JPH10106858A - 変圧器 - Google Patents

変圧器

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JPH10106858A
JPH10106858A JP8256140A JP25614096A JPH10106858A JP H10106858 A JPH10106858 A JP H10106858A JP 8256140 A JP8256140 A JP 8256140A JP 25614096 A JP25614096 A JP 25614096A JP H10106858 A JPH10106858 A JP H10106858A
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JP
Japan
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transformer
voltage
winding
lightning
lightning arrester
Prior art date
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Pending
Application number
JP8256140A
Other languages
English (en)
Inventor
Tamotsu Inoue
保 井上
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 中性点部分又は主間隙部分の絶縁構成を合理
化し、小型で信頼性の高い変圧器を提供する。 【解決手段】 鉄心4に高圧巻線10を巻回し、3組の
巻線10を星型結線によって接続することにより、高圧
側の3相コイルを構成する。星型結線構成の中性点端部
12と変圧器のタンク14との間に、酸化亜鉛型避雷素
子13を接続する。酸化亜鉛型避雷素子13は、複数個
直列に接続し、絶縁筒15内部に収容する。酸化亜鉛型
避雷素子13の数を、変圧器巻線の雷試験電圧で動作す
る数とする。絶縁筒15に、複数個の穴16を形成し、
中性点端部12及びタンク14との接続を容易にするた
めの端部17を設ける。これらの端部17を、それぞれ
避雷素子13に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ガス絶縁
変圧器などの変圧器に係り、特に、星型結線やΔ結線等
によって巻線が3相接続された変圧器に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の電力需要の拡大と都市近郊におけ
る用地取得の困難性から、ビルの地下などに産業用変圧
器を設置するケースが増大している。これらの変圧器の
巻線構成には様々なタイプがあるが、いずれの構成にお
いても、巻線を変圧器タンク内で接続して、3相構成と
している点では共通している。このような変圧器のうち
で代表的なものの巻線構成の一例を、図4に従って以下
に説明する。なお、図4は、巻線構成の概略断面図であ
る。すなわち、鉄心4の回りに、平角線による巻線1,
2,3が、内側から順に巻回されている。そして、巻線
1,2,3は、変圧器タンク4の内部で結線接続され、
3相変圧器が構成されている。この3相変圧器の巻線の
結線接続方法には、星型結線、Δ結線等がある。
【0003】ところで、大容量の3相変圧器は中性点が
接地してある場合が多いが、上記のような産業用変圧器
においては、中性点は非接地としてあるのが通常であ
る。一方、変圧器は、その信頼性を確認するために、製
作工場内で各種の試験を実施する。かかる試験の中に、
雷電圧に対する試験として非接地試験が存在する。この
非接地試験は、例えば星型結線にした3相変圧器の各線
路端子に、一括して雷インパルス電圧を印加する試験で
ある。この試験においては、巻線の印加端子部分に試験
電圧が加わるとともに、中性点には巻線の内部電位振動
によって試験電圧以上の電圧が加わる。従って、通常の
運転状態では電圧が加わらない中性点の絶縁構成を、線
路端部よりも強化することが一般的に行われている。
【0004】また、Δ結線接続の3相変圧器において
も、非接地の雷電圧試験を実施する必要がある。そし
て、この雷電圧試験を行うと、内部電位振動によって、
巻線の中間部分と他巻線(接地間)に印加端子部分以上
の電圧が加わる。従って、電圧を印加する端部の絶縁構
成よりも、巻線中央部分の絶縁構成を強化しなければな
らない。つまり、一般に主間隙と呼ばれている高圧巻線
と低圧巻線との間隙部分の絶縁補強を十分に行う必要が
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような巻線構造を有する変圧器には、以下のような問題
点があった。すなわち、星型結線の3相変圧器の場合、
通常の運転状態では中性点には電圧が加わらないにもか
かわらず、上述の非接地の雷電圧試験の際に加わる試験
電圧以上の電圧対策のために、中性点の絶縁構成を強化
する必要がある。しかし、このような絶縁補強を行う
と、変圧器が大型化するとともに構成が複雑化する。
【0006】また、Δ結線接続の3相変圧器の場合に
も、非接地の雷電圧試験のために、主間隙部の絶縁補強
をする必要があるが、主間隙部の絶縁補強は巻線間の絶
縁距離の拡大に帰することとなり、それだけ大型化した
変圧器となる。
【0007】本発明は以上のような従来技術の問題点を
解決するために提案されたものであり、その目的は、中
性点部分又は主間隙部分の絶縁構成を合理化し、小型で
信頼性の高い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】上記の目的を達成するた
めに、請求項1記載の発明は、鉄心の回りに複数個の巻
線が巻装され、前記巻線が星型結線によって3相接続さ
れ、この星型結線における中性点が非接地である変圧器
において、前記中性点と対地間に避雷素子が接続されて
いることを特徴とする。
【0009】以上のような請求項1記載の発明では、中
性点部分の電位が避雷素子の動作電圧で固定されるの
で、中性点部分に過電圧が加わることが防止される。従
って、中性点部分の絶縁構成を線路端と同様とすること
ができる。
【0010】請求項2記載の発明は、請求項1記載の変
圧器において、前記避雷素子は、前記巻線の少なくとも
雷試験電圧で動作するように設定されていることを特徴
とする。
【0011】以上のような請求項2記載の発明では、避
雷素子の動作電圧が雷試験電圧となっているので、雷電
圧試験を実施する際に、中性点部分の電位が雷試験電圧
で固定される。従って、内部電位振動によって中性点部
分に過電圧が加わることがなく、中性点部分の絶縁構成
を線路端と同様とすることができる。
【0012】請求項3記載の発明は、鉄心の回りに複数
個の巻線が巻装され、前記巻線がΔ結線によって3相接
続された変圧器において、前記Δ結線における巻線の中
間部分と対地間に、避雷素子が接続されていることを特
徴とする。
【0013】以上のような請求項3記載の発明では、巻
線の中間部分の電位が避雷素子の動作電圧で固定される
ので、中間部分に過電圧が加わることが防止される。従
って、中間部分の絶縁構成を線路端と同様とすることが
できる。
【0014】請求項4記載の発明は、請求項3記載の変
圧器において、前記避雷素子は、前記巻線の交流の中間
電位では動作せず、少なくとも雷試験電圧で動作するよ
うに設定されていることを特徴とする。
【0015】以上のような請求項4記載の発明では、避
雷素子の動作電圧が雷試験電圧となっているので、雷電
圧試験を実施する際に、中間部分の電位が雷試験電圧で
固定される。従って、内部電位振動によって中性点部分
に過電圧が加わることがなく、主間隙部分の絶縁構成を
線路端と同様とすることができる。
【0016】請求項5記載の発明は、請求項1〜4のい
ずれか1項に記載の変圧器において、前記避雷素子は酸
化亜鉛型であることを特徴とする。
【0017】以上のような請求項5記載の発明では、避
雷素子が、急峻波過電圧に対して応答遅れがなく、非直
線性に優れた酸化亜鉛型であるため、変圧器の安全性、
信頼性が向上する。
【0018】請求項6記載の発明は、請求項1〜5のい
ずれか1項に記載の変圧器において、前記避雷素子は絶
縁筒内部に収納されていることを特徴とする。
【0019】以上のような請求項6記載の発明では、避
雷素子が絶縁筒内部に収納されているので、避雷素子が
動作したときにおいても機械的に動くことはなく、極め
て安定するとともに、取扱いが容易となり、持ち運び、
組み立て等が便利となる。
【0020】請求項7記載の発明は、請求項6項記載の
変圧器において、前記絶縁筒には、穴が形成されている
ことを特徴とする以上のような請求項7記載の発明で
は、絶縁筒に穴が形成されているので放熱効果が高く、
避雷素子が動作した場合においても冷却効率が良い。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に従っ
て以下に説明する。なお、図4に示した従来技術と同様
の部材は同一の符号を付して説明する。
【0022】(1)第1の実施の形態 請求項1及び請求項2、請求項5〜7記載の発明に対応
する一つの実施の形態を、第1の実施の形態として図
1、図2に従って以下に説明する。
【0023】(構成)まず、本実施の形態の構成を説明
する。すなわち、図1に示すように、鉄心4に巻回され
た巻線は高圧巻線10であり、3組の高圧巻線10が星
型結線で接続されることによって、高圧側の3相コイル
が構成されている。高圧巻線10の一端部は、星型結線
構成の線路端部11であり、他端部が中性点端部12で
ある。この中性点端部12と変圧器のタンク14との間
には、酸化亜鉛型避雷素子13が接続されている。
【0024】この酸化亜鉛型避雷素子13は、図2に示
すように、複数個直列に接続され、絶縁筒15内部に収
容されている。酸化亜鉛型避雷素子13の数は、変圧器
巻線の雷試験電圧で動作する数となっている。そして、
絶縁筒15には、複数個の穴16が形成されるととも
に、中性点端部12及びタンク14との接続を容易にす
るための端部17が設けられている。これらの端部17
は、それぞれ避雷素子13に接続されている。
【0025】(作用・効果)以上のような構成を有する
本実施の形態の作用効果は以下の通りである。すなわ
ち、中性点部分に少なくとも雷試験電圧で動作する酸化
亜鉛型避雷素子13が接続されているので、変圧器の雷
電圧非接地試験においても、雷試験電圧以上の電圧が中
性点に加わることがない。従って、巻線の印加側と中性
点とには同じ電圧が加わることになり、中性点端部は高
圧側(印加側)と同様の絶縁強度を有する絶縁構成とす
ればよく、変圧器が小型化できる。
【0026】特に、試験電圧を印加したとき、巻線の上
下2端の電圧が同一となるので、巻線の主間隙部分はほ
ぼ平等電界となり、絶縁構成をどの部分でも同一とすれ
ばよく、信頼性の高い変圧器が得られる。また、巻線の
中性点に酸化亜鉛型避雷素子13が接続されているた
め、通常の運転状態では、酸化亜鉛型避雷素子13には
交流電圧も加わらず、雷電圧が加わったときのみしか電
圧が加わらない。従って、信頼性の高い変圧器の構成と
なる。
【0027】なお、酸化亜鉛型避雷素子13は、直列ギ
ャップがないので急峻波過電圧に対して応答遅れがな
く、非直線抵抗性が優れている。従って、この酸化亜鉛
型避雷素子13を用いた本実施の形態の変圧器は、安全
性、信頼性が高い。
【0028】そして、酸化亜鉛型避雷素子13は絶縁筒
15の内部に収納されているので、酸化亜鉛型避雷素子
13が動作したときにおいても機械的に動くことなく、
極めて安定し信頼性が向上するとともに、取扱いが容易
となり、変圧器組立の際において、自由に持ち運びがで
きるので、変圧器組立ての時間短縮が図れる。
【0029】さらに、絶縁筒15には複数個の穴16が
形成されているので、酸化亜鉛型避雷素子13が動作し
た場合においても冷却効率がよく、加熱するようなこと
がなく、信頼性の高い変圧器が得られる。
【0030】(2)第2の実施の形態 請求項3及び請求項4、請求項5〜7記載の発明に対応
する一つの実施の形態を、第2の実施の形態として図
2、図3に従って以下に説明する。
【0031】(構成)まず、本実施の形態の構成を説明
する。すなわち、図3に示すように、鉄心4に巻回され
た巻線は高圧巻線20であり、3組の高圧巻線20がΔ
結線で接続されることによって、高圧側の3相コイルが
構成されている。高圧巻線20の両端部は、Δ結線構成
の線路端部となっている。この高圧巻線20の上下中間
部分と変圧器のタンク14との間には、酸化亜鉛型避雷
素子13が接続されている。
【0032】この酸化亜鉛型避雷素子13は、上記第1
の実施の形態と同様に、図2に示すように、複数個直列
に接続され、絶縁筒15内部に収容されている。酸化亜
鉛型避雷素子13の数は、変圧器巻線の雷試験電圧で動
作するとともに、Δ結線巻線の交流電圧の中間電位では
動作しない数となっている。そして、絶縁筒15には複
数個の穴16が形成されるとともに、中性点端部12及
びタンク14との接続を容易にするための端部17が設
けられている。これらの端部17は、それぞれ避雷素子
13に接続されている。
【0033】(作用・効果)以上のような構成を有する
本実施の形態の作用効果は以下の通りである。すなわ
ち、巻線の中間部分に少なくとも試験電圧で動作し、変
圧器の運転電圧では動作しない酸化亜鉛型避雷素子13
が接続されているので、変圧器の雷電圧非接地試験にお
いても、雷試験電圧以上の電圧が中間部分に加わること
がない。従って、巻線の両端部の印加側と中間部分には
同じ電圧が加わることになり、主間隙寸法を拡大するこ
となく、変圧器絶縁を構成でき、変圧器が小型化でき
る。
【0034】特に、試験電圧を印加したとき、巻線の上
下2端の電圧および巻線中間部分の電圧が同一となるの
で、巻線の主間隙部分はほぼ平等電界となり、絶縁構成
をどの部分でも同一とすればよく、信頼性の高い変圧器
が得られる。また、巻線の中間部分に交流電圧では動作
しない酸化亜鉛型避雷素子13が接続されているため、
通常の運転状態では、酸化亜鉛型避雷素子13は動作せ
ず、雷試験電圧が加わったときにのみ電圧が加わる。従
って、信頼性の高い変圧器の構成となる。
【0035】なお、酸化亜鉛型避雷素子13は、上記第
1の実施の形態と同様の構成であるため、これにより第
1の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【0036】(3)他の実施の形態 本発明は以上のような実施の形態に限定されるものでは
なく、各部材の大きさ、形状、種類等は適宜変更可能で
ある。例えば、避雷素子としては、酸化亜鉛型が望まし
いが、他の公知の種類の避雷素子であってもよい。ま
た、避雷素子の数や、絶縁筒に形成する穴の数は、所望
の作動電圧及び放熱効果に応じて、自由に増減可能であ
る。さらに、本発明は、リアクトル等の他の静止誘導電
気機器にも適用可能である。
【0037】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、星型
結線巻線の中性点又はΔ結線巻線の中間部分と対地間に
避雷素子を接続するという構成によって、中性点部分又
は主間隙部分の絶縁構成を合理化し、小型で信頼性の高
い変圧器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態における変圧器の巻
線構成を示す概略縦断面図である。
【図2】第1及び第2の実施の形態における酸化亜鉛型
避雷素子を示す一部断面斜視図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態における変圧器の巻
線構成を示す概略縦断面図である。
【図4】従来の変圧器の巻線構成の一例を示す概略縦断
面図である。
【符号の説明】
1,2,3…巻線 4…鉄心 10,20…高圧巻線 11…線路端部 12…中性点端部 13…酸化亜鉛型避雷素子 14…タンク 15…絶縁筒 16…穴 17…端子

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄心の回りに複数個の巻線が巻装され、
    前記巻線が星型結線によって3相接続され、この星型結
    線における中性点が非接地である変圧器において、 前記中性点と対地間に避雷素子が接続されていることを
    特徴とする変圧器。
  2. 【請求項2】 前記避雷素子は、前記巻線の少なくとも
    雷試験電圧で動作するように設定されていることを特徴
    とする請求項1記載の変圧器。
  3. 【請求項3】 鉄心の回りに複数個の巻線が巻装され、
    前記巻線がΔ結線によって3相接続された変圧器におい
    て、 前記Δ結線における巻線の中間部分と対地間に、避雷素
    子が接続されていることを特徴とする変圧器。
  4. 【請求項4】 前記避雷素子は、前記巻線の交流の中間
    電位では動作せず、少なくとも雷試験電圧で動作するよ
    うに設定されていることを特徴とする請求項3記載の変
    圧器。
  5. 【請求項5】 前記避雷素子は酸化亜鉛型であることを
    特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の変圧
    器。
  6. 【請求項6】 前記避雷素子は絶縁筒内部に収納されて
    いることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記
    載の変圧器。
  7. 【請求項7】 前記絶縁筒には、穴が形成されているこ
    とを特徴とする請求項6記載の変圧器。
JP8256140A 1996-09-27 1996-09-27 変圧器 Pending JPH10106858A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102568791A (zh) * 2010-12-14 2012-07-11 特变电工沈阳变压器集团有限公司 一种单相高压试验变压器

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