JP5835604B2 - 乾式変圧器 - Google Patents

Description

本発明は、絶縁媒体及び冷却媒体として絶縁油を用いない乾式変圧器に関するものである。

一般に、受配電設備に設けられる電力用の変圧器は、例えば特許文献１に示されているように、平行に並べて配置された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それぞれ複数の脚部間を接続する一対の継鉄部とを有する鉄心(コア）と、同心的に配置されて鉄心の各脚部に嵌装された一次巻線及び二次巻線とにより構成される。鉄心が鋼板の積層体により構成される場合には、その継鉄部がコア締め金具により鋼板の積層方向に締め付けられる。配電用の変圧器は降圧変圧器であるため、一次巻線が高圧巻線であり、二次巻線が低圧巻線である。一次巻線には高電圧が印加されるため、絶縁を容易にするために、通常は一次巻線を外側に配置し、二次巻線を内側に(鉄心に近い側に）配置する。本明細書においては、鉄心の各脚部に嵌装される一次巻線及び二次巻線の全体を巻線集合体と呼ぶ。受配電設備に設けられる三相変圧器では、多くの場合鉄心として３つの脚部を有するものが用いられて、これら３つの脚部にそれぞれ三相の巻線集合体が嵌装される。

この種の変圧器では、巻線から大量の熱が発生するため、巻線の冷却を効率よく行なわせる必要がある。特に二次巻線には大きな負荷電流が流れるため、二次巻線から多くの熱が発生する。そこでモールド変圧器等の乾式変圧器では、巻線の冷却を効果的に行なわせるために、特許文献１にも示されているように、一次巻線と二次巻線との間及び鉄心の脚部と二次巻線との間にそれぞれ通風路を形成して、これらの通風路を通して冷却風を流すことにより、一次巻線及び二次巻線を冷却することが行なわれる。

鉄心の継鉄部を締め付けるコア締め金具は、例えば、継鉄部の長手方向(複数の脚部が並ぶ方向）に伸びるように設けられて継鉄部の側面に添わせて配置された主板部と、該主板部の幅方向の一端及び他端からそれぞれ直角に折れ曲がって巻線集合体側に張り出した１対の張出し部とを有する断面コの字形の鋼材からなっていて、継鉄部を間に挟んで対向するように配置された一対のコア締め金具が、両コア締め金具と継鉄部とを貫通したボルトとこのボルトに螺合されたナットとにより締結されることにより、鉄心の継鉄部が鋼板の積層方向に締め付けられる。このようなコア締め金具が用いられる場合、鉄心の各脚部に嵌装された巻線集合体は、コア締め金具の巻線集合体に近い位置に配置された一方の張出し部に巻線支持部材を介して支持される。

乾式変圧器は、通常その鉄心の継鉄部の長手方向を水平方向に向け、複数の巻線集合体を水平方向に並べた状態で配置されるが、設置面積の縮小を図るため、特許文献２に示されたように、鉄心の継鉄部の長手方向を鉛直方向に向け、複数の巻線集合体を鉛直方向に並べた状態で配置する提案もなされている。

特開平６−３４９６４８号公報 特開２００４−３１９７６６号公報

変圧器においては、巻線から熱が発生するだけでなく、鉄損により鉄心からも熱が発生するため、各部の冷却を効率よく行なわせることが必要である。特に二次巻線は、負荷電流の通電に伴って大量の熱を発生する上に、鉄損により多くの熱を発生する鉄心の脚部が熱源として内側に配置されているため、その冷却に特別の配慮をする必要がある。

特許文献１に示されたように、一次巻線と二次巻線との間及び鉄心の脚部と二次巻線との間にそれぞれ通風路を形成して、これらの通風路を通して冷却風を流すことにより、一次巻線及び二次巻線を冷却する方法をとる場合に、二次巻線の冷却を効率よく行なわせるには、二次巻線と鉄心の脚部との間を通して多くの冷却風を流すことが重要である。特に特許文献２に示されているように、鉄心の継鉄部の長手方向を鉛直方向に向け、複数の巻線集合体を鉛直方向に並べて配置する場合には、二次巻線の内側に熱がこもりやすいため、二次巻線と鉄心の脚部との間を通して冷却風を円滑に流して二次巻線の内側からの冷却を効率よく行なわせることが必要である。

ところが、従来の乾式変圧器では、鉄心の各継鉄部を締め付けるコア締め金具が鉄心の継鉄部に密接した状態で配置されていて、コア締め金具が二次側巻線と鉄心の脚部との間に形成された通風路の前方及び後方に立ちはだかった状態で配置されていたため、二次巻線と鉄心の脚部との間に形成された通風路を通して流れる冷却風の流れがコア締め金具により妨げられるのを避けられなかった。そのため、二次巻線と鉄心の脚部との間に形成された通風路を通して多くの冷却風を流すことができず、二次巻線の冷却を効率よく行なわせることが難しかった。

本発明の目的は、継鉄部がコア締め金具により締め付けられた鉄心の脚部に一次巻線及び二次巻線が嵌装された構造を有する乾式変圧器の冷却性能の向上を図ることにある。

本発明は、平行に並べて配置された複数の脚部と、該複数の脚部の長手方向の一端側及び他端側でそれぞれ複数の脚部間を接続する一対の継鉄部とを有する鉄心の各脚部に、一次巻線と該一次巻線の内側に該一次巻線と同心的に配置された二次巻線とからなる巻線集合体が嵌装された乾式変圧器を対象とする。各巻線集合体の内側には、各巻線集合体を構成する二次巻線の内周と各巻線集合体が嵌装された脚部との間、及び各巻線集合体を構成する一次巻線と二次巻線との間をそれぞれ軸線方向に伸びる第１の通風路及び第２の通風路が形成され、鉄心の各継鉄部は、巻線集合体の軸線方向端面との間に間隔を隔てて配置された一対のコア締め金具により締め付けられている。

本発明においては、鉄心の各継鉄部と各継鉄部を締め付けている各コア締め金具との間にスペーサが挿入されることにより、各継鉄部と各継鉄部を締め付けている各コア締め金具との間に隙間が形成され、各巻線集合体の内側に形成された第１の通風路の少なくとも一部と各継鉄部と各コア締め金具との間に形成された隙間の少なくとも一部とが整合して各巻線集合体の軸線方向に沿って連続して伸びる冷却風流路の一部をなすように構成されている。

上記のように構成すると、二次巻線と鉄心の脚部との間に形成された第１の通風路の少なくとも一部と、コア締め金具と各巻線集合体との間の隙間の一部と、各継鉄部と各コア締め金具との間に形成された隙間の少なくとも一部とにより、各巻線集合体の軸線方向に沿って連続して伸びる冷却風流路が形成されるため、各二次巻線と鉄心の脚部との間を通して冷却風を円滑に流すことができる。従って、各二次巻線の内側を通して流れる冷却風の量を増大させて、二次巻線及び鉄心の冷却を効率よく行なわせることができ、変圧器の冷却性能を従来より向上させることができる。

なお上記のように構成した場合、コア締め金具の幅寸法によっては、一次巻線と二次巻線との間に形成された第２の通風路の前方及び後方にコア締め金具が配置された形になるが、第２の通風路は、コア締め金具と巻線集合体との間の隙間の開口部側(継鉄部と反対側）に配置されているため、第２の通風路の前方及び後方にコア締め金具が配置されていても、第２の通風路を通して流れる冷却風の流れがコア締め金具により妨げられることはほとんどない。

本発明の一態様においては、各コア締め金具が、継鉄部の長手方向に伸びるように設けられて前記継鉄部の側面に隙間を介して対向するように配置された主板部と該主板部の幅方向の一端及び他端からそれぞれ直角に折れ曲がって巻線集合体側に張り出した１対の張出し部とを有して横断面がコの字形を呈するように構成され、巻線集合体がコア締め金具の巻線集合体に近い位置に配置された一方の張出し部に巻線支持部材を介して支持される。この場合、前記スペーサは、鉄心の継鉄部の側面とコア締め金具の主板部との間に配置される。

本発明の他の態様では、各コア締め金具が、継鉄部の長手方向に伸びるように設けられて継鉄部の側面に隙間を介して対向するように配置された主板部と該主板部の巻線集合体側に位置する端部から直角に折れ曲がって巻線集合体側に張り出した張出し部とを有して横断面がＬ字形を呈するように構成され、巻線集合体がコア締め金具の張出し部に巻線支持部材を介して支持される。この場合も、スペーサは鉄心の継鉄部の側面とコア締め金具の主板部との間に配置される。

上記のように、コア締め金具が、巻線集合体を支えるために、巻線集合体側に張り出した張出し部を有している場合に、コア締め金具の主板部を鉄心の継鉄部に密接させた状態で配置すると、コア締め金具の張出し部が二次巻線と鉄心の脚部との間の隙間を通して流れる冷却風を遮るように配置されるため、二次巻線の内側を通して流れる冷却風の流れが妨げられ、二次巻線の冷却が阻害される。本発明では、鉄心の継鉄部とコア締め金具の主板部との間にスペーサを配置することにより、該継鉄部とコア締め金具の主板部との間に隙間を形成するため、このような問題が生じるのを防ぐことができる。

本発明の好ましい態様では、各巻線集合体を軸線方向から見たときに各巻線集合体の内側の第２の通風路の少なくとも一部をコア締め金具により妨げられることなく見通すことができるように、各コア締め金具の幅寸法が設定される。

上記のように構成すると、コア締め金具が一次巻線と二次巻線との間に形成された第２の通風路を流れる冷却風の流れに及ぼす影響を少なくすることができるため、巻線の冷却を更に効果的に行なわせることができる。

上記一次巻線及び二次巻線はほぼ矩形状の横断面形状を有していることが好ましい。一次巻線及び二次巻線にほぼ矩形状の横断面形状を持たせておくと、第１の通風路の鉄心の継鉄部に沿う部分の断面積を大きくすることができるため、各巻線集合体の内側に形成された第１の通風路の少なくとも一部と各継鉄部と各コア締め金具との間に形成された隙間の少なくとも一部とにより構成される冷却風流路の断面積を大きくして、二次巻線の冷却効果を高めることができる。

本発明の好ましい態様では、鉄心の一方の継鉄部の後方から各脚部に嵌装された巻線集合体に向けて、該巻線集合体の軸線方向に沿って流れる冷却風を送給する送風機が設けられる。このように送風機を設けておくと、巻線の冷却を効率よく行なわせることができる。

各巻線集合体の冷却を効率よく行なわせるため、上記送風機は、各巻線集合体毎に設けるのが好ましい。

本発明の一態様では、鉄心の複数の脚部が上下方向（鉛直方向）に並ぶように配置される。

上記のように変圧器を配置すると、変圧器の設置面積の縮小を図ることができる。このように変圧器を設置した場合には、巻線集合体の内側に形成される各通風路が水平方向に向いた状態になるため、各通風路内を通して対流が起りにくくなり、巻線温度、特に二次巻線の温度が上昇するおそれがあるが、本発明においては、コア締め金具と鉄心の継鉄部との間に隙間を形成して、二次巻線の内側に形成された通風路を通して流れる冷却風がコア締め金具により妨げられることがないようにしたので、二次巻線の内側に高温の空気が滞留するのを防いで、二次巻線の温度上昇を抑制することができる。特に、巻線集合体の軸線方向に沿って冷却風を送給する送風機を設けた場合には、巻線集合体の内側に形成される各通風路が水平方向に向いていても、二次巻線の内側を通して冷却風を円滑に流すことができるため、二次巻線の冷却を支障なく行なわせることができる。

本発明の好ましい態様においては、安全のため、鉄心と巻線集合体とにより構成された本体部分が箱体内に収容される。

上記のように、鉄心と巻線集合体とにより構成された本体部分を箱体内に収容する場合、送風機は箱体の側壁に取り付けて、箱体の外側の空気を各巻線集合体に向けて送給するように構成するのが好ましい。

本発明の好ましい態様では、一次巻線及び二次巻線がそれぞれ絶縁樹脂でモールドされる。

本発明によれば、各巻線集合体の二次巻線と鉄心の脚部との間に形成された通風路の少なくとも一部と、コア締め金具と各巻線集合体との間の隙間の一部と、各継鉄部と各コア締め金具との間に形成された隙間の少なくとも一部とにより、各巻線集合体の軸線方向に沿って連続して伸びる冷却風流路が形成されるため、各二次巻線と鉄心の脚部との間を通して冷却風を円滑に流すことができる。従って、各二次巻線の内側を通して流れる冷却風の量を増大させて、二次巻線及び鉄心の冷却を効率よく行なわせることができ、変圧器の冷却性能を従来より向上させることができる。

本発明の一実施形態に係わる乾式変圧器の正面図である。 図１の上面図である。 図１の右側面図である。 本発明の他の実施形態に係わる乾式変圧器の上面図である。 図４の実施形態に係わる乾式変圧器の正面図である。 本発明の更に他の実施形態の構成を示した正面図である。

以下図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１ないし図３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はケイ素鋼板の積層体からなる鉄心である。鉄心１は、長手方向を上下方向に向けた状態で水平方向に平行に並べて配置された３つの脚部１０１ｕないし１０１ｗと、これらの脚部１０１ｕないし１０１ｗの長手方向の一端側及び他端側でそれぞれ脚部１０１ｕないし１０１ｗ間を接続する一対の継鉄部１０２及び１０３（図３参照）とを有する周知の３脚鉄心である。

２ｕないし２ｗはそれぞれ鉄心１の脚部１０１ｕないし１０１ｗに嵌装されたＵ，Ｖ，Ｗ三相の巻線集合体である。これらの巻線集合体は、横断面がほぼ矩形状を呈するように巻回された一次巻線（高圧巻線）２０１ｕないし２０１ｗと、同じく横断面がほぼ矩形状を呈するように巻回されて一次巻線２０１ｕないし２０１ｗの内側に配置された二次巻線（低圧巻線）２０２ｕないし２０２ｗとからなっている。本実施形態では、一次巻線２０１ｕないし２０１ｗ及び二次巻線２０２ｕないし２０２ｗが、巻線導体を巻回することにより構成された巻線部分を絶縁樹脂でモールドしたモールド巻線からなっている。

一次巻線２０１ｕないし２０１ｗ及び二次巻線２０２ｕないし２０２ｗはそれぞれの断面の対応する長辺同士及び短辺同士を隣り合わせに並べた状態で同心的に配置されて、隣り合う短辺の長手方向を鉄心１の継鉄部の長手方向に沿わせた状態で、鉄心１の所定の脚部に嵌装されている。二次巻線２０２ｕないし２０２ｗの内周と鉄心の脚部１０１ｕないし１０１ｗとの間にはそれぞれ、二次巻線２０２ｕないし２０２ｗの周方向及び軸線方向に連続して伸びる隙間が形成されていて、これらの隙間により、巻線集合体２ｕないし２ｗの軸線方向の両端に開口部を有する第１の通風路２０３ｕないし２０３ｗが形成されている。第１の通風路２０３ｕないし２０３ｗを構成する隙間を維持するため、二次巻線２０２ｕないし２０２ｗの内周に突設された突起２１０が二次巻線２０２ｕないし２０２ｗと鉄心の脚部１０１ｕないし１０１ｗとの間に介在させられている。

また一次巻線２０１ｕないし２０１ｗの内周と二次巻線２０２ｕないし２０２ｗの外周との間にそれぞれ両巻線の周方向及び軸線方向に連続して伸びる隙間が形成され、これらの隙間により、巻線集合体２ｕないし２ｗの軸線方向の両端に開口部を有する第２の通風路２０４ｕないし２０４ｗが形成されている。第２の通風路２０４ｕないし２０４ｗをそれぞれ構成する隙間を維持するため、二次巻線２０２ｕないし２０２ｗの外周または一次巻線２０１ｕないし２０１ｗの内周に固定された突起２１１が一次巻線２０１ｕないし２０１ｗと二次巻線２０２ｕないし２０２ｗとの間に介在させられている。

本実施形態では、鉄心１の３つの脚部１０１ｕないし１０１ｗがそれぞれの長手方向を鉛直方向に向けた状態で水平方向に並ぶように配列されていて、鉄心の上部に位置する継鉄部１０２が、一対のコア締め金具３，３′により鋼板の積層方向に締め付けられ、鉄心の下部に位置する継鉄部１０４が他の一対のコア締め金具４，４′により鋼板の積層方向に締め付けられている。本実施形態では、継鉄部１０２を上部継鉄部と呼び、継鉄部１０３を下部継鉄部と呼ぶことにする。

図２及び図３に示されているように、コア締め金具３及び３′はそれぞれ、上部継鉄部１０２の長手方向に伸びるように設けられて上部継鉄部１０２の一方の側面及び他方の側面に隙間Ｇ(図２参照）を介して対向させた状態で配置される主板部３０１及び３０１′と、主板部３０１及び３０１′のそれぞれの幅方向の両端から直角に折れ曲がって巻線集合体２ｕないし２ｗ側に(継鉄部１０２から離れる方向に）張り出した１対の張出し部３０２，３０３及び３０２′，３０３′とを有して横断面がコの字形を呈するように構成された型鋼材からなっている。同様に、コア締め金具４及び４′はそれぞれ、下部継鉄部１０３の長手方向に伸びるように設けられて下部継鉄部１０３の一方の側面及び他方の側面に隙間Ｇを介して対向させた状態で配置される主板部４０１及び４０１′と、主板部４０１及び４０１′のそれぞれの幅方向の両端から直角に折れ曲がって巻線集合体２ｕないし２ｗ側に張り出した１対の張出し部４０２，４０３及び４０２′，４０３′とを有して横断面がコの字形を呈するように構成された型鋼材からなっている。

本実施形態では、コア締め金具３及び３′の主板部３０１及び３０１′と上部継鉄部１０２の一方の側面及び他方の側面との間に隙間Ｇを形成するため、コア締め金具３の主板部３０１と上部継鉄部１０２の一方の側面との間に、脚部１０１ｕないし１０１ｗのそれぞれの幅方向の中央部の上方に位置させて、スペーサ１１ｕないし１１ｗが挿入され、コア締め金具３′の主板部３０１′と鉄心１の上部継鉄部１０２の他方の側面との間に、スペーサ１１ｕないし１１ｗとそれぞれ対応する位置に位置させて、スペーサ１１ｕ′ないし１１ｗ′が挿入されている。そして、コア締め金具３の主板部３０１と、スペーサ１１ｕないし１１ｗと、上部継鉄部１０２と、スペーサ１１ｕ′ないし１１ｗ′と、コア締め金具３′の主板部３０１′とを貫通させてボルト１２ｕないし１２ｗが設けられ、これらのボルトの両端に螺合されたナット１３ｕないし１３ｗ及び１３ｕ′ないし１３ｗ′が締め付けられることにより、コア締め金具３及び３′が互いに引き寄せられる方向に付勢されて、継鉄部１０２が鋼板の積層方向に締め付けられている。コア締め金具３，３′の両端間は連結板４０，４０により連結され、これらの連結板４０，４０により、コア締め金具３，３′間の間隔が規制されている。

同様に、コア締め金具４及び４′により、鉄心１の下部継鉄部１０３が締め付けられ、コア締め付け金具４及び４′の主板部４０１及び４０１′と下部継鉄部１０３との間に隙間Ｇが形成されている。コア締め付け金具４，４′による下部継鉄部１０３の締め付け構造は、コア締め付け金具３，３′による上部継鉄部１０２の締め付け構造と全く同様であるので、その説明は省略する。

本実施形態では、コア締め金具３，３′の張出し部の幅寸法Ｗ及びコア締め金具４，４′の張出し部の幅寸法Ｗが、二次コイル２０２ｕないし２０２ｗのそれぞれの厚み寸法にほぼ等しく設定されていて、コア締め金具３，３′及び４、４′がそれぞれ二次コイル２０２ｕないし２０２ｗの上方及び下方に位置するように前記隙間Ｇの寸法が設定されている。そのため、巻線集合体２ｕないし２ｗの内側に形成された第１の通風路２０３ｕないし２０３ｗの少なくとも一部と、継鉄部１０２及び１０３と各コア締め金具３及び４との間にそれぞれ形成された隙間Ｇの少なくとも一部とが互いに整合して、巻線集合体２ｕないし２ｗのそれぞれの軸線方向に沿って連続して伸びる冷却風流路の一部をなすように構成されている。

即ち、コア締め金具４，４′と下部継鉄部１０３との間の隙間Ｇの少なくとも一部と、コア締め金具４，４′と二次巻線２０２ｕないし２０２ｗとの間の隙間ｇ1(図３参照）の少なくとも一部と、第１の通風路２０３ｕないし２０３ｗの少なくとも一部と、二次巻線２０３ｕないし２０３ｗとコア締め金具３，３′との間の隙間ｇ2の少なくとも一部と、コア締め金具３、３′と上部継鉄部１０２との間の隙間Ｇの少なくとも一部とが巻線集合体の軸線方向につながって、巻線集合体２ｕないし２ｗの軸線方向に沿って直線的に伸びる冷却風通路が形成されるように構成されている。

巻線集合体２ｕないし２ｗをコア締め金具４，４′に対して支持するため、巻線集合体２ｕないし２ｗのそれぞれの一方の軸線方向端面（コア締め金具４，４′側の端面）の４つのコーナ部に巻線支持部材２１が配置され、これらの巻線支持部材２１が、コア締め金具４，４′の張出し部４０２，４０２′と巻線集合体２ｕないし２ｗのそれぞれの一方の軸線方向端面との間に挟み込まれた状態で配置されている。本実施形態ではコア締め金具４，４′の幅寸法Ｗが巻線集合体の厚み寸法に比べてかなり小さく設定されているため、コア締め金具４，４′上に巻線支持部材２１を支えるために必要な面積を確保するため、コア締め金具４，４′の巻線集合体２ｕないし２ｗに近い方の張出し部４０２，４０２′に、巻線支持部材２１に面接触する面を有する突出部４０２ａ，４０２ａ′が形成されている。巻線支持部材２１には、一次巻線及び二次巻線の間に係入されて両巻線を同心的に位置決めする位置決め突起２１ａが形成されている。巻線支持部材２１は、ボルト（図示せず。）によりコア締め金具４，４′の張出し部４０２，４０２′に固定しておくことが好ましい。

また巻線集合体２ｕないし２ｗのそれぞれの他方の軸線方向端面（コア締め金具３，３′側の端面）の４つのコーナ部に４つの巻線支持部材２２が放射状に配置され、これらの巻線支持部材２２が、コア締め金具３，３′の張出し部３０３，３０３′と巻線集合体２ｕないし２ｗのそれぞれの他方の軸線方向端面との間に配置されている。コア締め金具３，３′の張出し部３０３，３０３′には、所定の巻線支持部材２２に対向する板状の突出部３０３ａ，３０３ａ′が形成され、突出部３０３ａ，３０３ａ′に設けられたネジ孔に螺合されたボルト２３，２３′の先端が対応する巻線支持部材２２に当接されている。これらのボルトが締め付けられることにより、巻線集合体２ｕないし２ｗが軸線方向に押圧された状態で、上下のコア締め金具３，３′及び４，４′の間に支持されている。各巻線支持部材２２には、位置決め突起２２ａが設けられ、この位置決め突起が所定の一次巻線及び二次巻線の間に係入されることにより、両巻線が同心的に位置決めされるようになっている。２４，２４′はそれぞれボルト２３，２３′に螺合されたロックナットである。本実施形態では、コア締め金具３，３′の幅寸法Ｗが狭く設定されているため、コア締め金具３，３′の張出し部３０３，３０３′に板状の突出部３０３ａ，３０３ａ′を設けて、これらの突出部に巻線を締め付けるボルト２３，２３′を取り付けることにより、巻線支持部材２２の長手方向の中央部付近で該巻線支持部材をボルト２３，２３′により締め付けることができるようにしている。

本実施形態では、コア締め金具３，３′と鉄心の継鉄部１０２との間及びコア締め金具４，４′と鉄心の継鉄部１０３との間に隙間Ｇが形成されているため、各巻線集合体の内側に形成された第１の通風路２０３ｕないし２０３ｗの少なくとも一部と鉄心の各継鉄部と各コア締め金具との間に形成された隙間Ｇの少なくとも一部とを整合させて各巻線集合体の軸線方向に沿って連続して伸びる冷却風流路を構成することができる。そのため、二次巻線の内側の通風路を通して流れる冷却風の流れを円滑にすることができ、これにより、二次巻線と鉄心の脚部との間を通して多量の冷却風を流して、二次巻線の冷却を効率よく行なわせることができる。

また本実施形態では、コア締め金具の幅寸法Ｗが二次巻線２０２ｕないし２０２ｗの厚みにほぼ等しく設定されているため、巻線集合体２ｕないし２ｗを軸線方向から見たときに巻線集合体２ｕないし２ｗの内側の第２の通風路（一次巻線と二次巻線との間の通風路）２０４ｕないし２０４ｗをコア締め金具３，３′及び４，４′により妨げられることなく見通すことができる。このように各コア締め金具の幅寸法を設定しておくと、コア締め金具３，３′及び４，４′が一次巻線と二次巻線との間に形成された第２の通風路２０４ｕないし２０４ｗを遮ることがないため、これらの通風路を通して多量の冷却風を流すことができる。従って、二次巻線の冷却を更に効率よく行なわせることができるだけでなく、一次巻線２０１ｕないし２０１ｗの冷却をも効率よく行なわせることができる。

上記の実施形態では、各コア締め金具の幅寸法Ｗを二次巻線の厚み寸法にほぼ等しくして、各コア締め金具が二次巻線２０２ｕないし２０２ｗの内側の第１の通風路２０３ｕないし２０３ｗと、一次、二次巻線間の第２の通風路２０４ｕないし２０４ｗとの双方を遮ることがないようにしたが、一次、二次巻線間に形成された第２の通風路２０４ｕないし２０４ｗは、コア締め金具と巻線集合体との間の隙間の開口部側(継鉄部と反対側）に配置されているため、第２の通風路の軸線方向の前方及び後方にコア締め金具が配置されていても、第２の通風路を通して流れる冷却風の流れがコア締め金具により妨げられることはほとんどない。従って、図４に示したように、コア締め金具３，３′及び４，４′のそれぞれの幅寸法Ｗを、二次巻線の厚み寸法よりも大きく設定するようにしても、冷却効果が大きく低下することはない。このように、コア締め金具３，３′及び４，４′の幅寸法Ｗを大きくした場合には、コア締め金具３，３′に突出部３０３ａ，３０３ａ′を設けなくてもボルト２３，２３′を取り付けるためのスペースを確保することができ、またコア締め金具４，４′に突出部４０２ａ，４０２ａ′を設けなくても、巻線支持部材２２を支えるために必要な面積を確保することができるため、コア締め金具３，３′及び４，４′の形状を簡単にすることができる。

上記の各実施形態に係わる乾式変圧器の冷却は自然対流により行なわせることができるが、冷却効果を高めるためには、巻線集合体２ｕないし２ｗのそれぞれの内側に形成された通風路の後方から（例えば図１において下方から）巻線集合体２ｕないし２ｗに向けて、巻線集合体２ｕないし２ｗのそれぞれの軸線方向に沿って流れる冷却風を送給する送風機を設けることが好ましい。この場合、送風機は、三相の巻線集合体に対して１台だけ設けるようにしても良いが、冷却効果を高めるためには、送風機を各巻線集合体毎に設けることが好ましい。

上記の実施形態では、鉄心１の継鉄部１０２及び１０３の長手方向を水平方向に向け、脚部１０１ｕないし１０１ｗを水平方向に並べたた状態で変圧器を設置するとしたが、図５に示したように、鉄心１の継鉄部１０２及び１０３の長手方向を上下方向（鉛直方向）に向け、脚部１０１ｕないし１０１ｗを上下方向に並べた状態で変圧器を設置する場合にも本発明を適用することができる。図５において４１は、継鉄部１０２，１０３の下方に位置する端部に固定された支持フレームで、この支持フレームは、設置面に固定されている。図５に示すように変圧器を縦向きに配置すると、変圧器の設置面積の縮小を図ることができる。このように変圧器を設置する場合には、巻線集合体２ｕないし２ｗのそれぞれの内側に形成される各通風路が水平方向に向いた状態で配置されるため、各通風路内を通して対流が起りにくくなり、巻線温度、特に二次巻線の温度が上昇し易いが、本発明においては、コア締め金具３，３′と鉄心の継鉄部１０２との間及びコア締め金具４，４′と鉄心の継鉄部１０３との間に隙間を形成して、二次巻線の内側に形成された通風路を通して流れる冷却風がコア締め金具により妨げられることがないようにしたので、二次巻線の内側に高温の空気が滞留するのを防いで、二次巻線の温度上昇を抑制することができる。

図５に示すように変圧器を縦向きに設置する場合には、対流のみにより巻線集合体の内側に形成されている各通風路内を通して多くの冷却風を流すことは難しいため、巻線集合体２ｕないし２ｗの軸線方向に沿って、巻線集合体２ｕないし２ｗの内側の通風路に冷却風を送給する送風機を設けることが好ましい。

安全のため、乾式変圧器は、鉄心と巻線集合体とにより構成された本体部分を箱体内に収容した状態で設置するのが好ましい。図６は、本発明に係わる乾式変圧器の本体部分ＴＲを、図５に示された姿勢と同じ姿勢で箱体５０内に収容した状態を概略的に示したものである。このように構成すると、変圧器の本体部分の設置面積を縮小することができるため、箱体５０として小形のものを用いることができる。

図６に示された例では、巻線集合体２ｕないし２ｗのそれぞれに対して設けられた送風機５１ｕないし５１ｗが箱体５０の側壁５０ａに取り付けられている。送風機５１ｕないし５１ｗはそれぞれ、箱体の外部から取り入れた冷気を巻線集合体２ｕないし２ｗに向けて送給するように設けられている。送風機５１ｕないし５１ｗから送給される冷却風は巻線集合体２ｕないし２ｗの一端側からそれぞれの内側の通風路内に流入して、巻線集合体２ｕないし２ｗの他端側から外部に流出する。箱体５０の天井部には、巻線集合体２ｕないし２ｗ内の通風路を通して流出した空気を吸引して外部に排出する排気扇５２が取り付けられている。このように構成しておくと、各巻線集合体内を通して冷却風を円滑に流して、巻線の冷却を効率よく行なわせることができる。

なお図６において、箱体の天井部に設けられた排気扇５２は単なる排気口で置き換えてもよい。

上記の実施形態では、一次巻線及び二次巻線としてモールド巻線を用いたが、樹脂でモールドされていない一次巻線及び二次巻線を備えた乾式変圧器にも本発明を適用することができる。

上記の各実施形態では、コア締め金具３，３′及び４，４′として横断面がコの字形の形状を呈するものと用いたが、これらのコア締め金具としてＬ字形の断面形状を有するものを用いることもできる。更に詳述すると、コア締め金具３，３′としては、上記の各実施形態で用いたものから張出し部３０２，３０２′を除いたもの、即ち継鉄部１０２の長手方向に伸びるように設けられて継鉄部の側面に隙間を介して対向するように配置される主板部３０１，３０１′とこれらの主板部の巻線集合体２ｕないし２ｗ側に位置する端部から直角に折れ曲がって巻線集合体側に張り出した張出し部３０３，３０３′とを有して横断面がＬ字形を呈するように構成されたものを用いることができる。またコア締め金具４，４′としては、継鉄部１０３の長手方向に伸びるように設けられて継鉄部の側面に隙間を介して対向するように配置される主板部４０１，４０１′とこれらの主板部の巻線集合体２ｕないし２ｗ側に位置する端部から直角に折れ曲がって巻線集合体側に張り出した張出し部４０２，４０２′とを有して横断面がＬ字形を呈するように構成されたものを用いることができる。

１ 鉄心
１０１ｕないし１０１ｗ 脚部
１０２，１０３ 継鉄部
２ｕないし２ｗ 巻線集合体
２０１ｕないし２０１ｗ 一次巻線
２０２ｕないし２０２ｗ 二次巻線
２０３ｕないし２０３ｗ 第１の通風路
２０４ｕないし２０４ｗ 第２の通風路
１１ｕないし１１ｗ、１１ｕ′ないし１１ｗ′ スペーサ
１２ｕないし１２ｗ ボルト
１３ｕないし１３ｗ、１３ｕ′ないし１３ｗ′ ナット
Ｇ 空隙

Claims (11)

1. 平行に並べて配置された複数の脚部と、該複数の脚部の長手方向の一端側及び他端側でそれぞれ複数の脚部間を接続する一対の継鉄部とを有する鉄心の各脚部に、一次巻線と該一次巻線の内側に該一次巻線と同心的に配置された二次巻線とからなる巻線集合体が嵌装され、各巻線集合体の内側には、各巻線集合体を構成する二次巻線の内周と各巻線集合体が嵌装された脚部との間、及び各巻線集合体を構成する一次巻線と二次巻線との間をそれぞれ軸線方向に伸びる第１の通風路及び第２の通風路が形成され、前記鉄心の各継鉄部は、前記巻線集合体の軸線方向端面との間に間隔を隔てて配置された一対のコア締め金具により締め付けられている乾式変圧器において、
   前記鉄心の各継鉄部と各継鉄部を締め付けている各コア締め金具との間にスペーサが挿入されることにより、各継鉄部と各継鉄部を締め付けている各コア締め金具との間に隙間が形成され、
   各巻線集合体の内側に形成された第１の通風路の少なくとも一部と各継鉄部と各コア締め金具との間に形成された隙間の少なくとも一部とが整合して各巻線集合体の軸線方向に沿って連続して伸びる冷却風流路の一部をなすように構成されていること、
   を特徴とする乾式変圧器。
2. 前記各コア締め金具は前記継鉄部の長手方向に伸びるように設けられて前記継鉄部の側面に隙間を介して対向するように配置された主板部と該主板部の幅方向の一端及び他端からそれぞれ直角に折れ曲がって前記巻線集合体側に張り出した１対の張出し部とを有して横断面がコの字形を呈するように構成され、
   前記巻線集合体は前記コア締め金具の前記巻線集合体に近い位置に配置された一方の張出し部に巻線支持部材を介して支持され、
   前記スペーサは前記鉄心の継鉄部の側面と前記コア締め金具の主板部との間に配置されている請求項１に記載の乾式変圧器。
3. 前記各コア締め金具は前記継鉄部の長手方向に伸びるように設けられて前記継鉄部の側面に隙間を介して対向するように配置された主板部と該主板部の前記巻線集合体側に位置する端部から直角に折れ曲がって前記巻線集合体側に張り出した張出し部とを有して横断面がＬ字形を呈するように構成され、
   前記巻線集合体は前記コア締め金具の前記張出し部に巻線支持部材を介して支持され、
   前記スペーサは前記鉄心の継鉄部の側面と前記コア締め金具の主板部との間に配置されている請求項１に記載の乾式変圧器。
4. 各巻線集合体を軸線方向から見たときに各巻線集合体の内側の第２の通風路の少なくとも一部を前記コア締め金具により妨げられることなく見通すことができるように、各コア締め金具の幅寸法が設定されていることを特徴とする請求項１，２または３に記載の乾式変圧器。
5. 前記一次巻線及び二次巻線はほぼ矩形状の横断面形状を有していることを特徴とする請求項１，２，３または４に記載の乾式変圧器。
6. 前記鉄心の一方の継鉄部の後方から各脚部に嵌装された巻線集合体に向けて、該巻線集合体の軸線方向に沿って流れる冷却風を送給する送風機が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の乾式変圧器。
7. 前記送風機は、各巻線集合体毎に設けられている請求項６に記載の乾式変圧器。
8. 前記鉄心は、前記複数の脚部が上下方向に並ぶように配置されていることを特徴とする請求項６または７に記載の乾式変圧器。
9. 前記鉄心と巻線集合体とにより構成された本体部分が箱体内に収容されていることを特徴とする請求項１ないし８の何れかに記載の乾式変圧器。
10. 前記送風機は前記箱体の側壁に取り付けられて、前記箱体の外側の空気を各巻線集合体に向けて送給するように構成されていることを特徴とする請求項９に記載の乾式変圧器。
11. 前記一次巻線及び二次巻線はそれぞれ絶縁樹脂でモールドされていることを特徴とする請求項１ないし１０の何れかに記載の乾式変圧器。

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