JPS61183908A

JPS61183908A - 変圧器の箔状巻線

Info

Publication number: JPS61183908A
Application number: JP2361585A
Authority: JP
Inventors: Ikuichi Moriyama; 盛山　郁一; Toshiyuki Nakano; 俊之中野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-02-12
Filing date: 1985-02-12
Publication date: 1986-08-16

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、金属シートをこの金属シートより幅の広い絶
縁シート中央部に配置して重ね合せて形成した変圧器の
箔状巻線に関するものであり、特に、帯状絶縁材を配置
することにより、絶縁特性及び冷却効率を向上させ得る
様にした変圧器の箔状巻線に係る。

［発明の技術的背景］箔巻変圧器は、巻線の占積率が良く、小型・軽量化がで
きる特徴を有する為、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２７５ＫＶ、３００ＭＶＡ級変圧器への適用拡
大が研究されているが、その為には、いかに冷却能力を
向上させ、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に対して耐えさせ
得るかが重要な課題である。まだ、この様な高電圧・大
容量変圧器は実用化に至っていないが、第５図の如く、
巻線内に冷却パネルを内蔵させ、この冷却パネルに絶縁
特性の優れた冷媒を送り込み、巻線損失から発生する熱
を冷媒の蒸発潜熱を利用して冷却するいわゆるヒートパ
イプ方式の箔巻変圧器が有力である。

即ち、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とを重ねて巻いて成る低圧巻線４と高
圧巻線５が巻装され、それらの巻線内には中空状の冷却
パネル６が内蔵されている。

冷却パネル６の中空部の薄い間隙内には、フロンＲ１１
３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蒸発潜熱
で奪い、その蒸気を凝縮器８内において冷却水管９で冷
却させ凝縮させる様になっている。液化した冷媒は冷媒
タンク１０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。

冷却系を構成する導液管１１はステンレス等の金属で作
られており、この導液管１１と冷却パネル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、冷却パネル６は、巻線内に組み
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、巻線内部の絶縁は、タンク１３
内に封入されたＳＦ６ガス等の絶縁ガスにより確保され
ている。

以上説明した従来の箔巻変圧器は、冷媒の循環する冷却
系と巻線の絶縁ガスとが完全に分離されていることから
、一般にセパレート式箔巻変圧器と呼ばれるが、ヒート
パイプ方式の箔巻変圧器としては、これ以外にタンク内
に絶縁媒体と冷媒とを混在させておき、冷媒を巻線に散
布するスプレ一式等が存在している。

［背景技術の問題点］ところで、上記の様な各種の箔巻変圧器において、箔状
巻線、即ち巻線４，５は、帯状の金属シート２とこの金
属シート２より広い幅を有する絶縁シート３とを組合せ
、絶縁シート３のスタック方向両端部を金属シート２の
両端部より突出させて、金属シート２の各ターン間の絶
縁距離を保持している。

そして、この様な箔状巻線を製造する場合には、絶縁シ
ート３の中央部上に金属シート２を配置して、両シート
２．３を重ね合せ、巻取り機により、両シート２，３を
巻き取り、絶縁筒１６や絶縁バリヤ１６ａに巻付ける様
にしている。また、巻線は、各シート２，３の摩擦力に
より、自重を鉄心脚部１に分担させることで保持されて
いる。

しかしながら、この様に、各シート２．３の巻回による
締付摩擦力のみにて各シート２．３を保持すると、巻線
の剛性が小さくなってしまう。特に、巻き戻しが生じた
場合には、一層剤性は低下してしまう。その為、輸送時
等において、振動が与えられると、各シート２．３にず
れを生じて、金属シート２のスタック方向端部の絶縁耐
力を悪化さける恐れがある。特に、大容量変圧器におい
ては、巻線の外径や重量が共に大きくなる為、巻線がよ
り弛んで、各シート２．３間のずれが甚だしく大きくな
り易い為、巻線の脱落、若しくは短絡によって大事故が
発生する危険がある。

また、従来の変圧器においては、Ｓ　Ｆｓガス等の絶縁
媒体を単に接地電位との絶縁確保の為だけに用いており
、巻線層間の絶縁や冷却等の目的では使用していない為
、冷却効率をより向上させる為に積極的な活用が求めら
れている。

［発明の目的］本発明は、上述した様な従来技術の欠点を解消する為に
提案されたものであり、その目的は、巻線の剛性を高め
、且つ絶縁媒体を巻線層間に導入可能とすることにより
、絶縁特性と冷却特性とを大幅に向上させ得る変圧器の
箔状巻線を提供することである。

［発明の概要］本発明による変圧器の箔状巻線は、絶縁シートの両端部
に、半硬化絶縁性接着剤を塗布或いは含浸させた帯状絶
縁材を、適宜間隙を設けながら配置し、この帯状絶縁材
を金属シート及び絶縁シートと同時に巻取り、この模半
硬化絶縁性接着剤を硬化させることで金属シート及び結
縁シートを固定する構成としたことにより、巻線の剛性
を高め、且つ絶縁媒体を巻線層間に導入可能どした為、
絶縁特性と冷却特性とを向上させ得る様にしたものであ
る。

［発明の実施例］以上説明した様な本発明の実施例を第１図乃至第３図を
用いて説明する。この実施例は、本発明を低圧巻線に適
用したものであり、また、前述の従来例と同一部分につ
いては、同一符号を付し説明を省略する。

第１図において、絶縁シート３の中央部上には、絶縁シ
ート３より幅の狭い金属シート２が重ね合せられ、更に
この金属シート２の端部に露出した絶縁シート３端部上
には、エポキシ系やポリエステル系等の半硬化絶縁性接
着剤を予め塗布或いは含浸してなる帯状絶縁材１７が、
金属シート２との間に隙間を形成することなく配置され
ている。

この様な配置状態において、第３図に示す様に巻取り機
の巻取り芯１５に絶縁筒１６を装着したものに、両シー
ト２，３の長辺方向先端部をそろえて、帯状絶縁材１７
を絶縁筒１６の外周面に仮接着する。

そして、巻取り１幾の巻取り芯１５を図中矢印方向に回
転させ、絶縁筒１６を一体に回転させながら、順次絶縁
シートの両端部に帯状絶縁材１７を部分的に配置して各
シート２．３を巻き取る。なお、各シー！・２．３及び
帯状絶縁材１７を巻き取る工程の途中で冷却ダクト６を
同時に巻き込み、これを巻線内に内蔵させる。

更に、以上の様な巻回作業を終了した後に、この巻線を
加熱・乾燥し、帯状絶縁材１７に塗布或いは含浸させた
半硬化絶縁性接着剤を硬化させることで、絶縁シート３
の隣接するターンの各端部を固着する。

以上の様な製造工程により製造された本実施例の低圧巻
線４においては、まず、絶縁シート３の上下両端部が、
帯状絶縁材１７に塗布或いは含浸された絶縁性接着剤に
より接着固定されているので、絶縁シート３−が各巻き
ターン毎に相互に確実に固定される。従って、巻線全体
の剛性が大幅に向上する為、輸送時の振動等によっても
金属シート２相互間にずれを生じることがない。

更に、絶縁シート３端部に装着した帯状絶縁材１７によ
り金属シート２の端部を覆う形になる為、金属シート２
端部による絶縁シート３の損傷を防止する効果もある。

また、帯状絶縁材１７を部分的に配置したことから、こ
の帯状絶縁材１７間に間隙が生じ、これによって巻線層
間に絶縁媒体を導入できる。

更に、第４図は、絶縁筒１６を鉄心脚部１に装着して低
圧巻線４を鉄心脚部１に設けた状態を示す図であり、特
に、巻線４の上部を例示している。

同図に示す様に、巻線４の上下両端部側には、複数の絶
縁板１８Ａ〜１８Ｇを設け、この絶縁板１８Ａ〜１８Ｃ
により巻４９４の両端部を押え、更に、絶縁板１８Ｃは
鉄心締付金具１９に図示しないねじを用いて固定する。

ここで絶縁板１８Ａは、小径のリング状をなし、絶縁板
１８Ｂはそれより大径のリング状をなして絶縁板１８Ａ
の外周側に配置され、また絶縁板１８Ｇは絶縁板１８Ａ
、１８Ｂの外側に複数個放射状に配置されて鉄心締付金
具１９に固定される。また、冷却ダクト６の上下端部は
絶縁板１８Ａ、１８Ｂの間に配置され、冷却ダクト６の
端部に接続された絶縁バイブ１２は、絶縁板１８Ｃの間
を通って導出されている。

従って、巻線４は、各シート２．３が確実に固定されて
いるので、巻線４の鉄心挿入作業時及びそれ以後の作業
工程において、巻線４には、巻き戻りが生じない。また
、巻線４の金属シート２と絶縁シート３が隙間なく密着
しているので、各シート２．３間の熱伝達特性が良好で
あり、冷却ダクト６の冷媒により、巻線４を冷却する効
果が増大する。更に、前述の如く、巻線４自身の剛性が
大きい為、輸送時の撮動等によっても金属シート２相互
間にずれを生じることがなく、金属シー１〜２のずれに
よる巻線スタック方向端部の絶縁耐性の低下を防止でき
る。また、巻線４は、短絡時の機械力に対しても充分な
強度を有する。しかも、巻線４における絶縁シート３の
上下両端部が接着固定され、且つ巻線両端部が接着固定
されて、巻線両端部の圧縮剛性も強化されている為、絶
縁板１８Ａ〜１８Ｃを介した鉄心締付金具１９による締
付固定よりも確実となる。

また、第２図に示す実施例の如く、帯状絶縁材を二重構
造として、予め部分的に隙間を設けた帯状に形成すれば
、各シート２，３を巻き取る際に個別に配置する必要が
なくなり、作業工程の効率が著しく向上する上、その硬
化は、第１図に示した実施例と全く同様である上、更に
作業精度を向上できる利点もある。

なお、前記各実施例では、本発明を適用する箔状巻線と
して、低圧巻線４を例にとって説明したが、高圧巻線５
に対しても同様に適用できる。また、巻線を鉄心に装着
する際の構成は自由に選択できる。更に、本発明に使用
する帯状絶縁材としては高分子プラスチックフィルムが
望ましいが、クラフト紙、合成絶縁紙等も使用可能であ
る。

［発明の効果１以上説明した様に本発明によれば、絶縁シートの両端部
に帯状絶縁材を設けて、これによって、巻線を固定する
という簡単な構成により、巻線の剛性を高め、且つ絶縁
媒体を箔状巻線内に導入可能とした為、良好な絶縁特性
及び冷朗特性を有する優れた変圧器の箔状巻線を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】第１図及び第２図は夫々本発明による変圧器の箔状巻線
を適用した異なる実施例の一部を示す展開図、第３図は
本発明の箔状巻線の製造工程の一例を示す斜視図、第４
図は本発明の箔状巻線を変圧器の鉄心に設けた一例を示
す断面図、第５図は箔状巻線を備えた変圧器の一般的な
構成を示す断面図である。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、１０・・・冷却器、
１１・・・導液管、１２・・・絶縁パイプ、１３・・・
タンク、１６・・・絶縁筒、１６ａ・・・絶縁バリヤ、
１７・・・帯状絶縁材、１８Ａ〜１８Ｃ・・・絶縁板、
１９・・・鉄心締付金具。７３１７　　代理人　弁理士　則近　憲佑（外１名）第
１＠第４図１−一−Ｎ−−−−′ 第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属シートをこの金属シートより幅の広い絶縁シ
ートの中央部に配置して重ね合せ、両シートを巻回して
形成する変圧器の箔状巻線であつて、絶縁シートの両端
部には、半硬化絶縁性接着剤を塗布或いは含浸した帯状
絶縁材を、適宜間隙を設けながら配置して金属シート及
び絶縁シートと同時に巻取り、この後半硬化絶縁性接着
剤を硬化させることで金属シート及び絶縁シートを固定
したことを特徴とする変圧器の箔状巻線。
（２）帯状絶縁材が、予め部分的に間隙を設けた二重構
造とされたものである特許請求の範囲第１項記載の変圧
器の箔状巻線。
（３）帯状絶縁材が、プラスチックフィルム、クラフト
紙、又は合成絶縁紙である特許請求の範囲第１項記載の
変圧器の箔状巻線。