JP3638998B2

JP3638998B2 - 静止誘導電器

Info

Publication number: JP3638998B2
Application number: JP13219795A
Authority: JP
Inventors: 洋子緒方; 進井坂
Original assignee: ティーエム・ティーアンドディー株式会社
Priority date: 1995-05-30
Filing date: 1995-05-30
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2020-04-13
Also published as: JPH08330156A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、磁気シールドを備えた変圧器やリアクトル等の静止誘導電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
変圧器やリアクトル等の静止誘導電器においては、その容量が増大するに従って、タンク壁に入射する巻線からの漏れ磁束の量が増加するため、タンク壁に発生する渦電流損等の漂遊損が増大したり、あるいはタンク壁の一部で局部加熱を発生したりする。
【０００３】
そこで、一般的には巻線に対向するタンク壁面にケイ素鋼板からなる磁性体、あるいは銅板、アルミニウム板等の良導体により磁気シールドを施して上記漂遊損の低減や局部加熱の防止を図っている。
【０００４】
従来、例えば磁気シールドを備えた変圧器として、図８に示すような構成のものがある。即ち、図８に示すように３脚鉄心１の中央脚に巻線２を巻回してなる変圧器中身がタンク３内に収納されると共に、変圧器中身の巻線２に対向するタンク内壁面に複数個の短冊状の磁気シールド板４がその長手方向を上下に向け且つ横方向に適宜の間隙を存してそれぞれ並設して取付けられている。
【０００５】
この磁気シールド板４は、変圧器中身の巻線２の軸方向全長よりもやや長めのケイ素鋼板を多数枚積層すると共に、これらを接着して細長い短冊状に一体成形したものである。
【０００６】
また、タンク３の上部開口端にはフランジ５を有し、このフランジ５に上部カバー５が取付けられる。
このような構成の変圧器にあっては、巻線２に対向するタンク３の内壁面に巻線２の軸方向全長よりも長めの磁気シールド板４が取付けられているので、巻線２の漏れ磁束７の殆どが図示矢印で示すように磁気シールド板４の中を還流することになり、漏れ磁束がタンク３に流れることはない。
【０００７】
従って、タンク壁に発生する漂遊損や、タンク壁の一部で発生する局部加熱を防止することができる。
上述した変圧器はタンク３の上部開口部に平坦なカバー６を設けてフランジ５に取付ける構成のものであるが、かかる変圧器に対して重量やタンクの形状、大きさ等が輸送制限により制約される場合がある。
【０００８】
そこで、このような輸送制限に対処するため、高さ方向の寸法を短縮したタンクとし、このタンクの上部開口部に設けられる上部カバーとして平板の長手方向の両側を折曲してタンクのフランジ側に向けて傾斜を持たせた形状に構成したものを使用している。
【０００９】
しかし、タンクの上部開口端に有するフランジの位置が低くなると、このフランジ部に流れ込む漏れ磁束の量が増加するため、フランジの冷却条件が悪いこともあってフランジおよびその近傍が加熱し易くなる。
【００１０】
ところで、輸送制限に対処し、且つフランジに流れる漏れ磁束を低減させる磁気シールドを備えた変圧器として、いくつかの発明がなされている。
例えば特開昭５５−１１８１６５号公報に開示された変圧器は、図６に示すようにタンク３の上部開口部に、平板の長手方向両側を折曲してタンク３のフランジ側に向けて傾斜させたカバー傾斜部６１とこのカバー傾斜部６１よりタンクのフランジ面に対して垂直なカバー側面部６２とを形成した上部カバー６を設けると共に、タンク３のフランジ５にカバー側面部に有するフランジを取付け、またコイル２に対向するタンク３の内壁面にフランジ５の水平面より上部カバー６の側面部６２と重なる位置まで突出する長さの電磁シールド１０を設ける構成としたものである。
【００１１】
また、実開昭５５−６３１３４号公報に開示された変圧器は、図７に示すように上部カバー６の形状を図６と同様にし、またコイル２に対向するタンク３の内壁面にフランジ５の水平面より上部カバー６の側面部６２と重なる位置まで突出する長さの磁気シールド板４を設けると共に、この突出部の上部カバー６側に対向する面側の一部を切欠いて上部カバー６と磁気シールド板４との間のギャップが大きくなるように構成したものである。
以上のような方策は、上部カバー６の傾斜部が小さくてすむような輸送制限の場合には、局部加熱や損失低減の点で非常に有効である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような磁気シールドを備えた変圧器であっても、輸送制限が一層厳しく、上部カバー６の傾斜部６１を大きくする必要がある場合には磁束量の低減効果が十分でなく、タンク３の開口端に有するフランジ５が加熱することがある。
【００１３】
即ち、図６に示す上部カバー６において、傾斜部６１に入射する巻線２からの漏れ磁束量及び上部カバーの傾斜部近傍に存する大電流リードによる磁束が増加する。また、傾斜部６１に入射した磁束の一部はタンク３側のフランジ５を介してタンクより磁気シールド板４を流れて再び巻線２の他方の下端部へと還流し、また残りの一部は傾斜部６１をそのまま他脚の巻線２に向かってタンクの長手方向に流れ、他脚の巻線の上流部へと流れていく。
【００１４】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたもので、タンクの上部開口部に有するフランジに取付けられる上部カバーのフランジ側へ大きく傾斜する傾斜部が巻線に近付いた場合でも、また上部カバーの傾斜部近傍に大電流リードがある場合においても上部カバーとタンクとを結合するフランジ部及び上部カバー傾斜部に侵入する巻線からの漏れ磁束や大電流リードからの磁束を低減することができる静止誘導電器を提供するすることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため、上部開口端にフランジを有するタンクと、このタンク内に収納され鉄心脚に巻線を巻回してなる誘導電器本体と、この誘導電器本体の前記巻線に対向する前記タンクの内壁面に所定の間隔を存してそれぞれ取付けられた複数個の磁気シールド板と、前記タンクの上部開口部を覆うように設けられ平板の長手方向の両側を折曲して前記タンクのフランジ側に向けて適宜角度傾斜する傾斜部とこのカバー傾斜部の下端部に前記タンク側フランジに接続されるカバー側フランジとを形成してなる上部カバーとを備えた静止誘導電器において、前記タンク側の磁気シールド板を前記タンクの上部開口端に有するフランジと上部カバーに有するフランジとの接続部を内側から覆い得る所定長さに形成すると共に、前記上部カバーの内側に前記誘導電器本体の前記巻線全体を覆うように良導電性を有する非磁性材からなる磁気シールド板を配設する。
【００１６】
【作用】
このような構成の静止誘導電器にあっては、タンクとその上部開口部に設けられる上部カバーとのフランジ接続部が内側からタンク側の磁気シールド板により覆われ、且つ上部カバーの内側に良導電性を有する非磁性材からなる磁気シールド板により巻線全体が覆われているので、巻線から出た漏れ磁束や大電流リードによる磁束はカバー側の磁気シールド板により反射され、上部カバーよりフランジ部を介してタンク側の磁気シールドに殆ど磁束が流れることはない。
【００１７】
【実施例】
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１乃至図３は本発明による静止誘導電器の第１の実施例を示し、図１は断面図、図２は図１の平面図、図３は巻線からの漏れ磁束がタンク壁面に流れる状態を示す図である。
【００１８】
図１及び図２において、３脚鉄心１１の中央脚に巻線１２を巻回してなる変圧器中身がタンク１３内に収納されると共に、タンク１３の上部開口端に有するフランジ１４−１に上部カバー１５が取付けられる。
【００１９】
上記上部カバー１５は、平板の長手方向の両側を折曲してタンク１３のフランジ側に向けて傾斜するカバー傾斜部１５−１とこのカバー傾斜部よりタンク１３のフランジ面に対して垂直なカバー側面部１５−２とを形成したもので、タンク１３のフランジ１４−１にカバー側面部１５−２に有するフランジ１４−２を結合する。
【００２０】
上記タンク１３及び上部カバー１５は、それぞれ輸送制限寸法に合せた大きさ及び形状にそれぞれ形成されている。
一方、変圧器中身の巻線１２に対向するタンク内壁面に複数個の短冊状の磁気シールド板１６がその長手方向を上下に向け且つ横方向に適宜の間隙を存してそれぞれ並設して取付けられている。また、これらの磁気シールド板１６は、その上端がタンク１３の上部開口端部に有するフランジ１４−１よりも上部カバー１５側に突出した状態となっている。
【００２１】
また、上部カバー１５の内側に平板部とその両側の傾斜部のうち少なくともタンク長辺側に良導電性を有する非磁性材からなる磁気シールド板、例えばアルミシールド板１７が取付けられる。
【００２２】
なお、上記では特に言及しなかったが、タンク１３内に変圧器中身の絶縁・冷却媒体として例えば鉱油、六フッ化イオウガス、パーフロロカーボン液の何ずれかが収容される。
【００２３】
このような構成の変圧器にあっては、図２及び図３に示すように変圧器中身の巻線１２から出た漏れ磁束９２及び大電流リード１８による磁束９１が上部カバー１５に入射し、フランジ１４−１，１４−２を介して磁気シールド板１６に流れようとするが、アルミシールド板１７により漏れ磁束を反射するため、磁束は殆ど流れることはない。
【００２４】
このように第１の実施例では、変圧器中身の巻線１２から上部カバー１５に入射する漏れ磁束量及び大電流リード１８から上部カバー１５に入射する磁束量は大幅に低減されるので、上部カバー１５で発生する渦電流損は大幅に低減され、上部カバー１５の一部及びフランジ１４−１，１４−２近傍の局部的な発熱を防止することができる。
【００２５】
また、巻線１２による漏れ磁束のみでは問題なく、大電流リード１８がカバーに接近する場合において、鉄心長手方向の中心線に対してアルミシールド板１７を分割し、大電流側のみに配設しても、若干漏れ磁束はカバー１５に侵入するが、その量は少ないため、局部加熱抑制としては殆ど同程度の効果を期待することができる。
【００２６】
なお、上記実施例ではカバー側の磁気シールド板としてアルミニウム板を用いたが、銅板を用いてもよい。
図４は本発明による静止誘導電器の第２の実施例を示す断面図で、図１及び図２と同一機能部品には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点についてのみ述べる。
【００２７】
図４に示す第２の実施例において、第１の実施例と異なる点は、３脚鉄心１１の各脚に各相の巻線１２を巻回して３相構成の変圧器中身とした点である。
従って、この変圧器中身の構成の違いに伴って磁気シールド板１６も各相の巻線１２に対向するタンク１３の内壁面にそれぞれ取付けられる。
【００２８】
即ち、タンクカバーに入射する漏れ磁束が図２に示す第１の実施例では、中央脚の巻線による磁束の向きと両側脚の巻線による磁束の向きが常時反対方向になることから、常時隣接巻線間のみで漏れ磁束９２が流れるのに対して、図４に示す第２の実施例では各相の巻線１２の位相が１２０°ずつずれていることから、漏れ磁束９２は両端脚の巻線と中央脚の巻線及び一端脚の巻線と他端脚巻線との間において流れる点が異なっている。しかし、どちらも上部カバーの巻線間の部分を経由して流れることには違いない。
【００２９】
従って、上部カバーに入射する磁束の漏れ方が異なるのものの、この実施例においても第１の実施例と同様の効果が得られる。
この他の構成及び作用は第１の実施例と同様であり、磁気シールド中の磁束の流れも同様であるため、その説明を省略する。
【００３０】
図５は本発明による静止誘導機器の第３の実施例を示す断面図で、図１及び図２と同一機能部品には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点についてのみ述べる。
【００３１】
図５に示す第３の実施例において、第１の実施例及び第２の実施例と異なる点は、複数の鉄心脚１１にそれぞれ巻線１２を巻回すると共に、これらを並列に接続してなる単相構成の変圧器中身とした点である。
【００３２】
従って、この変圧器中身の構成の違いに伴って磁気シールド板１６も各相の巻線１２に対向するタンク１３の内壁面にそれぞれ取付けられる。
このような構成の変圧器にあっては、２つの巻線からの漏れ磁束は常時隣接巻線間で流れるので、第１の実施例と同様な効果を得ることができる。
【００３３】
その他の構成及び作用は、前述した各実施例と同様であるため、その説明を省略する。
なお、上記各実施例では変圧器の場合について説明したが、本発明はリアクトルの場合にも同様に適用実施できるものである。
【００３４】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、タンクの上部フランジに取付けられる上部カバーのフランジ側へ大きく傾斜する傾斜部が巻線に近付いた場合でも、また上部カバーの傾斜部近傍に大電流リードがある場合においても上部カバーとタンクとを結合するフランジ部及び上部カバー傾斜部に侵入する巻線からの漏れ磁束や大電流リードからの磁束を低減することができる静止誘導電器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による静止誘導電器の第１の実施例を示す縦断面図。
【図２】同実施例の平面図。
【図３】同実施例の横断面図。
【図４】本発明による静止誘導電器の第２の実施例を示す横断面図。
【図５】本発明による静止誘導電器の第３の実施例を示す横断面図。
【図６】従来の磁気シールドを備えた静止誘導電器の一例を示す縦断面図。
【図７】従来の磁気シールドを備えた静止誘導電器の他の例を示す部分断面図。
【図８】一般に採用されている従来の磁気シールドを備えた変圧器を示す断面図。
【符号の説明】
１１……鉄心、１２……巻線、１３……タンク、１４−１，１４−２……フランジ、１５……上部カバー、１５−１……傾斜部、１５−２……側面部、１６……磁気シールド、１７……アルミニウムシールド、１８……大電流シールド。

Claims

上部開口端にフランジを有するタンクと、このタンク内に収納され鉄心脚に巻線を巻回してなる誘導電器本体と、この誘導電器本体の前記巻線に対向する前記タンクの内壁面に所定の間隔を存してそれぞれ取付けられた複数個の磁気シールド板と、前記タンクの上部開口部を覆うように設けられ平板の長手方向の両側を折曲して前記タンクのフランジ側に向けて適宜角度傾斜する傾斜部とこのカバー傾斜部の下端部に前記タンク側フランジに接続されるカバー側フランジとを形成してなる上部カバーとを備えた静止誘導電器において、
前記タンク側の磁気シールド板を前記タンクの上部開口端に有するフランジと上部カバーに有するフランジとの接続部を内側から覆い得る所定長さに形成すると共に、前記上部カバーの内側に前記誘導電器本体の前記巻線全体を覆うように良導電性を有する非磁性材からなる磁気シールド板を配設したことを特徴とする静止誘導電器。