JP2009518787A - 切換監視機器を備えたタップ切換装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、上方のギヤ段の上に有る筐体内に配置された、切換監視機器を備えたタップ切換装置に関する。監視のために、タップ切換装置の接点を保持する切換器支柱と連結されたカム円板によって動かされる二つのカムスイッチが配備されている。カム円板は、その正面上に、区分された水平の輪郭を有し、両方のカムスイッチが、それぞれ部分的な輪郭上を移動する。

Description

本発明は、タップ付変成器用の切換監視機器を備えたタップ切換装置に関する。

タップ切換装置は、タップ付変成器の異なる巻線タップ間を無電力の状態で切り換える役割を果たしている。負荷の下での無中断による切換を行う負荷時タップ切換装置とは逆に、当該の変成器を切り換えるために配備されたタップ切換装置では、各切換の開始前には完全に電力を遮断しておかねばならず、切換が完全に終了した後に初めて再度電力を投入することができる。

そのようなタップ切換装置は、非特許文献１の出願人のガイドブックにより周知である。そのような周知のタップ切換装置は、それぞれ上方のギヤ段に作用する手動操作部又はモーター駆動部、或いは直接的なハンドル駆動部又は切換キーによっても操作することが可能である。

手動操作部又はモーター駆動部による操作を頻繁に行う場合、タップ切換装置の頭部には、上方のギヤ段が配備されている。この上方のギヤ段には、手動操作部又はモーター駆動部によって操作される駆動軸が差し込まれており、上方のギヤ段からは、切換毎に完全に一回転するマルタクロスクランクが出ており、このマルタクロスクランクは、マルタクロス歯車と係合し、マルタクロス歯車自体は、更に、タップ切換装置の中央に配置された回転可能な切換器支柱と連結されている。この回転可能な切換器支柱は、タップ切換装置の可動式切換器接点を保持している。この切換器支柱は、前述した通り、絶縁体のフレーム又は円筒の内部の中央に配置されており、その周囲の複数の水平面内には、回転可能な可動式切換器接点によって選択的に切り換えることが可能な固定式タップ切換接点が配置されている。

それによると、手動操作部又はモーター駆動部の操作によって、次の通り、タップ切換が行われる。上方のギヤ段に差し込まれている駆動軸が回転し、その回転がマルタクロス推進器に伝達され、その推進器は、切換器支柱と連結されたマルタクロス歯車と係合しており、この歯車が、一つの切換ステップだけ更に回転する。それによって、切換器支柱は、同じ角度だけ回転して、従来通り、その上に配置された可動式接点をそれと接触している固定式接点から引き離して、次に、隣の別の固定式接点との新たな電気的な接触を形成する。それによって、タップ切換が完了して、変成器に再び電力を投入することが可能となる。

周知のタップ切換装置では、前述した上方のギヤ段の上には、切換監視機器が配備されている。この切換監視機器は、カムスイッチＳ８０，Ｓ９０として実現された、機械的に作動される二つのマイクロスイッチを備えている。

第一のカムスイッチＳ８０は、各操作位置で作動する、即ち、タップ切換装置のシフト後には、一つの操作位置からその次の切換状態に切り換わる。そのカムスイッチは、それに続く次の操作位置へのシフト後には、元の切換位置に戻って来る。そのために、小さい中間歯車を介して駆動軸の輪郭を動かして、その輪郭の上を第一のカムスイッチが移動して行く。

第二のカムスイッチＳ９０は、タップ切換装置の切換ステップ毎に作動する、即ち、タップ切換装置が一つの切換ステップだけシフトした後に、再び元の切換位置に戻って来る。そのために、マルタクロス歯車の上には、カム円板が固定されており、その周囲には、カム溝を付けた輪郭が施されている。カム溝の数は、実現可能な切換位置の数ｎと一致する。この正面側の輪郭上を第二のカムスイッチが移動して行く。タップ切換時には、マルタクロス歯車によって、切換器支柱とそのためカム円板も３６０°／ｎの角度だけ回転される。

前述した両方のカムスイッチは、次の場合に、変成器の電力開閉器の開放が行われるように、電気的に切り換えられる。

・タップ切換装置の軸が回転した、即ち、第二のカムスイッチＳ９０が開いた場合
・タップ切換装置の駆動部が動かされた、即ち、第一のカムスイッチＳ８０が開いた場合
それに対して、変成器の電力開閉器の再閉成は、次の場合にのみ可能である。

・タップ切換装置が所定の動作位置に有る場合
・更に、タップ切換装置の駆動部が、同じく所定の動作位置に有る場合
この周知の切換監視機器は、様々な欠点を持っている。この機器は、駆動リンク機構が故障しているか、或いはリンクを解除しているか否かを検出することはできるが、タップ切換装置の切換器支柱を駆動するためのマルタクロス推進器とマルタクロス歯車から成るマルタクロス式ギヤ機構の故障又は誤動作を検出することはできない。そのような切換監視機器が検知しない故障時には、タップ切換装置が所定の動作位置に居ないために、被害を拡大させる可能性が有る。この周知の機器の更なる欠点は、両方のカムスイッチの空間的に分離された位置と異なる作動形態によって、設定及び調整が複雑となり、構成が面倒になることである。
「タップ切換装置ＤＥＥＴＡＰ（登録商標）Ｕ型」ガイドブックＢＡ２４９、出版日２００３年１０月

以上のことから、本発明の課題は、次の特徴を持つ切換監視機器を備えたタップ切換装置を提示することである。

・マルタクロス駆動部の誤動作も監視する
・簡単に構成及び調節することが可能である
・更に、容易にアクセスすることができる

この課題は、請求項１の特徴を持つタップ切換装置によって解決される。従属請求項は、本発明の特に有利な改善構成に関する。

本発明によるタップ切換装置とその監視機器の利点は、次の通り集約することができる。

・切換器支柱と直に連結されており、そのため切換器支柱の如何なる不確かな位置、即ち、確かな動作位置からの如何なる変位も確実に検出される
・蓋を備えた別個の筐体とすることによって、組立と配線が簡単となる
・両方のカムスイッチの共通的な配置によって、簡単な手法により共通的な設定と調整が可能となる
前述した通り、主な利点は、駆動リンク機構の故障と（新たな）マルタクロス式ギヤ機構の故障の両方を確実に検出することができることである。

本発明の特に有利な改善構成では、更に、点検窓ガラス等を通して上方から読み取ることが可能な光学的な位置表示器が簡単な手法で統合されている。

以下において、図面にもとづく実施例により、本発明を更に詳しく説明する。

先ずは、本発明による切換監視機器の構造を図１〜３にもとづき説明する。

切換監視機器１は、タップ切換装置の上方のギヤ段の上に有る別個の筐体２内に配置されている。筐体２は、固定用ねじ３を用いて、上方のギヤ段と固定されている。それらの間には、周回するパッキン４が更に配備されている。この機器は、水平に配置されたカム円板５を内部に備えており、この円板は、ねじ込み部６を用いて、図示されていないマルタクロス式ギヤ機構とそのためタップ切換装置の切換器支柱と直に連結されている。カム円板５は、その正面上に、上方正面側の輪郭７と下方正面側の輪郭８とを有し、両方の輪郭７，８は、水平方向に平行に延びている。上方正面側の輪郭７は、従来技術のカムスイッチＳ９０の機能を果たす上方のカムスイッチ９と協働する。下方正面側の輪郭８は、従来技術のカムスイッチＳ８０と機能的に等しい下方のカムスイッチ１０と協働する。

本発明の特に有利な実施構成では、カム円板５上には、例えば、リベット１２を用いて、数字円板１１が固定されている。数字円板１１の上側には、タップ切換装置の実現可能な位置に対応する幾つかの数字が付与されている。当然のことながら、本発明の範囲内において、そのような数字をカム円板５自体の上側に配備することも可能である。筐体２の上方領域には、ねじで固定された蓋１３が有る。その内部には、点検窓ガラスが配備されている。図１では、それに対応したパッキン１５，１６も一緒に図示されている。点検窓ガラス１４の上の蓋１３の上端には、保護材としてカバー１７が配備されている。点検窓ガラス１４は、数字円板１１上のその時々の数字を上方から読み取ることができるように配置されている。蓋１３の下方の側面には、電気配線をカムスイッチ９，１０と接続するための接続端子１８が有る。更に、側面には、電気配線を引き出すためのねじ込み部１９が図示されている。

本発明による切換監視機器の機能は、次の通りである。

ｎ個の切換位置を備えたタップ切換装置の操作毎に、図示されていないマルタクロス歯車が３６０°／ｎの角度だけ回転する。それと連結されたカム円板５も同じ角度だけ回転する。上方正面側の輪郭７は、それと協働する上方のカムスイッチ９が、回転運動の開始時に外側に押されて、回転運動の終了後タップ切換装置が新しい動作位置に達した場合に、再び新しいカム溝内に落ち込むように構成されている。それに対して、下方正面側の輪郭８は、それと協働する下方のカムスイッチ１０が、回転運動の開始時に同じく外側に押されるが、回転運動の終了後タップ切換装置が新しい動作位置に達した場合、その位置に留まるように構成されている。そのカムスイッチは、それに続く次のタップ切換時において、その切換が終了した場合に、ようやく更に別のカム溝内に落ち込む。そのことから、上方正面側の輪郭７上における内側方向を向いたカム溝、即ち、刻み目の数がタップ切換装置の実現可能な切換位置の数に等しいこととなる。それに対して、下方正面側の輪郭８上における内側方向を向いたカム溝、即ち、刻み目の数は、その半分の数しかない、即ち、下方正面側の輪郭８のカム溝は、上方正面側の輪郭７の二つ毎のカム溝の下にしかない。

図４に、両方のカムスイッチ９，１０の接点開閉グラフを一度だけ図示する。上方のカムスイッチ９は、切換ステップ毎に、即ち、タップ切換装置の操作毎に動かされて、タップ切換装置を一つの切換ステップだけシフトさせた後には、再び元の切換位置に戻って来ている。それに対して、下方のカムスイッチ１０は、動作位置毎に動かされる、即ち、タップ切換装置のシフト後には、一つの動作位置からその次の安定した切換状態に切り換わる。このカムスイッチは、タップ切換装置がそれに続く更に次の動作位置に更にシフトした後に、ようやくその元の切換位置に戻って来る。

本発明による別個の筐体２内に置いた切換監視機器１は、一連の利点を有する。先ず第一には、簡単な組立と配線が可能であり、そのためには、蓋１３を開けるだけであり、この装置自体への介入は、もはや不要である。ここで説明した特に有利な実施構成では、簡単な手法で光学的な位置表示器を統合している。相応の数字は、タップ切換装置のその時々に切り換えられている実際の位置を点検窓ガラス１４を通して上方から見ることができるような手法で、数字円板１１の上又はカム円板５自体の上側に配置されている。両方のカムスイッチ９，１０は、簡単な手法で、例えば、共通のプレート上に配置して、設定することが可能である。本発明による構成の特別な利点は、従来技術で一般的であるように、駆動リンク機構が故障しているか否かを監視するだけでなく、更にマルタクロス式ギヤ機構の故障又は誤動作も検出されることである。後者は、カム円板５をマルタクロス式ギヤ機構と直に連結することによって実現される。そのため、切換器支柱との直接的な連結が得られる。言い換えると、本発明では、検出されない追加的な故障を引き起こす可能性の有る駆動部列又は歯車列を間に連結すること無く、切換器支柱に対する直接的な監視が行われる。

特に有利な手法では、両方のカムスイッチ９，１０を垂直方向に重ね合わせて配置し、使用者側において、組立又は解体を行う必要がないようにすることが考えられる。

本発明によるタップ切換装置の切換監視機器を側面から見た模式的な断面図 閉じられた状態の切換監視機器を上方から見た斜視図 切換監視機器の内部の構成部品だけを上方から見た斜視図 図示されている切換監視機器の両方のカムスイッチの接点開閉グラフ

Claims (9)

1. タップ切換装置が、駆動軸によって動かすことが可能な上方のギヤ段を備えており、
   上方のギヤ段自体は、マルタクロス式ギヤ機構を駆動し、
   マルタクロス式ギヤ機構のマルタクロス歯車が、タップ切換装置内の中央に配置された、接点を保持する切換器支柱と機械的に連結されており、
   切換監視機器が、上方のギヤ段の上に有る筐体内に配置されるとともに、二つのカムスイッチを備えている、
   切換監視機器を備えたタップ切換装置において、
   切換監視機器（１）が、マルタクロス歯車とそのため切換器支柱と直に機械的に連結されている、水平に配置されたカム円板（５）を備えていることと、
   カム円板（５）が、その正面上に、周回する上方正面側の輪郭（７）と下方正面側の輪郭（８）とを有し、両方の輪郭（７，８）が水平方向に平行に延びていることと、
   第一のカムスイッチ（９）が上方正面側の輪郭（７）上を移動し、第二のカムスイッチ（１０）が下方正面側の輪郭（８）上を移動することと、
   を特徴とする切換監視機器を備えたタップ切換装置。
2. 上方正面側の輪郭（７）の幾何学的な形状は、カム円板の上を移動する上方のカムスイッチ（９）がカム円板（５）の回転運動の開始時に外側に押されて、回転運動の終了後に再び新しいカム溝内に落ち込むように構成されていることと、
   下方正面側の輪郭（８）の幾何学的な形状は、カム円板の上を移動する下方のカムスイッチ（１０）がカム円板（５）の回転運動の開始時に同じく外側に押されるが、回転運動の終了後にその位置に留まって、それに続く次の回転運動時に、ようやく更に別のカム溝内に落ち込むように構成されていることと、
   を特徴とする請求項１に記載の切換監視機器を備えたタップ切換装置。
3. 上方正面側の輪郭（７）上における内側方向を向いたカム溝の数が、タップ切換装置の実現可能な切換位置の数ｎに等しいことと、
   下方正面側の輪郭（８）上における内側方向を向いたカム溝の数が、タップ切換装置の実現可能な切換位置の数の半分に等しいことと、
   を特徴とする請求項２に記載の切換監視機器を備えたタップ切換装置。
4. 両方のカムスイッチ（９，１０）が、垂直方向に、即ち、カム円板（５）に対して垂直な面に対して重ね合わせて配置されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の切換監視機器を備えたタップ切換装置。
5. カム円板（５）の上側には、タップ切換装置の実現可能な位置と一致する数字が配置されていることと、
   点検窓ガラス（１４）が、筐体（２）の上方領域内に配備されていることと、
   点検窓ガラス（１４）が、タップ切換装置のその時々の位置に対応する数字をそれぞれ上方から読み取ることができるように配置されていることと、
   を特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の切換監視機器を備えたタップ切換装置。
6. 当該の数字が、カム円板（５）と固定された別個の数字円板（１１）上に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の切換監視機器を備えたタップ切換装置。
7. カム円板（５）が、マルタクロス歯車を介して、切換器支柱の直ぐ上に配置されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の切換監視機器を備えたタップ切換装置。
8. カム円板（５）とマルタクロス歯車との間の形状を合わせた連結が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の切換監視機器を備えたタップ切換装置。
9. 切換監視機器（１）が、タップ切換装置の頭部上の中央に有る筐体（２）内の配置されていることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の切換監視機器を備えたタップ切換装置。

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