JP6415801B2

JP6415801B2 - 静止誘導電器

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Publication number: JP6415801B2
Application number: JP2013150533A
Authority: JP
Inventors: 真一郎阿部; 清克秋元; 啓高野; 野田　伸一; 伸一野田; 水野　末良; 末良水野; 子閔
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Priority date: 2013-07-19
Filing date: 2013-07-19
Publication date: 2018-10-31
Anticipated expiration: 2033-07-19
Also published as: JP2015023167A

Description

本発明の実施形態は，変圧器やリアクトルなどの静止誘導電器に関する。

電力需要の増大が著しい昨今，変圧器やリアクトルなどの静止誘導電器は大型化する傾向にあり，大容量の変圧器やリアクトル等の静止誘導電器から発生する騒音も大きくなっている。一方，近年は電力設備を市街地に設置する例が多くなっており，環境保護の観点から騒音規制はより一層厳しくなっている。このような騒音規制に対する社会要求を背景に，静止誘導電器の低騒音化が強く望まれている。

静止誘導電器における騒音には，鉄心の振動による励磁騒音と，巻線の振動による通電騒音がある。鉄心材料の磁気歪みや鉄心の継ぎ目や積層板間に作用する磁気吸引力などにより，鉄心が振動する。巻線に負荷電流が流れることで漏れ磁束を生じ，漏れ磁束と巻線電流の相互作用による電磁力が巻線に働くことで，巻線が振動する。

これらの騒音を低減するために，電機機器本体を複数のパネルからなる防音タンクで包囲する構造を設けることが一般的である。このとき，防音タンク内に電気機器本体が設置され，防音タンクの外部に冷却器等の外部機器が設置される。電気機器本体と外部機器は，防音タンクを貫通する配管で連結される。また，ブッシングポケットやケーブルダクトも防音タンクを貫通して外部に接続される。

ここで，防音タンク構造での騒音の発生要因は以下の３つが上げられる。
・変圧器及びリアクトルの本体タンクで発生した音が防音タンクを透過し，外部に伝搬する現象。
・本体タンクからの音響加振力と本体タンクを貫通する配管等の管状構造物の振動が固体伝搬することで防音タンクが２次的な騒音源になる現象。
・防音タンクの貫通部において，管状構造物と防音タンクとの隙間から騒音が空気を伝搬して外部に漏れる現象。

管状構造物と貫通部間の隙間に，遮音ゴムを配置し，この隙間からの音漏れおよび防音タンクへの振動伝達を防止する技術が公開されている（例えば，特許文献１参照）。

しかしながら，遮音ゴムを用いても，管状構造物と貫通部間の振動伝搬を防止することは困難であった。

特開平８−１９３６７９号公報

本発明は，管状構造物から防音タンクへの振動の伝達の低減を図った静止誘導電器を提供することを目的とする。

実施形態の静止誘導電器は，静止誘導電器本体と，前記静止誘導電器本体を収納する本体タンクと，前記静止誘導電器本体と接続され，前記本体タンクから突出する管状構造物と，前記本体タンクを収納し，前記管状構造物が非接触状態で通過する第１の貫通孔を有する防音タンクと，前記第１の貫通孔に対応して，前記防音タンクの外側に配置され，前記管状構造物が非接触状態で通過する第２の貫通孔を有する，板状の第１のゴム状部材と，前記第２の貫通孔に対応して，前記第１のゴム状部材上に配置され，前記管状構造物が非接触状態で通過する第３の貫通孔を有する，板状の第１の金属部材と，前記第３の貫通孔に対応して，前記第１の金属部材上に配置され，前記管状構造物の少なくとも一部が接触状態で通過する第４の貫通孔を有する，板状の第２のゴム状部材と，前記第４の貫通孔に対応して，前記第２のゴム状部材上に配置され，前記管状構造物が非接触状態で通過する第５の貫通孔を有する，板状の第２の金属部材と，前記防音タンクに，前記第１のゴム状部材，前記第１の金属部材，前記第１のゴム状部材，および前記第１の金属部材を締結する締結部材と，を具備する。

第１の実施形態に係る静止誘導電器１００の斜視図である。静止誘導電器１００の一部断面図である。振動低減パッキン５１等を一体化した状態を表す断面図である。防音パネル５４を封止した状態を表す断面図である。第２の実施形態に係る静止誘導電器１００ａの一部断面図である。比較例に係る静止誘導電器１００ｘの一部断面図である。

以下，図面を参照して，実施形態を詳細に説明する。
図１に示すように，実施形態に係る静止誘導電器１００は，静止誘導電器本体１０，本体タンク２０，防音タンク３０，管状構造物４０，振動低減パッキン５１，フランジ５２，遮音ゴム５３，防音パネル５４，締結部材６０を有する。

静止誘導電器本体１０は，変圧器，リアクトルなどの電気機器である。静止誘導電器本体１０は，鉄心および巻線を有し，通電により，鉄心および巻線が振動する。鉄心材料の磁気歪みや鉄心の継ぎ目や積層板間に作用する磁気吸引力などにより，鉄心が振動する（励磁騒音）。巻線に負荷電流が流れることで漏れ磁束を生じ，漏れ磁束と巻線電流の相互作用による電磁力が巻線に働くことで，巻線が振動する（通電騒音）。

本体タンク２０は，静止誘導電器本体１０を収容するタンク（箱状の部材）であり，静止誘導電器本体１０の絶縁のために，絶縁オイル等の絶縁流体（液体状，気体状の絶縁体）で満たされる。

管状構造物４０は，静止誘導電器本体１０と外部機器を接続し，流体を流通させる配管，または電気配線を通す構造物（ブッシングポケットやケーブルダクト）であり，本体タンク２０から突出する。管状構造物４０を介して，静止誘導電器本体１０に接続される外部機器として，送電設備，配電設備，冷却器等を挙げることができる。

管状構造物４０は，管状体４１，４２，フランジ４３，４４を有し，流体，配線等を通過させる。管状体４１，４２はそれぞれ，略同一の径を有する円筒形状の部材である。なお，略同一とは，±１０％程度の誤差が許容されることを意味し，以下も同様とする。

フランジ４３，４４はそれぞれ，管状体４１，４２に溶接される。フランジ４３，４４はそれぞれ，管状体４１，４２より大きな，略同一の径を有し，管状体４１，４２に溶接される。フランジ４３，４４は，ボルト等の締結部材により，接続される。

防音タンク３０は，静止誘導電器本体１０および本体タンク２０を収納し，静止誘導電器本体１０から外部への騒音の放出を低減する。防音タンク３０は，６つの板状部材３１から構成される。この板状部材３１の少なくとも１つは，管状構造物４０を通すための貫通孔３２（第１の貫通孔）を有する。この貫通孔３２は，管状体４２およびフランジ４３，４４が非接触状態で通過可能なように，フランジ４３，４４の径より大きな径を有する。板状部材３１は，後述のボルト６１のネジに螺合するねじ穴３３を有する。

振動低減パッキン５１，フランジ５２，遮音ゴム５３，防音パネル５４は，貫通孔３２と対応するように，防音タンク３０上に順に配置される。

ここでは，振動低減パッキン５１，フランジ５２，遮音ゴム５３，防音パネル５４は別体である。これに対して，図３に示すように，振動低減パッキン５１，フランジ５２，遮音ゴム５３，防音パネル５４を接着層７１で接着し，一体化しても良い。これらを一体にすることで，防音タンク３０への取付けが容易になり作業性が向上する。接着層７１として，例えば，接着剤，コーキング材，接着テープ等を用いることができる。

振動低減パッキン５１は，略リング形状の板状部材であり，貫通孔３２の径と略同一の内径（第２の貫通孔）を有する。振動低減パッキン５１は，ゴムから構成され，振動を低減可能である。即ち，振動低減パッキン５１は，防音タンク３０の外側に配置され，管状構造物４０が非接触状態で通過する第２の貫通孔を有する，板状の第１のゴム状部材として機能する。

フランジ５２は，略リング形状の板状部材であり，貫通孔３２の径と略同一の内径（第３の貫通孔）を有する。フランジ５２は，鉄等の金属から構成される。フランジ５２は，振動低減パッキン５１上に配置され，管状構造物３０が非接触状態で通過する第３の貫通孔を有する，板状の第１の金属部材として機能する。

遮音ゴム５３は，略リング形状の板状部材であり，管状体４１の外径と略同一の内径（第４の貫通孔）を有する。遮音ゴム５３は，ゴムから構成され，貫通孔３２と管状体４２の隙間を覆うように配置され，この隙間からの騒音の漏れの低減（遮音）が可能である。遮音ゴム５３は，フランジ５２上に配置され，管状構造物３０の少なくとも一部が接触状態で通過する第４の貫通孔を有する，板状の第２のゴム状部材として機能する。

防音パネル５４は，略リング形状の板状部材であり，貫通孔３２の径より大きく，管状体４１の外径より若干小さな内径（第５の貫通孔）を有する。防音パネル５４は，鉄等の金属から構成される。防音パネル５４は，遮音ゴム５３上に配置され，管状構造物３０が非接触状態で通過する第５の貫通孔を有する，板状の第２の金属部材として機能する。

振動低減パッキン５１，遮音ゴム５３は，同一または異なるゴム材料から構成される。フランジ５２，防音パネル５４は，同一または異なる金属材料から構成される。ゴム材料と金属材料を交互に積層することで，振動の効率的な吸収，減衰が可能となる。

締結部材６０は，振動低減パッキン５１，フランジ５２，遮音ゴム５３，防音パネル５４を防音タンク３０に締め付け，固定する。締結部材６０は，ボルト６１，ワッシャ６２を有する。既述のように，防音タンク３０は，ボルト６１と係合するねじ穴３３を有する。振動低減パッキン５１，フランジ５２，遮音ゴム５３，防音パネル５４は，ボルト６１の軸を通過させる貫通孔Ｈ（ボルト穴）を有する。防音タンク３０の貫通孔３２に対応するように，振動低減パッキン５１，フランジ５２，遮音ゴム５３，防音パネル５４を順に配置し，ワッシャ６２，ボルト６１で締め込むことで，振動低減パッキン５１，フランジ５２，遮音ゴム５３，防音パネル５４が防音タンク３０に固定される。

このとき，遮音ゴム５３の貫通孔の内面が管状体４２の側面に接触している。このため，遮音ゴム５３は，貫通孔３２と管状体４２間の隙間を覆い，この隙間からの静止誘導電器本体１０の騒音の漏れが低減される。
一方，遮音ゴム５３は管状体４２と接触しているため，管状体４２からの振動は遮音ゴム５３に伝わり，さらにフランジ５２，振動低減パッキン５１を介して，防音タンク３０に伝わることになる。

ここで，振動低減パッキン５１，フランジ５２，遮音ゴム５３，防音パネル５４の積層構造は，金属，ゴムを交互に積層した構造であり，振動を吸収，低減することが可能である。この結果，この積層構造，特に，振動低減パッキン５１が，管状体４２から遮音ゴム５３に伝達された振動を低減する。

また，本実施形態では，防音タンク３０の外側のみに，振動低減パッキン５１，フランジ５２，遮音ゴム５３，防音パネル５４が配置されることから，これらを締結部材６０で容易に締結でき，作業性が良好となる。

ここで，防音パネル５４の貫通孔Ｈ（第６の貫通孔）を大穴にし，防音パネル５４と管状体４２の隙間Ｄを０mm〜１５mmに調整できるようにしても良い。隙間Ｄを０〜１５mmにすることで防音パネル５４と管状体４２の隙間が狭くなり，遮音性能を高くすることができる。

ここで，図４に示すように，防音パネル５４と管状体４２の隙間に防水用の充填材（充填部）６３を充填できる。防音パネル５４と管状体４２の隙間に防水用の充填材６３を充填することで，雨水の浸入を防止できる。

（第２の実施形態）
図５に示すように，第２の実施形態に係る静止誘導電器１００ａは，静止誘導電器本体１０，本体タンク２０，管状構造物４０，防音タンク３０，振動低減パッキン５１，防音パネル５４ａ，遮音ゴム５３，防音パネル５４ｂ，締結部材６０を有する。

振動低減パッキン５１上に，防音パネル５４ａ，遮音ゴム５３，防音パネル５４ｂが順に配置される。遮音ゴム５３は，管状体４２と接触し，防音パネル５４ａ，５４ｂは，管状体４２と接触しない。

防音パネル５４ａは，略リング形状の板状部材であり，貫通孔３２の径と略同一の内径（第３の貫通孔）を有する。防音パネル５４ａは，振動低減パッキン５１上に配置され，管状構造物３０が非接触状態で通過する第３の貫通孔を有する，板状の第１の金属部材として機能する。防音パネル５４ｂは，遮音ゴム５３上に配置され，管状構造物３０が非接触状態で通過する第５の貫通孔を有する，板状の第２の金属部材として機能する。

ここでは，一対の複数の防音パネル５４ａ，５４ｂの間に１の遮音ゴム５３が配置されるか，複数の防音パネル５４と複数の防音パネル５４を交互に配置しても良い。複数の遮音ゴム５３と複数の防音パネル５４を交互に重ねることで，透過損失が向上し，遮音性能を高くすることができる。例えば，３つの防音パネル５４，２つの遮音ゴム５３を交互に配置することが考えられる。

（比較例）
図６は，比較例に係る静止誘導電器１００ｘを表す一部断面図である。防音パネル５４ａ、板状部材３１，遮音ゴム５３，防音パネル５４ｂが順に配置されている。

静止誘導電器１００ｘでは，遮音ゴム５３を介して，管状構造物４０（管状体４２）から防音タンク３０へと振動が伝搬する。管状体４２と防音タンク３０の双方に遮音ゴム５３が接触しているので，振動が実質的に低減すること無く伝達される。即ち，静止誘導電器１００，１００ａと異なり，管状体４２と防音タンク３０の間に，振動低減パッキン５１，フランジ５２（あるいは，振動低減パッキン５１，防音パネル５４ａ）が無く，振動が低減されない。

また，防音パネル５４ａ，５１ｂが防音タンク３０の内側と外側に取付けられている。このため，防音タンク３０の内外での作業が必要となり，作業性が良くない。即ち，防音パネル５４ａ，５１ｂのいずれか一方に取付固定されたボルト６１，ナット６４を、防音タンク３０、遮音ゴム５３、防音パネル５４ａ，５１ｂの他方に貫通させて締め付け固定しなければならない。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが，これらの実施形態は，例として提示したものであり，発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は，その他の様々な形態で実施されることが可能であり，発明の要旨を逸脱しない範囲で，種々の省略，置き換え，変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は，発明の範囲や要旨に含まれるとともに，特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１００静止誘導電器
１０静止誘導電器本体
２０本体タンク
３０防音タンク
３１板状部材
３２貫通孔
３３ねじ穴
４０管状構造物
４１，４２管状体
４３，４４フランジ
５１振動低減パッキン
５２フランジ
５３遮音ゴム
５４防音パネル
６０締結部材
６１ボルト
６２ワッシャ
６３充填材

Claims

静止誘導電器本体と，
前記静止誘導電器本体を収納する本体タンクと，
前記静止誘導電器本体と接続され，前記本体タンクから突出する管状構造物と，
前記本体タンクを収納し，前記管状構造物が非接触状態で通過する第１の貫通孔を有する防音タンクと，
前記第１の貫通孔に対応して，前記防音タンクの外側に配置され，前記管状構造物が非接触状態で通過する第２の貫通孔を有する，板状の第１のゴム状部材と，
前記第２の貫通孔に対応して，前記第１のゴム状部材上に配置され，前記管状構造物が非接触状態で通過する第３の貫通孔を有する，板状の第１の金属部材と，
前記第３の貫通孔に対応して，前記第１の金属部材上に配置され，前記管状構造物の少なくとも一部が接触状態で通過する第４の貫通孔を有する，板状の第２のゴム状部材と，
前記第４の貫通孔に対応して，前記第２のゴム状部材上に配置され，前記管状構造物が非接触状態で通過する第５の貫通孔を有する，板状の第２の金属部材と，
前記防音タンクに，前記第１のゴム状部材，前記第１の金属部材，前記第２のゴム状部材，および前記第２の金属部材を締結する締結部材と，を具備し、
前記管状構造物からの振動が、前記第２のゴム状部材、前記第１の金属部材、および前記第１のゴム状部材を通して、前記防音タンクに伝達されると共に、この振動が、前記第２のゴム状部材、前記第２の金属部材、前記第１のゴム状部材、および前記第１の金属部材の積層構造によって、低減される
静止誘導電器。
前記第５の貫通孔の内径が，前記第１の貫通孔の内径より小さい，
請求項１記載の静止誘導電器。
前記第３の貫通孔の内径が，前記第１の貫通孔の内径と略同一である，
請求項１または２に記載の静止誘導電器。
前記第３の貫通孔の内径が，前記第５の貫通孔の内径と略同一である，
請求項１または２に記載の静止誘導電器。
前記第２の金属部材が，前記締結部材を通過し，かつ前記管状構造物と前記第２の金属部材の間との隙間を１５ｍｍ以下に調節可能とする，第６の貫通孔を有する
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の静止誘導電器。
前記第１のゴム状部材，前記第１の金属部材，前記第２のゴム状部材，および前記第２の金属部材を接着する接着層を有する
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の静止誘導電器。
前記第２の金属部材と前記管状構造物の間に充填される防水性の充填部を有する
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の静止誘導電器。