JPH02123712A - 箔巻変圧器 - 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、金属シートと絶縁シートを重ねて鉄心に巻回
した巻線内に、冷却ダクトを内蔵した箔巻変圧器に関す
る。

（従来の技術） 鉄心脚の周囲に金属シートと絶縁シートとを重ねて巻回
して箔状巻線を構成した箔巻変圧器は、巻線導体の占積
率が良いので通常の平角線状の導体を用いた変圧器と比
較して小形・軽量化に適した特徴を有している。

しかし、より高電圧・大容量の変圧器を実現させる為に
は、巻線に対する冷却能率を更に向上させ、且つ高い絶
縁能力を巻線に持たせることが不可欠となっており、こ
の為巻線内に冷媒の流通する冷却パネルを内蔵させ、巻
線から発生する熱を直接的に冷却する様に構成すること
が考えられている。

この種の変圧器としては例えば特開昭５４−１６８６１
３号が知られている。

この変圧器は第４図に示すように、鉄心１の外周に金属
シート２と絶縁シート３を重ね合せて巻回し、箔状巻線
方式の低圧巻線４と高圧巻線５が巻装され、これら各巻
線に中空状の冷却パネル６が内蔵されている。この冷却
パネル６の内部にはフロンＲ−１１３やフロリナートＦ
Ｃ−７５といった冷媒が封入されており、ポンプ７によ
り循環され、巻線内の発熱を冷媒の蒸発潜熱で奪い、そ
の蒸気を凝縮器８において水冷却管９により凝縮させる
様になっている。液化した冷媒は冷媒タンク１ｏに溜め
られ、更にポンプ７で巻線内に送りこまれるという冷却
系が構成されている。冷却系を構成する導液管１１はス
テンレス等の金属で作られているが、この導液管１１と
冷却パネル６とは絶縁パイプ１２で接続されている。ま
た、導液管１１はタンク１３等のアース電位に接続され
、一方、冷却パネル６は、巻線内に組込まれている関係
上近接する巻線と同電位に電気的に接続されている。更
に、巻線各部の絶縁は、タンク内に封入された絶縁油或
いはＳＦ、ガスといった絶縁媒体１４で確保されている
。

また、高圧巻線５の外側上下端には、ステンレス等の非
磁鋼金属で作られる電界緩和シールド１５が取付けられ
、巻線端部の電界を緩和し絶縁を確保している。

以上説明した様にこの方式の変圧器は、冷却の為の冷媒
が流れる冷却系と絶縁の為の絶縁媒体１４とが完全に分
離（セパレート）されていることから、一般にセパレー
ト式箔巻変圧器と呼ばれている。このセパレート式箔巻
変圧器は、冷媒の蒸発潜熱を利用しているので、優れた
冷却特性を期待でき大容量変圧器に有望であるが、現実
の使用に当っては、次の様な問題点がある。

（発明が解決しようとする問題点） 即ち、この種の箔巻変圧器においては、巻線端部特に外
側高圧巻線５の外側上下端の渦電流損失が過大になる。

第５図（ａ）、　（ｂ）　、　（Ｃ）は高圧巻、Ｗ５の
発生損失密度Ｐの分布を示す概念図である。絶縁筒１６
に巻かれた高圧巻線５の外側特に電界緩和シールド１５
に近い巻線上下端で損失が非常に大きくなることがわか
る。このため、巻線の冷却のための冷却パネルを、巻線
外側すなわち電界緩和シールド１５に近づけて配置しな
ければならないという問題を生じた。第６図はこの点を
説明するための図面で、損失の過大な巻線外側近くに冷
却パネル６を配置しなければならないため、冷却パネル
６への導液ノズル１７と電界緩和シールド１５の絶縁距
離りが非常に小さくなる。このためこの部分で絶縁破壊
を生じるという問題点があった。

この問題を解決する方法としては、電界緩和シールド１
５の取付位置を変えることが考えられる。

取付位置を外側あるいは巻線の高さ中心方向にずらせば
、電界緩和シールド１５と導液ノズル１７の絶縁距離が
大きくなることは自明である。ところが、電界緩和シー
ルド１５を外側あるいは巻線の高さ中心方向にずらすこ
とは、シールド本来の巻線端部の電界緩和効果を失わせ
ることになる。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは高圧巻線外側の渦電流損を低減する
ことにより、高圧シールドと冷却パネルへの導液ノズル
との距離を確保して絶縁上の問題のない信頼性の高い箔
巻変圧器を提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は鉄心の脚に金属金属シートと絶縁シートとを重
ねて巻回して成る箔状巻線を巻回し、巻線最外側端部に
電界緩和シールドを配置し、さらに巻線内に冷却パネル
を配置し、この冷却パネル内に冷媒を循環させて箔状巻
線を冷却する箔巻変圧器において、巻線最外鍔端部に銅
またはアルミの磁気シールドと、冷却のための冷却パネ
ルを配置したことを特徴とする。

（作用） このようにすることにより磁気シールドによりもれ磁束
が反発されるため、巻線端部の損失を低減することがで
きる。このため巻線の冷却パネルは巻線外側より離して
配置することができ、冷却パネルへの導液ノズルと電界
緩和シールドの絶縁距離を十分に確保することができる
。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明によるセパレート式箔巻変圧器の高圧巻
線端部を示した断面図である。絶縁筒１６に金属シート
２絶縁シート３を重ねて巻かれた巻線５の外側端部部に
、非磁鋼材でできた電界緩和シールド１５．銅またはア
ルミでできた磁気シールド１８、および冷却用の冷却パ
ネル６が取り付けられている。磁気シールド１８により
もれ磁束が反発されるため、巻線端部の損失を低減する
ことができる。このため巻線５の冷却パネル６は巻線５
の外側より離して配置することができ、冷却パネル６へ
の導液ノズル１７と電界緩和シールド１５の絶縁距離り
を十分に確保することができる。なお、銅またはアルミ
の磁気シールド１８中には大きな渦電流が流れるため、
大きな損失を発生するが、隣接して設けた冷却パネル６
により冷却するため問題とならない。

このように本発明の実施例によれば、電界緩和シールド
と導液ノズルの絶縁距離を十分拡げることができるため
、絶縁信頼性が高くなる。

なお本発明は上記実施例に限定されるものでなく、たと
えば第２図に示すように非磁鋼金属製の電界緩和シール
ド１５に隣接して、内部に冷却ダクトを持った銅または
アルミの磁気シールドＩ８を取り付けてもよい。

また逆に電界緩和シールドを銅またはアルミで構成して
磁気シールドも兼ね、冷却用の冷却パネルを隣接させて
もよい。

さらに第３図に示すように銅またはアルミで構成した電
界緩和シールドの内部に冷却ダクト１９を設けても効果
は変わらない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、鉄心の脚に金属シ
ートと絶縁シートとを重ねて巻回して成る箔状巻線を巻
回し、巻線最外側端部に電界緩和シールドを配置し、さ
らに巻線内に冷却パネルを配置し、この冷却パネル内に
冷媒を循環させて箔状巻線を冷却する箔巻変圧器におい
て、巻線最外側端部に銅またはアルミの磁気シールドと
、冷却のための冷却パネルを配置するようにしたので高
圧巻線外側端部への磁気シールド取付けにより、巻線の
損失が低減し、冷却パネルを巻線外径から離して配置で
きるため、絶縁上の信頼性の高い箔巻変圧器を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による箔巻変圧器の高圧巻線端部構造の
一実施例を示す断面図、第２図、第３図は本発明の他の
実施例を示す断面図、第４図は従来の箔巻変圧器の構造
を示す断面図、第５図（ａ）〜（ｃ）は高圧巻線の損失
分布を示す説明図、第６図は従来の箔巻変圧器の高圧巻
線端部構造を示す断面図である。 １・・・鉄心、２・・・金属シート、３・・・絶縁シー
ト。 ４・・・低圧巻線、５・・・高圧巻線、６・・・冷却パ
ネル、７・・・ポンプ、８・・・凝縮器、９・・・冷却
水管、１０・・・冷媒タンク、１１・・・導液管、１２
・・・絶縁パイプ、１３・・・タンク、１４・・・絶縁
媒体、１５・・・高圧シールド、１６・・・絶縁筒、１
７・・・導液ノズル、１８・・・磁気シールド、１９・
・・冷却ダクト、Ｄ・・・高圧シールド導液ノズルの絶
縁距離、Ｐ・・・損失密度、　Ｘ・・・半径方向距離、
Ｙ・・・軸方向距離。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　鉄心の脚に金属シートと絶縁シートとを重ねて
   巻回して成る箔状巻線を巻回し、巻線最外側端部に電界
   緩和シールドを配置し、さらに巻線内に冷却パネルを配
   置し、この冷却パネル内に冷媒を循環させて箔状巻線を
   冷却する箔巻変圧器において、巻線最外側端部に銅また
   はアルミの磁気シールドと、冷却のための冷却パネルを
   配置したことを特徴とする箔巻変圧器。
2. （２）　銅またはアルミの磁気シールドの内部に冷却ダ
   クトを設けて巻線最外側端部に配置したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の箔巻変圧器。
3. （３）　電界緩和シールドを銅またはアルミ製の磁気シ
   ールドとしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の箔巻変圧器。
4. （４）　銅またはアルミで構成した電界緩和シールドの
   内部に冷却ダクトを設けたことを特徴とする特許請求の
   範囲第３項記載の箔巻変圧器。