JP4917137B2 - 配電用変圧器 - Google Patents

Description

本発明は、屋外および屋内で使用する配電用の油入変圧器において、タンクの材質等に関する。

屋外の電柱や屋内の電気室などに設置できるよう、金属製のタンクに入った油入変圧器について、構造の概念図を図１に示す。タンク１の中に、鉄心２とコイル３から構成された中身構造物が入っており、ブッシング６がタンクに取付けられている。タンク内は絶縁油５で満たされており、タンク上部はふた２によって密閉されている。タンク１は、鋼板を溶接によって組み合わせた構造であり、絶縁油が漏れないよう、継ぎ目の部分は溶接によって接続されている。また、タンクの防錆性能を高め、仕上がりの外観を良くするため、タンク全体に耐候性の良い塗料で塗装が施されている。

屋外および屋内で使用される配電用の油入変圧器の変圧器タンクで、材料に普通鋼鋼板を用いた変圧器タンクでは、完全な防錆性能を持たせることが難しく、経年的にタンクの各部に錆びが生じることは避けられない現象であり、錆びの進行が著しいと鋼板に穴があいて中の絶縁油が漏れる可能性があった。屋外の電柱等に据付けられている変圧器の場合、下は民有地であることが多く、油が漏れた場合は一般民有地の土壌を汚染する可能性が考えられる。また室内に設置される変圧器で油が漏れた場合、配水管などから油が流出し、河川や海洋の水質汚染を引き起こす可能性が考えられる。いずれも大きな社会問題へ発展する事象であり、変圧器の所有者はこのような事象を回避するため、定期的な点検などによってタンクの劣化状況を確認する必要があった。

本発明の課題点は、かかる従来技術の状況に鑑み、屋外および屋内で使用する配電用の油入変圧器において、通常の普通鋼の鋼板を用いた変圧器タンクの場合と同等に製造が可能な変圧器タンクで、変圧器の寿命程度まで防錆性能などの耐候性を有する変圧器タンクを備えた油入変圧器を提供することである。

上記課題点を解決するために、本発明では、変圧器本体を納め、絶縁材を充填するタンク容器の材質にフェライト系ステンレス鋼を用い、ステンレス鋼の素材成分を適切なものとすることで、耐候性に優れ、加工性にも優れた性能を有するタンク容器を備えたことを特徴とする配電用の油入変圧器である。
特に本発明では、巻線および鉄心からなる変圧器本体と、該変圧器本体を納めて絶縁材を充填したタンク容器と、該タンク容器の上蓋とを備え、前記タンク容器と該タンク容器の前記上蓋とがフェライト系ステンレス鋼よりなる配電用変圧器であって、
前記タンク容器及び前記タンク容器の上蓋は、その成形加工の特性値を、単軸引張りで加工したときの破断伸びを３０％以上とし、ランクフォード値（ｒ値）を１．１以上とし、ビッカース硬度（Ｈｖ）を１７５以下とし、降伏比（ＹＲ）を８０％以下としたフェライト系ステンレス鋼であり、
当該フェライト系ステンレス鋼の成分が、Ｃｒ含有量を７．０〜１４．０質量％含んでおり、
さらに、当該フェライト系ステンレス鋼の成分が、質量％で、Ｔｉ：０．０８〜２％、Ｎｂ：０．０８〜２％、Ａｌ：０．０１〜１％の内１種以上を含むものを用いることを特徴とする。
さらに本発明では、巻線および鉄心からなる変圧器本体と、該変圧器本体を納めて絶縁材を充填したタンク容器と、該タンク容器の上蓋とを備え、前記タンク容器と該タンク容器の前記上蓋とがフェライト系ステンレス鋼よりなる配電用変圧器であって、
前記タンク容器及び前記タンク容器の上蓋は、その成形加工の特性値を、単軸引張りで加工したときの破断伸びを３０％以上とし、ランクフォード値（ｒ値）を１．１以上とし、ビッカース硬度（Ｈｖ）を１７５以下とし、降伏比（ＹＲ）を８０％以下としたフェライト系ステンレス鋼であり、
当該フェライト系ステンレス鋼の成分が、Ｃｒ含有量を７．０〜１４．０質量％含んでおり、
さらに、当該フェライト系ステンレス鋼の成分が、質量％で、Ｎｉ：０．０８〜２％、Ｃｕ：０．０８〜２％、Ｍｏ：０．０８〜２％、Ｗ：０．０８〜２％の内１種以上を含むものを用いることを特徴とする。

本発明によれば、優れた耐候性を有する材料を用いて変圧器タンクを製作するため、変圧器タンクは耐候性が向上して長期の使用が可能となり、メンテナンスの回数も減らすことができるため、変圧器の所有者は変圧器の保守・維持費用について、削減効果を得ることができる。さらに変圧器タンクの耐食性能を塗装に依存する必要がなくなるため、塗装工程の簡略化あるいはメーカーにおいては変圧器の製作時間を短縮でき、コスト削減効果が得られる。また塗料の使用量減少させることで、環境に与える影響を少なくした製品作りを行うことができる。さらにメーカーでの変圧器タンクの製造においては、普通鋼板の場合と同等の設備および作業方法で製作することができるため、新規の設備投資や既存設備の改修などが不要である。

変圧器タンクの構造概念図。 変圧器の構造概念図。 変圧器タンクへの腐食診断部品配置を模式図。 腐食診断部品の構成を示すもので、腐食診断用母材の片面を高耐食材料で被覆したものの説明図。 腐食診断部品の構成を示すもので、腐食診断用母材の片面を高耐食材料で被覆し、さらに有機被覆を施したものの説明図。 腐食診断部品の構成を示すもので、腐食診断用母材の片面を高耐食材料で被覆し、電気的に絶縁して設置したものの説明図。 腐食診断部品の構成を示すもので、腐食診断用母材の片面を高耐食材料で被覆し、さらに有機被覆を施し、電気的に絶縁して設置したものの説明図。

本発明の配電用変圧器及びタンク容器の実施例を以下に説明する。図１は変圧器タンクの構造概念図であり、図２は変圧器の構造概念図である。

実施例１の配電用変圧器の構造について、図１および図２を用いて説明する。コイル４および鉄心３からなる中身構造物を納め、絶縁油５を充填するタンク容器１は、平板を円筒形に成形した側板１１と、円盤状の底板１２からなり、仕様や用途によって、各種の座（１３等）がタンク容器の外面、内面に取付けられる。この側板１１と底板１２を、フェライト系ステンレス鋼で製作する。側板１１のみ、あるいは底板１２のみをフェライト系ステンレス鋼で製作しても良い。また側板１１や底板１２の特定部位のみをフェライト系ステンレス鋼で製作しても良い。

フェライト系ステンレス鋼は、Ｆｅ−１８Ｃｒ−８Ｎｉに代表されるオーステナイト系ステンレス鋼とは異なり、普通鋼鋼板と類似した引張り・曲げ加工特性を有する。このため、既存製造設備の大幅な改造や、タンク容器の形状を大幅に変更することなく、耐穴あき腐食性を飛躍的に高めることが可能である。また、フェライト系ステンレス鋼は、大気環境で自己不働態化するために充分なＣｒを含有しているため、塗膜やめっきなどの表面処理層が損耗した際や、これらの欠陥部においても高い耐穴あき性を有する。さらに、これら表面処理層が防食機能を失い、フェライト系ステンレス鋼が腐食され赤さびが発生したとしても、さび層下で容易に自己不働態化か起こり、「さびは発生するが孔食による侵食は極めて遅い」という特性があらわれる。このため内容物の漏洩という事態を防ぐための優れた特性を有している。また、フェライト系ステンレス鋼は多量にＮｉを含まないため塗装やめっき処理の密着性に優れる。このため、Ｎｉを多量に含むオーステナイト系ステンレス鋼とは異なり、塗装やめっきなどの表面処理による防錆処理を併用することが容易である。さらに、オーステナイト系ステンレス鋼は塩化物イオン（Ｃｌ⁻）により、応力腐食割れを起こすが、フェライト系ステンレス鋼は応力腐食割れを極めて起こしにくい。以上の理由により、海風が吹き付け海塩が付着する海浜屋外環境で使用されることがあるタンク容器として、フェライト系ステンレス鋼が好適である。

フェライト系ステンレス鋼とは、１１質量％以上のＣｒを含有する鋼であるが、表面さびの発生が許容される場合や表面に塗装を施して一次防錆処理とする場合、さらには鋼材コスト削減の必要がある場合には、７．０質量％以上Ｃｒを含有し金属組織の６０％以上がフェライト相から構成されているものとすることができる。

実施例２の配電用変圧器の構造について、図１および図２を用いて説明する。変圧器タンク容器の上蓋２は、カバー２１に各種の座（２２等）を取付けた構造であるが、このカバー２１をフェライト系ステンレス鋼で製作する。カバー２１の特定部位のみをフェライト系ステンレス鋼で製作としても良い。

実施例３の配電用変圧器の構造について、図１および図２を用いて説明する。実施例１または実施例２に記載した配電用変圧器において、タンク容器本体１に取付ける金具（１３等）と上蓋２に取付ける金具（２２等）の全部あるいは特定部品をフェライト系ステンレス鋼で製作する。部品の特定部位のみをフェライト系ステンレス鋼で製作しても良い。

実施例４の配電用変圧器について説明する。実施例１〜３いずれかに記載した配電用変圧器において、使用するフェライト系ステンレス鋼には、単軸引張りで加工したときの破断伸びが３０％以上、ランクフォード値（ｒ値）が１．１以上であるものを用いる。破断伸びとｒ値が小さいと、耐力や引張強さが普通鋼と同様であっても成形加工を実施しにくい。このため、製造コストを低く抑える必要がある場合、普通鋼製既存品と同一形状や複雑形状のものを製造する際には、上述の範囲の特性値を有するフェライト系ステンレス鋼の使用が有効である。

実施例５の配電用変圧器について説明する。実施例１〜４いずれかに記載した配電用変圧器において、フェライト系ステンレス鋼にはビッカース硬度（Ｈｖ）が１７５以下、降伏比（ＹＲ）が８０％以下であるものを用いる。硬度と降伏比が低いと成形加工が容易になる。また、降伏比が低いと、地面への落下などの衝撃が加わった際の耐破壊特性に優れる。このため、複雑な形状のトランス容器を製造する際や、耐破壊特性を必要とする場合には、ビッカース硬度を１７５以下、降伏比を８０％以下にすることが有効である。

実施例６の配電用変圧器について説明する。実施例１〜５いずれかに記載した配電用変圧器において、フェライト系ステンレス鋼には、成分においてＣｒ含有量が７．０〜１４．０質量％であるものを用いて製作する。フェライト系ステンレス鋼に添加されているＣｒは、鋼表面に空気酸化により緻密な不働態皮膜を形成し、穴あき腐食に対する耐食性を高める作用がある。しかし、過度に添加された際には、製造コストを上昇させるだけではなく、鋼の靱性を低下させる。また、塗膜などの表面処理による一次防錆処理に対しては密着性が低下するため、前処理が困難になる。そこで、靱性（特に溶接部熱影響部の低温靱性）が必要であったり、表面処理層との密着性が要求される場合には、Ｃｒ合金量を７．０〜１４．０質量％にすることが有効である。

実施例７の配電用変圧器について説明する。実施例１〜６いずれかに記載した配電用変圧器において、フェライト系ステンレス鋼の成分が、質量％で、Ｔｉ：０．０８〜２％、Ｎｂ：０．０８〜２％、Ａｌ：０．０１〜１％の内１種以上を含むものを用いる。

これらＴｉ、Ｎｂ、Ａｌはフェライト系ステンレス鋼の耐穴あき腐食性を向上させる作用がある。特に、溶接スケールが生成したままの状態において、塩化物イオン（Ｃｌ⁻）に対する耐さび性と耐穴あき腐食性を向上させる。このため、腐食性が厳しい環境で使用される際には、質量％で、Ｔｉ：０．０８〜２％、Ｎｂ：０．０８〜２％、Ａｌ：０．０１〜１％の内１種以上を含むものを用いることが好適である。含有量が少ないと効果が弱く、過度に添加するとコストに見合った性能が得られない。

実施例８の配電用変圧器の構造について説明する。実施例１〜７いずれかに記載した配電用変圧器において、フェライト系ステンレス鋼には、成分において質量％で、Ｎｉ：０．０８〜２％、Ｃｕ：０．０８〜２％、Ｍｏ：０．０８〜２％、Ｗ：０．０８〜２％の内１種以上を含むものを用いて製作する。

これらＮｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗはフェライト系ステンレス鋼の耐穴あき腐食性を著しく向上させる作用がある。その作用は、孔食の深さのみならず発生数も低減させる効果がある。また、海風や融雪塩などに起因する塩化物イオン（Ｃｌ⁻）のみならず、亜硫酸ガスや亜硝酸ガスなどの酸性ガス、酸性雨や酸性霧に対する耐さび性と耐穴あき性を向上させる効果がある。このため、海岸地域、トンネル内部など、特に厳しい腐食環境では、フェライト系ステンレス鋼には、成分において質量％で、Ｎｉ：０．０８〜２％、Ｃｕ：０．０８〜２％、Ｍｏ：０．０８〜２％、Ｗ：０．０８〜２％の内１種以上を含むものを使用することが有効である。含有量が少ないと効果が弱く、過度に添加するとコストに見合った性能が得られない。

実施例９の配電用変圧器について説明する。実施例１〜８いずれかに記載した配電用変圧器において、溶接金属部の凝固組織中のフェライト相の量が１０％以下となるようにして製作する。溶接金属の凝固組織中にフェライト相が多いと、靱性（特に低温靱性）が低下する。このため、衝撃特性に優れるタンク容器が求められる際には、オーステナイト系の溶接金属棒を使用することで、溶接金属の凝固組織のフェライト相の量を１０％以下にすることが有効である。

実施例１０の配電用変圧器について説明する。実施例１〜９いずれかに記載した配電用変圧器において、タンク容器外面に形成される金属同士の対向した隙間を溶接によりふさぐ構造として製作する。タンク外面にはタンク取付座などの各種金具類が溶接により接合される。この際、金具とタンク側面は、すみ肉溶接で接合されることになる。しかし、接触面の外周全てが溶接されずに、非溶接部が残存すると、ここに水分や塩分が侵入し、さび発生や穴あき腐食の起点となる。このため、腐食性の高い環境での使用や、特に高い耐久性を必要とする際には、タンク容器外面に形成される金属同士の対向した隙間を溶接によりふさぐ構造として製作することが有効である。

実施例１１の配電用変圧器について説明する。実施例１〜１０いずれかに記載した配電用変圧器において、タンク容器外面に塗装を施して製作する。塗装は全面の塗装でも、局部的な塗装でも良い。フェライト系ステンレス鋼に塗装を施すことで、耐さび性と耐穴あき性を著しく向上させることができる。また、塗装により景観と融和した色彩を有するタンク容器とすることができる。本願における塗膜は、それ自体に高い防錆能力は必要とされないため、膜厚は限定されない。色彩のみを確保するために、数μｍの厚さであっても構わない。また、フェライト系ステンレス鋼と塗装を組み合わせでは、普通鋼とは異なりフェライト系ステンレス鋼が耐食性と塗膜密着性に優れるため、普通鋼のような、さび止め下地塗装などの予備被覆層は不要であり、ステンレス鋼母地に直に上塗り塗装を施すことができる。

実施例１２の配電用変圧器について説明する。実施例１〜１１いずれかに記載した配電用変圧器において、塗装前処理に電着塗装を施して製作する。電着塗装部位は全面でも、局部的でも良い。電着塗装は塗膜下腐食を抑制する作用があるため、フェライト系ステンレス鋼に塗装をする際の予備処理として使用することで、高い耐食性性能を発揮することができる。このため、厳しい腐食環境で超長期の耐久性を必要とする際には、塗装前処理に電着塗装を施すことが好適である。

実施例１３の配電用変圧器について説明する。実施例１〜１２いずれかに記載した配電用変圧器において、塗装下地処理にＺｎめっきを施して製作する。めっき部位は、全面でも良く、局部的でも良い。Ｚｎめっき層はフェライト系ステンレス鋼に対して犠牲防食作用を発揮するだけではなく、Ｚｎの腐食生成物がステンレス鋼のさび発生や孔食の成長を抑制する作用がある。このため、厳しい腐食環境で超長期の耐久性を必要とする際には、塗装下地処理にＺｎめっきを施すことが有効である。

実施例１４の配電用変圧器について説明する。実施例１〜１３いずれかに記載した配電用変圧器において、カバー２や底板１２のように絞りのプレス加工を行う部品については、フェライト系材料の異方性を考慮し、圧延方向に応じてプレス前の材料形状を調整する。圧延方向に並行に曲げる箇所は曲げの長さに対して元の素材寸法を０．５〜１％短くし、圧延方向に垂直に曲げる箇所は元の素材寸法を曲げの長さに対して０．５〜１％長くする。

ついで請求項１５〜２１の限定理由について説明する。まず、腐食診断を行う部品は、対象とする配電用変圧器タンク容器を構成している金属材料と同一組成である必要がある。これは材料の組成が異なると耐食性が変化し、腐食診断部品の侵食量から装置や構造物の侵食量を適切に評価することができないためである。ところで、本願で言う同一組成とは、同等の耐食性を示す金属組成のことであり、数値的に全く同一分析値であることを意味するものではない。目安としては、ＪＩＳ（日本工業規格）などに規定されている各種規格材料の組成範囲程度の差異があっても、同一組成として腐食診断部品を構成することができる。クロムであれば１％以内の差異であれば同一組成として扱える。

腐食診断を行う部品７は、腐食原因物質に直接接触する母材が露出した部分７１が存在する必要がある。これは、材料と環境の反応箇所（腐食部）を、特定の場所に限定するためである。仮に、配電用変圧器タンク容器に塗装やメッキなどを施されて場合であっても、これらの被覆層に不可避的に存在する微細な欠陥部の耐食性を評価する必要から、腐食診断を行う部品は、腐食原因物質に直接接触する母材が露出した部分７１が存在する必要がある。

また、腐食診断を行う部品は、高耐食材料により被覆された部分７２が金属露出部７１と表裏面として対を構成している必要がある。これは、高耐食材料側の外表面に超音波板厚計のセンサー部を密着させ、金属露出部７１と高耐食材料外表面との距離を計測することで、金属露出面の侵食量を計測するためである。超音波板厚計測のセンサー部は、計測精度を確保するため、センサーを計測対象に密着させる必要がある。このため、金属露出部の背面は腐食を長期間にわたって抑制する必要がある。このため金属露出部の背面７２は、高耐食材料で被覆されている必要がある。

被覆材としては、環境の腐食性が弱い場合には、有機被覆が低コストで簡便である。環境の腐食性が強いときには、有機被覆の厚さを２０μｍ以上とすることが好適である。また、有機被覆に代えて、亜鉛あるいはアルミニウムを主成分とするメッキ層とすることもできる。これらメッキ金属は、大気環境において優れた耐食性を有するため、屋外で使用される機器や建築物などの侵食度モニターに好適である。メッキに代えて亜鉛あるいはアルミニウムの微粒子を含む有機被覆とすることもできる。有機塗膜中に分散している亜鉛やアルミニウムが優れた耐食性を高めるため侵食度モニターの非腐食面の処理として好適である。

さらに腐食環境が厳しい場合や長期にわたり精度良く侵食量を計測する必要がある場合には、高耐食材料をステンレス鋼、ニッケル基合金、純チタン、チタン合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金のいずれかとすることが望ましい。これらの金属材料の適用は亜硫酸ガス環境や海水のしぶきがあたるような厳しい海岸地域などにおいて特に有効である。さらに、これら亜鉛あるいはアルミニウムを主成分とするメッキ層、ステンレス鋼、ニッケル基合金、純チタン、チタン合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金の表面に有機被覆７５を施すことで極めて高い信頼性をもった腐食診断部品とすることができる。

また、海塩濃度や亜硫酸ガスなどの濃度が高く、腐食診断部品表面に形成される水膜の電気伝導度が高い環境で使用する際には、高耐食材料の外表面と、腐食原因物質に直接接触する母材が露出した部分とが電気的に絶縁することが望ましい。これは異種金属接触腐食により、母材露出部の侵食速度に影響がでないようにするためである。

以下、請求項１５〜２１に対応する実施例を説明する。

表１に示す各種の組み合わせで、耐食性を評価する配電用変圧器タンク容器と腐食診断部品を作製し、４倍に濃縮した人工海水（ＡＳＴＭ Ｄ １１４１−９０）を、午前９と午後３時に１日２回噴霧する促進大気曝露試験を１年間行った。そして、市販の超音波板厚計を用いて、腐食診断部品の高耐食材料側に超音波板厚計のセンサーを密着させて、残存板厚を計測し、耐食性の評価対象である配電用変圧器タンク容器の侵食量との対比を行った。

耐食性の評価対象とした配電用変圧器のタンク容器は、図３に模式的に示したもので、Ｆｅ−１０．５％Ｃｒ−０．４％Ｎｉ鋼で構成されたもので、表面に約１０μｍ厚さの塗装を施したものである。そして、底面１２に塗膜欠陥にみたて、下地金属にまで到達する幅約１ｍｍ×長さ１００ｍｍのクロスカット８を２カ所導入し（図３）、この部分の侵食深さを計測して、最も深い侵食量を代表値とした。具体的には、曝露試験完了後に周囲を切断して切り出し、有機溶剤で残存する塗膜を除去し、続いて１０％クエン酸水素二アンモニウム水溶液（５０℃）への浸漬とナイロンブラシ擦りを繰り返し行い表面のサビを除去した。そして、光学顕微鏡を用いて、塗膜が存在したもとの表面に対し、最も侵食が深い部分との深さを求め、侵食深さとした。

尚、促進大気曝露試験では噴霧する人工海水の量を変えることで、腐食環境の厳しさを変化させた。以下に記載されている噴霧量は午前９時および午後３時のそれぞれ１回ごとの噴霧量である。尚、配電用変圧器タンク容器への腐食診断部品の取り付けは、図３に示すように、タンク容器側面の底から２００ｍｍの位置が、腐食診断部品の下端になるようにした。腐食診断部品の大きさは縦１５０ｍｍ×横１００ｍｍとした。尚、腐食診断部品の残存板厚計測においては、母材露出部のサビ除去などの特別な前処理は行わなかった。超音波センサーと高耐食材料との密着を確保するため、センサー表面にグリースを塗ったのみである。

表１の番号１は、本願の請求項１５対応する実施例である。図４に示す構成で腐食診断部品を製作し評価対象の配電用変圧器タンク容器に固定した。すなわち、母材金属としてＦｅ−１０．５％Ｃｒ−０．４％Ｎｉ鋼を用い、高耐食材料として、片面をアクリル樹脂で約１５μｍ被覆し腐食診断部品とした。人工海水は塩化物イオン（Ｃｌ−イオン）の付着量がおおむね０．１ｇ／ｍ２になるように噴霧を行った。表１に示すように、配電用変圧器タンク容器の侵食量と、腐食診断部品により計測した侵食速度は、ほぼ一致しており、本手法により配電用変圧器タンク容器の腐食侵食度の診断が可能であることが分かる。なお、固定用台座７３、固定用ボルト７４を使用した。

番号２は、請求項１６に対応する実施例である。ここでも図４に示す構成となるように、母材金属としてＦｅ−１０．５％Ｃｒ−０．４％Ｎｉ鋼を用い、高耐食材料としてアクリル樹脂を用い、片面を約５０μｍ被覆した腐食診断部品を作製した。塩化物イオン（Ｃｌ−イオン）の付着量は約０．５ｇ／ｍ２になるように噴霧を行った。表１に示すように、配電用変圧器タンク容器の侵食量と、腐食診断部品により計測した侵食速度は、ほぼ一致しており、本手法により配電用変圧器タンク容器の腐食侵食度の診断が可能であることが分かる。尚、アクリル樹脂が薄い腐食診断部品（番号１）では、アクリル樹脂に塗膜下腐食が生じ、超音波での残存板厚計測が不可能であった。このように、塩分濃度が高いなどの腐食性が強い環境では、有機被覆の厚さを厚くすることが好適であることが分かる。

番号３、４は、請求項１７に対応する実施例である。ここでも図４に示す構成となるように溶融亜鉛メッキ（付着量２７０ｇ／ｍ２）もしくは溶融アルミニウムメッキ（付着量２００ｇ／ｍ２）されたＦｅ−１０．５％Ｃｒ−０．４％Ｎｉ鋼板を用い、片面のめっき層を機械研削と薬液により除去することで、腐食診断部品を作製した。塩化物イオン（Ｃｌ−イオン）の付着量は約１ｇ／ｍ２になるように噴霧を行った。表１に示すように、配電用変圧器タンク容器の侵食量と、腐食診断部品により計測した侵食速度は、ほぼ一致しており、本手法により配電用変圧器タンク容器の腐食侵食度の診断が簡便に精度良く可能であることが分かる。

同じく、番号５、６は、請求項１８に対応する実施例である。これも図４に示す構成となるように、Ｆｅ−１０．５％Ｃｒ−０．４％Ｎｉ鋼の片面に、ジンクリッチペイントあるいはアクリル樹脂塗料にアルミニウムの微粒子を混ぜたものを約５０μｍ被覆し腐食診断部品とした。塩化物イオン（Ｃｌ−イオン）の付着量は約１ｇ／ｍ２となるように噴霧を行った。表１に示すように、配電用変圧器タンク容器の侵食量と、腐食診断部品により計測した侵食速度は、ほぼ一致しており、本手法により配電用変圧器タンク容器の腐食侵食度の診断が可能であることが分かる。

番号７〜１４は、請求項１９に対応する実施例である。これも図４に示す構成とするため、Ｆｅ−１０．５％Ｃｒ−０．４％Ｎｉ鋼の片面に、ステンレス鋼ＳＵＳ３０４（Ｆｅ−１８％Ｃｒ−８％Ｎｉ）、Ｎｉ基合金Ａｌｌｏｙ６００（Ｎｉ−１６％Ｃｒ−１０％Ｆｅ）、工業用純チタン、Ｔｉ−６％Ａｌ−４％Ｖ合金（チタン合金）、工業用純アルミニウム、Ａｌ−１．０％Ｍｇ−０．５％Ｓｉ−０．３％Ｃｕ（６０６１アルミニウム合金）、工業用純銅、アルミニウム黄銅（Ｃｕ−２２％Ｚｎ−２％Ａｌ合金）を圧延法により積層したクラッド材を切断し腐食診断部品を作製した。塩化物イオン（Ｃｌ−イオン）の付着量は約５ｇ／ｍ２となるように噴霧を行った。表１に示すように、腐食性が高い環境においても、配電用変圧器タンク容器の侵食量と、腐食診断部品により計測した侵食速度は、ほぼ一致していることが確認され、本手法により腐食性の厳しい環境での配電用変圧器タンク容器の腐食侵食度の診断が可能であることが分かる。

番号１５〜１８は、請求項２０に対応する実施例である。図５に示す構成となるように、ジンクリッチペイントをＦｅ−１０．５％Ｃｒ−０．４％Ｎｉ鋼の片面に約５０μｍ被覆したもの（番号１５）、Ｆｅ−１０．５％Ｃｒ−０．４％Ｎｉ鋼の片面に、ステンレス鋼ＳＵＳ３０４（Ｆｅ−１８％Ｃｒ−８％Ｎｉ）、工業用純チタン、Ａｌ−１．０％Ｍｇ−０．５％Ｓｉ−０．３％Ｃｕ（６０６１アルミニウム合金）を圧延法により積層したクラッド材（番号１６〜１８）を切断し、その片面にアクリル樹脂塗料７５を約１０μｍ塗布して腐食診断部品とした。塩化物イオン（Ｃｌ−イオン）の付着量は約１０ｇ／ｍ２となるように噴霧を行った。この表１に示すように、腐食性が高い環境においても、配電用変圧器タンク容器の侵食量と、腐食診断部品により計測した侵食速度は、ほぼ一致していることが確認され、本手法により配電用変圧器タンク容器の腐食侵食度の診断が可能であることが分かる。

番号１９〜２２は、請求項２０に対応する実施例である。図６に示す構成とするため、ジンクリッチペイントをＦｅ−１０．５％Ｃｒ−０．４％Ｎｉ鋼の片面に約５０μｍ被覆したもの（番号１９）、Ｆｅ−１０．５％Ｃｒ−０．４％Ｎｉ鋼の片面に、ステンレス鋼ＳＵＳ３０４（Ｆｅ−１８％Ｃｒ−８％Ｎｉ）、工業用純チタン、Ａｌ−１．０％Ｍｇ−０．５％Ｓｉ−０．３％Ｃｕ（６０６１アルミニウム合金）を圧延法により積層したクラッド材（番号２０〜２２）を切断し腐食診断部品の形状に加工した後、端面とその周囲幅約２０ｍｍをアクリル樹脂塗料７６で絶縁被覆することで、腐食診断部品を作製した。塩化物イオン（Ｃｌ−イオン）の付着量は約５０ｇ／ｍ２となるように噴霧を行った。この表１に示すように、腐食性が高い環境においても、配電用変圧器タンク容器の侵食量と、腐食診断部品により計測した侵食速度は、ほぼ一致していることが確認された。比較として、盤面を絶縁被覆していない場合、この環境条件で、番号７では＋２５％、番号１４では−１６％の侵食速度の誤差が生じた。

番号２３〜２６は、請求項２１に対応する実施例である。図７に示す構成とするため、ジンクリッチペイントをＦｅ−１０．５％Ｃｒ−０．４％Ｎｉ鋼の片面に約５０μｍ被覆したもの（番号２３）、Ｆｅ−１０．５％Ｃｒ−０．４％Ｎｉ鋼の片面に、ステンレス鋼ＳＵＳ３０４（Ｆｅ−１８％Ｃｒ−８％Ｎｉ）、工業用純チタン、Ａｌ−１．０％Ｍｇ−０．５％Ｓｉ−０．３％Ｃｕ（６０６１アルミニウム合金）を圧延法により積層したクラッド材（番号２４〜２６）を切断し腐食診断部品の形状に加工した後、端面と片面全てをアクリル樹脂塗料７７で絶縁被覆することで作製した。また、塩化物イオン（Ｃｌ−イオン）の付着量は約１００ｇ／ｍ２となるように噴霧を行った。表１に示すように、評価対象金属容器の侵食量と、腐食診断部品により計測した侵食速度は、ほぼ一致していることが確認され、本手法により金属機器類の腐食侵食度の診断が可能であることが実証された。

１ タンク
１１ 側板
１２ 底板
１３ タンク取付座
２ カバー
２１ カバー板
２２ カバー取付座
３ 鉄心
４ コイル
５ 絶縁油
６ ブッシング
７ 腐食診断部品
７１ 金属母材露出部
７２ 高耐食材料
７３ 固定用台座
７４ 固定用ボルト
７５ 有機被覆
７６ 絶縁被覆
７７ 有機絶縁被覆
８ クロスカット

Claims (8)

1. 巻線および鉄心からなる変圧器本体と、該変圧器本体を納めて絶縁材を充填したタンク容器と、該タンク容器の上蓋とを備え、前記タンク容器と該タンク容器の前記上蓋とがフェライト系ステンレス鋼よりなる配電用変圧器であって、
   前記タンク容器及び前記タンク容器の上蓋は、その成形加工の特性値を、単軸引張りで加工したときの破断伸びを３０％以上とし、ランクフォード値（ｒ値）を１．１以上とし、ビッカース硬度（Ｈｖ）を１７５以下とし、降伏比（ＹＲ）を８０％以下としたフェライト系ステンレス鋼であり、
   当該フェライト系ステンレス鋼の成分が、Ｃｒ含有量を７．０〜１４．０質量％含んでおり、
   さらに、当該フェライト系ステンレス鋼の成分が、質量％で、Ｔｉ：０．０８〜２％、Ｎｂ：０．０８〜２％、Ａｌ：０．０１〜１％の内１種以上を含むものを用いることを特徴とする配電用変圧器。
2. 巻線および鉄心からなる変圧器本体と、該変圧器本体を納めて絶縁材を充填したタンク容器と、該タンク容器の上蓋とを備え、前記タンク容器と該タンク容器の前記上蓋とがフェライト系ステンレス鋼よりなる配電用変圧器であって、
   前記タンク容器及び前記タンク容器の上蓋は、その成形加工の特性値を、単軸引張りで加工したときの破断伸びを３０％以上とし、ランクフォード値（ｒ値）を１．１以上とし、ビッカース硬度（Ｈｖ）を１７５以下とし、降伏比（ＹＲ）を８０％以下としたフェライト系ステンレス鋼であり、
   当該フェライト系ステンレス鋼の成分が、Ｃｒ含有量を７．０〜１４．０質量％含んでおり、
   さらに、当該フェライト系ステンレス鋼の成分が、質量％で、Ｎｉ：０．０８〜２％、Ｃｕ：０．０８〜２％、Ｍｏ：０．０８〜２％、Ｗ：０．０８〜２％の内１種以上を含むものを用いることを特徴とする配電用変圧器。
3. 前記フェライト系ステンレス鋼の成分が、質量％で、Ｎｉ：０．０８〜２％、Ｃｕ：０．０８〜２％、Ｍｏ：０．０８〜２％、Ｗ：０．０８〜２％の内１種以上を含むものを用いることを特徴とする請求項１記載の配電用変圧器。
4. 前記タンク容器の外面にはタンク取付座などの各種金具類が溶接により接合されており、その溶接金属部はオーステナイト系の溶接金属棒を使用して溶接し、該溶接金属部の凝固組成を１０％以下のフェライト相で構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の配電用変圧器。
5. 塗装前処理として電着塗装を施し、前記タンク容器と前記上蓋の前面又は一部に塗装の表面処理を施したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の配電用変圧器。
6. 塗装下地処理としてＺｎめっきを施した請求項１〜４のいずれか１項に記載の配電用変圧器。
7. 前記変圧器本体を納めて絶縁材を充填したタンク容器は、平板を円筒形に成形した側板と円盤状の底板からなり、該タンク容器の前記上蓋は、カバーに各種の座を取付けた構造であり、
   前記タンク容器の底板や前記上蓋のカバーを絞りプレス加工を行う際に、フェライト系ステンレス鋼の材料特性の異方性を考慮して、圧延方向に並行に曲げる箇所は曲げの長さに対して元の素材寸法を短くし、圧延方向に垂直に曲げる箇所は元の素材寸法を曲げの長さに対して長くしてプレス前の材料形状を調整してプレス加工したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の配電用変圧器。
8. 圧延方向に並行に曲げる箇所は曲げの長さに対して元の素材寸法を０．５〜１％短くし、圧延方向に垂直に曲げる箇所は元の素材寸法を曲げの長さに対して０．５〜１％長くしてプレス前の材料形状を調整してプレス加工したことを特徴とする請求項７記載の配電用変圧器。
   

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