JPS58143509A - 変圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分骨〕 本発明は、１ｌＩｉ］ｌｌ４Ｉ纏を備えた変圧Ｓに関す
す。

〔発明の接衝的背景〕

金属シートと絶縁シートとを重ねて巻回し九屓巻壱纏は
、占積率が真い、巻繍巻き作業Ｏ自動化が容易、壱編内
の電位分布が夷いなど多くの利点があり、こＯ箔巻巻線
を備え走度圧器は・Ｊ−彩・軽量化を実現できる丸めに
比較的ヰ電圧で小容量の変圧器に広く用いられている。

さらに、最近では擺巻巻線はその利点に−み、油入変圧
器、Ｉス絶縁変圧器を問わず、高１１ＥＩＥ、大容量の
変圧器への採用が検討されている。

第１図は箔巻＊ｓｉを備え走度圧器の一例を示してい石
０図中１は絶ＪＩｔスや絶縁油などの絶縁媒体を新入し
たタンク、２はタンク１内に設けられ九鉄心で、鉄心１
の一部には絶縁筒３を介して低圧轡ａ４がＩＪ値され、
低ＩＩＥ＠緩４の外＃１ｌｌＩに絶縁・童リヤＩを介し
て高圧巻＃１１５がＩ！装されてい為、これら巻＠４　
　Ｊはアル１＝りムシートなどからなる金属シートｒと
、合成嘲脂フィルムなどからなる絶縁シート８とを重ね
て巻回し九眉轡巻線で構成されている。この吊轡巻Ｓ！
におけ番１８ｍシート１は金属シートｒより大なる１寸
法をもえせて軸方向（４方向）１Ｍ端部を金属シート１
０両端部よ）突出させ、金属シートｒ相互間の絶縁ｔｉ
ｉｓを得ろようにしである。なお、図中−は各巻線４．
ｉの内部に設けられ九冷媒を流す冷却ダクト、１０は？
’？！４ｔ−冷却する冷却器、ＩＪは冷媒タンク、Ｊ２
はボン戸、１１は冷媒管で、これらによシ巻ａ４．５を
冷却する機構の一例を構成している。

〔鎗喰技衝の間１点〕 眉轡壱纏を備え走度圧１１においては、漏れ磁束の関係
から巻線４　、ｇｏ軸方向端部におけゐ電ｆＩＬ書度が
大となり、この丸め巻線端部の発熱が局部的に増大する
開−があゐ、箔巻巻線からなる巻＠４．ａにおけ為磁束
分布を解析すると、１１２図で示すようになる。すなわ
ち、漏れ磁束は帯４Ｉ４とＩＩ線ｌとの間の間隙を通ヤ
、巻層４゜Ｊ（７）１４端Ｓ＊でムがる。轡−４，ｉの
端部には、−材を用い九４Ｉ＃で生じるよう′＆漏れ礁
東における番線４．１の半径方向へ広が〉が殆んど生じ
ない。これは次のような理由によるものである。金属シ
ートｒＦｉ軸方向に大暑な広がヤをもち、金属シー）Ｆ
Ｏ端優に軸方向および一方向に沿い渦電流を流す大暑な
径路がで龜る。＊りて１れ磁束が金属シート１０両端部
に対し半径方向に広が９ながら浸入しようとすると、金
属シートｒｏ趨１１に渦電流が生じ、この渦電流によっ
て夏対方向の漏れ磁束が生じ、この漏れ磁束が金属シー
）Ｆの端部に侵入する漏れ磁束の半径方向成分を打ち消
すからである。このため、巻ａＩ４．１ＫＦｉ軸方向機
械力が小さい利点があゐ。

しかしながら、こｏ＊ｗｉで金属シート１の端部に漏れ
磁束による渦電流が生ずると、金−シ−）ＦＯ端部にお
いて通常Ｏ負荷電流に渦電流が加わる九めに１通常Ｏ負
荷電流のみが流れる金＠Ｖ−）ＦＯ他の部分に比して電
流密度が増大す為。ｌｌ！りて、金属シートｒＯ軸方向
の電流書度分布、シート端部Ｏみが大である不均一なも
のとなる間１があ秦、１にお、金属シー）ＦＯ端＠ｏ電
ａ＊＊は、巻線４．ｊの間離から龜れ丸位置に４１為も
の鴨大暑くなる。第３図は高圧巻−において最外同側に
位置する金属シートｒ１０幅方向中央−からＩＩＩＩＩ
ｓＫ！る電ＲｖＨ度分布（ム纏）と、最内肩側に位置す
る金属シート１１の幅方向中央部から端部に至る電流密
度分有（ｌ纏）を示すａｌｌｌｌ”ｌ”６！、　＆Ｔｈ
、図中Ｃ＃ＩＩＩは金欄シートｒの平均的な電＊＊賓分
布を示している。この縮図によれば、金属シー）　Ｆｓ
　ｅ　Ｆｍの端部の電流密度が他の部分に比して大であ
ることが判り、４！ＫＩＩｈ纏４．１０間隙よ）最も峻
れ九位置にある金属シート１１ではごく限られえ端部に
平均電流密度０７〜８倍の電流が流れる。

このように金属シート１は端部の電流密度が大きいこと
により、端部での発熱が大きく局部的な過熱を生じ、層
巻ｅａｔ大容量変圧器に適用する上で大暑な妨げとなっ
ている。

〔発明の一的〕

本発明は眉４１１１１線の金属シートの端ＩＩＫおける
漏れ磁束による電流密度の増大を抑制して局部的な過熱
を阻止することにより、４１）４１ｍ１における問題を
解決して大容量変圧器に４適用で禽る変圧器を提供する
ものである。

〔発明の概要〕

本発明の変圧器は、ＷＡ壱轡暑における金属シートと絶
縁シートｏＭＪオ九は複数０１１亀層を存した絶縁シー
）０間に強磁性体層を配置して、漏れ磁束の半径方向成
分を強磁性体層で吸収することによ）、金属シート端部
に漏れ磁束によゐ生ずる渦電流を減少畜せる４のである
。

〔発明Ｏ夷總例〕

本発＠Ｏ変圧器は箔＊＊線を備え九もので、例えば第１
図で示すようにタンク１の内部に設は大鉄心１に、層巻
ＯＳからなる低圧巻１１１４と高圧ＩＩＩＩＩＩＩｊを
轡値しえものである。低圧および高圧１１ｋｌ１Ｍ４．
１を構威す１ｓｌｅ−は金１１＆−ト１と絶縁シート８
とを重ねてｌ１ｇ１Ｌ九もので、本発明ではこの箔巻巻
線に強磁性体層を設は九構造としている。

第４図は重置−の変圧ａｌＫ設けられる帛巻魯線の一夷
總例を示してい石、なお、この実園例における箔巻＊Ｓ
は、絶縁シート１を２枚重ねにして巻回して絶■強度を
高めである。この眉巻巻＃における各巻龜層には、金属
シート１と絶縁シートａＯ間に強磁性体層の一例として
強磁性体シート１４が配置畜れて両シー）７．１と−諸
に巻回されている。この強磁性体シート１４はけい素鋼
板、アモル７τ強磁性薄模などの強磁性を有する材料の
シートからなるものである。そして、強磁性体シート１
４は金属シート１と絶縁シート８との対向する一面の間
と、金属シー）Ｆの絶縁シート８とは反対の側面側に夫
々１枚づつ配置され、すなわち金属シート７０両１１１
１に、配置されて巻回されてお砂、１１回された状態で
は各巻き層において金属シートｒと帖嫌シート８との間
および金属シー）Ｆと１１１！ｌ！する轡き！−の絶縁
シート１との間に夫々強磁性体シート１４が配置される
。なお、層巻巻線の各巻ＩＩ−における絶縁シート８の
端部に挾まれる？ｌＩ、すなわち金属シート！および強
磁性体゛シート１４の端部一方の空隙には、嘴脂あるい
は杷ｄ　７−　ｆなどの絶縁物１５が充填され、金１１
・ 禰り一ト７に対する絶縁を高めで・いる、この夷Ｓ例に
おける眉壱善繍はこのような構造をなし、この層巻巻線
により低圧および扁圧＠４！Ｉ４．Ｊが構成されている
。

しかして、低圧および高圧巻線４．５は金属シー）Ｆと
絶縁シート８との関に強磁性体シート１４を設けたもの
であシ、負荷電流は強磁性体シート１４に比して電気伝
導度が大である金属シー）ＦＫ５すれ、漏れ磁束は金属
シート１に比して磁性が大である０強磁性体シート１４
に吸収されその幅方向を通って善ｍ端部に導びかれる。

すなわち、強磁性体シート１４は金属および絶縁シート
８に比して大なる磁性を有するので、それだけ磁束を通
し易く、漏れ磁束が巻線の両端部において半径方向に広
がろうとすると、巻−〇各巻電層に設けられている強磁
性体シート１４が漏れ磁束の半径方向成分を吸収して、
これを幅方向すなわち舎１１１ｍ方向に強制的に向けて
導び自強磁性体シート１４の４ｓから外方へ導びかれる
。ζ〇九め、金属シート１０両端部を横切る漏れ磁束量
は大１喝に減少し、金属シート１端部はζこを横切′る
磁束による。１１！６１［流の発生が殆んどなくなる。

つまり、金−シートｒ端部での漏れ磁束の巻線半径方向
への広がりは、金属シート７０両にａＪ１１流を発生さ
せることなく、強磁性体シート１４により阻止できる６
従って、金属シート１の端部は通常の負荷電流のみが流
れる場合に近い伏轢となり、電流密度が大＋４に減少し
、金属シートｒ全体の電流密度が均一となる。また、巻
＠４　、　ｊにおける＠ｓ＠４，５の間隙からの距離が
大となる位置にある金属シート１の端部はど道ｆＬ！！
Ｆ度が大となる◆綿も一和で龜る。すなわち壱４１４　
、　ｔｔの間隙に近い位置にある強磁性体シート１４か
ら離れた位置にある強磁性体シート１４にかけて漏れａ
東の半径方向成分を順次吸収していくので、ＩＩ＃間隙
から峻れた位置の金属シート１の端部に加わる漏れ＆東
が減少し、巻線の内Ｒ１１１！と外−一は磁束の半径方
向の成分が同程度となるためである。従りて、層巻巻線
は金属シートｒの４部が鵜電流により局部的に過熱され
ることを防止できる。

なお、この実趨例において金属シートｒの崗−に配置−
１する各強磁性体シート１４′ｆ：絶縁シート１の両１
１面に配置して絶縁性接着剤により接着するなどの手段
で固着しておけば、絶−シート８の表面抵抗が小さくな
）絶層シート８の帯電を防止できるので、肩ｅ＊、ｍを
巷＜＋１１１合に絶縁シート１に発生する静電気によっ
て金属シート１と絶縁シート８との間Ｋ１４物が浸入す
る―Ｉ能性が少なくなる。

ま九、金網シート１と絶縁シート８との間に設ける強磁
性体シート１４は、第４図で下す実５ｉＰＩｌのように
必ずしも金−７−ト１の崗ｖ４に配装することには限定
されず、金属シート１の少なくとも一方に配置する−の
であれば良い。さらにまた、層巻巻線の各巻きノー唾の
金Ｊ１ｇ／−）１と絶縁シート１０間に夫々強性出性体
シ・−ト１４を配置する必要はなく、複数の１！きｌ−
を存し九巻き層毎にその巻き層の金ｄ４７−ト１と杷嫌
シート８との間に強磁性体シー）７４に配置しても良い
。この場合には強磁性体シート１４の数が少ないので、
シート厚さを大きくしても箔巻１１１１ＩＩの占積率を
それ橿下げないで栖む利点がある。

１．かして、箔巻Ｉ！線における強磁性体シート１４の
配置位−１壱回回数は必ｇ！に応じて設定できるが、箔
ＯＳＳにおけるｌＩＣ流分布均−性の改善の度合は、＊
＊における強磁性体シート１４の巻回回数、厚さに応じ
て決まるので、この点を考慮して設定する。

第５図は本発明の変圧器に設ける箔巻巻線の地の実権例
を示している。このｌｉ！晦例では金属シート７と絶縁
シート８を直ねて巻回してなる消４４！Ｉ４１において
、複数の１１き層を存して位置する巻き層の絶縁シート
８と隣接する＊＊層の絶縁シート８との間に、１４！ｊ
Ｉｇ１分の強磁性体シート１４を配置して巻回しである
。すなわち、雀禰シート７と絶縁シート８を重ねて巻回
し、ｆｆ数１！？１４！ｊ回したところで１巻回分の強
磁性体シート１４を巻回し、さらに続けて金属シートｒ
と絶縁シート１を重ねて巻回するものである。

この１１成の箔巻巻線においても、巻線端部にて半１亜
方向に広がる漏れ磁束の生傷方向成分を強磁性体シート
１４が吸収して巻砿軸方向に導びくので、金属シートｒ
の端部を横切る生棲方向成分が少なくなり、金属シート
１の端部に生ずる渦電流が低減し、金属シート１の電流
分布不均一および金属シー）Ｆｌｌｌｌｌｌｌｌの局部
過熱を防ＩＦで龜る。ｔた、この実−例では強磁性体シ
ート１４の数が少ないので、シート厚さを大金＜シても
巻層の占積率をそれ程下げないですむ利点がある。

本発明の変圧器における４巻＊＊に設ける強磁性体層は
、第４図および第５図で示すようなけい素鋼板やア毫ル
ファス強磁性薄膜からなる強磁性体シートに限らず、例
えば金属シートｒｔたは絶縁シート８０表面に強磁性鉄
粉を吹き付けて層状に１！ｌ１着して強磁性体−として
用いるようにして１歳い０強磁性体層はその厚さや配置
位置などの条件１に応じて材質を選定できる。

〔発明の効果〕

本発明の変圧器は、箔巻ＳａＷに強磁性体／ｍ　を介在
配置したものであ石から、＊ＳＯ金−）−トの端部の漏
れ磁束による渦電流の発生を抑制して、金属シート端部
の電流密度を低減させ局部過熱を防止し、渦電流損を防
止できる。従って、箔巻ＯＳを備えた変圧器として、箔
巻巻線の間−を解決して大容量変圧器に適用できる。

【図面の簡単な説明】

礪１図は層巻巻線を備れた変圧器を示す概略的縦断面図
、第２ｍは吊壱轡縁における漏れ磁束分布を示す説明図
、第３図は従来の、箔巻巻線におけゐ電流密度分布を示
す線図、第４図は本発明の変圧器における箔巻巻―の一
夷権例を示す拡大断面図、第５図は眉轡巻−の他の実権
例を示す拡大断面図である。 １・・・タンク、２・・・鉄心、４・・・低圧４！ＩＨ
％　Ｊ・・＾圧伸−１１・・・金属シート、Ｉ・・・絶
婦７−ト、Ｉ４・・・強磁性体シート（強磁性体ｌ−）
。 出願人代理人　　弁場士　−江　武　彦第２図 第３図 −３： 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属シートと絶縁シートを重ねて巻いた箔巻巻線を備え
   、この箔１１巻線における前記金属シートと前記絶縁シ
   ートとの間、または複数の巻き層を存した絶縁シート相
   互の間に、前記金属シートと同じ幅を有する強磁性体層
   を配置し喪ことを特徴とする変圧器。