JP6660872B2 - 樹脂モ−ルド変圧器 - Google Patents

Description

本発明はモールド変圧器に関する。

特許文献１（特開２００８−６６５６４号公報）には、「樹脂モールドされて筒状に形成された外側コイルと、樹脂モールドされて筒状に形成され前記外側コイル内に設置された内側コイルと、絶縁弾性材料により短柱状に成形され、外周表面に、圧縮性を高め、かつ前記外側、内側コイル間の前記外周表面に沿う沿面距離を増大させるための複数の環状溝部が形成され、前記外側、内側コイル間の対向する周面間に軸方向に圧縮された状態で配置された複数のスペーサと、を備えることを特徴とする樹脂モールド変圧器。」が開示されている。

特開２００８−６６５６４号公報

外側に配置される高圧コイルと内側に配置される低圧コイルとが分離しているタイプのモールド変圧器は、高圧コイルと低圧コイルが独立しているため、耐震性能を向上する構造が望まれている。

高圧コイルと低圧コイルは電位差を有するため、高圧コイルと低圧コイルとの間には空気層が設けられ、所定の絶縁距離を取る必要がある。
特許文献１は、電位差が生じる高圧コイルと低圧コイルとの間に空気層とは異なる電気的特性を有する絶縁弾性材料からなるスペーサを配置するが、スペーサに埃や水が付着すると付着物に電解が集中し部分放電を生じることや電気経路を形成されることがあり、このような絶縁性能が低下することについて考慮されていない。

したがって、本発明は、コイル間の絶縁性能を維持しつつ、耐震性能を向上させたモールド変圧器を提供することにある。

本発明の一例を挙げるならば、樹脂モールドされた第１のコイルと、第１のコイルの内周に配置された樹脂モールドされた第２のコイルとを有し、第１のコイルと第２のコイルとの間にスペーサが設けられたモールド変圧器であって、スペーサは、第１のコイルまたは第２のコイルの通電部よりも高い位置に配置されたことを特徴とするモールド変圧器である。

モールド変圧器のコイル間の絶縁性能を維持しつつ、耐震性能を向上させることが可能となる。

本発明のモールド変圧器の斜視図である。 本発明のモールド変圧器の高圧コイルと低圧コイルの斜視図である。 実施例１の高圧コイルと低圧コイルの断面図とスペーサの上面図と断面図である。 実施例１の断面図である。 実施例２の断面図とスペーサの上面図と断面図である。 実施例３の断面図とスペーサの上面図と断面図である。 実施例４の断面図とスペーサの上面図と断面図である。 実施例５の上面図と断面図と斜視図である。 実施例６の斜視図と上面図と断面図である。 実施例７の斜視図と上面図と断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。

図１は、三相三脚のモールド変圧器１００を示す。モールド変圧器１００は、高圧コイル１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを有している。高圧コイル１１０ａは、タップ切り替え部１７０とリード引き出し部１８０が備えられており、高圧コイル１１０ｂと１１０ｃにも同様に備えられているが符号は省略する。

また、高圧コイル１１０ａの内周には低圧コイル１２０ａ、高圧コイル１１０ｂの内周には低圧コイル１２０ｂ、高圧コイル１１０ｃの内周には低圧コイル１２０ｃが設けられている。

高圧コイル１１０ａと低圧コイル１２０ａは外鉄心１９０ａと内鉄心１９０ｂに、高圧コイル１１０ｂと低圧コイル１２０ｂは内鉄心１９０ｂと内鉄心１２０ｃに、高圧コイル１１０ｃと低圧コイル１１０ｃは内鉄心１９０ｃと外鉄心１９０ａに巻き回されている。

外鉄心１９０ａと内鉄心１９０ｂ、１９０ｃの上部は上締金具１５０により、下部は下締金具１６０により鉄心端面のうち図面手前の面と奥側の面とが締め付けられている。

本発明のスペーサ１３０は、高圧コイル１１０ａと低圧コイル１２０ａとの間に配置されている。このように配置することで、高圧コイル１１０ａと低圧コイル１２０ａは独立しているが、地震や輸送の際にモールド変圧器１００全体が振動した場合に、高圧コイルと低圧コイルが接触することを防止できる。また、スペーサがそれぞれの相のコイルに挟まれることにより、高圧コイルの可動領域を制限することができる。本発明のスペーサの形状について下記の実施例を用いて説明する。

下記実施例において、特段の断りがない限り同一の符号については説明を省略する。

図２と図３を用いて実施例１について説明する。図１で説明した符号については説明を省略する。

図２には、高圧コイル１１０と低圧コイル１２０の斜視図が示される。図１で説明したモールド変圧器１００のうち、いずれかの相の高圧コイルと低圧コイルに対応する。以降、高圧コイル１１０と低圧コイル１２０を用いて説明する。

スペーサ１３０は、低圧コイル１２０の上部の平面と、低圧コイルの側面部のうち高圧コイル１１０側の面と、高圧コイル１２０の側面部のうち低圧コイル１２０側の面とに接触するようＬ字形状の絶縁部材である。絶縁部材として、紙、ゴムの他に、ポリ塩化ビニルやポリエチレン等の樹脂部材またはこれらの複合材料を用いることができる。

図３の（ａ）に高圧コイル１１０、低圧コイル１２０、スペーサ１３０の断面と、（ｂ）にスペーサ１３０の上面図と断面図を示す。

低圧コイル１２０は、低圧コイル樹脂１２１に覆われている。また、低圧コイル樹脂１２１は、低圧コイル１２０の上面と下面に接する部分の厚みは、低圧コイル１２０の側面部に接する部分の厚みより大きい。

また、高圧コイル１１０は、高圧コイル樹脂１１１に覆われている。また、高圧コイル樹脂１１１は、高圧コイル１１０の上面と下面に接する部分の厚みは、高圧コイル１１０の側面部に接する部分の厚みより大きい。

高圧コイル１１０は、低圧コイル１２０よりも高さが小さい例を示すが、同じ高さのコイルを用いることもできる。本発明では一例として、軽量化のため低圧コイル１２０よりも高圧コイル１１０の高さが小さい例を示す。

スペーサ１３０は、低圧コイル樹脂１２１の上面に対向する面と、低圧コイル樹脂１２１の側面上部に対向する面と、高圧コイル樹脂１１１の側面上部のうち低圧コイル１２０側に対向する面とを有する。

スペーサ１３０は、第１の面１３１ａを有し、第１の面１３１ａに対向する第２の１３１ｂを有する。また、第１の面１３１ａに対向し、第２の面１３１ｂよりも突き出た第３の面１３１ｃを有する。

また、第２の面１３１ｂと第３の面１３１ｃを接続する第４の面１３１ｄを有し、第１の面１３１ａと第３の面１３１ｃを接続する第５の面１３１ｅを有する。

次に、スペーサ１３０の側面部として第２の面１３１ｂに接続される第６の面１３１ｆを有し、第６の面１３１ｆは、低圧コイル樹脂１１１の側面と略平行の面である。図示した例に限られず、軽量化のため低圧コイル樹脂１１１の側面と面が合わない状態であってもよく、また、略平行でなくともよい。

第１の面１３１ａは変圧器上方に向かう面である。また、第２の面１３１ｂは低圧コイル１２０側に配置され、すなわち、低圧コイル樹脂１２１と接触する面である。

第３の面１３１ｃは、低圧コイル１２０と高圧コイル１１０との間の空間に配置されるため、地面と対向する面である。この第３の面１３１ｃは低圧コイル１２０の上面と高圧コイル１１０の上面より高い位置に存することが望ましい。

スペーサ１３０の部材が空気よりも絶縁性能が低い部材を採用した場合であっても、高圧コイル１１０と低圧コイル１２０との間の電位差がある領域よりも高い位置にスペーサ１３０が配置されることとなるため、コイル間の絶縁距離を従来と同様とすることができる。よって、この場合はスペーサ１３０を配置してもコイル間の距離を大きくする必要が無いため、変圧器を小型にすることができる。

次に、図４を用いて、スペーサ１３０の第２の面１３１ｃの高さについて説明する。第２の面の高さをスペーサ底面高さ２００とする。高圧コイル１１０の通電部である上面の高さが高圧コイル上面高さ２１０である。また、低圧コイル１２０の通電部である上面の高さが低圧コイル上面高さ２２０である。

また、低圧コイル１２０の通電部のうち外周部の角部と高圧コイル１１０の通電部のうち内周側の角部を結んだ線の延長線を境界線２１５と呼ぶ。コイル間の最短距離が絶縁距離２３０である。

スペーサ底面高さ２００は、高圧コイル上面高さ２１０より高い位置となるように配置するとよい。少なくともコイル間の最も短い距離である絶縁距離２３０内にスペーサ１３０が配置されないからである。

さらに望ましくは、スペーサ底面高さ２００が境界線２１５よりも高い位置となるとよい。電位差が生じる低圧コイル１２０の通電部外周角部と高圧コイル１１０の通電部内周角部との間にスペーサ１３０が配置されないため、絶縁性能を維持することができるからである。

なお、図ではスペーサ１３０の底面は水平に示されるが、高圧コイル１１０側が突き出るようにテーパを設ける、境界線２１５と略平行、または、階段状にすることができる。

さらに望ましくは、スペーサ底面高さ１３３が低圧コイル上面高さ２１０より高い位置となるとよい。この場合は、コイル間で電位差が生じる領域にスペーサ１３０が配置されないため、絶縁性能を維持することができる。また、地震や振動等が生じた場合であっても、電位差が生じる領域にスペーサ１３０が入り込みにくくなるため、絶縁性を低下させにくく耐震性が高い。

すなわち、空気よりも絶縁性能が低い部材のスペーサ１３０をコイル間に配置すると空気層よりも多くの絶縁距離を取らなければならない場合があるが、電位差が生じない位置にスペーサ１３０を配置している。そのため、高圧コイル１１０と低圧コイル１２０の間隙は、空気層と同様の絶縁距離とすることができる。

また、上記したＬ字形状のスペーサ１３０を低圧コイル樹脂１２１と高圧コイル樹脂１１１との間に配置することで、低圧コイル１２０と高圧コイル１１０が振動や地震が生じた場合であっても、低圧コイル１２０と高圧コイル１１０が接触することを防止できる。さらに、スペーサ１３０を図１に示す３つのコイル間それぞれに配置することで振動を低減させることができる。

次に、図５を用いて実施例２のスペーサ１３０ａについて説明する。図５の（ａ）には、スペーサ１３０ａ等の断面図を示す。図５の（ｂ）は、スペーサ１３０ａの上面図と断面図を示す。
実施例２のスペーサ１３０ａは低圧コイル１２０側の側面部が実施例１よりも短い点が異なる。当該側面部は、低圧コイル樹脂１２１の内周と外周との間に存在する。この位置に側面部が存することで、Ｌ字形状となるため、振動や地震等によりスペーサ１３０ａがコイル間に入り込む可能性を減少させることができる。そのため、コイル間の電位差が生じる領域にスペーサ１３０ａが入らず、絶縁性能を維持することができる。

次に、図６を用いて実施例３のスペーサ１３０ｂについて説明する。図６の（ａ）には、スペーサ１３０ｂ等の断面図を示す。図６の（ｂ）は、スペーサ１３０ｂの上面図と断面図を示す。

実施例１と異なる点は、スペーサ１３０ｂの側面部のうち高圧コイル１１０側に突き出た面を有する点である。

スペーサ１３０ｂは、高圧コイル樹脂１２１の上面に接触する第６の面１３１ｇを有する。また、第６の面１３１ｇに接続されるスペーサ１３０ｂの側面部の第７の面１３１ｈを有する。第７の面１３１ｈは、高圧コイル１１０の外周と内周との間に存する。

上記構造により、スペーサ１３０ｂは、低圧コイル樹脂１２１の上面だけでなく、高圧コイル樹脂１１１の上面にも乗る形状であるため、振動や地震が生じた場合でも、コイル間に落ちる可能性が実施例１、２よりもさらに低くなるため有効である。

なお、実施例２同様に、スペーサ１３０ｂの低圧コイル１２０側の側面を短くすることも可能である。この場合は、軽量化ができる。

次に、図７を用いて実施例４のスペーサ１３０ｃについて説明する。図７の（ａ）には、スペーサ１３０ｃ等の断面図を示す。図７の（ｂ）は、スペーサ１３０ｃの上面図と断面図を示す。

実施例２のスペーサ１３０ａと類似するが、第８の面１３１ｉを設けた点が異なる。第８の面１３１ｉは低圧コイル樹脂１２１の側面に接する第４の面１３１ｄと第３の面１３１ｃとの間の面である。

この第８の面１３１ｉは低圧コイル１３１ｉと接しない領域を有することがある。このようにスペーサ１３０ｃの上面から底面に向かって細くなる部分を設けることで、コイル間にスペーサ１３０ｃを入れるのが容易となる。

また、スペーサ１３０ｃの底面側が細いため、上面側である第４の面１３１ｄと第５の面１３１ｅとの距離をコイル間の距離よりも少し大きくした場合にスペーサ１３０ｃを押し込むことができる。スペーサ１３０ｃの部材を弾性力を有するものとすれば、コイル同士を固定することができ、振動や地震に強くなり、また、弾性力によりダンパーとして機能し、ショックを吸収することができる。この場合の部材は、低圧コイル樹脂１２１の部材より柔らかいものであるとよい。

実施例４の変形例である実施例５のスペーサ１３０ｄを図８を用いて説明する。図８（ａ）にスペーサ１３０ｄの上面図と断面図を示し、（ｂ）に斜視図を示す。
実施例４との違いは、第８の面１３１ｉが高圧コイル１１０側に設けられた点と、溝部３００を有する点である。第８の面１３１ｉは高圧コイル１１０側に設けても、実施例４と同様の効果を奏する。

溝部３００は、スペーサ１３０ｄの上面から底面に向かって掘られており、溝部３００の底面はＵ字形状である。なお、Ｕ字に限らず平らであってもよい。また、溝部３００は、断面図手前から奥方向に対して貫通孔として設けられている。

上記の溝部３００を設けることで、溝部３００の側面部の第４の面１３１ｄと第５の面１３１ｅの距離が縮めることができる。また、コイル間に押し込まれたスペーサ１３０ｄは部材の弾性力により広がろうとするため、コイル間の適切な距離を維持することができる。

そのため、第８の面１３１ｉによりスペーサ１３０ｄをコイル間に挿入するのが容易であり、さらに、振動等によりコイル間の距離が変動する場合であっても、第４の面１３１ｄと第５の面１３１ｅが伸縮することで、振動を吸収することができる。

図９を用いて実施例６のスペーサ１３０ｅについて説明する。図９（ａ）はスペーサ１３０ｅの斜視図を示し、（ｂ）は上面図と断面図を示す。

実施例５との違いは、溝部３００が貫通孔３００ａとなった点である。図９（ａ）にスペーサ１３０ｄの斜視図を示し、（ｂ）に上面図と断面図を示す。

スペーサ１３０ｅの上面から底面に向かって貫通孔３００ａが設けられる。また、実施例５と異なり孔の数を３つに増加させている。

これにより、コイル間方向に伸縮させることができる。また、貫通孔としたことで、底面部も伸縮することとなる。孔の数や大きさの調整により、スペーサ１３０ｅのうちコイル間に挿入された部分の伸縮性を略同一にすることができる。

図１０を用いて実施例７のスペーサ１３０ｆについて説明する。図１０（ａ）はスペーサ１３０ｆの斜視図を示し、（ｂ）は上面図と断面図を示す。

実施例６と異なる点は、貫通孔３００ｂが奥行き方向に向かって設けた点である。この構造とすることで、振動が大きいコイル上端部の伸縮性を小さくすることができ、低圧コイル１２０と高圧コイル１１０の可動領域を小さくすることができる。

上記した各実施例のスペーサは、コイルの上部に配置する例を説明したが、コイルの下部であっても同様に配置することができる。

上記の各実施例のスペーサは、金型による射出成形等によって製造可能である。また、溝部３００や貫通孔３００ａ、３００ｂは射出成形の際に設けなくとも、別途孔あけや切削により形成することができる。溝は孔を含む概念である。

上記した実施例においては、図１と図２に示すようにスペーサ１３０を低圧コイル１２０と高圧コイル１１０との間の各辺に一つずつ配置する例を示したが、いずれか一辺に配置されていても耐震性能を向上させることができる。

また、各辺に限らず各辺を繋ぐＲ部に配置する場合も実施可能である。この場合は、Ｒ部が縦の辺と横の辺にかかる力を吸収できる点で有効である。さらに、各辺に二つ以上配置する場合は、さらに耐震性能を向上させることができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１００…モールド変圧器
１１０…高圧コイル
１１１…高圧コイル樹脂
１２０…低圧コイル
１２１…低圧コイル樹脂
１３０、１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄ、１３１ｅ、１３１ｆ…スペーサ

Claims (10)

1. 樹脂モールドされた高圧側コイルと、前記高圧側コイルの内周に配置された樹脂モール
   ドされた低圧側コイルとを有し、前記高圧側コイルと前記低圧側コイルとの間にスペーサ
   が設けられたモールド変圧器であって、
   前記スペーサは、前記高圧側コイルまたは前記低圧側コイルの通電部よりも高い位置に
   配置され、
   前記スペーサはＬ字であり、低圧側モールド側面と低圧側モールド上面に対向して配置
   されている
   ことを特徴とするモールド変圧器。
2. 請求項１に記載のモールド変圧器において、
   前記高圧側コイルの通電部の上部側に所定の厚みの高圧側樹脂モールドを有し、
   前記低圧側コイルの通電部の上部側に所定の厚みの低圧側樹脂モールドを有することを
   特徴とするモールド変圧器。
3. 請求項２に記載のモールド変圧器において、
   前記高圧側樹脂モールドと前記低圧側樹脂モールドの厚みが異なることを特徴とするモ
   ールド変圧器。
4. 請求項３に記載のモールド変圧器において、
   前記高圧側コイルの通電部と前記低圧側コイルの通電部の高さが異なることを特徴とす
   るモールド変圧器。
5. 請求項３に記載のモールド変圧器において、
   前記高圧側コイルの通電部の高さよりも前記低圧側コイルの通電部の高さが大きく、
   前記スペーサの底面部は、前記高圧側コイルの通電部の高さよりも高い位置に配置され
   たこと
   を特徴とするモールド変圧器。
6. 請求項３に記載のモールド変圧器において、
   前記高圧側コイルの通電部の高さよりも前記低圧側コイルの通電部の高さが大きく、
   前記スペーサの底面部は、前記低圧側コイルの通電部の外周側の上部角部と前記高圧側
   コイルの通電部の内周側上部角部とを繋いだ線よりも高い位置に配置されたこと
   を特徴とするモールド変圧器。
7. 請求項３に記載のモールド変圧器において、
   前記高圧側コイルの通電部の高さよりも前記低圧側コイルの通電部の高さが大きく、
   前記スペーサの底面部は、前記低圧側コイルの通電部の高さよりも高い位置に配置され
   たことを特徴とするモールド変圧器。
8. 請求項３に記載のモールド変圧器において、
   前記スペーサの底面部は、前記低圧側コイルの通電部と前記高圧側通電部の高さよりも
   高い位置に配置されたこと
   を特徴とするモールド変圧器。
9. 請求項３に記載のモールド変圧器において、
   前記スペーサは前記高圧側樹脂モールドと前記低圧側樹脂モールドに挟み込まれた部分
   のうち上部側よりも底面側の方が細い部分を有することを
   を特徴とするモールド変圧器。
10. 請求項３に記載のモールド変圧器において、
    前記スペーサには、溝が設けられたこと
    を特徴とするモールド変圧器。

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