JPS6239521B2

JPS6239521B2 -

Info

Publication number: JPS6239521B2
Application number: JP7013279A
Authority: JP
Inventors: Tsunehiko Nagaya
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-06-06
Filing date: 1979-06-06
Publication date: 1987-08-24
Also published as: JPS55163816A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、振動騒音防止用の防振ゴムを介して
ビルデングなどの床上に設置されることが多いモ
ールド変圧器、乾式変圧器などの地震時における
ロツキング振動等を抑制するに好適な耐震変圧器
に関するものである。

一般に、第１図、第２図に示すようにモールド
変圧器または乾式変圧器の変圧器本体２８は、床
７上に弾性部材の防振ゴム５、基礎ボルト６を介
して固定されたベース金具４上に固定されてい
る。そして、変圧器本体２８は、補強のため両側
に鉄心当て板９が当てられ、上締金具８、下締金
具３が上下に取付けられ、鉄心締付ボルト１０，
１１を介し固定された鉄心２の脚部に巻線１が巻
回されて構成されている。この変圧器本体２８の
下締金具３をベース金具４上にベース固定ボルト
１２を介し固定し、床７上に自立させている。そ
して、変圧器本体の磁歪振動で発生する振動騒音
は、防振ゴム５が取付けられているので、ビルデ
ング等の床７に伝達することが防止されるように
なつている。

このような変圧器において、床７に地震波が襲
来した場合、変圧器本体２８は第２図、第３図に
示す如き応答特性を示す。ここでは、変圧器本体
２８の固有振動数が低く、地震波と共振しやすい
矢印で示す方向に振動する場合をとりあげて検討
する。一般に、振動系の固有振動数f₀（Hz）は(1)
式で表わされる。但し、ｋ：振動系のばね定数、
Ｗ：重量である。

従つて、ばね定数ｋが大きい程振動系の固有振
動数は高くなる。地震波の周波数成分はほとんど
0.5〜10Hzの間にあるので、地震波に変圧器本体
２８が共振しないようにするには、ｋをできるだ
け大きくして、固有振動数を高くし、10Hz以上と
する必要がある。原子力発変電所用の変圧器で
は、この固有振動数f₀を20Hz以上とする必要に迫
られることもあるが、変圧器単独でこれを実現す
ることは困難である場合もある。

変圧器本体２８の振動性状としては一般に二つ
の形態が考えられる。第３図は変圧器本体２８が
固有振動数f₂で曲げられて振動する場合で、ばね
定数ｋは、鉄心２の曲げ剛さと、下締金具３、ベ
ース金具４の曲げ剛さなどによつて決まる。この
固有振動数f₂を高めるには鉄心２、下締金具３、
ベース金具４の補強を行う必要があるが、巻線１
との絶縁距離の確保などのために限度がある。ま
た、鉄心２自体は積層されたものであるから、必
らず相互のすべりを生じるので固有振動数f₂の大
幅な変化は期待できない。

次に、防振ゴム５を介在させた場合であるが、
防振ゴム５にはばね定数を有し、変圧器本体２８
がほぼ剛体に近い形で第４図に示すように一体と
して防振ゴム５上で固有振動数f₁で回転揺動（ロ
ツキング振動）する場合である。このロツキング
振動の場合は、床７の地震入力がｘとすると、変
圧器本体２８がθ度傾いた場合その上部ではその
高さｈに比例した大きさのｈ〓に増幅され、ｘ＋
ｈ〓の振動をすることになるので、接続リード線
（図示せず）を引きちぎつたり、基礎ボルト６の
破断、転倒などに進展することがあり得る。第５
図は縦軸に応答倍率をとり横軸に加振周波数をと
り、床７の地震応答曲線Ａと変圧器本体２８の共
振特性曲線Ｂとを示しており、図のように、変圧
器本体２８の曲げ振動の固有振動数f₂とロツキン
グ振動数f₁が近接しているような場合で、しか
も、それが地震波の固有振動数成分と合致する
と、共振現象の相乗により地震波が増幅されて過
大な力が変圧器本体に作用し、上記のような不具
合を生じ易い。

変圧器本体２８の耐震強度を向上させるために
は、変圧器本体２８の固有振動数f₂、ロツキング
振動数f₁などを地震波の卓越周波数外にずらせ
て、万一、地震波が襲来しても共振現象が生じな
いようにするか、または、万一共振したとして
も、その増幅を抑制することの二方法が考えられ
る。このうち、固有振動数f₂をずらす方法は、上
記のように一般には困難である。また、ロツキン
グ振動をなくすため防振ゴム５を除去した場合は
鉄心による騒音に対する公害規制を満足し得なく
なると云う欠点を有する。そして、変圧器本体を
壁などから腕を出して固定する方法も考えられる
が、地震時は壁も地震波で振動するため、かえつ
て無理な力が加わるような場合もある。

本発明の目的は、変圧器本体のばね定数を高く
し、かつ騒音を増さずに、ロツキング振動をなく
し固有振動数を高めるとともに万一共振してもそ
の増幅を抑制できるようにした耐震変圧器を提供
することにある。

本発明の耐震変圧器は鉄心脚とこれに巻装され
る巻線とからなる変圧器本体を防振用弾性部材を
介在させて据付面上に固定するとともに、据付面
上に固定された耐震フレームにより、変圧器本体
上端部を弾性部材を介在させ固定してなるもので
ある。

以下本発明の耐震変圧器の一実施例を、従来と
同部品は同符号で示し同部分の説明は省略し第６
図、第７図により説明する。変圧器本体２８の上
端部は、上締金具８の上部に弾性部材の防振ゴム
１６を介在させてＵ字ないしＶ字状の傾斜ステー
付耐震フレーム１４を固定ボルト１３により締付
け固定している。一方、耐震フレーム１４の開口
側は、変圧器本体２８のベース金具４とは別に、
床７に密着して基礎ボルト６により強固に固定し
た耐震ベース１５に、固定ボルト１７により固定
されている。そして、変圧器本体２８は耐震ベー
ス１５の上にベース金具４、変圧器固定ボルト１
８を介し固定されている。尚、耐震フレーム１４
は、耐震ベース１５上に限らず床面、基礎面等の
据付面上に固定すればよい。

本実施例の耐震変圧器はこのように構成されて
おり、耐震フレーム１４、耐震ベース１５などの
剛性は、変圧器本体２８とは別個に必要な大きさ
まで補強ができるので、その固有振動数を20Hz以
上となし、地震波とは全くないしはほとんど共振
しないようにすることができる。従つて、変圧器
本体２８は、防振ゴム１６，５によつて上下両部
を支持された形になり、第３図のような曲げ振動
は生じなくなる。また、曲げ振動を生じたとして
も、その変位は防振ゴム１６，５の変形代分に抑
制される。一方、防振ゴム１６，５による変圧器
本体２８のロツキング振動は、たとえ生じたとし
ても、上下端が支持されているため第４図のよう
な自由端となつている場合と異なり、大幅に増幅
されると云うことはなくなり、地震波に対してほ
とんど共振しないようにすることができる。特
に、耐震フレーム１４は変圧器本体２８の上端か
ら下端に行くにしたがい幅寸法を順次広くした傾
斜面を形成しており、水平方向の振動に対して、
変圧器本体２８が振動されにくい。特に、耐震フ
レーム１４を傾斜にすることにより、変圧器本体
２８の上端側と耐震フレーム１４との間が狭まく
なり、水平方向の振動に対して、変圧器本体２８
の上端側で振動しにくく、変圧器本体２８が左右
に振動するのを抑制することができる。また、耐
震フレーム１４は変圧器本体２８を上端側から下
端に押圧することにより、上、下方向の振動を、
耐震フレーム１４で阻止すると共に、防振ゴム１
６，５で吸収しているので、変圧器本体２８は
上、下方向の振動に対しても耐震性が良い。第１
２図は第５図と同様に表示したものであり、上記
の効果を変圧器本体２８の共振特性曲線Ｃのよう
に示している。尚、Ｄは耐震フレームの共振特性
曲線である。

また、耐震フレーム１４、耐震ベース１５など
は図示のように着脱自在であるから、変圧器本体
２８とは別輸送し、ビルデングなどに搬入後組立
てが可能となり輸送時寸法を増加することなく耐
震性能を増すことができる。一方、輸送寸法にお
いて余裕があればこれらをそのまま輸送用の耐振
架台として兼用し、搬入時間口が狭ければ一時取
外すなどの使い方ができる。さらに、鉄心２によ
る振動騒音については、変圧器本体２８下部の防
振ゴム５の効果が従来通り生かされており、耐震
フレーム１４を取付けた場合は、耐震フレーム１
４と上締金具８との間に防振ゴム１６を挿入する
ことにより、耐震フレーム１４を経由して伝達さ
れる振動騒音も低減できるので、公害規制をも十
分に満足することができる。また、上記実施例
は、耐震フレーム１４を変圧器本体２８のベース
金具４の位置に合わせて取付けてあり、巻線１か
らのリード線（図示せず）との絶縁間隔を十分に
とれる場合に好適である。

第８図は他の実施例を示し、リード線が各巻線
１の中心から引き出されることが多いため、耐震
フレーム１４の取付位置を巻線１の相互間に移し
た場合である。そして、ベース金具４の下に耐震
ベース１５との高さを合わせるために、防振ゴム
５を介在させて補助ベース１９を設けている。ま
た、耐震ベース１５と下締金具３との間には防振
ゴム５を介在させてベース金具４と同様に補助ベ
ース２０を設けている。

第９図、第１０図、第１１図はそれぞれ他の実
施例を示し、上記各実施例と異るところは、第９
図は、リード線との間隔をとつて配線上の邪魔に
ならぬようにすることと美観上から、耐震フレー
ム１４と耐震ベース１５の取付位置を変圧器本体
２８の長手方向端面に、連結金具２１及び固定ボ
ルト２２を介し固定している。第１０図は、耐震
フレーム１４の変圧器本体２８への取付部を切断
し、上締金具８の両側面に固着したものであり高
さを低くすることができる。第１１図は変圧器本
体２８を複数個直線状に配列しその長手方向端面
部にも耐震強化のため、下部は補助ベース２４へ
固定ボルト１７を介し、また、上部は防振ゴム１
６を介し耐震フレーム２３を取付けたものであ
る。そして、上記第８図ないし第１１図の各実施
例も、第６図、第７図の実施例と同様の作用効果
を有する。

また、上記各実施例は三相変圧器の場合につい
て述べたが、単相変圧器の場合でも同様である。

以上記述した如く本発明の耐震変圧器は、変圧
器本体のばね定数を高くしかつ従来と同様に低騒
音を維持できロツキング振動をなくし固有振動数
を高めるとともに万一共振してもその増幅を抑制
でき、地震波に対する応答を解消できる効果を有
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のモールド形変圧器の正面図、第
２図は第１図の側面図、第３図は第２図の変圧器
の振動説明図、第４図は第２図の変圧器のロツキ
ング振動説明図、第５図は従来の変圧器の共振特
性と床の地震波応答の比較説明図、第６図は本発
明の耐震変圧器の一実施例の側面図、第７図は第
６図の変圧器斜視図、第８図、第９図、第１０
図、第１１図はそれぞれ本発明の耐震変圧器の異
る他の実施例の斜視図、第１２図は第６図の変圧
器の共振特性と床の地震波応答の比較説明図であ
る。３……下締金具、５，１６……防振ゴム、７…
…床、８……上締金具、１４……耐震フレーム、
１５……耐震ベース、２８……変圧器本体。

Claims

【特許請求の範囲】

１上部および下部に締付金具を取付けた鉄心脚
に巻線を巻装した変圧器本体を、防振用弾性部材
を介在させて据付面上に固定したものにおいて、
上記上部締付金具および下部締付金具と据付面と
の間に防振ゴムを介在し、かつ上部締付金具から
据付面に向つて幅寸法を順次広くした傾斜面を有
する耐震フレームを、据付面に設置することを特
徴とする耐震変圧器。