JP2014090085A - 静止誘導器 - Google Patents

Abstract

【課題】 リード線配設時の作業性に優れた静止誘導器を提供する。
【解決手段】 導線７ａａ、７ｂａの外周に被覆絶縁層７ａｂ、７ｂｂをそれぞれ有する複数本のリード線７と、複数本のリード線７を、長手方向の一部分で結束するリード線支え９と、複数本のリード線７およびリード支え９を収納する筺体４と、筺体４に充填されて冷却媒体を兼ねる絶縁媒体６とを備え、複数本のリード線７は、複数本のリード線７の束の最外周でリード線支え９に面する第１リード線７ａと、第１リード線７ａと比較して被覆絶縁層７ｂｂの厚さおよび導線７ｂａの径の少なくとも一方が小さく、且つ第１リード線７ａより内周側に位置する第２リード線７ｂとで形成され、複数本のリード線７の間には、絶縁媒体６の流路が設けられる。
【選択図】 図３

Description

この発明は、変圧器およびリアクトル等、静止誘導器に関するものである。

変圧器およびリアクトル等の静止誘導器のうち、高電圧、大容量の大型機種では、絶縁媒体（油、ガスなど）が充填されたタンク内に鉄心、コイル、および電圧調整のためのタップ切換器が収容されている。前記コイルからは、リード線として絶縁被覆を施した高電圧導体が引き出され、このリード線は、前記鉄心、前記タンクおよび他のリード線等との電気的絶縁を確保した状態で、ブッシング端子および前記タップ切換器にそれぞれ接続されている。前記コイルから前記タップ切換器までの距離および前記コイルから前記ブッシング端子までの距離は数mに及ぶので、前記リード線は、その配設途中に設けられたリード線支えにより、1本ないし複数本を一括して固定される。

従来の一般的なガス絶縁変圧器では、複数のタップリード線を一括固定する際、結束固定装置の内側で、隣接する前記タップリード線同士の電位差が大きい部分には間隙片を挿入して絶縁を保持し、電位差の小さい前記タップリード線同士の間はそのタップリード線の通電導体を覆う絶縁被覆により絶縁を保持している。また、前記結束固定装置の外装絶縁物が、これら複数のタップリード線を前記間隙片と共に一括して固定している。（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１６４４３２号公報（第２頁、第７図）

高電圧の静止誘導器では、リード線は、鉄心、タンクおよび他のリード線との絶縁距離を確保するため、複雑に折り曲げられながら配設される。また、大型の静止誘導器におけるリード線の配設作業は、タンク内に鉄心、コイルおよびタップ切換器が全て収容された後に、前記タンク内で行われるので、作業性が悪い。さらに、大型の静止誘導器では、リード線の導体径および被覆絶縁物の厚さが厚くなるので、リード線の可とう性が低くなり、作業性がさらに悪化する。これらにより、製作日数および加工コストの増大を招くという問題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、リード線を配設する時の作業性に優れた静止誘導器を提供することを目的としている。

この発明に係る静止誘導器は、導線の外周に被覆絶縁層をそれぞれ有する複数本のリード線と、該複数本のリード線を、その長手方向の一部分で結束するリード線支えと、前記複数本のリード線および前記リード線支えを収納する筺体と、該筺体に充填されて冷却媒体を兼ねる絶縁媒体とを備え、前記複数本のリード線は、該複数本のリード線の束の最外周で前記リード線支えに面する第１リード線と、該第１リード線と比較して前記被覆絶縁層の厚さおよび前記導線の径の少なくとも一方が小さく、且つ前記第１リード線より内周側に位置する第２リード線とで形成され、前記複数本のリード線の間には、前記絶縁媒体の流路が設けられているものである。

この発明は、複数本のリード線の内、内周側に位置する第２リード線の可とう性を高くできるので、リード線を配設する時の作業性に優れた静止誘導器を提供できる。

この発明の実施の形態１に係る変圧器を示す断面図である。 図１における複数本のリード線付近のＡ部の拡大図である。 図２における断面Ｃ１−Ｃ１を示す断面図である。 図２における断面Ｃ２−Ｃ２を示す断面図である。 この発明の実施の形態２に係るリード線支えが設けられている箇所の断面図である。 この発明の実施の形態２に係るリード線支えが設けられていない箇所の複数本のリード線の断面図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る変圧器１の断面図である。図１において、静止誘導器としての外鉄形の変圧器１は、鉄心２、コイル３、金属製のタンクで構成された筺体４、タップ切換器５を有している。筺体４の内部には、例えば、油等の冷却媒体を兼ねた絶縁媒体６が充填されている。鉄心２、コイル３、タップ切換器５は、筺体４の内部に収容されている。リード線７は、コイル３から引き出され、鉄心２、筺体４および他のリード線７ｃとの絶縁を確保しながら、タップ切換器５に接続される。

図２は、図１における複数本のリード線付近のＡ部の拡大図である。複数のリード線７を、コイル３からタップ切換器５に接続する途中において、複数本のリード線７は、このリード線７の長手方向の一部において、リード線支え９によって結束固定されている。リード線支え９は、絶縁体で形成された外挿絶縁物１０と絶縁性締結部材１１とで構成されている。外挿絶縁物１０は、４組の絶縁性ボルト１１ａと絶縁性ナット１１ｂとで構成される絶縁性締結部材１１にて、２枚の第１絶縁板１０ａと２枚の第２絶縁板１０ｂとを一体に締結することで形成される。第１絶縁板１０ａ、第２絶縁板１０ｂには板厚方向に貫通する孔が設けられており、これらに絶縁性ボルト１１ａを貫通させ、第１絶縁板１０ａと２枚の第２絶縁板１０ｂとを、絶縁性ボルト１１ａの頭と絶縁性ナット１１ｂにて両側から挟みこんで一体化する。リード線支え９は、金属ボルト（図示せず）で筺体４に固定されている。また、複数本のリード線７の束の内、最外周には第１リード線７ａが配設されている。

図３は、図２における断面Ｃ１−Ｃ１を示す断面図である。図４は、図２における断面Ｃ２−Ｃ２を示す断面図である。リード線支え９により結束固定されている複数本のリード線７の束の内、最外周には第１リード線７ａが配置され、この第１リード線７ａより内周側には第２リード線７ｂが配置される。第１リード線７ａは、導線７ａａの周囲にクラフト紙又はパルプモールド製の被覆絶縁層７ａｂが施されて形成されている。また、第２リード線７ｂは、導線７ｂａの周囲にクラフト紙又はパルプモールド製の被覆絶縁層７ｂｂが施されて形成されている。第２リード線７ｂの導線７ｂａは、第１リード線７ａの導線７ａａより径が小さく、さらに、第２リード線７ｂの被覆絶縁層７ｂｂは、第１リード線７ａの被覆絶縁層７ａｂより厚さが小さい。このように第２リード線７ｂを細くすることで、可とう性を高くすることができ、これらを含む複数のリード線７の束全体でも同様に可とう性が高まる。

図３に示すように、第１リード線７ａは、第１絶縁板１０ａおよび第２絶縁板１０ｂ等によって形成される外装絶縁物１０の内周側の面に面して（第１リード線７ａと外装絶縁物１０との間に別のリード線７が存在しない）、その一部が接している。この第１リード線７ａと第２リード線７ｂとは、外装絶縁物１０が囲む面積に対して占積率が最大となるよう収容されている。これにより、輸送時の振動、および短絡事故時に発生する電磁力によって、リード線７が動くことがない。また、このように収容することで、所定の通電面積を確保するために必要なリード線７の束を、より小さな外装絶縁物１０にて固定できるので、外装絶縁物１０を小さくでき、材料費を低減することができる。なお、第１リード線７ａと外装絶縁物１０の内周との間に隙間が生じると、上述の理由によりリード線７が動くので、このような場合は、スペーサ１２を挿入して隙間を埋める。また、複数のリード線７の断面が円形状なので、外挿絶縁物１０にて複数のリード線７を結束する部分であっても、少なくともこれら複数のリード線７間には、絶縁媒体６が流れる流路１３を確保することができる。

第２絶縁板１０ｂには、前記板厚方向に貫通する孔と外部とを連通させる連通孔１４が設けられる。これは、変圧器１の内部部品全てを組立てた後、筺体４に油などの絶縁媒体６を注入した時に、外挿絶縁物１０の内部に気泡が残らないように設けたものである。仮に、高電圧が印加されるリード線７近傍の外挿絶縁物１０の内部に気泡が残存すると、その部分で電界集中が生じて部分放電が発生することがある。つまり、連通孔１４が設けること気泡に起因した部分放電を防止して絶縁の信頼性を改善することができる。

図４に示すように、最外周の第１リード線７ａと内周側の第２リード線７ｂとの位置関係は、リード線支え９によって複数のリード線７が結束されていない部分でも維持される。この結束されていない部分であっても、隣接する第２リード線７ｂの間、および第１リード線７ａと第２リード線７ｂとの間に、流路１３を確保できることは、結束されている部分と同様である。これに加えて、最外周の第１リード線７ａの外周側が直接露出するので、その分、絶縁媒体６による冷却作用が大きくなる。

以下において、最外周の第１リード線７ａと比較して、内周側の第２リード線７ｂの被覆絶縁層７ｂｂの厚さおよび導線７ｂａの径を小さくできる理由を説明する。

まず、第２リード線７ｂの被覆絶縁層７ｂｂの厚さを、第１リード線７ａの被覆絶縁層７ａｂより小さくできる理由を述べる。複数本が結束固定されたリード線７において、最外周の第１リード線７ａは、鉄心２、筺体４および他のリード線７ｃに対する絶縁を確保する必要がある。前記絶縁を確保するには、絶縁距離を拡大するか、もしくは最外周リード線７ａの被覆絶縁層７ａｂの厚さを増やす必要がある。しかし、絶縁距離の拡大は、筺体４の大型化を招き不経済であることから、被覆絶縁層７ａｂの厚さを増やすことで必要な絶縁性能を確保する方が好ましい。一方、内周側の第２リード線７ｂは、周りを最外周の第１リード線７ａで囲まれているため、鉄心２、筺体４および他のリード線７ｃに対して静電遮蔽されている。このため、内周側の第２リード線７ｂは、隣接する最外周の第１リード線７ａ、および隣接する別の第２リード線７ｂとの電位差に対応した絶縁のみ確保できればよく、最外周の第１リード線７ａの被覆絶縁層７ａｂと比較して、被覆絶縁層７ｂｂの厚さを小さくできる。

次に、第２リード線７ｂの導線７ｂａの径を、第１リード線７ａの導線７ａａに比べて小さくできる理由を述べる。被覆絶縁層７ａｂおよび７ｂｂの材料は、クラフト紙又はパルプモールド製の絶縁紙又は絶縁テープであり、熱伝導率が小さい。前述のように、第２リード線７ｂの被覆絶縁層７ｂｂの厚さは、第１リード線７ａと比較して小さくでき、熱伝導率が小さい被覆絶縁層７ｂｂを薄くすることで、冷却性能を改善することができる。これにより、第２リード線７ｂの導線７ｂａの電流密度を大きくすることができるので、第２リード線７ｂの導線７ｂａの径を、第１リード線７ａの導線７ａａより小さくできる。

このように被覆絶縁層７ｂｂの厚さおよび導線７ｂａの径を共に小さくすれば、一層、可とう性が改善する。特に、高電圧、大電流の大型の静止誘導器では、複数のリード線７の被覆絶縁層の厚さおよび導体の径が共に大きいので、その効果が顕著となる。また、被覆絶縁層７ｂｂの厚さおよび導線７ｂａの径を小さくすれば、その分、複数のリード線７の束の径を小さくでき、リード線支え９も小型化できる。また、これに伴い、複数のリード線７の束およびリード線支え９をそれぞれ構成する材料の量を、減らすことができ、材料費も低減できる。

なお、この実施の形態１では、内周側の全ての第２リード線７ｂの被覆絶縁層７ｂｂの厚さおよび導線７ｂａの径を、共に最外周の第１リード線７ａに比べて小さくしたが、被覆絶縁層７ｂｂの厚さのみを小さくしても、その分、複数のリード線７の束の可とう性が高くできる。これにより、複数のリード線７の束の径を小さくでき、リード線支え９を小型化することができる。また、複数の第２リード線７ｂの内、一部のリード線７ｂのみ被覆絶縁層７ｂｂの厚さ又は導線７ｂａの径を小さくしてもよい。

以上より、実施の形態１の変圧器１によれば、導線７ａａ、７ｂａの外周に被覆絶縁層７ａｂ、７ｂｂをそれぞれ有する複数本のリード線７と、複数本のリード線７を、その長手方向の一部分で結束するリード線支え９と、複数本のリード線７およびリード線支え９を収納する筺体４と、筺体４に充填される絶縁媒体６とを備え、複数本のリード線７は、複数本のリード線７の束の最外周で前記リード線支え９に面する第１リード線７ａと、第１リード線７ａと比較して被覆絶縁層７ｂｂの厚さが小さく、且つ第１リード線７ａより内周側に位置する第２リード線７ｂとで形成され、複数本のリード線７の間には、絶縁媒体６の流路が設けられているので、その分、複数のリード線７の束の可とう性を向上させることができ、リード線７の配線作業の作業性を改善することができる。また、複数のリード線７の束の径を小さくでき、リード線支え９を小型化することができるので、これらの材料費を削減できる。

また、第１リード線７ａと比較して、第２リード線７ｂの導線７ｂｂの径が小さくなるように構成したので、特に、大電流の大型の静止誘導器において、複数のリード線７の束の可とう性を向上させることができ、リード線７の配線作業の作業性を改善することができる。また、複数のリード線７の束の径を一層小さくでき、リード線支え９を一層小型化することができるので、これらの材料費を一層削減できる。

また、複数本のリード線７の長手方向の一部分において、第１リード線７ａとリード線支え９との間にスペーサ１２を挿入したので、輸送時の振動、および短絡事故時に発生する電磁力によってリード線７が動くことを防止できる。

実施の形態２．
実施の形態１では、最外周の第１リード線７ａと外装絶縁物１０との間に生じた隙間に対してスペーサ１２を配置したが、内周側の第２リード線７ｂ同士の間、もしくは第２リード線７ｂと第１リード線７ａとの間にスペーサを配置してもよい。図５に、この発明の実施の形態２に係るリード線支え９近傍の断面図を示す。また、図６に、この発明の実施の形態２に係るリード線支え９が設けられていない部分の複数本のリード線７の断面図を示す。これら、図５および図６に示す構成以外は、実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

図５に示すように、複数のリード線７をリード線支え９にて結束固定している部分では、第１リード線７ａは、第１絶縁板１０ａおよび第２絶縁板１０ｂによって形成される外装絶縁物１０の内周側の面に面して（第１リード線７ａと外装絶縁物１０との間に別のリード線７が存在しない）、その一部が接している。この第１リード線７ａの内周側には、格子状スペーサ１５によって、隣り合う第１リード線７ａとの間、および隣り合う第２リード線７ｂとの間に間隔を持って固定されている複数の第２リード線７ｂが配設されている。

この実施の形態では、隣接するリード線７同士の間に絶縁体の格子状スペーサ１５が存在することで、隣り合う第１リード線７ａと第２リード線７ｂとの間、および隣り合う第２リード線７ｂ同士の間の絶縁が確保されるので、第２リード線７ｂの被覆絶縁層７ｂｂの厚さを、実施の形態１よりもさらに小さくできる。被覆絶縁層７ｂｂの材料は、クラフト紙又はパルプモールド製の絶縁紙又は絶縁テープであり熱伝導率が小さいので、被覆絶縁層７ｂｂの厚さを小さくすることで、第２リード線７ｂの放熱性がさらに向上し、冷却が一層改善する。

また、図６に示すように、リード線支え９が設けられていない部分の複数本のリード線７においても、最外周の第１リード線７ａと内周側の第２リード線７ｂとの位置関係は、リード線支え９によって維持される。この結束されていない部分では、格子状スペーサ１５がなく、その分、隣り合う第２リード線７ｂの間、および隣り合う第１リード線７ａと第２リード線７ｂとの間に、油などの冷却媒体を兼ねた絶縁媒体６の流路１３の面積が広くなる。この流路１３の面積の拡大に伴い、絶縁媒体６の流量が増大する。また、複数のリード線７の間で相互に接する箇所が減るので、最外周の第１リード線７ａおよび内周側の第２リード線７ｂ共に、絶縁媒体６と接する面積が増加する。特に、内周側の第２リード線７ｂで絶縁媒体６と接する面積の増加が大きい。これらにより、第１リード線７ａおよび第２リード線７ｂの冷却が、実施の形態１よりも改善される。特に、第２リード線の冷却の改善が著しい。

このように、特に第２リード線７ｂの冷却が改善されるので、第２リード線７ｂの導線７ｂａの電流密度を一層大きくすることができる。これにより、第２リード線７ｂの導線７ｂａの径を一層小さくすることができる。この実施の形態２では、実施の形態1と比較してさらに内周側の第２リード線７ｂの径を小さくすることができるため、内周側の第２リード線７ｂを配線する時の作業性をさらに改善することができる。また、リード線７を結束固定するリード線支え９を小型化することができるため、材料費も削減できる。

なお、実施の形態２では、上述のように、第２リード線７ｂの被覆絶縁層７ｂｂを薄くすることによる第１の冷却改善の効果と、格子状スペーサ１５による、各第２リード線７ｂに隣接するリード線７との間の絶縁媒体６の流路１３の面積拡大および複数のリード線７の間で相互に接する箇所の低減にともなう第２の冷却改善の効果との両方を用いたが、第２リード線７ｂの被覆絶縁層７ｂｂの厚さおよび導線７ｂａの径のいずれか一方を小さくしても、対応する冷却改善の効果を得ることができることはいうまでもない。

また、実施の形態２では、格子状スペーサ１５を用いたが、これに限らず、リード線７の束を結束する部分において、各リード線７の間に挿入されるスペーサを用いれば、少なくとも前記第２の冷却効果が得られることは明らかである。

以上より、実施の形態２の変圧器１によれば、複数のリード線７の長手方向の一部分において、第１リード線７ａと第２リード線７ｂとの間および複数の第２リード線の間の少なくとも一部に、スペーサを挿入したので、第２リード線７ｂに隣接するリード線７との間の絶縁媒体６の流路１３の面積を拡大させることができ、第２リード線の冷却を改善することができる。

なお、以上では外鉄形変圧器を一例として説明したが、これに限るものではなく、内鉄形変圧器およびリアクトルなどであってもよく、静止誘導器一般に適用可能である。

１ 変圧器、２ 鉄心、３ コイル、４ 筺体、５ タップ切換器、６ 絶縁媒体、７ リード線、７ａ 第１リード線、７ａａ 導線、７ａｂ 被覆絶縁層、７ｂ 第２リード線、７ｂａ 導線、７ｂｂ 被覆絶縁層、７ｃ 他のリード線、８ ブッシング、９ リード線支え、１０ 外装絶縁物、１０ａ 第１絶縁板、１０ｂ 第２絶縁板、１１ 絶縁性締結部材、１１ａ 絶縁性ボルト、１１ｂ 絶縁性ナット、１２ スペーサ、１３ 流路、１４ 連通孔、１５ 格子状スペーサ。

Claims (5)

1. 導線の外周に被覆絶縁層をそれぞれ有する複数本のリード線と、
   該複数本のリード線を、その長手方向の一部分で結束するリード線支えと、
   前記複数本のリード線および前記リード線支えを収納する筺体と、
   該筺体に充填されて冷却媒体を兼ねる絶縁媒体とを備え、
   前記複数本のリード線は、該複数本のリード線の束の最外周で前記リード線支えに面する第１リード線と、該第１リード線と比較して前記被覆絶縁層の厚さおよび前記導線の径の少なくとも一方が小さく、且つ前記第１リード線より内周側に位置する第２リード線とで形成され、
   前記複数本のリード線の間には、前記絶縁媒体の流路が設けられていることを特徴とする静止誘導器。
2. 請求項１に記載の静止誘導器であって、
   前記第２リード線は、前記第１リード線と比較して前記被覆絶縁層の厚さが小さいことを特徴とする静止誘導器。
3. 請求項１または２に記載の静止誘導器であって、
   前記第２リード線は、前記第１リード線と比較して前記導線の径が小さいことを特徴とする静止誘導器。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の静止誘導器であって、
   前記複数のリード線の長手方向の一部分において、前記第１リード線と前記リード線支えとの間にスペーサを挿入したことを特徴とする静止誘導器。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の静止誘導器であって、
   前記複数のリード線の長手方向の一部分において、前記第１リード線と前記第２リード線との間および複数の前記第２リード線の間の少なくとも一部に、スペーサを挿入したことを特徴とする静止誘導器。

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