【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に巻線端部絶縁構造を改良した静止誘導電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に変圧器、リアクトル等の静止誘導電器の一部を構成する円板コイルは、絶縁筒の間にコイル状に巻回した電線の複数個を配置して形成されている。巻線を構成する電線は断面が矩形形状である。この電線の端部は角張っている。そのため、円板コイルの端部も角張っており、この端部の角部に電界が集中して絶縁耐力が低くなる。そこで、従来は角部に丸みを付けたシールドを巻線端部に配置して巻線端部における電界の集中を緩和し、絶縁耐力の向上を図ってきた。
【０００３】
近年、絶縁研究が進み、このような巻線端部構造における絶縁状の弱点がシールドと、それに接する巻線を支持するための巻線支持絶縁材との間のくさび状の油間隙にあることが分かってきた。この部分では巻線を支持する支持絶縁材、シールドの絶縁被覆及び油の三者が接しており、巻線支持絶縁材やシールドの絶縁被覆の誘電率に比べて油の誘電率が小さいため、油に電界が集中する所謂トリプルジャンクションを形成しているため、及び油の絶縁強度が巻線支持絶縁材や絶縁被覆の絶縁強度よりも遥かに小さいためである。
【０００４】
それを改良したものとして、例えば特開平８−３７１１６号公報に記載されているように、シールドの表面にエラストマ絶縁物を密着させてシールドと巻線支持絶縁物との間にできるくさび状の油間隙の電界を緩和し、巻線端部の絶縁耐力の向上を図ったものや、特開平６−２６７７６１号公報に記載されているように、シールドの側面にエラストマ絶縁物を取付けて直線スペーサとの間のくさび状の油間隙をなくし、巻線端部の絶縁耐力の向上を図ったものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特開平８−３７１１６号公報に記載の構造の場合、シールドの厚さの分だけ巻線の高さが増えるという問題がある。また、特開平６−２６７７６１号公報に記載の構造の場合、最端部の円板コイルのかなりの部分がシールドで占められてシールドを側面に配置した効果が小さく、上記の場合と同様にシールドの厚さに近い分巻線の高さが増えるという問題がある。両者ともシールド部材の角部を丸めるために機械加工したり、テープ巻で分厚く絶縁被覆したり、トリプルジャンクションができないようにエラストマ絶縁体を取付けるなどの作業があり、製作コストが掛かるという問題もある。
【０００６】
本発明の目的は、シールドを配置しても円板コイルの高さを増すことがない小型化された静止誘導電器を提供することにある。
【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、本発明では、シルードは導電性部材からなる薄板とこれを絶縁被覆で被覆したシルード板により形成し、このシルード板の両端部を円板コイル側に折り曲げ、一方向に伸びる側面部と、折り曲げ部に所定の曲率でなる曲面部とからなるＵ字型形状のシルードを形成し、上記側面部の端部を直線スペーサ側に傾斜するようになし、このシルードを端部の円板コイルに被せることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図１ないし図４により説明する。
【０００９】
該図に示す本実施例では、導体１に絶縁被覆２を施した電線３を円形に複数回巻いて円板コイル４ａ，４ｂ，４ｃを形成する。各円板コイル４ａ，４ｂ，４ｃを絶縁筒１４の軸方向に積み重ね、各円板コイル４ａと円板コイル４ｂの間にコイル間スペーサ５を交互に複数段積重ねて円板巻線４を構成している。円板巻線４は絶縁筒１４の間に配置され、円板巻線４と絶縁筒１４の間に周方向に沿って複数本の直線スペーサ１５を配置している。絶縁筒１４の内周側には図示していないが鉄心が配置されている。最端部の円板コイル４ａはシールド８により覆われている。また図示しないがシールド８と最端部の円板コイル４ａを導線で接続し同電位にしている。
【００１０】
シールド８は導電性部材かなる薄板６に絶縁被覆７を施したシルード板８ａを形成している。シルード板８ａの両端部を折り曲げると共に、側面部８ｂが一方向に伸びている。折り曲げ部には所定の曲率でなる曲面部８ｃを形成している。側面部８ｂの内側に開放口８ｄを形成している。、開放口８ｄと反対側の側面部８ｂの端部８ｅを直線スペーサ側に末広がりに傾斜するように形成し断面形状がＵ字型形状のシルード８を形成している。側面部８ｂは円板コイル４ａと直線スペーサ１５の間に配置されている。図３に示すように、側面部８ｂと直線スペーサ１５の間に空間部８ｘを形成すると共に、端部８ｅを直線スペーサ１５に接触して空間部８ｘの一部を塞いだ断面形状が三角形状のくさび型の油間隙８ｆを形成している。
【００１１】
詳細には、シールド８の両端部の数ｍｍを内側に１８０度折り曲げ、角部近傍を丸みを帯びた曲率でなる曲面部８ｃを形成し、曲面部８ｃの下端と連続している側面部８ｂを円板コイル４ａ側に少し引込ませ、円板コイル４ａと直線スペーサ１５の間に空間部８ｘを形成し、端部８ｅの数ｍｍを直線スペーサ１５側に接触させ空間部８ｘの一部を塞ぎ油間隙８ｆを形成する。更に、図４に示したように、シールド板８ａの頂部には穴９を開けておく。
【００１２】
このように最端部の円板コイル４ａの上にスペーサ１０を配置し、シルード８の開放口８ｄを円板コイル４ａと直線スペーサ１５の間に挿入し、シルード８をスペーサ１０及び円板コイル４ａを被せ、シルード８の上にスペーサ１２、支持絶縁物１３を配置し、これらを絶縁筒内に挿入し、円板コイル４ａに隣接するスペーサ１０と直線スペーサ１５の間に側面部８ｂを配置し、側面部８ｂは一部がスペーサ１０に接触している。絶縁筒１４とこの内部に配置された円板巻線４等の中身を図示しない油の中に浸して油入の静止誘導電器１６が構成される。またシルード８を直接円板コイル４ａに被せてもよい。
【００１３】
この実施例によれば、薄板のシルード板８ａを成形加工し、所定形状のシルード８を容易に製作することができる。また電界集中の一番厳しい曲面部８ｃより離して油間隙８ｆを形成したので、油間隙８ｆでの電界集中は緩和される。電界集中が緩和されたぶん絶縁被覆７を薄くできる。この結果、導電部材からなる薄板６に絶縁被覆７を施したシルード板８ａを成形加工し、所定形状のシルード８を容易に作製できる。このシルード８を最端部の円板コイル４ａに配置しても、円板巻線４の厚さが数ｍｍしかならず、従来のシルードを使用したのに比べて円板巻線４の高さが縮小出来るようになり、静止誘導電器１６を小型化できる。
【００１４】
その結果、従来のシールドは電界集中の一番厳しい曲面部に油間隙を形成したので、絶縁被覆の厚さが例えば３０ｍｍ程度あったに対して、本発明では油間隙８ｆでの電界集中を緩和したぶんだけ絶縁被覆７を薄くできるので、円板巻線４の高さを低減し、円板巻線４を小型化できる。また電界集中が緩和されたぶん絶縁被覆７を薄くできるので、導電性部材かなる薄板６に絶縁被覆７を施した薄板状のシルード板８ａを成形加工する場合、所定形状のシルード８を容易に製作することができる。
【００１５】
尚、実機では、円板巻線４の上、下両端部にシールド８を配置する場合が多いので、結局、円板巻線の高さを合計６０ｍｍ程度に低減できる。また、鎖線円１７ａ及び１７ｂで囲んだシールド８の電界の高い角部近傍は、直線スペーサ１５との間に油間隙８ｆができないので、電界集中の原因となるトリプルジャンクションができない。したがって、従来と同程度の電界緩和ができる。
【００１６】
又、導電部材の薄板６の尖った縁端部は電界の加わらない内側に折り込んだので、縁端部で電界集中が生じることがない。また、スペーサ１０，１１によって最端部の円板コイル４ａとシールド８間に間隙ができており、そこを通って穴９から抜ける経路で油が流れるので、シールド８で覆われても円板コイル４ａが過熱することがない。
【００１７】
シールド８の導電性の薄板６の材料としては、非磁性の銅，アルミ，ステンレスが漏洩磁束による損失が少なく好適である。これらの材料から成る厚さ１ｍｍ程度の薄板を予め作った型に合わせてプレス加工、または絞り加工、或いは板金加工することによって、簡単に所定の形状に整形できるので、従来に比べて製作工数を１／２以下にできると共に、材料も従来に比べて安価である。
【００１８】
また、シールド８の絶縁被覆７としては、エポキシ樹脂等の絶縁物の粉体の流動床に導電性薄板６を浸漬することによって形成できる皮膜、所謂ＦＢＣや、同じく絶縁物の粉体を静電塗装することによって形成できる皮膜がシールド８の形状に関係なく、簡単に製作できるので好適である。特にＦＢＣが厚さ１〜２ｍｍ程度の厚い絶縁被覆７が形成できるので最も好適である。このように製作法が簡単なのでＦＢＣの場合、従来のテーピングによる絶縁被覆に比べて製作工数が１／２以下になる。
【００１９】
このように導電性の薄板６及び絶縁被覆７とも製作工数を従来の１／２以下に低減でき、かつ材料も安価であることから、結局シールド８全体としては製作コストを従来の１／２以下にできる。
【００２０】
シールド８の絶縁被覆７として、この他に製作に時間が掛るがパルプモールドが可能である。スペーサ１０，１１の材料としては、従来より用いられているプレスボードが安価で絶縁性能がよいので好適である。
【００２１】
以下、本発明の他の実施例を図５ないし図７により説明する。
【００２２】
図５のシールド８はシールド８ｕ，８ｖに２分割し、また図６はシールド８ｕ，８ｖ，８ｗと３分割し、図示しないがそれらを導線で接続したものである。これにより電気的には一体のシールド８と変わらない。このようにすると、一つ一つの部品の形状が単純になり、製作がより簡単になるという利点がある。大形のシールドを作る場合に好適である。
【００２３】
また図７はシールド８を円周方向で８ｇ，８ｈ，８ｊ，８ｋ，８ｍ，８ｎ……のように複数に分割し、図示しないがそれらを導線で接続したものである。これにより電気的には一体のシールド８と変わらない。このようにすると、部品が小さくなり、ＦＢＣで絶縁被覆を形成する際、流動床が小さくて済むという利点がある。大形のシールド８を作る場合に好適である。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、円板巻線の高さが縮小し、静止誘導電器を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である静止誘導電器の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図２の要部を拡大した部分断面図である。
【図４】図１ないし３に使用したシールドの斜視図である。
【図５】本発明の他の実施例である静止誘導電器巻線の断面図である。
【図６】本発明の他の実施例である静止誘導電器巻線の断面図である。
【図７】本発明の他の実施例であるシールドを上から見た平面図である。
【符号の説明】
１…導体、２…絶縁皮膜、３…電線、４…円板巻線、４ａ，４ｂ，４ｃ…円板コイル、５…コイル間スペーサ、６…薄板、７…絶縁被覆、８…シールド、８ａ…シールド板、８ｂ…側面部、８ｃ…曲面部、８ｄ…開放口、８ｅ…端部、９…穴、１０，１１…スペーサ、１５…直線スペーサ、１６…静止誘導電器。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention particularly relates to a static induction device having an improved winding end insulation structure.
[0002]
[Prior art]
Generally, a disk coil constituting a part of a stationary induction device such as a transformer or a reactor is formed by arranging a plurality of electric wires wound in a coil shape between insulating cylinders. The electric wire forming the winding has a rectangular cross section. The end of this wire is angular. Therefore, the end of the disc coil is also angular, and the electric field is concentrated on the corner of this end, so that the dielectric strength is reduced. Therefore, conventionally, a shield having a rounded corner is arranged at the end of the winding to reduce the concentration of the electric field at the end of the winding, thereby improving the dielectric strength.
[0003]
In recent years, research on insulation has progressed, and the weak point of insulation in such a winding end structure is that there is a wedge-shaped oil gap between the shield and the winding support insulating material for supporting the winding in contact with it. I knew it. In this part, the support insulating material that supports the winding, the insulating coating of the shield, and the oil are in contact, and the dielectric constant of the oil is smaller than the dielectric constant of the insulating material of the winding supporting insulating material and the shield, This is because a so-called triple junction in which an electric field is concentrated on the oil is formed, and the insulating strength of the oil is much smaller than the insulating strength of the winding supporting insulating material and the insulating coating.
[0004]
As an improvement, a wedge-shaped oil formed between the shield and the winding supporting insulator by adhering an elastomer insulator to the surface of the shield as described in, for example, JP-A-8-37116. The electric field in the gap is alleviated to improve the dielectric strength at the end of the winding, or as described in JP-A-6-267661, an elastomer insulator is attached to the side surface of the shield to form a linear spacer. In some cases, a wedge-shaped oil gap between the windings is eliminated to improve the dielectric strength at the winding end.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the structure described in JP-A-8-37116, there is a problem that the height of the winding increases by the thickness of the shield. Further, in the case of the structure described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-267661, a considerable portion of the endmost disk coil is occupied by the shield, and the effect of arranging the shield on the side surface is small. However, there is a problem that the height of the winding is increased by an amount close to the thickness of the winding. In both cases, there are operations such as machining to round the corners of the shield member, thickly insulating coating with tape winding, and attaching an elastomer insulator so that triple junctions cannot be performed, and there is also a problem that manufacturing costs are high. .
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a miniaturized stationary induction device that does not increase the height of a disk coil even when a shield is arranged.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, the shield is formed by a thin plate made of a conductive member and a shield that is coated with an insulating coating. A U-shaped sillud comprising a side portion extending to the bent portion and a curved surface portion having a predetermined curvature is formed at the bent portion, and the end of the side portion is inclined to the linear spacer side. It is characterized in that it is put on the disc coil of the part.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0009]
In the present embodiment shown in the figure, a wire 3 having a conductor 1 provided with an insulating coating 2 is wound a plurality of times to form disk coils 4a, 4b and 4c. Each of the disk coils 4a, 4b, and 4c is stacked in the axial direction of the insulating tube 14, and a plurality of inter-coil spacers 5 are alternately stacked between each of the disk coils 4a and 4b to form the disk winding 4. are doing. The disk winding 4 is arranged between the insulating tubes 14, and a plurality of linear spacers 15 are arranged between the disk winding 4 and the insulating tube 14 along the circumferential direction. Although not shown, an iron core is arranged on the inner peripheral side of the insulating cylinder 14. The endmost disk coil 4 a is covered with a shield 8. Although not shown, the shield 8 and the endmost disk coil 4a are connected to each other by a conductive wire so that they have the same potential.
[0010]
The shield 8 forms a shield 8a in which an insulating coating 7 is applied to a thin plate 6 made of a conductive member. Both ends of the shield plate 8a are bent, and the side surfaces 8b extend in one direction. A curved surface portion 8c having a predetermined curvature is formed in the bent portion. An opening 8d is formed inside the side surface 8b. The end 8e of the side surface 8b opposite to the opening 8d is formed so as to be divergently inclined toward the linear spacer side to form a U-shaped cross section. The side surface portion 8b is disposed between the disk coil 4a and the linear spacer 15. As shown in FIG. 3, a space 8x is formed between the side surface portion 8b and the linear spacer 15, and the end 8e is in contact with the linear spacer 15 to partially close the space 8x, so that the cross-sectional shape is triangular. A wedge-shaped oil gap 8f is formed.
[0011]
In detail, several millimeters at both ends of the shield 8 are bent inward by 180 degrees to form a curved surface portion 8c having a rounded curvature near a corner, and a side surface portion 8b continuous with the lower end of the curved surface portion 8c. Is slightly retracted into the disk coil 4a side to form a space 8x between the disk coil 4a and the linear spacer 15, and a few mm of the end 8e is brought into contact with the linear spacer 15 to make a part of the space 8x. The closing oil gap 8f is formed. Further, as shown in FIG. 4, a hole 9 is formed at the top of the shield plate 8a.
[0012]
Thus, the spacer 10 is disposed on the endmost disk coil 4a, the opening 8d of the shield 8 is inserted between the disk coil 4a and the linear spacer 15, and the shield 8 is inserted into the spacer 10 and the disk coil. 4a, the spacer 12 and the supporting insulator 13 are arranged on the shield 8 and these are inserted into the insulating cylinder, and the side surface portion 8b is arranged between the spacer 10 and the linear spacer 15 adjacent to the disk coil 4a. Part of the side surface portion 8b is in contact with the spacer 10. The insulating cylinder 14 and the contents of the disk winding 4 and the like arranged inside the insulating cylinder 14 are immersed in oil (not shown) to form an oil-filled stationary induction device 16. Further, the shield 8 may be directly put on the disk coil 4a.
[0013]
According to this embodiment, it is possible to form the thin siled plate 8a and easily manufacture the siled 8 having a predetermined shape. Further, since the oil gap 8f is formed apart from the curved surface portion 8c where the electric field concentration is most severe, the electric field concentration in the oil gap 8f is reduced. The insulating coating 7 can be made thinner because the electric field concentration is eased. As a result, a siled plate 8a in which the insulating coating 7 has been applied to the thin plate 6 made of a conductive member can be formed, and the siled 8 having a predetermined shape can be easily produced. Even if this shield 8 is arranged on the endmost disk coil 4a, the thickness of the disk winding 4 is only a few mm, and the height of the disk winding 4 is higher than that of a conventional shield. Can be reduced, and the stationary induction device 16 can be reduced in size.
[0014]
As a result, in the conventional shield, the oil gap was formed on the curved surface where the electric field concentration was most severe, so that the thickness of the insulating coating was, for example, about 30 mm, whereas in the present invention, the electric field concentration in the oil gap 8f was reduced. Probably, the insulating coating 7 can be made thinner, so that the height of the disk winding 4 can be reduced and the disk winding 4 can be downsized. In addition, since the insulating coating 7 can be made thinner by alleviating the electric field concentration, when forming a thin sheet-like plate 8a in which the insulating coating 7 is applied to the thin plate 6 made of a conductive member, the predetermined shape of the shield 8 can be easily manufactured. can do.
[0015]
In the actual machine, the shields 8 are often arranged at both upper and lower ends of the disk winding 4, so that the height of the disk winding can be reduced to about 60 mm in total. In the vicinity of the high electric field corner of the shield 8 surrounded by the dashed circles 17a and 17b, an oil gap 8f cannot be formed between the shield 8 and the linear spacer 15, so that a triple junction causing electric field concentration cannot be formed. Therefore, the electric field can be relaxed to the same degree as in the conventional case.
[0016]
In addition, since the sharp edge of the thin plate 6 of the conductive member is folded inside where no electric field is applied, electric field concentration does not occur at the edge. Further, a gap is formed between the outermost disk coil 4a and the shield 8 by the spacers 10 and 11, and oil flows through the hole 8 through the hole. The coil 4a does not overheat.
[0017]
As a material of the conductive thin plate 6 of the shield 8, nonmagnetic copper, aluminum, and stainless steel are preferable because the loss due to the leakage magnetic flux is small. Pressing, drawing, or sheet metal processing of a thin plate made of these materials with a thickness of about 1 mm in accordance with a pre-made mold can be easily shaped into a predetermined shape. It can be reduced to 1/2 or less, and the material is cheaper than before.
[0018]
Further, as the insulating coating 7 of the shield 8, a film formed by immersing the conductive thin plate 6 in a fluidized bed of an insulating powder such as an epoxy resin, so-called FBC, or an insulating powder similarly It is preferable that the film formed by painting can be easily manufactured regardless of the shape of the shield 8. In particular, the FBC is most preferable because the thick insulating coating 7 having a thickness of about 1 to 2 mm can be formed. Since the manufacturing method is simple as described above, the number of manufacturing steps in the case of FBC is reduced to 比 べ or less as compared with the conventional insulating coating by taping.
[0019]
As described above, the man-hours for manufacturing both the conductive thin plate 6 and the insulating coating 7 can be reduced to less than half of the conventional one, and the material is inexpensive. Can be.
[0020]
As the insulating coating 7 of the shield 8, pulp molding is possible in addition to this, although it takes time to manufacture. As a material for the spacers 10 and 11, a conventionally used press board is preferable because it is inexpensive and has good insulation performance.
[0021]
Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0022]
The shield 8 in FIG. 5 is divided into two shields 8u and 8v, and FIG. 6 is divided into three shields 8u, 8v and 8w, and they are connected by conductors (not shown). Thereby, it is electrically the same as the integral shield 8. This has the advantage that the shape of each part is simplified and the manufacture is simpler. It is suitable for making a large shield.
[0023]
In FIG. 7, the shield 8 is divided into a plurality of parts 8g, 8h, 8j, 8k, 8m, 8n... In the circumferential direction, and they are connected by conductors (not shown). Thereby, it is electrically the same as the integral shield 8. This has the advantage that the components are smaller and the fluidized bed can be smaller when forming the insulating coating with FBC. This is suitable for making a large shield 8.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the height of the disk winding can be reduced, and the stationary induction device can be downsized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a stationary induction device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
FIG. 3 is an enlarged partial sectional view of a main part of FIG. 2;
FIG. 4 is a perspective view of the shield used in FIGS.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a stationary induction winding according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view of a stationary induction winding according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a plan view of a shield according to another embodiment of the present invention as viewed from above.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Conductor, 2 ... Insulation coating, 3 ... Electric wire, 4 ... Disc winding, 4a, 4b, 4c ... Disc coil, 5 ... Spacer between coils, 6 ... Thin plate, 7 ... Insulation coating, 8 ... Shield, 8a .. Shield plate, 8b side surface, 8c curved surface, 8d opening, 8e end, 9 hole, 10, 11 spacer, 15 linear spacer, 16 stationary induction device.
