(57)【要約】      （修正有）【課題】低損失で制作が容易、輸送制約にならない、タンク磁気シールドを有する静電誘導機器を提供する。【解決手段】静止誘導電器は、鉄心と、前記鉄心に巻回された巻線と、前記鉄心および巻線を収納しているタンクから構成される。タンク３内の側面壁に取り付けられた高透磁率材料からなる磁性体シールド１と、磁性体シールド１の上部側と下部側のタンク３内の側面壁に高導電率材料からなる非磁性体シールド２が取り付けられている。【効果】磁性体シールドの上下に非磁性体シールドを取り付けることにより漏れ磁束は非磁性体シールドにより押し返され、磁束を吸収する磁性体シールドの方向に誘導されるため、タンク側面部だけでなく、タンク傾斜面、タンク上下面の局部過熱も回避することができる。【選択図】図１
2008205105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄心と、前記鉄心に巻回された巻線と、前記鉄心および巻線を収納しているタンクとを備えた静止誘導電器において、
前記タンクの内側面に取り付けられた高透磁率材料からなる磁性体シールドと、前記磁性体シールドの上部側と下部側の少なくとも一方の前記タンクの内側面に取り付けられた高導電率材料からなる非磁性体シールドとからなり前記非磁性体シールドが前記タンクの上部内面と下部内面の少なくとも一方を覆うことを特徴とする静止誘導電器。
【請求項２】
鉄心と、前記鉄心に巻回された巻線と、前記鉄心および巻線を収納しタンクフランジを介して上部タンク、下部タンクからなる分割構造のタンクとを備えた静止誘導電器において、
前記タンクフランジにて分割された上部タンクと下部タンクのうち前記巻線に対向するタンクの内側面積が大きいタンクの内側面に高透磁率材料からなる磁性体シールドを取り付けるとともに、他方のタンクの内側面に高導電率材料からなる非磁性体シールドを覆うことを特徴とする静止誘導電器。
【請求項３】
鉄心と、前記鉄心に巻回された巻線と、前記鉄心および巻線を収納し上下部に設けたタンクフランジを介して上部タンク、中央部タンク、下部タンクからなる分割構造のタンクとを備えた静止誘導電器において、
前記中央部タンクの内側面に高透磁率材料からなる磁性体シールドを取付け、前記上部タンクと前記下部タンクの内側面のいずれか一方もしくはその両方に、高導電率材料からなる非磁性体シールドを取付けることを特徴とする静止誘導電器。
【請求項４】
磁性体シールドと非磁性体シールドの境界に空隙部を設けたことを特徴とする請求項１，２または３記載の静止誘導電器。
【請求項５】
磁性体シールドと非磁性体シールドの端部が一部重なり合い、かつ前記非磁性体シールドの端部が前記磁性体シールド面より内側に配置されることを特徴とする請求項１，２，３または４記載の静止誘導電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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等の静止誘導電器においては、巻線やリード線などから発せられる漏れ磁束がタンクに入射することにより、局部過熱を生ずることがある。そ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性体シールド、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を、タンク内面に取付ける対策がしばしば採られる。
【０００３】
一般に静止誘導電器のタンクはタンクフランジにより上下に分割されており、輸送制約の関係で上下タンク面が傾斜した構造となることもある。同構造においてタンクフランジ部やタンク傾斜部の局部加熱を抑制するため、２つ以上のシールドを組み合わせて適用する方法はこれまでも提案されている。
【特許文献１】特開平8-330156号公報
【特許文献２】特開昭64-89409号公報
【特許文献３】特開平11-26262号公報
【特許文献４】特開昭60-070713号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
傾斜したタンク内面に珪素鋼帯からなる磁性体シールドを適用する場合、タンク屈曲部に沿うよう珪素鋼帯を折り曲げ加工する必要があり時間を要する。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、タンクフランジにより分割された上下タンクへ、それぞれ別個に珪素鋼帯を多数取り付ける作業にも時間を要する。
【０００５】
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容易という特徴を有する。しかし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いうものであるため、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発生損失が大きくなるという問題がある。
【０００６】
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、現地で再組み立て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ケースが多いため、シールドはタンク内面に取り付けたまま状態で、容易に輸送できる構造であることが求められる。
【０００７】
特開平8-330156号公報では、タンク側面に磁性体シールド、上部タンク全面に非磁性体シールドを取付ける構造が提案されている。同提案では側面に取付けた磁性体シールド上端をタンクフランジ面より上方へ突き出すことによりタンクフランジ部過熱を防いでいるが、分解輸送現地組立方式を採用する場合、同構造ではタンクフランジ面より突きだしたシールド先端がタンク輸送の制約となるおそれがある。また上部タンク全体に銅板やアルミ板等の非磁性体シールドを取付ける必要があるため、材料費が高くなると同時に製作に時間を要するという問題がある。
【０００８】
特開昭60-70713号公報では、曲げ加工を施さずにタンク上部傾斜部へ磁性体シールドを取り付ける方法が提案されている。この方法では、傾斜している上部タンクの幅を下部タンク幅よりも広げると同時に、下部側磁気シールドをタンクフランジ面より上部へ突き出させる構造を採用しているが、輸送制約が厳しい機器の場合、シールド部のためにタンク幅を拡大することは困難となる。
【０００９】
特開平11-26262号公報では、タンク上下傾斜部と側面の直線部に磁性体シールドを取り付け、タンクフランジ部近傍やタンク屈曲部に非磁性体シールドを取り付ける構造が提案されている。この方法は大部分を占める箇所に磁性体シールドを適用しているため低損失であり、磁性体シールドの曲げ加工が不要であり、磁性体シールド間継ぎ目部には非磁性体シールドが配置されているため、タンクへ漏れ磁束が入射する恐れもない。しかし小さな磁性体シールドや非磁性体シールドを多数取り付ける作業に多大な時間を要するという問題がある。
【００１０】
特開昭64-89409号公報ではタンク側面垂直部に非磁性体シールド、タンク上下面傾斜部に磁性体シールドを取り付ける構造が提案されている。この構造によればタンクへのもれ磁束入射は効果的に抑制できるものの、もれ磁束量の多いタンク側面部に非磁性体シールドを適用していることから発生損失が多くなり、また上下傾斜部に磁性体シールドを適用しているため、タンク屈曲部へ取り付けるための曲げ加工に時間を要するという問題がある。
【００１１】
本発明は、低損失で製作が容易、さらに輸送制約にならない、タンク磁気シールドを有する変圧器やリアクトルなどの静電誘導電器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明にかかる静止誘導電器は、前記タンクの内側面に取り付けられた高透磁率材料からなる磁性体シールドと、前記磁性体シールドの上部側と下部側の少なくとも一方の前記タンクの内側面に取り付けられた高導電率材料からなる非磁性体シールドとからなり前記非磁性体シールドが前記タンクの上部内面と下部内面の少なくとも一方を覆うことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる静止誘導電器は、鉄心と、前記鉄心に巻回された巻線と、前記鉄心および巻線を収納しタンクフランジを介して上部タンク、下部タンクからなる分割構造のタンクとを備えた静止誘導電器において、前記タンクフランジにて分割された上部タンクと下部タンクのうち前記巻線に対向するタンクの内側面積が大きいタンクの内側面に高透磁率材料からなる磁性体シールドを取り付けるとともに、他方のタンクの内側面に高導電率材料からなる非磁性体シールドを覆うことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかる静止誘導電器は、鉄心と、前記鉄心に巻回された巻線と、前記鉄心および巻線を収納し上下部に設けたタンクフランジを介して上部タンク、中央部タンク、下部タンクからなる分割構造のタンクとを備えた静止誘導電器において、前記中央部タンクの内側面に高透磁率材料からなる磁性体シールドを取付け、上部タンクと下部タンクの内側面のいずれか一方もしくはその両方に、高導電率材料からなる非磁性体シールドを取付けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、巻線に対向し入射漏れ磁束量の多いタンク側面部に低損失の磁性体シールドを適用し、その上下の入射漏れ磁束量が少ない箇所に、加工や取付作業の容易な非磁性体シールドを適用することにより、低損失で製作の容易なタンク磁気シールドを有する静電誘導電器を得ることができる。
【００１６】
またタンクフランジ位置にあわせてシールド境界部や空隙部を設けることにより、シールド取付状態のままタンク分解輸送をすることが容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る静止誘導電器の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
本発明による第１の実施の形態を、図１を参照して説明する。
【００１９】
本実施の形態においては、巻線５と鉄心６からなる静止誘導電器本体が、絶縁油やＳＦ６ガス等の絶縁媒体を満たしたタンク３内に収納されている。タンク側面３ａには高透磁率材料である珪素鋼帯からなる磁性体シールド１が取り付けられ、その上下にはアルミ板や銅板などの高導電率材料である非磁性体シールド２が取り付けられている。
【００２０】
ただし非磁性体シールド２は上部タンク全面を覆うのではなく、上部タンク傾斜部３ｂのみに取付けられている。
【００２１】
巻線５より発せられた漏れ磁束の一部は鉄心６でなくタンク３に向かうが、その大部分はタンク側面部３ａに取り付けられた磁性体シールド１の方向に向かう。
【００２２】
しかし一部漏れ磁束はタンク上下面３c、３dや傾斜部３ｂに向かうことによりタンク上下面３c、３dそして傾斜部３ｂを局部的に過熱させることがある。そこで本実施の形態のように磁性体シールド１の上下に非磁性体シールド２を取り付けることにより漏れ磁束は非磁性体シールド２により押し返され、磁束を吸収する磁性体シールド１の方向に誘導される。この作用によりタンク側面部３ａだけでなく、タンク傾斜面３ｂ、タンク上下面３c、３dの局部過熱も回避することができる。
【００２３】
また漏れ磁束量の多いタンク側面部３ａに低損失な磁性体シールド1を取り付け、漏れ磁束量は少ないがシールドに曲げ加工の必要となるタンク上下部に、加工や取付作業の容易な非磁性体シールド２を適用することで、低損失で製作の容易なタンク磁気シールドを構成することができる。巻線５から発した漏れ磁束は、鉄心６と磁性体シールド１の方向に向かうため、上下タンク面３c、３dの鉄心６上下対向部に入射する成分は少ない。
【００２４】
このため本実施の形態のように非磁性体シールド２が上下タンク面３c、３d の全面を覆っていなくても、タンク局部過熱は生じない。なお、図１ではタンクフランジ４が上部にあり、タンク上部および下部は傾斜した構造となっているが、タンクフランジが下部にある構造やタンクが傾斜していない構造でも適用可能である。タンク上下いずれか一方のみが輸送制約のため傾斜しており、傾斜していない側の磁性体シールドを長く伸ばすことができる場合には、タンクが傾斜している面のみに非磁性体シールドを取付ければ良い。
【００２５】
また磁性体シールド１や非磁性体シールド２は、巻線５からの漏れ磁束だけでなく、タンク内の各部に配置されるリード線から発せられる漏れ磁束に対しても、シールド効果を得ることができる。
【００２６】
次に、本発明による第２の実施の形態を、図２を参照して説明する。
【００２７】
本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、巻線５と鉄心６からなる静止誘導電器本体が、絶縁油やＳＦ６ガス等の絶縁媒体を満たしたタンク３内に収納されている。本実施の形態においては、タンクフランジ４を境界として、その上部に磁性体シールド１、その下部に非磁性体シールド２が取付けられている。本実施の形態の作用は第１の実施の形態と同様であり、巻線５から発せられタンクの下部面３cに向かった漏れ磁束は非磁性体シールド２により押し返され、磁性体シールド１の方向に誘導される。漏れ磁束量の多いタンク側面３ａに磁性体シールド1を適用し、比較的少ないタンクフランジ下部のタンクの下部面３cに非磁性体シールド２を適用することにより、低損失で製作の容易なタンク磁気シールドが構成できる。上部タンクと下部タンクを別々に輸送する方式を採用する場合、本実施の形態のようにタンクフランジ４位置にあわせてシールド構造を分割することにより、タンク輸送時にシールド端部がタンクフランジ面からはみ出さないため、シールド１、２をタンク３に取り付けた状態で輸送することが容易となる。
【００２８】
なお、図２でタンクフランジ４はタンク下部側にあるが、タンク上部側にある場合も同様の作用・効果を得ることができる。その場合タンクフランジ下部側に磁性体シールド、上部側に非磁性体シールドを取付けた構造となる。
【００２９】
次に、本発明による第３の実施の形態を、図３を参照して説明する。
【００３０】
本実施の形態においても、上述した各実施の形態と同様に、巻線５と鉄心６からなる静止誘導電器本体が、絶縁油やＳＦ６ガス等の絶縁媒体を満たしたタンク３内に収納されている。本実施の形態では、上下に設けたタンクフランジ４ａと４ｂにより、タンクが上部タンク３ｄ、中央部タンク３ａ、下部タンク３ｃに分割可能となっている。
【００３１】
中央部タンク３ａには磁性体シールド１が、上部タンク３ｄと下部タンク３ｃには非磁性体シールド２が取付けられている。本構成による作用は第１・第２の実施の形態と同様であり、効果は第２の実施の形態と同様に、低損失で製作の容易な磁気シールドが実現できる点と、シールドを取り付けた状態でのタンク分解輸送が容易になる点である。
【００３２】
次に、本発明による第４の実施の形態を、図４を参照して説明する。
【００３３】
本実施の形態においても、上述した各実施の形態と同様に、巻線５と鉄心６からなる静止誘導電器本体が、絶縁油やＳＦ６ガス等の絶縁媒体を満たしたタンク３内に収納されている。本実施の形態は第３の実施の形態とほぼ同様な構成を有しているが、磁性体シールド１と非磁性体シールド２の間に空隙部を設けている点が異なる。このような構成により、非磁性体シールド２の磁束を押し返す作用と、磁性体シールド１の磁束を吸収する作用により、シールド間に空隙部があったとしても、そこに入り込む漏れ磁束は少なく、タンク３やタンクフランジ４ａ，４ｂにおいて局部過熱を発生させない。空隙部を設けることにより、上下シールド間が確実に絶縁できるため、シールド間不完全接触通電による局部過熱の心配が無くなる。また製作誤差を許容することが可能となるため、シールドの加工・組立が容易となる。
【００３４】
さらにシールド先端部がタンクフランジ面より下がることにより、シールド取付状態でタンク分解輸送をする際、シールド先端部を誤って損傷させる可能性が少なくなる。なお図４ではタンクフランジ４ａ、４ｂ近傍に空隙部を設けているが、図１に示すタンク下部のように、フランジ部がない箇所の磁性体シールド１と非磁性体シールド２間に空隙部を設けても同様の効果を得ることができる。
【００３５】
次に、本発明による第５の実施の形態を、図５を参照して説明する。
【００３６】
本実施の形態においても、上述した各実施の形態と同様に、巻線５と鉄心６からなる静止誘導電器本体が、絶縁油やＳＦ６ガス等の絶縁媒体を満たしたタンク３内に収納されている。本実施の形態では、非磁性体シールド２の上端部が、磁性体シールド１の下端部とが一部重なっている。このようにシールド先端部同士を一部重ねる構造とすることにより、磁性体シールド１内を通過する漏れ磁束７が、磁性体シールド１の先端部よりも手前の部分でタンク内面に押し出され、巻線５に戻る経路をたどる。磁性体シールド１をタンクから支える方法はいくつかあるが、本実施の形態のようにシールド下部に設けた受け座８により支える構造とする場合、漏れ磁束が受け座８を貫通すると受け座８の過熱する可能性が生ずる。そのため本構成により、タンク３やタンクフランジ４だけでなく、受け座８の局部過熱も抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明にかかる第１の実施の形態の縦断側面図
【図２】本発明にかかる第２の実施の形態の縦断側面図
【図３】本発明にかかる第３の実施の形態の縦断側面図
【図４】本発明にかかる第４の実施の形態の縦断側面図
【図５】本発明にかかる第５の実施の形態の縦断側面図
【符号の説明】
【００３８】
１  ・・・  磁性体シールド
２  ・・・  非磁性体シールド
３  ・・・  タンク
４  ・・・  タンクフランジ
５  ・・・  巻線
６  ・・・  鉄心
７  ・・・  漏れ磁束の経路
８  ・・・  磁性体シールド受け座
【図１】
2008205105.tif 000003
【図２】
2008205105.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008205105.tif 000006
【図５】
2008205105.tif 000007