(57)【要約】【課題】定格容量を保持しつつ設置面積を縮小可能な変圧器及び当該変圧器を有する配電塔を提供する。【解決手段】コイル部と、コイル部を油に浸漬しつつ格納するケースと、ケースに併設される放熱器と、ケース及び放熱器間の少なくとも上方及び下方にそれぞれ設けられる油連結部と、を備えた変圧器であって、ケースは、上方の油連結部付近におけるケース内の油の面を上昇させるべく、嵩上げ部材をコイル部より上部に備えてなる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル部と、前記コイル部を油に浸漬しつつ格納するケースと、前記ケースに併設される放熱器と、前記ケース及び前記放熱器間の少なくとも上方及び下方にそれぞれ設けられる油連結部と、を備えた変圧器であって、
前記ケースは、前記上方の油連結部付近における前記ケース内の前記油の面を上昇させるべく、嵩上げ部材を前記コイル部より上部に備えたことを特徴とする変圧器。
【請求項２】
前記嵩上げ部材は、前記ケースの天井部内面に設けられた箱状部材であることを特徴とする請求項１に記載の変圧器。
【請求項３】
前記ケースは窒素ガスで封じられていることを特徴とする請求項２に記載の変圧器。
【請求項４】
前記ケースは、前記箱状部材の内側及び外側における前記窒素ガスが連通するための窒素ガス連通手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載の変圧器。
【請求項５】
コイル部と、前記コイル部を油に浸漬しつつ格納するケースと、前記ケースに併設される放熱器と、前記ケース及び前記放熱器間の少なくとも上方及び下方にそれぞれ設けられる油連結部と、を備えた変圧器を有する配電塔であって、
前記変圧器の前記ケースは、前記上方の油連結部付近における前記ケース内の前記油の面を上昇させるべく、嵩上げ部材を前記コイル部より上部に備えたことを特徴とする配電塔。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に配電系統に設置される油入変圧器、及び当該変圧器を有する配電塔に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に配電用変電所から電力をユーザに配電するに際して、例えば定格２２ｋＶの電圧を変圧器により定格６．９ｋＶの電圧に降圧し、当該降圧された電圧を配電する構成が採用されている。この変圧器には、例えば油入自冷式のものがある。つまり、鉄心及び巻線（コイル部）を、窒素ガスが封入されたケース内の油に浸漬する。油は空気に比べて電気的絶縁性及び熱伝導性が高いため、コイル部で発生した熱は、ケースの油中で当該ケースに併設された放熱器まで伝搬し、当該放熱器を通じて外部に放散される。
【０００３】
この変圧器を都市部に設置する場合、例えば、所定の面積を有する敷地内に矩形状の盤を先ず設置し、当該盤内に変圧器を２２ｋＶ受電盤、６．９ｋＶ配電盤、遠方監視制御装置等とともに収納する。
【特許文献１】特開２００３−３０９９０７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、配電塔を都市部に設置するに際しては、盤内に収容する変圧器は、ユーザ数の増大に対処すべく、例えば１００００ｋＶＡの定格容量を有することが要望されている。このような比較的大容量の変圧器には、これに付帯される冷却設備が重要となる。変圧器が付帯する放熱器のサイズには、その定格容量に応じた大きさが必要である。一方、近年、都市部においては益々変電所等用地の確保が困難となっているために、配電塔の設置スペースの制約にともなって盤を小型化することが要望されている。
【０００５】
つまり、変圧器は、その容量に応じたサイズを有する放熱器を備えなければならないが、変圧器全体の設置面積には制約があるという問題が生じる。
【０００６】
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、定格容量を保持しつつ設置面積を縮小可能な変圧器及び当該変圧器を有する配電塔を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するための発明は、コイル部と、前記コイル部を油に浸漬しつつ格納するケースと、前記ケースに併設される放熱器と、前記ケース及び前記放熱器間の少なくとも上方及び下方にそれぞれ設けられる油連結部と、を備えた変圧器であって、前記ケースは、前記上方の油連結部付近における前記ケース内の前記油の面を上昇させるべく、嵩上げ部材を前記コイル部より上部に備えてなる。
【０００８】
この変圧器によれば、前記嵩上げ部材が無い場合に比べて、前記油は、前記嵩上げ部材と前記ケースとの間隙にしか入りこめないので、前記油面は上昇する。よって、前記油面の下部に位置すべき前記上方の油連結部はより高い位置に設置可能となり、前記上方の油連結部及び前記下方の油連結部との距離をより長くできる。これに伴い、前記放熱器も上下方向により長くできる。ここで、前記放熱器の放熱能力が放熱面積によるとすれば、上下方向に長くすることにより、前記放熱面積を保持しつつその設置面積を縮小可能である。従って、一定の定格容量に対して一定の放熱能力が対応するものとすれば、本発明の変圧器において、その定格容量を保持しつつ設置面積が縮小可能となる。
【０００９】
また、かかる変圧器において、前記嵩上げ部材は、前記ケースの天井部内面に設けられた箱状部材であることが好ましい。  
この変圧器によれば、前記箱状部材の内側は中空である。このような箱状部材が設けられた本発明の変圧器においては、その重量が低減し、これに伴い設置作業に係るコストや修理コスト等も低減する。
【００１０】
また、かかる変圧器において、前記ケースは窒素ガスで封じられていることが好ましい。  
この変圧器の前記ケースの上部は前記窒素ガスで満たされ、前記窒素ガスと前記油面とが接する。このため、前記油連結部を通じて前記ケースと前記放熱器との間で前記油が連通するためには、特に前記上方の油連結部は前記油面の下部に位置しなければならない。ここで、本発明の変圧器によれば、前記嵩上げ部材によって前記油面がより上昇するため、これに伴って前記上方の油連結部もより高い位置に設置可能となり、よって前記放熱器を上下方向により長くできる。
【００１１】
また、かかる変圧器において、前記ケースは、前記箱状部材の内側及び外側における前記窒素ガスが連通するための窒素ガス連通手段を備えたことが好ましい。  
この変圧器によれば、前記箱状部材の内側に前記窒素ガスを保持できるため、外気温度や変圧器負荷の変動に伴う油温度の変化による膨張収縮があっても、前記ケースにおける前記油面より上部の空間の圧力を所定の範囲内に保持し易く、前記油を効果的に保守できる。従って、本発明の変圧器の性能は良好な状態に保持される。
【００１２】
また、前記課題を解決するための発明は、コイル部と、前記コイル部を油に浸漬しつつ格納するケースと、前記ケースに併設される放熱器と、前記ケース及び前記放熱器間の少なくとも上方及び下方にそれぞれ設けられる油連結部と、を備えた変圧器を有する配電塔であって、前記変圧器の前記ケースは、前記上方の油連結部付近における前記ケース内の前記油の面を上昇させるべく、嵩上げ部材を前記コイル部より上部に備えてなる。  
この配電塔は、その定格容量を保持しつつ設置面積が縮小可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
定格容量を保持しつつ設置面積を縮小可能な変圧器及び当該変圧器を有する配電塔を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
＝＝＝変圧器の構成＝＝＝
図１の鉛直断面図に例示されるように、本実施の形態の変圧器１０は、主として、コイル部３０と、当該コイル部３０を絶縁油（油）に浸漬しつつ格納するケース５０と、当該ケース５０に油連結管（油連結部）７０を通じて併設される放熱器９０とを備えている。
【００１５】
コイル部３０の鉄心３０ａは、その脚部に巻線３０ｂが巻回された内鉄形鉄心である。このコイル部３０は、箱形状をなすケース５０の底部５０ａ内面の中央部に設置されている。
【００１６】
ケース５０を構成する相対する２つの側壁部５０ｂにはその上下に一対の油連結管７０（７０ａ、７０ｂ）が設けられている。この油連結管７０ａ、７０ｂに対して、直方体形状をなす放熱器９０がその長尺方向を上下方向にして連結されている。
【００１７】
放熱器９０は中空部分が絶縁油で満たされ、コイル部３０で発生した損失熱がケース５０内の絶縁油から油連結管７０ａ、７０ｂの絶縁油を通じて当該放熱器９０内の絶縁油まで伝搬する。放熱器９０の表面は、放熱面積を確保すべく冷却フィンの形状をなしている。尚、本実施の形態の変圧器１０の２つの側壁部５０ｂの各々には複数台の放熱器９０が並列して接続されている。
【００１８】
本実施の形態のケース５０の天井部をなすカバー５０ｃの内面には、箱形状をなす嵩上げ部材１１０が設けられている。この嵩上げ部材１１０は、ケース５０の底部５０ａ及び側壁部５０ｂと略相似形状をなす底部１１０ａ及び側壁部１１０ｂからなる。この底部１１０ａ及び側壁部１１０ｂが水平方向においてケース５０の中央部に位置するように、嵩上げ部材１１０の上部はカバー５０ａの内面中央部に溶接等により接続されている。また、側壁部１１０ｂは、底部１１０ａがコイル部３０の上部に位置するような上下方向の長さを有している。更に、嵩上げ部材１１０の特に下部は、絶縁油と接しても当該絶縁油が内側に漏れないように十分液密な構成を有している。
【００１９】
本実施の形態の変圧器１０のケース５０には、絶縁油と接するべく上部に窒素ガスが封入されているため、当該ケース５０のカバー５０ｃは外部に対して気密な構成を有している。また、カバー５０ｃの上部外面には、嵩上げ部材１１０の内側と外側とにおける窒素ガスが連通するために、当該嵩上げ部材１１０の側壁部１１０ｂに跨るように、Ｕ字形状をなす窒素ガス連通管（窒素ガス連通手段）１３０が１つ以上設けられている。
【００２０】
図２の部分断面図に例示されるように、本実施の形態の窒素ガス連通手段は、前述した窒素ガス連通管１３０に限定されるものではない。例えば、カバー５０ｃに対して、当該カバー５０ｃの上部外面との間に間隙Ａを画成すべく凸部５０ｄが設けられ、当該間隙Ａを通じて嵩上げ部材１１０の内側と外側との窒素ガスが連通するように、カバー５０ｃに連通孔５０ｅが適宜設けられてもよい（図２ａ参照）。
【００２１】
また、例えば、嵩上げ部材１１０の側壁部１１０ｂの上部に連通孔（窒素ガス連通手段）５０ｆが適宜設けられてもよい（図２ｂ参照）。この際、連通孔５０ｆは、側壁部１１０ｂに対して、絶縁油とは接しない程度の高さに穿設されることが好ましい。
【００２２】
＝＝＝変圧器の設置面積の縮小化＝＝＝
図３の鉛直断面図に例示されるように、前述した変圧器１０の絶縁油の油面Ｓ（実線）は、ケース５０の側壁部５０ｂ内面と嵩上げ部材１１０の側壁部１１０ｂ外面との間に形成される。即ち、油面Ｓは放熱器９０側に偏在している。ケース５０内における油面Ｓより上部の空間Ｂ及び嵩上げ部材１１０の内側の空間Ｃは、絶縁油の劣化を防止すべく、例えば−０．１乃至０．４ｋｇ／ｃｍ３の圧力の窒素ガスで占められている。
【００２３】
油連結管７０ａ（上方の油連結部）の高さ（上下方向の位置）には、ケース５０及び放熱器９０間で絶縁油が連通するために当該油連結管７０ａが油面Ｓの下部に位置しなければならないという制限がある。よって、この油連結管７０ａと接続される放熱器９０の上下方向の長さＨ１は油面Ｓの高さに相関する。つまり、油面Ｓの高さがより高くなれば、放熱器９０もより高くできる。
【００２４】
変圧器１０の油面Ｓ（実線）は、ケース５０が嵩上げ部材１１０を有さない場合の油面Ｓ’（点線）に比べて、絶縁油に浸漬した嵩上げ部材１１０の体積に応じた分だけ上昇している。従って、嵩上げ部材１１０を有する場合の放熱器９０の上下方向の長さＨ１は、嵩上げ部材１１０を有さない場合の長さＨ１’に比べて、油面Ｓが油面Ｓ’に対して上昇した分だけ長くできる。換言すれば、嵩上げ部材１１０によって、絶縁油を増量することなく、Ｈ１’より長いＨ１を実現できる。
【００２５】
放熱器９０の放熱能力が放熱面積によるとすれば、当該放熱面積が一定の下では、上下方向の長さＨ１が長くなるほど、その幅Ｌ１は短くて済む。放熱面積が、放熱器９０の図３における断面積（Ｈ１×Ｌ１）に比例するとすれば、その幅Ｌ１は、嵩上げ部材１１０を有さない場合の幅Ｌ１’の（Ｈ１’／Ｈ１）倍で済む。これにより、変圧器１０全体の設置面積を決める図３における幅Ｌ２も、嵩上げ部材１１０を有さない場合の幅Ｌ２’に比べて、（Ｌ１’−Ｌ１）×２だけ狭くできる。
【００２６】
まとめると、本実施の形態の変圧器１０は、その容量に応じて必要とされる放熱能力（絶縁油量及び放熱器９０の放熱面積）を保持しつつ、その設置面積を縮小可能である。つまり、この変圧器１０において、その定格容量を保持しつつ設置面積が縮小可能となる。
【００２７】
また、本実施の形態の変圧器１０によれば、嵩上げ部材１１０の内側は中空であり（空間Ｃ）、ここに窒素ガスを保持できる。よって、変圧器１０の窒素ガスの総量は、嵩上げ部材１１０を有さない場合とほとんど変わらない。一般に、窒素ガスの占有空間は、これが大きいほどその圧力を制御し易い。従って、油面Ｓより上部の空間Ｂ及びＣの圧力を所定の範囲内に保持し易いために、絶縁油を効果的に保守できる。
【００２８】
尚、前述した実施の形態においては、放熱器９０が、ケース５０の相対する２つの側壁部５０ｂに設けられているが、これに限定されるものではなく、例えば、ケース５０の１つの側壁部５０ｂのみに設けられていてもよいし、３つ以上の側壁部５０ｂに設けられていてもよい。
【００２９】
また、前述した嵩上げ部材１１０は、ケース５０の中央部に位置するように設けられているが、これに限定されるものではない。例えば、放熱器９０がケースの１つの側壁部５０ｂのみに設けられている場合、嵩上げ部材１１０は、この側壁部５０ｂとの間のみに空間Ｂを形成するように偏って設けられてもよい。
【００３０】
＝＝＝配電塔＝＝＝
図４の斜視図に例示されるように、本実施の形態の配電塔２００は、略箱形状をなす盤２１０内に、ケース５０の片側のみに放熱器９０を有する負荷時タップ切換可能な変圧器１０と、２２ｋＶ配電盤２３０と、６．９ｋＶ配電盤２５０とを格納して構成されている。また、配電塔内を制御するための所内変圧器２７０、直流電源装置２９０、遠方監視制御装置３１０等が変圧器１０とともに、盤２１０内に格納されている。
【００３１】
本実施の形態の変圧器１０を有する配電塔２００において、変圧器１０は、その容量に応じて必要とされる放熱能力を保持しつつ、その設置面積を縮小可能である。つまり、この変圧器１０において、その定格容量を保持しつつ設置面積が縮小可能となる。従って、本実施の形態の配電塔２００も、その定格容量を保持しつつ設置面積が縮小可能である。
【００３２】
前述した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施の形態の変圧器の鉛直断面図である。
【図２】本実施の形態の変圧器の部分断面図である。
【図３】本実施の形態の変圧器のもう一つの鉛直断面図である。
【図４】本実施の形態の配電塔の斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０    変圧器
３０    コイル部
３０ａ  鉄心
３０ｂ  巻線
５０    ケース
５０ａ、１１０ａ  底部
５０ｂ、１１０ｂ  側壁部
５０ｃ  カバー
５０ｄ  凸部
５０ｅ、５０ｆ  連通孔
７０、７０ａ、７０ｂ  油連結管
９０    放熱器
１１０  嵩上げ部材
１３０  窒素ガス連通管
２００  配電塔
２１０  盤
２３０  ２２ｋＶ配電盤
２５０  ６．９ｋＶ配電盤
２７０  所内変圧器
２９０  直流電源装置
３１０  遠方監視制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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