(57)【要約】【課題】  振動や騒音が少なく、軽量で安価であり、絶縁信頼性に優れたギャップ付鉄心形リアクトルを提供する。【解決手段】  締付金具１６において巻線１８に対向する部分には切り欠き部１９が設けられている。締付金具１６の切り欠き部１９において側脚角部２１には、角部の電界を緩和するための電界シールドリング３０が取り付けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のブロック鉄心をそれぞれ磁気的なギャップを介して積み重ねることにより主脚となるギャップ付鉄心脚を構成し、このギャップ付鉄心脚の周りに巻線を巻回し、けい素鋼帯を積層して矩形断面のヨーク鉄心を構成し、前記ギャップ付鉄心脚と前記ヨーク鉄心を一体に組み合わせ、さらに、前記ヨーク鉄心の矩形断面をけい素鋼帯の積層方向に締め付けるように締付金具を取り付け、前記締付金具における前記巻線の対向部分の少なくとも１箇所以上に切り欠き部を形成し、絶縁媒体と共にタンク内に収納したギャップ付鉄心形リアクトルにおいて、
前記締付金具の切り欠き部における前記ヨーク鉄心の端部角部に、電界緩和部材を設けたことを特徴とするギャップ付鉄心形リアクトル。
【請求項２】
前記電界緩和部材は、電界シールドまたは端部保護材からなることを特徴とする請求項１記載のギャップ付鉄心形リアクトル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、騒音対策として締付金具に切り欠き部を形成したギャップ付鉄心形リアクトルに係り、特に、切り欠き部を形成したことによる電界の増大を緩和するギャップ付鉄心形リアクトルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、変電所や開閉所を建設する場合、施設近隣の自然や住宅との環境調和を図ることが重視されている。このため、地下室など建物内部に設置されることが多く、ガス絶縁開閉装置のコンパクト化、低騒音化に対する社会的な要請が高まる傾向にある。
【０００３】
例えば、分路リアクトルなどに使用されるリアクトルとしては、鉄心脚にギャップがあるギャップ付鉄心形リアクトルが用いられているが、このようなギャップ付鉄心形リアクトルにおいても、低騒音化を進めた従来例が提案されている。まず、図５を参照して、一般的なギャップ付鉄心形リアクトルの構成例について説明する。
【０００４】
図５において、けい素鋼板を積層して構成した複数個のブロック鉄心１１は、その間に絶縁物などで構成した複数個のギャップ１２を介して積み重ねられ、全体として円形断面としたギャップ付き鉄心脚１０が構成されている。
【０００５】
このギャップ付きの鉄心脚１０の上下には、けい素鋼帯を積層して構成した矩形断面のヨーク鉄心１４，１５が密着配置されている。このヨーク鉄心１４，１５にはボルトまたはバインドテープによって連結された締付金具１６が配置される。この締付金具１６は締付スタッド１７によって上下方向に締め付けられ、ヨーク鉄心１４、１５の矩形断面をそのけい素鋼帯の積層方向に締め付けるようになっている。
【０００６】
また、ギャップ付き鉄心脚１０の周りには平角電線または転位電線を巻回した巻線１８が配置されており、コイル支え（図示せず）によって上下方向に締め付けられている。さらに、ヨーク鉄心１４，１５の両側にはけい素鋼帯を積層した側脚１３が配置され、上下のヨーク鉄心１４，１５を側脚１３にて連結することによりリアクトル本体が構成される。そして、このリアクトル本体は、絶縁媒体と共にタンク（図示せず）内に収納されている。
【０００７】
このように構成されたギャップ付鉄心形リアクトルにおいて、リアクトル本体から発生する騒音を低減させることが、課題となっている。騒音の原因としては、機械的振動によるものと、磁気歪によるものとに大別することができる。さらに、磁気歪による騒音としては鉄心内部に磁束が流れるために生じる磁歪騒音と、この磁歪騒音が発生したときに鉄心内のけい素鋼帯に無理な圧縮応力を加えた結果、更に増加する磁歪騒音があり、後者の影響が大きいと言われている。そこで、これらの騒音に対する対策としては、鉄心内の磁束密度を適切に設定することや、鉄心締付時や運転中に鉄心内のけい素鋼帯に無理な圧縮応力が加わることがないような鉄心構造を採用することなどが有効である。
【０００８】
ここで、従来の鉄心形リアクトルでのギャップ付き鉄心からの磁束の流れについて、図６を参照して説明する。図６に示すように、ギャップ付鉄心１０からヨーク鉄心１４、１５に漏れ磁束２０が流れ込むが、その部分のヨーク鉄心１４、１５のけい素鋼帯の方向性がギャップ付鉄心脚１０を流れる磁束と直角となるため、発生損失が大きくなり、温度が上昇する。この温度上昇は無理な熱応力を発生させることになり、磁歪騒音を増大させる要因となっていた。
【０００９】
そこで、特許文献１に記載のギャップ付鉄心形リアクトルでは、ヨーク鉄心１４、１５における温度上昇を緩和するために、ヨーク鉄心１４、１５をそのけい素鋼帯の積層方向に締め付ける締付金具１６において、巻線１８に対向する部分にわたって、切り欠き１９部が設けられている。この切り欠き１９部を設けたことで、締付金具１６の巻線１８に対向する部分に集まる漏れ磁束を軽減することができる。その結果、ヨーク鉄心１４、１５内の発生損失、温度上昇を軽減することが可能となる。これにより、ヨーク鉄心１４、１５において過度に熱応力が発生することを抑制でき、熱応力に起因する磁歪騒音の発生を確実に防ぐことができる。
【特許文献１】特開平６−２０４０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、上記のような切り欠き１９部を有するギャップ付鉄心形リアクトルでは、磁歪騒音の防止には効力を発揮したが、次のような新たな問題点が招いていた。すなわち、締付金具１６の巻線１８対向部分に切り欠き部１９を形成したため、側脚角部２１のけい素鋼帯が巻線１８に対向する構成となっている。その結果、リアクトルの工場や現地での絶縁検証試験時に巻線１８に印加される電圧によって側脚角部２１の電界が高くなり、締付金具１６に切り欠き部１９を形成していない場合と比べて、切り欠き部１９を形成した場合のほうが、巻線１８とヨーク鉄心１４、１５との間の絶縁距離が大きくなる場合があった。
【００１１】
これにより、ヨーク鉄心１４、１５間の距離が大きくなり、ギャップ付鉄心１０と側脚１３の高さ寸法が大きくなった。したがって、ギャップ付鉄心形リアクトルが大型化、重量化するばかりか、ギャップ付鉄心形リアクトルの製作に必要な資材量が増加して、経済的に不利となっていた。さらに、側脚角部２１のように鋭角な部分は破壊電圧のばらつきが大きく、絶縁信頼性が低くなるという欠点も有していた。
【００１２】
本発明は、上述のような従来技術の問題点を解消するために提案されたもので、その目的は、振動や騒音が少なく、軽量で安価であり、絶縁信頼性に優れたギャップ付鉄心形リアクトルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、複数のブロック鉄心をそれぞれ磁気的なギャップを介して積み重ねることにより主脚となるギャップ付鉄心脚を構成し、このギャップ付鉄心脚の周りに巻線を巻回し、けい素鋼帯を積層して矩形断面のヨーク鉄心を構成し、前記ギャップ付鉄心脚と前記ヨーク鉄心を一体に組み合わせ、さらに、前記ヨーク鉄心の矩形断面をけい素鋼帯の積層方向に締め付けるように締付金具を取り付け、前記締付金具における前記巻線の対向部分の少なくとも１箇所以上に切り欠き部を形成し、絶縁媒体と共にタンク内に収納したギャップ付鉄心形リアクトルにおいて、前記締付金具の切り欠き部における前記ヨーク鉄心の端部角部に、前記ヨーク鉄心と電気的に導電位である電界緩和部材を設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、締め付け金具の切り欠き部分の側脚角部に、電界緩和部材を取り付けるという極めて簡単な手段によって、ヨーク鉄心の端部角部の電界を緩和し、振動や騒音を抑えると同時に、軽量、小型化を実現して且つ安価であって、しかも絶縁信頼性が向上する。したがって、リアクトルのコンパクト化と低騒音化を同時に満足させて社会的な要請に応えることができ、且つ経済性及び信頼性に優れたギャップ付鉄心形リアクトルを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係るギャップ付鉄心形リアクトルを実施するための最良の形態（以下「実施形態」という）について、図１及び図２を用いて具体的に説明する。図１は本実施形態の正面図、図２は側面図である。なお、図５及び図６と同一部分には同一符号を付して示す。
【００１６】
（構成）
図１において、けい素鋼板を積層して構成した複数個のブロック鉄心１１は、その間に絶縁物などで構成した複数個のギャップ１２を介して積み重ねられ、全体として円形断面としたギャップ付き鉄心脚１０が構成される。このギャップ付き鉄心脚１０の上下には、けい素鋼帯を積層して構成した矩形断面のヨーク鉄心１４，１５が密着配置されている。このヨーク鉄心１４，１５にはボルトまたはバインドテープによって連結された締付金具１６が配置されると共に、この締付金具１６は締付スタッド１７によって上下方向に締め付けられる。また、ギャップ付き鉄心脚１０の周りには平角電線または転位電線を巻回した巻線１８が配置され、コイル支え（図示せず）によって上下方向に締め付ける。
【００１７】
また、ヨーク鉄心１４、１５の両側にはけい素鋼帯を積層した側脚１３が配置され、上下のヨーク鉄心１４、１５を連結することでリアクトル本体が構成される。また、締付金具１６において巻線１８に対抗する部分には切り欠き部１９が設けられている。そして、このリアクトル本体は、絶縁媒体と共にタンク（図示せず）内に収納される。
【００１８】
さらに、本実施形態の特徴として、締付金具１６の切り欠き部１９において側脚角部２１には、角部の電界を緩和するための電界シールドリング（金属性）３０が取り付けられている。より詳しくは、切り欠き部１９全体および上部ヨーク１４の２面、下部ヨーク１５の２面に電界シールドリング３０を取り付けている。
【００１９】
なお、以上の説明では電界シールドリング３０の材質として金属である旨説明したが、電界シールドリング３０の材質は金属に限定する必要は無く、絶縁物の表面に導電体箔を巻いて構成したり、あるいは導電体塗料を塗布するようにして構成してもよい。またその形状に関しても、中空であっても中実であってもよい。要するに、電界シールドリング３０とヨーク鉄心１４あるいは１５とが同電位となるように構成されていればよい。なお、電界シールドリング３０の取り付け位置は、締付金具１６やヨーク鉄心１４、１５若しくは側脚１３、ギャップ付き鉄心脚１０、巻線１８等鉄心形リアクトルを構成する部材であればよい。
【００２０】
（作用効果）
このような構成を有する本実施形態によれば、締付金具１６の切り欠き部１９の側脚角部２１に電界シールドリング３０を取り付けたので、その電界緩和効果により側脚角部２１の電界が低下する。このため、従来技術では側脚角部２１の電界値が高かったことで巻線１８とヨーク１４，１５間の絶縁距離が大きかったが、その距離を短縮化することができる。したがって、ヨーク１４，１５の間に配置されるギャップ付鉄心脚１０と側脚１３の高さが低くなり、鉄心の質量が低減して必要資材量が低減して、経済性が向上する。さらに、側脚角部２１の電界値が低下したことで、絶縁的に不安定な角部の高電界部がなくなり、優れた絶縁信頼性を得ることができる。
【００２１】
（他の実施形態）
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、部材の構成は適宜変更可能である。例えば、図３及び図４に示すように、電界シールドリング３０に代えて、切り欠き部１９に対しい絶縁物からなる端部保護材４０を取り付けても良い。端部保護材４０は絶縁物から構成したので、その被覆効果により側脚角部２１の電界を低減させることができ、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００２２】
なお、以上の説明では端部保護材４０が絶縁物で構成し、絶縁物の被覆効果によって側脚角部２１の電界を低減できる旨説明したが、端部保護材４０は絶縁物に限定する必要は無く、金属で構成してもよい。端部保護材４０を金属で構成する場合には、絶縁物の表面に導電体箔を巻いたり、あるいは導電体塗料を塗布するようにして構成し、端部保護材４０とヨーク鉄心１４あるいは１５とが同電位となるようにすればよい。またその形状に関しても、中空であっても中実であってもよい。さらに、端部保護材４０の取り付け位置は、締付金具１６やヨーク鉄心１４，１５若しくは側脚１３、ギャップ付鉄心脚１０、巻線１８等の鉄心形リアクトルを構成する部材であればよい。
【００２３】
また、電界シールドリング３０や端部保護材４０の取付個数や取付場所に関しても適宜変更自在であり、上記の実施形態では切り欠き部１９に１つの電界シールドリング３０あるいは端部保護材４０を取り付けているが、側脚端部２１の電界を低減させる効果を得るために複数取り付けても良い。
【００２４】
また、上記の実施形態では切り欠き部１９全体および上部ヨーク１４の２面、下部ヨーク１５の２面に、電界シールドリング３０あるいは端部保護材４０を取り付けているが、これらの電界緩和部材を取り付けるのは切り欠き部１９の一部でもよく、また４面ある側脚角部２１の一部のみに取り付けても良い。また、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、３相３脚鉄心や３相５脚鉄心にも同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の代表的な実施形態の正面図。
【図２】本実施形態の側面図。
【図３】本発明の他の実施形態の正面図。
【図４】本発明の他の実施形態の側面図。
【図５】従来のギャップ付鉄心形リアクトルの正面図。
【図６】従来のギャップ付鉄心形リアクトルの側面図。
【符号の説明】
【００２６】
１０…ギャップ付き鉄心脚
１１…ブロック鉄心
１２…ギャップ
１３…側脚
１４、１５…ヨーク鉄心
１６…締付金具
１７…締付スタッド
１８…巻線
１９…切り欠き部
２０…漏れ磁束
２１…側脚角部
３０…電界シールドリング
４０…端部保護材
【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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