荷に流れている。

この状態で牙ｇ図（４）のｔｏ時点において制御装置２
乙から昇圧のタップ切換信号（牙７図において、）・Ｓ
番目のタップを接続している固定接触子ｔ１．５から乙
番目のタップを接続している固定接触子ｌ乙に可動接触
子乙、６′を切換える切換信号）が送出されると、電動
機／３は駆動して駆動ホイール／Ｓを牙３図において反
時計方向に回動し、ビン／乙′がゼネバ歯車／７の溝内
、に進入してこのゼネバ歯車／７を時計方向に回動させ
る。このため、ゼネバ歯車／７と同軸に固着されている
カム板りａ。

りｂも同時に駆動を開始する。この際、カム板りａのカ
ム突起りａｌによりＯＮ状態にあるカムスイッチ／　２
ａは、タップ切換信号によりｔｏの時点（牙ｇ図（Ａ）
）で閉路する。これにより、図示しないリレーが動作し
て制御装置２６′からスイッチング素子２／を導通させ
るための信号が送出されて、スイッチング素子２１を導
通する。（オざ図（６）２／）従つて、負荷電流工は一
時的に切換スイッチ２５およびスイッチング素子２／を
介して負荷側に流れることとなる。上記カム板９ａ、り
ｂの駆動開始に伴い、その駆動力は駆動ピン７から駆動
板Ｓに伝達されて、可動接触子乙、６′および導電リン
グ３／を動作させる。この際、先づ可動接触子乙′が牙
ｇ図（Ａ）のｔ１時点で固定接触子ｌＩ５から離れ、ｔ
２時点に固定接触子を乙と接触する。このとき、上記可
動接触子６′は、カムスイッチ／　２ｂがカム板９ｂの
カム谷間に位置しているのでＯＦＦ状態となっていて、
スイッチング素子２２は不導通状態を維持している結果
、アークを発生させることなく切換えりｂのカム突起９
”ｂｌによシカムスイッチ／　２ｂがＡＯＮされると、
図示しないリレーが動作して制御装置２６′からスイッ
チング素子２２を導通させるための信号が送出され、ス
イッチング素子２２を導通させる（牙ざ図（Ａ）　）　
ｏこの結果、牙７図において、３−４５−４−２３−２
３−２２−４’　−１’　　６−３２の経路で循環電流
が限流抵抗２３によって抑制されて流れる。このあと、
電動機／３の回動により駆動しつづけている駆動板Ｓと
共動して回動する４電リング３／に取付けた切換スイッ
チ２Ｓの可動接点３０は、）・３図（Ｎのｔ４時点で固
定接点コア　、　、！　７’から切離するように設定さ
れているため、切換スイッチ２Ｓは開路する（）Ｆｇ図
（〜２３）。

これにより、負荷電施工は、上述の循環電流とのベクト
ル和としてスイッチング素子２／ともう一方のスイッチ
ング素子２２に分流される。（第３図（Ａ）、２　／　
、　２２の１）。続いて、１５時点でカムスイッチ／２
ａの操作部／２がカム板りａのカム突起９ａｌからカム
の谷間に当接するように設定されているので、カムスイ
ッチ／２＆は開路しく第３図（Ａ）／、２ａ）、これに
より、スイッチング素子２／は不導通となり、従って、
負荷電施工はスイッチング素子２．２を介して流れる（
第３図（Ａ）２２の工）。次いで、可動接触＋６が１６
時点で固定接触子≠５から離れ、１７時点で乙番目のタ
ップと接続する固定接触子グ６に接触する（第５図（Ａ
）の６）。この際、負荷電施工はスイッチング素子２ノ
を介して流れており、切換スイッチ・２Ｓは開路、スイ
ッチング素子２／は不導通となっているので、上記可動
接触＋６はアークを発生することなく切換えられる。

このあと、カムスイッチ／　２ａがｔｇの時点で再びカ
ム板９ａのカム突起ヲａ１にてＯＮされて、スイッチン
グ素子２／を再導通させ、負荷電施工をスイッチング素
子２／を通じて流す（牙ざ図い）に２７゜２２で示す工
）。次いで、切換スイッチ２５は１９時点で、固定接触
子≠９と対応して導電リング３／に取付けられている可
動接点３０が固定接点２７．２７’間に挾持されて接触
するように設定されて閉路するため、これにより負荷電
流１は切換スイッチ２５を介して流れる（牙図体）２３
の工）。

このあと、カムスイッチ／　２ｂはｔｌｏ時点てカム板
’？ｂのカム谷間に操作部／　２′が当接しＯＦＦとな
ってスイッチング素子２２を不導通にする（牙８図（〜
２２）。又、可動接触子乙、乙ＩはＳ番目のタップ（固
定接触子ｑ５）から６番目のタップ（固定接触子１１乙
）に切換えられて負荷電施工は再び切換スイッチ２Ｓを
介して流れる０この際、タップ切換信号も上記ｔｌｏ時
点で停止し、これ１こより電動機／３は通電が断れて停
止し、又、カムスイッチ／λａもＯＮ状態のママで通電
が断たれることとなる。以上の操作Ｖこより昇圧の／タ
ップ切換動作を完了するものである。

尚、引続いて昇圧のタップ切換信号が／タップ切換動作
後も継続しているときは、次タップへのタップ切換動作
は上述同様１こ行えばよいので説明を省略する。

次をこ、可動接触子乙、乙′がタップを乙［こ切換えら
れた状態で制御装置２６′から降圧のタップ切換信号が
送出された場合について説明する。これは）１５図（Ｂ
）　）こ示すタイムチャートＦこより行われるが、前記
昇圧する場合と重複する部分の説明は省略する。即ち、
降圧のタップ切換信号１こより電動機／３は昇圧時とは
逆回転してゼネバ歯車／７を第３図しこおいて反時計方
向１０回動させる。又、カムスイッチ／、２ａ、／Ωｂ
もゼネバ歯車１７と同時ンこ回動するカム板９ａ、　？
肋カム突起９ａ↓、９’ｂｌ　）こよって直ちに）ツｇ
図（Ｂ）のｔｌｏ時点で閉路し、スイッチング素子２／
、２２が導通する。この際、負荷電施工は一時的Ｆこ切
換スイッチ、２５およびスイッチング素子２／を介して
流れている。次に１９時点で切換スイッチ２Ｓの可動接
点３０が固定接点２７．２７′から離れて切換スイッチ
２５は開路し、負荷電施工はスイッチング素子２／から
流れる（）・３図（Ｂ）　２　／の工）。続いて、ｔ８
時点でカムスイ・ソチ／Ｊａが回動するカム板ヲａのカ
ムの谷間Ｖこ当接して開路し、スイッチング素子２／を
不導通１こするため、負荷電施工はスイッチング素子２
２１こ切換えられて流れる（牙８図（Ｂ）　２２の工）
。次１こ、１７時点で可動接触＋６が固定接触子４Ｍ、
から離れ、１６時点で固定接触子つＳｌこ切換えられる
（第５図ＣＢ）乙）０続いて、カムスイッチ／　、２ａ
が１５時点で再びカム板ワａのカム突起ヲａｌ＆こより
閉路されて、スイッチング素子２／を導通させ、従って
、負荷電施工はスイッチング素子２／とスイッチング素
子２２とνこ分流される。（オざ図（Ｂ）　２　／　、
　２２の１）。そして、ｔ４時点で固定接触子Ｕ／と対
応していた切換スイッチ２Ｓの可動接点３０が固定接点
２’：）、、２７’）こ挾持されて切換スイッチ、２ｓ
は再閉路し、負荷軍施工はスイッチング素子２／から切
換スイッチ２３　Ｅ切換ッテ流れＺｒに！Ｊ１ｇ図（Ｅ
９２５．．２／（７）工）。次いで、ｔ３時点でカムス
イッチ／　ｊ’＃ｊカム板りｂのカムの谷間ｔこ当接す
ること１こより開路し、コノ結果、スイッチング素子２
２は不導通となって、負荷電施工は主として切換スイッ
チ２ｓを介して流れる。（オざ図（Ｂ）　２　！；の工
）。続いて、ｔ２時点で可動接点自体′が固定接触子４
を乙がら離れて、固定接触子ｔ、ｔｓｔこ切換えられ、
ｔＣＲ点でタップ切換信号が停止する。これにより電動
機／３は通電が断たれて停止し、併せてカムスイッチ／
　ＪａもＯＮ状態で通電が断たれ、スイッチング素子、
！／は不導通となり、この時点で降圧の／タップ切換動
作が完了する。

本発明は上述のようｔこ、サイリスタを逆並列ｔこ接続
したスイッチング素子と、機械的な切換スイッチとの組
合せｔこより、常時は負荷電流をスイッチング素子を通
すことなく切換スイッチｔこ通して流し、タップ切換時
のみは上記切換スイッチな開路して負荷電流を一時的に
スイッチング累Ｔを通して流すことにより、タップ切換
時は上記切換スイッチの開放とタップ選択器の可動接触
子とを無電弧状態で切換操作するよう１こしたもので、
本発明はサイリスク式タップ切換装置の利点（無電弧切
換と保守作業の軽減）を踏襲していることは勿論、従来
サイリスタを多数使用していた点は切換スイッチノ採用
にこより負荷電流をサイリスｌ　Ｉｃ　ｌＡｆ。

す機会が少ないためｔこサイリスタ自体の負相を軽減す
ることが可能な結果、サイリスクは必要最少限度だけ用
いればよいので、タップ切換装置を大型化することなく
、シかも、経済的ｔこ製作することができる。又、負荷
電流切換用の切換スイッチはタップ選択器の絶縁板片隅
の余剰スペースを利用して取付けであるので、特別な設
置スペースを必要とすることはない、更に、上記切換ス
イッチは、その可動接点が、可動接触子を備えた絶縁板
ｔこ取付けられている導電リング１こ所要タップ点数よ
り一つ多い数だけ／タップ切換える毎に切換スイッチの
固定接点に接触できるよう１こ配設されているので、切
換スイッチの可動接点は、タップ切換の都度それぞれ異
なる可動接点が固定接点１こ接触するため、可動接点側
々の摩耗は著しく減少し、固定接点との接触が円滑、良
好ｔこ行い得る。又、上記切換スイッチの各可動接点は
導電リングを介して可動接触子を有する駆動板ｔこ取付
けられているので、即ち、駆動板１こ同軸状態で設けら
れているため、可動接触子が固定接触子から接離する前
ｔこ可動接点を固定接点から接離しないタイミング１こ
設定するだけで、タップ切換時負荷電流が直接サイリス
タｐこ流れてサイリスターを故障させるという事故を皆
無とすることが可能であると共ｔこ、可動接点自体が固
定接点から接離するタイミングも可動接点の大きさおよ
び導電リングへの取付位置を考慮するだけで、上記タイ
ミングを簡易ｔこ設定することができる。更に、サイリ
スタからなる二つのスイッチング素子の切換えも、可動
接触子を備えた駆動板と駆動ビンを介して共動する２つ
のカム板に設けたタップ点数と対応する数のカム突起ｔ
こよりＯＮ　、ＯＦＦするカムスイッチにより時間差（
即ち、２つのカム板がカム突起を互い１こ入れ違いとな
るようｔこ設けであるため）を有して円滑ｔこ行うこと
ができ、その上、上記カム板自体も、絶縁板ｔこ同軸状
態で連接されているので、可動接触子の動きにあわせて
２つのカムスイッチをＯＮ　、ＯＦＦさせるタイミング
を容易に設定でき、この結果、タップの切換途中１こ切
換えのタイミングづれによって負荷電流が突然サイリス
クに流れてサイリスタを損傷させるという事故を防止す
ることもできる。このようｔこ、本発明によるタップ切
換装置は、タップ選択器の可動接触子と同軸状態で負荷
電流切換用の切換スイッチと、スイッチム ング素子切換用のカムスイッチを操作するノｌ板と八 が設けられているので、タップ切換を所要の操作手順に
従って円滑に、しかも、確実ｐこ行い得、その上、切換
スイッチやカム板は可動接触子と同軸状態１こあるため
組立が容易に行うことができる特長を有する。

【図面の簡単な説明】

１７図は本発明の負荷時タップ切換装置の要部を示す斜
視図、牙２図は１１１図の縦断側面図、第３図は、１１
１２図のＡ−Ａ断面図、矛１図は導電リングの正面図、
矛Ｓ図は導電リングの要部を示す平面図、牙乙図は切換
スイッチの要部を切欠いて示す縦断面図、オフ図は回路
結線図１，１１Ｐｇ図は本装置の動作を説明するタイム
チャート図で、同図（Ａ）は昇圧のタップ切換えを示し
、同図（Ｂ）は降圧のタップ切換えを示すものである。 ／・タップ選択器　　２・絶縁板１ グ／乃至ｌり・固定接触子　　Ｓ・駆動板乙、乙′・可
動接触子　　タａ、りｂ・カム板／　Ｊａ、　／　、２
ｂ−カムスイッチ、２／、、２２・スイッチング素子 ΩＳ・切換スイッチ　　２７　、２７’・固定接点３０
・可動接点　　３１・導電リング ；ｊ許出願人 ５１式会社愛知電機工作所 樗２０ ４４図 Ｃ５図 尊６図 ５３− ＄７図 ｓ８図（Ａ） ｔｏ　　ｔＩ　　　ｔｉ　　ｂ　　ｔダ　ｔ５　七＆　
　ｔ７　　ｔＩ　　七’１　　ｔＩ。 晴　　間　→ ｊ！Ｉ　８　ｔｌＱ　（Ｂ） モ＋ｏｔ？　七Ｓ七７　ｔ６　ｆ−５（６ｔ３　ｔｒ　
’ｂ＋　＋：。 峙　藺　−→

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 所要のタップと接続する複数の固定接触子を絶縁板上に
   円形に配設し、この絶縁板の前方には固定接触子と接触
   する可動接触子を有する駆動板を一対のカム板と共軸で
   駆動機構に駆動結合させ、上記絶縁板の片隅には可動接
   触子と直列接続された一対のスイッチング素子と並列に
   接続した切換スイッチを設け、この切換スイッチは、絶
   縁板に設 各固定接触子の中心に向けて垂した固定接点と、八 駆動板に導電リングを介して取付けた可動接点とからな
   り、しかも、上記可動接点は固定接点および各固定接触
   子と対応させて導電リングに／タップ切換える毎に必ず
   別の可動接点が切換スイッチの固定接点に接触できるよ
   うに配設し、更に、上記一対カム板の外周には、タップ
   の切換時スイッチング素子操作用の一対のカムスイッチ
   を所要の時間差を保って開閉させるカム突起をタップ点
   数Ｋｎ応任じて形成して成る負荷時タップ切換装置。