JP5230342B2

JP5230342B2 - 三相変圧器

Info

Publication number: JP5230342B2
Application number: JP2008262613A
Authority: JP
Inventors: 勝柏倉; 隆康太谷; 明山岸; 良夫浜館; 博宮尾
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2008-10-09
Filing date: 2008-10-09
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2028-10-09
Also published as: JP2010093104A

Description

本発明は地震に対する耐震性を向上させる三相変圧器に関する。

近年、変圧器は益々大容量化される傾向にあり、それに伴い地震に対する耐震性の向上についても要求されている。

良く知られているように、変圧器は、巻線を巻回した脚部鉄心の上下端に上部継鉄および下部継鉄が配置され、巻線の上下端に対向配置されて巻線を支持する上部鉄心締付金具と下部鉄心締付金具とを有する変圧器本体をタンクに収納している。タンクには冷却媒体が封入されている。また、脚部鉄心、上部継鉄、下部継鉄は珪素鋼板を積層して形成している。

従来、このような変圧器の耐震性構造としては、変圧器本体の上に補強部材あるいはバネ部材を設けてタンクと連結するが知られている。補強部材を設けることは下記特許文献１に記載されており、バネ部材を設けることは下記特許文献２に記載されている。この耐震性構造は、珪素鋼板を積層方向、つまり鉄心の幅方向（厚み方向）の耐震性を向上させるもので、主として転倒を防止するためのものである。

ところで、脚部鉄心と上部継鉄及び下部継鉄を接合するには、中央脚部の両端を４５度の角度に切断してＶ字状に突出させ、これと組み合わせる上部継鉄及び下部継鉄にＶ字状に切り欠いて重ね合せ面を設けて接合部としている。また、端部脚の珪素鋼板と上部継鉄及び下部継鉄の珪素鋼板の接合は、珪素鋼板を４５度に切断して額縁の隅のような突き合わせ接合部にし、上部継鉄及び下部継鉄の端部を接合する左右の脚部より側方に突出させるようにしている。

このような脚部鉄心と上部継鉄及び下部継鉄を接合については、例えば、下記特許文献３に記載されており、良く知られているところである。なお、以後、本明細書においてはこのような突き合わせ接合について重なり面を設けた突き合わせ接合と称する。

特開平６−６１０６５号公報特開平３−１２９７０９号公報特開平６−１８１１２０号公報

従来技術は、補強部材あるいはバネ部材を設けて鉄心の幅方向（厚み方向）の耐震性を向上させて倒れを防止するようにしている。このため、大きな地震により変圧器鉄心の長手方向の揺れにより鉄心接合部の重なり面の位置ずれ、つまり変圧器鉄心の長手方向変位が発生するという問題点を有する。変圧器鉄心の長手方向変位は端部脚と上部継鉄及び下部継鉄の接合部で端部脚に発生し易く、重なり面の位置ずれが発生すると変圧器の損失が増大し効率が低下する。

この技術課題は、地震発生後に変圧器の損失が増大したためにその原因を究明した本発明者達が見いだしたもので、従来何ら問題にされていなかった全く新規な技術課題である。

本発明の目的は、鉄心接合部における変圧器鉄心の長手方向変位を確実に防止して損失増大と効率低下を抑制することができる三相変圧器を提供することにある。

本発明の特徴とするところは、一対の上部鉄心締付金具の両側端端面および一対の下部鉄心締付金具におけるそれぞれの両側端端面を非磁性材の支持金具により前記タンク内壁に連結する変圧器鉄心の長手方向変位規制機構を設けたことにある。

具体的には、一対の上部鉄心締付金具および一対の下部鉄心締付金具の両側端端面を橋絡するように配置されている非磁性材の受け金具を設け、各受け金具とタンク内壁を非磁性材の支持金具により連結する。前記支持金具は、一端に右ネジが切られ、他端に左ネジが切られたボルトであり、右ネジが切られたナットが前記ボルトの一端に螺合し、左ネジが切られたナットが前記ボルトの他端に螺合し、前記ボルトを回転させることにより長さを調整できる構成とする。

本発明は一対の上部鉄心締付金具の両側端端面および一対の下部鉄心締付金具におけるそれぞれの両側端端面を非磁性材の支持金具により前記タンク内壁に連結する変圧器鉄心の長手方向変位規制機構を設けている。したがって、大きな地震により変圧器鉄心に振動を加えられても変圧器鉄心の長手方向長さを一定に保持することができるで変圧器鉄心の長手方向変位を確実に防止でき、変圧器の損失を低減し効率向上を図ることができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

図１〜図３は本発明の第１の実施例を示す。図１は本発明の一実施例に係る三相変圧器のタンクの前面を断面した正面図、図２はタンクの天井板（蓋）を取外した状態の部分断面図、図３はタンクの左側面を断面した側面図である。

図１〜図３において、１、２、３は３脚の脚部鉄心で、鉄心脚２が中央脚、２つの鉄心脚１、３が端部脚となる。３脚鉄心１〜３にはそれぞれ巻線４が巻回されている。３脚鉄心１、２、３の上下端には、上部継鉄５および下部継鉄６が配置されている。

巻線４の上下端に対向配置されて巻線４を支持する上部鉄心締付金具７と下部鉄心締付金具８が配置されている。両鉄心締付金具７、８はコ字形状に形成され、その垂直面を上部継鉄５または下部継鉄６に当接させ、正面から観て前側と後側にそれぞれ一対づつ設けられている。

３脚鉄心１、２、３、巻線４、上部継鉄５、下部継鉄６、上部鉄心締付金具７と下部鉄心締付金具８で変圧器本体９を構成する。このように構成された変圧器本体９は冷却媒体１０（鉱油、ガス、シリコーン液等）が封入されたタンク１１内に浸漬収納される。

下部鉄心締付金具８は図示しないボルトによってコア台１２に固定されており、コア台１２はタンク１１の底板に植立したピン（図示せず）により固定されている。変圧器本体９は鉄心の長手方向には位置ずれしないようにタンク１１へ強固に固定されている。

上部鉄心締付金具７の両側端にはステンレスなどの非磁性体で形成された受け金具１３が溶着により固定されている。受け金具１３は図２、図３に示すように一対の上部鉄心締付金具７の端面を橋絡するように配置されている。同様に、下部鉄心締付金具８の両側端には非磁性体で形成された受け金具１３が溶着により固定されている。受け金具１３は一対の下部鉄心締付金具８の端面を橋絡するように配置されている。

受け金具１３は上部鉄心締付金具７の両側端面と下部鉄心締付金具８の両側端面に固定されているが、実質的には上部継鉄５および下部継鉄６の長手方向の両側端に設けられていることになる。

受け金具１３は本発明によって設けられた鉄心の長手方向変位規制機構１４を構成する。変圧器鉄心の長手方向変位規制機構１４の一例を図４に示す。

支持金具１５は図示左側の一端に右ネジが切られ、右側の他端に左ネジが切られたボルトで構成されている。受け金具１３には長めのナット１６が固着されている。ナット１６には右ネジが切られている。ボルト１５は図示矢印方向ａに回転させることにより一端をナット１６にねじ込まれる。

また、ボルト１５の他端にはナット１７が螺合装着されている。ナット１７には左ネジが切られている。ボルト１５は図示矢印方向ｂに回転させることにより他端がナット１７からねじ戻される。

ボルト１５とナット１６、１７ねじ込み深さを調整してナット１７の先端をタンク１１の内壁に密着当接させる。支持金具１５は長さを調整できるようになっている。受け金具１３は鉄心の長手方向変位規制機構１４によりタンク内壁１１と連結される。支持金具（ボルト）１５は平行に配置される。

以上説明したように、本発明は上部継鉄および下部継鉄の長手方向の両側端に非磁性材の受け金具を設け、各受け金具を支持金具によってタンク内壁と連結している。このため、大きな地震により変圧器鉄心に振動を加えられても変圧器鉄心の長手方向長さを一定に保持することができので、鉄心接合部における珪素鋼板の変位を確実に防止できる。その結果、変圧器の損失を低減し効率向上を図ることができる。

図５に本発明の第２の実施例を示す。図５の実施例は非磁性体の受け金具２０をコ字状に形成して、一対の上部鉄心締付金具７と下部鉄心締付金具８の両端側にそれぞれ挟持溶着されている。コ字状受け金具２０の両脚外面に幅方向の転倒防止のために支持金具２１を設けたものである。支持金具２１は実施例１の支持金具１５と同様な構成である。

この実施例２においても変圧器鉄心の長手方向変位を確実に防止でき、かつ変圧器鉄心の転倒も防止できる。

なお、上述の実施例は三相三脚変圧器を例に挙げているが、三相五脚変圧器であっても同様な効果が得られることは勿論のことである。

また、上述の実施例は一対の鉄心締付金具の両端側にそれぞれ１個の支持金具を設けているが、複数個の支持金具を設けてもよいことは明らかなことである。複数個の支持金具を設けると支持金具に加わる力を分散させることができる。

さらに、上述の実施例は、鉄心締付金具としてコ字型とＬ字型の例を挙げているが、中空矩形型などの形状で構成してもよいことは勿論のことである。

本発明の一実施例に係る三相変圧器のタンクの前面を断面した正面図である。タンクの天井板（蓋）を取外した状態の部分断面図である。タンクの左側面を断面した側面図である。本発明における変圧器鉄心の長手方向変位規制機構の一例構成図である。本発明の他の実施例に係る三相変圧器のタンクの天井板（蓋）を取外した状態の平面図である。

符号の説明

１、２、３…鉄心脚、４…巻線、５…上部継鉄、６…下部継鉄、７…上部鉄心締付金具、８…下部鉄心締付金具、９…変圧器本体、１０…冷却媒体、１１…タンク、１２…コア台、１３…受け金具、１４…鉄心の長手方向変位規制機構、１５…支持金具（ボルト）、１６、１７…ナット

Claims

巻線を巻回した脚部鉄心の上下端に上部継鉄および下部継鉄が配置され、前記巻線の上下端に対向配置されて前記巻線を支持する一対の上部鉄心締付金具および一対の下部鉄心締付金具とを有する変圧器本体をタンクに収納し、前記脚部鉄心と前記両継鉄は珪素鋼板を積層して形成され、その接合部に重なり面を設けて突き合わせ接合されている三相変圧器において、一対の上部鉄心締付金具の両側端端面および一対の下部鉄心締付金具におけるそれぞれの両側端端面を非磁性材の支持金具により前記タンク内壁に連結する変圧器鉄心の長手方向変位規制機構を設け、前記支持金具は、一端に右ネジが切られ、他端に左ネジが切られたボルトであり、右ネジが切られたナットが前記ボルトの一端に螺合し、左ネジが切られたナットが前記ボルトの他端に螺合し、前記ボルトを回転させることにより長さを調整できるようにしたことを特徴とする三相変圧器。
巻線を巻回した脚部鉄心の上下端に上部継鉄および下部継鉄が配置され、前記巻線の上下端に対向配置されて前記巻線を支持する一対の上部鉄心締付金具および一対の下部鉄心締付金具とを有する変圧器本体をタンクに収納し、前記脚部鉄心と前記両継鉄は珪素鋼板を積層して形成され、その接合部に重なり面を設けて突き合わせ接合されている三相変圧器において、一対の上部鉄心締付金具および一対の下部鉄心締付金具の両側端端面を橋絡するように配置されている非磁性材の受け金具を設け、前記各受け金具と前記タンク内壁が非磁性材の支持金具により連結されており、前記支持金具は、一端に右ネジが切られ、他端に左ネジが切られたボルトであり、右ネジが切られたナットが前記ボルトの一端に螺合し、左ネジが切られたナットが前記ボルトの他端に螺合し、前記ボルトを回転させることにより長さを調整できることを特徴とする三相変圧器。