(57)【要約】【課題】外気の水蒸気や塵埃などにより絶縁油の劣化を防止しつつ、絶縁油の膨張収縮による密閉容器内の圧力変動を調節することができる電気機器を提供することを目的とする。【解決手段】密閉容器１５内部にリアクトル１２などの電気素子と絶縁油１６とを収容し、この密閉容器１５と絶縁油１６との間に空間１８を有し、この空間１８内に前記密閉容器１５の外部と連通する容積可変な圧力調整容器１９を設けることにより、密閉容器１５内部の絶縁油１６と外気が接触することがなく、従って外気の水蒸気や塵埃などによる絶縁油１６の劣化を防止しつつ、絶縁油１６の膨張収縮による密閉容器１５内の圧力変動を調節することができる。【選択図】図１
2008270330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内部に電気素子と絶縁油とを少なくとも収容し、前記密閉容器と前記絶縁油との間に空間を有する電力用設備であって、前記空間内に前記密閉容器の外部と連通する容積可変な圧力調整容器を設けたことを特徴とする電気機器。
【請求項２】
前記圧力調整容器は複数固である請求項１に記載の電気機器。
【請求項３】
前記圧力調整容器は弾力性のある袋状の容器を有することを特徴とする請求項１に記載の電気機器。
【請求項４】
前記圧力調整容器は、前記絶縁油と非接触に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電気機器。
【請求項５】
前記袋状の容器を構成する材料は弾力性を有するゴムであることを特徴とする請求項３に記載の電気機器。
【請求項６】
前記ゴムは２層構造を有するゴムであることを特徴とする請求項５に記載の電気機器。
【請求項７】
前記ゴムは２層のゴムの間に有機フィルムを挟んだ３層構造であることを特徴とする請求項５に記載の電気機器。
【請求項８】
前記袋状の容器の容積は、前記電気機器への通電の有無と周囲環境の温度変化から算出した絶縁油の膨張量と同等か大きいことを特徴とする請求項３に記載の電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力設備機器として使用されるトランス、またはリアクトル等の電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トランスまたはリアクトル等の電気機器については、鉄芯、コイル部を絶縁油に浸漬し容器に収納したものがあり、絶縁油体積の膨張収縮を調整する油量調整装置を設けたものが用いられている。
【０００３】
そしてこの油量調整装置は、外気中の水蒸気や塵埃等が絶縁油の中に溶け込み、絶縁油の特性が低下することを防止するために、油入機器本体と連通した空気室を設け、さらに空気室に電子式除湿器や塵埃除去器を設けた容器を通して外気と連通させ自動的に除湿を行う方法が、例えば特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開平７−１１５０２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来の方法によれば、容器の外部に突出した状態で油量調整装置や除湿器などを内蔵した容器を設置するため、空気室を設けるための余分なスペースが発生し、電気機器の容積が大きくなってしまう。
【０００５】
また、除湿器や塵埃除去器を介して容器内が外気と連通することになるが、除湿器の性能が低下した場合や故障した場合には外気の水蒸気が直接容器内に進入してしまうことがあり、この場合絶縁油の性能低下は免れないという課題があった。
【０００６】
そこで本発明は外気の水蒸気や塵埃などによる絶縁油の劣化を防止しつつ、絶縁油の膨張収縮による密閉容器内の圧力変動を調節することができる電気機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そしてこの目的を達成するために、本発明の電気機器は、密閉容器内部に少なくとも電気素子と絶縁油とを収容し、前記密閉容器と前記絶縁油との間に空間を有する電気機器であって、前記空間内に前記密閉容器の外部と連通する容積可変な圧力調整容器を設けた電気機器である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電気機器は、密閉容器内部に少なくとも電気素子と絶縁油とを収容し、前記密閉容器と前記絶縁油との間に空間を有しており、この空間内に前記密閉容器の外部と連通する容積可変な圧力調整容器を設けた電気機器であり、密閉容器内部の絶縁油と外気が接触することがなく、したがって外気の水蒸気や塵埃などによる絶縁油の劣化を防止しつつ、絶縁油の膨張収縮による密閉容器内の圧力変動を調節することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の電気機器について一実施の形態および図面を用いて説明する。
【００１０】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における電気素子であるリアクトル１２を内蔵する密閉容器１５を備えた電気機器１１の断面図であり、リアクトル１２は鉄心１３に巻かれたコイル１４から構成され、このリアクトル１２は絶縁油１６に浸漬されている。
【００１１】
絶縁油１６の油面１７の上部には密閉容器１５との間に密閉された空間１８が設けられており、乾燥空気または絶縁ガスが充満されている。
【００１２】
この空間１８は、絶縁油１６のような液体に比べて空気などの気体の方が圧縮されやすいため、電気機器の異常時の発熱などにより絶縁油１６が急激に膨張し、密閉容器１５内部の圧力が上昇した時に備えて、緩衝層として設けられているものである。
【００１３】
しかしながら、この空間１８は急激な圧力変動に対応することはできるが、次の段階としてこの空間１８の圧力を正常に戻さないと、密閉容器１５から絶縁油１６が漏れ出す場合があり、圧力調節の機構が必要である。
【００１４】
本実施の形態の電気機器では、この空間１８に圧力調整容器１９が設けられており、圧力調整容器１９は容積可変な袋状容器２０と、この袋状容器２０を固定する固定枠２１と、袋状容器２０の内部を外気と連通させるための連通管２２と、保持具２３とから構成されている。
【００１５】
固定枠２１は、空間１８の圧力変動を袋状容器２０に伝えることができるように、例えば多数の穴を形成した金属板や、金網などにより構成されている。
【００１６】
そしてこの袋状容器２０の内部は下向きに開口端を有する連通管２２を通じて外気と連通しており、袋状容器２０の外部表面は空間１８内の乾燥空気または絶縁ガスと接触している。
【００１７】
保持具２３は空間１８の密閉を保った状態で袋状容器２０と連通管２２を保持するものであり、この保持具２３により袋状容器２０が傷んだ場合、密閉容器１５の外部から容易に取り替えることができる。
【００１８】
ここで袋状容器２０は、絶縁油１６が膨張した場合でもその外部表面が絶縁油１６と接触することのないように、絶縁油１６の油面１７の上方に余裕を持って設けられている。
【００１９】
またコイル１４には外部機器と接続するための接続端子２４が接合されている。
【００２０】
図２、図３は圧力調整容器１９の動作を説明するための部分拡大図であり、図１と同じ構成要素には同じ符号を付している。
【００２１】
次に図１〜図３とともに上記構成よりなる電気機器１１の動作を説明する。
【００２２】
まず、リアクトル１２に通電されておらず、外気温度が電気機器１１の使用温度の下限（例えば外気温度が−２０℃）のときには、絶縁油１６の体積が小さくなり油面１７が下がり、袋状容器２０の内部の圧力が負圧になる。
【００２３】
そして連通管２２を通じて外気が袋状容器２０の内部に流入し、図２の部分拡大図に示すように袋状容器２０が膨らむことにより密閉容器１５の内部の圧力はほぼ一定に保たれる。
【００２４】
これとは逆に、外気温度が電気機器１１の使用温度の上限（例えば外気温度が＋４０℃）で、リアクトル１２に通電されて発熱した状態では、絶縁油１６がその温度により膨張し、油面１７が上がり、袋状容器２０の内部の圧力が増加する。
【００２５】
そして圧力が増加した袋状容器２０の気体が連通管２２を通じて外部に放出されることにより、図３に示すように袋状容器２０がしぼんで密閉容器１５の内部の圧力はほぼ一定に保たれる。
【００２６】
以上のように、本実施の形態１の電気機器では、密閉容器１５内部の絶縁油１６が周囲環境の温度変化や通電による発熱などにより急激に膨張しても、圧力調整容器１９により密閉容器１５内の圧力がほぼ一定に保たれる。
【００２７】
そして、異常電圧が印加されたときなど、機器の異常時の発熱に対しても、圧力調整容器１９により空間１８の急激な圧力上昇を制御して密閉容器１５が変形したり、絶縁油１６が外部に漏れるのを防止することができる。
【００２８】
圧力調整容器１９は、１個でも複数個でも良いが、何個設けるかについては密閉容器１５の体積や、絶縁油１６の量に応じて適宜設計して決めることができる。
【００２９】
ここで、袋状容器２０全体の容積としては、電気機器１１への通電による温度上昇や周囲環境の温度変化による絶縁油１６の膨張量を算出し、この絶縁油１６の膨張量と同等かそれ以上であることが好ましい。
【００３０】
袋状容器２０が複数個ある場合は、複数個の合計の容積が絶縁油１６の膨張量と同等かまたはそれ以上であることが好ましい。
【００３１】
絶縁油１６の膨張量としては、周囲環境が電気機器１１の最高使用温度で通電された時の絶縁油１６の体積から、最低使用温度で電気機器１１に通電されていないときの絶縁油１６の体積を引いて求められる。
【００３２】
袋状容器２０の容積が、絶縁油１６の膨張量より少ない場合、圧力調整容器１９が絶縁油１６の体積膨張を吸収しきれず、密閉容器１５と接続端子２４との境界面などを通して絶縁油１６が外部に漏れる場合があるからである。
【００３３】
上記の電気機器１１の最高使用温度としては、電気機器１１の仕様により異なるが、例えば９０℃程度であり、また最低使用温度としては−２０℃などである。
【００３４】
また、通常の使用状態とは周囲温度が約２５℃で、通電されていない時を示す。
【００３５】
圧力調整容器１９を構成する袋状容器２０は繰り返し体積変化を起こすため、弾力性のある材質とすることが好ましく、具体的にはシリコンゴムやＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）などのゴムが好ましい。
【００３６】
このようなシリコンゴムやＮＢＲは耐油性にも優れており、密閉容器１５内の絶縁油１６の蒸気にさらされても膨潤劣化しにくいという特徴を有する。
【００３７】
しかしながら、長期間絶縁油１６の蒸気にさらされることを考慮し、袋状容器２０に用いるゴムとして、２層構造のゴムを用いることが好ましい。
【００３８】
さらに、２層構造のゴムの間に、ポリエチレンテレフタレートやポリプロピレンなどの有機フィルムを挟んだ３層構造のものを用いることがより好ましい。
【００３９】
このような２層構造、３層構造のゴムを用いることにより、たとえ密閉容器１５の内部に露出した袋状容器２０の表面のゴムが絶縁油１６の蒸気により膨潤劣化しても、袋状容器２０の内部側のゴムは外気と同じ雰囲気にさらされているため、劣化することが殆どなく、袋状容器２０の寿命を延ばすことができるためである。
【００４０】
また、３層構造のゴムでは、ゴムの間に挟まれた有機フィルムはゴムよりも耐油性が高いため、たとえ密閉容器１５の内部に露出した袋状容器２０の表面のゴムが絶縁油１６の蒸気により劣化しても、この有機フィルムによりゴムの劣化が広がることを、より防止することができる。
【００４１】
ゴムの厚みとしては特に限定されるものではないが、繰り返し容積の変化に追随しやすいことや強度の点から、厚みが０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度が好ましく、特に０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度が好ましい。
【００４２】
厚みが薄くなると、強度が低下し、また厚みが厚くなりすぎると圧力の変化に追随しにくくなる。
【００４３】
３層構造のゴムにおいて、２つのゴムの間に挟まれる有機フィルムの厚みは特に限定されるものではないが、０．０５〜１ｍｍ程度が好ましく、０．０５〜０．５ｍｍ程度がさらに好ましい。
【００４４】
これは、有機フィルムの厚みが厚くなりすぎるとゴムの膨張収縮を妨げることになり、ゴムの剥離を起こしやすくなるためである。
【００４５】
２層構造、３層構造に用いられるゴムは、同じ種類のゴムでもよいし、異なった種類のゴムを組み合わせて用いても良い。
【００４６】
さらに、袋状容器２０の密閉容器１５内部に露出する側のゴムの表面に例えばシリコン樹脂コーティングなどの耐油性コーティングを施すことも、袋状容器の耐久性を向上させる点で好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の電気機器は、密閉容器内部に少なくとも絶縁油と電気素子とを収容し、この密閉容器と絶縁油との間に空間を有し、この空間内に前記密閉容器の外部と連通する容積可変な圧力調整容器を設けた電気機器であり、密閉容器内部の絶縁油と外気が接触することがなく、従って外気の水蒸気や塵埃などにより絶縁油の劣化を防止しつつ、絶縁油の膨張収縮による密閉容器内の圧力調節を行うことができるため、電力設備機器として使用されるトランス、またはリアクトル等の電気機器等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施の形態における電気機器の断面図
【図２】袋状容器が膨張した状態を示す図１の要部拡大図
【図３】袋状容器が収縮した状態を示す図１の要部拡大図
【符号の説明】
【００４９】
１１  電気機器
１２  リアクトル
１３  鉄心
１４  コイル
１５  密閉容器
１６  絶縁油
１７  油面
１８  空間
１９  圧力調整容器
２０  袋状容器
２１  固定枠
２２  連通管
２３  保持具
２４  接続端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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