電圧変換器の建設
電圧変換器または電圧トランスは、高電圧の値を分数値に変換するために使用される降圧トランスです。アメータ、ボルトメータ、ワットメータなどの測定機器は、低電圧での動作を想定して設計されています。これらの測定装置を直接高電圧線に接続して測定すると、焼損したり損傷したりする可能性があります。そのため、測定目的で電圧トランスを使用します。
電圧トランスの一次巻線は直接測定対象の回路に接続され、二次端子は測定計器に接続されます。電圧トランスは、測定対象回路の高電圧を測定機器に適した分数値に変換します。
電圧トランスの構造は、電力トランスとほぼ同じですが、いくつかの小さな違いがあります：
電圧トランスの部品
以下は、電圧トランスの主要な構成要素です。
コア
電圧トランスのコアは、コア型またはシェル型のいずれかです。コア型トランスでは、巻線がコアを取り囲んでいます。逆に、シェル型トランスでは、コアが巻線を取り囲んでいます。シェル型トランスは低電圧操作用に設計されており、コア型トランスは高電圧用途に使用されます。
巻線
電圧トランスの一次巻線と二次巻線は共軸に配置されています。この構成は、リークリアクタンスを最小限に抑えるために採用されています。
リークリアクタンスに関する注意：トランスの一次巻線によって生成されたすべての磁束が二次巻線に結合されるわけではありません。一部の磁束は片方の巻線だけに関連しており、これがリーク磁束と呼ばれます。リーク磁束は、それが連結している巻線に自己リアクタンスを誘導します。リアクタンスとは一般的に、回路要素が電圧や電流の変化に対して示す抵抗を指します。この自己リアクタンスはリークリアクタンスと呼ばれています。
低電圧トランスでは、絶縁関連の問題を軽減するために、コアに隣接して絶縁材を配置します。低電圧トランスでは、単一のコイルが一次巻線として機能します。しかし、大容量の電圧トランスでは、単一のコイルを小さな部分に分割して、層間の絶縁要求を減らします。
絶縁
電圧トランスの巻線間の絶縁には、通常、コットンテープやカンブリック材料が使用されます。低電圧トランスでは、複合絶縁は一般的に使用されません。高電圧トランスでは、油が絶縁媒体として使用されます。45kVA以上のレーティングを持つトランスフォーマーでは、ポーセリンが絶縁体として使用されます。
ブッシング
ブッシングは、トランスフォーマーを外部回路に接続できるようにする絶縁装置です。トランスフォーマーのブッシングは通常、ポーセリンで作られています。油を絶縁媒体として使用するトランスフォーマーでは、油充填ブッシングが使用されます。
二つのブッシングを持つトランスフォーマーは、接続されている回路が接地電位でないシステムで使用されます。接地ニュートラルに接続されるトランスフォーマーは、一つの高電圧ブッシングのみが必要です。
電圧トランスフォーマーの接続
電圧トランスフォーマーの一次巻線は、測定したい高電圧送電線に接続されます。トランスフォーマーの二次巻線は、測定計器に接続され、電圧の大きさを決定します。
