JPH0453111A - 静止誘導電気機器 - 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、特に変圧器等の静止誘導電気機器巻線端部の
電界緩和及び損失低減技術の改良に関するものである。

（従来の技術） 静止誘導機器においては、より高電圧・大容量器への適
用にあたり、最大の技術的問題はいかに高い絶縁耐力を
機器にもたせ、また損失を低減できるかにかかっている
。

第４図に、静止誘導電気機器において箔巻変圧器の巻線
構成図を示した。即ち、鉄心１に金属シート２と絶縁シ
ート３を重ねて巻回して低圧巻線４と高圧巻線５とが形
成され、これらの巻線４゜５は絶縁筒６によってヨーク
鉄心７等の接填物に対し絶縁状態で支持され、絶縁媒体
８が封入されたタンク９内に収納されている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記の様な箔巻変圧器は、薄い金属シート２
と絶縁シート３を重ねて巻回することにより、低圧巻線
４や高圧巻線５が形成される為、鉄心窓内の巻線占積率
が高くなる反面、次の様な問題点がある。

即ち、高圧巻線５の端部には、一般に電界緩和用の静電
シールド１２．１３が配設されている。これらの静電シ
ールド１２．１３は巻線端部の電界を緩和するためには
、できるだけ巻線に近づけて密着さゼるよう番、二形成
１しなければズ１ｌｌｉ”、、、）ない４、！：　ｌ−
？、−−−ルド自身の電界か緩和づ、と、）ノー、め１
．、“ＩＩＩ、か°）、巻線端部の電界も充分（１１，
緩和す？、　、ｌ−め番、は、シールドの大きさを極力
大型化しなりれ目；なＪ′）なか）ノ、朱ｊに外側の静
電う・・−ルト１：！は巻綜外君：′とパ・・　ルｌ”
の内径奏・一致、させ密着、＼Ｖるのは・１゛法稍１”
４１”を出４゛１での１′、作性さら掻、゛は取り−）
１．する際の作業ｆｌの而から難（、か３１ノー。

そ−のた−めｉ、：：、　、、シーハ用・の形状源社１
居ｒ　Ｌｌｌｌ：、　：１ｌｌｉ１：、入ｌ、ｌす、あ
るいはまＩ−１例スｉ、１：１％”Ｎ昏竹１ス静゛猷パ
、、・　ルドリング芯を絶縁物内＋１：：　；ｔ　１！
ｐ　＋　、ノーリ、絶履！砂、Ｉド１イ・；施し２てＭ
軸性を１−げるなどの方策へ、・とｌ゛、い）、しか（
５，これ」−）のツノ法１．．−よると型代が高価、Ｉ
・、・５・り変ＩＩ゛器の価格が品・くな・す１．＼ｌ
ｌ：＋　ｉ、、は、巻線１ノ）定格＆、′合わ仕て゛静
電シール１での形状や人さ（′に巻変える８娑があイ５
ため、ぞの都ＪでＶ高＠ｉ１小゛型移、ｆｌ、成１な目
れはなら「、、効率の曲かｌ′ｌｌＪ　！Ｘ　’Ａ−価
梠の面かｒ゛置）間眩があ〕だ９ また、第４図の様し、ｌ構成さノ山ζいる？？４有変ハ
器におい〔、高亀）−を大容量化ｔ　１．；ｌかる場合
、高へ“巻１１１ａ　５　ｏ＞　端部（７）　＄ｌ　東
１７）ノ＋、＋　／）；、、”　ンク１．．よイｒ　７
ｔｋ　市、　、ｎｊ損が増Ａ：　’ｉル：、−，，，，
，トが箭ス°ｉ；　；ｊ＋、　；４．）　＋’、７）　
”Ｐ　：、、’、’、’、、、　；１”１．！’！’、
、防ｔ、、ｌ）４”−’　６必要も１．１）ろ。、″の
ノめ　・：、・　ルトとな：ｊ：＋絶絋・物鉱に薄いう
・　ノ゛状金属イ＼−ｌタ　−′・を形成し５．ない様
１．１をｉ凡−、’、’、）　４’、Ｊ’　”’Ｔ：　
、、　　Ｔの１か一゛ｌ絶縁を施し７高７．ｉ、　２．
、／　　ルドを取すニ）す、雷：　ｙ？綬和乃び渦電、
流損失の似、誠をはか、：・１）が、：のシ　ルド製名
１．．は、製４′１：　ｃ″ｊ間がかかイ、　、：ｊ：
、　、ｌ、、：、」、ブー８　てれ自体の重板もスきく
な・に巾プめｆｆｆｉ−８・′Ｉ線し５．Ａ１用）る１
、、当）−（’、’、”はシールＩ；の、）５λ槽構造
強固ｉ、＝　”する・必ヅｌ゛が＆ｒ　ｔ、：ｌ＋。

、゛′五ｔ：１１，１．チー！状舎”属も・巻回４＜”
１１ためｔ、’ｌ：　ｊ・−、、ｆ゛の」ツシの影響を
少なく−Ｊｌる。ｌｌ′め番、゛は絶麩厚ｆｉ　ｉ：ｉ
ある程度厚＜　Ｌ１’、”　Ｊ：；かな目ればな非゛）
ないノ゛−め箔巻４・線かＩ：ｌジ　ルド金属ｌ］１１
＋が１ザノｌ”１．、７．＞　：’、’ｌと［、−なり
、電界紛１１．］効ｊ末がｌ゛、：なわれる、′＃！１
、：Ｊｌがル・）す、電冑、緩イーＩＩ効Ｉｌ！多、、
出イ）ため１．、、は、・ル　ルト自体昏・人きくシ（
−」９く必要がｋ〉す、ひい（゛は、搬器、！′Ｉ−，
Ｙの・ｔθ、（／’）増大ｉ、’′なるなどの欠点を右
１．４゛いプ：。

以Ｉ゛の様な問題点は第５図り１．小ずよ“）な絶縁被
覆さｊ’Ｌ　ノ′：１１７角導体からなる素線用を鉄、
心〕の回りＬ１０円板状に巻回した変Ｈ１器においても
同様７・ｋ）る。

第５図１５、おいて素線１４は一定の間隔で巻回さ第１
１、これらが軸方同番、゛複数段積み重ね、所定の接線
が行われて低１圧巻！４’　、高Ｈ−巻線５′が構成」
れている０巻１ｉＡ４’、５’ノ端ｆｆ１Ｋ４ｒ、、４
：ｉ：ｆｆ’１！シールド１５．１６カ各々配設されて
いる。

この様な構成においても巻線端部の電界を緩和するため
には静電シー・ルドを巻線に極力近づＬｊることか必要
であり、またシールドと巻線あるいは支持絶縁物との間
に生じる間隙への電界集中にさけ、かつ静電シー・ルト
自身への電界な緩和′４””　”ｅ３ために、シールド
の形状を工夫しな目ればなら４゛６型を作り成型した静
電シー・ルドを取りつりるなど箔巻変圧器と同様高価で
、工数のかかる欠、シエを有゛していた。

本発明の目的は、静電シー・ルド及び巻線の絶縁信頼性
を高め、静電シールドの製作及び取りつり作業を簡略化
するとともに、渦電流損失も低減ｅきる信頼性の高い安
価な静止誘導電気機器を安価に提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の静止誘導電気機器は、巻線の端部１．、ゴム、
エラスｌ−ｖ−等の弾性体から成る導電性あるいは半導
電性も・有する静電シールドリング芯を・用い、その端
部に弾性体から成る成型絶１＃、物を・取りつけ、さら
にそれらの外側から収縮性の絶縁物により覆った静電シ
ールドを取りつりたことを特徴とするものである。

（作用） 本発明１．３おいては、静電シールド全体がｉｐ７どう
ｆｆ、　Ｓ有し７．静電シールドのリング芯とつめもの
および絶縁被覆が完全に一体となり、静電シールドの形
状が小さくでも巻線端部の電界を充分緩和できるような
ｊ：を軸性の高い形状に容易に製作ズ３さ、巻線端部お
よび静電シールド自身の絶縁信頼性が高くなるとともに
、渦電流損失を低減でき、さらシ１１．静電シールドの
取り−）りを容易とし１機械的強、度を高めることがで
きる。

（実施＠） 以下１本発明を第１図に示す一実施例に基づいて説明す
る。なお、説明は主に箔巻変圧器に基づいて説明するが
、平角線からなる変圧器など他の静止誘導電気機器に全
て適用できるものである。

また、第４図以降に示した従来型と同一部分には同一符
号を付し説明を省略する。

本実施例においては、第１図に示すように、巻線の端部
に電界緩和用の静電シールドを取りつけるが、この時静
電シールドリング芯２１．２２．２３はゴムあるいは熱
可塑性エラストマーなどの弾性体により構成する。この
弾性体は表面あるいは全体が導電性あるいは半導電性を
有している。

さらに、静電シールドリング芯２１．２２．２３の軸方
向端部の片側あるいは両側に、ゴムあるいは熱可塑性エ
ラストマーなどの弾性体からなる成型絶縁物２４．２５
．２６を取りつける。この成型絶縁物は特に静電リング
芯に接する側を静電シールドリング芯の形状に密着する
ような形に予め成型する。

静電シールドと接触しない側は、適当な曲率を設けても
あるいはまた静電シールドや巻線を支持する支持部材（
図示せず）の形状に密着するような形状にしてもよい。

なお、成型絶縁物は静電シールドの両端部にとりつけて
もあるいはまた静電シールド端部の電界が高くなる側だ
けにとりつけてもよい。

そして静電シールドリング芯と成型絶縁物の外側から収
縮性の絶縁物２７．２８．２９により被覆する。

ここで収縮性の絶縁物は例えば熱収縮性テフロンチュー
ブのような熱収縮性のものを静電シールドリング芯と成
型絶縁物の上からかぶせ、熱を加えて収縮させることに
よりリング芯と成型絶縁物さらには収縮性絶縁物を完全
に密着させた一体の静電シールドを得ることができる。

また、収縮作業を真空中で行なうことにより静電シール
ド内に空気、ガス等を残さず密着させた静電シールドを
得ることもできる。特に巻線外側にとりつける静電シー
ルド２１．２３の内径は取りつける前は低圧巻線４ある
いは高圧巻線５の外径よりやや小さく、取りつける時に
は引きのばして巻線の外側から挿入し、取りつけ後は巻
線の端部を圧縮して締めつけるように構成することも可
能である。

この様な構成を有する本実施例の箔巻変圧器においては
、静電シールドリング芯端部に弾性体である成型絶縁物
がぴったりと密着して取りつき、電界の高くなるリング
芯端部を絶縁物で覆い、さらに絶縁物で被覆するため、
成型絶縁物とリング芯のずれも防止でき、静電シールド
自身の絶縁信頼性が大幅に向上する。

さらに、静電シールド全体が弾性を有するため、電界の
高い巻線端部にぴったりと密着してとりつき、巻線端部
の電界を効率よく緩和し、絶縁信頼性を向上させる。特
に静電シールド全体が弾性を有しているため、巻線と静
電シールドの間に小さなギャップ等が生じることなく密
着できるので、特に絶縁性の気体により絶縁する方式の
機器においては、微小な気体部分のギャップへの電界集
中から生じる絶縁破壊を防止でき絶縁耐力の大幅な向上
がはかられる。

また、特に静電シールドをエラストマーのような可塑性
樹脂により構成する場合においては、成型が容易で、誘
電率等の電気的諸特性あるいは硬度などの機械的特性を
機器の定格に応じ、最適なものに調整したりまたは最適
なものを選択することにより信頼性の高いものにするこ
とができる。

また、この静電シールドは弾性体でできているため、振
動や機械的衝撃を吸収する力にすぐれるため運転時ある
いは輸送時においてもずれ等が生じず９機械的・電気的
特性を損ねることはなく。

また通電時の振動も吸収することからひいては騒音低減
の効果も得られる。特に成型絶縁物の端部位置を巻線高
さと一致させ１巻線と静電シールドを一体として支える
など支え構造を簡素化することも可能である。さらに、
静電シールドが巻線を弾性を持ってしめつけることから
、シールド自身の固定が容易になるうえ、巻線のターン
間のずれ止めにもなり、巻線の変形も防止できる。

また１例えば、カーボン入りの弾性体のような半導電材
料によりリング芯を構成することによりシールド自身の
磁束による渦電流をなくし、また、巻線端部の渦電流損
失も（１１，滅、てｒきく・）。

ｈ記は全て巻１＆１・、、取り°旨ｊるＥ／−ルトはス
タック方向の端部に２゜個つりで説明し′１８い４が、
・ン・〜ルド形状を例えばだ円形にＬｌ”巻線外側のシ
ールドは巻線も・外側から１体にして締め〕ける構造と
Ｌ２ても同様の効果が得られる１、また、シールドの断
面は電界を緩和できる構造であれば特１．：゛形状は問
わない。

また、シールド自体は円環状でなく　７　ｔ＋良く例え
ばデッドエンド形で、そのすきま部分から１１出しリー
ドを出す様な構成であったとし、′Ｃ：もシールド全体
が伸縮性、弾性を有するため同様な効果が得られる。

上記説明においてはいずれも成型絶縁物を静電シールド
リング芯の両端部に設けたが、これはどちらか一方のみ
でもよく、また両端部じ設ける成型絶縁物の形状や大き
さに変更しでもよい、１さらに本発明における静電シー
ルドリング芯は弾性体により構成されれば上記実施例に
限るものではなく例えば第２図に示すように弾性体から
なる静電シールドリング芯；１０の表面ｉ１４、導電性
あるい（：ｌ′＃導電性をイ１゛１？、ｌ物質；３Ｌを
塗布あるいは接着４、たは巻回するなどの手段１．７ｍ
　、１、〜）で取りつけ　端部１、、：弾性体からなる
成型絶縁物；１２を敗り−）す、さらにその外側から収
縮性の絶縁物３　：３１．５：より覆）ように構成Ｉ１
．たものでもよい。

１−配本、発明の実施例は箔巻変圧器について述べたが
７本発明は、：れに限るものではなく、第３図に示すよ
うに絶縁被覆されブチ平角導体からなる素線による変圧
器にも適用できる。第：３図に才９いては第ζ）図１．
Ｊ示りまた従来例ど同一部分には１−・符号を付し説明
を省略する。高・低圧巻線の端部に設けられた導電性ま
たは半導電性を有するゴムあるいは熱可塑性上うストマ
ーからなる弾性を有゛」る静電シ・−ルドリング芯３４
．３４’　の端部１．Ｊ同じくゴムあるいは熱１ｆｉｆ
　ｑｉ性」−ラストマーなどの弾性体からなる成型絶縁
物：３Ｓ、　３５’　　を取りつけたのぢ、収縮性の絶
縁物３６．３５’により被覆する。。

このように構成すると、先の箔巻変圧器の場僑と同様、
リング芯の形状は巻線端部の電界を効率よく緩和する上
で最適かつ最小の形状とＬまた上で、シールドリング芯
の端部は成型絶縁物と収縮性絶縁物により密着されて保
護され、シールド全体が弾性を有するため、静電シール
ドの絶縁信頼性が大幅に向」―するとともに巻線端部に
も密着【２て取りつけることができ、巻線端部の電１１
を大幅り、、、＃＆和することができる。

また、従来のようにシールドリング芯端部に絶縁物を注
型するなどの工程が削減できるため、大幅に作業効率が
向上する。さらに、巻線杏・静電シールドとともに上下
方向から支持絶縁物３″７を介してしめつけ固定するこ
とができ、シールドリング芯及び成型絶縁物を締め付り
力により受ける圧縮力に耐え、かつ弾性を有する材料に
より構成しておくことにより、静電シールドは巻線と支
持絶縁材料との間で振動や衝撃を吸収するかん衝打の役
目を果たし、さらに締め付けにより巻線と静電シールド
及び支持絶縁物の間に間隙が生じることなく密着して固
定することができるため、電気的・機械的信頼性が向上
する。

さらに、以に示したような本発明の実施例においては、
成型絶縁物の材質は巻線の定格や形状から特に誘電率や
絶縁強度等の電気的特性さらには、弾性率や圧縮強度・
ヤング率等の機械的特性の最適なものを選択することが
でき、あるいはまた調整することが容易であるため、機
器の信頼性の大幅な向］−がはかられる。

〔発明の効果〕

以ト述べたように、本発明によれば、弾性体からなる静
電シールドリング芯の端部に弾性体からなる成型絶縁物
をとりつけたのち、収縮性の絶縁物で覆−〕た静電シー
ルドを巻線端部に取りつけるように構成したので、成型
絶縁物が静電シールドリング芯に密着し２てとりつき、
しかも静電シールドが弾性を有するので静電シールドが
巻線に密着し５てとりつき、静電シールド及び巻線の絶
縁信頼性が高く、静電シールドの製作及び取りつき作業
が簡略化し、機械的強度敦高めるとともに損失低減も得
られる静止誘導電気機器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の静止誘導電気機器の一実施例を示す断
面図、第２図は本発明に使用する静電シールドを示す要
部拡大断面図、第３図は本発明の他の実施例を示す断面
図、第４図および第５図はそれぞれ異なる従来の変圧器
の構成を示す断面図である。 １・・・鉄心　　　　　　　２・・・導体（金属シート
）４．４′・・・低圧巻線　　　５，５′・・・高圧巻
線１４・・・平角導体からなる素線 ２１、２２．２３．３０．３４・・・弾性体からなる静
電シールドリング芯 ２４、２５．２６．３２．３５・・・成型絶縁物２７、
２８．２９．３３．３６・・・収縮性の絶縁物３１・・
・導電性あるいは半導電性を有する層（８７３３）代理
人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほか１名） 第 図 第 図 第

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鉄心に導体を巻回して形成した巻線を巻装し、その巻線
   の端部に静電シールドを配設してなる静止誘導電気機器
   において、前記静電シールドは弾性を有しかつ導電性あ
   るいは半導電性材料からなる静電シールドリング芯の両
   端部に弾性体からなる成型絶縁物を取りつけ、さらにそ
   れらの外側から収縮性の絶縁物にて覆って形成したこと
   を特徴とする静止誘導電気機器。