JPH10189349A - 変圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 締付金具，当板以外の部分でもローカルヒー
トの発生を抑制すること。 【解決手段】 当板２０が八の字形状に形成され、しか
も当板２０の鉄心側板２１と巻線側板２２との交差する
部分に絶縁物２５が介装されているので、その上部の環
状部２０ａ及びその下部の環状部２０ｂに渦電流９ａ，
９ｂがそれぞれ発生しても、それら渦電流９ａ，９ｂが
環状部２０ａ及び環状部２０ｂで交差する部分で互いに
キャンセルされてしまうこととなり、渦電流による損失
を確実に低減できる。しかも当板２０の強度を高めるこ
とができ、また締付金具６と巻線３間の距離を必要以上
にとることも不要になり、大型化するのを回避できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変電所や発電所で
使用される変圧器に係り、特に高インピーダンス仕様の
変圧器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の変圧器の一例を図１２乃
至図１４により説明する。図１３に示すように、鉄心１
には垂直方向に延びる三つの脚部１ａ〜１ｃが設けら
れ、それぞれの脚部１ａ〜１ｃの前後面に当板２が設け
られている。そして、それぞれの脚部１ａ〜１ｃ及び当
板２の周囲には図１３に鎖線にて示す如く巻線３が配置
され、鉄心１の外周を図１２に示すようにバインド４に
よって締め付けることにより、当板２，鉄心１の脚部１
ａ〜１ｃが強固に固定される。また、鉄心１の上部及び
下部には鉄心１を支持する上部コア台５ａ，下部コア台
５ｂが設けられている。この場合、図１３に鎖線にて示
す如く巻線３が締付金具６によってそれぞれ締め付けら
れているが、図１２では下部の締付金具が省略されてい
る。当板２及び締付金具６は鋼板で形成されている。

【０００３】ところで、上記に示す従来の高インピーダ
ンス仕様の変圧器は、巻線３から発生する漏れ磁束が締
付金具６に集中するおそれがあるので、これを避けるた
め、締付金具６に非磁性のシールド材（図示せず）を溶
接等によって取付け、ローカルヒートの発生を抑制する
ことにより損失低減を図っている。

【０００４】また、当板２に対しては、図１２及び図１
４に示す如く、その長手方向に沿うスリット２ａを設け
ることによっても損失低減を図っている。この種のもの
は例えば実開昭５８−３４７１３号公報，同５８−１９
３６２０号公報等に開示されている。

【０００５】さらに、締付金具６のローカルヒートを避
けるため、締付金具６と巻線３との間の距離を充分にと
ることが知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、締付金
具６に非磁性のシールド材を取付ける従来技術では、締
付金具６部分にローカルヒートが発生するのを抑制する
ことができるものの、締付金具６以外の部分、即ち、タ
ンク（図示せず）に巻線３による漏れ磁束が集中してし
まうという問題がある。即ち、締付金具６にシールド材
を設けただけでは漏れ磁束からの影響を解消することが
できない。

【０００７】また当板２に対しては、ステンレスのよう
な非磁性材で構成することも容易に考えられるが、材料
使用量が多いため、かなりのコスト高となってしまう。

【０００８】また当板２に設けたスリット２ａの数を増
やすことも考えられるが、そのようにした場合、当板２
の機械的強度が低下してしまい、当板としての機能が損
なわれるという問題もある。

【０００９】一方、締付金具６と巻線３との間の距離を
充分にとることが容易に考えられるが、そのようにする
と、変圧器が大型化してしまうという問題がある。

【００１０】本発明の目的は、上記従来技術の問題点に
鑑み、当板の機械的強度が低下することなく、また締付
金具と巻線間の距離を必要以上にとることなく、締付金
具以外の部分でもローカルヒートが発生するのを抑制す
ることができる変圧器を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】一般に、高インピーダン
ス仕様の変圧器にあっては、図４に示すように、鉄心及
び該鉄心脚部に装着された巻線から漏れ磁束８が発生
し、その漏れ磁束８が当板及び締付金具並びにタンクの
ような鋼板７に入ると、鋼板７において渦電流９が流
れ、損失が発生する。この場合、鋼板７に設けられてい
てかつ互いに隣接する二つの漏れ磁束８の周囲では、渦
電流９が同方向に流れることとなる。

【００１２】そこで、二つの漏れ磁束８の周囲に同方向
に流れる渦電流９のうち、一方の渦電流９の方向を他方
の渦電流９の方向と逆方向に向きを変えることにより、
渦電流９を互いにキャンセルできることが理解できよ
う。

【００１３】従って、本発明では、漏れ磁束によって当
板に渦電流９が流れても、その渦電流を互いにキャンセ
ルできるようにしたものである。

【００１４】即ち、本発明では、脚部を有する鉄心と、
該鉄心脚部の両側に鉄心の高さ方向に沿って配置される
当板と、鉄心脚部及び当板の周囲に配置される巻線と、
該巻線を締め付ける締付金具とを有する変圧器におい
て、前記当板は、互いに交差する部分で、巻線からの漏
れ磁束によって発生する渦電流をキャンセルし得るよ
う、高さ方向に沿い八の字形状に形成したことを特徴と
するものである。

【００１５】また、当板及び締付金具並びにタンクのよ
うな鋼板７には、図４に示すように、その鋼板７中を磁
束１０が矢印方向に流れ、そのため、その磁束１０を打
ち消す方向に渦電流１１のループが発生する。そこで、
流れる渦電流１１を小さくするためには、鋼板７中にス
リットを設け、該スリットによって渦電流１１のループ
を小さくすれば、損失を抑えることが理解できる。

【００１６】従って、本発明では、漏れ磁束によって当
板に渦電流９が流れても、その渦電流を互いにキャンセ
ルできるようにする他、渦電流１１のループを小さくす
ることによって、損失のよりいっそうの低減を図るよう
にしたものである。

【００１７】即ち、本発明では、当板は、高さ方向に沿
い八の字形状をなし、かつ鉄心脚部側に位置する鉄心側
板と、これと交差すると共に、巻線側に位置する巻線側
板と、これら巻線側板及び鉄心側板の上下間をそれぞれ
連結する部材とを有し、前記鉄心側板及び巻線側板に長
手方向に沿うスリットと幅方向に沿うスリットとの何れ
かを設けたことを特徴とするものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１乃至
図１１により説明する。図１は本発明による変圧器の第
一の実施例を示す概略斜視図、図２は変圧器に使用する
鉄心と当板を示す正面図、図３は当板を示す斜視図であ
る。

【００１９】実施例の高インピーダンス仕様の変圧器
は、図１に示すように、脚部１ａ〜１ｃ（図１３参照）
を有する内鉄形の鉄心１と、鉄心１の上部，下部を支持
する上部コア台５ａ，下部コア台５ｂと、両端がこれら
上部コア台５ａ及び下部コア台５ｂ間に架装され、鉄心
脚部１ａ〜１ｃの両側に鉄心１の高さ方向に沿って配置
される当板２０と、鉄心脚部１ａ〜１ｃ及び当板２の周
囲に配置される巻線３と、当板２０及び巻線３を締め付
けるガラス繊維製のバインド４と、上・下部コア台５ａ
・５ｂ，巻線３を締め付ける締付金具６とを有して構成
されている。この点は従来技術と同様である。

【００２０】本発明では、図１乃至図３に示すように、
当板２０が長手方向に沿って八の字形状に形成されてい
る。

【００２１】具体的に述べると、本例の当板２０は、長
尺状の鉄心側板２１と、その鉄心側板２１と交差する長
尺状の巻線側板２２と、該巻線側板２２の上端と鉄心側
板２１の上端との両者を連結するように設けられた上部
連結板２３と、巻線側板２２の下端と鉄心側板２１の下
端との両者を連結するように設けられた下部連結板２４
とを有し、これらが一体的に形成されている。鉄心側板
２１は、鉄心１の脚部１ａ〜１ｃ側の位置に配置される
ものであり、巻線側板２２は、巻線３側の位置に配置さ
れるものである。また鉄心側板２１と巻線側板２２との
互いに交差する部分には絶縁物２５が介装されている。

【００２２】従って、この当板２０は、図５に示すよう
に、鉄心側板２１と巻線側板２２とが交差する部分を中
心とする上部分が環状部２０ａをなすと共に、下部分も
環状部２０ｂをなしている。なお、図５は、当板２０の
形状を等価的に示すと共に、当板２０とこれに巻線３か
らの漏れ磁束８によって発生する渦電流との関係を示す
説明図であり、詳細は後述する。

【００２３】さらに、上部連結板２３及び下部連結板２
４には、鉄心脚部の周囲に巻線３が配置されたとき、そ
の巻線３の上端面及び下端面をボルト締めできるように
ボルト挿通孔２６が複数穿設されている。

【００２４】なお、図１〜図３において図１２乃至図１
４と同一符号のものはそれぞれ同じものを表している。

【００２５】このような当板２０を用いて構成した変圧
器は、通電されると、図５に示すように、巻線３によっ
て漏れ磁束８が発生し、該発生した漏れ磁束８が当板２
０及び締付金具６に侵入して渦電流９ａ，９ｂを発生す
ることとなる。

【００２６】しかしながら、本例では、当板２０が上述
の如く八の字形状に形成され、しかも当板２０の鉄心側
板２１と巻線側板２２との交差する部分に絶縁物２５が
介装されているので、その上部の環状部２０ａ及びその
下部の環状部２０ｂに図５に太線の矢印にて示す如く渦
電流９ａ，９ｂがそれぞれ発生しても、それら渦電流９
ａ，９ｂが環状部２０ａ及び環状部２０ｂで交差する部
分で互いにキャンセルされてしまうこととなる。この場
合、環状部２０ａと環状部２０ｂとが理想的に全く同一
の形状であれば、渦電流の大きさは互いに向きが逆とな
ってしまうので、ｉｅ＋（−ｉｅ）＝０となる結果、損
失が発生しない。

【００２７】即ち、実施例の如く、当板２０が八の字形
状に形成されると、巻線３からの漏れ磁束８によって渦
損失９ａ，９ｂが発生しても、当板２０によって渦損失
９ａ，９ｂをキャンセルでき、渦電流による損失を確実
に低減することができる。

【００２８】そのため、従来技術のように締付金具６以
外の部分で漏れ磁束が集中するのを確実に防止すること
ができる。しかも、当板２０には何等スリットを設けて
いないので、当板２０自身の機械的強度が低下するおそ
れがないばかりでなく、むしろ鉄心側板２１，巻線側板
２２，上部連結板２３，下部連結板２４で構成すること
によって当板２０の強度を高めることができ、また締付
金具６と巻線３間の距離を必要以上にとることも不要に
なり、大型化するのを回避することができる。

【００２９】また図示実施例では、鉄心側板２１，巻線
側板２２の上下端をそれぞれ連結する上部連結板２３，
下部連結板２４にボルト挿通孔２６が設けられ、該孔２
６からボルトを通すことによって当板２０と巻線３とを
締結するようにしたので、巻線３の保持をいっそう強固
に行うことができる。

【００３０】図６及び図７は本発明の第二の実施例を示
している。この実施例において前記第一の実施例と異な
るのは、当板２０が鉄心脚部側に位置する鉄心側板２１
と、これと交差すると共に、巻線側に位置する巻線側板
２２と、これら巻線側板２２の上端及び鉄心側板２１の
上端間を連結する継ぎ板２３′と、巻線側板２２の下端
及び鉄心側板２１の下端間を連結する継ぎ板２４′とで
形成したものである。

【００３１】この場合の継ぎ板２３′及び２４′は、図
８に示すように、鉄心１の上部及び下部にボルトやピン
などで取付けられるものであり、両端側が互いに段差を
もつ階段状に形成されている。従って、基本的には前記
第一の実施例と同様の作用効果を得ることができる。

【００３２】図８及び図９は本発明の第三の実施例を示
し、第二の実施例を改良したものである。この場合は、
前記第二の実施例における当板２０にスリット２１ａ，
２２ａが設けられたものである。即ち、当板２０の鉄心
側板２１にその長手方向に沿ってスリット２１ａが設け
られると共に、巻線側板２２にも長手方向に沿ってスリ
ット２２ａが設けられている。

【００３３】この実施例によれば、当板２０を八の字形
状に形成することにより、漏れ磁束８による渦電流９
ａ，９ｂをキャンセルできる他、図４にて前述した如
く、当板２０の鉄心側板２１及び巻線側板２２の長手方
向に沿う漏れ磁束１０により、渦電流１１が流れても、
その渦電流１１のループをスリット２１ａ，２２ａによ
って小さくすることができる。従って、単にスリットだ
けを設けた従来技術に比較し、よりいっそうの損失低減
を図ることができる。

【００３４】図１０及び図１１は本発明の他の実施例を
示している。この場合の当板は、鉄心側板２７と、巻線
側板２８と、上部継ぎ板２３′と、下部継ぎ板２４′と
を有して構成されている。

【００３５】そして、前記第一，第二の実施例と異なる
のは、鉄心側板２７と巻線側板２８とが互いに適度の寸
法をもって離間している。即ち、鉄心側板２７と巻線側
板２８とが交差部分には互いに絶縁し得る寸法をもって
離れている。

【００３６】さらに、鉄心側板２７と巻線側板２８との
各々が厚み方向に沿って複数枚数設けられると共に、そ
の複数枚数が互いに離間している。即ち、本例の鉄心側
板２７と巻線側板２８との各々は、間に絶縁物２９を介
在させた二枚の分割板２７ａ，２７ｂと２８ａ・２８ｂ
とで構成されている。

【００３７】これは、鉄心側板２７と巻線側板２８との
各々が互いに離間した二枚の分割板２７ａ，２７ｂと２
８ａ，２８ｂとで構成すると、両側板２７，２８に流れ
る漏れ磁束１０を小さくさせると共に、その磁束１０に
伴って流れる渦電流１１のループを小さくできるので、
結果的には、スリット２１ａ，２２ａを設けた第三の実
施例と同様に損失低減を図ることができる。

【００３８】従って、分割板２７ａ，２７ｂが互いに離
間することによってスリットを有する鉄心側板を構成す
ると共に、分割板２８ａ，２８ｂも互いに離間すること
によってスリットを有する巻線側板を構成することがで
きる。

【００３９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項１〜
３によれば、巻線による漏れ磁束によって締付金具及び
当板に渦電流が発生しても、その渦電流を互いにキャン
セルできるよう、当板を八の字形状に形成して構成した
ので、締付金具以外の部分で漏れ磁束が集中するのを確
実に防止することができ、しかも当板の強度を高めるこ
とができ、また締付金具と巻線間の距離を必要以上にと
ることも不要になり、大型化するのを回避することがで
きると云う効果がある。

【００４０】特に、請求項３によれば、前記鉄心側板及
び巻線側板に長手方向に沿うスリットと幅方向に沿うス
リットとの何れかを設けたので、よりいっそうの損失低
減を図り得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による変圧器の第一の実施例を示す概略
斜視図。

【図２】変圧器に使用する鉄心と当板を示す正面図。

【図３】当板を示す斜視図。

【図４】漏れ磁束とこれによって発生する渦電流との関
係を示す説明図。

【図５】漏れ磁束によって当板に流れる渦電流のキャン
セル状態を示す説明図。

【図６】本発明による変圧器の第二の実施例を示す鉄心
と当板の正面図。

【図７】当板を示す斜視図。

【図８】本発明による変圧器の第三の実施例を示す鉄心
と当板の正面図。

【図９】当板を示す斜視図。

【図１０】本発明による変圧器の他の実施例を示す鉄心
と当板の正面図。

【図１１】当板を示す正面図。

【図１２】従来の変圧器の一構成例を示す概略斜視図。

【図１３】従来の鉄心と当板とを示す正面図。

【図１４】当板を示す斜視図。

【符号の説明】

１…鉄心、１ａ〜１ｃ…脚部、２０…当板、２１，２７
…鉄心側側板、２１ａ…鉄心側板に設けたスリット、２
２，２８…巻線側板、２２ａ…巻線側板に設けたスリッ
ト、２３…上部連結板、２３′…継ぎ板、２４…下部連
結板、２４′…継ぎ板、２７ａ，２７ｂ…鉄心側板２７
を形成する板、２８ａ，２８ｂ…巻線側板２８を形成す
る板。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脚部を有する鉄心と、該鉄心脚部の両側
   に鉄心の高さ方向に沿って配置される当板と、鉄心脚部
   及び当板の周囲に配置される巻線と、該巻線を締め付け
   る締付金具とを有する変圧器において、前記当板は、互
   いに交差する部分で、巻線からの漏れ磁束によって発生
   する渦電流をキャンセルし得るよう、高さ方向に沿い八
   の字形状に形成したことを特徴とする変圧器。
2. 【請求項２】 脚部を有する鉄心と、該鉄心脚部の両側
   に鉄心の高さ方向に沿って配置される当板と、鉄心脚部
   及び当板の周囲に配置される巻線と、該巻線を締め付け
   る締付金具とを有する変圧器において、前記当板は、互
   いに交差部分で巻線からの漏れ磁束によって発生する渦
   電流をキャンセルし得るよう、高さ方向に沿い八の字形
   状をなし、かつ鉄心脚部側に位置する鉄心側板と、これ
   と交差すると共に、巻線側に位置する巻線側板と、これ
   ら巻線側板及び鉄心側板の上下間をそれぞれ連結する部
   材とを有することを特徴とする変圧器。
3. 【請求項３】 脚部を有する鉄心と、該鉄心脚部の両側
   に鉄心の高さ方向に沿って配置される当板と、鉄心脚部
   及び当板の周囲に配置される巻線と、該巻線を締め付け
   る締付金具とを有する変圧器において、前記当板は、互
   いに交差部分で巻線からの漏れ磁束によって発生する渦
   電流をキャンセルし得るよう、高さ方向に沿い八の字形
   状をなし、かつ鉄心脚部側に位置する鉄心側板と、これ
   と交差すると共に、巻線側に位置する巻線側板と、これ
   ら巻線側板及び鉄心側板の上下間をそれぞれ連結する部
   材とを有し、前記鉄心側板及び巻線側板に長手方向に沿
   うスリットと幅方向に沿うスリットとの何れかを設けた
   ことを特徴とする変圧器。