JPS6356684B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、乾式変圧器に関するものであり、
とりわけ、高電圧クラスの乾式変圧器に関するも
のである。

〔従来技術〕

従来の乾式変圧器を第１図〜第３図について説
明すると、リング状のコイル押え１の内面に皿ば
ね２を介して支持碍子３、クツシヨン４、静電板
絶縁６を施した静電板５を順次配設し、さらに高
圧側のコイルセクシヨンを固定するスペーサ７，
７ａが介挿されワタリ導体８で接続されたコイル
導体９でなるコイルセクシヨンが複数層重設され
円筒状の高圧コイルを形成している。コイル導体
９は導体絶縁１０が施されたもので、所定回数巻
回されている。支持碍子３は高圧コイルを軸方向
に締付けている。

低圧側は、高圧側との空隙１１，１１ａ間にバ
リア１２が設けられて低圧コイル導体１３が高圧
コイルの内側に配設され、低圧コイルの端部とコ
イル押え１間に低圧コイル押え１４、コイルカラ
ー１５が介挿され、軸方向に支持されている。低
圧コイル導体１３は芯形１６上に巻回されてい
る。矢印Ａは高圧コイルの口出し位置を示してい
る。第３図において、矢印Ｂは静電板５に関する
電界方向、曲線Ｃは等電位線を示している。

以上の構成をさらに詳細に説明すると、乾式変
圧器は、空気を絶縁と冷却の媒体として使用する
ため、高低圧間は空隙１１，１１ａの間にバリア
１２を配設している。静電板５は高圧コイルの口
出部分と接合され、コイル端部と同一電位として
コイル端部の電界を緩和するため適当な曲面とな
つており、裸電極になることをさけ、空隙部分の
電界集中をさけるため、テーピング等により、静
電板絶縁６で包まれている。

高圧コイルは、第２図に円板状の連続巻きを示
したが、Hiser Cap巻としてもよく、いずれの巻
方においても＃１、＃２コイルセクシヨン間は内
ワタリ導体、図示にはないが＃２、＃３コイルセ
クシヨン間には外ワタリ導体が設けられ、数十セ
クシヨンの円板コイルをスペーサ７を介して軸方
向に積み上げ、接地されたコイル押え１をコイル
の上、下に配設して支持碍子３でコイルと大地間
を支持しかつ絶縁を行つている。

絶縁物類の軸方向のヤセを吸収するため皿ばね
２を挿入している。低圧コイルに比較し、絶縁物
の使用量の多い高圧コイルは経年による絶縁物の
ヤセが大きく、第１図で皿ばね２は１枚のみ挿入
されているが、複数枚挿入することもある。

高低圧コイルの軸方向ヤセ寸法が異なることよ
り低圧コイルの支持は一般に高圧コイルと異なる
部材とし別個に設けられた低圧コイル押え１４が
低圧コイルの上、下に配設されている。

以上、従来の構成による場合、乾式変圧器で
は、空気と絶縁物との比誘電率の比が大きく、通
常３〜５程度の比を示す。また、低圧コイルと高
圧コイル間の空隙寸法を大きくすると、いたずら
に機器が不経済となるため、この寸法はできるだ
け縮小することが望ましい。そのため、コイル導
体のエツジ部の電界集中を避ける静電板５を挿入
して部分的に電界緩和をはかり、たとえ空隙１
１，１１ａがインパルス印加、交流耐電圧等のテ
スト時に電離されても高、低圧コイル間を貫通破
壊させないようバリア１２を介在させている。し
かしながら、乾式変圧器でもつとも弱点とされる
インパルス耐圧については、低圧コイルが背後電
圧となり、静電板５、ワタリ導体８、コイル導体
９の内側ターン部から、空隙１１→バリア１２の
表面に沿つてコイル押え１へ沿面放電を生じ易い
欠点があつた。一般に、沿面破壊電圧値は、近似
式Ｖ＝Kb・l^1/4・C^-3/8（ただし、Kb：係数、ｌ：
沿面距離、Ｃ：誘電体の単位表面が背後電極との
間に形成する分布静電容量）で示される。したが
つて支持碍子３の長さを大きくとつてもl^1/4でし
か効果を発揮しないことになり、インパルスを印
加すると、空隙１１，１１ａの寸法が小さければ
簡単に電離される。かかる電離が生じても沿面放
電を避けるには、導体絶縁の厚さを大きくとる必
要があつた。また、静電板５を挿入してもコイル
幅が小さいため静電板５の曲面の曲率を大きくと
れないことから、支持碍子３の長さを大きくする
必要もあつた。

一方、静電板５と空隙１１の境界部において
は、静電板５に曲面部があるので、その部分は絶
縁的には強化されるが、ワタリ導体８、導体絶縁
１０からの破壊が生じ易い構成でもあつた。空気
中における沿面ストリーマの進む速度は、油中に
比べて非常に大きく、コイル近辺にどこか弱点が
あればインパルス破壊を生じ易い等の問題があつ
た。

また、導体絶縁１０を厚くすることは不経済に
なるばかりでなく、絶縁物の経年劣化によるヤセ
寸法が大きくなる欠点もあつた。

さらに、コイルセクシヨン間の表面には塵埃が
付着し易く、この塵埃が吸湿すると絶縁劣化を生
じるおそれがあり、また清掃するにも構造が複雑
で清掃作業が困難である等、多くの問題を蔵して
いた。

〔発明の概要〕

この発明は、以上のような従来のものにあつた
種々の問題を解決することを目的とするもので、
誘電率の高い絶縁物で高圧側のコイル端周面を包
むことにより、空気より比誘電率が高い絶縁物が
密着した部分の電界を緩和し、沿面寸法を縮小で
きる沿面耐圧の高い乾式変圧器を提供するもので
ある。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を第４図、第５図を
参照して説明する。絶縁バリア２１を、導体絶縁
１０を施したコイル導体９を巻回、積層してなる
高圧コイルの内周に密接して設ける。コイル押え
１ａの内側にはコイル押え絶縁物２２、高圧カラ
ー２３、絶縁ワツシヤ２４を順次、高圧コイル端
部との間に介挿する。高圧コイルのコイルセクシ
ヨン間はスペーサなしの重ね合せとして、コイル
ターン間の静電容量を大きくしている。したがつ
て、コイルセクシヨン間は導体絶縁１０のみで絶
縁されている。コイルセクシヨン間、コイルター
ン間にはＨ種ワニスが充填されるが、一般には溶
剤形のワニスであり、シリユーンワニスまたは他
のＨ種ワニス等が使用される。高圧コイルの外周
にはＨ種シート材料またはテープ状の絶縁材を必
要な厚さだけ高圧カラー２３を含んで巻付けた外
層絶縁２５を設ける。２６はゴム状の詰物であ
り、次の個所に充填している。すなわち、絶縁バ
リア２１と導体絶縁１０のコーナ部分間の空隙、
端部コイルセクシヨンと絶縁ワツシヤ２４の間、
絶縁バリア２１と高圧カラー２３との間である。
コイル押え絶縁物２２は、高、低コイルを共通し
て支持しており、一般にはコイルー相当り４点程
度で支持している。絶縁バリア２１は高圧カラー
２３の内周面をもおおつている。

次に作用について詳細に説明する。

乾式変圧器の弱点とされていた、インパルス侵
入時のコイル端部の電位上昇による空隙１１部の
電離による破懐電圧の低下に対しては、絶縁バリ
ア２１によりくい止め、コイルターン間の導体絶
縁１０は、コイル内の電位振動を考慮して、必要
最小限の厚さに低減されている。また、高圧コイ
ルからの沿面破壊に対しては、絶縁バリア２１を
コイルの端面よりも延出して沿面長を確保し、か
つ、詰物２６によつて空気層のない構成としたこ
とにより、沿面耐圧が著しく向上され、沿面長la
も大幅に短縮することができる。

コイル端部には、絶縁バリア２１、導体絶縁１
０、高圧カラー２３、外層絶縁２５、詰物２６が
配置されているが、これら絶縁物の比誘電率は空
気の比誘電率の３〜５倍程度であるため、コイル
端部の電界は大幅に緩和され、空隙１１および空
気と絶縁物との境界面の電位傾度を低く保持す
る。

高圧コイル内においては、コイルセクシヨン間
のスペーサを廃止したことにより、コイルセクシ
ヨン間の静電容量を大きくとることができ、コイ
ル内の電位分布が改善される。また導体絶縁１０
を薄くしたこと、コイルセクシヨン間スペーサを
廃して絶縁物の使用量を低減したので、経年変化
による絶縁物の枯れを最小となしうる。

高、低圧コイルの支持についても、共通のコイ
ル押え絶縁物２２を配置し、コイル支持点の数も
４点程度であるので部品点数が減少し、コイルは
単純な仕上り外観となる。同時に塵埃の付着しに
くい構造になつており、コイルの清掃も容易で、
保守の点でメリツトが大きい。

特に沿面長laを短縮できることは、鉄心窓寸法
を小さくすることができ、装置が小形、安価とな
る。

なお、バリア１２は空隙１１で電離が生じた場
合の耐圧向上のために配置したものであるが、従
来のものに比べて薄くすることができる。

第６図は他の実施例であり、大形器で冷却上問
題になる場合、高圧コイルの中間部に上下に通る
冷却ダクト２７を形成した構成になるものであ
る。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明は、インパルス侵入に
より高、低コイル間の空隙に電離が生じても、高
圧コイルの内、外周に密着して配設された絶縁バ
リア等の絶縁物により絶縁破壊を阻止し、高圧コ
イルの上下端に配設した絶縁物により高圧コイル
端部の電圧を緩和してコイル沿面長が短縮され、
かつ、コイル支持構造が単純化できることから、
安価で信頼度を向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は従来装置を示し、第１図はコ
イル端部の部分縦断面図、第２図は高圧コイルの
一部縦断面図、第３図は静電板部分の縦断面図で
ある。第４図、第５図はこの発明の一実施例を示
し、第４図はコイル端部の部分縦断面図、第５図
は高圧コイル端部の一部縦断面図、第６図はこの
発明の他の実施例の一部縦断面略図である。 １ａ……コイル押え、９……コイル導体、１０
……導体絶縁、１１，１１ａ……空隙、１２……
バリア、１３……低圧コイル導体、１６……コイ
ル芯形、２１……絶縁バリア、２２……押え絶縁
物、２３……高圧カラー、２４……絶縁ワツシ
ヤ、２５……外層絶縁、２６……詰物、２７……
冷却ダクト。なお、各図中、同一符号は同一又は
相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 導体絶縁を施したコイル導体を巻回してなる
   複数コイルセクシヨンを積層してなる円筒状の高
   圧コイルと、空隙を介して前記高圧コイルの内側
   に並設された円筒状の低圧コイルでなる乾式変圧
   器において、絶縁ワツシヤを介して前記高圧コイ
   ルの上・下端に配設された高圧カラーと、この高
   圧カラーの上下にコイル押え絶縁物を介して配設
   されたコイル押えと、前記高圧コイルの内周面に
   密着し前記高圧カラーまで延びた絶縁バリアと、
   前記高圧コイルと前記高圧カラーの外周面に形成
   した外層絶縁を備え、かつ、前記コイルセクシヨ
   ンを互いに直接積層してなることを特徴とする乾
   式変圧器。 ２ 高圧コイル端部の空隙と、絶縁バリアと高圧
   カラーとの間と、高圧カラーと外層絶縁との間と
   に充填されたゴム状の詰物を備えた特許請求の範
   囲第１項記載の乾式変圧器。 ３ コイル押えおよびコイル押え絶縁物が高低圧
   コイルに共通のものである特許請求の範囲第１項
   記載の乾式変圧器。 ４ 高圧コイルの中間を上下方向に通る冷却ダク
   トを備えた特許請求の範囲第１項記載の乾式変圧
   器。