JPH0864426A - 静止誘導電気機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷却能力を大幅に向上させた、信頼性の高い
静止誘導電気機器を提供する。 【構成】 鉄心１３が、その主脚１４の中央部において
軸方向に２分割され、また、両主脚間の間隙には、複数
のスペーサー８が配設され、これらのスペーサー８と鉄
心の主脚の側壁によって冷却路９が形成されている。な
お、前記スペーサー８は、積層された各けい素鋼板に対
する冷却効率がほぼ一定となるように、千鳥状に配設さ
れている。また、絶縁媒体を流れやすくするためには、
スペーサー８の形状は、四角形よりも菱形、丸形の方が
望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＳＦ₆ ガス、変圧器油
などの絶縁媒体を循環させることにより、冷却を行う変
圧器、リアクトルなどの静止誘導電気機器に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来から用いられている変圧器、リアク
トルなどの静止誘導電気機器は、図５及び図６に示した
様に構成されている。即ち、図５に示した様に、一つま
たは複数のタンク１内のそれぞれに、けい素鋼板２を積
層してなる鉄心３と、この鉄心３の主脚４に巻回された
巻線５から成る機器本体が、ＳＦ₆ ガス、変圧器油など
の絶縁媒体６と共に収納されている。また、図６に示し
た様に、積層されたけい素鋼板２には、所定の間隔毎に
スペーサーが挿入され、積層方向と垂直方向（積層面方
向）に冷却路７が形成されている。なお、図示していな
いが、前記タンクの外部には、絶縁媒体を冷却するため
の複数の冷却器及びこれらを連通する配管などが設置さ
れている。

【０００３】この様な構成を有する従来の静止誘導電気
機器においては、複数の冷却器によって冷却されたＳＦ
₆ ガスや変圧器油などの絶縁媒体６は、タンク１の下部
に流入し、鉄心３内や巻線５内に設けられた冷却路を下
から上に流れながら鉄心や巻線を冷却し、タンク上部か
ら冷却器に戻るように構成されている。これにより、鉄
心と巻線から成る機器本体は、この絶縁媒体によって絶
縁されると共に冷却される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た様な従来の静止誘導電気機器においては、鉄心内で発
生した熱は、所定間隔毎に配設された冷却路７に向かっ
て、前記けい素鋼板２の積層方向に伝搬する。一般に、
鉄心のように薄い板を積層して構成された物体における
熱の伝わり方としては、板の幅方向には熱は良く伝わる
が、その積層方向へは熱が伝わりにくいという特性があ
る。即ち、板の幅方向へは、１枚の板の中を熱伝導によ
り熱が伝わるのに対し、板の積層方向へは、板と板の間
に接触熱抵抗が存在するために熱が伝わりにくく、幅方
向に比べておよそ１０倍程度熱が伝わりにくいのが通常
である。

【０００５】したがって、従来の静止誘導電気機器にお
いては、鉄心に発生した熱を、わざわざ伝熱効率の悪い
けい素鋼板の積層方向に移動させて冷却していることに
なり、鉄心の冷却効率は非常に悪かった。このため、従
来、冷却能力を向上させるために、複数の冷却路を鉄心
の中に設置していたが、その数に見合った冷却効果が得
られないだけでなく、鉄心の外形が大きくなり、占積率
も低下するなどの問題があった。

【０００６】本発明は、上述した様な従来技術の欠点を
解消するために提案されたもので、その目的は、冷却能
力を大幅に向上させた、信頼性の高い静止誘導電気機器
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、けい素鋼板を積層した鉄心と、前記鉄心の主脚部分
に銅線を巻回した巻線と、絶縁媒体とをタンク内部に収
納して成る静止誘導電気機器において、前記鉄心を主脚
の中央部において軸方向に２分割し、また、これらの主
脚間の間隙に複数のスペーサーを配設し、これらスペー
サーと前記鉄心の主脚の側壁によって、冷却路を形成し
たことを特徴とするものである。

【０００８】請求項２に記載の発明は、けい素鋼板を積
層した鉄心と、前記鉄心の主脚部分に銅線を巻回した巻
線と、絶縁媒体とをタンク内部に収納して成る静止誘導
電気機器において、前記鉄心を主脚の中央部において軸
方向に２分割し、これらの主脚間に、両面に複数のスペ
ーサーが取り付けられた薄板状絶縁物を挿入することに
よって、冷却路を形成したことを特徴とするものであ
る。

【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の発明において、前記スペーサーが、千
鳥状に配列されたものであることを特徴とするものであ
る。

【００１０】請求項４に記載の発明は、けい素鋼板を積
層した鉄心と、前記鉄心の主脚部分に銅線を巻回した巻
線と、絶縁媒体とをタンク内部に収納して成る静止誘導
電気機器において、少なくとも、主脚と主脚の間の上下
ヨーク鉄心の一部、主脚と側脚の間の上下ヨーク鉄心の
一部を除いて、前記鉄心の表面を絶縁物で覆い、前記鉄
心の表面と前記絶縁物の間に、冷却路を形成したことを
特徴とするものである。

【００１１】

【作用】請求項１または請求項２に記載の発明によれ
ば、鉄心の主脚中央部に、けい素鋼板の積層方向の冷却
路が形成されるため、すべてのけい素鋼板はこの冷却路
に接することになり、鉄心内で発生した熱は、けい素鋼
板内だけを冷却路まで伝われば良いことになる。したが
って、接触熱抵抗がなく、熱伝導のみで鉄心の熱を冷却
できることになるので、鉄心内の温度差を非常に小さく
することができ、鉄心の冷却を効果的に行うことが可能
になる。

【００１２】請求項３に記載の発明によれば、スペーサ
ーを千鳥状に配列することにより、けい素鋼板の端部が
スペーサーに接触している長さと冷却路に面している長
さの割合を等しくすることができるので、けい素鋼板を
均一に冷却し、また、けい素鋼板にかかる面圧を等しく
することができる。

【００１３】請求項４に記載の発明によれば、冷却路の
出入口となる上下ヨーク鉄心の一部を除いて鉄心の表面
に冷却路が形成されるため、絶縁媒体が下部ヨーク鉄心
から主脚、あるいは側脚の表面を通り上部ヨーク鉄心に
抜けることになり、主脚、側脚、上下ヨーク鉄心を構成
するすべてのけい素鋼板の外側が、必ずこの冷却路に接
することになるので、主脚だけでなく側脚及び上下ヨー
ク鉄心についても、温度差を小さくすることができ、鉄
心全体の冷却を効果的に行うことができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図４に基づ
いて具体的に説明する。なお、図５及び図６に示した従
来型と同一の部材には同一の符号を付して、説明は省略
する。

【００１５】（１）第１実施例 本実施例は、請求項１及び請求項３に記載の発明に対応
するもので、図１及び図２に示した様に、鉄心１３が、
その主脚１４の中央部において軸方向に２分割され、ま
た、両主脚間の間隙には、複数のスペーサー８が配設さ
れ、これらのスペーサー８と鉄心の主脚の側壁によって
冷却路９が形成されている。なお、前記スペーサー８
は、積層された各けい素鋼板に対する冷却効率がほぼ一
定となるように、言い換えれば、積層された各けい素鋼
板の端部と複数のスペーサーの接触する割合がほぼ一定
になるように、図２（Ａ）〜（Ｅ）に示した様に、千鳥
状に配設されている。即ち、すべてのけい素鋼板を均一
に冷却し、また、すべてのけい素鋼板にかかる面圧を等
しくするためには、それぞれのけい素鋼板について、ス
ペーサーに接触している長さと冷却路に面している長さ
の割合を等しくする必要がある。このためには、スペー
サー８を千鳥状に配列すること、また、その水平方向及
び縦方向の配置ピッチを細かくすることが望ましい。ま
た、絶縁媒体を流れやすくするためには、スペーサー８
の形状は、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示した様な四角形より
も、図２（Ｄ）（Ｅ）に示した様な菱形、丸形の方が望
ましい。

【００１６】この様な構成を有する本実施例の静止誘導
電気機器においては、タンク下部に流入した絶縁媒体
は、鉄心及び巻線の内部に設けられた冷却路に流入し、
鉄心及び巻線を冷却する。特に、鉄心の主脚１４の中央
部に形成された冷却路９内に流入した絶縁媒体は、スペ
ーサー８の間を蛇行しながら、下から上に流れる。ここ
で、主脚を構成するすべてのけい素鋼板は、その端部に
おいて、この冷却路９に接しているため、鉄心内で発生
した熱は、けい素鋼板の幅方向へ前記冷却路９まで伝わ
れば良いことになる。

【００１７】したがって、従来、鉄心内の温度差が大き
くなる原因であったけい素鋼板間の接触熱抵抗がなくな
り、けい素鋼板の幅方向への熱伝導のみで鉄心の熱を冷
却できるので、鉄心内の温度差を非常に小さくすること
ができる。また、主脚の中央部に冷却路９が存在するた
め、けい素鋼板内を熱が移動する距離も短くなり、この
点からも温度差が生じにくくなる。さらに、従来の冷却
効率の悪い冷却路を削減することも可能となるため、鉄
心の冷却効率の向上や小形化を図ることもできる。

【００１８】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、図３に示した様に、１枚の薄板状絶縁
物１０の両側に複数のスペーサー８を取り付け、これを
鉄心の主脚の中央部に挿入しても冷却上の効果は同様で
ある。また、この場合も、図２に示した様な種々のスペ
ーサー配置が考えられる。なお、本実施例は、請求項２
に記載の発明に対応するものである。

【００１９】（２）第２実施例 本実施例は、請求項４に記載の発明に対応するものであ
り、図４に示した様に、絶縁媒体６の出入口となる主脚
１４と側脚１１の間の上下ヨーク鉄心１２の一部、ある
いは主脚と主脚の間の上下ヨーク鉄心の一部などを除い
て、前記鉄心の表面を絶縁物２０で覆い、前記鉄心表面
と前記絶縁物の間に複数のスペーサーなどを配置して、
絶縁媒体６が流れる冷却路２１が形成されている。

【００２０】この様な構成を有する本実施例の静止誘導
電気機器においては、絶縁媒体６は、下部ヨーク鉄心の
主脚１４と側脚１１の間、あるいは主脚１４と主脚１４
の間より前記冷却路２１に流入し、下部ヨーク鉄心表面
から主脚表面あるいは側脚表面を通って上部ヨーク鉄心
表面まで流れ、上部ヨーク鉄心の主脚と側脚の間、ある
いは主脚と主脚の間よりタンク上部に流出する。ここ
で、主脚、側脚、上下ヨーク鉄心を構成するすべてのけ
い素鋼板は、その端部において必ずこの冷却路２１に接
しているため、第１実施例と同様に、鉄心内で発生した
熱はけい素鋼板内だけを冷却路２１まで伝わればよく、
したがって、熱伝導のみで鉄心の熱を冷却できることに
なるので、鉄心内の温度差を非常に小さくすることがで
きる。

【００２１】この様に本実施例においては、主脚だけで
なく、上下ヨーク鉄心や側脚についても冷却性能を向上
させることができる。特に、強制的にＳＦ₆ ガスや変圧
器油を循環させるタイプの静止誘導電気機器の鉄心の冷
却に有効である。

【００２２】

【発明の効果】以上述べた様に、本発明によれば、鉄心
を主脚の中央部において軸方向に２分割し、その間に複
数のスペーサーを配設することによって冷却路を形成
し、あるいは、冷却路の出入口となる上下ヨーク鉄心の
一部を除いて鉄心の表面に冷却路を形成したことによ
り、熱伝導のみで鉄心の熱を冷却できることが可能にな
るため、冷却能力を大幅に向上させた、信頼性の高い静
止誘導電気機器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の静止誘導電気機器の第１実施例の構成
を示す断面図

【図２】（Ａ）〜（Ｅ）は、図１に示した第１実施例に
用いられる絶縁スペーサの配置例を示す平面図

【図３】図１に示した第１実施例の変形例を示す斜視図

【図４】本発明の静止誘導電気機器の第２実施例の構成
を示す断面図

【図５】従来の静止誘導電気機器の構成を示す断面図

【図６】図５に示した従来の静止誘導電気機器の平面図

【符号の説明】

１…タンク ２…けい素鋼板 ３…鉄心 ４…主脚 ５…巻線 ６…絶縁媒体 ７…冷却路 ８…スペーサー ９…冷却路 １０…薄板状絶縁物 １１…側脚 １２…上下ヨーク鉄心 １３…鉄心 １４…主脚 ２０…絶縁物 ２１…冷却路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 けい素鋼板を積層した鉄心と、前記鉄心
   の主脚部分に銅線を巻回した巻線と、絶縁媒体とをタン
   ク内部に収納して成る静止誘導電気機器において、 前記鉄心を主脚の中央部において軸方向に２分割し、ま
   た、これらの主脚間の間隙に複数のスペーサーを配設
   し、これらスペーサーと前記鉄心の主脚の側壁によっ
   て、冷却路を形成したことを特徴とする静止誘導電気機
   器。
2. 【請求項２】 けい素鋼板を積層した鉄心と、前記鉄心
   の主脚部分に銅線を巻回した巻線と、絶縁媒体とをタン
   ク内部に収納して成る静止誘導電気機器において、 前記鉄心を主脚の中央部において軸方向に２分割し、こ
   れらの主脚間に、両面に複数のスペーサーが取り付けら
   れた薄板状絶縁物を挿入することによって、冷却路を形
   成したことを特徴とする静止誘導電気機器。
3. 【請求項３】 前記スペーサーが、千鳥状に配列された
   ものであることを特徴とする請求項１または請求項２に
   記載の静止誘導電気機器。
4. 【請求項４】 けい素鋼板を積層した鉄心と、前記鉄心
   の主脚部分に銅線を巻回した巻線と、絶縁媒体とをタン
   ク内部に収納して成る静止誘導電気機器において、 少なくとも、主脚と主脚の間の上下ヨーク鉄心の一部、
   主脚と側脚の間の上下ヨーク鉄心の一部を除いて、前記
   鉄心の表面を絶縁物で覆い、前記鉄心の表面と前記絶縁
   物の間に、冷却路を形成したことを特徴とする静止誘導
   電気機器。