JPH088126A - 誘導電磁器用巻線構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 誘導電磁器に使用する巻線を均一に冷却し、
および巻線内の最高点温度を低減する。 【構成】 内側絶縁筒２と外側絶縁筒３との間に多段に
重ねられた多数のセクション１Ａ〜１Ｅを複数のセクシ
ョン毎に区画する。区画されたセクションのうちの最下
段のセクションの内側と内側絶縁筒２との間および外側
と外側絶縁筒３との間に、流通間隙１０，１０Ａを隣合
う区画毎に交互に形成する。各流通間隙１０，１０Ａを
通過する冷却媒体が各区画されたセクション側に傾斜し
て流れるように、各流通間隙１０，１０Ａの近傍に折流
部材１１，１１Ａを設ける。各最下段のセクションの流
通間隙１０を形成している側面とは反対側の側面と内側
または外側絶縁筒３との間に、冷却媒体の流通を阻止す
るためのスペーサ１２，１２Ａを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、変圧器、リアクトルの
ような誘導電磁器に使用する巻線構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】誘導電磁器に使用される巻線構造とし
て、ディスク巻とされた巻線が使用されることがある。
普通はこの巻線の複数を多段に積み重ねて巻線構造とさ
れる。そしてディスク巻とされた巻線からなるセクショ
ンの複数を内側絶縁筒と外側絶縁筒との間に配置する。

【０００３】巻線内には抵抗損などによる発熱が生ずる
ので、これを冷却するために、下方からブロワまたはポ
ンプなどで絶縁ガス、絶縁油のような絶縁性の冷却媒体
を強制的に循環させている。その循環のために、複数の
セクション毎に両絶縁筒間を円板状の内側バリアおよび
外側バリアにより交互に仕切ることによって、複数の区
域を形成し、内側バリアと内側絶縁筒との間および外側
バリアと内側絶縁筒との間に流通間隙を形成し、絶縁媒
体が各区域毎に千鳥状に流れるようにした構成が知られ
ている。

【０００４】このような構成の冷却機構によると、上下
方向に沿う冷却媒体の流速のアンバランスが大きく、そ
のため一つの区域において下段にあるセクション程冷却
効果が悪くなるので、これを解決するために各流通間隙
に折流部材を設け、流通間隙を通過して上昇してきた冷
却媒体が、セクション側に傾斜して流れて、積極的にセ
クションに触れるようにした構成を、本発明者によって
先に提案した（特願平６−３９０５２号）。

【０００５】この構成を図９によって説明すると、１は
それぞれディスク巻とされた巻線からなる複数のセクシ
ョン、２は内側絶縁筒、３は外側絶縁筒で、両絶縁筒
２、３間にセクション１が配置される。各セクション１
はその複数毎に内側バリア４と外側バリア５により交互
に仕切られ、隣合う両バリア４、５間をひとつの区域と
する複数の区域が形成される。内側バリア４はその内周
が内側絶縁筒２の外周に取り付けられ、また外側バリア
５はその外周が外側絶縁筒３の内周に取り付けられる。

【０００６】そして内側バリア４と外側絶縁筒３との間
および外側バリア５と内側絶縁筒２との間に流通間隙
６、７をそれぞれ形成する。流通間隙６、７が外側絶縁
筒３側と内側絶縁筒２側に交互に位置することにより、
下方から送られてくる絶縁媒体は、両絶縁筒２、３間を
千鳥状に流れるようになる。矢印は絶縁媒体の流れを示
す。この構成に加えて既提案では、流通間隙６には外側
絶縁筒３側に折流部材８を、また流通間隙７には内側絶
縁筒２側に折流部材９を設ける。

【０００７】このように構成すると、各流通間隙６、７
にその下方から送られてくる冷却媒体は、折流部材８、
９に衝突してその流れがセクション１側に傾斜するよう
になる。そのため多段に重ねられているセクション１の
うちの下段側にあるセクションに冷却媒体が向かって流
れが曲げられ、これにより下段側のセクション間での冷
却媒体の流速が上昇する。これにより上下段における各
セクション間の冷却媒体の流速のアンバランスは小さく
なり、温度差は平均化する。したがって巻線内の最高点
温度は低くなる。

【０００８】しかしこのような構成においても、各バリ
アで仕切られた区域のうちの最下段の位置しているセク
ション付近では冷却媒体の流れは、これより上段にある
セクションの付近に比較して遅く、折流部材を設けてい
ない従来構成のものよりも温度が低減されたとはいえ、
なお最下段のセクションは他のセクションよりも温度が
高い。すなわち最下段のセクションが最高点温度とな
り、これによって巻線の断面積が決定されるため、更に
冷却効果の促進が望まれる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、内側絶縁筒
と外側絶縁筒との間に多段に重ねられてある多数のセク
ションを、冷却媒体の流通によって冷却するにあたり、
各段のセクションの温度上昇の均一化を図ることを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、内側絶縁筒と
外側絶縁筒との間に多段に重ねられた多数のセクション
を複数のセクション毎に区画し、各区画されたセクショ
ンのうちの最下段のセクションの側面と内側または外側
絶縁筒のうちの一方との間に、下方から供給されてくる
冷却媒体の流通間隙を、隣合う区画毎に内側絶縁筒側と
外側絶縁筒側とに交互に形成し、各流通間隙を通過する
冷却媒体が各区画されたセクション側に傾斜して流れる
ように、各流通間隙の近傍にあって、その流通間隙を形
成している絶縁筒に折流部材を設け、各最下段のセクシ
ョンの流通間隙を形成している側面とは反対側の側面と
絶縁筒との間に、冷却媒体の流通を阻止するためのスペ
ーサを設けたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】図９に示す構成では、内側バリアおよび外側バ
リアを設け、冷却媒体を千鳥状に流すようにしている
が、本発明ではこれら各バリアを使用せず、このバリア
の代わりにセクションを使用している。すなわち区画さ
れたセクションのうちの最下段のセクションを、内側お
よび外側バリアとして使用する。すなわち最下段のセク
ションの側面と外側絶縁筒および内側絶縁筒との間に流
通間隙を形成し、この流通間隙に図９に示す構成と同様
に折流部材を設ける。

【００１２】そして流通間隙とは反対側のセクション側
面に冷却媒体の流通を阻止するスペーサを設ける。これ
によって冷却媒体は両絶縁筒間を千鳥状に流れていくよ
うになる。一方流通間隙には折流部材が設置されている
ことにより、冷却媒体は最下段のセクションの上面のみ
ならず下面にも触れるように流れる。その結果最下段の
セクションは効率よく冷却されるようになる。

【００１３】

【実施例】本発明の実施例を図１によって説明する。な
お図９と同じ符号を付した部分は同一または対応する部
分を示す。本発明にしたがい、多段に積み重ねられてあ
る多数のセクションを複数のセクション毎に区画する。
図１の例では５個のセクション１Ａ〜１Ｅを１区画とし
た構成を示している。そして区画されたセクションのう
ちの最下段のセクション１Ａと内側絶縁筒２との間に、
流通間隙１０を形成する。これより次の上段における区
画部分の最下段のセクション１Ａと外側絶縁筒３との間
に次の流通間隙１０Ａを形成する。

【００１４】このように各流通間隙１０、１０Ａは上下
方向に沿って隣合う区画毎に内側絶縁筒２側と外側絶縁
筒３側とに交互に形成される。各流通間隙１０、１０Ａ
を通過する冷却媒体が各区画されたセクション側に傾斜
して流れるように、各流通間隙１０、１０Ａの近傍にあ
って、その流通間隙を形成している内側または外側絶縁
筒に折流部材１１、１１Ａを設ける。セクション１Ａの
流通間隙が形成されない側面と内側絶縁筒２または外側
絶縁筒３との間には、冷却媒体の流通を阻止するための
スペーサ１２、１２Ａを設ける。

【００１５】以上の構成において、たとえば最下段のセ
クション１Ａと内側絶縁筒２との間に形成された流通間
隙１０を通過する冷却媒体は、その流通間隙１０に設け
られている折流部材１１によりその流れの一部が上段の
セクション１Ｂ側に傾斜するように流れる。この作用は
図９に示す既提案の構成と同じである。冷却媒体はその
まま上昇して上段の区画の最下段のセクション１Ａに向
かう。

【００１６】このときスペーサ１２Ａが内側絶縁筒２に
沿って流れる冷却媒体を阻止することにより、冷却媒体
は図中矢印で示すようにセクション１Ａと外側絶縁筒３
との間の流通間隙１０Ａに向かって流れる。この流れに
よってセクション１Ａの下面に冷却媒体が触れて、これ
を冷却する。流通間隙１０Ａを通過する冷却媒体の一部
は、同じく折流部材１１Ａにより上段のセクション１Ｂ
側に傾斜するように流れる。

【００１７】このようにして冷却媒体は内側絶縁筒２と
外側絶縁筒３との間を千鳥状に流れて上昇するととも
に、この冷却媒体の流れにより、各区画されたセクショ
ンは、その最下段のものから最上段のものでほぼ均等に
冷却される。これにより最下段のセクションの温度上昇
が低減されるようになる。

【００１８】図２に折流部材、スペーサのための具体的
構成を示す。内側絶縁筒２の外周および外側絶縁筒３の
内側に、適当な間隔をおいて縦スペーサ１３、１４が互
いに向かい合うようにして取り付けられてある。多段に
積み重ねられてあるセクションの間を適当な間隔に維持
するために、セクションの円周方向に沿って適当な間隔
をおいて横スペーサ１５が配置される。この横スペーサ
１５の両端は各縦スペーサ１３、１４により支持され
る。

【００１９】各隣合う縦スペース１３間に、セクション
１Ａに対して流通間隙１０が形成されるように、折流部
材１１を配置し、これを図３に示すように上下に並んで
いる横スペーサ１５の間に挾むことに支持する。同様に
各隣合う縦スペース１４間にあって、外側絶縁筒３とセ
クション１との間隙を埋めるようにスペーサ１２を配置
し、これも上下に並んでいる横スペーサ１５の間に挾む
ことに支持する。図２に示す構成は流通間隙１０を形成
した例であるが、流通間隙１０Ａを形成するには、内側
絶縁筒２側にスペーサ１２を、外側絶縁筒３側に折流部
材１１Ａを配置すればよい。

【００２０】図４に別の具体的構成を示す。この例はセ
クション１Ａの底面に折流部材１１ならびにスペーサ１
２を設けた構成である。ここでは図５、図６に示すよう
に折流部材１１、スペーサ１２はリング状としてある。
図５に示すスペーサ１２はその外周に溝１６が形成され
てあり、この溝１６に縦スペーサ１４を嵌合させるとと
もに、横スペーサ１５に形成されている段部１７に填め
込まれてある。この状態でセクションと横スペーサ１５
とにより挾み込まれて支持される。

【００２１】図６に示す折流部材１１もその内周に向か
って開口する溝１８を外周に向かって突出するように形
成されてあり、この溝１８に縦スペーサ１３を嵌合させ
るとともに、横スペーサ１５に形成されてある段部１９
に填め込まれてある。この状態でセクションと横スペー
サ１５とにより挾み込まれて支持される。

【００２２】図５、図６に示す形状は、流通間隙１０を
形成する構成であるが、流通間隙１０Ａを形成する場合
は、図５に示すスペーサ１２に代えて、内側に溝１６を
形成してスペーサ１２Ａとし、また図６に示す折流部材
１１に代えて、外側に向かって開口し、内側に向かって
突出する溝１８を形成して折流部材１１Ａとしたものを
使用すればよい。

【００２３】次に本発明の実験例について説明する。巻
数４８ターンの巻線を１セクションとし、その４０セク
ションを軸方向に積み上げ、これを５区画に分け、各区
画に８セクションを配置した。この巻線構造に定格電流
密度１平方ミリメートル当り３．４Ａの電流を流した場
合のセクションＮｏ１〜Ｎｏ８（図８参照。）のガス温
度に対する温度上昇値を実測した結果、表１に示すよう
な結果が得られた。比較のために前記した既提案の構成
における測定値を合わせて示している。

【００２４】

【表１】

【００２５】これから理解されるように、既提案の構成
において、最も温度が高くなる最下段のセクションは、
本発明によるときは、これを半分程度に冷却することが
できることにより、最高点温度を低減することができ、
かつ各セクションの温度をほぼ均一化することができる
ようになる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、内
側絶縁筒と外側絶縁筒との間に重ねられてある各セクシ
ョンの間に冷却媒体を流して、各セクションを冷却する
にあたり、バリアを利用した既提案の構成に比較して各
セクション間の温度を平均化することができるととも
に、セクション内の最高点温度を低減することができる
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す部分断面図である。

【図２】図１の部分平面図である。

【図３】図２の部分断面図である。

【図４】本発明の別の実施例を示す部分断面図である。

【図５】図４のスペーサを示す部分平面図である。

【図６】図４の折流部材を示す部分平面図である。

【図７】図４の部分断面図である。

【図８】本発明の作用を説明するための部分断面図であ
る。

【符号の説明】

１Ａ〜１Ｅ セクション ２ 内側絶縁筒 ３ 外側絶縁筒 １０、１０Ａ 流通間隙 １１、１１Ａ 折流部材 １２、１２Ａ スペーサ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年１０月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す部分断面図である。

【図２】図１の部分平面図である。

【図３】図２の部分断面図である。

【図４】本発明の別の実施例を示す部分断面図である。

【図５】図４のスペーサを示す部分平面図である。

【図６】図４の折流部材を示す部分平面図である。

【図７】図４の部分断面図である。

【図８】本発明の作用を説明するための部分断面図であ
る。

【図９】既提案の構成を示す部分断面図である。

【符号の説明】 １Ａ〜１Ｅ セクション ２ 内側絶縁筒 ３ 外側絶縁筒 １０、１０Ａ 流通間隙 １１、１１Ａ 折流部材 １２、１２Ａ スペーサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内側絶縁筒と外側絶縁筒との間に多段に
   重ねられた多数のセクションを複数のセクション毎に区
   画し、各区画されたセクションのうちの最下段のセクシ
   ョンの側面と内側または外側絶縁筒のうちの一方との間
   に、下方から供給されてくる冷却媒体の流通間隙を、隣
   合う区画毎に内側絶縁筒側と外側絶縁筒側とに交互に形
   成し、各流通間隙を通過する冷却媒体が各区画されたセ
   クション側に傾斜して流れるように、各流通間隙の近傍
   にあって、その流通間隙を形成している絶縁筒に折流部
   材を設け、各最下段のセクションの流通間隙を形成して
   いる側面とは反対側の側面と絶縁筒との間に、冷却媒体
   の流通を阻止するためのスペーサを設けてなる誘導電磁
   器用巻線構造。