JPS5885509A - 変圧器 - Google Patents

変圧器

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JPS5885509A
JPS5885509A JP56184216A JP18421681A JPS5885509A JP S5885509 A JPS5885509 A JP S5885509A JP 56184216 A JP56184216 A JP 56184216A JP 18421681 A JP18421681 A JP 18421681A JP S5885509 A JPS5885509 A JP S5885509A
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JP
Japan
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winding
windings
lower ends
shield plate
current density
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JP56184216A
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English (en)
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JPS643042B2 (ja
Inventor
Kenzo Awano
粟野 憲造
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS5885509A publication Critical patent/JPS5885509A/ja
Publication of JPS643042B2 publication Critical patent/JPS643042B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/36Electric or magnetic shields or screens
    • H01F27/363Electric or magnetic shields or screens made of electrically conductive material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
  • Insulating Of Coils (AREA)
  • Regulation Of General Use Transformers (AREA)

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】 発明の梗4R#−野 本発明は金属シートと絶縁シートとを重′Jって巻いた
箔巻巻線からなる低圧巻線および高圧巻線を備えた変圧
器に関する。
発明の技術的背景 この種の箔巻巻線を備えた変圧器は、占積率が良いので
小形、軽量化を実現できる利点がある。すでに数KV、
数100 KVA程度の比較的電圧の低い小容量の変圧
器では実用化され、かなり市場に出回っている。
最近に至りその優れた長所に鑑み、より高電圧、大容量
の例えば275KV、300KVA変圧器に適用拡大が
研究されているが、箔巻変圧器の最大の欠点である巻線
上下端部に流れる大きな渦電流による巻線端部の温度上
昇過大の問題をいかに克服するが大容量箔巻線変圧器を
実用化する上で最大の鍵である。
従来の箔巻変圧器は紀1図で示す構成をなしている。絶
縁媒体として絶縁油またはSF、ガスなどの絶縁がスを
封入したタンク1の内部に鉄心2が設けられ、この鉄心
2の脚部の外側周囲に紹・緑部3を介して低圧巻線4が
巻装され、この低圧巻線4の外側周囲に?I!緑バソバ
リヤ6して高圧巻線5が巻装されている。これら各巻線
4,5はアルミニウムなどからなる金属シート7と樹脂
フィルムなどからなる絶縁シート8とを重ね合わせて巻
いた箔巻巻線で構成されている。各巻線4,5の上下端
部の上側およびF側には鉄心2と各巻線4,5とを締付
けるためのクランプ9,9が配置されている。タンク1
の壁部内側には巻線4,5からの漏れ磁束によりタンク
1壁部が過熱することを防止するタンクシールド10が
取付けである。
背景技術の問題点 一般の変圧器は平角銅線を巻回した低圧および高圧巻線
を使用しているために、巻線に負荷電流が流れると、第
1図の破線で示すような巻線漏れ磁束が発生するが、箔
巻巻線からなる低IFおよび高圧巻線4.5を備えた変
圧器においてに、巻線4,5に負荷電流が流れると漏れ
磁束の水平方向成分を打消すように巻線4,5の上下端
部に大きなループの渦電流が流れる。この結果、箔巻変
圧器の巻線漏れ磁束は第1図2点鎖線で示すように、巻
線4,5の内部では垂直に通り、巻線4,5から出た+
’に後に略直角に曲がるような通り方をする。この時、
各巻線4゜5の」二下端部には負荷電流に大きな渦電流
が重畳して流れるために、巻線4,5の上下端部の電流
密度はこの上下端部を除く巻線4,5の中間部の電流密
度に比して極端に高くなる。この巻線4,5端部におけ
る電流密度分布の特性を第2図に示す。この線図によれ
ば巻線4の端部では電流密度が外周部から内周部に向け
て高くなり (A線)、巻線5の端部では電流密度が内
周部から外周部に向けて高くなる(BI3)傾向にある
ことが判る。このように巻線4,5の端部における′1
1■流密度が過大となる結果、巻線4゜5の一ヒF端部
のみが異常が高い温度となる。
この現象に対する対策として、巻線4,5における導体
である金属シート7の厚さを増して巻線端部の電流密度
を温度上昇が問題にならないしくルにまで下げれば良い
。しかし、巻線4゜5の巻厚を巻線高さ方向(巻線軸方
向)に一様になるように巻き上げるには巻線端部を除く
渦電流の影響がない巻線全高さの約90チ以上を占める
巻線中間部分の金属シート7の厚さも一様に増す必要が
ある。このために金属シート7全体のDQさが増大して
、占積率が良いという箔雀巻線の最大の特長が失なわれ
てしまう。また、金属シート7の厚さが一様になるため
に、巻線端部の冷却を巻線中間部に比して格段に良くす
る冷却構造の採用も実現が難しいという問題がある。
発明の目的 本発明は箔巻巻線の占積率を低下させることなく巻線端
部における電流密度の増大を抑制して温度上昇を防止し
た変圧器を4卯供するものである。
発明の概要 本発明の変圧器は、箔巻巻線からなる低圧巻線(内側巻
線)の内側周囲および高圧巻線(外側巻線)の外側周囲
のいずれか一方あるいは両方に電気的に1ターンを形成
しない導電性を有する円筒状のシールド板を設けること
により、渦電流が巻線の端部に殆んど生ぜずシールド板
の端部に集中的に発生し、従って巻線の端部に5− おける電流密度の増大を抑制するものである。
発明の実施例 第3図ないし第5図は本発明の変圧器の一実施例を示し
ている。この実施例の変圧器は前述した公知例と同様に
絶縁媒体を封入したタンク1の内部に設けた鉄心2に、
金属シート7と絶縁シート8とを重ねて巻いた箔巻巻線
からなる低圧巻1m4と高圧巻線5を内外側に同心円状
に巻装してあシ、またクランプ9,9が設けである。
との実施例の変圧器においては、タンク1内における内
側巻線である低圧巻線4の内側周囲、すなわち低圧巻線
4と鉄心2の脚部との間には同心円状にシールド板11
が設けてあり、また外側巻線である高圧巻線5の外側周
囲、すなわち高圧巻線5とタンク1の周壁部との間には
同心円状にシールド板11が設けである。これら低圧巻
線4の内側と高圧巻線5の外側に夫々設けられたシール
ド板11.11は、導電性金属からなる充分な厚さをも
った板材を所定の径を6一 有するようにギャップ12を残して略円筒状に湾曲形成
した略円筒状をなすもので、第4図で示すように電気的
に1ターンを形成しないように必ず少なくとも1個所の
軸方向に沿うギャップ12が形成されている。シールド
板1ノにギャッf12を形成するのは、シールド板11
全体が1ターンを形成すると閉じた電路を形成して円周
方向に電流が流れるからである。なお、低圧巻線4の内
側周囲に設けたシールド板1ノは、絶縁筒3の外周に嵌
装される。また、このシールド板11と低圧巻線4との
間には絶縁・ぐリヤ13が設けられる。高圧巻線5の外
側周囲に設けたシールド板1ノは絶縁・々リヤ14を介
して高圧巻線5に嵌装される。このため、全体的には鉄
心2の脚部を中心として、絶縁筒3、シールド板11、
絶縁バリヤ13、低圧巻線4、絶縁バリヤ6、高圧巻線
5、絶縁バリヤ14およびシールド板11の順で同心円
状に設けられる。さらに、巻線4,5の上下端部側に設
甑各りランゾ9,9における巻線端部に面する側面には
、例えばけい素鋼板を積層して形成された磁気シールド
15.15が設けである。
しかして、このように構成された変圧器において、低圧
巻線4および高圧巻線5に負荷電流を流すと、各巻線4
,5における薄い金属シート7の上下端部には、巻線漏
れ磁束の水平方向成分を打消すための渦電流が殆んど流
れず、低圧巻線3の内側に設けたシールド板11と高圧
巻線4の外側に設けたシールド板11の各上下端部に集
中して渦電気が流れる。このために、各巻線4,5の上
F端部すなわち金属シート7い状態になるから、巻線4
,5の上下端部における極端な電流密度の上昇は大幅に
緩和される。
この場合の巻a4,5端部における電流密度分布の特性
を第5図に示す。この線図で入線は巻線4端部の、イ線
は巻線5端部の電流密度を示している。この線図によれ
ば第2図で示す従来変圧器における巻線端部の電流密度
に比して大幅に低下していることが判る。従って、巻線
4゜5端部は電流密度の増大による温度の異割な上昇が
ない。そして、高圧巻線5の外側に設けたシールド板1
1よりも外側に巻線漏れ磁束が漏れ出さないので、漏れ
磁束によるタンク1の壁部の過熱を防止できるので、従
来タンク1の壁部に取付けていたタンクシールド10は
不要となる。また、低圧鉄心4の内側に設けたシールド
板11よシも内側に巻線漏れ磁束が漏れ出さないので、
巻線漏れ磁束による鉄心2およびその周辺の金属構造側
の過熱を防止できる。さらに、クランプ9,9に取付け
た磁気シールド15.15は、巻線漏れ磁束の巻線4,
5内での直進性をより強め巻線4,5の上下端部にわず
かに残る渦電流を低減させる効果がある。そして、各巻
線4,5における金属シート7は渦電流による温度上列
を避けるために全体の厚さを増大する必要がないので、
巻線4.5の占積率の低下を防止できる。
シールド板11.11の電位は隣接する巻線9− 4.5の金属シート7と同電位にする、あるいは接地電
位にするのいずれも可能であるが、高圧巻線5の外側に
設けたシールド板1ノを接地電位にした場合には、第3
図および第4図で示すようにシールド板11とタンク1
周壁部との間の絶縁距離d2、三相の場合の各相の外側
シールド板11間の相間距離d3を構造上必要最小限の
大きさにまで短縮可能である。そして、第3図および第
4図で示される本発明における高圧巻線5とその外側周
囲の接地電位とされたシールド板1ノとの間の絶縁距離
d1け、第1図で示される従来の高圧巻線5とタンクシ
ールド10との間の絶縁距離d4に比べれば短かくでき
る。すなわち、本発明の変圧器ではシールド板11が高
圧巻線5と同心円状に配置されているため、この両者を
絶縁筒で細いギャップに仕切ったいわゆる多重バリヤ絶
縁構成にした絶縁バリヤ13を設けることによシ絶縁距
離d1を大幅に短縮することが可能であるからである。
10− 発明の効果 は両方に導電性を有するシールド板を設けることにより
、巻線の占積率を損なうことなく、巻線端部における電
流密度の増大を阻止して温度上昇を防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の変圧器を示す概略的構成を示す縦断側面
図、第2図は従来変圧器における巻線端部の電流密度分
布を示す線図、第3図は本発明の変圧器の一実施例の概
略的構成を示す縦断側面図、第4図は同平面図、第5図
は同実施例の変圧器における巻線端部の電流密度分布を
示す線図である。 1・・・タンク、2・・・鉄心、3・・・絶縁筒、4・
・・低圧巻線、5・・・高圧巻線、6・・・絶縁バリヤ
、7・・・金属シート、8・・・絶縁シート、9・・・
クランプ、11・・・シールド板、13.14・・・絶
縁バリヤ、15・・・磁気シールド。 11− 第1図 第2ぎ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. タンクの内部に設けた鉄心に、金属シートと絶縁シート
    を重ねて巻いた箔巻巻線からなる低圧巻線を巻装し、こ
    の低圧巻線の外側に前記箔巻巻線からなる高圧巻線を巻
    装したものにおいて、前記低圧巻線の内側周囲および前
    記高圧巻線の外側周囲のいずれか一方あるいは両方に、
    電気的に1ターンを形成しない円筒状をなす導電性のシ
    ールド板を設けたことを特徴とする変圧器。
JP56184216A 1981-11-17 1981-11-17 変圧器 Granted JPS5885509A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56184216A JPS5885509A (ja) 1981-11-17 1981-11-17 変圧器

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JP56184216A JPS5885509A (ja) 1981-11-17 1981-11-17 変圧器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5885509A true JPS5885509A (ja) 1983-05-21
JPS643042B2 JPS643042B2 (ja) 1989-01-19

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ID=16149393

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JP56184216A Granted JPS5885509A (ja) 1981-11-17 1981-11-17 変圧器

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5065186A (ja) * 1973-10-09 1975-06-02
JPS5476963A (en) * 1977-12-02 1979-06-20 Hitachi Ltd Airrcore reactor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5065186A (ja) * 1973-10-09 1975-06-02
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JPS643042B2 (ja) 1989-01-19

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