変圧器
【課題】タップ切換装置に植物油を用いた場合にも、植物油の性状の変化を抑制し、タップ切換装置の性能維持を図ることができる変圧器を提供する。
【解決手段】変圧器１は、タップ切換装置５が収容される切換装置タンク５ａと、当該タンク５ａ内に注入された菜種油５ｃと、当該タンク５ａから流入した菜種油５ｃが貯留される油膨張室１０と、油膨張室１０内の菜種油５ｃ以外の空間部分を塞ぐように設けられ、内部が油膨張室１０外と連通するゴム袋１２とを備える。
【解決手段】変圧器１は、タップ切換装置５が収容される切換装置タンク５ａと、当該タンク５ａ内に注入された菜種油５ｃと、当該タンク５ａから流入した菜種油５ｃが貯留される油膨張室１０と、油膨張室１０内の菜種油５ｃ以外の空間部分を塞ぐように設けられ、内部が油膨張室１０外と連通するゴム袋１２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タップ切換装置を有する変圧器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気機器の環境性能を向上させる観点から、絶縁液体として植物油を注入した変圧器が提案されてきている。例えば、下記特許文献１に示す変圧器では、変圧器本体の内部に酸化防止剤を添加した植物油を注入している。
【０００３】
かかる変圧器では、空気中の酸素が溶け込んだ水分が植物油に吸収されたとしても、酸化防止剤により植物油の酸化が抑制されるため、酸化による植物油の劣化を抑え、ひいては植物油の交換寿命を延長し得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０００−５０２４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、機械的な摺動が繰り返されるタップ切換装置に植物油を注入した場合には、植物油に吸収された水分により生成されたスラッジ（沈殿物）が、タップ切換装置内部の電極や摺動機構の凹凸部分に付着する。そのために、付着したスラッジによる摺動抵抗の増大や摩擦粉の増加等のように、植物油自体の性状の変化に伴ってタップ切換装置自体の性能が損なわれ兼ねない。
【０００６】
一方で、変圧器の環境性能を向上させる観点からは、変圧器本体のみならず、タップ切換装置についても、鉱油に代わり、植物油が用いられることが望まれている。
【０００７】
以上の事情に鑑みて、本発明は、タップ切換装置に植物油を用いた場合にも、植物油の性状の変化を抑制し、タップ切換装置の性能維持を図ることができる変圧器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明の変圧器は、タップ切換装置を有する変圧器であって、前記タップ切換装置が収容される容器と、前記容器内に注入された絶縁液体としての植物油と、前記植物油と空気との接触を遮断するように該植物油の表面を覆う遮蔽体とを備えることを特徴とする。
【０００９】
第１発明の変圧器によれば、タップ切換装置が収容される容器内に注入された植物油は、その表面が遮蔽体により覆われるため、空気中の水分によりスラッジが生成されることが抑制される。これにより、植物油に吸収された水分によりスラッジが生成するという植物油自体の性状の変化、およびそれに伴うタップ切換装置自体の機能が損なわれることがない。
【００１０】
このように、第１発明の変圧器によれば、タップ切換装置に植物油を用いた場合にも、植物油の性状の変化を抑制し、タップ切換装置の性能維持を図ることができる。
【００１１】
第２発明の変圧器は、第１発明の変圧器において、前記容器に接続され、該容器から流入した前記植物油が貯留される油膨張室を備え、前記遮蔽体は、前記油膨張室内に貯留された前記植物油以外の空間部分を塞ぐように設けられ、内部が該油膨張室外と連通する袋体であることを特徴とする。
【００１２】
第２発明の変圧器によれば、タップ切換装置が収容される容器に注入された植物油は、該容器内を充満して油膨張室に流入するため、該容器内に空気と接触する表面を持つことがない。そして、植物油は、油膨張室内で、植物油以外の空間部分を塞ぐように設けられた袋体により、その表面が覆われる。袋体は、その内部が膨張室外と連通しているため、植物油の膨張および収縮に伴う前記空間の変化に対応して収縮および膨張することで、植物油の表面を覆い続けることができる。これにより、空気中の水分が植物油に吸収されることが抑制されるため、タップ切換装置に植物油を用いた場合にも、植物油の性状の変化を抑制し、タップ切換装置の性能維持を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】変圧器の全体的な構成を示す図。
【図２】油膨張室の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１を参照して、本実施形態の変圧器１について説明する。
【００１５】
変圧器１は、図１に模式的に示すように、タンク２内に変圧器本体３を収容し、内部に絶縁液体としての菜種油４を注入含浸した状態で密封された構造となっている。変圧器本体３は、鉄心３ａに一次、二次のコイル３ｂを巻装して構成されている。さらに、変圧器１は、タンク２内に収容されたタップ切換装置５を備え、タップ切換装置５が、一次、二次コイル３ｂにそれぞれ接続されている。
【００１６】
タップ切換装置５は、切換装置タンク５ａ（本発明の容器に相当する）内に、任意のタップを選択するタップ選択器と、負荷時に負荷電流を遮断して隣接するタップに電流を流す切換開閉器と備える切換装置本体５ｂが収納されている。切換タンク５ａ内には、タンク２内に注入された菜種油４と同様の菜種油５ｃが注入されており、切換装置本体５ｂは、菜種油５ｃに浸された状態となっている。
【００１７】
切換装置タンク５ａは、切換装置本体５ｂが収納された状態で、タンク２の上側を密閉する上部隔壁２ａに設けられた開口部２ｂを介して、タンク２内に挿入されている。切換装置タンク５ａの上部には、切換開閉器を駆動するためのモータ６ａの駆動軸に連結された駆動機構６ｂが設けられており、駆動装置６ｂによりモータ６ａの回転が減速された上で、切換開閉器が摺動して接点（電極）が切り換わる。なお、本実施形態において、接点の切換時のアークにより発生するカーボンの油汚損を防止すべく、接点部分を真空状態にした真空バルブを採用している。
【００１８】
次に、図２を参照して、切換装置タンク５ａ内に接続された油膨張室１０について説明する。
【００１９】
油膨張室１０は、切換装置タンク５ａと油膨張室１０とを連通させる連通管１１と、油膨張室１０内に設けられたゴム袋１２（本発明の遮蔽体としての袋体に相当する）と、ゴム袋１２の内部と連通した接続管１３と、接続管１３の端部に設けられた吸湿呼吸器１４と、油膨張室１０内の菜種油５ｃの油量を測るオイルレベルゲージ１５を備える。
【００２０】
連通管１１は、切換装置タンク５ａと油膨張室１０との間で菜種油５ｃを流出入させるための管路であって、絶縁油の注入時には、切換装置タンク５ａに充填された菜種油５ｃが該連通管１１を介して油膨張室１０内に所定量流入する。一方、通常の変圧器１の使用時には、変圧器１およびタップ切換装置５の温度上昇に伴う菜種油５ｃの体積変化により、菜種油５ｃが切換装置タンク５ｃと油膨張室１０との間で流出入する。
【００２１】
油膨張室１０は、円筒形状の筐体であって、下部で連通管１１が接続されると共に、上部で接続管１３に接続されている。
【００２２】
そして、油膨張室１０内の上側には、接続管１３に接続されたゴム袋１２が油膨張室１０内の菜種油５ｃ以外の空間部分を塞ぐように設けられている。ゴム袋１２内には接続管１３および吸湿呼吸器１４を介して大気圧が掛かるため、ゴム袋１２は、この内部圧力と、菜種油５ｃによる外部圧力との圧力差に応じて収縮若しくは膨張する。
【００２３】
ここで、油膨張室１０の上方には、図示しない空気抜き弁が設けられており、絶縁油の注入時に空気抜き弁を開弁させることにより、切換装置タンク５ｃから油膨張室１０内に流入した菜種油５ｃが油膨張室１０内のゴム袋１２以外の空間すべてに充満し、やがて、空気抜き弁から菜種油５ｃが吐出する。この状態で、空気抜き弁を閉弁させることで、油膨張室１０内の菜種油５ｃは、空気と接触する表面部分が無い状態に維持されている。
【００２４】
吸湿呼吸器１４は、その内部に乾燥剤（シリカゲル）が封入され、外気の除湿を行う装置であって、吸湿呼吸器１０４の下部には乾燥剤を常時外気に晒さないように図示しないオイルポット等が設けられている。
【００２５】
オイルレベルゲージ１５は、ゴム袋下端部に接触する接点部１５ａが先端に取り付けられたアーム部１５ｂにより、油膨張室１０内の菜種油５ｃの高さ変化をアーム部１５ｂの角度変化として検出する。
【００２６】
上記構成の変圧器１によれば、切換装置タンク５ａ内の菜種油５ｃが収縮すると、外気が吸湿呼吸器１４に吸収されて乾燥空気となり、該乾燥空気が接続管１３を介してゴム袋１２に取り込まれて、ゴム袋１２が膨張する。一方、切換装置タンク５ａ内の菜種油５ｃが膨張すると、ゴム袋１２内の乾燥空気が接続管１３を介して吸湿呼吸器１４に押し出されて、外気に放出される。
【００２７】
そして、かかる菜種油５ｃの膨張および収縮において、油膨張室１０内の菜種油５ｃが外気等に触れることなないため、空気中の水分が植物油に吸収されることが抑制される。さらに、ゴム袋１２内の空気も吸湿呼吸器１４を通過した乾燥空気であるため、ゴム袋１２を介して外気中の水分が菜種油５ｃに吸収されることも抑制される。これにより、菜種油５ｃに吸収された水分によりスラッジが生成されて菜種油５ｃ自体の性状が変化し、ひいてはタップ切換装置自体の機能が損なわれることもない。
【００２８】
このように、本実施形態の変圧器１によれば、タップ切換装置５に植物油としての菜種油５ｃを用いた場合にも、菜種油５ｃの性状の変化を抑制し、タップ切換装置５の性能維持を図ることができる。
【００２９】
なお、本実施形態において、絶縁油としての植物油を、菜種油として説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、大豆油、ヒマワリ油、綿実油、オリーブ油、ベニバナ油、ホホバ油、レスケレラ油およびベロニア油等であってもよい。
【００３０】
また、本実施形態において、遮蔽体としてゴム袋１２を油膨張室１０に備える構成について説明したが、これに限定されるものではなく、遮蔽体は切換装置タンク５ａ内に注入された菜種油５ｃの表面を覆うものであればよい。例えば、油膨張室１０を設けることなく、切換装置タンク５ａ内の菜種油５ｃの表面全体を覆う空気袋等を設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１…変圧器、２…タンク、３…変圧器本体、４，５ｃ…菜種油（植物油）、５…タップ切換装置、５ａ…切換装置タンク（容器）、５ｂ…切換装置本体、１０…油膨張室、１２…ゴム袋（袋体、遮蔽体）、１４…吸湿呼吸器。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タップ切換装置を有する変圧器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気機器の環境性能を向上させる観点から、絶縁液体として植物油を注入した変圧器が提案されてきている。例えば、下記特許文献１に示す変圧器では、変圧器本体の内部に酸化防止剤を添加した植物油を注入している。
【０００３】
かかる変圧器では、空気中の酸素が溶け込んだ水分が植物油に吸収されたとしても、酸化防止剤により植物油の酸化が抑制されるため、酸化による植物油の劣化を抑え、ひいては植物油の交換寿命を延長し得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０００−５０２４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、機械的な摺動が繰り返されるタップ切換装置に植物油を注入した場合には、植物油に吸収された水分により生成されたスラッジ（沈殿物）が、タップ切換装置内部の電極や摺動機構の凹凸部分に付着する。そのために、付着したスラッジによる摺動抵抗の増大や摩擦粉の増加等のように、植物油自体の性状の変化に伴ってタップ切換装置自体の性能が損なわれ兼ねない。
【０００６】
一方で、変圧器の環境性能を向上させる観点からは、変圧器本体のみならず、タップ切換装置についても、鉱油に代わり、植物油が用いられることが望まれている。
【０００７】
以上の事情に鑑みて、本発明は、タップ切換装置に植物油を用いた場合にも、植物油の性状の変化を抑制し、タップ切換装置の性能維持を図ることができる変圧器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明の変圧器は、タップ切換装置を有する変圧器であって、前記タップ切換装置が収容される容器と、前記容器内に注入された絶縁液体としての植物油と、前記植物油と空気との接触を遮断するように該植物油の表面を覆う遮蔽体とを備えることを特徴とする。
【０００９】
第１発明の変圧器によれば、タップ切換装置が収容される容器内に注入された植物油は、その表面が遮蔽体により覆われるため、空気中の水分によりスラッジが生成されることが抑制される。これにより、植物油に吸収された水分によりスラッジが生成するという植物油自体の性状の変化、およびそれに伴うタップ切換装置自体の機能が損なわれることがない。
【００１０】
このように、第１発明の変圧器によれば、タップ切換装置に植物油を用いた場合にも、植物油の性状の変化を抑制し、タップ切換装置の性能維持を図ることができる。
【００１１】
第２発明の変圧器は、第１発明の変圧器において、前記容器に接続され、該容器から流入した前記植物油が貯留される油膨張室を備え、前記遮蔽体は、前記油膨張室内に貯留された前記植物油以外の空間部分を塞ぐように設けられ、内部が該油膨張室外と連通する袋体であることを特徴とする。
【００１２】
第２発明の変圧器によれば、タップ切換装置が収容される容器に注入された植物油は、該容器内を充満して油膨張室に流入するため、該容器内に空気と接触する表面を持つことがない。そして、植物油は、油膨張室内で、植物油以外の空間部分を塞ぐように設けられた袋体により、その表面が覆われる。袋体は、その内部が膨張室外と連通しているため、植物油の膨張および収縮に伴う前記空間の変化に対応して収縮および膨張することで、植物油の表面を覆い続けることができる。これにより、空気中の水分が植物油に吸収されることが抑制されるため、タップ切換装置に植物油を用いた場合にも、植物油の性状の変化を抑制し、タップ切換装置の性能維持を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】変圧器の全体的な構成を示す図。
【図２】油膨張室の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１を参照して、本実施形態の変圧器１について説明する。
【００１５】
変圧器１は、図１に模式的に示すように、タンク２内に変圧器本体３を収容し、内部に絶縁液体としての菜種油４を注入含浸した状態で密封された構造となっている。変圧器本体３は、鉄心３ａに一次、二次のコイル３ｂを巻装して構成されている。さらに、変圧器１は、タンク２内に収容されたタップ切換装置５を備え、タップ切換装置５が、一次、二次コイル３ｂにそれぞれ接続されている。
【００１６】
タップ切換装置５は、切換装置タンク５ａ（本発明の容器に相当する）内に、任意のタップを選択するタップ選択器と、負荷時に負荷電流を遮断して隣接するタップに電流を流す切換開閉器と備える切換装置本体５ｂが収納されている。切換タンク５ａ内には、タンク２内に注入された菜種油４と同様の菜種油５ｃが注入されており、切換装置本体５ｂは、菜種油５ｃに浸された状態となっている。
【００１７】
切換装置タンク５ａは、切換装置本体５ｂが収納された状態で、タンク２の上側を密閉する上部隔壁２ａに設けられた開口部２ｂを介して、タンク２内に挿入されている。切換装置タンク５ａの上部には、切換開閉器を駆動するためのモータ６ａの駆動軸に連結された駆動機構６ｂが設けられており、駆動装置６ｂによりモータ６ａの回転が減速された上で、切換開閉器が摺動して接点（電極）が切り換わる。なお、本実施形態において、接点の切換時のアークにより発生するカーボンの油汚損を防止すべく、接点部分を真空状態にした真空バルブを採用している。
【００１８】
次に、図２を参照して、切換装置タンク５ａ内に接続された油膨張室１０について説明する。
【００１９】
油膨張室１０は、切換装置タンク５ａと油膨張室１０とを連通させる連通管１１と、油膨張室１０内に設けられたゴム袋１２（本発明の遮蔽体としての袋体に相当する）と、ゴム袋１２の内部と連通した接続管１３と、接続管１３の端部に設けられた吸湿呼吸器１４と、油膨張室１０内の菜種油５ｃの油量を測るオイルレベルゲージ１５を備える。
【００２０】
連通管１１は、切換装置タンク５ａと油膨張室１０との間で菜種油５ｃを流出入させるための管路であって、絶縁油の注入時には、切換装置タンク５ａに充填された菜種油５ｃが該連通管１１を介して油膨張室１０内に所定量流入する。一方、通常の変圧器１の使用時には、変圧器１およびタップ切換装置５の温度上昇に伴う菜種油５ｃの体積変化により、菜種油５ｃが切換装置タンク５ｃと油膨張室１０との間で流出入する。
【００２１】
油膨張室１０は、円筒形状の筐体であって、下部で連通管１１が接続されると共に、上部で接続管１３に接続されている。
【００２２】
そして、油膨張室１０内の上側には、接続管１３に接続されたゴム袋１２が油膨張室１０内の菜種油５ｃ以外の空間部分を塞ぐように設けられている。ゴム袋１２内には接続管１３および吸湿呼吸器１４を介して大気圧が掛かるため、ゴム袋１２は、この内部圧力と、菜種油５ｃによる外部圧力との圧力差に応じて収縮若しくは膨張する。
【００２３】
ここで、油膨張室１０の上方には、図示しない空気抜き弁が設けられており、絶縁油の注入時に空気抜き弁を開弁させることにより、切換装置タンク５ｃから油膨張室１０内に流入した菜種油５ｃが油膨張室１０内のゴム袋１２以外の空間すべてに充満し、やがて、空気抜き弁から菜種油５ｃが吐出する。この状態で、空気抜き弁を閉弁させることで、油膨張室１０内の菜種油５ｃは、空気と接触する表面部分が無い状態に維持されている。
【００２４】
吸湿呼吸器１４は、その内部に乾燥剤（シリカゲル）が封入され、外気の除湿を行う装置であって、吸湿呼吸器１０４の下部には乾燥剤を常時外気に晒さないように図示しないオイルポット等が設けられている。
【００２５】
オイルレベルゲージ１５は、ゴム袋下端部に接触する接点部１５ａが先端に取り付けられたアーム部１５ｂにより、油膨張室１０内の菜種油５ｃの高さ変化をアーム部１５ｂの角度変化として検出する。
【００２６】
上記構成の変圧器１によれば、切換装置タンク５ａ内の菜種油５ｃが収縮すると、外気が吸湿呼吸器１４に吸収されて乾燥空気となり、該乾燥空気が接続管１３を介してゴム袋１２に取り込まれて、ゴム袋１２が膨張する。一方、切換装置タンク５ａ内の菜種油５ｃが膨張すると、ゴム袋１２内の乾燥空気が接続管１３を介して吸湿呼吸器１４に押し出されて、外気に放出される。
【００２７】
そして、かかる菜種油５ｃの膨張および収縮において、油膨張室１０内の菜種油５ｃが外気等に触れることなないため、空気中の水分が植物油に吸収されることが抑制される。さらに、ゴム袋１２内の空気も吸湿呼吸器１４を通過した乾燥空気であるため、ゴム袋１２を介して外気中の水分が菜種油５ｃに吸収されることも抑制される。これにより、菜種油５ｃに吸収された水分によりスラッジが生成されて菜種油５ｃ自体の性状が変化し、ひいてはタップ切換装置自体の機能が損なわれることもない。
【００２８】
このように、本実施形態の変圧器１によれば、タップ切換装置５に植物油としての菜種油５ｃを用いた場合にも、菜種油５ｃの性状の変化を抑制し、タップ切換装置５の性能維持を図ることができる。
【００２９】
なお、本実施形態において、絶縁油としての植物油を、菜種油として説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、大豆油、ヒマワリ油、綿実油、オリーブ油、ベニバナ油、ホホバ油、レスケレラ油およびベロニア油等であってもよい。
【００３０】
また、本実施形態において、遮蔽体としてゴム袋１２を油膨張室１０に備える構成について説明したが、これに限定されるものではなく、遮蔽体は切換装置タンク５ａ内に注入された菜種油５ｃの表面を覆うものであればよい。例えば、油膨張室１０を設けることなく、切換装置タンク５ａ内の菜種油５ｃの表面全体を覆う空気袋等を設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１…変圧器、２…タンク、３…変圧器本体、４，５ｃ…菜種油（植物油）、５…タップ切換装置、５ａ…切換装置タンク（容器）、５ｂ…切換装置本体、１０…油膨張室、１２…ゴム袋（袋体、遮蔽体）、１４…吸湿呼吸器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タップ切換装置を有する変圧器であって、
前記タップ切換装置が収容される容器と、
前記容器内に注入された絶縁液体としての植物油と、
前記植物油と空気との接触を遮断するように該植物油の表面を覆う遮蔽体と
を備えることを特徴とする変圧器。
【請求項２】
請求項１記載の変圧器において、
前記容器に接続され、該容器から流入した前記植物油が貯留される油膨張室を備え、
前記遮蔽体は、前記油膨張室内に貯留された前記植物油以外の空間部分を塞ぐように設けられ、内部が該油膨張室外と連通する袋体であることを特徴とする変圧器。
【請求項１】
タップ切換装置を有する変圧器であって、
前記タップ切換装置が収容される容器と、
前記容器内に注入された絶縁液体としての植物油と、
前記植物油と空気との接触を遮断するように該植物油の表面を覆う遮蔽体と
を備えることを特徴とする変圧器。
【請求項２】
請求項１記載の変圧器において、
前記容器に接続され、該容器から流入した前記植物油が貯留される油膨張室を備え、
前記遮蔽体は、前記油膨張室内に貯留された前記植物油以外の空間部分を塞ぐように設けられ、内部が該油膨張室外と連通する袋体であることを特徴とする変圧器。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−４９３５８（Ｐ２０１１−４９３５８Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９６４２５（Ｐ２００９−１９６４２５）
【出願日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【出願人】（０００２４２１２７）北芝電機株式会社 (53)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【出願人】（０００２４２１２７）北芝電機株式会社 (53)
【Ｆターム（参考）】
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