DTD版本： 1.0.0
新型專利說明書
※申請案號： 093201864 ※I P C 分類：
一、 新型名稱：
安全的低壓供電用變壓器繞組設計
LAYOUT OF TRANSFORMER WINDINGS FOR SAFER LOW-VOLTAGE POWER SUPPLY
二、 中文新型摘要：
一種低壓供電用變壓器繞組，主要係利用至少一套一二次繞組變壓器或至少一套一二次繞 組抽頭變壓器經組接後連接至習知供電系統，使得用電負載可以在不改變原使用電壓之條 件下，降低用電負載線對地電壓百分之五十，以大幅度降低因觸電而造成的傷亡程度及降 低絕緣成本，另外可使低耗電量之用電器具如電源轉接供應器(Adaptor)等設計成只取用 一半的電壓，此類設備之體積、鐵心損失及製造成本等均大幅度降低，可獲節約能源及降 低成本之雙重效益。
三、 英文新型摘要：
This new utility model patent is a layout of transformer windings for a safer low-Voltage power supply. The new utility model transformer windings layout cuts the line-to-ground voltage by half without change the applied voltage of electric devices. Hence, the damage of personnel accidentally contacting energied parts can be reduced considerably and the safety of utilitizing electric devices can be upgraded significantly.
四、 指定代表圖：
(一)本案指定代表圖為： 第3圖 (二)本代表圖之元件符號簡單說明：
21．．．單相三繞組二抽頭自耦變壓器。
22．．．全壓火線電源輸入端。
23, 25．．．一半對地電壓的新半壓火線電源輸出端。
24．．．中性線輸出端。
201．．．1Φ2w式二次側110V供電的既設單相配電變壓器。
五、 新型說明：
【新型所屬之技術領域】
[n] 一種供電用變壓器繞組，尤指一種利用至少一一二次繞組變壓器或至少一一二次繞組抽 頭變壓器連接經組接後連接至習知供電系統，使得用電負載可以在不改變原使用電壓之條 件下，降低用電負載線對地電壓百分之五十，以大幅度降低因觸電而造成的傷亡程度及降 低絕緣成本之低壓供電用變壓器繞組。
【先前技術】
[n] 一般而言，現今之低壓供電方式有單相二線式(1Φ2w)、單相三線式(1Φ3w)、三相三線式 (3Φ3w)及三相四線式(3Φ4w)等，其線對地電壓以單相為例大都在100V及以上(如日本地區 使用的100V、台灣地區使用的110V及美國地區使用的120V等)，而三相者則有110V、
120V、127V、220V等多種。除地線外，其餘相線(phase conductor)(在臺灣被稱之為火 線)對地電壓大都在100V以上。誤觸火線時有相當的危險性，在潮濕的場合更有致命的可 能。台灣屬海島型氣候，大部分季節濕度均高，誤觸火線之危險性自然不在話下。
【發明內容】
[n] 本創作之第1目的為提供一種低壓供電用變壓器繞組，用電設備可以在不改變原使用電 壓之條件下，降低線對地電壓百分之五十，當人體誤觸火線時，可大幅降低其危險性。
[n] 本創作之第2目的為提供一種低壓供電用變壓器繞組，用電設備均不須改裝，可照常使 用，並可大幅度降低因觸電而造成的傷亡程度，有效提高用電安全。
[n] 本創作之第3目的為提供一種低壓供電用變壓器繞組，用電設備之轉接器(Adaptor)之體 積、鐵心損失及製造成本等均大幅度降低，可獲節約能源及降低成本之雙重效益。
[n] 本創作之第4目的為提供一種低壓供電用變壓器繞組，可提供低耗電量之用電器具只取 用一半之供電電壓。
[n] 本創作利用至少一二次繞組變壓器或至少一二次繞組抽頭變壓器連接經組接後連接至習 知供電系統之方式，提供兩相線對地電壓僅為原單相二線(1Φ2W)式相線對地電壓之一半，
但兩者間瞬時相差(phase displacement)180°，兩相線間電壓仍可維持原兩相線間之電 源。用電負載電性連接於本創作所提供之電源時，可以在不改變原使用電壓之條件下，降
低用電負載線對地電壓百分之五十，可有效提高用電安全。再者，本創作不單限制於單相 及三相之供電系統，亦可適用其他相種。
[n] 本創作適用於一般之低壓供電系統，原系統電壓為100V、110V、120V、127V、220V等 250V以下電壓均適用。為清楚說明起見，後述發明內容係以110V(2×55V)、220V或其他適 合電壓為例說明之，然此並非意限定本創作只適用於所列述之電壓。
【實施方式】
[n] 第1圖所示為本創作之第1實施例。第2圖所示為本創作第1實施例之第1應用例。自第2圖中 可知，於既有電源或配電變壓器採1Φ2w式110V供電且接地線可拆除者，其中於既有電源或 配電變壓器之負載受電端與單相負載(例：55V/110V)串接(cascade)一由本創作第1實施例 (一、二次側繞組額定電壓均為55V)1經組接後之單相雙繞組一抽頭自耦變壓器11；原既有 電源或配電變壓器之負載受電端並接單相雙繞組一抽頭自耦壓器11兩端13,15，且單相雙 繞組一抽頭自耦變壓器11之抽頭14接地並予以引出中性線；用電單相負載(例：55V/110V) 經單相雙繞組一抽頭自耦變壓器11兩端13,15與單相雙繞組一抽頭自耦變壓器11之抽頭14 引出中性線電性連接供電系統。明顯地，此時單相雙繞組一抽頭自耦變壓器11提供兩相線 對地電壓僅為原單相二線(1Φ2W)式相線對地電壓之一半，且兩者間瞬時相差180°，兩相線 間電壓仍可維持原兩相線間之電源。用電負載電性連接於本創作所提供之電源時，可以在 不改變原使用電壓之條件下，降低用電負載線對地電壓百分之五十，可有效提高用電安 全。
[n] 第3圖所示為本創作之第1實施例之第2應用例。自第3圖中可知，於既有電源或配電變壓器 採1Φ2w式110V供電且具有接地線(譬如：配電變壓器屬電力公司所有，其接地不得任意拆 除)者，其中於原既有電源或配電變壓器之負載受電端與單相負載(例：55V/110V)串接 (cascade)一由本創作第1實施例(一、二次側繞組額定電壓均為55V)1經組接後之單相三繞 組二抽頭自耦變壓器21；單相三繞組二抽頭自耦變壓器21將第二抽頭24接地並予以引出當 中性線，原既有電源或配電變壓器之負載受電端並接單相三繞組二抽頭自耦變壓器21之第 一端22與第二抽頭24，用電單相負載(例：55V/110V)經單相三繞組二抽頭自耦變壓器器21 之第二端25、第二抽頭24與第一抽頭23電性連接供電系統。
[n] 第4圖所示為本創作之第2實施例。第5圖所示為本創作之第2實施例之應用例。自第5圖中 可知，於既有電源或配電變壓器採3Φ4w式110/191V星形(Y)連接且共接點(中性點)接地 者，其中於原既有電源或配電變壓器之負載受電端與單相負載(例：55V/110V)串接
(cascade)一由本創作第2實施例(一、二次側各繞組額定電壓均為55v)2經組接後之單相三 繞組二抽頭自耦變壓器51；單相三繞組二抽頭自耦變壓器51將第二抽頭54接地並予以引出 當中性線，原既有電源或配電變壓器之負載受電端之任一相線連接單相三繞組二抽頭自耦 變壓器之第一端52，用電單相負載(55V/110V)經單相三繞組二抽頭自耦變壓器51之第二端 55、第一抽頭53與第二抽頭54電性連接供電系統。
[n] 第6圖所示為本創作之第3實施例。第7圖所示為本創作之第3實施例之第1應用例。自第7圖 中可知，於既有電源或配電變壓器採1Φ3w式110V/220V者，其中於原既有電源或配電變壓 器之負載受電端與負載間端串接(cascade)一由本創作第3實施例(一繞組額定電壓為 110V、二次側各繞組額定電壓均為55V)3經組接後之單相四繞組三抽頭自耦變壓器31；單 相四繞組三抽頭自耦變壓器31將第三抽頭34接地並予以引出當中性線，原用原既有電源或 配電變壓器之負載兩相線端並接單相四繞組三抽頭自耦變壓器31兩端32,36，且原既有電 源或配電變壓器之接地線端連接單相四繞組三抽頭自耦變壓器31之第三抽頭34，用電單相 負載(例：55V/110V)經單相四繞組三抽頭自耦變壓器31之第一抽頭33、第二抽頭34與第三 抽頭35電性連接供電系統。第3實施例其功能特徵同第1實施例外，此一供電法尚有將負載 平均分配至220V側上下兩個110V相(習稱A相，B相)之功效。值得一提的是，本創作之第3 實施例只改變原110V負載之供電方式(使其相對地電壓為55V)，而不改變原220V負載之供 電方式。
[n] 第8圖所示為本創作之第3實施例之第2應用例。自第8圖中可知，於既有電源或配電變壓器 採3Φ4w式220V三角形(△)連接，且三個二次側繞組中任一繞組之中心抽頭被接地者，其中 於原既有電源或配電變壓器之負載受電端與單相負載(例：55V/110V)串接(cascade)一由 本創作第3實施例(一繞組額定電壓為110V、二次側各繞組額定電壓均為55V)3經組接後之 單相四繞組三抽頭自耦變壓器41：單相四繞組三抽頭自耦變壓器41將第三抽頭44接地並予 以引出當中性線，原既有電源或配電變壓器之負載受電端並接單相四繞組三抽頭自耦變壓 器41兩端42,46，用電單相負載(例：55V/110V)經單相四繞組三抽頭自耦變壓器41之第一 抽頭43、第二抽頭44與第三抽頭45電性連接供電系統。
[n] 第9圖所示為本創作之第3實施例之第3應用例。自第9圖中可知，於既有電源或配電變壓器 採1Φ2w式220V供電且接地線可拆除者，其中於原既有電源或配電變壓器之負載受電端與單 相負載(55V/110V)串接(cascade)一由本創作第3實施例(一、二次側各繞組額定電壓均為 55V)3經組接後之單相四繞組三抽頭自耦變壓器61；原既有電源或配電變壓器之負載受電 端並接單相四繞組三抽頭自耦變壓器61兩端62，66，且單相四繞組三抽頭自耦變壓器61之 抽頭64接地並予以引出中性線；用電單相負載(55V/110V)經單相四繞組三抽頭自耦變壓器 61之第一抽頭63、第二抽頭64與第三抽頭65電性連接供電系統。
[n] 第10圖所示為本創作之第4實施例。第11圖所示為本創作之第4實施例之第1應用例。自第7 圖中可知，於既有電源或配電變壓器採1Φ2w式220V供電且具有接地線者者(譬如：配電變 壓器屬電力公司所有，其接地不得任意拆除)者，其中於原負載受電端與單相負載
(55V/110V)串接(cascade)一由本創作第4實施例(一次側繞組額定電壓為110V、二次側各 繞組額定電壓均為55V)4經組接後之單相四繞組二抽頭自耦變壓器71；單相四繞組二抽頭
自耦變壓器71將第二抽頭74接地並予以引出當中性線，原用電負載之負載受電端並接自耦 變壓器71第一端72與第二抽頭74，用電單相負載(55V/110V)經單相四繞組二抽頭自耦變壓 器71之第二端75、第二抽頭74與第一抽頭73電性連接供電系統。
[n] 第12圖所示為本創作之第4實施例之第2應用例。自第8圖中可知，於既有電源或配電變壓 器採3Φ3w式220V角接地供電者，其中於原用電負載受電端與單相負載(55V/110V)串接 (cascade)一由本創作第4實施例(一次側繞組額定電壓為110V、二次側各繞組額定電壓均 為55V)4經組接後之單相四繞組二抽頭自耦變壓器81；單相四繞組二抽頭自耦變壓器81將 第二抽頭84接地並予以引出當中性線，原用電負載之負載受電端之兩相線端並接單相四繞 組二抽頭自耦變壓器81第一端82與第二抽頭84，用電單相負載(55V/110V)經單相四繞組二 抽頭自耦變壓器81之第二端85、第二抽頭84與第一抽頭83電性連接供電系統。
[n] 第13圖所示為本創作之第5實施例。第14圖所示為本創作之第5實施例之第1應用例。自第9 圖中可知，於新設1Φ2w式110V供電者之實施者，其中於新設由本創作第5實施例(一次側繞 組額定電壓為系統電壓、二次側各繞組額定電壓均為55V)5經組接後之二次繞組為中間抽 頭接地單相變壓器91，用電單相負載(55V/110V)經二次繞組為中間抽頭接地單相變壓器91 兩端92,94與中間抽頭接地93電性連接供電系統。
[n] 第15圖所示為本創作之第5實施例之第2應用例。自第15圖中可知，於新設3Φ4w式110/191V 星形(Y)連接共接點(中性點)接地者，其中新設3個由本創作第5實施例(一次側繞組額定電 壓為系統電壓、二次側各繞組額定電壓均為55V)5組成之一每相二次繞組為中間抽頭中性 點接地三相變壓器111，形成一3Φ7w式55V/110V供電系統(具三組二次側線對地電壓為55V 之電源，供額定為110V之單相用電器具使用，此三組電源亦均可供小型電器只取用原供電 電壓一半之電壓)，用電單相負載(55V/110V)經每相二次繞組為中間抽頭中性點接地三相 變壓器111任一相之兩端與中間抽頭中性點接地端電性連接供電系統。
[n] 第16圖所示為本創作之第6實施例。第17圖所示為本創作之第6實施例之第1應用例。自第 17圖中可知，於新設1Φ3w式110V/220V供電者，其中於新設一由本創作第6實施例(一次側 繞組額定電壓為系統電壓、二次側各繞組額定電壓均為55V)6經組接後之二次繞組為四繞 組三抽頭且中間抽頭中性點接地單相變壓器101，形成一1Φ5w式55V/110V/220V供電系統 (具一組二次側線對地電壓為110V之電源，可供額定為220V之用電器具使用)，用電單相負 載(55V/110V)經二次繞組為四繞組三抽頭且中間抽頭中性點接地單相變壓器101之第一抽 頭103、第二抽頭104與第三抽頭105電性連接供電系統。
[n] 第18圖所示為本創作之第6實施例之第2應用例。自第18圖中可知，於新設3Φ4w式110/220V 開Y-開△連接(open wye-open delta Connection)者，其中新設2個由本創作第6實施例 (一次側繞組額定電壓為系統電壓、二次側各繞組額定電壓均為55V)6經組接後之一每相二 次繞組為四繞組三抽頭接地開Y-開△連接三相變壓器131，形成一3Φ6w式55V/110V/220V供 電系統(具一組二次側線對地電壓為55V之電源，供額定為110V之單相用電器具使用，此一 組電源亦均可供小型電器只取用原供電電壓一半之電壓，另可得一組3Φ3w式電源，其線對 線電壓為220V，可供三相220V負載使用)，用電單相負載(55V/110V)經每相二次繞組為四 繞組三抽頭接地開Y-開△連接三相變壓器任一相之三個抽頭電性連接供電系統。
[n] 第19圖所示為本創作之第6實施例之第3應用例。自第19圖中可知，於新設3Φ4w式110/220V Y-△連接(wye-delta connection)者，其中新設3個由本創作第6實施例(一次側繞組額定 電壓為系統電壓、二次側各繞組額定電壓均為55V)6經組接後之一每相二次繞組為四繞組 三抽頭接地三相變壓器141，形成一3Φ6w式55v/110V/220V(具一組二次側線對地電壓為55V 之電源，供額定為110V之單相用電器具使用，此一組電源亦均可供小型電器只取用原供電 電壓一半之電壓，另可得一組3Φ3w式電源，其線對線電壓為220V，可供三相220V負載使 用)，用電單相負載(55V/110V)經每相二次繞組為四繞組三抽頭接地三相變壓器141任一相 之三個抽頭電性連接供電系統。
[n] 第20圖所示為本創作之第7實施例。第21圖所示為本創作之第7實施例之應用例。自第12圖 中可知，於新設3Φ4w式127/220V星形(Y)連接，共接點(中性點)接地者，其中新設3個由本 創作第6實施例(一次側繞組額定電壓為系統電壓、二次側第一、二、三次側繞組額定電壓 分別為72, 55V, 55V)7經組接後之一每相二次繞組為四繞組三抽頭接地三相變壓器121，
形成一3Φ10w式55V/110V/127V/220V供電系統(具三組二次側線對地電壓為55V之電源，供 額定為110V之單相用電器具使用，此三組電源亦均可供小型電器只取用原供電電壓一半之 電壓，另可得一組3Φ4w式電源，其線對地電壓為127V，線對線電壓為220V，可供三相220V 負載使用)，用電單相負載(55V/110V)經每相二次繞組為四繞組三抽頭接地三相變壓器121 任兩低壓端與中間抽頭端中性點接地電性連接供電系統。
[n] 綜言之，本創作功能特徵如下：
[n] 1.本創作主要適用在250V以下之低壓，尤其是120V以下之低壓系統更為適用。
[n] 2.本創作主要適用於低壓之插座分路及照明分路，尤其是插座分路(但不以此兩類分路為 限)。
[n] 3.本創作適用於單相、三相及多相系統。
[n] 4.本創作於可提供低耗電量之用電器具原供電電壓之用一半。
[n] 5.採用本創作之供電系統其供電線路之線對地電壓可降低至百分之五十。
[n] 6.採用本創作之供電系統其插座可為兩孔或三孔，兩孔者兩孔對地電壓均為供應電壓的一 半的火線，三孔者除兩孔如前述的火線外，另有一孔為中性接地線，因兩孔火線對地電壓 均同，均為原供電電壓之百分之五十，故不須有區別，即不須有大小孔之分，使用上可較
為方便。
[n] 7.採用本創作之設備其轉接器(Adaptor)的體積、鐵心損失及製造成本等均大幅度降低，
可獲節約能源及降低成本之雙重效益。此類轉接器亦會因之應運而生。
[n] 綜上所述，當知本創作係有關於一種利用至少一一二次繞組變壓器或至少一一二次繞組抽 頭變壓器連接經組接後連接至習知供電系統，使得用電負載可以在不改變原使用電壓之條 件下，降低用電負載線對地電壓百分之五十，以大幅度降低因觸電而造成的傷亡程度之變 壓器繞組。故本創作實為一富有新穎性、進步性，及可供產業利用者，應符合專利申請要 件無疑，爰依法提請發明專利申請，懇請 貴審查委員早日賜予本創作專利，實感德便。
[n] 惟以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，並非用來限定本創作實施之範圍。即凡依 本創作申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於 本創作之申請專利範圍內。
【圖式簡單說明】
[n] 第1圖： 本創作之第1實施例。
[n] 第2圖： 本創作第1實施例之第1應用例。
[n] 第3圖： 本創作第1實施例之第2應用例。
[n] 第4圖： 本創作之第2實施例。
[n] 第5圖： 本創作第2實施例之應用例。
[n] 第6圖： 本創作之第3實施例。
[n] 第7圖： 本創作第3實施例之第1應用例。
[n] 第8圖： 本創作第3實施例之第2應用例。
[n] 第9圖： 本創作第3實施例之第3應用例。
[n] 第10圖： 本創作之第4實施例。
[n] 第11圖： 本創作第4實施例之第1應用例。
[n] 第12圖： 本創作第4實施例之第2應用例。
[n] 第13圖： 本創作之第5實施例。
[n] 第14圖： 本創作第5施例之第1應用例。
[n] 第15圖： 本創作第5施例之第2應用例。
[n] 第16圖： 本創作之第6實施例。
[n] 第17圖： 本創作第6施例之第1應用例。
[n] 第18圖： 本創作第6施例之第2應用例。
[n] 第19圖： 本創作第6施例之第3應用例。
[n] 第20圖： 本創作之第7實施例。
[n] 第21圖： 本創作第7施例之應用例。
【主要元件符號說明】
[y] 11．．．單相雙繞組一抽頭自耦變壓器。
[y] 21．．．單相三繞組二抽頭自耦變壓器。
[y] 31, 41, 61．．．單相四繞組三抽頭自耦變壓器。
[y] 51．．．單相三繞組二抽頭自耦變壓器。
[y] 71, 81．．．單相四繞組二抽頭自耦變壓器。
[y] 91．．．二次繞組為中間抽頭接地單相變壓器。
[y] 101．．．二次繞組為四繞組三抽頭且中間抽頭中性點接地單相變壓器。
[y] 111．．．每相二次繞組為中間抽頭中性點接地三相變壓器。
[y] 121．．．每相二次繞組為四繞組三抽頭接地三相變壓器。
[y] 131．．．每相二次繞組為四繞組三抽頭接地開Y-開△連接三相變壓器。
[y] 141．．．每相二次繞組為四繞組三抽頭接地三相變壓器。
[y] 13, 15, 23, 25, 33, 35, 43, 45, 53, 55, 63, 65, 73, 75, 83, 85, 92, 94, 103, 105．．．一半對地電壓的火線電源輸出端。
[y] 14, 24, 34, 44, 54, 64, 74, 84, 93, 104．．．中性線輸出端。
[y] 1．．．本創作之第1實施例。
[y] 2．．．本創作之第2實施例。
[y] 3．．．本創作之第3實施例。
[y] 4．．．本創作之第4實施例。
[y] 5．．．本創作之第5實施例。
[y] 6．．．本創作之第6實施例。
[y] 7．．．本創作之第7實施例。
[y] 1111，2011．．．Φ2w式二次側110V供電的既設單相配電變壓器。
[y] 511．．．3Φ4w式110/191V星形(Y)連接且共接點(中性點)接地之既設三相供電變壓器。
[y] 3111．．．Φ3w式110V/220V既設單相配電變壓器。
[y] 411．．．3Φ4w式220v三角形(△)連接且三個二次側繞組中任一繞組之中心抽頭被接地之 既設三相配電變壓器。
[y] 611，711．．．1Φ2w式220V供電之既設單相配電變壓器。
[y] 811．．．3Φ3w式220V角接地供電之既設三相配電變壓器。
六、 申請專利範圍：
1.一種安全的低壓供電用變壓器繞組，其係包含有：一輸入埠，至少包含有一繞組；一輸 出埠，至少包含有一繞組；其特徵為：輸入埠各繞組之繞線圈數比為1:1且輸出埠各繞組 之繞線圈數比為1:1且輸入埠之繞組與輸出埠之繞組之繞線圈數比為1:1，單相負載經輸入 埠與輸出埠電性連接至供電系統。
2.如申請專利範圍第1項所述之安全的低壓供電用變壓器繞組，其中輸出埠至少二繞組串 接並引出連接線。
3.如申請專利範圍第1項所述之安全的低壓供電用變壓器繞組，其中輸入埠至少二繞組串 接並引出連接線。
4.如申請專利範圍第1項所述之安全的低壓供電用變壓器繞組，其中輸入埠之繞組與輸出 埠之繞組之繞線圈數比為2:1。
5.如申請專利範圍第4項所述之安全的低壓供電用變壓器繞組，其中輸出埠至少二繞組串 接並引出連接線。
6.一種安全的低壓供電用變壓器繞組，其係包含有：一輸入埠，至少包含有一繞組；一輸 出埠，至少包含有一繞組；其特徵為：輸入埠各繞組連接供電系統，輸出埠各繞組之繞線 圈數比為1:1且至少二繞組串接並引出連接線，輸入埠之繞組與輸出埠之繞組之繞線圈數 比為供電系統電壓比55，單相負載經輸入埠與輸出埠電性連接至供電系統。
7.如申請專利範圍第6項所述之安全的低壓供電用變壓器繞組，其中輸出埠之繞組數為3且 繞線圈數比為了2:55:55。
七、 圖式：
第1圖
第2圖
第3圖
第4圖
第5圖
第6圖
第7圖
第8圖
第9圖
第10圖
第11圖
第12圖
第13圖
第14圖
第15圖
第16圖
第17圖
第18圖
第19圖
第20圖
第21圖
