带负载时抽头转换器的制作方法

1.本发明的实施方式涉及带负载时抽头(tap)转换器。


背景技术：

2.带负载时抽头转换器是在变压器运转中(带负载时)切换抽头的装置。通常，带负载时抽头转换器具有抽头选择器和转换开关。抽头选择器选择在变压器抽头绕组中运转的抽头。转换开关将电路切换到所选择的抽头。转换开关与绝缘油或绝缘气体一起被收容于绝缘容器。转换开关主要由弹簧的释放力驱动。为了瞬时切换电路，在转换开关上作用较大的力。因此，要求牢固地设置转换开关。
3.[现有技术文献]
[0004]
[专利文献]
[0005]
[专利文献1]日本专利第5707071号公报
[0006]
[专利文献2]日本专利第6067220号公报


技术实现要素：

[0007]
本发明要解决的技术问题
[0008]
本发明要解决的技术问题在于，提供能够牢固地设置转换开关的带负载时抽头转换器。
[0009]
用于解决技术问题的手段
[0010]
实施方式的带负载时抽头转换器具有转换开关和容器。转换开关进行绕组的抽头转换动作。容器收容转换开关。容器具有供转换开关紧固的底部。
附图说明
[0011]
图1是第一实施方式的变压器的概略图。
[0012]
图2是表示第一实施方式的带负载时抽头转换器的一部分的立体图。
[0013]
图3是表示第一实施方式的带负载时抽头转换器的一部分的剖视图。
[0014]
图4是示意地表示第一实施方式的油槽主体的内部的立体图。
[0015]
图5是图4的v－v线的剖视图。
[0016]
图6是表示第一实施方式的转换开关的立体图。
[0017]
图7是说明第一实施方式的转换开关的设置作业的图。
[0018]
图8是表示在第一实施方式的转换开关的设置作业中使承接座与支柱接合的情况的图。
[0019]
图9是表示在第一实施方式的转换开关的设置作业中使承接座与支柱接合的情况的图。
[0020]
图10是表示在第一实施方式的转换开关的设置作业中使承接座与支柱接合的情况的图。
[0021]
图11是表示第二实施方式的承接座与支柱的接合部的剖视图。
[0022]
图12是表示在第二实施方式的转换开关的设置作业中使承接座与支柱接合的情况的图。
[0023]
图13是表示第三实施方式的带负载时抽头转换器的一部分的剖视图。
具体实施方式
[0024]
以下，参照附图对实施方式的带负载时抽头转换器进行说明。
[0025]
(第一实施方式)
[0026]
图1是第一实施方式的变压器的概略图。
[0027]
如图1所示，变压器1具备未图示的变压器主体、将变压器主体与绝缘油一起收容的箱体2、固定在箱体2上的带负载时抽头转换器3。变压器主体具有铁芯及安装在铁芯上的绕组。箱体2具备沿水平方向延伸的顶板5。在顶板5上形成有供带负载时抽头转换器3从上方插入的开口部5a。带负载时抽头转换器3在将一部分配置在箱体2内的状态下，将顶板5的开口部5a封闭。在箱体2外配置有向带负载时抽头转换器3施加动力的作为驱动源的电动操作机构(未图示)。电动操作机构具备马达。电动操作机构使与带负载时抽头转换器3连结的中继轴(未图示)旋转，向带负载时抽头转换器3传递动力。
[0028]
图2是表示第一实施方式的带负载时抽头转换器的一部分的立体图。
[0029]
如图1及图2所示，带负载时抽头转换器3具备抽头选择器10、转换开关11和油槽12。抽头选择器10选择变压器主体的绕组的抽头。抽头选择器10配置在箱体2内。转换开关11作为抽头转换动作，而将电路瞬时切换到所选择的抽头。转换开关11配置在相对于抽头选择器10而言的顶板5侧。油槽12将转换开关11与绝缘油一起收容在箱体2内。油槽12切断箱体2内与油槽12内的连通。油槽12将转换开关11与变压器主体完全隔离。油槽12从上方支承抽头选择器10。
[0030]
图3是表示第一实施方式的带负载时抽头转换器的一部分的剖视图。
[0031]
如图1及图3所示，油槽12具有油槽主体20(容器)、油槽盖25及凸缘27。
[0032]
油槽主体20具备位于下端部的底壁部21(底部)和从底壁部21的外周部向上方延伸的周壁部22。底壁部21配置在箱体2内。底壁部21配置在抽头选择器10与转换开关11之间。底壁部21形成为从上方观察时为圆形状。传递轴16(传递部)贯穿底壁部21。传递轴16沿上下方向延伸。传动轴16由底壁部21支承为能够旋转。传递轴16将使转换开关11动作的动力从油槽12外传递到油槽12内(详情后述)。周壁部22整体形成为圆筒状。周壁部22从水平方向的外侧包围转换开关11。在油槽主体20的上端部形成有油槽开口部23，该油槽开口部23供转换开关11能够沿上下方向通过。油槽开口部23向上方开口。
[0033]
图4是示意性地表示第一实施方式的油槽主体的内部的立体图。
[0034]
如图4所示，在油槽主体20的底壁部21配置有承接座40。承接座40从下方支承转换开关11。承接座40从底壁部21的上表面向上方突出。另外，承接座40既可以与底壁部21一体地形成，也可以作为与底壁部21不同的部件形成而与底壁部21接合。在将承接座40接合到底壁部21的情况下，底壁部21与承接座40的接合方法既可以是接合部具有连续性的焊接等冶金接合，也可以是接合部不具有连续性的紧固等机械接合。承接座40从上方观察以包围周壁部22的中心轴线p的方式配置有三个以上(在本实施方式中为三个)。承接座40在绕中
心轴线p的周向上以等角度间隔配置。在承接座40的上表面形成有向下方凹陷的凹部41。
[0035]
图5是图4的v－v线的剖视图。
[0036]
如图5所示，凹部41具备侧面42及底面45。侧面42从凹部41的上端开口缘向下方延伸。侧面42形成为横截面为圆形状。侧面42具备朝向油槽开口部23侧(上方)的锥面43和在上下方向上均匀地延伸的笔直面44。锥面43随着从凹部41的上端开口缘朝向下方而逐渐缩径。笔直面44从锥面43的下端缘向下方以一定的内径延伸。底面45从笔直面44的下端缘向径向(水平方向)的内侧延伸。在底面45上形成有向下方延伸的内螺纹46。内螺纹46与笔直面44同轴地形成。
[0037]
如图3所示，在油槽主体20内配置有配管35。配管35相对于油槽主体20固定地配置。配管35在油槽主体20内沿上下方向延伸。配管35的下端部在底壁部21附近开口。配管35用于吸起油槽主体20内的绝缘油。
[0038]
如图1及图3所示，油槽盖25封闭油槽开口部23。油槽盖25相对于转换开关11隔开间隔地配置。油槽盖25形成为从上方观察时与油槽主体20同心的圆形状。油槽盖25从上方被紧固在油槽主体20的上端部。油槽盖25的外周部遍及整周地与油槽主体20的周壁部22的上端部紧密接触。
[0039]
凸缘27从油槽主体20的上部伸出，并且在油槽主体20的周围遍及整周地延伸。凸缘27沿水平方向延伸。凸缘27与箱体2的顶板5接合。凸缘27从上方紧固在顶板5上。凸缘27从上方观察时与顶板5的开口部5a的内周缘整体重叠。凸缘27在将油槽主体20从上方插入到顶板5的开口部5a的状态下，遍及整周地与开口部5a的周边紧密地接触。凸缘27将顶板5的开口部5a与油槽主体20之间封闭。凸缘27的外周缘形成为从上方观察时包围抽头选择器10的整体。
[0040]
油槽12主要通过将油槽主部31、油槽头部32以及头部盖33作为部件进行组合而形成。油槽主部31包括从油槽主体20的上下方向中间部到下端部的部分。油槽主部31的整体配置在箱体2内。油槽主部31形成为向上方开口的圆筒状。油槽头部32包括油槽主体20的上部及凸缘27。油槽头部32作为整体而形成为圆筒状。油槽头部32的下端部紧密地插入到油槽主部31的上端部的内侧。在油槽头部32的上下方向中间部配置有凸缘27。头部盖33是油槽盖25。头部盖33从上方将油槽头部32的上端部的开口封闭。
[0041]
图6是表示第一实施方式的转换开关的立体图。
[0042]
如图6所示，转换开关11通过配置在油槽主体20内的螺栓70(外螺纹)而被紧固在油槽主体20上。转换开关11具有上板50、下板51、支柱52(引导件)、蓄势机构53、转换单元54和限流电阻器55。上板5及下板51形成为与油槽主体20的周壁部22的中心轴线o同心的圆盘状，在上下方向上并列且相互平行地配置。在上板50及下板51各自的外周缘设有切口56。各切口56形成为从上方观察相互重叠。在各切口56中配置有配管35(参照图3)。
[0043]
支柱52连接上板50及下板51。支柱52作为转换开关11的腿被承接座40支承。支柱52沿上下方向延伸。支柱52具备朝向油槽开口部23侧的上端部60(第一端部)和朝向承接座40侧的下端部61(第二端部)。上端部60形成在可通过油槽开口部23从上方视觉辨认的位置。下端部61插入到承接座40的凹部41。下端部61形成为直径比凹部41的笔直面44小(参照图5)。
[0044]
在支柱52上形成有从上端部60一致延伸至下端部61的中空部62。在本实施方式
中，支柱52形成为圆筒状。中空部62在上端部60向油槽开口部23侧开口。中空部62在下端部61向承接座40侧开口。
[0045]
中空部62中被螺栓70插通。支柱52将从上方被插入到中空部62的螺栓70引导至承接座40。螺栓70的前端从支柱52的下端开口朝向下方突出，与承接座40的内螺纹46(参照图5)结合。螺栓70的头部在下方将支柱52的上端部60紧固。由此，转换开关11被紧固在油槽主体20的底壁部21上。
[0046]
蓄势机构53配置在下板51与油槽主体20的底壁部21之间。蓄势机构53与传递轴16(参照图3)连结。蓄势机构53包括蓄势弹簧58。蓄势机构53与抽头选择器10的抽头选择动作并行地、基于传递轴16的旋转而使蓄势弹簧58伸长或压缩。蓄势机构53在抽头选择器10的抽头选择动作完成后，释放被蓄势的蓄势弹簧58。蓄势机构53利用蓄势弹簧58释放力时的复原力(释放力)而瞬时驱动转换单元54。
[0047]
转换单元54配置在上板50与下板51之间，由两者支承。转换单元54具有作为真空断路器的阀59。转换单元54通过蓄势弹簧58的释放力来控制阀59的开闭。
[0048]
限流电阻器55隔着上板50而被配置在转换单元54的相反侧。限流电阻器55固定在上板50上。限流电阻器55先于电路的切换而暂时通电。
[0049]
如图1及图3所示，带负载时抽头转换器3具备齿轮机构13、驱动轴14和支承部15。
[0050]
齿轮机构13配置在凸缘27上。从上方观察，齿轮机构13配置在油槽主体20与箱体2的开口部5a的内周缘之间。通过电动操作机构的动力而旋转的中继轴在箱体2外与齿轮机构13连结。齿轮机构13将电动操作机构的动力从箱体2外向箱体2内导入。齿轮机构13具备：与中继轴连结的蜗杆、与蜗杆啮合的蜗轮、与蜗轮一体旋转的轴13a。齿轮机构13通过蜗杆及蜗轮将中继轴的旋转减速并传递给轴13a。轴13a沿上下方向延伸。轴13a的下端部位于箱体2内，与驱动轴14连结。
[0051]
驱动轴14配置在箱体2内。驱动轴14将电动操作机构的动力从齿轮机构13传递给抽头选择器10及转换开关11。驱动轴14配置在油槽12的外侧。驱动轴14具备：与齿轮机构13的轴13a的下端部连结的轴上部80、与抽头选择器10连结的轴下部81、配置在轴上部80与轴下部81之间的中间部82。
[0052]
如图3所示，轴上部80沿上下方向延伸，与齿轮机构13的轴13a同轴配置。轴上部80与轴13a一体旋转。轴下部81沿上下方向延伸。在轴下部81固定有向转换开关11传递旋转的齿轮17。齿轮17与固定在传递轴16上的齿轮啮合。由此，轴下部81的旋转通过传递轴16从油槽12外传递到油槽12内。轴下部81与轴上部80相比配置在油槽主体20侧。中间部82与轴上部80及轴下部81连结。中间部82经由第一万向接头83与轴上部80的下端部连结，并且经由第二万向接头84与轴下部81的上端部连结。由此，轴下部81与轴上部80一体旋转。中间部82在相对于上下方向倾斜的方向上延伸。具体而言，中间部82随着从第一万向接头83朝向第二万向接头84而逐渐接近油槽主体20。
[0053]
支承部15配置在箱体2内。支承部15将驱动轴14支承为可旋转。支承部15具备：上侧支承部90，支承驱动轴14的轴上部80；和下侧支承部91，支承驱动轴14的轴下部81。上侧支承部90固定于油槽主体20。具体而言，上侧支承部90固定在油槽头部32的下端部。上侧支承部90保持被安装在驱动轴14的轴上部80上的滚动轴承。上侧支承部90将驱动轴14的轴上部80支承为可旋转。下侧支承部91固定于油槽主体20及抽头选择器10(同时参照图1)。具体
而言，下侧支承部91固定在油槽主部31的下部及抽头选择器10的上部。下侧支承部91保持被安装在驱动轴14的轴下部81上的滚动轴承。下侧支承部91将驱动轴14的轴下部81支承为可旋转。
[0054]
参照图7至图10对本实施方式的转换开关11的设置顺序进行说明。图7是说明第一实施方式的转换开关的设置作业的图。图8至图10是表示在第一实施方式的转换开关的设置作业中使承接座与支柱接合的情况的图。
[0055]
如图7所示，转换开关11在由起重机等悬吊的状态下，从油槽主体20的油槽开口部23被插入到油槽主体20内。转换开关11在配管35进入到上板50及下板51各自的切口56(均参照图6)的状态下被插入到油槽主体20内。由此，转换开关11相对于油槽主体20被大致定位。
[0056]
如图8所示，若使转换开关11朝向油槽主体20的底壁部21下降，则支柱52的下端部61进入到承接座40的凹部41。此时，若转换开关11从上方观察时从相对于油槽主体20而言的设置位置偏移，则支柱52的下端部61与承接座40的凹部41的锥面43接触。
[0057]
如图9所示，若使转换开关11进一步下降，则支柱52的下端部61仿照锥面43的倾斜而向凹部41的中心侧位移。最终，支柱52的下端部61进入到凹部41的笔直面44的内侧，与底面45抵接。由此，下端部61从下方支承于承接座40，且水平方向的移动被凹部41的侧面42所限制。
[0058]
接着，如图10所示，从上方将螺栓70插入到各支柱52的中空部62。螺栓70的前端从支柱52的下端部61向下方突出，并插入到内螺纹46的螺孔中。通过使螺栓70旋转，螺栓70的前端被拧入到内螺纹46中，转换开关11被紧固在油槽主体20的底壁部21。由此，完成转换开关11的设置。然后，在油槽主体20上安装油槽盖25来封闭油槽开口部23。
[0059]
如以上说明那样，本实施方式的带负载时抽头转换器3具备油槽主体20，该油槽主体20具有供转换开关11紧固的底壁部21。根据该结构，能够将在使转换开关11动作时产生的蓄势弹簧的释放力直接分散到底壁部21。因此，能够在油槽主体20内牢固地设置转换开关11。
[0060]
在此，作为现有结构，有从上方悬吊转换开关的安装结构。在现有结构中，为了使转换开关与充电部绝缘，需要在转换开关与充电部之间空出绝缘距离。因此，存在通过长条的绝缘支柱来悬吊转换开关的情况。在该情况下，由于在使转换开关动作时对绝缘支柱作用较大的力矩，所以为了牢固地设置转换开关而转换开关的安装构造复杂化。
[0061]
因此，根据本实施方式，由于不需要现有结构那样的绝缘支柱，所以能够简化带负载时抽头转换器3的结构。另外，通过结构的简化，能够延长带负载时抽头转换器3的维护间隔，能够实现维护费用的低成本化。
[0062]
特别是在本实施方式中，将使转换开关11动作的动力从油槽主体20外传递到油槽主体20内的传递轴16被配置在底壁部21上。因此，能够在相对于转换开关11而言的驱动部位(传递轴16)侧将转换开关11紧固。因此，与转换开关被固定在驱动部位的相反侧的结构相比，能够更牢固地设置转换开关11。
[0063]
另外，在本实施方式中，底壁部21从下方支承支柱52。因此，在使转换开关11动作时，即使在转换开关11与底壁部21的接合部作用有使转换开关11从底壁部21离开的方向的力，也能够通过转换开关11的重力抵消该力。因此，能够牢固地设置转换开关11。
[0064]
带负载时抽头转换器3具有支承转换开关11的承接座40和与承接座40结合的螺栓70。转换开关11具有将螺栓70引导到承接座40的支柱52。因此，在从隔着转换开关11而与底壁部21相反侧(即上方)安装螺栓70时，能够容易地使螺栓70与承接座40结合。因此，能够容易地进行需要紧固转换开关11的维护。另外，由于能够容易地使螺栓70与承接座40结合，因此能够降低使螺栓70、工具等落入油槽12内的风险。由此，能够容易地进行需要紧固转换开关11的维护。进而，能够减少维护的作业工时及作业时间，能够实现维护费用的低成本化。
[0065]
在支柱52上形成有中空部62，该中空部62从上端部60延伸至下端部61且供螺栓70插通。因此，仅通过将螺栓70从支柱52的上端部60插入中空部62，就能够将螺栓70引导至承接座40。因此，在从油槽开口部23安装螺栓70时，能够容易地使螺栓70与承接座40结合。
[0066]
在承接座40上形成有供支柱52插入的凹部41。在凹部41的底面45形成有与螺栓70结合的内螺纹46。在凹部41的侧面42形成有朝向油槽开口部23侧的锥面43。根据该结构，在将支柱52插入到凹部41时，即使支柱52的水平方向的位置偏离规定的安装位置，通过支柱52与凹部41的锥面43接触，也能够仿照锥面43的倾斜而将支柱52引导至水平方向的规定的安装位置。另外，规定的安装位置是能够使螺栓70与内螺纹46结合的位置。因此，能够将凹部41中的油槽开口部23侧的开口形成为比支柱52的下端部61的外形足够大，能够容易地进行将支柱52配置在规定的安装位置的作业。
[0067]
(第二实施方式)
[0068]
图11是表示第二实施方式的承接座与支柱的接合部的剖视图。
[0069]
在图5所示的第一实施方式中，在承接座40的凹部41的底面45形成有内螺纹46。与此相对，图11所示的第二实施方式与第一实施方式的不同点在于，外螺纹47突出于承接座40a的凹部41的底面45。另外，以下说明以外的结构与第一实施方式相同。
[0070]
如图11所示，油槽主体20具有承接座40a来代替第一实施方式的承接座40。在承接座40a上配置有向油槽开口部23侧突出的外螺纹47。外螺纹47从承接座40a的凹部41的底面45的中心向上方突出。外螺纹47的前端位于比锥面43更靠底面45侧的位置。即，外螺纹47的整体位于笔直面44的内侧。
[0071]
转换开关11代替第一实施方式的支柱52而具备支柱52a(轴部)。支柱52a配置成能够相对于上板50及下板51(均参照图6)旋转。在支柱52a的下部的内周面上形成有与外螺纹47结合的内螺纹63。
[0072]
对本实施方式的转换开关11的设置顺序中与第一实施方式不同的点进行说明。图12是表示在第二实施方式的转换开关的设置作业中使承接座与支柱接合的情况的图。
[0073]
如图12所示，使转换开关11朝向油槽主体20的底壁部21下降，将支柱52a的下端部61插入到承接座40a的凹部41。若支柱52a的下端部61到达凹部41的笔直面44的内侧，则支柱52a的下端部61与外螺纹47接触。支柱52a的下端部61从上方观察时大致定位在凹部41的中心，因此，通过使支柱52a旋转，支柱52a一边使内螺纹63与外螺纹47结合一边下降。最终，支柱52a的下端部61与凹部41的底面45抵接。通过以上，转换开关11被紧固在油槽主体20的底壁部21，转换开关11的设置完成。
[0074]
如以上说明那样，在承接座40a上配置有向油槽开口部23侧突出的外螺纹47。转换开关11具有支柱52a，该支柱52a形成有与外螺纹47结合的内螺纹63。因此，能够将转换开关11紧固于承接座40a。因此，起到与第一实施方式相同的作用效果。
[0075]
另外，外螺纹47在凹部41的底面45突出。在凹部41的侧面42形成有朝向油槽开口部23侧的锥面43。根据该结构，在将支柱52a插入凹部41时，即使支柱52a的水平方向的位置偏离规定的安装位置，通过支柱52a与凹部41的锥面43接触，也能够仿照锥面43的倾斜而将支柱52a引导至水平方向的规定的安装位置。另外，规定的安装位置是能够使支柱52a的内螺纹63与外螺纹47结合的位置。因此，能够将凹部41中的油槽开口部23侧的开口形成为比支柱52a的下端部61的外形足够大，能够容易地进行将支柱52a配置在规定位置的作业。
[0076]
(第三实施方式)
[0077]
图13是表示第三实施方式的带负载时抽头转换器的一部分的剖视图。
[0078]
在图13所示的第三实施方式中，带负载时抽头转换器3具备进行油槽12内的状态监视的状态监视装置6，这一点与第一实施方式不同。另外，以下说明以外的结构与第一实施方式相同。
[0079]
如图13所示，状态监视装置6具备传感器7。传感器7配置在油槽12内。传感器7配置在转换开关11与油槽盖25之间。传感器7的配置空间是通过将转换开关11在油槽12内在不进行悬吊的情况下进行设置而形成的。传感器7进行油槽12内的状态监视。例如，传感器7是光传感器或声音传感器等。光传感器检测转换开关11的起弧。声音传感器检测转换开关11的动作音或起弧带来的冲击等。状态监视装置6将传感器7的监视结果(传感器7的检测信号)变换为电信号。状态监视装置6通过通信电缆或无线传送等将电信号传递到变压器1的外部。
[0080]
根据以上说明的本实施方式，除了与第一实施方式相同的作用效果之外，还起到以下的作用效果。
[0081]
根据本实施方式的带负载时抽头转换器3，即使在变压器1的运用中，也能够随时收集转换开关11是否正常、转换开关11的劣化状况等的信息。由此，能够制定与转换开关11的使用状况相应的合理的维护计划。因此，能够减轻用户的维护管理的负担。
[0082]
另外，承接座的配置并不限定于上述各实施方式的配置。例如，多个承接座只要配置成在从上方观察时以多个承接座为顶点的多边形与转换开关11的重心重叠即可。
[0083]
另外，只要在多个承接座中的至少两个承接座的凹部形成锥面，就能够起到上述的作用效果。
[0084]
另外，承接座的凹部的形状不限定于上述各实施方式的形状。例如，也可以在锥面与凹部的上端开口缘之间形成有从锥面的上端缘向上方以一定的内径延伸的面。另外，凹部的侧面的横截面形状例如也可以是长圆形状或多边形状。另外，凹部的侧面也可以不具备笔直面。即，底面也可以从锥面的下端缘延伸。
[0085]
另外，在上述各实施方式中，支柱52形成为圆筒状，但不限于此。例如，支柱也可以形成为方筒状。
[0086]
另外，在上述实施方式中，变压器是油浸绝缘变压器，但变压器也可以是气体绝缘变压器。
[0087]
根据以上说明的至少一个实施方式，由于具有油槽主体，该油槽主体收容转换开关并具有供转换开关紧固的底壁部，因此能够将使转换开关动作时产生的力直接分散到底壁部。因此，能够在油槽主体内牢固地设置转换开关。
[0088]
说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子而提示的，并不意图
限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式或其变形包含在发明的范围或主旨内，同样包含在权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。