JPS6083309A - 電磁誘導機器巻線 - Google Patents

電磁誘導機器巻線

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JPS6083309A
JPS6083309A JP19296683A JP19296683A JPS6083309A JP S6083309 A JPS6083309 A JP S6083309A JP 19296683 A JP19296683 A JP 19296683A JP 19296683 A JP19296683 A JP 19296683A JP S6083309 A JPS6083309 A JP S6083309A
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JP
Japan
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conductor
layer
insulation
coil
electromagnetic induction
Prior art date
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Pending
Application number
JP19296683A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuo Hakata
博多 哲郎
Eiichi Tamaoki
玉置 栄一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS6083309A publication Critical patent/JPS6083309A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2823Wires

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、電磁誘導機器巻線に関するものであり、さ
らに詳しくいうと、変圧器やりアクドルのような電磁誘
導機器の絶縁構造を有する巻線に関するものである。
〔従来技術〕
以下、変圧器について説明する。
変圧器巻線と(に大写1変圧器の巻線は一般に複数個の
コイルを接続して構成する。このコイルは、所要の絶縁
を施した導体を鉄心に巻回−したものである。コイル絶
縁には、素線間絶縁層間給縁、ターン間絶縁などいくつ
かの役割がある。
第1図、第コ図、第3図に従来の三相外鉄形変圧器の要
部構造を示す。第1図において鉄心/ ll。
/bにu、’V、W相の巻#j!211.コV、コWが
それぞれ巻回されており、これらの巻線は低圧巻#:l
aと高圧巻#コbでなり、いずれも鉄心/&、/bと磁
気的に鎖交している。各巻線は複数個の板状コイルから
なり、高圧コイル群が高圧巻線を、低圧コイル群が低圧
巻線を構成するよう、それぞれ電気的に接続されてタン
クJIC収納されている。
第一図において鉄心/a、’/bは主nva、vbと側
脚ja、&bでなり、コイル6は、コイル群のうちの一
枚を、コイル間の絶縁をとり除いた状態で示す。? 、
1 、?けそれぞれコイル乙のlター7分を示す。図の
よ5にコイル6は主脚Fa。
ダbの回りに複数回巻回したものである。また第一図の
コイル乙の広い面をコイル面と称する。
第3図に変圧器のコイルP緑の断面図を示し、・7、&
、9は上述のようにそれぞれコイル乙のlター7分でl
ターンがコ層からなる例である。りの第1層、9の第2
層は省略した。、72a〜7.2dは、lター7分7の
第2層の素線導体、7コe〜7.2hはそれぞれ素線導
体’72a〜7udK対する素線絶縁紙巻、721はl
ター7分7の第2層に対する共通/fP緑紙巻である。
同様にt/a−godは、lター7分7に隣接するlタ
ー7分ざの第1層の素線導体、g / ezt /hは
それらに対する素線紙巻、ざ11はlター7分ざの第1
層の共通紙巻である。?2a−72d、g /a 〜g
 ld等がそれぞれ層導体7コ、gt等を構成する。な
お、共通紙巻の最外層にはコイル形状保持のための熱硬
化性接着紙を用いることも多い。
従来の変圧器コイル絶縁はたとえば上に述べたように構
成されるがこの構成にはつぎのような終縁上の役割があ
る。
(1) 素線間絶縁(第3図記号S1参照)変圧器が大
容量になると、負荷電流によって生じる漏れ磁束密度も
大きくなる。このとき第2図のコイル6を構成し、第3
図のg/a−#/d等で示されるところのコイル導体が
この漏れ磁束にさら′されたとき、導体内に生じる5ず
電流も大きくなり、5ず電流損失の→加や5.場合によ
っては局部i/%熱のおそれが生じる。うす電流密度は
、導体寸法にはy比例して大きくなるため、大容量変圧
器ではすでに図により説明したように、第2図の7゜E
、9あるいは第3図のg等で示されるlター7分の導体
を、コイル厚さ方向(第3図のtZa→ff/dの方向
)および層方向(第一図の7→C→qの方向)に分割し
、おのおのの分割導体間を船員している。このうち、同
じ層内の素線導体間の給線、(第3図中の記号ではSi
)を素線間絶縁として区別しているみこの素線間絶縁の
主目的は。
上記のように5ず電流積の低減であるから、P縁すべき
電圧も小さいので、他の部分の絶縁に比べて最も厚さが
薄くてよい。しかし素線間には次項に述べるインパルス
性異常電圧による若干の電位振動電圧が発生するなどの
理由により、厚みを少食圧器の漏れ磁束はコイ/I/6
のコイル面に直交する成分ももっているから、うず電流
を減らすためのコイル導体の分割は1層方向にも行なう
。たとえば第3図は、lター7分gを層1/とgコの2
層に分割した例である。この場合、前項の素線間給縁と
同じく、同一ターン内の眉間にも絶縁が必要になる。こ
れが眉間絶縁で第3図の例では、素線紙巻g/ezt/
h、共通紙巻tri1.同じくg21および素線紙巻t
コe〜t2hからなる絶縁(図中の記号ではLi)がそ
れに相当する。
この眉間絶縁も本来の目的は素線間絶縁と同じくうず電
流積の低減であるから、つぎに述べるターン間船縁より
薄くてもよい。しかしインパルス性異常電圧による電位
振動電圧の発生が、素線間よりも大きいので、素線間絶
縁よりは厚くする必要がある。主として工作性を重視す
る理由から、第3図に示すようにターン間絶縁T1と同
じ厚さにする場合が多い。
(3) ターン間絶縁(第3図記号Ti)すでに述べた
ように、コイルは鉄心に巻回するので、そのターン間(
巻回間)には、/ターン誘起電圧が発生する。常規使用
時以外にもたとえば送電線事故で線路の電圧が異常に上
昇した場合や、送電線への落雷等によるインパルス性異
常電圧襲来時にもその絶縁が保たれる必要がある。とく
にインパルス性異常電圧が侵入した場合は、コイル内に
は、導体のインダクタンスや静電客月−と侵入電圧波形
にもとづく複雑な電位振動を生じ、ターフ間の電圧が過
大となり、絶縁がおびやかされる。
したがってコイルのターン間にも所要の絶縁が必要であ
り、これをターン間絶縁と称する。第3図の例ではlタ
ー7分7の素線紙巻7コe〜7.2h、同共通紙巻7.
21、lター7分gの第1層の共通紙巻ff/i、同素
線紙巻g/e−g/bからなる給線(図中の記号ではT
i )がこれに相当する。
lター7分ざ、9間も同様である。変圧器コイル絶縁の
中ではこのターン間絶縁が最も主要な絶縁であり、その
所要絶縁強度やP縁厚さは上に述べたインパルス電圧レ
ベルから決定される。
変圧器の大きさ忙よっても異なるが、上記の缶詰・緑に
おいてうず電流を阻止するために絶縁すべき電圧はせい
ぜい数ミリボルトから数ボルトであるのに対しインパル
ス性電位振動によって発生する電圧は、素線間でも数百
ボルトから数キロボルトに達し、眉間、ターン間ではさ
らに高く数キロボルトから数十キロボルトにも達する場
合がある。
従来の変圧器コイルP縁構成およびおのおのの絶縁の役
割は、上に述べた通りであるが、これらには。
(1) 素線間P緑81が、インパルス性異常電圧に対
する配慮や、絶縁紙の機械的強度に対する配慮から、本
来の目的からうず電流の絶縁というきわめて低レベルの
絶縁であるにもかかわらずあまり薄くできない。(たと
えばP縁組!テーピングする場合でも各素線には少くと
も、2層以上巻く必要があるなど。) U を層の絶縁が層間絶縁L1もターン間絶縁′1゛l
も兼ねるという構成上、層間絶縁がターン間絶縁と同等
の絶縁強度をもち、過剰な強度となり無駄である。
(3) これらの結果、変圧器コイルの断面積中に占め
るこイル導体の占積率が低くなり1機器が大形化する傾
向がある〇 といったいくつかの欠点があった。
〔発明の釈り要〕
この発明は1以上の事情に鑑みてなされたもので、素線
導体を半導電性材料で被暖したのちに、これらを互いに
接触させてM導体とし、その外周乞共通の誘電体拐料で
被覆して所要の絶縁を施してなる構成により、上記従来
装置の欠点Y解消し。
]A′「性がよく、コイル導体の占積率の高い電磁誘導
機器巻線を提供することを目的とするものである。
〔発明の実施例〕
以下、この発明のいくつかの実施例を図面について説明
する。
第7図はこの発明の一実施例を示1−1これをlターン
が1層からなるコイルに適用する。またはlターンが複
数層からなるコイル、たとえば第3図の層導体クコ、ざ
l・9gコ、9/等に同様にして用いることができる。
第9図において、素線導体lθa〜/f7dは、これら
全体で層導体を構成している。素線導体lθa〜10d
にはそれぞれ半導電層/ Oj % / Omが被覆さ
れたのち、互いに順次に接触させ、誘電体材料である共
通の給線紙巻/17iを巻回する。半導電層/ Oj 
−/ Omどしては、素線導体lθa % /θdに比
べて十分大きい抵抗率をもつ材料で、しかもインパルス
性電位振動忙対しては実質的に各素線導体間を電気的に
接続した効果をあられす抵抗率のものを選ぶ。
たとえば、素線導体に用いる銅の抵抗率は10イΩ・m
程度であり、一方、絶縁紙′ア抵抗率は10’〜10/
lΩ・m程度である。半導電層/ Oj S−/ Om
はうず電流をさえぎるため忙2その抵抗率を素線導体l
θB−/f7dのそれよりも子分大きい値として10”
Ω・m程度以上のものを選ぶ。また電界緩和効果は10
’Ω・m程度以下で規られれ始めることがわかっている
ので、半導電層10jy10mの抵抗率としてはlθ−
!〜iorΩルの広い範囲から、うず電流を阻止できる
値で、なるべく低い値を選択すればよい。たとえばIO
kΩ・m程度の抵抗率をもつ電カケーブル用カニボン紙
の妄−ピンクや、 to−’〜/DiΩ−m程成の抵抗
率をもつ半導性塗料やコーディングあるいは半導電性接
着剤を塗布したものなどは、好適な材料である。
かような構成により、各素線導体lθa、x / Od
相互間は半導電層/□j〜lθmの抵抗により、うず電
流が各素線導体10a〜70dにわたって流れるのを有
効に阻止することカミでき、しかもインパルス的には各
素線導体があたかも一体の導体としてふるまうので、素
線導体間絶縁の必要力;なくなり、素線導体間のすきま
は最小でよく、素線導体の占積率が向上する。またカー
ボン紙のテーピングなどでこの半導電層を形成する場合
も、テーピングは重ね巻きにする必要がなく一層のつき
合せ巻などが可能になる。つき合せたテープ間にすき間
があって本給縁は必要ないのだから問題はなく、工数が
低減できるなど工作的に大きなメリットがある。
また、半導電層lθj s−/ Omを半導電性接着剤
とすることにより、素線導体/ Oa −/ Odが互
いに強固に接着されるため1巻線の機械的強度が向上し
、短絡事故に強い変圧器巻線を得ることができる。
つぎに第5図にこの発明の他の実施例を示す。
これは第2図のlター/分t、t、9等がそれぞれ一層
からなる場合に相当する。図においては第3図と同じ素
線導体り2a〜7コd、ff/a〜vid、trλa〜
t2tl 、 9 /a〜91(1,7コj〜りJm、
f/j=−ざ1m、tコj 〜を−m、り/J〜?/m
を被覆し、ターン間P緑共通紙巻71 、fi 、?1
をそれぞれ巻回したものである。半導%!層としては第
4図と同じ材質のものを用いることができる。
こうすることにより、各素線導体、各層導体間のうず電
流の循環は半導電層の抵抗分で、阻止されしかもインパ
ルス性電位振動に対しては各素線導体および各層導体が
あたかも一体の導体としてふるまうので、各層導体間に
はP縁が不要となり、コイルの導体占積率の一層の向上
を、はかることができる。
第6図はこの発明のさらに他の実施例を示す。
図において、素線導体1011〜10dおよびそれらに
対する半導電層/ Oj % / Om K共通半導電
層10nを施したものである。こうすることにより各素
線導体10ax/(7dの一体性をより一層高められる
ほか、たとえばガス絶縁電磁誘導機器コイルの絶縁など
において、各素線導体間のギャップ、たとえば第4図の
クサビ状ギャップlθθを、第6図のギャップ10/の
ように半導電層108内に包み込むことKより、この部
分の電界集中を防止し、コイルのターン間絶縁耐力を向
上させることができる。
第6図の構造は第7図のようにlターンが一層以上から
なるコイルについて同様忙適用したもので、それぞれl
ター/分t、g:、tpの素線をそれぞれ一括して覆う
共通の半導電層7n、、ざn、?nt設けてなるもので
、他は第3図と同様である。
この場合もギャップ102等は半導THU4gnの内部
に包まれ電界集中がなくターン間耐圧が向上する。
ところで上記説明では変圧器’k f!I K 件り説
明したが、リアクトルなど他の電磁誘導機器にも適用で
きる。、また外鉄形変圧器だけでなく内″鉄形変圧器で
も全く同様になり立つ。さらにlターンの層数が3以上
の任意のものについても全く同様に成立つことは言うま
でもない。層数が多い場合は、たとえば2層ずつ全いく
つかのグループに分けて共通半導電層を設けて、コイル
導体の曲りやすさ。
つまり巻線作業性を確保するなどの工夫ができる。
″ また誘電体材質については杏文中では絶縁紙巻のみ
について述べたがその他プラスチックフィルムや各種樹
脂のコーティング痛を用いても同様に行なえることは言
うまでもない。
〔発明の効果〕
この発明は、以上説明したとおり、電磁誘導機器の分割
素線どうしを半導電層を介在させて一体に接続するとい
う構造により、lターン導体全体忙占める誘電体の割合
が少なくなり、導体占積率の高いコイルが得られ、コン
パクトな機器を具現することができるとともに工作性も
向とするという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置の一部切欠き斜視図、第1図は第1図
のn−m線に135平面での断面図、第3図は第一図の
m−m線に沿う平面での断面図、第7図はこの発明の一
実施例の要部断面図、第5図。 第6図、第7図はそれぞれこの発明の他の実施例の蟹部
断面図である。 ?、ff、9−−コイルの各lターン、/(7a〜lθ
m 、 ? 、2〜? 、2d、ざtaA−t / d
−、t 2.a〜tコd、?/a〜り/d−−素線導体
、10j〜tOm 、7.2j 〜7.2m 、f/j
 A−f/m、ff、2j〜t2m 、 q/j%? 
7m −−半導電層、?n。 &n、qn、10n*・共通半導[層 t1’、gl。 ?i、10i、り、2i、ff/i、f:li、9/1
・・共通紙巻(共通誘電体層)、101,102・・ギ
ャップ。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 幣1図 幣2図 。 処3図 vE)4図 党5図 幣6図 手続補正器(自発) 59627 すβ相 年 月 日 2、発明の名称 電磁誘導機器巻線 ;3.補正をする者 : 代表者片山仁爪部 4、代 理、人 3補正の対象 6、補正の内容 (1) 明細書第5頁第1/行 1−sJを「Ll」と補正する。 (2) 同第1/頁第19行 「?7d、7.2j」を「デ/dにそれぞれ半導電層り
2jJと補正する。 (3)同第13頁第ダ行〜第S行 [について・・・・lターン分]:を「についても同様
に適用できる。これは、/ターン分」と補正する。 (4) 同第1ダ頁第λ行 「痛」を「等」と補正する。 (5) 同第14t−頁第コO行 「10m、72〜りxd J を [/ Old 、 
? 、2a 〜72 dJと補正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1) 複数の素線導体を並列に並べて形成した層導体
    の少なくとも1つを巻回したコイルからなる電磁誘導機
    器巻線において、前記素線導体をそれぞれ被覆した半導
    電層と、この半導電層を施した前記素線導体を順次接触
    してなる層導体の外周を被覆した共通誘電体層を備えて
    なることを特徴とする電磁誘導機器巻線。 (A 半導電層と共通誘電体層との間に介在する共通半
    導電層を備えた特許請求の範囲第1項記載の電磁誘導機
    器巻線。 (3)半導電層がカーボン紙のテーピングでなる特許請
    求の範囲第1項記載の[−a誘導機器巻線、(→ 半導
    電層が半導電性塗料でなる特許請求の範囲87項記載の
    電磁誘導機器巻線。 (S)半導電層が半導電性接着剤でなる特許請求の範囲
    第1項記載の電磁誘導機器巻線。
JP19296683A 1983-10-13 1983-10-13 電磁誘導機器巻線 Pending JPS6083309A (ja)

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