JPH064574Y2 - 空心リアクトル - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の属する技術分野〕 本考案は、アルミニウム材からなる磁気シールドを備え
た主として油入空心リアクトルの構造に関する。

〔従来技術とその問題点〕

高電圧かつ大容量の空心リアクトルにおいては、空心コ
イルの耐電圧性能、冷却性能の向上ならびに小形化、軽
量化のために絶縁油等を包蔵した鋼材からなるタンク内
に空心コイルを収納するよう構成したものが広く知られ
ており、この場合透磁率の高い鋼材からなるタンクが空
心コイルが発生する磁束の通路となり、タンクの発熱や
電気的損失が増加するのを防ぐために、空心コイルとタ
ンクの側板との間に空心コイルを包囲するよう形成され
たアルミニウムなど非磁性導電材からなる磁気シールド
を設け、タンクの発生損失を低減する対策を施したもの
が知られている。

第３図は従来技術の一例を示す磁気シールド付き空心リ
アクトルの要部の概略側断面図、第４図は第３図のＡ−
Ａ方向の断面図であり、コイルおよび磁気シールドの締
付け支持構造物やブッシング，冷却装置、コンサベータ
等の補機類は省略してある。図において、１はその内部
に絶縁油等の絶縁性冷却媒体１０を包蔵した鋼材からな
るタンク、２は絶縁油１０中に浸漬された円筒状の空心
コイル、３は空心コイル２の外周側を包囲するよう空心
コイル２とタンク１の側板１Ａとの間に配設されたアル
ミニウム板からなる磁気シールドであり、図の場合磁気
シールド３は方形の枠状に形成され、その周方向の少く
とも１個所に１ターンの電流通路が形成されるのを阻止
するための間隙部４が形成されている。また１００は空
心コイル２に流れる交流電流によって生ずる磁束の分布
を示す等磁位線（以下磁束線とよぶ）であり、磁気シー
ルド３の空心コイル２に対向する内壁面３Ａ部分におい
ては、磁束線１００の一部分が磁気シールド３の内壁面
３Ａと鎖交することによって内壁面３Ａに沿った渦電流
が内壁面３Ａに近接した磁気シールドの表層部に流れ、
渦電流によって生ずる反抗磁界によって磁束線１００が
磁気シールド３内に深く浸透するのを阻止するいわゆる
磁気シールド効果を発揮する。

しかしながら、一部の漏れ磁束線１０１は磁気シールド
３が配設されていない磁気シールド３の上下部分を通っ
てタンク１の側板１Ａに到達し、透磁率が大きい側板１
Ａが磁路となって磁束の閉ループを形成するために、側
板１Ａに鉄損が発生し、この鉄損によって側板１Ａが局
部的に加熱されるという問題が発生する。タンクの側板
１Ａに出入りする漏れ磁束１０１の低減対策としては、
磁気シールドの上下方向の幅を大きくする方法、円筒状
の空心コイルに対して磁気シールドを方形にするなど空
心コイル２と磁気シールド３との間の距離を極力大きく
する方法などが知られているが、磁気シールドの重量増
加ならびにタンクの大形化、冷却媒体の増量をまねく欠
点がある。また、磁気シールド３の周方向に設けられた
間隙４を排除し、空心コイル２を取巻く閉ループを形成
すれば、磁束線１０１によって磁気シールドの閉ループ
に循環電流が流れ、磁束線１０１のタンク側板１Ａ側へ
の廻り込みを阻止できるであろうことは、原理的には知
られているが、循環電流が流れることによって空心コイ
ルのリアクタンスが減少すること、ならびに循環電流に
対応して磁気シールドの厚みを増す必要があることなど
の欠点があるために実用化されていないのが実情であ
る。

〔考案の目的〕

本考案は前述の状況に鑑みてなされたもので、リアクタ
ンスの減少を伴うことなくタンク側への漏れ磁束を低減
でき、低損失かつ小形化，軽量化可能な磁気シールド付
き空心リアクトルを提供することを目的とする。

〔考案の要点〕

本考案は、冷却媒体を包蔵したタンクとこのタンクに収
納された円筒状の空心コイルとの間に、所定の距離を隔
てて空心コイルを包囲し短絡した１ターンの形成を回避
する間隙部を有するアルミニウム板からなる磁気シール
ド筒と、この磁気シールド筒の軸方向のいずれか一方端
に絶縁材を介して周縁部が結合されほぼ円板状の半径方
向に伸びるスリットと前記冷却媒体の流通孔を有する有
底筒状の磁気シールドを備えるよう構成したことによ
り、間隙部およびスリットによって磁気シールド中に発
生する循環電流を阻止できるとともに、磁気シールド中
に発生する渦電流により磁気シールドを透過してタンク
側に漏れる磁束の発生を阻止できるようにしたものであ
る。

〔考案の実施例〕

以下本考案を実施例に基づいて説明する。

第１図は本考案の実施例を示す要部の概略側断面図、第
２図は第１図におけるＢ−Ｂ方向の断面図である。図に
おいて、２０は冷却媒体１０の流通孔を有する有底筒状
に形成されたアルミニウム板からなる磁気シールドであ
り、円筒状の空心コイル２の外周側に絶縁に必要な距離
６を隔てて空心コイル２とほぼ同軸状に配された磁気シ
ールド筒２１と、円板状の磁気シールド板２２とからな
り、磁気シールド筒２１の下端側に内側に向かって突設
された支持金具２５と円板状の磁気シールド板２２の周
縁部とが絶縁ワッシャー２３および絶縁ボルト２４から
なる絶縁材を介して結合されることにより有底筒状の磁
気シールド２０が形成されている。また、磁気シールド
筒２１には周方向に１個所の間隙部２６が設けられるこ
とにより、磁気シールド筒２１が短絡された１ターンを
形成しないよう形成されるとともに、円板状の磁気シー
ルド板２２にはその中心部から半径方向に延びるスリッ
ト２７が設けられており、間隙部２６により磁気シール
ド筒２１を周方向に循環する循環電流が、スリット２７
により磁気シールド板を周方向に循環する電流がそれぞ
れ阻止されるよう構成されている。さらに、磁気シール
ド筒２１と磁気シールド板２２とが絶縁材を介して結合
されることにより、両者間にまたがる循環電流が阻止さ
れるよう構成されている。なお、有底筒状の磁気シール
ド２０は、空心コイル２に絶縁材を介して軸方向締着力
を加える図示しないフレームに連結支持されるととも
に、磁気シールド筒２１および磁気シールド板２２はそ
れぞれ１個所でフレームに導電接続されることにより大
地電位に保持される。また、磁気シールド筒２１と磁気
シールド板２２の周縁部との間および磁気シールド板の
要所には冷却媒体１０の流通孔２８および２９が設けら
れ、これらの流通孔を介して冷却媒体１０が空心コイル
２および磁気シールド２０の表面を対流または強制循環
されることにより冷却が行われるよう構成されている。

前述のように構成された空心リアクトルにおいて、空心
コイル２に流れる交流電流によって発生した磁束線１０
０は、磁束線１００が磁気シールド２０のアルミニウム
板に深く浸透するのを阻止するよう磁気シールド筒２１
および磁気シールド板２２それぞれの内壁面に沿って生
ずる渦電流により磁気シールド２０を透過してタンク１
側に漏れる磁束線が阻止されるいわゆる磁気シールド効
果により、第３図における漏れ磁束線１０１を排除でき
るので、タンク１に鎖交する漏れ磁束線は有底筒状に形
成された磁気シールド２０の上方に広がった磁束線１０
２および冷却媒体の流通路２８，２９等の孔から漏れる
僅かな磁束線のみとなり、タンク１で発生する損失およ
びタンクの局部的加熱を大幅に低減または阻止すること
ができる。また、間隙部２６、スリット２７、絶縁材２
３，２４等により磁気シールド２０に生ずる循環電流が
阻止されるので、磁気シールドを形成するアルミニウム
板を厚くする必要がなく、また空心コイル２と磁気シー
ルド筒との間の距離６を拡大したり磁気シールド筒の上
下方向寸法を拡張する漏れ磁束防止対策も不要となるの
で、磁気シールドを小形化，軽量化できるとともに、タ
ンク１を円筒状に形成してタンクの小形化，軽量化なら
びに冷却媒体１０の使用量の低減を計ることが可能とな
り、空心リアクトル全体を小形化、軽量化することがで
きる。さらに、磁気シールド２０に発生する循環電流を
阻止したことにより、空心リアクトルのリアクタンスが
減少することを防ぐことができ、したがってクアクタン
スの減少を補償するために空心コイルの巻数を増加する
などの対策が不要になり、空心コイルの重量増加ならび
に工数増加を阻止することができる。

なお、前述の実施例においては磁気シールド板２２を磁
気シールド筒２１の下端部側に配した場合について説明
したが、磁気シールド板２２を磁気シールド筒２１の上
端部側に配しても前述の実施例と同様にタンク側への漏
れ磁束線を阻止することができる。

〔考案の効果〕

本考案は前述のように、鋼材からなるタンクと円筒状の
空心コイルとの間に配されるアルミニウム板からなる磁
気シールドを、循環電流阻止用の間隙部を有する磁気シ
ールド筒と、半径方向に伸びるスリットを備え周縁部が
絶縁材を介して磁気シールド筒の軸方向端部に結合され
た円板状のシールド板とからなる冷却媒体の流通孔を有
する有底筒状に形成するよう構成した。その結果、磁気
シールド筒、磁気シールド板それぞれに流れる渦電流に
より空心コイルで発生した磁束線が磁気シールドに深く
浸透することを阻止され、従来技術で問題となったタン
ク側への漏れ磁束が閉ループを形成するのを阻止できる
ことにより、タンク壁を通る漏れ磁束量を大幅に低減で
き、したがってタンク壁での発生損失が少くタンクの局
部加熱の危険性の少い磁気シールド付き空心リアクトル
を提供することができる。また、磁気シールドの構造の
改善により漏れ磁束が低減されることにより、磁気シー
ルド筒の上下方向寸法は空心コイルとの間の距離の増大
などの漏れ磁束線の低減対策が不要になり、かつ循環電
流が排除されることにより磁気シールドを構成するアル
ミニウム板の厚みの増加、空心コイルの巻数の追加など
の対策も不要になるので、空心リアクトル全体を小形
化、軽量化することが可能となる。したがってこれらの
効果を総合して、低損失かつ優れた信頼性を有し、小形
かつ軽量化されることにより経済性に優れた空心リアク
トルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す要部の概略側断面図、第
２図は第１図におけるＢ−Ｂ方向の断面図、第３図は従
来技術を示す要部の概略側断面図、第４図は第３図にお
けるＡ−Ａ方向の断面図である。 １…タンク、２…空心コイル、３，２０…磁気シール
ド、６…絶縁距離、１０…冷却媒体、２１…磁気シール
ド筒、２２…磁気シールド板、２３，２４…絶縁材、２
５…支持金具、４，２６…間隙部、２７…スリット、２
８，２９…流通孔、１００…等磁位線（磁束線）、１０
１…漏れ磁束線。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁性の冷却媒体を包蔵した鋼材からなる
   タンク、ならびにこのタンク内に収納された円筒状の空
   心コイルを備えたものにおいて、前記空心コイルの外周
   面との間に所定の距離を保持して空心コイルと同軸状に
   配された周方向の１個所に短絡防止用の間隙部を有する
   アルミニユム板からなる磁気シールド筒と、この磁気シ
   ールド筒の軸方向の何れか一方端に絶縁材を介して周縁
   部が結合されほぼ円板状の半径方向に伸びるスリットと
   前記冷却媒体の流通孔とを有するアルミニウム性の磁気
   シールド板とからなる有底筒状に形成された磁気シール
   ドを備えたことを特徴とする空心リアクトル。
2. 【請求項２】実用新案登録請求の範囲第１項において、
   磁気シールド筒と磁気シールド板の周縁部との間に冷却
   媒体が流通する流通孔が形成されてなることを特徴とす
   る空心リアクトル。