JPH01313913A - 誘導電器円板巻線 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は油などの絶縁媒体により冷却を行う誘導電器円
板巻線に関する。

（従来の技術） 従来、変圧器等の誘導電器の巻線として用いられる円板
巻線は第４図に示すように構成されている。即ち、内側
絶縁筒１と外側絶縁筒２との間に素線導体を巻回して成
る複数枚の円板巻線３が軸方向に等間隔に複数段積み重
ねられて、夫々の円板巻線を渡り線により電気的に直列
に接続して構成されている。各円板巻線３間には複数個
の水平間隔片４が放射状に等間隔に配置され、各円板巻
線３間に半径方向の水平冷却路５が形成され、更に内、
外側絶縁筒１および２と前記各円板巻線３との間には垂
直間隔片６および７が前記水平間隔片に対応する位置に
設けられて、円板巻線３と内。

外側絶縁筒１，２間に水平冷却路５と連通する内側垂直
冷却路８および外側垂直冷却路９がそれぞれ形成されて
いる。そして、図示しないタンク内に絶縁油と共に収納
され絶縁油の自然対流あるいは循環ポンプにより各冷却
路内に絶縁油を流通させ巻線の冷却を行っている。

このような円板巻線は冷却効果をより高めるため、第５
図に示すように数段の前記円板巻線３で１つの冷却区域
が形成されるように円板巻線の数段毎にその全周に沿っ
て内側閉塞栓１０および外側閉塞栓１１が交互に設けら
れ前記各垂直冷却路８および９を内側、外側交互に閉塞
している。

従って絶縁油は前記冷却区域毎に絶縁油の流入口および
流出口が内側、外側に反転し、ジグザグ状となって各円
板巻線３の間を流通し、巻線全体の冷却を効率よく行な
っている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記構造の誘導電器円板巻線においては
、下部の冷却区域を流れ、ある程度温度が上昇した絶縁
油がそのまま上部の冷却区域に流入するため、絶縁油は
ジグザグ状に反転しながら温度が上昇していく。従って
良好な冷却がなされたとしても、水平冷却路５内の油温
度および円板巻線３の温度は第６図に示すように階段状
に上昇し、上部が最も高くなる。さらに磁束の関係から
。

巻線上部では発熱密度が大きくなるため、上部の温度が
特に高くなる。従って円板巻線３の上下温度差が大きく
なってしまい、折角内側および外側閉塞栓１０．１１を
取り付けて巻線全体に絶縁油をジグザグ状に通し、各冷
却区域内で−様な冷却を得られるようにしても、上下方
向には絶縁油の温度上昇のため１巻線温度が上部で高く
なってしまい、巻線絶縁物を劣化させ変圧器の寿命を短
縮してしまう欠点がある。

このような問題の対策として、円板巻線３を形成してい
る素線導体の断面積を大きくして電流密度を下げること
や、円板巻線の最高温度上昇を基準とした巻線冷却設計
を行なうことも考えられるが、いずれの場合も変圧器を
大形にさせてしまう欠点がある。

本発明は、上記欠点を取り除き大形化することなく、上
部巻線温度を下げ、効果的な冷却が行なえる誘導電器円
板巻線を得ることを目的とするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は以上の目的を達成するために、内側。

外側垂直冷却路に円板巻線の全周に沿って閉塞栓を設け
た誘導電器円板巻線において、前記閉塞栓を最上、下部
を除いて内側、外側同時に設け、各冷却部区域の内側お
よび外側垂直冷却路を完全に閉塞するとともに、内側お
よび外側絶縁筒をそれぞれ独自の垂直導油路を構成する
ように二重円筒とし、そのうちの円板巻線に面した内側
および外側絶縁筒のどちらか一方に各冷却区域下部に通
する流入口を設け、さらに他方に同区域上部に通する流
出口を設けたことを特徴とするものである。

（作　用） これにより、比較的低温であるタンク下部の絶縁油を垂
直導油路を通して、各冷却区域内に導き、円板巻線内の
絶縁油温度を均一化して円板巻線を効果的にかつ均一に
冷却する。

（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図を参照して説明する６図
中第５図と同一部分は同一符号で示す。

本発明の誘導電器円板巻線は内側絶縁筒１ａと外側絶縁
筒２ａとの間に素線導体を巻回して成る複数枚の円板巻
線３が軸方向に積み重ねられて、夫々円板巻線３を渡り
線により電気的に接続して構成されている。各円板巻線
３の間には複数個の水平間隔片が放射状に等間隔で配置
され、各円板巻線３間に半径方向の水平冷却路５を形成
し、更に、内。

外側絶縁筒１および２と前記円板巻線３との各間には垂
直間隔片が水平間隔片に対応する位置に設けられて円板
巻線３と内、外側絶縁筒１ａ、　２ａ間に水平冷却路５
と連通する内側垂直冷却路８、および外側垂直冷却路９
が夫々形成されている。

このようにして構成された内側垂直冷却路８および外側
垂直冷却路９に円板巻線３の数段毎に円板巻線３の全周
に沿って内側閉塞栓１０ａおよび外側閉塞栓１１ａを最
上部および最下部を除いて、１つの円板巻線３の両側に
取り付け、内側および外側閉塞栓１０ａ、　ｌｌａによ
り形成される各冷却区域の内側および外側垂直冷却路を
完全に閉塞する。さらに、内側および外側絶縁筒１ａ、
　２ａをそれぞれ独自の垂直導油路１２．１３を構成す
るように二重円筒とし、そのうちの円板巻線３に面した
内側および外側絶縁筒１ｂ、　２ｂのどちらか一方に、
各冷却区域下部に通する流入口を設け、他方に同区域上
部に通する流出口を設ける。さらに流入口側垂直導油路
１ｚの上部および流出口側垂直導油路１３の下部にそれ
ぞれ閉塞栓を設ける。

このように構成された円板巻線３に絶縁流体が流れた場
合、例えば絶縁油は流入口側垂直導油路を上昇し、各冷
却区域に分岐して円板巻線３を冷却した後、流出口側垂
直導油路を合流しながら、上昇し、タンク上部に排出さ
れる。ここで第１図の実施例では、最下部の冷却区域に
おいて絶縁油は流入口側垂直導油路を通らず直接、冷却
区域内に流入し、最上部の冷却区域においては、流出口
側垂直導油路を通らず直接、タンク上部に排出されるた
め、この２ケ所の冷却区域では流れやすくなっている。

巻線上下端部で発熱密度が大きくなることを考慮したも
のである。

また、流路抵抗が最も大きい水平冷却路を、従来ではジ
グザグ状に数回、絶縁油が流れるのに対し、第１図の実
施例では１回しかなく、全流路抵抗は数分の１に低減さ
れる。

流路抵抗と流速とは、摩擦損失で （流路抵抗）（支）（流速）″１ また。入口損失、その他の損失で （流路抵抗）−（流速）″２ の関係があるため、従来と比べ全流量は２〜５倍に増加
することになる。一つの冷却区域だけに着目すると、従
来と比べ流量が０．４〜１倍に減少し、各冷却区域の上
下で、絶縁油および巻線の温度差が従来よりも大きくな
ってしまうが、流入口側垂直導油路によりタンク下部の
温度の低い絶縁油が、そのまま各冷却区域に流れ込むた
めに円板巻線全体の上下温度差はほとんどなくなり、特
に巻線上部の温度が大幅に低下することになる。

第２図は、上記の悪い条件の場合、つまり各冷却区域に
流れ込む流量が従来の約０．４倍の場合の温度分布であ
る。各冷却区域では、上下の温度差が従来の２．５倍程
度に大きくなるが、温度の低い絶縁油が上部の冷却区域
にまで流れ込むため１巻線全体の上下温度差は小さくお
さえられ、特に上部で温度低下が大きいことがわかる。

ところで、このような複数の水平冷却路および垂直冷却
路をもつ流路では、油の浮力を利用した自然循環方式と
、送油ポンプによる強制循環方式とは流れの様相が大幅
に異なる。一般に前者の場合は下部の水平油道を流れる
流量に比べ上部の水平油道を流れる量が小さくなり、後
者の場合は逆に下部より上部の水平油道をより多く流れ
る。従って、循環方式の違いにより、各冷却区域に流れ
る流量を調節する必要がでてくるが、本実施例において
は、内側および外側絶縁筒１ｂ、　２ｂに設ける流入口
および流出口の大きさを各冷却区域毎に変えること、あ
るいは流入口側および流出口側垂直導油路１２．１３の
幅を変えることなどにより簡単に行なうことができる。

すなわち、自然循環方式の場合は、上部の流入口流出口
を大きくする、あるいは流入口側垂直導油路の幅を流出
口側より大きくし、強制循環方式の場合は上記の逆にす
れば良ｂ′％。

また、自然循環方式の場合は、第３図に示すように円板
巻線下部で複数の冷却区域をジグザグ状に流れるように
し、流路抵抗を増加させ、全体の流量バランスをとるこ
とも考えられる。同様に強制循環方式の場合は、円板巻
線上部で複数の冷却区域をジグザグ状に流れるようにす
れば良い。

以上のような結果１円板巻線全体として均一な冷却効果
を得ることができ、巻線上部の温度を低くおさえ、上下
温度差の小さい円板巻線を得ることができる。これによ
り、素線導体の断面積を小さくして電流密度を上げるこ
とが可能になり、冷却効果向上と小形、軽量化を計れる
。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、内側および外側絶縁筒間
に円板巻線を複数段配置するとともに各円板巻線間に複
数個の水平間隔片を介在させて複数の水平冷却路を形成
し、前記内側、外側絶縁筒と円板巻線との間に複数個の
垂直間隔片を介在させ、前記水平冷却路と連通する内側
、外側垂直冷却路を形成し、前記複数の水平冷却路で１
つの冷却区域を構成するように内側、外側垂直冷却路に
円板巻線の全周に沿って閉塞栓を設けてなる誘導電量円
板巻線において、前記閉塞栓を最上下部を除き、円板巻
線の内側、外側の両側に設け、前記冷却区域の内側、外
側垂直冷却路を完全に閉塞するとともに、前記内側およ
び外側絶縁筒をそれぞれ独自の垂直導油路を構成するよ
うに二重円筒とし、そのうちの前記円板巻線に面した内
側および外側絶縁筒のどちらか一方に、前記冷却区域下
部に通する複数の流入口を設け、さらに他方の絶縁筒に
同区域上部に通する複数の流出口を設けたので、各冷却
区域に低温、一定の絶縁油が流入し、効果的にかつ均一
な冷却が行なえる。上下温度差の小さい誘導電器円板巻
線を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図に対応した高さと温度の関係を示す特性図、第３図は
本発明の他の実施例を示す断面図、第４図は一般の誘導
電器円板巻線を示す平面図、第５図は従来の誘導電器円
板巻線を示す第４図の１−１線に沿う矢視断面図、第６
図は第５図に対応した高さと温度の関係を示す特性図で
ある。 １　、　ｌａ、　ｌｂ・・・内側絶縁筒２．２ａ、２ｂ
・・・外側絶縁筒 ３・・・円板巻線　　　　　４・・・水平間隔片５・・
・水平冷却路　　　　６．７・・・垂直間隔片８・・・
内側垂直冷却路　　９・・・外側垂直冷却路１０、１０
ａ・・・内側閉塞栓　１１．　ｌｌａ・・・外側閉塞栓
１２・・・流入口側垂直導油路 １３・・・流出口側重置導油路 代理人　弁理士　　則　近　憲　倍 量　　　　　第子丸　　　健 第１図 第２図 第３図 第４図 第　５　図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　内側および外側絶縁筒間に円板巻線を複数段配置する
   とともに各円板巻線間に複数個の水平間隔片を介在させ
   て複数の水平冷却路を形成し、前記内側，外側絶縁筒と
   円板巻線との間に複数個の垂直間隔片を介在させ、前記
   水平冷却路と連通する内側，外側垂直冷却路を形成し、
   前記複数の水平冷却路で１つの冷却区域を構成するよう
   に内側，外側垂直冷却路に円板巻線の全周に沿って閉塞
   栓を設けてなる誘導電器円板巻線において、前記閉塞栓
   を最上下部を除き、円板巻線の内側，外側の両側に設け
   、前記冷却区域の内側，外側垂直冷却路を完全に閉塞す
   るとともに、前記内側および外側絶縁筒をそれぞれ独自
   の垂直導油路を構成するように二重円筒とし、そのうち
   の前記円板巻線に面した内側および外側絶縁筒のどちら
   か一方に、前記冷却区域下部に通する複数の流入口を設
   け、さらに他方の絶縁筒に同区域上部に通する複数の流
   出口を設けたことを特徴とする誘導電器円板巻線。