JP2021005643A

JP2021005643A - 巻鉄心変圧器およびその組立方法

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Publication number: JP2021005643A
Application number: JP2019118902A
Authority: JP
Inventors: 大毅関谷; Daiki Sekiya; 鈴木　敦; Atsushi Suzuki; 敦鈴木; 純一五百川; Junichi Iogawa
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2019-06-26
Filing date: 2019-06-26
Publication date: 2021-01-14
Anticipated expiration: 2039-06-26
Also published as: JP7288355B2

Abstract

【課題】分解搬入して現地での組立に好適な巻鉄心変圧器、および、その組立方法を提供する。【解決手段】巻鉄心と、該巻鉄心の複数の脚部に配置したコイルを有する巻鉄心変圧器であって、前記コイルの穴部に挿入する複数のくし歯部と、前記複数のくし歯部の一端を接続する接続部とを有する鉄心組立作業台兼用絶縁板を、前記コイルと前記巻鉄心との間に設けたことを特徴とするものである。【選択図】図１

Description

本発明は、巻鉄心を有する巻鉄心変圧器、および、分解搬入して現地での巻鉄心変圧器の組立方法に関する。

変圧器を建物に搬入する際に、搬入間口の寸法より変圧器の寸法が大きい場合がある。この時には、変圧器を各パーツ毎に分解して搬入し、現地で組み立てる。この分解対応は、モールド変圧器のみ可能である。

分解搬入を行う方法として積鉄心変圧器の分解搬入方法は確立されている。分解した鉄心、コイル、金具をそれぞれ分けて搬入し、組立工程としては、鉄心のみ組立起立を行った後、コイル挿入、鉄心、金具を組み立てし、検査後完成となる。

例えば特許文献１には、「コイル、鉄心コア部と鉄心ヨーク部とからなる鉄心、等の変圧器部品を分解搬入し現地組立する分解搬入変圧器の組立方法において、各相毎のコイル及び鉄心コア部を横置き状態で取付けた本体ベースを搬入し、そして、該鉄心コア部に鉄心ヨーク部を組合せて鉄心とすることを特徴とする分解搬入変圧器の組立方法。」と記載されている。

特開２０００−１１４０５６号公報

現在、積鉄心変圧器で現地分解搬入が可能となっている。しかし、現状の方法では鉄心の組み合わせ作業に多くの時間がかかり、全体としての作業日数が長くなることや部品点数も多いことから、分解搬入にかかるコストが高くなる等の課題がある。

これに対して、巻鉄心変圧器の場合は、搬入後、作業台上にコイルを配置し、鉄心を挿入して組立作業を行い、金具取付後に作業台を反転して変圧器を起立し、検査を実施して完成となる。巻鉄心とした場合には、現地での鉄心の組み合わせ作業と組立作業台が必要となるため、作業が簡易にできないと作業台が大型化し、また、作業日数が必要となる。現在、巻鉄心の現地分解搬入の実例は見当たらない。

本発明は、分解搬入して現地での組立に好適な巻鉄心変圧器、および、その組立方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明では、巻鉄心変圧器において、コイルと鉄心間に鉄心組立作業台兼用絶縁板を設ける。

本発明の「巻鉄心変圧器」の一例を挙げるならば、巻鉄心と、該巻鉄心の複数の脚部に配置したコイルを有する巻鉄心変圧器であって、前記コイルの穴部に挿入する複数のくし歯部と、前記複数のくし歯部の一端を接続する接続部とを有する鉄心組立作業台兼用絶縁板を、前記コイルと前記巻鉄心との間に設けたものである。

また、本発明の巻鉄心変圧器の組立方法の一例を挙げるならば、巻鉄心と、該巻鉄心の複数の脚部に配置したコイルを有する巻鉄心変圧器の組立方法であって、作業台上に、複数のコイルを並べて配置するステップと、複数のくし歯部と、前記複数のくし歯部の一端を連結する接続部とを有する鉄心組立作業台兼用絶縁板の前記くし歯部を、それぞれ前記複数のコイルの穴部に挿入するステップと、前記鉄心組立作業台兼用絶縁板を作業台として、前記巻鉄心を前記コイルの穴部に挿入して巻鉄心を形成するステップと、を備えるものである。

本発明の巻鉄心変圧器によれば、分解搬入して現地での組立に好適な巻鉄心変圧器を提供することができる。加えて、巻鉄心変圧器の短絡強化および耐震強化を図ることが可能となる。

また、本発明の巻鉄心変圧器の組立方法によれば、積鉄心変圧器の分解搬入方法と比べて、鉄心組合せ作業の簡易化を図れるため、分解搬入して現地での組立作業日数を減少させることが可能となる。そして、分解搬入にかかるコストの低減やトップランナー適用品としての納入が可能となる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

実施例１の巻鉄心変圧器の一例を示す平面図である。図１の巻鉄心変圧器のＡ−Ａ断面図である。図１の巻鉄心変圧器に用いる鉄心組立作業台兼用絶縁板を示す図である。実施例１の巻鉄心変圧器の組立方法を示す図である。鉄心組立作業台兼用絶縁板の変形例を示す図である。鉄心組立作業台兼用絶縁板の他の変形例を示す図である。実施例２の単相巻鉄心変圧器の一例を示す平面図である。図７の巻鉄心変圧器のＢ−Ｂ断面図である。実施例３の巻鉄心変圧器の組立方法の一部を示す図である。実施例３の巻鉄心変圧器の組立方法の一部を示す図である。実施例４の鉄心組立作業台兼用絶縁板を示す図である。

以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明する。なお、実施例を説明するための各図において、同一の構成要素にはなるべく同一の名称、符号を付して、その繰り返しの説明を省略する。

図１に、本発明の実施例１の巻鉄心変圧器の平面図を、また、図２に、図１のＡ−Ａ断面図を示す。実施例１は、本発明を三相三脚型変圧器に適用した例である。

鉄心２は、隣接配置した２つの内鉄心２ａ_１，２ａ_２と、２つの内鉄心２ａ_１，２ａ_２の周囲を取り囲む外鉄心２ｂから、構成されている。鉄心２の３つの脚には、それぞれ一次コイル３および二次コイル４が設けられ、三相三脚型変圧器を構成している。

コイル３および４の穴部には、鉄心組立作業台兼用絶縁板１が設けられている。図３に、鉄心組立作業台兼用絶縁板の一例を示す。鉄心組立作業台兼用絶縁板１は、コイルの穴部に挿入される複数のくし歯部１ａと、複数のくし歯部１ａの一端を接続する接続部１ｂとを備え、絶縁板から構成されている。そして、鉄心組立作業台兼用絶縁板１はＥ字形状をしており、鉄心組立作業台兼用絶縁板１の大きさは、図１に示すように、平面において略鉄心の大きさである。また、鉄心組立作業台兼用絶縁板１は、鉄心２を載せることができる厚さ強度を備えている。

巻鉄心変圧器の組み立てにおいて、鉄心をコイルに挿入する際には、鉄心とコイルの高さを合わせるための高さ調整具を備える専用のラップ作業台を用いて作業を行っている。しかし、現地分解搬入の場合には、現地に専用の作業台を持ち込むことは困難である。そこで、本発明では鉄心組立作業台兼用絶縁板１を用いて組立作業台を簡素化する。さらに、絶縁板がコイルと鉄心の間に入ることによりコイル内周の傷つきを防止し、また部品として併用し製品に組み込むことにより短絡強化や耐震強化を図る。

図４に、鉄心組立作業台兼用絶縁板１を用いた、実施例１の巻鉄心変圧器の組立方法を示す。先ず、図４（ａ）に示すように、分解搬入用作業台６の上に３つのコイル３を並べて配置する。次に、図４（ｂ）に示すように、３つのコイル３の穴部にそれぞれ鉄心組立作業台兼用絶縁板１のくし歯部を挿入する。次に、図４（ｃ）に示すように、鉄心組立作業台兼用絶縁板１の上面に、一端を開いた巻鉄心２を載置し、コイルの穴部に挿入し、開いた巻鉄心の一端を重ね合わせて巻鉄心を形成する。鉄心組立作業台兼用絶縁板１の手前側の接続部１ｂが、鉄心２を最初に載置するためのラップ作業台の役目を果たす。

本実施例の変圧器は、図１〜３に基づけば、第一の内鉄心２ａ_１と、前記第一の内鉄心に並べられた第二の内鉄心２ａ_２と、前記第一の内鉄心と前記第二の内鉄心とを覆うように配置された外鉄心２ｂと、前記第一の内鉄心と前記外鉄心に巻回された第一のコイル３_１と、前記第一の内鉄心と前記第二の内鉄心に巻回された第二のコイル３_２と、前記第二の内鉄心と前記外鉄心に巻回された第三のコイル３_３と、を有する変圧器であって、前記第一のコイル３_１の内側と前記第一の内鉄心及び前記外鉄心との間に該第第一のコイルの高さよりも長い第一の板状部材（くし歯部１ａ_１）が配置され、前記第二のコイル３_２の内側と前記第一の内鉄心及び前記第二の内鉄心との間に該第第二のコイルの高さよりも長い第二の板状部材（くし歯部１ａ_２）が配置され、前記第三のコイル３_３の内側と前記第二の内鉄心及び前記外鉄心との間に該第第三のコイルの高さよりも長い第三の板状部材（くし歯部１ａ_３）が配置され、前記第一の板状部材（くし歯部１ａ_１）と前記第二の板状部材（くし歯部１ａ_２）が前記第一のコイルより低いまたは高い位置で接続される第一の接続部（接続部１ｂ_１）を有し、前記第二の板状部材（くし歯部１ａ_２）と前記第三の板状部材（くし歯部１ａ_３）が前記第二のコイルより低いまたは高い位置で接続される第二の接続部（接続部１ｂ_２）を有するものである。

また、前記第一の板状部材（くし歯部１ａ_１）、前記第二の板状部材（くし歯部１ａ_２）、前記第三の板状部材（くし歯部１ａ_３）、前記第一の接続部（接続部１ｂ_１）及び前記第二の接続部（接続部１ｂ_２）は該変圧器の正面側に配置されている。また、前記第一の板状部材（くし歯部１ａ_１）、前記第二の板状部材（くし歯部１ａ_２）および前記第三の板状部材（くし歯部１ａ_３）のうち前記第一の接続部（接続部１ｂ_１）または前記第二の接続部（接続部１ｂ_２）が接続されていない端面は開放端である。また、前記第一の板状部材（くし歯部１ａ_１）、前記第二の板状部材（くし歯部１ａ_２）、前記第三の板状部材（くし歯部１ａ_３）、前記第一の接続部（接続部１ｂ_１）及び前記第二の接続部（接続部１ｂ_２）がそれぞれ接続される形状はＥ字形状である。

本実施例の巻鉄心変圧器によれば、鉄心組立作業台兼用絶縁板１を備えることにより、分解搬入して現地での組立に好適な巻鉄心変圧器を提供することができる。また、コイルと鉄心の間に絶縁板を備えているので、コイル内周の傷つきを防ぐことができ、絶縁を強化することができ、さらに、コイルが固定されることにより耐震強化を図ることができる。

また、本実施例の巻鉄心変圧器の組立方法によれば、積鉄心変圧器の分解搬入方法と比べて、鉄心組合せ作業の簡易化を図れるため、分解搬入して現地での組立作業日数を減少させることが可能となる。そして、分解搬入にかかるコストの低減やトップランナー適用品としての納入が可能となる。

図５に、本実施例の鉄心組立作業台兼用絶縁板の変形例を示す。この変形例は、鉄心組立作業台兼用絶縁板のくし歯部１ａの先端に丸み１ｃを持たせたものである。くし歯部の先端に丸み１ｃを持たせることにより、コイルを傷つけることを防止できる。

図６に、本実施例の鉄心組立作業台兼用絶縁板の他の変形例を示す。この変形例は、鉄心組立作業台兼用絶縁板のくし歯部１ａの先端を尖らせテーパー部１ｄを設けたものである。くし歯部の先端にテーパー部１ｄを設けることにより、コイルへの差し込みを容易にすることができる。

図７に、本発明の実施例２の巻鉄心変圧器の平面図を、また、図８に、図７のＢ−Ｂ断面図を示す。実施例２は、本発明を単相変圧器に適用した例である。

鉄心２の２つの脚には、それぞれ一次コイル３および二次コイル４が設けられ、単相型変圧器を構成している。コイル３および４の穴部には、鉄心組立作業台兼用絶縁板１が設けられている。鉄心組立作業台兼用絶縁板１は、実施例１と同様に、コイルの穴部に挿入される複数のくし歯部１ａと、複数のくし歯部１ａの一端を接続する接続部１ｂとを備え、絶縁板から構成されている。そして、本実施例では、鉄心組立作業台兼用絶縁板１はコ字形状をしており、鉄心組立作業台兼用絶縁板１の大きさは、図７に示すように、平面において略鉄心の大きさである。また、鉄心組立作業台兼用絶縁板１は、鉄心２を載せることができる厚さ強度を備えている。

本実施例の単相型巻鉄心変圧器によれば、実施例１と同様に、鉄心組立作業台兼用絶縁板１を備えることにより、分解搬入して現地での組立に好適な巻鉄心変圧器を提供することができる。また、コイルと鉄心の間に絶縁板を備えているので、コイル内周の傷つきを防ぐことができ、絶縁を強化することができ、さらに、コイルが固定されることにより耐震強化を図ることができる。

図９，１０に、実施例３の巻鉄心変圧器の組立方法の一部を示す。実施例３は、作業台上で巻鉄心変圧器を組み立てた後に、巻鉄心変圧器を起立させる方法である。

図９において、作業台６上において、コイル３に鉄心を挿入し鉄心ラップ後に、上締金具９および下締金具１０を取り付ける。そして、変圧器を起立させる際に、図の如く、作業台６と変圧器転倒防止用ベース７を固定する。

そして、図１０（ａ）に示すように、作業台６の一端と変圧器転倒防止用ベース７の一端に吊り具８を取り付け、吊り具８をクレーンに取り付ける。図１０（ｂ）に示すように、作業台６側の吊り具８を引き上げ、変圧器転倒防止用ベース７側の吊り具８を下ろすことにより、次第に変圧器が立ち上がる。そして、図１０（ｃ）に示すように、変圧器が直立したところで、作業を終了する。なお、変圧器を分解搬入する場合は、クレーンとしては、例えば分解して移動可能な簡易型のものを用いればよい。

本実施例によれば、作業台と製品用ベースを固定して変圧器を起立させることにより、変圧器の転倒を防止することができる。また、変圧器を分解搬入して現地で組み立てることが容易である。

図１１に、本発明の実施例４の鉄心組立作業台兼用絶縁板を示し、図１１(a)は平面図を、図１１（ｂ）は右側面図を示す。

図に示すように、本実施例の鉄心組立作業台兼用絶縁板１は、根本部分である接続部１ｂの厚みが大きく、くし歯部の先端に向かうにつれて次第に厚みが小さくなっている。本実施例の鉄心組立作業台兼用絶縁板１は、実施例１と同様に、作業台の上に並べて配置したコイルの穴部にそれぞれ鉄心組立作業台兼用絶縁板のくし歯部を挿入する。そして、鉄心組立作業台兼用絶縁板の上面に、一端を開いた巻鉄心を載置し、コイルの穴部に挿入し、開いた巻鉄心の一端を重ね合わせて巻鉄心を形成する。

本実施例の鉄心組立作業台兼用絶縁板によれば、厚みがくし歯部１ａの先端に向かうにつれて次第に小さくなっているので、鉄心のコイルへの挿入が容易となる。また、根本部分において絶縁板の厚みが厚くなっているので、コイルと鉄心を固定するクサビの作用が期待できる。

１…鉄心組立作業台兼用絶縁板
１ａ…くし歯部
１ｂ…接続部
１ｃ…丸み
１ｄ…テーパー部
２…巻鉄心
２ａ…内鉄心
２ｂ…外鉄心
３…一次コイル
４…二次コイル
６…分解搬入用作業台
７…変圧器転倒防止用ベース
８…吊り具
９…上締金具
１０…下締金具

Claims

巻鉄心と、該巻鉄心の複数の脚部に配置したコイルを有する巻鉄心変圧器であって、
前記コイルの穴部に挿入する複数のくし歯部と、前記複数のくし歯部の一端を接続する接続部とを有する鉄心組立作業台兼用絶縁板を、前記コイルと前記巻鉄心との間に設けたことを特徴とする巻鉄心変圧器。
請求項１に記載の巻鉄心変圧器において、
前記鉄心組立作業台兼用絶縁板の平面における大きさは、略前記巻鉄心の大きさであることを特徴とする巻鉄心変圧器。
請求項１に記載の巻鉄心変圧器において、
前記鉄心組立作業台兼用絶縁板のくし歯部の前記接続部とは反対側の他端は、開放端であることを特徴とする巻鉄心変圧器。
請求項１に記載の巻鉄心変圧器において、
前記巻鉄心は、２つの内鉄心と、前記２つの内鉄心を取り囲む外鉄心とから構成され、
前記コイルは、前記巻鉄心の３つの脚部に配置され、
前記鉄心組立作業台兼用絶縁板は、３つの前記コイルの穴部に前記くし歯部が挿入されるＥ字形状であることを特徴とする巻鉄心変圧器。
請求項１に記載の巻鉄心変圧器において、
前記巻鉄心は、１つの巻鉄心から構成され、
前記コイルは、前記１つの巻鉄心の２つの脚部に配置され、
前記鉄心組立作業台兼用絶縁板は、２つの前記コイルの穴部に前記くし歯部が挿入されるコ字形状であることを特徴とする巻鉄心変圧器。
請求項１に記載の巻鉄心変圧器において、
前記鉄心組立作業台兼用絶縁板の前記くし歯部の先端に、丸みを持たせたことを特徴とする巻鉄心変圧器。
請求項１に記載の巻鉄心変圧器において、
前記鉄心組立作業台兼用絶縁板の前記くし歯部の先端に、テーパー部を有していることを特徴とする巻鉄心変圧器。
請求項１に記載の巻鉄心変圧器において、
前記鉄心組立作業台兼用絶縁板は、根本部分において厚みが大きく、くし歯部の先端に向かうにつれて次第に厚みが小さくなることを特徴とする巻鉄心変圧器。
巻鉄心と、該巻鉄心の複数の脚部に配置したコイルを有する巻鉄心変圧器の組立方法であって、
作業台上に、複数のコイルを並べて配置するステップと、
複数のくし歯部と、前記複数のくし歯部の一端を連結する接続部とを有する鉄心組立作業台兼用絶縁板の前記くし歯部を、それぞれ前記複数のコイルの穴部に挿入するステップと、
前記鉄心組立作業台兼用絶縁板を作業台として、前記巻鉄心を前記コイルの穴部に挿入して巻鉄心を形成するステップと、
を備える巻鉄心変圧器の組立方法。
請求項９に記載の巻鉄心変圧器の組立方法において、更に、
巻鉄心の組立作業後、作業台と変圧器を一体とし、吊り具により起立させるステップを備える巻鉄心変圧器の組立方法。
請求項９に記載の巻鉄心変圧器の組立方法において、
巻鉄心変圧器は、巻鉄心と複数のコイルに分解して搬入し、現地で組み立てるものである巻鉄心変圧器の組立方法。
第一の内鉄心と、前記第一の内鉄心に並べられた第二の内鉄心と、前記第一の内鉄心と前記第二の内鉄心とを覆うように配置された外鉄心と、
前記第一の内鉄心と前記外鉄心に巻回された第一のコイルと、前記第一の内鉄心と前記第二の内鉄心に巻回された第二のコイルと、前記第二の内鉄心と前記外鉄心に巻回された第三のコイルと、を有する変圧器であって、
前記第一のコイルの内側と前記第一の内鉄心及び前記外鉄心との間に該第第一のコイルの高さよりも長い第一の板状部材が配置され、
前記第二のコイルの内側と前記第一の内鉄心及び前記第二の内鉄心との間に該第第二のコイルの高さよりも長い第二の板状部材が配置され、
前記第三のコイルの内側と前記第二の内鉄心及び前記外鉄心との間に該第第三のコイルの高さよりも長い第三の板状部材が配置され、
前記第一の板状部材と前記第二の板状部材が前記第一のコイルより低いまたは高い位置で接続される第一の接続部を有し、
前記第二の板状部材と前記第三の板状部材が前記第二のコイルより低いまたは高い位置で接続される第二の接続部を有すること
を特徴とする変圧器。
請求項１２に記載の変圧器において、
前記第一の板状部材、前記第二の板状部材、前記第三の板状部材、前記第一の接続部及び前記第二の接続部は変圧器の正面側に配置されていることを特徴とする変圧器。
請求項１２に記載の変圧器において、
前記第一の板状部材、前記第二の板状部材および前記第三の板状部材のうち前記第一の接続部または前記第二の接続部が接続されていない端面は開放端であることを特徴とする変圧器。
請求項１２に記載の変圧器において、
前記第一の板状部材、前記第二の板状部材、前記第三の板状部材、前記第一の接続部及び前記第二の接続部がそれぞれ接続される形状はＥ字形状であることを特徴とする変圧器。