JP3925705B2 - 誘導電器巻線 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、変圧器などの静止誘導電器を構成する誘導電器巻線に関し、特に、円板巻線の内径側でシールド電線の端部処理をする必要のない、製作工数の少ない誘導電器巻線に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、従来の誘導電器巻線の構成を示す片側断面図である。この図の左側が内径側であり、絶縁被覆された導体２０が半径方向へ円板状に巻回された複数の円板巻線１，２，３，４，・・が上下に積層されている。奇数層目の円板巻線１，３，・・は導体２０が外径側から内径側へ巻回され、偶数層目の円板巻線２，４，・・は導体２０が内径側から外径側へ巻回されている。円板巻線１と２，円板巻線３と４，・・はそれぞれ巻線対ｗを形成し、各巻線対ｗでは奇数層目の円板巻線１，３，・・の導体２０の巻き終わりが内径側を渡り部１３を介して連続的に下部へ渡り、それぞれ偶数層目の円板巻線２，４，・・の導体２０の巻き始めとなっている。偶数層目の円板巻線２，４，・・の導体２０は巻き終わりが外径側を渡り部１１を介して連続的にさらに下部へ渡り、それぞれ奇数層目の円板巻線３，５，・・の導体２０の巻き始めとなっている。第１層目の円板巻線１における導体２０の巻き始めが線路端子１５に接続されているとともに、円板巻線１，２，３，４，・・の外径側から導体２０に添うようにしてシ−ルド電線１８が巻き込まれている。このシ−ルド電線１８の外径側は、線路端子１５側から数えて２層毎に接続部１４を介して接続されている。導体２０は、奇数本の素線が束ねられるとともにその外周が絶縁被覆で覆われた転位導体である。転位導体は、素線が長さ方向に行くに従って互いの位置が転位するように構成され、それによって、導体２０中に発生する渦電流が小さくなり、導体２０の発熱を防ぐようになっている。
【０００３】
本明細書において、誘導電器巻線の構成を説明するに当たって図の書き方を簡略化する。図１０は、簡略化の際の約束事を示す説明図であり、図９の構成が簡略化されて書かれた場合の片側断面図である。図１０において、巻回された導体２０とその接続１１，１３が実線で示され、巻回されたシールド電線１８とその接続線１４は点線で示されている。また、シールド電線１８の終端部は○印で示され、下部の・・でもって以下に積層された巻線対ｗの作図が省略されたことを示されている。
【０００４】
図１１は、図１０の構成の円板巻線１，２，・・が第８層目まで記載された片側断面図である。図１１において、第８層目以下の円板巻線は同様な構成が繰り返されているが、シ−ルド電線１８の円板巻線への巻き込みは途中の層から省略される。
【０００５】
図１１におけるシ−ルド電線１８は、雷インパルスなどの急瞬波電圧が誘導電器巻線に印加されたときに円板巻線間に発生する過電圧を小さくするためのものである。すなわち、線路端子１５に商用周波数電圧が印加された場合の各円板巻線の電位分布は、その円板巻線のインダクタンス分によって決まる。一方、線路端子１５に急瞬波電圧が印加された場合の各円板巻線の初期電位分布は、その円板巻線のキャパシタンス分でほぼ決まり、線路端子１５側の円板巻線間にかかる電圧が最も高く、線路端子１５側から離れるにしたがって円板巻線間にかかる電圧が小さくなる。円板巻線の対地キャパシタンスをＣ、直列キャパシタンスをＫとし、Ｃ／Ｋの平方根をαとすると、急瞬波電圧印加時における円板巻線の初期電位分布は、αの値の大小によって決まる。αが大きいほど円板巻線間にかかる電圧が高くなるので、導体自体の絶縁被覆厚さや円板巻線間の寸法を増やす必要が生じ、誘導電器巻線全体の体格が大きくなる。したがって、円板巻線の直列キャパシタンスＫをできるだけ大きくし、αを極力小さくする努力が行われている。
【０００６】
図１１において、各巻線対ｗにおける奇数層目の円板巻線に巻き込まれたシールド電線１８と、偶数層目の円板巻線に巻き込まれたシ−ルド電線１８との接続によって、各巻線対ｗにおける奇数層目と偶数層目の円板巻線同士に発生する電圧がシ−ルド電線１８を介して近接するようになる。すなわち、各円板巻線の直列キャパシタンスＫが大きくなる。それによって、誘導電器巻線の初期電位分布が改善される。
【０００７】
図１２は、各誘導電器巻線における初期電位分布を示す特性線図である。誘導電器巻線の一方の線路端に雷インパルス電圧が印加されるとともに他方の線路端が接地され、横軸の巻線数は電圧印加側の線路端を０％、接地側の線路端を１００％で示す。縦軸は各円板巻線に発生する対地電圧であり印加電圧値を１００％、接地を０％で示す。横軸の巻線数を円板巻線の一層あたりの巻線数で割ると、円板巻線の層数となる。一点鎖線の特性曲線Ｅは、円板巻線にシールド電線が巻き込まれていない場合の例であり、αがほぼ２０になる。線路端０％に近くなるにしたがって特性曲線Ｅの勾配が大きくなり、電圧印加側の円板巻線間に発生する電圧が大きくなることを示している。一方、実線の特性線Ｆはαを０とした場合の特性であり、円板巻線間に発生する電圧が均一になる。特性線Ｆのような誘導電器巻線を実際に実現させるのは不可能であるが、出来るだけ特性線Ｆに近づけるようにすれば、円板巻線間に発生する電圧を低減することができ、誘導電器巻線の体格を縮小することができる。
【０００８】
図１２における実線の特性曲線Ｄが、図１１の構成の場合の特性である。線路端の０％からＰ点までの円板巻線にシ−ルド電線が巻き込まれているのでαがぼぼ１０と小さくなる。一方、Ｐ点から接地端の１００％までの円板巻線にはシ−ルド電線が巻き込まれていない。そのために、特性曲線ＤはＰ点において折れ曲がり、線路端０％からＰ点までの勾配が特性曲線Ｅの場合より緩やかになっている。シ−ルド電線によって、電圧印加側の円板巻線間に発生する電圧が小さくなり、円板巻線を構成する導体の絶縁被覆厚さや円板巻線間の絶縁寸法を縮小することができる。すなわち、シ−ルド電線の巻き込みによって、誘導電器巻線の体格を小さくすることができる。なお、図１２におけるその他の特性曲線については後述される。
【０００９】
【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誘導電器巻線は、製作工数が多いという問題があった。
【００１０】
すなわち、図９より分かるように、シ−ルド電線１８の終端部１６は、その端部を絶縁被覆する必要があるが、終端部１６が各円板巻線１，２，・・の内部に位置するために、その端部の絶縁処理が厄介で時間がかかりコストアップの要因になっていた。
【００１１】
この発明の目的は、シールド電線の終端部が円板巻線の内部に来ないようにすることによって、製作工数の少ない誘導電器巻線を提供することにある。
【００１２】
【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、絶縁被覆された導体が半径方向へ円板状に巻回されてなる円板巻線が複数積層されて線路端子に接続され、前記線路端子側から数えて奇数層目の円板巻線は導体が外径側から内径側へ巻回されるとともに偶数層目の円板巻線は導体が内径側から外径側へ巻回され、前記奇数層目の円板巻線における導体は巻き終わり部が内径側を連続的に渡って反線路端子側に隣接する偶数層目の円板巻線の導体の巻き始め部となり、前記偶数層目の円板巻線における導体の巻き終わり部は外径側を連続的に渡って反線路端子側に隣接する奇数層目の円板巻線の導体の巻き始め部となり、第１層目の円板巻線における導体の巻き始め部は線路端子に接続され、線路端子側の複数層の円板巻線の導体に添うようにしてシールド電線が巻き込まれてなる誘導電器巻線において、前記シールド電線が巻き込まれる円板巻線は第１層目から数えて４層毎の４層巻線群を形成し、前記４層巻線群は線路端子側から２層毎の巻線対からなり、前記巻線対におけるシールド電線を各奇数層目の円板巻線の外径側から内径側まで全体に巻き込み、その巻き終わり部は内径側を前記導体とともに連続的に渡って反線路端子側に隣接する偶数層目の円板巻線のシールド電線の巻き始め部となって、当該円板巻線の内径側から外径側まで全体に巻き込んでこのシールド巻線の終端部を円板巻線の外径側に形成し、前記４層巻線群のそれぞれの巻線対に巻き込まれたシールド電線同士が外径側の終端部で互いに接続されてなるようにすることがよい。それによって、シ−ルド電線の終端部が円板巻線の内部に来ることがなくなり、シールド電線終端部の絶縁処理が不要になる。また、シ−ルド電線が円板巻線の内径側まで巻き込まれるので、シ−ルド電線が導体と対向する面積が従来の場合より増え、円板巻線の直列キャパシタンスＫが大きくなる。
【００１３】
また、かかる構成において、前記円板巻線の導体の半径方向側に前記導体と並列なもう一つの導体が重ねて巻き込まれ、前記もう一つの導体に添うようにしてもう一つのシールド電線が巻き込まれ、奇数層目の円板巻線における前記もう一つのシールド電線の巻き終わり部は内径側を前記もう一つの導体とともに連続的に渡って反線路端子側に隣接する偶数層目の円板巻線における前記もう一つのシールド電線の巻き始め部となり、前記４層巻線群のそれぞれの巻線対に巻き込まれたもう一つのシールド電線同士が外径側で接続されてなるようにするとよい。それによって、シ−ルド電線同士が並列に接続され、導体の半径方向側に並列な導体が２本重ねて巻き込まれた円板巻線についてもシ−ルド電線の終端部が円板巻線の内部に来ることがなくなり、シールド電線終端部の絶縁処理が不要になる。
【００１４】
また、かかる構成において、前記円板巻線の導体の半径方向側に前記導体と並列なもう一つの導体が重ねて巻き込まれ、前記もう一つの導体に添うようにしてもう一つのシールド電線が巻き込まれ、奇数層目の円板巻線における前記もう一つのシールド電線の巻き終わり部は内径側を前記もう一つの導体とともに連続的に渡って反線路端子側に隣接する偶数層目の円板巻線における前記もう一つのシールド電線の巻き始め部となり、偶数層目の円板巻線における前記シールド電線の巻き終わり部は外径側を渡って線路端子側の奇数層目の円板巻線における前記もう一つのシールド電線の巻き始め部に接続されてなるようにするとよい。それによって、シ−ルド電線同士が直列に接続され、シ−ルド電線と導体との間に発生する電圧が増えるので、シ−ルド電線同士が並列に接続された場合より直列キャパシタンスＫが大きくなる。
【００１５】
また、かかる構成において、線路端子側から数えて２つの４層巻線群からなる８層巻線群が形成され、前記８層巻線群の各４層巻線群に巻き込まれたシールド電線同士が外径側でそれぞれ接続されてなるようにするとよい。それによって、シ−ルド電線の導体と対向する面積がさらに増え、直列キャパシタンスＫがより大きくなる。
【００１６】
また、かかる構成において、前記４層巻線群の反線路端子側に２層毎の円板巻線からなる２層巻線群が設けられ、前記２層巻線群の各円板巻線にそれぞれシールド電線が外径側から巻き込まれ、前記２層巻線群の各円板巻線に巻き込まれたシールド電線同士がそれぞれ外径側で接続されてなるようにするとよい。それによって、シ−ルド電線の終端部が円板巻線の内部に来る個所が従来より減るとともに、直列キャパシタンスＫも従来より大きくなる。
【００１７】
また、かかる構成において、シールド電線が円板巻線の最内径側の面に添わされてなるようにしてもよい。それによって、円板巻線の内径側の電界をシ−ルド電線でもって緩和することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
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誘導電器巻線の構成を示す片側断面図である。図１の左側が内径側であり、円板巻線１，２，・・が軸方向の上下に複数積層されている。この円板巻線１，２，・・の導体２０の構成は、図９に示される従来の構成と同じであり、従来と同じ部分は同一参照符号を付けることによって詳細な説明は省略する。一方、絶縁被覆されたシ−ルド電線１２の構成は従来と異なり、シ−ルド電線１２が、奇数層の円板巻線１，３，・・と偶数層の円板巻線２，４，・・とのそれぞれの巻線対ｗに巻き込まれている。各巻線対ｗにおいては、シ−ルド電線１２が、奇数層の円板巻線１，３，・・の導体２０に沿って外径側から内径側まで巻き込まれ、連続的に内径側で渡り１７を介して偶数層の円板巻線２，４，・・側へ渡っている。そのシ−ルド電線１２は、さらに偶数層の円板巻線２，４，・・の導体２０に沿って内径側から外径側まで巻き込まれ、その外径側で終端している。
【００１９】
また、図１において、４層巻線群Ｗは、積層順の２つの巻線対ｗからなり、第１層目の円板巻線に巻き込まれたシ−ルド電線１２と第３層目の円板巻線に巻き込まれたシ−ルド電線１２とが、外径側で互いに接続線１４を介して接続されている。図１では、２つの４層巻線群Ｗしか示されていないが、図１の下部にも同様な構成の４層巻線群Ｗが積層され、積層順の２つの巻線対ｗ同士が外径側で互いに接続線１４を介して接続されている。
【００２０】
図１におけるシ−ルド電線１２の終端部は円板巻線１，２，・・の内部に来ることがなく、シ−ルド電線１２の終端部の絶縁処理が不要である。したがって、誘導電器巻線の製作コストが従来より低減されるようになる。また、シ−ルド電線１２が各円板巻線１，２，・・の内径側まで巻き込まれるので、シ−ルド電線１２と導体２０とが対向する面積が従来の場合より増え、直列キャパシタンスＫも大きくなる。それによって、αが従来より小さくなり、雷インパルス印加時における誘導電器巻線内の初期電位分布が改善される。
【００２１】
図２の（Ａ），（Ｂ）は、この発明の互いに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図であり、図１０で説明された約束の通りに簡略化して書かれた図である。図２の（Ａ）は、図１の実施例における誘導電器巻線の片側断面図である。図２の（Ｂ）は、上部の４層巻線群Ｗにおける巻線対ｗの円板巻線２に巻き込まれたシ−ルド電線１２が、接続線１４を介して円板巻線４に巻き込まれたシ−ルド電線１２の外径側で接続されている。また、下部の４層巻線群Ｗにおける巻線対ｗの円板巻線６に巻き込まれたシ−ルド電線１２が、接続線１４を介して円板巻線８に巻き込まれたシ−ルド電線１２の外径側で接続されている。その他の構成は、図２の（Ａ）と同じである。図２の（Ｂ）の場合も、シ−ルド電線１２の終端部が円板巻線１，２，・・の内部に来ることがなくなり、シ−ルド電線１２の終端部の絶縁処理が不要であるとともに直列キャパシタンスＫも従来より大きくなる。
【００２２】
図３は、この発明のさらに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図である。図３は、上部の４層巻線群Ｗにおける巻線対ｗの円板巻線１に巻き込まれたシ−ルド電線１２が、接続線１４を介して円板巻線４に巻き込まれたシ−ルド電線１２の外径側で接続されている。また、下部の４層巻線群Ｗにおける巻線対ｗの円板巻線５に巻き込まれたシ−ルド電線１２が、接続線１４を介して円板巻線８に巻き込まれたシ−ルド電線１２の外径側で接続されている。その他の構成は、図２の（Ａ）や（Ｂ）と同じである。このような構成とすることによって、シ−ルド電線１２の終端部が円板巻線１，２，・・の内部に来ることがなくなり、シ−ルド電線１２の終端部の絶縁処理が不要であるとともに直列キャパシタンスＫも従来より大きくなる。なお、図２および図３のいずれの実施例も、４層巻線群Ｗにおける各巻線対ｗの奇数層目あるいは偶数層目のいずれかの円板巻線に巻き込まれたシ−ルド電線１２同士が外径側で接続された構成であり、どの場合もシ−ルド電線１２の終端部の絶縁処理が不要であるとともに直列キャパシタンスＫも従来より大きくなる。
【００２３】
図１２における実線の特性曲線Ａは、図１の構成の場合の特性である。線路端の０％からＳ点までの円板巻線にシールド電線が巻き込まれているので、αが２ないし３と小さくなる。一方、Ｓ点から接地端の１００％までの円板巻線にはシールド電線が巻き込まれていない。そのために、特性曲線ＡはＳ点において折れ曲がるが、線路端０％からＳ点までの勾配が従来の特性曲線Ｄの場合より緩やかになっている。シールド電線によって、電圧印加側の円板巻線間に発生する電圧が小さくなり、円板巻線を構成する導体の絶縁被覆厚さや円板巻線間の絶縁寸法を縮小することができる。すなわち、シールド電線の巻き込みによって、誘導電器巻線の体格を小さくすることができる。例えば、雷インパルス耐電圧試験電圧値が１０５０ｋＶである誘導電器巻線の場合、導体の絶縁厚さを２ｍｍから１ｍｍに減らすことができる。それによって、誘導電器巻線の冷却特性も向上するようになる。なお、図２の（Ｂ）の場合および図３の場合の特性も図１２における特性曲線Ａとほぼ同様になる。
【００２４】
図４の（Ａ），（Ｂ）は、この発明のさらに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図である。図４の（Ａ）は、巻線対ｗの円板巻線２に巻き込まれたシールド電線１２が接続線１４を解して円板巻線３に巻き込まれたシールド電線１２の外径側で接続されてなる上部の４層巻線群Ｗと、巻線対ｗの円板巻線６に巻き込まれたシールド電線１２が接続線１４を介して円板巻線７に巻き込まれたシールド電線１２の外径側で接続されてなる下部の４層巻線群Ｗとからなり、円板巻線１のシールド電線１２と、円板巻線５のシールド電線１２とが接続線２４を介して外径側で接続され、円板巻線１〜８よりなる８層巻線群が形成されている。また、図４の（Ｂ）は、図２の（Ａ）の構成と同じ４層巻線群Ｗにおいて円板巻線２のシールド電線１２と、円板巻線６のシールド電線１２とが接続線２４を介して外径側で接続され、円板巻線１〜８よりなる８層巻線群が形成おり、図２の（Ａ）における２つの４層巻線群Ｗを互いに接続した構成である。それによって、シールド電線１２と導体２０との対向面積が図１の場合より増えるので、直列キャパシタンスＫがより大きくなり、αが小さくなる。図１２における一点鎖線の特性曲線Ｂは、図４の（Ａ）の構成の場合の特性である。線路端の０％からＴ点までの円板巻線にシールド電線が巻き込まれているので、αが１．５ないし２と小さくなり、特性曲線Ａの場合よりさらに特性線Ｆに近くなる。なお、図２の（Ｂ）あるいは図３における２つの４層巻線群Ｗを互いに接続して８層巻線群を形成してもよい。
【００２５】
図５は、この発明のさらに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図である。図５は、シールド電線１２が円板巻線１，２，・・の最内径側の面に添って配され、図１の構成と比べて、シールド電線１２を内径側に１ターン増してある点以外は同じである。それによって、円板巻線１，２，・・の内径側の電界がシールド電線１２でもって緩和され、円板巻線１，２，・・の内径側の絶縁寸法を縮小することができ、誘導電器巻線の体格を低減することができる。
【００２６】
図６は、この発明のさらに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図である。円板巻線１，２，・・の導体２０の半径方向側に導体と並列な導体２００（導体２０と区別しやすいようハッチングして示す）が重ねて巻き込まれ、導体２００に添うようにしてシールド電線１２０（シールド電線１２と区別しやすいようにハッチングしてしめす）が巻き込まれている。円板巻線１におけるシールド電線１２０の巻き終わり部は内径側を導体２００とともに連続的に渡って円板巻線２におけるシールド電線１２０の巻き始め部となり、円板巻線２におけるシールド電線１２０は外径側まで巻回され、シールド電線１２の巻き終わり部は外径側を渡って接続線１４０により円板巻線１におけるシールド電線１２０の巻き始め部に接続されている。図６は、半径方向側に重ねられた並列導体からなる円板巻線にシールド電線が巻き込まれた構成以外は、図１の構成と同じである。
【００２７】
図７の（Ａ），（Ｂ）は、この発明の互いに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図であり、図７の（Ａ）は、図６の実施例における誘導電器巻線の片側断面図である。図７の（Ｂ）は、円板巻線１，２，・・の導体２０の半径方向側に導体２０と並列な導体２００が重ねて巻き込まれ、導体２００に添うようにしてシールド電線１２０が巻き込まれている。円板巻線１におけるシールド電線１２０の巻き終わり部は内径側を導体２００とともに連続的に渡って円板巻線２におけるシールド電線１２０の巻き始め部となり、円板巻線２におけるシールド電線１２０は外径側まで巻回されている。この構成も、半径方向側に重ねられた並列導体からなる円板巻線にシールド電線が巻き込まれた例である。図７の（Ａ）は各巻線対ｗにおいてシールド電線１２，１２０が直列接続され、図７の（Ｂ）は各巻線対ｗにおいてシールド電線１２，１２０が並列接続されている。いずれの場合も円板巻線１，２，・・の内部でのシールド電線１２，１２０の終端部がなく、その絶縁処理も不要となる。また、直列キャパシタンスＫも従来より大きくなり、図７の（Ｂ）におけるαの値は図１の構成の場合とほぼ同様である。図７の（Ａ）は、シールド電線１２，１２０が直列接続されているので、シールド電線１２，１２０と導体２０との間の電位差が２倍になり、直列キャパシタンスＫが図７の（Ｂ）の場合より大きくなり、誘導電器巻線の初期電位分布がよりよくなる。
【００２８】
図８は、この発明のさらに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図である。４層巻線群Ｗの下部に、円板巻線５，６と円板巻線７，８とからなる２層巻線群ｗ１が設けられ、２層巻線群ｗ１の各円板巻線５，６，・・にそれぞれシールド電線１８が外径側から巻き込まれ、２層巻線群ｗ１におけるシールド電線１８同士が外径側で接続されている。この２層巻線群ｗ１は、図９に示される従来の構成における巻線対ｗと同じ構成のものであり、図１における発明の実施例と図９における従来例とが組み合わされている。２層巻線群ｗ１の内部にはシールド電線１８の終端部が存在するが、４層巻線群Ｗの内部にはシールド電線１２の終端部がないので全体としてその分だけ終端部の絶縁処理をする必要がなくなり、製作時間の短縮が図れる。また、直列キャパシタンスＫの大きい４層巻線群Ｗが設けられているので、図９における従来例と比べてαの値も小さくなる。図１２における一点鎖線の特性曲線Ｃは、図８の構成の場合の特性である。特性曲線Ｃは、Ｑ点およびＲ点の２点で折れ曲がる。すなわち、線路端の０％からＱ点までの円板巻線が４層巻線群Ｗを形成し、Ｑ点からＲ点までの円板巻線が巻線対ｗ１を形成している。この場合、特性曲線Ｃの０％からＱ点までのαは５程度にしてあり、従来の特性曲線Ｅよりはその勾配を平坦にすることができる。そのために、図８の構成も、従来の場合より誘導電器巻線の初期電位分布がよくなる。
【００２９】
なお、図１ないし図８の実施例において、導体２０あるいは導体２００は、必ずしも転位導体でなくてもよく、導体２０あるいは導体２００は、平角導線であってもよく、また、複数の平角導線が重ねられた多重平角導線であってもよい。
【００３０】
さらに、図５のように最内径側に配されるシールド電線１２の構成は、その他の図２や図３、図７、図８の場合にも適用することもできる。
【００３１】
【発明の効果】
この発明は前述のように、シールド電線が巻き込まれる円板巻線は第１層目から数えて４層毎の４層巻線群を形成し、前記４層巻線群は線路端子側から２層毎の巻線対からなり、前記巻線対の各奇数層目の円板巻線におけるシールド電線の巻き終わり部は内径側を前記導体とともに連続的に渡って反線路端子側に隣接する偶数層目の円板巻線のシールド電線の巻き始め部となり、前記４層巻線群のそれぞれの巻線対に巻き込まれたシールド電線同士が外径側で互いに接続されてなるようにすることによって、シールド電線の終端部が円板巻線の内部に来ることがなくなり、シールド電線の終端部の絶縁処理が不要になり、製造コストが低減される。また、直列キャパシタンスＫが従来より大きくなり、誘導電器巻線の体格を縮小することができる。
また、上述のように、図１２の特性曲線Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ図１、図４の（Ａ）、図８の実施例の場合の特性を示すものであり、特性曲線ＡにおけるＳ点、特性曲線ＢにおけるＴ点、特性曲線ＣにおけるＱ、Ｒ点は、図１２の巻線数軸における巻線構成の切り替わり点に対応するものであるが、この切り替わり点の位置の決め方として、線路端および各切り替わり点でのそれぞれの電圧の傾きがほぼ同じになるように決めてもよい。例えば、図１の実施例では、円板巻線にシールド巻線が巻き込まれていて直列キャパシタンスのより大きな第１の巻線グループが線路端・Ｓ点間に設けられるとともに、円板巻線にシールド巻線が巻き込まれておらず直列キャパシタンスのより小さな第２の巻線グループがＳ点・接地端間に設けられており、第１の巻線グループでは線路端近傍において電圧の傾きが最も大きく、また、第２の巻線グループではＳ点近傍において電圧の傾きが最も大きいが、巻線数軸におけるＳ点の位置が調整することにより、第１の巻線グループにおける線路端近傍での電圧の傾きと第２の巻線グループにおけるＳ点近傍での電圧の傾きとがほぼ同じになるようにすることができる。誘導電器巻線全体における巻線構成の切り替わり点であるＳ点の位置を上記のように設定すれば、第１の巻線グループにおける線路端近傍の円板巻線間の発生電圧と第２の巻線グループにおけるＳ点近傍の円板巻線間の発生電圧とをほぼ同じにすることができる。上述の点は、他の実施例の場合も同様であり、線路端および各切り替わり点でのそれぞれの電圧の傾きがほぼ同じになるように切り替わり点の位置を決めることにより、線路端および各切り替わり点のうちの特定の点で円板巻線間の発生電圧が異常に大きくなるのを防ぐことができる。
また、上述の各実施例の誘導電器巻線では、いずれも、シールド電線の外径側での接続個所のうち少なくとも１箇所では、複数層離れた円板巻線に巻き込まれたシールド電線同士を接続線を介して接続する構成とすることにより、複数層離れた円板巻線間をシールド電線により静電結合させて直列キャパシタンスＫを増大させている。
【００３２】
また、かかる構成において、円板巻線の導体の半径方向側に前記導体と並列なもう一つの導体が重ねて巻き込まれ、前記もう一つの導体に添うようにしてもう一つのシールド電線が巻き込まれ、奇数層目の円板巻線における前記もう一つのシールド電線の巻き終わり部は内径側を前記もう一つの導体とともに連続的に渡って反線路端子側に隣接する偶数層目の円板巻線における前記もう一つのシールド電線の巻き始め部となり、前記４層巻線群のそれぞれの巻線対に巻き込まれたもう一つのシールド電線同士が外径側で接続されてなるようにすることによって、導体の半径方向側に導体と並列なもう一つの導体が重ねて巻き込まれた円板巻線についてもう一つのシールド電線の終端部の絶縁処理が不要になり、製造コストが低減される。
【００３３】
また、かかる構成において、円板巻線の導体の半径方向側に前記導体と並列なもう一つの導体が重ねて巻き込まれ、前記もう一つの導体に添うようにしてもう一つのシールド電線が巻き込まれ、奇数層目の円板巻線における前記もう一つのシールド電線の巻き終わり部は内径側を前記もう一つの導体とともに連続的に渡って反線路端子側に隣接する偶数層目の円板巻線における前記もう一つのシールド電線の巻き始め部となり、偶数層目の円板巻線における前記シールド電線の巻き終わり部は外径側を渡って線路端子側の奇数層目の円板巻線における前記もう一つのシールド電線の巻き始め部に接続されてなるようにすることによって、導体の半径方向側に導体と並列なもう一つの導体が重ねて巻き込まれた円板巻線について直列キャパシタンスＫがさらに大きくなり、誘導電器巻線の体格をより小さくすることができる。
【００３４】
また、かかる構成において、線路端子側から数えて２つの４層巻線群からなる８層巻線群が形成され、前記８層巻線群の各４層巻線群に巻き込まれたシールド電線同士が外径側でそれぞれ接続されてなるようにすることによって、直列キャパシタンスＫがさらに大きくなり、誘導電器巻線の体格をさらに小さくすることができる。
【００３５】
また、かかる構成において、４層巻線群の反線路端子側に２層毎の円板巻線からなる２層巻線群が設けられ、前記２層巻線群の各円板巻線にそれぞれシールド電線が外径側から巻き込まれ、前記２層巻線群の各円板巻線に巻き込まれたシールド電線同士がそれぞれ外径側で接続されてなるようにすることによって、シールド電線の終端部が円板巻線の内部に来る個所が従来より減り、製造コストが低減されるとともに、直列キャパシタンスＫも従来より大きくなり、誘導電器巻線の体格も従来より小さくすることができる。
【００３６】
また、かかる構成において、シールド電線が円板巻線の最内径側の面に添わされてなるようにすることによって、円板巻線の内径側の電界をシールド電線でもって緩和することができ、誘導電器巻線の体格をより小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図
【図２】（Ａ），（Ｂ）は、この発明の互いに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図
【図３】この発明のさらに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図
【図４】（Ａ），（Ｂ）は、この発明のさらに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図
【図５】この発明のさらに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図
【図６】この発明のさらに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図
【図７】（Ａ），（Ｂ）は、この発明の互いに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図
【図８】この発明のさらに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図
【図９】従来の誘導電器巻線の構成を示す片側断面図
【図１０】誘導電器巻線の書き方を簡略化する際の約束事を示す説明図
【図１１】図１０の構成の円板巻線が第８層目まで記載された片側断面図
【図１２】各誘導電器巻線における初期電位分布を示す特性線図
【符号の説明】
１，２，３，４，５，６，７，８：円板巻線、１１，１３：渡り部、１２，１８，１２０：シールド電線、１４，２４，１４０：接続線、１５：線路端子、１６：終端部、１７：渡り、２０，２００：導体、Ｗ：４層巻線群、ｗ：巻線対、ｗ１：２層巻線群
【発明の属する技術分野】
この発明は、変圧器などの静止誘導電器を構成する誘導電器巻線に関し、特に、円板巻線の内径側でシールド電線の端部処理をする必要のない、製作工数の少ない誘導電器巻線に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、従来の誘導電器巻線の構成を示す片側断面図である。この図の左側が内径側であり、絶縁被覆された導体２０が半径方向へ円板状に巻回された複数の円板巻線１，２，３，４，・・が上下に積層されている。奇数層目の円板巻線１，３，・・は導体２０が外径側から内径側へ巻回され、偶数層目の円板巻線２，４，・・は導体２０が内径側から外径側へ巻回されている。円板巻線１と２，円板巻線３と４，・・はそれぞれ巻線対ｗを形成し、各巻線対ｗでは奇数層目の円板巻線１，３，・・の導体２０の巻き終わりが内径側を渡り部１３を介して連続的に下部へ渡り、それぞれ偶数層目の円板巻線２，４，・・の導体２０の巻き始めとなっている。偶数層目の円板巻線２，４，・・の導体２０は巻き終わりが外径側を渡り部１１を介して連続的にさらに下部へ渡り、それぞれ奇数層目の円板巻線３，５，・・の導体２０の巻き始めとなっている。第１層目の円板巻線１における導体２０の巻き始めが線路端子１５に接続されているとともに、円板巻線１，２，３，４，・・の外径側から導体２０に添うようにしてシ−ルド電線１８が巻き込まれている。このシ−ルド電線１８の外径側は、線路端子１５側から数えて２層毎に接続部１４を介して接続されている。導体２０は、奇数本の素線が束ねられるとともにその外周が絶縁被覆で覆われた転位導体である。転位導体は、素線が長さ方向に行くに従って互いの位置が転位するように構成され、それによって、導体２０中に発生する渦電流が小さくなり、導体２０の発熱を防ぐようになっている。
【０００３】
本明細書において、誘導電器巻線の構成を説明するに当たって図の書き方を簡略化する。図１０は、簡略化の際の約束事を示す説明図であり、図９の構成が簡略化されて書かれた場合の片側断面図である。図１０において、巻回された導体２０とその接続１１，１３が実線で示され、巻回されたシールド電線１８とその接続線１４は点線で示されている。また、シールド電線１８の終端部は○印で示され、下部の・・でもって以下に積層された巻線対ｗの作図が省略されたことを示されている。
【０００４】
図１１は、図１０の構成の円板巻線１，２，・・が第８層目まで記載された片側断面図である。図１１において、第８層目以下の円板巻線は同様な構成が繰り返されているが、シ−ルド電線１８の円板巻線への巻き込みは途中の層から省略される。
【０００５】
図１１におけるシ−ルド電線１８は、雷インパルスなどの急瞬波電圧が誘導電器巻線に印加されたときに円板巻線間に発生する過電圧を小さくするためのものである。すなわち、線路端子１５に商用周波数電圧が印加された場合の各円板巻線の電位分布は、その円板巻線のインダクタンス分によって決まる。一方、線路端子１５に急瞬波電圧が印加された場合の各円板巻線の初期電位分布は、その円板巻線のキャパシタンス分でほぼ決まり、線路端子１５側の円板巻線間にかかる電圧が最も高く、線路端子１５側から離れるにしたがって円板巻線間にかかる電圧が小さくなる。円板巻線の対地キャパシタンスをＣ、直列キャパシタンスをＫとし、Ｃ／Ｋの平方根をαとすると、急瞬波電圧印加時における円板巻線の初期電位分布は、αの値の大小によって決まる。αが大きいほど円板巻線間にかかる電圧が高くなるので、導体自体の絶縁被覆厚さや円板巻線間の寸法を増やす必要が生じ、誘導電器巻線全体の体格が大きくなる。したがって、円板巻線の直列キャパシタンスＫをできるだけ大きくし、αを極力小さくする努力が行われている。
【０００６】
図１１において、各巻線対ｗにおける奇数層目の円板巻線に巻き込まれたシールド電線１８と、偶数層目の円板巻線に巻き込まれたシ−ルド電線１８との接続によって、各巻線対ｗにおける奇数層目と偶数層目の円板巻線同士に発生する電圧がシ−ルド電線１８を介して近接するようになる。すなわち、各円板巻線の直列キャパシタンスＫが大きくなる。それによって、誘導電器巻線の初期電位分布が改善される。
【０００７】
図１２は、各誘導電器巻線における初期電位分布を示す特性線図である。誘導電器巻線の一方の線路端に雷インパルス電圧が印加されるとともに他方の線路端が接地され、横軸の巻線数は電圧印加側の線路端を０％、接地側の線路端を１００％で示す。縦軸は各円板巻線に発生する対地電圧であり印加電圧値を１００％、接地を０％で示す。横軸の巻線数を円板巻線の一層あたりの巻線数で割ると、円板巻線の層数となる。一点鎖線の特性曲線Ｅは、円板巻線にシールド電線が巻き込まれていない場合の例であり、αがほぼ２０になる。線路端０％に近くなるにしたがって特性曲線Ｅの勾配が大きくなり、電圧印加側の円板巻線間に発生する電圧が大きくなることを示している。一方、実線の特性線Ｆはαを０とした場合の特性であり、円板巻線間に発生する電圧が均一になる。特性線Ｆのような誘導電器巻線を実際に実現させるのは不可能であるが、出来るだけ特性線Ｆに近づけるようにすれば、円板巻線間に発生する電圧を低減することができ、誘導電器巻線の体格を縮小することができる。
【０００８】
図１２における実線の特性曲線Ｄが、図１１の構成の場合の特性である。線路端の０％からＰ点までの円板巻線にシ−ルド電線が巻き込まれているのでαがぼぼ１０と小さくなる。一方、Ｐ点から接地端の１００％までの円板巻線にはシ−ルド電線が巻き込まれていない。そのために、特性曲線ＤはＰ点において折れ曲がり、線路端０％からＰ点までの勾配が特性曲線Ｅの場合より緩やかになっている。シ−ルド電線によって、電圧印加側の円板巻線間に発生する電圧が小さくなり、円板巻線を構成する導体の絶縁被覆厚さや円板巻線間の絶縁寸法を縮小することができる。すなわち、シ−ルド電線の巻き込みによって、誘導電器巻線の体格を小さくすることができる。なお、図１２におけるその他の特性曲線については後述される。
【０００９】
【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誘導電器巻線は、製作工数が多いという問題があった。
【００１０】
すなわち、図９より分かるように、シ−ルド電線１８の終端部１６は、その端部を絶縁被覆する必要があるが、終端部１６が各円板巻線１，２，・・の内部に位置するために、その端部の絶縁処理が厄介で時間がかかりコストアップの要因になっていた。
【００１１】
この発明の目的は、シールド電線の終端部が円板巻線の内部に来ないようにすることによって、製作工数の少ない誘導電器巻線を提供することにある。
【００１２】
【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、絶縁被覆された導体が半径方向へ円板状に巻回されてなる円板巻線が複数積層されて線路端子に接続され、前記線路端子側から数えて奇数層目の円板巻線は導体が外径側から内径側へ巻回されるとともに偶数層目の円板巻線は導体が内径側から外径側へ巻回され、前記奇数層目の円板巻線における導体は巻き終わり部が内径側を連続的に渡って反線路端子側に隣接する偶数層目の円板巻線の導体の巻き始め部となり、前記偶数層目の円板巻線における導体の巻き終わり部は外径側を連続的に渡って反線路端子側に隣接する奇数層目の円板巻線の導体の巻き始め部となり、第１層目の円板巻線における導体の巻き始め部は線路端子に接続され、線路端子側の複数層の円板巻線の導体に添うようにしてシールド電線が巻き込まれてなる誘導電器巻線において、前記シールド電線が巻き込まれる円板巻線は第１層目から数えて４層毎の４層巻線群を形成し、前記４層巻線群は線路端子側から２層毎の巻線対からなり、前記巻線対におけるシールド電線を各奇数層目の円板巻線の外径側から内径側まで全体に巻き込み、その巻き終わり部は内径側を前記導体とともに連続的に渡って反線路端子側に隣接する偶数層目の円板巻線のシールド電線の巻き始め部となって、当該円板巻線の内径側から外径側まで全体に巻き込んでこのシールド巻線の終端部を円板巻線の外径側に形成し、前記４層巻線群のそれぞれの巻線対に巻き込まれたシールド電線同士が外径側の終端部で互いに接続されてなるようにすることがよい。それによって、シ−ルド電線の終端部が円板巻線の内部に来ることがなくなり、シールド電線終端部の絶縁処理が不要になる。また、シ−ルド電線が円板巻線の内径側まで巻き込まれるので、シ−ルド電線が導体と対向する面積が従来の場合より増え、円板巻線の直列キャパシタンスＫが大きくなる。
【００１３】
また、かかる構成において、前記円板巻線の導体の半径方向側に前記導体と並列なもう一つの導体が重ねて巻き込まれ、前記もう一つの導体に添うようにしてもう一つのシールド電線が巻き込まれ、奇数層目の円板巻線における前記もう一つのシールド電線の巻き終わり部は内径側を前記もう一つの導体とともに連続的に渡って反線路端子側に隣接する偶数層目の円板巻線における前記もう一つのシールド電線の巻き始め部となり、前記４層巻線群のそれぞれの巻線対に巻き込まれたもう一つのシールド電線同士が外径側で接続されてなるようにするとよい。それによって、シ−ルド電線同士が並列に接続され、導体の半径方向側に並列な導体が２本重ねて巻き込まれた円板巻線についてもシ−ルド電線の終端部が円板巻線の内部に来ることがなくなり、シールド電線終端部の絶縁処理が不要になる。
【００１４】
また、かかる構成において、前記円板巻線の導体の半径方向側に前記導体と並列なもう一つの導体が重ねて巻き込まれ、前記もう一つの導体に添うようにしてもう一つのシールド電線が巻き込まれ、奇数層目の円板巻線における前記もう一つのシールド電線の巻き終わり部は内径側を前記もう一つの導体とともに連続的に渡って反線路端子側に隣接する偶数層目の円板巻線における前記もう一つのシールド電線の巻き始め部となり、偶数層目の円板巻線における前記シールド電線の巻き終わり部は外径側を渡って線路端子側の奇数層目の円板巻線における前記もう一つのシールド電線の巻き始め部に接続されてなるようにするとよい。それによって、シ−ルド電線同士が直列に接続され、シ−ルド電線と導体との間に発生する電圧が増えるので、シ−ルド電線同士が並列に接続された場合より直列キャパシタンスＫが大きくなる。
【００１５】
また、かかる構成において、線路端子側から数えて２つの４層巻線群からなる８層巻線群が形成され、前記８層巻線群の各４層巻線群に巻き込まれたシールド電線同士が外径側でそれぞれ接続されてなるようにするとよい。それによって、シ−ルド電線の導体と対向する面積がさらに増え、直列キャパシタンスＫがより大きくなる。
【００１６】
また、かかる構成において、前記４層巻線群の反線路端子側に２層毎の円板巻線からなる２層巻線群が設けられ、前記２層巻線群の各円板巻線にそれぞれシールド電線が外径側から巻き込まれ、前記２層巻線群の各円板巻線に巻き込まれたシールド電線同士がそれぞれ外径側で接続されてなるようにするとよい。それによって、シ−ルド電線の終端部が円板巻線の内部に来る個所が従来より減るとともに、直列キャパシタンスＫも従来より大きくなる。
【００１７】
また、かかる構成において、シールド電線が円板巻線の最内径側の面に添わされてなるようにしてもよい。それによって、円板巻線の内径側の電界をシ−ルド電線でもって緩和することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
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誘導電器巻線の構成を示す片側断面図である。図１の左側が内径側であり、円板巻線１，２，・・が軸方向の上下に複数積層されている。この円板巻線１，２，・・の導体２０の構成は、図９に示される従来の構成と同じであり、従来と同じ部分は同一参照符号を付けることによって詳細な説明は省略する。一方、絶縁被覆されたシ−ルド電線１２の構成は従来と異なり、シ−ルド電線１２が、奇数層の円板巻線１，３，・・と偶数層の円板巻線２，４，・・とのそれぞれの巻線対ｗに巻き込まれている。各巻線対ｗにおいては、シ−ルド電線１２が、奇数層の円板巻線１，３，・・の導体２０に沿って外径側から内径側まで巻き込まれ、連続的に内径側で渡り１７を介して偶数層の円板巻線２，４，・・側へ渡っている。そのシ−ルド電線１２は、さらに偶数層の円板巻線２，４，・・の導体２０に沿って内径側から外径側まで巻き込まれ、その外径側で終端している。
【００１９】
また、図１において、４層巻線群Ｗは、積層順の２つの巻線対ｗからなり、第１層目の円板巻線に巻き込まれたシ−ルド電線１２と第３層目の円板巻線に巻き込まれたシ−ルド電線１２とが、外径側で互いに接続線１４を介して接続されている。図１では、２つの４層巻線群Ｗしか示されていないが、図１の下部にも同様な構成の４層巻線群Ｗが積層され、積層順の２つの巻線対ｗ同士が外径側で互いに接続線１４を介して接続されている。
【００２０】
図１におけるシ−ルド電線１２の終端部は円板巻線１，２，・・の内部に来ることがなく、シ−ルド電線１２の終端部の絶縁処理が不要である。したがって、誘導電器巻線の製作コストが従来より低減されるようになる。また、シ−ルド電線１２が各円板巻線１，２，・・の内径側まで巻き込まれるので、シ−ルド電線１２と導体２０とが対向する面積が従来の場合より増え、直列キャパシタンスＫも大きくなる。それによって、αが従来より小さくなり、雷インパルス印加時における誘導電器巻線内の初期電位分布が改善される。
【００２１】
図２の（Ａ），（Ｂ）は、この発明の互いに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図であり、図１０で説明された約束の通りに簡略化して書かれた図である。図２の（Ａ）は、図１の実施例における誘導電器巻線の片側断面図である。図２の（Ｂ）は、上部の４層巻線群Ｗにおける巻線対ｗの円板巻線２に巻き込まれたシ−ルド電線１２が、接続線１４を介して円板巻線４に巻き込まれたシ−ルド電線１２の外径側で接続されている。また、下部の４層巻線群Ｗにおける巻線対ｗの円板巻線６に巻き込まれたシ−ルド電線１２が、接続線１４を介して円板巻線８に巻き込まれたシ−ルド電線１２の外径側で接続されている。その他の構成は、図２の（Ａ）と同じである。図２の（Ｂ）の場合も、シ−ルド電線１２の終端部が円板巻線１，２，・・の内部に来ることがなくなり、シ−ルド電線１２の終端部の絶縁処理が不要であるとともに直列キャパシタンスＫも従来より大きくなる。
【００２２】
図３は、この発明のさらに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図である。図３は、上部の４層巻線群Ｗにおける巻線対ｗの円板巻線１に巻き込まれたシ−ルド電線１２が、接続線１４を介して円板巻線４に巻き込まれたシ−ルド電線１２の外径側で接続されている。また、下部の４層巻線群Ｗにおける巻線対ｗの円板巻線５に巻き込まれたシ−ルド電線１２が、接続線１４を介して円板巻線８に巻き込まれたシ−ルド電線１２の外径側で接続されている。その他の構成は、図２の（Ａ）や（Ｂ）と同じである。このような構成とすることによって、シ−ルド電線１２の終端部が円板巻線１，２，・・の内部に来ることがなくなり、シ−ルド電線１２の終端部の絶縁処理が不要であるとともに直列キャパシタンスＫも従来より大きくなる。なお、図２および図３のいずれの実施例も、４層巻線群Ｗにおける各巻線対ｗの奇数層目あるいは偶数層目のいずれかの円板巻線に巻き込まれたシ−ルド電線１２同士が外径側で接続された構成であり、どの場合もシ−ルド電線１２の終端部の絶縁処理が不要であるとともに直列キャパシタンスＫも従来より大きくなる。
【００２３】
図１２における実線の特性曲線Ａは、図１の構成の場合の特性である。線路端の０％からＳ点までの円板巻線にシールド電線が巻き込まれているので、αが２ないし３と小さくなる。一方、Ｓ点から接地端の１００％までの円板巻線にはシールド電線が巻き込まれていない。そのために、特性曲線ＡはＳ点において折れ曲がるが、線路端０％からＳ点までの勾配が従来の特性曲線Ｄの場合より緩やかになっている。シールド電線によって、電圧印加側の円板巻線間に発生する電圧が小さくなり、円板巻線を構成する導体の絶縁被覆厚さや円板巻線間の絶縁寸法を縮小することができる。すなわち、シールド電線の巻き込みによって、誘導電器巻線の体格を小さくすることができる。例えば、雷インパルス耐電圧試験電圧値が１０５０ｋＶである誘導電器巻線の場合、導体の絶縁厚さを２ｍｍから１ｍｍに減らすことができる。それによって、誘導電器巻線の冷却特性も向上するようになる。なお、図２の（Ｂ）の場合および図３の場合の特性も図１２における特性曲線Ａとほぼ同様になる。
【００２４】
図４の（Ａ），（Ｂ）は、この発明のさらに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図である。図４の（Ａ）は、巻線対ｗの円板巻線２に巻き込まれたシールド電線１２が接続線１４を解して円板巻線３に巻き込まれたシールド電線１２の外径側で接続されてなる上部の４層巻線群Ｗと、巻線対ｗの円板巻線６に巻き込まれたシールド電線１２が接続線１４を介して円板巻線７に巻き込まれたシールド電線１２の外径側で接続されてなる下部の４層巻線群Ｗとからなり、円板巻線１のシールド電線１２と、円板巻線５のシールド電線１２とが接続線２４を介して外径側で接続され、円板巻線１〜８よりなる８層巻線群が形成されている。また、図４の（Ｂ）は、図２の（Ａ）の構成と同じ４層巻線群Ｗにおいて円板巻線２のシールド電線１２と、円板巻線６のシールド電線１２とが接続線２４を介して外径側で接続され、円板巻線１〜８よりなる８層巻線群が形成おり、図２の（Ａ）における２つの４層巻線群Ｗを互いに接続した構成である。それによって、シールド電線１２と導体２０との対向面積が図１の場合より増えるので、直列キャパシタンスＫがより大きくなり、αが小さくなる。図１２における一点鎖線の特性曲線Ｂは、図４の（Ａ）の構成の場合の特性である。線路端の０％からＴ点までの円板巻線にシールド電線が巻き込まれているので、αが１．５ないし２と小さくなり、特性曲線Ａの場合よりさらに特性線Ｆに近くなる。なお、図２の（Ｂ）あるいは図３における２つの４層巻線群Ｗを互いに接続して８層巻線群を形成してもよい。
【００２５】
図５は、この発明のさらに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図である。図５は、シールド電線１２が円板巻線１，２，・・の最内径側の面に添って配され、図１の構成と比べて、シールド電線１２を内径側に１ターン増してある点以外は同じである。それによって、円板巻線１，２，・・の内径側の電界がシールド電線１２でもって緩和され、円板巻線１，２，・・の内径側の絶縁寸法を縮小することができ、誘導電器巻線の体格を低減することができる。
【００２６】
図６は、この発明のさらに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図である。円板巻線１，２，・・の導体２０の半径方向側に導体と並列な導体２００（導体２０と区別しやすいようハッチングして示す）が重ねて巻き込まれ、導体２００に添うようにしてシールド電線１２０（シールド電線１２と区別しやすいようにハッチングしてしめす）が巻き込まれている。円板巻線１におけるシールド電線１２０の巻き終わり部は内径側を導体２００とともに連続的に渡って円板巻線２におけるシールド電線１２０の巻き始め部となり、円板巻線２におけるシールド電線１２０は外径側まで巻回され、シールド電線１２の巻き終わり部は外径側を渡って接続線１４０により円板巻線１におけるシールド電線１２０の巻き始め部に接続されている。図６は、半径方向側に重ねられた並列導体からなる円板巻線にシールド電線が巻き込まれた構成以外は、図１の構成と同じである。
【００２７】
図７の（Ａ），（Ｂ）は、この発明の互いに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図であり、図７の（Ａ）は、図６の実施例における誘導電器巻線の片側断面図である。図７の（Ｂ）は、円板巻線１，２，・・の導体２０の半径方向側に導体２０と並列な導体２００が重ねて巻き込まれ、導体２００に添うようにしてシールド電線１２０が巻き込まれている。円板巻線１におけるシールド電線１２０の巻き終わり部は内径側を導体２００とともに連続的に渡って円板巻線２におけるシールド電線１２０の巻き始め部となり、円板巻線２におけるシールド電線１２０は外径側まで巻回されている。この構成も、半径方向側に重ねられた並列導体からなる円板巻線にシールド電線が巻き込まれた例である。図７の（Ａ）は各巻線対ｗにおいてシールド電線１２，１２０が直列接続され、図７の（Ｂ）は各巻線対ｗにおいてシールド電線１２，１２０が並列接続されている。いずれの場合も円板巻線１，２，・・の内部でのシールド電線１２，１２０の終端部がなく、その絶縁処理も不要となる。また、直列キャパシタンスＫも従来より大きくなり、図７の（Ｂ）におけるαの値は図１の構成の場合とほぼ同様である。図７の（Ａ）は、シールド電線１２，１２０が直列接続されているので、シールド電線１２，１２０と導体２０との間の電位差が２倍になり、直列キャパシタンスＫが図７の（Ｂ）の場合より大きくなり、誘導電器巻線の初期電位分布がよりよくなる。
【００２８】
図８は、この発明のさらに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図である。４層巻線群Ｗの下部に、円板巻線５，６と円板巻線７，８とからなる２層巻線群ｗ１が設けられ、２層巻線群ｗ１の各円板巻線５，６，・・にそれぞれシールド電線１８が外径側から巻き込まれ、２層巻線群ｗ１におけるシールド電線１８同士が外径側で接続されている。この２層巻線群ｗ１は、図９に示される従来の構成における巻線対ｗと同じ構成のものであり、図１における発明の実施例と図９における従来例とが組み合わされている。２層巻線群ｗ１の内部にはシールド電線１８の終端部が存在するが、４層巻線群Ｗの内部にはシールド電線１２の終端部がないので全体としてその分だけ終端部の絶縁処理をする必要がなくなり、製作時間の短縮が図れる。また、直列キャパシタンスＫの大きい４層巻線群Ｗが設けられているので、図９における従来例と比べてαの値も小さくなる。図１２における一点鎖線の特性曲線Ｃは、図８の構成の場合の特性である。特性曲線Ｃは、Ｑ点およびＲ点の２点で折れ曲がる。すなわち、線路端の０％からＱ点までの円板巻線が４層巻線群Ｗを形成し、Ｑ点からＲ点までの円板巻線が巻線対ｗ１を形成している。この場合、特性曲線Ｃの０％からＱ点までのαは５程度にしてあり、従来の特性曲線Ｅよりはその勾配を平坦にすることができる。そのために、図８の構成も、従来の場合より誘導電器巻線の初期電位分布がよくなる。
【００２９】
なお、図１ないし図８の実施例において、導体２０あるいは導体２００は、必ずしも転位導体でなくてもよく、導体２０あるいは導体２００は、平角導線であってもよく、また、複数の平角導線が重ねられた多重平角導線であってもよい。
【００３０】
さらに、図５のように最内径側に配されるシールド電線１２の構成は、その他の図２や図３、図７、図８の場合にも適用することもできる。
【００３１】
【発明の効果】
この発明は前述のように、シールド電線が巻き込まれる円板巻線は第１層目から数えて４層毎の４層巻線群を形成し、前記４層巻線群は線路端子側から２層毎の巻線対からなり、前記巻線対の各奇数層目の円板巻線におけるシールド電線の巻き終わり部は内径側を前記導体とともに連続的に渡って反線路端子側に隣接する偶数層目の円板巻線のシールド電線の巻き始め部となり、前記４層巻線群のそれぞれの巻線対に巻き込まれたシールド電線同士が外径側で互いに接続されてなるようにすることによって、シールド電線の終端部が円板巻線の内部に来ることがなくなり、シールド電線の終端部の絶縁処理が不要になり、製造コストが低減される。また、直列キャパシタンスＫが従来より大きくなり、誘導電器巻線の体格を縮小することができる。
また、上述のように、図１２の特性曲線Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ図１、図４の（Ａ）、図８の実施例の場合の特性を示すものであり、特性曲線ＡにおけるＳ点、特性曲線ＢにおけるＴ点、特性曲線ＣにおけるＱ、Ｒ点は、図１２の巻線数軸における巻線構成の切り替わり点に対応するものであるが、この切り替わり点の位置の決め方として、線路端および各切り替わり点でのそれぞれの電圧の傾きがほぼ同じになるように決めてもよい。例えば、図１の実施例では、円板巻線にシールド巻線が巻き込まれていて直列キャパシタンスのより大きな第１の巻線グループが線路端・Ｓ点間に設けられるとともに、円板巻線にシールド巻線が巻き込まれておらず直列キャパシタンスのより小さな第２の巻線グループがＳ点・接地端間に設けられており、第１の巻線グループでは線路端近傍において電圧の傾きが最も大きく、また、第２の巻線グループではＳ点近傍において電圧の傾きが最も大きいが、巻線数軸におけるＳ点の位置が調整することにより、第１の巻線グループにおける線路端近傍での電圧の傾きと第２の巻線グループにおけるＳ点近傍での電圧の傾きとがほぼ同じになるようにすることができる。誘導電器巻線全体における巻線構成の切り替わり点であるＳ点の位置を上記のように設定すれば、第１の巻線グループにおける線路端近傍の円板巻線間の発生電圧と第２の巻線グループにおけるＳ点近傍の円板巻線間の発生電圧とをほぼ同じにすることができる。上述の点は、他の実施例の場合も同様であり、線路端および各切り替わり点でのそれぞれの電圧の傾きがほぼ同じになるように切り替わり点の位置を決めることにより、線路端および各切り替わり点のうちの特定の点で円板巻線間の発生電圧が異常に大きくなるのを防ぐことができる。
また、上述の各実施例の誘導電器巻線では、いずれも、シールド電線の外径側での接続個所のうち少なくとも１箇所では、複数層離れた円板巻線に巻き込まれたシールド電線同士を接続線を介して接続する構成とすることにより、複数層離れた円板巻線間をシールド電線により静電結合させて直列キャパシタンスＫを増大させている。
【００３２】
また、かかる構成において、円板巻線の導体の半径方向側に前記導体と並列なもう一つの導体が重ねて巻き込まれ、前記もう一つの導体に添うようにしてもう一つのシールド電線が巻き込まれ、奇数層目の円板巻線における前記もう一つのシールド電線の巻き終わり部は内径側を前記もう一つの導体とともに連続的に渡って反線路端子側に隣接する偶数層目の円板巻線における前記もう一つのシールド電線の巻き始め部となり、前記４層巻線群のそれぞれの巻線対に巻き込まれたもう一つのシールド電線同士が外径側で接続されてなるようにすることによって、導体の半径方向側に導体と並列なもう一つの導体が重ねて巻き込まれた円板巻線についてもう一つのシールド電線の終端部の絶縁処理が不要になり、製造コストが低減される。
【００３３】
また、かかる構成において、円板巻線の導体の半径方向側に前記導体と並列なもう一つの導体が重ねて巻き込まれ、前記もう一つの導体に添うようにしてもう一つのシールド電線が巻き込まれ、奇数層目の円板巻線における前記もう一つのシールド電線の巻き終わり部は内径側を前記もう一つの導体とともに連続的に渡って反線路端子側に隣接する偶数層目の円板巻線における前記もう一つのシールド電線の巻き始め部となり、偶数層目の円板巻線における前記シールド電線の巻き終わり部は外径側を渡って線路端子側の奇数層目の円板巻線における前記もう一つのシールド電線の巻き始め部に接続されてなるようにすることによって、導体の半径方向側に導体と並列なもう一つの導体が重ねて巻き込まれた円板巻線について直列キャパシタンスＫがさらに大きくなり、誘導電器巻線の体格をより小さくすることができる。
【００３４】
また、かかる構成において、線路端子側から数えて２つの４層巻線群からなる８層巻線群が形成され、前記８層巻線群の各４層巻線群に巻き込まれたシールド電線同士が外径側でそれぞれ接続されてなるようにすることによって、直列キャパシタンスＫがさらに大きくなり、誘導電器巻線の体格をさらに小さくすることができる。
【００３５】
また、かかる構成において、４層巻線群の反線路端子側に２層毎の円板巻線からなる２層巻線群が設けられ、前記２層巻線群の各円板巻線にそれぞれシールド電線が外径側から巻き込まれ、前記２層巻線群の各円板巻線に巻き込まれたシールド電線同士がそれぞれ外径側で接続されてなるようにすることによって、シールド電線の終端部が円板巻線の内部に来る個所が従来より減り、製造コストが低減されるとともに、直列キャパシタンスＫも従来より大きくなり、誘導電器巻線の体格も従来より小さくすることができる。
【００３６】
また、かかる構成において、シールド電線が円板巻線の最内径側の面に添わされてなるようにすることによって、円板巻線の内径側の電界をシールド電線でもって緩和することができ、誘導電器巻線の体格をより小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図
【図２】（Ａ），（Ｂ）は、この発明の互いに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図
【図３】この発明のさらに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図
【図４】（Ａ），（Ｂ）は、この発明のさらに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図
【図５】この発明のさらに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図
【図６】この発明のさらに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図
【図７】（Ａ），（Ｂ）は、この発明の互いに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図
【図８】この発明のさらに異なる実施例にかかる誘導電器巻線の構成を示す片側断面図
【図９】従来の誘導電器巻線の構成を示す片側断面図
【図１０】誘導電器巻線の書き方を簡略化する際の約束事を示す説明図
【図１１】図１０の構成の円板巻線が第８層目まで記載された片側断面図
【図１２】各誘導電器巻線における初期電位分布を示す特性線図
【符号の説明】
１，２，３，４，５，６，７，８：円板巻線、１１，１３：渡り部、１２，１８，１２０：シールド電線、１４，２４，１４０：接続線、１５：線路端子、１６：終端部、１７：渡り、２０，２００：導体、Ｗ：４層巻線群、ｗ：巻線対、ｗ１：２層巻線群
Claims (6)
- 絶縁被覆された導体が半径方向へ円板状に巻回されてなる円板巻線が複数積層されて線路端子に接続され、前記線路端子側から数えて奇数層目の円板巻線は導体が外径側から内径側へ巻回されるとともに偶数層目の円板巻線は導体が内径側から外径側へ巻回され、前記奇数層目の円板巻線における導体は巻き終わり部が内径側を連続的に渡って反線路端子側に隣接する偶数層目の円板巻線の導体の巻き始め部となり、前記偶数層目の円板巻線における導体の巻き終わり部は外径側を連続的に渡って反線路端子側に隣接する奇数層目の円板巻線の導体の巻き始め部となり、第１層目の円板巻線における導体の巻き始め部は線路端子に接続され、線路端子側の複数層の円板巻線の導体に添うようにしてシールド電線が巻き込まれてなる誘導電器巻線において、前記シールド電線が巻き込まれる円板巻線は第１層目から数えて４層毎の４層巻線群を形成し、前記４層巻線群は線路端子側から２層毎の巻線対からなり、前記巻線対におけるシールド電線を各奇数層目の円板巻線の外径側から内径側まで全体に巻き込み、その巻き終わり部は内径側を前記導体とともに連続的に渡って反線路端子側に隣接する偶数層目の円板巻線のシールド電線の巻き始め部となって、当該円板巻線の内径側から外径側まで全体に巻き込んでこのシールド巻線の終端部を円板巻線の外径側に形成し、前記４層巻線群のそれぞれの巻線対に巻き込まれたシールド電線同士が外径側の終端部で互いに接続されてなることを特徴とする誘導電器巻線。
- 請求項１に記載の誘導電器巻線において、前記円板巻線の導体の半径方向側に前記導体と並列なもう一つの導体が重ねて巻き込まれ、前記もう一つの導体に添うようにしてもう一つのシールド電線が巻き込まれ、奇数層目の円板巻線における前記もう一つのシールド電線の巻き終わり部は内径側を前記もう一つの導体とともに連続的に渡って反線路端子側に隣接する偶数層目の円板巻線における前記もう一つのシールド電線の巻き始め部となり、前記４層巻線群のそれぞれの巻線対に巻き込まれたもう一つのシールド電線同士が外径側で接続されてなることを特徴とする誘導電器巻線。
- 請求項１に記載の誘導電器巻線において、前記円板巻線の導体の半径方向側に前記導体と並列なもう一つの導体が重ねて巻き込まれ、前記もう一つの導体に添うようにしてもう一つのシールド電線が巻き込まれ、奇数層目の円板巻線における前記もう一つのシールド電線の巻き終わり部は内径側を前記もう一つの導体とともに連続的に渡って反線路端子側に隣接する偶数層目の円板巻線における前記もう一つのシールド電線の巻き始め部となり、偶数層目の円板巻線における前記シールド電線の巻き終わり部は外径側を渡って線路端子側の奇数層目の円板巻線における前記もう一つのシールド電線の巻き始め部に接続されてなることを特徴とする誘導電器巻線。
- 請求項１ないし３のいずれかに記載の誘導電器巻線において、線路端子側から数えて２つの４層巻線群からなる８層巻線群が形成され、前記８層巻線群の各４層巻線群に巻き込まれたシールド電線同士が外径側でそれぞれ接続されてなることを特徴とする誘導電器巻線。
- 請求項１ないし４のいずれかに記載の誘導電器巻線において、前記４層巻線群の反線路端子側に２層毎の円板巻線からなる２層巻線群が設けられ、前記２層巻線群の各円板巻線にそれぞれシールド電線が外径側から巻き込まれ、前記２層巻線群の各円板巻線に巻き込まれたシールド電線同士がそれぞれ外径側で接続されてなることを特徴とする誘導電器巻線。
- 請求項１ないし５のいずれかに記載の誘導電器巻線において、シールド電線が円板巻線の最内径側の面に添わされてなることを特徴とする誘導電器巻線。
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