Transformer for gas insulated meter
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前記高圧端子と同一の軸上に配置された電圧変成要素と、
前記電圧変成要素に接続され、且つ前記高圧端子に配置し対向方向に移動できる接続導体と、
前記高圧端子に対して対向方向に前記接続導体を移動させて、前記接続導体に接続又は開離させる駆動部と、
を備えることを特徴とするガス絶縁計器用変圧器。
本発明は、ガス絶縁計器用変圧器に関する。
ガス絶縁計器用変圧器（以下、「ガスＶＴ」と言う。）は、ガス絶縁開閉装置（以下「ＧＩＳ」と言う。）に接続して高圧回路の電圧変成を行うが、ＧＩＳの直流及び交流耐電圧試験時等には、高圧回路から切離す必要がある。
ガスＶＴは、ＧＩＳに取付けられて使用するものであるが、ＧＩＳにガスＶＴを取付けた状態で、ＧＩＳのＡＣ耐電圧試験をしようとするとガスＶＴの鉄芯が磁気飽和し、一次コイルを焼損する危険がある。 そのため、ＧＩＳ側に断路器を設け、ＧＩＳのＡＣ耐電圧試験時にガスＶＴを切離し、又は、試験としてＡＣ耐電圧を印加しても鉄芯が磁気飽和しないようにガスＶＴの鉄芯を大きくする必要がある。
しかし、ＧＩＳへの断路器の設置は、コストアップにつながり、ガスＶＴに磁気飽和しない鉄芯を採用することは、ガスＶＴが大きくなりＧＩＳ自体を大きくしてしまうこと及びＶＴ自体のコストアップにつながる。 そのため、簡易断路装置を有するガスＶＴ（以下、「簡易断路装置付ガスＶＴ」と記載する）が提案されている（下記特許文献１）。
以下に、図５を用いて、提案されている簡易断路装置付ガスＶＴを説明する。 図５は、簡易断路装置付ガスＶＴの内部構造を示す側面図である。 容器１０１内には、絶縁ガスが充填されており、絶縁スペーサ１１２や容器カバー１１０等により密閉されている。 容器１０１内に導入された高圧導体１０２の端部には、高圧端子１０３が設けられ、電圧変成要素１１１の高圧側端部の接続導体１０４に対向して配置される。
電圧変成要素１１１は、一次コイル１０５、二次コイル１０６、及び鉄芯１０７から構成される。 上記のように、電圧変成要素１１１は、高圧導体１０２に対向して配置されるため、高圧導体１０２との接続又は開離は、容器１０１の長手方向に接続導体１０４及び電圧変成要素１１１を移動することで行う。 可動板１０９は、電圧変成要素１１１に連結されている。 可動板１０９に連結した操作装置１１３は、可動板１０９と連結した電圧変成要素１１１を移動するために、歯車等の動力伝達機構や、モータ等の動力源を有する。 そして、操作装置１１３は、可動板１０９を長手方向に移動させることで、接続導体１０４とを高圧端子１０３と接続又は開離させることができる。
しかしながら、上記した簡易断路装置付ガスＶＴは、重い電圧変成要素を接続又は開離するために大きな動作力を必要とする。 また、高圧回路の電圧が高くなってくると、電圧変成要素も電圧に従って大型化するため、必要な動作力も大きくなる。 そのため、大きな動作力を生成するために、操作装置１１３はより大型化及び重量化する。
本発明は、小さな動作力で、電圧変成要素と高圧回路とを接続又は開離することを可能にする簡易断路装置付ガスＶＴを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、単相交流の高圧導体に接続した高圧端子と、上記高圧端子と同一の軸上に配置された電圧変成要素と、上記電圧変成要素に接続され、且つ上記高圧端子に配置し対向方向に移動できる接続導体と、上記高圧端子に対して対向方向に上記接続導体を移動させて、上記接続導体に接触又は開離させる駆動部と、を備えるガス絶縁計器用変圧器を提供する。
上記ガス絶縁計器用変圧器は、小さな動作力で、電圧変成要素と高圧回路とを接続又は開離することを可能にする。
以下、本発明に係る簡易断路装置付ガスＶＴの一実施形態について、図１〜３を参照して説明する。
図１を用いて、簡易断路装置付ガスＶＴ２０の内部構造の一例について説明する。 図１（ａ）は、接続導体及び高圧端子が互いに接続されている状態（以下、「オン状態」と言う。）を示し、図１（ｂ）は、接続導体３２及び高圧端子３１が開離した状態（以下、「オフ状態」と言う。）を示す。
簡易断路装置付ガスＶＴ２０は、図示のように、一次コイル２１、二次コイル２２、電界緩和シールド２３、３３、鉄芯２４、鉄芯固定金具２５、容器底板２６、容器２７、絶縁スペーサ２８、ＧＩＳ接続用導体２８ａ、取付フランジ２９、高圧導体３０、高圧端子３１、接続導体３２、絶縁操作棒３４、回転操作棒３５、取付板３６、回転機構部３７、及び操作ハンドル３８を有する。 簡易断路装置付ガスＶＴ２０は、取付フランジ２９を介してＧＩＳと結合され、ＧＩＳ接続用導体２８ａを介して高圧導体３０は単相高圧回路と電気的に接続される。 絶縁操作棒３４、回転操作棒３５、取付板３６、回転機構部３７、操作ハンドル３８は駆動部４０を構成して、接続導体３２を昇降する。 また、駆動部４０は、図示のように、簡易断路装置付きＶＴ２０の側部に備えられる。 電圧変成要素４１は、鉄芯２４の上に二次コイル２２を巻き、さらにその外側に一次コイル２１を巻いた構成を有する。 なお、図示のように、電圧変成要素４１は、高圧端子３１及び接続導体３２と同一の軸上に配置される。
高圧導体３０は、絶縁スペーサ２８に接続されており、絶縁スペーサ２８はＳＦ ６等の絶縁ガスが充填されている容器２７に気密接続されている。 容器２７内において、高圧導体３０の先端には、高圧端子３１が取り付けられている。 高圧端子３１には、内部にバネ（図示省略）が設けてあり高圧端子３１は容器２７の長手方向に移動し、かつ、そのバネの力で高圧端子３１と接続する接続導体３２との接触圧を保持している。
一次コイル２１は、余長を持たせた電線３９（後述）を介して接続導体３２と電気的に接続されている。 そのため、一次コイル２１に流れる高圧電流により鉄芯２４内に生じる磁束変化によって、二次コイル２２に誘導起電力が生じる。 このようにして、一次コイル２１の高電圧は、二次コイル２２内で変圧される。
鉄芯固定金具２５は、鉄芯２４を容器底板２６に固定する。 回転機構部３７は、容器２７に取付板３６で固定された回転操作棒３５を介して、操作ハンドル３８の回転動作により生じた駆動力を絶縁操作棒３４に伝達することにより、絶縁操作棒３４を昇降することができる。 接続導体３２は、絶縁操作棒３４に固定されているため、絶縁操作棒３４の昇降動作と共に昇降する。
図２を用いて、接続導体３２と高圧端子３１との接続及び開離の一例について説明する。 図２（ａ）に示す接続導体３２及び高圧端子３１は、オン状態を示す。 図２（ｂ）に示す接続導体３２及び高圧端子３１は、オフ状態を示す。
図２（ａ）に示すオン状態では、接続導体３２は、高圧端子３１の真下に接触するように配置される。 オン状態によって高圧導体３０は、高圧端子３１及び接続導体３２及び接続導体３２に接続された電線３９により電圧変成要素４１に接続される。
図２（ｂ）に示すオフ状態では、接続導体３２は、高圧端子３１の真下で開離されるように配置される。 図示のように、電線３９は、接続及び開離可能なように十分な柔軟性と可動範囲を有するため、接続導体３２の上下移動を可能にする。 また、オフ状態では、図２（ｂ）に示す絶縁状態を維持する適切なガスギャップｇまで、接続導体３２は高圧端子３１に対して開離する。
なお、電線３９は、上記したような柔軟性と可動範囲を達成するためにバネ形状のものであっても良い。
このように、高圧端子３１に対して、移動可能な接続導体３２が駆動部４０によって昇降動作し、接続又は開離することで、簡易断路装置としての機能が提供される。
図３を用いて、駆動部の一例について説明する。
操作ハンドル３８を回すと、回転機構部３７を通じ、回転操作棒３５が回転する。 なお、回転機構部３７は、操作ハンドル３８からの回転動力を、内部に有するギヤボックス（図示省略）、かさ歯車（図示省略）、斜歯歯車（図示省略）等を利用して、回転軸方向を変換することにより、回転操作棒３５を回転する。
絶縁操作棒３４には、回転操作棒３５のネジに組み合わさるネジを有する。 そのため、回転操作棒３５が回転すると、絶縁操作棒３４が昇降し、絶縁操作棒３４に連結される接続導体３２が高圧端子３１と接続又は開離する。
なお、操作ハンドル３８は、誤動作を回避する等の目的のために、操作時にのみ回転機構部３７に差し込むのが好ましい。
回転機構部３７は、モータ等の動力機構（図示省略）を設けることで操作ハンドル３８による手動操作ではなく、自動操作で接続導体３２の接続又は開離を行うことが可能である。 その場合は、回転機構部３７に操作パネルを付け、操作パネルから、もしくは、動力モータの電源端子を設け、遠征の監視盤と接続することで遠方からオン状態あるいはオフ状態の動作指示を行うことで、動力機構は、回転操作棒３５を動かす。 また、動力機構は、絶縁操作棒３４が接続導体３２の接続及び開離のための適切な位置で止まることを、動力モータの電流値や、接続導体３２又は絶縁操作棒３４の検出センサにより自動検出することで自動停止処理を行うことができる。
上記のように、簡易断路装置付ガスＶＴ２０は、コイルや鉄芯の重心位置を変えることなく、接続導体を長手方向に移動することで、高圧導体と電圧変成要素の断路が可能である。 そのため、高圧導体と電圧変成要素との接続又は開離動作において、重量のある電圧変成要素であっても接続又は開離動作の必要動力を小さくすることができる。
また、接続導体の昇降動作を行うための駆動部が簡素化され、簡易断路装置付ガスＶＴの側部に配置されるため、簡易断路装置付ガスＶＴの長手方向の長さを短縮し、簡易断路装置付ガスＶＴ全体の大きさを小型化する。 そのため、簡易断路装置付ガスＶＴの自重×容器の長手方向距離のモーメント力が小さくなり、ＧＩＳと簡易断路装置付ガスＶＴとの接続部の荷重応力が小さくなり、接続部の重量を軽量化することができる。
２０ 簡易断路装置付ガスＶＴ
２１ 一次コイル ２２ 二次コイル ２３、３３ 電界緩和シールド ２４ 鉄芯 ２５ 鉄芯固定金具 ２６ 容器底板 ２７ 容器 ２８ 絶縁スペーサ ２９ 取付フランジ ３０ 高圧導体 ３１ 高圧端子 ３２ 接続導体 ３４ 絶縁操作棒 ３５ 回転操作棒 ３６ 取付板 ３７ 回転機構部 ３８ 操作ハンドル ３９ 電線 ４０ 駆動部 ４１ 電圧変成要素
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