JPH0749775Y2 - 静止誘導機器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、変圧器、リアクトル等の静止誘導機器に関
し、特に巻線単位が一定間隔を置いて積み重ねられた巻
線ブロツクを備えた静止誘導機器に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は従来の静止誘導機器として、例えば変圧器の要
部断面図であつて、内側絶縁筒（１）と外側絶縁筒
（２）との間には、巻線単位としての複数個の円板巻線
（3a）〜（3f）をその軸方向に一定間隔を置いて積み重
ねてなる巻線ブロツク（４）が設けられている。この巻
線ブロツク（４）は案内板（5a）〜（5e）を介して複数
段に積み重ねられている。

各円板巻線（3a）〜（3f）間には水平ダクト（6a）〜
（6g）が形成されている。内側絶縁筒（１）と巻線ブロ
ツク（４）および外側絶縁筒（２）と巻線ブロツク
（４）とのそれぞれの間には、垂直ダクト（７），
（８）が形成されている。案内板（5a）〜（5e）は内側
絶縁筒（１）、外側絶縁筒（２）のそれぞれの側壁に交
互に設けられている。そして、その案内板（5a）〜（5
e）の外側絶縁筒（２）側、内側絶縁筒（１）側には、
冷却媒体としての絶縁油が通過する通過部（9a）〜（9
e）がそれぞれ形成されている。

次に、上記構成の変圧器の絶縁油による冷却作用につい
て説明する。絶縁油は第３図の矢印Ａに示すように通過
孔（9a）から流入し、各水平ダクト（6a）〜（6g）に沿
つて外側絶縁筒（２）の軸心方向に並流する。この絶縁
油は、通過部（9b）近傍で合流し、その通過部（9b）か
ら再び隣接する巻線ブロツク（４）内に流入することに
なる。この巻線ブロツク（４）内では、絶縁油は、再び
水平ダクト（6a）〜（6g）に沿つて前段の巻線ブロツク
（４）と反対方向に並流し、通過部（9c）からさらに隣
接する巻線ブロツク（４）内に流入する。そして、絶縁
油が各巻線ブロツク（４）内を上記のように流れるとき
に、円板巻線（3a）〜（3f）からの発熱は絶縁油により
除去される。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記のように構成された変圧器においては、各水平ダク
ト（6a）〜（6g）を流れる絶縁油の流量（Ｑ）は、第４
図から解るように巻線ブロツク（４）内の絶縁油入口側
が小さく、絶縁油出口側が大きい。その結果、円板巻線
（3a）〜（3f）の温度（Ｔ）は、絶縁油の流量が大きい
所では低く、流量が小さい所ほど高くなるので、第４図
の点線で示すように巻線ブロツク（４）のうち、絶縁油
の出口近傍の円板巻線（3f）の温度が低く、その入口近
傍の円板巻線（3a）の温度が高くなり、巻線ブロツク
（４）内の円板巻線（3a）〜（3f）の温度（Ｔ）は均一
にならない。

また、絶縁油は、円板巻線（3a）から発生する熱量によ
り加熱されるため、下位の巻線ブロツク（４）よりも上
位の巻線ブロツク（４）内の絶縁油が高温度となり、上
位のブロツク（４）内の円板巻線（3a）〜（3f）の温度
が高くなる。そして、円板巻線（3a）〜（3f）全体を見
た場合に円板巻線（3a）〜（3f）間に大きな温度差が生
じることになり、巻線ブロツク（４）内での局所的な温
度上昇によつて、円板巻線（3a）〜（3f）の絶縁部材を
劣化させ、変圧器自体の寿命を縮めてしまうといつた問
題点があつた。

この考案は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、巻線単位の局所的な温度上昇を抑えその絶縁部材
の熱劣化を防ぐことのできる静止誘導機器を得ることを
目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この考案に係る静止誘導機器は、巻線単位を一定間隔を
おいて積み重ねられた巻線と、この巻線の内径部および
外径部にそれぞれ冷却媒体の垂直道となる間隔を保って
配置された内側絶縁筒および外側絶縁筒と、前記巻線を
複数の巻線ブロックに分割し前記冷却媒体の流れ方向が
各巻線ブロックにおいて交互に反対方向となるように前
記外側絶縁筒の内周壁および前記内側絶縁筒の外周壁に
接するように配置された案内板とで構成され、前記案内
板で区切られた各巻線ブロック内での前記巻線単位の個
数が全巻線ブロックにわたって下端部から上端部に向か
って順次少なくなっているものである。

〔作用〕

この考案においては、冷却媒体の出口側ほど巻線単位間
を流れる流速が増大するため、巻線単位と冷却媒体との
間の伝熱係数が大きくなり、冷却媒体の出口側の巻線単
位ほど効率良く冷却される。

〔実施例〕

以下、この考案の実施例を図について説明する。第１図
はこの考案の一実施例を示す要部断面図であつて、第３
図と同一または相当部分は同一符号を付し、その説明は
省略する。各巻線ブロツク（４）内の円板巻線の個数
は、最下位では９個（13a）〜（13i）であるのに対し最
上位では３個（13a），（13b），（13c）であり、絶縁
油の入口側で多く、出口側にいくに従つて少なくなつて
いる。

次に、上記構成の変圧器の絶縁油による冷却作用につき
説明する。絶縁油入口側の巻線ブロツク（14）には多数
の円板巻線（13a），（13b），（13c），（13d），……
を収納しているため、水平ダクト（6a），（6b），（6
c），……の数も多数ある。絶縁油出口側の巻線ブロツ
ク（14）には少数の円板巻線（13a），（13b），（13
c）を収納しているため、水平ダクト（6a），（6b），
（6c），（6d）の数も少ない。ところが、各巻線ブロツ
ク（14）内を流れる絶縁油の流量は同一であるため、水
平ダクト（6a），（6b），……数の少ない巻線ブロツク
（14）内の水平ダクト（6a），（6b），……の絶縁油の
流量（Ｑ）は大きい。円板巻線（13a），（13b）……と
絶縁油との間の伝熱係数は絶縁油の流速に比例（乱流の
場合流速の0.8乗、層流の場合流速の1/3乗に比例）する
ため、絶縁油出口側の巻線ブロツク（14）内の円板巻線
（13a），（13b），（13c）と絶縁油との間の伝熱係数
は、絶縁油出口側の巻線ブロツク（14）内の円板巻線
（13a），（13b）……と絶縁油との間の伝熱係数よりも
良好なため、円板巻線（13a），（13b）……と絶縁油と
の間の温度差が小さくなる。このため、絶縁油出口側の
巻線ブロツク（14）内の絶縁油温度は、円板巻線（13
a），（13b）の発生する熱量で温められ、絶縁油入口側
の巻線ブロツク（14）内の絶縁油温度よりも高温度とな
つているが、巻線ブロツク（14）内の最高円板巻線温度
（Ｔ）は、各巻線ブロツク（14）ともほぼ同等となる。
すなわち、絶縁油出口側の巻線ブロツク（14）内の円板
巻線最高温度（Ｔ）を低く抑えることができるため、円
板巻線（13a），（13b）…の絶縁部材の熱劣化を防ぐこ
とができ、変圧器の寿命を長くすることができる。

なお、上記実施例では冷却媒体として絶縁油を用いた
が、例えば非凝縮ガスの空気、SF₆ガス等であつてもよ
い。

また、巻線単位として円板巻線（13a），（13b）…を用
いたが、これに限定されることなく、例えばヘリカル巻
線のように、その半径方向に冷却媒体通路を有する巻線
の場合であつてもよい。

さらにまた、上記実施例では静止誘導機器として変圧器
の場合について説明したが、これに限定されることな
く、例えばリアクトル、誘導電圧調整器等であつてもよ
い。

〔考案の効果〕

以上のように、この考案によれば、水平ダクトを流れる
絶縁媒体の巻線単位当たりの流量は、下端部から上端部
に向かって各巻線ブロック内での冷却媒体ほど増大し、
巻線単位と冷却媒体との間の伝熱係数が大きくなり、巻
線単位の局所的な温度上昇は抑えられ、その結果巻線単
位の絶縁材料の熱劣化は防止され、静止誘導機器は長期
にわたって使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の変圧器の要部断面図、第２図は第１
図の水平ダクトを通過する絶縁油の流量と円板巻線の温
度との関係を示す関係図、第３図は従来の変圧器の要部
断面図、第４図は第３図の水平ダクトを通過する絶縁油
の流量と円板巻線の温度との関係を示す関係図である。 （5a）〜（5e）……案内板、（6a）〜（6i）……水平ダ
クト、（13a）〜（13i）……円板巻線、（14）……巻線
ブロツク。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】巻線単位を一定間隔をおいて積み重ねられ
   た巻線と、この巻線の内径部および外径部にそれぞれ冷
   却媒体の垂直道となる間隔を保って配置された内側絶縁
   筒および外側絶縁筒と、前記巻線を複数の巻線ブロック
   に分割し前記冷却媒体の流れ方向が各巻線ブロックにお
   いて交互に反対方向となるように前記外側絶縁筒の内周
   壁および前記内側絶縁筒の外周壁に接するように配置さ
   れた案内板と、で構成され、前記案内板で区切られた各
   巻線ブロックでの前記巻線単位の個数が全巻線ブロック
   にわたって下端部から上端部に向かって順次少なくなっ
   ていることを特徴とする静止誘導機器。