JPS607457Y2 - 電気機器巻線 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電気機器巻線に係り、特に変圧器やリアクトル
などの円板巻線を備えた電気機器巻線に関する。

従来の電気機器、例えば円板巻線を備えた変圧器におい
ては、その巻線は第１図に示すように内側絶縁筒１と外
側絶縁筒２との間に素線導体を巻回して成る複数段の円
板巻線３が軸方向に積み重ねられて構成されている。

その円板巻線３の各間には複数個の水平間隔片４が放射
状に等間隔で配置され、円板巻線３の半径方向に水平冷
却路５が形成され、更に内外側絶縁筒１および２と前記
円板巻線３との各間には、垂直間隔片６および７が水平
間隔片４に対応する円板巻線３の内外周上に配置されて
内側垂直冷却路８および外側垂直冷却路９がそれぞれ形
成されている。

さらにこの巻線には第２図に示すように数段の前記円板
巻線３で一つの冷却区域が形成されるようにドーナツ状
の閉塞板１０および１１が円板巻線３の数段毎に、内側
絶縁筒１の外周と閉塞板１０の内周とを、また外側絶縁
筒２と閉塞板１１の外周とをそれぞれ完全に密着させて
、前記各垂直冷却路８および９を交互に閉塞するように
取付けられている。

従って冷却流体、例えば絶縁油は前記冷却区域毎に絶縁
油の流入口および流出口が反転し、ジグザグ状となって
各円板巻線３の間を流通し、巻線の冷却を行っている。

しかしながら上記構造の変圧器巻線においては、閉塞板
１０および１１とによって形成されたある冷却区域内の
各水平冷却路５に分流する絶縁油の流れは均一とならず
、一般に絶縁油流入口付近にある下部の水平冷却路５内
の油流速度が絶縁油流出口付近にある水平冷却路５内の
油流速度に比較して非常に小さくなる。

即ち、この冷却区域内の各水平冷却路５における油流速
度分布１２は破線矢印で示されるような状態となる。

従って油流出口付近に配置される円板巻線３に比べ、油
流入口付近に配置される円板巻線３の冷却が充分になさ
れない問題がある。

このため、折角、閉塞板１０および１１を取付けて巻線
に絶縁油をジグザグ状に通すようにしても期待したよう
な各円板巻線の一様な冷却効果は得られず、巻線温度上
昇の均一化を行うことができず各冷却区域内において部
分的に過大な温度上昇が起こり巻線絶縁物を劣化させ、
変圧器の寿命を短縮してしまう問題が生ずる。

このような問題の対策として円板巻線３を形成している
素線導体の断面積を大きくして電流密度を下げることや
、絶縁油の水平冷却路５内の最小流速を基準とした巻線
冷却設計を行うようにしているが、いずれの場合も変圧
器を大形にさせてしまう欠点がある。

また、各水平冷却路５内の油流速度の均一化をはかるた
めに絶縁物で製作した流動抵抗体を水平冷却路５や内外
垂直冷却路８，９に取付け、各冷却路の断面積を変化さ
せ、絶縁油の流動抵抗を調節して油流の一様分布を得る
方策も考えられる。

しかしながらこのような方策は変圧器巻線の冷却路形成
を複雑にするばかりでなく、流動抵抗体の製作およびそ
の取付に相当の手間がかかり変圧器の価格上昇につなが
る欠点がある。

本考案は上記従来技術の欠点を取除き、効果的かつ一様
に冷却することのできる電気機器巻線を得ることを目的
とするものである。

以下、本考案の一実施例を第３図に基づいて説明する。

図中、第１図と同一符号は同−又は相当部分を示す。

円板巻線を備えた変圧器巻線において、内側絶縁筒１と
外側絶縁筒２との間に素線導体を巻回して成る複数段の
円板巻線３が軸方向に積み重ねられて構成されている。

その円板巻線３の各間には複数個の水平間隔片が放射状
に等間隔で配置され、円板巻線３の半径方向に水平冷却
路５を形成し、更に内外絶縁筒１および２と円板巻線３
との各間には各垂直間隔片が水平間隔片に対応する円板
巻線３の内外周上に配置され、内側垂直冷却路８および
外側垂直冷却路９をそれぞれ形成する。

このようにして構成された、変圧器巻線に円板巻線３の
数段毎に閉塞板１３および１５をそれぞれ交互に配置す
る。

その際、内側垂直冷却路８を閉塞する閉塞板１３は内側
絶縁筒１の外周に完全に密着させず、内側絶縁筒１と閉
塞板１３との間に少流量の絶縁油が流動できるように、
内側絶縁筒１の外周半径より少し大きな内周半径をもつ
内側隙間１４が形成されている。

また、外側絶縁筒２と閉塞板１３との間にも絶縁油が流
動できる外側隙間１６を形成して閉塞板１５を取付ける
。

このようにして構成される各冷却路を有する変圧器巻線
に絶縁油を流通すると、閉塞板１３および１５とによっ
て形成される一つの冷却区域内の各水平冷却路５におけ
る油流速度分布１７は破線矢印で示すようになる。

これは冷却区域内に流入する絶縁油が、例えば内側隙間
１４から、従来の閉塞板に近い油のほとんどよどんでい
た垂直冷却路８の部分に噴出流を与えることにより、非
常に油流速度の小さかった絶縁油流入口に近い水平冷却
路５内に、前記噴出流のエジェクター作用により強制的
に油流を発生させることができるためである。

これにより従来の巻線構造において油流速度の極小さか
った水平冷却路の油流速度を上昇することができ、冷却
区域内の各水平冷却路の油流速度が非常に良く均一化さ
れる。

また外側隙間１６からの噴出流は上述の閉塞板１３の内
側隙間１４と同様の作用により次の冷却区域内の各水平
冷却路の油流速度を均一化する。

本実施例のような内側隙間１４や外側隙間１６の冷却区
域内の各水平冷却路の油流速度の均一化に果たす影響に
ついて隙間の大きさを系統的に変化して行ったモデル実
験によれば、垂直冷却路幅１０乃至２０％の隙間幅を有
する場合に各水平冷却路の油流速度が良く均一化し同じ
分流流量が多くなることが確認されている。

この結果、従来の変圧器巻線のような油流の不均一を取
除くことができるため、全ての円板巻線は均一な冷却効
果を得ることができ、巻線の温度上昇が部分的に過大に
なるというような不都合をなくすことができる。

また従来の変圧器巻線のように冷却区域内の最低油流速
度を基準とした冷却設計ではなく、これよりも大きな平
均化された油流速度を基準として冷却設計を行うことが
でき、冷却効果の優れた変圧器を得ることができる。

これにより、素線導体の断面積を小さくして電流密度を
上げることが可能となり、変圧器の小形、軽量化をはか
ることができる。

また、本実施例では製作や取付に手間のかかる流動抵抗
体を新たに追加取付するという必要はなく、従来の変圧
器巻線と同様にして製作することができる。

以上説明したように本考案によれば、巻線の冷却効果の
良好な電気機器巻線が得られ、この結果、電気機器本体
の小形、軽量化をはかることができ、将来更に大容量化
する電気機器の設計、製作に対処してゆくことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般の電気機器巻線の断面図、第２図は従来の
電気機器巻線の冷却形状と油流状態を示す第１図のＩ−
Ｉ矢視図、第３図は本考案による電気機器巻線の一実施
例を示す断面図である。 １・・・・・・内側絶縁筒、２・・・・・・外側絶縁筒
、３・・凹円板巻線、４・・・・・・水平間隔片、５・
・・・・・水平冷却路、６，７・・・・・・垂直間隔片
、８・・・・・・・内側垂直冷却路、９・・・・・・外
側垂直冷却路、１０，１１，１３゜１５・・・・・・閉
塞板、１２，１７・・・・・・油流速度分布、１４・・
・・・・内側隙間、１６・・・・・・外側隙間。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内側および外側絶縁筒間に円板巻線を複数段配置すると
   ともにこの円板巻線の各間に複数個の水平間隔片を介在
   させて複数の水平冷却路を放射状に形成し、前記内外側
   絶縁筒と円板巻線との間に複数個の垂直間隔片を介在さ
   せ前記水平冷却路と連通して複数の内外側垂直冷却路を
   形成し、これらの内外側垂直冷却路を交互に閉塞する閉
   塞板を前記水平冷却路に挿入して絶縁流体をジグザグ状
   に流動させる巻線において、前記内外側絶縁筒と閉塞板
   との間に前記内外側垂直冷却路幅の１０乃至２０％の隙
   間を設けたことを特徴とする電気機器巻線。