JPH0742959U - 多段盤状巻線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多段盤状巻線の巻線端部において、電界が集
中するのを緩和することを目的とする。 【構成】 鉄心の継鉄部に近接する高電圧が印加される
入力端側の複数段の単位コイル４の最内周部に、絶縁ス
ペーサ５と同種の絶縁材料からなる絶縁部材１０を絶縁
スペーサ５と一体的に形成し、この絶縁部材１０を鉄心
の継鉄部から遠ざかる位置に存在する単位コイル４ほど
その肉厚寸法Ｗを小さくして形成するようにしたことを
特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、変圧器等の静止誘導電気機器に使用する多段盤状巻線の改良に係わ り、その目的とすることろは、巻線端部の絶縁耐力の向上をはかるようにした多 段盤状巻線に関する。

【０００２】

【従来の技術】

変圧器等の静止誘導電気機器は、近年小容量から比較的大容量の機器にいたる まで、巻線は多段盤状巻線が多く使用されている。この多段盤状巻線は例えば、 図４で示すように、絶縁筒１の軸線方向に縦長な第１のダクトピース２を等間隔 で絶縁筒１の外周面に配置し、その外側に絶縁を施した巻線導体３を巻回して単 位コイル４を形成し、前記各単位コイル４間には、各単位コイル４間の絶縁及び 冷却を十分に行うために前記第１のダクトピース２と溝係合する板状の絶縁スペ ーサ５を挿入し、更に、スペーサ５の第１のダクトピース２と溝係合する一方の 端面の反対側に位置する他方の端面（単位コイル４の外周側）に縦長な第２のダ クトピース６を第１のダクトピース２と同様に溝係合させることにより、変圧器 等の多段盤状巻線７を構成していた。

【０００３】

【考案が解決するための課題】

然るに、前記変圧器等の静止誘導電気機器に用いる多段盤状巻線７は、例えば 、変圧器の高圧巻線のように高電圧が印加される巻線端部の図示しない鉄心（例 えば脚鉄部）に近接する部位においては、電界が集中し局部的に高いストレスが かかる。この結果、前記鉄心に近接する高電圧が印加される入力端側の巻線端部 の電位傾度が必然的に高くなり、これが部分放電特性の劣化原因となって巻線絶 縁物の表面や内面に劣化損傷が生じ、この部分放電による劣化損傷が変圧器等静 止誘導電気機器の正常な運転に支障をきたすおそれがあった。このため、図４に 示すように、多段盤状巻線７の最上段に位置する単位コイル４と、鉄心の継鉄部 との間に静電シールドリング８を設置して、巻線端部に電界が集中するのを緩和 させていた。

【０００４】 しかし、前記のように、巻線端部において電界集中を緩和させるための静電シ ールドリング８を設置しても、巻線導体３を被覆する絶縁物に経年の間に劣化等 が生じると、前記静電シールドリング８が存在していても、電界の集中を良好に 緩和させることが難しかった。このために、例えば巻線端部とこれに近接する図 示しない鉄心の脚鉄部との絶縁距離を大きくすれば問題はなくなるが、これでは 、静止誘導電気機器の全体形状が大きくなり、機器の大形化を招いていた。又、 鉄心に近接する巻線の高電圧が印加される入力端側の単位コイル４の表面全体に 新たな絶縁層を特別に設けたり、あるいは、巻線端部に位置する巻線導体３のみ を特別に絶縁物で囲繞する等して単位コイル４の巻回を行っていた。しかし、こ れらの場合、電界集中の緩和をはかることはある程度可能であると思われるが、 巻線作業に当っては、部分的に絶縁強化をはかりながら単位コイル４の巻回作業 を行っていたので、作業は非常に手間がかかり面倒であった。その上、巻線保護 用の絶縁物を特別に準備して巻回をする必要があったので、単位コイル４の巻回 作業が経済的に行えない問題もあった。

【０００５】 本考案は、前記の種々な問題に鑑み、巻線導体に特別な絶縁手段を施すことな く、巻線端部に電界が集中するのを良好に抑制して絶縁信頼性に優れた簡素な構 造の多段盤状巻線を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、鉄心に近接する巻線の高電圧が印加される入力端側に位置する各単 位コイル間に挿入した複数の板状の絶縁スペーサに、該スペーサの絶縁筒外周面 に取付けた縦長なダクトピースと溝係合する端面側において、巻線導体とほぼ同 じ高さ寸法を備えた肉厚な絶縁部材を、前記絶縁筒の軸線方向即ち、高電圧が印 加される単位コイルから順次遠ざかる方向において、肉厚を薄くして階段状に配 設し、この絶縁部材の外周面から巻線導体を所要回数順次巻回して単位コイルを 形成するようにしたので、例えば、鉄心の継鉄部に最も近い位置から順次遠ざか る方向に巻回される前記単位コイルは、その巻回数を絶縁部材の肉厚寸法に応じ て例えば、１ターンずつ増やして巻回することにより、多段盤状巻線を構成する ようにしたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】

本考案は、鉄心の継鉄部に近接する例えば、高電圧が印加される入力端側の複 数の単位コイルは、絶縁筒の外周面側において、高さ寸法を巻線導体と同一寸法 で形成されて、板状の絶縁スペーサに一体的に具備させた肉厚な絶縁部材を介在 させて巻回形成されているので、即ち、鉄心の脚鉄部に近接する各単位コイルの 巻線端部には、肉厚な絶縁部材が板状の絶縁スペーサと一体的に存在しているた め、前記絶縁部材の存在によって鉄心の脚鉄部と巻線端部との間の絶縁距離を大 きくすることができる。従って、前記巻線端部に電界が集中して部分放電の発生 を招くといった不都合を確実に回避することが可能となり、多段盤状巻線の絶縁 信頼性を著しく向上させることができる。

【０００８】 又、単位コイルの巻回に当っては、前記部分放電の発生を抑制する絶縁部材が 板状の絶縁スペーサと一体的に取付けられているので、単位コイルを巻回する巻 線導体は、前記板状の絶縁スペーサをガイドとして巻回することができるため、 この種多段盤状巻線の巻回作業を迅速・容易に行うことができる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の実施例を、図１ないし図３によって説明する。なお、図４と同 一部分は同一符号を付して説明する。図１は本考案の一実施例を示す要部縦断面 であり、本考案の多段盤状巻線７ａは、図示しない鉄心の脚鉄部外周に配置され た絶縁筒１の外周面に、その軸線方向に沿って多層に巻回された単位コイル４を 多段に配設して構成されており、各段の単位コイル４はそれぞれ絶縁材料で被覆 された平角導体からなる巻線導体３を巻回して形成される。前記絶縁筒１と各段 の単位コイル４との間には、絶縁筒１の軸線方向に平行に延び、かつ、絶縁筒１ の外周面周方向に適当な間隔を保って第１のダクトピース２が多数配設されてい る。又、各段の単位コイル４の間には、放射方向に延びて各単位コイル４の径方 向の寸法よりやや大きい長さを備えた板状の絶縁スペーサ５がそれぞれ介挿され ており、この絶縁スペーサ５は図２で示すように、第１のダクトピース２と対応 する端面側に楔形の切欠５ａを設け、この切欠５ａを利用して前記第１のダクト ピース２と溝係合して各単位コイル４間に介挿されている。

【００１０】 そして、前記第１のダクトピース２及び絶縁スペーサ５は、例えば、プレスボ ードのような板厚の厚い絶縁物をプレス等により打抜いて形成する。次に、図示 しない鉄心の継鉄部側に近接する上段部側に位置する高電圧が印加される入力端 側の複数の単位コイル４には、図１，２で示すように、絶縁筒１と単位コイル４ との間において、所定の肉厚寸法（単位コイル４の最内周と絶縁筒１との間の寸 法を示す）Ｗで、かつ、高さ寸法Ｈを巻線導体３の幅寸法とほぼ同一となした板 状の絶縁部材１０が設けられており、この絶縁部材１０は図示しない鉄心の脚鉄 部に近接する単位コイル４の巻線端部に電界が集中することにより、局部的に高 いストレス（高電界）が加わってその部位での電位傾度が高くなり、この結果、 部分放電を誘発して巻線導体３の絶縁が劣化損傷するのを回避するために設けた ものである。前記絶縁部材１０は図２で示すように、図示しない鉄心の継鉄部に 最も近い単位コイル（図２の最上段に位置するコイル）４に肉厚なものを、次段 の単位コイル４には巻線導体３が１巻回余分に巻回できる肉厚寸法Ｗ分だけ短く した状態で、第１のダクトピース２とそれぞれ溝係合させて絶縁スペーサ５に接 着剤により接着固定して前記絶縁スペーサ５と一体的に形成されている。前記の 絶縁部材１０は絶縁スペーサ５と同種の材料により形成されている。なお、図１ に示す６は、絶縁スペーサ５の第１のダクトピース２と対応する端面の反対側に 位置する端面側に設けた楔形の切欠５ｂに溝係合されて、絶縁スペーサ５を支持 固定する第２のダクトピースである。又、図１に示す８は静電シールドリングで ある。

【００１１】 次に、巻線作業に際しては、絶縁筒１を図示しない巻線機に取付けた後、絶縁 筒１の外周面に複数本の第１のダクトピース２を放射状に配設し、つづいて、第 １のダクトピース２に切欠５ａを溝係合させて絶縁筒１の最上段に位置する絶縁 スペーサ５を放射状に配置する。この場合、図示しない鉄心の継鉄部と近接する 最上段の絶縁スペーサ５と次段に位置する絶縁スペーサ５には、本実施例では図 ３で示すように、それぞれ板状の絶縁部材１０を、第１のダクトピース２側に近 づくにつれて肉厚寸法Ｗを巻線導体３の１巻回分に相当する寸法分だけ減少させ たものを事前に製作しておく。なお、本例では、前記最上段と次段の絶縁スペー サ５とにそれぞれ絶縁部材１０を、その肉厚寸法Ｗを異にして配設した例につい て説明したが、各層の単位コイル４を巻回するに当り、多段盤状巻線７ａの入力 端側に印加される高電圧に応じて、前記絶縁部材１０を配設した絶縁スペーサ５ の数を適宜増減してもよいことは勿論である。

【００１２】 前記の状態で図２に示すように、巻線導体３を絶縁筒１の最上段に配置した絶 縁スペーサ５の下側の位置から巻回する。この場合、前記絶縁スペーサ５には肉 厚な絶縁部材１０があらかじめ取付けられているので、巻線導体３は前記絶縁部 材１０の外周面から巻回を開始して最上段の単位コイル４を形成する。前記最上 段の単位コイル４と次段に巻回する単位コイル４との間には、絶縁部材１０の肉 厚寸法Ｗを、最上段の単位コイル４の巻回に用いた絶縁部材１０に比べて巻線導 体３の１巻回分に相当する寸法分だけ短く形成した第２の絶縁部材１０を具備す る絶縁スペーサ５を、最上段の絶縁スペーサ５と同様に配置し、巻線導体３を前 記と同様に巻回して次段の単位コイル４を形成する。更に、最上段から数えて３ 段目に位置する単位コイル４の巻回に際しては、絶縁部材１０を具備しない絶縁 スペーサ５を第１のダクトピース２に取付け、そのまま巻線導体３を前記第１の ダクトピース２の背中に当てがって３段目に位置する単位コイル４を巻回する。 ４段目以降の単位コイル４の巻回に当っては、３段目の単位コイル４を巻回した ときと同様にして、各段の単位コイル４を順次巻回することにより所要段数の単 位コイル４を形成する。全段の単位コイル４を巻回形成したあと、単位コイル４ の外周面側には必要に応じて絶縁スペーサ５の他方の端面に設けた切欠５ｂに、 第２のダクトピース６を溝係合して多段盤状巻線７ａを構成する。

【００１３】 前記のようにして多段盤状巻線７ａを構成すると、図示しない鉄心の継鉄部に 近接する高電圧が印加される入力端側の最上段と次段の単位コイル４のそれぞれ の端部には、絶縁スペーサ５に取付けた板状の絶縁部材１０が存在することによ り、鉄心の脚鉄部との間において絶縁距離を比較的大きくとることが可能となる ため、この部位における電界の集中を良好に緩和することができる。即ち、前記 最上段と次段における単位コイル４の巻回数は、３段目以降の単位コイル４の巻 回数よりあらかじめ１〜２回分少なくしてあるため、前記最上段と次段の単位コ イル４において、絶縁部材１０の外周面に最初に巻回される巻線導体３の巻回半 径は、３段目以降の最初の巻回半径に比べて、その巻回半径を絶縁部材１０の存 在によって大きくしてあるので、最上段と次段の単位コイル４端部における電位 傾度を小さくすることが可能となる。これは、単位コイル４の端部に絶縁部材１ ０を介在させることにより、この部位における電界を良好に緩和し、これにより 部分放電の発生を抑制することができるに他ならない。

【００１４】 なお、本考案は、絶縁スペーサ５に具備した絶縁部材１０を、絶縁スペーサ５ に板状のプレスボードを貼着した例について説明したが、これに限定することな く、絶縁スペーサ５と絶縁部材１０とをあらかじめ合成樹脂により一体的に成形 加工したものを使用してもよく、又、絶縁部材１０は印加される高電圧に対応し て本例の如く、最上段と次段の絶縁スペーサ５とに限定せず、複数の絶縁スペー サに具備させてもよい。

【００１５】

【考案の効果】

本考案は以上説明したように、あらかじめ、部分放電が生じやすい鉄心の脚鉄 部に近接する高電圧が印加される入力端側の単位コイルの巻線端部に、絶縁スペ ーサと一体的に設けた絶縁部材が所要の肉厚でもって配設してあるので、この結 果、この部位に位置する単位コイルの最内周の巻線導体の巻回半径を大きくする ことが可能となり、前記単位コイルの端部と鉄心の脚鉄部との間の絶縁距離を比 較的大きくとることができるため、鉄心の脚鉄部に近接する単位コイルの巻線端 部の電位傾度を極力小さくすることができ、この種巻線の絶縁信頼性を著しく向 上させることができる。

【００１６】 又、本考案において絶縁部材は、単位コイル間に介挿される絶縁スペーサと一 体的に形成されているので、絶縁部材を具備する単位コイルの巻回に際しては、 絶縁部材を備えた絶縁スペーサが巻線導体を巻回するときのガイドとしての役目 を果すことになるため、単位コイルの巻回作業を迅速・容易に行うことができる 。

【００１７】 更に、本考案は、絶縁スペーサに具備する絶縁部材が第１のダクトピースに溝 係合され、かつ、絶縁スペーサとは一体的に形成されているため、単位コイルを 前記絶縁部材の外周面から巻回しても、その機械的強度を強く維持することが可 能となり、単位コイルの巻回が円滑に行えるとともに、巻線自体の機械的強度を 向上させることができる。その上、絶縁部材は絶縁スペーサに具備されるだけで よいので、多段盤状巻線を簡素な構造で経済的に製作できる利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例である多段盤状巻線の要部を
示す縦断面図である。

【図２】本考案の多段盤状巻線の要部を示す斜視図であ
る。

【図３】ダクトピースと板状のスペーサとの取付状況を
説明する説明図である。

【図４】従来の多段盤状巻線の要部を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 絶縁筒 ２ 第１のダクトピース ３ 巻線導体 ４ 単位コイル ５ 絶縁スペーサ ６ 第２のダクトピース ７，７ａ 多段盤状巻線 ８ 静電シールドリング １０ 絶縁部材

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁筒に巻線導体を多層に巻回した単位
   コイルを、板状の絶縁スペーサを介して所定の段数形成
   した多段盤状巻線において、前記絶縁筒の最上段から次
   段以降の各単位コイル間に介在する複数の絶縁スペーサ
   に、単位コイルの最内周に巻回される巻線導体の巻回半
   径を順次小さくする絶縁部材を配設するようにしたこと
   を特徴とする多段盤状巻線。
2. 【請求項２】 前記絶縁部材は、板状の絶縁スペーサと
   一体的に形成されて絶縁筒の軸線方向全周面に所定の間
   隔を保って配設した縦長のダクトピースに溝係合させる
   ようにしたことを特徴とする請求項１記載の多段盤状巻
   線。