JPH0136242B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は変圧器に関し、特に超高圧で使用する
のに適した変圧器に関するものである。

［従来の技術］ 電力用の変圧器においては、高圧巻線から低圧
巻線への静電移行電圧を低減させるために、互い
に同心的に配置された低圧巻線と高圧巻線との間
に静電遮蔽体を配設する場合がある。第１図はこ
のような静電遮蔽体を設けた従来の変圧器を示し
たものである。この変圧器は、鉄心１に巻装され
た低圧巻線２と、該低圧巻線の外側に同心的に配
置された高圧巻線３とを備え、低圧巻線２と高圧
巻線３との間には、巻線の径方向に絶縁材を積層
して形成した主絶縁層４が設けられている。主絶
縁層４の中間部には、巻線３，４と同心的に伸び
る遮蔽導体５a′を備えた静電遮蔽体５′が設けら
れ、この静電遮蔽体は接地されている。遮蔽導体
５a′は巻線３，４の周方向に沿つて伸びるように
形成されているが１ターンを形成しないように設
けられている。遮蔽導体５a′は巻線２，３の軸線
方向に沿つて直線的に伸びていて、高圧巻線３と
遮蔽導体５a′との間の最小絶縁距離d₁は両巻線の
全長に亘つて均一であり、低圧巻線２と遮蔽導体
５a′との間の最小絶縁距離d₂も軸線方向の全長に
亘つて均一となつている。

この例では高圧巻線３の中点がライン側（線路
側）巻線端部となつていて、図示の高圧巻線３の
上端及び下端が共に中性点側巻線端部となつてい
る。低圧巻線２はライン側巻線端部と中性点側巻
線端部とを有しているが、図示の例では低圧巻線
２の上端がライン側巻線端部となつており、下端
が中性点側巻線端部となつている。

尚高圧巻線３から中点を引出すことなく、その
軸線方向の一端側の巻線端部を中性点側巻線端部
とし、他端側の巻線端部をライン側巻線端部とす
る場合もある。

［発明が解決しようとする課題］ 上記の変圧器において、静電遮蔽体５′がない
場合には、高圧巻線３と低圧巻線２との間に最小
絶縁距離d₁が確保されればよいが、静電遮蔽体
５′を設けた場合には、高圧巻線３と遮蔽導体５
a′との間に最小絶縁距離d₁を確保すると同時に、
低圧巻線２と遮蔽導体５a′との間に最小絶縁距離
d₂を確保する必要がある。上記の変圧器では、高
圧巻線３と静電遮蔽体５′との間及び低圧巻線２
と静電遮蔽体５′との間のそれぞれの絶縁距離d₁
及びd₂が共に軸線方向の全長に亘つて均一であつ
たため、低圧巻線２と高圧巻線３との間の最小絶
縁距離dtは、dt＝d₁＋d₂で与えられる。従つて低
圧巻線と高圧巻線との間の距離は静電遮蔽体５′
を設けない場合に比べて、低圧巻線と静電遮蔽体
との間の絶縁距離d₂の分だけ長くなる。そのため
超高圧変圧器のように低圧巻線の絶縁階級が大き
い場合には、主絶縁層４の厚さが相当に厚くな
り、高圧巻線の外径寸法が増大して変圧器が大形
化するという問題があつた。また高圧巻線３の径
が大きくなり、高圧巻線３と低圧巻線２との間の
距離が増大するため、高低圧巻線間のインピーダ
ンスが増大して、％インピーダンス電圧が必要以
上に高くなり、変圧器の電圧変動率が大きくなる
という問題があつた。

本発明の目的は、静電移行電圧低減用の静電遮
蔽体を設けた変圧器において、高圧巻線の外径寸
法を縮小して小形化を図るとともに、％インピー
ダンス電圧が必要以上に高くなるのを防止するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、低圧巻線と該低圧巻線の外側に同心
的に配置された高圧巻線と、低圧巻線と高圧巻線
との間に両巻線と同心的に配置された遮蔽導体を
有する静電遮蔽体とを備えた変圧器に係わるもの
である。ここで高圧巻線はライン側巻線端部と中
性点側巻線端部とを有していて少なくともその軸
線方向の一端側の巻線端部が中性点側巻線端部と
なつており、低圧巻線はライン側巻線端部と中性
点側巻線端部とを有していて前記高圧巻線の軸線
方向の一端と同じ側の巻線端部がライン側巻線端
部となつているものとする。また遮蔽導体は高圧
巻線及び低圧巻線の軸線方向に連続しているもの
とする。

本発明においては、低圧巻線のライン側巻線端
部寄りの所定の長さｌの部分に対向する領域で遮
蔽導体を外径方向に偏位させるようにした。

［作 用］ 上記の構成をとる場合には、各部の絶縁距離が
下記のように説定される。即ち高圧巻線のライン
側巻線端部寄りの部分と遮蔽導体との間の最小絶
縁距離をg₁、低圧巻線のライン側巻線端部寄りの
部分と遮蔽導体との間の最小絶縁距離をg₂とし、
遮蔽導体の偏位量をａとした場合、g₁ーａを高圧
巻線の中性点側巻線端部の絶縁階級により定まる
最小絶縁距離以上にし、g₂ーａを低圧巻線のライ
ン側巻線端部から所定の長さｌの位置での絶縁階
級により定まる最小絶縁距離以上にするように偏
位量ａを設定する。

この場合高低圧巻線間の最小絶縁距離gtは、gt
＝g₁＋g₂−ａで与えられる。従つて高低圧巻線間
の絶縁距離は、遮蔽導体を偏位させない場合に比
べて偏位量ａだけ縮小される。

このように高、低圧巻線間の絶縁距離を縮小で
きるため、高圧巻線の外径寸法を縮小して変圧器
の小形化を図ることができるだけでなく、高、低
圧巻線間のインピーダンスが過大になるのを防ぐ
ことができ、％インピーダンス電圧が高くなり過
ぎて変圧器の電圧変動率が大きくなるのを防ぐこ
とができる。

［実施例］ 以下添附図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

第２図は本発明の一実施例の１相分の構成を示
したもので、同図において第１図の各部と同等の
部分には同一の符号を付してある。即ち第２図に
おいて１は鉄心、２は鉄心１の外周に絶縁層６を
介して嵌装された低圧巻線、３は低圧巻線２の外
側に所定の絶縁距離を隔てて同心的に配置された
高圧巻線であり、低圧巻線２と高圧巻線３との間
にはプレスボード等の絶縁物を巻回して巻線径方
向に積層した主絶縁層４が配設されている。

低圧巻線２の上下の端面に隣接させてシールド
リング７，７が配置され、低圧巻線の一端からは
低圧ライン側巻線端部につながる口出線８が、ま
た他端からは中性点側巻線端部につながる口出線
９がそれぞれ導出されている。また高圧巻線３の
両端部からは中性点側巻線端部につながる口出線
１１，１１がそれぞれ導出され、高圧巻線の中央
部からは高圧ライン側巻線端部につながる口出線
１２が導出されている。

主絶縁層４内の低圧巻線寄りの位置には静電遮
蔽体５が配設されている。この静電遮蔽体は銅箔
またアルミ箔等からなる遮蔽導体（図に破線で示
す。）５ａと、この遮蔽導体５ａの上下の端部の
端縁に沿つて設けられて遮蔽導体５ａに接続され
た断面円形のコロナ防止導体５ｂと、これら遮蔽
導体及びコロナ防止導体を包むクラフト紙等の積
層絶縁物５ｃとからなつており、遮蔽導体５ａ及
びコロナ防止導体５ｂは適宜の接地線１３により
接地されている。尚遮蔽導体５ａ及びコロナ防止
導体５ｂは１ターンを形成しないように設けられ
ているのは勿論である。

本発明はこのような変圧器において、遮蔽導体
５ａを、低圧巻線のライン側巻線端部寄りの所定
の長さｌの部分に対向する領域で外径方向に偏位
させたことを特徴とする。

更に詳細に説明すると、本実施例では、遮蔽導
体５ａの下端から所定の高さの位置（中央より上
方寄りの位置）５ａ１までの部分が高圧巻線３の
内周面との間に径方向に一定の最小絶縁距離g₁を
隔てた位置を巻線の軸線方向と平行に伸びるよう
に形成されている。またこの遮蔽導体５ａの所定
の高さの位置５ａ１から更に一定の高さだけ高い
位置５ａ２までの部分Ａは高圧巻線３の内周面と
の間の距離g₁が上方に向うに従つて次第に短くな
るように絶縁物５ｃ内で偏位され、遮蔽導体５ａ
の高さ位置５ａ２より更に上方の部分は再び巻線
の軸線方向と平行するように形成されている。即
ち遮蔽導体５ａは、高圧巻線の電位が低い中性点
側巻線端部付近で高圧巻線の内周面と遮蔽導体５
ａとの間の距離を短くし、同時に低圧巻線の電位
が最も高い該低圧巻線のライン側巻線端部付近で
低圧巻線の外周面と遮蔽導体５ａとの間の距離g₂
を長くするように偏位させてある。そのため、遮
蔽導体５ａは低圧巻線のライン側巻線端部及び高
圧巻線の中性点側巻線端部位置において両巻線の
電位に対応した合理的な絶縁強度を保持して配設
されている。

ここで図示のように、静電遮蔽体５の内周面と
遮蔽導体５ａの上部（低圧巻線の外周面との間の
距離がg₂になつている部分）との間の径方向の距
離（遮蔽導体の偏位量）をａとすると、高圧巻線
と低圧巻線との間の最小絶縁距離gtは、gt＝g₁＋
g₂−ａとなる。従つて第１図に示した従来の構造
に比べると、高圧巻線と低圧巻線との間の最小絶
縁距離を寸法ａだけ縮小することができる。そし
てこの遮蔽導体５ａと高圧巻線３の上部の内周面
との間の距離g₁−ａを高圧巻線の中性点側巻線端
部の絶縁階級により定まる最小絶縁距離以上に
し、同時に遮蔽導体と低圧巻線の下部外周面との
間の絶縁距離g₂−ａを、低圧巻線のライン側巻線
端部から軸線方向寸法ｌの位置の絶縁階級により
定まる最小絶縁距離以上にするように遮蔽導体５
ａの偏位量ａを決定する。

第３図は本発明を上記と巻線構造が異なる変圧
器に適用した実施例を示したもので、この実施例
では低圧巻線２の下端から低圧ライン側巻線端部
につながる口出線８が導出され、上端から中性点
側巻線端部につながる口出線９が導出されてい
る。また高圧巻線３の上端から高圧ライン側巻線
端部につながる口出線１２が導出され、下端から
中性点側巻線端部につながる口出線１１が導出さ
れている。またこの例では高圧巻線３の上端及び
下端にそれぞれシールドリング１４，１４が配設
されている。そしてこの実施例では低圧巻線２側
に片寄せて主絶縁層４内に配設した静電遮蔽体５
の遮蔽導体５ａの一部Ａを高圧巻線３の下部寄り
の位置で偏位させることにより、遮蔽導体５の中
央部よりやや下方の部分から上部にかけては該遮
蔽導体と高圧巻線の内周面との間の絶縁距離をg₁
とし、遮蔽導体５の下部では該遮蔽導体と低圧巻
線の外周面との間の距離をg₂として高、低圧巻線
の電位に見合つた絶縁強度を得ている。

第３図の実施例において、遮蔽導体５ａの上端
と低圧巻線２の上端との間の軸方向距離をl₁、遮
蔽導体５ａの下端と低圧巻線２の下端との間の軸
方向距離をl₂とした場合、l₁≧g₁及びl₂≧g₂の関係
を満足させることが望ましい。もし軸方向距離
l₁，l₂をそれぞれ距離g₁，g₂に比べて短くした場
合には、コロナ防止導体５ｂ，５ｂが最も高電圧
である高圧巻線３の上端部及び低圧巻線の下端部
にそれぞれ接近することになる。この場合コロナ
防止効果は増大するが電界の集中が著しく増加す
ることとなり、コロナ防止導体５ｂ，５ｂの曲率
半径をより大きくする必要が生じてコロナ防止導
体５ｂ，５ｂが大形化する上にその周辺の絶縁構
造が複雑になる。しかしながら、前記のように軸
方向距離l₁及びl₂を、l₁≧g₁、l₂≧g₂に選定した場
合には、コロナ防止導体５ｂ，５ｂによるコロナ
防止効果を得ると同時に電界集中の不都合を生じ
ない合理的な構造にすることができ、巻線を大形
化せずに高低圧巻線間のインピーダンスが大きく
なり過ぎるのを防止することができる。

上記の説明では、遮蔽導体５ａとして導体箔を
用いたが、絶縁紙の表面にアルミニウムを蒸着さ
せたメタライズドペーパ等を用いてもよい。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、低圧巻線のラ
イン側巻線端部寄りの所定の長さ部分に対向する
領域で静電遮蔽体の遮蔽導体を外径方向に偏位さ
せたので、高低圧巻線間の最小絶縁距離を遮蔽導
体の偏位量だけ縮小することができる。従つて高
圧巻線の外径寸法を縮小して変圧器の小形化を図
ることができる。また高圧巻線の外径寸法を縮小
できることにより、高低圧巻線間のインピーダン
スが過大になるのを防ぐことができるため、％イ
ンピーダンス電圧が高くなり過ぎて変圧器の電圧
変動率が大きくなるのを防ぐことができる利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す要部概略縦断面図、第２
図及び第３図はそれぞれ本発明の異なる実施例を
示す要部概略縦断面図である。 １……鉄心、２……低圧巻線、３……高圧巻
線、４……主絶縁層、５……静電遮蔽体、５ａ…
…遮蔽導体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 低圧巻線と該低圧巻線の外側に同心的に配置
   された高圧巻線と、前記低圧巻線と高圧巻線との
   間に両巻線と同心的に配置された遮蔽導体を有す
   る静電遮蔽体とを備え、前記高圧巻線はライン側
   巻線端部と中性点側巻線端部とを有していて少な
   くともその軸線方向の一端側の巻線端部が中性点
   側巻線端部となつており、前記低圧巻線はライン
   側巻線端部と中性点側巻線端部とを有していて前
   記高圧巻線の軸線方向の一端と同じ側の巻線端部
   がライン側巻線端部となつており、前記遮蔽導体
   は前記高圧巻線及び低圧巻線の軸線方向に連続し
   ている変圧器において、 前記低圧巻線のライン側巻線端部寄りの所定の
   長さ部分に対向する領域で前記遮蔽導体を外径方
   向に偏位させたことを特徴とする変圧器。