JPH0624992Y2 - 油入誘導電器の円板巻線 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は高電圧，大容量の油入変圧器，油入リアクト
ル等の油入電器における円板巻線の絶縁構成、ことに平
板リング状のセクションコイル角部の絶縁強化構造に関
する。

〔従来の技術〕

第３図は円板巻線の要部を示す断面図であり、鉄心５１
の外周に主絶縁距離Ｌ_１を保持して円板巻線２が巻装さ
れ、さらにその外周に主絶縁距離Ｌ_２を保持して円板巻
線２と同軸状に外側巻線５２が巻装される。円板巻線２
は電気絶縁紙で絶縁被覆された長方形断面を有する導体
３を半径方向に複数ターン互いに重ね巻きして平板リン
グ状とした複数のセクションコイル４Ａ，４Ｂ，４Ｃ等
の積層体からなり、セクションコイル相互間にはコイル
間絶縁を兼ねた間隔ｇなる冷却油道５が保持されるとと
もに、セクションコイルを相互に導電接続する渡り線６
の接続の仕方により、図中導体３ごとに一連番号を付し
て端子７から流入する電流が流れるターン番号を示すよ
うに、負荷電流の流れる導体の配列が一様でない耐雷形
の円板巻線２が形成される。円板巻線２を耐雷形とする
ことにより、各セクションコイルの互いに隣接するター
ン間に複数ターン分の電圧が加わることになり、円板巻
線２の端子７に急しゅんな波形の雷サージ電圧が侵入し
たとき、ターン間の静電容量を充電して流れる雷サージ
電流が増加することにより、端子７に近いセクションコ
イル４Ａ，４Ｂ等の電圧分担が端子７から遠いセクショ
ンコイルのそれに比べ著しく高くならないよう構成され
る。

このように構成された円板巻線においては、セクション
コイル４Ａ，４Ｂの最外周ターン間（ターン番号１およ
び２０）の電位差が最も大きく、互いに対向する角部
（外縁）Ａ_１，Ａ_２への電界集中が大きくなる。また、
セクションコイル４Ａ，４Ｂの最内周ターン間にも９タ
ーン分の電位差があり、対向する角部（内縁）Ｂ_１，Ｂ
_２への電界集中がＡ_１，Ａ_２に次いで大きくなる。さら
に、セクションコイル４Ｂ，４Ｃの最外周ターンには１
ターン分の電位差しかなく、したがって外縁Ｃ_１，Ｃ_２
への電界集中は小さい。

上述のように、円板巻線においては隣接するセクション
コイル間相互の電位差（ターン数差）に差が生じ、電位
差が大きい導体の角部近傍に高電界部が発生し、この高
電界部に油ギャップが存在した場合には、油浸紙絶縁被
覆に比べて耐電圧強度が低く，かつ誘電率が小さいため
に静電容量分圧の原理に基づいて電界集中がより起こり
やすい油ギャップが絶縁の弱点となって円板巻線の耐電
圧強度が低下する。

このような絶縁の弱点を排除して円板巻線の耐電圧強度
を向上するための対策としては、従来第４図に示すよう
に、平角導線３Ａにクラフト紙テープ等の電気絶縁紙を
巻回した絶縁被覆３Ｂ（図ではハッチングを省略）を施
こした導体３を巻回してなるセクションコイル４の最内
周ターンまたは最外周ターン１４（以下端部導体とよ
ぶ）に絶縁被覆１１を追加して端部導体１４の絶縁を強
化するとともに、追加絶縁被覆１１の角部の外側に存在
する油ギャップ１２Ａ，１２Ｂを平角導線３Ｂの角部か
らなるべく離すことにより、油ギャップ１２Ａ，１２Ｂ
の電界を緩和するよう構成したものが知られている。ま
た、第５図に示すようにセクションコイル４の端部導体
１４の一方の角部を覆うＬ字状断面を有する絶縁リング
２１を設け、絶縁の弱点となる油ギャップをその外側に
遠ざけることにより、第３図における高電界となる角部
Ａ_１，Ａ_２等の絶縁を強化するよう構成したものが知ら
れている。

〔考案が解決しようとする課題〕

端部導体１４に追加絶縁被覆１１を施す従来構造におい
ては、絶縁紙テープを手巻きすることにより追加絶縁被
覆１１を形成する場合が多く、工数が増加するばかり
か、緊密にテーピングされた追加絶縁被覆１１の形成が
困難なために、信頼性の高い補強絶縁効果を得難いとい
う欠点がある。一方、Ｌ字状断面を有する絶縁リング２
１でセクションコイル４の角部を覆う従来構造において
は、油ギャップを遠ざけるために厚いプレスボードをＬ
字状に成形する必要があり、絶縁リング２１の内側の曲
り角２１Ａの湾曲部が端部導体１４の外周の曲り角の曲
率半径より大きくなるために、端部導体１４の内周面ま
たは外周面と絶縁リング２１との間に油ギャップ２２が
発生することが避けられない。油含浸プレスボードから
なる絶縁リング２１の誘電率は４以上であるのに対して
油ギャップ２２のそれは２．２程度と小さいので、前述
の静電容量分圧の原理に基づいて油ギャップ２２中の電
界は絶縁リング２１中のそれの約２倍にも達し、油ギャ
ップ２２が弱点となって油中部分放電が発生するという
問題があり、油ギャップを遠ざけることにより無害化す
るという絶縁リング本来の目的を達成できない欠点があ
る。

この考案の目的は、絶縁リングの構成配置を改善するこ
とにより、絶縁リングを有効に利用した絶縁構造を得る
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、この考案によれば、絶縁被
覆された導体を平板リング状に複数ターン巻回した複数
個の平板リング状のセクションコイルの積層体からなり
互いに隣接する前記セクションコイルが相互に導電接続
されてなるものにおいて、前記セクションコイルの内周
側および外周側またはそのいずれか一方を覆う互いに逆
向きのＬ字状断面を有する一対の絶縁リングを備え、こ
の一対の絶縁リングが互いに異なる厚みのプレスボード
からなり、一対の絶縁リング相互の重ね部が薄い絶縁リ
ングが前記セクションコイルに接し，その外側に接して
厚い絶縁リングが覆うようセクションコイルに装着され
てなるものとする。

〔作用〕

セクションコイルの外周側および内周側それぞれ一対の
角部を互いに逆向きのＬ字状断面を有し互いに厚みが異
なる一対の絶縁リングによって両側から覆い、かつ一対
の絶縁リングが互いに重なるコイルの外周面または内周
面において薄い絶縁リングをコイルに接して配し、その
外側に接して厚い絶縁リングを配したことにより、従来
厚い絶縁リングとコイルの内外周面との間に生じた油ギ
ャップの大部分が薄い絶縁リングによって置きかえら
れ、薄い絶縁リングの端縁に接して残るくさび状の油ギ
ャップの体積が大幅に縮小されることにより、体積に逆
比例して耐電圧強度が向上する絶縁油の特性を活かして
セクションコイル端部の耐電圧性能を向上することが可
能になる。また、薄い絶縁リングの端縁がくさび状の油
ギャップに接することにより、静電容量分圧の原理に基
づき油ギャップ中の電界を緩和する作用が生まれ、油ギ
ャップの耐電圧性能をより向上させることが可能とな
る。さらに、厚い絶縁リングで覆われたコイルの角部を
電界集中度の高いコイルセクション間に配し、薄い絶縁
リングで覆われたコイルの角部を電界集中度の低いコイ
ルセクション間に配することにより、電界集中度に相応
した絶縁強化構造が得られる。

〔実施例〕

以下この考案を実施例に基づいて説明する。

第１図はこの考案の実施例装置を示す要部の拡大断面図
であり、従来技術と同じ部分には同一参照符号を用いる
ことにより詳細な説明を省略する。図において、セクシ
ョンコイル４にはその端部導体１４の角部でＬ字状に折
れ曲がった断面Ｌ字状のプレスボードからなる厚みの薄
い絶縁リング３１が接着剤等によってセクションコイル
４の表面に密着するよう固定され一方の角部の絶縁が強
化される。また、端部導体１４の他方の角部で絶縁リン
グ３１とは逆向きのＬ字状に折れ曲がった厚みの厚いＬ
字状断面を有する厚い絶縁リング２１が重ね代ｌを保持
して薄い絶縁リング３１の一方の表面を覆うよう装着さ
れる。その結果、第５図を用いて既に説明した従来構造
で生じた油ギャップ２２の大部分が重ね代ｌを有する薄
い絶縁リング３１によって置き換えられ、厚い絶縁リン
グ２１と絶縁被覆された端部導体１４との間には薄い絶
縁リング３１の端縁に沿って残された細長いくさび状油
ギャップ３２が残されることになり、従来構造における
油ギャップ２２に比べてくさび状油ギャップ３２の体積
が大幅に縮小される。

一般に、絶縁油の絶縁破壊電圧が絶縁油中に含まれる導
電性微粒子等の不純物の数に依存して低下することが近
年明らかにされており、油ギャップの体積を縮小するこ
とが導電性微粒子などの不純物数を減らす役割をはたす
ので、体積が縮小されたくさび状油ギャップ３２の耐電
圧性能は従来構造における油ギャップ２２のそれに比べ
て向上する。一方、くさび状油ギャップ３２近傍の電位
分布図を第２図に示すように、重ね代ｌなる薄い絶縁リ
ング３１で油ギャップが置きかえられることにより、絶
縁リング３１中における等電位線１００相互の間隔が広
がり、この部分の電界が緩和されるとともに、この電界
緩和効果が薄い絶縁リングの端縁３１Ａを介してくさび
状油ギャップ３２中に伸びる等電線１００相互の間隔を
広げて電界を緩和する作用にまでおよぶ。したがって、
薄い絶縁リング３１が存在しない従来構造に比べて油ギ
ャップ体積の縮小によって得られる油ギャップの耐電圧
強度向上作用と、電界が緩和されることによって得られ
る油ギャップの耐電圧性能向上作用とが相乗的に作用し
てくさび状油ギャップ３２の耐電圧性能が大幅に向上
し、したがって従来構造で問題となった絶縁の弱点が排
除される。

また、厚い絶縁リング２１で覆われたセクションコイル
４の角部が高電界となる角部Ａ_１またはＡ_２に、薄い絶
縁リング３１で覆われた角部が電界集中がＡ_１，Ａ_２よ
り低い例えばＢ_１，Ｂ_２あるいはＣ_１，Ｃ_２に位置する
ようその配置を決めることにより、電界集中に対応して
角部の絶縁が強化された円板巻線を得ることが可能とな
り、雷サージ電圧に対する絶縁信頼性の高い耐雷形の円
板巻線が得られる。さらに、絶縁リングは巻線組立作業
時に要所に容易に装着できるので、追加絶縁被覆を施す
従来構造に比べて省力化効果を期待できる。

〔考案の効果〕

この考案は前述のように、互いに逆向きのＬ字状に形成
され厚みが異なる一対の絶縁リングでセクションコイル
の外周側，内周側の両方または一方を覆い、かつ両者が
重なる部分で薄い絶縁リングをコイル面に接して配置す
るよう構成した。その結果、一方の角部が薄い絶縁リン
グで密接して覆われることによって絶縁が強化されると
ともに、一枚の絶縁リングを用いた従来構造で問題とな
った油ギャップは薄い絶縁リングによってその体積が大
幅に縮小され、これに基づく絶縁油の耐電圧強度の向上
作用と電界の緩和作用との相乗効果によってくさび状油
ギャップの耐電圧性能が大幅に向上するので、厚い絶縁
リングで覆われたコイル角部が高度に絶縁強化される。
したがって、セクションコイル角部の電界集中度に対応
して絶縁強化された油入電器の円板巻線を省力化が容易
な絶縁リングを用いて提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例構造を示す要部の断面図、第
２図は実施例構造における電位分布図、第３図は円板巻
線の一例を示す要部の断面図、第４図および第５図は従
来構造を示す要部の断面図である。 ２…円板巻線、３…絶縁被覆された導体、３Ａ…平角導
体、３Ｂ…絶縁被覆、４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…セクショ
ンコイル、１４…端部導体（最外周ターン，最内周ター
ン）、１１…追加絶縁被覆、２１…厚い絶縁リング、２
２…油ギャップ、３１…薄い絶縁リング、３２…くさび
状油ギャップ、１００…等電位線、ｌ…重ね代、Ａ_１，
Ａ_２，Ｂ_１，Ｂ_２…電界が集中する角部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁被覆された導体を平板リング状に複数
   ターン巻回した複数個の平板リング状のセクションコイ
   ルの積層体からなり互いに隣接する前記セクションコイ
   ルが相互に導電接続されてなるものにおいて、前記セク
   ションコイルの内周側および外周側またはそのいずれか
   一方を覆う互いに逆向きのＬ字状断面を有する一対の絶
   縁リングを備え、この一対の絶縁リングが互いに異なる
   厚みのプレスボードからなり、一対の絶縁リング相互の
   重ね部が薄い絶縁リングが前記セクションコイルに接
   し，その外側に接して厚い絶縁リングが覆うようセクシ
   ョンコイルに装着されてなることを特徴とする油入誘導
   電器の円板巻線。