JPH04103114A - 静止誘導電気機器 - 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） 本発明は変圧器等の静止誘導電気機器に係り、特にその
巻線の絶縁耐力の向上と騒音低減可能な静止誘導電気機
器に関する。

（従来の技術） 一般に変圧器の巻線は第５図に示すように、鉄心１の回
りに低圧巻線２を配置し、低圧巻線２の外側に主間隔を
構成する絶縁バリヤ３および基礎絶縁筒５を介して高圧
巻線４が配置されている。

基礎絶縁筒５の外周側に軸方向に沿って固定したダクト
用レール６に絶縁紙や絶縁フィルムあるいは絶縁被膜に
よる絶縁物７により被覆された導体８を巻回して巻線４
が構成されている。導体８は外側から内側または内側か
ら外側に巻回してセクション１０をそれぞれ形成し、セ
クションＩＣ間の間隙には図示左端をダクト用レール６
に溝係合したスペーサ９が挿入されて、その間隙が保持
されるように構成されている。巻線４は絶縁油等の絶縁
液体１１とともにタンク内に収納される。巻線４に高電
圧が印加されると鉄心ヨーク１と対向する巻線端部に電
界が集中するので、その部分に電界緩和用の静電シール
ドリング１２を取り付けるとともに巻線端部内周から端
面に至る部分を覆うように１個ないし複数個のプレスポ
ード製絶縁アングルリング１３を設けた構造になってい
る。このような絶縁構造においては、電圧が高くなるほ
ど高低圧巻線部の絶縁距離Ｓを大きくする必要があるが
、輸送制限から要求される条件のために極力切りつめて
縮小した構造となっている。そのため、高低圧巻線間に
かかる電圧により絶縁アングルリング１３に電界が集中
し過大なストレスがかかる。特に絶縁アングルリング１
３は高圧巻線の端部を覆うように、また自らの電界を極
力押さえるため、大きな曲率をもった断面円弧状の形状
をとっているため、絶縁アングル１３とそれを取り付け
るための絶縁バリヤ３の間には、断面のギャップ長が連
続的に変化するようなくさび状のギャップｇがアングル
リング１３の外周面全体にわたって形成される。

このようなギャップｇには絶縁油等の絶縁液体１１が存
在する。絶縁液体１１の比誘電率は一般に絶縁バリヤ３
や絶縁アングルリング１３の比誘電率に比べ小さいため
、比誘電率の小さな絶縁液体のギヤ７１２部分に電界が
集中し、高電圧となって絶縁破壊に至る。従って、この
ような絶縁破壊を避けるためにはセクション間の距離や
巻線間の各部分の絶縁距離を太き（とる必要があり、機
器の大型化を招いていた。

さらに、第６図の巻線要部の断面図に示すごとく、ダク
ト用レール６と導体８の絶縁物７あるいは絶縁物７とス
ペーサ９との間にもくさび状のギャップｇが生じる。こ
のようなギャップｇには絶縁油等の絶縁液体１１が存在
するがこの場合も、絶縁液体の比誘電率は絶縁バリヤ等
に比べ小さいため、比誘電率の小さな絶縁液体のギヤ７
１２部分に電界が集中し、高電界となって絶縁破壊に至
るため、絶縁信頼性に乏しい。したがって、セクション
間の距離や巻線間の各部分の絶縁距離を大きくとる必要
があり、機器の大型化を招いていた。

さらに絶縁物の乾燥や長期運転における枯れにより絶縁
物が収縮し、巻線にガタが生じ、振動や騒音が大きくな
る欠点もあった。これはまた、締付力や短絡機械力等の
機械的強度を低下させる原因ともなっていた。

本発明は上記のような従来技術の持つ問題点を解決する
ためになされたもので、その目的は巻線の絶縁信頼性を
高め、絶縁距離を極力小さくして巻線全体の寸法の縮小
化をはかり、かつ通電時の振動をも吸収した低騒音の静
止誘導電気機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） 本発明は上記の目的を達成するために、鉄心の回りに導
体を巻回して巻線を形成し、絶縁液体中に封入してなる
静止誘導電気機器において、前記電気機器を構成する絶
縁物の少なくとも一部に絶縁液体中でその体積が増加す
る絶縁物を用いたことを特徴とする。

（作　用） 本発明によると、静止誘導電気機器を構成する絶縁物が
絶縁液体中に浸漬すると、その体積を増加させるので、
絶縁物相互間あるいは絶縁物と導体間に微小なギャップ
や（さび状のギャップが生じなくなる。従って、電界集
中による巻線の絶縁破壊がなくなり、巻線の絶縁信頼性
が高くなるとともに巻線の振動を吸収し、騒音も低減す
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の要部断面図である。なお、既に説明し
た従来例と同一部分には同一符号を付して説明する。

第１図に示すように、鉄心ｌの回りに低圧巻線２を配置
し、低圧巻線２の外側に主間隔を構成する絶縁バリヤ３
および基礎絶縁筒５を介して高圧巻線４が配置されてい
る。基礎絶縁筒５の外周側に軸方向に沿って絶縁液体中
においてその体積が増加する絶縁物からなるダクト用レ
ール１４を固定し、さらに、このレール１４上に絶縁物
７により被覆された導体８を巻回して巻線を構成するが
、その巻線の各巻回層の間にはダクト用レール１４に溝
係合してその一部または全部が絶縁液体中においてその
体積が増加する絶縁物からなるスペーサ１５を挿入する
。絶縁液体中においてその体積が増加する絶縁物として
は例えばオレフィン系エラストマーのように油に対し膨
潤し、その体積が増加するゴム弾性体のように弾性を有
するものが特によい。

導体８はレール１４に内側から外側または外側から内側
に強固な締め付は力により巻き付けられる。

また、スペーサ１５は周方向に部分的に配置され、セク
ション間の間隙が保持され、上下方向から締め付けて巻
線のガタやずれが生じないように構成される。このよう
に構成された巻線は絶縁液体が封入されると、絶縁物１
４．１５は体積を増加させる。

本実施例の静止誘導電気機器は、上述したように構成さ
れているので、導体８がレール１４に半径方向の締め付
は力で締め付けられており、また、スペーサ１５はセク
ション間にはさまれ上下方向から締め付けられている。

そこで、絶縁液体が封入されるとレール１４やスペーサ
１５の絶縁物が体積を増そうとするが、圧縮されている
部分は体積が増加しないため、絶縁物と絶縁物の間のく
さび状の間隙部分に絶縁物の増加部分が集まり、くさび
状の間隙が絶縁物により完全に充填されることになる。

従って導体８とレール１４部分やスペーサ１５部分との
間のくさび状の微小間隙はなくなり、完全に密着する。

従って、絶縁上の弱点となるくさび状のギャップが形成
されないため、導体８の回りに電界が集中することなく
、絶縁信頼性が大幅に向上する。

また、導体８は体積が膨張増加したレール１４やスペー
サ１５に圧縮されるため、巻線の乾燥工程や長期にわた
る運転に対する絶縁物の収縮や枯れに対しても巻線のガ
タが生じることはない。特に絶縁液体中で体積を増加さ
せる絶縁物がゴムやエラストマー等の弾性体で形成され
る時はこの効果が大きい。従って巻線締付強度の低下を
生じることなく、機械的強度が向上する。しかも、通電
時の振動をも吸収するので、振動低減ひいては騒音低減
の効果も有する。

さらに、本発明においてはレール、スペーサのうちどち
らか一方のみを液体中でその体積が増加する絶縁物にて
構成してもよく、あるいはまたプレスポード等からなる
レールの外側に液体中で体積が増大する絶縁物を沿わせ
た上で導体を巻回するように構成してもよい。このよう
に構成するとレールの外側の導体に接触する部分の絶縁
物が絶縁性液体中でその体積を増加させるので、上記実
施例と同様の効果が得られる。

第２図は本発明の他の実施例の要部断面図である。第２
図に示すように、鉄心１の回りに低圧巻線２を配置し、
低圧巻線２の外側に主間隔を構成する絶縁バリヤ３を介
して高圧巻線４が配置されている。また、絶縁バリヤ３
に沿わせて液体１１中でその体積が増大する絶縁物から
なる成型絶縁物Ｉ６を巻線４の端面および静電シールド
リング１２を保護するように取り付ける。

このような構成の静止誘導電気機器においては、特に巻
線は上下方向から絶縁物を介在して締め付けられている
ため、液体中で成型絶縁物１６の体積が増大すると、特
に絶縁バリヤ３と接触する場合において成型絶縁物１６
がその体積を増加させ、図示するように絶縁バリヤ３出
接触する部分が直線上になり、従来のようなくさび状の
ギャップが生じないので、電界が集中することなく、絶
縁信頼性が大幅に向上する。

さらに、成型絶縁物１６の厚さは巻線の導体角部から発
生した部分放電を阻止する角部の部分の絶縁厚さが最も
厚くなり、放電の阻止効果が最も大きくなり絶縁信頼性
が大幅に向上する。

第３図は本発明のさらに他の実施例の要部断面図である
。第３図に示すように、絶縁バリア３の外側に高圧巻線
４が巻回配置されており、巻線４の端部にシールドリン
グ１２が設けられている。液体中でその体積が増大する
成型絶縁物１７を巻線の導体８に直接密着するように形
状を合わせて整形し、巻線の端部側の複数の各セクショ
ン１０に取り付けている。しかし、巻線の全てのセクシ
ョンに取り付けるように構成してもよい。また、この成
型絶縁物１７は巻線の内周側の導体角部に取り付けるの
みでなく、巻線の外周側にも液体中でその体積が増大す
る絶縁物１７を取り付けるのもよい。このように構成す
ると成型絶縁物は液体中でその体積を増大させ導体に密
着して取り付き、導体角部を保護するので絶縁信頼性が
大幅に向上する。

第４図は本発明の別な実施例の要部断面図である。第４
図に示すように、絶縁バリア３の外側に高圧巻線４が巻
回配置されている。導体角部に断面がＵ字型をし液体中
で体積が増加する成型絶縁物１８を巻線の端部側のセク
ション１０に取り付けている。この成型絶縁物の取付け
は複数個のセクションをまとめてもよく、また円周方向
全周にわたってもよく、あるいはまた周方向に部分的に
例えばセクションを支持するスペーサ部分にのみ用いて
もよい。このように構成すると絶縁物が液体中で体積を
増し、導体角部を完全に絶縁物により密着して被覆絶縁
することができ、巻線の絶縁信頼性が大幅に向上する。

特に絶縁物が弾性を有するものを使用すると巻線の締め
付は力により完全に導体に密着するとともに振動等によ
っても巻線にガタが生じることもなく、また成型絶縁物
が導体からはなれることなく密着して取り付けられ、電
気的・機械的信頼性が向上する。液体中で体積が増大す
る絶縁物は巻線全体の各セクションに取り付けてもよく
、また例えば線路端近傍のみのセクションに取り付ける
等、巻線の一部分にのみ取り付けてもよい。さらに、巻
線のセクションの内周側あるいは外周側のどちらかのみ
に取り付けても、また両側に取り付けてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば液体中でその体積
が増大する絶縁物を静止誘導電気機器を構成する絶縁物
の少なくとも一部に用いたので、絶縁物が巻線の導体あ
るいは絶縁物と密着して取り付き、ギャップが生じなく
なる。従って巻線の絶縁信頼性が高くなるとともに機械
的強度を高め、振動・騒音を低減した静止誘導電気機器
を安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部断面図、第２図は本発
明の他の実施例の要部断面図、第３図および第４図はい
ずれも本発明のさらに他の実施例の要部断面図、第５図
は従来の巻線の端部絶縁構造を示す断面図、第６図は第
５図の巻線の要部断面図である １・・・鉄心　　　　　　　２・・・低圧巻線３・・・
絶縁バリヤ　　　　４・・・高圧巻線５・・・基礎絶縁
筒　　　　６・・・レール７・・・絶縁物 ９・・・スペーサ １１・・・絶縁液体 １２・・・静電シールドリング １３・・・絶縁アングルリング １４・・・レール　　　　　　１５・・・スペーサ１６
、１７．１８・・・成型絶縁物 ８・・・導体 １Ｇ・・・セクション 代理人　弁理士（８７３３）猪　股　祥　晃（ほか１名
） 第１図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　鉄心の回りに導体を巻回して巻線を形成し、絶縁液体
   中に封入してなる静止誘導電気機器において、前記電気
   機器を構成する絶縁物の少なくとも一部に絶縁液体中で
   その体積が増加する絶縁物を用いたことを特徴とする静
   止誘導電気機器。