JP7628811B2 - 電源用変圧器 - Google Patents

Description

本発明は、柱上に設置される電源用変圧器において、変圧器タンク内に収納される変圧器中身の輸送時等における振れ止めと、電源用変圧器のサイズの小型化を実現するための技術に関する。

電源用変圧器は、例えば、下記非特許文献１に図示されるように、配電線の自動化システムを構成する自動開閉器の付属機器として柱上に設置され、当該自動開閉器や、同じく前記自動化システムを構成する子局等へ電源を供給するものである。

具体的には、配電系統の６．６［ｋＶ］を１１０［Ｖ］に降圧して、これらに電源として供給する。下記非特許文献１には、二台の電源用変圧器を柱上に設置した例が図示されている。各電源用変圧器が、６．６［ｋＶ］を１１０［Ｖ］に降圧して自動開閉器や子局等の電源を生成する。

中部電力 技術開発ニュースＮｏ．１４２／２０１１年４月 公技２０１８－５００１２７

上述したように、柱上に二台の電源用変圧器を設置する場合のほか、上記非特許文献２に記されるように、二台の変圧器本体を一つの変圧器ケース内に収納して構成される電源用変圧器も存在する。

図４乃至図６に上記非特許文献２に記載の電源用変圧器（以下、従来の電源用変圧器という）を示す。図４は従来の電源用変圧器を正面からみた場合の縦断面図である。

図４に示すように、従来の電源用変圧器Ａは、変圧器ケース１の内部に二台の変圧器本体２ａ，２ｂを収納している。二台を収納することにより、一台収納の電源用変圧器を二台柱上に設置する必要がなくなる利点を有する。

変圧器本体２ａ，２ｂは、中空矩形状の鉄心３ａ，３ｂを構成要素としており、鉄心３ａ，３ｂの上部継鉄部には、正面視で略コ字形に形成した上部クランプ５ａ，５ｂが上部継鉄部を覆うように取り付けられている。

図５は前記電源用変圧器Ａを図４に示すＸ視方向からみた図である。図５に示すように、上部クランプ５ａ，５ｂには、一対の貫通口６ａ（６ａ１，６ａ２），６ｂ（６ｂ１，６ｂ２）が形成されており、上部クランプ５ａ，５ｂの上面から一方の貫通口６ａ１，６ｂ１を通して、鉄心３ａ，３ｂの外周に沿って、締付バンド７ａ，７ｂを周回させた後、他方の貫通口６ａ２，６ｂ２から上部クランプ５ａ，５ｂ上面側に引き出し、締付バンド７ａ，７ｂの両端を図示しない固定具で締め付けることによって、上部クランプ５ａ，５ｂが鉄心３ａ，３ｂの上部継鉄部に取り付けられている。

上部クランプ５ａ，５ｂを取り付けた鉄心３ａ，３ｂの脚鉄部には、それぞれ一対の巻線４ａ（４ａ１，４ａ２），４ｂ（４ｂ１，４ｂ２）が巻回されて、変圧器本体２ａ，２ｂは概略構成されている。

そして、変圧器本体２ａ，２ｂは、上部クランプ５ａ，５ｂの上面に、例えば、ナット８ａ，８ｂが溶接等により固定されており、当該ナット８ａ，８ｂの上面上に上向きコ字形の固定金具９が配置されている。

固定金具９のナット８ａ，８ｂの接触位置には、図５に示すように、貫通孔１０ａ，１０ｂが形成されており、当該貫通孔１０ａ，１０ｂを通してボルト１１ａ，１１ｂをナット８ａ，８ｂに締付けることによって、固定金具９を変圧器本体２ａ，２ｂに固定している。

また、固定金具９の両端垂直部９ａ，９ｂにも、図１に示す貫通孔１２ａ，１２ｂが形成されており、変圧器ケース１の内壁に固定したナット１３ａ，１３ｂに固定金具９の両端垂直部９ａ，９ｂを挟んでボルト１４ａ，１４ｂを締付けることによって、固定金具９を変圧器ケース１内に固定する。

これにより、二台の変圧器本体２ａ，２ｂは、変圧器ケース１の底面１ａ上に載置される格好で変圧器ケース１の側壁に固定金具９によって固定される。なお、図４，５に示す１５は、変圧器本体２ａ，２ｂを冷却および絶縁する目的で変圧器ケース１内に充填する絶縁油である。

また、当該変圧器ケース１の底面１ａ中央部には凹部１ｂが形成されている。当該凹部１ｂは、一台の変圧器本体を図４に示す変圧器ケース１の中央に配置した場合には、変圧器本体を構成する鉄心の下部継鉄部に取り付けられる下部クランプ下面の凸部が嵌め込まれる。これにより、変圧器本体が変圧器ケース１内で図４に示す横方向に搖動することを防止する。

しかし、図４に示すように、二台の変圧器本体２ａ，２ｂを変圧器ケース１内に収納する場合は、前記凹部１ｂは利用されない。二台の変圧器本体２ａ，２ｂは凹部１ｂ周囲の底面１ａ上に載置される。なお、変圧器本体２ａ，２ｂはコストダウンのため下部クランプを省略している。

図６は図４に示す電源用変圧器ＡをＹ視方向からみた図である。図６において１６は、変圧器ケース１の側面に取り付けられた二次側端子台１７に引き出される低圧線を示している。配電系統から変圧器本体２ａ，２ｂに引き込まれる高圧線は作図上省略している。

図４～図６に示す電源用変圧器Ａは、工場で製造・各種試験・検査等がされた後、設置場所まで車両等で輸送されるが、図４に示すように、変圧器本体２ａ，２ｂが固定金具９によって上部のみ固定された状態にあることから、輸送時の振動によってナット８ａ，８ｂを支点にして、図４に示す横方向に振られる。

変圧器本体２ａ，２ｂが横方向に搖動すると、それによって変圧器本体２ａ，２ｂが損傷したり、固定金具９と変圧器ケース１の固定箇所や上部クランプ５ａ，５ｂとナット８ａ，８ｂの固定箇所が破損したり、二台の変圧器本体２ａ，２ｂが互いに接触して損傷することも考えられる。

そこで、変圧器本体２ａ，２ｂの鉄心３ａ，３ｂの下部継鉄部間に振止部材１８を配置し、二台の変圧器本体２ａ，２ｂが輸送時等の振動によって横方向に振られることを防止している。

なお、振止部材１８は、変圧器ケース１の底面１ａに溶接等によって固定される。底面１ａには前述したとおり凹部１ｂが存在するが、図４に示すように、凹部１ｂを横断する格好で振止部材１８は底面１ａに固定される。

また、振止部材１８は図６に示すように、縦断面形状を下向きのコ字形とすることによって、軽量化およびコスト低減を図ることができる。コ字形に形成した振止部材１８は、その両端開放部を、凹部１ｂを避けた底面１ａに固定することによって、変圧器本体２ａ，２ｂを構成する鉄心３ａ，３ｂの下部が互いに接近する方向に搖動することを阻止している。

このように、従来の電源用変圧器Ａは、その輸送時等において、中身である二台の変圧器本体が変圧器ケース内で搖動して、互いに接触することにより、破損等することを確実に防止することができる。

然るに、上述した従来の電源用変圧器Ａは、変圧器ケース１の内部に二台の変圧器本体２ａ，２ｂを横並びで収納しているので、図５に示すように、変圧器ケース１の外形寸法は必然的に大きくなり、変圧器が大型化する。

また、電源用変圧器は、前述したとおり、柱上に設置されるものであり、配電自動化システムを構成する自動開閉器の付属機器として、当該自動開閉器や子局等の周囲に設置されるものであるので、そのサイズは特に径方向に小型であることが好ましい。

そこで、本発明は、輸送時において、変圧器本体が変圧器ケース内で搖動することを抑制しつつ、変圧器の機器サイズを小型化することのできる電源用変圧器を提供する。

請求項１記載の発明は、鉄心および鉄心に巻回される巻線と、前記鉄心の上下位置に鋼帯バンドによって固定される上下クランプを備えて構成される変圧器本体を上下に二段積みして固定し、当該二段積みした変圧器本体の最上のクランプと当該変圧器本体を収容してなる変圧器ケースの内壁間を固定金具で固定し、かつ、最下のクランプの底面に、当該クランプの長手方向と交差する方向に延在する脚部材を取り付けて、変圧器ケース内に収納したことに特徴を有する。

請求項１記載の発明によれば、二台の変圧器本体を一つの変圧器ケース内に収納して構成されるので、二台の変圧器を別々に柱上に設置する必要はない。

また、変圧器ケース内に収納する変圧器本体は、上下に段積みされるので、変圧器ケースの外形寸法を縮小でき、機器サイズの小型化を図ることができる。

さらに、段積みした変圧器本体の最下のクランプの底面に脚部材を取り付けて構成したので、変圧器の輸送時等において、段積みした変圧器本体が横振れしたり、転倒することを確実に防止することができる。

本発明の電源用変圧器を正面側から示す縦断面図である。 本発明の電源用変圧器を上方側から示す縦断面図である。 本発明の電源用変圧器を側方側から示す横断面図である。 従来の電源用変圧器を正面側から示す縦断面図である。 従来の電源用変圧器を上方側から示す縦断面図である。 従来の電源用変圧器を側方側から示す横断面図である。

以下、本発明の実施形態を図１乃至図３を用いて説明する。図１は本発明の電源用変圧器を正面側からみた場合の縦断面図である。

図１に示すように、本発明の電源用変圧器Ｂは、変圧器ケース２０の内部に二台の変圧器本体２１ａ，２１ｂを収納している。具体的には、変圧器本体２１ａの上に変圧器本体２１ｂを段積みして変圧器ケース２０内に収納されている。

以降、変圧器本体２１ａを下段の変圧器本体、変圧器本体２１ｂを上段の変圧器本体という。一つの変圧器ケース２０内に二台の変圧器本体２１ａ，２１ｂを収納することにより、変圧器本体を一台収納した電源用変圧器を二つ柱上に設置する必要がないことは従来の電源用変圧器Ａと同様である。

変圧器本体２１ａ，２１ｂは、中空矩形状の鉄心２２ａ，２２ｂを構成要素としており、鉄心２２ａの上部継鉄部には、正面視で略コ字形に形成した上部クランプ２３ａ１が上部継鉄部を覆うように取り付けられている。また、鉄心２２ａの下部継鉄部には、正面視で略上向きコ字形の下部クランプ２３ａ２が下部継鉄部を覆うように取り付けられている。

鉄心２２ｂの上部継鉄部には、正面視で略コ字形に形成した上部クランプ２３ｂ１が上部継鉄部を覆うように取り付けられており、鉄心２２ｂの下部継鉄部には、正面視で略上向きコ字形の下部クランプ２３ｂ２が下部継鉄部を覆うように取り付けられている。

図２は本発明の電源用変圧器Ｂを図１に示すＸ視方向からみた図である。図２に示すように、上段の変圧器本体２１ｂの上部クランプ２３ｂ１には、一対の貫通口２４ｂ（２４ｂ１，２４ｂ２）が形成されており、下部クランプ２３ｂ２にも同様に、図示しない一対の貫通口が形成されている。

上部クランプ２３ｂ１の上面から一方の貫通口２４ｂ１を通して、鉄心２２ｂの外周に沿って締付バンド２５ｂを周回させ、下部クランプ２３ｂ２の図示しない一方の貫通口から下部クランプ２３ｂ２の下面を通し、下部クランプ２３ｂ２の図示しない他方の貫通口を通した後、鉄心２２ｂの外周に沿って締付バンド２５ｂを周回させ、上部クランプ２３ｂ１の他方の貫通口２４ｂ２から上部クランプ２３ｂ１上面側に引き出し、締付バンド２５ｂの両端を図示しない固定具で締め付けることにより、上部クランプ２３ｂ１と下部クランプ２３ｂ２を鉄心２２ｂの上部継鉄部と下部継鉄部に取り付ける。

下段の変圧器本体２１ａの上部クランプ２３ａ１と下部クランプ２３ａ２にも、図示しない一対の貫通口が形成されている。

上部クランプ２３ａ１の上面から一方の貫通口を通して、鉄心２２ａの外周に沿って締付バンド２５ａを周回させ、下部クランプ２３ａ２の図示しない一方の貫通口から下部クランプ２３ａ２の下面を通し、下部クランプ２３ａ２の図示しない他方の貫通口を通した後、鉄心２２ａの外周に沿って締付バンド２５ａを周回させ、上部クランプ２３ａ１の他方の貫通口から上部クランプ２３ａ１上面側に引き出し、締付バンド２５ａの両端を図示しない固定具で締め付けることにより、上部クランプ２３ａ１と下部クランプ２３ａ２を鉄心２２ａの上部継鉄部と下部継鉄部に取り付ける。

上部クランプ２３ａ１と下部クランプ２３ａ２を取り付けた鉄心２２ａの脚鉄部には、それぞれ一対の巻線２６ａ（２６ａ１，２６ａ２）が巻回されて、下段の変圧器本体２１ａは概略構成される。

また、上部クランプ２３ｂ１と下部クランプ２３ｂ２を取り付けた鉄心２２ｂの脚鉄部には、それぞれ一対の巻線２６ｂ（２６ｂ１，２６ｂ２）が巻回されて、上段の変圧器本体２１ｂは概略構成される。

そして、下段の変圧器本体２１ａの上部クランプ２３ａ１と、上段の変圧器本体２１ｂの下部クランプ２３ｂ２は、ボルト２７およびナット２８によって固定されることにより、下段の変圧器本体２１ａ上に上段の変圧器本体２１ｂが取り付けられる。

このように段積みされた変圧器本体２１ａ，２１ｂは、図３に示すように、上段の変圧器本体２１ａの上部クランプ２３ｂ１の上面に、例えば、ボルト２９ａ，２９ｂが溶接等により固定されており、当該ボルト２９ａ，２９ｂの上面上に上向きコ字形の固定金具３０が配置される。

固定金具３０には、図２に示す貫通孔３１ａ，３１ｂが形成されており、当該貫通孔３１ａ，３１ｂにボルト２９ａ，２９ｂを通して、固定金具３０の上方からナット３２ａ，３２ｂに締付けることによって、固定金具３０を上段の変圧器本体２１ｂに固定する。

また、図３に示すように、固定金具３０の両端垂直部３０ａ，３０ｂは、変圧器ケース２０の内壁に固定したナット３３ａ，３３ｂに溶接等によって固定することによって、段積みした上下段の変圧器本体２１ａ，２１ｂは変圧器ケース２０内に固定される。

これにより、二台の変圧器本体２１ａ，２１ｂは、変圧器ケース２０の底面２０ａ上に段積みして載置された格好により、変圧器ケース２０の側壁に固定金具３０によって固定される。なお、図１，図３において、３４は、変圧器本体２１ａ，２１ｂを冷却および絶縁する目的で変圧器ケース２０内に充填する絶縁油である。

上記のように構成される本発明の電源用変圧器Ｂは、工場で製造・各種試験・検査等がされた後、設置場所まで車両等で輸送され、現地にて据付けられるが、図３に示すように、段積みした変圧器本体２１ａ，２１ｂが固定金具３０によって上部のみ固定された状態にあるので、輸送時や据付時の振動によって、図３に示すナット３３ａ，３３ｂを支点にして、図１に示す横方向に振られる。

変圧器本体２１ａ，２１ｂが横方向に搖動すると、それによって変圧器本体２１ａ，２１ｂが損傷したり、固定金具３０と変圧器ケース２０の固定箇所や、上段の変圧器本体２１ｂの上部クランプ２３ｂ１とナット２９ａ，２９ｂの固定箇所や、上段の変圧器本体２１ｂの下部クランプ２３ｂ２と下段の変圧器本体２１ａの上部クランプ２３ａ１の連結箇所が破損するおそれがある。

通常であれば、下段の変圧器本体２１ａを図１に示す変圧器ケース２０の中央位置に配置し、変圧器ケース２０の底面２０ａ中央部に形成された凹部２０ｂに、下段の変圧器本体２１ａの下部クランプ２３ａ２下面の一部（中央部）をプレスで押し出して形成した凸部嵌め込むことにより、段積みした変圧器本体２１ａ，２１ｂが、変圧器ケース２０内で図１に示す横方向に搖動することを防止することができる。

しかしながら、本発明のように、下段の変圧器本体２１ｂは、締付バンド２５ａを下部クランプ２３ａ２の下面中央部を通して、下部クランプ２３ａ２を鉄心２２ａに固定する構造である場合、前述したように、下部クランプの２３ａ２下面の一部（中央部）をプレスで押し出し凸部を形成することができず、凸部を凹部２０ｂに嵌め込むことができない。

そこで、本発明では、下段の変圧器本体２１ｂの下部クランプ２３ａ２の下面に、その長手方向と交差する方向に延在する脚部材３５ａ，３５ｂを取り付けて構成した。

なお、脚部材３４ａ，３４ｂは、下段の変圧器本体２１ａの下部クランプ２３ａ２の下面に溶接等によって固定すれば良い。変圧器ケース２０の底面２０ａには前述したとおり凹部２０ｂが存在するが、図１に示すように、凹部２０ｂを横断する格好で脚部材３４ａ，３４ｂは配置される。

以上説明したように、本発明の電源用変圧器Ｂは、その輸送時や据付時等において、変圧器ケース２０内に収納した変圧器本体２１ａ，２１ｂが、変圧器ケース内で搖動して、破損等することを確実に防止することができる。

特に、上下に段積みした二台の変圧器本体２１ａ，２１ｂは、重心が高い位置となることによって、輸送時等の揺れによって倒れやすいが、本発明では、下段の変圧器本体２１ａに取り付けた脚部材３４ａ，３４ｂと、上段の変圧器本体２１ｂに取り付けた固定金具３０の存在によって、変圧器本体２１ａ，２１ｂが変圧器ケース２０内で横揺れしたり、転倒したりすることを確実に防止することができる。

さらに、本発明では、変圧器本体２１ａ，２１ｂを上下に段積みしているので、従来の電源用変圧器Ａと比較して、変圧器ケース２０の外形寸法を小さくすることができ、機器のサイズを小型化することが可能となる。

１，２０ 変圧器ケース
１ａ，２０ａ 変圧器ケースの底面
１ｂ，２０ｂ 凹部
２ａ，２ｂ，２１ａ，２１ｂ 変圧器本体
３ａ，３ｂ，２２ａ，２２ｂ 鉄心
４ａ１，４ａ２，４ｂ１，４ｂ２，２６ａ１，２６ａ２，２６ｂ１，２６ｂ２ 巻線
５ａ，５ｂ，２３ａ１，２３ｂ１ 上部クランプ
６ａ（６ａ１，６ａ２） ，６ｂ（６ｂ１，６ｂ２），２４ｂ（２４ｂ１，２４ｂ２） 貫通口
７ａ，７ｂ，２５ａ，２５ｂ 締付バンド
８ａ，８ｂ，１３ａ，１３ｂ，２８，３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ ナット
９，３０ 固定金具
９ａ，９ｂ，３０ａ，３０ｂ 両端垂直部
１０ａ，１０ｂ，１２ａ，１２ｂ，３１ａ，３１ｂ 貫通孔
１１ａ，１１ｂ，１４ａ，１４ｂ，２７，２９ａ，２９ｂ ボルト
１５，３４ 絶縁油
１６ 低圧線
１７ 二次側端子台
１８ 振止部材
２３ａ２，２３ｂ２ 下部クランプ
３５ａ，３５ｂ 脚部材
Ａ，Ｂ 電源用変圧器

Claims (1)

1. 鉄心および鉄心に巻回される巻線と、前記鉄心の上下位置に鋼帯バンドによって固定される上下クランプを備えて構成される変圧器本体を上下に二段積みして固定し、当該二段積みした変圧器本体の最上のクランプと当該変圧器本体を収容してなる変圧器ケースの内壁間を固定金具で固定し、かつ、最下のクランプの底面に、当該クランプの長手方向と交差する方向に延在する脚部材を取り付けて、前記変圧器ケース内に収納したことを特徴とする電源用変圧器。