JPH07183141A - 静止誘導機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鉄心と巻線間または巻線相互間の絶縁筒に設
けられる間隔片の絶縁破壊を防止でき、機械的強度の高
い静止誘導機器を提供する。 【構成】 低圧巻線１と絶縁筒３との間、絶縁筒３と絶
縁筒４との間、高圧巻線２と絶縁筒４との間に、それぞ
れ間隔片１０を設ける。間隔片１０に、高さ方向に長い
切欠部１０ａを設ける。切欠部１０ａ内には断面が略波
型の波形板１１が、切欠部１０ａの高さ方向に全長に渡
るように設ける。波形板１１を絶縁性のある材料で形成
する。波形板１１により電解集中および圧縮力が緩和さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鉄心に巻かれた巻線を有
する静止誘導機器にかかり、特に、鉄心と巻線間あるい
は巻線相互間の絶縁を図るための間隔片を設けた静止誘
導機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】変圧器やリアクトル等の静止誘導機器
は、基本的には鉄心、巻線、絶縁物および締付装置など
により構成されている。鉄心は、磁束の通路となる部材
であり、巻線は磁束と鎖交する電流の通路となる部材で
ある。また、締付装置は前記の鉄心、巻線、絶縁物等の
部材の相互位置や機械的強度を保つためのものである。
そして、たとえば発変電所等で用いる大型の変圧器は、
絶縁強度や冷却効果を高めるために絶縁および冷却媒体
が収納されている。このような媒体として、絶縁油を用
いたものが油入変圧器であり、従来から広く用いられて
いる。しかし、油入変圧器に用いる絶縁油は、燃性が高
く、故障時に引火する可能性が少なくない。

【０００３】そこで、近年では、絶縁媒体および冷却媒
体としてＳＦ6 ガスを用いたガス絶縁変圧器が注目され
ている。このガス絶縁変圧器に用いるＳＦ6 ガスは、高
圧で使用するときには絶縁油とほぼ同等の絶縁強度が得
られ、無色、無臭、不燃性、不活性で、引火爆発の危険
がなく熱的にも安定である。したがって、ガス絶縁変圧
器は、防災上の見地から使用範囲が拡大される傾向にあ
る。

【０００４】このような、ガス絶縁変圧器の内部構成
は、その巻線構造の違いによって様々な種類のものがあ
る。その中で、油入変圧器と同様に、絶縁被覆した平角
銅線を絶縁筒の上に巻回した巻線構造を持つものを、図
面にしたがって以下に説明する。なお、図３は巻線部分
の垂直方向断面図、図４は水平方向断面図である。ま
ず、巻線部分は、円盤状に巻かれた導体を重ねて構成さ
れた円盤巻線であり、低圧巻線１および高圧巻線２が互
いに絶縁されるように間隔をおいて同心円状に形成され
ている。すなわち、絶縁体によりカバーされた鉄心を中
心として、低圧巻線１が設けられ、その外側に絶縁筒３
が設けられている。そして、絶縁筒３の外側に絶縁筒４
が設けられ、その外側に高圧巻線２が設けられている。
低圧巻線１、絶縁筒３、絶縁筒３および絶縁筒４は同心
円状に設けられている。絶縁筒３，４と低圧巻線１、高
圧巻線２の内外周面との間には、間隙が設けられてい
て、この間隙には絶縁媒体であり冷却媒体でもあるＳＦ
6 ガスが流れることができる構成となっている。

【０００５】また、低圧巻線１および高圧巻線２におけ
る個々の円盤と円盤との間には、円盤の中心から放射す
る方向に、且つ、円周線を均等に区分するように配列さ
れたスペーサ５が設けられている。したがって、個々の
円盤と円盤との間は、スペーサ５の厚みの分の隙間が設
けられ、ＳＦ6 ガスが流動可能な構成となっている。

【０００６】そして、低圧巻線１と絶縁筒３との間、高
圧巻線２と絶縁筒４との間には、それぞれレール６が設
けられている。このレール６には、低圧巻線１および高
圧巻線２に設けられたスペーサ５の一端が取り付けられ
ている。

【０００７】さらに、絶縁筒３と絶縁筒４との間には、
垂直方向に延びた間隔片７が設けられている。この間隔
片７は、両絶縁筒が絶縁に十分な間隔を保つために、絶
縁性の材料により一定の厚みを持って形成されている。
また、低圧巻線１および高圧巻線２の端部には、電解緩
和用の静電シールド８が取り付けられている。この静電
シールド８は、絶縁性の材料により形成された略筒状の
部材である。

【０００８】以上のようなガス絶縁変圧器を構成する絶
縁筒３，４、間隔片７、静電シールド８等の固体絶縁物
は、通常、ＳＦ6 ガスに比べて誘電率が高い。したがっ
て、前記固体絶縁物の近傍におけるＳＦ6 ガスの電界は
強くなりやすい。そして、図５に示すように、絶縁筒
３，４、間隔片７が直列に並んだ部分では、間隔片７の
端面が直線で、絶縁筒３，４の表面は曲線なので、間隔
片７の端面と絶縁筒３，４の表面とを完全に密着させる
ことができず、両端部に微小な隙間を生ずる。また、静
電シールド８は略筒形なので、その表面はやや丸みを帯
びている。したがって、静電シールド８の表面と間隔片
７の端部との間にも、微細な隙間が生じる。以上のよう
な微小な隙間があると、その隙間部分に電界が集中し、
絶縁破壊が生じる可能性がある。

【０００９】そこで、間隔片７における絶縁筒３，４、
静電シールド８に対向する面に切欠部を設けることによ
って、微小な隙間を無くすように構成したものが提案さ
れている。すなわち、図６に示すように、間隔片７の断
面がコの字形となるように、間隔片７に切欠部７ａを設
ける。このような構成にすれば、図７に示すように、間
隔片７の端部が絶縁筒３，４の表面に密着するので、間
隔片７の両側端部と絶縁筒３，４の表面とが密着する。
同様に、静電シールド８の表面と間隔片７の両側端部と
が密着する。したがって、間隔片７の両側端部において
は微細な隙間が生じることなく、絶縁破壊防止に有効と
なる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の静止誘導機器には、以下のような問題点が
あった。すなわち、上記の従来技術では、間隔片７の両
側端部においては、確かに絶縁筒３，４および静電シー
ルド８との隙間は生じないが、間隔片７の切欠部７ａに
おいては絶縁筒３，４および静電シールド８との隙間が
生ずるので、この部分において絶縁破壊の可能性が残
る。

【００１１】また、静止誘導機器は、巻線に電流が流れ
ると、磁界の相互作用により電流の２乗に比例する機械
力が発生する。この力は、電磁力の法則により、同方向
に電流が流れている導体間では引合い、反対方向に流れ
ている導体間では反発する。したがって、流れる電流の
方向が反対である低圧巻線１と高圧巻線２とでは反発力
が生じ、電流が同方向に流れている同じ巻線の各導体に
おいては、互いに引き合って全体としては圧縮力とな
る。しかし、前述のように間隔片７に切欠部７ａが設け
られていると、それだけ間隔片７が薄くなるので機械的
強度が弱い。よって、前記のような圧縮力が間隔片７に
かかると、間隔片７に歪みを生じ、この歪みが微細な隙
間を生み出して絶縁破壊を招く可能性がある。さらに、
二次側負荷回路に生じた事故による短絡電流のような大
電流が流れると、発生した圧縮力を間隔片７が支えきれ
ずに、巻線に変形を生じることがある。これを防止する
ため、切欠部を設けた間隔片７における機械的強度の問
題に対処するために、間隔片７に厚みを設けると、静止
誘導機器自体の小形化に不利となる。

【００１２】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その目的は、
鉄心と巻線間または巻線相互間の絶縁用に設けられる間
隔片の絶縁破壊を防止でき、機械的強度の高い静止誘導
機器を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、鉄心と、その外周に同心
円状に巻回された複数個の巻線と、前記鉄心と前記巻線
との間および前記巻線相互間の絶縁のために前記巻線と
同心円状に設けられた絶縁筒と、前記巻線と前記絶縁筒
との間および前記絶縁筒相互間における間隙を保つため
に設けられた絶縁性の間隔片とを有する静止誘導機器に
おいて、前記間隔片における前記巻線または前記絶縁筒
との対向面に、前記絶縁筒の中心軸と平行な方向に延び
る切欠部を設け、前記切欠部内に、絶縁性のある材料に
より形成された断面が略波形の波形板を配設したことを
特徴とする。

【００１４】請求項２記載の発明は、鉄心と、その外周
に同心円状に巻回された複数個の巻線と、前記鉄心と前
記巻線との間および前記巻線相互間の絶縁のために前記
巻線と同心円状に設けられた絶縁筒と、前記巻線と前記
絶縁筒との間および前記絶縁筒相互間における間隙を保
つために設けられた絶縁性の間隔片とを有する静止誘導
機器において、前記間隔片における前記巻線または前記
絶縁筒との対向面に、前記絶縁筒の中心軸と平行な方向
に延びる切欠部を設け、前記切欠部内に、絶縁性のある
材料により弾性部材を配設したことを特徴とする。

【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１または請
求項２記載の静止誘導機器において、前記巻線の上下端
部に電界緩和用の静電シールドが設けられ、前記切欠部
が前記静電シールドに対向する部分に設けられているこ
とを特徴とする。

【００１６】

【作用】上記のような構成を有する本発明の作用は以下
の通りである。すなわち、請求項１記載の発明では、間
隔片における巻線または絶縁筒との対向面に切欠部が設
けられているので、間隔片は巻線および絶縁筒の形状に
対応して変形し、巻線および絶縁筒に密着するので微細
な隙間が生じない。そして、切欠部内の隙間には波形板
が設けられているので、電界集中が緩和される。また、
巻線における電磁誘導により圧縮力が加わっても、その
圧縮力は間隔片のみならず波形板にも加わるので、力が
分散される。

【００１７】請求項２記載の発明では、間隔片の切欠部
内に弾性部材が配設されているので、間隔片および弾性
部材は巻線および絶縁筒の形状に対応して変形し、巻線
および絶縁筒に密着するので微細な隙間が生じない。し
たがって、電界集中が緩和される。また、巻線における
電磁誘導により圧縮力が加わっても、その圧縮力は弾性
部材の弾性力により緩和される。

【００１８】請求項３記載の発明では、静電シールドに
対向する間隔片の切欠部に、波形板または弾性部材が設
けられているので、電界集中が緩和される。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の静止誘導機器を、ガス絶縁変
圧器として構成した実施例を図面にしたがって以下に説
明する。なお、従来例と同一部材は同一の符号を付し、
説明を省略する。

【００２０】（１）第一実施例 請求項１記載および請求項３記載のの発明に対応する一
実施例を第１実施例として以下に説明する。なお、請求
項記載の巻線は、低圧巻線および高圧巻線とする。

【００２１】すなわち、低圧巻線１と絶縁筒３との間、
絶縁筒３と絶縁筒４との間、高圧巻線２と絶縁筒４との
間に、それぞれ間隔片１０が設けられている。それぞれ
の間隔片１０における低圧巻線１、絶縁筒４および高圧
巻線２に対向する面には、垂直方向（図中上下方向）に
長い切欠部１０ａが設けられている。それぞれの切欠部
１０ａ内には、断面が略波形の波形板１１が、切欠部１
０ａの垂直方向の全長に渡るように設けられている。こ
の波形板１１は絶縁性のある材料で形成されている。

【００２２】以上のような本実施例によれば、間隔片１
０の切欠部１０ａにおける隙間には波形板１１が設けら
れているので、絶縁筒３，４や静電シールド８に対応す
る部分の電解集中が緩和され絶縁破壊を防止できる。ま
た、電磁力によって巻線に発生する圧縮力は、間隔片１
０ばかりでなく、断面が波形の波形板１１にもかかるの
で、力が分散される。したがって、圧縮力による歪み等
は生じにくく、微細な隙間が発生せず絶縁破壊が防止で
きる。

【００２３】（２）第２実施例 請求項２記載および請求項３記載の発明に対応する一実
施例を第２実施例として以下に説明する。なお、請求項
１と同様の部材は同一の符号を付し説明は省略する。す
なわち、第１実施例と同様に、巻線および絶縁筒の間に
間隔片１０が設けられ、この間隔片１０に切欠部１０ａ
が設けられている。そして、切欠部１０内には、弾性部
材１２が切欠部１０ａを全長に渡って埋めるように設け
られている。この弾性部材１２は、エラストマーやプラ
スチック等の絶縁性のある材料によって形成され、切欠
部１０ａには接着剤等で貼り付けられている。

【００２４】以上のような本実施例によれば、間隔片１
０の切欠部１０ａに設けられた弾性部材１２は、その弾
性により絶縁筒３，４および静電シールド８に密着す
る。したがって、間隔片１０と絶縁筒３，４や静電シー
ルド８との隙間が生じないので、電解集中が抑制され絶
縁破壊を防止できる。

【００２５】また、弾性部材１２はその弾性力により、
緩衝材としての役割も果たすので、電磁力によって巻線
に発生する圧縮力が、弾性部材１２によって緩和され、
間隔片１０および巻線の歪みを防止できる。

【００２６】（３）その他の実施例 本発明は、以上のような実施例に限定されるものではな
く、各部材の材質、形状、大きさ等は、適宜変更可能で
ある。すなわち、第２実施例における弾性部材１２を、
間隔片１０よりも小さい誘電率を有する絶縁材料によっ
て形成すれば、さらに絶縁破壊防止効果を期待できる。

【００２７】そして、本発明における間隔片１０は、鉄
心と巻線の間に設けられた絶縁体において、その近傍の
絶縁距離確保のために用いることも可能である。

【００２８】また、上記実施例はガス絶縁変圧器の一例
として説明したが、本発明は、油入変圧器やリアクトル
等の他の静止誘導機器にも適用可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、間隔片
に形成した切欠部内に波形板または弾性部材を設けると
いう簡単な構成によって、間隔片の絶縁破壊を防止で
き、機械的強度の高い静止誘導機器を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による変圧器の巻線部分を
示す垂直方向断面図。

【図２】本発明の第２実施例による変圧器の巻線部分を
示す垂直方向断面図。

【図３】従来の変圧器の巻線部分を示す垂直方向断面
図。

【図４】図３の変圧器の巻線間を示す水平方向断面図。

【図５】図３の変圧器における間隔片と絶縁筒との接触
部分を示す水平方向断面図。

【図６】間隔片に設けた切欠部を示す斜視図。

【図７】図６の間隔片と絶縁筒との接触部分を示す水平
方向断面図。

【符号の説明】

１…低圧巻線 ２…高圧巻線 ３、４…絶縁筒 ５…スペーサ ６…レール ８…静電シールド ７、１０…間隔片 ７ａ、１０ａ…切欠部 １１…波形板 １３…弾性部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄心と、その外周に同心円状に巻回され
   た複数個の巻線と、前記鉄心と前記巻線との間および前
   記巻線相互間の絶縁のために前記巻線と同心円状に設け
   られた絶縁筒と、前記巻線と前記絶縁筒との間および前
   記絶縁筒相互間における間隙を保つために設けられた絶
   縁性の間隔片とを有する静止誘導機器において、 前記間隔片における前記巻線または前記絶縁筒との対向
   面に、前記絶縁筒の中心軸と平行な方向に延びる切欠部
   を設け、 前記切欠部内に、絶縁性のある材料により形成された断
   面が略波形の波形板を配設したことを特徴とする静止誘
   導機器。
2. 【請求項２】 鉄心と、その外周に同心円状に巻回され
   た複数個の巻線と、前記鉄心と前記巻線との間および前
   記巻線相互間の絶縁のために前記巻線と同心円状に設け
   られた絶縁筒と、前記巻線と前記絶縁筒との間および前
   記絶縁筒相互間における間隙を保つために設けられた絶
   縁性の間隔片とを有する静止誘導機器において、 前記間隔片における前記巻線または前記絶縁筒との対向
   面に、前記絶縁筒の中心軸と平行な方向に延びる切欠部
   を設け、 前記切欠部内に、絶縁性のある材料により弾性部材を配
   設したことを特徴とする静止誘導機器。
3. 【請求項３】 前記巻線の上下端部に電界緩和用の静電
   シールドが設けられ、前記切欠部が前記静電シールドに
   対向する部分に設けられていることを特徴とする請求項
   １または請求項２記載の静止誘導機器。