JPH02144903A - 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、絶縁媒体を封入したタンク内に収納した箔巻変圧器
に関するものである。

（従来の技術） 従来より箔巻変圧器に用いられているシート状巻線は、
巻線占積率が優れていること、電位分布が良好なこと、
製造が簡単なことなどの利点を有し繁用されているが、
その利用は比較的小容但の変圧器に限られていた。

しかし、より高電圧・人容最の変圧器を実現させるため
には、巻線に対する冷却能率をざらに向上させ、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、このため、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ように
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、特開昭５４−１６８６１３＠公報に示されたものが
知られている。即ち、第一４図に示した様に、鉄心脚１
の周囲に金属シート２と絶縁シート３を重ねて巻回して
巻線が構成され、タンク８内に収納されている。このタ
ンク８は、一般に軟鋼などの溝道材用金属で構成されて
いる。また、前記巻線は内側巻線４と外側巻線５とから
成り、これらの各巻線内には環状の冷却パネル６が内蔵
されている。

なお、この冷却パネル６は、冷媒を内部に送り込む導入
ノズル、冷媒を外部に送り出す導出ノズル及び導入され
た冷媒の流通路である冷却パネル本体とから構成され、
内部に冷媒が流れるための狭い隙間を形成できるように
、２枚の金属板の周辺を溶接などによって封じたもので
ある。そして、この隙間にフロンＲ−１１３やフロリナ
ートＦＣ７５などの冷媒をポンプ７で常時流し込み、冷
媒に巻線内で発生した熱を奪い取らせることで冷却を行
っている。また、熱を吸収した冷媒は、導出ノズルによ
り巻線の外部に送り出され、タンク８の外部に設けられ
た冷却器９内で冷却され、再度冷却パネル６内に送り込
まれる。

なお、冷媒は冷却パネル６に送り込まれる前に、−旦果
液管１０に集められるが、この集液管１０はタンク８な
どと同電位のアース電位を保持しているため、金属シー
ト２と同電位を有する冷却パネル６との接続は、絶縁パ
イプ１１を介して行なわれている。また、冷却パネル６
は金属シート２を熱伝導により冷却するため、金属シー
ト２必るいは絶縁シート３に接触しており、ざらに巻線
内に巻き込まれているため、冷却パネル６にもほぼ同電
圧が印加され、この金属シート２や冷却パネル６と外部
との絶縁は、タンク８内に封入されたＳＦ６ガスなどの
絶縁ガスによってなされている。

この様な箔巻変圧器は、従来の平角線状の導体を用いた
変圧器に比較して、大幅な小形化及び軽量化が可能で、
絶縁信頼性が高いなどの利点を有している。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記の様な構成を有する箔巻変圧器において
は、変圧器の容量が大きくなると、巻線４．５からの漏
れ磁束量が大きくなり、巻線４゜５自身や軟鋼製のタン
ク８において大きな渦電流損を発生させ、局部過熱を引
き起こす。即ち、第５図に示した様に、巻線４，５から
発生した漏れ磁束１２は、タンク８内の絶縁空間１３及
びタンク８を介してループを形成する。この様に漏れ磁
束１２がタンク８に入射すると、タンク８内に漏れ磁束
１２を打消す方向に渦電流が発生するが、タンクを構成
する軟鋼などの構造材用金属は電気抵抗が大きいため、
タンク８内に大きな過電流損失が発生する。

一方、巻線４，５を構成する金属シート２にも渦電流損
が発生する。即ち、漏れ磁束１２は金属シート２を横切
って最短の磁路（磁気エネルギーが最小）でループを形
成しようとするが、金属シート２の上下方向の幅が大き
いため、金属シート２内に漏れ磁束１２の半径方向への
漏れを打消す向きに渦電流が流れる。この渦電流は、特
に、金属シート２の上下端に集中して流れ、大ぎな損失
を発生させる。また、この様な現象は、従来の平角導体
を用いた変圧器に比べ、シート状導体を用いた箔巻変圧
器において、その導体の幅が広い分だけ顕著に現れる。

そして、この損失は、巻線に局部過熱を起こす危険性が
あるばかりでなく、巻線の冷却効率を高める必要性から
、冷却パネルを増設する必要が生じ、コストが増大し、
巻線の大形化を招いていた。

また、前述した様な渦電流がタンクを流れないようにす
るために、タンク全体をアルミなどの導電性にすぐれた
金属で構成することが考えられるが、−船釣に、アルミ
などの良導電性金属は、従来から用いられている軟鋼材
に比べて強度が劣るため、タンク内に封入された絶縁媒
体の内圧強度に耐え得るようにするためには、その板厚
を厚くしなければならなかった。そのため、軟鋼材に比
べて高価なアルミなどの良導電性金属てタンク全体を構
成することは、コストの増大を招くといった欠点がめっ
た。

ざらに、アルミなどの良導電性金属は、軟鋼材に比べて
線膨脹係数が約２倍以上大きいため、タンク内の温度が
上昇した場合に、その伸び、変形も大きくなるという欠
点もめった。

本発明は以上の欠点を解消するために提案されたもので
、その目的は、タンク内に発生する渦電流損を低減し、
局部過熱を防止すると共に、巻線に発生する渦電流損も
低減できる、高品質、高性能の箔巻変圧器を提供するこ
とにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、鉄心に金属シートと絶縁シートとを重ねて巻
回して巻線を形成し、絶縁媒体を封入したタンク内に収
納して成る箔巻変圧器において、前記タンクの巻線と対
向する部分を良導電性金属より構成し、タンクの他の部
分を前記良導電性金属より線膨脹係数の小さい他の金属
から構成したことを特徴とするものである。

（作用） 本発明の箔巻変圧器によれば、漏れ磁束を発生する巻線
部分と対向するタンク部分を良導電性金属より構成する
ことにより、このタンク部分を電磁シールドの様に作用
させ、漏れ磁束を電磁的に反発させることができる。

また、タンクの他の部分を線膨脹係数の小さい他の金属
から構成することにより、タンク内の温度上昇に伴うタ
ンクの変形を最小限に抑えることができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図乃至第３図に基づいて
具体的に説明する。なお、第４図及び第５図に示した従
来型と同一の部材には同一の符号を付して、説明は省略
する。

本実施例においては、第１図に示した様に、タンク２０
がその中央部を構成するタンク本体２０ａと、その両端
部に取付けられるカバー２０ｂとから構成され、タンク
内部に収納される巻線４゜５部分と対向するタンク本体
２０ａが、アルミなどの良導電性金属より構成され、一
方、両端に配設されるカバ−２０ｂ部分が、線膨脹係数
の小さい軟鋼材より構成されている。

この様な構成を有する本実施例の箔巻変圧器においては
、第２図に示した様に、巻線４，５からの漏れ磁束１２
は、必だかも電磁シールドの様に作用するアルミなどの
良導電性金属から構成されたタンク本体２０ａにより反
発されるため、タンク２０ａ部分に入射する磁束が減り
、その結果、タンク２０ａに発生する損失も減少し、タ
ンクの局部過熱も防止される。また、タンク２０ａによ
り漏れ磁束１２が反発されるため、特に外側巻線５部分
において、漏れ磁束が巻線の外側に漏れにくくなる。そ
のため、漏れ磁束の半径方向への漏れを打消す向きに流
れる電流が少なくなり、それに伴って渦電流損の発生も
小さくなる。

さらに、第３図（Ａ＞（Ｂ）に示した様に、−般に、タ
ンクは内部に封入された絶縁媒体の内圧及び温度上昇に
よって、図中破線で示した様に変形する。また、アルミ
などの良導電性金属は、従来から用いられている軟鋼材
に比べて線膨脹係数が大きく、且つ、強度も劣るため、
この様な変形量は大きくなるが、本実施例においては、
タンク本体２０ａの両端部に、線膨脹係数が小さく、且
つ、強度の大きい軟鋼材より構成したカバー２０ｂを配
設しているので、アルミなどの良導電性金属より構成し
たタンク本体２０ａの変形量を低減することができる。

［発明の効果］ 以上述べた様に、本発明によれば、タンクの巻線と対向
する部分を良導電性金属より構成し、タンクの他の部分
を線膨脹係数の小さい他の金属から構成するという簡単
な手段によって、タンク内に発生する渦電流損を低減し
、局部過熱を防止すると共に、巻線に発生する渦電流損
も低減できる、高品質、高性能の箔巻変圧器を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の箔巻変圧器の一実施例を示す平面図、
第２図はその作用を示すための断面図、第３図はタンク
に生ずる変形を示すもので、（Ａ＞は平面図、（Ｂ）は
そのＡ−Ａ断面図、第４図は従来の箔巻変圧器の構成を
示す断面図、第５図はその作用を示す断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 鉄心に金属シートと絶縁シートとを重ねて巻回して巻線
   を形成し、絶縁媒体を封入したタンク内に収納して成る
   箔巻変圧器において、 前記タンクの巻線と対向する部分を良導電性金属より構
   成し、タンクの他の部分を前記良導電性金属より線膨脹
   係数の小さい他の金属から構成したことを特徴とする箔
   巻変圧器。