JPWO2019220607A1 - 静止誘導機器 - Google Patents

Abstract

上部配管（１４）は、タンク（１０）の上部とラジエータ（１２）の上部とを接続している。接続管（２２）は、タンク（１０）の上部とコンサベータ（２０）とを接続している。第１バイパス（３０）は、上部配管（１４）の油ポンプ（１８）よりタンク（１０）側の部分から上方に延在し、接続管（２２）の継電器（２４）よりタンク（１０）側の部分に接続されている。第２バイパス（４０）は、第１バイパス（３０）と、接続管（２２）の継電器（２４）よりもコンサベータ（２０）側の部分またはコンサベータ（２０）とを接続している。絞り部（３２）は、第１バイパス（３０）の、第１バイパス（３０）と第２バイパス（４０）との接続部（３６）より接続管（２２）側に設けられている。

Description

本発明は、静止誘導機器に関し、特に、継電器を備える静止誘導機器に関する。

継電器を備える静止誘導機器の構成を開示した先行文献として、特開昭５３−２３０３１号公報（特許文献１）がある。特許文献１に記載された静止誘導機器である変圧器は、変圧器本体上下部とラジエータの上下の共通油導とをそれぞれ送油配管を介し連通し、下部の送油配管にポンプを取付け、変圧器本体上部に取付けた配管に継電器を設けたものである。そして、上記配管の継電器より変圧器本体側と上記上部の共通油導側との間はバイパス管により連通されている。

特許文献１に記載の変圧器においては、バイパス管を取付けることにより、送油ポンプの起動時にラジエータ内では圧力変動が生じるが、継電器には、圧力変動が及ばない。これにより、継電器の誤作動の防止を図っている。

特開昭５３−２３０３１号公報

特許文献１に記載の変圧器においては、油ポンプは下部配管に取り付けられているが、油ポンプは上部配管に取り付けられる場合がある。この場合、油ポンプの起動時の圧力変動が、ラジエータ上部の共通油導を経由してバイパス管を通り、継電器に伝わってしまうため、バイパス管は、上部の共通油導ではなく、上部配管の油ポンプよりも変圧器本体側の部分に接続される。

しかしながら、上述のように油ポンプの配置およびバイパス管の接続位置を変形した変圧器においては、油ポンプが停止した際に発生するウォータハンマ現象によって、冷却油が上部配管からバイパス管を通って継電器に流れ込む。その結果、変圧器に異常が発生していないにもかかわらず、継電器が異常を誤検知する。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、上部配管に油ポンプを備えつつ、油ポンプの起動時および停止時の各々の油流によって継電器が誤検知することを抑制できる静止誘導機器を提供することを目的とする。

本発明に基づく静止誘導機器は、タンクと、ラジエータと、上部配管と、下部配管と、油ポンプと、コンサベータと、接続管と、継電器と、第１バイパスと、第２バイパスと、絞り部とを備える。タンクは、冷却油が充填されており、静止誘導機器本体を収容している。ラジエータは、冷却油を冷却する。上部配管は、タンクの上部とラジエータの上部とを接続している。上部配管においては、タンクからラジエータへ冷却油が流れる。下部配管は、タンクの下部とラジエータの下部とを接続している。下部配管においては、ラジエータからタンクへ冷却油が流れる。油ポンプは、上部配管に設置されている。油ポンプは、タンクとラジエータとの間で冷却油を循環させる。コンサベータは、タンクより上方に位置する。接続管は、タンクの上部とコンサベータとを接続している。継電器は、接続管に設置されている。第１バイパスは、上部配管の油ポンプよりタンク側の部分から上方に延在し、接続管の継電器よりタンク側の部分に接続されている。第２バイパスは、第１バイパスと、接続管の継電器よりコンサベータ側の部分またはコンサベータとを接続している。絞り部は、第１バイパスの、第１バイパスと第２バイパスとの接続部より接続管側に設けられている。

本発明によれば、上部配管に油ポンプを備える静止誘導機器において、油ポンプの起動時および停止時の各々の油流が継電器に流入することを第２バイパスおよび絞り部によって抑制することにより、継電器が誤検知することを抑制できる。

本発明の実施の形態１に係る静止誘導機器の構成および静止誘導機器の通常運転時における冷却油の流れを示す系統図である。 本発明の実施の形態１に係る静止誘導機器において、小事故が発生した際のガスの流れを示す系統図である。 本発明の実施の形態１に係る静止誘導機器において、大事故が発生した際の冷却油の流れを示す系統図である。 本発明の実施の形態１に係る静止誘導機器において、油ポンプの停止時にウォータハンマ現象が発生した際の冷却油の流れを示す系統図である。 本発明の実施の形態１の変形例に係る静止誘導機器において、ウォータハンマ現象が発生した際の冷却油の流れを示す系統図である。 本発明の実施の形態２に係る静止誘導機器の、第１バイパスの構成を示す部分拡大図である。 本発明の実施の形態２に係る静止誘導機器の変形例の、第１バイパスの構成を示す部分拡大図である。

以下、本発明の各実施の形態に係る静止誘導機器について図面を参照して説明する。以下の実施の形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る静止誘導機器の構成および静止誘導機器の通常運転時における冷却油の流れを示す系統図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る静止誘導機器において、小事故が発生した際のガスの流れを示す系統図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る静止誘導機器において、大事故が発生した際の冷却油の流れを示す系統図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る静止誘導機器において、油ポンプの停止時にウォータハンマ現象が発生した際の冷却油の流れを示す系統図である。

図１に示すように、本発明の実施の形態１に係る静止誘導機器１００は、タンク１０と、ラジエータ１２と、上部配管１４と、下部配管１６と、油ポンプ１８と、コンサベータ２０と、接続管２２と、継電器２４と、第１バイパス３０と、第２バイパス４０と、絞り部３２とを備えている。

タンク１０は、冷却油５０が充填され、図示しない静止誘導機器本体が収容されている。静止誘導機器本体は、冷却油５０によって冷却される。静止誘導機器本体は、変圧器またはリアクトルなどである。

ラジエータ１２は、静止誘導機器本体を冷却することによって温度が上昇した冷却油５０を冷却する。本実施の形態において、ラジエータ１２は風冷式である。

上部配管１４は、タンク１０の上部とラジエータ１２の上部とを接続している。上部配管１４では、タンク１０からラジエータ１２へ、静止誘導機器本体を冷却することで温度が上昇した冷却油５０が流れる。

本実施形態において、上部配管１４は、タンク１０の上端面に接続されており、かつ、ラジエータ１２の上端面に接続されている。上部配管１４の内径は、およそ６インチ〜８インチである。

下部配管１６は、タンク１０の下部とラジエータ１２の下部とを接続している。下部配管１６では、ラジエータ１２からタンク１０へ、ラジエータで冷却された冷却油５０が流れる。

油ポンプ１８は、上部配管１４に設置され、図１に示すように、タンク１０とラジエータ１２との間で冷却油５０を循環させる。

コンサベータ２０は、タンク１０より上方に位置している。コンサベータ２０の内部には、冷却油５０が充填され、かつ、図示しない空気袋が収容されている。

接続管２２は、タンク１０の上部とコンサベータ２０とを接続している。静止誘導機器１００が正常に運転している間、冷却油５０の温度変化に応じて接続管２２の内部を冷却油５０が流動する。接続管２２は、タンク１０からコンサベータ２０に向かうにしたがって上方に位置するように傾斜して配置されている。なお、本実施の形態において、接続管２２の内径は、およそ３インチである。

継電器２４は、接続管２２に設置されている。継電器２４は、静止誘導機器１００の内部の事故を検知することで、静止誘導機器１００を保護する機能を有している。本実施の形態において、継電器２４は、ブッフホルツリレーである。なお、継電器２４による具体的な事故の検知方法については後述する。

第１バイパス３０は、上部配管１４の油ポンプ１８よりタンク１０側の部分から上方に延在し、接続管２２の継電器２４よりもタンク１０側の部分に接続されている。

絞り部３２は、第１バイパス３０の、第１バイパス３０と後述する第２バイパス４０との接続部３６より接続管２２側に設けられている。第１バイパス３０において、絞り部３２が、冷却油５０の圧力損失を高めている。本実施の形態において、絞り部３２はオリフィスであって、オリフィスの内径はおよそ１／２０インチである。なお、絞り部３２は、オリフィスに限られず、第１バイパス３０を絞る機能を有していればよい。

本実施の形態において、第１バイパス３０は、絞り部３２より上部配管１４側に拡管部３４を有している。拡管部３４は、図１に示すように、第１バイパス３０における他の部分よりも内径が大きい配管で構成されている。また、拡管部３４の形状は、角管状である。なお、拡管部３４の形状は、角管状に限られず、円管状でもよい。

拡管部３４は、小事故が発生した際に生じたガスを絞り部３２に誘導する機能を有する。具体的には、上部配管１４を流れる冷却油５０からガスを分離して絞り部３２に向かわせる。拡管部３４の接続部３６より上部の容積は、継電器２４が小事故を検知するために必要なガスの体積量以上であることが好ましい。

第２バイパス４０は、第１バイパス３０と、接続管２２の継電器２４よりもコンサベータ２０側の部分またはコンサベータ２０とを接続している。第２バイパス４０は、第１バイパス３０からコンサベータ２０に向かうにしたがって水平または上方に位置するように配置されている。

本実施の形態において、第２バイパス４０は、第１バイパス３０と、接続管２２の継電器２４よりもコンサベータ２０側の部分とを接続しており、第２バイパス４０の内径は、およそ３インチである。

本実施の形態において、第１バイパス３０の、第１バイパス３０と第２バイパス４０との接続部３６は、拡管部３４の上端より下方に位置している。具体的には、第２バイパス４０は、拡管部３４に接続されており、接続部３６は、拡管部３４を構成する角管の側面に位置している。このように接続部３６が位置していることにより、拡管部３４の接続部３６より上部において、小事故が発生した際に生じたガスを第２バイパス４０に流入する冷却油５０から分離することができる。なお、第２バイパス４０は、後述する第１バイパス下部配管３８に接続されていてもよい。

第１バイパス３０は、さらに、上部配管１４と拡管部３４とを接続する第１バイパス下部配管３８を有している。具体的には、第１バイパス下部配管３８は、拡管部３４の下端面に接続されており、第１バイパス下部配管３８の内径は、およそ１インチである。なお、第１バイパス３０の拡管部３４と接続管２２とを接続している部分の絞り部３２以外の内径も、およそ１インチである。

以下、図２および図３を参照して、静止誘導機器の内部で事故が発生した場合に継電器２４が作動するに至るまでの過程を説明する。

図２に示すように、タンク１０に収容された静止誘導機器本体の小事故によってガス６０が発生した場合、ガス６０の一部は、接続管２２に流入して継電器２４に到達するとともに、ガス６０の他の一部は、上部配管１４に流入する。上部配管１４に流入したガス６０は、さらに、第１バイパス下部配管３８を経由して、接続部３６より上側に位置する拡管部３４の上部に流入する。

拡管部３４の上部に流入したガス６０は、絞り部３２を経由して、継電器２４に流入する。そして、継電器２４に流入したガス６０の体積の合計量が閾値を超えると、継電器２４が作動して、小事故の発生を検知することができる。

図３に示すように、タンク１０に収容された静止誘導機器本体で大事故が発生した場合、熱により膨張した冷却油５０は、接続管２２および上部配管１４の各々に流れ込む。上部配管１４に流れ込んだ冷却油５０は、第１バイパス下部配管３８を経由して、拡管部３４に流入する。第１バイパス３０の拡管部３４の上方に絞り部３２が設けられているため、拡管部３４に流入した冷却油５０は、第２バイパス４０を経由して、接続管２２の継電器２４よりもコンサベータ２０側の部分に流入し、最終的にコンサベータ２０に流れ込む。すなわち、上部配管１４に流れ込んだ冷却油５０は、継電器２４を経由することなく、コンサベータ２０に流れ込む。

しかしながら、上記の大事故が発生した場合、タンク１０から接続管２２を経由して継電器２４に流入する冷却油５０の流量は非常に大きいため、継電器２４は、冷却油５０の流入によって作動して、大事故の発生を検知することができる。

以下、図４を参照して、油ポンプ１８を停止させたときの冷却油５０の流れについて説明する。

図４に示すように、油ポンプの停止時においては、上部配管１４においてウォータハンマ現象が発生し、上部配管１４の油ポンプ１８よりもタンク１０側に存在していた冷却油５０が、第１バイパス下部配管３８を経由して拡管部３４に流れ込む。

そして、第１バイパス３０の拡管部３４の上方に絞り部３２が設けられているため、拡管部３４に流れ込んだ冷却油５０は、接続部３６から第２バイパス４０を経由して、接続管２２の継電器２４よりもコンサベータ側に流入し、最終的にコンサベータ２０に流れ込む。

したがって、油ポンプ１８の停止時にウォータハンマ現象が生じた場合においても、継電器２４に、継電器２４が作動するのに必要な閾値以上の冷却油５０が流入することを抑制できるため、継電器２４が、事故を誤検知することを抑制できる。

なお、本実施の形態に係る静止誘導機器は、絞り部３２と第２バイパス４０とを備えているため、油ポンプ１８を起動させたときの圧力変動が継電器２４に及ぶことを抑制できる。したがって、油ポンプ１８を起動させた際の圧力変動によって、継電器２４が事故を誤検知することを抑制できる。

上記のように、本実施の形態に係る静止誘導機器１００は、絞り部３２と第２バイパス４０とを備えることにより、上部配管１４に油ポンプ１８を備えつつ、油ポンプ１８の起動時および停止時の各々の冷却油５０の流れによって継電器２４が誤検知することを抑制できる。

また、第１バイパス３０が、絞り部３２より上部配管１４側に拡管部３４を有し、第１バイパス３０と第２バイパス４０との接続部３６が、拡管部３４の上端より下方に位置していることにより、静止誘導機器１００内部の小事故で発生したガスが、継電器２４を経由せずに第２バイパス４０へ流入することが抑制される。このため、小事故を検知する継電器２４本来の機能を損なうことなく、継電器２４の誤検知を抑制できる。

なお、拡管部３４の接続部３６より上部の容積が、継電器２４が小事故を検知するために必要なガスの体積量以上である場合には、小事故で発生したガスを効率的に継電器２４に流入させることができるため、継電器２４の小事故の検知後れを抑制できる。

図５は、本発明の実施の形態１の変形例に係る静止誘導機器において、ウォータハンマ現象が発生した際の冷却油の流れを示す系統図である。図５に示すように、本変形例に係る静止誘導機器１００ａにおいて、第２バイパス４０ａは、第１バイパス３０と、コンサベータ２０とを互いに接続している。

本変形例における油ポンプの停止時にウォ−タハンマ現象が生じた場合においても、冷却油５０は、第１バイパス下部配管３８、拡管部３４、および、第２バイパス４０ａを経由して、コンサベータ２０に流れ込むため、継電器２４が事故を誤検知することを抑制できる。

実施の形態２．
以下、本実施の形態２に係る静止誘導機器について説明する。本発明の実施の形態２に係る静止誘導機器は、拡管部の形状のみ、本発明の実施の形態１に係る静止誘導機器１００と異なるため、本発明の実施の形態１に係る静止誘導機器１００と同様である構成については説明を繰り返さない。

図６は、本発明の実施の形態２に係る静止誘導機器の、第１バイパスの構成を示す部分拡大図である。

本実施の形態において、拡管部３４ａは、前記上端から下方に向かって次第に拡管する部分を含んでいる。図６に示すように、本実施の形態における拡管部３４ａの縦断面は、上端を頂点とした略三角形の形状を有している。すなわち、拡管部３４ａは略円錐状または略角錐状の形状を有している。拡管部３４ａがこのような形状を有していることによって、拡管部３４ａの上部に流入したガスを絞り部３２に送りやすくすることができるため、拡管部３４ａ内にガスが滞留することを抑制して、継電器２４の小事故の検知性能を高く維持できる。

図７は、本発明の実施の形態２に係る静止誘導機器の変形例の、第１バイパスの構成を示す部分拡大図である。図７に示すように、本変形例に係る静止誘導機器においては、拡管部３４ｂの縦断面の上部の形状は、円弧状である。すなわち、拡管部３４ｂの上部は、略半球状の形状を有している。半球形状の頂点部の直上に絞り部３２が位置している。

本変形例においても、拡管部３４ｂがこのような形状を有していることによって、拡管部３４ｂの上部に流入したガスを絞り部３２に送りやすくすることができるため、拡管部３４ｂ内にガスが滞留することを抑制して、継電器２４の小事故の検知性能を高く維持できる。

なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

１０ タンク、１２ ラジエータ、１４ 上部配管、１６ 下部配管、１８ 油ポンプ、２０ コンサベータ、２２ 接続管、２４ 継電器、３０ 第１バイパス、３２ 絞り部、３４，３４ａ，３４ｂ 拡管部、３６ 接続部、３８ 第１バイパス下部配管、４０，４０ａ 第２バイパス、５０ 冷却油、６０ ガス、１００，１００ａ 静止誘導機器。

Claims (3)

1. 冷却油が充填された、静止誘導機器本体を収容するタンクと、
   前記冷却油を冷却するラジエータと、
   前記タンクの上部と前記ラジエータの上部とを接続し、前記タンクから前記ラジエータへ前記冷却油が流れる上部配管と、
   前記タンクの下部と前記ラジエータの下部とを接続し、前記ラジエータから前記タンクへ前記冷却油が流れる下部配管と、
   前記上部配管に設置され、前記タンクと前記ラジエータとの間で前記冷却油を循環させる油ポンプと、
   前記タンクより上方に位置するコンサベータと、
   前記タンクの上部と前記コンサベータとを接続する接続管と、
   前記接続管に設置された継電器と、
   前記上部配管の前記油ポンプよりタンク側の部分から上方に延在し、前記接続管の前記継電器よりタンク側の部分に接続された第１バイパスと、
   前記第１バイパスと、前記接続管の前記継電器よりコンサベータ側の部分または前記コンサベータとを接続する第２バイパスと、
   前記第１バイパスの前記第１バイパスと前記第２バイパスとの接続部より接続管側に設けられた絞り部とを備える、静止誘導機器。
2. 前記第１バイパスは、前記絞り部より上部配管側に拡管部を有し、
   前記接続部は、前記拡管部の上端より下方に位置している、請求項１に記載の静止誘導機器。
3. 前記拡管部は、前記上端から下方に向かって次第に拡管する部分を含む、請求項２に記載の静止誘導機器。

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