WO2020059781A1 - 変流器 - Google Patents

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Inventor
大谷 彰
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日新電機株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/20Instruments transformers
    • H01F38/22Instruments transformers for single phase ac
    • H01F38/28Current transformers
    • H01F38/30Constructions

Definitions

  • the present invention relates to a current transformer.
  • a current transformer includes a porcelain tube erected and a storage container provided above the porcelain tube, and a secondary coil unit through which a primary conductor is penetrated is stored in the storage container.
  • a secondary coil unit through which a primary conductor is penetrated is stored in the storage container.
  • an inverted current transformer in which a pipe is arranged in a pipe and a secondary electric wire electrically connected to the secondary coil unit is routed downward through the pipe (for example, see Patent Document 1).
  • an inverted current transformer there is a current transformer in which insulating oil is filled in a porcelain tube and a storage container.
  • a conduit insulating portion made of insulating paper is provided on the outer periphery of the conduit.
  • FIG. 5 is a schematic sectional view of a range X1 surrounded by a two-dot chain line in FIG.
  • the insulating paper 53 has a width about half of the width of the previously wound insulating paper 53 so that a long creepage distance Z between the radially inner side (the pipeline 51 side) and the radially outer side of the pipeline insulating portion 52 is ensured.
  • the layers are sequentially wound in the axial direction while being stacked, and are wound so as to form a multi-layer.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a current transformer that can significantly reduce the manufacturing time.
  • a current transformer that solves the above-mentioned problem includes an insulator pipe, a storage container provided at one end of the insulator pipe, a pipe housed in the insulator pipe and extending along the insulator pipe, and a plurality of outer peripheries of the pipe pipe.
  • a pipe insulating portion made of insulating paper covering the layers, a secondary coil unit housed in the storage container, a primary conductor penetrating the secondary coil unit, and an electrical connection between the secondary coil unit and the secondary coil unit.
  • a secondary electric wire which is electrically connected and inserted through the inside of the conduit, wherein the conduit insulating portion is made of insulating paper continuous in the axial direction for each layer.
  • the pipe insulating section is made of insulating paper continuous in the axial direction for each layer, the pipe insulating section can be provided only by wrapping the insulating paper for one layer. Can be significantly reduced.
  • a current transformer that solves the above-mentioned problem includes an insulator pipe, a storage container provided at one end of the insulator pipe, a pipe housed in the insulator pipe and extending along the insulator pipe, and a plurality of outer peripheries of the pipe pipe.
  • a pipe insulating portion made of insulating paper covering the layers, a secondary coil unit housed in the storage container, a primary conductor penetrating the secondary coil unit, and an electrical connection between the secondary coil unit and the secondary coil unit.
  • a secondary electric wire which is electrically connected and inserted through the inside of the conduit, wherein the conduit insulating portion is provided with a plurality of first electric wires arranged with a gap in an axial direction.
  • the pipeline insulating portion is located at a first layer made of a plurality of first insulating papers arranged with a gap in the axial direction and at a different axial position from the gap between the first layers. It has a second layer made of a plurality of second insulating papers arranged with a gap, and the first layer and the second layer are alternately stacked, so that a long creepage distance is secured. While the number of windings is small, the pipeline insulating portion can be provided. That is, for example, when the first layer and the second layer are simultaneously wound once, two layers of the pipeline insulating part are formed, and the creepage distance is long because the axial position of the gap is different for each adjacent layer. You. Therefore, the manufacturing time can be significantly reduced.
  • one end of the conduit insulating portion is a step portion in which the insulating paper is shifted in the axial direction for every preset number of layers.
  • one end of the pipe insulating portion is a stepped portion in which the insulating paper is shifted in the axial direction for every preset number of layers, and therefore, the creepage distance of the one end on the high electric field side Can be secured for a long time.
  • the manufacturing time can be significantly reduced.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a current transformer according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a pipeline and a pipeline insulation unit according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a partial schematic cross-sectional view of a pipeline and a pipeline insulation unit according to one embodiment.
  • FIG. 7 is a partial schematic cross-sectional view of a pipeline and a pipeline insulating unit in another example.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of a pipeline and a pipeline insulating unit according to the related art.
  • FIG. 4 is a partial schematic cross-sectional view of a pipeline and a pipeline insulation unit in a conventional technique.
  • the current transformer 10 includes a porcelain porcelain tube 12 erected on a base 11, and a storage container 13 provided at an upper end at one end of the porcelain tube 12. Further, the current transformer 10 includes a conduit 14 extending along the insulator tube 12 while being accommodated in the insulator tube 12, and an insulating paper 15 described later that covers the outer periphery of the conduit 14 in multiple layers.
  • Unit 16 The storage container 13 houses a secondary coil unit 17 in which a ring-shaped iron core and a secondary coil wound around the iron core are housed in a ring-shaped case.
  • the storage container 13 is provided with a primary conductor 18 that penetrates the storage container 13 and the secondary coil unit 17.
  • the secondary wire 19 electrically connected to the secondary coil unit 17 (specifically, the secondary coil) is inserted through the conduit 14 and routed downward to be connected to an ammeter (not shown). Will be done. Further, the inside of the insulator tube 12 and the storage container 13 is filled with insulating oil 20. That is, the current transformer 10 of the present embodiment is an inverted oil-insulated current transformer.
  • the pipeline insulating portion 16 is formed in a tubular shape that covers the pipeline 14 over substantially the entire length thereof.
  • the conduit insulating section 16 of the present embodiment is made of insulating paper 15 that is continuous in the axial direction (vertical direction) for each layer. That is, the width (length in the axial direction) of the insulating paper 15 for forming the conduit insulating portion 16 is set to a width close to the entire length of the conduit 14. Therefore, both ends in the axial direction of each layer or each winding of the conduit insulating portion 16 are formed by both ends of the same insulating paper 15.
  • the pipe insulating section 16 is configured by winding the insulating paper 15 by the required number of layers (for example, several tens to several hundred layers).
  • one end and the upper end (that is, the high electric field side) of the pipe insulating portion 16 are disposed in the axial direction every predetermined number of layers (for example, several to several tens of layers) of the insulating paper 15.
  • the stepped portion 21 is shifted in the direction, and a long creepage distance of the portion is ensured.
  • FIG. 3 is a schematic sectional view of a range X2 surrounded by a two-dot chain line in FIG.
  • the operation of the current transformer 10 configured as described above will be described. For example, when a current flows through the primary conductor 18, a current having a current value corresponding to the number of turns of the secondary coil in the secondary coil unit 17 is generated, and the current is supplied to the ammeter via the secondary wire 19. And the current value is measured, and the current value of the current flowing through the primary conductor 18 is calculated based on the current value.
  • the pipe insulating section 16 is made of the insulating paper 15 continuous in the axial direction for each layer, the pipe insulating section 16 can be provided only by winding the insulating paper 15 for one layer. Can be significantly reduced.
  • the upper end (ie, the high electric field side) of the pipe insulating portion 16 is formed with a stepped portion 21 in which the insulating paper 15 is axially shifted by a preset number of layers (for example, several to several tens of layers). Therefore, it is possible to secure a long creepage distance at the upper end on the high electric field side.
  • the conduit insulating portion 16 of the above embodiment is provided with a first layer made of a plurality of first insulating papers arranged with a gap in the axial direction, and an axial position different from the gap between the first layers. And a second layer made of a plurality of second insulating papers arranged with a gap therebetween, and the first layer and the second layer may be alternately stacked. .
  • the conduit insulating portion 16 of this example includes a first layer 33 composed of two first insulating papers 31 and 32 disposed with a gap S1 in the axial direction, and a gap between the first layer 33 and the first layer 33.
  • a second layer made of two sheets of second insulating paper and disposed at an axial position different from S1 with a gap S2 therebetween; a first layer 33 and a second layer 36; are alternately superimposed.
  • the conduit insulating portion 16 is formed by simultaneously winding the first layer 33 (the first insulating papers 31 and 32) and the second layer 36 (the second insulating papers 34 and 35) around the conduit 14.
  • the pipe insulating portion 16 is formed by only one turn per two layers.
  • the first insulating papers 31 and 32 and the second insulating papers 34 and 35 are provided at one end and the upper end (that is, the high electric field side) of the conduit insulating section 16 as in the above embodiment.
  • the stepped portion 21 is shifted in the axial direction for every predetermined number of layers, and a long creepage distance of the portion is ensured.
  • the lower end of the pipe insulating portion 16 (that is, the low electric field side) is cut off at the lower end step 22 to form a flat lower end surface 23 having no step in the axial direction.
  • the gaps S1 and S2 are displaced in the axial direction, so that the creepage distance can be secured long, and the pipeline insulating portion 16 can be provided with a small number of turns. That is, for example, when the first layer 33 and the second layer 36 are simultaneously wound once, two layers of the pipeline insulating part 16 are formed, and the axial positions of the gaps S1 and S2 are different for each adjacent layer. Long creepage distance is ensured. Therefore, the manufacturing time can be significantly reduced.
  • the first layer 33 is composed of the two first insulating papers 31 and 32, but is not limited thereto. Three or more sheets of paper may be used.
  • the second layer 36 is composed of the two second insulating papers 34 and 35, the present invention is not limited to this, and the number of the second insulating papers constituting the second layer may be three or more.
  • the lower end step portion 22 is cut off to form the lower end flat surface 23.
  • the lower end portion is not cut off while forming the step portion 21 using insulating paper having a different width for each step.
  • the flat surface 23 may be formed.
  • the upper end (that is, the high electric field side) of the pipeline insulating portion 16 is the step portion 21.
  • the present invention is not limited to this, and may have a shape without a step in the axial direction.
  • the insulating paper 15 (the first insulating papers 31 and 32 and the second insulating papers 34 and 35) may be one in which all layers are continuously formed. Alternatively, each layer or a plurality of layers may be separated.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Transformers For Measuring Instruments (AREA)

Abstract

製造時間の大幅な短縮を図ることができる変流器を提供する。変流器は、碍管と、碍管の上部に設けられた収納容器と、碍管内に収容されつつ同碍管に沿って延びる管路14と、管路14の外周を多数層に亘って覆う絶縁紙15よりなる管路絶縁部16と、収納容器内に収納される2次コイルユニットと、2次コイルユニットを貫通する1次導電体と、2次コイルユニットと電気的に接続されて管路14内を挿通される2次電線とを備える。管路絶縁部16は、一層毎に軸方向に連続した絶縁紙15よりなる。

Description

変流器
 本発明は、変流器に関する。
 従来、変流器としては、立設される碍管と該碍管の上部に設けられた収納容器とを備え、該収納容器内に1次導電体が貫通される2次コイルユニットが収納され、碍管内に管路が配置され、2次コイルユニットと電気的に接続された2次電線が管路を通って下方に取り廻される倒立形の変流器がある(例えば特許文献1参照)。また、倒立形の変流器としては碍管及び収納容器の内部に絶縁油が充填されたものがある。そして、前記管路の外周には絶縁紙よりなる管路絶縁部が設けられたものがある。
 例えば、図5に示すように、管路51の外周には管路絶縁部52が設けられ、該管路絶縁部52は、図6に示すように、管路51の外周を多数層に亘って覆うテープ状の絶縁紙53よりなる。なお、図6は、図5における2点鎖線で囲った範囲X1の模式断面図である。絶縁紙53は、管路絶縁部52における径方向内側(管路51側)と径方向外側との沿面距離Zが長く確保されるように、先に巻き付けた絶縁紙53の幅の約半分に重ねられつつ軸方向に順次巻き付けられ、それが多数層となるように巻き付けられている。
特開平5-326303号公報
 しかしながら、上記したような変流器では、管路絶縁部52における絶縁紙53の巻き付け回数が膨大となるため、製造時間が長くなるという問題があった。
 本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、製造時間の大幅な短縮を図ることができる変流器を提供することにある。
 上記課題を解決する変流器は、碍管と、前記碍管の一端部に設けられた収納容器と、前記碍管内に収容されつつ同碍管に沿って延びる管路と、前記管路の外周を多数層に亘って覆う絶縁紙よりなる管路絶縁部と、前記収納容器内に収納される2次コイルユニットと、前記2次コイルユニットを貫通する1次導電体と、前記2次コイルユニットと電気的に接続されて前記管路内を挿通される2次電線とを備えた変流器であって、前記管路絶縁部は、一層毎に軸方向に連続した絶縁紙よりなる。
 同構成によれば、前記管路絶縁部は、一層毎に軸方向に連続した絶縁紙よりなるため、一層につき絶縁紙を一巻きするだけで管路絶縁部を設けることができるので、製造時間の大幅な短縮を図ることができる。
 上記課題を解決する変流器は、碍管と、前記碍管の一端部に設けられた収納容器と、前記碍管内に収容されつつ同碍管に沿って延びる管路と、前記管路の外周を多数層に亘って覆う絶縁紙よりなる管路絶縁部と、前記収納容器内に収納される2次コイルユニットと、前記2次コイルユニットを貫通する1次導電体と、前記2次コイルユニットと電気的に接続されて前記管路内を挿通される2次電線とを備えた変流器であって、前記管路絶縁部は、軸方向に隙間を有して配置される複数の第1の絶縁紙からなる第1の層と、前記第1の層の隙間と異なる軸方向位置に隙間を有して配置される複数の第2の絶縁紙からなる第2の層とを有し、前記第1の層と前記第2の層とが交互に重ねられてなる。
 同構成によれば、管路絶縁部は、軸方向に隙間を有して配置される複数の第1の絶縁紙からなる第1の層と、第1の層の隙間と異なる軸方向位置に隙間を有して配置される複数の第2の絶縁紙からなる第2の層とを有し、第1の層と第2の層とが交互に重ねられてなるため、沿面距離を長く確保しながら少ない巻き数で管路絶縁部を設けることができる。すなわち、例えば、第1の層と第2の層を同時に一巻きすると管路絶縁部の二層分が形成されつつ、隙間の軸方向位置が隣り合う層毎に異なるため沿面距離が長く確保される。よって、製造時間の大幅な短縮を図ることができる。
 上記変流器において、前記管路絶縁部の一端は、前記絶縁紙が予め設定された層数毎に軸方向にずらされてなる段差部とされることが好ましい。
 同構成によれば、前記管路絶縁部の一端は、前記絶縁紙が予め設定された層数毎に軸方向にずらされてなる段差部とされるため、高電界側となる一端の沿面距離を長く確保することができる。
 本発明の変流器によれば、製造時間の大幅な短縮を図ることができる。
一実施形態における変流器の概略構成図。 一実施形態における管路と管路絶縁部の模式斜視図。 一実施形態における管路と管路絶縁部の一部模式断面図。 別例における管路と管路絶縁部の一部模式断面図。 従来技術における管路と管路絶縁部の模式斜視図。 従来技術における管路と管路絶縁部の一部模式断面図。
 以下、変流器の一実施形態について説明する。
 図1に示すように、変流器10は、ベース11上に立設される磁器製の碍管12と、該碍管12の一端部であって上部に設けられた収納容器13とを備える。また、変流器10は、碍管12内に収容されつつ同碍管12に沿って延びる管路14と、該管路14の外周を多数層に亘って覆う後述する絶縁紙15よりなる管路絶縁部16とを備える。そして、収納容器13内には、リング状の鉄心と鉄心に巻回された2次コイルとがリング状ケースに収容されてなる2次コイルユニット17が収納されている。また、収納容器13には、該収納容器13を貫通するとともに2次コイルユニット17を貫通する1次導電体18が設けられている。そして、2次コイルユニット17(詳しくはその2次コイル)と電気的に接続された2次電線19は、前記管路14内を挿通されて下方に取り廻されて図示しない電流計等に接続されることになる。また、碍管12及び収納容器13の内部には絶縁油20が充填されている。すなわち、本実施形態の変流器10は、倒立形の油絶縁変流器である。
 ここで、図2に示すように、管路絶縁部16は、管路14をその略全長に亘って覆う筒状に形成されている。
 そして、図3に模式的に示すように、本実施形態の管路絶縁部16は、一層毎に軸方向(上下方向)に連続した絶縁紙15よりなる。すなわち、管路絶縁部16を構成するための絶縁紙15の幅(軸方向の長さ)は、管路14の全長に近い幅とされている。したがって、管路絶縁部16の各層または各巻きにおける軸方向両端辺は、同じ絶縁紙15の両端辺によって形成される。そして、管路絶縁部16は、必要層数(例えば、数十層から数百層)分だけ絶縁紙15が巻き付けられて構成されている。また、本実施形態では、管路絶縁部16の一端であって上端(すなわち高電界側)は、絶縁紙15が予め設定された層数(例えば、数層から数十層)毎に軸方向にずらされてなる段差部21とされ、該部位の沿面距離が長く確保されている。また、管路絶縁部16の下端(すなわち低電界側)は、一定の幅の絶縁紙15を用いて前記段差部21を形成することで形成される下端段差部22が切除されて、軸方向に段差のない下端平坦面23とされている。なお、図3は、図2における2点鎖線で囲った範囲X2の模式断面図である。
 次に、上記のように構成された変流器10の作用について説明する。
 例えば、1次導電体18に電流が流れると、2次コイルユニット17における2次コイルの巻き数に応じた比率の電流値の電流が発生し、その電流は2次電線19を介して電流計に流れて電流値が測定され、その電流値に基づいて1次導電体18に流れる電流の電流値が算出されることになる。
 次に、上記実施形態の効果を以下に記載する。
 (1)管路絶縁部16は、一層毎に軸方向に連続した絶縁紙15よりなるため、一層につき絶縁紙15を一巻きするだけで管路絶縁部16を設けることができるので、製造時間の大幅な短縮を図ることができる。
 (2)管路絶縁部16の上端(すなわち高電界側)は、絶縁紙15が予め設定された層数(例えば、数層から数十層)毎に軸方向にずらされてなる段差部21とされるため、高電界側となる上端の沿面距離を長く確保することができる。
 本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
 ・上記実施形態の管路絶縁部16は、軸方向に隙間を有して配置される複数の第1の絶縁紙からなる第1の層と、前記第1の層の隙間と異なる軸方向位置に隙間を有して配置される複数の第2の絶縁紙からなる第2の層とを有し、前記第1の層と前記第2の層とが交互に重ねられてなるものとしてもよい。
 具体的には、図4に示すように、変更してもよい。この例の管路絶縁部16は、軸方向に隙間S1を有して配置される2枚の第1の絶縁紙31,32からなる第1の層33と、前記第1の層33の隙間S1と異なる軸方向位置に隙間S2を有して配置される2枚の第2の絶縁紙34,35からなる第2の層36とを有し、第1の層33と第2の層36とが交互に重ねられてなる。この管路絶縁部16は、第1の層33(第1の絶縁紙31,32)と第2の層36(第2の絶縁紙34,35)とを管路14に同時に巻き付けることで、二層につき一巻きするだけで管路絶縁部16を形成している。
 また、この例では、上記実施形態と同様に、管路絶縁部16の一端であって上端(すなわち高電界側)は、第1の絶縁紙31,32及び第2の絶縁紙34,35が予め設定された層数毎に軸方向にずらされてなる段差部21とされ、該部位の沿面距離が長く確保されている。また、管路絶縁部16の下端(すなわち低電界側)は、下端段差部22が切除されて、軸方向に段差のない下端平坦面23とされている。
 このようにすると、隙間S1,S2が軸方向にずれていることで沿面距離を長く確保しながら、少ない巻き数で管路絶縁部16を設けることができる。すなわち、例えば、第1の層33と第2の層36を同時に一巻きすると管路絶縁部16の二層分が形成されつつ、隙間S1,S2の軸方向位置が隣り合う層毎に異なるため沿面距離が長く確保される。よって、製造時間の大幅な短縮を図ることができる。
 なお、この例(図4参照)では、第1の層33が2枚の第1の絶縁紙31,32からなるとしたが、これに限定されず、第1の層を構成する第1の絶縁紙を3枚以上としてもよい。また、第2の層36が2枚の第2の絶縁紙34,35からなるとしたが、これに限定されず、第2の層を構成する第2の絶縁紙を3枚以上としてもよい。
 ・上記各実施形態では、下端段差部22を切除して下端平坦面23を形成するとしたが、段差毎に異なる幅の絶縁紙を用いて、段差部21を形成しながらも切除せずに下端平坦面23が形成されるようにしてもよい。
 ・上記各実施形態では、管路絶縁部16の上端(すなわち高電界側)は段差部21とされるとしたが、これに限定されず、軸方向に段差のない形状としてもよい。
 ・上記各実施形態では特に言及していないが、絶縁紙15(第1の絶縁紙31,32、第2の絶縁紙34,35)は、全ての層を連続して構成するものでもよいし、各層毎や複数の層毎に分離したものとしてもよい。
 12…碍管、13…収納容器、14…管路、15…絶縁紙、16…管路絶縁部、17…2次コイルユニット、18…1次導電体、19…2次電線、21…段差部、31,32…第1の絶縁紙(絶縁紙)、33…第1の層、34,35…第2の絶縁紙(絶縁紙)、36…第2の層、S1,S2…隙間。

Claims (3)

  1.  碍管と、
     前記碍管の一端部に設けられた収納容器と、
     前記碍管内に収容されつつ同碍管に沿って延びる管路と、
     前記管路の外周を多数層に亘って覆う絶縁紙よりなる管路絶縁部と、
     前記収納容器内に収納される2次コイルユニットと、
     前記2次コイルユニットを貫通する1次導電体と、
     前記2次コイルユニットと電気的に接続されて前記管路内を挿通される2次電線と
    を備えた変流器であって、
     前記管路絶縁部は、一層毎に軸方向に連続した絶縁紙よりなることを特徴とする変流器。
  2.  碍管と、
     前記碍管の一端部に設けられた収納容器と、
     前記碍管内に収容されつつ同碍管に沿って延びる管路と、
     前記管路の外周を多数層に亘って覆う絶縁紙よりなる管路絶縁部と、
     前記収納容器内に収納される2次コイルユニットと、
     前記2次コイルユニットを貫通する1次導電体と、
     前記2次コイルユニットと電気的に接続されて前記管路内を挿通される2次電線と
    を備えた変流器であって、
     前記管路絶縁部は、軸方向に隙間を有して配置される複数の第1の絶縁紙からなる第1の層と、前記第1の層の隙間と異なる軸方向位置に隙間を有して配置される複数の第2の絶縁紙からなる第2の層とを有し、前記第1の層と前記第2の層とが交互に重ねられてなることを特徴とする変流器。
  3.  前記管路絶縁部の一端は、前記絶縁紙が予め設定された層数毎に軸方向にずらされてなる段差部とされたことを特徴とする請求項1又は2に記載の変流器。
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