JP2545313Y2 - 計器用変圧器 - Google Patents

計器用変圧器

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JP2545313Y2
JP2545313Y2 JP1991091669U JP9166991U JP2545313Y2 JP 2545313 Y2 JP2545313 Y2 JP 2545313Y2 JP 1991091669 U JP1991091669 U JP 1991091669U JP 9166991 U JP9166991 U JP 9166991U JP 2545313 Y2 JP2545313 Y2 JP 2545313Y2
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coil
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芳樹 川渕
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Nissin Electric Co Ltd
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Nissin Electric Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、ガス絶縁開閉装置等に
用いる計器用変圧器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】計器用変圧器は、鉄心と該鉄心に巻回さ
れた1次コイル及び2次コイルとを備えた変圧器本体を
SF6 ガスや絶縁油等の絶縁媒体が充填された容器内に
収納することにより構成される。
【0003】図3は計器用変圧器の本体の構成例を示し
たもので、同図において1は矩形状に形成された鉄心、
2は鉄心1の一方の脚部2aに取付けられた2次巻形
(図示せず。)の上に巻回された低圧コイル(2次コイ
ル)、3は低圧コイル2の外側に配置された1次巻形、
4´は1次巻形3の上に成層巻きされた高圧コイル(1
次コイル)、5´は高圧コイル4´を外側から囲むよう
に配置された高圧シールド、6a,6bは低圧コイル2
の両端側にそれぞれ配置された接地シールド、6cは鉄
心1の他方の脚部2bを高圧シールド5´から遮蔽する
ように配置された接地シールドである。
【0004】高圧コイル4´は、図4に示したように、
電線を円筒巻してなるコイル層4a´を、プラスチック
フィルムや絶縁紙等からなる層間絶縁層(図4には図示
せず。)を介して多数積層したものからなるが、従来
は、高圧コイルの縦断面形状を矩形状とするように、コ
イル層4a´,4a´,…の巻回幅(軸線方向長さ)を
高圧コイルの径方向の全体に亘って等しく設定してい
た。
【0005】
【考案が解決しようとする課題】従来の計器用変圧器で
は、高圧コイルのコイル層の巻回幅(レヤー幅)を一定
としていたため、高圧コイルの積層厚が大きくなるとい
う問題があった。
【0006】また従来の計器用変圧器では、図4に示す
ように高圧コイルの等電位線V1 ´,V2 ´,…が電界
緩和用高圧シールド5´の内側(コイル側)に集中する
ため、高圧シールド5´としてその内側の湾曲部の曲率
が大きな大形のものを用いる必要があった。
【0007】更に、従来の計器用変圧器では、高圧コイ
ルのレヤー幅が一定であるため、コイルの径方向の外側
に向かうに従って層間の静電容量が大きくなり、雷イン
パルス電圧等の高周波電圧に対して各コイル層の電位分
担が不均一になって、絶縁破壊を生じるおそれがあっ
た。
【0008】本考案の目的は、高圧コイルの積層厚を縮
小するとともに、湾曲部の曲率が小さい小形の高圧シー
ルドを用いることができるようにして、高圧コイルの小
形化を図った計器用変圧器を提供することにある。
【0009】本考案の他の目的は、高周波電圧に対して
高圧コイルの各コイル層での電位分担を均一にして、絶
縁耐力を向上させた計器用変圧器を提供することにあ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本考案は、鉄心に巻装さ
れた低圧コイルと、低圧コイルの外側に配置された1次
巻形の上に層間絶縁層とコイル層とを交互に積層するこ
とにより形成された高圧コイルと、高圧コイルを外側か
ら囲むように配置された高圧シールドとを備えた計器用
変圧器に係わるもので、本考案においては、高圧コイル
が、径方向の内側から外側に向うに従ってコイル層の幅
を徐々に狭くするように巻回され、高圧コイルの内周側
からn番目(nは1以上の整数)のコイル層の巻回幅を
Ln 、(n+1)番目のコイル層の巻回幅をLn+1 、
(n+2)番目のコイル層の巻回幅をLn+2 、n番目の
コイル層と(n+1)番目のコイル層との間に挿入する
層間絶縁層の厚さをtn 、(n+1)番目のコイル層と
(n+2)番目のコイル層との間に挿入する層間絶縁層
の厚さをtn+1 、n番目のコイル層の内径をDn 、コイ
ル層を形成する電線の直径をWとしたときに、式 Ln+2 =(X/Y)Ln+1 但し、 X=ln {(Dn +2W+tn +tn+1 )/(Dn +2W+tn )} Y=ln {(Dn +W+tn )/(Dn +W)} が成立するように(n+2)番目のコイル層の巻回幅L
n+2 が定められている
【0011】
【作用】上記のように、高圧コイルの層間絶縁層及びコ
イル層の幅を、径方向の内側から外側に向うに従って徐
々に狭くするようにすると、高圧コイルのターン数を確
保するために必要な高圧コイルの積層数を少なくするこ
とができるため、高圧コイルの積層厚を小さくすること
ができる。
【0012】また上記のように高圧コイルの径方向の内
側のコイル層の巻回幅を広くすると、高圧コイルの等電
位線が高圧部に集中するのを防ぐことができるため、高
圧シールドとして湾曲部の曲率が小さい小形のものを用
いることができる。
【0013】更に上記の式が成立するように(n+2)
番目のコイル層の巻回幅Ln+2 を定めると、後記するよ
うに、各層間の静電容量をほぼ等しくすることができる
ため、高圧コイルに高周波電圧が印加された際の各コイ
ル層での電位分担を均一にして絶縁耐力を向上させるこ
とができる。
【0014】
【実施例】図1及び図2は本考案の実施例の要部を示し
たもので、同図において4は1次巻形3の上に成層巻き
された高圧コイル、5は高圧コイル4を外側から囲むよ
うに配置された高圧シールド、6a,6cは従来用いら
れていたものと同様な接地シールドである。本実施例の
計器用変圧器のその他の構成は従来のものと同様であ
る。
【0015】尚絶縁媒体としてSF6 ガス等の絶縁ガス
を用いる場合には、通常1次巻形3の外周に低圧電位固
定板が配置され、高圧コイル4の外周には高圧電位固定
板が配置される。
【0016】本考案においては、高圧コイル4の径方向
の内側のコイル層4aの巻回幅(軸線方向寸法)を従来
よりも広くし、径方向の外側に向うに従ってコイル層4
aの巻回幅を徐々に狭くするようにした。このように高
圧コイルの内側のコイル層の巻回幅を従来よりも広くす
ると、高圧コイルのターン数を確保するために必要なコ
イル層の積層数を従来よりも少なくすることができるた
め、高圧コイルの径方向寸法を縮小することができる。
【0017】また高圧コイル4の径方向の内側のコイル
層の巻回幅を広くすると、高圧シールドの内側に集中す
る電界を緩和することができるため、高圧シールドの内
側の湾曲部の曲率を小さくすることができ、高圧シール
ドの小形化を図ることができる。
【0018】更に、上記のように高圧コイルの径方向の
内側から外側に向かうに従って、コイル層の巻回幅を狭
くすることにより、各層間の静電容量を等しくすると、
高周波電圧に対する各コイル層の電位分担を等しくする
ことができるため、特定のコイル層に電位が集中するの
を防いで、絶縁耐力を向上させることができる。
【0019】ここで各層間の静電容量を等しくするに
は、高圧コイルの径方向の内側から外側に向うにしたが
って、コイル層4aの幅を以下に示す比率で狭くしてい
けば良い。
【0020】図2において、高圧コイルの内周側からn
番目(nは1以上の整数)のコイル層の巻回幅(レヤー
幅)をLn 、(n+1)番目のコイル層の巻回幅をLn+
1 、(n+2)番目のコイル層の巻回幅をLn+2 とす
る。またn番目のコイル層と(n+1)番目のコイル層
との間に挿入する層間絶縁層の厚さをtn 、(n+1)
番目のコイル層と(n+2)番目のコイル層との間に挿
入する層間絶縁層の厚さをtn+1 とする。更にn番目の
コイル層の内径をDn 、真空中の誘電率をεo 、層間絶
縁層を形成する絶縁物の比誘電率をε、コイル層を形成
する電線の直径をWとすると、n番目のコイル層と(n
+1)番目のコイル層との間の静電容量Cn 及び(n+
1)番目のコイル層と(n+2)番目のコイル層との間
の静電容量Cn+1 は、下記の式で与えられる。
【0021】 Cn =2π・εo ・ε・Ln+1 /A …(1) Cn+1 =2π・εo ・ε・Ln+2 /B …(2) 但し、 A=ln {(Dn +W+tn)/(Dn +W)} …(3) B=ln {(Dn +2W+tn +tn+1 )/(Dn +2W+tn )} …(4) 上記(3)式及び(4)式において、ln は自然対数を
意味する。
【0022】ここでCn =Cn+1 とおいて、Ln+2 とL
n+1 との関係を求めると、 Ln+2 =(X/Y)Ln+1 …(5) 但し、 X=ln {(Dn +2W+tn +tn+1 )/(Dn +2W+tn )} …(6) Y=ln {(Dn +W+tn )/(Dn +W)} …(7) 上記(5)ないし(7)式より、n番目及び(n+1)
番目のコイル層の巻回幅を決めれば、(n+2)番目の
コイル層の巻回幅が決まることが分かる。
【0023】即ち、1番目及び2番目のコイル層の巻回
幅を決めれば、3番目のコイル層の巻回幅を決めること
ができ、次いで2番目のコイル層の巻回幅と3番目のコ
イル層の巻回幅とを用いて4番目のコイル層の巻回幅を
決めることができる。このようにして順次各コイル層の
巻回幅を決めることができる。
【0024】上記の式(5)ないし(7)が成立するよ
うに、(n+2)番目のコイル層の巻回幅Ln+2 を定め
て、高圧コイルのコイル層の巻回幅を径方向の内側から
外側に向って次第に狭くしていくと、各層間の静電容量
をほぼ等しくすることができるため、高周波電圧に対し
てすべてのコイル層の電位分担を均一にすることがで
き、高圧コイルの絶縁耐力を向上させることができる。
【0025】
【考案の効果】以上のように、本考案によれば、高圧コ
イルの層間絶縁層及びコイル層の幅を、径方向の内側か
ら外側に向うに従って徐々に狭くするとともに、各層間
の静電容量をほぼ等しくするように(n+2)番目のコ
イル層の巻回幅を定めたので、高圧コイルに高周波電圧
が印加された際の各コイル層での電位分担を均一にして
絶縁耐力を向上させることができる利点がある。
【0026】また本考案によれば、高圧コイルの層間絶
縁層及びコイル層の幅を、径方向の内側から外側に向う
に従って徐々に狭くするようにしたので、高圧コイルの
内側に位置するコイル層の巻回幅を従来より広くするこ
とにより、高圧コイルのターン数を確保するために必要
なコイルの積層数を少なくして、高圧コイルの径方向寸
法を縮小することができる。
【0027】更に本考案によれば、高圧コイルの等電位
線が高圧部に集中するのを防ぐことができるため、高圧
シールドとして湾曲部の曲率が小さい小形のものを用い
ることができ、高圧コイルの径方向寸法を縮小できるこ
とと相俟って、計器用変圧器の小形化を図ることができ
る利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の実施例の要部の構成を拡大して示した
断面図である。
【図2】本考案の実施例で用いる高圧コイルの構造を概
略的に示した断面図である。
【図3】従来の計器用変圧器の本体の構成を概略的に示
した断面図である。
【図4】従来の計器用変圧器の要部の構成を拡大して示
した断面図である。
【符号の説明】
1…鉄心、2…低圧コイル(2次コイル)、3…1次巻
形、4…高圧コイル(1次コイル)、4a…コイル層、
4b…層間絶縁層、5…高圧シールド、6a〜6c…接
地シールド。

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】鉄心に巻装された低圧コイルと、前記低圧
    コイルの外側に配置された1次巻形の上に層間絶縁層と
    コイル層とを交互に積層することにより形成された高圧
    コイルと、前記高圧コイルを外側から囲むように配置さ
    れた高圧シールドとを備えた計器用変圧器において、前記高圧コイルは、径方向の内側から外側に向うに従っ
    てコイル層の幅が徐々に狭くなるように巻回され、 前記高圧コイルの内周側からn番目(nは1以上の整
    数)のコイル層の巻回幅をLn 、(n+1)番目のコイ
    ル層の巻回幅をLn+1 、(n+2)番目のコイル層の巻
    回幅をLn+2 、n番目のコイル層と(n+1)番目のコ
    イル層との間に挿入する層間絶縁層の厚さをtn 、(n
    +1)番目のコイル層と(n+2)番目のコイル層との
    間に挿入する層間絶縁層の厚さをtn+1 、n番目のコイ
    ル層の内径をDn 、コイル層を形成する電線の直径をW
    としたときに、式 Ln+2 =(X/Y)Ln+1 但し、 X=ln {(Dn +2W+tn +tn+1 )/(Dn +2W+tn )} Y=ln {(Dn +W+tn )/(Dn +W)} が成立するように(n+2)番目のコイル層の巻回幅L
    n+2 が定められている ことを特徴とする計器用変圧器。
JP1991091669U 1991-11-08 1991-11-08 計器用変圧器 Expired - Lifetime JP2545313Y2 (ja)

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JPH0541123U JPH0541123U (ja) 1993-06-01
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1063352A (en) * 1975-03-18 1979-10-02 Pedro B. Macedo Method for producing an impregnated waveguide
DE2951451A1 (de) * 1979-12-20 1981-07-16 Alkem Gmbh, 6450 Hanau Verfahren zur erzeugung von kernbrennstoffoxiden

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