JPS59197112A

JPS59197112A - 箔巻変圧器

Info

Publication number: JPS59197112A
Application number: JP58071359A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Inoue; 保井上
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1983-04-25
Filing date: 1983-04-25
Publication date: 1984-11-08

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、銅或はアルミ箔等の金属シ゛−トと絶縁シー
トとを重ねて巻いて成る箔状の巻線を用いた箔巻変圧器
に関する。

［発明の技術的背景］箔巻変圧器は、巻線の占積が良く小型、軽量化ができる
特徴がある。既に数ＫＶ、数１００ＫＶＡ　Ｐｉ！度の
比較的電圧の低い小容量の変圧器では実用化されている
。近年、その優れた長所に鑑み、より高電圧、大容量の
例えば２７５ＫＶ１３００Ｍ　Ｖ　Ａ　＠変圧器への適
用拡大が研究されているが、最大の技術的問題点はいか
に冷却口し率を向上さけ、高い絶縁能力を巻線に持たせ
られるかということと、短絡事故時の半径方向機械力１
こ対して耐えさせ得るかにかかつている。まだ、この様
な高電圧大容量の変圧器（よ実用化に到ってないが、第
１図の如く、巻線内に冷却ダクトを内蔵させ、この冷月
１ダクトに絶縁特性の優れた冷媒を送り込み、巻８！ｉ
（損失から発生Ｊる熱を冷奴の蒸発潜熱を利用しく冷ム
１［づる、いわぽビー１〜バイブ方式の箔巻変圧器が有
力である。

即し、この箔巻変圧器は、鉄心の脚部１に、金属シート
２と絶縁シート３を重ねて巻いて成る低圧８線４と高圧
巻線５が巻装され、ぞれらの巻線内には中空状の冷却ダ
クト６が内蔵されている。

冷却ダクト６の中空部の薄い間隙内には、フロンＲ−１
１３やフロリナートＦＣ７５等の冷媒が封入されており
、ポンプ７により循環され巻線内の発熱を冷媒の発熱潜
熱で奪い、その蒸気を凝縮器８内において冷却水管９で
冷ムＩＪさぜ凝縮さＵる様になっている。液化した冷媒
は、冷媒タンク１゜に溜められ、更にポンプ７で巻線内
に送り込まれるとい・う冷却系が構成されている。

冷却系を構成Ｊる導液管１１はステンレス等の金属で作
られており、この導液管１１と冷却ダクト６とはテフロ
ン樹脂等の絶縁バイブ１２を介して接続されている。ま
た、この導液管′１１は、タンク１３等のアース電位に
も接続されている。一方、冷却ダクト６は、巻線内に組
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。更に、巻線各部の絶縁は、タンク１３
内に封入された＄１ガス等の絶縁ガスによ°り確保され
ている。また、高圧巻線５の上下の端部外周には、端部
からの絶縁破壊を防止する為のシールド１４が設（プら
れている。

この冷却方式の変圧器は、冷却の為の冷媒が流れる循環
回路と、絶縁の為の絶縁媒体とが完全に分ａｍ（セパレ
ート）されていることから、セパレート式箔巻変圧器と
呼ばれている。

［背景技術の問題点］この冷却方式の変圧器は、冷媒の蒸発潜熱を利用し、且
つ巻線内部にまで冷媒を送り込み熱を除去することが可
能である為、優れた冷却特性を期待できる。

しかし乍ら、高電圧大容量の変圧器においては、巻線の
発熱量も大きく、巻線間を絶縁している絶縁媒体に伝達
される熱量も相当なものとなる為、巻線内の冷却ダクト
６による冷却たけでは絶縁媒体の温度上昇を回避するこ
とはできず、その結果タンク１３内の絶縁媒体が昇渇し
、それに伴ってタンク壁もＲ４して、このプロレスの繰
り返しにより変圧器のＡ−バーヒートを引き起こすおそ
れがあった。

その点を解決りる為、第２図、第３図に示す様なｎ５）
咎変圧器が提案されている。まず、第２図の変圧器は、
タンク１３と高圧巻線５との間に巻線内に挿入する冷却
ダクト６と同様な筒形の冷却ダク１〜１５を別途取イ」
（）、その冷却ダクト−１５内に接続管１６を用いて冷
媒を流し、タンク１２内の絶縁媒体を冷へ’）Ｊもので
ある。また、第３図の変圧器は、第２図と同様にタンク
３と高圧巻線５との間に冷却管１７を配置し、ぞの中に
冷媒を通してタンク１３内の絶縁媒体を冷やづものであ
る。

しかし、これらの変圧器においても次の様な欠点があり
、いまだに完全なる箔巻変圧器が出現していイ１いのが
現状である。

■　高圧巻＃５の端部には、通常端部からの破壊を防止
する為、電界緩和を目的としたシールド１４が取付けら
れている。そして、そのシールド１４とタンク１３との
絶縁距離は、高圧巻線５の電圧値によって決まり、電圧
が高くなる程長くなる。

ところが、第２図、第３図に述べた様な゛変圧器におい
ては、接地物である冷却ダクト１５または冷却管１７が
シールド１４とタンク１３間に存在する為、絶縁距離が
短縮されることになり、箔巻変圧器の高電圧化が困難に
なる。

■　０項を解決する為、シールド１４と冷却ダクト１５
まノζは冷却管１７を離して絶縁距離を伸ばずと、タン
ク１３が大型化するだけでなく、絶縁媒体の量が増え、
変圧器が高価なものとなる。

■　冷却ダクト１５や冷却管１７を新たに取付けなけれ
ばならず、部品点数が多くなるばかりか、組立工数も増
大する。

Ｑ）　冷却ダクト１５や冷却管１７は、高圧巻線５のシ
ールド１４に直接対向している為、その表面に凹凸があ
るとその電界強度が厳しくなり、絶縁が破壊するおそれ
がある。それを防止する為には、冷却ダクト１５や冷却
管１７のシールド２０に対向する表面を滑らかにづる必
要があり、製作工数か増加Ｊる。

この様に、巻線内と同様にタンク内の絶縁媒体を、循環
する冷媒の蒸発潜熱を利用して冷却する必要性は認めら
れながらし、その実施に当っては解決づ゛べき種々の問
題点が存在覆るしのであった。

［発明の目的１本発明は、上記の点に鑑みなされＩｃもので、その目的
と覆るところは、タンクと高圧巻線間に冷却１グク１へ
や冷却管の様な絶縁距離を短縮させる様な部拐を配置す
ることなく、しかも巻線に加えてタンク内の絶縁媒体を
も冷媒の蒸発潜熱を利用して冷１．ＩＩ　Ｌ、絶縁媒体
及びタンク壁の温度上界によるＡ−バーヒートを防止す
ることができる箔巻変圧器を提供することにある。

［発明のｌ１ｌｉ要］本発明の箔巻変圧器は、巻線に内蔵した冷却ダクト内に
冷媒を流して巻線を直接冷に１すると共に、！／ｊ：線
の最外側に露出して取付けるシールド内部にも冷媒を流
し、タンク内の絶縁媒体を冷却する様にしたものである
。

［発明の実施例］以下、本発明の一実施例を第４図を参照して説明する。

なお、従来の箔巻変圧器と同一部分については、同一符
号にて示し、その説明を省略する。

本実施例において、高圧巻線５の最外側の上下端部には
、夫々内部が中空となったシールド２１ａ、２１ｂが、
タンク１３内の絶縁媒体と接触する様に露出した状態で
取付りられている。これら上下のシールド２１ａ　、２
１ｂは、高圧巻線５を最外側から取囲む様に段（プられ
た円筒状の中空ダクト２１ｃによって連通されている。

なお、この中空ダクト２１Ｃの代りに、上下のシールド
２１ａ、２１ｂを一本或は複数本のバイブによって連通
さばでも良い。上下のシールド２１ａ　、２１ｂは、高
圧巻線５に対し同電位となる様に電気的に接続されると
共に、絶縁パイプ２２ａ、２２ｂによって導液管１１に
接続されている。従って、このシールド２１ａ、２１ｂ
及びこれを連通させる中空ダクト２１Ｃ内には、巻線内
の冷却ダクト６と同様に、タンク外部で冷却された冷媒
が循環する様に構成されている。

この様に構成された本実施例の箔巻変圧器においては、
次の様な作用効果が発揮される。

■　高圧巻線とタンク間の絶縁媒体を、巻線外部に露出
しているシールドと接触させて直接冷却づ−ることがで
きるので、絶縁媒体及びタンク壁の温度上昇ににるオー
バーヒートを防止することが可能となり、冷却効率の良
い人寄端の箔巻変圧器が１ｑられる。

■　シールドはその内周で高圧巻線５と接触しているの
で、高圧巻線５をも冷却することかでき、従来より巻線
の温度上昇を下げることができる。

■　冷ＩＩ＋ダクト１５や冷却管１７がタンク１２内か
らなくなる為、その分だけ巻線とタンクを近接して配置
することが可能となり、従来の様に絶縁距１ｉ１ｆｌを
余分に確保する必要がなくなると共に、タンク１３の大
きざが小さくなり、タンク１３内に入れる絶縁媒体の量
が少なくて済み、変圧器の小型軽量化が可能となる。

■　シールド２１内に冷媒を流すことにより、従来必要
であった冷却ダクト１５や冷却管１７が不要となり、し
かも、冷媒を流すシールドは従来必要とされていた端部
の電界緩和用のシー°ルドと併用されているので、部分
点数の削減や組立工数の低減が図れる。

なａ３、上記の実施例では、上下のシールド２１ａ、２
１ｂとして円筒状の部材を用いたが、このシールドを、
第５図の如く、高圧巻線５外周のダクト２１ｃの上下端
縁を巻線の外方に向【プてほぼ２７０°にわたって湾曲
させることにより形成することも可能である。この場合
、上下のシールド２１ａ、２１ｂに接続する絶縁パイプ
２２８．２２１）は、内側に向かって湾曲したシールド
２１ａ。

２１ｂの端縁に接続されることになる。この様にすると
、シールドと絶縁パイプの接続が電界が加わらないシー
ルドの内側で行なわれるので、接続箇所に金属等を使用
しても、その部分から破壊を生じ覆るおそれがなく、変
圧器の信頼性が向上する。

［発明の効果］以−１二）ホべた如く、本発明によれば、従来必要とさ
れていたタンクと高圧巻線間の冷却ダクトヤ）冷却パネ
ルを必要とぜずに、タンク内の絶縁媒体の効果的な冷却
が可能となり、オーバーヒートを防止できるだけでなく
、部品点数が少なく信頼性のある箔巻変圧器を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は夫々従来の箔容度１、Ｌ器
の概略を示Ｊ断面図、第４図は本発明の箔巻変圧器の一
実施例をポリ断面図、第５図は本発明の他の実施例にお
りるシールド部分の断面図である。１・・・鉄心の脚部、２・・・金属シート、３・・・絶
縁シート、４・・・低圧巻線、５・・・高圧巻線、６・
・・冷却ダク１へ、７・・・ポンプ、８・・・凝縮器、
９・・・冷却水管、１０・・・冷媒タンク、１１・・・
導液管、１２・・・絶縁パイプ、１３・・・変圧器タン
ク、１４・・・シールド、１５・・・冷に１ダクト、１
６・・・接続管、１７・・・冷却管、２１ａ　、２１ｂ
・・・上下のシールド、２１０・・・中空ダクト、２２
ａ、２’２＋１・・・絶縁パイプ。７３１７代理人弁理士則近憲佑（は”か１名）第１図第２図竿　３　図１２　　　　　　１７第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　金属シートと絶縁シートを重４０合けた状態で
鉄心の脚部に巻回して箔状巻線を形成し、この箔状巻線
を絶縁媒体と共に変圧器タンク内に収納し、この箔状巻
線内部には中空状の冷却ダクトを配置し、この冷却ダク
ト内にタンク外部で冷ｉｌｌされた冷媒を前記絶縁媒体
とは分離した状態で循環さけＩこ箔巻変圧器にｄ５いて
、箔状巻線の最外側端部に中空状シールドを設り、これ
らの中空状シールド内部にも前記冷媒を循環させたこと
を特徴とする箔巻変圧器。
（２）　中空状シールドが、箔状巻線の上下端部に配置
され、旦つこれらが巻線外周の中空ダクトまたはパイプ
にＪ−り連通されているヤ１　ｆｔ’Ｆ請求の範［ｌ］
１第１項記載の箔巻変圧器。
（３）　中空状シールドが、巻線外１ムｌに設けられＩ
こ中空ダク１への上下端縁部を、巻線の外方に向けて湾
曲することで形成されている特許請求の範囲第２項記載
の箔巻変圧器。