JPH04168707A - 誘導電器円板巻線 - 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、ＳＦ６ガスあるいは変圧器油等の冷媒によっ
て冷却を行う誘導電器円板巻線に関するものである。

（従来の技術） 従来、変圧器等の誘導電器の巻線として用いられる円板
巻線は、第４図に示す様に構成されている。即ち、内側
絶縁筒１と外側絶縁筒２との間に、素線導体を巻回して
成る複数枚の円板巻線３が、軸方向に等間隔に複数段積
み重ねられて、それぞれの円板巻線を渡り線により電気
的に直列に接続して構成されている。各円板巻線３間に
は複数個の水平間隔片４が放射状に等間隔に配置され、
各円板巻線３間に半径方向の水平冷却路５が形成されて
いる。さらに、内側絶縁筒１及び外側絶縁筒２と前記各
円板巻線３との間には、内側垂直間隔片６及び外側垂直
間隔片７が、前記水平間隔片４の配設箇所に対応する位
置に設けられ、円板巻線３と内側絶縁筒１の間及び円板
巻線３と外側絶縁筒２の間に、前記水平冷却路５と連通
ずる内側垂直冷却路８及び外側垂直冷却路９がそれぞれ
形成されている。そして、図示しないタンク内に、ＳＦ
６ガスあるいは変圧器油等の冷媒と共に収納され、その
冷媒を強制対流あるいは自然対流によって前記各冷却路
内に流通させ、巻線の冷却を行っている。

この様に構成された円板巻線においては、その冷却効果
をより高めるために、第５図に示した様に、数段の円板
巻線３によって１つの冷却区域が形成されるように、円
板巻線の数段毎にその全周に沿って内側閉塞栓１０及び
外側閉塞栓１１が交互に設けられ、前記各内側垂直冷却
路８及び外側垂直冷却路９を交互に閉塞している。その
ため、ＳＦ６ガスなどの冷媒は、前記冷却区域毎に、流
入口及び流出口が内側・外側に反転し、ジグザグ状とな
って各円板巻線３の間を流通し、巻線全体の冷却効率を
高めている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、」二部の様に構成された従来の誘導電器
円板巻線には、以下に述べる様な解決すべき課題があっ
た。即ち、内側閉塞栓１０及び外側閉塞栓１１とによっ
て仕切られた１つの冷却区域内の各水平冷却路５に分流
する冷媒の流速分布は、第５図中点線で示した様に、必
ずしも均一にならない。例えば、ＳＦ６ガスの場合には
、１つの冷却区域の流入口付近にある下部の水平冷却路
５ａ内の流速の方が、流出口付近にある」二部の水平冷
却路５ｂ内の流速に比較して非常に小さくなっており、
各冷却区域内の流入口付近で、冷媒の滞留あるいは逆流
が起こることがある。そのため、各冷却区域内の流出口
（−Ｊ近に配置される円板巻線３ｂに比べ、流入口（＝
Ｊ近に配置される円板巻線３ａの冷却効率が悪く、均一
な冷却効果が得られず、巻線温度の均一化が図れなかっ
た。また、各冷却区域内において、局所的に過大な温度
上昇が起こるため、巻線絶縁物を劣化させ、変圧器の寿
命を短縮するといった欠点もあった。

そこで、円板巻線３を形成している素線導体の断面積を
大きくして電流密度を下げることや、冷媒の水平冷却路
５内の最小流速を基準とした巻線冷却設計を行うことも
考えられるが、いずれの場合も変圧器が大形化するとい
った欠点があった。

本発明は、上記の欠点を解消するために提案されたもの
で、その目的は、各冷却区域内において、各水平冷却路
の冷却に十分な流速を確保し、局所的に過大な温度上昇
が発生しない、冷却効率の良い誘導電器円板巻線を提供
することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の誘導電器円板巻線は、垂直冷却路の幅Ｓｖが２
０ｍｍ≦Ｓｖ≦６０ｍｍとなるように、円板巻線及び絶
縁筒を配置したことを特徴とするものである。

（作用） 本発明の誘導電器円板巻線によれば、垂直冷却路の幅Ｓ
ｖが、各冷却区域内における各水平冷却路を冷却するの
に十分な流速を確保できる値に設定されているため、巻
線を効率良く冷却することができ、局所的な温度上昇を
防止することができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図乃至第３図に基づいて
具体的に説明する。なお、第４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、内側閉塞栓
１０及び外側閉塞栓１１の厚さ、即ち、内側垂直冷却路
８及び外側垂直冷却路９の幅をＳＶとした場ｄに、２０
ｍｍ≦Ｓｖ≦６０ｍｍとなるように設定されている。

なお、上記の様にＳｖを設定したのは、以下の実験結果
に基づくものである。即ち、冷媒としてＳＦ６ガスを用
い、各水平冷却路の幅Ｓｌ＋を３〜５ｍｍとし、前記垂
直冷却路の幅Ｓｖを２０ｍｍ。

６０ｍｍとして、同一冷却区域内の各水平冷却路におけ
る冷媒の流速を測定し、その結果を第２図に示した。図
から明らかな様に、垂直冷却路の幅Ｓｖが２０ｍｍの場
合には、１つの冷却区域の上部で流速が大きく、下部で
流速が小さくなっている。なお、Ｓｖを２０ｍｍとした
場合の」二下部における流速の差は、水平冷却路に冷媒
が滞留あるいは逆流を起こすことのない値である。また
、ＳＶが２０ｍｍ未満の場合には、第５図に示した従来
型と同様に、１つの冷却区域の下部で冷媒の滞留が生じ
た。一方、Ｓｖが６０ｍｍの場合には、各水平冷却路で
ほぼ同じ流速が得られ、冷却」二最も好ましい流速分布
となっている。なお、Ｓｖが６０ｍｍ以」二の場合には
、Ｓｖが６０　ｍ　ｍの場合と同様に、各水平冷却路に
おける流速はほぼ同一になり、また、Ｓｖが２０ｍｍ〜
６０ｍｍの間である場合は、各水平冷却路における流速
は、第２図に示した両曲線の間の値となることから、各
水平冷却路に滞留あるいは逆流を起こすことを防止し、
局部的に過大な温度上昇が発生しないようにするために
は、Ｓｖを２０ｍｍ以上とすれば良いことになる。

また、第３図は垂直冷却路の幅Ｓｖと円板巻線内を流れ
る全流量との関係を示したものである。

図から明らかな様に、Ｓｖの値が大きい程、流路抵抗が
小さくなるため、水平冷却路に流れる冷媒流量が増加す
るが、Ｓｖが６０ｍｍを超えると冷媒流量はほぼ一定と
なり、垂直冷却路の幅Ｓｖをそれ以」二大きくしても冷
却効率にはほとんど影響しない。反対に、Ｓｖが２０ｍ
ｍより小さくなると、流路抵抗が増大するため冷媒流量
が急激に減少し、水平冷却路に滞留が発生するばかりで
なく、巻線内の温度差も拡大することになる。

この様に、本発明によれば、垂直冷却路の幅ＳＶを２０
　ｍ　ｍ≦Ｓｖ≦６０ｍｍとなるように設定することに
より、水平流路内の冷媒の流速分布を均一化することが
でき、また、冷媒流量を大幅に増大させることができる
。その結果、１つの冷却区域内で均一な冷却効果を得ら
れるだけでなく、巻線の」二下温度差も小さくすること
ができ、巻線全体を均一な温度とすることができる。ま
た、局所的な巻線の温度」二昇を防止できるので、素線
導体の断面積を小さくして電流密度を上げることができ
、冷却効率の優れた小型・軽量の変圧器等を得ることが
できる。

し発明の効果コ 以−］二述べた様に、本発明によれば、垂直冷却路の幅
Ｓｖが２０ｍｍ≦Ｓｖ≦６０ｍｍとなるように、円板巻
線及び絶縁筒を配置することによって、各冷却区域内に
おいて、各水平冷却路の冷却に十分な流速を確保し、局
所的に過大な温度−１−昇が発生しない、冷却効率の良
い誘導電器円板巻線を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の誘導電器円板巻線の一実施例を示す断
面図、第２図は１つの冷却区域における各水平冷却路内
の流速分布を示す特性図、第３図は垂直冷却路の幅Ｓｖ
と流量との関係を示す特性図、第４図は従来の誘導電器
円板巻線の一例を示す平面図、第５図は第４図の１、、
−　Ｉ断面図である。 １・・・内側絶縁筒、２・・・外側絶縁筒、３・・・円
板巻線、４・・・水平間隔片、５・・・水平冷却路、６
・・・内側垂直間隔片、７・・・外側垂直間隔片、８・
・・内側垂直冷却路、９・・・外側垂直冷却路、１０・
・・内側閉塞栓、１１・・・外側閉塞栓。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内側及び外側絶縁筒間に円板巻線を複数段積み重ねて配
   置すると共に、各円板巻線間に複数個の水平間隔片を配
   設して複数の水平冷却路を形成し、さらに、前記内側及
   び外側絶縁筒と前記円板巻線との間に複数個の垂直間隔
   片を配設して、前記水平冷却路と連通する内側及び外側
   垂直冷却路を形成し、さらに、前記複数の水平冷却路で
   １つの冷却区域を構成するように、内側及び外側垂直冷
   却路に、円板巻線の全周に沿って、内側・外側交互に閉
   塞栓を設けて成る誘導電器円板巻線において、前記垂直
   冷却路の幅Ｓｖが２０ｍｍ≦Ｓｖ≦６０ｍｍとなるよう
   に、前記円板巻線及び絶縁筒を配置したことを特徴とす
   る誘導電器円板巻線。