JP2550168B2 - 箔巻変圧器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、シート状巻線を備え、このシート状巻線の
絶縁耐力の向上、輸送地震時の振動強化、および巻線組
立時の作業を簡便なものとした箔巻変圧器に関するもの
である。

（従来の技術） シート状巻線を備えた箔巻変圧器は巻線の占積率が良
く小型軽量化を実現できる特性を有するため、数KV、数
100KVA程度の比較的電圧の低い小容量の変圧器において
すでに実用化され広く普及されている。

最近このような箔巻変圧器の優れた長所に鑑み、より
高電圧大容量の変圧器、例えば275KV,300MVA級変圧器へ
の適用拡大が研究されているが、最大の技術的問題点は
いかに巻線に対する冷却能力を向上させ、高い絶縁能力
を巻線に持たせられるかという点である。またこの様な
箔巻変圧器における巻線の冷却方式としては、巻線内に
冷却ダクトを内蔵させ、絶縁特性の優れた冷媒を送り込
んで巻線損失から発生する熱を直接的に冷却するいわば
ヒートパイプ方式のものが考えられている。

第３図にこのような方式の箔巻変圧器の構造の一例を
示す。同図においてタンク１には絶縁媒体としてSF₆ガ
ス等の絶縁ガスが高圧で封入され、このタンク１の内部
には鉄心２が設けられている。この鉄心２の主脚2aの外
側には、絶縁ギャップ６、絶縁筒３を介して低圧巻線４
が巻装され、この低圧巻線４の外側には絶縁ギャップ６
を介して高圧巻線５が巻装されている。これら低圧巻線
４および高圧巻線５はアルミニウム箔等から成る金属シ
ート７とポリエステルフイルム等から成る絶縁シート８
を重ねて巻回して成るシート状巻線にて構成されてい
る。なお各巻線4,5はタンク１内に封入された絶縁媒体
により絶縁されている。また、低圧および高圧巻線4,5
には、その軸方向に延びる冷却ダクト９が巻き込まれて
内蔵されている。冷却ダクト９内は、フロン113やフロ
リナートFC75等の冷媒が通るように中空になっており、
この冷媒は冷却ダクト９内を通る過程で巻線4,5を冷却
する。そしてこの冷媒はタンク１外部に設けられた冷却
器11によって冷却されポンプ10により循環される。

以上説明した従来の箔巻変圧器は、冷媒の循環する冷
却系と絶縁のための絶縁媒体12とが完全に分離されてい
ることから、一般にセパレート式箔巻変圧器とよばれ、
従来の平角線状の導体と絶縁油を用いた変圧器に比較し
て大幅な小型・軽量化が可能で大容量変圧器として有望
である。この種の変圧器としてはUSP-4039990が知られ
ている。

（発明が解決しようとする問題点） このような従来の箔巻変圧器の巻線構造は、低圧巻線
４、高圧巻線５を順に巻いていく一体形巻線構造である
ため、内周側の低圧巻線４に不具合が生じた場合、外周
側の高圧巻線５から分解しなければならず巻線組立上非
常に手間がかかる。また一体形とした巻線構造上、巻線
径が大きくなるため、組立作業時自重により層ずれを起
こす可能性がある。

更に、鉄心２と低圧巻線４間および低圧巻線４と高圧
巻線５間の絶縁ギャップ６は、例えばポリエステルフィ
ルムシートの積層物等の絶縁物による詰め物を施してい
るが、このポリエステルフィルム等の絶縁物間および絶
縁物と絶縁筒３間に微小の絶縁媒体のガスギャップがで
き、この微小ガスギャップと絶縁物の誘電率の差により
ガスギャップに電解が集中し、エッヂ部となっている金
属シート端部によって絶縁破壊が生じる問題があった。

本発明は、上記欠点を改善するためになされたもので
あり、絶縁ギャップ部の絶縁を確実なものとし、巻線組
立時の作業を簡略化しかつ輸送・地震時の振動に対して
十分信頼性の高い箔巻変圧器を提供することを目的とす
る。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、以上の目的を達成するために、低圧巻線と
高圧巻線も別々に巻き、鉄心・低圧巻線間および低圧・
高圧巻線間に絶縁ガスギャップを設けかつ巻線上下端部
および絶縁ガスギャップ上下端部に複数個の絶縁物コマ
を配置することにより軸方向・半径方向に固定・支持し
たものである。

（作用） このように構成されたものにおいて、低圧・高圧巻線
を別々に巻くことから、巻線組立時の作業が簡便なもの
となると同時に自重による層ずれを防止できる。

また、絶縁ギャップ部は絶縁媒体のガス空間となるた
め電解が集中することもなくかつ絶縁距離が縮小できる
ので巻線をコンパクトにすることが可能となる。

さらに、巻線上下および絶縁ギャップ上下端部には絶
縁物コマが配置されているため輸送および地震時等の上
・下、半径振物方向に対してシート状巻線を保護するこ
とができる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図および第２図を用いて
説明する。

低圧巻線４および高圧巻線５は絶縁筒３に各々別々に
巻かれている。従って巻線組立の際は径の小さな低圧巻
線４、次に径の大きな高圧巻線５の順で鉄心主脚2aに別
々に挿入され、巻線が形成される。

鉄心主脚2aと低圧巻線４間および低圧巻線４と高圧巻
線５間の絶縁ギャップ部６は、SF₆ガス等の絶縁媒体12
のガス空間となっている。

また、巻線上下端部および絶縁ギャップ上下端部に
は、複数個の絶縁物コマ14が周方向に配置され、絶縁ボ
ルト15または接着等により絶縁筒３または絶縁リング16
等に固着され、鉄心２に軸方向および半径方向に支持さ
れている。この構造によれば低圧、高圧巻線を別々巻く
ことによって、低圧巻線の不具合等から生じた巻線巻き
直し作業を巻線単独で実施でき、巻線作業が簡便なもの
とできるばかりか、一体形巻線構造と比較して巻線単体
での径が小さいので、金属シート自身による層ずれを防
止することができる。

また、絶縁ギャップ６はSF₆ガス等の絶縁媒体12のガ
ス空間となっているため電解が集中することもなくな
り、絶縁距離が縮小できシート状巻線のコンパクト化が
可能となると同時に、絶縁ギャップ６のポリエステルフ
ィルム等の絶縁物を詰めた場合に比べシート状巻線の放
熱面積が増えるため冷却効率を向上させることができ
る。また、巻線上下端部および絶縁ギャップ６の上下端
部に配置された絶縁物コマ14は、電解の集中する金属シ
ートエッジ部13より離して配置しているため絶縁上の弱
点となることはない。

さらに低圧巻線４および高圧巻線５は上記絶縁物コマ
14介して鉄心２に軸方向および半径方向支持されている
ため輸送、地震等の振動に対して耐えることができる。

〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、巻線組立時の作
業を簡便なものとし、絶縁ギャップ部の絶縁を確実なも
のとすると同時に絶縁距離を縮小してシート状巻線をコ
ンパクトにすることが可能となり、また冷却効率が向上
しかつ輸送・地震等の振動に対して十分信頼性の高い箔
巻変圧器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す箔巻変圧器巻線構造の
断面図、第２図は第１図の平面図、第３図は従来の箔巻
変圧器の断面図である。 １……タンク、２……鉄心 ３……絶縁筒、４……低圧巻線 ５……高圧巻線、６……絶縁ギャップ ７……金属シート、８……絶縁シート 12……絶縁媒体

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鉄心に金属シートと絶縁シートを重ねて巻
   回して成る低圧および高圧巻線を巻回し、巻線内に巻線
   軸方向に沿った冷却ダクトを介在させ、絶縁媒体を封入
   したタンク内に納めてなる箔巻変圧器において、上記低
   圧、高圧巻線を別々の絶縁筒に巻回し、鉄心・巻線間お
   よび低圧・高圧巻線間に絶縁媒体ギャップを設けかつ巻
   線上下端部および絶縁媒体ギャップ上下端部に複数個の
   絶縁物コマを配置し軸方向・半径方向に固定・支持した
   ことを特徴とする箔巻変圧器。