JP2001307925A - 油入電気機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機器内部で短絡等の内部故障が生じたときに
絶縁油が噴出しない油入電気機器を構成する。 【解決手段】 油入電気機器のタンクを平板が組み合わ
された直方体に形成し、端板、側板および天井板のそれ
ぞれの縁部に対向する位置に変形防止枠を井桁状に配置
し、各面の変形防止枠の端部は互いに連結し、端板、側
板および天井板のそれぞれの縁部と変形防止枠の間に複
数のスペーサを配置した構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は発電所や変電所に
設置される油入変圧器、油入分路リアクトル等の短絡に
よる内部故障時に、タンクの破裂が生じないように構成
した暴爆形の油入電気機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】発電所や変電所に設置された暴爆形の油
入電気機器、例えば外鉄形油入変圧器の構成例としては
図６に示すものが実用されている。図において、１は鉄
心、２はコイル、３は鉄心１、コイル２が収容されたタ
ンクであり、側面および天井面は梁補強３ａにより補強
された構成であり、タンク３内には絶縁油が充填されて
いる。４はタンク３内に充填された絶縁油の温度変化に
よる体積変化に対してタンク３内の圧力上昇を抑制する
コンサベータ、５はタンク３内で短絡故障が生じた場合
に絶縁油が瞬時にコンサベータ４に移動するようにタン
ク３とコンサベータ４とを連通する大口径に形成した連
通管である。

【０００３】コンサベータ４は、容器内面に沿うように
ゴム袋４ａが装填され、ゴム袋４ａの内側は大気圧の空
気が入り込み、外面が絶縁油に接するように構成され、
絶縁油の温度変化による膨張収縮に対してゴム袋４ａが
伸縮してタンク３内の圧力上昇を抑制するものであり、
同時にタンク３とコンサベータ４とが大口径の連通管５
で接続されていることにより、タンク３内の瞬時の圧力
上昇に対して避圧空間として動作し、タンク３内の圧力
上昇を抑制する働きをする。

【０００４】変圧器、分路リアクトルなどの油入電気機
器の内部で短絡等の故障が発生すると充填された絶縁油
がアークエネルギにより分解して大量の分解ガスが瞬時
に発生する。油入電気機器が接続された電気回路は短絡
等の故障発生と同時に保護リレーが動作して接続された
電気回路から数１０ｍｓで切り離されてアークエネルギ
の供給が停止される。短絡故障時には大きなアークエネ
ルギが瞬時に供給されるのでタンク３の内部は衝撃的に
高圧力になる。上昇する圧力はアークエネルギの大きさ
によっては数気圧以上となり、タンク３の溶接等によっ
て結合されたコーナ部に亀裂が生じて破裂し、絶縁油が
噴出する現象が生じる可能性がある。

【０００５】図６の構成は、タンク内部の短絡等の故障
時に内部圧力が上昇することに対してコンサベータ４を
避圧空間として利用して圧力上昇を抑制し、タンク３が
破裂しないように構成したものである。この構成では、
内部に短絡等の故障が発生して内部圧力が上昇すると、
タンク内絶縁油が連通管５から瞬間的にコンサベータ４
に移動してタンク３内の圧力が抑制される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図６のように構成され
た暴爆形の油入電気機器では、タンク３とコンサベータ
４が大口径の連通管５で連通され、短絡等の故障時にコ
ンサベータ４が圧力上昇を抑制する避圧空間として働い
て圧力上昇が抑制される構成であるが、避圧空間である
コンサベータ４が上方に位置しているため、短絡等の故
障が変圧器の下部で発生した場合は、避圧空間であるコ
ンサベータ４までの距離が長く流体抵抗が大きいので、
コンサベータ４内に絶縁油が流入するまでに故障点付近
の圧力が急上昇し、タンク３の接合部が破裂して絶縁油
の噴出する可能性がある問題点があった。

【０００７】この発明は上記問題点を解決するためにな
されたものであり、油入電気機器において、短絡等の故
障が発生した時に、故障位置に関係なくタンク内圧力の
上昇を抑制し、タンクの破裂が生じない暴爆形の油入電
気機器を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る油入電気機器は、タンクを平板が組み合わされた直方
体に形成し、端板、側板および天井板のそれぞれの縁部
の対向する位置に変形防止枠を井桁状に配置し、各面の
変形防止枠の端部は互いに連結し、端板、側板および天
井板のそれぞれの縁部と変形防止枠の間に複数のスペー
サを配置した構成である。

【０００９】この発明の請求項２に係る油入電気機器
は、タンクを平板が組み合わされた直方体に形成し、端
板、側板および天井板のそれぞれの縁部に額縁状に変形
防止梁を溶接取り付けし、端板、側板および天井板それ
ぞれの対向する辺の変形防止梁の上面の相互間を複数の
連結梁により結合した構成である。

【００１０】この発明の請求項３に係る油入電気機器
は、請求項２の構成のタンクの端板、側板および天井板
の縁部に配置した変形防止梁は外周側のみ溶接取り付け
した構成である。

【００１１】

【発明の実施の形態】実施の形態１．実施の形態１の構
成を図１、図１の中間部を縦方向に切断した断面図を図
２に示す。図において、１３は油入電気機器の鉄心、コ
イルが収容され、内部に絶縁油が充填されるタンクであ
り、平板状の端板１３ａ、タンク前後の側板１３ｂ、天
井板１３ｃおよび下部タンク１３ｄを組み合わせて直方
体に形成されている。

【００１２】１４はタンク１３の端板１３ａの縁部に対
向して支持部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを井桁
状に組み合わせて配置した変形防止枠、１５はタンク１
３の前後の側板１３ｂの縁部に対向して支持部材１５
ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅを井桁状に組み合
わせて配置した変形防止枠、１６はタンク１３の天井板
１３ｃの縁部に対向して支持部材１６ａ、１６ｂ、１６
ｃ、１６ｄ、１６ｅを井桁状に組み合わせて配置した変
形防止枠である。変形防止枠１４、１５、１６の各支持
部材の対向する端部は相互に連結されている。２０はタ
ンク１３の端板１３ａ、側板１３ｂおよび天井板１３ｃ
のそれぞれの縁部と各変形防止枠１４、１５、１６との
間に配置された複数のスペーサである。図１、図２は油
入電気機器として必要なコンサベータ等の各部は省略し
て示している。

【００１３】通常直方体に形成されたタンクのコーナの
直角状の接続部は角度が広がる方向に変形すると機械的
強度が極端に弱くなり、内圧上昇があると亀裂が生じて
破裂しやすくなる。図１のように構成するとコーナの接
続部は内圧の上昇に対して補強されているので直角状態
が維持され、機械的強度が低下することがなくなる。

【００１４】このように構成した油入電気機器の内部に
おいて短絡等の故障が発生した場合は、タンク１３内の
圧力が瞬時に上昇するが、コーナの接続部は変形防止枠
１４、１５、１６により補強されているので図２に示す
ように、端板１３ａ、側板１３ｂおよび天井板１３ｃの
それぞれの中央部が膨らんでタンク１３の容積が大きく
なり圧力上昇が抑制される。また、故障点がタンク１３
の下部であっても、タンク１３の端板１３ａ、側板１３
ｂは即応できるので、故障点の位置に関係なく圧力抑制
効果が維持できる。したがって、タンク１３の内部の短
絡等の故障時にもコーナの接合部の機械的強度の低下が
なく、故障点の位置に関係なく圧力上昇が抑制され、タ
ンク１３の破裂が回避された油入電気機器となる。

【００１５】実施の形態２．実施の形態２の構成を図
３、図３の中間部を縦方向に切断した断面図を図４に示
す。図において、２３は油入電気機器の鉄心、コイルが
収容され、内部に絶縁油が充填されるタンクであり、タ
ンク２３を構成する端板２３ａ、側板２３ｂおよび天井
板２３ｃは平板として直方体に形成されている。

【００１６】２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄはタンク
２３の端板２３ａの縁部に溶接取り付けされた変形防止
梁、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄはタンク２３の側
板２３ｂの縁部に溶接取り付けした変形防止梁、２６
ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄはタンク２３の天井板２３
ｃの縁部に溶接取り付けした変形防止梁である。３４ａ
は変形防止梁２４ａと２４ｃの間を連結する連結梁、３
４ｂ、３４ｃは変形防止梁２４ｂ、２４ｄの間を連結す
る連結梁、３５ａ、３５ｂは変形防止梁２５ａと２５ｃ
の間を連結する連結梁、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅは連結
梁３５ａ、３５ｂを介して直線状に接続されて変形防止
梁２５ｂ、２５ｄの間を連結する連結梁、３６ａ、３６
ｂは変形防止梁２６ｂと２６ｄの間の連結梁、３６ｃ、
３６ｄ、３６ｅは連結梁３６ａ、３６ｂを介して直線状
に接続されて変形防止梁２６ａと２６ｃの間を連結する
連結梁である。

【００１７】この構成においてタンク２３の内圧が上昇
すると、図５に示すように、タンク端板２３ａ、側板２
３ｂおよび天井板２３ｃの中央部が膨らむ時に変形防止
梁２４ａ〜２４ｄ、２５ａ〜２５ｄ、２６ａ〜２６ｄが
各面の外側に倒れようとするが、連結梁３４ａ、３４
ｂ、３５ａ〜３５ｅ、３６ａ〜３６ｅにより各面の縁部
に取り付けられた対向する変形防止梁の上面の相互間を
連結しているので倒れることはなく、タンク２３の接合
部の直角状態が確保されて機械的強度が維持される。

【００１８】この構成においても油入電気機器の内部に
おいて短絡等の故障が発生した場合は、タンク２３内の
圧力が瞬時に上昇しても、コーナの接続部は変形防止梁
２４ａ〜２４ｄ、２５ａ〜２５ｄ、２６ａ〜２６ｄと連
結梁３４ａ、３４ｂ、３５ａ〜３５ｅ、３６ａ〜３６ｅ
により補強されているので図４に示すように、端板２３
ａ、側板２３ｂおよび天井板２３ｃのそれぞれの中央部
が膨らんでタンク２３の容積が大きくなり圧力上昇が抑
制される。また、故障点がタンク２３の下部であって
も、タンク２３の端板２３ａ、側板２３ｂは即応できる
ので、故障点の位置に関係なく圧力抑制効果が維持でき
る。したがって、タンク２３の内部の短絡等の故障時に
もコーナの接合部の機械的強度の低下がなく、故障点の
位置に関係なく圧力上昇が抑制され、タンク２３の破裂
が回避された油入電気機器となる。

【００１９】変形防止梁２４ａ〜２４ｄ、２５ａ〜２５
ｄ、２６ａ〜２６ｄのタンク２３の端板２３ａ、側板２
３ｂおよび天井板２３ｃへの取り付けは、タンク２３の
縁部側のみ溶接し、端板２３ａ、側板２３ｂおよび天井
板２３ｃの中央部側（図５のＡ部）の溶接は行わない方
が端板、側板および天井板の材質変化がなく機械的強度
の低下が防止され、タンクの機械的強度がより高くな
る。

【００２０】

【発明の効果】この発明の請求項１に係る油入電気機器
は、タンクを平板が組み合わされた直方体に形成し、端
板、側板および天井板のそれぞれの縁部に対向する位置
に井桁状に変形防止枠を配置し、各面の変形防止枠の各
端部は互いに連結し、端板、側板および天井板のそれぞ
れの縁部と変形防止枠との間に複数のスペーサを配置し
た構成としたので、タンク内部で短絡等の内部故障が生
じ、内圧が上昇しようとしたとき、端板、側板および天
井板の中央部が膨らむことによりタンクの容積が増大し
て内部圧力が抑制され、タンクの端板、側板および天井
板の接合部は変形することなく機械的強度が維持され、
故障位置に関係なくタンクが破裂することが回避された
油入電気機器が構成できる。

【００２１】この発明の請求項２に係る油入電気機器
は、タンクを平板が組み合わされた直方体に形成し、端
板、側板および天井板のそれぞれの縁部に額縁状に変形
防止梁を溶接取り付けし、端板、側板および天井板それ
ぞれの対向する辺の変形防止梁の上面の相互間を複数の
連結梁により結合した構成としたので、タンク内部で短
絡等の内部故障が生じ、内圧が上昇しようとしても、タ
ンクの端板、側板および天井板の接合部は変形すること
なく機械的強度が維持され、端板、側板および天井板の
中央部が膨らむことによりタンクの容積が増大し、故障
位置に関係なくタンクが破裂することが回避された油入
電気機器が構成できる。

【００２２】この発明の請求項３に係る油入電気機器
は、請求項２の構成のタンクの端板、側板および天井板
の縁部に配置した変形防止梁は端板、側板および天井板
の外周側のみ溶接取り付けした構成としたので、端板、
側板および天井板の変形防止梁が接する部分の材質が変
化することがなく、接合部の機械的強度の低下が抑えら
れ、より安定した機械的強度の油入電気機器が構成でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１の油入電気機器の構成図であ
る。

【図２】 図１の油入電気機器のタンクの変形状態の説
明図である。

【図３】 実施の形態２の油入電気機器の構成図であ
る。

【図４】 図３の油入電気機器のタンクの変形状態の説
明図である。

【図５】 図３のタンクの接合部の変形状態の説明図で
ある。

【図６】 従来の油入電気機器の構成図である。

【符号の説明】

１３ タンク、１４,１５,１６ 変形防止枠、２０ ス
ペーサ、２３ タンク、２４ａ〜２４ｄ,２５ａ〜２５
ｄ,２６ａ〜２６ｄ 変形防止梁、３４ａ,３４ｂ,３４
ｃ,３５ａ〜３５ｅ,３６ａ〜３６ｅ 連結梁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷 周一 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 李 欣増 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 村上 寛 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 油井 正志 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5E059 FF02 FF07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直方体のタンク内に鉄心、コイルが収容
   され、内部に絶縁油が充填された油入電気機器におい
   て、タンクは、平板が組み合わされた直方体に形成さ
   れ、端板、側板および天井板のそれぞれの縁部の対向す
   る位置に変形防止枠が井桁状に配置され、各変形防止枠
   の端部は互いに連結され、端板、側板および天井板のそ
   れぞれの縁部と変形防止枠の間に複数のスペーサが配置
   されていることを特徴とする油入電気機器。
2. 【請求項２】 直方体のタンク内に鉄心、コイルが収容
   され、内部に絶縁油が充填された油入電気機器におい
   て、タンクは、平板が組み合わされて接合された直方体
   に形成され、端板、側板および天井板のそれぞれの縁部
   に額縁状に変形防止梁が溶接取り付けされ、端板、側板
   および天井板それぞれの対向する辺の変形防止梁の上面
   の相互間が複数の連結梁により結合されていることを特
   徴とする油入電気機器。
3. 【請求項３】 端板、側板および天井板の縁部に取り付
   けられた変形防止梁は外周側のみ溶接取り付けされてい
   ることを特徴とする請求項２記載の油入電気機器。