JP2021190585A

JP2021190585A - 静止誘導機器

Info

Publication number: JP2021190585A
Application number: JP2020095276A
Authority: JP
Inventors: 雅也田中; Masaya Tanaka; 諒介御子柴; Ryosuke Mikoshiba; 学土肥; Manabu Doi
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2020-06-01
Filing date: 2020-06-01
Publication date: 2021-12-13
Anticipated expiration: 2040-06-01
Also published as: JP7240354B2

Abstract

【課題】少なくとも、タップ線と高圧用導体の接続部の径方向の寸法が増大するのを抑制することができる静止誘導機器を提供する。【解決手段】タップ線２５と高圧用導体２４の接続部において、高圧用導体２４の表面から内部側に向かて、タップ線２５の全部、或いは一部を収納できる寸法の収納凹部２６を形成し、この収納凹部２６にタップ線２５を配置してタップ線２５と高圧用導体２４を電気的に接続した。これによれば、タップ線が高圧用導体の内部に収納されて高圧用導体と電気的に接続されるので、タップ線と高圧用導体の接続部の径方向の寸法が増大するのを抑制することができる。【選択図】図２Ｂ

Description

本発明は変圧器やリアクトル等の静止誘導機器に係り、特に電圧を調整するタップ線を備えた静止誘導機器に関する。

一般的に変圧器用のコイルは、巻枠と、この巻枠に巻かれたシート状の低圧用導体と絶縁物から成る低圧用コイルと、この低圧用コイルの外側に巻かれた平角状の高圧用導体と絶縁物から成る高圧用コイルで構成されている。

上述したコイルの製作においては、導体を巻枠の軸先方向に巻き付けていく巻線処理作業と、導体と導体の間の段上がりに絶縁物を巻き付ける絶縁処理作業が実施される。更に、高圧用コイルには巻回数によって電圧を調整するためのタップ線を接続する必要があり、上述の処理作業に加えてタップ線の接続と引き出し作業が必要となる。

例えば、特開２０１４−１６０７８６号公報(特許文献１)には、タップ線を接続し易くするため、コイル断面の長辺の直線部を外周に沿って曲げるのではなく、そのまま延ばし、コイルの他の段の最外周の導体部分よりもコイル径方向に突出させる構成が示されている。

特開２０１４−１６０７８６号公報

ところで、従来のタップ線は、高圧用コイルを形成する高圧用導体にタップ線を重ねて電気的に接続する構成が採用されている。このため、高圧用導体の一部が、巻枠の軸線に対して径方向で外側に２回にわたって折り曲げられて屈曲部を形成し、この高圧用導体に形成した屈曲部にタップ線を配置してタップ線と高圧用導体を電気的に接続するようにしている。

しかしながら、高圧用導体が径方向に折り曲げられて屈曲部を形成しているので、タップ線と高圧用導体の接続部において、コイルの径方向の寸法がタップ線の厚さ分だけ増大してコイルが大型化するという課題がある。尚、特許文献1においても、タップ線の接続部をコイルの外周に配置しているので、コイルが大型化するという課題がある。

また、これとは別に、タップ線と高圧用導体の接続部は電気的な絶縁処理を施すが、タップ線と高圧用導体の接続部より外側に巻かれる高圧用導体によって、タップ線と高圧用導体の接続部の絶縁が破壊され易いという課題がある。

本発明の主たる目的は、少なくとも、タップ線と高圧用導体の接続部の径方向の寸法が増大するのを抑制することができる静止誘導機器を提供することにある。

本発明の特徴は、タップ線と高圧用導体の接続部において、高圧用導体の表面から内部側に向かって、タップ線の全部、或いは一部を収納できる寸法の収納凹部を形成し、この収納凹部にタップ線を配置してタップ線と高圧用導体を電気的に接続した、ところにある。

本発明によれば、タップ線が高圧用導体の内部に収納されて高圧用導体と電気的に接続されるので、タップ線と高圧用導体の接続部の径方向の寸法が増大するのを抑制することができる。

本発明が適用される変圧器の構成を示す外観斜視図である。本発明の実施形態になる変圧器のコイルを形成する高圧用導体とタップ線の接続部を示す斜視図である。図２Ａに示すコイルを形成する高圧用導体とタップ線の接続部の断面を示す断面図である。従来の変圧器のコイルを形成する高圧用導体とタップ線の接続部を示す斜視図である。図３Ａに示すコイルを形成する高圧用導体とタップ線の接続部の断面を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。

本発明を説明する前に、従来のタップ線とコイルの高圧用導体の接続構造を説明し、その後に本発明の実施形態を説明する。

図１は、本発明が適用される油入変圧器用コイルの外観を示している。油入変圧器用のコイル１０は、少なくとも、巻枠１１と、この巻枠１１に巻回された低圧用導体からなる低圧用コイル１２と、低圧用コイル１２の外側に巻回された高圧用コイル１３で構成されている。高圧用コイル１３は、高圧用導体１４をコイル１０の軸方向(巻枠１１の軸方向)に螺旋状に巻き付け、コイル１０の径方向に複数段積層している。

タップ線１５の接続は、高圧用コイル１３の規定巻回数でタップ線１５を高圧用導体１４と接続し、以降の高圧用導体１４は、タップ線１５の上から巻き付けられている。尚、タップ線１５は、複数個設けられているのが一般的である。

そして、タップ線１５と高圧用導体１４の接続は、従来は図３Ａ、図３Ｂに示すような構成とされている。図３Ａ、図３Ｂにおいて、高圧用コイル１３(図１参照)の高圧用導体３４は、必要とされる電圧が得られる位置でタップ線３５と接続されている。高圧用導体３４の一部領域には、巻枠１１の軸線に対して径方向で外側に向かって張り出した屈曲部３６が形成されている。

この屈曲部３６は、図３Ｂにあるように、高圧用導体３４が径方向で外側に向かって折り曲げられた第１折り曲げ部３６Ａと、これも高圧用導体３４が径方向で外側に向かって折り曲げられた第２折り曲げ部３６Ｂと、第１折り曲げ部３６Ａと第２折り曲げ部３６Ｂとを接続する突出部３６Ｃとから形成されている。

そして、第１折り曲げ部３６Ａ、第２折り曲げ部３６Ｂ、及び突出部３６Ｃで形成される窪み部分に、タップ線３５が配置されて電気的に接続されている。タップ線３５と高圧用導体３４は、溶接やろう付けによって電気的に接続されている。

しかしながら、高圧コイル１３の高圧用導体１４が径方向に折り曲げられて屈曲部３６を形成しているので、タップ線３５と高圧用導体１４の接続部において、コイル１０の径方向の寸法がタップ線３５の厚さ分だけ増大し、これによってコイル１０が径方向に大型化するという課題がある。

また、これとは別に、タップ線３５と高圧用導体３４の接続部は電気的な絶縁処理を施すが、タップ線３５と高圧用導体３４の接続部より外層に巻かれる他の高圧用導体３４によって、タップ線３５と高圧用導体３４の接続部の絶縁が破壊され易いという課題がある。

このような課題を解決するために、本発明の実施形態においては、タップ線と高圧用導体の接続部において、高圧用導体の表面から内部側に向かって、タップ線の全部、或いは一部を収納できる寸法の収納凹部を形成し、この収納凹部にタップ線を配置してタップ線と高圧用導体を電気的に接続した構成を提案するものである。

この構成によれば、タップ線が高圧用導体の内部に収納されて高圧用導体と電気的に接続されるので、タップ線と高圧用導体の接続部の径方向の寸法が増大するのを抑制することができる。

以下、本実施形態の具体的な構成について、図２Ａ、図２Ｂを用いて詳細に説明する。尚、図２Ａ、図２Ｂは、図３Ａ、図３Ｂに対応したものである。

図２Ａ、図２Ｂにおいて、高圧用コイル１３(図１参照)の高圧用導体２４は、必要とされる電圧が得られる位置でタップ線２５と接続されている。高圧用導体２４の一部領域には、タップ線２５が収納される寸法に設定された収納凹部２６が形成されている。

この収納凹部２６は図２Ｂにあるように、高圧用導体２４の径方向で内周側、すなわち巻枠１１の側の表面から、自身の内部側(径方向外側)に向かって形成されている。つまり、高圧用導体２４の表面から内部側に向かい、しかも巻枠１１の軸線と平行に高圧用導体２４の肉が切り取られている形状とされている。この収納凹部２６は、プレス加工や切削加工によって形成することができる。

また、収納凹部２６は、タップ線２５の全部、或いは一部を収納できる寸法に形成されている。具体的には、収納凹部２６の深さ(Ｄ)は、好ましくはタップ線２５の厚さ(Ｔｔ)より長く、しかも高圧用導体２４の厚さ(Ｔｃ)よりも短く形成されている。本実施形態では、深さＤは、高圧用導体２４の厚さ(Ｔｃ)の１/２〜１/３程度に設定されている。更に、高圧用導体２４の長手方向の収納凹部２６の幅(Ｌｃ)は、タップ線２５の幅(Ｌｔ)より長く形成されている。

これによって、高圧用導体２４を従来のように折り曲げることなく、タップ線２５を収納凹部２６に収納でき、この収納状態でタップ線２５と高圧用導体２４が電気的に接続されている。特に、本実施形態では、高圧用導体２４の内周側の表面と、タップ線２５の内周側の表面を面一の関係とすれば、高圧用導体２４とタップ線２５の接続部の厚さは、高圧用導体２４の厚さと同じ厚さになる。尚、高圧用導体２４の収納凹部２６の内部にタップ線２５の全部が収納されるように構成することもでき、更には高圧用導体２４の収納凹部２６の内部にタップ線２５の一部が収納されるように構成することもできる。

ここで、タップ線２５と高圧用導体２４の電気的な接続は、夫々の材料によって適切な溶接方法で接続することができる。例えば、タップ線２５と高圧用導体２４が共に銅で形成されている場合は、ＴＩＧ溶接によって接続を行うことができる。また、タップ線２５が銅で形成され、高圧用導体２４がアルミニウムで形成されている場合は、抵抗溶接、好ましくはアプセット溶接で接続を行うことができる。

このような本実施形態によれば、タップ線２５と高圧用導体２４の接続部において、コイル１０の径方向の寸法がタップ線２５の厚さ分だけ増大することを抑制することができ、従来の構成と比べてコイル１０が径方向に大型化することが無くなるものである。

また、タップ線２５と高圧用導体２４の接続部は電気的な絶縁処理を施すが、タップ線２５と高圧用導体２４の接続部が径方向で外側に張り出さないので、外側に巻かれる他の高圧用導体２４によって、タップ線２５と高圧用導体２４の接続部の絶縁が破壊されることが無くなるものである。

上述した実施形態においては、タップ線２５は、高圧用導体２４の内周側(巻枠１１の側)に形成した収納凹部２６に収納されているが、高圧用導体２４の外周側、つまり巻枠１１とは反対側の表面に収納凹部２６を形成し、これにタップ線２５を収納するようにしても良い。更に、巻枠１１の軸線と平行な方向に向かって、収納凹部２６を高圧用導体１４の内部に刳りぬいて形成し、この収納凹部２６にタップ線２５を挿入する構成としても良い。

これらの実施形態によっても、タップ線２５と高圧用導体２４の接続部において、コイル１０の径方向の寸法がタップ線２５の厚さ分だけ増大することを抑制することができ、従来の構成と比べてコイル１０が径方向に大型化することが無くなるものである。

尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１０…コイル、１１…巻枠、１２…低圧側コイル、１３…高圧側コイル、１４、２４、３４…高圧用導体、１５、２５、３５…タップ線。

Claims

少なくとも、巻枠と、前記巻枠に巻回された低圧用導体からなる低圧用コイルと、前記低圧用コイルの外側に巻回された高圧用導体からなる高圧用コイルと、前記高圧用コイルの規定巻回数で前記高圧用導体と接続されたタップ線を備える静止誘導機器であって、
前記タップ線と前記高圧用導体の接続部は、前記高圧用導体の表面から内部側に向かって、前記タップ線の全部、或いは一部を収納できる寸法の収納凹部を形成し、前記収納凹部に前記タップ線を配置して前記タップ線と前記高圧用導体を電気的に接続して形成されていることを特徴とする静止誘導機器。
請求項１に記載の静止誘導機器であって、
前記タップ線が収納される前記収納凹部は、前記巻枠の側の前記高圧用導体の表面に形成されていることを特徴とする静止誘導機器。
請求項１に記載の静止誘導機器であって、
前記タップ線が収納される前記収納凹部は、前記巻枠とは反対の側の前記高圧用導体の表面に形成されていることを特徴とする静止誘導機器。
請求項１に記載の静止誘導機器であって、
前記タップ線が収納される前記収納凹部は、前記巻枠の軸線と平行な方向に向かって前記高圧用導体の内部に形成されていることを特徴とする静止誘導機器。
請求項２に記載の静止誘導機器であって、
前記高圧用導体の前記巻枠の側の表面と前記タップ線の前記巻枠の側の表面とが、面一の関係に設定されていることを特徴とする静止誘導機器。
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の静止誘導機器であって、
前記タップ線と前記高圧用導体の接続部は、前記タップ線と前記高圧用導体が共に銅で形成されていると、前記高圧用導体にＴＩＧ溶接された前記タップ線からなる接続部であり、
前記タップ線と前記高圧用導体の接続部は、前記タップ線が銅で形成され、前記高圧用導体がアルミニウムで形成されていると、前記高圧用導体に抵抗溶接された前記タップ線からなる接続部であることを特徴とする静止誘導機器。