JP2012225797A - モールド変圧器の巻線温度測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モールド変圧器の運転中に生じる振動などにより、変圧器の巻線温度を測定するダイヤル温度計の感温部の位置がずれたり感温部が破損したりするのを防ぐ。
【解決手段】ダイヤル温度計の感温部２０３をモールド変圧器１のコア締め金具１０３に固定する感温部固定具５０２と、感温部２０３を温度指示部２０５に接続する導管２０６の感温部寄りの部分を感温部２０３との間に一定の距離を隔てた位置でコア締め金具１０３に対して固定する導管固定具５０３とを設け、導管２０６の導管固定具５０３と感温部２０３との間を伸びる部分をＳ字形に弛ませた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、モールド変圧器の巻線温度を測定する巻線温度測定装置に関するものである。

周知のように、モールド変圧器は、鋼板の積層体からなっていて複数の脚部と該複数の脚部の長手方向の一端側及び他端側で脚部間を接続する継鉄部とを有する鉄心（コア）と、鉄心の各脚部に嵌装された一次モールド巻線（高圧巻線）及び二次モールド巻線（低圧巻線）とを備えている。一次モールド巻線及び二次モールド巻線はそれぞれ所定のターン数を有する一次巻線及び二次巻線を絶縁樹脂でモールドしたもので、相互間に空隙を形成した状態で同心的に配置されて鉄心の脚部に嵌装されている。

モールド変圧器を運転する際には、巻線導体の焼損やモールド樹脂の劣化を防止するために、巻線温度を常時測定して監視する必要がある。特許文献１に示されているように、モールド変圧器の巻線温度を測定する温度計としては、ダイヤル温度計が多く用いられている。ダイヤル温度計は、温度を感知する感温部と該感温部にフレキシブルな導管を通して接続されて感温部により検出された温度を指針により指示する温度指示部とを備えていて、その感温部を温度測定箇所に設置し、温度指示部を温度測定箇所から離れた視認し易い箇所に設置した状態で使用される。

ダイヤル温度計を用いて巻線温度を測定する場合には、その感温部を巻線温度が反映された箇所に正しく設置することが必要である。変圧器の定格電圧が低い場合には、感温部をモールド巻線のモールド部内に挿入することが可能であるが、感温部は通常金属により形成されているため、高圧や特別高圧のモールド変圧器では、感温部をモールド巻線のモールド部内に挿入することは難しい。そのため、高圧や特別高圧のモールド変圧器では、一次モールド巻線と二次モールド巻線との間の空隙内の温度または空隙の上方の温度を測定するように感温部を設けて、その測定値から巻線温度を推測するようにしている。

特開平９−２２９７７５号公報

従来のモールド変圧器において、ダイヤル温度計により巻線温度を測定する場合には、ダイヤル温度計の感温部を、巻線温度が反映された箇所に固定して、感温部と該感温部から離れた箇所に取り付けられた温度指示部との間をフレキシブルな導管により接続していた。

上記のようにしてダイヤル温度計を変圧器に取り付けた場合には、フレキシブルな導管全体が、感温部に対して動くことが許容されているため、不注意により導管に人為的に外力が加えられたり、輸送時や運転時に生じる振動等により導管に力が加わった場合に、導管の変位が感温部に伝達されて感温部に大きな力が作用し、感温部の位置がずれたり、感温部が破損したりすることがあった。感温部の位置がずれると、巻線温度の測定に誤差を生じるため、巻線温度の監視を的確に行なうことができなくなるおそれがある。

本発明の目的は、ダイヤル温度計の感温部と温度指示部との間を接続している導管から感温部に大きな力が作用して感温部の位置がずれたり、感温部が破損したりするのを防止することができるようにしたモールド変圧器の温度測定装置を提供することにある。

本発明は、一次モールド巻線及び二次モールド巻線が相互間に空隙を形成した状態で同心的に配置されて鉄心の脚部に嵌装され、鉄心の継鉄部がコア締め金具により締め付けられているモールド変圧器の巻線温度をダイヤル温度計により測定するモールド変圧器の温度測定装置を対象とする。ダイヤル温度計は、巻線温度が反映されている箇所の温度を検出する感温部と該感温部にフレキシブルな導管を通して接続されて感温部により検出された温度を指針により指示する温度指示部とを備えたものである。

本発明においては、ダイヤル温度計の感温部を巻線温度の測定に適した位置に位置決めした状態でコア締め金具に対して固定する感温部固定具と、該感温部固定具との間に一定の間隔を隔てた位置で導管の感温部寄りの部分をコア締め金具に対して固定する導管固定具とが設けられ、導管の感温部固定具と導管固定具との間を伸びる部分が弛みを持つように湾曲させられている。

上記のように、導管の感温部寄りの部分を導管固定具により固定すると共に、導管の感温部固定具と導管固定具との間を伸びる部分に弛みを設けておくと、変圧器の輸送時や変圧器の運転時に導管が振動した際に、導管から感温部に大きな力が作用するのを防ぐことができるため、導管から感温部に大きな力が加わって感温部の位置がずれたり、感温部が破損したりするのを防ぐことができる。

本発明の好ましい態様では、コア締め金具に固定されたフレームと、ダイヤル温度計の感温部を一次モールド巻線と二次モールド巻線との間の空隙内の温度を測定するのに適した位置に位置決めした状態でフレームに固定する感温部固定具と、該感温部固定具との間に一定の間隔を隔てた位置で導管の感温部寄りの部分をフレームに固定する導管固定具とを備えた感温部固定金具が設けられる。この場合も、導管に作用した力が感温部に伝達されるのを防ぐために、導管の感温部固定具と導管固定具との間を伸びる部分が弛みを持つように湾曲させられる。

本発明の他の好ましい態様では、ダイヤル温度計の感温部を一次モールド巻線と二次モールド巻線との間の空隙内の温度を測定するのに適した位置に位置決めして一次モールド巻線及び二次モールド巻線に対して固定する絶縁性の感温部固定具と、感温部固定具との間に一定の間隔を隔てた位置で導管の感温部寄りの部分をコア締め金具に固定する導管固定具とが設けられ、導管の感温部固定具と導管固定具との間を伸びる部分が弛みを持つように湾曲させられる。

本発明によれば、導管の感温部寄りの部分を導管固定具により固定して、導管から感温部に直接力が伝達されるのを防ぐと共に、導管の感温部固定具と導管固定具との間を伸びる部分に弛みを設けて、その弛みにより振動を減衰させるようにしたので、変圧器の輸送時や変圧器の運転時に導管に大きな外力が作用したり、導管が振動した際に、導管から感温部に大きな力が作用するのを防ぐことができ、導管から感温部に大きな力が加わって感温部の位置がずれたり、感温部が破損したりするのを防ぐことができる。

本発明の一実施形態に係わる温度測定装置を備えた変圧器の一相の巻線部分の半部を示した上面図である。 図１に示した変圧器の右側面図である。 図１の要部の拡大図である。 図２の半部の拡大図である。 本発明の他の実施形態に係わる温度測定装置を備えた変圧器の一相の巻線部分の半部を示した上面図である。 図５の右側面図である。 本発明の更に他の実施形態に係わる温度測定装置で用いる感温部固定具の構造を概略的に示した要部の断面図である。

以下図面を参照して本発明に係わる温度測定装置を詳細に説明する。
図１ないし図４は本発明の第１の実施形態を示したもので、これらの図において、１は鋼板の積層体からなる３脚鉄心(コア）Ｃと、鉄心Ｃの３つの脚部にそれぞれ嵌装された３相の巻線部Ｗとからなる３相モールド変圧器、２はモールド変圧器１の巻線温度を測定する温度測定装置である。

モールド変圧器１の鉄心Ｃは横方向に並ぶように設けられた３つの脚部１０１(図２に１つの脚部のみが示されている。）と、これらの脚部の長手方向の一端側及び他端側を連結している１対の継鉄部１０２，１０２とを有する周知の３脚鉄心で、３つの脚部１０１にそれぞれ３相の巻線部Ｗが嵌装されている。なお各図には、１相分の巻線部Ｗの一部のみが示されている。鉄心Ｃの各継鉄部１０２は、１対のコア締め金具１０３，１０３により鋼板の積層方向に締め付けられている。図示のコア締め金具１０３は、鉄心の継鉄部１０２の長手方向に伸びていて、継鉄部１０２の積層方向の端面に接した状態で配置される垂直板部１０３ａと、鉄心の脚部１０１と反対側に位置する垂直板部１０３ａの幅方向の一端から継鉄部１０２の積層面側に直角に折れ曲がった第１の水平板部１０３ｂと、垂直板部１０３ａの幅方向の他端から継鉄部２０２と反対側に直角に折れ曲がった第２の水平板部１０３ｃとを有していて、コア締め金具１０３，１０３の垂直板部１０３ａ，１０３ａ同士が、両垂直板部と継鉄部１０２とを貫通したボルトと該ボルトに螺合されたナット(いずれも図示せず。）とにより互いに引き寄せられる方向に締め付けられることにより、鉄心の継鉄部１０２が締め付けられている。コア締め金具１０３，１０３は、継鉄部１０２よりも長く形成されていて、コア締め金具１０３，１０３の両端には、図１に示されているように、継鉄部１０２の長手方向の両端の位置を越えて外方に張り出した張出し部分(継鉄部を介することなく直接対向している部分）１０３Ａ，１０３Ａが形成されている。

各相の巻線部Ｗは、空隙を介して同心的に配置された一次モールド巻線(高圧巻線）Ｗ１と二次モールド巻線(低圧巻線）Ｗ２とからなっている。一次モールド巻線Ｗ１及び二次モールド巻線Ｗ２はそれぞれ一次巻線及び二次巻線を絶縁樹脂でモールドしたもので、両モールド巻線は、一次モールド巻線Ｗ１及び二次モールド巻線Ｗ２をそれぞれ外側及び内側に位置させ、かつ相互間に空隙(通風ダクト）Ｇを形成した状態で同心的に配置されて、鉄心の所定の脚部１０１に嵌装されている。一次モールド巻線Ｗ１及び二次モールド巻線Ｗ２は、両モールド巻線とコア締め金具１０３との間に配置された巻線押え具により押えられて径方向及び軸線方向に位置決めされている。

温度測定装置２は、温度を指針によりアナログ表示するダイヤル温度計からなっている。ダイヤル温度計は、温度に比例した温度検出信号を発生する熱電対等の温度センサ２０１を管状の金属ケース２０２内に収容した構造を有する感温部２０３と、感温部２０３の温度センサ２０１から与えられる温度検出信号から検出される温度を、指針２０４等の視認が可能な手段で表示する温度指示部２０５と、感温部２０３と温度指示部２０５との間を接続するフレキシブルな(屈曲が可能な）導管２０６と、温度センサが出力する温度検出信号を温度指示部２０５に伝送するために導管２０６内に挿入された信号線とからなっている。図示の例では、温度表示部２０５に一端が接続されて他端が感温部２０３の近傍の位置まで伸びるフレキシブルな保護管２０７が更に設けられていて、この保護管２０７内に導管２０６が挿入され、保護管２０７の他端から導出された導管２０６が感温部２０３に接続されている。

本実施形態では、感温部２０３により一次モールド巻線Ｗ１と二次モールド巻線Ｗ２との間の空隙Ｇ内の温度を測定することにより、変圧器の巻線温度を推定する(変圧器の温度を間接的に測定する）。そのため、感温部２０３は、その先端を定位置で一次モールド巻線Ｗ１と二次モールド巻線Ｗ２との間の空隙Ｇ内の挿入した状態で配置される。

本実施形態では、感温部２０３を定位置から動かないように支持するために、感温部固定金具５が設けられている。図３及び図４に示されているように、感温部固定金具５は、コア締め金具１０３に固定されたフレーム５０１と、ダイヤル温度計の感温部２０３を一次モールド巻線と二次モールド巻線との間の空隙Ｇ内の温度を測定するのに適した位置に位置決めした状態でフレーム５０１に固定する感温部固定具５０２と、感温部固定具５０２との間に一定の間隔を隔てた位置で導管２０６の感温部２０３寄りの部分をフレーム５０１に固定する導管固定具５０３とを備えている。

フレーム５０１は、一端が直角に折り曲げられて固定部５０１ａが形成された帯板状の金属板からなっていて、その長手方向のほぼ中間部には、軸線をモールド巻線の軸線と平行させた状態で配置された感温部２０３の後端部のほぼ半部を受け入れる凹部を形成するための湾曲部５０１ｂが設けられている。フレーム５０１は、コア締め金具１０３の張出し部１０３Ａの内側に、その長手方向を継鉄部の鋼板積層方向（図示の例では水平方向）に向けた状態で配置されて、固定部５０１ａをボルト６及びナット７でコア締め金具１０３の垂直板部１０３ａに締結することにより、コア締め金具１０３に固定されている。

感温部固定具５０２は、感温部２０３の後端部のほぼ半部を受入れる凹部を内側に形成する湾曲部５０２ａを長手方向の中間部に有する帯板状の金具と、この金具をフレーム５０１に締結する１対のボルト５０４，５０４とからなっている。感温部固定具５０２は、その湾曲部５０２ａの内側の凹部を、フレーム５０１の湾曲部５０１ｂの内側の凹部と整合させた状態でフレーム５０１に重ねて配置されて、湾曲部５０２ａの両側の部分を貫通してフレーム５０１に設けられたネジ孔にねじ込まれた１対のボルト５０４，５０４によりフレーム５０１に締結される。感温部２０３は、その後端部が、感温部固定具５０２の湾曲部５０２ａの内側の凹部とフレーム５０１の湾曲部５０１ｂの内側の凹部との間に挟み込まれた状態で配置されて、その軸線をモールド巻線Ｗ１及びＷ２の軸線と平行な方向に向けた状態でフレーム５０１に対して固定される。このようにして感温部２０３をコア締め金具に対して固定した際に、感温部２０３の先端部が、一次モールド巻線Ｗ１と二次モールド巻線Ｗ２との間の空隙Ｇの、巻線温度を測定する（推測する）のに適した位置に配置されるように、感温部固定金具５の取り付け位置が設定されている。

導管固定具５０３は、導管２０６が挿入された保護管２０７の端末部を、モールド巻線Ｗ１及びＷ２の軸線と平行な方向に向けた状態で受入れる凹部を内側に形成するように湾曲した形状に形成されて一端がフレーム５０１に固定された導管押え部５０３ａと、この導管押え部５０３ａの他端からフレーム５０１の板面に沿う方向に張り出した張出し部５０３ｂとを一体に有する金具と、この金具の張出し部５０３ｂをフレーム５０１に締結するボルト５０５とからなっている。導管２０６は、保護管２０７とともに導管固定具の導管押え部５０３ａの内側の凹部内に挿入され、この状態で、張出し部５０３ｂがボルト５０５によりフレーム５０１に締結されて、導管２０６がフレーム５０１に対して固定されている。導管２０６を導管固定具５０３により固定する際には、導管０６の感温部固定具５０３と導管固定具５０２との間を伸びる部分に弛みを設けておく。図示の例では、導管０６の感温部固定具５０３と導管固定具５０２との間を伸びる部分にＳ字形の弛みを持たせている。

上記のように感温部固定金具５を設けて、導管２０６の感温部２０３寄りの部分を導管固定具５０３により固定すると共に、導管２０６の感温部固定具５０３と導管固定具５０２との間を伸びる部分に弛みを設けておくと、変圧器の輸送時や変圧器の運転時に導管２０６に外力が作用したり、導管２０６が振動したりした際に、導管２０６から感温部２０３に直接力が伝達されるのを防ぐとともに、導管２０６の弛みが設けられた部分により感温部に伝達される振動を減衰させることができるため、導管２０６から感温部２０３に大きな力が加わって感温部２０３の位置がずれたり、感温部２０３が破損したりするのを防ぐことができる。

上記の実施形態では、コア締め金具１０３に感温部固定金具５を取り付けるようにしたが、図５及び図６に示したように、鉄心の各継鉄部を締め付けるコア締め金具１０３′，１０３′の端部に、両コア締め金具間を連結する連結板１１０が設けられる場合には、この連結板１１０に感温部固定金具５を取り付けるようにしてもよい。図５及び図６に示された変圧器では、各継鉄部を締め付けるコア締め金具１０３′，１０３′としてコの字形の断面形状を有するものが用いられて、両コア締め金具の両端が連結板１１０を介して連結されている。

図５及び図６に示した例では、感温部固定金具５のフレーム５０１′として、図１ないし図４に示した実施形態で用いた感温部固定金具５のフレーム５０１から固定部５０１ａを除いた形状を有するものが用いられている。フレーム５０１′はスペーサ５１０を介して連結板１１０に当接され、感温部固定具５０３とフレーム５０１′とスペーサ５１０とがボルト５０４，５０４により共締めされた状態で連結板１１０に締結されている。スペーサ５１０の厚みにより、感温部２０３の位置が調整されている。導管固定具５０３は、図１ないし図４に示した実施形態で用いられているものと同様に構成されている。本実施形態では、感温部固定金具５が連結板１１０を介してコア締め金具１０３′，１０３′に対して固定されている。

上記の各実施形態では、コア締め金具に対して固定された感温部固定金具５のフレームに対して感温部固定具５０２及び導管固定具５０３を固定するようにしたが、感温部固定具及び導管固定具を別々の箇所に固定するようにしてもよい。例えば、図７に示すように、一次モールド巻線Ｗ１と二次モールド巻線Ｗ２との間の空隙Ｇ内に配置されて、一次モールド巻線Ｗ１の内周及び二次モールド巻線Ｗ２の外周に接着等により固定された絶縁樹脂からなるスペーサ５２０と、このスペーサ５２０を貫通した保持筒体５２１とにより感温部固定具５０２を構成して、感温部２０３を、感温部固定具５０２の保持筒体５２１内に嵌合させた状態で一次及び二次モールド巻線に対して固定するようにしてもよい。この場合、導管固定具は、前記の実施形態と同様に感温部固定具５０２との間に一定の間隔を隔てた位置でコア締め金具に対して固定して、導管２０６の導管固定具と感温部固定具との間を伸びる部分をＳ字形に弛ませておく。このように構成した場合も、導管に作用した外力や導管の振動が感温部に伝達されるのを防ぐことができるため、感温部の位置がずれたり、感温部が破損したりするの防ぐことができる。

上記の各実施形態では、感温部２０３を一次モールド巻線と二次モールド巻線との間の空隙内に挿入するようにしたが、感温部２０３は巻線との間の絶縁に配慮して、巻線温度が反映された箇所に配置されればよく、本発明は、上記の各実施形態のように感温部を配置する場合に限定されない。例えば、感温部２０３を、一次モールド巻線と二次モールド巻線との間の空隙の上方に配置するようにしても良い。

１ モールド変圧器
Ｃ 鉄心
Ｗ１ 一次モールド巻線
Ｗ２ 二次モールド巻線
１０１ 脚部
１０２ 継鉄部
１０３，１０３′ コア締め金具
１１０ 連結板
２ 温度測定装置（ダイヤル温度計）
２０１ 温度センサ
２０２ 金属ケース
２０３ 感温部
２０４ 指針
２０５ 温度指示部
２０６ 導管
５ 感温部固定金具
５０１，５０１′ フレーム
５０２ 感温部固定具
５０３ 導管固定具

Claims (3)

1. 一次モールド巻線及び二次モールド巻線が相互間に空隙を形成した状態で同心的に配置されて鉄心の脚部に嵌装され、前記鉄心の継鉄部がコア締め金具により締め付けられているモールド変圧器の巻線温度を測定するダイヤル温度計を備え、前記ダイヤル温度計は、前記巻線温度が反映されている箇所の温度を検出する感温部と該感温部にフレキシブルな導管を通して接続されて前記感温部により検出された温度を指針により指示する温度指示部とを備えているモールド変圧器の温度測定装置において、
   前記ダイヤル温度計の感温部を前記巻線温度の測定に適した位置に位置決めした状態で前記コア締め金具に対して固定する感温部固定具と、該感温部固定具との間に一定の間隔を隔てた位置で前記導管の前記感温部寄りの部分を前記コア締め金具に対して固定する導管固定具とを備え、
   前記導管の前記感温部固定具と導管固定具との間を伸びる部分が弛みを持つように湾曲させられていることを特徴とするモールド変圧器の温度測定装置。
2. 一次モールド巻線及び二次モールド巻線が相互間に空隙を形成した状態で同心的に配置されて鉄心の脚部に嵌装され、前記鉄心の継鉄部がコア締め金具により締め付けられているモールド変圧器の巻線温度を測定するダイヤル温度計を備え、前記ダイヤル温度計は、前記巻線温度が反映されている箇所の温度を検出する感温部と該感温部にフレキシブルな導管を通して接続されて前記感温部により検出された温度を指針により指示する温度指示部とを備えているモールド変圧器の温度測定装置において、
   前記コア締め金具に固定されたフレームと、前記ダイヤル温度計の感温部を前記一次モールド巻線と二次モールド巻線との間の空隙内の温度を測定するのに適した位置に位置決めした状態で前記フレームに固定する感温部固定具と、該感温部固定具との間に一定の間隔を隔てた位置で前記導管の前記感温部寄りの部分を前記フレームに固定する導管固定具とを備えた感温部固定金具が設けられ、
   前記導管の前記感温部固定具と導管固定具との間を伸びる部分が弛みを持つように湾曲させられていることを特徴とするモールド変圧器の温度測定装置。
3. 一次モールド巻線及び二次モールド巻線が相互間に空隙を形成した状態で同心的に配置されて鉄心の脚部に嵌装され、前記鉄心の継鉄部がコア締め金具により締め付けられているモールド変圧器の巻線温度を測定するダイヤル温度計を備え、前記ダイヤル温度計は、前記巻線温度が反映されている箇所の温度を検出する感温部と該感温部にフレキシブルな導管を通して接続されて前記感温部により検出された温度を指針により指示する温度指示部とを備えているモールド変圧器の温度測定装置において、
   前記ダイヤル温度計の感温部を前記一次モールド巻線と二次モールド巻線との間の空隙内の温度を測定するのに適した位置に位置決めして前記一次モールド巻線及び二次モールド巻線に対して固定する絶縁性の感温部固定具と、
   前記感温部固定具との間に一定の間隔を隔てた位置で前記導管の前記感温部寄りの部分を前記コア締め金具に固定する導管固定具とを備え、
   前記導管の前記感温部固定具と導管固定具との間を伸びる部分が弛みを持つように湾曲させられていることを特徴とするモールド変圧器の温度測定装置。

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