JP2015119095A - 静止誘導機器 - Google Patents

Abstract

【課題】楔状の微小隙間に位置する絶縁媒体への電界集中を緩和しつつ絶縁スペーサの機械的強度を維持する。【解決手段】鉄心と、鉄心を中心軸１１０ｘとして同心円状に巻き回された複数の巻線１２０，１３０と、巻線同士の間において巻線１２０，１３０と同心円状に配置された絶縁筒１４０と、巻線１２０，１３０と絶縁筒１４０との間に配置されて中心軸１１０ｘと平行に延在する複数の絶縁スペーサ１５０とを備える。絶縁スペーサ１５０は、絶縁スペーサ１５０の任意のいずれの横断面においても巻線１２０，１３０および絶縁筒１４０の各々と接している。絶縁スペーサ１５０の任意のいずれの横断面においても、絶縁スペーサ１５０の外形を包含する最も小さい矩形１５０ａの内部にて絶縁スペーサ１５０の非存在領域１５１，１５２が、巻線１２０，１３０の径方向に延びて上記矩形１５０ａの互いに対向する２辺と交差する任意の直線上の少なくとも一部に設けられている。【選択図】図４

Description

本発明は、静止誘導機器に関し、特に、ガス絶縁変圧器に関する。

ＳＦ₆ガスは、優れた絶縁性能を有するとともに無毒および不燃性であり化学的にも安定しているため、多くの電力機器に使用されている。従来の変圧器においては、絶縁媒体および冷却媒体として絶縁油を使用する油入変圧器が一般的であった。絶縁媒体および冷却媒体としてＳＦ₆ガスを使用したガス絶縁変圧器は難燃性に優れる。そのため、防災性および信頼性が要求される都市部の地下変電所、高層ビル、病院および公共事業施設などに、ガス絶縁変圧器の適用範囲が拡大している。

ＳＦ₆ガスにおいては、高圧になるほど絶縁性能が高くなる。ただし、ガス絶縁変圧器においては、油入変圧器に比較して次の点に注意する必要がある。ガス絶縁変圧器の絶縁媒体であるＳＦ₆ガスと固体絶縁物との誘電率比は、油入変圧器の絶縁媒体である絶縁油と固体絶縁物との誘電率比より大きい。そのため、ガス絶縁変圧器の絶縁媒体は、油入変圧器の絶縁媒体より多くの電圧を分担して高電界になる傾向にある。

なお、絶縁媒体と固体絶縁物との誘電率比は、たとえば、ガス絶縁変圧器においては３．０〜３．５(ＳＦ₆ガスの誘電率が１．０、固体絶縁物の誘電率が３．０〜３．５)であり、油入変圧器においては１．９(絶縁油の誘電率が２．２、固体絶縁物の誘電率が４．２)である。

ガス絶縁変圧器内の楔状の微小隙間に位置する絶縁媒体への電界集中の緩和を図ったガス絶縁変圧器を開示した先行文献として、特開平４−１６２４０７号公報(特許文献１)がある。特許文献１に記載されたガス絶縁変圧器においては、巻線の線路端口出しの位置に合わせてスペーサに切欠き部を形成し、この切欠き部をガス空間としている。

特開平４−１６２４０７号公報

特許文献１に記載されたガス絶縁変圧器においては、スペーサの延在方向の中央部に切欠きを設けているため、スペーサの機械的強度が低下してスペーサが変形する恐れがある。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、楔状の微小隙間に位置する絶縁媒体への電界集中を緩和しつつ絶縁スペーサの機械的強度を維持できる静止誘導機器を提供することを目的とする。

本発明に基づく静止誘導機器においては、鉄心と、鉄心を中心軸として同心円状に巻き回された複数の巻線と、巻線同士の間において巻線と同心円状に配置された絶縁筒と、巻線と絶縁筒との間に配置されて上記中心軸と平行に延在する複数の絶縁スペーサとを備える。絶縁スペーサは、絶縁スペーサの任意のいずれの横断面においても巻線および絶縁筒の各々と接している。絶縁スペーサの任意のいずれの横断面においても、絶縁スペーサの外形を包含する最も小さい矩形の内部にて絶縁スペーサの非存在領域が、巻線の径方向に延びて上記矩形の互いに対向する２辺と交差する任意の直線上の少なくとも一部に設けられている。

本発明によれば、楔状の微小隙間に位置する絶縁媒体への電界集中を緩和しつつ絶縁スペーサの機械的強度を維持できる。

本発明の実施形態１に係る静止誘導機器の構成を示す斜視図である。 図１の静止誘導機器のＩＩ−ＩＩ線矢印方向から見た断面図である。 図２の静止誘導機器をＩＩＩ−ＩＩＩ線矢印方向から見た断面図である。 図２のＩＶ部を拡大して示す断面図である。 断面二次モーメントの定義を説明するための図である。 比較例に係る絶縁スペーサにおいて切欠きが設けられていない部分の形状を示す横断面図である。 比較例に係る絶縁スペーサが配置された静止誘導機器の図２のＩＶ部に相当する部分を拡大して示す断面図である。 本実施形態に係る絶縁スペーサの形状を示す横断面図である。 本実施形態の第１変形例に係る絶縁スペーサが配置された静止誘導機器の図２のＩＶ部に相当する部分を拡大して示す断面図である。 本実施形態の第２変形例に係る絶縁スペーサが配置された静止誘導機器の図２のＩＶ部に相当する部分を拡大して示す断面図である。 本実施形態の第３変形例に係る絶縁スペーサが配置された静止誘導機器の図２のＩＶ部に相当する部分を拡大して示す断面図である。 本発明の実施形態２に係る絶縁スペーサが配置された静止誘導機器の図２のＩＶ部に相当する部分を拡大して示す断面図である。 本発明の実施形態３に係る絶縁スペーサが配置された静止誘導機器の図２のＩＶ部に相当する部分を拡大して示す断面図である。

以下、本発明の各実施形態に係る静止誘導機器について図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。また、以下の実施形態においては、静止誘導機器としてガス絶縁変圧器について説明するが、静止誘導機器は変圧器に限られず、リアクトルなどでもよい。

(実施形態１)
図１は、本発明の実施形態１に係る静止誘導機器の構成を示す斜視図である。図２は、図１の静止誘導機器のＩＩ−ＩＩ線矢印方向から見た断面図である。図３は、図２の静止誘導機器をＩＩＩ−ＩＩＩ線矢印方向から見た断面図である。図４は、図２のＩＶ部を拡大して示す断面図である。

図１〜３に示すように、本発明の実施形態１に係る静止誘導機器１００は、鉄心１１０と、鉄心１１０の主脚部を中心軸１１０ｘとして同心円状に巻き回された低圧巻線１２０および高圧巻線１３０と、低圧巻線１２０および高圧巻線１３０の間において低圧および高圧巻線１２０，１３０と同心円状に配置された絶縁筒１４０と、低圧または高圧巻線１２０，１３０と絶縁筒１４０との間に配置されて中心軸１１０ｘと平行に延在する複数の絶縁スペーサ１５０とを備える。

静止誘導機器１００は、図示しないタンクをさらに備えている。タンク内には、絶縁媒体および冷却媒体であるＳＦ₆ガスが充填されている。鉄心１１０、低圧巻線１２０および高圧巻線１３０、絶縁筒１４０並びに絶縁スペーサ１５０は、タンク内に収容されている。

図３に示すように、高圧巻線１３０は、低圧巻線１２０の外側に位置している。高圧巻線１３０においては、絶縁被覆１３２が表面に設けられた平角銅線１３１を円盤状に巻き回して構成した複数の円盤状巻線が、互いの間に直方体状の絶縁体１３３を挟んで中心軸１１０ｘ方向に積層されることにより構成されている。図示していないが、低圧巻線１２０も高圧巻線１３０と同様の構成を有している。

円盤状巻線同士の間の隙間において、絶縁体１３３が位置していない部分は、ＳＦ₆ガスの流路となる。絶縁体１３３としては、たとえば、プレスボードまたは樹脂製の積層体などを用いることができる。絶縁体１３３の比誘電率は、３．０以上３．５以下である。

本実施形態に係る静止誘導機器１００においては、低圧巻線１２０と高圧巻線１３０との間の絶縁距離を確保するために、低圧巻線１２０と高圧巻線１３０との間に円筒状の２つの絶縁筒１４０が配置されている。ただし、絶縁筒１４０の数は２つに限られず、１つ以上であればよい。

低圧巻線１２０と絶縁筒１４０との間隔、絶縁筒１４０同士の間隔、および、絶縁筒１４０と高圧巻線１３０との間隔は、略同一である。絶縁筒１４０の材料としては、たとえば、プレスボードを用いることができる。絶縁筒１４０の比誘電率は、３．０以上３．５以下である。

低圧巻線１２０と絶縁筒１４０との間隔、絶縁筒１４０同士の間隔、および、絶縁筒１４０と高圧巻線１３０との間隔の各々を維持するために、複数の絶縁スペーサ１５０が配置されている。

具体的には、低圧巻線１２０と絶縁筒１４０との間において、低圧巻線１２０の円周方向に沿って等間隔に６本の絶縁スペーサ１５０が配置されている。絶縁筒１４０同士の間において、絶縁筒１４０の円周方向に沿って等間隔に６本の絶縁スペーサ１５０が配置されている。絶縁筒１４０と高圧巻線１３０との間において、高圧巻線１３０の円周方向に沿って等間隔に６本の絶縁スペーサ１５０が配置されている。

ただし、絶縁スペーサ１５０の配置および数は上記に限られず、低圧巻線１２０と絶縁筒１４０との間隔、絶縁筒１４０同士の間隔、および、絶縁筒１４０と高圧巻線１３０との間隔の各々を維持可能なように決定されていればよい。

絶縁スペーサ１５０は、中心軸１１０ｘ方向に平行な長手方向の長さが数十ｃｍ〜数ｍであり、短手方向の長さが数ｍｍ〜数十ｍｍである。絶縁スペーサ１５０としては、たとえば、プレスボードまたは樹脂製の積層体などを用いることができる。絶縁スペーサ１５０の比誘電率は、３．０以上３．５以下である。

絶縁スペーサ１５０は、絶縁スペーサ１５０の任意のいずれの横断面においても低圧または高圧巻線１２０，１３０および絶縁筒１４０の各々と接している。絶縁スペーサ１５０は、低圧巻線１２０と高圧巻線１３０との間の絶縁距離を確保する機能を有するとともに、静止誘導機器１００の輸送時または短絡事故時に発生する機械力によって、低圧または高圧巻線１２０，１３０の位置ずれ若しくは変形が発生することを防止する機能を有する。

低圧巻線１２０と絶縁筒１４０との間の隙間、絶縁筒１４０同士の間の隙間、および、絶縁筒１４０と高圧巻線１３０との間の隙間の各々において、絶縁スペーサ１５０が位置していない部分は、ＳＦ₆ガスの流路となる。

図３に示すように、平角銅線１３１は角部に丸みを有するため、絶縁体１３３と絶縁スペーサ１５０と絶縁被覆１３２とに囲まれた楔状の微小隙間１が形成される。この微小隙間１に位置するＳＦ₆ガスには電界が集中しやすい。仮に、低圧巻線１２０と高圧巻線１３０との間が、絶縁筒１４０および絶縁スペーサ１５０などの固体絶縁物によってほとんど埋められている場合、微小隙間１に位置するＳＦ₆ガスが非常に高い電界となる。この場合、局所的な放電が起きる可能性がある。

そこで、本実施形態に係る静止誘導機器１００においては、図４に示すように、絶縁スペーサ１５０の任意のいずれの横断面においても、絶縁スペーサ１５０の外形を包含する最も小さい矩形１５０ａの内部にて絶縁スペーサ１５０の第１および第２非存在領域１５１，１５２が、低圧および高圧巻線１２０，１３０の径方向に延びて矩形１５０ａの互いに対向する２辺と交差する任意の直線上の少なくとも一部に設けられている。

絶縁スペーサ１５０は、絶縁スペーサ１５０の長手方向に一様な形状を有している。本実施形態においては、第１および第２非存在領域１５１，１５２が矩形１５０ａと絶縁スペーサ１５０の外形との間に位置している。

具体的には、矩形１５０ａ内の低圧巻線１２０側の中央部に、略半円形状の第１非存在領域１５１が設けられている。矩形１５０ａ内の高圧巻線１３０側の両端部に、略１／４円形状の第２非存在領域１５２が設けられている。

第１および第２非存在領域１５１，１５２は、矩形１５０ａの低圧巻線１２０側の辺および矩形１５０ａの高圧巻線１３０側の辺の各々と交差する任意の直線上の少なくとも一部に設けられている。

この任意の直線は、図４に示すように、中心軸１１０ｘ上の点と矩形１５０ａの高圧巻線１３０側の辺の一端とを繋ぐ直線１０と、中心軸１１０ｘ上の点と矩形１５０ａの高圧巻線１３０側の辺の他端とを繋ぐ直線１１との間に位置しつつ中心軸１１０ｘ上の点を通過するいずれかの直線である。

絶縁スペーサ１５０を上記の形状とすることにより、低圧巻線１２０と高圧巻線１３０との間が絶縁筒１４０および絶縁スペーサ１５０などの固体絶縁物によってほとんど埋められている状態となることを抑制できる。

すなわち、低圧巻線１２０と高圧巻線１３０との間に絶縁筒１４０および絶縁スペーサ１５０が位置する箇所において、第１および第２非存在領域１５１，１５２を設けることによって、低圧および高圧巻線１２０，１３０のいずれの径方向においても固体絶縁物が占める割合を減じることができる。これにより、微小隙間１に位置するＳＦ₆ガスが分担する電界を低減して、微小隙間１に位置するＳＦ₆ガスへの電界集中を緩和することができる。

なお、第１および第２非存在領域１５１，１５２を設けたことにより、第１および第２非存在領域１５１，１５２と接する絶縁スペーサ１５０の角部の周囲の電界は増大するが、この絶縁スペーサ１５０の角部の周囲の電界は微小隙間１に位置するＳＦ₆ガスの電界に比べて小さいため、静止誘導機器１００の全体としては電界緩和効果の方が大きくなる。

以下、絶縁スペーサ１５０を上記の形状とすることにより、絶縁スペーサ１５０の機械的強度を維持できる理由について説明する。

低圧巻線１２０と高圧巻線１３０との間においては、低圧および高圧巻線１２０，１３０をそれぞれ流れる電流と静止誘導機器１００内の磁場との影響によって電磁力が発生する。この電磁力は、全体として低圧および高圧巻線１２０，１３０を中心軸１１０ｘ方向において圧縮するように作用する。

低圧および高圧巻線１２０，１３０を貫く磁場、並びに、低圧および高圧巻線１２０，１３０をそれぞれ流れる電流は、それぞれ中心軸１１０ｘ方向に分布を有する。そのため、上記の電磁力も中心軸１１０ｘ方向に分布を有する。

よって、中心軸１１０ｘ方向において、低圧および高圧巻線１２０，１３０に作用する中心軸１１０ｘに向かう方向のせん断力の大きさが異なる。これにより、絶縁スペーサ１５０には、低圧および高圧巻線１２０，１３０の円周方向に沿って延びる軸に関する曲げ応力が発生する。

曲げ応力とは、物体に曲げモーメントが作用したときに物体に働く垂直応力であり、曲げモーメントに比例し、断面二次モーメントに反比例する。曲げモーメントは力の作用点からの距離に比例するため、細長い形状を有する絶縁スペーサ１５０の長手方向の端部には、大きな曲げモーメントが作用する可能性がある。

断面二次モーメントは、物体の断面形状のみで決まる量であり、断面二次モーメントが大きいほど物体は曲がりにくい。図５は、断面二次モーメントの定義を説明するための図である。図５に示す断面積Ａの平面図形について、下記の式(１)で定義されるＩ_xをｘ軸に関する断面二次モーメント、下記の式(２)で定義されるＩ_yをｙ軸に関する断面二次モーメントとそれぞれ称する。

ここで、絶縁スペーサの長手方向の中央部のみに絶縁スペーサの厚さが薄くなるように切欠きを設けた比較例に係る絶縁スペーサと、本実施形態に係る絶縁スペーサ１５０とにおいて、低圧および高圧巻線１２０，１３０の円周方向に沿って延びる軸に関する断面二次モーメントを比較する。

図６は、比較例に係る絶縁スペーサにおいて切欠きが設けられていない部分の形状を示す横断面図である。図７は、比較例に係る絶縁スペーサが配置された静止誘導機器の図２のＩＶ部に相当する部分を拡大して示す断面図である。

図６に示すように、比較例に係る絶縁スペーサ９５０は、横断面寸法として、ｘ軸方向の厚さｔ、ｙ軸方向の幅ｂを有する。絶縁スペーサ９５０の横断面のｘ軸方向の中心を通る軸９５０ｘに関する断面二次モーメントＩ₁は、下記の式(３)で表される。

式(３)に示すように、断面二次モーメントＩ₁は、絶縁スペーサ９５０の厚さｔの３乗に比例する。比較例に係る絶縁スペーサにおいては、切欠きが設けられた中央部の厚さが、切欠きが設けられていない端部に比べて薄いため、絶縁スペーサの長手方向の端部に比べて中央部の断面二次モーメントＩ₁が大幅に小さくなる。

また、図７に示すように、切欠きが設けられていない絶縁スペーサ９５０の長手方向の端部においては、絶縁スペーサ９５０は、低圧または高圧巻線１２０，１３０および絶縁筒１４０の各々と接している。一方、切欠きが設けられた中央部においては、絶縁スペーサ９５０は、低圧または高圧巻線１２０，１３０および絶縁筒１４０のいずれか一方とのみ接している。このような切欠きが設けられた比較例に係る絶縁スペーサ９５０においては、切欠きの近傍に応力集中が発生する。

図８は、本実施形態に係る絶縁スペーサの形状を示す横断面図である。図８に示すように、本実施形態に係る絶縁スペーサ１５０は、横断面寸法として、ｘ軸方向の厚さｔ、ｙ軸方向の幅ｂを有する。また、絶縁スペーサ１５０は、厚さｔ、幅ｂの矩形１５０ａ内において半径ｒの半円形の第１非存在領域１５１と半径ｒの１／４円形の２つの第２非存在領域１５２とを除いた形状を有する。

絶縁スペーサ１５０の横断面のｘ軸方向の中心を通る軸１５０ｘに関する断面二次モーメントＩ₂は、下記の式(４)で表される。

絶縁スペーサ１５０が構造上成り立つためには、ｒ＜ｔ／２でなければならない。この条件を式(４)に代入すると下記の式(５)が得られる。

式(５)に示すように、本実施形態に係る絶縁スペーサ１５０においては、第１非存在領域１５１および第２非存在領域１５２を設けたことによる断面二次モーメントＩ₂の低減は限定的である。

なお、第１非存在領域１５１および第２非存在領域１５２を設けたことによって、絶縁スペーサ１５０において低圧および高圧巻線１２０，１３０の中心軸１１０ｘに平行な軸に関する断面二次モーメントは低減する。

ただし、上述の通り、曲げモーメントは力の作用点からの距離に比例し、絶縁スペーサ１５０の短手方向の長さは長手方向の長さの数十分の一である。そのため、低圧および高圧巻線１２０，１３０の中心軸１１０ｘと平行な軸に関する曲げモーメントは、低圧および高圧巻線１２０，１３０の円周方向に沿って延びる軸に関する曲げモーメントと比較して数十分の一になる。

したがって、比較例に係る絶縁スペーサ９５０においても、低圧および高圧巻線１２０，１３０の中心軸１１０ｘと平行な軸に関する曲げ応力は、低圧および高圧巻線１２０，１３０の円周方向に沿って延びる軸に関する曲げ応力と比較して数十分の一である。

よって、本実施形態に係る絶縁スペーサ１５０において、低圧および高圧巻線１２０，１３０の中心軸１１０ｘに平行な軸に関する曲げ応力が多少増加しても、絶縁スペーサ１５０の機械的強度にはほとんど影響を及ぼさない。また、絶縁スペーサ１５０は、絶縁スペーサ１５０の長手方向に一様な形状を有しているため、比較例に係る絶縁スペーサ９５０とは異なり、応力集中は発生しない。

上記のように、本実施形態に係る静止誘導機器１００においては、楔状の微小隙間１に位置する絶縁媒体への電界集中を緩和しつつ絶縁スペーサ１５０の機械的強度を維持できる。

また、本実施形態に係る絶縁スペーサ１５０は、絶縁スペーサ１５０の任意のいずれの横断面においても、低圧および高圧巻線１２０，１３０の中心軸１１０ｘに近い側に位置する低圧巻線１２０または絶縁筒１４０と２箇所で接している。

このように、横断面において、絶縁スペーサ１５０が内側に位置する低圧巻線１２０または絶縁筒１４０と複数の箇所で接することにより、絶縁スペーサ１５０が内側に位置する低圧巻線１２０または絶縁筒１４０と１箇所で接する場合と比較して、低圧および高圧巻線１２０，１３０の円周方向に沿う方向の振動に対して絶縁スペーサ１５０を強くすることができる。

なお、絶縁スペーサの横断面形状は上記に限られず、絶縁スペーサの外形を包含する最も小さい矩形の内部にて絶縁スペーサの非存在領域が、低圧および高圧巻線１２０，１３０の径方向に延びて上記矩形の互いに対向する２辺と交差する任意の直線上の少なくとも一部に設けられていればよい。

以下、絶縁スペーサの横断面形状のみが本実施形態とは異なる本実施形態の変形例に係る静止誘導機器について説明する。

図９は、本実施形態の第１変形例に係る絶縁スペーサが配置された静止誘導機器の図２のＩＶ部に相当する部分を拡大して示す断面図である。図１０は、本実施形態の第２変形例に係る絶縁スペーサが配置された静止誘導機器の図２のＩＶ部に相当する部分を拡大して示す断面図である。図１１は、本実施形態の第３変形例に係る絶縁スペーサが配置された静止誘導機器の図２のＩＶ部に相当する部分を拡大して示す断面図である。

図９に示すように、本実施形態の第１変形例に係る静止誘導機器においては、絶縁スペーサ２５０の任意のいずれの横断面においても、絶縁スペーサ２５０の外形を包含する最も小さい矩形２５０ａの内部にて絶縁スペーサ２５０の第１〜第３非存在領域２５１，２５２，２５３が、低圧および高圧巻線１２０，１３０の径方向に延びて矩形２５０ａの互いに対向する２辺と交差する任意の直線上の少なくとも一部に設けられている。

絶縁スペーサ２５０は、絶縁スペーサ２５０の長手方向に一様な形状を有している。具体的には、矩形２５０ａ内の低圧巻線１２０側の中央部に、略半楕円形状の第１非存在領域２５１が設けられている。矩形２５０ａ内の高圧巻線１３０側の中央部に、略半楕円形状の第２非存在領域２５２が設けられている。矩形２５０ａ内の低圧および高圧巻線１２０，１３０の円周方向に沿う方向の両端部に、略三角形状の第３非存在領域２５３が設けられている。

第１〜第３非存在領域２５１，２５２，２５３は、矩形２５０ａの低圧巻線１２０側の辺および矩形２５０ａの高圧巻線１３０側の辺の各々と交差する任意の直線上の少なくとも一部に設けられている。

絶縁スペーサ２５０を上記の形状とすることにより、低圧巻線１２０と高圧巻線１３０との間が絶縁筒１４０および絶縁スペーサ２５０などの固体絶縁物によってほとんど埋められている状態となることを抑制できる。

第１変形例に係る静止誘導機器においても、楔状の微小隙間１に位置する絶縁媒体への電界集中を緩和しつつ絶縁スペーサ２５０の機械的強度を維持できる。

図１０に示すように、本実施形態の第２変形例に係る静止誘導機器においては、絶縁スペーサ３５０の任意のいずれの横断面においても、絶縁スペーサ３５０の外形を包含する最も小さい矩形３５０ａの内部にて絶縁スペーサ３５０の第１および第２非存在領域３５１，３５２が、低圧および高圧巻線１２０，１３０の径方向に延びて矩形３５０ａの互いに対向する２辺と交差する任意の直線上の少なくとも一部に設けられている。

絶縁スペーサ３５０は、絶縁スペーサ３５０の長手方向に一様な形状を有している。具体的には、矩形３５０ａ内の低圧巻線１２０側の中央部に、略四角形状の第１非存在領域３５１が設けられている。矩形３５０ａ内の高圧巻線１３０側の両端部に、略四角形状の第２非存在領域３５２が設けられている。

第１および第２非存在領域３５１，３５２は、矩形３５０ａの低圧巻線１２０側の辺および矩形３５０ａの高圧巻線１３０側の辺の各々と交差する任意の直線上の少なくとも一部に設けられている。

絶縁スペーサ３５０を上記の形状とすることにより、低圧巻線１２０と高圧巻線１３０との間が絶縁筒１４０および絶縁スペーサ３５０などの固体絶縁物によってほとんど埋められている状態となることを抑制できる。

第２変形例に係る静止誘導機器においても、楔状の微小隙間１に位置する絶縁媒体への電界集中を緩和しつつ絶縁スペーサ３５０の機械的強度を維持できる。

図１１に示すように、本実施形態の第３変形例に係る静止誘導機器においては、絶縁スペーサ４５０の任意のいずれの横断面においても、絶縁スペーサ４５０の外形を包含する最も小さい矩形４５０ａの内部にて絶縁スペーサ４５０の第１および第２非存在領域４５１，４５２が、低圧および高圧巻線１２０，１３０の径方向に延びて矩形４５０ａの互いに対向する２辺と交差する任意の直線上の少なくとも一部に設けられている。

絶縁スペーサ４５０は、絶縁スペーサ４５０の長手方向に一様な形状を有している。具体的には、矩形４５０ａ内の低圧巻線１２０側の中央部に、略円形状の第１非存在領域４５１が設けられている。矩形４５０ａ内の高圧巻線１３０側の両端部に、略三角形状の第２非存在領域４５２が設けられている。

第１および第２非存在領域４５１，４５２は、矩形４５０ａの低圧巻線１２０側の辺および矩形４５０ａの高圧巻線１３０側の辺の各々と交差する任意の直線上の少なくとも一部に設けられている。

絶縁スペーサ４５０を上記の形状とすることにより、低圧巻線１２０と高圧巻線１３０との間が絶縁筒１４０および絶縁スペーサ４５０などの固体絶縁物によってほとんど埋められている状態となることを抑制できる。

第３変形例に係る静止誘導機器においても、楔状の微小隙間１に位置する絶縁媒体への電界集中を緩和しつつ絶縁スペーサ４５０の機械的強度を維持できる。

以下、本発明の実施形態２に係る静止誘導機器について説明する。本実施形態に係る静止誘導機器は、絶縁スペーサの横断面形状のみ実施形態１に係る静止誘導機器と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。

(実施形態２)
図１２は、本発明の実施形態２に係る絶縁スペーサが配置された静止誘導機器の図２のＩＶ部に相当する部分を拡大して示す断面図である。

図１２に示すように、本発明の実施形態２に係る静止誘導機器においては、絶縁スペーサ５５０の任意のいずれの横断面においても、絶縁スペーサ５５０の外形を包含する最も小さい矩形５５０ａの内部にて絶縁スペーサ５５０の第１および第２非存在領域５５１，５５４が、低圧および高圧巻線１２０，１３０の径方向に延びて矩形５５０ａの互いに対向する２辺と交差する任意の直線上の少なくとも一部に設けられている。

絶縁スペーサ５５０は、絶縁スペーサ５５０の長手方向に一様な形状を有している。本実施形態においては、第１非存在領域５５１が矩形５５０ａと絶縁スペーサ５５０の外形との間に位置し、第２非存在領域５５４が絶縁スペーサ５５０の内部に位置している。

具体的には、矩形５５０ａ内の低圧巻線１２０側の両端部に、略三角形状の第１非存在領域５５１が設けられている。絶縁スペーサ５５０の内部に、略台形状の第２非存在領域５５４が設けられている。すなわち、絶縁スペーサ５５０は、横断面形状が台形状の貫通孔を有する。

第１および第２非存在領域５５１，５５４は、矩形５５０ａの低圧巻線１２０側の辺および矩形５５０ａの高圧巻線１３０側の辺の各々と交差する任意の直線上の少なくとも一部に設けられている。

絶縁スペーサ５５０を上記の形状とすることにより、低圧巻線１２０と高圧巻線１３０との間が絶縁筒１４０および絶縁スペーサ５５０などの固体絶縁物によってほとんど埋められている状態となることを抑制できる。

また、式(１)，(２)から分かるように、断面二次モーメントは軸から離れた要素があるほど大きくなる。そのため、本実施形態に係る絶縁スペーサ５５０の方が、実施形態１に係る絶縁スペーサ１５０に比較して、低圧および高圧巻線１２０，１３０の円周方向に沿う方向の軸に関する断面二次モーメントを大きくしやすい。

本実施形態に係る静止誘導機器においても、楔状の微小隙間１に位置する絶縁媒体への電界集中を緩和しつつ絶縁スペーサ５５０の機械的強度を維持できる。

以下、本発明の実施形態３に係る静止誘導機器について説明する。本実施形態に係る静止誘導機器は、絶縁スペーサの横断面形状のみ実施形態１に係る静止誘導機器と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。

(実施形態３)
図１３は、本発明の実施形態３に係る絶縁スペーサが配置された静止誘導機器の図２のＩＶ部に相当する部分を拡大して示す断面図である。

図１３に示すように、本発明の実施形態３に係る静止誘導機器においては、絶縁スペーサ６５０の任意のいずれの横断面においても、波形状の形状を有して、絶縁スペーサ６５０の外形を包含する最も小さい矩形６５０ａの内部にて絶縁スペーサ６５０の第１および第２非存在領域６５１，６５２が、低圧および高圧巻線１２０，１３０の径方向に延びて矩形６５０ａの互いに対向する２辺と交差する任意の直線上の少なくとも一部に設けられている。

絶縁スペーサ６５０は、絶縁スペーサ４５０の長手方向に一様な形状を有している。本実施形態においては、第１および第２非存在領域６５１，６５２が矩形６５０ａと絶縁スペーサ６５０の外形との間に位置している。

具体的には、矩形６５０ａ内の低圧巻線１２０側に、複数の第１非存在領域６５１が設けられている。矩形６５０ａ内の高圧巻線１３０側に、複数の第２非存在領域６５２が設けられている。

第１および第２非存在領域６５１，６５２は、矩形６５０ａの低圧巻線１２０側の辺および矩形６５０ａの高圧巻線１３０側の辺の各々と交差する任意の直線上の少なくとも一部に設けられている。

絶縁スペーサ６５０を上記の形状とすることにより、低圧巻線１２０と高圧巻線１３０との間が絶縁筒１４０および絶縁スペーサ６５０などの固体絶縁物によってほとんど埋められている状態となることを抑制できる。

本実施形態に係る静止誘導機器においても、楔状の微小隙間１に位置する絶縁媒体への電界集中を緩和しつつ絶縁スペーサ６５０の機械的強度を維持できる。

なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

１ 微小隙間、１００ 静止誘導機器、１１０ 鉄心、１１０ｘ 中心軸、１２０ 低圧巻線、１３０ 高圧巻線、１３１ 平角銅線、１３２ 絶縁被覆、１３３ 絶縁体、１４０ 絶縁筒、１５０，２５０，３５０，４５０，５５０，６５０，９５０ 絶縁スペーサ、１５１，２５１，３５１，４５１，５５１，６５１ 第１非存在領域、１５２，２５２，３５２，４５２，５５４，６５２ 第２非存在領域、２５３ 第３非存在領域。

Claims (4)

1. 鉄心と、
   前記鉄心を中心軸として同心円状に巻き回された複数の巻線と、
   前記巻線同士の間において前記巻線と同心円状に配置された絶縁筒と、
   前記巻線と前記絶縁筒との間に配置されて前記中心軸と平行に延在する複数の絶縁スペーサとを備え、
   前記絶縁スペーサは、前記絶縁スペーサの任意のいずれの横断面においても前記巻線および前記絶縁筒の各々と接し、
   前記絶縁スペーサの任意のいずれの横断面においても、前記絶縁スペーサの外形を包含する最も小さい矩形の内部にて前記絶縁スペーサの非存在領域が、前記巻線の径方向に延びて前記矩形の互いに対向する２辺と交差する任意の直線上の少なくとも一部に設けられている、静止誘導機器。
2. 前記非存在領域が前記矩形と前記絶縁スペーサの外形との間に位置している、請求項１に記載の静止誘導機器。
3. 前記非存在領域が前記絶縁スペーサの内部に位置している、請求項１または２に記載の静止誘導機器。
4. 前記絶縁スペーサは、任意のいずれの横断面においても波形状の形状を有している、請求項２に記載の静止誘導機器。

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