JP2001345228A - ディスク巻線変圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスク巻線のセクション間の絶縁距離を拡
大することなくセクション間の電界集中を緩和する。 【解決手段】 ディスク巻線変圧器は、巻心２に設けら
れている縦ダクトと巻線４のセクション４Ｓを絶縁する
絶縁スペーサと巻線内側電線５の角部間のトリプルジャ
ンクション部に電界が集中する。このディスク巻線のセ
クション４Ｓ間にシールド電線１１を挿入して電位分布
を変え、上記電界集中を緩和する。

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、ディスク巻線の
セクション間の電界集中を緩和しうるようにしたディス
ク巻線変圧器に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディスク巻線変圧器は図９、図１０に示
すように、ディスク巻線４は複数のセクション４Ｓで構
成されており、その巻心２は巻線の冷却及び絶縁のため
外面に冷却媒体が流れる縦ダクト２ａを有し、セクショ
ン４Ｓ間は半径方向の絶縁スペーサ６が挿入され、セク
ション４Ｓ間にも冷却媒体が流れるようになっている。
なお、巻線４には図１１に示すように絶縁被覆５ａされ
た帯状電線５が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにディスク
巻線のセクション４Ｓ間には絶縁スペーサ６が挿入さ
れ、巻心２には縦ダクト２ａが設けられている。これに
伴い図１１、図１２に示すように、絶縁スペーサ６と縦
ダクト２ａと巻線４の内法側電線５の角部によって形成
されるトリプルジャンクションによる微小ギャップａが
形成される。

【０００４】絶縁油に比誘電率は約２.３、絶縁スペー
サ（プレスボード）６の比誘電率は約４.５、巻線の被
覆（テーピング材）５ａの比誘電率は約3.０で、比誘電
率の低い絶縁油が入り込んでいる微小ギャップａに電界
が集中する。−方、巻線４のライン側の端子にパルスが
印加された場合、巻線位置に対する最大対地電位の関係
は図８の曲線Ａのようになる。微小ギャップａは電線５
の上側角部にも形成されるが、電位分布は図１３のよう
になり、電線５の下側角部の微小ギャップａに電界が集
中する。

【０００５】上記電界の集中はセクション４Ｓ間の絶縁
距離を拡大すること、即ち絶縁スペーサの厚さを増加さ
せることで緩和できるが、巻線４の半径方向や軸方向が
大きくなり、変圧器の体格が拡大しコストアップとな
る。

【０００６】この発明は、上記課題に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、ディスク巻線のセ
クション間の絶縁距離を拡大することなくセクション間
の電界集中を緩和できるディスク巻線変圧器を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、 外側に縦
ダクトを有する巻心と、この巻心の外側に縦方向に重ね
て設けられた複数のセクションからなるディスク巻線
と、この巻線のセクション間に設けられた半径方向の複
数の絶縁スペーサを有するディスク巻線変圧器におい
て、絶縁スペーサの巻線内法より若干外側位置に横方向
のシールド電線嵌入孔を設け、この孔にシールド電線を
嵌入固定し、絶縁スペーサと縦ダクトと巻線の電線角部
によって形成されるトリプルジャンクション部の電界集
中を緩和させる。

【０００８】または、上記絶縁スペーサのシールド電線
嵌入孔をシールド電線の巻線内法側にオイルギャップが
形成されるように設け、シールド電線と絶縁スペーサに
よって形成される微小ギャップによる電界集中をなくす
る。

【０００９】または、上記絶縁スペーサのシールド電線
嵌入孔をシールド電線より若干大きめに形成し、絶縁ス
ペーサとシールド電線間の微小ギャップを軟質な低誘電
率絶縁物で充填し、絶縁強度を向上させる。

【００１０】上記シールド電線の角部には電界を緩和さ
せる適度な曲率を付するとよい。

【００１１】上記シールド電線は、絶縁スペーサと縦ダ
クトと巻線の電線角部によって形成されるトリプルジャ
ンクション部のみに配置する。または、上記シールド電
線を全周に亘って配置する。この場合、巻線の直列静電
容量が増加して巻線の電位分布が向上する。

【００１２】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態について図
面を用いて説明する。なお各図において、従来図８〜図
１１に示したものと同一構造部分は、同一符号を付して
その重複する説明を省略する。

【００１３】実施例１ 図１、図2について、ディスク巻線変圧器におけるディ
スク巻線４のセクション４Ｓ間に設けられる絶縁スペー
サ6の巻線内法側より若干外側に断面長方形の孔６ａを
設け、この孔６ａに偏平で絶縁被覆されているシールド
電線１１を挿入して固定した。このシールド電線11の長
さは絶縁スペーサの幅より少し長めにしてある。

【００１４】この変圧器は、上記シールド電線１１の挿
入により、等電位線の分布が従来図１３の状態から図3
のように変わるので、絶縁スペーサ６と巻心２の縦ダク
ト２ａとセクション４Ｓの巻線内法側電線５の角部に形
成されるトリプルジャンクション部の電界集中が緩和さ
れる。このため、巻線位置に対する最高対地電位特性は
図８の曲線Ｂのように改善される。

【００１５】したがって、ディスク巻線４のセクション
４Ｓ間の絶縁距離を拡大することなく、トリプルジャン
クション部の絶縁を強化することができる。

【００１６】実施例2 図4について、ディスク巻線４のセクション４Ｓ間に設
けられた絶縁スペーサ６の巻線内法側より若干外側に、
シールド電線１１固定用孔部６ｂ’とこの孔部６ｂ’か
ら巻線内法間に至るオイルギャップ用孔部６ｂ’’から
なるシールド電線用孔６ｂを設け、この孔６ｂの孔部６
ｂ’にシールド電線１１を挿入し固定する。

【００１７】この変圧器は、冷却媒体が絶縁スペーサ６
の孔６ｂに流入しオイルギャップ用孔部６ｂ’’により
シールド電線１１の巻線内法側にオイルギャップが形成
される。そのため、シールド電線１１と絶縁スペーサ６
間に形成される微小ギャップが無くなり、図1の場合よ
り絶縁強度が向上する。

【００１８】実施例3 図5について、絶縁スペーサ６にシールド電線１１の断
面の大きさよりも若干大きなシールド電線取付孔６ｃを
設け、シールド電線１１に軟質の低誘電率絶縁物１３を
巻きつけてシールド電線１１と絶縁スペーサ６との間に
微小ギャップが無くなるようにシールド電線１１を絶縁
スペーサ６の孔６ｃに挿通固定する。

【００１９】このシールド電線１１を設けたディスク巻
線変圧器は、シールド電線１１と絶縁スペーサによって
形成される微小ギャップをシールド電線１１に巻きつけ
た軟質な低誘電率絶縁物（冷却媒体に近い比誘電率を有
する絶縁物）によって充填されるので、図1の場合より
絶縁強度が向上する。

【００２０】実施例4 図6について、ディスク巻線４のを絶縁する絶縁スペー
サ６の巻線内法側に実施例１と同様な孔6ａを設け、こ
の孔6ａを通し全周に亘るシールド電線１１を短絡コイ
ルとならない様に設けた。

【００２１】変圧器の巻線の等価回路は、巻線のインダ
クタンスと、巻線各部と大地間の並列静電容量と、巻線
各部間の直列静電容量で表される。

【００２２】この変圧器は、ディスク巻線４の各セクシ
ョン４Ｓ間に全周に亘るシールド電線１１が設けられて
いるので、巻線の直列静電容量が増加し巻線の電位分布
が向上するので、ディスク巻線４のセクション４Ｓ間の
絶縁距離縮小化が可能となる。このシールド電線の取り
付けは絶縁スペーサの孔の形状を変えて実施例２，３の
場合と同様に取り付けてもよい。

【００２３】実施例5 図7について、上記図１におけるシールド電線１１に代
えて、巻線内法側下面に曲面Ｒを付けたシールド電線１
１’を用いた。その他の構成は図１と同じである。

【００２４】この変圧器は、シールド電線１１ａに曲率
Ｒが付けられているので、等電位線の分布が滑らかとな
り、微小ギャップａ部分の電界が図１の場合よりさらに
緩和される。なお、上記実施例2〜4のシールド電線11も
曲面を付けたシールド電線１１’とすることができる。

【００２５】

【発明の効果】この発明は、上述のとおり構成されてい
るので、次に記載する効果を奏する。 （１）巻線のセクション間の電界分布が均一な状態にな
り絶縁強度が向上するので、セクション間の絶縁寸法の
縮小化ができる。 （２）巻線の直列静電容量が増加するので、巻線内の電
界分布が良好になり、セクション間の絶縁寸法の縮小化
ができる。 （３）セクション間の絶縁寸法の縮小化を行うことによ
り変圧器の小型化とコストダウンができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は実施例1にかかるシールド電線の配置
を示す変圧器の要部側断面図、（Ｂ）はシールド電線が
取り付けられた絶縁スペーサを示す斜視図。

【図2】実施例1にかかるシールド電線の配置を示す変圧
器の要部上面図。

【図3】実施例1における電位分布説明図。

【図4】実施例2にかかるシールド電線の配置を示す変圧
器の要部側断面図。

【図5】実施例3にかかるシールド電線の配置を示す変圧
器の要部側断面図。

【図6】実施例4にかかるシールド電線の配置を示す変圧
器の要部上面図。

【図7】実施例5にかかるシールド電線と電位分布の説明
図。

【図８】巻線位置に対する最高対地電位の関係を示す曲
線図。

【図９】従来例にかかるディスク巻線変圧器巻線部の上
面図。

【図１０】図９のＡ−Ａ断面図。

【図1１】同Ａ−Ａ断面詳細図。

【図１２】トリプルジャンクション部の詳細図。

【図1３】従来例にかかるディスク巻線変圧器要部の電
位分布説明図。

【符号の説明】

２…巻心 ２ａ…縦ダクト ４…巻線 ４Ｓ…巻線のセクション ５…巻線の電線 ６…絶縁スペーサ ６ａ〜６ｃ…シールド電線取付孔 １１…シールド電線 １３…低誘電率絶縁物（充填材）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外側に縦ダクトを有する巻心と、この巻
   心の外側に縦方向に重ねて設けられた複数のセクション
   からなるディスク巻線と、この巻線のセクション間に設
   けられた半径方向の複数の絶縁スペーサを有するディス
   ク巻線変圧器において、 絶縁スペーサの巻線内法より若干外側位置に横方向のシ
   ールド電線嵌入孔を設け、この孔にシールド電線を嵌入
   固定し、絶縁スペーサと縦ダクトと巻線の電線角部によ
   って形成されるトリプルジャンクション部の電界集中を
   緩和したことを特徴とするディスク巻線変圧器。
2. 【請求項２】 請求項１において、 絶縁スペーサのシールド電線嵌入孔をシールド電線の巻
   線内法側にオイルギャップが形成されるように設け、シ
   ールド電線と絶縁スペーサによって形成される微小ギャ
   ップによる電界集中をなくしたことを特徴とするディス
   ク巻線変圧器。
3. 【請求項３】 請求項１において、 絶縁スペーサのシールド電線嵌入孔をシールド電線より
   若干大きめに形成し、絶縁スペーサとシールド電線間の
   微小ギャップを軟質な低誘電率絶縁物で充填し、絶縁強
   度を向上させたことを特徴とするディスク巻線変圧器。
4. 【請求項4】 請求項１又は2又は３において、 シールド電線の角部に電界を緩和させる適度な曲率を付
   したことを特徴とするディスク巻線変圧器。
5. 【請求項５】 請求項１ないし4のいずれか1つにおい
   て、 シールド電線は、絶縁スペーサと縦ダクトと巻線の電線
   角部によって形成されるトリプルジャンクション部のみ
   に配置されていることを特徴とするディスク巻線変圧
   器。
6. 【請求項6】 請求項１ないし4のいずれか1つにおい
   て、 シールド電線を全周に亘って配置し、巻線の直列静電容
   量を増加させて巻線の電位分布を向上させたことを特徴
   とするディスク巻線変圧器。