JPH0831664A - 静止誘導電器巻線 - Google Patents
静止誘導電器巻線Info
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- JPH0831664A JPH0831664A JP6185432A JP18543294A JPH0831664A JP H0831664 A JPH0831664 A JP H0831664A JP 6185432 A JP6185432 A JP 6185432A JP 18543294 A JP18543294 A JP 18543294A JP H0831664 A JPH0831664 A JP H0831664A
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- Japan
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- coil
- disc
- coils
- disk
- winding
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- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
- Insulating Of Coils (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】従来のインタリーブ巻線からなる円板コイルの
巻線作業性を損なうことなく、コイル間の初期電位分布
が直線分布された、耐衝撃電圧特性に優れた静止誘導電
器巻線を提供することにある。 【構成】インタリーブ巻線からなる円板コイル１を構成
するコイル導体１１Ａ及び１１Ｂのコイル導体被覆材２
０Ａを、コイルの線路端子Ｕから終端子Ｖにかけて順次
小さくなる比誘電率を有する絶縁材料からなる構成とし
て、線路端子側のコイル間の電位傾度を小さし、各円板
コイル間の電位分布を均等化する。
巻線作業性を損なうことなく、コイル間の初期電位分布
が直線分布された、耐衝撃電圧特性に優れた静止誘導電
器巻線を提供することにある。 【構成】インタリーブ巻線からなる円板コイル１を構成
するコイル導体１１Ａ及び１１Ｂのコイル導体被覆材２
０Ａを、コイルの線路端子Ｕから終端子Ｖにかけて順次
小さくなる比誘電率を有する絶縁材料からなる構成とし
て、線路端子側のコイル間の電位傾度を小さし、各円板
コイル間の電位分布を均等化する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、雷などの衝撃電圧の
侵入に対する変圧器の円板巻線の電位分布を均等化し、
巻線の絶縁耐力の向上を図ったインタリーブ巻線からな
る円板コイルの構造に関する。
侵入に対する変圧器の円板巻線の電位分布を均等化し、
巻線の絶縁耐力の向上を図ったインタリーブ巻線からな
る円板コイルの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３はインタリーブ巻線からなる円板コ
イルの構成図である。発電所などに設置されている電力
用変圧器が接続されている電力系統に雷が直接落下、あ
るいは近くでの落雷等によって送電線に誘導される誘導
雷、及び遮断器の開閉サージにより、電力系統に急激に
変化する衝撃電圧が発生するという現象がある。この衝
撃電圧は電力系統の送電線や接続されている変圧器や遮
断器などの電気機器に侵入して送電線や電気機器を損傷
する場合がある。
イルの構成図である。発電所などに設置されている電力
用変圧器が接続されている電力系統に雷が直接落下、あ
るいは近くでの落雷等によって送電線に誘導される誘導
雷、及び遮断器の開閉サージにより、電力系統に急激に
変化する衝撃電圧が発生するという現象がある。この衝
撃電圧は電力系統の送電線や接続されている変圧器や遮
断器などの電気機器に侵入して送電線や電気機器を損傷
する場合がある。
【０００３】変圧器の場合に、前記した衝撃電圧が線路
端子からコイルに侵入すると、この衝撃電圧に共振して
コイル内部で局部的な電圧集中が発生することが知られ
ており、このような現象は内部電位振動とよばれてい
る。この内部電位振動は前記したコイルに分布する対地
及び直列キャパシタンスによって決まる初期電位分布状
態から、コイルのインダクタンスによって決まる定常電
位分布状態へ移行する過程の過渡振動として生じ、この
過渡振動は初期電位分布と定常電位分布との差が小さい
程小さくなる。従って、前記した初期電位分布がコイル
間で直線的に均一に分布するほどコイル絶縁に対する責
務は小さくなる。
端子からコイルに侵入すると、この衝撃電圧に共振して
コイル内部で局部的な電圧集中が発生することが知られ
ており、このような現象は内部電位振動とよばれてい
る。この内部電位振動は前記したコイルに分布する対地
及び直列キャパシタンスによって決まる初期電位分布状
態から、コイルのインダクタンスによって決まる定常電
位分布状態へ移行する過程の過渡振動として生じ、この
過渡振動は初期電位分布と定常電位分布との差が小さい
程小さくなる。従って、前記した初期電位分布がコイル
間で直線的に均一に分布するほどコイル絶縁に対する責
務は小さくなる。
【０００４】また、この初期電位分布の非直線性は、前
記した対地及び直列キャパシタンスがコイルに沿って均
一に分布していると過程すると、コイルの全対地キャパ
シタンスをＣ、全コイル間の直列キャパシタンスをＫと
すると、各コイルの電位分布αは、α＝√(C/K) とな
り、コイル間のキャパシタンスＫが大きくなる程αは小
さくなり、初期電位分布が直線的に均一に分布すること
になる。
記した対地及び直列キャパシタンスがコイルに沿って均
一に分布していると過程すると、コイルの全対地キャパ
シタンスをＣ、全コイル間の直列キャパシタンスをＫと
すると、各コイルの電位分布αは、α＝√(C/K) とな
り、コイル間のキャパシタンスＫが大きくなる程αは小
さくなり、初期電位分布が直線的に均一に分布すること
になる。
【０００５】ところで、変圧器のコイルでは、円板コイ
ルが、例えば多層円筒コイルなどに比べて構造が簡単で
あり、外部短絡による発生する電磁力に対して機械的に
強く、また製作が容易であること、及び設計の自由度が
あることから５００ＫＶ以上の超高圧変圧器にも適用さ
れている。しかし、良く知られているように、円板コイ
ルではコイル導体間、軸方向の円板コイル間及び円板コ
イルと対地間で電位分布が異なり衝撃電圧が印加される
大きさが異なってくる。このため図３に示すように、２
個のコイル導体１１Ｃと１１Ｄとを一組として並列巻き
し、コイル導体の接続を入り組ませる、いわゆるインタ
リーブ巻線を採用した高直列容量円板巻線により前記し
たコイル間のキャパシタンスＫを大きくして初期電位分
布の平均化を図っている。
ルが、例えば多層円筒コイルなどに比べて構造が簡単で
あり、外部短絡による発生する電磁力に対して機械的に
強く、また製作が容易であること、及び設計の自由度が
あることから５００ＫＶ以上の超高圧変圧器にも適用さ
れている。しかし、良く知られているように、円板コイ
ルではコイル導体間、軸方向の円板コイル間及び円板コ
イルと対地間で電位分布が異なり衝撃電圧が印加される
大きさが異なってくる。このため図３に示すように、２
個のコイル導体１１Ｃと１１Ｄとを一組として並列巻き
し、コイル導体の接続を入り組ませる、いわゆるインタ
リーブ巻線を採用した高直列容量円板巻線により前記し
たコイル間のキャパシタンスＫを大きくして初期電位分
布の平均化を図っている。
【０００６】しかしながら、前記したコイル間の直列キ
ャパシタンスをほぼ等しく、かつ大きくした図３に示す
インタリーブ巻線を施した円板コイルによっても、前記
した線路端子から侵入する衝撃電圧による円板コイル間
の電位傾度は、線路端子Ｕ側の円板コイル１ｆと２ｆ及
び２ｆと３ｆ間が、終端子Ｖ側の円板コイル間よりも大
きく、線路端子に侵入する衝撃電圧を各円板コイル間で
完全に均一に分布させるには限界があった。ところで、
送電系統の高圧化、及び電力機器の大形化に伴って、前
記した電力系統から送電線に誘導される衝撃電圧も大き
くなり、電力用変圧器に大きな衝撃電圧の侵入が予想さ
れる場合には、耐衝撃電圧に対するコイル絶縁の高信頼
化の要求もますます高まってきている。従って、前記し
た最大電位傾度を有する線路端子側の円板コイル間に挿
入されるスペーサ１２Ｃ、１２Ｄの高さ寸法を他のスペ
ーサ１２Ｆより大きくし、円板コイル間の絶縁距離を大
きくする構成を採用して電位傾度の低下を図ることが行
われている。更に、インタリーブ巻線円板コイルにおい
て、コイルの直列キャパシタンスを、高電圧が印加され
る線路端子Ｕ側のコイルで大きくし、終端子Ｖ側へ段階
的に小さくする傾斜配分とし初期電位分布を均一分布に
近づける構成も検討されている。この構成は円板コイル
を、例えば図３において、１ｆ〜４ｆの円板コイルを１
ブロックとして、ブロック毎にコイル導体１１Ｃ、１１
Ｄの断面積を同一に保ちながら、コイル導体の高さ寸法
を順次小さくしてコイル導体間のキャパシタンスを段階
的に小さくした円板コイルを、コイル軸方向へ配置する
ものである。
ャパシタンスをほぼ等しく、かつ大きくした図３に示す
インタリーブ巻線を施した円板コイルによっても、前記
した線路端子から侵入する衝撃電圧による円板コイル間
の電位傾度は、線路端子Ｕ側の円板コイル１ｆと２ｆ及
び２ｆと３ｆ間が、終端子Ｖ側の円板コイル間よりも大
きく、線路端子に侵入する衝撃電圧を各円板コイル間で
完全に均一に分布させるには限界があった。ところで、
送電系統の高圧化、及び電力機器の大形化に伴って、前
記した電力系統から送電線に誘導される衝撃電圧も大き
くなり、電力用変圧器に大きな衝撃電圧の侵入が予想さ
れる場合には、耐衝撃電圧に対するコイル絶縁の高信頼
化の要求もますます高まってきている。従って、前記し
た最大電位傾度を有する線路端子側の円板コイル間に挿
入されるスペーサ１２Ｃ、１２Ｄの高さ寸法を他のスペ
ーサ１２Ｆより大きくし、円板コイル間の絶縁距離を大
きくする構成を採用して電位傾度の低下を図ることが行
われている。更に、インタリーブ巻線円板コイルにおい
て、コイルの直列キャパシタンスを、高電圧が印加され
る線路端子Ｕ側のコイルで大きくし、終端子Ｖ側へ段階
的に小さくする傾斜配分とし初期電位分布を均一分布に
近づける構成も検討されている。この構成は円板コイル
を、例えば図３において、１ｆ〜４ｆの円板コイルを１
ブロックとして、ブロック毎にコイル導体１１Ｃ、１１
Ｄの断面積を同一に保ちながら、コイル導体の高さ寸法
を順次小さくしてコイル導体間のキャパシタンスを段階
的に小さくした円板コイルを、コイル軸方向へ配置する
ものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記したインタリーブ
巻線からなる円板コイルにおける初期電位分布の均一化
の改善のための構成において、線路端子側の円板コイル
間にスペーサの高さ寸法が大きなものを配置する構成で
は、円板コイル間の磁束密度の違いにより隣接している
円板コイルとでアンペアターンの不均一が発生し、漂遊
負荷損が増大し、コイル及び鉄心等の局部加熱を誘発す
る恐れがあるという問題がある。更に、コイル導体寸法
の高さを段階的に線路端子側から終端子側へ小さくする
円板コイル構成では、コイル導体寸法を変えたコイル巻
線構成とすることによる変圧器コイル構造が複雑とな
り、更にコイル製作工数及びコイル巻回作業工数が多く
なり、変圧器が高価になるという課題があった。
巻線からなる円板コイルにおける初期電位分布の均一化
の改善のための構成において、線路端子側の円板コイル
間にスペーサの高さ寸法が大きなものを配置する構成で
は、円板コイル間の磁束密度の違いにより隣接している
円板コイルとでアンペアターンの不均一が発生し、漂遊
負荷損が増大し、コイル及び鉄心等の局部加熱を誘発す
る恐れがあるという問題がある。更に、コイル導体寸法
の高さを段階的に線路端子側から終端子側へ小さくする
円板コイル構成では、コイル導体寸法を変えたコイル巻
線構成とすることによる変圧器コイル構造が複雑とな
り、更にコイル製作工数及びコイル巻回作業工数が多く
なり、変圧器が高価になるという課題があった。
【０００８】この発明の目的は、前記の課題を解決し、
従来のインタリーブ巻線からなる円板コイルからなる変
圧器において、従来の構造設計を変えることなく、経済
的に、かつ従来のコイル巻回作業と同一作業で、前記し
た初期電位分布が均一化された、耐衝撃電圧性に優れた
静止誘導電器巻線を提供することにある。
従来のインタリーブ巻線からなる円板コイルからなる変
圧器において、従来の構造設計を変えることなく、経済
的に、かつ従来のコイル巻回作業と同一作業で、前記し
た初期電位分布が均一化された、耐衝撃電圧性に優れた
静止誘導電器巻線を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、この発明は、複数本の並列のコイル導体を円板
状に巻回してなる円板コイルを軸方向に複数段設け、各
円板コイルのコイル導体を一方の線路端子側から他方の
端子側まで直列に接続した前記複数段の円板コイルの少
なくとも一部をインタリーブ巻線から構成した静止誘導
電器巻線において、コイル導体に巻回されているコイル
導体被覆材が円板コイルの線路端子側から終端子側にか
けて順次小さくなる比誘電率を有する絶縁材料からなる
ものとする。また、軸方向の円板コイル間に配されてい
るコイル間隔片であるスペーサを、円板状コイルの線路
端子側から終端子側にかけて順次小さくなる比誘電率を
有する絶縁材料からなるものを用いる構成とする。更
に、コイル導体に巻回されているコイル導体被覆材とコ
イル間隔片であるスペーサとを構成している絶縁材料の
それぞれを、円板状コイルの線路端子側から終端子側に
かけて順次小さくなる比誘電率を有するものとすれば、
なお好適である。
ために、この発明は、複数本の並列のコイル導体を円板
状に巻回してなる円板コイルを軸方向に複数段設け、各
円板コイルのコイル導体を一方の線路端子側から他方の
端子側まで直列に接続した前記複数段の円板コイルの少
なくとも一部をインタリーブ巻線から構成した静止誘導
電器巻線において、コイル導体に巻回されているコイル
導体被覆材が円板コイルの線路端子側から終端子側にか
けて順次小さくなる比誘電率を有する絶縁材料からなる
ものとする。また、軸方向の円板コイル間に配されてい
るコイル間隔片であるスペーサを、円板状コイルの線路
端子側から終端子側にかけて順次小さくなる比誘電率を
有する絶縁材料からなるものを用いる構成とする。更
に、コイル導体に巻回されているコイル導体被覆材とコ
イル間隔片であるスペーサとを構成している絶縁材料の
それぞれを、円板状コイルの線路端子側から終端子側に
かけて順次小さくなる比誘電率を有するものとすれば、
なお好適である。
【００１０】
【作用】この発明は、全コイル間の直列キャパシタンス
Ｋを大きくするためのインタリーブ巻線からなる高直列
容量円板コイルにおいて、各円板コイルをブロック毎
に、その直列キャパシタンスを高電圧が印加される線路
端子側の円板コイルから段階的に小さくして傾斜配分と
した円板コイルの新しい構成に関するものである。とこ
ろで、前記全コイル間の直列キャパシタンスのＫは、隣
り合うコイル導体間や、コイル導体で構成された円板コ
イル間等の幾何学的配置によって定まるキャパシタンス
に蓄積される静電エネルギーの総和に一致する等価的な
キャパシタンス量として定義される。即ち、第３図で円
板コイルのコイル導体１ｃ及び８ｄ間の直列キャパシタ
ンスをＫ1 ，発生電圧をＶ1 とし、隣接する導体コイル
１ｃと１ｄ〜８ｃと８ｄ間の全コイル導体間の直列キャ
パシタンスをＫｗｐ，その発生電圧をＶｉとし、円板コ
イル１ｆと２ｆ間の直列キャパシタンスをＫｓ，その発
生電圧をＶｓとすると、円板コイルのコイル導体１ｃ及
び８ｄ間の静電エネルギー（１／２）Ｋ・Ｖ2は、隣接
する導体コイル１ｃと１ｄ〜８ｃと８ｄ間の静電エネル
ギー（１／２）Ｋｗｐ・Ｖｉ2 の総和と、円板コイル１
ｆと２ｆ間との静電エネルギー（１／２）Ｋｓ・Ｖｓ2
との和で現せられる。
Ｋを大きくするためのインタリーブ巻線からなる高直列
容量円板コイルにおいて、各円板コイルをブロック毎
に、その直列キャパシタンスを高電圧が印加される線路
端子側の円板コイルから段階的に小さくして傾斜配分と
した円板コイルの新しい構成に関するものである。とこ
ろで、前記全コイル間の直列キャパシタンスのＫは、隣
り合うコイル導体間や、コイル導体で構成された円板コ
イル間等の幾何学的配置によって定まるキャパシタンス
に蓄積される静電エネルギーの総和に一致する等価的な
キャパシタンス量として定義される。即ち、第３図で円
板コイルのコイル導体１ｃ及び８ｄ間の直列キャパシタ
ンスをＫ1 ，発生電圧をＶ1 とし、隣接する導体コイル
１ｃと１ｄ〜８ｃと８ｄ間の全コイル導体間の直列キャ
パシタンスをＫｗｐ，その発生電圧をＶｉとし、円板コ
イル１ｆと２ｆ間の直列キャパシタンスをＫｓ，その発
生電圧をＶｓとすると、円板コイルのコイル導体１ｃ及
び８ｄ間の静電エネルギー（１／２）Ｋ・Ｖ2は、隣接
する導体コイル１ｃと１ｄ〜８ｃと８ｄ間の静電エネル
ギー（１／２）Ｋｗｐ・Ｖｉ2 の総和と、円板コイル１
ｆと２ｆ間との静電エネルギー（１／２）Ｋｓ・Ｖｓ2
との和で現せられる。
【００１１】従って、コイル導体１c と８d 間の直列キ
ャパシタンスＫ1 は、隣接する全コイル導体間のキャパ
シタンスＫｗｐと、円板コイル１ｆと２ｆ間のキャパシ
タンスＫｓに比例し、前記の隣接する全コイル導体間の
キャパシタンスＫｗｐはコイル導体間の断面積及びコイ
ル導体被覆材２０Ｂの比誘電率に比例し、厚さ寸法に逆
比例する。また、円板コイル１ｆと２ｆ間のキャパシタ
ンスＫｓは円板コイル間の寸法及びコイル間に挿入され
るスペーサの比誘電率に比例する。前記した従来例のコ
イルの直列キャパシタンスを傾斜配列したインタリーブ
巻線からなる円板コイルでは、隣接するコイル導体間の
断面積を高電圧が印加される線路端子側から順次小さく
してコイル導体間のキャパシタンスを段階的に小さくし
た円板コイルを用いたものである。
ャパシタンスＫ1 は、隣接する全コイル導体間のキャパ
シタンスＫｗｐと、円板コイル１ｆと２ｆ間のキャパシ
タンスＫｓに比例し、前記の隣接する全コイル導体間の
キャパシタンスＫｗｐはコイル導体間の断面積及びコイ
ル導体被覆材２０Ｂの比誘電率に比例し、厚さ寸法に逆
比例する。また、円板コイル１ｆと２ｆ間のキャパシタ
ンスＫｓは円板コイル間の寸法及びコイル間に挿入され
るスペーサの比誘電率に比例する。前記した従来例のコ
イルの直列キャパシタンスを傾斜配列したインタリーブ
巻線からなる円板コイルでは、隣接するコイル導体間の
断面積を高電圧が印加される線路端子側から順次小さく
してコイル導体間のキャパシタンスを段階的に小さくし
た円板コイルを用いたものである。
【００１２】ところで、前記したように隣接するコイル
導体間のキャパシタンスＫｗｐは、円板コイルが形成さ
れているコイル導体及び隣接するコイル導体間の寸法が
同一であれば、コイル導体被覆材の比誘電率を順次線路
端子側から小さくした円板コイルを適用することによ
り、円板コイルの直列キャパシタンスを高電圧側のコイ
ルから段階的に小さくした傾斜配分とすることができ
る。また、比誘電率の異なる絶縁材料を組み合わせた複
合材を、コイル導体被覆材として用いることにより、円
板コイルの直列キャパシタンスの任意の値のものが作製
できる。
導体間のキャパシタンスＫｗｐは、円板コイルが形成さ
れているコイル導体及び隣接するコイル導体間の寸法が
同一であれば、コイル導体被覆材の比誘電率を順次線路
端子側から小さくした円板コイルを適用することによ
り、円板コイルの直列キャパシタンスを高電圧側のコイ
ルから段階的に小さくした傾斜配分とすることができ
る。また、比誘電率の異なる絶縁材料を組み合わせた複
合材を、コイル導体被覆材として用いることにより、円
板コイルの直列キャパシタンスの任意の値のものが作製
できる。
【００１３】更に、円板コイル間に挿入され円板コイル
間を軸方向に支持しているスペーサの比誘電率を、順次
線路端子側から終端子側にかけて小さい絶縁材料で構成
することによっても、同様の効果が得られる。
間を軸方向に支持しているスペーサの比誘電率を、順次
線路端子側から終端子側にかけて小さい絶縁材料で構成
することによっても、同様の効果が得られる。
【００１４】
【実施例】以下この発明を実施例に基づいて説明する。
図１は、この発明の実施例になるインタリーブ巻線から
なる円板コイルの構成図である。なお、図は従来の図３
に対応するものであり、従来と同じ部分には同一符号を
用いることにより詳細な説明を省略する。図１におい
て、前記したように円板コイル１ｅと２ｅ間との直列キ
ャパシタンスは、円板コイル１を構成しているコイル導
体１１Ａと１１Ｂのコイル導体被覆材２０Ａの比誘電率
に比例する、従ってこのコイル導体被覆材２０Ａを構成
している円板コイルを終端子側へ向けて段階的に小さく
する絶縁材料で構成する。
図１は、この発明の実施例になるインタリーブ巻線から
なる円板コイルの構成図である。なお、図は従来の図３
に対応するものであり、従来と同じ部分には同一符号を
用いることにより詳細な説明を省略する。図１におい
て、前記したように円板コイル１ｅと２ｅ間との直列キ
ャパシタンスは、円板コイル１を構成しているコイル導
体１１Ａと１１Ｂのコイル導体被覆材２０Ａの比誘電率
に比例する、従ってこのコイル導体被覆材２０Ａを構成
している円板コイルを終端子側へ向けて段階的に小さく
する絶縁材料で構成する。
【００１５】周知のように大容量の変圧器の絶縁では、
鉱油を絶縁媒体として、コイル導体のコイル導体被覆材
はクラフト紙を用いて前記した鉱油で含浸された絶縁構
成をしており、油浸されたクラフト紙の比誘電率は約
３．２である。ところで、芳香族ポリアミド繊維を混織
した耐熱紙からなるアラミッド紙は、その比誘電率はク
ラフト紙より小さく、油浸されたアラミッド紙の比誘電
率は約２．８となり、コイル導体被覆材にこのアラミッ
ド紙を適用するとクラフト紙からなるコイル導体１１Ａ
と１１Ｂ間のキャパシタンスの約８８％にすることがで
きる。従って、コイル導体被覆材としてクラフト紙とア
ラミッド紙とを組合わせて、その比率を変えることによ
り、段階的に直列キャパシタンスを変えた円板コイルを
得ることができる。
鉱油を絶縁媒体として、コイル導体のコイル導体被覆材
はクラフト紙を用いて前記した鉱油で含浸された絶縁構
成をしており、油浸されたクラフト紙の比誘電率は約
３．２である。ところで、芳香族ポリアミド繊維を混織
した耐熱紙からなるアラミッド紙は、その比誘電率はク
ラフト紙より小さく、油浸されたアラミッド紙の比誘電
率は約２．８となり、コイル導体被覆材にこのアラミッ
ド紙を適用するとクラフト紙からなるコイル導体１１Ａ
と１１Ｂ間のキャパシタンスの約８８％にすることがで
きる。従って、コイル導体被覆材としてクラフト紙とア
ラミッド紙とを組合わせて、その比率を変えることによ
り、段階的に直列キャパシタンスを変えた円板コイルを
得ることができる。
【００１６】この実施例のインタリーブ巻線からなる円
板コイル１は、前記した従来のコイル導体の高さ寸法を
順次小さくして、コイル導体間のキャパシタンスを段階
的に小さくした構成と同様に配置する。即ち、図１にお
いて、コイル導体１１Ａ及び１１Ｂは、円板コイル１ｅ
の外側に配置されたコイル導体１ａ及び１ｂを起点とし
て、並列に外側から内側へ半径方向に円板状に巻回し、
内側でそれぞれのコイル導体を転移させ、その後外側へ
順次巻回し円板コイル１ｅ及び２ｅを構成し、かつコイ
ル導体８ａを接続部１３Ａにて１ｂと接続してコイル導
体１１Ａ及び１１Ｂを直列接続する。次に前記と同様に
巻回した３ｅと４ｅとを導体コイル８ｂと９ａとで渡り
接続部１４Ａにて接続し、更に順次円板コイル４ｅと５
ｅとを渡り接続部１６Ａにて接続部してコイル導体を直
列接続する構成からなっている。従って、少なくとも円
板コイル１ｅ及び２ｅ、円板コイル３ｅ及び４ｅをそれ
ぞれ一つのブロックとして、各ブロックを構成する円板
コイルのコイル導体を同一のコイル導体被覆構成とする
ことが、巻線の製作工数上、有利である。
板コイル１は、前記した従来のコイル導体の高さ寸法を
順次小さくして、コイル導体間のキャパシタンスを段階
的に小さくした構成と同様に配置する。即ち、図１にお
いて、コイル導体１１Ａ及び１１Ｂは、円板コイル１ｅ
の外側に配置されたコイル導体１ａ及び１ｂを起点とし
て、並列に外側から内側へ半径方向に円板状に巻回し、
内側でそれぞれのコイル導体を転移させ、その後外側へ
順次巻回し円板コイル１ｅ及び２ｅを構成し、かつコイ
ル導体８ａを接続部１３Ａにて１ｂと接続してコイル導
体１１Ａ及び１１Ｂを直列接続する。次に前記と同様に
巻回した３ｅと４ｅとを導体コイル８ｂと９ａとで渡り
接続部１４Ａにて接続し、更に順次円板コイル４ｅと５
ｅとを渡り接続部１６Ａにて接続部してコイル導体を直
列接続する構成からなっている。従って、少なくとも円
板コイル１ｅ及び２ｅ、円板コイル３ｅ及び４ｅをそれ
ぞれ一つのブロックとして、各ブロックを構成する円板
コイルのコイル導体を同一のコイル導体被覆構成とする
ことが、巻線の製作工数上、有利である。
【００１７】次に、異なる実施例として、前記した円板
コイル１間に挿入され円板コイル１を軸方向に支持して
いるスペーサ１２を、その高さ寸法を同一にして、即ち
各円板コイル１間の絶縁距離を同一にして、構成してい
る絶縁材料の比誘電率を順次線路端子側から小さくする
材料構成とすることで、円板コイル１間のキャパシタン
スを線路端子側から段階的に低減できる。一般に円板コ
イル間に使用されているコイル間のスペーサは、植物繊
維を原料として抄造した薄いウエットシートを重ね合わ
せ、加圧、乾燥したプレスボードを使用しており、各円
板コイル間の半径方向に放射状に間隔を保持して挿入配
置されている。通常の油浸されたプレスボードの比誘電
率は４．６であるが、加圧、乾燥条件を変えた低密度プ
レスボード、及び前記した芳香族ポリアミド繊維からな
る耐熱絶縁紙を使用したプレスボードでは比誘電率は約
３．５となり、これらの低比誘電率からなるスペーサを
用いることにより円板コイル間のキャパシタンスを小さ
くできる。しかしながらその低減率は、前記したように
円板コイル間に部分的に放射状に挿入され、絶縁油と並
列に配されている構成となっているので、前記した材料
の比誘電率の比の割合よりは小さくなる。
コイル１間に挿入され円板コイル１を軸方向に支持して
いるスペーサ１２を、その高さ寸法を同一にして、即ち
各円板コイル１間の絶縁距離を同一にして、構成してい
る絶縁材料の比誘電率を順次線路端子側から小さくする
材料構成とすることで、円板コイル１間のキャパシタン
スを線路端子側から段階的に低減できる。一般に円板コ
イル間に使用されているコイル間のスペーサは、植物繊
維を原料として抄造した薄いウエットシートを重ね合わ
せ、加圧、乾燥したプレスボードを使用しており、各円
板コイル間の半径方向に放射状に間隔を保持して挿入配
置されている。通常の油浸されたプレスボードの比誘電
率は４．６であるが、加圧、乾燥条件を変えた低密度プ
レスボード、及び前記した芳香族ポリアミド繊維からな
る耐熱絶縁紙を使用したプレスボードでは比誘電率は約
３．５となり、これらの低比誘電率からなるスペーサを
用いることにより円板コイル間のキャパシタンスを小さ
くできる。しかしながらその低減率は、前記したように
円板コイル間に部分的に放射状に挿入され、絶縁油と並
列に配されている構成となっているので、前記した材料
の比誘電率の比の割合よりは小さくなる。
【００１８】図２にこの発明による円板コイル間の初期
電位分布の特性を示す。従来例は、図３の同一の絶縁材
料のコイル導体被覆材からなる円板コイル間の直列容量
がほぼ等しいキャパシタンスを有するインタリーブ巻線
を施した円板コイルである。この発明からなる実施例
は、円板コイルを、前記したコイル導体の渡り接続部１
６Ａで分けて、１ｅ〜４ｅの円板コイルを１組として、
全体を４個のブロックに分割して、線路端子Ｕ側から終
端子Ｖ側へ、それぞれの円板コイル１のブロック毎にコ
イル導体被覆材２０Ａ及びコイル間スペーサ１２の比誘
電率をそれぞれ順次小さくさせて構成したものである。
これにより、従来のインタリーブ巻線からなる円板コイ
ルより、初期電位分布を直線分布に近づける、即ち、各
コイル間で、線路端子Ｕ側から侵入する衝撃電圧の分担
を均一にすることが可能となる。
電位分布の特性を示す。従来例は、図３の同一の絶縁材
料のコイル導体被覆材からなる円板コイル間の直列容量
がほぼ等しいキャパシタンスを有するインタリーブ巻線
を施した円板コイルである。この発明からなる実施例
は、円板コイルを、前記したコイル導体の渡り接続部１
６Ａで分けて、１ｅ〜４ｅの円板コイルを１組として、
全体を４個のブロックに分割して、線路端子Ｕ側から終
端子Ｖ側へ、それぞれの円板コイル１のブロック毎にコ
イル導体被覆材２０Ａ及びコイル間スペーサ１２の比誘
電率をそれぞれ順次小さくさせて構成したものである。
これにより、従来のインタリーブ巻線からなる円板コイ
ルより、初期電位分布を直線分布に近づける、即ち、各
コイル間で、線路端子Ｕ側から侵入する衝撃電圧の分担
を均一にすることが可能となる。
【００１９】ところで、前記したように円板コイルの直
列キャパシタンスを傾斜配分するには、線路端子側より
終端子側のコイル導体被覆厚を大きくするコイル構成と
することによっても可能である。この場合は、前記した
従来のコイル導体の断面積を同一として、コイル導体の
高さ寸法を順次小さくしたコイルの構成に代えて、コイ
ル導体の高さ寸法を同一としてコイル導体厚の寸法を順
次小さくすることにより隣接するコイル導体間のコイル
導体被覆材の厚さを順次大きくすることができる。しか
しこの構成は、コイル導体断面積がコイル線路端から各
円板コイルのブロック毎に段階的に小さなコイル導体を
使用することになるので、コイル導体に通流する電流密
度は、線路端子側から終端子側へと大きくなり、コイル
導体断面積が大きく電流容量に充分余裕のある変圧器の
巻線にしか適用ができない欠点を有する。
列キャパシタンスを傾斜配分するには、線路端子側より
終端子側のコイル導体被覆厚を大きくするコイル構成と
することによっても可能である。この場合は、前記した
従来のコイル導体の断面積を同一として、コイル導体の
高さ寸法を順次小さくしたコイルの構成に代えて、コイ
ル導体の高さ寸法を同一としてコイル導体厚の寸法を順
次小さくすることにより隣接するコイル導体間のコイル
導体被覆材の厚さを順次大きくすることができる。しか
しこの構成は、コイル導体断面積がコイル線路端から各
円板コイルのブロック毎に段階的に小さなコイル導体を
使用することになるので、コイル導体に通流する電流密
度は、線路端子側から終端子側へと大きくなり、コイル
導体断面積が大きく電流容量に充分余裕のある変圧器の
巻線にしか適用ができない欠点を有する。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、この発明においては、イ
ンタリーブ巻線からなる円板コイルにおいて、それぞれ
の円板コイルを構成するコイル導体被覆材及びコイル間
に配されるスペースサの比誘電率を、高電圧が印加され
る線路端子側より終端端子側に向けて順次小さくなるよ
うな絶縁材料で構成し、円板コイル間の直列キャパシタ
ンスを段階的に小さくする傾斜配分としたので、従来の
円板コイル間の直列容量がほぼ等しいキャパシタンスを
有するインタリーブ巻線に比べて、コイル間の電位分布
をより直線分布に近づけることが可能となり、侵入した
衝撃電圧に対して、線路端子側のコイル間の電位傾度を
小さくできるとともに、各コイル間に印加される電圧分
担を均一化できる。
ンタリーブ巻線からなる円板コイルにおいて、それぞれ
の円板コイルを構成するコイル導体被覆材及びコイル間
に配されるスペースサの比誘電率を、高電圧が印加され
る線路端子側より終端端子側に向けて順次小さくなるよ
うな絶縁材料で構成し、円板コイル間の直列キャパシタ
ンスを段階的に小さくする傾斜配分としたので、従来の
円板コイル間の直列容量がほぼ等しいキャパシタンスを
有するインタリーブ巻線に比べて、コイル間の電位分布
をより直線分布に近づけることが可能となり、侵入した
衝撃電圧に対して、線路端子側のコイル間の電位傾度を
小さくできるとともに、各コイル間に印加される電圧分
担を均一化できる。
【００２１】従って、この発明では、従来のようなコイ
ル構成での電位傾度の大きい線路端子側の円板コイル間
の絶縁距離を大きく確保するために、その部位に他のコ
イル間のスペーサの高さ寸法より大きいスペーサを配す
る構成とすることなく、各コイル間に同一寸法のスぺー
サを適用することができるので、コイル間スペーサの寸
法縮小、及び隣接コイル間でのアンペアターンの一様化
により漂遊負荷損の低減及び局部加熱が防止でき、電力
用変圧器の小形化、及び低損失化を達成することができ
る。この発明は、前記した電力用変圧器のコイル絶縁の
高信頼化に寄与するとともに、コイル導体寸法を変える
ことなしに、通常寸法のコイル導体を使用して、かつ、
従来のコイル製作法及び巻線作業を何ら変えることなく
耐衝撃電圧性に優れたコイルを経済的に得られるという
効果をも得られる。
ル構成での電位傾度の大きい線路端子側の円板コイル間
の絶縁距離を大きく確保するために、その部位に他のコ
イル間のスペーサの高さ寸法より大きいスペーサを配す
る構成とすることなく、各コイル間に同一寸法のスぺー
サを適用することができるので、コイル間スペーサの寸
法縮小、及び隣接コイル間でのアンペアターンの一様化
により漂遊負荷損の低減及び局部加熱が防止でき、電力
用変圧器の小形化、及び低損失化を達成することができ
る。この発明は、前記した電力用変圧器のコイル絶縁の
高信頼化に寄与するとともに、コイル導体寸法を変える
ことなしに、通常寸法のコイル導体を使用して、かつ、
従来のコイル製作法及び巻線作業を何ら変えることなく
耐衝撃電圧性に優れたコイルを経済的に得られるという
効果をも得られる。
【図１】この発明の実施例のインタリーブ巻線からなる
円板コイルの構成図である。
円板コイルの構成図である。
【図２】この発明と従来のインタリーブ巻線からなる円
板コイルの初期電位分布を示すグラフである。
板コイルの初期電位分布を示すグラフである。
【図３】従来のインタリーブ巻線からなる円板コイルの
構成図である。
構成図である。
１ 円板コイル １ｅ 円板コイル ２ｅ 円板コイル ３ｅ 円板コイル ４ｅ 円板コイル ５ｅ 円板コイル １ａ コイル導体 １ｂ コイル導体 ８ａ コイル導体 ８ｂ コイル導体 １１Ａ コイル導体 １１Ｂ コイル導体 １２ スペーサ １２Ａ スペーサ １２Ｂ スペーサ １２Ｃ スペーサ １３Ａ 接続部 １４Ａ 接続部 １５Ａ 接続部 １６Ａ 接続部
Claims (3)
- 【請求項１】複数本の並列のコイル導体を円板状に巻回
してなる円板コイルを軸方向に複数段設け、各円板コイ
ルのコイル導体を一方の線路端子側から他方の端子側ま
で直列に接続した前記複数段の円板コイルの少なくとも
一部をインタリーブ巻線から構成した静止誘導電器巻線
において、円板コイルのコイル導体に巻回されているコ
イル導体被覆材が、円板コイルの線路端子側から終端子
側にかけて順次小さくなる比誘電率を有する絶縁材料か
らなることを特徴とする静止誘導電器巻線。 - 【請求項２】複数本の並列のコイル導体を円板状に巻回
してなる円板コイルを軸方向に複数段設け、各円板コイ
ルのコイル導体を一方の線路端子側から他方の端子側ま
で直列に接続した前記複数段の円板コイルの少なくとも
一部をインタリーブ巻線から構成した静止誘導電器巻線
において、軸方向の円板コイル間に配されているスペー
サが、円板状コイルの線路端子側から終端子側にかけて
順次小さくなる比誘電率を有する絶縁材料からなること
を特徴とする静止誘導電器巻線。 - 【請求項３】複数本の並列のコイル導体を円板状に巻回
してなる円板コイルを軸方向に複数段設け、各円板コイ
ルのコイル導体を一方の線路端子側から他方の端子側ま
で直列に接続した前記複数段の円板コイルの少なくとも
一部をインタリーブ巻線から構成した静止誘導電器巻線
において、円板コイルのコイル導体に巻回されているコ
イル導体被覆材と軸方向の円板コイル間に配されている
スペーサとが、それぞれ円板状コイルの線路端子側から
終端子側にかけて順次小さくなる比誘電率を有する絶縁
材料からなることを特徴とする静止誘導電器巻線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18543294A JP3296464B2 (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | 静止誘導電器巻線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18543294A JP3296464B2 (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | 静止誘導電器巻線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0831664A true JPH0831664A (ja) | 1996-02-02 |
| JP3296464B2 JP3296464B2 (ja) | 2002-07-02 |
Family
ID=16170690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18543294A Expired - Lifetime JP3296464B2 (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | 静止誘導電器巻線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3296464B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013016607A (ja) * | 2011-07-04 | 2013-01-24 | Hitachi Ltd | 静止誘導電器用巻線 |
| JP2013055279A (ja) * | 2011-09-06 | 2013-03-21 | Hitachi Ltd | 静止誘導電器 |
| CN104777406A (zh) * | 2015-02-15 | 2015-07-15 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 油浸式电力变压器匝间绝缘试验模型线圈及其制作方法 |
| JP2021512500A (ja) * | 2018-10-22 | 2021-05-13 | ビュルト エレクトロニク アイソス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト | 誘導性コンポーネント用コア及び誘導性コンポーネント |
| US12033781B2 (en) | 2018-10-22 | 2024-07-09 | Würth Elektronik eiSos Gmbh & Co. KG | Core for inductive element, and inductive element |
-
1994
- 1994-07-14 JP JP18543294A patent/JP3296464B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013016607A (ja) * | 2011-07-04 | 2013-01-24 | Hitachi Ltd | 静止誘導電器用巻線 |
| JP2013055279A (ja) * | 2011-09-06 | 2013-03-21 | Hitachi Ltd | 静止誘導電器 |
| CN104777406A (zh) * | 2015-02-15 | 2015-07-15 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 油浸式电力变压器匝间绝缘试验模型线圈及其制作方法 |
| JP2021512500A (ja) * | 2018-10-22 | 2021-05-13 | ビュルト エレクトロニク アイソス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト | 誘導性コンポーネント用コア及び誘導性コンポーネント |
| US12033781B2 (en) | 2018-10-22 | 2024-07-09 | Würth Elektronik eiSos Gmbh & Co. KG | Core for inductive element, and inductive element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3296464B2 (ja) | 2002-07-02 |
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