JP2008182053A - 静止誘導電器 - Google Patents

Abstract

【課題】分割された脚部鉄心締付金具と中間鉄心締付金具をボルトで一体に連結して構成する際に、ボルト部分で局部加熱を防止して損失を大幅に低減でき、性能や耐久性を向上できる静止誘導電器を提供する。
【解決手段】巻線を巻回する少なくとも２つの鉄心脚１と、各鉄心脚を磁気的に結合する上部継鉄２及び下部継鉄３と、各継鉄部２、３の両側に配置する鉄心締付金具５、６とにより鉄心を構成する。しかも、下部継鉄３は、各脚部継鉄とこれら間を繋ぐ中間継鉄で分割可能に形成され、脚部継鉄は脚部鉄心締付金具６Ａで、また中間継鉄は中間鉄心締付金具６Ｂにてそれぞれ締付固定すると共に、脚部鉄心締付金具６Ａと中間鉄心締付金具間６Ｂをボルトにより一体に連結する。そして、脚部鉄心締付金具６Ａと中間鉄心締付金具６Ｂの連結部には、鉄心締付金具より電気抵抗の小さな非磁性体の短絡板２０を配置して渦電流の殆どを流すようにしている。
【選択図】図１

Description

本発明は変圧器やリアクトル等の静止誘導電器に係り、特に分割輸送型の鉄心及び鉄心締付金具を用いた静止誘導電器に関するものである。

変圧器やリアクトル等の静止誘導電器は、超高圧大容量になるに従って大型化する傾向にあから、これを据え付ける発変電所までの輸送は、従来からの完全組立輸送に代えて、輸送制限がある場所には中身組立輸送や完全分解輸送が適宜採用されている。例えば変圧器の場合、工場において製作して乾燥処理を施した中身本体を、タンクの内部に収納し、タンク内に絶縁油や絶縁ガス等の絶縁媒体を封入してから、種々の付属部品を取り付けて製作後、工場にて所定の試験を行って完成されるが、予め据え付け場所に応じて寸法及び重量制限を考慮した中身組立輸送や完全分解輸送を選択して適用し、据え付け現地にて短期間に再組み立てができるようにすることが行われている。

中身組立輸送は、変圧器中身本体のみ完全に組み立てた状態でタンクに収納し、油浸または窒素ガスなどの絶縁ガスを封入して輸送すると共に、取り外した付属部品は別輸送を行う手段であり、また完全分解輸送は、変圧器中身本体も含めて寸法及び重量の輸送制限内に入るように適切に分解し、別々の輸送タンクにて輸送を行う手段であり、いずれの手段も現地の指定場所において短期間に再組み立てをおこない、現地試験を行って完成させている。

また、輸送制限の厳しい超々高圧大容量の変圧器等の場合、単相２脚鉄心や単相３脚鉄心を用いた単相３台又は６台に分割して製作し、これら単相変圧器を三相結線して組み合せて三相変圧器を構成することも行われているが、単相変圧器の組み合せ構造でも輸送上問題となるときには、中身組立輸送や完全分解輸送のどちらかを採用することになる。

分解輸送する単相変圧器で、図６に示すように珪素鋼板を積層する鉄心脚１と上部継鉄２と下部継鉄３からなる単相２脚鉄心を採用する場合、この各鉄心脚１に一次側及び２次側の巻線４を巻装してから、上部継鉄２となる珪素鋼板を挿鉄して中身本体を構成している。この構造の単相２脚鉄心では、下部継鉄３は脚部継鉄３Ａと、これら脚部継鉄３Ａ間を繋ぐ中間継鉄３Ｂとから分割可能に形成する。そして、上部継鉄２と中間継鉄３Ｂを取り外すことにより、巻線４を巻装した鉄心脚１毎に分割し、輸送タンクにて別々に輸送できるようにすることも提案されている（例えば特許文献１参照）。

この種の単相２脚鉄心は、図７に示すように一般には鉄心脚１は絶縁物製のバインド帯７で締め付けられ、上部継鉄２及び下部継鉄３には、それぞれ断面がコ字状に形成して補強板８、９を適宜設けた鉄心締付金具５、６を配置し、両側の鉄心締付金具５、６間を連結ボルト１０及びバインド帯１１で締め付けて一体にしている。鉄心締付金具６は、下部継鉄３の分割可能にした形状に合わせて脚部鉄心締付金具６Ａと中間鉄心締付金具６Ｂとから構成し、これら間をボルト（図示せず）にて連結して機械的に一体化している。

特開平１１−３８２１号公報

しかし、上記した下部継鉄を分割可能にする単相変圧器においては、下部継鉄３に配置する分割構成の鉄心締付金具６に、図７のように鉄心脚１に巻装した巻線からの漏れ磁束Φ１が侵入したとき、漏れ磁束Φ１を打ち消す方向に渦電流が実線矢印で示すように流れる。このため、渦電流は鉄心締付金具６を構成する脚部鉄心締付金具６Ａと中間鉄心締付金具６Ｂ間は、両者を機械的に一体に連結するためのボルトを通して流れてしまい、連結用のボルト部分で局部加熱を引き起こすばかりか、損失が増加してしまい、変圧器の性能や耐久性の面で大きな問題となる。

一般に上下の鉄心締付金具の面には、漏れ磁束の侵入を阻止するアルミニュウム又は銅等の良導電性材料製の非磁性体シールドを設置することも行われているが、下部継鉄部分の脚部鉄心締付金具と中間鉄心締付金具で構成する鉄心締付金具では、その効果が十分でなくなる恐れがある。

本発明の目的は、下部継鉄に配置する鉄心締付金具を、分割された脚部鉄心締付金具と中間鉄心締付金具をボルトで一体に連結して構成する際に、連結用のボルト部分で局部加熱を防止して損失を抑制でき、性能や耐久性を向上できる静止誘導電器を提供することにある。

本発明の静止誘導電器は、巻線を巻回する少なくとも２つの鉄心脚と、前記各鉄心脚間を磁気的に結合する上部及び下部継鉄と、前記各継鉄の両側に配置する鉄心締付金具とにより鉄心を構成し、前記下部継鉄は、各脚部継鉄とこれら間を繋ぐ中間継鉄とで分割可能に形成され、前記脚部継鉄は脚部鉄心締付金具により、また前記中間継鉄は中間鉄心締付金具によりそれぞれ締付固定すると共に、前記脚部鉄心締付金具と中間鉄心締付金具間をボルトにより一体に連結する際に、前記脚部鉄心締付金具と中間鉄心締付金具の連結部には、前記鉄心締付金具より電気抵抗の小さな非磁性体の短絡板を配置して構成したことを特徴としている。

また、前記短絡板は、前記脚部鉄心締付金具と中間鉄心締付金具との連結部にそれぞれ配置し、前記ボルトにて連結固定すると共に、前記両短絡板間に渦電流が流れるように構成したことを特徴としている。しかも、短絡板は、非磁性板を折り曲げて断面Ｕ字状に形成され、この断面Ｕ字状の非磁性板を前記脚部鉄心締付金具と中間鉄心締付金具の連結部に側方から挿入配置して連結固定したことを特徴としている。

更に、前記短絡板は、前記脚部鉄心締付金具と中間鉄心締付金具の連結部間に配置し、連結用ボルトで連結固定して構成したことを特徴としている。

本発明のように静止誘導電器では、脚部鉄心締付金具と中間鉄心締付金具の連結部に、鉄心締付金具より電気抵抗の小さな非磁性体の短絡板を配置して構成したため、脚部鉄心締付金具と中間鉄心締付金具間では、巻線からの漏れ磁束を打ち消すように流れる渦電流の大部分は短絡板に流れるから、連結用のボルトでの局部加熱を防止して損失を大幅に低減でき、性能や耐久性を向上することができる。

本発明の静止誘導電器では、巻線を巻回する少なくとも２つの鉄心脚と、前記各鉄心脚間を磁気的に結合する上部及び下部継鉄と、各継鉄部の両側に配置する鉄心締付金具とにより鉄心を構成する。しかも、下部継鉄は、各脚部継鉄とこれら間を繋ぐ中間継鉄とから分割可能に形成され、脚部継鉄は脚部鉄心締付金具で、また中間継鉄は中間鉄心締付金具で、それぞれ締付固定すると共に、脚部鉄心締付金具と中間鉄心締付金具間をボルトにより一体に連結する。そして、脚部鉄心締付金具と中間鉄心締付金具の連結部には、鉄心締付金具より電気抵抗の小さな非磁性体の短絡板を配置して構成する。

本発明を適用した単相２脚変圧器を示す図１及び図２の実施例では、従来と同一部分を同符号で示している。この例の珪素鋼板を積層する鉄心の構造も従来と同様に、巻線を巻回する２つの鉄心脚１と、これらの間を磁気的に結合する上部継鉄２及び下部継鉄３と、前記各継鉄２、３の両側に配置する鉄心締付金具５、６とにより構成している。しかも、変圧器中身の分割輸送を考慮して下部継鉄３は、脚部継鉄とこれらの間を繋ぐ中間継鉄から分割可能の構成し、それぞれ脚部鉄心締付金具６Ａと中間鉄心締付金具６Ｂで締め付け、脚部鉄心締付金具６Ａと中間鉄心締付金具６Ｂの両者間は機械的に連結して一体にしている。

脚部鉄心締付金具６Ａと中間鉄心締付金具６Ｂ間は、対向する端部板間を貫通させる連結用のボルト２１によって一体に連結する。このとき、脚部鉄心締付金具６Ａと中間鉄心締付金具６Ｂの両者の連結部には、本発明により鉄心締付金具６より電気抵抗の小さな例えば銅板やアルミニウム板等の非磁性体で製作した短絡板２０を図２に示すように配置している。この構造としたため、短絡板２０部分には矢印で示す如く、脚部鉄心締付金具６Ａと中間鉄心締付金具６Ｂの一方側から他方側へ、巻線からの漏れ磁束Φ１を打ち消す方向に渦電流の殆どが流れるようになる。

図２の例では、非磁性板を折り曲げて断面Ｕ字状に形成した短絡板２０を、脚部鉄心締付金具６Ａと中間鉄心締付金具６Ｂの連結部に位置する端部板の側方から挿入配置し、ボルト２１により連結固定したものである。短絡板２０をこのような形状とすることで、脚部鉄心締付金具６Ａと中間鉄心締付金具６Ｂ側に配置する短絡板間の電気的接続を不要にしたものである。

短絡板２０は、銅やアルミニウム等の電気抵抗の小さな非磁性体板で別々に製作し、それぞれを脚部鉄心締付金具６Ａと中間鉄心締付金具６Ｂの連結部の各端部板面に配置し、両者間は接続導体を用いて電気的に接続して渦電流の大部分が流れるように構成することもできる。

脚部鉄心締付金具６Ａと中間鉄心締付金具６Ｂ間を、機械的に一体に連結するボルト２１は、従来と同様に機械的強度の大きな鋼製のものを用いてもよいが、この場合には渦電流が流れぬように連結部分の少なくとも一方に絶縁物を介在させるようにする。また、ボルト２１は、鋼製のものを用いる代りに絶縁物製とし、渦電流が全く流れぬようにすることもできる。

このように、本発明では下部継鉄３を脚部継鉄と中間継鉄とで分割可能にするとき、脚部鉄心締付金具６Ａと中間鉄心締付金具６Ｂの連結部に、鉄心締付金具より電気抵抗の小さな非磁性体の短絡板２０を配置して渦電流の殆どを流すようにしたので、ボルト２１における局部加熱の発生がなくなるため損失を大幅に低減でき、性能や耐久性を従来に比べて一層向上させること可能になる。

本発明を適用した他の実施例である単相２脚変圧器を示す図３及び図４に実施例でも、同様に従来と同一部分を同符号で示している。この実施例の単相２脚変圧器における構造上の特徴は、脚部継鉄と中間継鉄とを連結して下部継鉄３を一体にするとき、鉄心締付金具６を構成する脚部鉄心締付金具６Ａと中間鉄心締付金具６Ｂとは、その連結部となる端部板間に短絡板２０を配置し、連結用のボルト２１により一体に連結固定したものである。

この構造においても、脚部鉄心締付金具６Ａと中間鉄心締付金具６Ｂ間を、矢印のように流れる渦電流は、その大部分が短絡板２０を通って流れるため、上記の実施例と同様な効果を達成することができ、また短絡板２０はその板厚を適宜代え、脚部鉄心締付金具６Ａと中間鉄心締付金具６Ｂ間の寸法調整用部材としても活用することができる。

本発明の図５に示す別の実施例は、鉄心締付金具６を構成する脚部鉄心締付金具６Ａと中間鉄心締付金具６Ｂとは、双方の形状を中空箱状にして内部に絶縁油等の冷却媒体通路２２を設けるときの例である。この構造では、脚部鉄心締付金具６Ａと中間鉄心締付金具６Ｂの連結部となる各端部板にも冷却媒体通路が設けられるので、冷却媒体通路２２を閉鎖せぬように中空部を形成した短絡板２０を配置して冷却効率を損なわない構造とし、冷却媒体通路部分の周囲に配置する複数本の連結用のボルト２１で一体に連結固定し、短絡板２０に渦電流の殆どを流すようにしている。

下部継鉄３の鉄心締付金具６に冷却媒体通路２２を設ける際には、断面がコ字状の脚部鉄心締付金具６Ａと中間鉄心締付金具６Ｂを用い、両者間を一体に連結した後にそれぞれ短絡板２０を取り付けて構成することができる。この場合、短絡板２０は図２のように端部板の側方から挿入配置し、ボルト２１により連結固定するか、或いは短絡板２０は図４のように連結部となる端部板間に配置して、連結用のボルト２１により一体に連結固定する構造を適用することができ、同様な効果を達することができる。

上記した各実施例においては、本発明を単相２脚変圧器に適用した例で説明したが、三相３脚鉄心や三相５脚鉄心を使用する三相変圧器、更にはリアクトルにも適用できることは明らかであり、この場合も同様な効果を達成することができる。

本発明の一実施例である単相２脚変圧器の鉄心構造を示す概略正面図である。 図１の要部を示す斜視図である。 本発明の他の実施例である単相２脚変圧器の鉄心構造を示す概略正面図である。 図２の要部を示す斜視図である。 本発明の別の実施例である要部を示す斜視図である。 従来の単相２脚変圧器の鉄心構造を示す概略正面図である。 従来の単相２脚変圧器の中身本体部分を示す概略正面図である。

符号の説明

１…鉄心脚、２…上部継鉄、３…下部継鉄、５、６…鉄心締付金具、６Ａ…脚部鉄心締付金具、６Ｂ…中間鉄心締付金具、２０…短絡板、２１…ボルト。

Claims (4)

1. 巻線を巻回する少なくとも２つの鉄心脚と、前記各鉄心脚間を磁気的に結合する上部及び下部継鉄と、前記各継鉄の両側に配置する鉄心締付金具とにより鉄心を構成し、前記下部継鉄は、各脚部継鉄とこれら間を繋ぐ中間継鉄にて分割可能に形成され、前記脚部継鉄及び前記中間継鉄は、脚部鉄心締付金具及び中間鉄心締付金具でそれぞれ締付固定すると共に、前記脚部鉄心締付金具と中間鉄心締付金具間をボルトにより一体に連結する静止誘導電器において、前記脚部鉄心締付金具と中間鉄心締付金具の連結部には、前記鉄心締付金具より電気抵抗の小さな非磁性体の短絡板を配置して構成したことを特徴とする静止誘導電器。
2. 請求項１において、前記短絡板は、前記脚部鉄心締付金具と中間鉄心締付金具との連結部にそれぞれ配置し、前記ボルトにて連結固定すると共に、前記両短絡板間に渦電流が流れるように構成したことを特徴とする静止誘導電器。
3. 請求項２において、前記短絡板は、非磁性板を折り曲げて断面Ｕ字状に形成され、前記断面Ｕ字状の非磁性板を前記脚部鉄心締付金具と中間鉄心締付金具の連結部に側方から挿入配置して連結固定したことを特徴とする静止誘導電器。
4. 請求項１において、前記短絡板は、前記脚部鉄心締付金具と中間鉄心締付金具の連結部間に配置して連結固定して構成したことを特徴とする静止誘導電器。

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