JPH065438A

JPH065438A - 電気機器

Info

Publication number: JPH065438A
Application number: JP4161492A
Authority: JP
Inventors: Akifumi Inui; 昭文乾; Yasuhiko Taniguchi; 安彦谷口; Hiroshi Murase; 洋村瀬
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-06-19
Filing date: 1992-06-19
Publication date: 1994-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】巻線などの高電圧導体の支持部分での絶縁信
頼性及び機械的強度に優れた小型の電気機器を提供す
る。【構成】絶縁媒体８を封入してなる密閉容器９内に導
体４，５とこの導体を支持する支持絶縁物１３を配置す
る。支持絶縁物１３の一部または全部として、弾性及び
絶縁性を有するフォーム材料層４１を使用する。フォー
ム材料としては、シリコン系などの弾性の優れたフォー
ム材料を使用することが可能であるが、硬質のフォーム
材料を使用して支持絶縁物１３全体をフォーム材料で形
成することも可能である。フォーム材料層４１として
は、絶縁性ガスで発泡して形成されるかまたは絶縁性ガ
スが内部に封入されたフォーム材料層、あるいは、気泡
間の連通性に優れ、絶縁媒体の透過性に優れたフォーム
材料層を使用することが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は静止誘導電気機器などの
高電圧機器に係り、特に、高電圧導体を支持する支持絶
縁構造を改良した電気機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】高電圧機器においては、高電圧導体を接
地物と絶縁状態で支持するために、各種の絶縁物が使用
されている。ガス絶縁開閉装置や管路気中送電装置で
は、接地された金属容器内に高電圧導体を絶縁支持して
収納するため、絶縁スペーサが数多く使用されている。
この絶縁スペーサは、例えば、特公昭５４−４４１０６
号公報及び特開昭５５−１５５５１２号公報に示すよう
に、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂からなる絶縁スペ
ーサ本体で高電圧導体を支持し、また、この絶縁スペー
サのフランジ部を隣接する２つの金属容器のフランジ部
と締め付け固定するように構成されている。

【０００３】一方、変圧器は、接地された金属容器内
に、変圧器中身と共に絶縁性ガスや絶縁油などの絶縁媒
体を封入して構成されている。この場合、変圧器中身と
して、金属シートと絶縁シートを重ねて巻回してなる箔
状巻線を使用する箔巻変圧器や、絶縁被覆を施した導体
を巻回してなる巻線を使用するタイプのものなどがあ
る。

【０００４】まず、図９は、従来の箔巻変圧器の一例を
示す断面図である。この図９に示すように、主脚鉄心１
の周囲に、金属シート２とこの金属シート２より幅広の
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
が形成されている。これらの巻線４，５は、絶縁筒６に
よりヨーク鉄心７などの接地物に対して絶縁状態で支持
され、ＳＦ₆ガスなどの絶縁性ガスまたは絶縁油などの
絶縁媒体８と共にタンク９内に収納されている。また、
図中１０は、電界緩和用のシールドであり、図示してい
ない鉄心クランプに固定されている。さらに、高圧巻線
５の外周側及び内周側の上下端部には、巻線端部に集中
する電界を緩和するための静電シールド１１，１２が取
り付けられている。

【０００５】ところで、図９に示すような箔巻変圧器
は、薄い金属シート２と絶縁シート３を重ねて巻回する
ことにより、低圧巻線４や高圧巻線５が形成されるた
め、鉄心窓内の巻線占積率が高くなるという利点があ
る。そして、数ｋＶ、数１０００ｋＶＡ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
さも低いため、巻線の重量が軽く、その自重を特に別部
材で支持する必要がなく、図９に示すように、絶縁筒６
に金属シート２と絶縁シート３を重ねて巻いた際の巻き
付け力によって、巻線の荷重を十分支持することができ
る。従って、その周囲に金属シート２と絶縁シート３が
巻回される絶縁筒６を、鉄心クランプもしくは鉄心クラ
ンプに固定されたシールド１０に固定することによって
巻線を支持することが可能である。

【０００６】これに対して、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への巻線の巻き付け力だけでは巻線を支えきれな
くなり、図９に示す構成とした場合には、巻線の変歪及
び落下などを生じる可能性がある。そのため、このよう
な高電圧・大容量の箔巻変圧器においては、図１０に示
すように、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１３によって支
持することが必要となる。

【０００７】次に、図１１乃至図１３に、導体を巻回し
てなるワイヤ巻線を使用するタイプの変圧器の一例を示
す。この場合、図１１は巻線の構成を示す断面図、図１
２は図１１の巻線の構成を詳細に示す拡大断面図であ
る。また、図１３は図１１の巻線を鉄心の周囲に配置し
た状態を示す模式的断面図であり、図面の簡略化の観点
からスペーサを省略して示している。まず、図１１に示
すように、図示していない鉄心の周囲に配置された基礎
絶縁筒２１の外周側には、その軸方向に沿ってダクト用
のレール２２が固定されている。レール２２の周囲に
は、図１２に示すように、絶縁紙や絶縁フィルムあるい
は絶縁被膜などの被覆絶縁物２３により被覆された導体
２４が巻回され、巻線２５が構成されている。この巻線
２５は、複数の巻回層から構成され、各巻回層の間には
一定の厚みを有するスペーサ２６が挿入されており、こ
のスペーサ２６の内周側端部（図中左側端部）は、レー
ル２２の溝に係合されている。すなわち、巻線２５を構
成する導体２４は、スペーサ２６によって区分され、各
巻回層毎のセクション２７を形成しており、各セクショ
ン２７間の間隔は、スペーサ２６の厚みによって一定に
保持されている。

【０００８】そして、このような構成を有する巻線２５
が、図１３に示すように、低圧巻線２５ａ及び高圧巻線
２５ｂとして使用され、ＳＦ₆ガスなどの絶縁性ガスま
たは絶縁油などの絶縁媒体と共に図示していないタンク
内に収納されている。すなわち、低圧巻線２５ａは鉄心
２８の周囲に配置され、この低圧巻線２５ａの外周に、
絶縁バリア２９を介して高圧巻線２５ｂが配置されてい
る。また、このような巻線構造において、高圧巻線２５
ｂに高電圧が印加されると、鉄心ヨーク２８ａと対向す
る巻線の上下端部に電界が集中するため、その部分に電
界緩和用の静電シールド３０が取り付けられていると共
に、高圧巻線２５ｂの内周面から静電シールド３０の上
下端面に至る部分を覆うように、１個乃至複数個のプレ
スボード製Ｌ字型バリア３１が配置され、絶縁バリア２
９の上下の端部に取り付けられている。この場合、高圧
巻線２５ｂは、このＬ字型バリア３１を介して図示して
いない支持絶縁物により上下から締め付け固定されるこ
とになる。さらにまた、高圧巻線２５ｂの各セクション
２７における導体２４角部からの放電を阻止する目的
で、高圧巻線２５ｂの各セクション２７における導体２
４角部にプレスボード成型物や絶縁物を重ねて加工した
絶縁物３２が密着状態で取り付けられる場合もある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような、図１０の箔巻変圧器及び図１１乃至図１３の変
圧器においては、導体部分と絶縁物との間に微小なギャ
ップを生じ、このギャップ部分に電界が集中して絶縁上
の弱点となる問題がある。

【００１０】まず、図１０の箔巻変圧器においては、巻
線４，５と支持絶縁物１３との界面に、巻線４，５の絶
縁シート３と支持絶縁物１３とによって挟まれた微小な
ギャップ１４が生じると共に、静電シールド１１，１２
と支持絶縁物１３との間、及び静電シールド１１，１２
と巻線４，５の間に、連続的にそのギャップ長さが変化
するようなくさび状のギャップ１５が生じる。

【００１１】特に、絶縁媒体が絶縁性ガスである場合に
は、絶縁性ガスの誘電率εが１．０であるのに対し、絶
縁シート３や支持絶縁物１３などの材料である固体絶縁
物の誘電率がその数倍もあることから、この誘電率の格
差により、ギャップ１４，１５部分に電界が集中し、ガ
スの絶縁破壊電界を越え、絶縁上の弱点となってしま
う。また、図１０には示していないが、一般的に、巻線
４，５の間には、リアクタンスギャップを確保する目的
で、支持絶縁物が挿入されており、この支持絶縁物と巻
線導体との間においても、同様にギャップを生じ、電界
が集中する問題がある。そのため、巻線４，５とタンク
９間の絶縁距離、あるいは巻線４，５間の絶縁距離を大
きくとる必要が生じ、その結果、機器の大型化を招くこ
とになる。

【００１２】次に、図１１乃至図１３の変圧器において
は、図１２の拡大図に示すように、レール２２と導体２
４の被覆絶縁物２３及びスペーサ２６との間、あるい
は、被覆絶縁物２３とスペーサ２６との間に、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３３が
生じる。従って、図１０の箔巻変圧器と同様に、特に、
絶縁媒体が絶縁性ガスである場合には、絶縁性ガスと固
体絶縁物の誘電率の格差により、ギャップ３３部分に電
界が集中し、ガスの絶縁破壊電界を越え、絶縁上の弱点
となってしまう。

【００１３】また、図１１乃至図１３の変圧器において
は、電圧が高くなるほど、巻線２５ａ，２５ｂ間の絶縁
距離Ｓを大きくする必要があるが、実際には、輸送制限
から要求される条件によって、極力縮小化されることに
なる。そのため、巻線２５ａ，２５ｂ間に加わる電圧に
より、Ｌ字型バリア３１に電界が集中し、過大なストレ
スが加わる。特に、Ｌ字型バリア３１は、高圧巻線２５
ｂの端部を覆うと共に、自らの電界を極力抑制する目的
で、大きな曲率を有する断面円弧状に形成されているた
め、このＬ字型バリア３１と絶縁バリア２９との間に
は、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３４が、Ｌ字型バリア３１の外周面全体にわたっ
て形成される。従って、前述のギャップ３３部分と同様
に、特に、絶縁媒体が絶縁性ガスである場合には、絶縁
性ガスと固体絶縁物の誘電率の格差により、ギャップ３
４部分に電界が集中し、ガスの絶縁破壊電界を越え、絶
縁上の弱点となってしまう。

【００１４】このように、図１１乃至図１３の変圧器に
おいては、巻線２５ａ，２５ｂ及びその支持部分の各部
において、くさび状のギャップ３３，３４が生じ、その
部分に電界が集中し、絶縁上の弱点となる。そのため、
セクション２７間距離などの巻線各部の絶縁距離を大き
くとる必要が生じ、その結果、図１０の箔巻変圧器と同
様に機器の大型化を招くことになる。

【００１５】さらに、図１３に示すようなＬ字型バリア
３１は、一般的に、プレスボード成型物であるため、製
作上、その折り曲げ部３１ａの密度がどうしても粗にな
ってしまい、電気的弱点になる。すなわち、Ｌ字型バリ
ア３１の折り曲げ部３１ａの密度が粗になると、この折
り曲げ部３１ａの近傍に形成されるくさび状ギャップ３
４に起因する前述の電界集中によって高圧巻線２５ｂあ
るいは静電シールド３０の端部から発生する無分放電ま
たはストリーマがＬ型バリア３１の弱点を求めて徘徊
し、ついには折り曲げ部３１ａを貫通し絶縁破壊に発展
することがある。また、図１３に示すように、高圧巻線
２５ｂの各セクション２７における導体２４角部にプレ
スボード成型物や絶縁物を重ねて加工した絶縁物３２を
密着状態で取り付けようとしても、実際には、絶縁物３
２が導体２４角部に十分に密着しない場合があり、この
ような場合には、高圧巻線２５ｂにガタが生じたり間隙
が形成されて絶縁効果が損なわれる可能性がある。その
上、このような成型加工による絶縁物は、製作工数が非
常に多く、高価であり、機器全体の製作コストを上昇さ
せる一因となる。

【００１６】なお、以上のような問題点は、絶縁媒体と
して絶縁性ガスを使用したガス絶縁変圧器に限らず、絶
縁媒体として絶縁油を使用した油入変圧器においても同
様に存在している。すなわち、油入変圧器においては、
やはり、巻線の各部に同様のくさび状ギャップや微小ギ
ャップが形成されることにより、同様に電界集中が生
じ、絶縁信頼性の低下が生じる。この場合、油入変圧器
においては、絶縁媒体が油であることから、固体絶縁物
との誘電率との差が、ガス絶縁変圧器に比べて小さいた
め、くさび状ギャップ部への電界集中はガス絶縁変圧器
ほど顕著ではないものの、電界集中による絶縁信頼性の
低下の問題は同様に存在している。

【００１７】さらに、以上のような問題は、ガス絶縁変
圧器、油入変圧器などの変圧器に限らず、前述したよう
なガス絶縁開閉装置や管路気中送電装置においても、そ
の絶縁スペーサによる高電圧導体の支持部分において、
同様なくさび状ギャップや微小なギャップが形成され、
同様に電界集中に伴なう絶縁信頼性の低下を生じてい
る。すなわち、これらの機器を含む高電圧機器一般にお
いては、概して、高電圧導体を絶縁支持するために、支
持絶縁物が使用されており、同様の問題を生じている。

【００１８】一方、支持絶縁物で導体を支持する構成を
有する電気機器においては、以上のような絶縁信頼性の
問題に加えて、導体と支持絶縁物の間に滑りを生じるこ
となどにより導体を強固に固定することができないとい
う機械的強度面での問題を生じている。また、支持絶縁
物や導体の被覆絶縁物は、高電圧機器の長期運転に伴な
い、乾燥や枯れにより収縮するため、運転時や輸送時に
おいて導体支持部分のずれや緩みが生じ、このことが、
機械的強度の低下や振動・騒音の原因となる問題もあ
る。

【００１９】本発明は、以上のような従来技術の課題を
解決するために提案されたものであり、その目的は、巻
線などの高電圧導体の支持部分での絶縁信頼性及び機械
的強度に優れた小型の電気機器を提供することである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明による電気機器
は、絶縁媒体を封入してなる密閉容器内に導体とこの導
体を支持する支持絶縁物を配置してなる電気機器におい
て、前記支持絶縁物の一部または全部として、弾性及び
絶縁性を有するフォーム（ｆｏａｍ）材料層を使用した
ことを特徴としている。この場合、フォーム材料として
は、シリコン系などの弾性の優れたフォーム材料を使用
することが可能であるが、ポリスチレン系、ポリウレタ
ン系、またはＡＢＳ系などの硬質のフォーム材料を使用
して支持絶縁物全体をフォーム材料で形成することも可
能である。さらに、フォーム材料層としては、絶縁性ガ
スで発泡して形成されるかまたは絶縁性ガスが内部に封
入されたフォーム材料層、あるいは、気泡間の連通性に
優れ、絶縁媒体の透過性に優れたフォーム材料層を使用
することが望ましい。

【００２１】

【作用】以上のように構成された本発明の電気機器にお
いては、導体とこれを固定する支持絶縁物との間に生じ
るくさび状のギャップや微小なギャップを、弾性を有す
るフォーム材料層によって埋めることができるため、導
体支持部分における電界集中をほとんどなくすことがで
き、この部分の絶縁信頼性を十分に高くすることができ
る。また、フォーム材料層の圧縮力と弾性により、導体
と支持絶縁物との間に滑りを生じることもなくなり、導
体を強固に固定することができる。そしてまた、長期運
転に伴なう支持絶縁物またはリード線の絶縁被覆の収縮
に対しても、運転時や輸送時においてずれや緩みを生じ
ることがなく、十分な機械的強度を維持でき、振動・騒
音の問題を生じることもない。さらに、フォーム材料層
として、絶縁性ガスで発泡して形成されるかまたは絶縁
性ガスが内部に封入されたフォーム材料層、あるいは、
気泡間の連通性に優れ、絶縁媒体の透過性に優れたフォ
ーム材料層を使用した場合には、絶縁性ガスまたはその
他の絶縁媒体をフォーム材料層内部に充填することがで
きるため、フォーム材料層自体の絶縁耐力を大幅に向上
することができる。

【００２２】

【実施例】以下には、本発明による電気機器の複数の実
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。

【００２３】（１）第１実施例…図１図１は、本発明を箔巻変圧器に適用した第１実施例を示
す断面図である。この図１に示すように、低圧巻線４及
び高圧巻線５を支持する支持絶縁物１３の巻線支持部分
には、フォーム材料層４１が形成されている。この場
合、例えば、エポキシなどの熱硬化性樹脂成型物やプレ
スボードなどの固体絶縁物からなる支持絶縁物１３と巻
線４，５の間に、予め所定の形状に成型されたシリコン
系などの弾性の優れたフォーム材料がフォーム材料層４
１として装着され、この状態で、巻線４，５が上下から
締め付け固定されている。また、フォーム材料層４１
は、絶縁性ガスで発泡して形成されている。なお、この
ような巻線４，５の支持部分以外の構成については、前
述した図９の箔巻変圧器と同様であるため、同一部分に
は同一符号を付し、説明を省略する。

【００２４】以上のような構成を有する本実施例の作用
は、次の通りである。すなわち、図１に示すように、巻
線４，５の上下の支持部分においては、巻線４，５と支
持絶縁物１３との界面に、弾性を有するフォーム材料層
４１が介在するため、巻線４，５を上下から締め付ける
ことによって、巻線４，５と静電シールド１１，１２及
び支持絶縁物１３が、それぞれフォーム材料層４１に食
い込む。従って、巻線４，５と支持絶縁物１３との間、
静電シールド１１，１２と支持絶縁物１３の間、及び静
電シールド１１，１２と巻線４，５の間に、くさび状の
ギャップや微小なギャップが生じることはない。

【００２５】本実施例においては、このように、従来問
題となっていた巻線４，５の支持絶縁物１３による支持
部分の電界集中箇所を除去することができるため、巻線
支持部分の絶縁信頼性を従来に比べて格段に向上でき
る。その上、本実施例においては、フォーム材料層４１
を、絶縁性ガスで発泡して形成しているため、フォーム
材料層４１自体の絶縁耐力が高くなる。この場合、絶縁
性ガスの誘電率が１．０と低いため、フォーム材料層４
１自体の誘電率が、全体として絶縁性ガスの誘電率に非
常に近い低誘電率となり、特に、絶縁性ガスで絶縁する
ガス絶縁方式の場合に従来問題となっていた絶縁性ガス
と固体絶縁物との間の誘電率の格差が大きく緩和される
ため、それに起因する電界集中が大きく抑制され、絶縁
信頼性を大幅に向上できる。

【００２６】また、フォーム材料層４１の圧縮力と弾性
により、巻線４，５と支持絶縁物１３との間に滑りを生
じることもなくなり、巻線４，５を強固に固定すること
ができる。そしてまた、長期運転に伴なう支持絶縁物１
３または巻線４，５の絶縁シート３の収縮に対しても、
フォーム材料層４１の圧縮力と弾性により収縮分を吸収
できるため、運転時や輸送時においてもずれや緩みを生
じることがなく、十分な機械的強度を維持でき、振動・
騒音の問題を生じることもない。

【００２７】一方、本実施例のように、フォーム材料層
４１を使用した場合には、ゴムなどの固体絶縁物をギャ
ップに充填するのに比べて、作業が簡単であり、しかも
完全にギャップを埋めることができるという利点もあ
る。なお、本実施例の具体的な細部の構成は適宜変更可
能であり、例えば、予め成型したフォーム材料層４１を
支持絶縁物１３と巻線４，５の間に装着する代わりに、
巻線４，５と支持絶縁物１３の間でフォーム材料を発泡
させてフォーム材料層４１を形成することも可能であ
る。そしてまた、具体的なフォーム材料としては、シリ
コン系などの弾性の優れたフォーム材料を使用する代わ
りに、ポリスチレン系、ポリウレタン系、またはＡＢＳ
系などの硬質のフォーム材料を使用して、支持絶縁物１
３の全体をフォーム材料で形成することも可能である。

【００２８】（２）第２実施例…図２図２は、前記第１実施例と同様に、本発明を箔巻変圧器
に適用した第２実施例を示す断面図である。この第２実
施例においては、低圧巻線４と高圧巻線５との間にフォ
ーム材料層４２が取り付けられている。このように構成
した場合には、巻線４，５間をフォーム材料層４２で固
定できるため、巻線４，５の機械的強度を向上でき、支
持絶縁物１３を省略できる。従って、支持絶縁物１３と
巻線４，５端部との間に生じていた微小なギャップの問
題がなくなる上に、高圧巻線５の端部に設けられる静電
シールド１１，１２の周囲にくさび状のギャップが形成
されなくなるため、絶縁信頼性を向上することができ
る。

【００２９】（３）第３実施例…図３図３は、本発明を箔巻変圧器またはその他の機器の静電
シールドに適用した第３実施例を示す拡大断面図であ
る。この第３実施例においては、静電シールドリング芯
４３の両端部に、この静電シールドリング芯４３に密着
するように予め成型されたフォーム材料層４４が取り付
けられている。そして、このフォーム材料層４４を含む
静電シールドリング芯４３の外周は、被覆絶縁物４５に
よって覆われ、さらに、図示していない支持絶縁物によ
って支持される。

【００３０】このように構成した場合には、静電シール
ドリング芯４３の端部を、フォーム材料層４４によって
完全に密着状態で覆うことができるため、微小なギャッ
プが形成されることがなく、リング芯の電界を低減する
ことができる。また、静電シールドを支持する支持絶縁
物と静電シールドリング芯４３とが直接接触しないた
め、支持絶縁物上での静電シールドリング芯４３の電界
を大きく低減することができる。なお、本実施例におい
ては、フォーム材料層４４を予め成型する代わりに、静
電シールドリング芯４３の周囲でフォーム材料を発泡さ
せてフォーム材料層４４を形成することも可能である。

【００３１】（４）第４実施例…図４図４は、本発明をワイヤ巻線タイプの変圧器に適用した
第４実施例を示す断面図である。この図４に示すよう
に、高圧巻線２５ｂの端部には、高圧巻線２５ｂの内周
面から静電シールド３０の端面に至る部分を覆うよう
に、１個乃至複数個のプレスボード製Ｌ字型バリア３１
が配置され、このＬ字型バリア３１は、低圧巻線２５ａ
と高圧巻線２５ｂの間に配置された絶縁バリア２９の端
部に取り付けられている。そして、このＬ字型バリア３
１の表面には、絶縁バリア２９との間に形成されるくさ
び状のギャップ部分を含めて完全にその表面を覆う形状
に成型されたフォーム材料層４６が装着されている。こ
の場合、フォーム材料層４６は、シリコン系、ウレタン
系、あるいはアクリル系などの絶縁性の優れたフォーム
材料によって形成されている。なお、このような巻線２
５ａ，２５ｂの支持部分以外の構成については、前述し
た図１３の変圧器と同様であるため、同一部分には同一
符号を付し、説明を省略する。また、この図６において
は、図面の簡略化の観点から、図１３と同様に、セクシ
ョン２７間のスペーサ２６が省略されている。

【００３２】以上のような構成を有する本実施例の作用
は、次の通りである。すなわち、図４に示すように、絶
縁バリア２９とＬ字型バリア３１との間にフォーム材料
層４６が装着されているため、両バリア２９，３１の間
にくさび状のギャップが生じることがない。従って、従
来の同タイプの変圧器（図１３）で問題となっていた電
界集中箇所を除去することができ、巻線支持部分の絶縁
信頼性を向上することができる。また、本実施例のよう
に、絶縁バリア２９とＬ字型バリア３１との間にフォー
ム材料層４６を設けた場合には、高圧巻線２５ａの導体
角部から発生した部分放電を素子する角部の部分の絶縁
厚さを最も厚くすることができるため、放電の阻止効果
を最大限に大きくでき、この点からも絶縁信頼性を向上
することができる。さらに、長期運転に伴なうＬ字型バ
リア３１の収縮に対しても、フォーム材料層４６の圧縮
力と弾性により収縮分を吸収できるため、運転時や輸送
時においてもずれや緩みを生じることがなく、十分な機
械的強度を維持でき、振動・騒音の問題を生じることも
ない。なお、本実施例においては、フォーム材料層４６
を予め成型する代わりに、絶縁バリア２９との間のくさ
び状のギャップ部分を含むＬ字型バリア３１の表面にお
いてフォーム材料を発泡させてフォーム材料層４６を形
成することも可能である。

【００３３】（５）第５実施例…図５図５は、前記第４実施例と同様に、本発明をワイヤ巻線
タイプの変圧器に適用した第５実施例を示す断面図であ
り、特に、高圧巻線２５ｂ周辺のみが示され、図４と同
様に、セクション２７間のスペーサ２６が省略されてい
る。この図５に示すように、高圧巻線２５ｂの各セクシ
ョン２７における内周側端部と外周側端部の導体２４角
部には、この角部の形状に合わせてＬ字型に成型された
フォーム材料層４７が装着されている。このように構成
した場合には、弾性を有するフォーム材料層４７が導体
２４角部に密着して同部を保護するため、絶縁信頼性を
大幅に向上できる。また、フォーム材料層４７が圧縮力
と弾性を有していることから、高圧巻線２５ｂの締め付
け力により、フォーム材料層４７が完全に導体２４に密
着する形で、セクション２７間を強固に固定することが
できるため、機械的強度を向上できる利点もある。

【００３４】なお、図５においては、全てのセクション
２７における内周側端部と外周側端部の導体２４角部
に、フォーム材料層４７が装着されているが、一部のセ
クション２７のみに装着する構成も可能であり、あるい
は、内周側端部のみまたは外周側端部のみに装着する構
成も可能である。逆に、高圧巻線２５ｂだけでなく、低
圧巻線２５ａの各セクション２７に同様のフォーム材料
層４７を装着することも可能である。

【００３５】（６）第６実施例…図６図６は、前記第５実施例の変形例に相当する第６実施例
を示す断面図であり、図５と同様に、高圧巻線２５ｂ周
辺のみが示され、セクション２７間のスペーサ２６が省
略されている。この図６に示すように、高圧巻線２５ｂ
の各セクション２７における内周側端部と外周側端部の
導体２４角部には、この角部の形状に合わせてＵ字型に
成型されたフォーム材料層４８が装着されている。この
ように構成した場合にも、前記第５実施例と同様に、弾
性を有するフォーム材料層４８が導体２４角部に密着し
て同部を保護するため、絶縁信頼性を大幅に向上でき
る。また、前記第５実施例と同様に、フォーム材料層４
８によって、セクション２７間を強固に固定することが
できるため、高圧巻線２５ｂの機械的強度を向上でき
る。

【００３６】なお、図６においては、全てのセクション
２７における内周側端部と外周側端部の導体２４角部
に、フォーム材料層４８が装着されているが、一部のセ
クション２７のみに装着する構成も可能であり、あるい
は、複数のセクション２７毎にまたは複数のセクション
２７を一括する形でＵ字型フォーム材料層を装着する構
成も可能である。そしてまた、内周側端部のみまたは外
周側端部のみにフォーム材料層を装着する構成も可能で
あり、逆に、高圧巻線２５ｂだけでなく、低圧巻線２５
ａの各セクション２７に同様のフォーム材料層を装着す
ることも可能である。

【００３７】さらに、セクション２７の端部の導体２４
のみならず、セクション２７を構成する全ての導体２４
を被覆する形でフォーム材料層を装着する構成も可能で
あり、また、１つのＵ字型フォーム材料層で、１つのセ
クション２７を全てカバーするように構成することも可
能である。そしてまた、このようにフォーム材料層を取
り付ける範囲は、円周方向全周の広範囲とすることも可
能であるが、円周方向における一部のみ、例えばセクシ
ョン２７を支持するスペーサ２６部分のみとすることも
可能である。

【００３８】（７）第７実施例…図７図７は、前記第５、第６実施例の変形例に相当する第７
実施例を示す拡大断面図である。この図７に示すよう
に、基礎絶縁筒２１の外周側には、軸方向に沿ってダク
ト用のレール２２が固定されており、レール２２の外周
面には、フォーム材料層４９が装着されている。そし
て、このフォーム材料層４９の上に、絶縁被覆された導
体２４が、強固な締め付け力によって巻回され、巻線の
各セクション２７が構成されている。また、各セクショ
ン２７の間には、一定の厚みを有するスペーサ２６が挿
入されており、このスペーサ２６の両面には、フォーム
材料層５０が装着されている。この場合、スペーサ２６
の内周側端部（図中左側端部）は、フォーム材料層５０
と共に、レール２２の溝に係合されている。なお、スペ
ーサ２６は、周方向に部分的に配置され、上下方向から
フォーム材料５０を介して締め付けられ、巻線のガタや
ずれが生じないように構成されている。

【００３９】このように構成された本実施例において、
導体２４はレール２２に締め付けられ、弾性を有するフ
ォーム材料層４９に密着するため、従来のように、レー
ル２２と導体２４の間にくさび状のギャップや微小なギ
ャップを生じることがない。また、巻線の周方向に部分
的に配置されたスペーサ２６と巻線の導体２４との間に
も、弾性を有するフォーム材料層５０が配置されている
ため、巻線を上下方向から締め付けることにより、導体
２４及びスペーサ２６がこれらの間に介在させたフォー
ム材料層５０に完全に密着し、くさび状のギャップや微
小なギャップを生じることがない。このように、本実施
例においては、くさび状のギャップや微小なギャップを
形成することなく、フォーム材料層４９，５０を介し
て、導体２４をレール２２部分やスペーサ２６部分に完
全に密着させることができる。従って、絶縁性ガスや絶
縁油などの絶縁媒体が充填された場合に、絶縁上の弱点
となるギャップがないため、従来のように、導体２４の
周囲に電界が集中することがなくなり、絶縁信頼性を大
幅に向上できる。

【００４０】また、導体２４は、半径方向の巻回力（締
め付け力）、あるいは、巻線を上下方向に締め付ける軸
方向の締め付け力により、フォーム材料層４９，５０を
介してレール２２やスペーサ２６に圧着されるため、巻
線の乾燥工程や長期運転による絶縁物の収縮に対して
も、巻線のガタが生じることはない。従って、従来に比
べて機械的強度を格段に向上できる。同時に、フォーム
材料層４９，５０の圧縮力及び弾性により、運転時や輸
送時の振動を吸収できるため、振動の低減や騒音低減の
効果も得られる。なお、本実施例の変形例として、例え
ば、レール２２及びスペーサ２６のいずれか一方のみに
フォーム材料層を設ける構成も可能である。

【００４１】（８）第８実施例…図８図８は、本発明を管路気中母線の導体に適用した第８実
施例を示す部分断面図である。この図８に示すように、
接地されたタンク５１内には、高電圧導体５２ａ，５２
ｂが収納されると共に、ＳＦ₆ガスなどの絶縁性ガス５
３が封入されている。また、隣接する高電圧導体５２
ａ，５２ｂ相互間は、通電部材５４によって接合され、
この通電部材５４は絶縁スペーサ５５と一体に注型され
ており、この構成により、絶縁スペーサ５５によって高
電圧導体５２ａ，５２ｂが支持されている。そして、絶
縁スペーサ５５本体のフランジ部５６側における絶縁ス
ペーサ５５とタンク５１との接合部分には、フォーム材
料層５７が装着されており、この状態で、絶縁スペーサ
５５とタンク５１とが固定されている。フォーム材料層
５７としては、予め接合部にギャップが生じないような
形状に成型したものを装着することも可能であるが、絶
縁スペーサ５５とタンク５１とを接合した状態で、その
接合部分にフォーム材料を注入してこれを発泡させ、フ
ォーム材料層５７を形成することも可能である。

【００４２】以上のように構成された本実施例において
は、絶縁スペーサ５５と接地されたタンク５１やフラン
ジ部５６との接合部分に、絶縁上の弱点となるギャップ
が生じないため、絶縁信頼性を向上できる。また、一般
に、このような絶縁スペーサ５５の接合部分の電界を緩
和するために、絶縁スペーサ５５の内部に導電性リング
を埋設するなどの方法が採用されているが、フォーム材
料層５７を設ける本実施例の方法は、これらの従来方法
に比べて容易であり、絶縁スペーサ５５の製造工程を簡
略化できる。その上、本実施例においては、絶縁スペー
サ５５の接合部分に生じるガタや緩みを防止できるた
め、機械強度面でも優れた作用効果が得られる。

【００４３】（９）他の実施例なお、本発明は、前記各実施例に限定されるものではな
く、さらに多種多様な変形例が同様に考えられる。例え
ば、前記第２乃至第８実施例に使用するフォーム材料層
を、前記第１実施例と同様に、絶縁性ガスで発泡して形
成することも可能である。この場合には、前述した通
り、フォーム材料層自体の誘電率を絶縁性ガスの誘電率
に非常に近い低誘電率とすることができ、絶縁性ガスと
固体絶縁物との間の誘電率の格差が大きく緩和されるた
め、それに起因する電界集中が大きく抑制され、絶縁信
頼性を大幅に向上できる。あるいはまた、気泡間の連通
性に優れ、絶縁媒体に透過性に優れたフォーム材料層を
使用することも可能である。この場合には、絶縁媒体を
フォーム材料の中に容易に流通させることができるた
め、同様に、誘電率の格差を大きく緩和して、絶縁信頼
性を大幅に向上できる。

【００４４】一方、本発明において、フォーム材料層の
具体的な形状、配置構成、及び材料は自由に選択可能で
あり、前述したとおり、例えば、支持絶縁物全体をフォ
ーム材料層として形成することも可能である。また、本
発明は、前述した通り、絶縁媒体として絶縁性ガスを使
用した機器に極めて好適であるが、絶縁油やその他の各
種の絶縁媒体を使用した機器にも同様に適用可能であ
り、優れた作用効果を得られるものである。さらに、本
発明は、変圧器や管路気中母線に限らず、前述したガス
絶縁開閉装置をも含めて、導体を支持絶縁物で支持する
構成を有する高電圧機器一般に広く適用可能である。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明においては、
支持絶縁物の一部または全部として、弾性及び絶縁性を
有するフォーム材料層を使用することにより、巻線など
の高電圧導体の支持部分での絶縁信頼性及び機械的強度
に優れた小型の電気機器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を箔巻変圧器に適用した第１実施例を示
す断面図。

【図２】本発明を箔巻変圧器に適用した第２実施例を示
す断面図。

【図３】本発明を箔巻変圧器またはその他の機器の静電
シールドに適用した第３実施例を示す拡大断面図。

【図４】本発明をワイヤ巻線タイプの変圧器に適用した
第４実施例を示す断面図。

【図５】本発明をワイヤ巻線タイプの変圧器に適用した
第５実施例を示す断面図。

【図６】図５の変圧器の変形例に相当する第６実施例を
示す断面図。

【図７】図５及び図６の変圧器の変形例に相当する第７
実施例を示す拡大断面図。

【図８】本発明を管路気中母線の導体に適用した第８実
施例を示す部分断面図。

【図９】従来の箔巻変圧器の一例を示す断面図。

【図１０】従来の箔巻変圧器の他の一例を示す断面図。

【図１１】従来のワイヤ巻線タイプの変圧器の一例を示
す図であり、特に、巻線の構成を示す断面図。

【図１２】図１１の巻線の構成を詳細に示す拡大断面
図。

【図１３】図１１の巻線を鉄心の周囲に配置した状態を
示す模式的断面図。

【符号の説明】

１…主脚鉄心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１１，１２…静電シールド１３…支持絶縁物１４，１５…ギャップ２１…基礎絶縁筒２２…レール２３…被覆絶縁物２４…導体２５…巻線２５ａ…低圧巻線２５ｂ…高圧巻線２６…スペーサ２７…セクション２８…鉄心２８ａ…鉄心ヨーク２９…絶縁バリア３０…静電シールド３１…Ｌ字型バリア３２…絶縁物３３，３４…ギャップ４１，４２，４４，４６〜５０，５７…フォーム材料層４３…静電シールドリング芯４５…被覆絶縁物５１…タンク５２ａ，５２ｂ…高電圧導体５３…絶縁性ガス５４…通電部材５５…絶縁スペーサ５６…フランジ部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁媒体を封入してなる密閉容器内に導
体とこの導体を支持する支持絶縁物を配置してなる電気
機器において、前記支持絶縁物の一部または全部として、弾性及び絶縁
性を有するフォーム材料層を使用したことを特徴とする
電気機器。