JP2001126932A - 変圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】円板巻線の電界を緩和させることにより、変圧
器外形を従来より縮小する。 【解決手段】高圧巻線２の巻線端部側の円板巻線６０の
冷却ダクト１０の径方向寸法が巻線中央部側の円板巻線
６の冷却ダクト９より狭められ、高圧巻線２の巻線端部
側の絶縁間隙１２が巻線中央部側のそれより広く形成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、円板巻線よりな
る巻線構造を備えた変圧器に関し、特に、外径が縮小さ
れた巻線構造を備えた変圧器に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は、従来の変圧器における巻線構造
の構成を示す要部片側断面図である。高圧巻線２と低圧
巻線１とがそれぞれ上下方向に積層された円板巻線６，
５よりなり、絶縁間隙１２（寸法Ｂ）を介して配される
とともに、左側の図示されていない鉄心の周りを巻回し
ている。高圧巻線２と低圧巻線１との上部にはそれぞれ
静電シールド４，３が配されている。円板巻線６の素線
６Ａ間には上下方向に冷媒を流す幅Ｈの冷却ダクト９が
介装されている。一方、円板巻線５の素線５Ａ間にも上
下方向に冷媒を流す幅Ｄの冷却ダクト８が介装されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の変圧器における巻線構造は、その外径を
出来るだけ縮小したいという要請があった。すなわち、
巻線の外径が大きいと鉄心が大きくなるとともに巻線の
収納容器も大きくなるので変圧器全体が大型化する。そ
れによって、変圧器の製作コストや輸送コストが上昇す
る。また、変圧器の据え付け面積も増大して不経済であ
る。

【０００４】この発明の目的は、円板巻線の電界を緩和
させることにより、変圧器外形を従来より縮小すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明によれば、高圧巻線と低圧巻線とが互いに
同軸に巻回されるとともに絶縁間隙を介して径方向に対
向して配され、前記高圧巻線が軸方向に積層された複数
の円板巻線よりなる変圧器において、前記高圧巻線の巻
線端部側の円板巻線の径方向寸法が巻線中央部側の円板
巻線の径方向寸法より狭められ、前記高圧巻線の巻線端
部側における前記高圧巻線と前記低圧巻線との間の径方
向の絶縁間隙が巻線中央部側のそれより広く形成されて
なるようにするとよい。高圧巻線にインパルス電圧が印
加される耐電圧試験において、高圧巻線の下端部の円板
巻線が接地されるとともに高圧巻線の上端部の円板巻線
にインパルス電圧が印加され、低圧巻線が上下端とも接
地される場合、高圧巻線の各円板巻線の電位は、巻線中
央部側から巻線上端部側へ行くにしたがって高くなる。
そのために、電界は、高圧巻線の巻線上端部側の円板巻
線において低圧巻線に対向する側の素線の端部で最も高
くなる。したがって、高圧巻線と低圧巻線との絶縁間隙
寸法は、高圧巻線の円板巻線の巻線上端部側の端部電界
によって決まる。したがって、高圧巻線の巻線上端部側
における高圧巻線と低圧巻線との間の径方向の絶縁間隙
を巻線中央部側のそれより広く形成することにより、前
記端部電界が緩和されインパルス耐電圧特性が向上する
ようになる。なお、上記の構成は、高圧巻線の巻線端部
側の円板巻線の径方向寸法を巻線中央部側の円板巻線の
径方向寸法より狭める構成であるため、この巻線端部側
の円板巻線の短縮分の寸法を，高圧巻線の巻線端部側に
おける高圧巻線と低圧巻線との間の径方向の絶縁間隙と
巻線中央部側のそれとの差の寸法に合わせることによ
り、高圧巻線の巻線端部側における高圧巻線と低圧巻線
との間の径方向の絶縁間隙を巻線中央部側のそれより広
く形成しても、巻線全体の外径が大きくなることはな
い。また、このような構成によれば、要求されるインパ
ルス耐電圧レベルが従来と同じ場合には、従来の構成よ
りもインパルス耐電圧特性が向上した分だけ高圧巻線と
低圧巻線との間の径方向の間隙を縮小して巻線全体の外
径寸法を小さくすることができ、従来より変圧器の外形
が縮小される。なお、高圧巻線の上端部の円板巻線が接
地されるとともに高圧巻線の下端部の円板巻線にインパ
ルス電圧が印加される場合は、高圧巻線の巻線下端部側
における高圧巻線と低圧巻線との間の径方向の絶縁間隙
を巻線中央部側のそれより広く形成すればよい。

【０００６】また、かかる構成において、前記低圧巻線
が軸方向に積層された複数の円板巻線よりなり、前記低
圧巻線の円板巻線のうち，前記高圧巻線の巻線端部側の
円板巻線に絶縁間隙を介して対向する前記低圧巻線の円
板巻線の径方向寸法が前記低圧巻線のその他の円板巻線
の径方向寸法より狭められ、前記高圧巻線の巻線端部側
における前記高圧巻線と前記低圧巻線との間の径方向の
絶縁間隙が巻線中央部側のそれより広く形成されてなる
ようにしてもよい。この構成のように、高圧巻線の巻線
端部側における高圧巻線と低圧巻線との間の径方向の絶
縁間隙を巻線中央部側のそれより広く形成することによ
り、端部電界が緩和されインパルス耐電圧特性が向上す
るようになる。なお、上記の構成は、高圧巻線の巻線端
部側の円板巻線の径方向寸法を巻線中央部側の円板巻線
の径方向寸法より狭めるとともに、高圧巻線の巻線端部
側の円板巻線に絶縁間隙を介して対向する低圧巻線の円
板巻線の径方向寸法を低圧巻線のその他の円板巻線の径
方向寸法より狭める構成であるため、高圧巻線の巻線端
部側の円板巻線とこれに絶縁間隙を介して対向する低圧
巻線の円板巻線との両方の径方向寸法の短縮分の合計寸
法を，高圧巻線の巻線端部側における高圧巻線と低圧巻
線との間の径方向の絶縁間隙と巻線中央部側のそれとの
差の寸法に合わせることにより、高圧巻線の巻線端部側
における高圧巻線と低圧巻線との間の径方向の絶縁間隙
を巻線中央部側のそれより広く形成しても、巻線全体の
外径が大きくなることはない。また、このような構成に
よれば、要求されるインパルス耐電圧レベルが従来と同
じ場合には、従来の構成よりもインパルス耐電圧特性が
向上した分だけ高圧巻線と低圧巻線との間の径方向の絶
縁間隙を縮小して巻線全体の外径寸法を小さくすること
ができ、従来より変圧器の外形が縮小される。

【０００７】また、高圧巻線と低圧巻線とが互いに同軸
に巻回されるとともに絶縁間隙を介して径方向に対向し
て配され、前記高圧巻線と前記低圧巻線とがそれぞれ軸
方向に積層された複数の円板巻線よりなる変圧器におい
て、前記低圧巻線の円板巻線のうち、前記高圧巻線の巻
線端部側の円板巻線に絶縁間隙を介して対向する前記低
圧巻線の円板巻線の径方向寸法が前記低圧巻線のその他
の円板巻線の径方向寸法より狭められ、前記高圧巻線の
巻線端部側における前記高圧巻線と前記低圧巻線との間
の径方向の絶縁間隙が巻線中央部側のそれより広く形成
されてなるようにしてもよい。この構成のように、高圧
巻線の巻線端部側における高圧巻線と低圧巻線との間の
径方向の絶縁間隙を巻線中央部側のそれより広く形成す
ることにより、端部電界が緩和されインパルス耐電圧特
性が向上するようになる。なお、上記の構成は、高圧巻
線の巻線端部側の円板巻線に絶縁間隙を介して対向する
低圧巻線の円板巻線の径方向寸法を低圧巻線のその他の
円板巻線の径方向寸法より狭める構成であるため、高圧
巻線の巻線端部側の円板巻線と絶縁間隙を介して対向す
る低圧巻線の円板巻線の径方向寸法を，高圧巻線の巻線
端部側における高圧巻線と低圧巻線との間の径方向の絶
縁間隙と巻線中央部側のそれとの差の寸法に合わせるこ
とにより、高圧巻線の巻線端部側における高圧巻線と低
圧巻線との間の径方向の絶縁間隙を巻線中央部側のそれ
より広く形成しても、巻線全体の外径が大きくなること
はない。また、このような構成によれば、要求されるイ
ンパルス耐電圧レベルが従来と同じ場合には、従来の構
成よりもインパルス耐電圧特性が向上した分だけ高圧巻
線と低圧巻線との間の径方向の間隙を縮小して巻線全体
の外径寸法を小さくすることができ、従来より変圧器の
外形が縮小される。

【０００８】また、かかる構成において、軸方向に積層
された複数の円板巻線よりなる前記高圧巻線または前記
低圧巻線の円板巻線の素線間に軸方向に冷媒を流す冷却
ダクトが形成されてなり、前記高圧巻線または前記低圧
巻線を構成する軸方向に積層された複数の円板巻線のう
ちの，径方向寸法が狭められてなる円板巻線における径
方向寸法の短縮が、前記冷却ダクトの径方向寸法をその
他の円板巻線の冷却ダクトより狭めることにより行われ
てなるようにしてもよい。軸方向に積層された複数の円
板巻線のうちの特定の円板巻線の冷却ダクトの径方向寸
法を狭めることは、円板巻線内に冷却ダクトを形成する
ための巻線ターン間に介装する間隔片の径方向寸法を狭
めることなどにより容易に実現できるので、上記の各構
成における特定の円板巻線の径方向寸法の短縮を簡易な
構成にて実現することが可能となる。なお、このよう
な，軸方向に積層された複数の円板巻線のうちの特定の
円板巻線の冷却ダクトの径方向寸法をその他の円板巻線
のそれよりも狭める構成は、軸方向に積層された複数の
円板巻線の冷却ダクトの径方向寸法が一部狭められても
冷却性能に支障を来さない限り採用可能な構成である。

【０００９】また、かかる構成において、高圧巻線の巻
線端部側の円板巻線を形成する絶縁間隙側の素線導体が
絶縁材でもって巻回され、巻線中央部側の円板巻線の素
線導体より厚く絶縁被覆されるようにしてもよい。円板
巻線の素線の端部電界が非常に高いので、従来はその素
線端部に絶縁性のＬリングを被せて電界緩和を施してい
た。このＬリングは周回状なので大きな成型金具を要し
多大な製作コストがかかっていた。素線導体を絶縁材で
もって厚く巻回することにより、その素線の端部電界を
下げることができる。それによって、従来必要であった
Ｌリングは不要になる。

【００１０】また、かかる構成において、前記絶縁材が
内側層と外側層とで形成され、前記外側層の絶縁材の比
誘電率が前記内側層の絶縁材のそれより小さいようにし
てもよい。素線端部の電界集中部に比誘電率の小さい外
側層が形成されるので、この外側層が従来の構成の場合
より多くの電圧を分担するようになる。それによって、
素線の端部電界がさらに緩和される。

【００１１】また、かかる構成において、前記外側層の
絶縁材が絶縁テープでもって形成され、前記絶縁テープ
が絶縁テープ間に隙間を明けながら前記内側層に巻回さ
れるようにしてもよい。それによって、絶縁テープ自体
に冷媒の浸透性がなくても、冷媒が絶縁テープ間の隙間
から素線の内側層へ浸透するようになる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明を実施例に基づい
て説明する。図１は、この発明の実施例にかかる変圧器
における巻線構造の構成を示す要部片側断面図である。
高圧巻線２の円板巻線のうち、巻線端部側（図の上側）
の３個の円板巻線６０の冷却ダクト１０が径方向寸法Ｈ
１に形成されている。一方、巻線中央部側（図の下側）
の円板巻線６の冷却ダクト９の径方向寸法Ｈは従来通り
である。Ｈ１はＨより狭く、ＨからＨ１を差し引いた寸
法Ｗ１だけ円板巻線６０の半径方向（図の左右方向）幅
が小さくなっている。その分だけ巻線端部側の絶縁間隙
１２（寸法Ａ）が巻線中央部側の絶縁間隙１２（寸法
Ｂ）より大きくなっている。図１のその他は、図８の従
来の構成と同じであり、従来と同じ部分は同一参照符号
を付けることによって詳細な説明は省略する。

【００１３】図１において、巻線端部側の絶縁間隙１２
が寸法Ａと巻線中央部側のそれより増えているが、その
増えた分だけ円板巻線６０の幅が減っているので、巻線
全体の外形は従来の場合と同じである。高圧巻線２にイ
ンパルス電圧が印加される耐電圧試験において、高圧巻
線２の図示されていない下端部の円板巻線が接地される
とともに上端部の円板巻線６０にインパルス電圧が印加
され、低圧巻線１が上下端とも接地される場合、各円板
巻線６，６０の電位は、巻線中央部側から巻線上端部側
へ行くにしたがって高くなる。そのために、円板巻線
６，６０と，これに絶縁間隙１２を介して対向する低圧
巻線１との電位差も巻線中央部側から巻線上端部側へ行
くにしたがって高くなる。そのために、巻線上端部側の
円板巻線６０の絶縁間隙１２と接する素線の端部電界が
最も高くなる。したがって、絶縁間隙１２の寸法は、円
板巻線６０の端部電界によって決まる。本実施例の構成
では、巻線端部側の円板巻線６０の絶縁間隙１２が従来
より増えているので、素線の端部電界も従来より緩和さ
れ巻線間のインパルス耐電圧特性が向上するようにな
る。冷却ダクト１０の径方向寸法が従来より狭められて
も巻線の冷却性能に支障がなければ、巻線間の耐電圧特
性が向上した分だけ絶縁間隙１２の寸法Ａ、Ｂを縮小す
ることができる。それによって、巻線全体の外径寸法が
小さくなる。それにつれて、従来より変圧器の外形が縮
小されて、変圧器の製作コストや輸送コストが低減さ
れ、変圧器の据え付け面積も縮小化され経済的になる。

【００１４】なお、図１における円板巻線６０は必ずし
も３個とは限らない。高圧巻線２の上部から端部電界の
高い複数の円板巻線６０について、その冷却ダクト１０
の径方向寸法が狭められる。また、図１における低圧巻
線１は必ずしも円板巻線５で構成されていなくてもよ
く、ヘリカルコイルや円筒巻線であってもよい。また、
静電シールド３，４は互いに半径方向（図の左右方向）
に対向していなくてもよく、静電シールド３が静電シー
ルド４より上部側に配され、円板巻線５が上方へさらに
多く積層されていてもよい。

【００１５】図２は、この発明の異なる実施例にかかる
変圧器における巻線構造の構成を示す断面図である。高
圧巻線２の巻線端部側（図の上側）の３個の円板巻線６
１の冷却ダクト１３が径方向寸法Ｈ２に形成されてい
る。一方、巻線中央部側（図の下側）の円板巻線６の冷
却ダクト９の径方向寸法Ｈは従来通りである。Ｈ２はＨ
より狭く、ＨからＨ２を差し引いた寸法Ｗ３だけ円板巻
線６１の半径方向（図の左右方向）幅が小さくなってい
る。また、低圧巻線１の巻線端部側（図の上側）の３個
の円板巻線５０の冷却ダクト１４が径方向寸法Ｄ２に形
成されている。一方、巻線中央部側（図の下側）の円板
巻線５の冷却ダクト８の径方向寸法Ｄは従来通りであ
る。Ｄ１はＤより狭く、ＤからＤ１を差し引いた寸法Ｗ
４だけ円板巻線５０の半径方向（左右方向）幅が小さく
なっている。Ｗ３とＷ４とを加えた分だけ巻線端部側の
絶縁間隙１２（寸法Ａ）が巻線中央部側の絶縁間隙１２
（寸法Ｂ）より大きくなっている。図２のその他は、図
８の従来の構成と同じである。

【００１６】図２において、巻線端部側の絶縁間隙１２
が寸法Ａと巻線中央部側のそれより増えているが、その
増えた分だけ円板巻線６０および円板巻線５０の幅がそ
れぞれ減っているので、巻線全体の外形は従来の場合と
同じである。本実施例の構成では、巻線端部側の絶縁間
隙１２が従来より増えているので、円板巻線６１の端部
電界も従来より緩和され巻線間のインパルス耐電圧特性
が向上するようになる。冷却ダクト１３，１４の径方向
寸法が従来のより狭められても巻線の冷却性能に支障が
なければ、巻線間の耐電圧特性が向上した分だけ巻線全
体の外径寸法を小さくすることができ、従来より変圧器
の外形が縮小される。それによって、変圧器の製作コス
トや輸送コストが低減され、変圧器の据え付け面積も縮
小化され経済的になる。

【００１７】なお、図２における円板巻線６１は必ずし
も３個とは限らない。高圧巻線２の上部から端部電界の
高い複数の円板巻線６１について、その冷却ダクト１３
の径方向寸法が狭められる。また、静電シールド３，４
は互いに半径方向（図の左右方向）に対向していなくて
もよく、静電シールド３が静電シールド４より上部側に
配され、円板巻線５，５０が上方へさらに多く積層され
ていてもよい。その場合、低圧巻線１における冷却ダク
ト１４を備えた円板巻線５０は、円板巻線６１に対向す
るものだけでよい。すなわち、円板巻線６１と対向しな
い上下の円板巻線は、冷却ダクト８を備えた円板巻線５
の構成でよい。

【００１８】図３は、この発明のさらに異なる実施例に
かかる変圧器における巻線構造の構成を示す要部片側断
面図である。低圧巻線１の円板巻線のうち、巻線端部側
（図の上側）の３個の円板巻線５１の冷却ダクト１１が
径方向寸法Ｄ１に形成されている。一方、巻線中央部側
（図の下側）の円板巻線５の冷却ダクト８の径方向寸法
Ｄは従来通りである。Ｄ１はＤより狭く、ＤからＤ１を
差し引いた寸法Ｗ２だけ円板巻線５１の半径方向（図の
左右方向）幅が小さくなっている。その分だけ巻線端部
側の絶縁間隙１２（寸法Ａ）が巻線中央部側の絶縁間隙
１２（寸法Ｂ）より大きくなっている。図３のその他
は、図８の従来の構成と同じである。

【００１９】図３において、巻線端部側の絶縁間隙１２
が寸法Ａと巻線中央部側の絶縁間隙１２より増えている
が、その増えた分だけ円板巻線５１の幅が減っているの
で、巻線全体の外形は従来の場合と同じである。本実施
例の構成では、巻線端部側の絶縁間隙１２が従来より増
えているので、高圧巻線１の円板巻線６の端部電界も従
来より緩和され巻線間のインパルス耐電圧特性が向上す
るようになる。冷却ダクト１１の径方向寸法が従来より
狭められても巻線の冷却性能に支障がなければ、巻線間
の耐電圧が向上した分だけ巻線全体の外径寸法を小さく
することができ、従来より変圧器の外形が縮小される。
それによって、変圧器の製作コストや輸送コストが低減
され、変圧器の据え付け面積も縮小化され経済的にな
る。

【００２０】なお、図３における円板巻線５１は必ずし
も３個とは限らない。高圧巻線２の上部から端部電界の
高い複数の円板巻線６に対向する数の円板巻線５１だ
け、その冷却ダクト１１の径方向寸法が狭められる。ま
た、静電シールド３，４は互いに半径方向（図の左右方
向）に対向していなくてもよく、静電シールド３が静電
シールド４より上部側に配され、円板巻線５，５１が上
方へさらに多く積層されていてもよい。その場合、低圧
巻線１における冷却ダクト１１を備えた円板巻線５１
は、高圧巻線２の円板巻線６のうち端部電界の高い円板
巻線に対向するものだけでよい。すなわち、高圧巻線２
の円板巻線６のうち端部電界の高い円板巻線と対向しな
い上下の円板巻線は、冷却ダクト８を備えた円板巻線５
の構成でよい。

【００２１】図４は、この発明のさらに異なる実施例に
かかる変圧器における巻線構造の構成を示す要部拡大断
面図である。高圧巻線２の巻線端部側の円板巻線６０の
絶縁間隙１２側（図の左側）が素線６０Ａでもって構成
されるとともに、巻線中央部側の円板巻線６の絶縁間隙
１２側（図の左側）が素線６Ａでもって構成されてい
る。素線６Ａは素線導体６Ｂに絶縁材６Ｃが厚さＴ１に
なるよう被覆されたものであり、素線６０Ａは素線導体
６Ｂに絶縁材６Ｄが厚さＴ２になるよう被覆されたもの
である。Ｔ２はＴ１より大きくなるように構成されてい
る。図４のその他は、図１と同じであり、高圧巻線２の
円板巻線６０，６の絶縁間隙１２側（図の左側）の一部
が拡大されたものである。素線６Ａは図８の従来の円板
巻線６の素線と同じである。絶縁材６Ｃ，６Ｄとして
は、冷媒が絶縁油の場合にクラフト絶縁紙（この比誘電
率は３．２）が用いられ、冷媒がＳＦ₆ ガスの場合にポ
リアミド紙（この比誘電率は２．５）が用いられてい
る。巻線端部側の円板巻線６０の素線６０Ａの端部電界
が非常に高いので、従来は図８のように素線６Ａの端部
に絶縁性のＬリング７を被せて電界緩和を施していた。
このＬリング７は周回形状なので大きな成型金具を要
し、多大な製作コストがかかっていた。素線導体６Ｂを
絶縁材６Ｄでもって厚く巻回することにより、その素線
６０Ａの端部電界をＬリング７の場合と同様に緩和する
ことができる。それによって、従来必要であったＬリン
グは不要になり、高圧巻線の製作コストが低減される。

【００２２】図５は、この発明のさらに異なる実施例に
かかる変圧器における巻線構造の構成を示す要部拡大断
面図である。高圧巻線２の巻線端部側の円板巻線６０の
絶縁間隙１２側（図の左側）が素線６１Ａでもって構成
されるとともに、巻線中央部側の円板巻線６の絶縁間隙
１２側（図の左側）が素線６Ａでもって構成されてい
る。素線６Ａは素線導体６Ｂに絶縁材６Ｃが厚さＴ１に
なるよう被覆されたものであり、素線６１Ａは素線導体
６Ｂに内側層の絶縁材６Ｃが厚さＴ１になるよう被覆さ
れるとともに、その外側層の絶縁材６Ｅが厚さＴ３にな
るよう被覆されている。図５のその他は、図４の構成と
同じである。素線６Ａ，６１Ａの絶縁材６Ｃとしては、
前述のように、冷媒が絶縁油の場合にクラフト絶縁紙
（この比誘電率は３．２）が用いられ、冷媒がＳＦ₆ ガ
スの場合にポリアミド紙（この比誘電率は２．５）が用
いられている。一方、素線６１Ａの外側層の絶縁材６Ｅ
としては、冷媒が絶縁油の場合にラミネート紙（例え
ば、クラフト絶縁紙に比誘電率が２．０のポリメチルペ
ンテンを積層したもの）やポリテトラフルオルエチレン
（この比誘電率は２．０）などが用いられ、冷媒がＳＦ
₆ ガスの場合にポリプロピレン（この比誘電率は２．
２）やポリテトラフルオルエチレンなどが用いられ、冷
媒がいずれの場合も、絶縁材６Ｅとしては、絶縁材６Ｃ
より比誘電率が小さい材料が用いられている。素線６１
Ａの端部の電界集中部に比誘電率の小さい外側層（６
Ｅ）が形成されるので、この外側層が従来の構成の場合
より多くの電圧を分担するようになる。それによって、
素線６１Ａの端部電界がさらに緩和される。そのため
に、絶縁間隙１２をさらに縮小することができ、変圧器
の外形がさらに縮小される。それによって、変圧器の製
作コストや輸送コストが低減され、変圧器の据え付け面
積も縮小化されさらに経済的になる。

【００２３】図６は、この発明のさらに異なる実施例に
かかる変圧器における巻線構造の構成を示す要部拡大断
面図である。素線６２Ａの外側層が厚さＴ３の絶縁材６
Ｆでもって構成されている。絶縁材６Ｆは内側層の絶縁
材６Ｃ上に巻回された絶縁テープでもって構成されてい
る。図７は、図６の絶縁テープの巻回方法を示す斜視図
である。図６の絶縁材６Ｆが絶縁テープ１５でもって絶
縁テープ１５間に隙間１６を明けながら螺旋状に巻回さ
れている。図５において説明されたポリプロピレンやポ
リテトラフルオルエチレン、あるいはプラスチックフイ
ルムとのラミネート紙などは、冷媒がそれらのフイルム
と直角な方向からは浸透しない。冷媒の浸透は、フイル
ムと平行な方向からは浸透して行くが、フイルムが積層
されているのでフイルムと平行な方向からの浸透速度が
遅いと言う問題があった。絶縁テープ１５自体に冷媒の
浸透性がなくても、絶縁テープ１５の巻回のときに隙間
１６を明けておけば、冷媒がその隙間１６から素線の内
側層へ容易に浸透するようになる。それによって、冷媒
の浸透速度が速くなり、変圧器の製作時間が短縮されコ
ストも低減される。

【００２４】なお、上述の各実施例にかかる変圧器にお
ける巻線構造は、いずれも、高圧巻線または低圧巻線を
構成する軸方向に積層された複数の円板巻線のうちの，
径方向寸法が狭められてなる円板巻線における径方向寸
法の短縮を，冷却ダクトの径方向寸法をその他の円板巻
線の冷却ダクトより狭めることにより行なう構成である
が、この円板巻線における径方向寸法の短縮のための構
成は、上記の構成に限定されるものではない。すなわ
ち、例えば、軸方向に積層された複数の円板巻線のうち
の，径方向寸法を狭めるべき円板巻線のみ、そのターン
数をその他の円板巻線のターン数より少なくすることに
より、この円板巻線の径方向寸法を狭める構成を採用す
ることも可能である。また、軸方向に積層された複数の
円板巻線のうちの，径方向寸法を狭めるべき円板巻線の
み、その巻線高さをその他の円板巻線の巻線高さより大
きくして巻線導体断面の巻線軸方向の高さ寸法を大きく
するとともにこれに対応してこの巻線導体断面の巻線半
径方向の幅寸法を小さくすることにより、この円板巻線
の径方向寸法を狭める構成を採用することも可能であ
る。

【００２５】また、上述の各実施例にかかる変圧器にお
ける巻線構造は、いずれも、高圧巻線の巻線端部側にお
ける高圧巻線と低圧巻線との間の径方向の絶縁間隙と巻
線中央部側のそれより広くした構成であるが、高圧巻線
の巻線上端部側と巻線下端部側とのいずれの側で前記絶
縁間隙を広げるようにするかは、いずれの側にインパル
ス電圧が印加されるかによるものであり、少なくともイ
ンパルス電圧が印加される方の端部側においては高圧巻
線と低圧巻線との間の径方向の絶縁間隙を巻線中央部側
のそれより広くするようにする。例えば、高圧巻線が星
形結線されてなる三相変圧器の巻線構造であって、その
中性点が接地電位あるいは接地に近い電位とされる場合
には、各相の高圧巻線のそれぞれ反中性点側，すなわ
ち、線路側の端部側のみにおいて、高圧巻線と低圧巻線
との間の径方向の絶縁間隙を巻線中央部側のそれより広
くするようにする。また、高圧巻線が三角結線されてな
る三相変圧器の巻線構造の場合には、各相の高圧巻線の
それぞれ両方の端部側にインパルス電圧が印加されるた
め、各相の高圧巻線のそれぞれ両方の端部側，すなわ
ち，上端部側および下端部側の両方において、高圧巻線
と低圧巻線との間の径方向の絶縁間隙を巻線中央部側の
それより広くするようにする。

【００２６】また、上述の図４ないし図６に示されるよ
うな、軸方向に積層された複数の円板巻線のうちの，素
線の端部電界が高くなる特定の円板巻線においてその端
部電界を緩和するための構成、すなわち、特定の円板巻
線を形成する絶縁間隙の素線導体を絶縁材でもって巻回
し、その他の円板巻線の素線導体より厚く絶縁被覆する
構成、この構成に加えて，前記絶縁材を内側層と外側層
とで形成し、前記外側層の絶縁材の比誘電率を前記内側
層の絶縁材のそれより小さくする構成、および、前記の
構成に加えて，前記外側層の絶縁材を前記テープでもっ
て形成し，この絶縁テープを絶縁テープ間に隙間を明け
ながら前記内側層に巻回する構成は、高圧巻線の巻線端
部側に絶縁間隙を介して対向する低圧巻線の円板巻線に
も適用することができる。

【００２７】

【発明の効果】この発明は前述のように、高圧巻線の巻
線端部側の円板巻線の径方向寸法が巻線中央部側の円板
巻線の径方向寸法より狭められ、前記高圧巻線の巻線端
部側における前記高圧巻線と低圧巻線との間の径方向の
絶縁間隙が巻線中央部側のそれより広く形成されるよう
にすることによって、従来より変圧器の外形を縮小する
ことができ、変圧器の製作コストや輸送コストが低減さ
れ、変圧器の据え付け面積も縮小化され経済的になる。

【００２８】また、かかる構成において、前記低圧巻線
が軸方向に積層された複数の円板巻線よりなり、前記低
圧巻線の円板巻線のうち，前記高圧巻線の巻線端部側の
円板巻線に絶縁間隙を介して対向する前記低圧巻線の円
板巻線の径方向寸法が前記低圧巻線のその他の円板巻線
の径方向寸法より狭められ、前記高圧巻線の巻線端部側
における前記高圧巻線と前記低圧巻線との間の径方向の
絶縁間隙が巻線中央部側のそれより広く形成されてなる
ようにすることによっても、従来より変圧器の外形を縮
小することができ、経済的である。

【００２９】また、低圧巻線の円板巻線のうち、高圧巻
線の巻線端部側の円板巻線に絶縁間隙を介して対向する
前記低圧巻線の円板巻線の径方向寸法が前記低圧巻線の
その他の円板巻線の径方向寸法より狭められ、前記高圧
巻線の巻線端部側における前記高圧巻線と前記低圧巻線
との間の径方向の絶縁間隙が巻線中央部側のそれより広
く形成されてなるようにすることによっても、従来より
変圧器の外形が縮小化され経済的になる。

【００３０】また、かかる構成において、軸方向に積層
された複数の円板巻線よりなる前記高圧巻線または前記
低圧巻線の円板巻線の素線間に軸方向に冷媒を流す冷却
ダクトが形成されてなり、前記高圧巻線または前記低圧
巻線を構成する軸方向に積層された複数の円板巻線のう
ちの，径方向寸法が狭められてなる円板巻線における径
方向寸法の短縮が、前記冷却ダクトの径方向寸法をその
他の円板巻線の冷却ダクトより狭めることにより行われ
てなるようにすることによって、上記の各構成における
円板巻線の径方向寸法の短縮を簡易な構成で実現するこ
とが可能となる。

【００３１】また、かかる構成において、高圧巻線の巻
線端部側の円板巻線を形成する絶縁間隙側の素線導体が
絶縁材でもって巻回され、巻線中央部側の円板巻線の素
線導体より厚く絶縁被覆されるようにすることによっ
て、従来必要であったＬリングは不要になり、変圧器の
製作コストがより低減される。また、かかる構成におい
て、絶縁材が内側層と外側層とで形成され、外側層の絶
縁材の比誘電率が内側層の絶縁材のそれより小さいよう
にすることによって、素線の端部電界がさらに緩和さ
れ、変圧器の外形をさらに縮小することができ、経済的
になる。

【００３２】また、かかる構成において、外側層の絶縁
材が絶縁テープでもって形成され、前記絶縁テープが絶
縁テープ間に隙間を明けながら前記内側層に巻回される
ようにすることによって、冷媒の含浸速度が速くなり、
変圧器の製作時間がさらに短縮されコストも低減され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例にかかる変圧器における巻線
構造の構成を示す要部片側断面図

【図２】この発明の異なる実施例にかかる変圧器におけ
る巻線構造の構成を示す要部片側断面図

【図３】この発明のさらに異なる実施例にかかる変圧器
における巻線構造の構成を示す要部片側断面図

【図４】この発明のさらに異なる実施例にかかる変圧器
における巻線構造の構成を示す要部拡大断面図

【図５】この発明のさらに異なる実施例にかかる変圧器
における巻線構造の構成を示す要部拡大断面図

【図６】この発明のさらに異なる実施例にかかる変圧器
における巻線構造の構成を示す要部拡大断面図

【図７】図６の絶縁テープの巻回方法を示す斜視図

【図８】従来の変圧器における巻線構造の構成を示す要
部片側断面図

【符号の説明】

１：低圧巻線、２：高圧巻線、５，６，５０，６０：円
板巻線、６０Ａ，６１Ａ，６２Ａ，６Ａ，５Ａ：素線、
６Ｂ：素線導体、６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ，６Ｆ：絶縁材、
８，９，１０，１１，１３，１４：冷却ダクト、１５：
絶縁テープ、１６：隙間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高坂 正明 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5E043 AA05 AB02 BA01

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高圧巻線と低圧巻線とが互いに同軸に巻回
   されるとともに絶縁間隙を介して径方向に対向して配さ
   れ、前記高圧巻線が軸方向に積層された複数の円板巻線
   よりなる変圧器において、前記高圧巻線の巻線端部側の
   円板巻線の径方向寸法が巻線中央部側の円板巻線の径方
   向寸法より狭められ、前記高圧巻線の巻線端部側におけ
   る前記高圧巻線と前記低圧巻線との間の径方向の絶縁間
   隙が巻線中央部側のそれより広く形成されてなることを
   特徴とする変圧器。
2. 【請求項２】請求項１記載の変圧器において、前記低圧
   巻線が軸方向に積層された複数の円板巻線よりなり、前
   記低圧巻線の円板巻線のうち，前記高圧巻線の巻線端部
   側の円板巻線に絶縁間隙を介して対向する前記低圧巻線
   の円板巻線の径方向寸法が前記低圧巻線のその他の円板
   巻線の径方向寸法より狭められ、前記高圧巻線の巻線端
   部側における前記高圧巻線と前記低圧巻線との間の径方
   向の絶縁間隙が巻線中央部側のそれより広く形成されて
   なることを特徴とする変圧器。
3. 【請求項３】高圧巻線と低圧巻線とが互いに同軸に巻回
   されるとともに絶縁間隙を介して径方向に対向して配さ
   れ、前記高圧巻線と前記低圧巻線とがそれぞれ軸方向に
   積層された複数の円板巻線よりなる変圧器において、前
   記低圧巻線の円板巻線のうち、前記高圧巻線の巻線端部
   側の円板巻線に絶縁間隙を介して対向する前記低圧巻線
   の円板巻線の径方向寸法が前記低圧巻線のその他の円板
   巻線の径方向寸法より狭められ、前記高圧巻線の巻線端
   部側における前記高圧巻線と前記低圧巻線との間の径方
   向の絶縁間隙が巻線中央部側のそれより広く形成されて
   なることを特徴とする変圧器。
4. 【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の変圧
   器において、軸方向に積層された複数の円板巻線よりな
   る前記高圧巻線または前記低圧巻線の円板巻線の素線間
   に軸方向に冷媒を流す冷却ダクトが形成されてなり、前
   記高圧巻線または前記低圧巻線を構成する軸方向に積層
   された複数の円板巻線のうちの，径方向寸法が狭められ
   てなる円板巻線における径方向寸法の短縮が、前記冷却
   ダクトの径方向寸法をその他の円板巻線の冷却ダクトよ
   り狭めることにより行われてなることを特徴とする変圧
   器。
5. 【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の変圧
   器において、高圧巻線の巻線端部側の円板巻線を形成す
   る絶縁間隙側の素線導体が絶縁材でもって巻回され、巻
   線中央部側の円板巻線の素線導体より厚く絶縁被覆され
   てなることを特徴とする変圧器。
6. 【請求項６】請求項５に記載の変圧器において、前記絶
   縁材が内側層と外側層とで形成され、前記外側層の絶縁
   材の比誘電率が前記内側層の絶縁材のそれより小さいこ
   とを特徴とする変圧器。
7. 【請求項７】請求項６に記載の変圧器において、前記外
   側層の絶縁材が絶縁テープでもって形成され、前記絶縁
   テープが絶縁テープ間に隙間を明けながら前記内側層に
   巻回されることを特徴とする変圧器。