JPS62274610A

JPS62274610A - 箔巻変圧器

Info

Publication number: JPS62274610A
Application number: JP11716186A
Authority: JP
Inventors: Akifumi Inui; 乾　昭文
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-05-23
Filing date: 1986-05-23
Publication date: 1987-11-28

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】３、発明の詳細な説明［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、金属シートと絶縁シートとを重ねて巻いた巻
線を用い、しかも巻線内に冷却ダクトを内蔵させた箔巻
変圧器に関するものである。

（従来の技術）箔巻変圧器は、巻線の占積率が良く小型、軽量化ができ
る特徴がある。既に数ＫＶ、数１００ＫＶＡ稈度の比較
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２７５に、３００ＭＶ△級変圧器への適用拡大が研究
されているが、最大の鍵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にか
かつている。まだ、この様なＱ　電圧大容量変圧器は実
用化に至ってないが、第４図の如く、巻線内に冷却ダク
トを内蔵させ、この冷却ダクトに絶縁特性の優れた冷媒
を送りこみ、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、いわば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、鉄心の胛部１に、金属シート
２と絶縁シート３を重ねて巻いてなる低圧巻線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蒸発潜
熱で奪い、その蒸気を凝縮器８内において冷加水管９で
冷加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にためられ、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。

冷加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、巻線内に組み
こまれている関係上、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ＳＦ６ガス等の絶縁ガスにより確保され
ている。

ところで、上記の様な各種の箔巻変圧器は、薄い金属シ
ート２と絶縁シート３を重ねて巻回することにより、低
圧巻線４や高圧巻線５が形成される為、鉄心窓内の巻線
占積率が高くなる反面、次の様な問題点がある。

即ち、上述した様な箔巻変圧器において、冷却系を構成
する冷却ダクト６は、その内部に両側面間の間隔を保持
するために間隔片６ａが配設され、前記間隔片６ａによ
り構成される空間に冷媒を循環させることにより、対流
熱伝達を利用して巻線に発生した熱を冷却する方式を取
っているため、熱伝達率の良い金属により構成されてい
る。そのため冷却ダクト６を内蔵する部分の巻線の径に
完全に一致させたものを製造することは非常に困難であ
り、第５図に示した様に、冷却ダクト６に隣接する金属
シート２ａ或いは絶縁シート３ａとの間に間隙２０．２
１が生じることがあった。

ところが、冷部ダクト６は隣接する金属シート２ａと同
電位になっているため、上述した様な大小の間隙２０．
２１が冷却ダクト６の回りに存在すると、この間隙から
部分放電が生じたり、絶縁破壊が生じることがあった。

特に、冷却ダクト６が絶縁シート３ａと接する側に生じ
る間隙２１には電位がかかるため、絶縁破壊に至ること
があった。

また、冷却ダクト６はかなり剛性の高い金属から構成さ
れているので、その表面がなめらかでないことが多く、
それに接して巻回される金属シート或いは絶縁シートを
傷つけることがあるため、表面加工を施さなければなら
ず、製造工程が繁雑なものとなっていた。

（発明が解決しようとする問題点）上記の様に、従来の箔巻変圧器においては、金属製の冷
却ダクトとそれに隣接する金属シート或いは絶縁シート
の間に間隙を生じやすく、その間隙部分に部分子ｉ電が
生じたり、絶縁破壊を生じることがあった。また、冷却
ダクトに表面加工を施す必要があり、！ｌＩ造工程が繁
雑なものとなっていた。

そこで、本発明は以上の欠点を除去するもので、冷却ダ
クトと巻線の間に部分放電及び絶縁破壊が生じることを
防止し、絶縁信頼性の高い箔巻変圧器を提供することを
目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明の箔巻変圧器は、冷却ダクトの片面を金属板より
構成し、他面をセラミック等の絶縁物より構成して、前
記金属板より構成した側面を金属シート側に、一方、絶
縁物より構成した側面を絶縁シート側に配設したもので
ある。

（作用）本発明の箔巻変圧器は、冷却ダクトの金属面を金属シー
［・側に、絶縁物より構成した側面を絶縁シート側に接
合するように内蔵することにより、冷却ダクトと各巻線
間に電位がかからないようにして、部分放電の発生を防
止し、絶縁信頼性を高めたものである。

（実施例）以下、本発明の一実論例を第１図乃至第３因に基づいて
具体的に説明する。なお、第４図及び第５図に示した従
来型と同一の部材は同一の符号を付し説明は省略する。

本実施例の構成＊本実施例において、第１図に示した様に、鉄心の脚部１
に金属シート２と絶縁シート３を重ねて巻回して低圧巻
線４と高圧巻線５が形成され、それぞれの巻線内には、
変圧器の定格に応じて、数ターン毎に中空状の冷却ダク
ト３０が配設されている。

そして、この冷却ダクト３０は、第２図に示した様に、
その片面３０ａが金属板から構成され、他面３０ｂがセ
ラミック板から構成され、両者が接合されて構成されて
いる。また、冷却ダクト３０の内部には前記両側面３０
ａ、３０ｂの間隔を保持するためにセラミック樹脂より
なる間隔片３０ｃが適当な間隔をおいて配設されている
。さらに、前記冷却ダクト３ｏは、金属板から構成され
る側面３０ａが巻線を構成する金属シート２側に配置さ
れ、セラミック板から構成される側面３０ｂが絶縁シー
１〜３側に配置されている。

また、？４１３図に示した様に、複数枚の絶縁紙或いは
高分子フィルムなどを重ね合せて構成されている絶縁シ
ート３の少なくとも１枚の絶縁シートに、空隙３１が形
成されている。この空隙３１は巻線の定格に基づくシー
ト幅、絶縁シート３の材質によるシートの密着性、表面
の粗さの違い等から、その形成位置、大きさ、数等が決
定され、各ターン毎に形成される場合や、数ターン毎に
形成される場合がある。

本実施例の作用＊この様な構成を有する本実施例の箔巻変圧器においては
、冷却ダクト３０の金属板より構成された側面３０ａが
金属シート２と接合されるため、密着性が高く旦つ熱伝
導率も優れるため冷却特性が非常に高くなる。また、前
記冷却ダクト３０の金属板より構成された側面３０ａは
隣接する金属シート２と同電位に保たれ、一方、冷却ダ
クト３０のセラミック板より構成された側面３０ｂは絶
縁シート３と接合されるので、巻線の製造過程において
、冷却ダクト３０と各巻線間に間隙が生じたとしても、
この間隙に大きな電界がかかることはなく、巻線ターン
間に部分放電が発生したり、絶縁破壊が生じたりするこ
とを防止できる。

また、巻線を配設するタンク内に絶縁媒体を封入した際
に、前記絶縁媒体は巻線端部から巻線内に浸透する。そ
の際、絶縁シート３に形成された空隙３１に絶縁媒体が
浸透すると、この空隙３１を中継点としてさらに巻線内
部に絶縁媒体を浸透させることができ、る。

なお、上述した空隙を形成した絶縁シートは、冷却ダク
トを内蔵しない構成の箔巻変圧器に用いても良い。

以上の通り、本実施例においては、冷却ダクトと金属シ
ート或いは冷却ダクトと絶縁シート間に大きな電界がか
かることがないので、巻線ターン間に部分放電が発生し
たり、絶縁破壊が生じることを防止することができる。

また、金属シート側には冷却ダクトの金属板によって構
成された側面を接合させ、絶縁シート側には絶縁物によ
って構成された側面を接合させることにより、接合部分
を同種の物質により構成することができ、接合部分に損
傷を生じることを防止できるので、冷却ダクト表面に表
面加工を施す必要がなくなり、製造工程が簡略化される
。

さらに、各巻線間の奥部にまで絶縁媒体を浸透させるこ
とができるので、絶縁信頼性を大幅に向上させることが
できる。

［発明の効果コ以上）ホべた様に、本発明によれば、冷却ダクトの片面
を金属板、他面をセラミック板等の絶縁物により構成し
、前記金属板より構成した側面を金属シート側に、一方
、絶縁物より構成した側面を絶縁シート側に配置すると
いう簡単な手段により、冷却ダクトと巻線の間に部分放
電及び絶縁ｌｉｔ！壊が生じることを防止し、絶縁信頼
性の高い箔巻変圧器を提供することができる。

【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図は第１図の要部拡大断面図、第３図は本発明の箔
巻変圧器の絶縁シート部分の拡大断面図、第４図は従来
の箔巻変圧器の構成を示す断面図、第５図は第４図の要
部拡大断面図である。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・
・・冷却ダクト、６ａ・・・冷却ダクトの間隔片、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
バイブ、１３・・・タンク、２０．２１・・・間隙、３
０・・・冷却ダクト、３０ａ・・・冷却ダクトの金属面
、３０ｂ・・・冷却ダクトの絶縁物より構成された側面
、３０ｃ・・・間隔片、３１・・・空隙。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）タンク内に金属シートと絶縁シートとを重ねて巻
回して箔状巻線を形成し、前記巻線内部に冷却ダクトを
内蔵した箔巻変圧器において、前記冷却ダクトの片面を
金属板より構成し、他面を絶縁物より構成し、前記金属
板より構成した側面を金属シート側に、一方、絶縁物よ
り構成した側面を絶縁シート側に配置したことを特徴と
する箔巻変圧器。
（２）前記絶縁シートが、複数枚のシート状の絶縁物を
重ねて構成されたもので、その少なくとも１枚に空隙が
形成されている特許請求の範囲第１項記載の箔巻変圧器
。