JPH1079314A - ガス絶縁誘導電器巻線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】絶縁フイルムの熱収縮によって巻枠や波形ボー
ドにかかる合成力を低減させる。 【解決手段】レヤー絶縁フイルム２より幅の狭い金属シ
ート３にレヤー絶縁フイルム２が重ねられた状態で絶縁
性の巻枠１に巻回され、金属シート３の端部にレヤー絶
縁フイルム２よりの熱収縮率の小さい端部絶縁フイルム
４０が介装される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ガス絶縁の変圧
器またはリアクトルの巻線に関し、特に、絶縁フイルム
が熱収縮しても巻枠にかかる機械力が小さい巻線に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】最近、大都市の地下変電所は、その防災
上の観点から不燃性の電気機器を採用することが推奨さ
れ、変圧器やリアクトルなどの誘導電器もそのガス絶縁
化が進められている。図３は、従来のガス絶縁誘導電器
巻線の構成を示す要部斜視図である。巻線が、レヤー絶
縁フイルム２より幅の狭い金属シート３にレヤー絶縁フ
イルム２が重ねられた状態で絶縁性の巻枠１の外周に巻
回されたものからなっている。金属シート３の軸方向両
端のレヤー絶縁フイルム２同士の隙間には端部絶縁フイ
ルム４が介装され、金属シート３の端部が絶縁フイルム
で覆われている。巻線の内部には波形ボード５が周回状
に介装され冷却ダクト６が確保されるとともに、巻線全
体は、絶縁ガスが封入された図示されていない密閉容器
内に収納されている。

【０００３】図３において、レヤー絶縁フイルム２と端
部絶縁フイルム４の材料としてはポリエチレンテレフタ
レートが、金属シート３の材料としてはアルミニウム箔
がそれぞれ用いられている。また、巻枠１や波形ボード
５にはＦＲＰ（ガラス繊維にエポキシ樹脂が含浸された
強化プラスチックス材）が用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の装置は、端部絶縁フイルムの熱収縮によ
って巻枠や波形ボードにかかる力が大きくなるという問
題があった。すなわち、巻線は、変圧器やリアクトルに
組み込まれた後の加熱乾燥、運転時の通電電流によって
温度が上昇し、絶縁フイルムが熱収縮する。ポリエチレ
ンテレフタレートの場合、例えば、２０℃の状態から一
旦、２００℃になると、その幅が４％収縮する。それに
よって、巻線を半径方向内方に締め付ける機械力が発生
する。その後、巻線の温度が２００℃から下がっても絶
縁フイルムの性質から、熱収縮した分は元に戻らない。
一方、金属シートは、温度上昇によって熱膨張するので
絶縁フイルムによる収縮力とは反対に半径方向外方に向
かって熱膨張力が働くようになる。この熱膨張分は、巻
線の温度が下がれば元に戻る。

【０００５】図４は、図３の巻線内に発生する力の状態
を示す要部斜視図である。図中の矢印は温度上昇によっ
て巻線内に発生する力を示し、それぞれ矢印の方向が力
の方向を、矢印の長さが力の相対的な大きさを示してい
る。図４において、巻線が高温になると、金属シート３
の介在しない巻線端部では、レヤー絶縁フイルム２によ
る収縮力Ｆ１と、端部絶縁フイルム４による収縮力Ｆ２
とが半径方向内方に向かって発生する。レヤー絶縁フイ
ルム２と端部絶縁フイルム４とはいずれもポリエチレン
テレフタレートなので、収縮力Ｆ１とＦ２とは同じ大き
さである。巻枠１や波形ボード５に働く合成力Ｆ１２
は、Ｆ１とＦ２との和になり半径方向内方に向く。一
方、金属シート３が介在する部分では、レヤー絶縁フイ
ルム２による収縮力Ｆ１が半径方向内方に向かって発生
するとともに、金属シート３による膨張力Ｆ３が半径方
向外方に向かって発生する。したがって、巻枠１や波形
ボード５に働く合成力Ｆ１３は、Ｆ１とＦ３との差にな
り半径方向内方に向く。

【０００６】すなわち、図４の構成では、巻線端部で巻
枠１や波形ボード５に収縮力Ｆ１の２倍と言う大きな合
成力Ｆ１２が発生する。この合成力Ｆ１２があまり大き
いと、巻枠１が機械的に破壊したり、波形ボード５の冷
却ダクト６が潰されてしまうので、従来は、巻枠１や波
形ボード５を厚く丈夫なものにしていた。そのために、
材料コストの高騰、巻線の外形寸法の拡大を招いてい
た。

【０００７】この発明の目的は、絶縁フイルムの熱収縮
によって巻枠や波形ボードにかかる合成力を低減させる
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明によれば、絶縁ガスが封入された密閉容器
内に収納され、レヤー絶縁フイルムより幅の狭い金属シ
ートに前記レヤー絶縁フイルムが重ねられた状態で絶縁
性の巻枠の外周に同軸に巻回され、金属シートの軸方向
両端のレヤー絶縁フイルム間に端部絶縁フイルムが介装
されたガス絶縁誘導電器巻線において、端部絶縁フイル
ムの熱収縮率がレヤー絶縁フイルムのそれより小さいも
のとするとよい。端部絶縁フイルムの熱収縮分が小さい
ので、端部絶縁フイルムによる収縮力が弱くなり、巻枠
や波形ボードにかかる合成力が小さくなる。

【０００９】また、かかる構成において、端部絶縁フイ
ルムをポリエチレンナフタレート、レヤー絶縁フイルム
をポリエチレンテレフタレートとするとよい。ポリエチ
レンナフタレートの熱収縮率がポリエチレンテレフタレ
ートのそれより小さいので、巻枠や波形ボードにかかる
合成力が小さくなる。また、かかる構成において、端部
絶縁フイルムをポリフェニレンサルファイド、レヤー絶
縁フイルムをポリエチレンテレフタレートとしてもよ
い。ポリフェニレンサルファイドの熱収縮率がポリエチ
レンテレフタレートのそれより小さいので、巻枠や波形
ボードにかかる合成力が小さくなる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明を実施例に基づい
て説明する。図１は、この発明の実施例にかかるガス絶
縁誘導電器巻線の構成を示す要部斜視図である。従来と
異なる構成は、端部絶縁フイルム４０として、レヤー絶
縁フイルム２の熱収縮率より小さい材料が用いられてい
る点である。その他は、従来の構成と同じであり、従来
と同じ部分には同一参照符号を付け詳細な説明を省略す
る。端部絶縁フイルム４０としては、たとえば、ポリエ
チレンナフタレート（以下、ＰＥＮと略称する）やポリ
フェニレンサルファイド（以下、ＰＰＳと略称する）が
用いられる。これらの絶縁フイルムの熱収縮率をポリエ
チレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略称する）と一
緒に表１に示す。

【００１１】

【表１】 表１の熱収縮率は、いずれも、絶縁フイルムを２００
℃、１０分間加熱した状態における収縮率が２０℃の状
態に対して求められたものである。たとえば、ＰＥＮ、
ＰＰＳの熱収縮率は、ＰＥＴのそれに対して、それぞれ
０．５倍、０．６７５倍になっている。

【００１２】図２は、図１の巻線内に発生する力の状態
を示す要部斜視図である。図４と同様に、図中の矢印は
温度上昇によって巻線内に発生する力を示し、それぞれ
矢印の方向が力の方向を、矢印の長さが力の相対的な大
きさを示している。図２において、巻線が高温になる
と、金属シート３の介在しない巻線端部では、レヤー絶
縁フイルム２による収縮力Ｆ１と、端部絶縁フイルム４
０による収縮力Ｆ４とが半径方向内方に向かって発生す
る。レヤー絶縁フイルム２にはＰＥＴが用いられ、端部
絶縁フイルム４０には、ＰＥＮ、あるいは、ＰＰＳなど
レヤー絶縁フイルム２より熱収縮率の小さい材料が用い
られているので、その収縮力Ｆ４は収縮力Ｆ１より小さ
くなる。巻枠１や波形ボード５に働く合成力Ｆ１４は、
Ｆ１とＦ４との和になり半径方向内方に向く。一方、金
属シート３が介在する部分では従来と同様であり、巻枠
１や波形ボード５に働く合成力Ｆ１３が、Ｆ１とＦ３と
の差になり半径方向内方に向く。

【００１３】すなわち、図２の構成では、巻線端部で巻
枠１や波形ボード５に働く合成力Ｆ１４が、従来の構成
の場合の合成力Ｆ１２（図４）より小さくなる。したが
って、巻枠１や波形ボード５を従来の場合より薄くする
ことができ、材料のコストダウン、巻線の外形寸法の縮
小化が可能になる。前述したように、図４における従来
の構成における合成力Ｆ１２は、

【００１４】

【数１】 〔Ｆ１２〕＝〔Ｆ１〕＋〔Ｆ２〕 ＝〔Ｆ１〕＋〔Ｆ１〕 ＝２×〔Ｆ１〕 となるが、図２において、端部絶縁フイルム４０をＰＥ
Ｎとすると、表１の数値を用いて合成力Ｆ１４は、

【００１５】

【数２】 〔Ｆ１４〕＝〔Ｆ１〕＋〔Ｆ４〕 ＝〔Ｆ１〕＋０．５×〔Ｆ１〕 ＝１．５×〔Ｆ１〕 したがって、

【００１６】

【数３】〔Ｆ１４〕／〔Ｆ１２〕＝０．７５ となり、合成力Ｆ１４が７５％に低減される。一方、端
部絶縁フイルム４０をＰＰＳとすると、上述と同様にし
て合成力Ｆ１４は、

【００１７】

【数４】 〔Ｆ１４〕＝〔Ｆ１〕＋〔Ｆ４〕 ＝〔Ｆ１〕＋０．６７５×〔Ｆ１〕 ＝１．６７５×〔Ｆ１〕 したがって、

【００１８】

【数５】〔Ｆ１４〕／〔Ｆ１２〕＝０．８４ となり、合成力Ｆ１４が８４％に低減される。

【００１９】

【発明の効果】この発明は前述のように、端部絶縁フイ
ルムの熱収縮率がレヤー絶縁フイルムのそれより小さい
もの、たとえば、ポリエチレンナフタレート、あるい
は、ポリフェニレンサルファイドとする。それによっ
て、巻枠や波形ボードを従来の場合より薄くすることが
でき、材料のコストダウン、巻線の外形寸法の縮小化が
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例にかかるガス絶縁誘導電器巻
線の構成を示す要部斜視図

【図２】図１の巻線内に発生する力の状態を示す要部斜
視図

【図３】従来のガス絶縁誘導電器巻線の構成を示す要部
斜視図

【図４】図３の巻線内に発生する力の状態を示す要部斜
視図

【符号の説明】

１：巻枠、２：レヤー絶縁フイルム、３：金属シート、
４，４０：端部絶縁フイルム、５：波形ボード、６：冷
却ダクト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 昌広 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁ガスが封入された密閉容器内に収納さ
   れ、レヤー絶縁フイルムより幅の狭い金属シートに前記
   レヤー絶縁フイルムが重ねられた状態で絶縁性の巻枠の
   外周に同軸に巻回され、金属シートの軸方向両端のレヤ
   ー絶縁フイルム間に端部絶縁フイルムが介装されたガス
   絶縁誘導電器巻線において、端部絶縁フイルムの熱収縮
   率がレヤー絶縁フイルムのそれより小さいことを特徴と
   するガス絶縁誘導電器巻線。
2. 【請求項２】請求項１に記載の巻線において、端部絶縁
   フイルムをポリエチレンナフタレート、レヤー絶縁フイ
   ルムをポリエチレンテレフタレートとすることを特徴と
   するガス絶縁誘導電器巻線。
3. 【請求項３】請求項１に記載の巻線において、端部絶縁
   フイルムをポリフェニレンサルファイド、レヤー絶縁フ
   イルムをポリエチレンテレフタレートとすることを特徴
   とするガス絶縁誘導電器巻線。