JP2011134873A - 樹脂モールドコイル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】巻線2を包囲して絶縁樹脂を一体にモールドし、かつこのモールド層3を囲ってその表面側に設けた接地シールドを、樹脂モールド層3の一部面域を除いて該モールド層内の表面近くに埋設した埋め込みシールド11と、該埋め込みシールド11の欠如面域を覆ってモールド層3の外表面に成層した外表面シールド層10とを組み合わせて形成し、前記埋め込みシールド11は、外形が略円筒形になる樹脂モールド層3の上下端面を除く内周面と外周面の面域を覆って該モールド層内の表面近くに埋設し、外表面シールド層10は、モールド層3の上下端面を覆って前記埋め込みシールド11の上下端部とオーバーラップする面域に成層して被覆形成する。
【選択図】図1
Description
(2)従来の樹脂モールドコイルの構成例:
(イ)モールド変圧器に適用する従来の樹脂モールドコイルの構成例におけるモールドコイル1の構造を図5に示す。図5において、1は一次側(高圧側)のモールドコイル、2は巻線、3はエポキシ樹脂などのモールド層、4はモールド層3から外部に引出したリード端子であり、モールドコイル1は全体が略円筒形の形状になり、一次側コイルと同様な樹脂モールド形の二次側(低圧側)巻線,鉄心と組み合わせてモールド変圧器を構成している。このモールドコイル1は、巻線2,およびリード端子4に通じるリード線2-1がモールド層3,および該モールド層3の周面から側方に突き出して一体成形したブッシング部3aで囲われており、このモールド層3が巻線2に印加される高電圧の対地絶縁を分担している。なお、このモールドコイル1の大きさは変圧器の容量にもよるが、高さが1m以上、質量が100Kgを超えるものもある。
図6〜7は、後述の、モールドコイルにおけるモールド層の内外周面がフィルム状絶縁材で覆われている構成例における詳細構造および作製方法を示す図であるが、この図6〜7を準用して、図5の構成例におけるモールドコイルの作製方法の一例を説明する。
(3)従来の樹脂モールドコイルの異なる構成例:
(イ)上述の図5の構成例は、モールドコイルにおけるモールド層の内外周面がフィルム状絶縁材で覆われていない構成としたものであるが、モールドコイルにおけるモールド層の内外周面がフィルム状絶縁材で覆われている構成が適用されることもある。
ここで、図6の構成例におけるモールドコイル1を製作する従来の具体的なモールド工法の一例を図7で説明する。ここで、図7は、図6に示したモールドコイルの作製方法の説明図であって、成形金型に巻線をセットした樹脂注型前の状態を表す断面図である。
(4)なお、上記の図5および図6の各構成例で説明した、前記のモールド工程では、成形後のモールドコイル1の内部にボイド(微小空隙)が残存していると、巻線2に高電圧を印加した際に層内に部分放電が発生して絶縁性能が低下する原因となることから、通常は真空成形法により導体素線を巻回した巻線2の内部、およびモールド層3の層内にボイドが生じないように細心の注意を払って成形を行うようにしている。
(5)ところで、図5あるいは図6に示されるような樹脂モールドコイルを備えたモールド変圧器を配電設備に設置してモールドコイル1の巻線2を電源に接続し、高電圧(例えば特別高圧級の電圧)を印加すると、巻線2を包囲しているモールド層3や、図6におけるモールド層3の内,外周側のフィルム状絶縁材6,7が帯電し、その外表面が高圧巻線2の電位に近い電位に充電されるため、このままではモールド層3やフィルム状絶縁材6,7(特に外周側のフィルム状絶縁材7)に誤って手を触れたりすると感電の危険がある。また、モールド変圧器をキュービクル配電盤内に収容して設置する場合でも、変圧器に組み付けたモールドコイル1と盤内の接地構造物との間を十分に引き離して必要な気中絶縁距離を確保する必要がある。
前記接地シールドを、固体絶縁成形体の一部面域を除いて該固体絶縁成形体における絶縁層内の表面近くに布設した埋め込みシールドと、該埋め込みシールドの欠如面域を覆って固体絶縁成形体における絶縁層の外表面に成層した外表面シールド層とを組み合わせて形成し(請求項1)、この接地シートは具体的に次記のような態様で形成するものとする。
(1)前記埋め込みシールドは、外形が略円筒形になる固体絶縁成形体の上下端面を除く内周面と外周面の面域を覆って該固体絶縁成形体における絶縁層内の表面近くに埋設し、外表面シールド層は、固体絶縁成形体の上下端面を覆って前記埋め込みシールドの上下端部とオーバーラップする面域における絶縁層の外表面に成層する(請求項2)。
(2)前項(1)において、固体絶縁成形体の内周面および外周面の面域を覆って該固体絶縁成形体における絶縁層内の表面近くに埋布設した埋め込みシールドをその周方向に分断した上で、この分断箇所の面域を覆って固体絶縁成形体の内外周面に外表面シールド層を形成する(請求項3)。
(3)略円筒形になる固体絶縁成形体と一体に、その周面から側方に突き出して巻線のリード線を引出すブッシング部を絶縁樹脂にてモールド成形した上で、該ブッシング部に対応する接地シールドを、ブッシング部の長手方向に沿ってその周面域を取り巻くように絶縁層内の表面近くに埋設した埋め込みシールドと、ブッシング部の根元側周域を覆って絶縁層の外表面に成層した外表面シールド層とで形成する(請求項4)。
(4)前記構成の樹脂モールドコイルにおいて、埋め込みシールドが金網,エキスバンドメタルなどで作られた低剛性のメッシュ状導電シートであり、該メッシュ状導電シートを巻線と組み合わせて成形金型内にセットし、この金型に樹脂を注型して絶縁層内の表面近くに埋設する(請求項5)。
(1)この発明の実施例による樹脂モールドコイルの構成例:
(イ)図1は、この発明の実施例による樹脂モールドコイルの構成例における接地シールド構造を表す模式斜視図であり、図1の構成例は、モールドコイルの固体絶縁成形体において埋め込みシールドより表面側に位置する最表層の絶縁層を「厚さの薄いモールド層」としたものである。
図2は、後述の、モールドコイルの固体絶縁成形体において埋め込みシールドより表面側に位置する最表層の絶縁層を「フィルム状絶縁材」とした構成例における詳細構造および作製方法を示す図であるが、この図2を準用して、図1の構成例におけるモールドコイルの詳細構造および作製方法の一例を説明する。ここで、図2の(a),(b),(c)はそれぞれ成形金型に巻線,埋め込みシールド部材をセットした注型前の状態、注型後に金型を外した状態、および固体絶縁成形体の上下端面に外表面シールド層を被覆形成した状態を表す縦断面図である。なお、図1の構成例におけるモールドコイルの詳細構造および作製方法は下記構成に限定されるものではない。
(2)この発明の実施例による樹脂モールドコイルの異なる構成例:
(イ)上述の図1の構成例は、モールドコイルの固体絶縁成形体において埋め込みシールドより表面側に位置する最表層の絶縁層を「厚さの薄いモールド層」としたものであるが、固体絶縁成形体における絶縁層の構成としては、固体絶縁成形体において埋め込みシールドより表面側に位置する最表層の絶縁層を「フィルム状絶縁材」とすることもできる。
次に、上記モールドコイル1の詳細構造,および作製方法を図2で説明する。なお、図2の構成例におけるモールドコイルの詳細構造および作製方法は下記構成に限定されるものではない。
(3)上記の図1および図2の各構成例で説明したように、内,外周面側の埋め込みシールド11と、上下端面の外表面シールド層10を組み合わせて固体絶縁成形体の表面側に接地シールドを形成することにより、高圧巻線2は略完全に接地シールドで包囲されることになる。
(4)この発明の実施例におけるワンターン防止用分断部における接地シールド構造:
また、外形が略円筒形になる固体絶縁成形体の内周面および外周面の面域を覆って固体絶縁成形体における絶縁層内の表面近くに埋設した前記の埋め込みシールド11について、この実施例では図3で示すように周方向で埋め込みシールド11の両端縁を引き離してその間に分断部11aを形成した上で、その端縁にはコロナリングとして機能するR状のカール曲げ部11bを形成して端縁の電界集中を緩和させるようにしている。そして、前記分断部11aを外方から覆うように固体絶縁成形体の内外周面上には外表面シールド層12を被覆形成している。
(5)この発明の実施例におけるブッシング部の接地シールド構造:
次に、巻線2のリード線2-1を外部に引き出すために略円筒形の固体絶縁成形体の樹脂モールド層3と一体成形して外周側方に突き出したブッシング部3aに対する接地シールド構造の実施例を図4に示す。なお、3bはブッシング部3aにインサート成形した棒状の端子導体である。そして、略円筒形の固体絶縁成形体の樹脂モールド層3に上記のブッシング部3aが一体に成形されていることにより、全体構成として「ブッシング部付きの固体絶縁成形体」が構成されている。
(6)固体絶縁成形体における最表層の絶縁層について:
(イ)本発明の実施例では、上述のように、モールドコイルの固体絶縁成形体において埋め込みシールドより表面側に位置する最表層の絶縁層は、図1のような「厚さの薄いモールド層」および図2のような「フィルム状絶縁材」のいずれの構成であってもよい。そして、図2における「フィルム状絶縁材」として、例えばガラス布等の繊維質の基材に予め無機質の充填材を配合したエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を塗布含浸したのち半硬化状態としたプリプレグシートを用いてもよい。
(7)この発明の適用対象について:
なお、前述の実施例にはモールド変圧器に適用する樹脂モールド形コイルについて述べたが、この発明によるモールドコイルの接地シールド構造は、変圧器以外のモールド形の計器用変圧器(PT,CT),電力用リアクトルなどの静止誘導機器にも同様に実施適用することができる。
2:巻線(高圧巻線)
2a:巻線ブロック
2-1:リード線
3:モールド層
3a:ブッシング部
5:絶縁支持スペーサ
9:成形金型
10,12,14:外表面シールド層
11,13:埋め込みシールド
11a:埋め込みシールドの分割部
Claims (5)
- モールド変圧器などの静止誘導機器に適用する樹脂モールドコイルであって、その巻線を包囲して絶縁樹脂を一体にモールド成形して固体絶縁成形体を形成し、かつこの固体絶縁成形体を囲ってその表面側に接地シールドを設けたものにおいて、
前記接地シールドを、固体絶縁成形体の一部面域を除いて該固体絶縁成形体における絶縁層内の表面近くに埋設した埋め込みシールドと、該埋め込みシールドの欠如面域を覆って固体絶縁成形体における絶縁層の外表面に成層した外表面シールド層とを組み合わせて形成したことを特徴とする樹脂モールドコイル。 - 請求項1に記載の樹脂モールドコイルにおいて、埋め込みシールドは、外形が略円筒形になる固体絶縁成形体の上下端面を除く内周面と外周面の面域を覆って該固体絶縁成形体における絶縁層内の表面近くに埋設し、外表面シールド層は、固体絶縁成形体の上下端面を覆って前記埋め込みシールドの上下端部とオーバーラップする面域における絶縁層の外表面に成層したことを特徴とする樹脂モールドコイル。
- 請求項2に記載の樹脂モールドコイルにおいて、固体絶縁成形体の内周面および外周面の面域を覆って該固体絶縁成形体における絶縁層内の表面近くに埋布設した埋め込みシールドをその周方向に分断した上で、この分断箇所の面域を覆って固体絶縁成形体の内外周面に外表面シールド層を形成したことを特徴とする樹脂モールドコイル。
- 請求項1ないし3のいずれかの項に記載の樹脂モールドコイルにおいて、略円筒形になる固体絶縁成形体に連ねて、その周面から側方に突き出して巻線のリード線を引出すブッシング部を絶縁樹脂にて一体にモールド成形した上で、該ブッシング部に対応する接地シールドを、ブッシング部の長手方向に沿ってその周面域を取り巻くように絶縁層内の表面近くに埋設した埋め込みシールドと、ブッシング部の根元側周域を覆って絶縁層の外表面に成層した外表面シールド層とで形成したことを特徴とする樹脂モールドコイル。
- 請求項1ないし4のいずれかの項に記載の樹脂モールドコイルにおいて、埋め込みシールドが低剛性のメッシュ状導電シートであり、該導電シートを巻線と組み合わせて成形金型内にセットし、この金型に樹脂を注型して絶縁層内の表面近くに埋設したことを特徴とする樹脂モールドコイル。
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