TWI666665B

TWI666665B - 靜態感應器

Info

Publication number: TWI666665B
Application number: TW106128716A
Authority: TW
Inventors: 山田陽一郎; 西水亮; 浜館良夫; 山岸明
Original assignee: 日立製作所股份有限公司
Priority date: 2016-09-02
Filing date: 2017-08-24
Publication date: 2019-07-21
Also published as: US20180068785A1; US10658106B2; JP2018037597A; TW201812808A

Abstract

[課題] 　　提供一種安全的靜態感應器，就捲繞於靜態感應器的鐵芯腳部的磁屏蔽，防止由於振動從磁屏蔽所脫落的碎片被放出至收納靜態感應器的槽內，防止絕緣破壞等的事故。此外，提供一種靜態感應器，可不需要為了確保為了設置磁屏蔽所需的絕緣距離而進行的鐵芯尺寸變更，減低產生於線圈的壓縮力。 [解決手段] 　　在設在捲繞於靜態感應器的鐵芯腳部的線圈之上下端部附近的內部為空洞的絕緣構材的內部設置磁性材料。

Description

靜態感應器

[0001] 本發明有關靜態感應器的構造。

[0002] 歷來，在變壓器、電抗器等的由鐵芯和1個以上的線圈而成的靜態感應器方面，業已採取減輕通過此線圈的漏磁通所致的不良影響的對策；其中，該鐵芯係由腳部與軛部所成，該線圈係捲繞此鐵芯的腳部並在上下軛部間取絕緣距離而配置為同心狀。　　[0003] 例如，於專利文獻1中，已揭露一種靜態感應器，具備將矽鋼板帶捲繞為圓板狀並層積於線圈的半徑方向的環狀圓板形狀的磁屏蔽，在與前述磁屏蔽的線圈相向之面與相反側的面設置將漏磁通的一部分誘導於線圈的半徑方向的由高透磁率材料而成的磁分路。 [先前技術文獻] [專利文獻] 　　[0004] 　　[專利文獻1] 日本專利特開平2-148811號公報

[發明所欲解決之問題] 　　[0005] 於靜態感應器，通過線圈的漏磁通，係在繞線端部擴散於線圈的半徑方向，故於線圈係產生予以壓縮於上下方向之力。此情況下，線圈的強度非充分時，由於產生於線圈的壓縮力使得線圈部受到破壞。　　[0006] 要防止朝上下方向的壓縮力所致的線圈的破壞，係以下為有效的手段：將在繞線端部擴散於線圈的半徑方向的漏磁通的流向控制於上下方向，從而將產生於線圈的壓縮力予以減低。　　[0007] 在專利文獻1係雖作為漏磁通的對策而記載磁屏蔽，惟如構成磁屏蔽的矽鋼板帶的磁性材料，係由於磁通流通使得由於磁致伸縮現象而振動。靜態感應器係被長期間運用，故磁屏蔽係長期間持續振動。為此，隨著矽鋼板帶的隨時間劣化使得因振動從矽鋼板帶所脫落的碎片可能被放出至收納靜態感應器的槽內。　　[0008] 放出至靜態感應器的槽內的碎片係成為絕緣破壞等的事故的因素，故需要防止前述碎片的放出。此外，將磁屏蔽設置在記載於專利文獻1的位置的情況下，需要取磁分路與鐵芯的絕緣距離，故需要增加鐵芯的尺寸。　　[0009] 在本發明，係為了解決上述課題，目的在於提供一種靜態感應器，可防止從構成磁分路的磁性板帶所脫落的碎片放出至收納靜態感應器的槽內，同時不需要鐵芯尺寸的變更，減低產生於線圈的壓縮力。 [解決問題之技術手段] 　　[0010] 在本發明，係將設在捲繞於靜態感應器的鐵芯腳部的線圈之上下端部附近的以磁性材料而形成的磁分路的表面，以絕緣構材覆蓋。 [對照先前技術之功效] 　　[0011] 依本發明，使得從構成磁分路的磁性材料所脫落的碎片，被透過覆蓋磁分路的絕緣構材而防止放出至收納靜態感應器的槽內，可防止因前述碎片而發生的絕緣破壞等的事故。此外，以絕緣構材覆蓋磁分路，故確保鐵芯與磁分路的絕緣，不需要為了設置磁分路所需的鐵芯尺寸的變更。此外，由於可透過磁分路將在繞線端部朝線圈的半徑方向擴散的漏磁通的流向控制於上下方向，故可使產生於線圈的壓縮力減低。

[0013] 本發明，係有關靜態感應器的磁分路，該鐵芯係將層積由金屬等的磁性材料所成的鋼板而成的鐵芯腳及鐵芯軛、和此鐵芯軛與鐵芯腳的鐵芯接合部分，隔著絕緣材料透過緊固金屬件緊固於積層方向而形成，該靜態感應器係在鐵芯腳周圍取絕緣距離而配置1個以上的線圈、絕緣筒、直線間隔物，上述鐵芯、線圈、絕緣筒、直線間隔物被收納於以冷卻絕緣媒體而填滿的槽內，該磁分路係為了就繞線端部的漏磁通的流向進行控制而減低產生於線圈的上下方向的壓縮力而使用。　　[0014] 就實施本發明上適合的實施例，於以下，利用圖式進行說明。另外，下述僅為實施例，發明的內容不限定於下述態樣不言而喻。 [實施例1] 　　[0015] 在圖1示出實施例1中的磁分路100的基本構成示意圖。磁分路100係如示於圖1般透過層積如矽鋼板的磁性體的薄帶從而構成。此情況下，磁性體係可層積薄帶而構成，亦可構成為塊體。層積薄帶的情況下，係獲得抑制渦電流的發生的效果。　　[0016] 以絕緣構材200覆蓋此磁分路100的表面，從而確保磁分路100的絕緣，同時防止從磁分路100脫落的碎片被放出至收納靜態感應器的槽內。將磁分路100及絕緣構材200的剖面A-A’示於圖2。　　[0017] 圖3係從側面視看靜態感應器時的構造示意圖，為示出磁分路的設置處者。在圖3，係以具有3個鐵芯腳部的靜態感應器為例而進行繪示。捲繞於鐵芯700的腳部的線圈400、410、420，係以同心狀地配置至少2個以上的線圈而構成。在此線圈400、410、420之上下端部，以覆蓋線圈400、410、420的方式設置如在圖1所示的被絕緣構材210、220、230、240、250、260所覆蓋的磁分路110、120、130、140、150、160。　　[0018] 圖4係從上面視看圖3的靜態感應器時的構造示意圖，為示出磁分路110、120、130、140、150、160的形狀的一例者。3個腳部之中捲繞於兩端的腳部的磁分路500及磁分路503，係在位於鐵芯700的外側的部分的1處設置空隙。此外，3個腳部之中捲繞於中央的腳部的磁分路係在位於鐵芯700的外側的2處設置空隙，分割為磁分路501與502。藉此，從線圈400、410、420流達的漏磁通通過磁分路500、501、502、50而於鐵芯700效率佳地流動，可有效控制線圈400、410、420之上下端部附近的漏磁通的流向。　　[0019] 另外，將如磁分路的磁性材料捲繞於鐵芯而設置的情況下，需要切斷磁分路的一部分而設置空隙，作成不會形成因磁分路而形成的1匝的磁路。此時所形成的矽鋼板帶的切斷面，係比起矽鋼板帶的其他部位較易於受到因磁致伸縮現象所致的振動的影響，故碎片從此切斷面放出至靜態感應器的槽內的可能性變更高，故如本實施例般透過覆蓋磁分路的絕緣構材而防止碎片被放出至收納靜態感應器的槽內為特別有效。　　[0020] 另外，在本實施例係雖就設置在線圈400、410、420之上端部的磁分路進行說明，惟就設置在線圈400、410、420的下端部的磁分路，亦能以與本實施例同樣的方法而構成。　　[0021] 以上，依本實施例時，從構成磁分路的磁性材料所脫落的碎片，被透過覆蓋磁分路的絕緣構材而防止放出至收納靜態感應器的槽內，可防止因前述碎片而發生的絕緣破壞等的事故。此外，以絕緣構材覆蓋磁分路，故確保鐵芯與磁分路的絕緣，不需要為了設置磁分路所需的鐵芯尺寸的變更。此外，由於可透過磁分路將在繞線端部朝線圈的半徑方向擴散的漏磁通的流向控制於上下方向，故可使產生於線圈的壓縮力減低。 [實施例2] 　　[0022] 圖5係就實施例2中的靜態感應器從上面視看時的構造示意圖，為示出磁分路501、502、504、505、506、507的形狀的一例者。基本構成係如同實施例1，故僅說明與實施例1不同的部分。　　[0023] 在本實施例，係在捲繞於鐵芯700的兩端的腳部的磁分路的2處設置空隙，分割為磁分路504與505、及磁分路506與507。藉此，磁分路501、502、504、505、506、507的形狀成為相同，故可減低製作成本。　　[0024] 另外，在本實施例係雖就設置在線圈400、410、420之上端部的磁分路進行說明，惟就設置在線圈400、410、420的下端部的磁分路，亦能以與本實施例同樣的方法而構成。 [實施例3] 　　[0025] 圖6係就實施例3中的靜態感應器從上面視看時的構造示意圖，為就磁分路504、505、506、507、508、509、510、511的形狀的一例進行繪示者。基本構成係如同實施例1，故僅說明與實施例1不同的部分。　　[0026] 在本實施例，係就捲繞於鐵芯700之中央的腳部的磁分路在鐵芯700的外側的位置、位於鐵芯700的軛部之下的4處設置空隙。藉此，可減小捲繞鐵芯700之中央的腳部的磁分路508、509、510、511的尺寸，故可因磁分路的物量削減而減低製造成本。　　[0027] 另外，在本實施例係雖就設置在線圈400、410、420之上端部的磁分路進行說明，惟就設置在線圈400、410、420的下端部的磁分路，亦能以與本實施例同樣的方法而構成。 [實施例4] 　　[0028] 圖7係就實施例4中的靜態感應器從上面視看時的構造示意圖，為就磁分路512、513、514、515、516、517、518、519的形狀的一例進行繪示者。基本構成係如同實施例1，故僅說明與實施例1不同的部分。　　[0029] 在本實施例，係以透過同心狀地配置2個線圈從而構成線圈400、410、420各者的靜態感應器為例而進行繪示。另外，將前述2個線圈方便上稱為外側線圈、內側線圈。在實施例1～3，係將構成捲繞於鐵芯700的各腳部的線圈400、410、420各者的外側、內側線圈，對於前述繞線的半徑方向係以相同的磁分路而覆蓋，而在本實施例，係將前述外側、內側線圈以個別的磁分路而覆蓋的構成。　　[0030] 以實施例1的磁分路的形狀為例而說明細節。將構成線圈400的外側線圈以磁分路512覆蓋，將內側線圈以磁分路513覆蓋。構成線圈410的外側線圈係以磁分路514與515覆蓋，內側線圈係以磁分路516與517覆蓋。線圈420的外側線圈係以磁分路518覆蓋，內側線圈係以磁分路519覆蓋。藉此，以磁分路僅覆蓋線圈部分，故由於磁分路的物量削減，可減低製造成本。　　[0031] 另外，在本實施例係雖就設置在線圈400、410、420之上端部的磁分路進行說明，惟就設置在線圈400、410、420的下端部的磁分路，亦能以與本實施例同樣的方法而構成。　　[0032] 此外，記載於實施例2、3的磁分路的形狀下，亦能以與本實施例同樣的方法，將線圈400、10、420各者的外側、內側線圈覆蓋。 [實施例5] 　　[0033] 圖8係從上面視看實施例5中的靜態感應器時的構造示意圖，為示出磁分路520、521、522、523的形狀的一例者。在磁分路內流動於圓周方向的磁通非相同，取決於位置而亦存在以下可能性：磁通集中，磁分路發生磁飽和，無法充分發揮控制線圈400、410、420之上下端部的漏磁通的流向的功能。所以，亦存在如下方法：就磁通集中之部分，透過增加磁分路之上下方向的厚度，增加截面積而迴避磁飽和，予以維持控制前述漏磁通的流向的功能。以實施例1的磁分路形狀為例，說明細節。　　[0034] 就磁分路520、521、522、523，增加例如以實線包圍的區域之上下方向的厚度。就線B-B’上的磁分路之上下方向的厚度進行繪示者即為圖9。使磁分路的以前述實線包圍的區域以外之上下方向的厚度為c1時，在以前述實線包圍的區域內使上下方向的厚度逐漸為c2（c1＜c2）。　　[0035] 另外，在本實施例係雖就設置在線圈400、410、420之上端部的磁分路進行說明，惟就設置在線圈400、410、420的下端部的磁分路，亦能以與本實施例同樣的方法而構成。　　[0036] 此外，就實施例1～4，亦可適用本實施例。 [實施例6] 　　[0037] 圖10係就使實施例1中的磁分路100變形下的實施例6中的磁分路524的剖面A-A’進行繪示的圖。磁分路100係在圓周方向上設置1處以上的空隙從而迴避1匝的磁路的形成。其中，取決於磁分路之上下方向的厚度或位置，亦有可能在如示於圖10的剖面形成1匝的磁路。所以，亦存在如下方法：在前述剖面A-A’設置磁分路內絕緣構材600，於上下方向2分割而迴避形成1匝的磁路。本實施例，係亦可適用於實施例1～5。 [實施例7] 　　[0038] 實施例1～4，係雖當作設於線圈400、410、420各者之上下端部的磁分路的形狀係相同，惟可例如設於線圈400、410、420之上端部的磁分路形狀係如實施例1的形狀，設於線圈400、410、420之上端部的磁分路形狀係如實施例2作成不同的形狀。藉此，可選擇不干涉在線圈400、410、420之上下的構造物的磁分路形狀，收納靜態感應器的槽內的布局的自由度提高。　　[0039] 本發明非限定於上述之實施例者，包含各種變化例。例如，上述之實施例係為了以容易理解的方式說明本發明而詳細說明者，未必限定於具備所說明之全部的構成。此外，可將某實施例之構成的一部分置換成其他實施例之構成，另外亦可對於某實施例之構成加入其他實施例的構成。此外，就各實施例之構成的一部分，可進行其他構成之追加、刪除、置換。

[0040]

100、110、120、130、140、150、160、500、501、502、503、504、505、506、507、508、509、510、511、512、513、514、515、516、517、518、519、520、521、522、523、524‧‧‧磁分路

200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320‧‧‧絕緣構材

400、410、420‧‧‧線圈

600‧‧‧磁分路內絕緣構材

700‧‧‧鐵芯

[0012] 　　[圖1] 實施例1中的磁分路的基本構成示意圖的一例。　　[圖2] 就圖1的磁分路及絕緣構材的剖面A-A’進行繪示的圖。　　[圖3] 將示出實施例1中的磁分路的設置處下的靜態感應器從側面視看時的構造示意圖。　　[圖4] 從上面視看實施例1中的靜態感應器時的構造示意圖。　　[圖5] 從上面視看實施例2中的靜態感應器時的構造示意圖。　　[圖6] 從上面視看實施例3中的靜態感應器時的構造示意圖。　　[圖7] 從上面視看實施例4中的靜態感應器時的構造示意圖。　　[圖8] 從上面視看實施例5中的靜態感應器時的構造示意圖。　　[圖9] 就實施例5中的線B-B’上的磁分路之上下方向的厚度進行繪示的圖。　　[圖10] 就實施例6中的磁分路的剖面A-A’進行繪示的圖。

Claims

一種靜態感應器，以由層積由磁性材料所成的鋼板而成的至少1個以上的腳部及將此等磁性連結的軛部所成的鐵芯、和捲繞於前述鐵芯的前述腳部的至少1個以上的線圈而構成，在以在前述繞線之上下端部附近覆蓋前述繞線的方式而設的內部為空洞的絕緣構材的內部設置磁性材料，以前述絕緣構材覆蓋前述磁性材料。
如申請專利範圍第1項的靜態感應器，其中，在前述磁性材料的圓周方向上設置至少1處以上的空隙。
如申請專利範圍第2項的靜態感應器，其中，設置複數個前述腳部，前述空隙之位置因設置的前述腳部而異。
如申請專利範圍第1項的靜態感應器，其中，在前述磁性材料的半徑方向上設置空隙。
如申請專利範圍第2項的靜態感應器，其中，在前述磁性材料的半徑方向上設置空隙。
如申請專利範圍第3項的靜態感應器，其中，在前述磁性材料的半徑方向上設置空隙。
如申請專利範圍第1~6項中任一項的靜態感應器，其中，前述磁性材料係上下方向的厚度一部分不同。
如申請專利範圍第1~6項中任一項的靜態感應器，其中，設於前述磁性材料的圓周方向上的至少1個以上的空隙的距離為1.0mm~2.0mm。
如申請專利範圍第7項的靜態感應器，其中，設於前述磁性材料的圓周方向上的至少1個以上的空隙的距離為1.0mm~2.0mm。