JPS6147614A - 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、金属シートと絶縁シートとを重ねて巻回して
成る箔状巻線内に冷却ダクトを内蔵させた箔巻変圧器に
関するものであり、特に、冷却ダクトの構成に改良を施
して、巻線に侵入する過渡的過電圧から効果的に巻線を
保護する様にしたものに係る。

［発明の技術的背景］ 箔巻変圧器は、巻線の占積率が良く小型、軽量化ができ
る特徴がある。すでに数ＫＶ、数１００ＫＶＡ程度の比
較的電圧の低い温容量の変圧器では、実用化されている
。近年、その優れた長所に鑑み、より高電圧、大容量の
例えば２７５ＫＶ、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
にかかつている。特に、この様な従来の小容量・低電圧
の変圧器において、サージ電圧等の過渡的過電圧の侵入
に対する巻線の保護手段としては、周知の通り、変圧器
外部に避雷器を設置することが行なわれ、充分な効果を
発揮していた。また、配電用として用いられる為に、鉄
道輸送限界等に対する考慮も不要であった。

しかしながら、最近の技術進歩により、箔巻変圧器の冷
却効率は大幅に改善され、例えば２７５ＫＶ、３００Ｍ
ＶＡ級等の箔巻変圧器が開発研究されるに至り、従来の
様に変圧器に対する巻線の保護が充分に行えなくなりだ
。即ち、このクラスの変電所用変圧器においては、サー
ジ等の過渡的過電圧を効果的に抑制する為には、避雷器
をできる限り変圧器の巻線に近付けることが必要であり
、避雷器を変圧器の内部に設番プることが最も望ましい
。ところで、従来の平角銅線を用いた変圧器では、巻線
のセクション間に避雷器を取付りることは、スペース的
にも余裕があり、比較的容易であり、その適用も考えら
れていた。

ところが、箔巻変圧器では、巻線が金属シートと絶縁シ
ートが固く巻回されている為、巻線間に避雷器を内蔵さ
せることは困難であった。従って箔巻変圧器では、依然
避雷器を外部に設けており、その為、過渡的過電圧の侵
入により巻線が破壊されて、変圧器の信頼性が低下する
欠点があった。

また、この様に避？Ｒ器を設置する栴造では、機器が大
型化覆る為、経済性においても問題となっていた。その
上、変電所用として用いられる箔巻変圧器は、工場から
設置箇所まで鉄道輸送にて搬送される為、輸送時におけ
る寸法・重量限界に対する考慮が必要であり、この点か
らも変圧器の小型化が要旨されている。

この様な箔巻変圧器の一例を第４図に示す。即ち、鉄心
の主脚１の外周にＦＲＰ　（ガラス繊維強化プラスチッ
ク）の様な機械的強麿の高い合成樹脂からなる絶縁筒２
が嵌合され、この絶縁筒２の外周部に金属シート３と絶
縁シート４とを重ね合せて巻回して成る低圧巻１ｉ１５
が巻装されている。

ここで、前記の様な高電圧変圧器の箔状巻線として用い
られる金属シート３の厚さは、数１００ミフロン〜１０
０ミクロンと非常に薄いものである。

低圧巻線５には、適当な間隔毎に、スタック方向に延び
る空隙として楔により冷却ダクト６が形成されている。

更に、低圧巻線５の外周には、リアクタンスギャップ７
を介して合成樹脂等から成る絶縁筒８が、絶縁筒２と同
軸に配設され、この絶縁筒８の外周部には、金属シーｈ
　３と絶縁シート４を勇ね合せて巻回して成る高圧巻線
９が巻装されている。この高圧巻線９にも、冷却ダクト
６が形成されている。更に、これらの巻線全体はタンク
１０内に収納され、ＳＦ６ガス、絶縁油等の絶縁媒体１
１がタンク１０内に封入されている。

［背景技術の問題点］ ところで、この様な箔巻変圧器は、通常の平角銅線を用
いた変圧器に比べ一般に電位分布は比較的良くなってい
るが、箔状巻線の冷却上、第４図に示す様に巻線ターン
間に冷却ダクトを設けると、冷却ダクト６を挾むターン
間の静電容量が冷却ダクトを挿入していない他のターン
間の静電容量に比べて非常に小さく成る為、サージ電圧
が侵入した場合、第２図Ｂに示す様に、冷却ダクト６を
挟むターン間で大きな電圧を分担することになる。

この場合、ダクト部分のターン間だけでなく、これに隣
接するターン間の電圧分担も悪くなるので、同郡は絶縁
上の弱点となり、絶縁破壊の危険性が大きくなる上、巻
線全体の電位分布を悪くする為、問題となっていた。

［発明の目的コ 本発明は、■述の如き従来技術の欠点を解消する為に提
案されたものであり、その目的は、サージ電圧等の過渡
的過電圧が侵入した場合の巻線の電位分布を改良して、
絶縁信頼性を向上した箔巻変圧器を提供することである
。

［発明の概要］ 本発明の箔巻変圧器は、冷却ダクトを形成する楔の一部
又は全てを非直線抵抗素子にて構成することにより、冷
却ダクト部分の電圧分担を非直線抵抗素子の制限電圧に
より抑制して、ナージ電圧等の過渡的過電圧侵入時にお
りる巻線の電位分布を均一化したものである。

［発明の実施例］ １　以上説明した様な本発明の一実施例を第１図に基づ
いて具体的に説明する。なお、従来と同一部分は同一符
号で示し、その説明は省略する。

同図において、金属シートと絶縁シートとが重ねて巻回
されて成る高圧巻線９には、適当な間隔毎に冷却ダクト
６が適宜形成されている。

この冷却ダクト６は、巻線巻同時に複数個の梗１２を、
適当なＥｒｒＡをおいて巻線の軸方向に配設することに
より形成され、この楔１２の一部又は全ては、非直線抵
抗素子によって構成されている。

この様な構成を有する本実施例の作用は次の通りである
。

即ち、前述の様に、過渡的過電圧の侵入時には、冷却ダ
クトを挟むターン間の静電容量が冷却ダクトを挟まない
他のターン間の静電容量に比べて非常に小さくなる為、
冷却ダクト部分に掛かる電圧が、他のターン間に掛かる
電圧より大きくなってしまうが、本実施例では、冷却ダ
クトを構成する非直線抵抗素子の制限電圧によりダクト
間の電圧が抑制される。この様にして、非直線抵抗素子
にＪ：リダクト間の電圧を抑制することにより、第２図
の△に示す様に、全体の電位分布をほぼ均一にすること
ができる。

また、巻線径が大きく、巻回数も大きい高電圧・大容量
変圧器においては、巻線間に配設される冷却ダクトの数
が増大するが、この様な箔巻変圧器に本発明を適用すれ
ば、より効果的である。第３図は、巻線内に適当な間隔
で複数層の冷却ダクトを設けた箔巻変圧器に本発明を適
用した場合の巻線内のターン間電圧の改善を示すもので
ある。

同図に示す様に、従来の箔巻変圧器においては、冷却ダ
クト部分でターン杆電圧が高くなり、ひいては、巻線全
体の電位分布がＢの様に悪くなっている。これに対し、
本発明による箔巻変圧器では、非直線抵抗素子の制限電
圧Ｃに抑制されて、冷却ダク］一部分のみならず、巻線
全体の電位分布をＡの様に均一にすることができる。

更に、本発明では、次の様な作用効果も有する。

即ち、非直線抵抗素子を、冷却ダクトを形成する楔とし
て巻線内に接続する為、非直線抵抗素子を巻線内に直接
取付ける形となり、これによって侵入するサージ電圧等
の過渡的過電圧を最大限効果的に抑制でき、従って、非
直線抵抗素子の機能を充分に発揮することになる。また
、非直線抵抗素子を冷却ダクトの構成要素として用いる
為、非直線抵抗素子を巻線の外側に取付ける場合の様に
、余分なスペースを取ることもなく、しかも巻線単位間
の分担電圧が低く抑えられる為、その分だけ絶縁保護の
為に要するスペースを縮小でき、機器の小型化を実現で
きる利点もある。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明によれば、冷却ダク］−を構
成する模を非直線抵抗素子にて構成することにより、サ
ージ電圧等の過渡的過電圧の侵入に対して巻線の電位分
布を均一化することで、効果的に巻線の絶縁保護が行な
え、しかも機器の一層の小型化を実現し１〔箔巻変圧器
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による箔巻変圧器の一実施例を示す概略
断面図、第２図は本発明と従来の箔巻変圧器の巻線の電
位分布を示す座標図、第３図は、本発明と従来の箔巻変
圧器の巻線内のターン間電圧を示す座標図、第４図は、
従来の箔巻変圧器の一例を示す断面図である。 １・・・鉄心の主脚、２・・・絶縁筒、３・・・金属シ
ート４・・・絶縁シート、５・・・低圧巻線、６・・・
冷却ダク１−１２・・・楔。 ７３１７　　代理人　弁理士　間近　窓体（外１名）第
＋ｍ Ｊ２Ｗｉ 第３図 第４図 ｎ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉄心の脚部に金属シートと絶縁シートとを重ねて
   巻回して成る箔状巻線内に、楔を挿入して空隙より成る
   冷却ダクトを形成した箔巻変圧器において、前記冷却ダ
   クトを形成する楔の一部又は全てを非直線抵抗素子にて
   構成することを特徴とする箔巻変圧器。