CN111033651A - 静止感应电器 - Google Patents

Abstract

提供一种静止感应电器，能够以少的附加构造物提高绝缘性能。静止感应电器具有：铁芯(1)；低压绕组导体(400)，卷绕于铁芯；绝缘物(3)，包围低压绕组导体；以及高压绕组导体(2)，卷绕于绝缘物，从外部被施加电压，其中，具有与绝缘物的内周面邻接地卷绕的第1屏蔽导体(5)以及与外周面邻接地卷绕的第2屏蔽导体(4)，将第1屏蔽导体以及第2屏蔽导体的一端与高压绕组导体的某个部位电连接。

Description

静止感应电器

技术领域

本发明涉及静止感应电器(stationary induction electric device)，特别是涉及改进绝缘性能并适合于小型化的静止感应电器。

背景技术

功率用变压器的大小较大地取决于低压绕组与高压绕组之间的绝缘(称为主绝缘)的尺寸。在油浸式变压器的情况下，该主绝缘往往成为绝缘油和作为固体绝缘物的压板(press board)的重复构造。并且，如果向低压绕组与高压绕组之间施加电压，则由于绝缘油的介电常数小于压板，所以内部电场变高。另一方面，绝缘油的绝缘耐力(容许电场)小于压板，所以该绝缘油的部分成为主绝缘中的弱点，支配整体的所需尺寸。

与上述情况关联地，在日本特开2001-93749号公报(专利文献1)中记载了如下内容：在对置的电极之间的各个电极的附近，隔开流体绝缘物流通的间隔而配置屏蔽电极，利用电位线将所述屏蔽电极和其附近的电极相互连接，用固体绝缘物填充对置的所述屏蔽电极之间，从而在绝缘破坏强度高的固体绝缘物内产生高电场强度部，所以能够减小电极间的绝缘尺寸。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2001-93749号公报

发明内容

但是，在想要将专利文献1记载的方案应用于低压绕组与高压绕组之间的主绝缘的情况下，不仅是低压绕组与高压绕组之间，而且在与和绕组的上下端邻接的铁芯之间也需要配置屏蔽电极，存在附加构造物变多这样的课题。

因此，本发明的目的在于提供一种能够以少的附加构造物来提高绝缘性能的静止感应电器。

为了达到上述目的，本发明提供一种静止感应电器，具有：铁芯；绝缘物，包围所述铁芯；以及绕组导体，卷绕于所述绝缘物，从外部被施加电压，所述静止感应电器的特征在于，与所述绝缘物的内周面或者外周面邻接地卷绕屏蔽导体，将所述屏蔽导体的一端与所述绕组导体的某个部位进行了电连接。

根据本发明，可提供能够以少的附加构造物来提高绝缘性能的静止感应电器。

附图说明

图1是实施例1中的静止感应电器的正面图。

图2是实施例1中的静止感应电器的俯视剖面图。

图3是实施例1中的静止感应电器的侧面剖面图。

图4是实施例1中的静止感应电器的侧面剖面示意图。

图5是实施例2中的静止感应电器的正面图。

图6是实施例2中的静止感应电器的俯视剖面图。

图7是实施例2中的静止感应电器的侧面剖面图。

图8是实施例2中的静止感应电器的侧面剖面示意图。

图9是实施例1中的上下方向的电位分布图。

图10是实施例1中的径向的电位分布图。

图11是实施例2中的上下方向的电位分布图。

图12是示出绕组卷绕方向的俯视示意图。

图13是示出绕组卷绕方向的侧面示意图。

图14是示出绕组卷绕方向的其它侧面示意图。

(符号说明)

1：铁芯；2：高压绕组；3、7、33：绝缘物；4a、4b、5a、5b、8a、8b：屏蔽导体；6：半导电性材料；9：静电屏蔽物；10、20：屏蔽部件；32：屏蔽物；50：线缆；100：外部电压施加端；400：低压绕组；500：静止感应电器；5001、5002、5003：绕组部件。

具体实施方式

以下，使用附图，详细说明本发明的静止感应电器的优选的实施方式。此外，在用于说明发明的实施方式的所有图中，对具有同一功能的部分附加同一符号，省略其重复的说明。

实施例1

使用图1至图4、图9、图10、图12至图14，说明实施例1。

图1至图4分别是本实施例中的静止感应电器的正面图、俯视剖面图、侧面剖面图、侧面剖面示意图。图9、图10分别是本实施例的静止感应电器中的上下方向、径向的电位分布图。图12至14分别是示出本说明书中的绕组卷绕方向的俯视示意图、侧面示意图、其它侧面示意图。

图1、图2所示的静止感应电器500是功率用三相变压器，在三相三脚的铁芯1的各脚的周围卷绕有绕组部件5001、5002以及5003。在作为对铁芯、绕组部件进行冷却的流体绝缘物而使用大气以外的物质、例如绝缘油或六氟化硫气体的情况下，它们被收纳于未图示的罐体的内部。

接下来，使用图2至图4，详细说明本实施例中的绕组部件5001的结构。此外，绕组部件5002、5003也是与绕组部件5001相同的结构。

如图3所示，本实施例中的绕组部件5001包括：在铁芯的周围卷绕的低压绕组400、按照将低压绕组的外周进行包围的形状构成的屏蔽部件10、在屏蔽部件的外周卷绕的高压绕组2。如图4所示，高压绕组2以在上下方向的中央剖面处成为镜像的方式被分割为上下构件2b、2a。各个构件形成将圆板线圈在上下方向上堆积偶数级而成的形状，上侧构件2b的最上级的圆板线圈是从接地的最外周的匝2001b开始在从上方观察时按照顺时针，从外侧朝向内侧按照4匝、即匝2001b、2002b、2003b、2004b的顺序卷绕的。然后，从匝2004b迁移到下级，这次在从上方观察时按照顺时针，从内侧朝向外侧卷绕4匝。然后，迁移到下级，之后同样地卷绕，从而将圆板线圈堆积偶数级而构成上侧构件2b。

如果对最下级进行说明，则在从上方观察时按照顺时针，从内侧朝向外侧按照4匝、即匝2397b、2398b、2399b、2400b的顺序卷绕，与外部电压施加端100电连接。并且，在本实施例中，合计卷绕400匝而构成上侧构件2b。下侧构件2a构成为在所述中央剖面处与上侧构件2b成为镜像。因此，最上级的圆板线圈从与外部电压施加端100电连接的最外周的匝2400a开始在从上方观察时按照逆时针，从外侧朝向内侧按照4匝、即匝2400a、2399a、2398a、2397a的顺序卷绕，关于最下级在从上方观察时按照逆时针，从内侧朝向外侧按照4匝、即匝2004a、2003a、2002a、2001a的顺序卷绕，匝2001a被接地。

屏蔽部件10如图4所示包括：绝缘物3，配设于低压绕组400与高压绕组2之间，包围铁芯1；屏蔽导体4a、4b，与绝缘物的外周邻接地卷绕；以及屏蔽导体5a、5b，与绝缘物的内周邻接地卷绕。

屏蔽导体4a在从上观察时按照顺时针，从最上匝4001b至最下匝4320b，从上向下合计卷绕320匝。并且，最上匝4001b被接地，最下匝4320b被开路。屏蔽导体4a构成为在上下方向的中央剖面处与屏蔽导体4b成为镜像，最上匝4320a被开路，最下匝4001a被接地。同样地，屏蔽导体5a、5b分别合计卷绕80匝，在上下方向的中央剖面处成为镜像。此外，在屏蔽导体5a、5b的周围配置有半导电性材料6，具有使比较远离的匝之间的电位分布变得平缓的功能。

图12至图14是将上述绕组的绕线与第1绕线方向801及第2绕线方向802一起示出的图。

接下来，使用图9、图10，说明本实施例的静止感应电器的动作。

在对图4所示的外部电压施加端100施加商用频率50Hz或者60Hz的交流电压时，在高压绕组2a、2b中上下对称地流过与电压的大小对应的交流励磁电流，但由于各自卷绕的方向是相逆的，所以在铁芯1中同一方向的交变磁场被励磁。并且，由于该交变磁场，在屏蔽导体4a、4b、屏蔽导体5a、5b的两端产生感应电动势。其大小大致为对输入电压乘以各自的匝数与高压绕组的匝数之比而得到的值。因此，通过如上所述构成各个绕组，在低压绕组与高压绕组之间的区域中形成的电位分布成为图9、图10所示的分布。

如图10所示，通过使上下中央坐标位置z＝0的水平方向的电位变化在绝缘物内部(x2与x3之间)变得急剧，从而使绝缘物负担高电场，在其内侧、外侧的流体绝缘物的区域中减小电场。这样，使介电常数比流体绝缘物大且绝缘耐力比流体绝缘物高的固体绝缘物负担高电场，所以能够提高水平方向的绝缘性能。

另一方面，关于上下方向的电位分布，实现在中央高且朝向端部缓慢地减少至接地电位的电位部分。一般而言，绝缘物的沿面成为绝缘方面的弱点，但通过如本实施例那样使电位梯度(电场)平缓，易于保持绝缘。并且，上下端成为接地电位，不需要考虑与铁芯之间的绝缘。

根据本实施例，可提供能够以少的附加构造物来提高绝缘性能的静止感应电器。

实施例2

使用图5至图8、图11，说明实施例2。

图5至图8分别是本实施例中的静止感应电器的正面图、俯视剖面图、侧面剖面图、侧面剖面示意图。图11是本实施例的静止感应电器中的上下方向的电位分布图。在本实施例中，如图6至图8所示，与实施例1的结构不同的点在于：在高压绕组2的外周配设有屏蔽部件20；在高压绕组2与屏蔽部件20之间配设有线缆50；构成屏蔽部件10的屏蔽导体4a、4b、5a、5b的连接方法被变更。

在本实施例中，屏蔽部件20包括绝缘物7、与其内周侧邻接地卷绕的屏蔽导体8a、8b、与绝缘物7的外周侧邻接地配设的静电屏蔽物9。静电屏蔽物9为了抑制交流电压施加时的涡电流而在圆周方向上被分割。屏蔽导体8a、8b的总匝数分别设为与高压绕组2a、2b相同的400匝。

通过上述结构，高压绕组和屏蔽部件20附近的上下方向电位分布成为图11所示的分布。通过设为本实施例的结构，能够将绕组部件5001、5002、5003的最外周电位都设为接地电位，所以能够如图5、图6所示缩短各绕组部件之间的尺寸。

另外，构成为利用经过高压绕组2与屏蔽部件20之间的线缆50将外部电压施加到高压绕组，所以在从上向下插入将覆盖线缆50最外周的屏蔽物32剥离并使绝缘物33残留而成的部件的情况下，能够使绝缘物沿面的电场变小，具有无需实施特别的绝缘强化处理这样的效果。

构成屏蔽部件10的屏蔽导体4a、4b、5a、5b的连接方法被变更，但是电位分布与图9、图10所示的电位分布相比没有大的差异。

在本实施例中，除了实施例1的效果以外，能够将绕组部件5001、5002、5003的最外周电位都设为接地电位，能够缩短各绕组部件之间的尺寸。

本发明不限于上述实施例，而包括各种变形例。例如，上述实施例是为了易于理解地说明本发明而详细说明的例子，未必限定于具备所说明的所有结构。另外，关于各实施例的结构的一部分，能够进行其它结构的追加、删除、置换。

Claims (10)

1.一种静止感应电器，具有：

铁芯；

绝缘物，包围所述铁芯；以及

绕组导体，卷绕于所述绝缘物，从外部被施加电压，

所述静止感应电器的特征在于，

与所述绝缘物的内周面或者外周面邻接地卷绕屏蔽导体，将所述屏蔽导体的一端与所述绕组导体的某个部位进行了电连接。

2.根据权利要求1所述的静止感应电器，其特征在于，具有：

低压绕组导体，卷绕于所述铁芯；

绝缘物，包围所述低压绕组导体；

高压绕组导体，卷绕于所述绝缘物，从外部被施加电压；以及

与所述绝缘物的内周面邻接地卷绕的第1屏蔽导体及与外周面邻接地卷绕的第2屏蔽导体，

将所述第1屏蔽导体以及所述第2屏蔽导体的一端与所述高压绕组导体的某个部位进行了电连接。

3.根据权利要求2所述的静止感应电器，其特征在于，

所述第2屏蔽导体的匝数比所述第1屏蔽导体的匝数多。

4.根据权利要求3所述的静止感应电器，其特征在于，

在所述第1屏蔽导体的周围配置有半导电性材料。

5.根据权利要求4所述的静止感应电器，其特征在于，

所述第1屏蔽导体以及所述第2屏蔽导体在上下方向的中央且与铁芯轴方向垂直的剖面处成为镜像。

6.根据权利要求5所述的静止感应电器，其特征在于，具备：

第3屏蔽导体，卷绕于所述高压绕组导体；

第2绝缘物，包围所述第3屏蔽导体；以及

静电屏蔽物，包围所述第2绝缘物。

7.根据权利要求6所述的静止感应电器，其特征在于，

利用经过所述高压绕组导体与所述第3屏蔽导体之间的线缆从外部被施加电压。

8.根据权利要求7所述的静止感应电器，其特征在于，

在被所述高压绕组导体和所述第3屏蔽导体夹持的空间中配置的所述线缆被剥离覆盖最外周的屏蔽物。

9.根据权利要求8所述的静止感应电器，其特征在于，

将所述第3屏蔽导体的另一端与所述高压绕组导体的某个部位进行了电连接。

10.根据权利要求9所述的静止感应电器，其特征在于，

所述第3屏蔽导体的匝数与所述高压绕组导体的匝数相等。

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