JPH02308510A - 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巻回した箔
状巻線を用いた箔巻変圧器に関するものである。

（従来の技術） 鉄心脚の周囲に金属シートと絶縁シートを重ねて巻回し
た箔状巻線を用いた箔巻変圧器は、巻装導体の占積率か
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・軽量化に適しているという特徴を有し、主
として数ＫＶ、数１００ＫＶＡ程度の比較的低電圧・小
容量の変圧器に広く使用されている。また、最近は、そ
の特徴に鑑み、より高電圧、大容量の変圧器への適用が
研究されている。

この様な箔巻変圧器の一例を第５図に示した。

即ち、鉄心１の周囲に金属シート２と絶縁シート３を重
ねて巻回して低圧巻線４と高圧巻線５が形成され、これ
らの巻線４，５が絶縁筒６によってヨーク鉄心７等の接
地物に対し絶縁状態で支持され、絶縁媒体８が封入され
たタンク９内に収納されている。

（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、鉄心窓内の巻線占積率が高くなる反面、以下に述べ
る様な欠点があった。

即ち、数ＫＶ、数１００ＫＶＡ程度の箔巻変圧器では、
変圧器中身の巻線の半径も小さく、スタック高さも低く
して良いため、巻線の重量が軽く、その重量を支えるた
めに別部材を設ける必要もなく、第５図に示した様に、
絶縁筒６に金属シート２と絶縁シート３を巻回した時の
巻付は力によって、巻線の荷重を支持することができた
。

しかしながら、より高電圧・大容量の箔巻変圧器になる
と、巻線の自重が大幅に増加するため、絶縁筒６への巻
線の巻付は力だけでは巻線を支えきれなくなり、巻線の
変歪及び落下等を来たす恐れがあった。そこで、第６図
に示した様に、低圧巻線４及び高圧巻線５を鉄心クラン
プ及びシールド１０に対して、支持絶縁物１１によって
絶縁状態で支持する方法が用いられている。ところが、
この様に支持絶縁物１１を用いて巻線を支持しようとし
た場合、巻線を完全に支えるためには、巻線の半径方向
の全面にわたって支持しなければならなかった。しかし
、この場合、支持絶縁物１１の比誘電率は、タンク内部
に封入されるＳ　Ｆ６ガス等の絶縁媒体の比誘電率より
大きいため、前記支持絶縁物１１が配設されている部分
においては、巻線端部に電界が集中し、絶縁破壊を生じ
ることがあった。

また、第７図に示した様に、低圧巻線４及び高圧巻線５
の巻線内に、巻線の軸方向に伸びる中空状の冷却ダクト
１２を内蔵した箔巻変圧器が用いられている。即ち、冷
却ダクト１２の中空部の薄い間隙内には、フロンＲ−１
１３やフロリナートＦＣ７５等の冷媒が封入されており
、ポンプ１３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１４内において冷却さ
せ、凝縮させるように構成されている。そして、液化し
た冷媒は、冷媒タンク１５に溜められ、さらに、ポンプ
１３で巻線内に送り込まれるという冷却系が構成されて
いる。この冷却系を構成する導液管１６はステンレス等
の金属で構成され、この導液管１６と冷却ダクト１２と
は、テフロン樹脂等の絶縁パイプ１７を介して接続され
ている。

また、この導液管１６は、タンク９等のアース電位にも
接続されている。一方、冷却ダクト１２は、巻線内に組
込まれているため、近接する巻線と同電位に電気的に接
続されている。

この様なヒートパイプ方式の箔巻変圧器においては、巻
線内に配設された冷却ダクト１２と導液管１６とを結ぶ
絶縁パイプ１７が巻線端部に配設されるため、巻線端部
の全面に支持絶縁物１１を配設することはできない。そ
のため、従来から、第８図に示した様な、巻線端部の一
部を支持することができるような絶縁物から成るポスト
スペーサ１８が用いられている。

しかしながら、この様なポストスペーサ１８を用いた場
合は、ポストスペーサ１８の側部と、高圧巻線の端部に
配設される高圧シールド１９との間隙ｄが近接し、微小
ギャップが形成される。特に、タンク内に封入される絶
縁媒体がＳ　Ｆ６ガスのように気体である場合には、比
誘電率が１．０であり、これに対してポストスペーサ１
８の比誘電率はその数倍あるため、これらの比誘電率の
逆比に従って、ガス部分に電界が集中し、絶縁上の弱点
となっていた。また、ポストスペーサ１８が配設された
部分では、その比誘電率が高いため、ポストスペーサの
ない部分に比べて巻線端部に電界が集中するという欠点
もあった。

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、取付は作業の簡単な支持絶縁物によっ
て巻線を安定した状態で支持することができる、絶縁信
頼性が高く、機械的強度に優れた箔巻変圧器を提供する
ことにある。

［発明の構成コ （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
回して低圧巻線及び高圧巻線を形成し、これらの巻線を
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、前記巻線の上下端部の内、少なくとも巻線下
端部に板状絶縁物を配設し、その板状絶縁物に中空の柱
状絶縁物を取付けて、前記巻線を支持するように構成し
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、巻線の下端部あるいは上
下端部に配設した板状絶縁物及び柱状絶縁物によって、
巻線を安定した状態で支持することができ、また、柱状
絶縁物を中空に構成することにより、比誘電率の高い絶
縁物の占める割合を低減することができるので、巻線端
部に電界が集中することを防止できる。さらに、柱状絶
縁物の長さを適宜調節することにより、種々の定格の箔
巻変圧器に適用することができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図に基づいて具体的に説
明する。なお、第５図乃至第８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、高圧巻線５
の下端部あるいは上下端部に、熱可塑性ポリエステル樹
脂等から形成された板状絶縁物２０が配設され、さらに
、前記板状絶縁物２０の下部には、中空状の柱状絶縁物
２１が配設され、この柱状絶縁物２１によって、前記板
状絶縁物２０及び高圧巻線５を支持することができるよ
うに構成されている。また、高圧巻線５の最外周に配設
されている電界緩和用シールド１９と前記柱状絶縁物２
１とは、ある間隔ｇをおいて配置されている。

なお、この柱状絶縁物２１は、板状絶縁物２０と同じ材
質のものから構成しても良いし、また、エポキシ樹脂等
から構成しても良い。また、機械的強度に優れた絶縁物
を用い、その厚さを薄（することにより、支持絶縁物の
占める割合を小さくし、相対的に絶縁媒体の占める割合
を大きくするように構成されている。また、巻線を構成
する絶縁シート３をポリエステルフィルム樹脂を用いて
構成し、板状絶縁物２０を同種の熱可塑性ポリエステル
樹脂を用いて構成して、絶縁シート３の比誘電率と板状
絶縁物２０の比誘電率をほぼ等しくするか、あるいは、
絶縁シート３とほぼ同じ比誘電率を有する絶縁材料を選
んで板状絶縁物を形成し、さらに、柱状絶縁物２１もで
きるだけ比誘電率の小さい絶縁部から構成することが望
ましい。

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
、巻線の端部に配設される板状絶縁物２０は絶縁強度が
高く、また、比誘電率が絶縁シートとほぼ等しいので、
巻線と板状絶縁物の境界面における電界の集中を抑制す
ることができる。また、板状絶縁物２０を支持するため
に配設される柱状絶縁物２１は中空であるため、空間に
占める絶縁物の割合が小さくなり、比誘電率の高い物体
の占める割合が小さくなるため、巻線端部への電界の集
中が抑制される。さらに、高圧シールド１９と柱状絶縁
物２１との間隔ｇを３〜５ｍｍ以上確保することにより
、比誘電率の低い絶縁媒体と、それより比誘電率の高い
絶縁物との誘電率の差によって生じる電界集中を防止す
ることもできる。

また、柱状絶縁物２１は、熱可塑性樹脂であるエポキシ
樹脂等を用いることにより、絶縁耐力も高く、機械的強
度も高くすることができるので、輸送時の振動に対して
も、充分に耐えることができる。さらに、定格の異なる
種々の変圧器巻線に対しても、柱状絶縁物の長さを適宜
調節するだけで適用することができ、作業性及び経済性
が大幅に向上する。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、第２図に示した様に、高圧シールド３０の端面を巻
線の端面と等しくし、板状絶縁物３１によって高圧巻線
５と高圧シールド３０の両者を同時に支持し、その板状
絶縁物３１及び巻線全体を中空の柱状絶縁物３２によっ
て支持しても良い。この場合、高圧シールド３０を支持
するために別部材を用いる必要がないので、作業性が向
上すると共に、機械的信頼性も向上する。

また、本発明に用いられる板状絶縁物と柱状絶縁物は、
第３図に示した様に、板状絶縁物３３に係合突起３４を
設け、この突起３４に柱状絶縁物３５を嵌合するように
構成しても良い。さらに、第４図に示した様に、板状絶
縁物３６に柱状絶縁物３８の端部が嵌合される溝３７を
形成し、その溝３７内に柱状絶縁物３８を嵌合しても良
い。

［発明の効果］ 以上述べた様に、本発明によれば、巻線の上下端部の内
、少なくとも巻線下端部に板状絶縁物を配設し、その板
状絶縁物に中空の柱状絶縁物を取付けて、巻線を支持す
るように構成するという簡単な手段によって、取付は作
業の簡単な支持絶縁物によって巻線を安定した状態で支
持することができる、絶縁信頼性が高く、機械的強度に
優れた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断面図、
第２図乃至第４図は本発明の他の実施例を示す断面図、
第５図乃至第８図は従来の箔巻変圧器の構成を示す断面
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・・・絶
縁筒、７・・・ヨーク鉄心、８・・・絶縁媒体、９・・
・タンク、１０・・・シールド、１１・・・支持絶縁物
、１２・・・冷却ダクト、１３・・・ポンプ、１４・・
・凝縮器、１５・・・冷媒タンク、′　　１６・・・導
液管、１７・・・絶縁パイプ、１８・・・ポストスペー
サ、１９・・・高圧シールド、２０・・・板状絶縁物、
２１・・・柱状絶縁物、３０・・・高圧シールド、３１
・・・板状絶縁物、３２・・・柱状絶縁物、３３・・・
板状絶縁物、３４・・・突起、３５・・・柱状絶縁物、
３６・・・板状絶縁物、３７・・・溝、３８・・・柱状
絶縁物。

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低圧
   巻線及び高圧巻線を形成し、これらの巻線を絶縁媒体を
   封入したタンク内に収納して成る箔巻変圧器において、 前記巻線の上下端部の内、少なくとも巻線下端部に板状
   絶縁物を配設し、その板状絶縁物に中空の柱状絶縁物を
   取付けて、前記巻線を支持するように構成したことを特
   徴とする箔巻変圧器。