特開 2015-192054 負荷時タップ切換装置の切換開閉器用真空バルブの異常検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-192054(P2015-192054A)

(43)【公開日】2015年11月2日

(54)【発明の名称】負荷時タップ切換装置の切換開閉器用真空バルブの異常検出方法

(51)【国際特許分類】

   H01F 29/04 20060101AFI20151006BHJP

   H01F 29/02 20060101ALI20151006BHJP

【ＦＩ】

   H01F29/04 502L

   H01F29/04 502B

   H01F29/02 V

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2014-68635(P2014-68635)

(22)【出願日】2014年3月28日

(71)【出願人】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(74)【代理人】

【識別番号】100064469

【弁理士】

【氏名又は名称】菊池 新一

(74)【代理人】

【識別番号】100099612

【弁理士】

【氏名又は名称】菊池 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100073450

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 英俊

(72)【発明者】

【氏名】辻本 剛平

(57)【要約】

【課題】負荷時タップ切換装置の動作を停止させることなく、切換開閉器を構成する真空バルブの異常の有無を高い精度で検出する方法を提案する。
【解決手段】切換開閉器を構成する第１の真空バルブ及び第２の真空バルブを所定のシーケンスでオンオフ動作させるカム機構２０１の駆動軸４にオルダム継手７０１と絶縁軸７０２を介してロータリエンコーダＲＥを取り付けて、該エンコーダの出力から三相の各真空バルブがオン動作した際の動作角速度を検出し、三相の第１の真空バルブがオフ動作した際の回転速度と三相の第２の真空バルブがオフ動作した際の回転速度との間に設定値以上の差があるときに、三相の第１及び第２の真空バルブのうち、オフ動作をした際の回転速度が速かった方の真空バルブの何れかに異常があることを検出する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

タップ切換時にタップ選択器を通して流れる負荷電流を開閉する三相の第１の真空バルブとタップ切換時に流れる循環電流を制限する限流抵抗器の投入及び切り離しを行う三相の第２の真空バルブとを有する切換開閉器と、前記タップ選択器が奇数タップを選択している状態から偶数タップを選択する状態に切換える際に一方向に回転駆動され、前記タップ選択器が偶数タップを選択している状態から奇数タップを選択する状態に切換える際に他方向に回転駆動される駆動軸と、前記駆動軸とともに回転させられる駆動カムと、前記三相の第１及び第２の真空バルブのそれぞれに対して設けられて前記駆動カムのカム面に当接させられたカムフォロアとを備えて、前記駆動軸が各方向に回転駆動される過程で、各カムフォロアの変位を対応する真空バルブの操作軸に伝達することにより前記三相の第１の真空バルブ及び第２の真空バルブに予め定められたシーケンスで開閉動作を行わせる負荷時タップ切換装置の前記真空バルブの異常の有無を検出する方法であって、
前記駆動軸の回転角度を検出するロータリエンコーダを前記駆動軸に取り付けて、前記駆動軸が一方向または他方向に回転する際に前記エンコーダにより検出される前記駆動軸の回転角度と前記駆動軸が一方向または他方向に回転する際の経過時間とから、三相の第１の真空バルブがオン動作を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度の情報を含む第１のパラメータと、三相の第２の真空バルブがオン動作を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度の情報を含む第２のパラメータとを検出して両パラメータを比較し、
前記第１のパラメータと第２のパラメータとを比較した結果から、前記三相の第１の真空バルブがオン動作を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度と三相の第２の真空バルブがオン動作を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度との間にしきい値以上の差があると判定されたときに、三相の第１の真空バルブ及び第２の真空バルブのうち、オン動作を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度が遅かった方の三相の真空バルブの何れかに異常があることを検出すること、
を特徴とする負荷時タップ切換装置の切換開閉器用真空バルブの異常検出方法。

【請求項2】

前記第１のパラメータは、前記駆動軸が前記第１の真空バルブのオン動作を開始させる位置から終了させる位置まで回転する間の前記駆動軸の回転角度を、前記駆動軸が前記第１の真空バルブのオン動作を開始させる位置から終了させる位置まで回転するのに要した時間で除することにより求めた前記駆動軸の角速度であり、
前記第２のパラメータは、前記駆動軸が前記第２の真空バルブのオン動作を開始させる位置から終了させる位置まで回転する間の前記駆動軸の回転角度を、前記駆動軸が前記第２の真空バルブのオン動作を開始させる位置から終了させる位置まで回転するのに要した時間で除することにより求めた駆動軸の角速度である請求項１に記載の負荷時タップ切換装置の切換開閉器用真空バルブの異常検出方法。

【請求項3】

前記第１のパラメータは、前記駆動軸が前記第１の真空バルブのオン動作を開始させる位置から終了させる位置まで回転するのに要した時間であり、前記第２のパラメータは、前記駆動軸が前記第２の真空バルブのオン動作を開始させる位置から終了させる位置まで回転するのに要した時間である請求項１に記載の負荷時タップ切換装置の切換開閉器用真空バルブの異常検出方法。

【請求項4】

タップ切換時にタップ選択器を通して流れる負荷電流を開閉する三相の第１の真空バルブと、タップ切換時に流れる循環電流を制限する限流抵抗器の投入及び切り離しを行う三相の第２の真空バルブとを有する切換開閉器と、前記タップ選択器が奇数タップを選択している状態から偶数タップを選択する状態に切換える際に一方向に回転駆動され、前記タップ選択器が偶数タップを選択している状態から奇数タップを選択する状態に切換える際に他方向に回転駆動される駆動軸と、前記駆動軸とともに回転させられる駆動カムと、前記三相の第１及び第２の真空バルブのそれぞれに対して設けられて前記駆動カムのカム面に当接させられたカムフォロアとを備えて、前記駆動軸が各方向に回転駆動される過程で、各カムフォロアの変位を対応する真空バルブの操作軸に伝達することにより前記三相の第１の真空バルブ及び第２の真空バルブに予め定められたシーケンスで開閉動作を行わせる負荷時タップ切換装置の前記真空バルブの異常の有無を検出する方法であって、
前記駆動軸の回転角度を検出するロータリエンコーダを前記駆動軸に取り付けて、前記駆動軸が一方向または他方向に回転する際に前記エンコーダにより検出される前記駆動軸の回転角度と前記駆動軸が一方向または他方向に回転する際の経過時間とから、三相の第１の真空バルブがオフ動作を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度の情報を含む第１のパラメータと、三相の第２の真空バルブがオフ動作を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度の情報を含む第２のパラメータとを検出して両パラメータを比較し、
前記第１のパラメータと第２のパラメータとを比較した結果から、前記三相の第１の真空バルブがオフ動作を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度と三相の第２の真空バルブがオフ動作を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度との間にしきい値以上の差があると判定されたときに、三相の第１の真空バルブ及び第２の真空バルブのうち、オフ動作を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度が速かった方の三相の真空バルブの何れかに異常があることを検出すること、
を特徴とする負荷時タップ切換装置の切換開閉器用真空バルブの異常検出方法。

【請求項5】

前記第１のパラメータは、前記駆動軸が前記第１の真空バルブのオフ動作を開始させる位置から終了させる位置まで回転する間の前記駆動軸の回転角度を、前記駆動軸が前記第１の真空バルブのオフ動作を開始させる位置から終了させる位置まで回転するのに要した時間で除することにより求めた前記駆動軸の角速度であり、前記第２のパラメータは、前記駆動軸が前記第２の真空バルブのオフ動作を開始させる位置から終了させる位置まで回転する間の前記駆動軸の回転角度を、前記駆動軸が前記第２の真空バルブのオフ動作を開始させる位置から終了させる位置まで回転するのに要した時間で除することにより求めた前記駆動軸の角速度である請求項４に記載の負荷時タップ切換装置の切換開閉器用真空バルブの異常検出方法。

【請求項6】

前記第１のパラメータは、前記駆動軸が前記第１の真空バルブのオフ動作を開始させる位置から終了させる位置まで回転するのに要した時間であり、前記第２のパラメータは、前記駆動軸が前記第２の真空バルブのオフ動作を開始させる位置から終了させる位置まで回転するのに要した時間である請求項４に記載の負荷時タップ切換装置の切換開閉器用真空バルブの異常検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、負荷時タップ切換装置の切換開閉器に設ける真空バルブの異常の有無を検出する方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に示されているように、負荷時タップ切換装置は、タップ切換の過程で、タップ巻線の隣接タップの一方から他方へ負荷電流を切り換えるために切換開閉器を備えている。図５はこの種の負荷時タップ切換装置の１相分の構成を示したものである。同図において、Ｗｍは変圧器の主巻線、Ｗｔは主巻線に直列に接続されたタップ巻線、Ｔ1はタップ巻線Ｗｔに設けられた奇数タップｔ1，ｔ3，ｔ5，…を選択する奇数タップ選択器、Ｔ2はタップ巻線Ｗｔに設けられた偶数タップｔ2，ｔ4，ｔ6，…を選択する偶数タップ選択器である。

【0003】

また図５において、Ｖ１はタップ切換時にタップ選択器Ｔ1，Ｔ2を通して流れる負荷電流を開閉する第１の真空バルブで、真空バルブＶ１の一端は変圧器の中性点Ｎに接続され、他端は切換スイッチＳＷを介して奇数タップ選択器Ｔ1及び偶数タップ選択器Ｔ2に選択的に接続される。Ｒはタップ切換時に流れる循環電流を制限する限流抵抗器、Ｖ２は限流抵抗器Ｒの投入及び切り離しを行う第２の真空バルブで、第２の真空バルブＶ２の一端は中性点Ｎに接続され、他端は限流抵抗器Ｒを通して奇数タップ選択器Ｔ１に接続されている。このタップ切換装置においては、第１及び第２の真空バルブＶ１及Ｖ２と切換スイッチＳＷとにより、切換開閉器が構成されている。

【0004】

図５に示した負荷時タップ切換装置において、奇数タップが選択されているときには、切換スイッチＳＷの可動接点が奇数タップ選択器Ｔ1に接続された固定接点Ｓ１側に切り換えられて(切換スイッチＳＷが奇数タップ選択器Ｔ１側に切り換えられて）、図示のように真空バルブＶ１及びＶ２が閉状態にされる。また偶数タップが選択されているときには、切換スイッチＳＷの可動接点が偶数タップ選択器Ｔ2に接続された固定接点Ｓ２側に切り換えられて（切換スイッチＳＷが偶数タップ選択器Ｔ２側に切り換えられて）、真空バルブＶ１が閉状態にされ、真空バルブＶ２が開状態にされる。

【0005】

タップを奇数タップから偶数タップに切り換える場合、例えば切換スイッチＳＷがタップ選択器Ｔ１側に切り換えられ、真空バルブＶ１及びＶ２が閉状態にされてタップｔ1が選択されている状態で、タップをｔ1からｔ2に切り換える場合には、先ず真空バルブＶ１を開状態にして負荷電流を限流抵抗器Ｒに移す。この状態で、切換スイッチＳＷをタップ選択器Ｔ2側に無アークで切り換えた後、真空バルブＶ１を閉状態にし、更に真空バルブＶ２を開状態にしてタップ切換を終了する。切換スイッチＳＷをタップ選択器Ｔ２側に切り換えて真空バルブＶ１を閉状態にした際には、タップｔ1，ｔ2間を通して循環電流が流れるが、この短絡電流は限流抵抗器Ｒにより制限される。

【0006】

またタップを偶数タップから奇数タップに切り換える場合、例えば切換スイッチＳＷをタップ選択器Ｔ2側に切り換えた状態で真空バルブＶ１及びＶ２をそれぞれ閉状態及び開状態にしてタップｔ2を選択している状態で、タップをｔ2からｔ3に切り換える場合には、先ずタップ選択器Ｔ1によりタップｔ3 を選択した後、真空バルブＶ２を閉状態にして限流抵抗器Ｒをタップ選択器Ｔ1を通してタップｔ3に接続し、真空バルブＶ１を開状態にして負荷電流を限流抵抗器Ｒに移す。次いで切換スイッチＳＷをタップ選択器Ｔ1側に無アークで切り換えた後、真空バルブＶ１を閉状態にしてタップ切換を終了する。

【0007】

上記のように、負荷時タップ切換装置においては、タップ選択器Ｔ１，Ｔ２の動作と関連させて切換開閉器を構成する真空バルブＶ１，Ｖ２及び切換スイッチＳＷを所定のシーケンスで動作させることによりタップ切換を行う。

【0008】

図５に示された負荷時タップ切換装置がタップを奇数タップから偶数タップに切り換える際の真空バルブＶ１，Ｖ２及び切換スイッチＳＷの動作のシーケンスを図６に示し、タップを偶数タップから奇数タップに切り換える際の真空バルブＶ１，Ｖ２及び切換スイッチＳＷの動作のシーケンスを図７に示した。

【0009】

図６及び図７において、下段に示した回路構成図（Ａ）ないし（Ｆ）は、真空バルブＶ１，Ｖ２及び切換スイッチＳＷの状態を動作の順に示した回路構成図であり、これらの回路構成図においては、負荷電流が流れている回路が太線で示されている。また図６及び図７において、真空バルブＶ１，Ｖ２及び切換スイッチＳＷの動作を順に示した回路構成図の上方に示された４つの棒グラフは、真空バルブＶ１及びＶ２と切換スイッチＳＷの動作のシーケンスを時間の経過に対して示している。これらのグラフのうち、左端にＶ１及びＶ２の表示がされた２つのグラフはそれぞれ真空バルブＶ１及びＶ２の動作のシーケンスを示しており、これらのグラフにおいて、斜線が施された期間の間、真空バルブＶ１及びＶ２がオン状態にされる。

【0010】

また図６及び図７において、左端にＳ１及びＳ２の表示がされた棒グラフは、切換スイッチＳＷの動作のシーケンスを示したもので、左端にＳ１の表示がされたグラフにおいて斜線が施された期間の間、切換スイッチＳＷの可動接点が固定接点Ｓ１側に切り換えられ、左端にＳ２の表示がされたグラフにおいて斜線が施された期間の間、切換スイッチＳＷの可動接点が固定接点Ｓ２側に切り換えられることを示している。図６及び図７の動作シーケンスの詳細な説明は省略する。

【0011】

この種の負荷時タップ切換装置においては、第１及び第２の真空バルブＶ１及びＶ２を動作させるために真空バルブ操作機構が設けられる。この操作機構は、特許文献１にも示されているように、モータにより蓄勢される蓄勢バネを備えた回転駆動装置と、回転駆動装置により駆動されて一方向及び他方向に回転させられる駆動軸と、この駆動軸により駆動されるカム機構とにより構成される。カム機構は、駆動軸に取り付けられた駆動カムと、第１及び第２の真空バルブに対してそれぞれ設けられて駆動カムのカム面に当接された第１及び第２のカムフォロアと、駆動カムの回転に伴って生じる第１及び第２のカムフォロアの変位をそれぞれ第１及び第２の真空バルブの可動電極棒に伝達する変位伝達機構とを備えていて、駆動カムの回転に伴って生じる第１及び第２のカムフォロアの変位をそれぞれ第１及び第２の真空バルブの可動電極棒に伝達することにより、第１及び第２の真空バルブをオンオフ操作する。第１及び第２の真空バルブとともに切換開閉器を構成する切換スイッチＳＷは、駆動軸により操作されて、該駆動軸の回転角度位置が所定の位置に達したときに切換動作を行う。

【0012】

この種の駆動機構部においては、タップを奇数タップから偶数タップに切り換える際に駆動軸が一方向に所定の回転角度(例えばほぼ９０°）回転させられ、タップを偶数タップから奇数タップに切り換える際に駆動軸が他方向に所定の回転角度(例えばほぼ９０°）回転させられる。駆動軸が一方向に所定の角度回転する間に、タップを奇数タップから偶数タップに切り換える際の真空バルブＶ１及びＶ２のオンオフ動作と切換スイッチＳＷの切換動作とが所定のシーケンスで行われ、駆動軸が他方向に所定の角度回転する間に、タップを偶数タップから奇数タップに切り換える際の真空バルブＶ１及びＶ２のオンオフ動作と切換スイッチＳＷの切換動作とが所定のシーケンスで行われる。

【0013】

真空バルブの電流遮断性能を維持するためには、真空容器内の真空度を所定の範囲に保つことが必要である。ところが、真空容器の真空度は、真空バルブの劣化に伴って低下していくのを避けられない。真空容器の真空度の低下が許容限度を超えると、満足な電流遮断性能を得ることができなくなるため、真空バルブは、その劣化がある程度進んだ段階で、交換することが必要である。

【0014】

真空バルブの劣化が経年劣化である場合には、交換時期を予測できるため、真空バルブを交換する時期の管理は容易に行うことができるが、真空バルブの劣化は経年劣化に限られるものではなく、何らかの原因により特定の真空バルブの劣化が急速に進んで、負荷電流の遮断を正常に行うことができなくなることがある。従って、切換開閉器のスイッチ手段として真空バルブを用いた負荷時タップ切換装置のメンテナンスを適確に行うためには、真空バルブに異常が生じていないか否かのチェックを随時行うことが必要である。

【0015】

真空バルブの異常の有無を見る方法として、各真空バルブの検査を定期的に行うことが考えられるが、各真空バルブの検査を行うためには、負荷時タップ切換装置の運転を停止させて、その本体をケースから取り出して分解する必要があるだけでなく、停電を回避するための措置を講じる必要があるため甚だ面倒である。そこで、特許文献２に示されているように、真空バルブを駆動するカム機構の駆動軸に取り付けた回転センサの出力から真空バルブがオン動作またはオフ動作を行う際の動作速度を検出して、その検出値を基準値と比較することにより真空バルブの異常の有無を検査する方法が提案されている。

【0016】

真空バルブにおいては、真空容器の内外の圧力差により、可動電極を固定電極側に付勢する力が常時働いており、この力が真空バルブの動作速度に影響を与える。真空バルブがオン動作を行う際には、真空容器の内外の圧力差により可動電極に働く力が可動電極の固定電極側への変位を助ける働きをするため、真空バルブの劣化が進んでその真空容器内の真空度が低下すると（真空容器の内外の圧力差が小さくなると）、真空バルブがオン動作を行う際の動作速度が遅くなる。これに対し、真空バルブがオフ動作を行う際には、真空容器の内外の圧力差により可動電極に働く力が、固定電極から離れる側への可動電極の変位を妨げる働きをするため、真空容器内の真空度が低下して真空容器の内外の圧力差が小さくなると、真空バルブがオフ動作を行う際の動作速度が速くなる。従って、特許文献２に示されたように、真空バルブがオン動作またはオフ動作を行う際の動作速度を検出して、その検出値を基準値と比較するようにすれば、真空バルブの異常の有無を検出することが可能である。

【0017】

また特許文献３に示されているように、負荷時タップ切換装置の内部回路に直流電流を流して、タップ切換動作を行わせた際の直流電流の波形を観測することにより、真空バルブの異常の有無を判定することも提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0018】

【特許文献1】特開２００４−３１９９７５号公報

【特許文献2】特開２００８−９１３９３号公報

【特許文献3】特開２０００−２０８３４０号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0019】

特許文献２に示されているように、真空バルブを操作するカム機構の駆動軸の回転角度から真空バルブの動作速度を検出して、その検出値を基準値と比較することにより真空バルブの異常の有無を検出するようにすれば、負荷時タップ切換装置の運転を停止させることなく，真空バルブの異常の有無を検出することができる。しかしながら、特許文献２に示された方法では、検出した真空バルブの動作速度と比較する基準値の設定の仕方により検出精度にばらつきが生じるため、異常の検出の信頼性を高めることが困難である。

【0020】

また特許文献３に示されたように、負荷時タップ切換装置の内部回路に直流電流を流して、タップ切換動作を行わせた際の直流電流の波形を観測する方法によった場合には、真空バルブの検査を行う際に負荷時タップ切換装置の本体をケースから取り出す必要はないが、負荷時タップ切換装置の内部回路に直流電流を流す際には、その運転を停止させる必要があるため、停電を回避するための措置を講じることが必要になり、好ましくない。

【0021】

本発明の目的は、負荷時タップ切換装置の切換開閉器を構成する真空バルブの異常の有無の検出を、負荷時タップ切換装置の運転を停止させることなく、かつ検出したパラメータと設定の的確性が問われる基準値との比較を行うことなく、高い精度で行うことができるようにした負荷時タップ切換装置の切換開閉器構成用真空バルブの異常検出方法を提案することにある。

【課題を解決するための手段】

【0022】

本発明は、タップ切換時にタップ選択器を通して流れる負荷電流を開閉する三相の第１の真空バルブと、タップ切換時に流れる循環電流を制限する限流抵抗器の投入及び切り離しを行う三相の第２の真空バルブとを有する切換開閉器と、タップ選択器が奇数タップを選択している状態から偶数タップを選択する状態に切換える際に一方向に回転駆動され、前記タップ選択器が偶数タップを選択している状態から奇数タップを選択する状態に切換える際に他方向に回転駆動される駆動軸と、前記駆動軸とともに回転させられる駆動カムと、前記三相の第１及び第２の真空バルブのそれぞれに対して設けられて前記駆動カムのカム面に当接させられたカムフォロアとを備えて、前記駆動軸が各方向に回転駆動される過程で、各カムフォロアの変位を対応する真空バルブの操作軸に伝達することにより前記三相の第１の真空バルブ及び第２の真空バルブに予め定められたシーケンスで開閉動作を行わせる負荷時タップ切換装置の真空バルブの異常の有無を検出する方法に係るものである。

【0023】

本発明の一態様においては、駆動軸の回転角度を検出するロータリエンコーダを該駆動軸に取り付けて、駆動軸が一方向または他方向に回転する際にロータリエンコーダにより検出される駆動軸の回転角度と駆動軸が一方向または他方向に回転する際の経過時間とから、三相の第１の真空バルブがオン動作を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度の情報を含む第１のパラメータと、三相の第２の真空バルブがオン動作を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度の情報を含む第２のパラメータとを検出して両パラメータを比較し、第１のパラメータと第２のパラメータとを比較した結果から、三相の第１の真空バルブがオン動作を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度と三相の第２の真空バルブがオン動作を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度との間にしきい値以上の差があると判定されたときに、三相の第１の真空バルブ及び第２の真空バルブのうち、オン動作を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度が遅かった方の三相の真空バルブの何れかに異常があることを検出する。

【0024】

三相の第１の真空バルブ及び第２の真空バルブに異常がなく、第１の真空バルブ及び第２の真空バルブの劣化が経年劣化のみである場合には、三相の第１の真空バルブがオン動作を開始してからそのオン動作を終了するまでの間の駆動軸の回転速度（平均回転速度）と、三相の第２の真空バルブがオン動作を開始してからそのオン動作を終了するまでの間の駆動軸の回転速度（平均回転速度）との間には殆ど差が生じることがなく、差が生じたとしても僅かである。これに対し、三相の第１の真空バルブ及び第２の真空バルブの何れか一方に、劣化が進んで真空度が異常に低下した真空バルブが含まれている場合には、三相の第１の真空バルブ及び第２の真空バルブの内、異常な真空バルブが含まれている方がオン動作を行う際の駆動軸の回転速度が遅くなり、三相の第１の真空バルブがオン動作を開始してからそのオン動作を終了するまでの間の駆動軸の回転速度（平均回転速度）と、三相の第２の真空バルブがオン動作を開始してからそのオン動作を終了するまでの間の駆動軸の回転速度（平均回転速度）との間に顕著な差が生じる。

【0025】

従って、上記のように、第１の真空バルブがオン動作を開始してからそのオン動作を終了するまでの間の駆動軸の回転速度と第２の真空バルブがオン動作を開始してからそのオン動作を終了するまでの間の駆動軸の回転速度との間にしきい値以上の差があると判定されたときに、三相の第１の真空バルブ及び第２の真空バルブのうち、オン動作を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度が遅かった方の三相の真空バルブの何れかに異常があることを検出するようにすると、真空バルブに異常が生じているか否かの判定を正確に行うことができる。

【0026】

上記第１のパラメータは、駆動軸が第１の真空バルブのオン動作を開始させる位置から終了させる位置まで回転する間の駆動軸の既知の回転角度を、駆動軸が第１の真空バルブのオン動作を開始させる位置から終了させる位置まで回転するのに要した時間で除することにより求めた駆動軸の角速度とすることができ、上記第２のパラメータは、駆動軸が第２の真空バルブのオン動作を開始させる位置から終了させる位置まで回転する間の駆動軸の既知の回転角度を、駆動軸が第２の真空バルブのオン動作を開始させる位置から終了させる位置まで回転するのに要した時間で除することにより求めた駆動軸の角速度とすることができる。

【0027】

また上記第１のパラメータは、駆動軸が第１の真空バルブのオン動作を開始させる位置から終了させる位置まで回転するのに要した時間とすることがで、第２のパラメータは、駆動軸が第２の真空バルブのオン動作を開始させる位置から終了させる位置まで回転するのに要した時間とすることができる。

【0028】

本発明の他の態様では、駆動軸の回転角度を検出するロータリエンコーダを駆動軸に取り付けて、駆動軸が一方向または他方向に回転する際にエンコーダにより検出される駆動軸の回転角度と駆動軸が一方向または他方向に回転する際の経過時間とから、三相の第１の真空バルブがオフ動作を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度の情報を含む第１のパラメータと、三相の第２の真空バルブがオフ動作を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度の情報を含む第２のパラメータとを検出して両パラメータを比較し、第１のパラメータと第２のパラメータとを比較した結果から、第１の真空バルブがオフ動作を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度と第２の真空バルブがオフ動作を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度との間にしきい値以上の差があると判定されたときに、三相の第１の真空バルブ及び第２の真空バルブのうち、オフ動作を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度が速かった方の三相の真空バルブの何れかに異常があることを検出する。

【0029】

三相の第１の真空バルブ及び第２の真空バルブに異常がなく、第１の真空バルブ及び第２の真空バルブの劣化が経年劣化のみである場合には、三相の第１の真空バルブがオフ動作を開始してからそのオフ動作を終了するまでの間の駆動軸の回転速度（平均回転速度）と、三相の第２の真空バルブがオフ動作を開始してからそのオフ動作を終了するまでの間の駆動軸の回転速度（平均回転速度）との間には殆ど差が生じることがなく、差が生じたとしても僅かである。これに対し、三相の第１の真空バルブ及び第２の真空バルブの何れか一方に劣化が進んだ異常な真空バルブが含まれている場合には、三相の第１の真空バルブ及び第２の真空バルブの内、異常な真空バルブが含まれている方がオフ動作を行う際の駆動軸の回転速度が速くなり、三相の第１の真空バルブがオフ動作を開始してからそのオフ動作を終了するまでの間の駆動軸の回転速度（平均回転速度）と、三相の第２の真空バルブがオン動作を開始してからそのオン動作を終了するまでの間の駆動軸の回転速度（平均回転速度）との間に顕著な差が生じる。

【0030】

従って、上記のように、第１の真空バルブがオフ動作を開始してからそのオフ動作を終了するまでの間の駆動軸の回転速度と第２の真空バルブがオフ動作を開始してからそのオフ動作を終了するまでの間の駆動軸の回転速度との間にしきい値以上の差があると判定されたときに、三相の第１の真空バルブ及び第２の真空バルブのうち、オフ動作を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度が速かった方の三相の真空バルブの何れかに異常があることを検出することにより、真空バルブに異常が生じているか否かの判定を正確に行うことができる。

【0031】

上記第１のパラメータは、駆動軸が第１の真空バルブのオフ動作を開始させる位置から終了させる位置まで回転する間の駆動軸の回転角度を、駆動軸が第１の真空バルブのオフ動作を開始させる位置から終了させる位置まで回転するのに要した時間で除することにより求めた駆動軸の角速度（回転速度）とすることができ、第２のパラメータは、駆動軸が第２の真空バルブのオフ動作を開始させる位置から終了させる位置まで回転する間の駆動軸の回転角度を駆動軸が第２の真空バルブのオフ動作を開始させる位置から終了させる位置まで回転するのに要した時間で除することにより求めた駆動軸の角速度（回転速度）とすることができる。

【0032】

また上記第１のパラメータは、駆動軸が第１の真空バルブのオフ動作を開始させる位置から終了させる位置まで回転するのに要した時間とすることができ、第２のパラメータは、駆動軸が第２の真空バルブのオフ動作を開始させる位置から終了させる位置まで回転するのに要した時間とすることができる。

【発明の効果】

【0033】

本発明によれば、第１及び第２の真空バルブを駆動する駆動軸に取り付けたロータリエンコーダの出力と経過時間とから三相の第１の真空バルブがオン動作（またはオフ動作）を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度の情報を含む第１のパラメータと、三相の第２の真空バルブがオン動作（またはオフ動作）を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度の情報を含む第２のパラメータとを検出して、これらのパラメータを比較することにより、第１の真空バルブがオン動作（またはオフ動作）を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度と第２の真空バルブがオン動作（またはオフ動作）を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度との間にしきい値以上の差があると判定されたときに、三相の第１の真空バルブ及び第２の真空バルブのうち、オン動作（またはオフ動作）を開始してからそのオン動作（またはオフ動作）を終了するまでの間の駆動軸の回転速度が遅かった方の（または速かった方の）三相の真空バルブの何れかに異常があることを検出するようにしたので、第１の真空バルブ及び第２の真空バルブのそれぞれの動作速度を設定の的確性が問われる基準値と比較する過程を行うことなく、真空バルブに異常が生じているか否かの判定を正確に行うことができる。

【0034】

また第１のパラメータの検出及び第２のパラメータの検出は、負荷時タップ切換装置の運転を停止させることなく、随時行うことができるため、負荷時タップ切換装置を分解したり、負荷時タップ切換装置の運転を停止させたりすることなく、真空バルブの異常の有無を常時モニタすることができ、負荷時タップ切換装置の運転中に一部の真空バルブの異常が突然生じた場合にも対処することができる。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本発明の一実施形態において、負荷時タップ切換装置の切換開閉器の駆動軸にロータリエンコーダを取り付けた状態を示した縦断面図である。

【図2】（Ａ）ないし（Ｄ）はそれぞれ、切換開閉器の第１の真空バルブ及び第２の真空バルブを駆動するカム機構の動作シーケンスの第１ないし第４の過程における動作状態を動作順に示した動作説明図である。

【図3】（Ａ）ないし（Ｄ）はそれぞれ、切換開閉器の第１の真空バルブ及び第２の真空バルブを駆動するカム機構の動作シーケンスの第５ないし第８の過程における動作状態を動作順に示した動作説明図である。

【図4】Ａ）ないし（Ｄ）はそれぞれ、切換開閉器の第１の真空バルブ及び第２の真空バルブを駆動するカム機構の動作シーケンスの第９ないし第１２の過程における動作状態を動作順に示した動作説明図である。

【図5】本発明が対象とする負荷時タップ切換開閉器の一相分の電気的構成の一例を示した回路図である。

【図6】図５に示した負荷時タップ切換開閉器において、タップを奇数タップから偶数タップに切り換える際の動作を示した動作説明図である。

【図7】図５に示した負荷時タップ切換開閉器において、タップを偶数タップから奇数タップに切り換える際の動作を示した動作説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

図１は、負荷時タップ切換装置の要部を示したもので、同図において、１は切換開閉器室のケース、２は、ケース１内に配置されて該ケースに対して固定されたフレーム２００に、切換開閉器を構成する第１及び第２の真空バルブと、切換スイッチと、第１及び第２の真空バルブを駆動するカム機構２０１とを支持して構成した切換開閉装置、４はフレーム２００に回転自在に支持されて、切換開閉装置のカム機構と切換スイッチとを駆動する駆動軸である。また５は、ケース１内の下部に配置されて、バネを駆動源として駆動軸４を一方向及び他方向に一定角度回転駆動する回転駆動装置、６は、回転駆動装置５のバネを蓄勢するために、図示しないモータが発生する動力を回転駆動装置５の入力軸５０１に伝達する動力伝達機構である。

【0037】

図示の動力伝達機構６は、図示しないモータの回転を減速する減速機６００と、減速機６００の出力軸にユニバーサルジョイント６０１を介して一端が接続された絶縁軸６０２と、絶縁軸６０２の他端にユニバーサルジョイント６０３を介して接続された回転軸６０４に取り付けられた歯車６０５と、回転駆動装置５の入力軸５０１に取り付けられて歯車６０５に噛み合わされた歯車６０６とを備えている。ケース１内にはまた、切換開閉装置２の上方に位置させて限流抵抗器Ｒが収容されている。

【0038】

切換開閉装置２は、図５に示されたように、タップ切換時にタップ選択器を通して流れる負荷電流を開閉する三相の第１の真空バルブＶ１と、タップ切換時に流れる循環電流を制限する限流抵抗器Ｒの投入及び切り離しを行う三相の第２の真空バルブＶ２と、第１の真空バルブＶ１を奇数タップ選択器Ｔ１に接続した状態と偶数タップ選択器Ｔ２に接続した状態とを切り換える三相の切換スイッチＳＷとを備えている。図１においては、切換開閉装置２に設けられる真空バルブ及び切換スイッチのうち、Ｕ相の第１の真空バルブＶ1uと、Ｕ相の切換スイッチＳＷ のみが図示されている。実際には、駆動軸４の回りにＵ，Ｖ，Ｗ三相の第１の真空バルブＶ1uないしＶ1wが１２０°間隔で配置され、これらの真空バルブの側方に、三相の第２の真空バルブＶ2uないしＶ2wが１２０°間隔で配置されている。また駆動軸４の回りにＵ，Ｖ，Ｗ三相の切換スイッチＳＷが配置されている。

【0039】

各真空バルブは、内部が真空状態に保持される真空容器２１０と、真空容器２１０内に収容された固定電極及び可動電極（図示せず。）と、真空容器２１０にスライド自在に支持されて先端が可動電極に接続された可動電極棒２１１と、真空容器２１０内の真空度を保つために真空容器２１０と可動電極棒２１１との間に設けられたベローズ２１２と、可動電極と固定電極との接圧を得るために可動電極棒２１１を付勢する加圧バネ２１３とを備えていて、可動電極棒２１１に操作力が与えられていないときに可動電極が固定電極に接触した状態（オン状態）を保持し、加圧バネ２１３の付勢力に抗して可動電極棒２１１を真空容器２１０から引き出す方向に操作した際に可動電極が固定電極から離れてオフ状態になる。

【0040】

真空バルブを駆動するカム機構２０１は、三相の第１及び第２の真空バルブに対して共通に設けられて駆動軸４に取り付けられた駆動カム２０と、三相の第１の真空バルブＶ1u〜Ｖ1wにそれぞれ対応して設けられて、切換開閉装置のフレーム２００に中間部（角部）がピンを介して支持された回動自在なＬ形の駆動レバー２０２ｕ〜２０２ｗ（図１には２０２ｖ及び２０２ｗを図示せず。）と、これらの駆動レバーの一端に回転自在に支持されたカムフォロア２１ｕ〜２１ｗ（図１には２１ｖ及び２１ｗを図示せず。）とを備えている。Ｌ形の駆動レバー２０２ｕ〜２０２ｗの他端は、第１の真空バルブＶ1u〜Ｖ1w（図１にはＶ1v及びＶ1wを図示せず。） の可動電極棒２１１にピボット結合されている。図１には図示してないが、カム機構２０１にはまた、三相の第２の真空バルブＶ2u〜Ｖ2wにそれぞれ対応して設けられて、フレーム２００に対して回動自在に支持されたＬ形の駆動レバーと、これらの駆動レバーの一端に回転自在に支持されたカムフォロアとが設けられて、これらの駆動レバーの他端が第２の真空バルブの可動電極棒にピボット結合されている。

【0041】

駆動カム２０の外周には、１２０°間隔で配置された３つの凸部とこれらの凸部の間をつなぐように設けられた円筒面からなるカム面が形成され、このカム面に各カムフォロアが当接されている。駆動カム２０が回転駆動される過程でそのカム面の凸部が各真空バルブに対して設けられたカムフォロアを押してＬ形駆動レバーを回動させることにより、各真空バルブをオフ状態にする。

【0042】

上記駆動カム２０を駆動する駆動軸４は、タップを奇数タップから偶数タップに切り換える際に回転駆動装置５に設けられたバネにより、設定された第１の位置から第２の位置に向けて一気に回動させられ、この間に三相の第１及び第２の真空バルブが所定のシーケンスでオンオフさせられる。駆動軸４はまた、タップを偶数タップから奇数タップに切り換える際に回転駆動装置５に設けられたバネにより、設定された第２の位置から第１の位置に向けて一気に回動させられて、この間に三相の第１及び第２の真空バルブが所定のシーケンスでオンオフさせられる。

【0043】

図示しないモータから動力伝達装置６を通して与えられる動力により回転駆動装置５のバネが蓄勢されるまでの間、駆動軸４を回転開始位置（第１の位置又は第２の位置）に拘束して、駆動軸４の回転を阻止するために、ストッパ機構３が設けられている。図示のストッパ機構３は、駆動カム２０に固定された補助カム３１と、フレーム２００に対して回動自在に支持されたＬ形レバー３２と、Ｌ形レバー３２の一端に取り付けられて補助カム３１のカム面に当接された補助カムフォロア３３と、補助カムフォロア３３を補助カム３１のカム面に押し付ける側にＬ形レバー３２を付勢するバネ３４とを備えている。補助カム３１は、カム面を側面に有する板状の部材からなっていて、そのカム面を駆動カム２０のカム面と同じ側に向けた状態で、駆動カム２０の上に固定されている。補助カム３１のカム面には、駆動軸４が第１の位置にあるときに補助カムフォロア３３に係合して駆動軸４の第２の位置側への回動を妨げる山形の突起からなる第１のストッパ部と、駆動軸４が第２の位置にあるときに補助カムフォロア３３に係合して駆動軸４の第１の位置側への回動を妨げる山形の突起からなる第２のストッパ部とが設けられている。

【0044】

各相の切換スイッチＳＷは、駆動軸４に固定された可動接触子２１０と、駆動軸４の回転方向に間隔をあけた状態でフレーム２００に支持されて、可動接触子２１０が選択的に接触する奇数タップ側固定接点Ｓ１及び偶数タップ側固定接点Ｓ２（図１には奇数タップ側固定接点Ｓ１のみが図示されている。）とにより構成されている。図示してないが、三相分の切換スイッチＳＷが駆動軸４の回りに１２０°間隔で配置されている。

【0045】

本実施形態では、駆動軸４の上端にオルダム継手７０１を介して絶縁軸７０２の下端が結合され、絶縁軸７０２の上端は、ケース１の上端の開口部を閉じるカバー板１００に取り付けられた軸受け７０３により回転自在に支持されている。軸家７０３を通して上方に導出された絶縁軸７０２の上端にアブソリュート型のロータリエンコーダＲＥの回転軸が結合されている。カバー板１００には、ロータリエンコーダＲＥを覆うカバー７０５が取り付けられている。

【0046】

切換開閉装置の動作についての理解を容易にするため、カム機構２０１と、第１及び第２の真空バルブＶ1u〜Ｖ1w及びＶ2u〜Ｖ2wと、ストッパ機構３とからなる操作機構部の要部の構成及び動作を、図２ないし図４の動作説明図を用いて説明しておく。

【0047】

図２ないし図４において、駆動カム２０は、板面を駆動軸４と直交させた板状の部材からなっていて、その軸芯部に設けられた孔に駆動軸４を嵌合させてキー止めした状態で駆動軸４に固定されている。駆動カム２０の外周には、１２０°間隔で配置された３つの凸部２０ｕないし２０ｗと、これらの凸部２０ｕ，２０ｖ及び２０ｗ相互間をつなぐように設けられた円筒面とからなるカム面２０ａが形成されている。

【0048】

駆動カム２０の周囲にはＵ相ないしＷ相の第１の真空バルブＶ1u〜Ｖ13が１２０°間隔で並べて配置され、これら第１の真空バルブの側方に、Ｕ相ないしＷ相の第２の真空バルブＶ2uないしＶ2wが同じく１２０°間隔で並べて配置されている。

【0049】

図２ないし図４において、２１ｕ〜２１ｗはそれぞれ三相の第１の真空バルブＶ1u〜Ｖ1wに対して設けられて駆動カム２０の周囲に１２０°間隔で並べて配置されたカムフォロアであり、２２ｕ〜２２ｗは、三相の第２の真空バルブＶ2u〜Ｖ2wに対して設けられて、１２０°間隔で並べてカムフォロア２１ｕ〜２１ｗの側方に配置されたカムフォロアである。これらのカムフォロアは、対応する真空バルブの可動電極棒を固定電極側に付勢する加圧バネにより駆動カム２０のカム面２０ａに押し当てられている。カムフォロア２１ｕ〜２１ｗ及び２２ｕ〜２２ｗは、駆動カム２０の凸部２０ｕないし２０ｗに乗り上げていく過程で、駆動軸４から離れる側に変位させられ、駆動カム２０の凸部２０ｕないし２０ｗから降りていく過程で駆動軸に近づく側に変位させられる。

【0050】

カムフォロア２１ｕ〜２１ｗ及び２２ｕ〜２２ｗは、Ｌ形レバーにより構成された変位伝達機構を介して対応する真空バルブＶ1u〜Ｖ1w及びＶ2u〜Ｖ2wの可動電極棒２１１（図１参照）に連結されていて、カムフォロア２１ｕ〜２１ｗ及び２２ｕ〜２２ｗがそれぞれ駆動カム２０の凸部２０ｕないし２０ｗに乗り上げて駆動軸４から離れる側に変位していく過程で対応する真空バルブをオン状態からオフ状態にする動作(オフ動作）が行われ、カムフォロア２１ｕ〜２１ｗ及び２２ｕ〜２２ｗがそれぞれ駆動カム２０の凸部２０ｕないし２０ｗから降りていく過程で対応する真空バルブをオフ状態からオン状態にする動作(オン動作）が行われる。

【0051】

駆動軸４を駆動する回転駆動装置５に設けられた蓄勢機構の蓄勢が完了するまでの間駆動軸を停止させておくストッパ機構を構成するため、前述のように、駆動カム２０の上に補助カム３１が固定されている。補助カム３１は、ほぼ円筒面状を呈するカム面３１ａを側面に有する板状の部材からなっていて、そのカム面３１ａを駆動カム２０のカム面２０ａと同じ側に向けた状態で駆動カム２０の上に重ねて配置されて、ボルト３２により駆動カム２０に固定されている。補助カム３１のカム面３１ａは、駆動軸４がタップを奇数タップから偶数タップに切り換える際の初期位置から一方向(時計方向）に一定角度回転したときに、図２（Ｂ）に示したように、補助カムフォロア３３に係合して駆動軸４の一方向への回転を妨げる第１のストッパ部３１a1と、駆動軸４がタップを偶数タップから奇数タップに切り換える際の初期位置から他方向(反時計方向）に一定角度回転したときに、補助カムフォロア３３に係合して、駆動軸４の他方向への回転を妨げる第２のストッパ部３１a2とを有している。ストッパ部３１a1及び３１a2は山形の突起からなっていて、蓄勢バネから駆動軸４及び駆動カム２０を通して与えられる力により補助カムフォロア３３がこれらのストッパ部を乗り越えるまでの間、駆動軸４を拘束してその回転を阻止する。

【0052】

タップを奇数タップから偶数タップに切り換える際には、駆動軸４を図２（Ａ）に示した初期位置(θ＝０）から時計方向に回転させる。図２（Ａ）に示した状態では、第１の真空バルブＶ1u〜Ｖ1w及び第２の真空バルブＶ2u〜Ｖ23にそれぞれ対応するカムフォロアが駆動カムの凸部から離れているため、これらの真空バルブが共にオン状態にある。また切換スイッチＳＷの可動接点は固定接点Ｓ１側(奇数タップ側）に切り換えられている。切換スイッチＳＷの可動接点は固定接点Ｓ１側に切り換えられている状態をＳ１がオンの状態と呼ぶことにする。

【0053】

駆動軸４が初期位置から時計方向に一定角度回転して図２（Ｂ）に示す状態(θ＝θ１）になると、補助カムフォロア３３が補助カム３１のストッパ部３１a1に当たり、駆動軸４の回転が阻止される。駆動軸の回転が阻止されている間にモータにより蓄勢機構の蓄勢が行われる。蓄勢機構の蓄勢が完了すると、補助カムフォロア３３がストッパ部３１a1から離れて駆動軸が時計方向に一気に回転させられる。この回転の過程で、駆動軸４が図２（Ｃ）に示した位置(θ＝θ２）まで回転すると、駆動カム２０の凸部２０ｕ〜２０ｗがカムフォロア２１ｕ〜２１ｗを変位させて、第１の真空バルブＶ1u〜Ｖ1w のオフ動作を開始させ、駆動軸４が図２（Ｄ）に示した位置（θ＝θ３）まで回転すると、第１の真空バルブＶ1u〜Ｖ1w のオフ動作を完了させる。このとき第２の真空バルブＶ2u〜Ｖ2wはオン状態のままであり、切換スイッチＳＷは固定接点Ｓ１側に切り換えられたまま（Ｓ１オンの状態のまま）である。

【0054】

駆動軸４が更に回転して図３(Ａ)に示した位置(θ＝θ４）に達すると、切換スイッチＳＷの可動接点が固定接点Ｓ１から離れて、切換スイッチＳＷがオフ状態(可動接点が固定接点Ｓ１及びＳ２の何れにも接触しない状態）になる。このとき第１の真空バルブＶ1u〜Ｖ1wはオフ状態のままであり、第２の真空バルブＶ2u〜Ｖ2wはオン状態のままである。

【0055】

駆動軸４が更に回転して図３(Ｂ)に示した位置(θ＝θ５)に達すると、切換スイッチＳＷの可動接点が固定接点Ｓ２に接触した状態になる。このとき第１の真空バルブＶ1u〜Ｖ1wはオフ状態のままであり、第２の真空バルブＶ2u〜Ｖ2wはオン状態のままである。

【0056】

駆動軸４が更に回転して図３（Ｃ）の位置(θ＝θ６）に達すると、駆動カム２０の凸部２０ｕ〜２０ｗがカムフォロア２１ｕ〜２０ｗとの接触を開始するため、第１の真空バルブＶ1u〜Ｖ1wのオン動作が開始される。このとき第２の真空バルブＶ2u〜Ｖ2wはオン状態のままであり、切換スイッチＳＷは、固定接点Ｓ２側(偶数タップ側）に切り換えられたまま（Ｓ２オン状態のまま）である。

【0057】

駆動軸４が更に回転して図３（Ｄ）の位置(θ＝θ７）に達すると、第１の真空バルブＶ1u〜Ｖ1wのオン動作が完了する。このとき第２の真空バルブＶ2u〜Ｖ2wはオン状態のままであり、切換スイッチＳＷは、固定接点Ｓ２側に切り換えられたままである。

【0058】

駆動軸４が更に回転して図４（Ａ）の位置（θ＝θ８）に達すると、駆動カム２０の凸部２０ｕ〜２０ｗがカムフォロア２２ｕ〜２２ｗとの接触を開始するため、第２の真空バルブＶ2u〜Ｖ2wのオフ動作が開始される。このとき第１の真空バルブＶ1u〜Ｖ1wはオン状態のままであり、切換スイッチＳＷは、固定接点Ｓ２側(偶数タップ側）に切り換えられたまま（Ｓ２オンの状態のまま）である。

【0059】

駆動軸４が更に回転して図４（Ｂ）の位置(θ＝θ９）に達すると、第２の真空バルブＶ2u〜Ｖ2wのオフ動作が完了する。このとき第１の真空バルブＶ1u〜Ｖ1wはオン状態のままであり、切換スイッチＳＷは、固定接点Ｓ２側(偶数タップ側)に切り換えられたままである。

【0060】

駆動軸４が更に回転して図４（Ｃ）の位置(θ＝θ１０）に達すると、補助カムフォロア３３が補助カムの第２のストッパ部３１a2に当たる。補助カムフォロア３３が補助カムの第２のストッパ部３１a2を乗り越え、駆動カム２０が更に回転して図４（Ｄ）の最終位置(θ＝θ１１）に達すると、奇数タップから偶数タップへの切換動作が終了する。

【0061】

タップを偶数タップから奇数タップに切り換える際には、図４（Ｄ）に示す状態から駆動軸を反時計方向に回転させて上記と逆の動作を行わせる。駆動軸を反時計方向に回転させた際には、駆動軸の回転角度位置がθ＝θ１０の位置（図４Ｃの位置）に達したときに補助カムフォロア３３がストッパ部３１a2に当たり、蓄勢バネが蓄勢される。次いで駆動軸４が反時計方向に一気に回転する過程のθ＝θ９の位置（図４Ｂの位置）で第２の真空バルブＶ2u〜Ｖ2wのオン動作が開始され、θ＝θ８の位置（図４Ａの位置）で第２の真空バルブＶ2u〜Ｖ2wのオン動作が完了する。またθ＝θ７の位置（図３Ｄの位置）で第１の真空バルＶ1u〜Ｖ1wのオフ動作が開始され、θ＝θ6の位置（図３Ｃの位置）で第１の真空バルＶ1u〜Ｖ1wのオフ動作が完了する。またθ＝θ３の位置（図２Ｄの位置）で第１の真空バルブＶ1u〜Ｖ1wのオン動作が開始され、θ＝θ２の位置（図２Ｃの位置）で第1の真空バルブＶ1u〜Ｖ1wのオン動作が終了する。

【0062】

本発明に係る異常検出方法は、上記のような構成を有するカム機構により操作される切換開閉器を備えた負荷時タップ切換装置において、切換開閉器を構成する第１の真空バルブＶ1u〜Ｖ1w及び第２の真空バルブＶ2u〜Ｖ2wの中に、直ちに交換又は修理を要する異常（経年劣化とは異なる異常な劣化）が生じているものがあるか否かを、負荷時タップ切換装置の運転を停止させることなく検出する方法である。

【0063】

負荷時タップ切換装置の切換開閉器を構成する真空バルブは、内部が真空に保たれた真空容器（バルブ）内に固定電極と可動電極とからなる主回路開閉部を収容した構造を有するため、真空バルブの可動電極と固定電極との間には、真空容器の内外の圧力差により、可動電極を固定電極側に付勢する向きの力が常時作用している。この力は、真空バルブのオフ動作を行わせる際に、可動電極の開極位置に向けた変位を妨げるように働き、真空バルブのオン動作を行わせる際には、可動電極の閉極位置に向けての変位を助けるように働く。真空容器内の真空度が低下していくと、真空容器の内外の圧力差により、可動電極を固定電極側に付勢する力が弱くなって行く。一般に真空バルブを操作する操作機構が発生する操作力は一定であるため、真空バルブの劣化が進んで、真空容器の内外の圧力差により可動電極を固定電極側に付勢する力が弱くなって行くと、その動作速度が変化する。即ち、真空バルブの劣化が進んで、真空容器の真空度が低下すると、真空バルブがオン動作を行う際の動作速度が遅くなり、真空バルブがオフ動作を行う速度が速くなる。

【0064】

本発明の検出方法においては、駆動軸４の回転角度を検出するアブソリュート型のロータリエンコーダＲＥを駆動軸４に絶縁軸７０２を介して取り付けて、駆動軸４が一方向または他方向に回転する際にロータリエンコーダＲＥにより検出される駆動軸の回転角度と駆動軸が一方向または他方向に回転する際の経過時間とから、三相の第１の真空バルブＶ1u〜Ｖ1wがオン動作(又はオフ動作）を開始してからそのオン動作(又はオフ動作）を終了するまでの間の駆動軸４の回転速度の情報を含む第１のパラメータと、三相の第２の真空バルブＶ2u〜Ｖ2wがオン動作(又はオフ動作）を開始してからそのオン動作(又はオフ動作）を終了するまでの間の駆動軸の回転速度の情報を含む第２のパラメータとを検出して両パラメータを比較する。次いで、上記第１のパラメータと第２のパラメータとを比較した結果から、三相の第１の真空バルブＶ1u〜Ｖ1wがオン動作(又はオフ動作）を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度と三相の第２の真空バルブＶ2u〜Ｖ2wがオン動作(又はオフ動作）を開始してから終了するまでの間の駆動軸の回転速度との間にしきい値以上の差があると判定されたときに、三相の第１の真空バルブ及び第２の真空バルブのうち、オン動作(又はオフ動作）を開始してから終了するまでの間の駆動軸４の回転速度が遅かった方の（又は速かった方の）三相の真空バルブの何れかに異常があることを検出する。

【0065】

上記第１のパラメータとしては、駆動軸４が第１の真空バルブＶ1u〜Ｖ1wのオン動作(又はオフ動作）を開始させる位置から終了させる位置まで回転する間の駆動軸の回転角度（既知の角度）αを、駆動軸４が第１の真空バルブのオン動作（又はオフ動作）を開始させる位置から終了させる位置まで回転するのに要した時間Δｔで除することにより求めた駆動軸４の平均角速度（α／Δｔ）を用いてもよく、駆動軸４が第１の真空バルブＶ1u〜Ｖ1wのオン動作（又はオフ動作）を開始させる位置から終了させる位置までの一定の角度αの区間を回転するのに要した時間Δｔを用いてもよい。

【0066】

同様に、上記第２のパラメータとしては、駆動軸４が第２の真空バルブＶ2u〜Ｖ2wのオン動作(又はオフ動作）を開始させる位置から終了させる位置まで回転する間の駆動軸４の回転角度（既知の角度）α′を、駆動軸４が第２の真空バルブＶ2u〜Ｖ2wのオン動作（又はオフ動作）を開始させる位置から終了させる位置まで回転するのに要した時間Δｔ′で除することにより求めた駆動軸４の平均角速度（α′／Δｔ′）を用いてもよく、駆動軸４が第２の真空バルブＶ2u〜Ｖ2wのオン動作（又はオフ動作）を開始させる位置から終了させる位置までの一定の角度α′の区間を回転するのに要した時間Δｔ′を用いてもよい。

【0067】

例えば、駆動軸４が一方向に回転する過程で、三相の第１の真空バルブＶ1u〜Ｖ1wがθ＝θ２の位置でオフ動作を開始してからθ＝θ３の位置でオフ動作を完了するまでの間の駆動軸の平均角速度と、三相の第２の真空バルブＶ2u〜Ｖ2wがθ＝θ８の位置でオフ動作を開始してからθ＝θ９の位置でオフ動作を終了するまでの間の駆動軸の平均角速度との間にしきい値以上の差があって、第１の真空バルブＶ1u〜Ｖ1wがオフ動作を開始してから終了するまでの間の駆動軸の平均角速度（α／Δｔ）が、第２の真空バルブＶ2u〜Ｖ2wがオフ動作を開始してから終了するまでの間の駆動軸の平均角速度（α′／Δｔ′）よりも速いときには、第１の真空バルブＶ1u〜Ｖ1wの内の何れかに経年劣化とは異なる異常が生じていると判定する。第１の真空バルブ及び第２の真空バルブの劣化が経年劣化である場合には、平均回転速度α／Δｔと、α′／Δｔ′との間にしきい値以上の差が生じないため、真空バルブに異常があるとの判定は行われない。

【0068】

また上記の例において、第１のパラメータ及び第２のパラメータとして三相の第１の真空バルブ及び第２の真空バルブがオフ動作を行うのに要した時間を用いる場合には、駆動軸４が一方向に回転する過程で、駆動軸がθ＝θ２の位置からθ＝θ３の位置まで回転するのに要した時間Δｔと、駆動軸がθ＝θ８の位置からθ＝θ９の位置まで回転するのに要した時間Δｔ′との間にしきい値以上の差があって、ΔｔがΔｔ′よりも短いときに、第１の真空バルブＶ1u〜Ｖ1wの内の何れかに経年劣化とは異なる異常が生じていると判定する。

【0069】

なお、本実施形態では、駆動軸が一方向（上記の例では時計方向）に回転する過程で、θ＝θ６からθ＝θ７の区間で第１の真空バルブＶ1u〜Ｖ1wがオン動作を行うが、第２の真空バルブＶ2u〜Ｖ2wはオン動作を行わないので、両真空スイッチがオン動作を行う際の駆動軸の平均角速度を比較して異常の有無の検出を行う場合には、駆動軸が一方向に回転する過程のθ＝θ６からθ＝θ７の区間で第１の真空バルブＶ1u〜Ｖ1wがオン動作を行う際の駆動軸の平均角速度と、駆動軸が他方向（反時計方向）に回転する過程のθ＝θ９からθ＝θ８の区間で第２の真空バルブＶ2u〜Ｖ2wがオン動作を行う際の駆動軸の平均角速度とを比較する。

【0070】

本発明の検出方法を実施するに当たり、駆動軸４の各瞬時における回転角度位置は、アブソリュート形のロータリエンコーダＲＥの出力から検出することができる。即ち、ロータリエンコーダＲＥの出力から、各瞬時に駆動軸４の回転角度位置θが０〜θ１１の何れの位置にあるのかを検出することができる。

【0071】

また駆動軸４が、真空バルブのオン動作（又はオフ動作）を開始させる位置から終了させる位置まで回転するのに要した時間Δｔ（又はΔｔ′）は、駆動軸の回転を開始する際にタイマを起動しておいて、ロータリエンコーダにより駆動軸４が真空バルブのオン動作（又はオフ動作）を開始する位置に達したことが検出された時に読み込んだタイマの計測値ｔx1と、ロータリエンコーダにより駆動軸４が真空バルブのオン動作を完了させる位置に達したことが検出された時に読み込んだタイマの計測値ｔx2との差ｔx2−ｔx1を演算することにより求めることができる。

【0072】

例えば、駆動軸４の一方向への回転を開始する際にタイマを起動しておいて、駆動軸の回転角度位置θがθ６の位置（図３Ｃの位置）に達したことがロータリエンコーダにより検出された時にタイマの計測値ｔx1を読み込み、更に駆動軸の回転角度位置θがθ７の位置（図３Ｄの位置）に達したときにタイマの計測値ｔx2を読み込んで、ｔx2−ｔx1の演算を行うことにより、第１の真空開閉器Ｖ1u〜Ｖ1wがオン動作を開始してから終了するまでに要した時間Δｔを求めることができ、第１の真空開閉器Ｖ1u〜Ｖ1wがオン動作を行う間の駆動軸の回転角度（既知の角度）αをΔｔで除することにより、第１の真空開閉器Ｖ1u〜Ｖ1wがオン動作を行った際の回転速度を求めることができる。

【0073】

上記しきい値は、真空バルブの品質のバラツキにより生じる第１の真空バルブ及び第２の真空バルブの動作速度の差や、比較する駆動軸の回転速度の差が、駆動軸が同方向に回転した際に第１の真空開閉器及び第２の真空開閉器がオン動作（又はオフ動作）を行った際の駆動軸の回転速度の差であるのか、駆動軸が異なる方向に回転した際に第１の真空開閉器及び第２の真空開閉器がオン動作（又はオフ動作）を行った際の駆動軸の回転速度の差であるのか等を勘案して設定すればよいので、その設定は容易である。例えば、正常な新しい真空バルブを用いて切換開閉器を組立てた直後の状態で、第１の真空バルブのオン動作（又はオフ動作）が行われる際の駆動軸の回転速度及び第２の真空バルブのオン動作（又はオフ動作）が行われる際の駆動軸の回転速度を検出する試験を行って、この試験の結果得られた駆動軸の回転速度の差を僅かに超える値にしきい値を設定するようにすればよい。

【符号の説明】

【0074】

２ 切換開閉装置
２０１ カム機構
２０ 駆動カム
２０ｕ〜２０ｗ 駆動カムの凸部
２１ｕ〜２１ｗ カムフォロア
２２ｕ〜２２ｗ カムフォロア
３ ストッパ機構
３１ 補助カム
３２ Ｌ形レバー
３３ 補助カムフォロア
４ 駆動軸
７０１ オルダム継手
７０２ 絶縁軸
ＲＥ ロータリエンコーダ
Ｒ 限流抵抗器
Ｗｍ 主巻線
Ｗｔ タップ巻線
ｔ1〜ｔ11 タップ
Ｔ１ 奇数タップ選択器
Ｔ２ 偶数タップ選択器
Ｖ1u〜Ｖ1w 第１の真空バルブ
Ｖ2u〜Ｖ2w 第２の真空バルブ
ＳＷ 切換スイッチ
Ｓ１ 切換スイッチの奇数タップ側固定接点
Ｓ２ 切換スイッチの偶数タップ形固定接点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】