柱上変圧器
柱上変圧器の役割と配電システムの基本
柱上変圧器は、市街地や住宅街の電柱の上部に設置され、配電網において極めて重要な役割を担う屋外用変圧器である。電力会社の発電所から変電所を経由して街中へ送られてくる電気は、送電ロスを減らすために通常6600Vという高圧状態になっている。
しかし、一般家庭や小規模な事業所でそのまま高圧電気を使うことはできないため、100Vや200Vといった安全に使える低圧へと変換する必要がある。この「高圧から低圧への変換」という変電設備一式の機能を、電柱の上という限られたスペースで完結させているのが柱上変圧器である。
外観と設置環境における厳しい要求性能
外観としては、バケツのような円筒形の金属ケース（外箱）に収められているのが一般的で、電柱の頂部付近に頑丈な金具で固定されている。電気室や屋上のキュービクル内に設置される変圧器とは異なり、常に直射日光や雨風、雪、そして海岸沿いであれば潮風といった非常に過酷な自然環境に直接曝されることになる。
そのため、外箱には高い防錆塗装が施され、長期間の屋外使用に耐えられるだけの強力な耐塩性能や耐候性能、さらに強風や地震時の揺れに耐える耐震性能が求められ設計されている。
内部構造と絶縁油の役割
バケツ状のケースの内部には、電圧を変換するための「鉄心（コア）」と「巻線（コイル）」が収められていて、その周囲を専用の絶縁油が充填されている。変圧器は電気を変換する際にジュール熱や鉄損による発熱を伴うため、この熱を効率よく逃がさないと内部が焼損してしまう。
絶縁油は、高い電気絶縁性を保ちながら鉄心やコイルから発生した熱を吸収し、外箱の表面から大気中へと放熱する冷却媒体としての重要な役割を果たしている。基本的にはキュービクルに収容される油入変圧器と同じ仕組みを採用している。
高圧カットアウトとによる保護
柱上変圧器は、6600Vの高圧配電線と直接つながっているわけではなく、「高圧カットアウト」と呼ばれる開閉器と内蔵ヒューズを経由して接続されている。これによって、変圧器内部で短絡などの異常が発生したり、落雷による過電圧が侵入したりした際に、瞬時にヒューズが溶断して事故電流を遮断し、配電網全体が広範囲にわたって停電する波及事故を防いでいる。
