JP2000277353A - 変圧器巻線 - Google Patents
変圧器巻線Info
- Publication number
- JP2000277353A JP2000277353A JP11083383A JP8338399A JP2000277353A JP 2000277353 A JP2000277353 A JP 2000277353A JP 11083383 A JP11083383 A JP 11083383A JP 8338399 A JP8338399 A JP 8338399A JP 2000277353 A JP2000277353 A JP 2000277353A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electric wire
- sections
- winding
- spacer
- section
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
- Insulating Of Coils (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 絶縁性能を維持し、電線被覆厚の減少及び電
線角部の冷却油道を確保して、冷却性能が向上した変圧
器巻線を提供することを課題としている。 【解決手段】 スペーサ２の切り欠いた部分にＬ形キャ
ップを取り付けて、絶縁性能を確保しかつ、Ｌ形キャッ
プ１にある間隔片８によって電線３に冷却媒体の接する
面積を増加させる。
線角部の冷却油道を確保して、冷却性能が向上した変圧
器巻線を提供することを課題としている。 【解決手段】 スペーサ２の切り欠いた部分にＬ形キャ
ップを取り付けて、絶縁性能を確保しかつ、Ｌ形キャッ
プ１にある間隔片８によって電線３に冷却媒体の接する
面積を増加させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、変圧器の巻線構造
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２（ａ）は、変圧器巻線の断面図を示
したものである。鉄心９に低圧側巻線１０と高圧側巻線
１１が同心配置されている。図２（ｂ）は、セクション
６、７間における等電位線１２の分布を示す。図３は、
図２（ａ）の高圧側巻線１１のＡ部の構造をより詳細に
示したものである。巻線は、内側と外側にあるダクト用
レール５でスペーサ２を固定し、電線被覆４により覆わ
れた電線３を同心状に巻回して、円盤状のセクション６
又はセクション７を形成し、スペーサ２と交互に多層に
積み重ねて構成している。また、電線３は、電線渡り部
１４でセクション７からセクション６に渡っている。
したものである。鉄心９に低圧側巻線１０と高圧側巻線
１１が同心配置されている。図２（ｂ）は、セクション
６、７間における等電位線１２の分布を示す。図３は、
図２（ａ）の高圧側巻線１１のＡ部の構造をより詳細に
示したものである。巻線は、内側と外側にあるダクト用
レール５でスペーサ２を固定し、電線被覆４により覆わ
れた電線３を同心状に巻回して、円盤状のセクション６
又はセクション７を形成し、スペーサ２と交互に多層に
積み重ねて構成している。また、電線３は、電線渡り部
１４でセクション７からセクション６に渡っている。
【０００３】従来、セクション６、７間における絶縁
は、図３スペーサ２により、ある間隔をおいて絶縁され
ている。そのセクション６、７間には、電界が発生し、
その電界の様子を図２（ｂ）に示す。セクション６、７
間には等電位線１２が発生し、低圧側巻線１０と高圧側
巻線１１の間の電位差及び高圧側巻線１１のセクション
６，７間の電位差により電界を生じる。この等電位線１
２の間隔が密になるほど電界が集中していることを示
し、高圧側巻線１１を構成する電線３のうち電線角部１
３においては、電線３の角部曲率が大きいためこの部分
に局部的な電解集中が生じる。セクション６，７間の絶
縁破壊のほとんどは、この電界集中箇所から部分放電が
生じて、絶縁破壊に至る。それは、高圧側巻線１１のセ
クション６、７間の構造や距離によって、電線角部１３
への電界集中が変わり部分放電発生電圧及び部分放電の
進展が変わってくる。このため、電線角部１３の電界集
中緩和のためにセクション６，７間の絶縁距離を大きく
する必要があるが、巻線が大きくなることは経済的でな
いため、絶縁距離は縮小した構造とすることが望まし
い。そのため、セクション６，７間の絶縁性能を電線被
覆４で確保するために電線角部１３四すみの電線被覆４
のみを部分的に厚くしたいが、そのためには電線被覆４
の厚さが違う電線３同士を溶接でつなぎ合わせる必要が
あり、作業性の悪化につながるため、巻線を構成する電
線３の電線被覆４を全長にわたって厚くすることでセク
ション６、７間の絶縁性能を確保している。
は、図３スペーサ２により、ある間隔をおいて絶縁され
ている。そのセクション６、７間には、電界が発生し、
その電界の様子を図２（ｂ）に示す。セクション６、７
間には等電位線１２が発生し、低圧側巻線１０と高圧側
巻線１１の間の電位差及び高圧側巻線１１のセクション
６，７間の電位差により電界を生じる。この等電位線１
２の間隔が密になるほど電界が集中していることを示
し、高圧側巻線１１を構成する電線３のうち電線角部１
３においては、電線３の角部曲率が大きいためこの部分
に局部的な電解集中が生じる。セクション６，７間の絶
縁破壊のほとんどは、この電界集中箇所から部分放電が
生じて、絶縁破壊に至る。それは、高圧側巻線１１のセ
クション６、７間の構造や距離によって、電線角部１３
への電界集中が変わり部分放電発生電圧及び部分放電の
進展が変わってくる。このため、電線角部１３の電界集
中緩和のためにセクション６，７間の絶縁距離を大きく
する必要があるが、巻線が大きくなることは経済的でな
いため、絶縁距離は縮小した構造とすることが望まし
い。そのため、セクション６，７間の絶縁性能を電線被
覆４で確保するために電線角部１３四すみの電線被覆４
のみを部分的に厚くしたいが、そのためには電線被覆４
の厚さが違う電線３同士を溶接でつなぎ合わせる必要が
あり、作業性の悪化につながるため、巻線を構成する電
線３の電線被覆４を全長にわたって厚くすることでセク
ション６、７間の絶縁性能を確保している。
【０００４】電線被覆４が厚くなると、巻線を構成する
電線３から発生する熱が電線３内部に蓄積され、絶縁物
が高温にさらされてしまうので、絶縁物の劣化を防ぐた
めに電線３を冷却媒体で冷却する必要がある。電線３の
発熱量をＱ（Ｗ）、電線３表面の発熱面積をＳ
（ｍ２）、電線被覆４の厚さをｉ（ｍ）、電線被覆４の
熱伝導率をｐ（Ｗ／ｍ・Ｋ）とすると、電線３と電線被
覆４の温度差Δθ（Ｋ）は次式で表せる。 Δθ＝（Ｑ／Ｓ）・（ｉ／ｐ） 電線３から発生する熱量Ｑを小さな温度差Δθで巻線外
に放出する場合、上式より電線被覆４の厚さｉを小さく
する必要がある。つまり、冷却性能を考えた場合、電線
被覆４はできるだけ薄い方がよい。しかし、電線３のう
ち最も電界集中の激しい箇所である電線角部１３の絶縁
強度を確保するために、電線３の全長にわたって電線被
覆４を厚くしているため、電線３の冷却効率低下の原因
をつくっている。
電線３から発生する熱が電線３内部に蓄積され、絶縁物
が高温にさらされてしまうので、絶縁物の劣化を防ぐた
めに電線３を冷却媒体で冷却する必要がある。電線３の
発熱量をＱ（Ｗ）、電線３表面の発熱面積をＳ
（ｍ２）、電線被覆４の厚さをｉ（ｍ）、電線被覆４の
熱伝導率をｐ（Ｗ／ｍ・Ｋ）とすると、電線３と電線被
覆４の温度差Δθ（Ｋ）は次式で表せる。 Δθ＝（Ｑ／Ｓ）・（ｉ／ｐ） 電線３から発生する熱量Ｑを小さな温度差Δθで巻線外
に放出する場合、上式より電線被覆４の厚さｉを小さく
する必要がある。つまり、冷却性能を考えた場合、電線
被覆４はできるだけ薄い方がよい。しかし、電線３のう
ち最も電界集中の激しい箇所である電線角部１３の絶縁
強度を確保するために、電線３の全長にわたって電線被
覆４を厚くしているため、電線３の冷却効率低下の原因
をつくっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、絶縁性能を
低下させることなく、冷却性能の向上を図った変圧器巻
線を提供することを課題としている。
低下させることなく、冷却性能の向上を図った変圧器巻
線を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】鉄心と円盤状巻線を同心
配置した変圧器巻線において、巻線の全周を数十等配で
放射状に配置した冷却媒体を通すためのスペーサに間隔
片が１個以上表面に接着されたＬ形キャップを挟み込み
一組としたＬ形キャップ付きスペーサをセクション間に
配置した構造とする。
配置した変圧器巻線において、巻線の全周を数十等配で
放射状に配置した冷却媒体を通すためのスペーサに間隔
片が１個以上表面に接着されたＬ形キャップを挟み込み
一組としたＬ形キャップ付きスペーサをセクション間に
配置した構造とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一例の形
態を示す巻線構造図であり、（ａ）は巻線構造の断面
図、（ｂ）はスペーサ２に挟み込むＬ形キャップ１の構
造を示し、（ｃ）はスペーサ２の構造を示す。巻線は、
内側と外側にあるダクト用レール５でスペーサ２を固定
し、電線被覆４により覆われた電線３を同心状に巻回し
て、円盤状のセクション６又はセクション７を形成し、
スペーサ２と交互に多層に積み重ねて構成している。ま
た、電線３は、電線渡り部１４でセクション７からセク
ション６に渡っている。巻線を構成する電線３は、円盤
状に巻回されたセクション６，７を軸方向に多層に積み
重ね、セクション６，７間の間隙にはスペーサ２が挿入
されてセクション６、７を保持している。図１（ａ）に
示すように、Ｌ形キャップ１の挿入してある部位の電線
３は、間隔片８と接しておりこれにより保持される。
態を示す巻線構造図であり、（ａ）は巻線構造の断面
図、（ｂ）はスペーサ２に挟み込むＬ形キャップ１の構
造を示し、（ｃ）はスペーサ２の構造を示す。巻線は、
内側と外側にあるダクト用レール５でスペーサ２を固定
し、電線被覆４により覆われた電線３を同心状に巻回し
て、円盤状のセクション６又はセクション７を形成し、
スペーサ２と交互に多層に積み重ねて構成している。ま
た、電線３は、電線渡り部１４でセクション７からセク
ション６に渡っている。巻線を構成する電線３は、円盤
状に巻回されたセクション６，７を軸方向に多層に積み
重ね、セクション６，７間の間隙にはスペーサ２が挿入
されてセクション６、７を保持している。図１（ａ）に
示すように、Ｌ形キャップ１の挿入してある部位の電線
３は、間隔片８と接しておりこれにより保持される。
【０００８】セクション６，７間におけるＬ形キャップ
１の絶縁効果について説明する。平等電界中の油ギャッ
プの破壊電EBD(kV/mm)とギャップ長d(mm)との関係は一
般に次式で表される。 EBD=k・d-1/3（k：定数） 上式は油のギャップ長ｄが小さくなれば油の破壊電界Ｅ
BDが大きくなる、つまり油の耐圧が向上することを表し
ている。このような、ギャップ長特性を利用すれば、セ
クション６，７間をＬ形キャップ１で分割すればギャッ
プ長が等しくても破壊電圧を向上させることができる。
また、Ｌ形キャップ１は、発生した部分放電の進展を防
ぐバリアの効果としても働く。電線３のうちの電界集中
の厳しい電線角部１３を部分的に絶縁することで電線３
の電線被覆４を全長にわたって薄くすることが可能とな
り、冷却性能の向上を図ることがでる。また、Ｌ形キャ
ップ１を用いた箇所では、電線３は間隔片８により保持
されるので、電線３が冷却媒体に接する面積が増えるた
め、冷却油道が確保されるので冷却効率向上が図れる。
１の絶縁効果について説明する。平等電界中の油ギャッ
プの破壊電EBD(kV/mm)とギャップ長d(mm)との関係は一
般に次式で表される。 EBD=k・d-1/3（k：定数） 上式は油のギャップ長ｄが小さくなれば油の破壊電界Ｅ
BDが大きくなる、つまり油の耐圧が向上することを表し
ている。このような、ギャップ長特性を利用すれば、セ
クション６，７間をＬ形キャップ１で分割すればギャッ
プ長が等しくても破壊電圧を向上させることができる。
また、Ｌ形キャップ１は、発生した部分放電の進展を防
ぐバリアの効果としても働く。電線３のうちの電界集中
の厳しい電線角部１３を部分的に絶縁することで電線３
の電線被覆４を全長にわたって薄くすることが可能とな
り、冷却性能の向上を図ることがでる。また、Ｌ形キャ
ップ１を用いた箇所では、電線３は間隔片８により保持
されるので、電線３が冷却媒体に接する面積が増えるた
め、冷却油道が確保されるので冷却効率向上が図れる。
【０００９】
【発明の効果】以上のことから、セクション間の絶縁性
能を維持しつつ、電線被覆厚の減少により電線の冷却性
能の向上を図ることができる。
能を維持しつつ、電線被覆厚の減少により電線の冷却性
能の向上を図ることができる。
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す巻線構成図で
あり、（ａ）は巻線断面図、（ｂ）はＬ形キャップの構
造図、（ｃ）はスペーサの構造図を示す。
あり、（ａ）は巻線断面図、（ｂ）はＬ形キャップの構
造図、（ｃ）はスペーサの構造図を示す。
【図２】（ａ）は、巻線の側断面図を示し、（ｂ）は
（ａ）のＡ部分を拡大し、等電位線の分布を示した図で
ある。
（ａ）のＡ部分を拡大し、等電位線の分布を示した図で
ある。
【図３】従来からなる巻線断面図を示す。
１ Ｌ形キャップ ２ スペーサ ３ 電線 ４ 電線被覆 ５ ダクト用レール ６ セクション ７ セクション ８ 間隔片 ９ 鉄心 １０ 低圧側巻線 １１ 高圧側巻線 １２ 等電位線 １３ 電線角部 １４ 電線渡り部
Claims (1)
- 【請求項１】 鉄心と円盤状巻線を同心配置した変圧器
巻線において、巻線の全周を数十等配で放射状に配置し
た冷却媒体を通すためのスペーサに間隔片が１個以上表
面に接着されたＬ形キャップを挟み込み一組としたＬ形
キャップ付きスペーサをセクション間に配置したことを
特徴とする変圧器巻線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11083383A JP2000277353A (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | 変圧器巻線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11083383A JP2000277353A (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | 変圧器巻線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000277353A true JP2000277353A (ja) | 2000-10-06 |
Family
ID=13800911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11083383A Pending JP2000277353A (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | 変圧器巻線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000277353A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003077737A (ja) * | 2001-09-06 | 2003-03-14 | Mitsubishi Electric Corp | 電気機器の巻線 |
| JP2008041763A (ja) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Mitsubishi Electric Corp | 油入電気機器 |
| JP2011228675A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-11-10 | Tdk Corp | スペーサ、コイル、コイル部品及びスイッチング電源装置 |
| JP5885898B1 (ja) * | 2015-08-10 | 2016-03-16 | 三菱電機株式会社 | 静止誘導機器 |
-
1999
- 1999-03-26 JP JP11083383A patent/JP2000277353A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003077737A (ja) * | 2001-09-06 | 2003-03-14 | Mitsubishi Electric Corp | 電気機器の巻線 |
| JP2008041763A (ja) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Mitsubishi Electric Corp | 油入電気機器 |
| JP2011228675A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-11-10 | Tdk Corp | スペーサ、コイル、コイル部品及びスイッチング電源装置 |
| JP5885898B1 (ja) * | 2015-08-10 | 2016-03-16 | 三菱電機株式会社 | 静止誘導機器 |
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