JP2000208338A - 外鉄形電磁誘導機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外鉄形電磁誘導機器の高圧コイルユニットの
積層された鉄心内に位置する内縁部および外縁部の電界
強度を低くして外鉄形電磁誘導機器の絶縁の信頼性を高
くし、外形寸法を縮小する。 【解決手段】 外鉄形電磁誘導機器を構成する高圧コイ
ルユニットの、コイル導体の相互間を絶縁性の高張力の
緊縛材で緊縛して一体化し、積層された鉄心の内面に対
向する内縁部および外縁部の鉄心側に間隙を設けた構成
とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、変電所などに設
置される電力用の外鉄形変圧器または外鉄形分路リアク
トルなどの外鉄形電磁誘導機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は電力用の外鉄形変圧器の一部を切
り欠いて断面を示した構成図である。図９は図８に使用
された高圧コイルユニットの平面図、図１０は高圧コイ
ルユニットの一部分の部分断面図である。図において、
１は複数のユニットで構成された高圧コイル、２は同様
に複数のユニットで構成された低圧コイルであり、高圧
コイル１および低圧コイル２の各コイルのユニットの間
には絶縁部材が重ね合わされてコイルグループ１１が形
成されている。３は鉄心、４はタンクであり、下部タン
ク４ａと上部タンク４ｂとで構成されている。

【０００３】５は絶縁バリア、６は下部タンク４ａの上
面のフランジ間に渡してコイルグループ１１の窓部分に
挿通して積層される鉄心３の重量を支えるタング支え、
７は鉄心３の最上面でコイルグループ１１と一体化する
タングウェッジ、８は上部タンク４ｂの内面の積層され
た鉄心３の上面に対応する位置に設けられ、鉄心３を押
え付ける鉄心押えである。９は各相コイルの端部の絶縁
バリア５の側部に配置された絶縁部材であり、１０は絶
縁部材９の間に挿入して各相のコイルグループ１１の相
互間を機械的に一体化するくさびである。

【０００４】外鉄形変圧器のコイルグループ１１は、図
９に示すような複数の高圧コイルユニット１ａと、同様
に形成された低圧コイルユニットおよび絶縁媒体流路が
形成された絶縁部材を重ね合わせて一体にした構成であ
る。

【０００５】高圧コイルユニット１ａは、図１０に示す
ように絶縁を施した角形の導体素線の複数が並列に配置
された状態でテープ状の絶縁紙を巻き付けて絶縁を施し
てコイル導体１ｂが形成され、このコイル導体１ｂが角
形に巻回され、内縁部および外縁部には電界集中を緩和
する半円形断面の導体に絶縁が施されたシールド１ｓが
配置されて高圧コイルユニット１ａが形成されている。
低圧コイルユニット２ａは、高圧コイルユニット１ａの
シールドを設けない状態で同様に形成されている。タン
ク４の内部には絶縁媒体であり冷却媒体でもある絶縁油
または絶縁ガスが充填されている。

【０００６】図８のように構成された外鉄形変圧器のコ
イルグループ１１は垂直状態で下部タンク４ａ部分に垂
直に挿入されて窓部分に鉄心３が積層され、コイルグル
ープ１１の内縁部および外縁部と鉄心３の間には絶縁部
材が配置されて構造的に一体化され、鉄心３の内部にな
る部分は短絡時に各相のコイルグループ１１の相互間に
生じる電磁機械力は積層された鉄心３で支えられる。

【０００７】積層された鉄心３の上部あるいは下部のコ
イルグループ１１の端部は絶縁バリヤ５で囲われただけ
の状態では、短絡時の電磁機械力は支えられないので、
図１１に示すように、短絡時にコイルグループ１１に発
生する矢印Ａの方向の電磁機械力に耐えるように、コイ
ルグループ１１の相間およびコイルグループ１１と上部
タンク４ｂに設けられた鉄心押え８との間、下部は下部
タンク４ａの壁との間に絶縁材料で形成されたスペーサ
９を配置し、くさび１０を打ち込むことにより、短絡時
のコイルグループ１１に生じる電磁機械力を鉄心押え８
または下部タンク４ａのタンク壁で支えるように構成さ
れている。

【０００８】また、コイルグループ１１の内部は、負荷
電流による温度上昇があるので温度上昇値を規定値以下
に冷却できるように冷却媒体でもある絶縁媒体が流通す
るように構成されている。実際の外鉄形変圧器のコイル
グループ１１の高圧コイル１の断面構成の例を図１２に
示す。図において、１２は高圧コイルユニット１ａの内
縁側接続部、１３は高圧コイルユニット１ａの外縁側接
続部、１４は内縁側の周囲に配置された絶縁部材、１５
は外縁側の周囲に配置された絶縁部材、１６は高圧コイ
ルユニット１ａの間に配置された層間の絶縁部材、１７
は高圧コイルユニット１ａが並列配置された内縁側に配
置された絶縁バリア、１８は端部の高圧コイルユニット
１ａの内縁部に配置された絶縁部材、１９は端部の高圧
コイルユニット１ａの外縁部に配置された絶縁部材であ
る。２０は高圧コイルユニット１ａの高圧側の局部的な
電界集中を緩和する靜電板である。

【０００９】高圧コイルユニット１ａの表面には、短絡
時の電磁機械力を積層された鉄心３およびタンク４の壁
部分で支えるとともに、絶縁媒体流路が形成されるよう
に、カルタ状のスペーサが貼着された絶縁部材１６が配
置されている。高圧コイルユニット１ａの相互間は、対
向する各部の電位差に応じて絶縁距離が確保されるよう
に、断面がＶ字状になるように傾斜配置されている。コ
イルグループ１１は、高圧コイルユニット１ａの内縁部
１２の絶縁部材１４および外縁部１３の絶縁部材１５、
内縁部１２と鉄心３との間の絶縁バリア１７の各部の絶
縁部材によって絶縁強度が確保されている。

【００１０】コイルグループ１１の並列配置された高圧
コイルユニット１ａの内縁部の側部には絶縁部材１８、
外縁部の側部には絶縁部材１９が配置されて高圧コイル
１の絶縁耐力を確保するとともに機械的にタンク４に設
けられた鉄心押え８に支持される。

【００１１】このように外鉄形変圧器のコイルグループ
１１は、絶縁媒体流路を確保するとともに、短絡時の電
磁機械力によって変形が生じないように高圧コイルユニ
ット１ａと絶縁媒体流路を形成した絶縁部材を重ね合わ
せた構成であり、高圧コイルユニット１ａの周囲の絶縁
構成は絶縁部材と絶縁媒体層が交互になった構成であ
り、高圧コイル１に高電圧が印加された場合には、絶縁
媒体流路の絶縁媒体層の誘電率が絶縁部材の誘電率より
も小さく、それぞれの電圧分担は誘電率に逆比例するの
で絶縁媒体層の電界強度が高くなる。

【００１２】高圧コイル１は、高圧コイルユニット１ａ
の端部近傍の絶縁媒体層の電界強度を絶縁媒体が耐える
電界強度以下になるように、高圧コイルユニットと隣接
する高圧コイルユニットとの間および高圧コイルと積層
された鉄心の内面との間の絶縁距離が決定される設計と
なっている。

【００１３】このため電界集中がある高圧コイルユニッ
ト１ａの内縁部および外縁部の近傍に高比誘電率の絶縁
部材が存在する場合、その部分の絶縁媒体層の電界強度
が高くなり、高圧コイルユニットと隣接する高圧コイル
ユニットとの間および高圧コイルと積層された鉄心３の
内面との間の絶縁距離が長くなって変圧器として外形寸
法が大きくなっている。

【００１４】特に絶縁媒体が絶縁ガスの場合は、絶縁部
材を配置しない絶縁媒体部分が絶縁ガスの場合は比誘電
率が１であり、比誘電率が２．２の絶縁油の場合よりも
電界強度が高くなり、絶縁距離を長くする必要がある。

【００１５】以上は外鉄形変圧器について説明したが、
高圧コイルのみで構成され、鉄心の磁気抵抗が大きくな
るように構成された外鉄形分路リアクトルについても高
圧コイル部分は同様に構成されており外鉄形変圧器と同
様の構成である。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の外
鉄形変圧器または外鉄形分路リアクトルのコイルグルー
プ１１は、高圧コイルユニット１ａの内縁部または外縁
部の近傍の絶縁媒体層の電界強度を絶縁媒体が耐え得る
電界強度以下になるように、高圧コイルユニット間間の
絶縁距離が設定されており、最高電界強度部分を絶縁媒
体が耐える電界強度にするために変圧器として寸法が大
きくなる問題点があった。

【００１７】この発明は上記問題点を解消するためにな
されたものであり、高圧コイルユニットの内縁部および
外縁部の電界強度が低くなるように構成して絶縁信頼性
を高め、高圧コイルユニット間の絶縁距離が短縮できる
構成として、外形寸法を小さくした外鉄形変圧器または
外鉄形分路リアクトル等の外鉄形電磁誘導機器を提供す
ることを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る外鉄形電磁誘導機器は、中央部に窓部を有する角形平
板状に巻回された高圧コイルユニットの複数が垂直方向
に並列配置されて直列接続された高圧コイルと、絶縁媒
体流路が形成され、高圧コイルユニットの側面に配置さ
れた絶縁部材と、高圧コイルの窓部分に積層された鉄心
を備えた外鉄形電磁誘導機器の高圧コイルユニットのコ
イル導体の相互間を緊縛材により緊縛し、高圧コイルユ
ニットの側部に間隙を形成した構成としたものである。

【００１９】この発明の請求項２に係る外鉄形電磁誘導
機器は、中央部に窓部を有する角形平板状に巻回された
高圧コイルユニットの複数が垂直方向に並列配置されて
直列接続された高圧コイルと、絶縁媒体流路が形成さ
れ、高圧コイルユニットの側面に配置された絶縁部材
と、高圧コイルの窓部分に積層された鉄心を備えた外鉄
形電磁誘導機器の高圧コイルユニットのコイル導体の相
互間を緊縛材により緊縛し、積層された鉄心の内面に対
向する内縁部および外縁部それぞれの鉄心側および高圧
コイルユニットの側部それぞれに間隙を形成した構成と
したものである。

【００２０】この発明の請求項３に係る外鉄形電磁誘導
機器は、請求項１または請求項２の構成の高圧コイルユ
ニットのコイル導体を緊迫する緊縛材は高張力のテープ
状の絶縁材料としたものである。

【００２１】この発明の請求項４に係る外鉄形電磁誘導
機器は、請求項１または請求項２の構成の高圧コイルユ
ニットの内縁部および外縁部それぞれの数ターンのコイ
ル導体を糸状の緊縛材で緊縛した構成としたものであ
る。

【００２２】この発明の請求項５に係る外鉄形電磁誘導
機器は、請求項１または請求項２の構成の高圧コイルユ
ニットの内縁部および外縁部それぞれの数ターンのコイ
ル導体をテープ状の緊縛材で緊縛した構成としたもので
ある。

【００２３】この発明の請求項６に係る外鉄形電磁誘導
機器は、請求項１〜請求項５の構成の高圧コイルユニッ
トのコイル導体の相互間を緊縛する緊縛材は、コイル導
体の巻回毎に両側から折り返し縫合するように挿通する
構成としたものである。

【００２４】この発明の請求項７に係る外鉄形電磁誘導
機器は、請求項１〜請求項６の構成の高圧コイルユニッ
トのコイル導体を緊縛する緊縛材は、高張力アラミド繊
維としたものである。

【００２５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．実施の形態１は外
鉄形変圧器または外鉄形分路リアクトル等の外鉄形電磁
誘導機器の高圧コイルユニットの窓部分に積層された鉄
心の内面に対向する内縁部および外縁部の電界強度を低
減し、外鉄形電磁誘導機器の信頼性を向上させ、高圧コ
イルユニット間の絶縁距離を短縮して外鉄形電磁誘導機
器の外形寸法の縮小を図るものである。

【００２６】以下電磁誘導機器の外鉄形変圧器の場合に
ついて説明する。図１に外鉄形変圧器の高圧コイルユニ
ットの外縁部の近傍の電界強度の解析結果を示す。図１
（ａ）は、高圧コイルの近傍の絶縁部材を従来の構成の
配置状態とした電界分布の状況であり、図１（ｂ）は、
高圧コイルユニットの側部に絶縁部材を配置しない絶縁
媒体部分２９Ａ、を設けた場合の電界強度を示し、図１
（ｃ）は、高圧コイルユニットの外縁部の外周部にコイ
ル巾よりも広い範囲の矩形断面の間隙２９Ｂと、高圧コ
イルユニットと隣接する高圧コイルユニットの間の側部
に間隙２９Ｃを設けて電界強度を求めたものである。

【００２７】図において、２１は高圧コイルユニットで
あり、複数が並列配置されている。２８ａは図１（ａ）
の絶縁部材配置部分、２８ｂは図１（ｂ）の絶縁部材配
置部分、２８ｃは図１（ｃ）の絶縁部材配置部分であ
り、それぞれの図中の斜線で示した部分である。２９ａ
は図１（ａ）の絶縁媒体部分、２９ｂは図１（ｂ）の絶
縁媒体部分、２９ｃは図１（ｃ）の絶縁媒体部分であ
り、それぞれの図中の白地で示した部分である。

【００２８】図１（ａ）の従来の構成では、高圧コイル
ユニット２１の外縁部の周囲は、従来の技術欄で説明し
たように絶縁媒体流路を形成した絶縁部材が密に充填さ
れており、絶縁媒体流路の絶縁媒体層と絶縁部材が交互
になるように形成され、高圧コイルユニット２１の外縁
部の絶縁媒体層の近傍に高誘電率の絶縁媒体が存在する
状態であり、高圧コイルユニット２１の外縁部の絶縁媒
体層のＰ点の電界強度が最も高くなっており、このＰ点
の電界強度を１００％としたものである。

【００２９】図１（ｂ）の場合は、高圧コイルユニット
２１の側部に間隙２９Ａを設けたものであり、最高電界
強度となる高圧コイルユニット２１の外縁部の絶縁媒体
層のＰ点の電界強度は、従来の構成の図１（ａ）のＰ点
の電界強度の８１％となっている。

【００３０】図１（ｃ）の場合は高圧コイルユニット２
１の外縁部の外周部に高圧コイルユニット２１の巾より
も広い巾の間隙２９Ｄと、高圧コイルユニット２１と並
列配置された高圧コイル２１との間に間隙２９Ｃを設け
たものであり、最高電界強度となる高圧コイルユニット
２１の外縁部の絶縁媒体層のＰ点の電界強度は、図１
（ａ）のＰ点の電界強度の６１％となっている。高圧コ
イルユニット２１の内縁部についても図１の構成と同一
の構成にすることにより同じ電界強度になる。

【００３１】この電界解析結果から高圧コイルユニット
２１の側部に間隙を設けた図２（ｂ）場合、高圧コイル
ユニット２１の外縁部の絶縁媒体層の電界強度は従来の
構成の８１％であり、このように高圧コイルユニット２
１の側部に絶縁部材を配置しない絶縁媒体層を設けるこ
とで絶縁の信頼性を向上させることができる。また、図
１（ｃ）のように高圧コイルユニットの外周部に高圧コ
イル巾よりも広い巾の間隙を設け、さらに高圧コイルユ
ニット２１の側部にも間隙を設けた図１（ｃ）の場合は
高圧コイルユニット２１の外縁部の絶縁媒体層の電界強
度が６１％まで低下しており、絶縁の信頼性は大巾に向
上させることができる。

【００３２】図１に示す電界強度の解析結果を基に高圧
コイルユニット２１の外縁部の絶縁媒体層の電界強度を
従来構成の電界強度と同程度になるように高圧コイルユ
ニット２１相互間の絶縁距離を従来の場合の６０％とし
た場合の電界強度の解析結果を図２に示す。図２（ａ）
は従来の対応する部分の構成を示し、図２（ｂ）は上記
図１に示す電界解析結果に基づいて形成した高圧コイル
部分の部分構成図である。図において、２１は従来の高
圧コイルユニット、２８ａは図２（ａ）の絶縁部材の配
置部分であり、図中の斜線で示した部分である。２９ａ
は図２（ａ）の絶縁媒体部分であり、図中の白地部分で
ある。

【００３３】図２（ｂ）の３１は並列配置された高圧コ
イルユニット、２８ｂは図２（ｂ）の絶縁部材配置部分
であり、図中の斜線部分である。２９ｂは図２（ｂ）の
絶縁媒体配置部分であり、図中の白地部分である。この
図２（ｂ）の構成は従来の図２（ａ）の高圧コイルユニ
ット２１と隣接する高圧コイルユニット２１の間の絶縁
距離Ｄの約６０％に縮小し、高圧コイルの外縁部の外周
部に絶縁部材を配置しない絶縁媒体部分２９Ｄおよび高
圧コイルユニット３１の相互間に絶縁部材を配置しない
絶縁媒体部分２９Ｅを設けている。

【００３４】図２（ｂ）のように構成した場合の電界強
度を図２（ａ）の従来の構成の高圧コイルユニット２１
の外縁部の絶縁媒体層の電界強度を１００％として、各
部の電界強度を百分率で表示すると図示の数値になって
おり、高圧コイルユニット３１の外縁部の絶縁媒体層の
電界強度は９０％となっている。このように高圧コイル
ユニット間の絶縁距離を従来構成の６０％に短縮しても
高圧コイルユニット３１の外縁部の絶縁媒体層の電界強
度は約９０％となり、従来の構成と同等以上の絶縁耐力
を有する結果となっている。

【００３５】このように外鉄形変圧器の高圧コイルユニ
ット３１の内縁部および外縁部の近傍に間隙を設けた構
成にすれば、絶縁耐力は大巾に向上するが、短絡時に発
生する電磁機械力を支える絶縁部材が配置されていない
ので、高圧コイルユニット３１の内縁部および外縁部が
従来のように巻回するだけの構成では、短絡時の電磁機
械力に耐えることができず、コイル導体の変形や座屈に
より破壊し、実用できる変圧器を構成することはできな
い。

【００３６】そこでこの実施の形態１の外鉄形電磁誘導
機器の外鉄形変圧器では、高圧コイルユニット３１の内
縁部および外縁部が短絡時の電磁機械力を支える絶縁部
材が配置されなくても電磁機械力に耐えるように構成し
たものである。

【００３７】実施の形態１の高圧コイルの部分構成を図
３に示す。外鉄形変圧器の高圧コイルユニットは従来の
技術欄に示した図９のように構成されており、図３はそ
の高圧コイルユニットの積層された鉄心の内部に配置さ
れる部分の外縁部の一部を断面で示した部分構成図であ
る。

【００３８】図３（ａ）は高圧コイルユニットの外縁部
の部分断面図、図３（ｂ）は導体の緊縛方法の説明図で
ある。図において、４１は高圧コイルユニットであり、
平角導体３２ａの表面に絶縁テープを巻いて導体絶縁３
２ｂを施した導体素線３２の複数を並列にしてコイル導
体３３とし、このコイル導体３３を図９に示す形状に巻
回し、外縁部にコイル導体３３の電界集中を緩和するシ
ールド３４を巻回した構成であり、シールド３４はシー
ルド素線に絶縁テープを巻いてシールド絶縁を施した構
成である。４５はコイル導体３３、シールド３４を緊縛
する絶縁性であり高張力の糸状の緊縛材である。絶縁性
を有して高張力が得られる材料としては、例えば０．５
ｍｍ程度のアラミド強化繊維を糸状に形成した材料が使
用される。

【００３９】高圧コイルユニット４１のコイル導体３３
とシールド３４とは全周にわたり所定の間隔で緊縛材４
５により緊縛して一体化する構成である。緊縛の方法
は、図３（ｂ）に示すように、高圧コイルユニット４１
の内縁部から、緊縛材４５を左右から巻回毎にコイル導
体３３の間に折り返し縫い合わせるようにして挿通して
巻回し、外縁部のシールド３４を含めて緊縛し、緊縛材
４５を巻戻りがないように固定することにより、高圧コ
イルユニット３１として一体化され機械的強度が強化さ
れた構成になる。

【００４０】このようにコイル導体３３とシールド３４
を含めて糸状の緊縛材で緊縛した構成にすると、高圧コ
イルユニット４１の巻回時の緊縛作業が容易に行える。
機械的強度が強化された高圧コイルユニット４１は、上
記図２（ｂ）に示すように外縁部の外周部に間隙を設け
た構成として絶縁媒体層の電界強度が低減され、短絡時
の電磁機械力に耐える外形寸法が縮小された外鉄形変圧
器が構成できる。

【００４１】実施の形態２．実施の形態２は、実施の形
態１の外鉄形変圧器の構成における高圧コイルユニット
のコイル導体の緊縛材を図４に示すように、テープ状の
緊縛材としたものである。図４（ａ）は高圧コイルユニ
ットの外縁部の一部を断面で示した高圧コイルユニット
の構成図、図４（ｂ）は高圧コイルユニットのコイル導
体を緊縛する緊縛材の一方の緊縛材の挿入方向を示す
図、図４（ｃ）は他の一方の緊縛材の挿入方向を示す図
である。図において、コイル導体３３、シールド３４は
実施の形態１の図３の構成と同一であり、５１は高圧コ
イルユニット、５５ａ、５５ｂはコイル導体３３とシー
ルド３４を緊縛する絶縁性のある高張力のテープ状の緊
縛材である。緊縛材としては高張力アラミド繊維をテー
プ状に形成した材料が使用される。

【００４２】この構成では緊縛材５５ａ、５５ｂはテー
プ状であり、緊縛する位置は左右の双方からずらせた位
置で巻回毎にコイル導体３３の間に折り返して縫い合わ
せるように、左方からは緊縛材５５ａを、右方からは緊
縛材５５ｂを交互に折り返し、巻始部分および巻終部分
は接着剤等により固定して緊縛することにより高圧コイ
ルユニット５１として一体化された構成になる。

【００４３】高圧コイルユニットをテープ状の緊縛材に
すると、緊縛材の張力が高くとれるので緊縛する箇所は
糸状の場合よりも少なくてよくなり、高圧コイルユニッ
ト５１を短い作業時間で製作することができる。

【００４４】このように一体化した高圧コイルユニット
５１は、実施の形態１と同様に外鉄形変圧器に組み立
て、高圧コイルユニット５１の外縁部の近傍の絶縁部材
を配置しなくても、短絡時の電磁機械力に耐える内縁部
および外縁部の絶縁媒体層の電界強度が緩和され、絶縁
の信頼性が高く、寸法が縮小された外鉄形変圧器が得ら
れる。

【００４５】実施の形態３．この実施の形態３では、コ
イル導体の緊縛位置を絶縁部材が配置されない部分に限
定して糸状の緊縛材で緊縛した構成である。図５は高圧
コイルユニットのコイル導体を緊縛する範囲を示す図で
あり、６１は高圧コイルユニット、６６はコイル導体を
緊縛する範囲を示し、高圧コイルユニット６１の積層さ
れた鉄心の内部になる部分の内縁部と外縁部に限定した
ものである。図６は高圧コイルユニット６１の外縁部の
一部を断面で示した部分構成図である。図において、コ
イル導体３３、シールド３４は図３の構成と同一であ
る。６５は糸状の緊縛材である。

【００４６】高圧コイルユニット６１の内縁部および外
縁部の数ターンの図５に示す緊縛する範囲６６を緊縛の
範囲とし、高圧コイルユニット６１の巻始めの内縁部の
数ターンに所定の間隔で実施の形態１の場合と同様にコ
イル導体３２の巻回毎に糸状の緊縛材６５を左右から折
り返して縫い合わせるように挿通し、図５の緊縛する範
囲６６の位置で巻戻りがないように固定する。さらに巻
回を続け、外縁部の図５緊縛する範囲６６の位置で再度
糸状の緊縛材６５を巻回毎に左右からコイル導体３３の
間に折り返して挿通して巻回し、外縁部においてシール
ド３４を含めて巻戻りがないように固定する。

【００４７】高圧コイルユニット６１の緊縛する範囲を
限定したことにより、高圧コイルユニット６１の巻回作
業時間が実施の形態２の場合よりも短かくなり、高圧コ
イルユニット６１の製作コストが安価になる。

【００４８】このように一体化した高圧コイルユニット
６１においても、実施の形態１、２と同様に外鉄形変圧
器として組み立てることにより、外縁部に絶縁部材を配
置しなくても、短絡時の電磁機械力に耐える内縁部およ
び外縁部の電界強度が緩和された信頼性の高い外形寸法
が縮小された外鉄形変圧器が得られる。

【００４９】実施の形態４．実施の形態４は、高圧コイ
ルユニットの緊縛材をテープ状にして高圧コイルユニッ
トの内縁部および外縁部の必要な部分に限定して緊縛し
た構成である。図７に高圧コイルユニットの構成を示
す。図７（ａ）は高圧コイルユニットの外縁部の一部を
断面で示した高圧コイルユニットの構成図である。図７
（ｂ）は高圧コイルユニットのコイル導体を緊縛する緊
縛材の一方の緊縛材の挿入方法を示す図であり、図７
（ｃ）は他の一方の緊縛材の挿入状況を示す図である。
図において、コイル導体３３、シールド３４は図４の構
成と同一であり、７１は高圧コイルユニット、７５ａ、
７５ｂはコイル導体３３とシールド３４を緊縛する絶縁
性のある高張力のテープ状に形成した緊縛材である。

【００５０】この構成では実施の形態２と同様に、緊縛
材７５ａ、７５ｂはテープ状であり、緊縛する位置は図
５に示す緊縛する範囲６６に限定し、内縁部はコイルユ
ニット７１の巻始をから数ターンの間を実施の形態２の
場合と同様に緊縛して巻戻らないように接着剤等で固定
し、さらに巻回を続けて外縁部近くの数ターンの位置で
再度緊縛材を挿通して実施の形態２と同様にして緊縛
し、外縁部のシールドを含めて接着剤等で接着して固定
することにより一体化された構成になる。

【００５１】この構成においても、テープ状の緊縛材に
したことにより、緊縛材の張力が高くとれるので緊縛す
る箇所は糸状の場合よりも少なくてよくなり、緊縛する
位置も限定したので、高圧コイルユニット７１の作成の
作業時間がさらに短くなり安価に構成できる。

【００５２】このように一体化した高圧コイルユニット
７１は、実施の形態１〜３の場合と同様に変圧器に組み
立てて高圧コイルユニット７１の外縁部の積層された鉄
心の内面側に絶縁部材を充填しない部分を設けた構成と
しても、短絡時の電磁機械力に耐え、内縁部および外縁
部の絶縁媒体層の電界強度が緩和された信頼性の高い外
形寸法が縮小された外鉄形変圧器が得られる。

【００５３】

【発明の効果】この発明の請求項１に係る外鉄形電磁誘
導機器は、高圧コイルを形成するコイルユニットの積層
された鉄心の内面に対向する内縁部および外縁部それぞ
れの鉄心側に間隙を設けた構成としたので、高圧コイル
ユニットの積層された鉄心の内面に対向する内縁部およ
び外縁部の絶縁媒体層の電界強度が低くなり、高圧コイ
ルユニットの相互間の絶縁距離を短くして、変圧器の寸
法を縮小することが可能となる。

【００５４】この発明の請求項２に係る外鉄形電磁誘導
機器は、高圧コイルを形成するコイルユニットの積層さ
れた鉄心の内面に対向する内縁部および外縁部それぞれ
の鉄心側および高圧コイルユニットの相互間に間にそれ
ぞれ間隙を設けた構成としたので、高圧コイルユニット
の積層された鉄心の内面に対向する内縁部および外縁部
の絶縁媒体層の電界強度がさらに低くなり、高圧コイル
ユニットと低圧コイルユニットとの間の絶縁距離をさら
に短くして、変圧器の寸法を大幅に縮小することが可能
となる。

【００５５】この発明の請求項３に係る外鉄形電磁誘導
機器は、請求項１または請求項２の構成の高圧コイルユ
ニットのコイル導体を緊縛する緊縛材は高張力のテープ
状の絶縁材料としたので、糸状の緊縛材の場合よりも緊
縛する位置を少なくすることができる。

【００５６】この発明の請求項４に係る外鉄形電磁誘導
機器は、請求項１または請求項２の構成の高圧コイルユ
ニットの内縁部および外縁部それぞれの数ターンのコイ
ル導体を糸状の緊縛材で緊縛した構成としたので、高圧
コイルの巻回作業時間が短くなり、高圧コイルユニット
に必要な強度も十分に得られる。

【００５７】この発明の請求項５に係る外鉄形電磁誘導
機器は、請求項１または請求項２の構成の高圧コイルユ
ニットの内縁部および外縁部それぞれの数ターンのコイ
ル導体をテープ状の緊縛材で緊縛した構成としたので、
少ない緊縛箇所で高圧コイルに必要な強度が得られる。

【００５８】この発明の請求項６に係る外鉄形電磁誘導
機器は、請求項１〜請求項５の構成の高圧コイルユニッ
トのコイル導体の相互間を緊縛する緊縛材は、コイル導
体の巻回毎に両側から交互に折り返し、縫合するように
挿通して緊縛する方法としたので、緊縛の作業性がよ
く、コイル導体の緊縛力を高くして形成できる。

【００５９】この発明の請求項７に係る外鉄形電磁誘導
機器は、請求項１〜請求項６の構成の高圧コイルユニッ
トのコイル導体を緊縛する緊縛材は、高張力アラミド繊
維としたので、必要な絶縁性が得られ、緊縛強度も十分
に得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による高圧コイルユニットの縁部の
電界解析結果を示す図である。

【図２】 図１の電界解析結果を基に高圧コイルユニッ
トの絶縁距離を短くした場合の電界解析結果を示す図で
ある。

【図３】 実施の形態１の高圧コイルユニットの緊縛方
法を示す図である。

【図４】 実施の形態２の高圧コイルユニットの緊縛方
法を示す図である。

【図５】 高圧コイルユニットの緊縛する範囲を示す図
である。

【図６】 実施の形態３の高圧コイルユニットの緊縛方
法を示す図である。

【図７】 実施の形態４の高圧コイルユニットの緊縛方
法を示す図である。

【図８】 外鉄形変圧器の構成を示す斜視図である。

【図９】 高圧コイルユニットの構成図である。

【図１０】 高圧コイルユニットの部分断面図である。

【図１１】 外鉄形変圧器の短絡時の機械力の方法を示
す図である。

【図１２】 従来の外鉄形変圧器の高圧コイルの断面図
である。

【符号の説明】

２１ 高圧コイルユニット、２８ 絶縁部材配置部分、
２９ 絶縁媒体部分、３１ 高圧コイルユニット、３３
コイル導体、３４ シールド、３８ 絶縁部材配置部
分、３９ 絶縁媒体部分、４１ 高圧コイルユニット、
４５ 緊縛材、５１ 高圧コイルユニット、５５ａ，５
５ｂ 緊縛材、６１ 高圧コイルユニット、６５ 緊縛
材、６６ 緊縛する範囲、７１ 高圧コイルユニット、
７５ａ，７５ｂ 緊縛材。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁された角形断面のコイル導体が中央
   部に窓を有する角形平板状に巻回された複数の高圧コイ
   ルユニットが垂直方向に並列配置されて直列接続された
   高圧コイルと、絶縁媒体流路が形成され、上記高圧コイ
   ルユニットの側面に配置された絶縁部材と、上記高圧コ
   イルの窓部分に積層された鉄心を備えた外鉄形電磁誘導
   機器において、上記高圧コイルユニットのコイル導体の
   相互間を緊縛材により緊縛し、上記積層された鉄心の内
   面に対向する上記高圧コイルユニットの内縁部および外
   縁部それぞれの側部に間隙を形成したことを特徴とする
   外鉄形電磁誘導機器。
2. 【請求項２】 絶縁された角形断面のコイル導体が中央
   部に窓を有する角形平板状に巻回された複数の高圧コイ
   ルユニットが垂直方向に並列配置されて直列接続された
   高圧コイルと、絶縁媒体流路が形成され、上記高圧コイ
   ルユニットの側面に配置された絶縁部材と、上記高圧コ
   イルの窓部分に積層された鉄心を備えた外鉄形電磁誘導
   機器において、上記高圧コイルユニットのコイル導体の
   相互間を緊縛材により緊縛し、上記積層された鉄心の内
   面に対向する上記高圧コイルユニットの内縁部および外
   縁部それぞれの鉄心側および側部それぞれに間隙を形成
   したことを特徴とする外鉄形電磁誘導機器。
3. 【請求項３】 高圧コイルユニットのコイル導体の相互
   間を緊縛する緊縛材は高張力のテープ状の絶縁材料とし
   たことを特徴とする請求項１または請求項２記載の外鉄
   形電磁誘導機器。
4. 【請求項４】 高圧コイルユニットの内縁部および外縁
   部それぞれの数ターンのコイル導体を糸状の緊縛材で緊
   縛したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の
   外鉄形電磁誘導機器。
5. 【請求項５】 高圧コイルユニットの内縁部および外縁
   部それぞれの数ターンのコイル導体をテープ状の緊縛材
   で緊縛したことを特徴とする請求項１または請求項２記
   載の外鉄形電磁誘導機器。
6. 【請求項６】 高圧コイルユニットのコイル導体の相互
   間を緊縛する緊縛材はコイル導体の巻回毎に両側から折
   り返し縫合するように挿通して緊縛したことを特徴とす
   る請求項１〜請求項５のいずれかに記載の外鉄形電磁誘
   導機器。
7. 【請求項７】 高圧コイルユニットの導体素線を緊縛す
   る緊縛材は、高張力アラミド繊維としたことを特徴とす
   る請求項１〜請求項６のいずれかに記載の外鉄形電磁誘
   導機器。