JPH02148809A - 誘導電器円板巻線 - 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） 本発明は油などの絶縁媒体により冷却を行う誘導電器円
板巻線に関する。

（従来の技術） 従来、変圧器等の誘導電器の巻線として用いられる円板
巻線は第４図及び第５図に示すように構成されている。

即ち、内側絶縁筒１と外側絶縁筒２との間に素線導体を
巻回して成る複数枚の円板巻線３が軸方向に等間隔に複
数段積み重ねられて、夫々の円板巻線を渡り線により電
気的に直列に接続して構成されている。各円板巻線３間
には複数個の水平間隔片４が放射状に等間隔に配置され
、各円板巻線３間に半径方向の水平冷却路５が形成され
、更に内、外側絶縁筒１および２と前記各円板巻線３と
の間には垂直間隔片６および７が前記水平間隔片に対応
する位置に設けられて、円板巻線３と内、外側絶縁筒１
，２間に水平冷却路５と連通する内側垂直冷却路８およ
び外側垂直冷却路９がそれぞれ形成されている。そして
図示しないタンク内に絶縁油と共に収納され絶縁油の自
然対流あるいは循環ポンプによる強制対流により各冷却
路内に絶縁油を流通させ巻線の冷却を行っている。

このような円板巻線は冷却効果をより高めるため、第５
図に示すように複数段の前記円板巻線３で１つの冷却区
域が形成されるように円板巻線の複数段毎にその全周に
沿って内側閉塞栓１０および外側閉塞栓１１が交互に設
けられ前記各垂直冷却路８および９を内側、外側交互に
閉塞している。

従って、絶縁油は前記冷却区域毎に絶縁油の流入口及び
流出口が内側、外側に反転し、全体としてジグザグ状と
なって各円板巻線３の間を流通し、巻線全体の冷却を効
率よく行なっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記構造の円板巻線においては、下部の
冷却区域を流れ、徐々に温度が上昇した絶縁油がそのま
ま上部の冷却区域に流入するため、絶縁油はジグザグ状
に反転しながら上部に行く程温度が高くなっていく。従
って良好な冷却がなされたとしても、水平冷却路５内の
油温度および円板巻線３の温度は第６図にＡ、Ｂで示す
ように階段状に上昇し、上部が最も高くなる。さらに磁
束の関係から巻線上部では発熱密度が大きくなるため、
上部の温度が特に高くなる。従って、同君 板巻線の上下温度差が大きくなってしまい、切角内側お
よび外側閉塞栓１０．１１を取り付けて巻線全体に絶縁
油をジグザグ状に通し、各冷却区域内で−様な冷却を行
おうとしても、上下方向には、絶縁油の温度上昇のため
、巻線温度が上部で高くなってしまい、巻線絶縁物を劣
化させ変圧器の寿命を短縮してしまう欠点がある。この
ような問題点の対策として、円板巻線３を形成している
素線導体の断面積を大きくして電流密度を下げることや
、円板巻線の最高温度上昇を基準とした巻線冷却設計を
行うことも考えられるが、いずれの場合も変圧器が大形
になるという欠点がある。

本発明は上記の欠点を取り除き、大形化することなく、
上部巻線ｌ８度を下げ、全体的に効果的な冷却が行える
誘導電器円板巻線を得ることを目的とするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は以上の目的を達成するために、内側、外側垂直
冷却路に円板巻線の全周に沿って閉塞栓を設けた誘導電
器円板巻線において、前記閉塞栓を最上、下部を除いて
内側、外側共同じ高さの位ｄ 置に設け、各冷却区域の内側及び外側垂直冷却路を完全
に閉塞するとともに、内側および外側絶縁筒をそれぞれ
独自の垂直導油路を構成するように二重円筒とし、その
うちの円板巻線に面した内側あるいは外側絶縁筒に各冷
却区域下部に通する流入口および同区域上部に通する流
出口を設け、さらに各冷却区域の流入口および流出口を
設けた側の垂直冷却路および垂直導油路に、前記円板巻
線の全周に沿って閉塞栓を設けたことを特徴とするもの
である。

（作　用） これにより、巻線下部より流入した絶縁媒体が水平冷却
路をジグザグに流れる回数が半減、すなわち流路抵抗が
半減され、冷却に十分な流量が得られ、以下温度差の小
さい効果的な冷却をすることができる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。

図中第５図と同一部分は同一符号で示す。

本発明の円板巻線は内側絶縁筒１ａ’と外側絶縁筒２ａ
との間に素線導体を巻回して成る複数枚の円板巻線３が
軸方向に積み重ねられて、夫々円板巻線３を渡り線によ
り電気的に接続して構成されている。各円板巻線３の間
には複数個の水平間隔片が放射状に等間隔で配置され、
各円板巻線３間に半径方向の水平冷却路５を形成し、更
に、内外側絶縁筒１ａおよび２ａと前記円板巻線３との
各間には垂直間隔片が水平間隔片に対応する位置に設け
られて円板巻線３と内、外側絶縁筒１ａ、２ａ間に水平
冷却路５と連通する内側垂直冷却路８、および外側垂直
冷却路９が夫々形成されている。

このようにして構成された内側垂直冷却路８および外側
垂直冷却路９に円板巻線３の複数段毎に円板巻線３の全
周に沿って内側閉塞栓１０ａおよび外側閉塞栓１１ｇを
最上部および最下部を除いて１つの円板巻線３の両側に
同じ高さ位置に取り付け、内側および外側閉塞栓１０ａ
、ｌｌａにより形成される各冷却区域の内側および外側
垂直冷却路を完全に閉塞する。さらに、内側および外側
絶縁筒１ａ、２ａをそれぞれ独自の垂直導油路１２．１
３を構成するように二重円筒とし、そのうちの円板巻線
３に面した内側あるいは外側絶縁筒１ｂ、２ｂに各冷却
区域下部に通する流入口１５および同区域上部に通する
流出口１６を設ける。

さらに、流入口１５、流出口１６側の内、外側垂直冷却
路８．９および内、外側垂直導油路１２゜１３に円板巻
線３の全周に沿って閉塞栓１４を設ける。

このように構成された円板巻線に絶縁流体が流れた場合
、例えば絶縁油は垂直導油路１２．１３を上昇し、ある
冷却区域に流入して円板巻線３を冷却しながら１回反転
し、同一垂直導油路１２゜１３に流出、上昇し、また別
の冷却区域に流入する。ここで、第１図の実施例では最
下部の冷却区域において、絶縁油は垂直導油路及び垂直
冷却路を通り冷却区域内に流入し、最上部の冷却区域に
おいては垂直導油路および垂直冷却路を通りタンク上部
に排出されるため、この２ケ所の冷却区域では流れ易く
なっている。これは巻線上、下端で発熱密度が大きくな
ることを考慮したものである。

また、流路抵抗が最も大きい水平冷却路を従来ではジグ
ザグ状に数回絶縁油が流れるのに対し、第１図の実施例
では半分に減り全流路抵抗はｌ／２に低減される。

流路抵抗と流速とは、摩擦損失で （流路抵抗）閃（流速）−１ また、入口損失その他の損失で （流路抵抗）ｃｃ（流速）−２ の関係があるため、従来と比べ全流量は１．４〜２倍に
増加することになる。一つの冷却区域だけに着目すると
、従来と比べ、流量が０．７〜１倍に減少し、各冷却区
域の上下で、絶縁油および巻線の温度差が従来よりも大
きくなってしまうが、一つの垂直導油路に伝達される熱
量も半減するため、各冷却区域に流れ込む絶縁油の温度
が大幅に低下し、巻線温度および上下の温度差も低下す
ることになる。

第２図は、上記の悪い条件の場合、つまり各冷却区域に
流れ込む流量が従来の約０．７倍の場合の温度分布（Ａ
：油温度、Ｂ：巻線温度）である。

各冷却区域では上下の温度差が従来の１．４倍程度に大
きくなるが、温度の低い絶縁油が上部の冷却区域にまで
流れ込むため、巻線全体の上下温度差は小さくおさえら
れ、特に上部で温度低下が大きいことがわかる。

ところで、このような複数の水平冷却路および垂直冷却
路をもつ流路では、油の浮力を利用した自然循環方式と
、送油ポンプによる強制循環方式とは流れようとする力
、すなわち循環力が異なる。

強制循環方式はポンプ性能で決まるので問題はないが、
自然循環方式の場合は巻線の位置により流量が変化し、
下部の巻線を流れる量は、上部の巻線を流れる量に比べ
大きくなる。従って、上下方向の流量バランスを均一に
するには上下対称になるように閉塞栓を配置することが
必要になる。つまり、第３図に示すように最下部の冷却
区域を出た絶縁油が最上部の冷却区域に流入するように
し、下部と上部を同流量にすればよい。

また、不必要な閉塞栓１４を設置した区間では二重円筒
とせず、垂直冷却路を拡大すれば、流路抵抗を減小させ
ることもできる。

以上のような結果、円板巻線全体として均一な冷却効果
を得ることができ、巻線上部の温度を低くおさえ、上下
温度差の小さい円板巻線を得ることができる。これによ
り、素線導体の断面積を小さくして電流密度を上げるこ
とが可能になり、冷却効果向上と小形軽量化を計れる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、内側、外側垂直冷却路に
円板巻線の全周に沿って閉塞栓を設けた誘導電器円板巻
線において、前記閉塞栓を最上、下部を除き内側、外側
共同じ高さの位置に設け、冷却区域の内側、外側垂直冷
却路を完全に閉塞するとともに、内側および外側絶縁筒
をそれぞれ独自の垂直導油路を構成するように二重円筒
とし、そのうちの前記円板巻線に面した内側あるいは外
側絶縁筒に前記冷却区域下部に通じる複数の流入口およ
び同区域上部に通じる複数の流出口を設け、前記各冷却
区域の流入口および流出口を設置した側の垂直冷却路お
よび垂直導油路に前記円板巻線の全周に沿って閉塞栓を
設けたので、流路抵抗が半減し、冷却に十分な流量が得
られて効果的な冷却が行える上、下温度差の小さい誘導
電器円板巻線を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図に対応した高さと温度との関係を示す特性図、第３図
は本発明の他の実施例を示す断面図、第４図は一般の誘
導電器円板巻線を示す平面図、第５図は従来の誘導電器
円板巻線を示す第４図の１−１線に沿う矢視断面図、第
６図は第５図に対応した高さと温度の関係を示す特性図
である。 ｌａ、ｌｂ・・・内側絶縁筒、２ａ、２ｂ・・・外側絶
縁筒、３・・・円板巻線、４・・・水平間隔片、５・・
・水平冷却路、６．７・・・垂直間隔片、８・・・内側
垂直冷却路、９・・・外側垂直冷却路、１０．１０８・
・・内側閉塞栓、１１．ｌｌａ・・・外側閉塞栓、１２
・・・流入口側垂直導油路、１３・・・流出口側垂直導
油路、１４・・・閉塞栓。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内側および外側絶縁筒間に円板巻線を複数段配置すると
   共に各円板巻線間に複数個の水平間隔片を介在させて複
   数の水平冷却路を形成し、前記内側、外側絶縁筒と円板
   巻線との間に複数個の垂直間隔片を介在させ、前記水平
   冷却路と連通する内側、外側垂直冷却路を形成し、前記
   複数の水平冷却路で１つの冷却区域を構成するように内
   側、外側垂直冷却路に円板巻線の全周に沿って閉塞栓を
   設けてなる誘導電器円板巻線において、前記閉塞栓を最
   上、下部を除き内側、外側同時に設け、前記冷却区域の
   内側、外側垂直冷却路を完全に閉塞するとともに、前記
   内側、外側絶縁筒をそれぞれ独自の垂直導油路を構成す
   るように二重円筒とし、その内の前記円板巻線に面した
   内側あるいは外側絶縁筒に前記冷却区域下部に通する複
   数の流入口および同区域上部に通する複数の流出口を設
   けたことを特徴とする誘導電器円板巻線。