JPH0646611B2 - 変圧器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、例えばガス絶縁式試験用変圧器等のように小
電流高電圧の変圧器に関し、特には負荷側の閃絡等によ
り生じたサージ電圧からの保護等高圧側線輪の誘電電圧
によるコロナの発生を防止する手段を講じた変圧器に関
する。

＜従来の技術＞ 従来、この種の高電圧用変圧器としては、例えば第５図
および第６図に示すように、多層に巻回される高圧側線
輪６の巻回作業性を向上させる等の理由により、該高圧
側線輪６を１対の線輪ブロック7,8に２分割し、各線輪
ブロック7,8を互いに対称となるように巻回して、両線
輪ブロック7,8を軸方向の左右に並べて構成してなる、
いわゆる並置巻構造とすることがある。

このような構造の高圧側線輪６は、巻形４上に巻き付け
られた電位固定板５の軸方向の中央ａにコイルの巻始め
端が接続されるとともに、前記巻形４上に該コイルと層
間絶縁シートとを交互に巻回して形成されており、各線
輪ブロック7,8の巻終わり端をそれぞれ線輪６の最外周
に配備された高圧シールド９および高圧端子１０に接続
している。なお、第６図中、符号１は鉄心、３は低圧側
線輪である。

ところで、このように多層巻きされた高圧側線輪６にお
いては、高電圧誘起時に線輪６の内部に発生するジュー
ル熱を効率良く放熱させるために、各線輪ブロック7,8
の巻層の中間部（図では中央部）に例えば複数のスペー
サ部材１６…（図示せず）を所定ピッチ置きに介装して
線輪の軸方向に貫通する環状の冷却ダクト１４を形成し
て、該線輪の内部にも絶縁ガスを流通させるようにして
いる。そして、この冷却ダクト１４部分において、両線
輪ブロック7,8をそれぞれ各ブロック部分7a,7b,8a,8bに
分離するとともに、この部分でのサージ電圧による絶縁
破壊を防ぐための電位固定板１５を設けている。

この電位固定板１５は前記冷却ダクト１４を形成する際
に、このダクト１４の内周面から外周面にわたってシー
ト上の導電箔を巻き付けてなり、この電位固定板１５の
軸方向の中央部分ｂに前記並置巻各線輪ブロック7,8の
該ダクト１４に臨む巻層中間部におけるそれぞれの巻終
わり端と巻始め端とが接続されている。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、このような線輪構造においては、前記電
位固定板１５の両端部に、この電位固定板１５の内外で
近接する線輪ブロック7,8のコイルに対してほぼ１層分
の電位差が印加されるうえ、前述のように該電位固定板
１５は極薄の導電箔からなる関係上、前記両端部が鋭角
状に形成されているため、この両端部で電界が集中して
コロナ放電が発生するという問題点がある。

このような問題点を解決する手段として、例えば該電位
固定板１５の両端部を円く形成した、いわゆるラウンド
エッジにすることが考えられるが、この場合、電位固定
板１５の少なくともこの両端部分の厚みが増すことにな
るため、その分、高圧側線輪６の径が増大するうえ、そ
の加工作業も相当繁雑になるという別の問題点が生じ
る。

本発明はかかる従来の問題点に鑑み、並置巻高圧側線輪
の巻層の中間部に冷却ダクトが形成されたものにおい
て、この冷却ダクト部分に巻き付けられた電位固定板の
エッジ部分におけるコロナ放電の発生を防止することを
目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明ではこのような目的を達成するために、並置巻高
圧側線輪の各線輪ブロックの冷却ダクトに臨む巻層中間
部におけるそれぞれの巻終わり端と巻始め端とをそれぞ
れ前記電位固定板の軸方向の外端部分に接続した構成に
特徴を有するものである。

＜実施例＞ 以下、本発明を図面に示す実施例に基づき詳細に説明す
る。なお、この実施例では本発明をガス絶縁試験用変圧
器に適用して示す。

第１図は本考案の構成部材である高圧側線輪を概略化し
て示す等価回路図であり、第２図はこの実施例の変圧器
の一部破断正面図であり、第３図はその要部を取り出し
て示す拡大断面図であり、第４図は高圧側線輪の形成途
中を示す斜視図である。これらの図において、符号１は
珪素鋼板等からなる鉄心である。この鉄心１の一部には
巻形２が装着され、この巻形２上に例えば合成樹脂被覆
銅線からなるコイル（図示せず）とプラスチックフィル
ムシートからなる層間絶縁シート（図示せず）とを交互
に巻回してなる低圧側線輪３が形成される。この低圧側
線輪３の巻始め端および巻終わり端はそれぞれ図外の低
圧端子に接続されている。

低圧側線輪３上には巻形４が装着され、この巻形４上に
銅、アルミニウム等の導電薄板で構成された第１の電位
固定板５が１ターンを形成することのないようにして巻
付けられる。この第１の電位固定板５上には前記低圧側
線輪３と同様のコイルと層間絶縁シートとを交互に巻回
してなる多層状の並置巻高圧側線輪６が形成される。

この高圧側線輪６は互いに対称となるように２分割され
た１対の線輪ブロック7,8からなる。各線輪ブロック7,8
は、その巻始め端を第１の電位固定板５の軸方向の中央
ａに接続したうえで、互いに逆方向に巻きながら反対方
向に巻き進み、第１層を左右対称に巻回したのち、層間
絶縁シートを数回巻回して巻き戻り第２層を形成する。
このようにして所定層数を巻回することにより、並置巻
高圧側線輪６が形成される。

この高圧側線輪６の最外周には高圧シールド９９および
高圧端子１０が配備され、この高圧シールド９に前記両
線輪ブロック7,8の巻終わり端がそれぞれ接続される。
また、前記第１の電位固定板５はリード線１１を介して
接地側端子１２に接続される。このような構造を有する
変圧器中身は、内部に六弗化硫黄(SF₆)等の不燃性絶縁
ガスが封入された鉄製の圧力容器１３内に収容されてい
る。

このような基本構造を有する変圧器において、前記高圧
側線輪６はその巻層の中央部に、これの軸方向に貫通す
る環状の冷却ダクト１４、およびこの冷却ダクト１４の
内周面から外周面にかけて１ターンが形成されないよう
にして巻き付けられる電位固定板１５を有する。

冷却ダクト１４は絶縁材からなる複数のピン状のスペー
サ部材１６…を高圧側線輪６の層間に介装して形成され
る。一方、第２の電位固定板１５は例えば銅やアルミニ
ウム等の導電金属箔シートで構成され、その幅寸法は高
圧側線輪６の軸方向幅寸法よりも小さく設定されてい
る。

また、前記冷却ダクト１４によって内外に分割された各
線輪ブロック部分7a,7b,8a,8bは、冷却ダクト１４部分
に臨むそれぞれの巻終わり端と巻始め端とが各線輪ブロ
ック7,8の軸方向の外端に位置するように巻回されてお
り、このうち、内側の各線輪ブロック部分7a,8aの巻終
わり端は、それぞれ前記第２の電位固定板１５の一方の
外端部c,cに接続され、かつ外側の各線輪ブロック部分7
b,8bの巻始め端は該電位固定板１５の他方の外端部d,d
に接続されており、これによって前記内側線輪ブロック
部分7a,8aの巻終わり端と外側線輪ブロック部分7b,8bの
巻始め端とがほぼ同電位に保たれる。

上記構成において、第２の電位固定板１５は第１図に示
すように、内外の各線輪ブロック部分7a,7b,8a,8bの巻
終わり端および巻始め端と同電位になる。したがって、
該電位固定板１５の両端部のエッジ部分ｅにおける電界
は、この電位固定板１５が高圧側線輪６より小幅で、該
線輪６の内側に入り込んでいることと相俟って、極めて
小さくなる。このため、たとえ第２の電位固定板１５が
極薄の導電箔で構成され、その両端エッジ部分が鋭利な
状態であってもコロナ放電の発生が抑制される。

前記冷却ダクト１４および第２の電位固定板１５はそれ
ぞれ高圧側線輪６を巻回する際に同時に形成される。す
なわち、第４図に示すように、各線輪ブロック7,8を構
成するコイルと絶縁シートとを該高圧側線輪６の巻終わ
り径寸法のほぼ半分になるまで交互に巻回する。次い
で、コイルを一端切断して内側線輪ブロック部分7a,8a
を形成し、このコイルの巻終わり端を第２の電位固定板
１５の一端側に接続してから、該電位固定板１５を前記
内側線輪ブロック部分7a,8aの１周分だけ巻回する。そ
のときに、第５図に示すように、電位固定板１５の巻回
部の外面上に別に準備された両面粘着テープを介して前
記複数のスペーサ部材１６…を所定ピッチごとに貼付け
ていく。更に、前記第２の電位固定板１５を各スペーサ
部材１６…上に重ねてほぼ１周分巻回し、この電位固定
板１５の他端側にコイルの巻始め端を接続するととも
に、このコイルを絶縁シートと交互に巻回して外側線輪
ブロック部分7b,8bを形成する。このようにして形成さ
れた冷却ダクト１４の径方向寸法は例えば各層間寸法の
２０〜３０倍程度に設定される。

なお、前記第２の電位固定板１５は矩形板状の複数の箔
片を導線で接続して構成するなど諸種の設計変更が可能
である。

また、前記実施例では高圧側線輪６の中央部の１箇所に
冷却ダクト１４を設けているが、必要に応じて該高圧側
線輪６を多段に分割し、各段間にそれぞれ前述と同様の
構成を有する冷却ダクト１４を形成することも可能であ
る。

更に、本考案は高圧側線輪６を３以上の複数の線輪ブロ
ック7,8に分割したものについても、適用できることは
勿論である。

＜発明の効果＞ 以上のように本発明によれば、並置巻高圧側線輪の巻層
の中間部に冷却ダクトが形成されたものにおいて、各線
輪ブロックの冷却ダクトに臨む巻層中間部におけるそれ
ぞれの巻終わり端と巻始め端とを各線輪ブロックの軸方
向の外端部分に位置させるとともに、これらの巻終わり
端と巻始め端とをそれぞれ前記電位固定板の軸方向の外
端部分に接続するものとしたので、該電位固定板の両端
部のエッジ部分における電界を極めて小さくすることが
できる。したがって、電位固定板の両端エッジ部分にお
けるコロナ放電の発生を抑制することができ、この電位
固定板に隣接する絶縁シートやコイルの焼損事故等を防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の実施例を示し、第１図は
本考案の構成部材である高圧側線輪を概略化して示す等
価回路図、第２図はこの実施例の変圧器の一部破断正面
図、第３図はその要部を取り出して示す拡大断面図、第
４図は高圧側線輪の形成途中を示す斜視図、第５図は従
来例を示す要部断面図、第６図は第５図に示される従来
例の高圧側線輪を概略化して示す等価回路図である。 ６…高圧側線輪、7,8…線輪ブロック、１４…冷却ダク
ト、１５…電位固定板、c,d…電位固定板の軸方向の外
端部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高圧側線輪の巻層中間部に冷却ダクトが形
   成され、この冷却ダクトの内周面から外周面にかけて電
   位固定板が巻き付けられてなる変圧器であって、前記高
   圧側線輪をこれの軸方向に並置巻きされた少なくとも１
   対の線輪ブロックで構成し、各線輪ブロックの冷却ダク
   トに臨む巻層中間部におけるそれぞれの巻終わり端と巻
   始め端とをそれぞれ前記電位固定板の軸方向の外端部分
   に接続したことを特徴とする変圧器。