JPH1167557A - シールド部を備える変圧器用鉄心 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】シート状のシールド体の互いに重なり合うよう
にする両端部の相互間における電気絶縁を、容易で確実
に行えるように改良されたシールド部を備える変圧器用
鉄心を提供する。 【解決手段】変圧器用鉄心１は、従来例のシールド用絶
縁体に用いられているのと同様のシート状の電気絶縁材
を，矩形状に裁断の上でＵ字状に折り曲げて形成したシ
ールド用絶縁体３を用いたシールド部２を備えている。
シールド用絶縁体３は、シールド体６の内側の端部６ａ
に挿入されて配置されるが、Ｕ字状に折り曲げられた外
側の部分の長さ寸法（脚部８の外周に沿う方向の寸法）
である寸法Ｌは、端部６ａと端部６ｂとを接触させない
ために，端部６ａと端部６ｂの重なり合う寸法よりも長
い寸法として設定される必要があり、Ｕ字状に折り曲げ
られた内側の部分の長さ寸法は適宜の寸法に定めること
ができる。

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、脚部の外周部を
シート状のシールド体で覆うようにしたシールド部を備
える変圧器用鉄心に係わり、シート状のシールド体の互
いに重なり合うようにする両端部の相互間における電気
絶縁を、容易で確実に行えるように改良されたその構成
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電力用に用いられる変圧器は、変圧器用
鉄心と変圧器用巻線とを必須の部品として備えているの
が一般であり、変圧器用鉄心は、交番磁界による渦流損
を低減するため、けい素鋼板などの強磁性薄板製の鉄心
板の多数枚を積層するいわゆる積み鉄心の構成とされる
のが一般である。このため、変圧器用鉄心の各部の断面
形状は、用いられる鉄心板の幅寸法が単一である場合に
は矩形状になり、また、用いられる鉄心板として互いに
異なる幅寸法を持つ複数種類を用いる場合には、いわゆ
る階段状になる。この変圧器用鉄心は、良く知られてい
るように、いずれの断面形状を持つ場合であっても、変
圧器用巻線が装填される部位である脚部と、脚部の端部
を磁気的に接続する継鉄部とを少なくとも有している。

【０００３】変圧器用鉄心は電気上の安全などのために
電気的には接地されることが一般であり、また、変圧器
用巻線には、変圧器の使用電圧に応じる値の電圧が印加
される。したがって、変圧器用巻線と変圧器用鉄心との
間には、変圧器用巻線に印加される電圧に対応する電位
差が与えられて、これによる電界が形成されることにな
る。この電界の強度を変圧器用鉄心側から見ると、変圧
器用巻線が装填される脚部で大きく、継鉄部では相対的
に小さいことが一般である。そうして、変圧器用鉄心の
断面形状が矩形状であっても階段状であっても、その角
部には良く知られているところから電界が集中すること
になるので、この電界の集中を防止するために、脚部の
外周部にはシールド部を備えることが一般となってい
る。

【０００４】以下に、図２を用いて、円筒状の変圧器用
巻線が装填されると共に階段状の断面形状を持つ脚部を
有する場合に代表させて、シールド部を備える変圧器用
鉄心の従来例を説明する。ここで図２は、従来例のシー
ルド部を備える変圧器用鉄心を変圧器用巻線と共に模式
的に示す断面図である。図２において、９は、階段状の
断面形状を持つ周知の脚部８を含む鉄心部と、シールド
部７とを備えた変圧器用鉄心であり、４は、円筒形状を
持つ周知の変圧器用巻線（以降、単に巻線と略称するこ
とがある。）である。シールド部７は、シート状のシー
ルド体６と、シールド体６の両側の端部６ａ，６ｂの間
を電気的に絶縁するためのシート状のシールド用絶縁体
５と、電気絶縁材製の絶縁筒７１，７２とを有して構成
されている。

【０００５】変圧器用鉄心９が有する鉄心部は、脚部８
と図示しない周知の継鉄部などを有して構成されてお
り、図示を省略したが周知の方法によって電気的には接
地されるように構成されている。シールド体６は、カー
ボン粉末入りの繊維を織り込むことなどによって導電性
が付与されたポリエステル繊維製の不織布などのシート
状で導電性を持つ柔軟な布地であり、矩形状に裁断され
ている。なお、シールド体６に用いられるシート材とし
ては、柔軟で導電性を有するものであれば適宜の素材の
採用が可能であり、例えば、カーボン繊維製、金属製繊
維製などの導電性を有するシート材を用いたものも知ら
れている。このシールド体６は、図示を省略した適宜の
公知の方法によって接地電位に接続されている。

【０００６】絶縁筒７１，７２は、シールド体６に隣接
する脚部８などの部品に対する電気絶縁や，シールド体
６の機械的な保護を役目とする電気絶縁材製の比較的に
大きな剛性を持つ円筒状体であり、絶縁筒７１は脚部８
の外周を直接に覆うようにして、また、絶縁筒７２はシ
ールド体６の外側を覆うようにして配置される。矩形状
に裁断されたシールド体６は、巻線４の内周面に対向す
る部位の脚部８を完全に覆うようにするために、いわゆ
るのり巻き状にして一巡りさせて絶縁筒７１の外周に巻
き付けられており、両側の端部６ａ，６ｂは図示のとお
りに互いに重なり合わせられている。ただし、内側の端
部６ａと外側の端部６ｂとが接触し合うことは、脚部８
に対する１ターンの短絡巻線が形成されることになって
好ましくないので、端部６ａと端部６ｂとの間は電気的
に絶縁されることが重要となる。

【０００７】この目的のために設けられているのがシー
ルド用絶縁体５である。シールド用絶縁体５には、プレ
スボードなどのシート状の電気絶縁材（例えば、厚さ
０．５〔ｍｍ〕）が用いられている。両端部６ａ，６ｂ
の間にシールド用絶縁体５が挟み込まれた状態とされて
絶縁筒７１に巻き付けられたシールド体６は、接着テー
プなどの図示しない周知の電気絶縁材製テープが巻き付
けられることで固定される。なお、巻線４は、この発明
の直接の対象では無く、かつ周知の部品であるので、そ
の構成の説明は省略する。

【０００８】なおまた、これまでの説明では、脚部（例
えば、脚部８）の断面形状は階段状であり、変圧器用巻
線（例えば、変圧器用巻線４）の形状は円筒状であると
してきたが、シールド部を備える変圧器用鉄心を用いた
変圧器においては、矩形状の断面形状を持つ脚部や，矩
形の筒状の形状を持つ変圧器用巻線を用いたものも知ら
れている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術によ
るシールド部を備えた変圧器用鉄心（例えば、変圧器用
鉄心９）においては、前述のごとくに構成されているの
で、変圧器用巻線（例えば、変圧器用巻線４）の内周面
に対向する部位の脚部（例えば、脚部８）はシールド体
（例えば、シールド体６）によって完全に覆われてお
り、このシールド体は接地をされている。これによっ
て、巻線から発して脚部に向かおうとする周知の電気力
線の全てはシールド体が終着点になり、脚部に到達する
電気力線を零にすることができている。そうして、脚部
を覆うシールド体は角部などの曲率半径の小さな部分を
持たないことにより、電界の集中が発生しない。

【００１０】高い電圧で使用されると共にシールド体が
設けられていない変圧器用鉄心においては、巻線から発
して接地電位に向かう電気力線が脚部に到達し、周知の
ことによって脚部の角部に電界集中部が形成されること
で、周知の部分放電が発生すると言う問題がある。シー
ルド部を備えた変圧器用鉄心では、シールド体を備える
ことによって、脚部の角部に電界集中部が形成されるこ
とで発生する部分放電の問題を解消することができてい
る。しかしながら、従来技術のシールド部を備えた変圧
器用鉄心には、次記する問題点が残存しており、その解
決が望まれている。

【００１１】シールド用絶縁体（例えば、シールド用絶
縁体５）は、その設置目的を全うするために、脚部の外
周に沿う方向である長さ寸法を、まずシールド体の両端
部（例えば、端部６ａ，６ｂ）の重なり合う寸法を実測
し、この実測値よりも長い寸法として設定するようにし
ている。すなわち、シールド用絶縁体の長さ寸法の設定
に多くの手間を要している。また、シールド体では、絶
縁筒（例えば、絶縁筒７１）に巻き付けられた後に、端
部の重なり合う部位がシールド用絶縁体によって電気絶
縁されていることの確認のために、シールド体の外側の
端部（例えば、端部６ｂ）からシールド用絶縁体が食み
出ていることの確認を行うようにしている。しかしなが
ら、シールド体の内側の端部（例えば、端部６ａ）がシ
ールド体によって隠れざるを得ないので、内側の端部が
シールド用絶縁体によって電気絶縁されていることの確
認は目視によっては全く不可能なのである。

【００１２】この発明は、前述の従来技術の問題点に鑑
みなされたものであり、その目的は、シート状のシール
ド体の互いに重なり合うようにする両端部の相互間にお
ける電気絶縁を、容易で確実に行えるように改良された
シールド部を備える変圧器用鉄心を提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明では前述の目的
は、 １）変圧器用巻線がそれぞれ装填される１個または複数
個の脚部と、それぞれの脚部の外周部とこの脚部に装填
される変圧器用巻線の内周部との間に介挿されてなるシ
ールド部とを備え、シールド部は、両端部が互いに重な
り合うようにして脚部の外周部を一巡りさせて配置され
て，変圧器用巻線の内周部に対向する部位の脚部の外周
部を覆ってなるシート状のシールド体と、シールド体の
両端部の互いに重なり合うことになる部分の間を電気的
に絶縁してなるシート状で電気絶縁材製のシールド用絶
縁体とを有してなり、それぞれの変圧器用巻線から発生
してこの変圧器用巻線が装填される脚部に向かう電気力
線を前記シールド体によって捕捉するようにしてなるシ
ールド部を備える変圧器用鉄心において、シールド部
は、シールド用絶縁体がＵ字状に折り曲げられ、シール
ド体の内側の端部に挿入されて配置されてなる構成とす
ること、により達成される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。なお、この項の以下の説明
においては、変圧器用巻線や従来例のシールド部を備え
た変圧器用鉄心と同一部分には同じ符号を付し、その説
明を省略する。図１は、この発明の実施の形態の一例に
よるシールド部を備える変圧器用鉄心を変圧器用巻線と
共に模式的に示す断面図である。図１において、１は、
図２に示した従来例によるシールド部を備えた変圧器用
鉄心９に対して、シールド用絶縁体としてシールド用絶
縁体３を用いたシールド部２を備えるようにした変圧器
用鉄心である。

【００１５】シールド用絶縁体３は、この発明による特
徴的な形状として、従来例のシールド用絶縁体５に用い
られているのと同様のシート状の電気絶縁材を、矩形状
に裁断した上で図に示すごとくにＵ字状に折り曲げて形
成するようにしている。このような形状を持つシールド
用絶縁体３は、シールド体６の内側の端部６ａに挿入さ
れて配置される。シールド用絶縁体３のＵ字状に折り曲
げられた内側の部分の長さ寸法（脚部８の外周に沿う方
向の寸法）は、主にシールド用絶縁体３をシールド体６
に保持するために必要なものであり、電気絶縁を考慮す
る必要がさして無いので、適宜の寸法に定めることがで
きる。

【００１６】他方、シールド用絶縁体３のＵ字状に折り
曲げられた外側の部分の長さ寸法である寸法Ｌは、内側
の端部６ａと外側の端部６ｂとが接触しないようにする
ためのものであり、端部６ａと端部６ｂの重なり合う寸
法よりも長い寸法として設定される必要があることは、
従来例の場合と同一である。そうして、この発明になる
シールド用絶縁体３の長さ寸法Ｌの設定には、従来例の
シールド用絶縁体５の場合と同一の方法を採ることもで
きるが、シールド用絶縁体３がＵ字状に折り曲げられて
いて端部６ａに挿入されて保持されることを利用した，
簡便に設定する方法を採用することもできるという利点
を持っている。

【００１７】すなわち、シールド用絶縁体３は、長さ方
向寸法に余裕を持たせた矩形状に裁断されたシート状の
電気絶縁材を用いてＵ字状に形成し、シールド体６が絶
縁筒７１に巻き付けられた後に、例えば、シールド体６
の端部６ｂから過度に食み出ているシールド用絶縁体３
を切断などによって除去することで、端部６ｂから食み
出す長さを適正値に調整するという方法を採ることがで
きる。

【００１８】図１に示すこの発明の実施の形態の一例に
よるシールド部を備えた変圧器用鉄心１では前述の構成
としたので、Ｕ字状のシールド用絶縁体３はシールド体
６の内側の端部６ａに挿入されて配置されることにな
る。したがって、この端部６ａはシールド用絶縁体３に
よって挟み込まれて保持をされるので、確実に電気絶縁
されることになり、シールド用絶縁体３を巻き付けた後
でのその確認が基本的に不要であるとの特長を生み出す
ことができている。これにより、シールド体６の絶縁筒
７１の巻き付け後における、内側の端部６ａがシールド
用絶縁体３によって電気絶縁されていることの目視によ
る確認が不可能であっても、シールド体６の両端部６
ａ，６ｂの接触に起因する１ターンの短絡巻線の形成防
止に関する信頼性を向上することができることになる。

【００１９】また、長さ方向寸法に余裕を持たせた矩形
状に裁断されたシート状の電気絶縁材を用いてシールド
用絶縁体３を形成し、シールド体６が絶縁筒７１に巻き
付けられた後に，シールド体６の端部６ｂから食み出す
シールド用絶縁体３の長さを適正値に調整するという方
法を採ることにより、シールド用絶縁体３の長さ寸法の
設定に要する手間の単純化ができて、その製造原価を低
減することができる。

【００２０】

【発明の効果】この発明になるシールド部を備えた変圧
器用鉄心においては、前記の課題を解決するための手段
の項で述べた構成とすることにより、次記する効果を奏
する。 シールド体の内側の端部がシールド用絶縁体により挟
み込まれるようにして確実に保持されることで、シール
ド体の両端部の接触に起因する１ターンの短絡巻線の形
成防止に関する信頼性の向上が可能になる。

【００２１】長さ方向寸法に余裕を持たせた矩形状に
裁断されたシート状の電気絶縁材を用いてシールド用絶
縁体を形成し、シールド体が絶縁筒に巻き付けられた後
にシールド用絶縁体の長さを適正値に調整するという方
法を採ることにより、シールド用絶縁体の長さ寸法の設
定に要する工数の低減が可能となり、これに伴って製造
原価の低減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態の一例によるシールド部
を備える変圧器用鉄心を変圧器用巻線と共に模式的に示
す断面図

【図２】従来例のシールド部を備える変圧器用鉄心を変
圧器用巻線と共に模式的に示す断面図

【符号の説明】

１ 変圧器用鉄心 ２ シールド部 ３ シールド用絶縁体 ６ シールド体 ６ａ 端部 ６ｂ 端部 ８ 脚部 Ｌ 寸法

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】変圧器用巻線がそれぞれ装填される１個ま
   たは複数個の脚部と、それぞれの脚部の外周部とこの脚
   部に装填される変圧器用巻線の内周部との間に介挿され
   てなるシールド部とを備え、シールド部は、両端部が互
   いに重なり合うようにして脚部の外周部を一巡りさせて
   配置されて，変圧器用巻線の内周部に対向する部位の脚
   部の外周部を覆ってなるシート状のシールド体と、シー
   ルド体の両端部の互いに重なり合うことになる部分の間
   を電気的に絶縁してなるシート状で電気絶縁材製のシー
   ルド用絶縁体とを有してなり、それぞれの変圧器用巻線
   から発生してこの変圧器用巻線が装填される脚部に向か
   う電気力線を前記シールド体によって捕捉するようにし
   てなるシールド部を備える変圧器用鉄心において、 シールド部は、シールド用絶縁体がＵ字状に折り曲げら
   れ、シールド体の内側の端部に挿入されて配置されてな
   ることを特徴とするシールド部を備える変圧器用鉄心。