JPH02126613A - 箔巻変圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、金属シートと絶縁シートを重ねて巻回して成
る箔状巻線内に、冷却パネルを内蔵した箔巻変圧器に関
する。

（従来の技術） 鉄心脚の周囲に金属シートと絶縁シートを重ねて巻回し
て箔状巻線を構成した箔巻変圧器は１巻線源体の占積率
が良いので通常の平角線状の導体を用いた変圧器と比較
して小形・軽量化に適した特徴を有している。

しかし、より高電圧・大容量の変圧器を実現させる為に
は、巻線に対する冷却能力を更な向上させ、且つ高い絶
縁能力を巻線に持たせることが不可欠となっており、こ
の為巻線内に冷媒の流通する冷却パネルを内蔵させ、巻
線から発生する熱を直接的に冷却する様に構成すること
が考えられている。この種の変圧器としては米国特許第
４０３９９０号が知られている。

この従来から提案されている箔巻変圧器は、例えば第３
図に示す様に、鉄心脚１の周囲に金属シート２と絶縁シ
ート３を重ねて巻回して巻線を構成したものである。こ
の巻線は内側巻線４と外側巻線５とからなり、これらの
各巻線内には環状の冷却パネル６が内蔵されている。

冷却パネル６は冷媒が流れる為の狭い隙間を取って重ね
た２枚の金属板の周辺を溶接等で封じたものである。こ
の冷却パネル６の隙間に、フロンＲ−１１３やフロリナ
ートＦＣ−７５等の冷媒をポンプ７で常時流し込み、冷
媒に箔巻巻線内で発生した熱を奪い取らせることで冷却
を行っている。熱を吸収した冷媒は導出ノズルより巻線
外部へ送り出され、タンク８外部に設けた冷却器９内で
冷却され再度冷却パネル６内へ送り込まれる。なお、冷
媒は冷却パネル６に送り込まれる前に一旦集液管１０に
集められるが、この集液管１０はタンク８等と同電位の
アース電位を保持している為、金属シート２と同電位を
有する冷却パネル６との接続は、絶縁パイプ１１を介し
て行なわれている。冷却パネル６は、金属シート２を熱
伝導により冷却する為、金属シート２或いは絶縁シート
３に接触しており、更に冷却パネル６が巻線内に巻き込
まれている関係上、冷却パネル６にもほぼ同電圧が印加
され、この金属シート２や冷却パネル６と外部との絶縁
はタンク８内に封入された絶縁用の例えば六フッ化イオ
ウ（ＳＦ、　）等の絶縁ガスによってなされる。

以上説明した箔巻変圧器は、冷却の為の冷媒が流れる循
環回路と絶縁ガスとが完全に分離されていることからセ
パレート式箔巻変圧器と呼ばれており、従来の平角線状
の導体を用いた変圧器に比較し、大幅な小形・軽量化が
可能で、絶縁信頼性が高い等の利点を有している。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上述した従来の箔巻変圧器には次の様な問題
点がある。即ち第３図に示すように絶縁パイプ１１の一
方は巻線４．５の上下端面において冷却パネル６と接続
され、もう一方は巻線から十分絶縁距離をとって配設さ
れた集液管１０に接続されているが、前記巻線４，５の
上下端面には巻線４．５の口出しリードや巻線の支え絶
縁物なども存在するため、これらとの絶縁を考えながら
冷却パネルと絶縁パイプ１１の接続部の配置を決め、絶
縁パイプ１１を引き出すためには、絶縁パイプ１１が可
撓性を有する必要があるため、例えば実開昭５６−１６
２８００号公報のように絶縁物コルゲート管が使用され
るがコルゲート管は平滑な管に比べて内部の流体抵抗が
大きいため冷媒循環系の圧損上昇につながり補機損の増
大をまねくという欠点があった。

例えば内径φ１５の平滑なテフロン管と第４図に示すよ
うな同径のテフロン製コルゲート管との流体抵抗を比較
してみる。計算方法はｒ管路・ダクトの流体抵抗」日本
機械学会Ｐ、３０〜Ｐ、３３による。

例えばコルゲート管内での流体摩擦係数はであり一方平
滑なテフロン管では表面粗さ０．００１５膣とし、内部
を流速を２．３ｍ八とするとλ＝０．０２０５ となりコルゲート管のｌ／１０と小さい。

従って流速を共にｖ＝２．３ｎ＋／ｓとして絶縁パイプ
の長さをｕ＝２Ｘ９０ａｍ（１枚の冷却パネルに対して
入口側・８口側の絶縁パイプ長の合計）冷媒をＦＣ−７
５（密度γ＝１．６８５５℃）とすると絶縁パイプ内で
の圧力損失はコルゲート管の場合 ２　　ｖ２ ΔＰ＝λ”　−−”　？　”０．２０７Ｘ　２ＸＯ・９
２・３′ｄ、２ｇ　　　　　　１５Ｘ１０−’　２Ｘ９
．８ｘ１°６８”１１．３ｍ水柱 一方平滑な管では圧力損失は ０．０２０５ ΔＰ＝１１．３Ｘ　　　　＝１．１２ｍ水柱０．２０７ となりコルゲート管の１／１０にすることができる。

このように平滑な管を用いれば圧力損失を減らすことは
可能であるが平滑な管は可撓性がないため種々の形に曲
げて使うことができない。肉厚の薄い平滑な管を使用す
ればある程度の可撓性を有するがこの絶縁パイプには外
側に存在する絶縁ガスの圧力が外圧として加わるため肉
厚の薄い管を使用することは不可能である。

またコルゲート管の径を大きくすることにより圧力損失
を減らすことは可能であるがこの場合面げの曲率半径が
大きくなる上スペースを占有する体積も増し巻線端部の
配置が困難になる。

本発明は以上の様な従来技術の欠点に鑑み、その目的は
、冷却ダクトに接続される絶縁パイプの圧力損失を減少
させることによりポンプの揚程を減らし補機の損失を低
減した箔巻変圧器を得ることにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明においては、絶縁パイ
プとして内面が滑らかな絶縁管の一端または両端部をコ
ルゲート管構造としたものを使用する。

（作用） これによって絶縁パイプ内の圧力損失を、コルゲート管
のみを使用した場合に比べて大幅に少なくしたものであ
る。

（実施例） 以下本発明の実施例を第１図および第２図を参照して説
明する。第１図は絶縁パイプ１１が内面が滑らかな厚肉
の絶縁管１１ａの一方の端部または両端部を薄肉のコル
ゲート管１１ｂとした構成である。

冷却ダクトとの接続は、絶縁パイプ１１の端部に固着さ
れたフランジ金具１７を冷却ダクト端部のノズル１６に
ナツト１８を使って締め込むことにより実施される。こ
の構成による絶縁パイプ１１には、絶縁ガスの圧力が外
圧として加わるが、厚肉の絶縁管１１ａとコルゲート管
１１ｂで構成されているので、外圧に対する所用強度は
十分確保できる。また絶縁パイプ１１の一部をコルゲー
ト管としたことから可撓性を有しており取付は組立ても
容易である。

さらに絶縁パイプ全長の約９割を占める厚肉の絶縁管１
１ａの内面は平滑であることからパイプ内部の流体摩擦
係数はコルゲート管１１ｂだけで構成された場合に比べ
約１７１０となり、圧力損失も約１７１０とすることが
できる。

第２図は前記第１図に示した厚肉の絶縁管１１ａの部分
を、内面は平滑、外面はコルゲート管の外側形状に合わ
せたものである。この様な構成においても前記第１図と
同様の効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明した様に本発明によれば、内面が平滑な絶縁パ
イプの一端または両端部をコルゲート管としたことによ
り、所用の外圧強度を有すると共に取付は組立てが容易
で、かつ、絶縁パイプ内部の流体圧力損失を１７１０に
し、補機の小さい箔巻変圧器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における絶縁パイプを示す半断面図、第
２図は本発明の他の実施例を示す半断面図、第３図はセ
パレート式変圧器を示す断面図、第４図は従来の絶縁パ
イプの断面図である６１・・・鉄心脚　　　　　　２・
・・金属シート３・・・絶縁シート　　　　４・・・内
側巻線５・・・外側巻線　　　　　６・・・冷却パネル
７・・・ポンプ　　　　　　８・・・タンク９・・・冷
却器　　　　　　１０・・・集液管１１・・・絶縁パイ
プ １１ａ・・・内面平滑絶縁層　１１ｂ・・・コルゲート
管１６・・・ノズル　　　　　　１７・・・フランジ金
具１８・・・ナツト 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 代理人　イ１゛理士　第子丸　　健 筆 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　鉄心の脚部に金属シートと絶縁シートとを重ねて成る
   箔状巻線を巻回し、この箔状巻線内に冷却パネルを配設
   し、この冷却パネル内に冷媒を循環させて巻線を冷却す
   るようにした箔巻変圧器において、前記冷却パネル内へ
   の冷媒の出し入れのために前記冷却パネル端部に接続さ
   れる絶縁パイプを内面が滑らかで一端または両端部がコ
   ルゲート管でできた絶縁管としたことを特徴とする箔巻
   変圧器。