JPH11144979A - コイルの絶縁構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コイル端部と鉄心間の絶縁距離を最小にしなが
らその間の絶縁耐力を向上させ、小型化を実現できると
共に、低コストで製造することができるコイルの絶縁構
造を提供する。 【解決手段】、鉄心１の外周に巻装されてなるコイルの
絶縁構造であって、ゴム状弾性体からなる包み込み絶縁
シート８が一次コイル４を包むように配設される。包み
込み絶縁シート８の周囲には、外周絶縁物６が絶縁紙を
巻き付けて配設される。また、包み込み絶縁シート８に
より包囲される一次コイル４の端部には、端部絶縁物９
がコイルの各巻き層に対応して巻装され、包み込み絶縁
シート８の外側端部には、外側端部絶縁物１０が配設さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乾式変圧器、リア
クトル等に適用されるコイルの絶縁構造に関し、特に、
コイルと鉄心等の外部金属間の耐インパルス電圧性能を
高めたコイルの絶縁構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電気機器用の変圧器において、
低圧級の乾式変圧器であっても、高いインパルス電圧に
耐える性能が要求される場合がある。このような場合、
従来では、一般に、高圧コイル（一次コイル）と他の金
属部分の間の絶縁距離を大きくしたり、或はコイルの周
囲に配設する絶縁物の厚さや幅を大きくすることによ
り、絶縁耐力を高くしている。

【０００３】すなわち、従来の変圧器では、図５の部分
断面図に示すように、高圧コイル（一次コイル）である
コイル２０の端部側に、絶縁紙を巻き付けて端部絶縁物
２１を配設し、その絶縁物の幅Ｗ１を例えば約３０mmと
広くして沿面距離を長くすると共に、コイル２０の外周
に巻装される外周絶縁物２２の厚さを厚くし、更に、鉄
心２３と端部絶縁物２１との間の空間距離Ｗ２を大きく
とり、絶縁耐力を高くするようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このため、例えば、３
０ｋＶの絶縁耐力を持つ変圧器の場合、端部絶縁物とそ
の上の空間距離を加えた絶縁距離が約５０mmと大きくな
り、変圧器の形状が非常に大型化する問題があった。

【０００５】そこで、従来では、コイル全体をエポキシ
樹脂等でモールドすることにより、コイルと鉄心等の金
属間の絶縁耐力を高めることも行われているが、コイル
の周囲に樹脂をモールドするためには、樹脂モールド用
の大掛かりな設備が必要となり、また、製造時には樹脂
モールドのための多くの作業工数が必要となり、製造コ
ストの増大を招く問題があった。

【０００６】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、コイル端部と鉄心間の絶縁距離を最小にしながらそ
の間の絶縁耐力を向上させ、小型化を実現できると共
に、低コストで製造することができるコイルの絶縁構造
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のコイルの絶縁構造は、鉄心の外周に巻装さ
れてなるコイルの絶縁構造において、ゴム状弾性体から
なる包み込み絶縁シートがコイルのほぼ全体を包むよう
に配設され、包み込み絶縁シートの周囲に外周絶縁物が
巻き付けて配設されていることを特徴とする。

【０００８】ここで、包み込み絶縁シートにより包囲さ
れるコイルの端部に、端部絶縁物をコイルの各巻き層に
対応して巻装し、包み込み絶縁シートの外側端部には、
外側端部絶縁物を配設すると効果的である。ゴム状弾性
体としては、絶縁性能に優れたシリコンゴムを例示する
ことができる。また、プリプレグシートを使用すること
もできる。

【０００９】

【発明の作用・効果】このような絶縁構造のコイルは、
ゴム状弾性体或はプリプレグシートからなる絶縁性能の
高い包み込み絶縁シートにより、コイルが包み込まれて
いるため、コイル端部と鉄心等の金属間の絶縁耐力を高
くすることができる。従って、コイル・鉄心間の絶縁距
離を長くしなくても、充分大きな絶縁耐力を持たせるこ
とができ、コイル・鉄心間の絶縁距離を短くして、それ
を使用する変圧器やリアクトル等を小型化することがで
きる。

【００１０】また、ゴム状弾性体或はプリプレグシート
からなる絶縁シートは、同じ厚さの厚紙等の紙類に比
べ、非常に柔軟性があって曲げ易く、伸縮性もあるた
め、厚紙でコイルを包み込む場合のように、紙にスリッ
トを入れたり、特殊な形状に裁断したりする必要がな
く、容易に絶縁シートをその外形に沿って包み込むこと
ができる。

【００１１】さらに、包み込み絶縁シートの外周部に
は、絶縁紙を巻き付けてなる外周絶縁物が配設されるた
め、製造工程時等に包み込み絶縁シートが傷つく虞はな
く、また、最終工程で、ワニス或はレジンを常圧で外周
絶縁物に含浸処理することができるため、コイル外側の
機械的強度を充分に高くすることができる。このため、
コイルを使用する変圧器やリアクトル等におけるコイル
押さえの構造を簡単化することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明を適用した乾式変圧
器の半断面図を示している。この変圧器のコイル組付体
は、基本的には、鉄心１の脚部に外嵌されるコイルボビ
ン２上に、先ず二次コイル（低圧コイル）３が巻装さ
れ、その外周に内側絶縁物５が巻装され、その外周に一
次コイル（高圧コイル）４が巻装されると共に包み込み
絶縁シート８により包み込まれ、、その外側に外周絶縁
物６が巻装されて構成される。

【００１３】ボビンに巻装される二次コイル３は、その
巻装時、その上部と下部に厚紙テープ状の絶縁紙からな
る端部絶縁物７を同時に巻装する。そして、その端部絶
縁物７と二次コイル３の外周に、絶縁紙を巻装して内側
絶縁物５が包囲するように配設される。

【００１４】本発明の絶縁構造を有する一次コイル４
は、その内側絶縁物５の外周に、端部絶縁物９と共に包
み込み絶縁シート８に包まれて配設され、その上下に外
側端部絶縁物１０が配設される。包み込み絶縁シート８
としては、薄いシリコンゴムシート（例えば、厚さ約
０．３mmのシート）が好適であるが、他のゴム状弾性
体、或はプリプレグシート（ガラス繊維に熱硬化性樹脂
を含浸させた半硬化状態のシート）を使用することもで
きる。

【００１５】すなわち、図３（ａ）（ｂ）に示す如く、
先ず、巻装された内側絶縁物５の外側に、包み込み絶縁
シート８をその周囲に巻きつけるように包む。この包み
込み絶縁シート８は、高さが内側絶縁物５の約２倍、幅
が内側絶縁物５の外周長さにほぼ等しく又はそれ以上の
矩形形状に形成され、その略中央部で内側絶縁物５を包
み、その上部と下部を突出させた状態とする。なお、包
み込み絶縁シート８は複数に分割することもできる。

【００１６】次に、図１及び図４（ｃ）に示すように、
内側絶縁物５と包み込み絶縁シート８の外周に、一次コ
イル４と端部絶縁物９を巻装する。端部絶縁物９は、コ
イル４の外径とほぼ同じ厚さを持つ厚紙テープ状の絶縁
紙を用いて形成され、一次コイル４と共にその上部と下
部に隣接して巻装され、コイル４の各層と同じ層状にま
た同じ厚さに巻装される。なお、このとき、一次コイル
４は上下の端部絶縁物９と共に内側絶縁物５の中間部に
配置され、内側絶縁物５の上端部と下端部が、端部絶縁
物９の上下に所定の幅（外側端部絶縁物１０の巻き幅）
だけ、突出するように巻装される。

【００１７】次に、図１及び図４（ｃ）から（ｄ）に示
す如く、包み込み絶縁シート８の上部と下部に突出した
部分を、外側に折り返し、一次コイル４と上下の端部絶
縁物９を包み込むようにする。つまり、包み込み絶縁シ
ート８の上部に突出した部分を下側に折り返し、包み込
み絶縁シート８の下部に突出した部分を上部に折り返す
ことにより、一次コイル４とその上下の端部絶縁物９を
絶縁シート８で包み込む。

【００１８】このとき、シリコンゴム製の絶縁シート８
は、同程度の厚さの紙類に比べ、非常に柔軟性があって
曲げ易く、伸縮性もあるため、厚紙でコイルを包み込む
場合のように、紙にスリットを入れたり、特殊な形状に
裁断したりする必要がなく、容易に絶縁シート８を一次
コイル４等の外形に沿って包み込むことができる。

【００１９】次に、上部と下部に突出した内側絶縁物５
の部分、つまり包み込み絶縁シート８で包み込んだ一次
コイル４と上下の端部絶縁物９の上側と下側に、外側端
部絶縁物１０を巻装する。この外側端部絶縁物１０は、
上記端部絶縁物９と同様に、厚紙テープ状の絶縁紙を使
用し、その幅は内側絶縁物５の突出部分の幅とし、これ
によって、一次側と二次側の絶縁物を含めた巻き幅は、
同じ幅に合わせられる。

【００２０】そして、その外周に、つまり、包み込み絶
縁シート８で包み込んだ一次コイル４、その上下の端部
絶縁物９、及びその上下の外側端部絶縁物１０の外周
に、上記内側絶縁物５と同じ幅の絶縁紙を用いて外周絶
縁物６が巻装される。

【００２１】上記のように、一次コイル４、二次コイル
３、及び絶縁物を巻装したコイル組付体は、最終工程
で、ワニス或はレジンを常圧で外周絶縁物６や外側端部
絶縁物１０に含浸処理し、それらを硬化させる。これに
より、コイル端部の機械的強度を充分に高くすることが
でき、変圧器におけるコイル押さえの構造を簡単化する
ことができる。

【００２２】このように、一次コイル４が端部絶縁物９
と共に、シリコンゴムシートからなる絶縁性能の高い包
み込み絶縁シート８により、包み込まれているため、コ
イル端部と鉄心１間の絶縁耐力を、従来の絶縁構造に比
べ極めて高くすることができる。

【００２３】例えば、３０ｋＶの絶縁耐力を持つ変圧器
の場合、図２に示すように、端部絶縁物の幅Ｗ１（端部
絶縁物９と外側端部絶縁物１０の合わせた幅）は、約１
５mmと短くできると共に、鉄心１と外側端部絶縁物１０
の間の空間距離Ｗ２は約５mmと、図５に示す従来のもの
に比べ、極めて短くすることができる。このため、高い
絶縁耐力を保持しながら、変圧器の構造を小型化するこ
とができる。

【００２４】なお、上記実施例は、本発明のコイルの絶
縁構造を乾式変圧器に適用した例であるが、この絶縁構
造は、変圧器の他、リアクトルなどにも適用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコイル絶縁構造を適用した乾式変圧器
の半断面図である。

【図２】図１の変圧器の部分拡大断面図である。

【図３】コイルの絶縁構造を工程順に示す説明斜視図で
ある。

【図４】コイルの絶縁構造を工程順に示す説明斜視図で
ある。

【図５】従来の乾式変圧器の部分拡大断面図である。

【符号の説明】 １−鉄心 ２−コイルボビン ３−二次コイル ４−一次コイル ５−内側絶縁物 ６−外周絶縁物 ７−端部絶縁物 ８−包み込み絶縁シート ９−端部絶縁物

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄心の外周に巻装されてなるコイルの絶
   縁構造において、 ゴム状弾性体からなる包み込み絶縁シートが該コイルを
   包むように配設され、該包み込み絶縁シートの周囲に外
   周絶縁物が巻き付けて配設されていることを特徴とする
   コイルの絶縁構造。
2. 【請求項２】 鉄心の外周に巻装されてなるコイルの絶
   縁構造において、 プリプレグシートからなる包み込み絶縁シートが該コイ
   ルを包むように配設され、該包み込み絶縁シートの周囲
   に外周絶縁物が巻き付けて配設されていることを特徴と
   するコイルの絶縁構造。
3. 【請求項３】 前記包み込み絶縁シートにより包囲され
   るコイルの端部に端部絶縁物がコイルの各巻き層に対応
   して巻装され、且つ、該包み込み絶縁シートの外側端部
   に外側端部絶縁物が配設された請求項１又は２記載のコ
   イルの絶縁構造。