JP2000223326A - 変圧器の高直列容量巻線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 巻線工数の少ない普通ディスク巻線の巻き方
でダクトピースの形状を変更することにより、直列静電
容量を増加させて巻線電位分布が良くし、絶縁寸法の縮
小化が行え、巻線の軸方向寸法が大幅に縮小でき、コス
トダウンが可能な変圧器の巻線を提供する。 【解決手段】 絶縁筒１の外周に垂直方向の油道を形成
するための、断面が台形の軸方向スペーサ２を円周方向
に配置し、径方向の油道を形成するための、片面に傾斜
を付けた片面傾斜型水平ダクトピース３の内側に設けた
台形の切欠部３Ａに、軸方向スペーサ２を取り付けて、
軸方向スペーサ２の外周に水平ダクトピース３をはさん
で絶縁平角導体４を径方向に巻回した円板状の単位ディ
スクコイル５ａを軸方向に重ねて配置している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変圧器の高直列容
量巻線に係り、特に、変圧器の普通ディスク巻線の水平
ダクトを形成する水平ダクトピースの面に傾斜または階
段を付け、直列静電容量を増加させた高直列容量巻線に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の普通ディスク巻線の円板状
のディスクコイルの巻線構成を示す部分断面図で、図７
に示すように、従来の普通ディスク巻線１１は、絶縁筒
１の外周に垂直方向の油道を形成するための、断面が台
形の軸方向スペーサ２を円周方向に配置し、径方向の油
道を形成するための、水平ダクトピース１２の内側に設
けた台形の切欠部に、前記軸方向スペーサ２を取り付け
て、軸方向スペーサ２の外周に水平ダクトピース１２を
はさんで絶縁平角導体４を径方向に巻回した円板状の単
位ディスクコイル１１ａを軸方向に重ねて配置して順次
接続したものである。ただし、実際の巻線作業では絶縁
平角導体４を連続して巻回するので、その都度、接続す
る必要はない。

【０００３】図７の巻線の枠の中の数字はコイルの巻回
数を示しており、１コイルの巻回数が１０ターンであ
り、双成コイル１組の巻回数が２０ターンの場合を示し
ている。従来の単位ディスクコイル１１ａは、絶縁平角
導体４がラインリード１３から１番目のコイルの最外周
の１ターン目に入り、内側に向かって巻き進み、１番目
のコイルの最内周の１０ターン目から、内渡り部１４で
２番目のコイルの最内周の１１ターン目に渡り、２番目
のコイルを外側に向かって巻回されて、いわゆる双成コ
イルを形成し、２番目のコイルの最外周の２０ターン目
から外渡り部１５で次の双成コイルの最外周に渡る。こ
れを繰り返して複数個の単位ディスクコイル１１ａを巻
線軸方向に積み重ねた形で普通ディスク巻線１１を形成
している。

【０００４】従来の普通ディスク巻線は、直列静電容量
が少なく巻線内部の電位分布が悪くなるため、巻線間・
セクション間寸法を拡げなければならなくなり、結果的
に変圧器の体格が大きくなり、コストアップになるなど
の問題点があった。

【０００５】図８は従来の高直列容量巻線（通称はＨＳ
Ｃ巻線またはハイザーキャップ巻線）の円板状コイルの
巻線構成を示す部分断面図で、図８に示すように、円板
コイルの各巻回間に一定の巻数差の巻回をはさみ込んで
巻回したものである。

【０００６】従来の高直列容量巻線１６は、絶縁筒１の
外周に垂直方向の油道を形成するための、断面が台形の
軸方向スペーサ２を円周方向に配置し、径方向の油道を
形成するための、水平ダクトピース１２の内側に設けた
台形の切欠部に、軸方向スペーサ２を取り付けて、軸方
向スペーサ２の外周に水平ダクトピース１２を挟んで絶
縁平角導体４を後で説明する方法により巻回した２個の
単位コイル１６ａを双成コイルとして軸方向に重ねて配
置して順次接続したものである。ただし、実際の巻線で
は、戻り渡り部分以外は絶縁平角導体４を連続して巻回
するので、その都度、接続する必要は少ない。

【０００７】図８の巻線の枠の中の数字はコイルの巻回
数を示しており、１コイルの巻回数が１０ターンであ
り、双成コイル１組の巻回数が２０ターンの場合を示し
ている。従来の高直列容量巻線１６は、絶縁平角導体４
がラインリード１７から１番目のコイルの最外周の１タ
ーン目に入り、１ターンおきに内側に向かって巻き進
み、その最内周（実際には内側から２ターン目）の５タ
ーン目で内渡り部１８により２番目のコイルの最内周の
６ターン目に渡り、２番目のコイルを１ターンおきに外
側に向かって巻き進み、２番目のコイルの最外周（実際
には外側から２ターン目）の１０ターン目で戻り渡り部
１９により１番目のコイルの外径側から２番目のコイル
の１１ターン目に渡り、１番目のコイルの内側に向かっ
て１ターンおきに巻き進み、最内周の１５夕一ン目で内
渡り部２０により２番目のコイルの最内周（実際には内
側から２ターン目）に渡り、２番目のコイルを１ターン
おきに外側に向かって巻き進んで２番目のコイルの最外
周の２０ターン目で外渡り部２１により、次の双成コイ
ルの最外周に渡る。これを繰り返して高直列容量巻線１
６を形成しているのである。

【０００８】従来の高直列容量巻線は、普通ディスク巻
線に比べて電位分布が良くなるため、絶縁寸法の縮小化
が行えるが、巻線製造工数が大幅に増えるため、コスト
アップとなるという問題点があった。

【０００９】図９は従来のシールド線巻き込み普通ディ
スク巻線の円板状コイルの巻線構成を示す部分断面図
で、図９に示すように、従来のシールド線巻き込み普通
ディスク巻線２２は、コイルの巻き方は図７の普通ディ
スク巻線１１と同様であり、薄い絶縁平角導体をシール
ド線２３として、はさみ込み巻きして巻線導体４との間
に静電容量を形成したものである。この図９の場合は１
コイルの巻回数が８ターンで双成コイル１組で計１６夕
一ンの場合を示している。

【００１０】従来のシールド線巻き込み普通ディスク巻
線２２は、絶縁筒１の外周に垂直方向の油道を形成する
ための、断面が台形の軸方向スペーサ２を円周方向に配
置し、径方向の油道を形成するための、水平ダクトピー
ス１２の内側に設けた台形の切欠部に、軸方向スペーサ
２を取り付けて、軸方向スペーサ２の外周に水平ダクト
ピース１２をはさんで絶縁平角導体４を巻回したもので
ある。絶縁平角導体４はラインリード２４から１番目の
コイルの１ターン目に入り、１番目のコイルの内側に向
かって巻き進み、８夕ーン目から内渡り部２５で２番目
コイルの９ターン目に渡り、２番目コイルの外側に向か
って巻き進み、１６ターン目から外渡り部２６で次の双
成コイルに渡る。これを繰り返して、普通ディスク巻線
２２を形成しており、１ターン目の外側から薄い絶縁平
角導体のシールド線２３を巻き込んで、シールド線２３
をコイルの絶縁平角導線４に接続し、その断面で見る
と、１番目のコイルの１ターン目と２ターン目の間と、
２ターン目と３ターン目の間と、２番目のコイルの１４
ターン目と１５ターン目の間と、１５ターン目と１６タ
ーン目の間と、１６夕一ン目の外側にシールド線２３を
巻き込んでいる。次の双成コイルでは、１７ターン目と
１８ターン目の間と、１８ターン目と１９ターン目の間
に、シールド線２３を巻き込んで絶縁平角導線４に接続
している。シールド線２３は各双成コイル毎に分離して
おり、双成コイルの間はシールド線渡り部２３ａで繋が
っている。巻き込むコイル数は巻線の上下端から各数組
程度である。なお、２７はコイルの巻厚補正用の巻付絶
縁物である。

【００１１】従来のシールド線巻き込み普通ディスク巻
線は、高直列静電容量巻線と比べて巻線工数が少なくな
るため、工期の短縮が行えるが、普通ディスク巻線より
も製造工数が多いという問題点があった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の普通ディスク巻
線は、直列静電容量が少なく巻線内部の電位分布が悪く
なるため、巻線間・セクション間寸法を拡げなければな
らなくなり、結果的に変圧器の体格が大きくなり、コス
トアップになるなどの問題点があった。

【００１３】また、従来の高直列容量巻線は、普通ディ
スク巻線に比べて電位分布が良くなるため、絶縁寸法の
縮小化が行えるが、巻線製造工数が大幅に増えるため、
コストアップとなるという問題点があった。

【００１４】さらに、従来のシールド線巻き込み普通デ
ィスク巻線は、高直列容量巻線と比べて、巻線工数が少
なくなるため、工期の短縮が行えるが、普通ディスク巻
線よりも製造工数が多いという問題点があった。

【００１５】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたもので、巻線工数の少ない普通
ディスク巻線の巻き方でダクトピースの形状を変更する
だけで、直列静電容量を増加させ、巻線内の電位分布が
良くなり、絶縁寸法の縮小化が行え、巻線の軸方向の寸
法が大幅に縮小できて、コストダウンが可能な変圧器の
巻線を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明において、上記の
課題を解決するための手段は、普通ディスク巻線の渡り
部分のダクトピースの厚みを薄くし、渡り部分のない部
分の厚みを厚くしたものである。

【００１７】このように、巻線工数の少ない普通ディス
ク巻線の巻き方でダクトピースの形状を変更するだけ
で、直列静電容量を増加させ、巻線内の電位分布が良く
なり、絶縁寸法の縮小化が行え、巻線の軸方向の寸法が
大幅に縮小できて、コストダウンが可能にしたものであ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて説明する。

【００１９】図１は本発明の第１の実施の形態における
変圧器の高直列容量巻線の円板状コイルの断面構造と巻
線構成を示す部分断面図で、図１に示すように、絶縁筒
１の外周に垂直方向の油道を形成するための、断面が台
形の軸方向スペーサ２を円周方向に配置し、径方向の油
道を形成するための、片面に傾斜を付けた片面傾斜型水
平ダクトピース３の内側に設けた台形の切欠部３Ａに、
軸方向スペーサ２を取り付けて、軸方向スペーサ２の外
周に片面傾斜型水平ダクトピース３を挟んで絶縁平角導
体４を径方向に巻回した円板状の単位ディスクコイル５
ａを軸方向に重ねて配置している。

【００２０】図１の中の数字はコイルの巻回数を示して
おり、単位ディスクコイル５ａの１コイルの巻回数が１
０ターンであり、双成コイル１組の巻回数が２０ターン
の場合を示している。絶縁平角導体４がラインリード６
から１番目のコイルの外径側の１ターン目から巻き始め
られ、内側に向かって巻き進み、その最内周の１０ター
ン目から内渡り部７で２番目のコイルの最内周の１１タ
ーン目に渡り、２番目のコイルを外側に向かって巻き進
み、いわゆる双成コイルを形成し、２番目のコイルの最
外周の２０夕一ン目から外渡り部８で次の双成コイルの
最外周に渡る。これを繰り返して複数個の単位ディスク
コイル５ａを巻線軸方向に積み上げて普通ディスク巻線
５を形成している。

【００２１】図２は本発明の第１の実施の形態における
変圧器の高直列容量巻線の水平ダクト用の片面傾斜型水
平ダクトピースの形状を示す斜視図で、図２に示すよう
に、水平ダクト用の片面傾斜型水平ダクトピース３の形
状は両端に台形の切欠部３Ａを設けたもので、この水平
ダクトピース３の切欠部３Ａに、軸方向スペーサ２を取
り付ける。実際に取り付ける場合は片面傾斜型水平ダク
トピース３の厚みの薄い方が内渡り部７の側または外渡
り部８の側になるように配置する。

【００２２】片面傾斜型水平ダクトピース３を使用した
ので、巻線の断面を見ると、軸方向に１枚毎に交互に、
厚いところと薄いところが重なるので、偶数コイル毎に
水平になる。外側に他の巻線がない場合には、外側の切
欠部３Ａと外側の軸方向スペーサ２がない場合もある。

【００２３】このように、本発明の第１の実施の形態
は、変圧器の普通ディスク巻線の水平ダクトを形成する
水平ダクトピースを、その片面に傾斜を付けた片面傾斜
型水平ダクトピースとし、絶縁上あまり影響のない巻線
の内渡り部および外渡り部のコイル間の間隔を狭くし、
渡りのない部分のコイル間の間隔が広くなるようにコイ
ルの円周上に配置して巻線の直列静電容量を増加させた
ものである。

【００２４】図３は本発明の第２の実施の形態における
変圧器の高直列容量巻線の円板状コイルの断面構造と巻
線構成を示す部分断面図で、図３に示すように、絶縁筒
１の外周に垂直方向の油道を形成するための、断面が台
形の軸方向スペーサ２を円周方向に配置し、径方向の油
道を形成するための、両面に傾斜を付けた両面傾斜型水
平ダクトピース９の内側に設けた台形の切欠部９Ａに、
軸方向スペーサ２を取り付けて、軸方向スペーサ２の外
周に水平ダクトピース９を挟んで絶縁平角導体４を径方
向に巻回した円板状の単位ディスクコイル５ａを軸方向
に重ねて配置している。

【００２５】図３の中の数字はコイルの巻回を示してお
り、単位ディスクコイル５ａの１コイルの巻回数が１０
ターンであり、双成コイル１組の巻回数が２０ターンの
場合を示している。絶縁平角導体４がラインリード６か
ら１番目のコイルの外径側の１ターン目から巻き始めら
れ、内側に向かって巻き進み、その最内周の１０ターン
目から内渡り部７で２番目のコイルの最内周の１１ター
ン目に渡り、２番目のコイルを外側に向かって巻き進
み、いわゆる双成コイルを形成し、２番目のコイルの最
外周の２０夕ーン目から外渡り部８で次の双成コイルの
最外周に渡る。これを繰り返して複数個の単位ディスク
コイル５ａを巻線軸方向に積み上げて普通ディスク巻線
５を形成している。

【００２６】図４は本発明の第２の実施の形態における
変圧器の高直列容量巻線の水平ダクト用の両面傾斜型水
平ダクトピースの形状を示す斜視図で、図４に示すよう
に、水平ダクト用の両面傾斜型水平ダクトピース９の形
状は両端に台形の切欠部９Ａを設けたもので、この両面
傾斜型水平ダクトピース９の切欠部９Ａに、軸方向スペ
ーサ２を取り付けるが、実際に両面傾斜型水平ダクトピ
ース９を取り付ける場合は、厚みの薄い方が内渡り部７
の側または外渡り部８の側になるように配置する。

【００２７】両面傾斜型水平ダクトピース９を使用した
ので、巻線の断面を見ると、軸方向に１枚毎に交互に、
厚いところと薄いところが重なるので、各両面傾斜型水
平ダクトピース９の厚み方向の中心線９Ｂが水平にな
る。外側に他の巻線がない場合には、外側の切欠部９Ａ
と外側の軸方向スペーサ２がない場合もある。

【００２８】このように、本発明の第２の実施の形態
は、変圧器の普通ディスク巻線の水平ダクトを形成する
水平ダクトピースを、その両面に傾斜を付けた両面傾斜
型水平ダクトピースとし、巻線の内渡り部および外渡り
部のコイル間の間隔を狭くし、渡りのない部分のコイル
間の間隔が広くなるようにコイルの円周上に配置して巻
線の直列静電容量を増加させたものである。

【００２９】図５は本発明の第３の実施の形態における
変圧器の高直列容量巻線の円板状コイルの断面構造と巻
線構成を示す部分断面図で、ここでは図５は片面を段付
き形状にした場合について説明している。もちろん、両
面を段付き形状にしても良い。

【００３０】図５に示すように、絶縁筒１の外周に垂直
方向の油道を形成するための、断面が台形の軸方向スペ
ーサ２を円周方向に配置し、径方向の油道を形成するた
めに片面または両面に段差を付けて厚みに差を付けた階
段型水平ダクトピース１０の内側に設けた台形の切欠部
１０Ａに、軸方向スペーサ２を取り付けて、軸方向スペ
ーサ２の外周に階段型水平ダクトピース１０を挟んで絶
縁平角導体４を径方向に巻回した円板状の単位ディスク
コイル５ａを軸方向に重ねて配置している。

【００３１】図５の巻線の枠の中の数字はコイルの巻回
を示しており、単位ディスクコイル５ａの１コイルの巻
回数が１０夕ーンであり、双成コイル１組の巻回数が２
０夕ーンの場合を示している。絶縁平角導体４がライン
リード６から１番目のコイルの外径側の１ターン目から
巻き始められ、内側に向かって巻き進み、１番目のコイ
ルの最内周の１０ターン目から内渡り部７で２番目のコ
イルの最内周の１１ターン目に渡り、２番目のコイルを
外側に向かって巻き進み、いわゆる双成コイルを形成
し、２番目のコイルの最外周の２０ターン目から外渡り
部８で次の双成コイルの最外周に渡る。これを繰り返し
て複数個の単位ディスクコイル５ａを巻線軸方向に積み
上げて普通ディスク巻線５を形成している。

【００３２】この階段型水平ダクトピース１０を使用し
た場合は、巻線の断面を見ると、片面段付きの場合は第
１の実施の形態と同様に、軸方向の１枚毎に交互に厚い
ところと薄いところが重なるので偶数コイル毎に水平に
なり、また、両面段付きの場合は第２の実施の形態と同
様に、軸方向の１枚毎に交互に厚いところと薄いところ
が重なるが、両面に傾斜があるため、各階段型水平ダク
トピース１０の厚み方向の中心線が水平になる。

【００３３】図６は本発明の第３の実施の形態における
変圧器の高直列容量巻線の水平ダクト用の階段型水平ダ
クトピース１０の形状を示す斜視図で、図６に示すよう
に、水平ダクト用の階段型水平ダクトピース１０の形状
は片面または両面に段差を付けて厚みに差を設けたもの
で、両端に台形の切欠部１０Ａを設け、この階段型水平
ダクトピース１０の切欠部１０Ａに、軸方向スペーサ２
を取り付ける。

【００３４】実際に取り付ける場合は、厚みの薄い方が
内渡り部７の側または外渡り部８の側になるように配置
する。ただし、外側に他の巻線がない場合には、外側の
切欠部１０Ａと外側の軸方向スペーサ２がない場合もあ
る。

【００３５】このように、本発明の第３の実施の形態
は、変圧器の普通ディスク巻線の水平ダクトを形成する
水平ダクトピースを、その表面を階段状に形成して傾斜
を付けた階段型水平ダクトピースとし、絶縁上あまり影
響のない巻線の内渡り部および外渡り部のコイル間の間
隔を狭くし、渡りのない部分のコイル間の間隔が広くな
るようにコイルの円周上に配置して、巻線の直列静電容
量を増加させたものである。さらに、水平ダクトピース
を階段状に成型することにより巻線の絶縁平角導体４の
ズレを防止することができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明の変圧器の高直列容量巻線は、普
通ディスク巻線のダクトピースの厚みを渡り部分の厚み
を薄くし、渡り部分のない部分の厚みを厚くして構成さ
れているので、次に記載する効果を奏する。

【００３７】（１）巻線工数の少ない普通ディスク巻線
の巻き方で、高直列容量巻線が得られる。

【００３８】（２）ダクトピースの形状を変更するだけ
で、直列静電容量を増加させることができる。

【００３９】（３）巻線電位分布が良くなり、絶縁寸法
の縮小化が行え、巻線の軸方向寸法が大幅に縮小でき
て、コストダウンが可能になる。

【００４０】（４）ダクトピースを階段状に成型するこ
とにより、絶縁平角導体のズレを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における変圧器の高
直列容量巻線の円板状コイルの断面構造と巻線構成を示
す部分断面図。

【図２】本発明の第１の実施の形態における変圧器の高
直列容量巻線の水平ダクト用の片面傾斜型水平ダクトピ
ースの形状を示す斜視図。

【図３】本発明の第２の実施の形態における変圧器の高
直列容量巻線の円板状コイルの断面構造と巻線構成を示
す部分断面図。

【図４】本発明の第２の実施の形態における変圧器の高
直列容量巻線の水平ダクト用の両面傾斜型水平ダクトピ
ースの形状を示す斜視図。

【図５】本発明の第３の実施の形態における変圧器の高
直列容量巻線の円板状コイルの断面構造と巻線構成を示
す部分断面図。

【図６】本発明の第３の実施の形態における変圧器の高
直列容量巻線の水平ダクト用の階段型水平ダクトピース
の形状を示す斜視図。

【図７】従来の普通ディスク巻線の円板状コイルの巻線
構成を示す部分断面図。

【図８】従来の高直列容量巻線（通称はＨＳＣ巻線また
はハイザーキャップ巻線）の円板状コイルの巻線構成を
示す部分断面図。

【図９】従来のシールド巻き込み普通ディスク巻線の円
板状コイルの巻線構成を示す部分断面図。

【符号の説明】

１…絶縁筒 ２…軸方向スペーサ ３…片面傾斜型水平ダクトピース ３Ａ…片面傾斜型水平ダクトピースの切欠部 ４…絶縁平角導体 ５…普通ディスク巻線 ５ａ…単位ディスクコイル ６…ラインリード ７…内渡り部 ８…外渡り部 ９…両面傾斜型水平ダクトピース ９Ａ…両面傾斜型水平ダクトピースの切欠部 ９Ｂ…両面傾斜型水平ダクトピースの中心線 １０…階段状水平ダクトピース １０Ａ…階段状水平ダクトピースの切欠部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変圧器の普通ディスク巻線において、水
   平ダクトを形成する水平ダクトピースをその片面に傾斜
   を付けた片面傾斜型水平ダクトピースとし、このダクト
   ピースを巻線の内渡り部および外渡り部のコイル間の間
   隔よりも、渡りのない部分のコイル間の間隔が広くなる
   ようにコイルの円周上に配置して巻線の直列静電容量を
   増加させたことを特徴とする変圧器の高直列容量巻線。
2. 【請求項２】 変圧器の普通ディスク巻線において、水
   平ダクトを形成する水平ダクトピースをその両面に傾斜
   を付けた両面傾斜型水平ダクトピースとし、このダクト
   ピースを巻線の内渡り部および外渡り部のコイル間の間
   隔よりも、渡りのない部分のコイル間の間隔が広くなる
   ようにコイルの円周上に配置して巻線の直列静電容量を
   増加させたことを特徴とする変圧器の高直列容量巻線。
3. 【請求項３】 変圧器の普通ディスク巻線において、水
   平ダクトを形成する水平ダクトピースをその表面を階段
   状に形成して傾斜を付けた階段型水平ダクトピースと
   し、このダクトピースを巻線の内渡り部および外渡り部
   のコイル間の間隔よりも、渡りのない部分のコイル間の
   間隔が広くなるようにコイルの円周上に配置して巻線の
   直列静電容量を増加させたことを特徴とする変圧器の高
   直列容量巻線。