(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数脚構成の鉄心に巻線を巻回してなる静止誘導電器本体を、高さ方向の上端部にフランジを有するタンク内に収納し、
前記タンクのフランジとフランジ結合されるフランジを有し、かつ当該フランジの位置がその水平部の位置よりも低くなるように傾斜を持たせた形状の上部カバーを、前記タンクの上部にフランジ結合し、
前記複数脚の巻線に対向するタンク壁内面に、それぞれ帯状の薄い磁性板を積層してなりかつその高さ方向の上端部が前記フランジ結合部よりも上部カバー側に突出した磁気シールド板を、複数個水平方向に間隔を存して並べて取り付けて成る静止誘導電器において、
前記上部カバーのフランジおよび当該フランジ近傍部分のうち、少なくとも前記複数脚の巻線に対向するタンク長辺側部分を非磁鋼材で構成すると共に、前記上部カバーの傾斜部および水平部のうち、前記複数脚の巻線に対向する部分に挟まれる中央位置で前記タンク長辺側部分にほぼ垂直となる帯状の領域を非磁鋼材で構成したことを特徴とする静止誘導電器。
【請求項２】
前記複数脚の巻線を単相巻線の並列構成としたことを特徴とする請求項１に記載の静止誘導電器。
【請求項３】
前記複数脚の巻線を３相巻線としたことを特徴とする請求項１に記載の静止誘導電器。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の静止誘導電器において、冷却・絶縁用の媒体として、鉱油、六フッ化イオウガス、パーフロロカーボン液を用いたことを特徴とする静止誘導電器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、磁気シールド構成を備えた、例えば変圧器やリアクトル等の静止誘導電器に係り、特に上部カバーの傾斜部が大きく、傾斜部が巻線に近づいたような場合においても、輸送制限に対処しつつ、巻線に流れる電流により生じる漏れ磁束の量を低減して、上部カバー、および上部カバーとタンクとを結合するフランジ結合部の過熱を効果的に防止できるようにした静止誘導電器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、静止誘導電器、例えば変圧器においては、その容量が増大するに従って、タンク壁に入射する巻線に流れる電流によって生じる漏れ磁束の量も増加することから、タンク壁に発生する渦電流損等の漂遊損が増大したり、あるいはタンク壁の一部で局部過熱が発生したりする。
【０００３】
そのため、一般的には、巻線に対向するタンク壁の内面に、けい素鋼板からなる磁性体、あるいは銅板，アルミニウム板等の良導体による磁気シールドを施して、上記漂遊損の低減や局部過熱の防止を図るようにしているのは、周知のところである。
【０００４】
図６は、この種の磁気シールド構成を備えた従来の変圧器の構成例を示す縦断面図である。
図６において、複数脚構成の鉄心１に巻線２を巻回してなる変圧器器本体が、高さ方向の上端部にフランジ３ａを有する下部タンク３内に収納されている。
【０００５】
また、この下部タンク３の上部には板状の上部カバー４が、下部タンクのフランジ３ａに取り付け固定されている。
さらに、複数脚の巻線２に対向する下部タンク壁５の内面には、巻線２の軸方向長さよりもやや長めのけい素鋼板を多数枚積層して接着し、かつ細長い短冊状に一体成形した磁気シールド板６が、互いに多少の間隔を存して複数個水平方向に並べて取り付けられている。
【０００６】
これにより、巻線２に流れる電流によって生じる漏れ磁束７のほとんどを磁気シールド板６内を還流させて、下部タンク壁５には漏れ磁束７が流れないようにしている。
【０００７】
ところで、最近では、変圧器の輸送制限に対処するために、上部カバー４として、下部タンク３のフランジ３ａとフランジ結合されるフランジを有し、かつこのフランジの位置がその水平部の位置よりも低くなるように傾斜を持たせた形状の上部カバーにすることがしばしば行なわれてきている。
【０００８】
しかしながら、上部カバー４のフランジの位置が低くなることによって、フランジ結合部に流れ込む漏れ磁束７の量が増加するため、フランジ結合部の冷却条件が悪いこともあって、フランジ結合部とその近傍部分が過熱し易くなる。
【０００９】
そこで、このようにフランジ結合部を通って流れる漏れ磁束７の量を低減するために、いくつかの提案が成されてきている。
すなわち、例えば“特開昭５５−１１８６１５号公報”に開示された磁気シールド装置では、図７にその縦断面図を示すように、下部タンク３のフランジ３ａとフランジ結合されるフランジ８ａを有し、かつこのフランジ８ａの位置が水平部８ｂの位置よりも低くなるように傾斜（傾斜部８ｃ）を持たせた形状の上部カバー８を用い、かつ電磁シールド９を、その高さ方向の上端部をフランジ結合部よりも上部カバー８側へ突出させて、上部カバー８の垂直部８ｄの部分まで重なるようにする方策を採っている。
【００１０】
また、“実開昭５５−６３１３４号公報”に開示された磁気シールド装置では、図８にその要部縦断面図を示すように、下部タンク３に装着した磁気シールド板６のうち、上部カバー８側へ突出した部分の上部カバー８に対向する部分を一部切り欠いて、上部カバー８と磁気シールド板６とのギャップを大きくする方策を採っている。
【００１１】
上記のような各方策は、変圧器として、上部カバー８の傾斜部８ｃが小さくて済むような輸送限界の場合には、局部過熱や損失低減の点で極めて有効である。
しかしながら、変圧器の輸送制限が一層厳しく、上部カバー８の傾斜部８ｃを大きくする必要がある場合には、上記のような方策のみでは、漏れ磁束量の低減効果が十分でなく、フランジ結合部が過熱することがある。
【００１２】
また、上部カバー８を流れる漏れ磁束量が増加して、上部カバー８の傾斜部８ｃが過熱することがある。
すなわち、図７に示すような上部カバー８において、傾斜部８ｃが大きくなって下部タンク３内部側に位置する場合、傾斜部８ｃと巻線２との間の距離が小さくなるため、上部カバー８の傾斜部８ｃに入射する巻線２からの漏れ磁束量が増加する。
【００１３】
そして、この傾斜部８ｃに入射した漏れ磁束の一部は、フランジ結合部を介して電磁シールド９を流れて、再び巻線２の他方の下端部へと還流し、また残りの一部は、傾斜部８ｃをそのまま他脚の巻線２に向かって、タンク長手方向（紙面に垂直な方向）に流れ、他脚の巻線２の上端部へ流れていく。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の磁気シールド構成を備えた変圧器等の静止誘導電器においては、上部カバーの傾斜部が大きく、傾斜部が巻線に近づいたような場合に、巻線に流れる電流により生じる漏れ磁束が増加して、上部カバー、および上部カバーとタンクとを結合するフランジ結合部が過熱するという問題があった。
【００１５】
本発明の目的は、上部カバーの傾斜部が大きく、傾斜部が巻線に近づいたような場合においても、輸送制限に対処しつつ、巻線に流れる電流により生じる漏れ磁束の量を低減して、上部カバー、および上部カバーとタンクとを結合するフランジ結合部の過熱を効果的に防止することが可能な静止誘導電器を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明では、複数脚構成の鉄心に巻線を巻回してなる静止誘導電器本体を、高さ方向の上端部にフランジを有するタンク内に収納し、タンクのフランジとフランジ結合されるフランジを有し、かつ当該フランジの位置がその水平部の位置よりも低くなるように傾斜を持たせた形状の上部カバーを、タンクの上部にフランジ結合し、複数脚の巻線に対向するタンク壁内面に、それぞれ帯状の薄い磁性板を積層してなりかつその高さ方向の上端部がフランジ結合部よりも上部カバー側に突出した磁気シールド板を、複数個水平方向に間隔を存して並べて取り付けて成る静止誘導電器において、上部カバーのフランジおよび当該フランジ近傍部分のうち、少なくとも複数脚の巻線に対向するタンク長辺側部分を非磁鋼材で構成すると共に、上部カバーの傾斜部および水平部のうち、複数脚の巻線に対向する部分に挟まれる中央位置でタンク長辺側部分にほぼ垂直となる帯状の領域を非磁鋼材で構成する。
【００１７】
ここで、特に上記複数脚の巻線を単相巻線の並列構成とする。
また、上記複数脚の巻線を三相巻線とする。
さらに、冷却・絶縁用の媒体として、鉱油、六フッ化イオウガス、パーフロロカーボン液を用いる。
【００１８】
【作用】
従って、本発明の静止誘導電器においては、上部カバーのフランジおよびフランジ近傍部分のうち、少なくとも複数脚の巻線に対向するタンク長辺側部分を非磁鋼材とすることにより、フランジ結合部を介した磁気回路の磁気抵抗が非常に大きくなるため、フランジ結合部に漏れ磁束が流れ難くなる。
【００１９】
また、上部カバーの傾斜部および水平部のうち、複数脚の巻線に対向する部分に挟まれる中央位置でタンク長辺側部分にほぼ垂直となる帯状の領域を非磁鋼材とすることにより、上部カバーを介した磁気抵抗が非常に大きくなるため、上部カバーを介して他脚の巻線に向かって流れようとする磁束も流れ難くなる。
【００２０】
これにより、巻線に流れる電流により生じる漏れ磁束の量を低減して、上部カバー、および上部カバーとタンクとを結合するフランジ結合部の過熱を効果的に防止することが可能となる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施例）
図１は本発明の第１の実施例による変圧器の構成例を示す要部縦断面図、図２は同変圧器の構成例を示す横断面図であり、図６乃至図８と同一または対応する要素には同一符号を付して示している。なお、図１では、３つの並列巻線からなる単相３脚構成の変圧器の場合について示している。
【００２２】
すなわち、本実施例の変圧器は、図１および図２に示すように、複数脚（本例では３脚）構成の鉄心１に巻線２を巻回してなる変圧器本体を、高さ方向の上端部にフランジ３ａを有する下部タンク３内に収納している。
【００２３】
また、下部タンク３の上部には、下部タンク３のフランジ３ａとフランジ結合されるフランジ８ａを有しかつこのフランジ８ａの位置がその水平部８ｂの位置よりも低くなるように傾斜（傾斜部８ｃ）を持たせた形状の上部カバー８を、図示のようにフランジ結合している。
【００２４】
さらに、３脚の巻線２に対向する下部タンク３の側壁内面には、それぞれ帯状の薄い磁性板を積層してなりかつその高さ方向（巻線２軸方向）の上端部がフランジ結合部よりも上部カバー８側に突出した磁気シールド板６を、複数個水平方向（複数脚配置方向）に間隔を存して並べて取り付けている。
【００２５】
ここで、上部カバー８のフランジ８ａおよびこのフランジ８ａに継がる上部カバー８の近傍部分８ｅのうち、少なくとも３脚の巻線２に対向するタンク長辺側部分（上部カバー角部）を非磁鋼材で構成している。
【００２６】
また、上部カバー８の傾斜部８ｃおよび水平部８ｂのうち、３脚の巻線２に対向する部分に挟まれる中央位置でタンク長辺側部分（上部カバー角部）にほぼ垂直となる（橋絡する）帯状の狭い領域を非磁鋼材で構成している。
【００２７】
なお、下部タンク３内には、機器冷却・絶縁用の媒体として、例えば鉱油、六フッ化イオウガス、パーフロロカーボン液を収容している。
次に、以上のように構成した本実施例の変圧器においては、巻線２に流れる電流により生じる漏れ磁束７が上部カバー８に入射し、フランジ結合部を介して磁気シールド板６に流れようとする。
【００２８】
しかし、この場合、上部カバー８のフランジ８ａと、このフランジ８ａに継がる上部カバー８の近傍部分８ｅのうち、少なくとも３脚の巻線２に対向するタンク長辺側部分が非磁鋼材で構成されて、その部分の磁気回路の磁気抵抗が非常に大きくなるため、漏れ磁束７はほとんど流れることができない。
【００２９】
そこで、上部カバー８に入射した漏れ磁束７は、図３にその平面図を示すように、上部カバー８のタンク長手方向に流れ、他脚の巻線２に向かって流れようとする。
【００３０】
しかし、この場合、上部カバー８の傾斜部８ｃおよび水平部８ｂのうち、３脚の巻線２に対向する部分に挟まれる中央位置でタンク長辺側部分にほぼ垂直となる帯状の狭い領域が非磁鋼材で構成されて、その部分の磁気回路の磁気抵抗が非常に大きくなるため、漏れ磁束７は上部カバー８を介して他脚の巻線２に向かってほとんど流れることができなくなっている。
【００３１】
これにより、巻線２から上部カバー８に入射する漏れ磁束７の量が大幅に低減されることから、上部カバー８で発生する渦電流損は大幅に低減され、上部カバー８と、、このフランジ８ａに継がる上部カバー８の近傍部分８ｅ、および上部カバー８と下部タンク３とを結合するフランジ結合部の局部的な過熱を効果的に防止することができる。
【００３２】
上述したように、本実施例の変圧器は、３脚構成の鉄心１に巻線２を巻回してなる変圧器本体を、高さ方向の上端部にフランジ３ａを有する下部タンク３内に収納し、下部タンク３の上部に、下部タンク３のフランジ３ａとフランジ結合されるフランジ８ａを有しかつこのフランジ８ａの位置がその水平部８ｂの位置よりも低くなるように傾斜（傾斜部８ｃ）を持たせた形状の上部カバー８をフランジ結合し、３脚の巻線２に対向する下部タンク３の側壁内面に、それぞれ帯状の薄い磁性板を積層してなりかつその高さ方向の上端部がフランジ結合部よりも上部カバー８側に突出した磁気シールド板６を、複数個水平方向に間隔を存して並べて取り付け、さらに上部カバー８のフランジ８ａおよびこのフランジ８ａに継がる上部カバー８の近傍部分８ｅのうち、少なくとも３脚の巻線２に対向するタンク長辺側部分を非磁鋼材で構成すると共に、上部カバー８の傾斜部８ｃおよび水平部８ｂのうち、３脚の巻線２に対向する部分に挟まれる中央位置でタンク長辺側部分にほぼ垂直となる帯状の狭い領域を非磁鋼材で構成するようにしたものである。
【００３３】
従って、上部カバー８の傾斜部８ｃが大きく、傾斜部８ｃが巻線２に近づいたような場合においても、上部カバー８に入射する漏れ磁束７の量が大幅に低減され、上部カバー８およびフランジ結合部に流れる漏れ磁束７の量、および上部カバー８を他巻線２方向に流れる漏れ磁束７の量を大幅に低減することができるため、上部カバー８、および上部カバー８と下部タンク３とを結合するフランジ結合部の過熱を効果的に防止することが可能となる。
【００３４】
（第２の実施例）
図４は、本発明の第２の実施例による変圧器の構成例を示す横断面図であり、図１乃至図３と同一または対応する要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００３５】
すなわち、本実施例の変圧器が上記第１の実施例の変圧器と異なる点は、巻線２を、単相３脚構成の巻線に代えて、３相３脚構成の巻線としたことである。
次に、以上のように構成した本実施例の変圧器の作用について説明する。
【００３６】
すなわち、上部カバー８に入射した漏れ磁束７が、上記第１の実施例では、中央脚の巻線２による漏れ磁束７の向きと、その両側脚の巻線２による漏れ磁束７の向きとが、常時反対方向であることから、常時隣接する巻線２間のみで漏れ磁束７がやりとりされるのに対して、本実施例の変圧器においては、各脚の巻線２の漏れ磁束７の位相が１２０度ずつずれていることから、漏れ磁束７は、一方の端脚の巻線２と中央脚の巻線２、および中央脚の巻線２と他方の端脚の巻線２との間においてやりとりされる。
【００３７】
しかし、この場合、上部カバー８の巻線２間の部分を経由して流れることには違いはない。
従って、上部カバー８に入射した漏れ磁束７に対しては、漏れ磁束７の流れ方は異なるものの、磁気シールド６中の漏れ磁束７の流れは、本実施例の変圧器においても同様であり、上記第１の実施例の変圧器の場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００３８】
（第３の実施例）
図５は、本発明の第３の実施例による変圧器の構成例を示す平面図であり、図１乃至図４と同一または対応する要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００３９】
すなわち、本実施例の変圧器が上記第１および第２の各実施例の変圧器と異なる点は、巻線２を、単相３脚構成の巻線または３相３脚構成の巻線に代えて、２つの並列巻線からなる単相２脚構成の巻線としたことである。
【００４０】
次に、以上のように構成した本実施例の変圧器の作用について説明する。
すなわち、本実施例の変圧器においては、２つの巻線２からの漏れ磁束７の方向は常時反対の向きであり、上部カバー８に入射した漏れ磁束７は、常時隣接する巻線２間のみでやりとりされる。
【００４１】
従って、磁気シールド６中の漏れ磁束７の流れは、本実施例の変圧器においても同様であり、上記第１の実施例の変圧器の場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００４２】
尚、本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、次のようにしても同様に実施できるものである。
（ａ）上記各実施例では、本発明を静止誘導電器として変圧器に適用する場合について説明したが、何らこれに限定されるものではなく、巻線外部の漏れ磁束の流れ方はリアクトルでも同様であることから、本発明を静止誘導電器としてリアクトルに適用しても、前述の場合と同様の作用効果が得られることは言うまでもない。
（ｂ）上記各実施例において、複数脚の巻線構成についても、前述した構成のものに限定されるものではない。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数脚構成の鉄心に巻線を巻回してなる静止誘導電器本体を、高さ方向の上端部にフランジを有するタンク内に収納し、タンクのフランジとフランジ結合されるフランジを有し、かつ当該フランジの位置がその水平部の位置よりも低くなるように傾斜を持たせた形状の上部カバーを、タンクの上部にフランジ結合し、複数脚の巻線に対向するタンク壁内面に、それぞれ帯状の薄い磁性板を積層してなりかつその高さ方向の上端部がフランジ結合部よりも上部カバー側に突出した磁気シールド板を、複数個水平方向に間隔を存して並べて取り付けて成る静止誘導電器において、上部カバーのフランジおよび当該フランジ近傍部分のうち、少なくとも複数脚の巻線に対向するタンク長辺側部分を非磁鋼材で構成すると共に、上部カバーの傾斜部および水平部のうち、複数脚の巻線に対向する部分に挟まれる中央位置でタンク長辺側部分にほぼ垂直となる帯状の領域を非磁鋼材で構成するようにしたので、上部カバーの傾斜部が大きく、傾斜部が巻線に近づいたような場合においても、輸送制限に対処しつつ、巻線に流れる電流により生じる漏れ磁束の量を低減して、上部カバー、および上部カバーとタンクとを結合するフランジ結合部の過熱を効果的に防止することが可能な静止誘導電器が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による変圧器の第１の実施例を示す要部縦断面図。
【図２】本発明による変圧器の第１の実施例を示す横断面図。
【図３】同第１の実施例の変圧器における漏れ磁束の流れの様子を説明するための平面図。
【図４】本発明による変圧器の第２の実施例を示す横断面図。
【図５】本発明による変圧器の第３の実施例を示す平面図。
【図６】従来の変圧器の一構成例を示す縦断面図。
【図７】従来の変圧器の他の構成例を示す縦断面図。
【図８】従来の変圧器の他の構成例を示す要部縦断面図。
【符号の説明】
１…鉄心、
２…巻線、
３…下部タンク、
３ａ…下部タンクフランジ、
４…上部カバー、
５…下部タンク壁、
６…磁気シールド板、
７…漏れ磁束、
８…上部カバー、
８ａ…上部カバーフランジ、
８ｂ…水平部、
８ｃ…傾斜部、
８ｄ…垂直部、
８ｅ…フランジ近傍部、
９…電磁シールド。
【図１】
0003638972.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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