JP2002075751A - 静止誘導電器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】巻線およびリード線からの漏れ磁束がタンク内
壁面に侵入して損失が発生しても局部的な温度上昇を防
止するとともに安価な静止誘導電器を提供する。 【解決手段】タンク内壁面に磁性体シールドを配置した
タンク内に電器本体を収納し、巻線から高電圧線路側リ
ード線と低電圧線路側リード線をそれぞれ引き出した静
止誘導電器において、前記低電圧線路側リード線および
高電圧線路側リード線のうち、少なくとも低電圧線路側
リード線と対向するタンク内壁面に磁性体シールドを非
設置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は変圧器やリアクトル
のごとき静止誘導電器に係り、特にタンク内壁面に配置
した磁気シールドを改良した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、容量増加にともない、巻線から発生する漏れ
磁束も大きくなり、これがタンク内壁面や鉄心締金具等
の構造物に侵入して損失を増大させ、局部過熱が生ず
る。これらの損失を低減し、局部過熱を防止するため、
従来より、タンク内壁面に良電導性の非磁性体シールド
を配置し、これに侵入する漏れ磁束を打ち消すようなう
ず電流を流す方法や、透磁率の大きな珪素鋼板による磁
性体シールドを配置して漏れ磁束を吸引し、タンク内壁
面への漏れ磁束侵入を防止して損失低減、局部過熱を防
止する方法がある。

【０００３】以上の方法のうち、後者の磁性体シールド
は、大容量の静止誘導電器に多く採用されている。

【０００４】しかしながら、図９に示すように、巻線５
a，５b，５cから導出された低電圧線路側リード線３０
a，３０b，３０cは、巻線５a，５b，５cの正面を避け
て、巻線５a，５b，５cの横方向にずれた位置より立ち
上げられ、低電圧線路側リード線３０a，３０b，３０c
に流れる大電流で発生する漏れ磁束７０と、巻線５a，
５b，５cからの漏れ磁束６０が磁性体シールド２０で効
果的に吸引された後に、隣の磁性体シールド２０に移行
する際、磁性体シールド２０間の間隙部からタンク１０
の内壁面に大量に侵入し、しかも磁性体シールド２０間
の間隙部が小さいため、タンク１０の内壁面での冷却面
積が減少して冷却効果が悪くなり、局部過熱を防止する
には不十分であった。

【０００５】なお、特開昭６１−２１９１２２号公報に
は、リード線と対向するタンクの内壁に導電性シールド
板を設ける技術が開示されている。

【０００６】ところで、導電性シールド板は、これに磁
束が入ってくると、シールド板の中を電流が流れ、磁束
をはね返す力を持っており、磁束をはね返すことにより
それ自身のロスが増えることになる。また、リード線と
対向するタンクの内壁に導電性シールド板を設ける場
合、銅板をタンクに溶接する作業を必要とする。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、巻線
およびリード線からの漏れ磁束がタンク内壁面に侵入し
て損失が発生しても局部的な温度上昇を防止するととも
に安価な静止誘導電器を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題は、タンク内壁
面に磁性体シールドを配置したタンク内に電器本体を収
納し、巻線から高電圧線路側リード線と低電圧線路側リ
ード線をそれぞれ引き出した静止誘導電器において、前
記低電圧線路側リード線および高電圧線路側リード線の
うち、少なくとも低電圧線路側リード線と対向するタン
ク内壁面に磁性体シールドを非設置とすることによって
達成される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。

【００１０】図１本発明の第１の実施例である３相３脚
変圧器を示す。

【００１１】図１に示す変圧器は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の
各巻線５ａ，５b，５ｃがそれぞれ巻回された主脚１a，
１b，１cで構成された３相３脚変圧器である。

【００１２】前記した巻線５ａ，５b，５ｃ、主脚１a，
１b，１c、および上部継鉄３(図示せず)と下部継鉄４
(図示せず)で変圧器本体を構成し、この変圧器本体は、
タンク１０内に冷却媒体（油、ガス等）と共に収納され
ている。

【００１３】また、各巻線５ａ，５b，５ｃから引き出
される低電圧線路側リード線３０a，３０b，３０cは、
各巻線５ａ，５b，５ｃとの対向部を避けて、巻線横方
向にずれた位置でタンク１０の内壁面に沿って立ち上が
って配置され、引出しポケット（図示せず）を経由し
て、ブッシング（図示せず）に接続されている。

【００１４】一方、各巻線５ａ，５b，５ｃから引き出
された高電圧線路側リード線４０a，４０b，４０cは、
各巻線５ａ，５b，５ｃとの対向部を避け、巻線５ａ，
５b，５ｃの高さ方向中央部で横方向にずれた位置のタ
ンク１０の壁面に設けられた貫通穴（図示せず）を経由
して、引出しポケット部４５に導かれ、ブッシング７に
接続されている。

【００１５】そして、本実施例では、巻線５ａ，５b，
５ｃと対向するタンク１０の内壁面長手方向に、薄い珪
素鋼板を積層してなる磁性体シールド２０を配置し、低
電圧線路側リード線３０a，３０b，３０cが立ち上げら
れてタンク１０の内壁面と対向する部分で磁性体シール
ド２０を省いた構成となっている。

【００１６】このような構成によれば、巻線５ａ，５
b，５ｃからの漏れ磁束６０や、低電圧線路側リード線
３０a，３０b，３０cからの漏れ磁束７０が、矢印で示
すごとく、タンク内壁面１０に侵入して、タンク１０全
体で発生する損失は若干増加するものの、逆に磁性体シ
ールド２０を省いているため、巻線５ａ，５b，５ｃか
らの漏れ磁束６０や、低電圧線路側リード線３０a，３
０b，３０cからの漏れ磁束７０を吸引する効果が低減し
て、磁性体シールド２０間の間隙部からタンク１０の内
壁面に局部的に磁束が集中する現象が緩和される。

【００１７】これを従来の構成と比較してさらに詳細な
説明を加える。

【００１８】図２は従来構成、図３に本実施例による構
成を示すが、それぞれ巻線５b，５cとの間に配置された
低電圧線路側リード線３０c付近を拡大して、磁束の流
れとタンク１０の長手方向位置における磁束分布を示し
ている。

【００１９】図２に示す従来例から明らかなごとく、巻
線５cおよび低電圧線路側リード線３０cからの漏れ磁束
６０および７０がタンク１０の内壁面に侵入しようとす
るが、タンク１０の内壁面には、珪素鋼板からなる磁性
体シールド２０が所定の間隙をもって多数並置されてい
る。このため、前記した漏れ磁束６０および７０は、磁
性体シールド２０によりほとんど吸引される。しかも、
漏れ磁束７０が低電圧線路側リード線３０cを中心に同
心円筒状に流れるが、磁性体シールド２０に間隙部があ
るため、漏れ磁束７０は、間隙部付近で大量にタンク１
０の内壁面に漏れてしまう。その磁束には巻線５cから
の漏れ磁束も重畳されることになり、さらに大量の漏れ
磁束がタンク１０の内壁面に漏れることになる。したが
って、低電圧線路側リード線３０cが位置する磁性体シ
ールド２０の間隙部付近で磁束の最大値が図示のごとく
高くなってしまう。

【００２０】これに対し、図３に示す本実施例の構成で
は、低電圧線路側リード線３０cが位置するタンク１０
の内壁面で磁性体シールド２０を省いている。これによ
り、巻線５cおよび低電圧線路側リード線３０cからの漏
れ磁束６０および７０が侵入しようとしても、磁性体シ
ールド２０を省いているため、これらの漏れ磁束を効果
的に吸引する効果が低減する。このため、図示のごと
く、低電圧線路側リード線３０c付近で磁束の最大値を
低下させることができ、タンク１０で発生する最大損失
値も低減できる。また、各低電圧線路側リード線３０
a，３０b，３０cと対向するタンク１０の内壁面では、
磁性体シールド２０が省かれており、冷却媒体によるタ
ンク１０の内壁面での冷却面積を拡大できることから、
冷却効果が向上して局部過熱も防止できる。

【００２１】図４は本発明の第２の実施例を示したもの
で、図１と同一部分については同一符号を付してその説
明を省略する。

【００２２】図４に示すごとく、本実施例では、巻線５
ａ，５b，５ｃのほぼ外径と対向するタンク１０の内壁
面に磁性体シールド２０が配置され、低電圧線路側リー
ド線３０a，３０b，３０c、および高電圧線路側リード
線４０a，４０b，４０cが立ち上げられるタンク１０の
内壁面、タンク１０の角部で磁性体シールド２０を省い
た構成となっている。

【００２３】このような構成によれば、巻線５ａ，５
b，５ｃからの漏れ磁束６０や、低電圧線路側リード線
３０a，３０b，３０cからの漏れ磁束７０が、矢印で示
すごとく、タンク内壁面１０に侵入して、タンク１０全
体で発生する損失は若干増加するものの、逆に磁性体シ
ールド２０を省いているため、巻線５ａ，５b，５ｃか
らの漏れ磁束６０や、低電圧線路側リード線３０a，３
０b，３０cからの漏れ磁束７０を吸引する効果が低減し
て、磁性体シールド２０間の間隙部からタンク１０の内
壁面に局部的に磁束の集中する現象が緩和される。

【００２４】しかも、高電圧線路側リード線４０a，４
０b，４０cが引き出されるタンク１０の内壁面に対して
は、高電圧線路側リード線４０a，４０b，４０cから漏
れる磁束（図示せず）も小さい。また、タンク１０の角
部は、巻線５ａ，５b，５ｃから離れているため、漏れ
磁束６０のタンク１０の内壁面への漏れも小さい。よっ
て、高電圧線路側リード線４０a，４０b，４０cと対向
するタンク１０の内壁面や、タンク１０の角部内壁面で
磁性体シールド２０を省くことが可能となる。また、低
電圧線路側リード線３０a，３０b，３０c、および高電
圧線路側リード線４０a，４０b，４０cと対向すタンク
１０の内壁面では、磁性体シールド２０が省かれてお
り、タンク１０の内壁面で冷却媒体による冷却面積を拡
大できることから、冷却効果が向上して局部過熱も防止
できる。

【００２５】しかも、磁性体シールド２０を省くことに
より、磁性体シールド２０の製作、およびタンク１０の
内壁面への取付作業を低減できるため、安価な静止誘導
電器を提供することができる。

【００２６】図５は本発明の第３の実施例を示したもの
で、図４と同一部分については同一符号を付してその説
明を省略する。

【００２７】図５に示すごとく、本実施例に示す変圧器
は、巻線５a，５b，５cがそれぞれ巻回された主脚１a，
１b，１cと、巻線５a，５b，５cが巻回されない側脚２
a，２bとで構成された３相５脚変圧器である。

【００２８】巻線５a，５b，５cのほぼ外径と対向する
タンク１０の内壁面に磁性体シールド２０が配置され、
低電圧線路側リード線３０a，３０b，３０c、および高
電圧線路側リード線４０a，４０b，４０cと、側脚２a，
２bと対向するタンク１０の内壁面で磁性体シールド２
０を省いた構成となっている。

【００２９】このような構成によれば、巻線５a，５b，
５cからの漏れ磁束６０や、低電圧線路側リード線３０
a，３０b，３０cからの漏れ磁束７０が、矢印で示すご
とく、タンク１０の内壁面に侵入して、タンク１０全体
で発生する損失は若干増加するものの、逆に低電圧線路
側リード線３０a，３０b，３０cと対向するタンク１０
の内壁面で磁性体シールド２０を省いているため、巻線
５a，５b，５cからの漏れ磁束６０や、低電圧線路側リ
ード線３０a，３０b，３０cからの漏れ磁束７０を吸引
する効果が減少して、磁性体シールド２０間の間隙部か
らタンク１０の内壁面に局部的に磁束の集中する現象が
緩和される。

【００３０】しかも、高電圧線路側リード線４０a，４
０b，４０cが引き出されるタンク１０の内壁面や、タン
ク１０の角部に対しては、巻線５ａ，５b，５ｃからの
漏れ磁束６０や、高電圧線路側リード線４０a，４０b，
４０cからの漏れ磁束（図示せず）が小さいため、磁性
体シールド２０を省くことが可能となる。また、磁性体
シールド２０が省かれており、タンク１０の内壁面で冷
却媒体による冷却面積を拡大できることから、冷却効果
が向上して局部過熱を防止できるとともに、磁性体シー
ルド２０の製作やタンク１０の内壁面への取付作業を低
減できるため、安価な静止誘導電器を提供することがで
きる。

【００３１】図６は本発明の第４の実施例を示したもの
で、図５と同一部分については同一符号を付してその説
明を省略する。

【００３２】図６から分かるように、本実施例では、低
電圧線路側リード線３０b，３０cがタンク１０の内壁面
に沿って２本立ち上げられ、対向するタンク１０の内壁
面で磁性体シールド２０を省いた構成となっている。

【００３３】このような構成によれば、巻線５a５b５c
からの漏れ磁束６０や、低電圧線路側リード線３０b，
３０cからの漏れ磁束７０が、矢印で示すごとく、タン
ク１０の内壁面に侵入して、タンク１０全体で発生する
損失は若干増加するものの、逆に磁性体シールド２０を
省いているため、巻線５a，５b，５cからの漏れ磁束６
０や、低電圧線路側リード線３０b，３０cからの漏れ磁
束７０を吸引する効果が減少して、磁性体シールド２０
間の間隙部からタンク１０の内壁面に局部的に磁束の集
中する現象が緩和される。

【００３４】しかも、低電圧線路側リード線を３０b，
３０cの２本にでき、部品数や作業工数を低減できるた
め、安価な静止誘導電器を提供することができる。

【００３５】また、低電圧線路側リード線３０b，３０c
と、高電圧線路側リード線４０b，４０cと対向するタン
ク１０の内壁面で磁性体シールド２０が省かれており、
タンク１０の内壁面で冷却媒体による冷却面積を拡大で
きることから、冷却効果が向上して局部過熱を防止でき
る。

【００３６】図７は本発明の第５の実施例を示したもの
で、図６と同一部分については同一符号を付してその説
明を省略する。

【００３７】図７に示すごとく、本実施例に示す変圧器
は、巻線５が巻回された主脚１と、巻線５が巻回されな
い側脚２ａ，２ｂとで構成された単相センタコア変圧器
である。

【００３８】巻線５のほぼ外径と対向するタンク１０の
内壁面に磁性体シールド２０が配置され、低電圧線路側
リード線３０、および高電圧線路側リード線４０と、側
脚２a，２bと対向するタンク１０の内壁面で磁性体シー
ルド２０を省いた構成となっている。

【００３９】このような構成によれば、巻線５からの漏
れ磁束６０や、低電圧線路側リード線３０からの漏れ磁
束７０が、矢印で示すごとく、タンク１０の角部内壁面
に侵入して、タンク１０全体で発生する損失は若干増加
するものの、逆に磁性体シールド２０を省いているた
め、巻線５からの漏れ磁束６０や、低電圧線路側リード
線３０からの漏れ磁束７０を吸引する効果が減少して、
磁性体シールド２０間の間隙部からタンク１０の内壁面
に局部的に磁束の集中する現象が緩和される。

【００４０】また、低電圧線路側リード線３０と、高電
圧線路側リード線４０と対向するタンク１０の内壁面で
磁性体シールド２０が省かれており、タンク１０の内壁
面で冷却媒体による冷却面積を拡大できることから、冷
却効果が向上して局部過熱を防止できる。

【００４１】図８は本発明の第６の実施例を示したもの
で、図７と同一部分については同一符号を付してその説
明を省略する。

【００４２】図８に示すごく、本実施例に示す変圧器は
巻線５が巻回された主脚１で構成された単相２脚変圧器
である。

【００４３】低電圧線路側リード線３０、および高電圧
線路側リード線４０と、タンク１０の角部内壁面で磁性
体シールド２０を省いた構成となっている。

【００４４】このような構成によれば、巻線５からの漏
れ磁束６０や、低電圧線路側リード線３０からの漏れ磁
束７０が、矢印で示すごとく、タンク１０の角部内壁面
へ侵入して、タンク１０全体で発生する損失は若干増加
するものの、逆に磁性体シールド２０を省いているた
め、巻線５からの漏れ磁束６０や、低電圧線路側リード
線３０からの漏れ磁束７０を吸引する効果が減少して、
磁性体シールド２０間の間隙部からタンク１０の内壁面
に局部的に磁束の集中する現象が緩和される。

【００４５】また、低電圧線路側リード線３０、および
高電圧線路側リード線４０と対向すタンク１０の内壁
面、さらにはタンク１０の角部内壁面で磁性体シールド
２０が省かれており、タンク１０の内壁面で冷却媒体に
よる冷却面積を拡大できることから、冷却効果が向上し
て局部過熱も防止できる。

【００４６】しかも、低電圧線路側リード線３０、およ
び高電圧線路側リード線４０と対向すタンク１０の内壁
面、さらにはタンク１０の角部内壁面で磁性体シールド
２０を省いているため、磁性体シールド２０の製作、お
よびタンク１０の内壁面への取付作業を低減できるた
め、安価な静止誘導電器を提供することが可能となる。

【００４７】なお、本実施例では、変圧器を例にして述
べたが、リアクトルにも適用でき、しかもその効果はこ
れまで述べてきたものと何ら変わるものではない。ま
た、本実施例では、タンク形状が角型の場合を例にして
述べたが、小判型形状のタンクでも同様な効果が期待で
きることは云うまでもない。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、静止誘導電器の低電圧
線路側リード線および高電圧線路側リード線のうち、少
なくとも低電圧線路側リード線と対向するタンク内壁面
に磁性体シールドを非設置としたことにより、リード線
と対向するタンク内壁面での冷却媒体による冷却面積を
拡大して、冷却効果を向上させ、タンクでの局部過熱を
防止するとともに、磁性体シールドの取付けを一部省い
た分、原価低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例である３相３脚変圧器を
示す平面図である。

【図２】従来構成における低電圧線路側リード線付近の
詳細と磁束分布を示す図である。

【図３】第１の実施例の低電圧線路側リード線付近の詳
細と磁束分布を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施例である３相３脚変圧器を
示す平面図である。

【図５】本発明の第３の実施例である３相５脚変圧器を
示す平面図である。

【図６】本発明の第４の実施例である３相５脚変圧器を
示す平面図である。

【図７】本発明の第５の実施例である単相センタコア変
圧器を示す平面図である。

【図８】本発明の第６の実施例である単相２脚変圧器を
示す平面図である。

【図９】従来の３相３脚変圧器を示す平面図である。

【符号の説明】

１，１a，１b，１c…主脚、２，２a，２b…側脚、５，
５a，５b，５c…巻線、７…ブッシング、１０…タン
ク、２０…磁性体シールド、３０，３０a，３０b，３０
c…低電圧線路側リード線、４０，４０a，４０b，４０c
…高電圧線路側リード線、４５…高電圧線路側リード線
の引出しポケット部、６０，７０…漏れ磁束。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 雅一 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分事業所内 Ｆターム(参考） 5E058 CC25 CC29

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タンク内壁面に磁性体シールドを配置し
   たタンク内に、巻線と鉄心を備えた電器本体を３相分収
   納し、巻線から高電圧線路側リード線と低電圧線路側リ
   ード線をそれぞれ引き出した静止誘導電器において、前
   記低電圧線路側リード線と対向するタンク内壁面に磁性
   体シールドを非設置としたことを特徴とする静止誘導電
   器。
2. 【請求項２】 タンク内壁面に磁性体シールドを配置し
   たタンク内に、巻線と鉄心を備えた電器本体を３相分収
   納し、巻線から高電圧線路側リード線と低電圧線路側リ
   ード線をそれぞれ引き出した静止誘導電器において、前
   記低電圧線路側リード線および高電圧線路側リード線と
   対向するタンク内壁面に磁性体シールドを非設置とした
   ことを特徴とする静止誘導電器。
3. 【請求項３】 タンク内壁面に磁性体シールドを配置し
   たタンク内に、巻線と鉄心を備えた電器本体を単相分収
   納し、巻線から高電圧線路側リード線と低電圧線路側リ
   ード線をそれぞれ引き出した静止誘導電器において、前
   記低電圧線路側リード線と対向するタンク内壁面に磁性
   体シールドを非設置としたことを特徴とする静止誘導電
   器。
4. 【請求項４】 タンク内壁面に磁性体シールドを配置し
   たタンク内に、巻線と鉄心を備えた電器本体を単相分収
   納し、巻線から高電圧線路側リード線と低電圧線路側リ
   ード線をそれぞれ引き出した静止誘導電器において、前
   記低電圧線路側リード線および高電圧線路側リード線と
   対向するタンク内壁面に磁性体シールドを非設置とした
   ことを特徴とする静止誘導電器。