JPS61119014A

JPS61119014A - 箔巻変圧器

Info

Publication number: JPS61119014A
Application number: JP23948584A
Authority: JP
Inventors: Yasunobu Togawa; 戸川　安信
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-11-15
Filing date: 1984-11-15
Publication date: 1986-06-06

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、金属シートと絶縁シートを重ねて巻回した巻
線内に、冷Ｗダクトを内蔵した箔巻変圧器に関する。

［発明の技術的背景］鉄心脚の周囲に金属シートと絶縁シートを重ねて巻回し
一〇箭状巻線を構成した箔巻変圧器は、巻装導体の占積
率が良いので、通常の平角線状の導体を用いた変圧器と
比較して小形・軽量化に適した特徴を有して入る。

しかし、より１ＦＩｉ電圧　大８爪の変圧器を実現させ
るためには、巻線に対する冷却能率を更に向上させ、且
つ高い絶縁能力を巻線に持たせることが不可欠となって
＋Ｈす、この為巻線内に冷媒の流通ずる冷７Ｊ］パネル
を内蔵させ、巻線から発生する熱を直接的に冷［Ｊ゛る
様に構成することが考えられて入る。

この従来から提案されている箔巻変圧器は、例えば第４
図に示づ様に、鉄心脚１の周囲に金属シーｉ〜２と絶縁
シート３を重ねて巻回して巻線を１？４成したしのであ
る。この巻線は低圧巻線４と高圧巻線５とからなり、こ
れらの各巻線内には環状の冷Ｎ＋パネル６が内蔵されて
いる。この冷却パネル６は第５図に示した様に、冷媒１
４を冷ｆＪｌパネル内へ送り込む導入ノズル１５、導入
された冷媒１４がその中を流れる流路部１６、及び冷媒
１４を外に送り出す導出ノズル１７とから構成されてい
る。また、冷媒１４が流れる流路部１６の構成は、第６
図に示す通りである。即ち、冷却パネル６を構成する２
枚の金属製の冷却パネル構成板１８の間に、帯状の間隔
板１９が多数個配設され、２板の構成板１８の間に隙Ｗ
Ａ２０が形成され、その隙間２０を冷媒１４が流れる様
になっている。

この冷却パネル６の隙間２０に、フロンＲ−１１３や７
０リナートＦＣ−７５等の冷媒をポンプ７で常時流し込
み、冷媒に箔状巻線内で発生した熱を奪い取らせること
で冷却を行なっている。熱を吸収した冷媒は導出ノズル
より巻線外部へ送り出され、タンク８外部に設けた冷却
器９内で冷却・され再度冷却パネル６内へ送り込まれる
。なお、冷媒は、冷却パネル６に送り込まれる前に一旦
果液管１０に集められるが、この集液管１０はタンク８
等と同電位のアース電位を保持しているため、金属シー
ト２と同電位を有する冷却パネル６との接続Ｇ３Ｌ、絶
縁パイプ１１を介して行なわれている。

冷ＪＪ＋パネル６は、金属シート２を熱伝尋により冷１
；１１するＩこめ、金属シート２或いは絶縁シー１−３
に接触しており、さらに冷却パネル６が巻線内に巻き込
まれている関係上、冷却パネル６にもほぼ同電位が印加
され、この金属シート２や冷却パネル６と外部との絶縁
は、タンク８内に封入された絶縁用の例えば六フッ化イ
オウ（ＳＦ６ガス）等の絶縁ガスによってなされる。

以上説明した箔巻変圧器は、冷却のための冷媒が流れる
循環回路と絶縁ガスとが完全に分離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おり、従来の平角線
状の導体を用いた変圧器に比較し、大幅な小形・軽量化
が可能で、絶縁信頼性が高い等の利点を有している。

［背景技術の問題点］ところで、上記の様な箔巻変圧器の巻線内に内蔵される
冷却パネル６は、鎖交洩れ磁束により多くの電流が流れ
るのを避けるため、材料としてステンレスが用いられ、
厚さ１ｍｍＰｉ！度のステンレス板２枚を、１ｍｍ程度
の隙間を設けて重ね合せ、冷媒の出入口である導入ノズ
ル１５及び導出ノズル１７以外の周辺を溶接によって固
着し、袋状にしたものである。そして、第６’［ｇに示
した様に、１ｍｍ程度の隙間を設シブるために、２枚の
ステンレス板の間に、帯状の間隔板１９が多数本溶接に
よって固着されている。

ところが、冷却パネル構成板１８として用いられるステ
ンレスは、熱によって板に歪みが生じやすい性質をもっ
ているので、間隔板１つを固着する際にも、一定間隔毎
にスポット溶接１２を行なう様にして、加える黙示をで
きるだけ少なくしているが、冷却パネル６の表面に凹凸
が生じることは避は難かった。この現象は冷却パネル６
の大きさが増すにつれて増大し、大きい冷却パネルはど
、表面が凹凸してしまっていた。

このため、この様な冷ｆＪＪパネルを巻線内に巻装して
も、金属シート２との接触が悪く、冷却パネル６と金属
シート２との間に隙間が生じ、この隙間には、タンク８
内に封入される絶縁ガスが満たされるが、絶縁ガスの熱
伝導率が低いため、冷却パネルと金属シートとの間に大
きな温度差が生じてしまっていた。

また、冷）ＪＪパネル６は、平面状の２枚の構成板１８
を溶接した後に、巻装される巻線の径に合せて曲折する
が、この際、最大で２ｍ近くの幅に成る冷却パネルを、
幅方向の全ての部分で同じ曲率にすることは非常に困難
であった。一般に、周辺が溶接されていて剛性が高いた
め、曲折するためのロール加−ににおいＣは、幅方向の
上下周辺部は指定径通り加工できたとしてら、中央部分
では、指定径より人さくなってしまっていた。その結果
、冷ＩＪＩパネルを巻線内に巻装しても金属シート２と
の接触が悪く、冷ＮＩ　９）ｒ率が非常に悪くなってい
た。

さらに、さ線さ回作業時に、大型の冷却パネルを巻線内
に巻込むことは非常に難しいものであった。これはｉｐ
聞が増加するためで、例えば径が１８ＱＱｍｍの部分に
幅１８００ｍｍで円周方向に２分割された冷却パネルを
巻込む場合、冷却パネルの１つの中間が約８０ｋｑにも
なり、取扱いが困難である上、巻込んだ後も冷却パネル
に接して巻かれる金属シートとの接触が悪く、かつ自重
やわずかな衝撃により冷却パネルがずれやすくなるとい
う欠点もあった。

また、箔状巻線では、巻線の軸方向の上下端部に負荷電
流の数倍の渦電流が流れるが、発生損失は、電流の２乗
になるため、この上下端部における発生損失は、中央部
における発生損失の数倍〜数十倍にもなる。そのため、
巻線内に巻装される冷却パネルの数は、巻線の軸方向の
上下端部における発生Ｊ□□□失を基準にして決められ
、第７図に示した様に配設されるため、巻線の軸方向の
上下端部も、中央部も同様に冷却されるので、中央部の
温度が、端部の温度より数十度低くなるという傾向があ
った。

［発明の目的］本発明は、上記の様な従来技術の欠点を解消するために
提案されたもので、その目的は、冷却パネルの巻線内へ
の巻装を容易にし、冷却効率を高めた箔巻変圧器を提供
することにある。

［発明の概２！！１本発明の箔巻変圧器は、巻線内に巻装される冷１、ＩＩ
パネルとして、金属シートと同じ幅を有する広幅の冷却
パネルど、巻線の上下端部のみに部分的に配設される狭
幅の冷却パネルとを併用することにより、冷却パネルの
巻線内への巻装を容易にし、冷却効率を高める様にした
ものである。

［発明の実施例］以下、本発明の一実施例を第１図乃至第３図を参照して
説明する。なお、第４図乃至第７図に示した従来の箔巻
変圧器と同一の部材については同一の符号を付し、説明
は省略する。

第１図において、巻線内に巻装する冷却パネル、として
、従来と同じ広幅の冷却パネル６と、金属シート２の幅
より狭い冷却パネル２１が配設されている。この狭幅の
冷却パネル２１は、巻線の軸方向の上下端部に配設され
、この上下の冷却パネル２１の中間部には、冷却パネル
２１と同じ厚さを右する、アルミニウム板などから成る
巻込み金属板２２が配設されている。また、広幅の冷却
パネル６と狭幅の冷却パネル２１を巻装する位置は、巻
線の上下端部における発生損失を基準として決定される
。

なお、巻線の上下端部に配設される狭幅の冷却パネル２
１と、その中間に配設される巻込み金属板２２の構成を
第２図に示した。即ち、狭幅の冷却パネル２１は、第３
図に示した様に、冷媒の導入ノズル１５及び導出ノズル
１７が、冷却パネル２１の上部、或いは下部に形成され
たもので、導出入ノズル１５．１７が冷却パネルの上部
に形成されて入る狭幅の冷却パネル２１が巻線の上端部
に配設され、一方、導出入ノズル１５．１７が冷却パネ
ルの下部に形成されている狭幅の冷却パネル２１が巻線
の下端部に配設され、その中間部に、巻込み金属板２２
が配設されている。

この様に構成された本実施例の箔巻変圧器では、巻線の
軸方向の上下端部において、渦電流が集中する範囲には
、狭幅の冷却パネル２１が配設されているので、巻線の
上下端部を効率良く冷却することができる。また、巻線
の上下端部に配設された狭幅の冷７ＪＪパネル２１の中
間部には、巻込み金属板２２が配設されるので、隙間が
生じることは無く、巻線を緊密に巻回することができる
。さらに、巻線の軸方向中央部に発生した熱は、第１図
の矢印で示しＩＣ様に、巻線内に巻装された従来と同じ
広幅の冷却パネル６によって冷ｕ１される。この様に、
従来と同じ広幅の冷却パネル６と狭幅の冷却パネル２１
を併用することにより、箔状巻線に巻装する冷７ＪＪパ
ネルの製造コストを削減することがでさ、製造工程ら簡
略化される。また、狭幅の冷ｉ１パネル２１は、幅が従
来のものと比べて１／９程１文であるため、巻線内への
巻装が容易であり、表面に凹凸が生じることも少なく、
巻線の曲率に合せて曲折しやすいので、巻線への密着性
も向上し、■つ少ない冷媒で、効率良く、巻線を冷媒す
ることができる。

［発明の幼宋コ以上の通り、本発明によれば、広幅の冷却パネルと、狭
幅の冷７ＪＪパネルをＯ１用することにより、巻線内へ
の冷却パネルの巻装を容易にし、製造コストを削減した
、冷却効率の高い箔巻変圧器を提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の箔巻変圧器の一実施例を示す断面図
、第２図は、狭幅の冷却パネルの配置を示す斜視図、第
３図は、狭幅の冷却パネルの要部拡大断面図、第４図は
、従来の箔巻変圧器の構成を示す断面図、第５図は、従
来の広幅の冷却パネルを示す斜視図、第６図は、冷却パ
ネルの構成を示す要部拡大断面図、第７図は、従来の箔
巻変圧器にお【プる冷却パネルの巻線内への巻込みを示
寸断面図である。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・
・・冷却パネル、７・・・ポンプ、８・・・タンク、９
・・・冷却器、１０・・・集液管、１１・・・絶縁パイ
プ、１２・・・スポット溶接部、１４・・・冷媒、１５
・・・導入ノズル、１６・・・流路部、１７・・・導出
ノズル、１８・・・冷却パネル構成板、１９・・・間隔
板、２０・・・隙間、２１・・・狭幅の冷却パネル、２
２・・・巻込み金属板、２３・・・熱の移動状態。７３１７　　代哩人　弁理士　ロリ近　憲佑（外１名）
第１　図第２図第４図第５図第６ｇ１

Claims

【特許請求の範囲】鉄心の脚部に、金属シートと絶縁シートとを重ね合せて
巻回してなる箔状巻線を巻回し、この巻線内に冷却パネ
ルを配設し、この冷却パネル内に冷媒を循環させて箔状
巻線を冷却する箔巻変圧器において、冷却パネルとして、金属シートの幅とほぼ等しい広幅の
冷却パネルと、巻線の上下端部のみに部分的に配設され
る狭幅の冷却パネルとを併用し、巻線の上下端部に配設
された前記狭幅の冷却パネルの中間部に、前記冷却パネ
ルと同じ厚さの巻込み金属板を配設したことを特徴とす
る箔巻変圧器。