JPH06318523A - モールド変圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発生する開閉サージを抑制するとともに巻線
内部の共振による過電圧も抑制し、結果として保護装置
の使用を減らして、配電機器の収納スペースのコンパク
ト化を図る。 【構成】 低圧側巻線２を内側に、円板巻線３ａからな
る高圧側巻線３を外側に配置し、高圧側巻線３は絶縁樹
脂３ｂでモールド成形して構成する。高圧側巻線３を構
成する円板巻線３ａの外周部に、円筒状で円板巻線３ａ
の軸方向のほぼ上半分を覆う第１のシールド４を設け
る。円板巻線３ａの内周部に、円板巻線３ａの軸方向の
ほぼ全体にわたって配置される第２のシールドを設け
る。これら第１及び第２のシールド４，５は高圧側巻線
３の両端部にそれぞれ接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高圧配電系統において使
用されるモールド変圧器に係り、特に系統遮断時に変圧
器にかかるサージ電圧を抑制できるようにして保護装置
の使用を少なくしたモールド変圧器に関する。

【０００２】

【従来の技術】高圧の配電系統は、送電線から需用家の
断路器や真空遮断器等に接続され、さらにケーブル・母
線で変圧器に接続される。一般に需用家が保守点検や負
荷の使用終了時に、遮断器を開極した時、遮断器の負荷
側に開閉サージの発生することが知られている。

【０００３】図３に真空遮断器と変圧器が接続されてい
る系統の等価回路図を示す。開閉サージは真空遮断器８
等の遮断性の良い遮断器で回路電流を遮断したとき電流
零点以前に回路電流を裁断し、この急激な電流変化ｄｉ
／ｄｔで変圧器の励磁インダクタンス１０に電圧が誘起
されて発生する。開閉サージの周波数は高く、回路のス
トレーキャパシタンス１１によって低減される。

【０００４】一般にこの励磁インダクタンス（Ｌ）１０
を回路のストレーキャパシタンス（Ｃ）１１で徐して平
方した値、 をサージインピーダンスと称し、サージ電圧はこのサー
ジインピーダンスと真空遮断器の裁断電流値の積で概略
求まる。したがってサージインピーダンスが低下すれば
発生する開閉サージは低下する。

【０００５】図４に従来の真空遮断器８と変圧器９が接
続されている配電系統の構成例を示すが、これまで開閉
サージを抑制するため保護装置として避雷器１２が使用
されており、避雷器１２は開閉サージのピーク値を制御
する。

【０００６】しかし、サージ電圧波形が高周波の場合、
変圧器高圧側端子のピーク電圧は抑えられても、巻線内
部で共振が起きて内部電圧の高くなることがある。これ
は巻線の直列キャパシタンスに対し巻線の対地ストレー
キャパシタンスが無視できない場合に発生しやすい。こ
の巻線内部の共振についてはこれまで巻線外部にシール
ドを付けるなどの対策が実施されてきたが、発生するサ
ージ電圧を制御する効果は少なかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】最近、配電系統では、
遮断器に真空遮断器８を使用し、変圧器９のモールド化
やガス絶縁化、閉鎖配電盤のガス絶縁化等をすることに
よって機器はコンパクトになってきている。

【０００８】しかし、開閉サージについてはその抑制方
法に変化がないため、保護装置１２をなくすことができ
なかった。このため、配電機器収納スペースのコンパク
ト化が進まなかった。

【０００９】本発明は上記欠点に鑑み、発生する開閉サ
ージを抑制するとともに変圧器巻線内部の共振による過
電圧も抑制し、結果として保護装置の使用を減らして、
配電機器の収納スペースのコンパクト化を図ることので
きるモールド変圧器を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、低圧側巻線を
内側に、円板巻線からなる高圧側巻線を外側に配置し、
少なくとも高圧側巻線を絶縁樹脂でモールド成形して構
成したモールド変圧器において、高圧側巻線を構成する
円板巻線の外周部に、円筒状で円板巻線の軸方向のほぼ
上半分を覆う第１のシールドを設けるとともに、円板巻
線の内周部に、円板巻線の軸方向のほぼ全体にわたって
第２のシールドを設け、これら第１及び第２のシールド
を高圧側巻線の両端部にそれぞれ接続したことを特徴と
する。

【００１１】

【作用】第１及び第２のシールドを設けて、その電位を
円板巻線からなる高圧側巻線の両端部と同電位とするこ
とで、円板巻線と第１及び第２のシールド間のストレー
キャパシタンスが増えて巻線の直列キャパシタンスが増
加する。

【００１２】

【実施例】図１に本発明によるモールド変圧器の一実施
例を示す。鉄心１に内側から低圧側巻線２及び高圧側巻
線２が巻装される。低圧側巻線２は円筒巻線２ａを絶縁
樹脂２ｂによりモールド成形したもので、高圧側巻線３
は単位円板巻線を図示しないスペーサを介して軸方向に
積み重ねた円板巻線３ａを絶縁樹脂３ｂでモールド成形
してしたものである。高圧側巻線３は円板巻線３ａの外
周部に、円筒状で円板巻線３ａの軸方向のほぼ上半分を
覆う長さを有する導体で形成された第１のシールド４が
設けられており、この第１のシールド４は高圧側巻線３
の巻き終わり端部６に接続されて同電位となっている。
シールド４の端部は電界を緩和するため丸くするととも
に端部に近づくにつれ静電容量が低減するように配置す
る。

【００１３】また円板巻線３ａの内周部には、低圧側巻
線２の軸方向のほぼ全体にわたって配置された第２のシ
ールド５が設けられている。この第２のシールド５は、
円板巻線３ａの下半分との距離が上半分との距離より狭
くなるように円錐状をなしており、高圧側巻線３の巻き
始め端部７と接続されてこの部分と同電位となってい
る。このシールド５の端部も電界を緩和するため丸くす
る。これらシールド４，５は絶縁樹脂３ｂ中に埋設され
ている。

【００１４】このように高圧側巻線３を構成する円板巻
線３ａの外周部に、高圧側巻線３の巻き終わり端部６に
接続され円板巻線３ａの軸方向のほぼ上半分を覆う第１
のシールド４を設けることにより、高圧側巻線３の巻き
終わり端部６と巻線ターン間とのストレーキャパシタン
スを増やすことができる。また円板巻線３ａの内周部
に、円板巻線３ａの軸方向のほぼ全体にわたり、しかも
円板巻線２に対する下半分との距離が高圧側巻線２の上
半分との距離よりも狭くなって巻き始め端部７に接続さ
れた第２のシールド５を設けたことにより、円板巻線３
ａの下半分との間のストレーキャパシタンスを円板巻線
３ａの上半分との間のそれより大きくした上で全体のス
トレーキャパシタンスを増やすことができる。これによ
り高圧側巻線３の巻き始め端部７と巻き終わり端部６間
の直列キャパシタンスが増加する。

【００１５】巻線の直列キャパシタンス（Ｃｔ）が増加
すると、本発明による変圧器の等価回路を示す図２のよ
うに、回路のサージインピーダンス、 が低下する。またサージの周波数も低下する。開閉サー
ジにはこのサージインピーダンスが影響するため、この
値が低下すれば発生する開閉サージが低下する。また直
列キャパシタンスが増加すると巻線の対地ストレーキャ
パシタンスの影響が無視できるようになり、サージ電圧
波形が高周波数でも巻線内部の共振を抑制し、巻線内部
の電圧が高くなることを防ぐ。この結果、保護装置が不
要となり、機器全体の収納スペースをコンバクトにする
ことができる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明のように、本発明によれば、高
圧側巻線を構成する円板巻線の内外周部に第１及び第２
のシールドを設けて、巻線の直列キャパシタンスを増加
するようにしたので、回路のサージインピーダンスが低
下して開閉サージを低下することができ、また巻線内部
の共振を抑制して巻線内部の電圧が高くなることを防止
できるので、保護装置が不要となり、機器全体の収納ス
ペースをコンパクトにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるモールド変圧器の一実施例を示す
断面図

【図２】本発明によるモールド変圧器の等価回路図

【図３】遮断器と変圧器が接続されている系統の等価回
路図

【図４】従来の配電系統の構成図

【符号の説明】

１は鉄心、２は低圧側巻線、３は高圧側巻線、３ａは円
板巻線、３ｂは絶縁樹脂、４は第１のシールド、５は第
２のシールド、６，７は高圧側巻線の両端部を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低圧側巻線を内側に、円板巻線からなる
   高圧側巻線を外側に配置し、少なくとも高圧側巻線を絶
   縁樹脂でモールド成形して構成したモールド変圧器にお
   いて、高圧側巻線を構成する円板巻線の外周部に、円筒
   状で円板巻線の軸方向のほぼ上半分を覆う第１のシール
   ドを設けるとともに、円板巻線の内周部に、円板巻線の
   軸方向のほぼ全体にわたって第２のシールドを設け、こ
   れら第１及び第２のシールドを高圧側巻線の両端部にそ
   れぞれ接続したことを特徴とするモールド変圧器。