JPH1074633A - ガス絶縁誘導電器巻線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】巻線の対地絶縁寸法を大きくすることなしに、
静電シールドと巻枠との間の端部電界を下げる。 【解決手段】絶縁フイルム４が金属シート５に重ねられ
た状態で絶縁性の巻枠２０に巻回され、静電シールド１
が巻枠２０の内壁に取り付けられたガス絶縁誘導電器巻
線において、埋込みシールド９が巻枠２０の内部に埋め
込まれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ガス絶縁の変圧
器またはリアクトルの巻線に関し、特に、端部電界が緩
和された巻線に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、大都市の地下変電所は、その防災
上の観点から不燃性の電気機器を採用することが推奨さ
れ、変圧器やリアクトルなどの誘導電器もそのガス絶縁
化が進められている。図３は、従来のガス絶縁誘導電器
巻線の構成を示す要部斜視図である。巻線が、金属シー
ト５に絶縁フイルム４を重ねた状態で絶縁性の巻枠２の
外周に巻回されたものからなっている。絶縁フイルム４
は、金属シート５の端部より軸方向（上下方向）に出っ
張らせて巻かれ、金属シート５の端部が絶縁フイルム４
によって覆われている。金属シート５の端部における絶
縁フイルム４同士の隙間には、幅の狭い別の絶縁フイル
ム６が介装されている。また、巻枠２の内壁と巻線の外
周には、導電性の材料よりなる静電シールド１，３が取
り付けられている。これらの静電シールド１，３は、金
属シート５の軸方向の両端に対向させて上下にそれぞれ
に取り付けられている。また、静電シールド１，３と金
属シート５の巻き始め端、巻き終わり端とが、それぞれ
図示されていない給電部を介して同電位になるように接
続されている。

【０００３】なお、静電シールド１，３は、周回によっ
て１ターンを形成すると、漏れ磁束による電流が静電シ
ールド１，３を流れるので、静電シールド１，３の円周
部に電流の周回を防ぐ絶縁性のスリット（図示されてい
ない）が介装されている。また、絶縁フイルム４，６に
はポリエチレンテレフタレートが、金属シート５にはア
ルミニウム箔がそれぞれ用いられている。また、巻枠２
にはＦＲＰ（ガラス繊維にエポキシ樹脂が含浸された強
化プラスチックス材）が用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の装置は、巻枠とその内側の静電シールド
との間の端部電界が高いと言う問題があった。図４は、
図３の巻線端部における電位分布図である。等電位線７
は計算によって求められた。等電位線７が巻枠２の部分
で巻線内に入り込み、巻線端部８における電界が高くな
っている。この部分の電界が許容値を越えると、巻線端
部８から上下の対地絶縁（巻線とタンク壁や鉄心などの
接地構造との間の絶縁）に向かって放電が発生しやすく
なり、ついには絶縁破壊する。巻枠２を薄くすれば、等
電位線７の巻線内への入り込みが少なくなり、巻線端部
８の電界はあまり高くはならない。しかし、巻枠２は、
巻線作業時は巻心として使われるので円筒状に保持して
おく必要がある。一方、巻線作業後は、巻線の加熱乾燥
工程や運転時の巻線の発熱により絶縁フイルム４，６が
熱収縮するので、巻枠２の半径方向内方に力がかかる。
そのために、巻枠２は機械的に丈夫である必要があり、
巻枠２の厚さは数ｍｍ以上になる。巻枠２はあまり薄く
することができないので、従来は、巻線の対地絶縁寸法
を大きくすることによって、巻線端部８の電界を許容値
まで下げていた。そのために、変圧器全体が大きくな
り、製作コストも嵩んでいた。

【０００５】この発明の目的は、巻線の対地絶縁寸法を
大きくすることなしに、静電シールドと巻枠との間の端
部電界を下げることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明によれば、絶縁ガスが封入された密閉容器
内に収納され、絶縁フイルムが金属シートに重ねられた
状態で絶縁性の巻枠の外周に同軸に巻回され、周回状の
静電シールドが金属シートの軸方向の両端に対向させて
巻枠の内壁にそれぞれに取り付けられ、金属シートの巻
き始め端と静電シールドとが同電位に接続されたガス絶
縁誘導電器巻線において、前記金属シートの巻き始め端
と同電位の周回状の埋込みシールドが前記巻枠の内部に
埋め込まれてなるものとするとよい。埋込みシールドの
存在によって等電位線の巻枠内への入り込みが少なくな
り、静電シールドと巻枠との間の端部電界が低減され
る。

【０００７】かかる構成において、埋込みシールドが巻
枠の厚さ方向の中央に埋め込まれてなるものとしてもよ
い。それによって、巻枠を挟んだ両側の巻線端部電界、
すなわち、静電シールド側の端部電界と金属シート側の
端部電界との電界が同程度に緩和され、電界分布のバラ
ンスが良くなる。また、絶縁ガスが封入された密閉容器
内に収納され、絶縁フイルムが金属シートに重ねられた
状態で絶縁性の巻枠の外周に同軸に巻回され、周回状の
静電シールドが金属シートの軸方向の両端に対向させて
巻枠の内壁にそれぞれに取り付けられ、金属シートの巻
き始め端と静電シールドとが同電位に接続されたガス絶
縁誘導電器巻線において、前記金属シートの巻き始め端
と同電位の周回状の補助シールドが前記巻枠の外側に形
成された周回溝の内部に嵌め込まれてなるものとしても
よい。補助シールドの存在によって等電位線の巻枠内へ
の入り込みが少なくなり、静電シールドと巻枠との間の
端部電界が低減される。

【０００８】

【発明の実施の形態】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かかるガス絶
縁誘導電器巻線の構成を示す要部斜視図である。従来と
異なる構成は、埋込みシールド９が巻枠２０の内部に埋
め込まれ、金属シート５の巻き始め端と埋込みシールド
９とが図示されていない給電線を介して同電位になるよ
うに接続されている点である。その他の構成は、図３の
構成と同じであり、同じ部分には同一参照符号を付け詳
細な説明を省略する。ただし、埋込みシールド９には、
静電シールド１，３と同様に円周部に絶縁性の図示され
ていないスリットが介装され、電流が埋込みシールド９
に流れるのを防いでいる。

【０００９】図５は、図１の巻線端部における電位分布
図である。等電位線７０は計算によって求められた。図
４の場合と比べて、等電位線７０の巻枠２０への入り込
みが少ない。そのために、巻線端部８の電界が従来の場
合より低減されている。図１の実施例の場合、巻線端部
８の電界値は、図３のそれと比べて１５％緩和されてい
る。巻線の対地絶縁寸法を大きくする必要がなくなるの
で、変圧器の縮小化、コストダウンが可能になる。電界
が緩和される理由は、埋込みシールド９が等電位線７０
の巻枠内部への入り込みを妨げているためである。

【００１０】なお、図１においては、埋込みシールド９
の軸方向の両端部は、金属シート５の端部や静電シール
ド１の位置にほぼ対向するように配されていが、図５に
おける埋込みシールド９の端部９Ａの位置を金属シート
５の端部や静電シールド１の位置より上方へ持って行く
につれて、等電位線７０が巻枠２０へ入り込み難くなる
ので、巻線端部８の電界が１５％よりさらに緩和され
る。

【００１１】また、図１における埋込みシールド９の材
料は金属シート５と同じ金属箔としてもよく、埋込みシ
ールド９自体はいずれの厚さであっても、巻線端部８の
電界に影響を与えない。ただし、埋込みシールド９は、
図５のように巻枠２０の厚さ方向のほぼ中央に配した方
がよい。埋込みシールド９が、巻枠２０の内径側あるい
は外径側のいずれか一方に片寄ると、埋込みシールド９
が片寄った側の巻線端部８の電界が大きく緩和され、他
方の巻線端部８の電界の緩和度が多少小さくなる。した
がって、埋込みシールド９を巻枠２０の厚さ方向の中央
に配することによって、両側の電界緩和が同程度のな
り、電界分布のバランスが良くなる。

【００１２】図２は、この発明の異なる実施例にかかる
ガス絶縁誘導電器巻線の構成を示す要部斜視図である。
巻枠２１の外側に周回溝１０が形成され、この周回溝１
０に周回状の補助シールド９０が嵌め込まれている。金
属シート５の巻き始め端と埋込み補助シールド９０とは
図示されていない給電線を介して同電位になるように接
続されている。その他の構成は、図１の構成と同じであ
る。ただし、補助シールド９０には、静電シールド１，
３と同様に円周部に絶縁性の図示されていないスリット
が介装され、電流が補助シールド９０に流れるのを防い
でいる。

【００１３】図６は、図２の巻線端部における電位分布
図である。等電位線７１は計算によって求められた。図
３の場合と比べて、等電位線７１の巻枠２１の部分にお
ける巻枠２１内への入り込みが少ない。そのために、巻
線端部８の電界が従来の場合より低減されている。図２
の実施例の場合も、巻線端部８の電界値が、図３のそれ
と比べて１５％緩和されている。巻線の対地絶縁寸法を
大きくする必要がなくなるので、変圧器の縮小化、コス
トダウンが可能になる。電界が緩和される理由は、補助
シールド１０が巻枠２１の厚さ方向に突出しているため
に等電位線７１が巻枠２１内への入り込み難くなったこ
とによる。

【００１４】なお、図６においては、補助シールド９０
は巻枠２１の厚さ方向の半分まで入り込んでいたが、補
助シールド９０の巻枠２１への入り込みが大きくなるに
つれて巻線端部８の電界はより低減される。

【００１５】

【発明の効果】この発明は前述のように、金属シートの
巻き始め端と同電位の周回状の埋込みシールドが巻枠の
内部に埋め込まれる。それによって、巻線端部の電界が
従来の場合より低減され、変圧器の縮小化、コストダウ
ンが可能になる。かかる構成において、埋込みシールド
が巻枠の厚さ方向の中央に埋め込まれてなるものとして
もよい。それによって、巻線端部の電界が各部で同程度
に緩和され、電界分布のバランスが良くなる。

【００１６】また、金属シートの巻き始め端と同電位の
周回状の補助シールドが前記巻枠の外側に形成された周
回溝の内部に嵌め込まれる。それによって、巻線端部の
電界が従来の場合より低減され、変圧器の縮小化、コス
トダウンが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例にかかるガス絶縁誘導電器巻
線の構成を示す要部斜視図

【図２】この発明の異なる実施例にかかるガス絶縁誘導
電器巻線の構成を示す要部斜視図

【図３】従来のガス絶縁誘導電器巻線の構成を示す要部
斜視図

【図４】図３の巻線端部における電位分布図

【図５】図１の巻線端部における電位分布図

【図６】図２の巻線端部における電位分布図

【符号の説明】

１：静電シールド、５：金属シート、４，６：絶縁フイ
ルム、９：埋込みシールド、１０：周回溝、２０，２
１：巻枠、９０：補助シールド

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁ガスが封入された密閉容器内に収納さ
   れ、絶縁フイルムが金属シートに重ねられた状態で絶縁
   性の巻枠の外周に同軸に巻回され、周回状の静電シール
   ドが金属シートの軸方向の両端に対向させて巻枠の内壁
   にそれぞれに取り付けられ、金属シートの巻き始め端と
   静電シールドとが同電位に接続されたガス絶縁誘導電器
   巻線において、前記金属シートの巻き始め端と同電位の
   周回状の埋込みシールドが前記巻枠の内部に埋め込まれ
   てなることを特徴とするガス絶縁誘導電器巻線。
2. 【請求項２】請求項１に記載の巻線において、埋込みシ
   ールドが巻枠の厚さ方向の中央に埋め込まれてなること
   を特徴とするガス絶縁誘導電器巻線。
3. 【請求項３】絶縁ガスが封入された密閉容器内に収納さ
   れ、絶縁フイルムが金属シートに重ねられた状態で絶縁
   性の巻枠の外周に同軸に巻回され、周回状の静電シール
   ドが金属シートの軸方向の両端に対向させて巻枠の内壁
   にそれぞれに取り付けられ、金属シートの巻き始め端と
   静電シールドとが同電位に接続されたガス絶縁誘導電器
   巻線において、前記金属シートの巻き始め端と同電位の
   周回状の補助シールドが前記巻枠の外側に形成された周
   回溝の内部に嵌め込まれてなることを特徴とするガス絶
   縁誘導電器巻線。