JPH04323812A - 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］

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は銅或いはアルミ箔等の金
属シートと絶縁シートとを重ね巻きしてなる箔状巻線を
用いた箔巻変圧器において、特に口出し導体と金属シー
トとの接続手段を改良した箔巻変圧器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の箔巻変圧器は巻線の占積率が良い
ことから、小型、軽量化を実現できると言う特徴がある
。既に数ＫＶ、数１００　ＫＶＡ程度の比較的電圧の低
い小容量の変圧器では実用化されている。最近、その優
れた長所に鑑み、より高電圧、大容量の変圧器への適用
が研究されているが、箔巻変圧器の高電圧、大容量化を
図る上での問題点として、いかに巻線に対する冷却能率
を向上させ、高い絶縁能力を巻線に持たすことができる
か、また口出し導体と金属シートとの接続部分に生ずる
熱をいかに軽減するかと言う点があげられる。

【０００３】こらの問題点のうち、箔巻変圧器における
巻線に対する冷却方式としては、巻線内に冷却ダクトを
内蔵させ、絶縁特性の優れた冷媒を送込んで巻線から発
生する熱量を直接的に冷やすいわばヒートパイプ式のも
のが考えられている。一方、口出し導体と金属シートと
の接続部分に生ずる熱を軽減する手段は、未だ確率され
ていないのが現状である。

【０００４】一般に、変圧器の巻線には巻線の（電流×
巻回数）値に応じて低圧巻線と高圧巻線間の間隙および
それぞれの巻線内に、巻線の軸方向を主成分とする漏れ
磁束が発生する。この漏れ磁束の流れは図９に示す如く
である。すなわち、タンク１内に配設された鉄心２の回
りに箔状の金属シートおよび絶縁シートを重ねて巻回し
、低圧巻線３および高圧巻線４が形成されている。また
、巻線３，４の巻始めと巻終りには、口出し導体７とブ
ッシング９との間はリード線１０によって接続されてい
る。

【０００５】このような構成の箔巻変圧器においては、
漏れ磁束６は前述のように低圧巻線３と高圧巻線４の間
隙５および箔巻巻線内に生ずるが、金属シート８の幅が
広いため、金属シート８に入射する巻線径方向の磁束を
打消そうとする渦電流が金属シート８の中に流れ易い。 このため、磁束６は、巻線の端部から５０ｍｍ以内程度
のところで急激に巻径方向に曲り、タンク１および鉄心
２の方向へ向う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、箔巻変圧器
においては、口出し導体７として一般に矩形状の平板が
用いられ、その断面積は金属シート８と同じかそれ以上
とするのが一般的であり、例えば金属シート８の厚さが
０．５ｍｍ　、幅が２ｍとすると、口出し導体７の断面
は例えば１０ｍｍ×１００ｍｍ程度となる。

【０００７】このように断面積の大きい口出導体７を巻
線端部の半径方向の磁束が集中する部分に配置すると、
導体内部にこの磁束を打消そうとする大きな渦電流が流
れる。また、口出し導体によって、電流を巻線の上部に
取出す場合、図１０に示すように金属シート８の負荷電
流１１は上部へ集中して流れ、金属シート８と口出し導
体７の接続部Ａ近傍は、発生した熱により高い温度にな
る恐れがある。

【０００８】さらに、この部分は前記の渦電流１２が口
出し導体７に生ずる半径方向の磁束を打消そうとして発
生する部分と同一であるため、その発熱量は非常に大き
くなり、局部的に高温となり、溶損にいたる恐れがあっ
た。また、口出し導体７に流れる渦電流によって余分な
損失が発生するため、変圧器の運転効率を低下させると
いう問題があった。

【０００９】本発明の目的は、口出し導体に発生する熱
を軽減して口出し導体の接続部の溶損を防止すると共に
、渦電流損失を大幅に低減することができる信頼性の高
い箔巻変圧器を提供するにある。［発明の構成］

【００
１０】

【課題を解決するための手段】本発明の箔巻変圧器は、
断面が長方形の第１の口出し導体と、この第１の口出し
導体の厚さとほぼ同一寸法の幅を有する複数本の平角状
導体を前記第１の口出し導体幅とほぼ同一厚さとなるよ
うに積重ねた構成とし、且つ前記第１の口出し導体に電
気的に接続された第２の口出し導体と、前記第１の口出
し導体と同一長さで且つ前記第１の口出し導体に電気的
に接続された極薄平板状導体とで形成した巻線口出しリ
ードを巻線の軸方向上下部に少なくとも複数本配設する
構成とし、前記極薄平板状導体を前記金属シートに電気
的に接続して前記第２の口出し線とし、且つ前記巻線軸
方向の下部側に配設された口出し線は上部側に配設した
口出し線と同一軸線上に積重ねるようにして引出すよう
にしたものである。

【００１１】

【作用】このような構成の箔巻変圧器にあっては、口出
し導体に生じる渦電流による温度上昇が大幅に軽減され
るので、口出し導体接続部の溶損を防止できると共に、
渦転流による抵抗損失を大幅に低減でき、変圧器の運転
効率を高めることができる。

【００１２】

【実施例】以下本発明の一実施例について図１乃至図８
を参照して具体的に説明する。なお、図９および図１０
に示す従来形と同一部分は、同一符号を示す。

【００１３】図１は本発明による口出しリードの構造を
示す詳細図である。幅Ｗ１　、厚さＴ１　を有する断面
長方形状の第１の口出し導体７１の端部に幅Ｗ２　が第
１の口出し導体厚さＴ２　とほぼ同一寸法で、厚さＴ２
　はほぼ１ｍｍ単位程度の角型状導体を複数本積重ねて
この積重ね厚さが第１の口出し導体幅Ｗ２　とほぼ同一
寸法となるように構成した第２の口出し導体７２が溶接
等によって電気的に接合されている。

【００１４】さらに、第１の口出し導体７１は、厚さが
ほぼ０．５ｍｍ　の極薄平板状導体７３と溶接等によっ
て電気的に接合されている。この極薄平板状導体７３は
箔状巻線を形成する金属シート８の巻始め、または巻終
りに圧接などによって電気的に接合されている。巻線の
漏れ磁束６の半径方向成分が非常に大きいことから、第
１の口出し導体および極薄平板状導体は巻線の軸方向中
央から巻線軸方向上端よりほぼ１００ｍｍ　内側までの
長さとし、巻線軸方向端部のほぼ１００ｍｍ　の部分に
は極薄平板状導体７３の厚とほぼ等しい厚さを有する絶
縁板７４を配設する。さらに、前記と同一形状の巻線口
出しを巻線の軸方向中央から下端側の範囲に配設し、口
出し線は上部側に配設した口出線と同一軸線上に積重ね
る形で引き出す。 図２は図１の側面図、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面
図、図４は図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。巻線の
口出しリードとして引出す導体は、第２の口出し導体７
２である。

【００１５】以上の構成とすることにより、巻線の漏れ
磁束６の半径方向成分Ｂｒ　による口出しリードの温度
上昇θは、Ｂｒ　２　・Ｔ・Ｗ２　（℃）に比例する（
Ｂｒ　：磁束密度（ガウス）、Ｔ：導体厚さ（ｍｍ）　
、Ｗ：導体幅（ｍｍ）　）という関係式が成り立つこと
から、従来の口出しリード構造の場合の巻線の漏れ磁束
６の半径方向成分Ｂｒ　による口出しリードの温度上昇
θ０　は、Ｂｒ　２　・Ｔ０　・Ｗ０　２　に比例する
のに対し、本実施例の構造の場合は、θ１　は、Ｂｒ　
２　・Ｗ２　・Ｎ・（Ｔ２　）２　に比例する。ここで
、Ｎは口出し導体７２を形成する素線導体７２ａの積み
重ね本数である。

【００１６】前述の通り本実施例の構造ではＷ２　は約
Ｔ１　で、約Ｔ０　／２であり、ＮＴ２　は約Ｗ０　で
あることから、　　θ＝θ０　／２Ｎ　　となり、巻線
の漏れ磁束６の半径方向成分Ｂｒ　による口出しリード
の温度上昇Ｎはほぼ５０〜１００　であるため、１／１
００〜１／２００　に軽減される。

【００１７】同時に口出しリードに発生する渦電流によ
る抵抗損失は、巻線の漏れ磁束６の半径方向成分Ｂｒ　
による温度上昇θと同一の関係式があることから、同様
に１／１００　〜１／２００　に軽減される。一方、通
電による抵抗損失は、電流の二乗に比例することから、
本発明の構造では従来の１／２に軽減される。

【００１８】また、大容量器においては、巻線の漏れ磁
束６の周方向成分Ｂｃも大きな値となり、これによる口
出しリード温度上昇θ２　は、Ｂｃ　２　・Ｎ・Ｔ２　
・Ｗ２　２　に比例する。前述したように本実施例の構
造では、Ｗ２　は約Ｔ０　／２であることから、従来の
１／４に軽減される。

【００１９】口出しリード７の引出し線となる第２の口
出し導体７２は、細分した効果をより一層高めるために
、図５に示すように素線導体７２ａにホルマール被覆な
どの素線絶縁７２ｂが施されたものを使用する。図６は
巻線口出しリードを巻線の周方向にずらして２本配設し
たもので、このようにしても前述と同様の効果が得られ
る。図７は第２の口出し導体７３を第１の口出導体７２
の上下に電気的に接続し、巻線の同一軸線上下より口出
線として引出したものである。

【００２０】図８は巻線口出しリードを巻線の周方向に
ずらして２本配設し、各々の口出しリードを一方は上部
から引出し、他方は下部から引出したもので、このよう
にしても前述と同様の効果が得られる。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、口出
し導体の局部的な加熱の防止および低損失化を図ること
ができ、さらに損失を低減して温度上昇を低減すること
により、絶縁物ひいては変圧器全体の長寿命化を図るこ
とができる高品質で低損失の箔巻変圧器が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による箔巻変圧器の一実施例における口
出しリードを示す構成図。

【図２】図１の側面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図。

【図４】図１のＣ−Ｃ線に沿う矢視断面図。

【図５】同実施例における口出し導体の断面図。

【図６】本発明の他の実施例を示す口出しリードの構成
図。

【図７】本発明の異なる実施例を示す口出しリードの構
成図。

【図８】本発明の異なる他の実施例を示す口出しリード
の構成図。

【図９】従来の箔巻変圧器における漏れ磁束の分布を示
す断面図。

【図１０】従来の箔巻変圧器における口出し導体と金属
シートの接続部を示す拡大図。

【符号の説明】

１……タンク、２……鉄心、３……低圧巻線、４……高
圧巻線、７……口出し導体、７１……第１の口出し導体
、７２……第２の口出し導体、７３……極薄平板状導体
、７４……絶縁板、８……金属シート、９……ブッシン
グ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　金属シートと絶縁シートとを重ねて巻
   回し、箔状巻線を形成した箔巻変圧器において、断面が
   長方形状の第１の口出し導体と、この第１の口出し導体
   の厚さとほぼ同一寸法の幅を有する複数本の平角状導体
   を前記第１の口出し導体幅とほぼ同一厚さとなるように
   積重ねた構成とし、且つ前記第１の口出し導体に電気的
   に接続された第２の口出し導体と、前記第１の口出し導
   体と同一長さで且つ前記第１の口出し導体に電気的に接
   続された極薄平板状導体とで形成した巻線口出しリード
   を巻線の軸方向上下部に少なくとも複数本配設する構成
   とし、前記極薄平板状導体を前記金属シートに電気的に
   接続して前記第２の口出し線とし、且つ前記巻線軸方向
   の下部側に配設された口出し線は上部側に配設した口出
   し線と同一軸線上に積重ねるようにして引出すようにし
   たことを特徴とする箔巻変圧器。