JP2001345223A - 変圧器 - Google Patents

変圧器

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JP2001345223A
JP2001345223A JP2001057956A JP2001057956A JP2001345223A JP 2001345223 A JP2001345223 A JP 2001345223A JP 2001057956 A JP2001057956 A JP 2001057956A JP 2001057956 A JP2001057956 A JP 2001057956A JP 2001345223 A JP2001345223 A JP 2001345223A
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Japan
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winding
conductor
inner winding
transformer
dislocation
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JP2001057956A
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Masayoshi Ito
政芳 伊藤
Masaaki Kosaka
正明 高坂
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】外側巻線と裸の転位導体を用いた内側巻線との
間の絶縁寸法が小さくても済むようにさせる。 【解決手段】内側巻線5の外周を覆う絶縁筒8が裸の転
位導体2に沿うように配される。

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、低圧側である内
側巻線に転位導体が用いられた発電所用の変圧器に関
し、特に、従来より体格が縮小された変圧器に関する。
【0002】
【従来の技術】図9は、従来の変圧器の構成を示す要部
片側断面図である。変圧器が、鉄心3に巻回されてなる
内側巻線5と、この内側巻線5の外周側に巻回されてな
る外側巻線4とで構成されている。鉄心3と内側巻線5
との間、内側巻線5と外側巻線4との間、外側巻線4と
この外側巻線4の右側の図示されていないタンク壁との
間にはそれぞれ絶縁性の円筒7が介装されている。
【0003】図10は、図9のD部拡大断面図である。
内側巻線5が、転位導体2、すなわち、複数の素線導体
1が並列に積層されるとともに各素線導体1の積層位置
が長さ方向に行くに従って順次変わるように構成された
導体よりなり、この転位導体2が半径方向(図の左右方
向)に重ね巻きされるとともに軸方向(図の上下方向)
に多層に積層されている。
【0004】図11は、図10の転位導体2の構成を示
す要部斜視図である。転位導体2は、並列に積層された
複数の素線導体1の積層位置が転位部2Aにおいて長さ
方向に行くに従って順次変わるとともに転位導体2の外
周に絶縁紐6がターン間に隙間をあけるようにして巻回
されたものである。絶縁紐6としては、例えば熱収縮性
のテープ、釣り糸状のポリエステル材が複数本より合わ
されたポリエステル紐など、引っ張り強度が高く、かつ
耐熱性が優れたものが用いられている。転位導体2が複
数の素線導体1でもって並列に束ねられているのは、導
体を細分化して表皮効果による導体表面への電流集中を
避けるためであり、通常数十本もの素線導体1でもって
束ねられている。また、素線導体1を転位させるのは、
各素線導体1に流れる電流が同一になるようにするため
である。なお、素線導体1のそれぞれは図示されていな
い絶縁皮膜でもって覆われている。すなわち、絶縁皮膜
は素線導体1の外周を覆う薄いエナメル絶縁層と、この
エナメル絶縁層の外周をさらに覆う薄い熱融着性の絶縁
樹脂層とで構成されている。この熱融着性の絶縁樹脂層
は、転位導体が変圧器の巻線として巻回された後に加熱
処理され、素線導体1同士を互いに融着させるためのも
のである。それによって、転位導体2の曲げ強度を強く
することができ、巻線の短絡時に発生する電磁機械力に
充分耐えるようになっている。発電所用の変圧器は内側
巻線5に大電流が流れるので、内側巻線5の導体として
上述のような転位導体2が用いられる。
【0005】
【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は、外側巻線と内側巻線との間の
絶縁寸法が大きいという問題があった。すなわち、図1
0に示すように転位導体2の外側巻線4(図9)側の角
部Xは電界が集中し、そこからの放電が発生し易い。そ
のために、従来は外側巻線4と内側巻線5との間の絶縁
寸法を大きくし、角部Xの電界を和らげることによって
放電が発生しないようにするか、あるいは、発生する放
電が小さくなるようにして外側巻線4と内側巻線5との
間の絶縁耐力が所定の値以上になるように対策してい
た。なお、転位導体2の絶縁紐6の代わりに絶縁紙が用
いられ、このような絶縁紙でもって素線導体1の束全体
が包まれた転位導体も従来使用されており、このような
絶縁紙でもって包まれた転位導体には、外側巻線4と内
側巻線5との間の絶縁耐力が低くなるという問題は発生
しない。しかしながら、このような絶縁紙でもって包ま
れた転位導体には、熱放散が悪いので変圧器の冷却器を
大きくしなければならないという欠点がある。これに対
して、図11に示すような絶縁紐6にターン間の隙間を
明けるようにして巻回された転位導体2(以下、ここで
は裸の転位導体2と称する)は、薄い絶縁皮膜だけても
って覆われた素線導体1の周囲が冷媒に直接触れるので
冷却特性が非常に良く、冷媒の温度を上げることができ
るので小型の冷却器で済むという利点がある。
【0006】この発明の目的は、外側巻線と裸の転位導
体を用いた内側巻線との間の絶縁寸法が従来より小さく
ても済むようにさせることにある。
【0007】
【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、並列に積層された複数の素線導
体の各積層位置を長さ方向に行くに従って順次変わるよ
うに転位させてなる転位導体が鉄心に巻回されてなる内
側巻線と、この内側巻線の外周側に対向するようにして
巻回されてなる外側巻線とにより構成され、前記転位導
体の外周に絶縁紐がターン間に隙間をあけるようにして
巻回されてなる変圧器において、前記内側巻線の外周が
絶縁筒で覆われてなるようにするとよい。それによっ
て、転位導体の外周のうち絶縁紐のターン間の隙間の部
分で冷媒が素線導体に直接触れることにより転位導体の
冷却特性が向上し、周囲の冷媒に対する素線導体の温度
上昇が小さくなることに加えて、この転位導体からなる
内側巻線の外周が絶縁筒で覆われることにより、転位導
体の角部からたとえ放電が発生しても絶縁筒でもってそ
の放電の進展が遮られるので、外側巻線と内側巻線との
間の絶縁耐力が向上し、外側巻線と内側巻線との間の寸
法が小さくても済むようになる。
【0008】また、かかる構成において、前記絶縁筒を
前記内側巻線に沿わせてなるようにしてもよい。また、
かかる構成において、前記絶縁筒と前記内側巻線との間
に冷却路が形成されてなるようにしてもよい。それによ
って、冷却路があるので冷媒が内側巻線を流れ易くな
り、冷却特性が向上する。
【0009】また、かかる構成において、前記絶縁筒に
冷却穴を貫通させてなるようにしてもよい。それによっ
て、冷却穴を通って冷媒が内側巻線に流れ込み易くな
り、冷却特性がさらに向上する。また、かかる構成にお
いて、前記絶縁筒の一方端が前記転位導体を包み込むよ
うにして内径側に折り曲げられてなるようにしてもよ
い。それによって、転位導体の角部から発生した放電が
さらに進展し難くなり、外側巻線と内側巻線との間の絶
縁耐力がさらに向上する。したがって、外側巻線と内側
巻線との間の寸法がさらに小さくても済むようになる。
【0010】また、かかる構成において、前記絶縁筒の
両端が前記転位導体を包み込むようにして内径側に折り
曲げられてなるようにしてもよい。それによって、転位
導体のいずれの角部から発生した放電も進展し難くな
り、外側巻線と内側巻線との間の絶縁耐力がさらに向上
する。したがって、外側巻線と内側巻線との間の寸法が
さらに小さくても済むようになる。
【0011】
【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
の構成を示す要部片側断面図であり、図2は、図1のA
部拡大断面図である。内側巻線5の外周を覆う絶縁筒8
が裸の転位導体2に沿わせるように接触して配されてい
る。図1,図2のその他は、それぞれ図9,図10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。図2にお
いて、裸の転位導体2の角部Xからたとえ放電が発生し
ても絶縁筒8でもってその放電の進展が遮られるので、
外側巻線4と内側巻線5との間の絶縁耐力が向上し、外
側巻線4と内側巻線5との間の寸法が小さくても済むよ
うになる。それによって、変圧器全体がコンパクトにな
り材料のコストが低減され安価な機器となる。なお、絶
縁筒8としては、油入変圧器の場合、1mm厚さ程度の
高密度プレスボードで十分である。
【0012】図3は、この発明の異なる実施例にかかる
変圧器の構成を示す要部片側断面図であり、図4は、図
3のB部拡大断面図である。内側巻線5の外周を覆う絶
縁筒9と裸の転位導体2との間に冷却路9Aとなる隙間
が形成されている。図3,図4のその他は、それぞれ図
1,図2の構成と同じである。図4において、裸の転位
導体2の角部Xからたとえ放電が発生しても絶縁筒9で
もってその放電の進展が遮られるので、外側巻線4と内
側巻線5との間の絶縁耐力が向上し、外側巻線4と内側
巻線5との間の寸法が小さくても済むようになる。それ
によって、変圧器全体がコンパクトになり材料のコスト
が低減され安価な機器となる。また、冷却路9Aが形成
されたので、冷媒が裸の転位導体2の角部Xを通って上
方へ流れ易くなり、冷却特性が図1の場合よりさらに向
上する。それによって、変圧器の冷却器をさらに小さく
することができ、より安価な機器になる。なお、冷却路
9Aとしては、半径方向の幅が数mm程度であれば十分
である。
【0013】図5は、この発明のさらに異なる実施例に
かかる変圧器の構成を示す要部片側断面図であり、図6
は、図5のC部拡大断面図である。内側巻線5の外周を
覆う絶縁筒10が裸の転位導体2に沿わせるように配さ
れている。さらに、絶縁筒10には、冷却穴10Aが貫
通している。図5,図6のその他は、それぞれ図1,図
2の構成と同じである。図6において、裸の転位導体2
の角部Xからたとえ放電が発生しても絶縁筒10でもっ
てその放電の進展が遮られるので、外側巻線4と内側巻
線5との間の絶縁耐力が向上し、外側巻線4と内側巻線
5との間の寸法が小さくても済むようになる。それによ
って、変圧器全体がコンパクトになり材料のコストが低
減され安価な機器となる。また、冷却穴10Aが形成さ
れたので、冷媒が裸の転位導体2同士の間を通り易くな
り、冷却特性が図1の場合よりさらに向上する。それに
よって、変圧器の冷却器をさらに小さくすることがで
き、より安価な機器になる。なお、絶縁筒10における
冷却穴10Aの位置としては、放電が貫通し難くなるよ
うにするために、図6のように絶縁筒10の上下方向に
おいて隣接する転位導体2同士の間の中間位置を貫通さ
せた方がよい。
【0014】図7は、この発明のさらに異なる実施例に
かかる変圧器の構成を示す要部断面図であり、図1のA
部に対応する。内側巻線5の外周側を覆う絶縁筒11が
裸の転位導体2に沿わせるように配され、絶縁筒11の
下端が転位導体2を包み込むようにして内径側に折り曲
げられ、折り曲げ部11Aが形成されている。図7のそ
の他は、図2の構成と同じである。図7において、裸の
転位導体2の角部Xから発生した放電が進展し難くな
り、外側巻線4と内側巻線5との間の絶縁耐力がさらに
向上する。したがって、外側巻線4と内側巻線5との間
の寸法がさらに小さくても済むようになる。それによっ
て、変圧器全体がコンパクトになり材料のコストが低減
されさらに安価な機器となる。
【0015】図8は、この発明のさらに異なる実施例に
かかる変圧器の構成を示す要部断面図であり、図1のA
部に対応する。内側巻線5の外周側を覆う絶縁筒12が
裸の転位導体2に沿わせるように配され、絶縁筒12の
上下端が転位導体2を包み込むようにして内径側に折り
曲げられ、折り曲げ部12Aが形成されている。図8の
その他は、図2の構成と同じである。図8において、裸
の転転位導体2の上下端の角部Xから発生した放電が進
展し難くなり、外側巻線4と内側巻線5との間の絶縁耐
力がさらに向上する。したがって、外側巻線4と内側巻
線5との間の寸法がさらに小さくても済むようになる。
それによって、変圧器全体がコンパクトになり材料のコ
ストが低減されさらに安価な機器となる。
【0016】なお、この発明は必ずしも上述の実施例だ
けには限られず、内側巻線の外周が絶縁筒で覆われる構
成ならば、裸の転位導体の角部から発生した放電が進展
し難くなり、外側巻線と内側巻線との間の絶縁耐力が従
来より向上する。したがって、外側巻線と内側巻線との
間の寸法が従来より小さくても済むようになる、それに
よって、変圧器全体がコンパクトになり材料のコストが
低減され従来よりさらに安価な機器となる。
【0017】
【発明の効果】この発明は、転位導体の外周のうち絶縁
紐のターン間の隙間の部分で冷媒が素線導体に直接触れ
ることにより転位導体の冷却特性が向上し、周囲の冷媒
に対する素線導体の温度上昇が小さくなるため、冷媒の
温度を上げることができ、冷却器を小さくすることがで
きるとともに、前述のように、内側巻線の外周が絶縁筒
で覆われてなるようにすることによって、変圧器全体が
コンパクトになり材料のコストが低減され従来より安価
な機器となる。
【0018】また、かかる構成において、絶縁筒と内側
巻線との間に冷却路が形成されてなることによって、冷
却器をさらに小さくすることができ、さらに安価な機器
になる。また、かかる構成において、絶縁筒に冷却穴を
貫通させてなることによって、冷却器をさらに小さくす
ることができ、さらに安価な機器になる。
【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の構成を示す
要部片側断面図
【図2】図1のA部拡大断面図
【図3】この発明の異なる実施例にかかる変圧器の構成
を示す要部片側断面図
【図4】図3のB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
の構成を示す要部片側断面図
【図6】図5のC部拡大断面図
【図7】この発明のさらに異なる実施例にかかる変圧器
の構成を示す要部断面図
【図8】この発明のさらに異なる実施例にかかる変圧器
の構成を示す要部断面図
【図9】従来の変圧器の構成を示す要部片側断面図
【図10】図9のD部拡大断面図
【図11】図10の転位導体の構成を示す要部斜視図
【符号の説明】
1:素線導体、2:転位導体、2A:転位部、3:鉄
心、4:外側巻線、5:内側巻線、6:絶縁紐、7:円
筒、8,9,10,11,12:絶縁筒、9A:冷却
路、10A:冷却穴、11A,12A:折り曲げ部、
X:角部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】並列に積層された複数の素線導体の各積層
    位置を長さ方向に行くに従って順次変わるように転位さ
    せてなる転位導体が鉄心に巻回されてなる内側巻線と、
    この内側巻線の外周側に対向するようにして巻回されて
    なる外側巻線とにより構成され、前記転位導体の外周に
    絶縁紐がターン間に隙間をあけるようにして巻回されて
    なる変圧器において、前記内側巻線の外周が絶縁筒で覆
    われてなることを特徴とする変圧器。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の変圧器において、前記絶
    縁筒を前記内側巻線に沿わせてなることを特徴とする変
    圧器。
  3. 【請求項3】請求項1に記載の変圧器において、前記絶
    縁筒と前記内側巻線との間に冷却路が形成されてなるこ
    とを特徴とする変圧器。
  4. 【請求項4】請求項2または3に記載の変圧器におい
    て、前記絶縁筒に冷却穴を貫通させ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2に記載の変圧器におい
    て、前記絶縁筒の一方端が前記転位導体を包み込むよう
    にして内径側に折り曲げられてなることを特徴とする変
    圧器。
  6. 【請求項6】請求項1または2に記載の変圧器におい
    て、前記絶縁筒の両端が前記転位導体を包み込むように
    して内径側に折り曲げられてなることを特徴とする変圧
    器。
JP2001057956A 2000-03-30 2001-03-02 変圧器 Withdrawn JP2001345223A (ja)

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