(57)【要約】【課題】簡単な構造で鉄心締付金具部分の温度上昇を抑制でき、損失が低減できる静止誘導電器を提供する。【解決手段】静止誘導電器は、複数の鉄心脚部１とこの上下の継鉄部２からなる鉄心と、各鉄心脚部に巻回する巻線４とを有している。各継鉄部２の両側に配置する鉄心締付金具３は、継鉄部２を押圧する垂直部材３Ａと、垂直部材３Ａの一端側に固定して巻線４の端面に対向する水平部材とからなっている。水平部材３Ｂの面及び垂直部材３Ａの他端側に、それぞれ鉄心締付金具の長手方向に延びる非磁性体シールド５及び６を配置している。巻線４間に対応する鉄心締付金具３の水平部材３Ｂの位置に、垂直部材３Ａの他端側の非磁性体シールド６に向かう渦電流を流す補助非磁性体シールド７、８を配置している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鉄心脚部とこの上下の継鉄部とからなる鉄心と、前記各鉄心脚部に巻回する巻線とを有し、前記各継鉄部の両側に配置する鉄心締付金具は、少なくとも前記継鉄部を押圧する垂直部材と、前記垂直部材の一端側に固定して巻線の端面に対向する水平部材とからなり、前記水平部材の巻線と対向する面及び垂直部材の他端側に、それぞれ前記鉄心締付金具の長手方向に延びる非磁性体シールドを配置した静止誘導電器において、前記巻線間に対応する前記鉄心締付金具の水平部材の位置に、前記垂直部材の他端側の非磁性体シールドに向かう渦電流を流す補助非磁性体シールドを設けて構成したことを特徴とする静止誘導電器。
【請求項２】
請求項１において、前記補助非磁性体シールドは、長手方向に延びる平板状の補助非磁性体シールドと、前記垂直部材の他端側の非磁性体シールド側に延びる平板状の補助非磁性体シールドとから構成したことを特徴とする静止誘導電器。
【請求項３】
請求項１において、前記鉄心締付金具は、垂直部材の他端側に固定されて反巻線側となる水平部材を有して断面コ字状に形成され、前記反巻線側の水平部材の面に非磁性体シールドを設けて構成したことを特徴とする静止誘導電器。
【請求項４】
請求項１又は３において、前記鉄心締付金具は、前記水平部材と前記垂直部材間を連結する補強部材を有し、前記補強部材の両側面に断面がＬ字状の前記補助非磁性体シールドを設けて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】
本発明は変圧器やリアクトル等の静止誘導電器に係り、特に鉄心締付金具に非磁性体シールドを備えた静止誘導電器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
変圧器やリアクトル等の静止誘導電器は、ますます大容量化しており、例えば変圧器の場合には全体構造が大型化している。変圧器の大型化は、運転の際にタンク内部に収納する巻線や巻線より引き出すリード線からの漏れ磁束も増加することになる。漏れ磁束は、変圧器の構造物に侵入して渦電流を誘起し、渦電流に基づき局部的な温度上昇を引き起こし、損失を増大させるため、製品の性能や信頼性等の面から問題となる。
【０００３】
珪素鋼板を積層して形成する変圧器鉄心は、鉄心脚間を連結する上下の継鉄部に、断面がＬ字状やコ字状の鉄心締付金具を配置して締め付けて一体に構成している。この上下の鉄心締付金具は、通常継鉄部を押圧する垂直部材と、この垂直部材の一端側に固定して巻線の端面に対向する水平部材とから形成される。
【０００４】
鉄心締付金具の水平部材は、巻線端面に近接して対向することから、漏れ磁束の侵入による局部温度上昇を極力低減する必要がある。このため、鉄心締付金具は、巻線端面と直接対向する水平部材、更には垂直部材の他端側或いは反巻線側の水平部材の面に、鉄心締付金具の電気抵抗よりも小さな銅やアルミニュウムの非磁性体シールドを、鉄心締付金具の長手方向に延びるように配置することが提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
鉄心締付金具の水平部材の面等に配置する非磁性体シールドは、漏れ磁束がに進入した場合、この非磁性シールドには漏れ磁束による渦電流が流れ、渦電流により生ずる磁束が、漏れ磁束を打ち消すように働くから、漏れ磁束の侵入を抑制でき、鉄心締付金具部分が局部的に温度上昇するのを防ぎ、損失の増大を防止できる。
【０００６】
【特許文献１】特許第２９４２４４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
鉄心締付金具の水平部材に、特許文献１の如く非磁性体シールドを配置すると、特に巻線に対向する位置付近では、漏れ磁束が鉄心締付金具の水平部材に侵入するとき、非磁性体シールドに漏れ磁束を打ち消す方向に渦電流が水平方向に流れる。この渦電流で生ずる磁束の反抗力で打ち消し、漏れ磁束が鉄心締付金具へ侵入するのを阻止し、局部的な温度上昇を引き起こすのを防止できる。
【０００８】
しかし、鉄心締付金具の水平部材の巻線間に対向する位置付近では、その長手方向に流れる漏れ磁束を打ち消すように、非磁性体シールドに渦電流が適切に流れないため、鉄心締付金具の巻線間に対向する位置で局部的な温度上昇を起こし、損失を低減することができない問題がある。これは鉄心締付金具の水平部材の巻線間に対向する位置付近は、渦電流は水平方向から垂直方向に向って流れるため、発生する磁束も漏れ磁束を打ち消すようにはならないことに起因している。
【０００９】
本発明の目的は、簡単な構造で鉄心締付金具部分の温度上昇を抑制でき、損失が低減できる静止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】
【００１０】
本発明の静止誘導電器は、複数の鉄心脚とこの上下の継鉄部とからなる鉄心と、前記各鉄心脚部に巻回する巻線とを有し、前記各継鉄部の両側に配置する鉄心締付金具は、少なくとも前記継鉄部を押圧する垂直部材と、前記垂直部材の一端側に固定して巻線の端面に対向する水平部材とからなり、前記水平部材の巻線と対向する面及び垂直部材の他端側に、それぞれ前記鉄心締付金具の長手方向に延びる非磁性体シールドを配置して静止誘導電器を構成する際に、前記巻線間に対応する前記鉄心締付金具の水平部材の位置に、前記垂直部材の他端側の非磁性体シールドに向かう渦電流を流す補助非磁性体シールドを設けて構成したことを特徴としている。
【００１１】
好ましくは、前記補助非磁性体シールドは、長手方向に延びる平板状の補助非磁性体シールドと、前記垂直部材の他端側の非磁性体シールド側に延びる平板状の補助非磁性体シールドとから構成したことを特徴としている。
【００１２】
また、好ましくは、前記鉄心締付金具は、垂直部材の他端側に固定されて反巻線側となる水平部材を有して断面コ字状に形成され、前記反巻線側の水平部材の面に、非磁性体シールドを設けて構成したことを特徴としている。
【００１３】
更に、好ましくは、前記鉄心締付金具は、前記水平部材と前記垂直部材間を連結する補強部材を有し、前記補強部材の両側面に断面がＬ字状の前記補助非磁性体シールドを設けて構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のように静止誘導電器を構成すれば、鉄心締付金具部分を複雑にすることなく、簡単な構造で漏れ磁束の侵入を阻止できるから、鉄心締付金具の水平部材の巻線間に対応する位置付近における局部的な温度上昇を大幅に抑制でき、損失の増加を低減することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の静止誘導電器では、複数の鉄心脚部とこの上下の継鉄部とを有し、前記各継鉄部の両側に鉄心締付金具を配置する鉄心と、前記各鉄心脚部に巻回する巻線とを有している。鉄心締付金具は少なくとも前記継鉄部を押圧する垂直部材と、この垂直部材の一端側に固定して巻線の端面に対向する水平部材とからなっており、水平部材が巻線と対向する面及び垂直部材の他端側に、それぞれ鉄心締付金具の長手方向に延びる非磁性体シールドを配置している。しかも、前記垂直部材の他端側の非磁性体シールドに向かう渦電流を流す補助非磁性体シールドを設けて構成している。
【実施例１】
【００１６】
本発明を三相３脚変圧器に適用した図１（ａ）、（ｂ）及び図２に示す実施例を用いて説明する。三相３脚変圧器は、よく知られているようにタンク（図示しない）の内部に変圧器本体を収納し、タンク内に絶縁用及び冷却媒体用として活用する絶縁油や絶縁ガス等の絶縁媒体を封入して製作する。
【００１７】
三相３脚の変圧器本体は、図１（ａ）及び図２に示す如く各相の鉄心脚部１と、各鉄心脚部１の上下に配置する継鉄部２と、上下の継鉄部２の両側にそれぞれ配置して締付固定する鉄心締付金具３とにより、珪素鋼板を積層した積層鉄心を形成し、この各鉄心脚部１に図１（ｂ）に示す如くそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相の一次側及び二次側の巻線４を配置して構成する。
【００１８】
図１（ａ）、（ｂ）及び図２の例では、上下の各鉄心締付金具３は、継鉄部２を押圧する垂直部材３Ａと、この垂直部材３Ａの一端側に固定して巻線４の端面に対向する水平部材３Ｂとからなる略Ｌ字状に構成されている。そして、上下の鉄心締付金具３の水平部材３Ｂには、巻線に直接対向する平面部分に、鉄心締付金具３の長手方向に延びる非磁性体シールド５を配置し、また垂直部材３Ａの他端側にも同様に非磁性体シールド６を配置している。非磁性体シールド５、６の材質は、よく知られているように鉄心締付金具３よりも電気抵抗が著しく小さい銅やアルミニウム等の良導電性材料が用いられる。
その上、鉄心締付金具３の水平部材３Ｂには、本発明により非磁性体シールド５、６を設ける平面とは異なる面の特定位置、つまり左右の巻線４間に対応する位置（相間部）に、平板状の補助非磁性体シールド７を設け、また鉄心締付金具３の垂直部材３Ａにも、同様な位置に平板状の補助非磁性体シールド８を設けている。このように配置したので、補助非磁性体シールド７、８と非磁性体シールド６は、電器的に結合された状態となる。これら補助非磁性体シールド７及び８にも、非磁性体シールド５、６と同様な良導電性材料を使用し、同様な手段で固定する。
【００１９】
このように構成すれば、破線矢印で示すようにＵ相、Ｖ相、Ｗ相の巻線４の漏れ磁束Φ１が発生し、鉄心締付金具３に侵入しようとすると、非磁性体シールド５及び６の働き、即ち非磁性体シールド５及び６の両者に、漏れ磁束Φ１を打ち消す方向に流れる渦電流により生ずる磁束の反抗力で阻止され、漏れ磁束Φ１が殆ど鉄心締付金具３に侵入しなくなる。
【００２０】
鉄心締付金具３の垂直部材３Ａ及び水平部材３Ｂ間で、実線矢印で示すように循環する渦電流が流れるとき、その大部分が良導電性材料の非磁性体シールド５及び６を流れるため、局部的な温度上昇が抑制される。しかも、各相の巻線４間の位置に対応する個所に補助非磁性体シールド７及び８を配置しているので、鉄心締付金具３の水平部材３Ｂ中を破線矢印のように流れる漏れ磁束Φ２に基づく渦電流は、図１（ａ）及び図２に矢印で示すように良導電性材料の補助非磁性体シールド７及び８を流れる。このため、鉄心締付金具３の水平部材３Ｂにおける左右の巻線４間に対応する位置（相間部）で、局部的な温度上昇による問題なくすことができ、損失の増加を抑制することができる。
【実施例２】
【００２１】
本発明の他の実施例である図３及び図４の三相３脚変圧器は、実施例１と同一部分を同符号で示している。この図３では、鉄心締付金具３が、垂直部材３Ａの他端側に反巻線側となる水平部材３Ｃを固定して断面コ字状に形成した例である。そして、反巻線側の水平部材３Ｃの面に、非磁性体シールド６を設け、鉄心締付金具３の水平部材３Ｂには、上記実施例と同様に各相の巻線４間の位置に対応する個所に、補助非磁性体シールド７及び８を配置したものである。
【００２２】
この実施例においても、漏れ磁束Φ１が鉄心締付金具３に侵入するのを効果的に防止でき、水平部材３Ｂの巻線４間（相間部）付近を長手方向に流れる漏れ磁束Φ２による渦電流も、図３及び図４に実線矢印で示す如く補助非磁性体シールド７及び８を流れるため、上記実施例と同様な効果を達成することができる。
【実施例３】
【００２３】
本発明の別の実施例である図５及び図６に示す三相３脚変圧器も同様に、実施例１と同一部分を同符号で示している。図５では、鉄心締付金具３は、図３と同様に断面コ字状にしたものを用いており、そして垂直部材３Ａと水平部材３Ｂとの間に補強部材９を配置し、両者間を連結して機械的強度を増加させたものである。この構造では、巻線４間（相間部）に位置する補強部材９を活用し、断面がＬ字状に加工した補助非磁性体シールド１０を、補強部材９の両側面に配置したものである。
【００２４】
この実施例でも、渦電流は図３及び図４に実線矢印で示す如く、補助非磁性体シールド７及び８を流れるため、上記の各実施例と同様な効果を達成することができる。
【００２５】
上記した各実施例においては、本発明を三相３脚変圧器に適用した例で説明したが、単相変圧器や三相５脚変圧器更にはリアクトルに適用し、同様に巻線間に対応する鉄心締付金具の水平部材の位置に、垂直部材の他端側の非磁性体シールドに向かう渦電流を流す補助非磁性体シールドを設けることができることは明らかであり、この場合にも同様な効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施例である三相３脚変圧器の上部のみを示す概略斜視図及び概略縦断面図である。
【図２】図１の要部を示す概略側面図である。
【図３】本発明の他の実施例である三相３脚変圧器の上部のみを示す概略斜視図である。
【図４】図３の要部を示す概略側面図である。
【図５】本発明の別の実施例である三相３脚変圧器の上部のみを示す概略斜視図である。
【図６】図３の要部を示す概略側面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１…鉄心脚部、２…継鉄部、３…鉄心締付金具、３Ａ…垂直部材、３Ｂ、３Ｃ…水平部材、４…巻線、５、６…非磁性体シールド、７、８、１０…補助非磁性体シールド、９…補強部材。
【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】
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【図６】
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