JPS63197311A

JPS63197311A - 箔巻変圧器

Info

Publication number: JPS63197311A
Application number: JP2800487A
Authority: JP
Inventors: Hideo Hirose; 広瀬　英夫
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-02-12
Filing date: 1987-02-12
Publication date: 1988-08-16

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を重ねて巻、回した
巻線内に、冷却パネルを内蔵した箔巻変圧器に関するも
ので必る。

（従来の技術）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
て箔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ｄ化に適した特徴を有している。

しかし、より高電圧・大容量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、かつ高い
絶縁能力を巻線に持たせることが不可欠となっており、
このため巻線内に冷媒の流通する冷却パネルを内蔵させ
、巻線から発生する熱を直接的に冷却するように構成す
ることが考えられている。

この従来から提案されている箔巻変圧器は、例えばＵＳ
Ｐ４０３９９９０＠明細占に記載のものが知られている
。

この箔巻変圧器は、第３図に示すように、鉄心脚１の周
囲に金属シート２と絶縁シート３を重ねて巻回して巻線
を構成したものである。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却パ
ネル６が内蔵されている。この冷却パネル６は第４図に
示したように、冷却パネルの冷媒導入口部１４に冷媒１
５を冷却パネル６内へ送り込む導入ノズル１６、導入さ
れた冷媒１５がその中を流れる流路部１７、および冷媒
１５を外に送り出す冷却パネルの冷媒導出口部１８に配
設されている導出ノズル１９とから構成されている。ま
た、冷媒１５が流れる流路部１７の構成は、第５図に示
す通りである。すなわち、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２０の間に、帯状の間隔板
２１が多数個配設され、２板の構成板２０の間に隙間２
２が形成され、その隙間２２を冷媒１５が流れるように
なっている。

この冷却パネル６の隙間２２に、フロンＲ−１１３や７
０リナートＦＣ−７５等の冷媒１５をポンプ７で常時流
し込み、冷媒１５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１５
は導出ノズル１９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、
内に送り込まれる。なお、冷媒１５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との接続は、絶縁パイプ１１を介して行なわれている
。冷却パネル６は、金属シート２を熱伝導により冷却す
るため、金属シート２あるいは絶縁シート３に接触して
おり、更に冷却パネル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（ＳＦａ
ガス）等の絶縁ガスによってなされる。

さらに、巻線内に巻き込まれた冷却パネル６の冷媒導出
入口部１４．１８は、シート巻線より突出して設けられ
ているため、冷媒導出入口部１４゜１８付近に電界集中
が起りやすいので、冷媒導出入口部１４．１８近傍には
図示されていないが、電界緩和用シールドが取付られで
いる。

また、上記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１ｒＩ
ｕＩｉ程度のステンレス板２枚を、１順程度の隙間を設
Ｃプで重ね合せ、冷媒導出入口部１４．１８に続く導入
ノズル１６および導出ノズル１９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５図に
示したように、１１ｒＩ！！１程度の隙間を設けるため
に、２枚のステンレス板の間に、帯状の間隔板２１が多
数本溶接によって固着されている。

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。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、このような構成の箔巻変圧器には、外部短絡
事故による過大な電流によって、第３図の矢印２３で示
したような低圧巻線４を内側に押しつぶし、高圧巻線５
を外側に押し広げようとする半径方向電磁機械力が発生
するため、冷却パネル６のシート巻線挿入部分には冷却
パネル６が変形し、冷媒１５の流れる隙間２２を押しつ
ぶすような圧縮力が働く。ざらに、この隙間２２を押し
つぶすような過大かつ急激な圧縮力によって、冷却パネ
ル内の冷媒１５は導入ノズル１６、導出ノズル１９を介
して巻線外部へ流出しようとするが、隙間２２の総流路
断面積に対し、導入導出ノズル’１６．１９断面積は非
常に小さいため、外部への流出が冷却パネル６の変形に
追従できず、急激な圧力上昇が生じる。

ところが、冷却パネル構成板２０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持っ
ているので、間隔板２１を固着する際にも一定間隔毎に
スポット溶接１２を行なうようにして、加える熱量をで
きるだけ少なくしているが、上記のような急激な圧力上
昇が生じた場合、シート巻線より突出した冷却パネル６
の冷媒導出入口部１４．１８の間隔板２１を固着してい
るスポット溶接部１２が剥離してふくらみ、このため導
入導出ノズル１６．１９と冷却パネル６との溶接部分等
で破損する恐れがあった。

本発明は、上記のような従来技術の欠点を解消し、外部
短絡事故時に発生する過大な電磁機械力に十分耐えうる
冷却パネルを有する箔巻変圧器を提供することにある。

し発明の構成コ（問題点を解決するための手段）本発明の箔巻変圧器は、冷却パネルの冷媒導出入口部を
複数個のパイプによって構成したことにある。

（作用）冷却パネルの冷媒導出入口部を複数個のパイプによって
構成したので、冷却パネルの内圧に対する強度が大きく
なると共に、冷却パネル内の冷媒の急激な圧力上昇に対
し、冷媒を各パイプが分散吸収できる。

（実施例）進んで本発明の箔巻変圧器の一実施例を第１図、第２図
を用いて説明する。

なお、従来の技術と同一部分については同一符号を付し
て説明を省略する。

本実施例の構成＊第１図において、シート巻線１］より突出して設けられ
ている冷却パネル６の冷媒導出入口部１４゜１８は、複
数個のパイプ３１で構成されている。

各パイプ３１は、第２図（Ｉ＞（ＩＩ＞に示すように冷
却パネル６の曲げ半径Ｒと同じになるように溶接等によ
り互に連結されている。このような複数個のパイプ３１
によって構成された冷媒導出入口部１４．１８は、−万
端を冷却パネル６に溶接固着され、他端は各々導入導出
ノズル１６．１９に溶接固定されている。

本実施例の作用＊このように構成された本実施例の箔巻変圧器では、冷却
パネル６の冷媒導出入口部１４．１８を複数個のパイプ
３１によって形成されているため、従来の冷却パネル構
成板２０と間隔板２１を一定間隔でスポット溶接した構
造に比べ、はるかに内圧に対する強度が大きいので、外
部短絡事故時に発生する過大な電磁機械力による冷却パ
ネル６内の冷媒１５の急激な圧力上昇に対しても、膨張
した冷媒］５は各パイプ３１に分散吸収されるので、シ
ート巻線より突出した冷却パネル６の冷媒導出入口部１
４．１８もふくらむことはなく、従って導入導出ノズル
１６．１９と冷却パネル６との溶接部分等で破損するこ
ともない。また、従来構造では、シート巻線より突出し
た冷却パネル６の冷媒導出入口部１４．１８に電界緩和
のため、シールドを取付ける必要があったが、本発明の
ようにパイプ構成にすれば、シールドも不必要となる。

ざらに、導入導出ノズル１６．１９を冷却パネル６に溶
接固着する際、従来構造では溶接の熱変形によって冷媒
１５の流路がつぶれるという問題がめったが、本発明に
おいては、導入導出ノズル’１６．１９取付部が複数個
のパイプ３１で構成されているため、溶接の熱変形によ
る流路のつぶれを防止できる。

［発明の効果］以上の通り本発明によれば、冷却パネル冷媒導出入口部
を複数個のパイプで構成したことにより、外部短絡事故
時に発生する過大な電ｖｉ１機械りによる冷媒の急激な
圧力上昇に対して、十分耐えうる冷却パネルを有する箔
巻変圧器の提供が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の箔巻変圧器の冷却パネルの一実施例を
示す側面図、第２図（Ｉ＞は第１図の冷却パネルの冷媒
導出入口部のＡ−Ａ断面図、第２図（ＩＩ＞は第１図の
冷却パネルの正面図、第３図は従来の箔巻変圧器の構成
を示す断面図、第４図は第２図の冷却パネルを示す斜視
図、第５図は第４図の冷却パネルの構成を示す一部拡大
図である。１・・・鉄心脚、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・・・冷媒導入口部、
１５・・・冷媒、１６・・・導入〕ズル、１７・・・流
路部、１８・・・冷媒導出口部、１９・・・導出ノズル
、２０・・・冷却パネル構成板、２１・・・間隔板、２
２・・・隙間、２３・・・外部短絡事故時に発生する半
径方向電磁機械力の方向、３１・・・パイプ。

Claims

【特許請求の範囲】

　鉄心に、金属シートと絶縁シートを重ねて巻回して低
圧巻線および高圧巻線を形成し、この巻線内に巻線軸方
向に沿って冷媒循環用の冷却パネルを内蔵し、巻線端部
に高圧シールドを形成して、変圧器中身を構成し、この
変圧器中身を絶縁媒体を封入したタンク内に納めてなる
箔巻変圧器において、上記冷却パネルの冷媒導出入口部
を複数個の円筒パイプで構成したことを特徴とする箔巻
変圧器。