JPS5877210A - 変圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 不発Ｆ＃は金属シートと絶縁シートを電ねて巻回した箔
巻巻線を備え、且つ冷却媒体が通される冷却ダクトを巻
線内に内蔵した変圧器に関する。

（発明の背景） 箔巻巻線を備えた箔巻変圧器は、占積率がよく、小形・
軽量化を実現できる特長がめるために、数ｋＶ’　、数
１００　ｋＶＡ程度の比較的電圧の低い小容量の変圧器
においてはすでに実用化され、かなり市場に出まわって
いる。

最近、その優れた長漸に鑑み、より紬嵐圧・大容量の変
圧器例えば２７５ｋＶ、３００ｍＶＡ変圧器にも適用拡
大が研究されているが、最大の鍵はいかに巻線に対する
冷却能力を向上させ、高い絶縁能力を巻線にもたせられ
るかにかかりている鳴まだ１このような高電圧大容量変
圧器は実用化はされていないが、この箔巻変圧器におけ
る巻線に対する冷却方式としては１巻線内に冷却ダクト
を内蔵させ・絶縁特性の秀れ喪冷媒を送り込んで巻線損
失から発生する熱を直接的に冷やす、いわばヒート・９
イブ式の−のが考えられている。

第１図はこのような方式の変圧器含水している。図中１
は絶縁媒体として絶縁油あるいはＳＦ６ガスなどの絶縁
ガスを封入したタンクで、このタンク１の内部にＦｉ鉄
心２が設けられている。この鉄心２の主脚２ａの外側に
は絶縁筒３を介して低圧巻Ｉ！４が巻装され、この低圧
巻線４の外側には絶縁バリヤ６に一介して高圧巻ａＳが
巻装店れている。これら低圧巻［４および高圧巻１ｔｓ
ｓはアルミニウム箔などの金属シートｒと樹脂フィルム
などの絶縁シート８１ｋｍね合せて巻回してなる箔巻巻
線によシ構成されている。

なお、各巻１１Ｍ４＊ｓはタンク１内に封入された絶縁
油あるいは絶縁ガスにより絶縁されている。

また１低圧巻ｆ！４０内部には１個の冷却ダクト９が、
高圧巻線５の内部には複数の冷却ダクト９が夫々内蔵さ
れている。この冷却ダクト９＃′ｉステンレス鋼などの
金属からなる薄い平形ダクトを略円筒状に彎曲させた形
状のものであって、巻１１Ｊ４．Ｓ中に一緒に巻込まれ
ている。この冷却ダクト９内には、フロン−１１３やＦ
ｅ１２等の冷媒が通されるようになりており、この冷媒
は冷却ダクト９内を通る過程で巻線４．５内の発熱を冷
媒の蒸発潜熱で奪って巻線を冷却する。そしてこの冷媒
は、凝縮器１０において水冷却によ〕冷却されて凝縮さ
れ、液化した冷媒は冷媒タンク１１に貯められてポンプ
１２によシ巻１１４ｅ５内に設は要冷却ダクト９内に送
シ込まれる。すなわちこの冷媒循環回路と変圧器とは分
離畜れている。ｔた、冷媒を導ひく導液管１３はステン
レス鋼など金属で作られているが、それと冷却ダクト９
との接続には絶縁ノヤイ１１４が用いられ、導液管１３
１ｆｉタンク１などのアース電位とは絶縁されている。

冷却ダクト９の電位は巻＠４　、５ＦＥ４に巻き込まれ
ている関係上はぼ巻Ｎ４，５と同じ電位に電気的に結合
されている。

なお、第１図において本発明と直接関係のない壱Ｍ４．
５のリード線や、それをタンクの外側に引き出すプヤシ
ングなどは省略しである。

この冷却方式の変圧器は冷却のための冷媒が流れる循環
回路と絶縁の穴めの絶縁媒体とは完全に分１１１（セパ
レート）されている、このことから、仁の方式の箔巻変
圧器を特にここではセノ臂し−ト式箔巻変圧器と呼ぶこ
とにする。

この冷却方式の変圧器は、冷媒の蒸発潜熱を利用してい
るので、優れた冷却特性を期待でき、大容量変圧器に有
望である。

（従来技術） このようなセフ中レート方式の変圧器においては一低圧
および高圧巻１１Ａ４．５を構成する箔巻巻線に次のよ
うな問題がある。

すなわち、箔巻巻線は第２図で示すように金属シート１
ｔ−巻く時に絶縁シート８を重ねて巻くことによシ製作
され、得られた巻線は第３図で示すように金属シート１
と絶縁シート８とが互に接触して層状に重なシ合りた４
のとなる。

しかるに、゛金属シート１と絶縁シート８を巻く時に両
方に対し巻くための引張力を加えるが、で看取られるの
で、絶縁シート８にはしわが生じる。このため、得られ
た巻線は絶縁シート８ｔにしわがあると、絶縁シート８
と金属シート７との間は良好に密着せず隙間を生じる。

ところで、巻線に内蔵した冷却ダクト９に冷媒を流して
巻ｉｌｌを冷却する場合には、金緘シート７で発生した
熱は金属シート７に重なり合う絶縁シート８を伝導して
次の巻層の金属シート１に移行し、このように各層の金
属シート１と絶縁シート８′ｔ−熱伝導して冷却ダクト
９に達し、冷却ダクト９ｔ−流れる冷媒によ）巻線外部
へと運びピされる。よって、巻線を効果的に冷却する九
めには、金属シート７の熱を絶縁シート８を介して伝導
する熱伝導率を良好に保持する必要がある。との九めに
は金属シート７と絶縁シート８とが隙間なく密着して接
触し電熱が両シー）７．ＪＩの間を良好に伝導できるよ
うにすることが重要である。

しかしながら、前述したように巻線を製作する時に絶縁
シート８にしわが生じて金属シート１と絶縁シート８と
の間に瞳部が形成されていると、金属ｚｌＬ−ト’ｙと
絶縁シート８との間の熱抵抗が増大して熱伝導率が低下
する。このたム金属シート７と絶縁シート８の間の熱伝
導が悪くなシ、金属シート・７の局部加熱が生じるとと
もに巻線全体の冷却が困難となシ、絶縁シート８の劣化
を招き絶縁破壊艷到るという問題が生じる。

（発明の目的） 本発明Ｆｉ箔箔巻巻線熟熱伝導性向上させ巻線の冷却を
良好に行なえる変圧器を提供するものである。

（発明のＩＩＩｔ景） 本発明の変圧器は、絶縁シートとして金属シートの一側
面または両側面に電気絶縁層を一体に形成し、この金属
シートを巻いて箔巻巻＃を構成するととｋより、巻線に
おける金槁シートと電気絶縁層とを隙間なく密着して両
者間の熱伝導率を高め、従りて巻線を良好に冷却できる
ようにしたものである。

（発明の実施例） 本発明の変圧器は、第１図で示すように絶縁媒体を封入
したタンク１の内部に設けた鉄心２に、後述する箔巻巻
層からなる低圧巻線４と＾圧巻＊Ｓｔ−巻装し、且つ各
巻１８４．５には冷却ダクト９を夫々内蔵させるととも
に、この冷却ダクト９に凝縮器１０．冷媒タンク１１お
よびポン１１２を接続して冷媒循環回＃Ｉｉｔ構成した
ものである。

本発明の変圧器における低圧巻Ｈ４および高圧巻＊５Ｆ
ｉ−次のような構造をなす箔巻巻線に。

よシ構成される。

箔巻ｖｉａその一実施例として、第４図で示すように金
属シート７の両側面のうちいずれが一方の側面上に電気
絶縁層（以下絶縁層と称する。）１５を一体に形成し−
この金属シート１を巻回したものである。ここで、金属
シート７の側面に形成する絶縁層１５は必要とする電気
絶縁性を有するとともに巻線温度に耐える耐熱性ｔ−有
する被膜である。絶縁層１５ｔ−金属シードアの側面に
形成するｍ５Ｆｉ、金属シート７を電解溶液中に通して
７一ト表面に金属酸化物を、形成する。金属シート７の
表面に金属酸化物を溶射する。なお、金属酸化物として
は例えば金属シート７がアルミニウムからなるものであ
れば酸化アルミニウムとする。あるいは瓢金属シート１
の側面にふ−）素樹脂を焼付けて形成する層１ｊが金属
シート７の側面に強固に密着して一体に形成される。な
お、金属シート７の１ｌｌ１面における絶縁層１５を形
成する領域は、促米の絶縁シート８管重ねる部分である
。

そして１−側面に絶縁層１５を形成した金槁シート１ｔ
−巻回することによシ箔巻巻縁、すなわち低圧巻線４お
よび高圧巻＠５が構成される。

なお１巻線４．５の中間に冷却ダクト９ｔ−Ｍに巻込ん
で内蔵させる０巻線の製作に際しては、金属シート１の
側面に絶縁層１５が強固に＠着して一体に形成されてい
るので、金−シート７に引張力管加えて巻き込む場合に
絶縁層１５と金属シート７とはずれを生じることなく一
体に巻き込まれる。すなわち、絶縁層１５にしわを生ず
ることがない、このように金城シート７′ｔ−巻回して
得られた箔巻巻線、すなわち低圧巻−４および高圧巻＠
５は一巻回された各巻層の金塊シート１が絶縁層１５を
介して絶縁石れる。

そして、この巻１／１４．５は金属シート７と七の側面
に一体形成された絶縁層１５とが勿論論量なく密着する
とともに、絶縁層１６とこれに隣接して重な〕合う金属
シート７も互に隙間なく密着し、全体として金属シート
１が絶縁層１５と密着して重な〕合うて密に巻回上れた
ものである。

箔巻巻線の他の実施例としては、第５図で示すように金
属シート７の両方の側面に前述したいずれかの方法によ
シ絶鰍層１５．１１５を形成し、この金属シート７を巻
回することにょシ巻線を構成するものがある。この実施
例の箔巻巻１１１は低圧および高圧巻ＢＳの巻組構造に
応じて使用する。

箔巻巻線のさらに異なる他の実施例としては、金属シー
ト７の一側面または両側面に形成された絶縁層１５の狭
面上に、例えば樹脂からなる補強用の絶縁層１＃を形成
するものがある０例えば第６図では金属シート７の一側
面に形成した絶縁層１５の表面に絶縁層１６ｔ−形成し
ている。

しかして、このようにして構成された箔巻港腋からなる
低圧巻Ｉｗ４および高圧巻憑５は、金属シート１と絶縁
層１５との間が隙間なく密着しているので、金属シート
７と絶縁層１５との間の接触熱抵抗が非常に小さく熱伝
導性が良好である。このため、巻＠４，５では金属シー
ト７の熱が各金属シート１および絶縁層１５を良好に伝
導して冷却ダクト９に達し、冷却ダクト９内を流れる冷
媒によって巻線外部へ運゛び出されるので、冷却ダクト
９によシ巻嶽全体を良好に冷却でき、金属シート７の局
部過熱や絶縁ノー１５の劣化を防止できる。

従うて、このような箔巻巻線からなる低圧巻Ｍ４および
高圧巻ｉ１６を−えた変圧器は・巻線の冷却＊ａｔ−大
幅に向上させることができる。

（発明の効果） 本発明の変圧器は、金属シートとこれに一体に形成した
電気絶縁層との間の熱伝導性が大で良好に冷却管材なえ
る箔壱巻線ｔ−備えたもので、箔巻巻線の冷却特性およ
び信頼性を向上できるＯ第１図はセパレート方式の変圧
器を示す縦断面図、第２図は従来の変圧器における箔巻
巻線、１−機作する状態を示す説明図、第３図は従来の
箔巻巻線の部分的構成を示す断面図、第４図は本発明の
変圧器における箔巻巻線に用いる金属シートの一実施例
を示す断面図、第５図および第６図は夫々互に異なる金
属シートの他の実施例を示す何面図である。

ｌ・・・タンク、２・・・鉄心、４・・・低圧巻重、５
・・・高圧巻縁、７・・・金属シート、８・・・絶縁シ
ート、９・・・冷却ダクト、１５・・・電気絶縁層−１
６・・・絶縁層。

出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦１ 第１！１１ ０ 第２図 第３図 第５図 １ら ５ 第６図 １り　　　１ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一側面または両側面に電気絶縁層を一体に形成した金属
   シートを巻回してなる箔巻巻線を備えた仁とを特徴とす
   る変圧器。