JPS58219716A

JPS58219716A - 静止誘導電気機器

Info

Publication number: JPS58219716A
Application number: JP10211282A
Authority: JP
Inventors: Toshio Hida; 飛田　利夫
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-06-16
Filing date: 1982-06-16
Publication date: 1983-12-21

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】［発明の技術分野］本発明は、金属箔と絶縁シートを重ねて巻いた箔巻巻線
を有し、この巻線内に冷却ダクトを内蔵した方式の静止
誘導電気機器に関する。

［発明の技術的背蒙］箔巻巻線を有り−る静止誘導電気機器、例えば、箔巻変
圧器は占積率がよいので、小形・軽量化を′実現できる
特徴がある。既に数ＫＶ、数１００ＫＶＡ程度の比較的
電圧の低い小容量の変圧器では実用化βれている。

最近に至り、その優れた長所に鑑み、より高電圧・大容
量の例えば２７５ＫＶ、３００ＭＶＡ変圧器に適用拡大
が研究されているが、実用化に当って最大の問題点は、
いかに冷却能力を向上させ、高い絶縁能力を巻線にもだ
有られるかという点である。この様に箔巻巻線を用いた
高電圧大容量変圧器の実用化には種々の問題点があるが
、既に公知であり研究されている箔巻変圧器としては、
巻線内に冷却ダクトを内蔵させ、絶縁特性の優れた冷媒
をポンプにより送り込み循環させて、巻線損失から発生
する熱を直接的に冷す、いわばヒートパイプ式のものが
ある。

第１図にこのヒートパイプ式箔巻変圧器の構造を示す。

鉄心の脚部１の外周に金属箔２がシート状絶縁材３を介
して多数回巻付りられて、低圧巻線４と高圧巻線５とが
形成されている。これらの低高圧巻線４．５間には、中
空状の金属製冷却ダクト６が内蔵されている。この冷却
ダクト６は、巻線の巻回方向に沿った二重の円筒状或い
は分割された二重の円筒状をしており、その中空部であ
る薄い隙間内にはフロンＲ−１１３やフロリプートＦＣ
７５といった様な冷媒７が封入されている。この冷媒は
、変圧器外部に設けられた冷却装置のポンプ８により冷
却ダクト６に接続された絶縁パイプ９を介して循環され
て、巻線内の発熱を冷媒の蒸発潜熱で奪い、その蒸気を
、絶縁パイプ９を通して、集液管１０によって集め、巻
線の上方に設けられた冷却装置に導く。そして、冷却装
置の凝縮器１１内において水冷却管１２で冷却させ、再
び凝縮させる様になっている。凝縮されて液化された冷
媒７は、巻線の下向ぎに設けられた冷媒タンク１３に貯
められ、更にポンプ８で再び巻線内の冷却ダクト６に送
込まれる。

この様にして冷媒７の循環回路の設けられた箔巻変圧器
本体は、絶縁油或いはＳ　Ｆ６ガスといった絶縁媒体１
４と共に、タンク１５内に収納密封されている。この場
合、ステンレス等の金属で造られた集液管１０はタンク
１５等のアース電位に、また冷却ダクト６は、巻線４．
５間に組込まれている関係上、近接する巻線と同電位に
電気的に接続されている。

以上説明した様な構造の変圧器は、冷却の為の冷媒７と
絶縁の為の絶縁媒体１４とが完全に液密的に分離（セパ
レート）されている。このことから、この方式の箔巻変
圧器は、特に、セパレート式変圧器と呼ばれている。

［背景技術の問題点］本方式の変圧器は冷媒の蒸発潜熱を利用しているので、
優れた冷却特性を期待できるので大容量変圧器には有望
である。

しかし、第１図に示す様な従来のセパレート式変圧器に
は、次の問題点がある。

即ち、電力用変圧器は、一般に３０年間の運転寿命を要
求されるが、この様な長期間材質的な腐食やクラック等
が入って、冷媒が洩れるのを防ぐことは非常に難しい。

たいがいの洩れは、ごく少量であるが、徐々に、冷媒タ
ンク１３内の冷媒７が変圧器タンク１５内に洩れて移行
し、循環系内の冷媒量が不足し、冷却能力が不足して変
圧器のオーバーヒートを引き起こすことが、このセパレ
ート方式の変圧器の信頼性を考えた場合、一番の問題で
ある。その為、冷却ダクト６や導液パイプ１０はステン
レスや銅材料を用い、冷媒７が洩れない様な品質管理の
もとに製作され、絶縁パイプ９との接合箇所も洩れが生
じない様な接合方法が必要とされる。

ところで、従来から知られている一般的な形状の冷却ダ
クト６は、第２図の如く、円筒状のものであって、２枚
の金属製の円筒を重ね、その間に隙間を保持して接合す
るものである。また、第３図の様に円筒ツβせ分割した
形状の冷却ダク１−６を複数配置する場合もある。そし
て、この冷却ダクト６は、第４図に示す断面の如く、上
縁及び下縁が円形を成し、この部分に絶縁パイプ９に接
合する為の口出しパイプ１６が設【プられている。

しかるに、図より明らかな様に冷却ダクト６の製作は、
各端部を各々円形に成型する為、非常に難しく、従って
接合箇所も多くなるので、製作時間が大幅にかかると共
に、接合部よりの洩れが心配される。

更に、箔巻巻線の巻線間に冷却ダクト６を内蔵させる為
に、冷却ダクト６は巻線と容易に密着することが要求れ
る。しかし、第２図乃至第４図の形状からも明らかな様
に、上下縁の円形部は剛性が高いので、巻線と完全に密
着さ仕ることは極めて困難であり、冷却が均等に行なわ
れない欠点があった。

その上、従来の冷却ダクトは、金属製であり、溶接によ
って接合し形成される為、一般に、製作に手間がかかり
、重量も大きくなる欠点があった。

［発明の目的コ本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、その目的は
、冷却ダクトの製作が容易で、しがも、接合部が極めて
少なくて、冷媒の洩れの虞れがなく、更に巻線との密着
を容易にして冷却も均等に行なわれるセパレート式の静
止誘導電気機器を提供することにある。

［発明の概要］本発明の静止誘導電気機器は、箔巻巻線内に配設する冷
却ダクトを一本の帯状の管から形成し、しかもこの冷却
ダクトを金属、箔の各層間にその巻回方向に沿って螺旋
状ｉ配設したものである。

［発明の実施例］以下、本発明の一実施□例を第５図及び第６図を参照し
て説明する。

本実施例において１冷却ダクト２１は、偏平な中空部を
有する帯状の管であり、−例として熱伝導性の良好なプ
ラスチック材料から形成されている。この帯状の冷却ダ
クト２１は、箔巻巻線を構成する金属箔２の各層の間に
螺旋状に配設されている。即ち、金属箔２の巻回方向に
沿ってその内層から外層にかけて配設され、しかも、金
属箔の幅方向の一端（上端）から他端（下端）に亙って
その巻付は位置をずらしながら巻付けられている。

そして、冷却ダクト２１の巻付けの始めと終りの端部は
、そのまま絶縁パイプ２２を兼ね、集液管へ接合されて
いる。

本実施例において、冷却ダクト２１を形成゛づ−るには
、金属箔２を鉄心の脚部１の外周にシート状絶縁材３を
介して巻回する際、これと同時に、冷却ダクト２１の巻
付りを行ない、しかもこの冷却ダクト２１の巻付は位置
を下にずらしながら全体として螺旋状に形成する。

本実施例によれば、螺旋状の冷却ダクト２１は、プラス
チック製の帯状管であるので、全体として可撓性に富み
、更に、軽くて、加工性が良いので、その製作が容易で
ある。また、この冷却ダクト２１は、可撓性に富む上、
厚さの薄い偏平な管となっているので、巻線である金属
箔２に容易に密着して巻付けることが可能である。更に
、金属箔２の各層に冷却ダクト２１が密着して巻付けら
れているので、従来の円筒形の冷却ダクト２１に比較し
て、冷却が均等に行なわれる。また、冷却ダクト２１の
巻付けの始めと終りの端部は絶縁パイプ２２を兼ね、そ
のまま集液管１ｏへ接合できる為、従来例の様に冷却ダ
クト２１と別体の絶縁パイプ９との接合が不要であり、
従って冷媒の洩れる危険がなくなる。更に、冷却ダクト
２１はプラスチック製であり、耐薬品性及び機械強度が
高い利点もある。

本実施例におけ゛φ帯状の冷却ダクト２１の断面は、第
６図に示すように、縦長の矩形をなすものであるが、第
７図の如く、・角の丸くなった形状であってもよい。ま
た、第８図の如く、冷却ダクト２１の長さ方向に沿った
隔壁によって断面が３部屋に区分された形状として、周
囲の巻線の巻回される力により押し潰されにくくするこ
ともできる。

この場合、部屋の数は、帯状冷却ダクト２１の帯の幅に
より自由に決めることができる。

なお、本実施例においては、冷却ダクト２１はプラスチ
ック製であるが、これに代えて、巻付【プのできる程度
に可撓性を有する金属製の細管を使用することもできる
。また、本実施例は、冷却ダクトを巻線上部より巻付（
プて下部へ至っているが、伯の実施例においては、逆に
下部から上部に巻付けてもよく、或いはこれら双方の組
合せによる巻付けをしてもよい。更に、本発明は、箔巻
変圧器に限らず、箔巻巻線を用いた他の静止誘導電気機
器にも適用できる。

［発明の効果１以上の様に本発明に用いられる冷却ダクトは、一本の帯
状の管から形成され、金属箔の各層間にその巻回り向に
沿って螺旋状に配設されているので、冷媒の洩れる心配
がなく、また、巻線との密着が容易で巻線の冷却を均等
に行なうことができ、その上製作も容易である。よって
、本発明によれば、巻線の冷却が良好で冷媒の洩れがな
い信頼性の高い静止誘導電気機器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のセパレート式変圧器の右側断面図、第２
図及び第３図はそれぞれ従来の冷却ダクトを示寸斜視図
、第４図は第２図及び第３図のＡ−Δ断面図、第５図は
本発明の静止誘導電気機器の一実施例を示ず右側拡大断
面図、第６図は第５図における冷却ダクト部分の断面図
、第７図及び第８図はそれぞれ本発明の他の実施例にお
ける冷却ダクト部分の拡大図である。１・・・鉄心の脚部、２・・・金属箔、３・・・シート
状絶縁材、４・・・低圧巻線、５・・・高圧巻線、６・
・・冷却ダクト、７・・・冷媒、８・・・ポンプ、９・
・・絶縁パイプ、１０・・・集液管、１１・・・凝縮器
、１２・・・水冷却管、１３・・・冷媒タンク、１４・
・・絶縁媒体、１５・・・タンク、１６・・・口出しパ
イプ、２１・・・冷却ダクト、２２・・・絶縁パイプ。７３１７代狸人弁理士則近憲佑（ほか１名）゛。第　　１　図第２図第５図第６図第　７　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　金属箔をシート状絶縁材を介して巻回して成る
箔巻巻線間に冷却ダクトを内蔵し、この冷却ダクトに冷
却媒体を循環させて冷却を行なう静止誘導電気機器にお
いて、上記冷却ダクトを１本の帯状の可撓性を有する管
とし、この冷却ダクトを金属箔各層間にその巻回方向に
沿って螺旋杭に配設したことを特徴とする静止誘導電気
機器。
（２）　帯状の冷却ダクトが、長さ方向に沿って延びる
隔壁により複数の部屋に区分された構造を有する特許請
求の範囲第１項記載の静止誘導電気機器。゛　（３）　帯状の冷却ダクトが、プラスチック製であ
る特許請求の範囲第１Ｗ４記載の静止誘導電気′機器み