JPS596492B2 - 静止誘導電器巻線 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は変圧器やリアクトルなどの静止誘導電器の巻線
に係り、特に円板巻線やヘリカル巻線の冷却路構造に関
する。

通常、変圧器の巻線、例えば円板巻線では、第１図およ
び第２図に示すように、鉄心１の外側に設けた内側およ
び外側絶縁筒２、３間に、素線導体４を巻回して形成さ
れた複数個の巻線単位５を軸方向に順次配置している。

この各巻線単位５間には、水平ダクトピース６によつて
、水平方向の冷却路７（以下、水平冷却路という）を形
成すると共に、各巻線単位５と内側および外側絶縁筒２
、３との間に、それぞれ垂直方向に延びる内側および外
側垂直ダクトピース８、９によつて、内側および外側の
垂直方向の冷却路（以下、垂直冷却路という）１０、１
１を形成している。しかも、油などの冷却流体の流れを
内側垂直冷却路１０から外側垂直冷却路１１へ、また外
側垂直冷却路１１から内側垂直冷却路１０へジグザグ状
に流通させて冷却を行なわせるため、数個の巻線単位５
が一つの冷却区分となるように、かつ各冷却区分毎に冷
却流体の入出口が反転するように、内側および外側絶縁
筒２、３に交互にオイルガイド板１２を取付け、矢印で
示す如く、一方の垂直冷却路１０または１１から巻線単
位５間の各水平冷却路７に分流して、他方の垂直冷却路
１１または１０に流れるようにしている。しかしながら
、このような構造の円板巻線では、オイルガイド板１２
により区分された冷却区分内の各巻線単位５の冷却状態
を考えてみると、冷却区分内での油流量分布は、冷却区
分内の各水平冷却路７ａ１，７ｂ１，７ｃ１・・・・・
・、７Ｘ１，７ｙ１，７Ｚ１に対して、第３図の曲線Ｐ
１に示すように、冷却区分の流入部附近における水平冷
却路７ａ１，７ｂ１，７Ｃ１の油流量が少なく、流出部
附近における水平冷却路７Ｘ１，７ｙ１，７Ｚ１の油流
量が多くなるため、巻線の温度上昇が、第３図の曲線Ｑ
１に示すように、不均一になり、特に流入部附近の巻線
単位は冷却効果が少なく、高温となる欠点があつた。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除き、巻線
の局部的温度上昇を小さく抑え、巻線を効果的に均一に
冷却し得る静止誘導電器巻線を提供するにある。

この目的を達成するため、本発明は、垂直冷却路を周方
向に斜めに横切る複数個の垂直冷却路塞き止め部材を所
定間隔をあけて設けると共に、各水平冷却路の垂直冷却
路塞き止め部材とほぼ対応する位置に、径方向に延びる
水平冷却路案内部材二を設けて、冷却区分の流出部の流
路断面積を次第に狭め、かつ冷却区分の流入部と流出部
を周方向に隣り合わせたことを特徴とする。

以下、本発明の一実施例を第４図ないし第７図について
説明する。

第４図ないし第６図中、第１Ｊ図および第２図と同一符
号は同一物又は均等物を示す。第１図および第２図に示
した従来の構造と異なる点は、オイルガイドの構成であ
り、その他の構造は全く同様である。

すなわち、本実施例のオイルガイド１３は、第７図に示
すように、垂直冷却路塞き止め部１４、水平冷却路案内
部１５および固定部１６からなり、プレスポード等の絶
縁板を櫛状に切り抜き、破線で示した部分で折り曲げる
ことによつて製作され４る。

なお、垂直冷却路塞き止め部１４の幅１１は垂直冷却路
１０，１１の径方向幅とほぼ等しく、水平冷却路案内部
１５の長さ１２は巻線単位５の径方向幅とほぼ等しく設
定されている。このオイルガイド１３は、第５図に示す
ように、その垂直冷却路塞き止め部１４を垂直冷却路１
０，１１内に傾斜させた状態で配置すると共に、各水平
冷却路案内部１５を各水平冷却路７内に径方向に挿入し
、両端の固定部１６を巻線単位５と水平ダクトピース６
との間で挟持することによつて、巻線に取付け固定され
る。

したがつて、このオイルガイド１３により、垂直冷却路
１０，１１および水平冷却路７は周方向に斜めに分割さ
れることになる。そして、このように取付け固定される
オイルガイド１３は、第４図および第６図に示すように
、内側および外側垂直冷却１０，１１に対向する巻線単
位５の端面に、軸方向に所定間隔をあけて交互に配置さ
れている。

以上のように構成された円板巻線では、冷却油は、第５
図および第６図に矢印で示す如く、オイルガイド１３で
区分された各冷却区分をジグザグ状に流れるが、冷却区
分の流出部附近における各水平冷却路７Ｘ２，７ｙ２，
７Ｚ２の流路断面積が徐々に狭められており、従来の場
合よりも流出部附近の油流量を減らすことができると共
に、油流量の少ない流入部附近の水平冷却路７ａ２，７
ｂ２，７Ｃ２と油流量の多い流出部附近の水平冷却路７
Ｘ２，７ｙ２，７Ｚ２とが周方向に隣り合つているため
、冷却区分内の各水平冷却路７ａ２，７ｂ２，７Ｃ２、
・・・・・・、７Ｘ２，７ｙ２，７Ｚ２の油流量分布を
、第８図の曲線Ｐ２に示すように均等にし、巻線の温度
も第８図の曲線Ｑ２に示すように均一にすることができ
る。

なお、第７図では、各水平冷却路案内部１５の長さ１２
を全て等しくしているが、各水平冷却路を流通する冷却
油の流速等を考慮して、各水平冷却路の油流量配分が適
切化されるように、各水平冷却路案内部１５の長さ１２
を各別に異ならしめてもよい。

第９図は本発明の他の実施例を示す。

前記実施例と異なる点は、一方（例えば内側）の絶縁筒
を各巻線単位５の一端面に接して配置し、各巻線単位５
の他端面と他方（例えば外側）の絶縁筒３との間にのみ
垂直冷却路（例えば外側垂直冷却路１１）を形成した巻
線において、水平冷却部案内部１５の長さ１２を巻線単
位５の径方向幅より狭くしたオイルガイド１３を、巻線
の軸方向に連続して配置したことである。

この実施例によれば、前記実施例と同様の効果が得られ
る他、一方の垂直冷却路を設けることなく、冷却油を各
水平冷却路に流すことができるので、巻線を小形化でき
ると共に、巻線内での油隙の占める割合を少なくして絶
縁耐力を向上することもできる。

また、第１０図は本発明のさらに他の実施例を示す。

この実施例では、オイルガイド１３の垂直冷却路塞き止
め部１４に切欠き１７を設け、この切欠き１７と絶縁筒
との間で、垂直冷却路を流通する冷却油の一部をそのま
ま軸方向に流通させる油通路を形成した点で、前記各実
施例と異なつている。

なお、この油湧路の形成方法としては、前述のような切
欠き１７を設ける方法の他に、垂直冷却路塞き止め部１
４に穴を設ける方法、垂直冷却路塞き止め部１４の幅１
１を垂直冷却路の径方向幅よりも狭くする方法等を採用
することもできる。この実施例によれば、自然冷却を行
なう場合に、前述の油通路によつて冷却油の流れが良好
になるので、自然冷却時の巻線の熱放散を良好にするこ
とができる。さらに、オイルガイド１３としては、第７
図に示したようなものに限らず、種々の変形が可能であ
る。

例えば第１１図に示すように、垂直冷却路塞き止め部１
４を階段状に形成することもでき、このようにした場合
には、垂直冷却路塞き止め部１４の各水平部分１４ａ〜
１４ｄの長さ１ａ−１ｄを任意に設定できるので、垂直
冷却路および水平冷却路を区分する周方向の幅を容易に
調整できるという利点がある。

さらに、オイルガイド１３の垂直冷却路塞き止め部１４
と水平冷却路案内部１５を第１２図および第１３図に示
すように別部材として製作することもできる。

すなわち、第１２図では、水平冷却路案内部１５を断面
台形の絶縁部材で製作し、この端部に別個の絶縁部材か
らなる垂直冷却路塞き止め部１４を接着することによつ
て、オイルガイド１３が構成されており、この場合にも
前記実施例と同様の効果が得られることは明らかである
。

また、第１３図では、水平冷却路案内部１５として絶縁
物の角材を用い、この角材の端面に溝１８を設け、この
溝１８中に別部材からなる垂直冷却路塞き止め部１４を
挿入嵌合することによつて、オイルガイド１３が構成さ
れている。

この実施例によれば、オイルガイドを堅牢に構成でき、
かつオイルガイドの巻線への取り付け作業が容易になる
という利点が得られる。以上説明したように、本発明に
よれば、巻線の各水平冷却路を流れる冷却流体の流量分
布を均等にできるので、巻線の局部加熱を防止して、こ
れを均一に冷却することができる。

その結果、巻線の信頼性を向上し得ると共に、ポンプ等
の補機設備の縮小による原価低減を図ることが可能とな
る。例えば、１０００ＭＶＡ級変圧器を例にとれば、前
記第１図および第２図に示した従来の場合に比べて、巻
線の最高点温度上昇を５〜７ｄｅｇ；平均温度上昇を２
〜５ｄｅｇ下げることができるので、冷却器台数を１５
〜２０％減らすことができ、その分だけ原価低減が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の変圧器円板巻線の縦断面図、第２図は同
円板巻線の要部破断斜視図、第３図は同円板巻線の油流
量分布および温度上昇分布を示す特性図、第４図は本発
明の一実施例に係る変圧器円板巻線の縦断面図、第５図
は同円板巻線の要部破断斜視図、第６図は同円板巻線の
周方向の部分展開図、第７図は同円板巻線で使用するオ
イルガイドの展開図、第８図は同円板巻線の油流量分布
および温度上昇分布を示す特性図、第９図は本発明の他
の実施例に係る変圧器円板巻線の周方向の部分展開図、
第１０図は本発明のさらに他の実施例に係る変圧器円板
巻線の要部破断斜視図、図１１図ないし第１３図は本発
明の変圧器円板巻線で使用するオイルガイドの各例を示
す斜視図である。 ２・・・・・・内側絶縁筒、３・・・・・・外側絶縁筒
、５・・・・・・巻線単位、６・・・・・・水平ダクト
ピース、７・・・・・・水平冷却路、１０・・・・・・
内側垂直冷却路、１１・・・・・・外側垂直冷却路、１
３・・・・・・オイルガイド、１４・・・・・・垂直冷
却路塞き止め部、１５・・・・・・水平冷却路案内部、
１７・・・・・・切欠き、１８・・・・・・溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内側絶縁筒と外側絶縁筒との間に素線導体を巻回し
   て形成された複数個の巻線単位を、各巻線単位間に水平
   ダクトピースを介在させて、その軸方向に順次配置し、
   前記各巻線単位間に水平冷却路を形成すると共に、各巻
   線単位と前記内側および外側絶縁筒の少なくともいずれ
   か一方との間に垂直冷却路を形成した静止誘導電器巻線
   において、前記垂直冷却路を周方向に斜めに横切る複数
   個の垂直冷却路塞き止め部材を軸方向に所定間隔をあけ
   て設け、かつ前記各水平冷却路の前記垂直冷却路塞き止
   め部材とほぼ対応する位置に、径方向に延びる水平冷却
   路案内部材を設けたことを特徴とする静止誘導電器巻線
   。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記垂直冷却路塞
   き止め部材と前記水平冷却路案内部材を一体の部材から
   構成したことを特徴とする静止誘導電器巻線。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記垂直冷却路塞
   き止め部材に、冷却流体の一部を軸方向に流通させる冷
   却路を設けたことを特徴とする静止誘導電器巻線。 ４ 特許請求の範囲第１項において、前記垂直冷却路塞
   き止め部材を階段状に形成したことを特徴とする静止誘
   導電器巻線。 ５ 特許請求の範囲第１項において、前記水平冷却路案
   内部材を前記垂直冷却路に突出させると共に、この突出
   部の端面に溝を設け、この溝内に前記垂直冷却路塞き止
   め部材を挿入嵌合したことを特徴とする静止誘導電器巻
   線。