JP3577834B2 - ガス絶縁誘導電器巻線 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガス絶縁の変圧器またはリアクトルの巻線に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、大都市の地下変電所は、その防災上の観点から不燃性の電気機器を採用することが推奨され、変圧器やリアクトルなどの誘導電器もそのガス絶縁化が進められている。
図８は、従来のガス絶縁誘導電器巻線の構成を示す片側断面図である。巻線６が、金属シートに絶縁フイルムを重ねた状態で軸９を中心にして巻回されたものからなる。巻線６は、絶縁円筒よりなる巻枠２に巻回され、巻線６の内周面と外周面とに接してそれぞれリード３、４が配されている。リード３、４は、巻線６の最内周（巻き始め端）、最外周（巻き終わり端）の金属シートにそれぞれ半田付けされるとともに、図８の上部へ引き出され巻線６の端子となる。また、巻枠２の内径側と、リード４の外径側とにそれぞれ導電性の材料よりなる静電シールド１、５が取り付けられている。
【０００３】
図９は、図８のＥ−Ｅ断面図である。静電シールド１、５は、それぞれ周回方向の一部に絶縁間隙材１４、１３を介装され、静電シールド１は、リード３とともにねじ７を介して巻枠２に固定されている。一方、静電シールド５は、リード４に半田付けされている。巻線６と巻枠２の間隙、および巻線６と静電シールド５との間隙には、それぞれ絶縁フイルム１１、１０が巻かれている。
【０００４】
図９において、静電シールド１、５は、巻線６の端部の電界集中を緩和させ、相手の巻線や設置構造物との絶縁距離を縮小するためのものである。また、静電シールド１、５が周回方向の一部で切断されているのは、静電シールド１、５に環状電流が流れるのを防止するためである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような従来の装置は、部品点数が多いという問題があった。また、金属シートにリードを半田付けするには、細心の注意が必要であった。
すなわち、図８において、巻枠２は、巻線６を巻回するときは必要であるが、巻回後は不要な部品である。巻枠２と静電シールド１とを共通化することができれば、不要な部品を減らすことができる。また、金属シートの厚さは、数十μｍと非常に薄く、この金属シートにリード３、４を半田付けする際、両者の熱容量に大きな差があり細心の注意を払う必要がある。金属シートの熱容量が極端に小さいので、どうしても金属シート側が過熱ぎみになり、金属シートが損傷しがちであった。そのために、金属シートへの半田付け作業は、熟練が必要であるとともに時間が非常に多くかかっていた。
【０００６】
この発明の目的は、装置の部品点数を減らすことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明によれば、絶縁ガスが封入された密閉容器内に収納され、金属シートに絶縁フイルムが重ねられた状態で巻枠に同軸に巻回されるとともに金属シートの巻き始め端と巻き終わり端からリードが引き出され、前記巻き始め側の内周面に静電シールドが設けられてなるガス絶縁誘導電器巻線において、静電シールドを巻枠にすると良い。それによって、巻枠と静電シールドとを共通にすることができ、装置の部品点数が減る。
【０００８】
また、かかる構成において、静電シールドを最内周側の１ターンとしても良い。それによって、静電シールドを巻線の一部として利用することができ、巻線の外径寸法が減る。
また、かかる構成において、金属シートの巻き始め側と巻き終わり側とが、それぞれ金属シートの中間部より厚く形成されてなるとともに前記中間部と連続的に繋がれてなるものとしてもよい。金属シートの中間部の厚さが数十μｍと非常に薄くても、金属シートの巻き始め側と巻き終わり側とを半田付けに支障のない厚さにしておけば、金属シートの端部をリード、あるいは静電シールドへ半田付けしても、金属シートが損傷を受けることがない。半田付けに支障のない厚さは５００μｍ程度であり、金属シートの製造工場にて金属シートをシート状に引き抜くときに予めその厚さが連続的に変わるように成形しておき、その後は、金属シート同士の接合工程がないようにしておく。例えば、金属シートの中間部の厚さを数十μｍにし、巻き始め側と巻き終わり側の厚さを４００ないし６００μｍにしておく。金属シートの長さは、巻線の仕様によって予め決まっているので、その仕様に合わせて成形される。巻き終わり側の厚くなったシート部を予め多少長めにしておけば、巻線作業時に丁度リードの出る所で金属シートを切断すると言う微調整が可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明は、金属シートに絶縁フイルムが重ねられた状態で巻枠に同軸に巻回されるとともに絶縁ガスが封入された密閉容器内に収納され、内周側に静電シールドが設けられてなるガス絶縁誘導電器巻線において、静電シールドを巻枠にする構成である。
【００１０】
以下、この発明を実施例に基づいて説明する。図１は、この発明の実施例にかかるガス絶縁誘導電器巻線の構成を示す片側断面図である。静電シールド１５が円筒状に形成され、この静電シールド１５を巻枠として巻線６が巻回されている。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。静電シールド１５にリード３がねじ１６で固定されている。図１および図２のその他の構成は、それぞれ図８および図９の従来の構成と同じである。従来と同じ部分には同一参照符号を付け、詳細な説明をここで繰り返すことは省略する。
【００１１】
図１において、静電シールド１５を巻枠にすることで、装置の部品点数が減る。すなわち、図８では、静電シールド１と巻枠２との二点が必要であったのが、図１では、静電シールド１５だけで済ますことができ、装置のコストダウンが可能になる。
図３は、この発明の異なる実施例にかかるガス絶縁誘導電器巻線の構成を示す断面図である。図２の構成と異なる部分は、静電シールド１７が、絶縁間隙材１４のところで切断されたものからなり、静電シールド１７の一方側の円周端にリード１８が固定されている点である。このリード１８から静電シールド１７が給電を受け、静電シールド１７を時計回りに一周した後に巻線６に給電される。その他は、図２の構成と同じである。
【００１２】
図４は、図３のＢ部拡大断面図であり、巻線６の巻き始め端付近の構成を示す図である。静電シールド１７の一方側の円周端１７Ａにリード１８が半田付けされ、静電シールド１７の他方側の円周端１７Ｂに金属シート２０の端部が半田付けされている。金属シート２０は、絶縁フイルム２１に重ねられた状態で巻枠である静電シールド１７に幾重にも巻回され巻線が形成される。静電シールド１７が巻線６の巻き始め側の１ターンとなるので、その分、巻線６の外径寸法が減り、ガス絶縁誘導電器全体が縮小される。
【００１３】
図５は、この発明のさらに異なる実施例にかかるガス絶縁誘導電器巻線の巻き始め付近の構成を示す拡大断面図であり、図２のＣ部拡大断面図に対応する。シート部２０Ａは、金属シートの巻き始め側であり５００μｍ厚さである。一方、シート部２０Ｂは２５μｍ厚さであり、巻き終わる側まで同様にして巻回されておる。シート部２０Ａは、厚さ変更部２３を介してシート部２０Ｂと繋がっている。この厚さ変更部２３は、金属シートの製造工場にて金属シートをシート状に引き抜くときに予めその厚さが連続的に変わるようにされた部分であり、シート部２０Ａと２０Ｂ同士の接合工程がないようになっている。シート部２０Ａの一方端は、リード３に半田付けされ、シート部２０Ａと２０Ｂとは、絶縁フイルム２１に重ねられた状態で時計回りに幾重にも巻回されている。シート部２０Ａが、半田付けに支障のない厚さなので、リード３に半田付けされても金属シートが過熱によって損傷を受けることがない。
【００１４】
図６は、この発明のさらに異なる実施例にかかるガス絶縁誘導電器巻線の巻き終わり付近の構成を示す拡大断面図であり、図２のＤ部拡大断面図に対応する。２５μｍ厚さのシート材２０Ｂが、絶縁フイルム２１に重ねられた状態で幾重にも時計回りに巻回された後、厚さ変更部２５を介して５００μｍ厚さのシート部２０Ｃと繋がっている。このシート部２０Ｃは、時計回りに一周した後、リード４に半田付けされている。前述と同様に、シート部２０Ｂと２０Ｃは、厚さ変更部２５を介して予め金属シートの製造工場において成形される。シート部２０Ｃは実際より多少長く製作しておき、巻線作業時に丁度、リード４のある所でシート部２０Ｃを切断すると言う微調整が行われる。上記の構成によって、シート部２０Ｃが、半田付けに支障のない厚さなので、リード４に半田付けされても金属シートが過熱によって損傷を受けることがない。
【００１５】
図７は、この発明のさらに異なる実施例にかかるガス絶縁誘導電器巻線の巻き始め付近の構成を示す拡大断面図であり、図３のＢ部拡大断面図に対応する。シート部２０Ｄは金属シートの巻き始め側であり５００μｍ厚さである。一方、シート部２０Ｂは２５μｍ厚さであり、巻き終わり側まで同様にして巻回されている。シート部２０Ｄは、厚さ変更部２４を介してシート部２０Ｂと繋がっている。その他は、図４と同じである。この構成もシート部２０Ｄが半田付けに支障のない厚さなので、静電シールドの一方端１７Ｂに半田付けされても金属シートが損傷を受けることがない。
【００１６】
なお、図５ないし図７におけるシート部２０Ｂは、巻き始め部および巻き終わり部以外の部分であり、金属シート２０の大部分を占める。上記の各実施例においてはシート部２０Ｂの厚さを２５μｍとしているが、一般にシート部２０Ｂとしては十数μｍないし百数十μｍの厚さのものが使用されており、この範囲の厚さのものについて、本発明は適用可能である。また、図５や図６、図７では、シート部２０Ａ、２０Ｃ、２０Ｄの厚さは、半田付けに支障のない厚さ以上であれば良く、少なくとも４００μｍ以上あればよい。また、厚さ変更部は、図５や図６、図７ではシート部が１ターンした位置に設けられてあるが、必ずしも１ターンの位置とする必要はなく、半ターンとか、４分の１ターンの位置であっても良い。
【００１７】
また、上記の各実施例における金属シート２０と静電シールド５，１５，１７は、いずれもアルミニウム材で形成されている。なお、金属シート２０と静電シールド５，１５，１７の材料は、アルミニウム材に限定されるものではないが、アルミニウム材で形成した場合は、他の材料、例えば銅で形成した場合に比べて、アルミニウム材は軽量であるため、巻線を軽量化することができる。
【００１８】
また、上記の図４および図７で示される各実施例では、静電シールド１７の片方の円周端１７Ｂに金属シート２０の端部が接合される構成としたが、静電シールド１７の材料および金属シート２０の材料として、同じ材料、例えばアルミニウム材を選定した場合には、静電シールド１７と金属シート２０とを一体にして構成することができる。すなわち、例えば、一枚のアルミニウム板等の金属板を用意し、このアルミニウム板の内、静電シールド１７に相当する部分の円筒形への曲げ加工を行うとともに、金属シート２０に相当する部分を薄く引き延ばしてシート状に加工する。一枚の金属板を前記のように加工することにより、静電シールド１７と金属シート２０とが一体となった構成とすることができ、両者の接合が不要となる。
【００１９】
【発明の効果】
この発明は前述のように、静電シールドを巻枠にすることによって、装置の部品点数が減り、コストが低減される。
また、かかる構成において、静電シールドを最内周側の１ターンとすることによって、巻線の外径寸法が減りガス絶縁誘導電器全体が縮小される。
【００２０】
また、かかる構成において、金属シートの巻き始め側と巻き終わり側とが、それぞれ金属シートの中間部より厚く形成されてなるとともに前記中間部と連続的に繋がれる。これによって、金属シートに半田付けが行われても、金属シートがが損傷を受けることがなく、作業時間の短縮が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例にかかるガス絶縁誘導電器巻線の構成を示す片側断面図
【図２】図１のＡ−Ａ断面図
【図３】この発明の異なる実施例にかかるガス絶縁誘導電器巻線の構成を示す断面図
【図４】図３のＢ部拡大断面図
【図５】この発明のさらに異なる実施例にかかるガス絶縁誘導電器巻線の巻き始め付近の構成を示す拡大断面図
【図６】この発明のさらに異なる実施例にかかるガス絶縁誘導電器巻線の巻き終わり付近の構成を示す拡大断面図
【図７】この発明のさらに異なる実施例にかかるガス絶縁誘導電器巻線の巻き始め付近の構成を示す拡大断面図
【図８】従来のガス絶縁誘導電器巻線の構成を示す片側断面図
【図９】図８のＥ−Ｅ断面図
【符号の説明】
５，１５，１７：静電シールド、３，４，１８：リード、６：巻線、２０：金属シート、２１：絶縁フイルム

Claims (3)

1. 絶縁ガスが封入された密閉容器内に収納され、金属シートに絶縁フイルムが重ねられた状態で巻枠に同軸に巻回されるとともに金属シートの巻き始め端と巻き終わり端からリードが引き出され、前記巻き始め側の内周面に静電シールドが設けられてなるガス絶縁誘導電器巻線において、静電シールドを巻枠にすることを特徴とするガス絶縁誘導電器巻線。
2. 請求項１に記載のものにおいて、静電シールドを最内周側の１ターンとするガス絶縁誘導電器巻線。
3. 請求項１または２に記載のものにおいて、金属シートの巻き始め側と巻き終わり側とが、それぞれ金属シートの中間部より厚く形成されてなるとともに前記中間部と連続的に繋がれてなることを特徴とするガス絶縁誘導電器巻線。

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