JPS5955007A - 箔巻変圧器 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、銅或ははアルミ箭等の金属シートと絶縁シー
トとを重ねて巻いた巻線を用い、しかも巻線内に冷却ダ
クトを内蔵させた箔巻変圧器に関する。

〔発明の技術的背景〕

箔暮変圧器は、１線の占積が良く小形、軽量化ができる
特徴がある。既に数ＫＶ、数１００ＫＶＡ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ている。近年
、その侵れた長所に鑑み、より高電圧、大容量の例えば
２７５にＫＶ、３００ＭＶＡ級変圧器への適用拡大が研
究されているが、最大の鍵はいかに冷却能力を向上させ
、高い絶縁能力を巻線に持たせられるかということと、
短路事故時の半径方向機械力に対して耐えさせするかに
かかっでいる。まだ、この様な高電圧大容量変圧器は実
用化に至ってないが、第１図の如く、巻線内に浴却ダダ
トを１蔵させ、この冷却ダクトに絶縁特性の優れた冷媒
を送り込み、巻線損失から発生する熱を冷媒の蒸発潜熱
を利用して冷却する、いわばヒートパイブ方式の箔巻変
圧器が有力である。

即ち、この箔巻変圧器（ま、鉄心の脚部１に、金属シー
ト２と絶縁しード３を重ねて巻いて成る低圧巻線４と高
圧巻線５が巻装され、それらの巻線内には中空状の冷却
ダクト６が内蔵されている。

冷却ダクト６の中窄部の薄い間隙内には、フロンＲ−１
１３やフロリナートＦＣ７５等の冷媒が封入されており
、ポンプ７により循環され巻線内の発熱を冷媒の蒸発潜
熱で奪い、その蒸気を凝縮器８内において冷却水輪９で
冷部させ凝縮させる様になっている。液化した冷媒は、
冷媒タンク１０に貯められ、更にポンプ７で巻線内に送
り込まれるという冷却系が構成されている。

冷却系を−成する導液管１１はステンレス等の金属で作
られており、この導液管１１と冷却ダクト６とはテフロ
ン樹脂等の絶縁バイブ１２を介して接続されている。ま
た、この導液管１１は、タンク１３等のアース電位にも
接続されている。一方、冷却ダクト６は、巻線内に組み
込まれている関係上、近接する巻線と同電位に電気的に
接続されている。更に、巻線各部の絶縁は、タンク１３
内に封入されたＳＦ６ガス等の絶縁ガスにより確保され
ている。

［背景技術の問題点］ 以上説明した従来の箔巻変圧器は、冷媒の循環する冷却
系と巻線の絶縁ガスとが完全に分割されていることから
、一般にセパレート式箔巻変圧器と呼ばれる。このセパ
レート式箔巻変圧器は、簿い金属シート２と絶縁シー１
−３を重ねて巻回することにより高圧巻線５や低圧巻線
４が形成される為、鉄心窓内の巻線占積率が高くなりる
反面、次の様な問題点がある。

即ち、上述した様に、低圧巻線４及び高圧巻線５の巻線
構成は、共に薄い金属シート２と絶縁シート３で構成さ
れる。これに対し、巻線内に冷却の為に環状の金属性冷
加ダクト６が巻回されているが、この冷却ダクト６は熱
伝導性の優れた金属から成り、冷媒が流れる為の流路を
有しており、その厚みは金属シート２や絶縁シート３の
数十倍である。その為、冷却ダクト端部１４がそのまま
巻線端部に露出していると、そこに大きな空間ができ、
その部分から絶縁破壊に至ることがあった。

更に、巻線のヨーク鉄心側の端部においては、第２図に
小した様に、金属シート２の哨部１５は露出しており、
変圧器１３内に封入された絶縁媒体のみにより絶縁され
ているので、絶縁シ−ト３に沿った方向の沿面ストレス
に対しては、絶縁シート３の端部１６を長くすることに
より沿面破壊を防がねばならなかった。この為、絶縁シ
ート３の端部１６の機械的強度が非常に弱くなり．前記
の様に冷却ダクト端部に空間があると、絶縁シート３の
端部１６がその方向に折れ曲がり、隣接する金属シート
２の端部１５の空間が大きくなり、その部分から絶縁破
壊が起こることが多かった。

特に、絶縁媒体として用いられるＳＦ６ガス等の絶縁ガ
スにおいては、その絶縁耐力は、電極構成による電界に
左右されるが、従来の巻線においでは、金属シート２が
非常に薄い為．冷却ダクト端部１４及び金属シート端部
１５の電界が厳しくなり、絶縁破壊を起こすことが多く
、特に、金属シ一ト２の端部１５は、切断時にかえり等
を生じ、電界の集中が起こりやずかった。そこで、金属
シート端部１５の電界を緩和する為に種々の方法が考え
られている。例えば、金属シート端部１５にシールド１
７を取付ける方法があるが、薄い金属シート２に適合し
たシールド１７を取付けなければならず、高価で工数の
かかるものであった。また、別途用意した絶縁紙をコの
字状に折り曲げて、金属シート端部１５を覆う様に取付
ける方法も考えられているが、絶縁紙を端部１５に取付
ける作業は非常に難しい上に、金属シート２と絶縁シー
ト３との間に、ＳＦ６ガスのギャップができ、そこから
絶縁破壊が生ずることもあった。更に、ＳＦ６ガス中に
浮遊するゴミ等が、金属シート２と絶縁シード３の間に
入り、絶縁シート３を傷付けたり、不純物自体が絶縁破
壊を引き起こすこともあった。

その上、箔巻変圧器においでは、金属シートや絶縁シー
トのｍ部が変形する為、巻線端部に支持物を当てて機械
的に支えるのは困難であり．一般に、巻線の巻回による
締付は力のみによって巻線を支持していた為、短絡機械
力や振動に対して充分な強度を有していなかった。

［発明の目的］ 本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、その目的は
、機械的強度が優れ、また、金属シート端部の絶縁体力
の高い箔巻変圧器を提供することにある。

［発明の概要］ 本発明の箔巻変圧器は、冷Ｗ６ダクト端部にＬ形絶縁バ
リヤを配設することにより、金属シ−ト端部の絶縁破壊
を防止できる様にしたものである。

〔発明の実施例］ 以下、本発明の一実施例を第３図及び第４図に基づいて
説明する。なお、第１図、第２図の従来型と同一部分は
、同一符号にて示してある。また、第３図においては、
冷媒循環系は省略して示しである。

第３図において、巻線内に収納された各冷却ダクト６の
端部１４には、それぞれＬ形絶縁バリヤ２０の垂直部２
０ａの下端が接続されている。このＬ形絶縁バリヤ２０
の垂直部２０ａの厚みは、冷却ダクト６の厚みに合せて
設定され、冷却ダクトに隣接する金属シートや絶縁シー
トを変形することのない様になっている。一方、各Ｌ形
絶縁バリヤ２０の水平部２０ｂは、巻線の外方に延びて
おり、外周の冷却ダクトに配設されたＬ形絶縁バリヤ２
０の上方に、内周のＬ形絶縁バリヤ２０の水平部２０が
一定の間隔を保って重ね合わされている。

この様に構成された本発明の箔巻変圧器においては、Ｌ
形絶縁バリヤ２０が冷却ダクト６の端部１４のエンドリ
ングとなり、冷却ダクト６からの絶縁破壊を防ぐことが
できる。即ち、Ｌ形絶縁バリヤ２０を冷却ダクト６の端
部１４に取付けることにより、端部１４は両側の絶縁シ
ート３及びＬ形絶縁バリヤ２０によって取り囲まれ、そ
の絶縁性能が補強され、優れた絶縁耐力を得ることがで
きる。また、第３図に示した様に、Ｌ形絶縁バリヤ２０
を複数個配設することにより、電界の高くなる外側の巻
線部分において、その端部に配設される絶縁バリヤ２０
の枚数が増し、絶縁性能が高くなる。更に、金属シート
２の端部１５がＬ形絶縁バリヤ２０によって保護され、
変圧器内に浮遊するゴミ等の不純物が金属シート２や絶
縁シート等の傷付きも防止することができる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものでけな
く第５図に示した様な構成も可能である。

即ち、この実施例は、各Ｌ形絶縁バリヤ２０の部分に、
巻線を支持する支持絶縁物２１を設けることにより、支
持絶縁物２１を分割配置したものである。この様にする
と、支持絶縁物２１の沿面が細分化され、ブロック状の
支持絶縁物を１個使用した場合に比較して、個々の沿面
長が短くなり、同時にＬ形絶縁バリヤ２０が支持絶縁物
２１の沿面放電を防ぐバリヤとなり、沿面ストレスによ
る絶縁破壊を防ぐことができる。まだ、支持絶縁物２１
がＬ形絶縁バリヤ２０を介して冷却ダクト６を支持する
ことができ、金属シートや絶縁シートの端部を損なうこ
となく、巻線の機械的強度を高めることができる。

なお、上記説明は、主に巻線上部におけるＬ形絶縁バリ
ヤ２０による外周の高圧巻線の保護に関するものであっ
たが、内周の低圧巻線や、巻線下部においても同様の効
果が得られる。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、巻線端部を保護するＬ形
絶縁バリヤを配設することにより、絶縁耐力が高く、信
頼性の優れた箔巻変圧器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の箔巻変圧器の構造を示す断面図、第２図
は従来の巻線の主要部を示す断面図、第３図は本発明の
箔巻変圧器の一実施例を示す断面図、第４図は本発明の
巻線の主ｊ部を示す断面図、第５図は本発明の箔巻変圧
器の他の実施例を示す断面図である。 １・・・鉄心の脚部、２・・・金属シート、３・・・絶
縁シート、４・・・低圧巻線、５・・・高圧巻線、６・
・・冷却ダクト、７・・・ポンプ、８・・・凝縮器、９
・・・冷却水管、１０・・・冷媒タンク、１１・・・導
液管、１２・・・絶縁パイプ、１３・・・変圧器、１４
・・・冷却ダクト端部、１５・・・金属シート端部、１
６・・・絶縁シート端部、１７・・・シ−ルド、２０・
・・Ｌ形絶縁バリヤ、２１・・・支持絶縁物。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属シートと絶縁シートとを重ねで巻いた箔状の
   巻線を用い、この巻線内は冷却ダクトを内蔵した箔巻変
   圧器において、前記冷却ダグドの厚みに適合する厚みの
   垂直部を有するＬ形絶縁バリヤを、その垂直部においで
   冷却ダクト端部に配設したことを特徴どする箔巻変圧器
   。
2. （２）冷却ダクトが巻線内に複数個内蔵され、各冷即ダ
   クト端部に配設されたＬ形絶縁バリヤの水平部が、巻線
   の外周に向かつて水平に延長され、内周のＬ形絶縁バ１
   ヤの水平部が外周のＬ形絶縁バリヤの水平部に重ね合ね
   ざれている特許請求の範囲第１項記載の箔巻変圧器。
3. （３）各Ｌ形絶縁バリヤの部分に、巻線を支持する支持
   絶縁物が分割配置されている特許請求の範囲第２項記載
   の箔巻変圧器。