JPH097847A - Pfc変圧器 - Google Patents

Pfc変圧器

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Publication number
JPH097847A
JPH097847A JP7158882A JP15888295A JPH097847A JP H097847 A JPH097847 A JP H097847A JP 7158882 A JP7158882 A JP 7158882A JP 15888295 A JP15888295 A JP 15888295A JP H097847 A JPH097847 A JP H097847A
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JP
Japan
Prior art keywords
pfc
liquid
insulator
winding
transformer
Prior art date
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Pending
Application number
JP7158882A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuichi Kajiwara
祐一 梶原
Shuzo Sakaguchi
秀三 坂口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH097847A publication Critical patent/JPH097847A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 タンクに満たす冷却媒体なるパーフロロカー
ボン(PFC)液を減じ、かつ巻線端の電界集中を抑制
する構造を有する変圧器を提供する。 【構成】 柱状の鉄心を巻回する内側巻線2、内側巻線
2を取り巻く外側巻線1、両巻線1,2間の隔壁として
絶縁物9をパーフロロカーボン(PFC)液7を満たし
たタンク内に収納し、両巻線1,2と絶縁物9の壁面と
の間の各すき間をパーフロロカーボン(PFC)液7の
液道5とするPFC変圧器において、絶縁物9はその上
下端にそれぞれ端側に開口する溝14を有する厚さ方向
の一つの断面形状を有する。 【効果】 従来の二枚壁の絶縁物の構造よりPFC液量
を低減できPFC変圧器コスト低減でき、また溝中のP
FC液で電界集中を緩和できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、タンク内に設置された
巻線を絶縁及び冷却するために、タンクに満たす冷却媒
体としてパーフロロカーボン(PFC)液を用いた変圧器
に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明の対象となる変圧器は、鉄心と、
この鉄心と同心状に配置された内側巻線と、内側巻線を
囲む外側巻線と、これら両巻線間の間隙に配置された絶
縁物と、これら鉄心〜各巻線を収納したタンクと、タン
ク内に満たされた冷却媒体とから構成されるものであ
る。
【0003】従来、冷却媒体として油を用いた変圧器で
は、内側巻線/外側巻線間の絶縁物は、油と絶縁物を交
互にある間隙をもって多重に配置(油隙細分割方式)さ
れている。これは、両巻線間の間隔から絶縁物の厚さ分
を除くギャップの合計を一定とした場合に、絶縁物を多
重にして各油隙のギャップを小さくする方が絶縁耐力が
高くなるためであり、両巻線間の間隔がある程度広くな
る変圧器において油隙細分割方式が用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明にかかるPFC
変圧器は、冷却媒体としてパーフロロカーボン(PFC)
液を用いる。PFC液は、現在、その生産量も少なく、
油に比較して高価なものである。そのため、PFC変圧
器は油入変圧器より高価なものとなっている。
【0005】PFC液は油と違って不燃性であるため、
PFC液を入れたPFC変圧器は、安全性に優れ、特に
都市の地下変電所等の火災が厳禁である場所において有
用である。しかしながら、価格的に高価であることが、
PFC変圧器の普及にとって大きな弊害となっている。
そこで、PFC変圧器のコスト低減が、開発における大
きな課題の一つであり、将来の発展の意味でもこれが急
務となっている。
【0006】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であって、本発明の第一の目的は、現在の油入変圧器よ
り冷却媒体の充填量を低減させるに好適な構造を有する
PFC変圧器を提供することにある。
【0007】また本発明の第二の目的は、PFC液の充
填量の低減すると共に巻線端部での電解集中を緩和する
に好適な構造を有するPFC変圧器を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記第一の目的を達成す
るために、本発明の第1のPFC変圧器は、柱状の鉄心
と、この鉄心と同心状に配置された内側巻線と、内側巻
線を取り巻く外側巻線と、両巻線間に隔壁として設置さ
れた絶縁物とをパーフロロカーボン(PFC)液を満た
したタンク内に収納して構成され、内側巻線と絶縁物の
一方の壁面との間のすき間および外側巻線と絶縁部の他
方の壁面とのすき間をパーフロロカーボン(PFC)液
の液道とするPFC変圧器において、絶縁物は一つの隔
壁を形成し、厚さ方向断面が矩形で中実であることを特
徴とする。
【0009】また上記第二の目的を達成するために、本
発明の第2のPFC変圧器は、第1のPFC変圧器と同
様に、柱状の鉄心、内側巻線、外側巻線、隔壁としての
絶縁物、パーフロロカーボン(PFC)液を満たしたタ
ンク及び液道を備え、絶縁物は一つの隔壁を形成し、厚
さ方向断面は上下端にそれぞれ端側に開口する溝を有す
る形状であることを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明の第1のPFC変圧器においては、内側
巻線と外側巻線間の絶縁物が中実矩形の一つの断面を有
するので、従来の二重隔壁の絶縁物より二重隔壁同士間
のすき間の分だけ、タンク内でPFC液の占める容積が
減少することになる。
【0011】また、第2のPFC変圧器においては、内
側巻線と外側巻線間の絶縁物が上下端にそれぞれ端側に
開口する溝を有する一つの断面形状を有するので、従来
の二重隔壁の絶縁物と比べて、上下溝の底から底に至る
断面に対応する容積分だけ、タンク内でPFC液の締め
る容積が減少することになる。さらに溝を設けたことに
より、この溝にPFC液が入るので、巻線端部の電界集
中を緩和することが可能である。これは、下記に示す原
理に基づく。例えば、ある2つの巻線の(高圧巻線及び
低圧巻線)の間に電圧差が生じた場合、その電位分布
(電界)は巻線間の構成物によりその様相は変ってく
る。その分布は各構成物の誘電率で決まり、誘電率が大
きいほど電界は疎となり、逆に誘電率が小さいほど電界
は密となる。PFC液の誘電率は絶縁物のそれより小さ
い。実際用いられている変圧器の巻線では、巻線に面す
る部分は冷却のため液道が設けられている。第1のPF
C変圧器の場合、液道を除いた巻線間は絶縁物で埋まっ
ているため、巻線に面する液道に電界が集中し、特に巻
線端部における角部に電界が集中する。電界が過度に集
中した場合、その部位から絶縁破壊が生じることが知ら
れている。これを防止するため、第2のPFC変圧器で
は、巻線端部に対向する部分においては絶縁物の占める
割合を減少させ、液の割合を増加させることで電界の集
中を避けることができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例となるPFC変圧器を
図1〜図4を用いて説明する。図1は本発明の一実施例
における巻線間の絶縁物の形状を示す部分図、第2図は
他の実施例における巻線間の絶縁物の形状を示す図、第
3図は一般的なPFC変圧器の全体構成を示す断面図、
第4図は比較のための従来の巻線間の絶縁物の形状を示
す図である。
【0013】まず一般的なPFC変圧器の全体構成につ
いて図3により説明する。PFC変圧器は、PFC液7
を満たしたタンク11中に、柱状の鉄心12、鉄心12
と同心状に配置された内側巻線2、内側巻線を取り囲ん
で設置された外側巻線1、内側巻線2と外側巻線1間に
隔壁のように多重に設置された絶縁物9、9等を収納し
ている。鉄心12は上下で上部締め金具13および上部
締め金具17で位置決め固定され、また内側巻線2およ
び外側巻線1は上下でそれぞれ絶縁物15及び16を介
して上部締め金具13および下部締め金具17に固定さ
れている。
【0014】次に図1により、本発明の一実施例におけ
る巻線間の絶縁物の構造について説明する。本実施例の
PFC変圧器は、巻線間の絶縁物の構造を除いて、図3
に示す構成と同様である。図1において、内側巻線2と
外側巻線1との中間に隔壁としての絶縁物8が一つ設置
されている。内側巻線2と絶縁物8の一方の面間に形成
された隙間、および外側巻線1と絶縁物8の他方の面間
に形成された隙間はそれぞれPFC液が流れる液道5で
ある。なお内側巻線2と外側巻線1は、絶縁被覆3で覆
われた銅体4からなる電線を半径方向に巻回してドーナ
ツ状の扁平なコイルをつくり、これらを上下方向に積み
重ねて各コイルを連続的に接続したものである。
【0015】ここで、図1に示す一実施例の絶縁物8
を、図4に示す従来の油入り変圧器における絶縁物9,
9とを比較する。図1に示す絶縁物8は、図4に示す絶
縁物9,9(図1に示すのと同じ)の間の間隙を絶縁物
で埋めた一枚板となっており、埋めた分だけタンク11
内のPFC液の量を減少させることができ、PFC変圧
器のコスト低減を図ることができる。
【0016】図1中、曲線で示された電界6は、外側巻
線1に内側巻線2より高い電位を与えた場合に、両巻線
1,2間に生じた電位差を分布として表したものであ
る。この曲線の間隔が密になっているところほど電界が
高く、逆に疎になっているところほど電界は低い。また
誘電率の高い物質(例:絶縁物)中では電界は疎となり、
誘電率の低い物質(例:PFC液)中では電界が密とな
る。図1においては、図3と比較して、誘電率の低い液
の部分で、さらに巻線端部の角部に電界が集中している
ことが分かる。この電界の集中部分から絶縁破壊を起こ
す可能性が高くなることが分かっており、PFC変圧器
の電圧等の仕様によっては一実施例の絶縁物8の構造を
採用できない場合がある。この対策を次に説明する。
【0017】図2は本発明の別の実施例における外側巻
線と内側巻線間に隔壁として設けた絶縁物を示す図であ
る。電界の集中する巻線間の端部には、誘電率の低いP
FC液の割合を増やすことが巻線端の角部の電界を緩和
する方法として有効である。そこで、隔壁としての絶縁
物は、その上下端部に端側に開口する凹溝14を設け、
ここにPFC液が入る構造とした。この絶縁物の凹溝1
4は、寸法の長い2つの絶縁物9の間に短い絶縁物10
を接合させることにより容易に製作できる。かくして巻
線間の端部に液の占める割合を増加させ、巻線端部での
電界集中を緩和できる。この構造の採用により、液量の
低減と電界集中の緩和を同時に達成することが可能であ
る。
【0018】
【発明の効果】以上記述した如く、本発明によれば、内
側巻線と外側巻線間に隔壁として設ける絶縁物を、従来
の二重壁のすき間を絶縁物で埋めて一体化したように、
中実断面を有するものとしたので、二重壁の場合よりも
PFC変圧器におけるパーフロロカーボン(PFC)液の
充填量を低減できる。また、絶縁物の上下端部に端面に
開口する凹溝を設けれることにより、凹溝に入ったPF
C液により巻線端部に起きる電界集中を緩和することが
できる。かくして不燃性PFC液を用いるPFC変圧器
のコスト低減により、地下変電所等、火災の被害が甚大
になる場所へのPFC変圧器設置を促進でき、設置場所
をより安全にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例となるPFC変圧器における
内外両巻線間の絶縁物形状を示す断面図である。
【図2】本発明の他の実施例における内外両巻線間の絶
縁物形状を示す断面図である。
【図3】一般的なPFC変圧器の全体構成図である。
【図4】従来の油入り変圧器で用いる内外両巻線間の油
隙細分割構造の断面図である。
【符号の説明】
1 外側巻線 2 内側巻線 3 絶縁被覆 4 導体 5 液道 6 電界 7 PFC液 8 絶縁物 9 絶縁物 10 絶縁物 11 タンク 12 鉄心 14 凹溝

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 柱状の鉄心と、該鉄心と同心状に配置さ
    れた内側巻線と、該内側巻線を取り巻く外側巻線と、前
    記両巻線間に隔壁として設置された絶縁物とをパーフロ
    ロカーボン(PFC)液を満たしたタンク内に収納して
    構成し、前記内側巻線と前記絶縁物の一方の壁面との間
    のすき間および前記外側巻線と前記絶縁部の他方の壁面
    とのすき間をパーフロロカーボン(PFC)液の液道と
    するPFC変圧器において、前記絶縁物は一つの隔壁で
    あり、中実矩形の厚さ方向断面を有することを特徴とす
    るPFC変圧器。
  2. 【請求項2】 柱状の鉄心と、該鉄心と同心状に配置さ
    れた内側巻線と、該内側巻線を取り巻く外側巻線と、前
    記両巻線間に隔壁として設置された絶縁物とをパーフロ
    ロカーボン(PFC)液を満たしたタンク内に収納して
    構成され、前記内側巻線と前記絶縁物の一方の壁面との
    間のすき間および前記外側巻線と前記絶縁部の他方の壁
    面とのすき間をパーフロロカーボン(PFC)液の液道
    とするPFC変圧器において、前記絶縁物は一つの隔壁
    であり、上下端部にそれぞれ端側に開口する溝を有する
    厚さ方向断面を有することを特徴とするPFC変圧器。
JP7158882A 1995-06-26 1995-06-26 Pfc変圧器 Pending JPH097847A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008041763A (ja) * 2006-08-02 2008-02-21 Mitsubishi Electric Corp 油入電気機器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008041763A (ja) * 2006-08-02 2008-02-21 Mitsubishi Electric Corp 油入電気機器

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