JPH01309309A - モールド巻線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、需要家における受電用変圧器として多く使
用されるモールド変圧器の高圧巻線を含むモールド巻線
に関する。

（従来の技術］ 近年、エポキシ樹脂等により巻線をモールドしたモール
ド変圧器が広く使用されている。このモールド変圧器は
油入変圧器に比べ難燃性、小型軽量、低騒音などの特長
を持っている。

第４図は従来のモールド変圧器の巻線構成の一例を示す
断面図で、１１は低圧巻線、２は高圧巻線、３は高圧巻
線のモールド樹脂、１１０は低圧巻線１と高圧巻線２と
の間の空気部、１００は鉄心であり、低圧巻線１１は高
圧巻線２とは別に樹脂モールドされており、空気部１１
０は　高圧巻線３の低圧巻線１１に対する絶縁耐力確保
のための絶縁材であると同時に両巻線を冷却するための
冷却ダクトともなっている。高圧巻線２は５つの高圧コ
イル２１．２２，２３．２４．２５を図示しない接続リ
ードにより直列に接続されて電気的に一体のものに構成
されている。

このような巻線構成のモールド変圧器では空気部１１０
が絶縁耐力上重要な要素となっているが、空気の絶縁強
度は低いために比較的高電圧のモールド変圧器の場合は
冷却上必要な空気部１１０の寸法に比べて絶縁強度確保
のためにかなり大きくする必要があるため高圧巻線２の
直径が大きくなりそのためにモールド変圧器全体の寸法
増大、重量増大、価格上昇につながるという問題がある
。

第５図は前述の第４図の巻線構成の前述のような問題を
解決するために、この発明と同一の出願人により提案さ
れた特願昭６２−２７９６７２号公報に示されている巻
線構成を示すものである。

この図において、高圧巻線２を構成する５つの高圧コイ
ル２１，２２，２３，２４．２５はそれぞれ単独に低圧
巻線１２に巻回された５つの高圧コイルごとの絶縁層で
ある絶縁層４１．４２．４３．４４．４５の外側に巻回
された構成であり、絶縁層４１，４２．４３，４４．４
５は高圧コイル２１．２２，２３．’２４．２５の幅寸
法より′少し大きい幅でよいので絶縁層を構成する絶縁
フィルムの間にモールド樹脂がよく浸透することになる
ことから、絶縁フィルムとモールド樹脂との間の剥離な
どの問題が生ずることが少ないという特長がある。した
がってこの図に示すように高圧巻線２と低圧巻線１２と
を一体に樹脂モールドすることができるので高圧巻線と
低圧巻線との間に空気層を設ける必要のない構成とする
ことができるので、モールド変圧器の寸法を縮小し重量
を低減することができる。

この図の構成は前述のように改善された巻線構成なので
あるがそれでも次のような問題がある。

高圧巻線２と低圧巻＄１！１１２との間の絶縁は両者の
間に巻回された絶縁層４１，４２，４３，４４゜４５に
よって保たれるが、絶縁層４１．４２゜４３．４４．４
５を構成する絶縁フィルムの誘電率（例えばポリエステ
ルフィルムの比誘電率は２．９〜３．４）とモールド樹
脂３の誘電率（比誘電率は５．３）との間に約２倍の違
いがあることから絶縁層４１，４２，４３，４４．４５
とモールド樹脂３との境界面に電界不整が生じ、この領
域の絶縁破壊強度を低下させる原因になっているという
問題がある。

第６図は前述の第５図の巻線構成によるモールド巻線の
絶縁耐力上の問題を解決するために、この発明の出願人
により提案された特願昭６２−２７９６７２号公報に示
されている構□成を示す要部断面図である。この図は高
圧コイル２１の近傍を拡大して示したものであり、第４
図や第５図で長方形断面として示した５つの高圧コイル
はコイル導体２１１を半径方向に積層巻回したもので１
ターンごとに絶縁フィルム２１２を巻き込むことにより
隣接するコイル導体間の絶縁を確保した構成であり、コ
イル導体２１１　としては通常１ＩＩＩ１１前後のアル
ミ条が使用される。

絶縁層４１は幅の大きい絶縁フィルム４１１　と幅の小
さい絶縁フィルム４１２を交互に重ねて巻回して所定の
厚み寸法になる回数だけ巻回したものであり、この絶縁
１１４１の上下の端部でモールド樹脂と絶縁フィルムと
が交互に配置された混合部が生じ、この混合部の等価的
な誘電率がモールド樹脂と絶縁フィルムとの中間の値に
なることから、絶縁層４１の上下の境界面での電界の不
整合が緩和されることによりモールド巻線の絶縁耐力が
向上するという特長を持った構成となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述の低圧巻線と高圧巻線との間を所定の間隔を保だめ
の間隔材としての絶縁層４１，４２゜４３．４４．４５
は薄い絶縁フィルムを巻回積層して製作されるので、巻
回数が非常に多く製作に要する時間が大きいという問題
がある。

この発明は高圧巻線と低圧巻線とを一体に樹脂モールド
したモールド巻線において、高圧巻線と低圧巻線との間
隔を確保するための間隔材を低圧巻線の外周に巻回する
際の巻回数が少なく製作時間の短縮が可能のモールド巻
線を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、この発明によれば、筒状に
形成した低圧巻線と、この低圧巻線の外側に所定の距離
を隔てるための間隔材としての絶縁スペーサと、このｗ
Ａ録ススペーサ外側に巻回してなる高圧巻線とが一体に
樹脂モールドされてなるモールド巻線において、前記絶
縁スペーサがモールド樹脂を含浸し半硬化させた絶縁性
繊維でなる織物又は不織布を規則的に凹凸を繰り返す波
状に成形してなり、この絶縁スペーサの波の頂部が前記
高圧巻線の内側に接し、谷部が前記低圧巻線の外周に接
してなるものとする。

〔作用〕

この発明の構成において、高圧巻線と低圧巻線との間の
絶縁耐力を確保するための絶縁距離を保持するための間
隔材としての絶縁スペーサを、モールド樹脂を含浸し半
硬化させた絶縁性繊維でなる織物又は不織布を、規則的
に凹凸を繰り返す波状に成形したものとする。含浸した
モールド樹脂を半硬化の状態にすることにより、絶縁ス
ペーサは適当な屈曲性と同時に機械的強度を保持したも
のとなる。この波状の絶縁スペーサを屈曲性を利用して
低圧巻線の外周になじみのよい状態で巻回し、この絶縁
スペーサの機械的強度が充分間隔材としての機能を果た
すことを利用して絶縁スペーサの外周に高圧巻線を巻回
した構成とすることにより、これら低圧巻線、絶縁スペ
ーサ、高圧巻線を一体に樹脂モールドしてモールド巻線
を形成した際に、高圧巻線と低圧巻線との間を所定の間
隔に確保することができるとともに、一体に樹脂モール
ドするための樹脂の注入の際に絶縁スペーサの絶縁性繊
維の隙間を通って硬化前の液状のモールド樹脂が自由に
通過することのできる構成であることから、低圧巻線と
絶縁スペーサ、及び高圧巻線と絶縁スペーサとの隙間に
もモールド樹脂が充分浸透し空隙を残すことがないので
、絶縁耐力の高い絶縁構成となる。

〔実施例］ 以下この発明を実施例に基づいて説明する。第１図はこ
の発明の実施例を示す斜視断面図で、この図において、
内側絶縁層８の外周に低圧巻線１２が巻回され、その外
周に波状に周期的な凹凸を設けてモールド樹脂をの含浸
し半硬化させて成形した絶縁スペーサ４を低圧巻線１２
の外周部に巻回し、この絶縁スペーサ４の更に外周側に
高圧コイル２１．２２を始めとする第４図や第５図に示
した同様の高圧巻線２を巻回した構成である。

絶縁スペーサ４は高圧巻線２を構成する５つの高圧コイ
ル２１．２２，２３．２４．２５全部を１枚の絶縁スペ
ーサ４の外周側に巻回できるように低圧巻線１２や高圧
巻線２の軸方向高さより少し大きい幅のものを使用する
。この絶縁スペーサ４は低圧巻線１２に巻回される前に
予め波状に成形したものを製作しておくのであるが、そ
の成形の方法は第２図に示すように複数の金属の丸棒２
０１と２０２の２組の丸棒の間を交互に通り抜けるよう
に絶縁性繊維でなる織物を配置した状態でモールド樹脂
を含浸しこのモールド樹脂が半硬化状態になるように熱
硬化を行う。半硬化させるためには加熱温度とその時間
を適切に設定することにより必要な程度の半硬化状態に
することができる。このように適当な半硬化状態にする
ことにより絶縁スペーサ４は金型としての丸棒２０１，
２０２を取り除いても波状の形を保持ししかも高圧巻線
２をその上に巻回しても形が崩れたりしない程度の機械
的強度を保持するとともに、絶縁スペーサ４を低圧巻線
に巻回する際に必要とする適当な屈曲性をも持つように
することができる。高圧巻線２や低圧巻線１２とともに
この絶縁スペーサ４を一体に樹脂モールドする場合には
絶縁スペーサ４に含浸されていた半硬化状態のモールド
樹脂も他のモールド樹脂とともに完全に硬化し後から注
入したモールド樹脂と一体化することになる。

第３図は絶縁スペーサ４を低圧巻線に巻回する作業方法
を説明する平断面図で、まず絶縁テープ５を低圧巻線上
の始点５１に接着材で固定し、この絶縁テープ５で絶縁
スペーサ４を押さえ込みながら低圧巻線１２の外周に巻
回していき、−周して始点５１を少し過ぎたところで絶
縁テープ５の終端を先に巻回しである絶縁テープ５の終
点５２に接着材で接着して固定する。このように絶縁テ
ープ５を絶縁スペーサ４の固定に使用して絶縁スペーサ
４を巻回することにより絶縁スペーサ４の巻回作業が容
易となるとともに巻回後の絶縁スペーサ４の固定も簡単
に済ませることができる。

絶縁テープ５は第３図では１本のみを示しであるが、こ
の絶縁テープ５の幅は絶縁スペーサ４の数十分の１の幅
でよくその代わりに絶縁スペーサ４の幅方向に数箇所に
分散して絶縁テープを巻回する。この絶縁テープも絶縁
スペーサ４と同じ絶縁性繊維の織物を使用する。フィル
ムを切断してテープ状にした絶縁テープを使用すると始
点５１と終点５２との間を絶縁テープとモールド樹脂と
の境界面が連続して存在することになりこの境界面が絶
縁上の弱点になる可能性があることがら、前述のように
絶縁テープ５も絶縁スペーサ４と同様に繊維性材料を使
用するのが良い。

絶縁スペーサ４は広い幅なので樹脂モールドする際に絶
縁スペーサ４の繊維間を液状のモールド樹脂が通過でき
る程度に繊維間の隙間が大きい必要があるが、絶縁スペ
ーサ４はモールド樹脂を含榎して半硬化状態にして使用
するので含浸されたモールド樹脂が繊維に付着した状態
で前述の隙間ができていなければならないので、絶縁ス
ペーサ４の材料としての絶縁性繊維の織物の編み目は比
較的粗いものが適当である。

絶縁スペーサ４を波状に成形する方法として第２図に丸
棒を使用する方法を示したがこの丸棒の代わりに角棒を
使用してもよくその場合には波の形状は長方形状または
三角形状になるが、絶縁スペーサ４の波の形状はこの発
明において特に重要なことではなく、また、製作方法そ
のものも第２図の方法に限定するものでもない。

絶縁スペーサ４並びに絶縁テープ５の絶縁性繊維として
、ガラス繊維のような無機質繊維、ポリエステル繊維の
ような合成樹脂繊維などいずれも採用が可能であり、経
済的な見地から選択すればよい。また、織物の代わりに
不織布も市販されているので、縦横の繊維で編んだ織物
の代わりに不規則に繊維をからませた不織布を使用して
もよい。

前述の実施例において高圧巻４Ｉ２に対向する電極とし
て低圧巻線１２を例として示したが、低圧巻線の代わり
に接地電極でもよく、低圧巻線を高圧巻線とは別に樹脂
モールドする構成の場合に高圧巻線の対地絶縁をモール
ド樹脂によって確保する構成としてこの接地電極を使用
する構成があり、この発明はこのような構成の場合にも
適用が可能である。また、第３図で低圧巻線の断面形状
を円形としたが、比較的小容量のモールド変圧器では空
間利用効率が良いという特長のある角型の断面を持つ巻
線構成を採用する場合もあり、このような場合でもこの
発明の適用に何ら支障はない。

〔発明の効果〕

この発明は前述のように、高圧巻線と低圧巻線または接
地電極としての低圧部との間の絶縁距離を確保するため
の絶縁スペーサとして、波状に成形しモールド樹脂を含
浸して半硬化させ屈曲性と機械的強度とを適当に調整し
た絶縁性繊維でなる目の粗い織物または不織布で構成し
、この絶縁スペーサを低圧部の外周に巻回しその上に高
圧巻線を巻回する構成としたことにより、一体に樹脂モ
ールドするための樹脂の注入の際に絶縁スペーサの絶縁
性繊維の隙間を通って硬化前の液状のモールド樹脂が自
由に通過することのできる構成であることから、低圧部
と絶縁スペーサ、及び高圧巻線と絶縁スペーサとの隙間
にもモールド樹脂が充分浸透し空隙を残すことがなく、
積層した絶縁フィルムのモールド樹脂との境界面での電
界の不整が生ずるような部分もないので、絶縁耐力の高
い絶縁構成とすることがきるとともに、絶縁スペーサを
巻回する際にはこの絶縁スペーサを固定するための絶縁
テープとともに１回だけ巻回するだけでよいので、薄い
絶縁フィルムを巻回積層して構成した従来の絶縁層の巻
回作業に比べてはるかに短時間に巻回作業を行うことが
でき、モールド巻線の製作時間の大幅な短縮が可能とな
る。また、高圧コイルごとに絶縁層を形成する従来の構
成では、絶縁層の巻回位置の高圧コイルとの位置関係を
正確に設定する必要があったのに対して、この発明では
高圧巻線全体に１枚の波状絶縁スペーサを巻回する構成
なので精度の高い巻回位置の設定は不要であるという点
でも製作時間の短縮の効果が生ずる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す斜視断面図、第２図は
同じく斜視図、第３図は同じく平断面図、第４図は従来
の巻線構成図、第５図は第４図とは異なる従来のモール
ド巻線の断面図、第６図は第５図とは異なる従来のモー
ルド巻線の部分断面図である。 １１．１２・・・低圧巻線（低圧部）、２・・・高圧巻
線、２１．２２，２３，２４．２５・・・高圧コイル、
３・・・モールド樹脂、４・・・絶縁スペーサ、５・・
・絶縁テープ。 第１図 ぐ 猶３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）筒状に形成した低圧巻線と、この低圧巻線の外側に
   所定の距離を隔てるための間隔材としての絶縁スペーサ
   と、この絶縁スペーサの外側に巻回してなる高圧巻線と
   が一体に樹脂モールドされてなるモールド巻線において
   、前記絶縁スペーサがモールド樹脂を含浸し半硬化させ
   た絶縁性繊維でなる織物又は不織布を規則的に凹凸を繰
   り返す波状に成形してなり、この絶縁スペーサの波の頂
   部が前記高圧巻線の内側に接し、谷部が前記低圧巻線の
   外周に接してなることを特徴とするモールド巻線。