JPH0878246A - 静止誘導電気機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハニカム材を巻線間の間隔片に使用しても、
安定した絶縁構造をもつ静止誘導電気機器を提供する。 【構成】 プレスボードの板材８にハニカム材９を貼り
付けて間隔片７を構成する。板材８を変圧器の高さ方向
に長く形成する。ハニカム材９を、ハニカムセル柱９１
の両側面にシート材９２ａ，９２ｂを貼り合わせて構成
し、シート材９２ａ側を板材８に貼り付ける。ハニカム
材９を長手方向に一定の隙間を設けて４つ設ける。間隔
片７を低圧巻線１の外側絶縁筒３と高圧巻線２の内側絶
縁筒４との間に配置する。ハニカム材９の長手方向の間
隔を、巻線間の力を均等に受けるように十分小さくす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は変圧器の鉄心、高圧巻線
及び低圧巻線間の間隔を保つための間隔片を備えた静止
誘導電気機器に係り、特に、間隔片の材料、構造を改良
して巻線間の絶縁強度を向上させた静止誘導電気機器に
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、絶縁物及び締付装置などに
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及び冷却媒体が収
納されている。このような冷却媒体として、近年広く用
いられているのは、ＳＦ6 ガスである。このＳＦ6 ガス
は、高圧で使用するときには高い絶縁強度が得られ、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、ＳＦ6 ガスを冷却媒体
として用いたガス絶縁変圧器は、防災上の見地から使用
範囲がさらに拡大される傾向にある。

【０００３】ところで、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、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の一例を、図面にした
がって以下に説明する。

【０００４】すなわち、図３に示すように、本例におけ
る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及び高圧巻線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。つまり、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の外側には絶縁筒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及び絶縁筒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ＳＦ6 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及び高圧巻線２における
個々の円盤と円盤との間には、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。個々の
円盤と円盤との間には、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。
そして、絶縁筒４の外面には、レール６が設けられてい
る。このレール６は、絶縁筒４と高圧巻線２との間に設
けられたスペーサ５が係合している。

【０００６】さらに、絶縁筒３と絶縁筒４との間には、
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。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ようなガス絶縁変圧器においては、以下のような問題点
があった。すなわち、絶縁筒３，４、間隔片７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。ただし、巻線間のＳＦ6 ガスに
発生する電界は、巻線間の間隙によって緩和される。ま
た、間隔片７が置かれた部分では、仮に巻線間が完全に
絶縁筒３，４と間隔片７で詰まっているとすれば、ＳＦ
6 ガスが入り込む隙間が存在せず、これらに加わる電界
を考える必要はない。

【０００８】しかし、一般に間隔片７の端面は直線で、
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。そして、上記のように間
隔片７の誘電率はＳＦ6 ガスに比べて高いため、誘電率
に逆比例した高い電界が、微小な隙間に存在するＳＦ6
ガスに加わってしまう。一方、ＳＦ6 ガスの絶縁強度は
固体絶縁材料でできた間隔片７よりも低いのが一般であ
り、間隔片７の置かれた部分にできる微小な隙間が絶縁
上の弱点となって巻線間全体の絶縁強度を弱めてしま
う。

【０００９】これに対処するため、間隔片７をハニカム
材で構成したものが開発されている（特願平５−５５３
１０号）。一般に、ハニカム材はハニカム構造（蜂の巣
構造）を形成するセル柱の両端面に、シート材を貼り付
けて構成されたものであり、絶縁筒３，４の側面に沿っ
て微妙に湾曲することによって、絶縁筒３，４の側面に
密着するため、微小な隙間がなくなる。しかし、巻線間
の幅は非常に狭い上に、巻線の高さは一定の長さを持っ
ている。したがって、間隔片７は巻線の高さにほぼ等し
い長さをもつ細長い形状となるので、取扱い中に長手方
向に撓み易い。このように間隔片７に撓みが発生する
と、ハニカム部分とシート材との間でせん断力が生じ
る。すると、セル柱の両端面がシート材で固定されてい
るので、シート材とハニカム部分との間で剥離が生じや
すい。

【００１０】また、装置の組立過程において、巻線間の
寸法に発生する公差により、間隔片７と他の部材との間
に隙間を生じ、絶縁上の問題となる場合がある。さら
に、絶縁筒４の上から巻線を巻回する場合に、間隔片７
に局部的に大きな力が加わるため、ハニカム材が局部的
に屈曲しやすい。

【００１１】本発明は上記従来技術の問題点を解決する
ためになされたもので、その主たる目的はハニカム材を
巻線間の間隔片に使用しても、安定した絶縁構造をもつ
静止誘導電気機器を提供することにある。

【００１２】第２の目的は、装置の組立過程において発
生する巻線間の寸法の公差に応じて、間隔片の厚さを容
易に調整できる静止誘導電気機器を提供することにあ
る。

【００１３】第３の目的は、巻線からの力が局部的に間
隔片に伝わらない静止誘導電気機器を提供することにあ
る。

【００１４】第４の目的は、間隔片に加わる単位面積あ
たりの力が小さい静止誘導電気機器を提供することにあ
る。

【００１５】

【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、前記鉄心の周り
に巻装された複数個の巻線と、前記鉄心と前記巻線との
間又は前記巻線相互間の間隙を保つ固体絶縁材料の間隔
片を備えた静止誘導電気機器において、前記間隔片が互
いに貼り合わされた板材及びハニカム材によって形成さ
れ、前記板材が前記巻線の高さ方向に長く形成され、前
記ハニカム材が、前記板材の長手方向に一定の間隔をお
いて複数個に分割されていることを特徴とする。

【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の静
止誘導電気機器において、前記板材が、前記巻線の半径
方向に層状に貼り合わされた薄板によって形成されてい
ることを特徴とする。

【００１７】請求項３記載の発明は、請求項１記載の静
止誘導電気機器において、前記鉄心と前記巻線との間又
は前記巻線相互間の間隙に、絶縁筒が設けられ、前記絶
縁筒と前記巻線との間に前記間隔片が配設され、前記板
材が前記巻線側に接し、前記ハニカム材が前記絶縁筒側
に接する方向に、前記間隔片が設けられていることを特
徴とする。

【００１８】請求項４記載の発明は、請求項３記載の静
止誘導電気機器において、前記ハニカム材における前記
巻線の円周方向の幅が、前記板材における前記巻線の円
周方向の幅よりも広く形成されていることを特徴とす
る。

【００１９】

【作用】以上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、巻
線が長手方向にたわんだとき、間隔片の板材部分で曲が
りが吸収される。そして、ハニカム材の部分は、長手方
向に分割されているので、ハニカム材と他の部材との密
着性は維持される。したがって、ハニカム材と他の部材
との間の隙間が生じにくい。

【００２０】請求項２記載の発明では、板材を構成する
薄板をはがすことによって間隔片の厚さを調整し、巻線
間の寸法の組立上の公差を吸収する。

【００２１】請求項３記載の発明では、板材が巻線に接
する側に設けられているので、巻線からの力が板材を介
してハニカム材に伝わる。したがって、ハニカム材に局
部的に過大な力が加わりにくくなる。

【００２２】請求項４記載の発明では、板材の幅に比
べ、ハニカム材の幅が広く形成されているので、ハニカ
ム材に加わる単位面積あたりの力がさらに小さくなり、
ハニカム材の屈曲が生じにくくなる。

【００２３】

【実施例】

（１）第１実施例 （Ａ）第１実施例の構成 請求項１及び請求項２記載の発明に対応する一実施例
を、図面にしたがって以下に説明する。すなわち、図１
に示すように、間隔片７はプレスボードの板材８にハニ
カム材９が貼り付けられることによって構成されてい
る。板材８は、一定の幅と厚みを持ち、変圧器の高さ方
向に長く形成されている。ハニカム材９は、ハニカム構
造を持つ直方体形状のセル柱９１の両側面に、シート材
９２ａ，９２ｂが貼り合わされることによって構成さ
れ、シート材９２ａは板材８に貼り付けられている。そ
して、ハニカム材９は長手方向に一定の隙間を設けて４
つ設けられている。ハニカム材９同士の間隔は、巻線間
の力を均等に受けるように十分小さくなっている。

【００２４】このような間隔片７は、低圧巻線１の外側
絶縁筒３と高圧巻線２の内側絶縁筒４との間に全周にわ
たって等配に配置され、低圧巻線１と高圧巻線２との間
に働く半径方向の力を受けると共に、低圧巻線１と高圧
巻線２との間の間隔を一定の長さに保っている。

【００２５】（Ｂ）第１実施例の作用、効果 以上のような構成を有する本実施例の作用、効果は以下
の通りである。すなわち、巻線の組立中に間隔片が長手
方向にたわむことがあっても、間隔片７はハニカム材と
ハニカム材料との隙間の部分で曲がりを吸収し、ハニカ
ム材９の部分はほぼ直線の形状を保つことができるの
で、ハニカムセル柱９１とシート材９２との間の剥離が
生じない。

【００２６】また、プレスボードの板材８自体が層状に
貼り合わせた材料で形成されているので、層を一部はが
すことによって間隔片の厚さを調整できる。したがっ
て、巻線組立時に巻線間の寸法公差を吸収することが容
易である。

【００２７】（２）第２実施例 請求項３及び請求項４記載の発明に対応する一実施例
を、図面にしたがって以下に説明する。なお、請求項３
記載の間隔片はレール６及び間隔片７とし、高圧巻線２
及び絶縁筒４の間に設けられているものをレール６、絶
縁筒３及び絶縁筒４の間に設けられているものを間隔片
７とする。すなわち、高圧巻線２と絶縁筒４との間に
は、冷却媒体を流す間隔を保つためのレール６が等配に
配置されている。レール６はプレスボードの板材６１と
ハニカム材６２とを貼り合わせることによって構成さ
れ、板材６１は高圧巻線２に接する側に、ハニカム材６
２は絶縁筒４に接する側に設けられている。板材６１に
おける巻線の円周方向の端部は、スペーサ５に係合され
ている。そして、ハニカム材６２における巻線２の円周
方向の幅は、板材６１の幅よりも広く形成されている。

【００２８】以上のような構成を有する本実施例の作
用、効果は以下の通りである。すなわち、レール６の外
側に高圧巻線２を巻回するとき、巻線の締め付け力はレ
ール６を絶縁筒４に押し付けるように働く。この場合、
高圧巻線２側のレール６はプレスボードの板材６１で構
成されているので、一本の巻線幅で押される局部的な圧
縮力はプレスボードの板材６１が受ける。さらに、この
力は内側のハニカム材６２の部分にも伝わるが、この
際、板材６１によって圧縮力がレール６の長手方向に広
がり局部的な力が緩和される。したがって、ハニカム材
６２に対する圧縮力は弱められる。

【００２９】さらに、ハニカム材６２の幅が板材６１の
幅より広く形成されているので、ハニカム材６２に伝わ
る単位面積あたりの圧縮力は一層小さくなり、レール６
全体の圧縮強度を増すことができる。

【００３０】（３）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、各部材の数、配置等は適宜変更可能である。たとえ
ば、第１実施例においては、ハニカムセル柱９１の両側
面にシート材９２ａ，９２ｂが貼り付けられているが、
これらの一方又は両方を省略しても間隔片７としての働
きをもつと共に、本発明の効果も有する。また、第２実
施例においては、間隔片としてレール６と間隔片７を用
いたが、低圧巻線１と高圧巻線２との間に使用する間隔
片７を第１実施例における間隔片７と同様の構成にすれ
ば、より優れた絶縁特性が得られる。

【００３１】そして、上記実施例では、間隔片を低圧巻
線１と高圧巻線２との間に使用する場合を主に述べた
が、間隔片を巻線と主脚鉄心間に使用しても同様な効果
が得られる。さらに、本発明は変圧器ばかりでなくリア
クトルにも適用可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上のような本発明によれば、間隔片を
板材及びハニカム材によって形成するという単純な構成
により、安定した絶縁構造を持つ優れた静止誘導電気機
器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の静止誘導電気機器の第１実施例におけ
る間隔片の構造を示す斜視図である。

【図２】本発明の静止誘導電気機器の第２実施例におけ
る巻線間の水平断面の一部を拡大した図である。

【図３】従来の静止誘導電気機器の一例における巻線間
の水平断面の一部を拡大した図である。

【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 ７…間隔片 ８，６１…板材 ９，６２…ハニカム材 ９１…セル柱 ９２ａ，９２ｂ…シート材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄心と、前記鉄心の周りに巻装された複
   数個の巻線と、前記鉄心と前記巻線との間又は前記巻線
   相互間の間隙を保つ固体絶縁材料の間隔片を備えた静止
   誘導電気機器において、 前記間隔片が互いに貼り合わされた板材及びハニカム材
   によって形成され、 前記板材が前記巻線の高さ方向に長く形成され、 前記ハニカム材が、前記板材の長手方向に一定の間隔を
   おいて複数個に分割されていることを特徴とする静止誘
   導電気機器。
2. 【請求項２】 前記板材が、前記巻線の半径方向に層状
   に貼り合わされた薄板によって形成されていることを特
   徴とする請求項１記載の静止誘導電気機器。
3. 【請求項３】 前記鉄心と前記巻線との間又は前記巻線
   相互間の間隙に、絶縁筒が設けられ、 前記絶縁筒と前記巻線との間に前記間隔片が配設され、 前記板材が前記巻線側に接し、前記ハニカム材が前記絶
   縁筒側に接する方向に、前記間隔片が設けられているこ
   とを特徴とする請求項１記載の静止誘導電気機器。
4. 【請求項４】 前記ハニカム材における前記巻線の円周
   方向の幅が、前記板材における前記巻線の円周方向の幅
   よりも広く形成されていることを特徴とする請求項３記
   載の静止誘導電気機器。