JPH0520883B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は金属シートと絶縁シートを重ねて巻い
て成る箔状巻線を備えた箔巻変圧器に関するもの
でこの箔状巻線の短絡機械力強化、負荷損失を低
減した箔巻変圧器に係わるものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

箔巻変圧器は巻線占積率が優れていること、電
位分布が良好なこと、製造が簡単なことなどによ
り小形軽量化を実現できる特徴があり、既に数
KV、数百KVA程度の低電圧、小容量の変圧器
では数多く用いられている。

箔巻変圧器の構成は第４図に示すように鉄心１
の脚部１ａに絶縁筒３に金属シート４ａとこの金
属シート４ａより幅広の絶縁シート４ｂを巻回し
て成る低圧側箔状巻線５ａ及び高圧側箔状巻線５
ｂ及びこの低圧、高圧側箔状巻線５ａ，５ｂの巻
線軸方向両端部に絶縁物６ａ，６ｂを介して締付
板９を配置し、鉄心締付金具２によつて低圧、高
圧側箔状巻線５ａ，５ｂ、絶縁物６ａ，６ｂ及び
締付板９を固定する。なお図中の破線は漏れ磁束
７の分布を示している。

このような構成の箔巻変圧器は以下のような問
題点がある。

(1) 箔状巻線は軸方向の導体の幅が広いため、磁
束の巻線軸方向端部での磁束の半径方向成分を
打ち消そうとする渦電流が流れやすい。このた
め渦電流による損失が一般の平角巻線に比べ非
常に多い。この渦流損を減少させる手段として
箔巻巻線の巻線軸方向の端部近傍に透磁率のよ
い例えばけい素鋼板を配置し磁束の半径方向成
分を減少させる手段があるが、このけい素鋼板
の電位は接地電位とされるため、高圧側箔状巻
線からある絶縁距離をとる必要があり、このた
め磁束の半径方向成分を減少させるのに限界が
ある。

(2) 箔状巻線は通常アルミのシートで構成され、
巻線の支持は第４図に示すように箔状巻線の巻
線軸方向の両端において導体と同じ厚さの端部
つめ物を絶縁シート４ｂ間に配置して行なわれ
る。アルミシートは平角間線で一般に使用され
る銅線に比べ強度が低い上、支え絶縁物の強度
も平角巻線の支え方法に比べ低いため短絡事故
時の巻線軸方向機械力を充分低く抑える必要が
ある。しかしながら製造時の誤差により低圧側
箔状巻線４ａと高圧側巻線４ｂとの巻線軸方向
下端部の位置がずれると例えば３相100MVA
の変圧器で10mmのずれがあると10ton程度の外
部推力が働く。

〔発明の目的〕

本発明は以上のような箔状巻線の問題点を解決
し渦電流による負荷損と短絡時の電磁機械力の巻
線軸方向成分を減少せしめた箔巻変圧器を提供す
ることを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は以上の目的を達成するために金属シー
トと、この金属シートより幅広の絶縁シートとを
重ねて巻回した低圧、高圧側箔状巻線を有する箔
巻変圧器において、箔状巻線の金属シートの巻線
軸方向端部の絶縁シート間に該金属シートと同等
の厚さの端部つめ物を施し、箔状巻線の巻線軸方
向両端部に絶縁物を介してけい素鋼板を巻回し、
円周上の１ケ所を切断したＣ形の円板を配置する
とともに、円板と箔状巻線の金属シートの軸方向
端部との距離を高圧側箔状巻線より低圧側箔状巻
線の方を短くしたことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を図を参照しながら説明
する。

第１図は箔巻変圧器の内部構造の縦断面図を示
している。鉄心１の脚部１ａの周囲には絶縁筒３
上に金属シート４ａとこの金属シートより幅広の
絶縁シート４ｂを重ねて巻回するとともに、金属
シート４ａの巻線軸方向端部の絶縁シート間には
金属シート４ａとほぼ同等の厚さの端部つめ物が
施された低圧箔状巻線５ａとその外側に同様の構
成で成る高圧箔状巻線５ｂが配置される。これら
の低圧、高圧側箔状巻線５ａ及び５ｂの両端部に
は絶縁物６を介して円板８が取付けられる。円板
８は第２図に示すように、けい素鋼板をリング状
に巻回し、その円周上の１ケ所を切断したＣ形の
円板であり、取扱いに便利なように樹脂で固めら
れている。一般に円板８は接地電位かそれに近い
電位に保たれるため、低圧側箔状巻線５ａ及び高
圧側箔状巻線５ｂの金属シート４ａと円板８との
最小距離はそれぞれの巻線の絶縁階級によつて決
まる。

本発明では従来巻線軸方向長さ（導体の幅）が
すべての巻線で同じであつたのに対して、低圧側
箔状巻線５ａではその巻線端部を円板８に近づけ
たことが特徴である。さらに低圧、高圧側箔状巻
線５ａ及び５ｂ、絶縁物６及び円板８は鉄心金具
２によつて締付固定される。

以上のような構成を有する本発明による箔巻変
圧器の作用は次の通りである。

即ち金属シート４ａ部分で巻線軸方向に生じた
漏れ磁束７は透磁率の高いけい素鋼板を巻回した
円板８により金属シート４ａの端部で巻線半径方
向へ曲がる成分が少ないまま円板８に吸収される
ため、もれ磁束の巻線半径方向成分は急減する。

第３図に100MVAの３相２巻線変圧器におけ
る低圧、高圧側箔状巻線５ａ及び５ｂの金属シー
ト４ａ端部と円板８間距離に対する巻線の渦電流
損の変化傾向を示す。縦軸は巻線の抵抗損に対す
る渦電流損の比率（％）を表す。図から明らかな
ように渦電流損は該距離に対し指数関数的に減少
する。仮にこのうち低圧側箔状巻線５ａのみを円
板８に近づけたでけでも低圧側箔状巻線５ａの渦
電流損が減少するため、変圧器全体の損失低減に
効果がある。また低圧側箔巻線５ａの巻線軸方向
長さを長くすれば同じ金属シート４ａの断面積を
得るためには金属シート４ａの厚さを薄くでき、
その分低圧側箔状巻線５ａの半径方向厚さを減少
できる。この結果高圧側箔状巻線5bの内径を減
少させることができるためその分高圧側箔状巻線
５ｂの金属シート４ａ長さ及び重量が減少できる
ため、高圧側箔状巻線５ｂの損失を低減できる。

短絡時の電磁機械力に関しては製作時の低圧、
高圧側箔状巻線５ａ及び５ｂの巻線軸方向の位置
がずれてもそのずれの長さが低圧側箔状巻線５ａ
を伸ばした寸法に比べ小さければ、高圧側箔状巻
線５ｂの上下端での巻線半径方向の磁束成分の差
が小さいため、金属シート幅が高圧側箔状巻線５
ａと低圧側箔状巻線5bで同じ場合で位置が互い
にずれた場合に比べ外部力として生じる力は小さ
い。一方低圧側箔状巻線５ａは巻線端部が円板８
近づくため巻線半径方向のもれ磁束成分が大幅に
減少するため、巻線軸方向機械力も低減させるこ
とができる。

〔発明の効果〕 以上述べた様に本発明によれば金属シートと、
この金属シートにより幅広の絶縁シートとを重ね
て巻回した低圧、高圧箔状巻線を有する箔巻変圧
器において、箔状巻線の金属シートの巻線軸方向
端部の絶縁シート間に該金属シートと同等の厚さ
の端部つめ物を施し、箔状巻線の巻線軸方向両端
部に絶縁物を介してけい素鋼板を巻回し、円周上
の１ケ所を切断したＣ形の円板を配置するととも
に、円板と箔状巻線の金属シートの軸方向端部と
の距離を高圧側箔状巻線より低圧側箔状巻線の方
を短くするようにしたので、低損失で短絡時の機
械力が小さい箔巻変圧器を提供できる。

また磁束の半径方向成分を減少させるためには
上記のような円板構成のけい素鋼板を用いずに短
冊状のけい素鋼板を積み重ねて構成したブロツク
を巻線の両端部に配置することによつても充分な
効果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
図は本発明に用いられる円板を示す斜視図、第３
図はけい素鋼板製の円板の渦電流低減効果を示す
グラフ、第４図は従来の箔巻変圧器を示す断面図
である。 １……鉄心、１ａ……脚部、１ｂ……継鉄部、
２……鉄心締付金具、３……絶縁筒、４ａ……金
属シート、４ｂ……絶縁シート、４ｃ……端部つ
め物、５ａ……低圧側箔状巻線、５ｂ……高圧側
箔状巻線、６……絶縁物、７……もれ磁束、８…
…円板、９……締付板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属シートと、この金属シートより幅広の絶
   縁シートとを重ねて巻回した低圧、高圧側箔状巻
   線を有する箔巻変圧器において、箔状巻線の金属
   シートの巻線軸方向端部の絶縁シート間に該金属
   シートと同等の厚さの端部つめ物を施し、箔状巻
   線の巻線軸方向両端部に絶縁物を介してけい素鋼
   板を巻回し、円周上の１ケ所を切断したＣ形の円
   板を配置するとともに、円板と箔状巻線の金属シ
   ートの軸方向端部との距離を高圧側箔状巻線より
   低圧側箔状巻線の方を短くしたことを特徴とする
   箔巻変圧器。