JPS6017877Y2 - 電気機器巻線 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電気機器巻線に係り、特に変圧器やりアクドル
など円板巻線を備えた電気機器巻線に関する。

従来の電気機器、例えば、円板巻線を備えた変圧器にお
いてはその巻線は第１図に示すように円内側絶縁筒１と
外側絶縁筒２との間に素線導体を巻回して成る複数段の
円板巻線３が軸方向に積み重ねられて構成されている。

その円板巻線３の各間には複数個の水平間隔片４が放射
状に等間隔で配置され、円板巻線３の半径方向に水平冷
却路５が形成され、更に内側絶縁筒１および２と前記円
板巻線３との各間には、垂直間隔片６および７が水平間
隔片４に対応する円板巻線３の内外周上に配置されて内
側垂直冷却路８および外側垂直冷却路９がそれぞれ形成
されている。

この巻線には第２図に示すように、数段の前記円板巻線
３で一つの冷却区域が形成されるように、内側閉塞栓１
０および外側閉塞栓１１が、前記円板巻線３の数段毎に
その全周に沿って設けられ、内側絶縁筒１と円板巻線３
および外側絶縁筒２と円板巻線３との間に前記各垂直冷
却路８および９を完全に交互に閉塞するように取付けら
れている。

従って、冷却流体、例えば絶縁油は前記冷却区域毎に絶
縁油の流入口および流出口が反転腰ジグザグ状となって
各円板巻線３の間を流通し巻線の冷却を行っている。

しかしながら、上記構造の変圧器巻線においては、内側
閉塞栓１０と外側閉塞栓１１とによって形成された、あ
る冷却区域内の各水平冷却路５に分流する絶縁油の流れ
は均一とならず、一般に絶縁油流入口付近にある下部の
水平冷却路５内の油流速度が絶縁油流出口付近にある水
平冷却路５内の油流速度に比較して非常に小さくなる。

即ち、この冷却区域内の各水平冷却路５における油流速
度分布１２は、破線矢印で示されるような状態となる。

従って、油流出口付近に配置される円板巻線３に比べ、
油流入口付近に配置される円板巻線３の冷却が充分にな
されない問題がある。

このため、折角、内側および外側閉塞栓１０゜１１を取
付けて巻線に絶縁油をジグザグ状に通すようにしても期
待したような各円板巻線３の一様な冷却効果は得られず
、巻線温度上昇の均一化を行うことができず、各冷却区
域内において部分的に過大な温度上昇が起こり、巻線絶
縁物を劣化させ変圧器の寿命を短縮してしまう問題が生
ずる。

このような問題の対策として円板巻線３を形成している
素線導体の断面積を大きくして電流密度を下げることや
、絶縁油の水平冷却路５内の最小流速を基準とした巻線
冷却設計を行うようにしているが、いずれの場合も変圧
器を大形にさせてしまう欠点がある。

また、各水平冷却路５内の油流速度の均一化をはかるた
めに、絶縁物で製作した流動抵抗体を、水平冷却路５や
垂直冷却路８，９に取付け、各冷却路の断面積を変化さ
せ、絶縁油の流動抵抗を調節して油流の一様分布を得る
方策も考えられる。

しかしながら、このような方策は変圧器巻線の冷却路形
状を複雑にするばかりでなく流動抵抗体の製作およびそ
の取付に相当の手間がかかり変圧器の価格上昇につなが
る欠点がある。

本考案は上記従来技術の欠点を取除き各冷却区域内にお
いて各水平冷却路の油流速度の均一化を計り、効果的に
かつ一様に冷却することのできる電気機器巻線を得るこ
とを目的とするものである。

以下、本考案の一実施例を第３図に基づいて説明する。

図中、第１図と同一符号は同−又は相当部分を示す。

円板巻線を備えた変圧器巻線において、内側絶縁筒１と
外側絶縁筒２との間に素線導体を巻回して戊る複数段の
円板巻線３が軸方向に積み重ねられて構成されている。

その円板巻線３の各間には複数個の水平間隔片が放射状
に等間隔で配置され、円板巻線３の半径方向に水平冷却
路５を形成し、更に内外絶縁筒１および２と前記円板巻
線３との各間には各垂直間隔片が水平間隔片に対応する
円板巻線３の内外周上に配置され、内側垂直冷却路８お
よび外側垂直冷却路９をそれぞれ形成する。

このようにして構成する内側垂直冷却路８および外側垂
直冷却路９に円板巻線３の数段毎に円板巻線３の全周に
沿って内側閉塞栓１３および外側閉塞栓１５をそぞれ交
互に取付ける。

その際、内側閉塞栓１３の幅を内側垂直冷却路８の幅よ
り幾分小さくして、内側絶縁筒１と内側閉塞栓１３との
間に少流量の絶縁油が流動できるよに内側隙間１４を設
ける。

また、外側閉塞栓１５と外側絶縁筒２との間にも、前記
内側絶縁筒１と内側閉塞栓１３との関係と同様にして外
側隙間１６を設ける。

このようにして構成される各冷却路を有する変圧器巻線
に絶縁油を流通すると、内側閉塞栓１３および外側閉塞
栓１５とによって形成される一つの冷却区域内の各水平
冷却路５における油流速度分布１７は破線矢印で示すよ
うになる。

これは冷却区域内に流入する絶縁油が、例えば内側隙間
１４から、従来の内側閉塞栓に近い油のほとんどよどん
でいた垂直冷却路８の部分に噴出流を与えることにより
、非常に油流速度の小さかった絶縁油流入口に近い水平
冷却路５内に前記噴出流のエジェクター作用により、強
制的に油流を発生させることができるためである。

これにより、従来の巻線構造において油流速度の極小さ
かった水平冷却路の油流速度を上昇することができ、冷
却区域内の各水平冷却路の油流速度が非常に良く均一化
される。

また、外側隙間１６からの噴出流は、上記内側隙間の説
明と同様の作用により、次の冷却区域内の各水平冷却路
の油流速度を均一化する。

本実施例のような内側隙間１４や外側隙間１６の冷却区
域内の各水平冷却路の油流速度の均一化に果たす影響に
ついて、隙間の大きさを系統的に変化して行ったモデル
実験によれば、垂直冷却路幅の１０乃至２０％の隙間幅
を有する場合に各水平冷却路の油流速度が良く均一化し
、同時に分流々量が多くなることが確認されている。

この結果、従来の変圧器巻線のような油流の不均一を取
除くことができるため、全ての円板巻線は均一な冷却効
果を得ることができ、巻線の温度上昇が部分的に過大に
なるというような不都合をなくすことができる。

また、従来の変圧器巻線のように冷却区域内の最低油流
速度を基準として冷却設計ではなく、これよりも大きな
平均化された油流速度を基準として冷却設計を行うこと
ができ、冷却効果の優れた変圧器を得ることができる。

これにより素線導体の断面積を小さくして電流密度を上
げることが可能となり、変圧器の小形、軽量化をはかる
ことができる。

また本実施例では製作や取付に手間のかかる流動抵抗体
を新たに追加取付するという必要はなく、従来の変圧器
巻線と同様にして製作することができる。

以上説明したように本考案によれば、各冷却区域内にお
いて各水平冷却路の油流速度の均一化が計れ、巻線の冷
却効果の良好な電気機器巻線が得られ、この結果電気機
器本体の小型、軽量化をはかることができ、換言すれば
、将来に大容量化する電気機器の設計、製作に征処して
ゆくことができる。

領

【図面の簡単な説明】

第１図は一般の電気機器巻線の断面図、第２図は従来の
電気機器巻線の冷却路形状と油流状態を示す第１図のＩ
−Ｉ矢視図、第３図は本考案による電気機器巻線の一実
施例を示す断面図である。 １・・・・・・内側絶縁筒、２・・・・・・外側絶縁筒
、３・・・・・・円板巻線、４・・・・・・水平間隔片
、５・・・・・・水平冷却路、６，７・・・・・・垂直
間隔片、８・・・・・・内側垂直冷却路、９・・・・・
・外側垂直冷却路、１０・・・・・・内側閉塞栓、１１
・・・・・・外側閉塞栓、１２，１７・・・・・・油流
速度分布、１３・・・・・・内側閉塞栓、１４・・・・
・・内側隙間、１５・・・・・・外側閉塞栓、１６・・
・・・・外側隙間。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内側および外側絶縁筒間に円板巻線を複数段配置すると
   とにこの円板巻線の各間に複数個の水平間隔片を介在さ
   せて複数の水平冷却路を放射状に形成し、前記内、外側
   絶縁筒と円板巻線との間に複数個の垂直間隔片を介在さ
   せ前記水平冷却路を連通して複数の内、外側垂直冷却路
   を形成し、前記複数の水平冷却路で１つの冷却区域を構
   成するように内、外側垂直冷却路に円板巻線の全周に沿
   って内側、外側交互に閉塞栓を設けて、絶縁流体をジグ
   ザグ状に流動させる電気機器巻線において、前記内、外
   側絶縁筒と閉塞栓との間に前記内、外側垂直冷却路幅の
   １０乃至２０％の隙間を設けたことを特徴とする電気機
   器巻線。