(57)【要約】【課題】鉄心とコイルとの間の絶縁をより確実にすることができ、絶縁の最適設計を容易にする静止誘導機器を提供する。【解決手段】実施形態に係る静止誘導機器は、上ヨークと下ヨークと脚部とを備える鉄心と、前記鉄心の脚部の外周に巻回されて装着されたコイルと、前記鉄心の上ヨーク及び下ヨークの前記コイルに対向する面を覆うように配置されるシールドと、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上ヨークと下ヨークと脚部とを備える鉄心と、
前記鉄心の脚部の外周に巻回されて装着されたコイルと、
前記鉄心の上ヨーク及び下ヨークの前記コイルに対向する面を覆うように配置されるシールドと、
を備える静止誘導機器。
【請求項２】
前記シールドは、前記鉄心の上ヨークの下半分と、下ヨークの上半分とをそれぞれ覆うように構成される請求項１に記載の静止誘導機器。
【請求項３】
前記シールドは、導電性材料により構成される基体と、前記基体の表面に絶縁性材料からなる表層部とを備える請求項１又は２に記載の静止誘導機器。
【請求項４】
前記シールドは、前記鉄心及び前記シールドを共通にしてベルト材により緊縛固定される請求項１から３のいずれか一項に記載の静止誘導機器。
【請求項５】
前記鉄心を締付固定するクランプと、コイルを固定するコイル押えと、
前記コイル押えの上部に升型で上部開放の凹部と、
前記升型の内部底に下端を備えるとともに、その上端は前記クランプに固定される請求項１から４の何れか一項に記載の静止誘導機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、静止誘導機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、静止誘導機器として、高電圧に用いられる変圧器の小型軽量化を進める際に、精密な三次元解析により各部位の局部電界を求め、その局部電界を許容値以下とすることで最適な絶縁となるように設計する設計手法が採用されている。
【０００３】
この電界を最適化するためには変圧器の鉄心やその締め付け金具の形状あるいはコイルの形状など、様々な部位で工夫する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭５７−０５７５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特に、大地電位となる鉄心やその締め付け金具は形状が複雑なことから、個々の設計において各部位の絶縁を最適設計するには多大な手間と時間を要していた。
実施形態は、鉄心とコイルとの間の絶縁をより確実にすることができ、絶縁の最適設計を容易にする静止誘導機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る静止誘導機器は、上ヨークと下ヨークと脚部とを備える鉄心と、前記鉄心の脚部の外周に巻回されて装着されたコイルと、前記鉄心の上ヨーク及び下ヨークの前記コイルに対向する面を覆うように配置されるシールドと、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係る変圧器の概略構成例を示す上面図
【図２】変圧器の概略構成例を示す正面図
【図３】変圧器の概略構成例を示す側面図
【図４】変圧器の構成を模式的に示す部分拡大斜視図
【図５】シールドの構成を模式的に示す縦断面図
【図６】コイル押えの構成を模式的に示す正面透視図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態について図面に基づいて説明する。実施形態の説明において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
図１から図６は、実施形態に係る静止誘導機器の一例として変圧器１の概略構成例を示す図である。図１は上面図、図２は正面図、図３は側面図を示している。図４は変圧器１の構成を模式的に示す部分拡大斜視図である。図５はシールド１０の構成を模式的に示す縦断面図である。図６はコイル押え１６の構成を模式的に示す正面透視図である。
【０００９】
図に示すように、変圧器１は、鉄心１２と、鉄心１２の脚部の外周に巻回されて装着されるコイル１８とを備えている。鉄心１２は上部に上ヨーク１２ａ、下部に下ヨーク１２ｂを備えており、上ヨーク１２ａ及び下ヨーク１２ｂ部においてクランプ１４によって挟持固定されている。クランプ１４は、金属、例えば鋼材製の材料からなる。クランプ１４は鉄心１２を締付固定する締付金具として機能する。
【００１０】
コイル１８は上下からコイル押え１６により固定されている。コイル１８の上端部には図４に示されるようにコイル１８から引き出された口出し線１８ａが設けられている。コイル押え１６は絶縁物により構成されている。下方のクランプ１４は台座２０に螺設固定され、これにより変圧器１が台座２０に固定される。鉄心１２は大地電位に接続されている。また、クランプ１４も大地電位に接続されている。
【００１１】
コイル１８は電源電位に接続されている。そのため、大地電位に接続された鉄心１２とコイル１８との間で高電界が構成されている。また、シールド１０は大地電位に接続されたクランプ１４に電気的に接続されているため大地電位に接続されており、電源電位に接続された鉄心１２とシールド１０との間で高電界を構成している。
【００１２】
図４及び図６に示すように、コイル押え１６の上部には凹部１６ａが備えられている。凹部１６ａは、上部開放の升形状を呈しており、この上部開放を介して凹部１６ａの内部底から上方に延伸するコイル押え金物１７が配置されている。コイル押え金物１７の下端は、凹部１６ａの内部底に配置されている。
【００１３】
コイル押え金物１７の上端はクランプ１４に接続されることによりクランプ１４を固定している。コイル押え金物１７はその下端が升形状の凹部１６ａの内部底に配置されるため、コイル押え金物１７からコイル１８表面に至る沿面距離が長くなっている。
【００１４】
シールド１０は、図２、図３及び図４に示すように、鉄心１２の上ヨーク１２ａ、及び下ヨーク１２ｂのコイル１８に対向する面すなわち、上ヨーク１２ａの下半分、下ヨーク１２ｂの上半分を覆うように配置されている。このように、シールド１０を上ヨーク１２ａ及び下ヨーク１２ｂの下半分又は上半分を覆うように構成してもよいし、上ヨーク１２ａ及び下ヨーク１２ｂの外周の一周を覆うように構成してもよい。
【００１５】
シールド１０は、図４に示すように、鉄心１２を覆うシールド１０及びクランプ１４の周りをまとめた周囲を共通してベルト材２２により緊縛することにより固定されている。ベルト材２２は例えばアラミド等の絶縁物により形成されており、帯形状を呈している。なお、下ヨーク１２ｂへのシールド１０の固定に際しては、ベルト材２２はクランプ１４の側面に形成された通し孔２２ａを介してベルト材２２を貫通させて鉄心１２を周回させるように構成されている。以上のような構成により、シールド１０は、鉄心１２の上ヨーク１２ａの下部及び下ヨーク１２ｂの上部に簡単な構成で固定することができ、鉄心１２の断面形状に沿って湾曲して角部が形成されないように構成することができる。
【００１６】
シールド１０は、導電性材料により構成される基体１０ａと、当該基体１０ａの表面に絶縁性材料を例えば塗布してなる表層部１０ｂにより表面をコーティングされた構成を備えている。基体１０ａが導電性を備えることによりシールド１０は全体として導電性又は半導電性となっている。これにより、シールド１０は、電界を遮蔽する効果を奏する。
【００１７】
基体１０ａは、その膜厚が薄く形成されている。変圧器１の運転時にシールド１０には渦電流が誘起される可能性があるが、渦電流損は導電物厚さの２乗に比例するため、上述のように膜厚が薄く形成された基体１０ａによって、渦電流損を低減することができる。また、渦電流損は導電物の抵抗率に反比例するため、基体１０ａの抵抗率を高く調整することによっても渦電流を低減できる。
【００１８】
以上のように構成された変圧器１によれば以下の効果を奏する。
変圧器１のコイル１８は高電位である電源電位に接続されている。一方、鉄心１２、クランプ１４、シールド１０（より詳細には基体１０ａ）は大地電位に接続されている。コイル１８と、鉄心１２、クランプ１４及びシールド１０との間には高電圧が印加された状態となっており、これらの間には高電界が発生している。ここで、シールド１０は、鉄心１２のうち、コイル１８に対向する面を覆うように配置されている。言い換えれば、鉄心１２の上ヨーク１２ａの下半分、及び、下ヨーク１２ｂの上半分を覆うように配置されている。
【００１９】
この構成によれば、シールド１０はコイル１８−鉄心１２間を遮蔽するように鉄心１２のコイル１８に対向する面を覆っている。これにより、変圧器１において、コイル１８と鉄心１２との間をシールド１０によってより確実に遮蔽し、大地電位側への電界集中を緩和することができる。従って、変圧器１において、コイル１８と鉄心１２との間をより確実に絶縁することが可能となる。
【００２０】
また、上述のように、シールド１０は、鉄心１２の形状に沿って湾曲して角部が形成されないように構成されている。これによって、局所的な電界集中が緩和されて抑制される。このように、シールド１０において局部的に強電界となる箇所がなく、電界集中の緩和が施されているため、コイル１８と鉄心１２との間をより確実に絶縁することが可能となる。
【００２１】
また、シールド１０がコイル１８の上下端部近傍に配置されていないため、口出し線１８ａとシールド１０との絶縁を図る配慮を無くすことができる。これによって、変圧器１の設計が容易となる。
【００２２】
またさらに、コイル押え金物１７の下端はコイル押え１６の上部に配置された枡形状の凹部１６ａの内部底に配置されている。すなわち、コイル押え金物１７の下端は、升形状の凹部１６ａの内部底に配置されている。これにより、コイル押え金物１７下端からコイル１８表面に至る沿面距離が長くなり、コイル押え金物１７下端の電界を緩和することができるため、コイル１８とクランプ１４及び鉄心１２との間の絶縁性をより向上させることができる。
【００２３】
また、シールド１０を鉄心１２及びクランプ１４ごと巻き付けるようにベルト材２２を周回させて緊縛固定するため、構造が簡単であり、シールド１０の脱着作業性に優れ、コスト削減に貢献する。
【００２４】
以上のように実施形態に係る変圧器１によれば、鉄心とコイルとの間の絶縁をより確実にすることができ、絶縁の最適設計を容易にする静止誘導機器を提供することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００２５】
例えば、上記実施形態は三相変圧器を例示して説明したがこれに限られない。例えば、単相変圧器であってもよい。また、静止誘導機器として、変圧器を例示して説明したがこれに限られず、例えばリアクトルに適用しても良い。
【符号の説明】
【００２６】
１…変圧器、１０…シールド、１２…鉄心、１４…クランプ、１６…コイル押え、１６ａ…凹部、１７…コイル押え金物、１７ａ…押え板部、１８…コイル、２２…ベルト材
【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】
2019121758.tif 000007
【図６】
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