(57)【要約】 【課題】安価且つ低損失で製作が容易、さらに輸送の制約を受けることのない磁気シールドを備えた構成とすることにある。【解決手段】タンク１と、このタンク内に絶縁媒体とともに収容され鉄心４に巻線５を巻装してなる電器本体３と、この電器本体３の巻線５に対向するタンク１の内面に取付けられた高透磁率材料からなる磁性体シールド６と、この磁性体シールド６に隣接するタンク１の内面に巻線５から発せられる漏れ磁束がタンク１に入射しようとする範囲に高導電率材料からなる電線を環状に形成して取付けられた電線シールド７とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクと、このタンク内に絶縁媒体とともに収容され鉄心に巻線を巻装してなる電器本体と、この電器本体の前記巻線に対向する前記タンクの内面に取付けられた高透磁率材料からなる磁性体シールドと、この磁性体シールドに隣接する前記タンクの内面に前記巻線から発せられる漏れ磁束が前記タンクに入射しようとする範囲に高導電率材料からなる電線を環状に形成して取付けられた電線シールドとを備えたことを特徴とする静止誘導電器。
【請求項２】
タンクと、このタンク内に絶縁媒体とともに収容され鉄心に巻線を巻装してなる電器本体と、この電器本体の前記巻線に対向する前記タンクの内面に取付けられた高導電率材料からなる非磁性体シールドと、この非磁性体シールドに隣接する前記タンクの内面に前記巻線から発せられる漏れ磁束が前記タンクに入射しようとする範囲に高導電率材料からなる電線を環状に形成して取付けられた電線シールドとを備えたことを特徴とする静止誘導電器。
【請求項３】
請求項１記載の静止誘導電器において、前記磁性体シールドが金属性のシールド受け座により支持されているとき、前記電線シールドは前記シールド受け座を覆うように磁性体シールドの端部と一部重なり合う構成したことを特徴とする静止誘導電器。
【請求項４】
タンクと、このタンク内に絶縁媒体とともに収容され鉄心に巻線を巻装してなる電器本体と、この電器本体の少なくとも前記巻線に対向する前記タンクの内面に高導電率材料からなる電線を環状に形成して取付けられた電線シールドとを備えたことを特徴とする静止誘導電器。
【請求項５】
前記請求項１乃至請求項４の何れかに記載の静止誘導電器において、前記電線シールドの一部もしくは全てを高導電率材料からなる棒状部品で構成したことを特徴とする静止誘導電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気シールドを備えた変圧器やリアクトルなどの静止誘導電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
変圧器やリアクトルなどの静止誘導電器においては、巻線やリード線などからの漏れ磁束がタンクに入射することにより漂遊損を生じ、局部過熱を発生することがある。
【０００３】
そこで、このような恐れがある場合は、珪素鋼帯などの高透磁率材料による磁気シールド、もしくはアルミ板や銅板などの高導電率材料による非磁性体シールドなどの磁気シールドをタンク内面に取付けて漂遊損の低減や局部過熱の防止を図っている。
【０００４】
一般的には磁気シールドを取付けることによりタンクの過熱は抑制されるが、輸送制約のためタンク面が傾斜している、もしくは上下タンクがフランジにより分割されているなどの理由で、十分な大きさの磁気シールドを取付けることが困難な場合がある。このような場合には、磁気シールド取付け範囲周辺のタンクに局部過熱が発生し、温度上昇が許容値を上回ってしまうことがある。
【０００５】
このような事象は設計時の漏れ磁束解析により評価できるので、その結果により磁気シールドを追加するか否かの検討を行っている。
【０００６】
ところで、タンク内に追加の磁気シールドを取付けた構成の静止誘導電器としては、これまでに種々提案されている（例えば、特許文献１〜５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２０５１０５公報
【特許文献２】特開平８−３３０１５６号公報
【特許文献３】特開昭６４−０８９４０９号公報
【特許文献４】特開平１１−２６２６２号公報
【特許文献５】特開昭６０−０７０７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、輸送制約から上下タンク面を傾斜させた静止誘導電器において、タンクの傾斜した内面に珪素鋼板からなる磁気シールドを適用する場合、タンク屈曲部に沿うように珪素鋼板を折り曲げ加工する必要があり、多大な時間を要する。
【０００９】
また、磁性体シールドは幅の狭いものを並べてタンク内面に多数取付ける構造となるため、フランジにより分割された上下タンクへ、それぞれ個別に珪素鋼板を多数取付けなければならないため、その作業にも多大な時間を要する。
【００１０】
一方、非磁性体シールドは薄くて大きな銅板やアルミ板により構成されるため、曲げ加工やタンクへの取付け作業は、磁性体シールドに比べて容易であるが、非磁性体シールドの原理は、入射しようとする漏れ磁束をシールド内で誘起する誘導電流により押し返すと言うものであるため、その電流により損失が発生し、磁性体シールド適用時に比べて発生損失が大きくなるという問題がある。
【００１１】
また、近年大型変圧器においては、巻線、鉄心、タンクを分解して別々に輸送し、現地で再組立を行う分解輸送現地組立方式を採用することがしばしばある。その場合、タンク自体も上下もしくは上中下に分解して輸送することになるため、シールドはタンク内面に取付けたままの状態で、容易に輸送できる構造にすることが求められる。
【００１２】
これらの問題を解決する方法として、入射漏れ磁束量の多いタンク側面部に磁性体シールド、入射漏れ磁束量は少ないが、傾斜するなどして曲げ加工の必要な上下タンク部に非磁性体シールドをそれぞれ取付けるという組合せ構造の磁気シールドが特許文献１にて提案されている。
【００１３】
しかし、かかる組合せ構造の磁気シールドを備えた静止誘導電器では、低損失で比較的製作の容易なタンクに磁気シールドを構成することができるものの、上下タンク面の広い範囲をアルミ板や銅板などで覆う必要があることから、材料コストが高価になるという問題がある。
【００１４】
また、非磁性体シールドは磁性体シールドに比べて曲げ加工が容易であるものの、予めタンク形状に合わせて加工しなければならないため、部品製作に多くの時間がかかるという問題がある。
【００１５】
本発明の目的は、安価且つ低損失で製作が容易、さらに輸送の制約を受けることのない磁気シールドを備えた静止誘導機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は上記の目的を達成するため、次のような手段により磁気シールドを備えた静止誘導機器を構成するものである。
【００１７】
本発明は、タンクと、このタンク内に絶縁媒体とともに収容され鉄心に巻線を巻装してなる電器本体と、この電器本体の前記巻線に対向する前記タンクの内面に取付けられた高透磁率材料からなる磁性体シールドと、この磁性体シールドに隣接する前記タンクの内面に前記巻線から発せられる漏れ磁束が前記タンクに入射しようとする範囲に高導電率材料からなる電線を環状に形成して取付けられた電線シールドとを備える。
【００１８】
また、本発明は、タンクと、このタンク内に絶縁媒体とともに収容され鉄心に巻線を巻装してなる電器本体と、この電器本体の前記巻線に対向する前記タンクの内面に取付けられた高導電率材料からなる非磁性体シールドと、この非磁性体シールドに隣接する前記タンクの内面に前記巻線から発せられる漏れ磁束が前記タンクに入射しようとする範囲に高導電率材料からなる電線を環状に形成して取付けられた電線シールドとを備える。
【００１９】
さらに、本発明は、タンクと、このタンク内に絶縁媒体とともに収容され鉄心に巻線を巻装してなる電器本体と、この電器本体の少なくとも前記巻線に対向する前記タンクの内面に高導電率材料からなる電線を環状に形成して取付けられた電線シールドとを備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、安価且つ低損失で製作が容易、さらに輸送の制約を受けることのない磁気シールドを備えた静止誘導機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による静止誘導電器の第１の実施形態を示す縦断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図。
【図３】本発明による静止誘導電器の第２の実施形態を示す縦断面図。
【図４】本発明による静止誘導電器の第３の実施形態を示す縦断面図。
【図５】本発明による静止誘導電器の第４の実施形態を示す縦断面図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
（第１の実施形態）
図１は本発明による静止誘導電器の第１の実施形態を示す縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。
【００２４】
図１および図２において、１はタンクで、このタンク１は中間タンク１ａと、この中間タンク１ａにフランジ２を介して結合される上下タンク１ｂ，１ｃから構成され、輸送時には中間タンク１ａ、上下タンク１ｂ，１ｃに分解されて輸送される。この場合、上タンク１ｂは頂面より中間タンク１ａの開口面に連なる傾斜面を有している。
【００２５】
また、３はタンク１内に絶縁油やＳＦ６ガス等の絶縁媒体と共に収容される電器本体で、この電器本体３は三脚鉄心４の各脚部に三相各相に対応する巻線５を巻装したものである。
【００２６】
このような構成の静止誘導電器において、第１の実施形態では、中間タンク１ａの内面の三相各相に対応する巻線５と対向する位置に珪素鋼板などの高透磁率材料からなる磁性体シールド６を取付け、その上下にフランジ２を介して結合される上下タンク１ｂ，１ｃの内面に銅線やアルミ線などの高導電率材料からなる電線を環状に１巻回して形成した電線シールド７を配置し、この電線シールド７を上下タンク１ｂ，１ｃの内面に適宜の間隔を存して設けられた電線シールド支え８により固定するようにしたものである。
【００２７】
この場合、上下タンク１ｂ，１ｃの内面に設けられる環状の電線シールド７は、巻線５から発せられる漏れ磁束９が上下タンク１ｂ，１ｃに入射しようとする全範囲を取り囲むように配置される。
【００２８】
このような磁気シールドを備えた静止誘導電器において、巻線５より発せられた漏れ磁束の一部は鉄心４ではなくタンク１に向うが、その大部分は中間タンク１ａに取付けられた磁性体シールド６に入射するが、一部の漏れ磁束９が上下タンク１ｂ，１ｃ方向へ向かって入射すると上下タンク１ｂ，１cを局部過熱させることがある。
【００２９】
しかし、本実施形態では、上下タンク１ｂ，１ｃの内面に環状の電線シールド７が磁性体シールド６と隣り合わせに漏れ磁束９が入射しようとする全範囲を取り囲むように設けられているので、漏れ磁束９は電線シールド７の内部に誘起する誘導電流１０によって押し返され、磁束を吸収する磁性体シールド６の方向に誘導される。
【００３０】
したがって、このような作用により、中間タンク１ａに加え、上下タンク１ｂ，１ｃに発生する漏れ磁束による過熱を防止することができる。
【００３１】
このように第１の実施形態では、入射漏れ磁束量の多い中間タンク１ａに低損失な磁性体シールド６を取付け、比較的漏れ磁束量の少ない上下タンク１ｂ，１ｃに低抵抗の電線シールド７を取付けるようにしたので、発生損失を低く抑えることができる。
【００３２】
また、電線シールド７は静止誘導電器、例えば変圧器のリード線材料をそのまま使用することができるので、安価であり、しかもリード線は手で曲げられることから、上タンク１ｂのように傾斜面を有するタンクに対しても特別な加工をすることなく電線シールドを簡単に取付けることができる。
【００３３】
さらに、磁性体シールド６は中間タンク１ａに、電線シールド７は上下タンク１ｂ，１ｃに取付けられ、いずれもフランジ面より中間タンク１ａ側に出っ張っていないことから、タンク分解輸送時もシールドを取外す必要がない。
【００３４】
以上述べように本発明の第１の実施形態によれば、安価で低損失かつ製作および輸送の容易な磁気シールドを備えた静止誘導電器を提供することができる。
【００３５】
上記第１の実施形態では、中間タンク１ａの上下２箇所に有するフランジ２を介して上下タンク１ｂ，１ｃを取付け、上タンク１ｂのみ傾斜面を有する構成の場合について述べたが、フランジが上下いずれか一方にあるタンク構造、傾斜面のないタンク構造、もしくは上下タンクともに傾斜面を有する構造などであってもよく、また入射漏れ磁束量が少なければ、上下タンクのいずれか一方だけに電線シールドを取付ける構成としてもよい。
【００３６】
また、巻線からの漏れ磁束だけではなく、タンク内に配置されるリード線からの漏れ磁束に対しても、効果を期待することができる。
【００３７】
上記実施形態では、巻線５から発せられる漏れ磁束９が上下タンク１ｂ，１ｃに入射しようとする全範囲を取り囲むように電線を環状に１巻回して形成した電線シールド７を配置する構成としたが、電線の環を小さくした電線シールドを多数取付けることにより、磁気シールド効果を高めることもできる。
【００３８】
また、電線シールド７に流れる誘導電流１０が大きく電流密度が高くなる場合には、電線シールド７を２本以上並列に配置する構成や、電線を２巻回以上にして環状に形成した構成としてもよい。
【００３９】
なお、高導電率材料からなる電線を環状にした電線シールドを用いたが、電線シールドの一部、もしくは全てを銅棒やアルミ棒などを適用した他の部品に置き換えることも可能である。
【００４０】
（第２の実施形態）
図３は本発明による静止誘導電器の第２の実施形態を示す縦断面図で、図１と同一部分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述べる。
【００４１】
図３に示すように中間タンク１ａの内面の三相各相に対応する巻線５と対向する位置に設けられる磁性体シールド６を金属性のシールド受け座１１により支持させる構造とすることがある。
【００４２】
このような構造の場合、巻線５から磁性体シールド６に入射した漏れ磁束９は、徐々に磁性体シールド６から飛び出し、巻線５に戻ろうとするが、磁性体シールド６の高さが巻線５の高さに比べ十分大きくない場合、磁性体シールド６の上下端からも、多量の漏れ磁束９が出入する。このようなケースにおいて、磁性体シールド６の下端に金属性のシールド受け座１１が存在すると、磁性体シールド６の下端から出た磁束が図示一点鎖線で示すように全て金属性のシールド受け座１１に入射するため、該受け座１１に過熱を引起す可能性がある。
【００４３】
そこで、第２の実施形態では、図３に示すように下タンク１ｃの内面に配置される電線シールド７がフランジ２よりも上部に出っ張り、金属性のシールド受け座１１と磁性体シールド６の下部を覆う構成としたものである。
【００４４】
このような構成とすれば、下部の電線シールド７をフランジ２よりも上部に出っ張らせることにより、磁性体シールド６内の漏れ磁束９は、下部の電線シールド７の上端よりも上部で巻線５側に戻ろうとするため、シールド受け座１１に入射する漏れ磁束量は大幅に減少する。
【００４５】
したがって、かかる第２の実施形態の構造とすれば、タンク１の過熱の抑制に加え、金属性のシールド受け座１１の過熱を抑制することができる。
【００４６】
（第３の実施形態）
図４は本発明による静止誘導電器の第３の実施形態を示す縦断面図で、図１と同一部分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述べる。
【００４７】
本実施形態では、第１の実施形態における磁性体シールド６に代えて、図４に示すように中間タンク１ａの内面の三相各相に対応する巻線５と対向する位置に銅板やアルミ板等の高導電率材料からなる非磁性体シールド１２を設ける構成としたものである。
【００４８】
このような構成とすれば、電線シールド７、非磁性体シールド１２は、ともにタンク１へ入射しようとする漏れ磁束９を誘導電流で押し返す作用を持つため、低損失という面では第１の実施形態に比べて劣るものの、非磁性体シールド１２を銅板やアルミ板により容易に製作することができる。
【００４９】
（第４の実施形態）
図５は本発明による静止誘導電器の第４の実施形態を示す縦断面図で、図１と同一部分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述べる。
【００５０】
本実施形態においては、図５に示すように第１の実施形態における中間タンク１ａと下タンク１ｃとを一体化したタンク本体１３ａにフランジ１４を介して上タンク１３ｂを結合した構造のタンク１３において、タンク本体１３ａの内面に電器本体３の三相各相に対応する巻線５と対向する位置を取り囲むように２本の電線シールド７を電線シールド支え８により支持させて上下に並列に配置する構成としたものである。この場合、タンク１３は、タンク本体１３ａの下部と上タンク１３ｂに傾斜面を有する構造のものである。
【００５１】
このような構成とすれば、巻線５からタンク１３の側面に入射する漏れ磁束量が少ないものの、過熱する恐れがある場合には、電線シールド７内を流れる誘導電流がタンク１３に入射しようとする漏れ磁束を押し返し、タンク１３の過熱を抑制することができる。
【００５２】
したがって、漏れ磁束量が比較的少ない場合の簡易な磁気シールドとして、従来の磁性体シールドや非磁性体シールドに比べ、安価にして容易に実現することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１…タンク、１ａ…中間タンク、１ｂ，１ｃ…上、下タンク、２…フランジ、３…電器本体、４…三脚鉄心、５…巻線、６…磁性体シールド、７…電線シールド、８…電線シールド支え、９…漏れ磁束、１０…誘導電流、１１…シールド受け座、１２…非磁性体シールド、１３…タンク、１３ａ…タンク本体、１３ｂ…上タンク、１４…フランジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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