JPS6212645B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 一般に、油入高電圧変流器の１次コイルは絶縁
を多層のコンデンサコーンにより構成され、電位
分布が適当に保たれるようになされている。本発
明は上記コンデンサコーンの層間に、絶縁油が対
流によつて流通する油層を設け、この絶縁油の流
通により１次コイルの放熱効果を得るようにした
ものである。

第１図は従来一般に用いられている正立形高電
圧大電流油入変流器の原理的な構成例を示し、１
は１次コイル、２は環状の鉄心、３は鉄心２に巻
回された２次コイルである。

ここで、１次コイル１は直線状の引出し部導体
４と１ターンに巻回されたコイル部導体５ならび
にこれらの導体をおおう絶縁層６よりなり、また
引出し部導体４は２重に同軸配置された管状導体
４１と４２よりなり、さらにコイル部導体５も管
状導体より構成されている。絶縁油は対流により
引出し部の内、外側の管状導体４１，４２の間か
らコイル部管状導体５→再び引出し部の内側の管
状導体４１と流れて１次コイルを冷却する。

一方、絶縁層６は前記のようにコンデンサコー
ンからなり、１次コイル１の引出し部の縦断面図
を示す第２図および同じくコイル部のＡ―A′切
断線による断面図を示す第３図に明らかなよう
に、多層すなわち図示の場合は３層の絶縁層６
１，６２，６３と、各絶縁層間および最外部の絶
縁層の外側にそれぞれ設けた電極７１，７２およ
び７３より構成される。なお最外層の電極７３は
リード線（図示せず）を設けて接地されており、
これらの絶縁物と電極および引出し部の外側の管
状導体４２は互いに直列接続された複数個のコン
デンサを形成し、１次導体―大地間の電圧をコン
デンサ分圧により分割し、各絶縁層の分担する電
圧を均等化し、各部の電位分布を適当にするよう
になされている。

なお上記第３図において、中心の管状導体５に
対して絶縁層が順次片よつた隋円状に示されてい
るが、これは次の事情による。すなわち、１次コ
イルの製造過程において、一定幅のテープ状の絶
縁紙を導体５に順次巻回して絶縁層を構成するの
であるが、絶縁紙の幅が一定のため、１次コイル
の中心側（図示のＡ側）では絶縁紙が外側（図示
のＢ側）に比べて多層に重なり合つて巻厚が大と
なり、図示のように絶縁層の厚さが片よつた構造
となる。なお、１次コイルの絶縁に必要な絶縁層
の厚さは、当然外側のＢ側の厚さで十分なように
なされている。これらのことは、後述する第５図
においても同様である。

この場合、１次コイルで発生した熱は、前述し
た絶縁油の対流と、コンデンサコーンの絶縁層を
通して行なわれる熱伝導とによつて拡散し、冷却
される。しかし、絶縁階級が高くなると絶縁の層
数も増加し、各絶縁層の厚さも大となる。よつ
て、同一電流値のものでも絶縁階級が高ければ、
同一構造および同一寸法の１次コイルの場合、絶
縁油の対流による放熱効果はほぼ同一であるが、
絶縁層を通じて行なわれる熱伝導による放熱効果
は絶縁層の厚さに反比例して減少するため、温度
上昇値は大きくなる。

従つて、温度上昇を規定値以内に抑えるには、
１次コイルの導体の断面積を大きくし抵抗値を下
げて発生する熱量を減少させるか、あるいは放熱
器を設ける等の対策をとる必要があり、このため
製作費は大幅に上昇する。さらに、１次コイルの
導体の断面積を増すと外形が大となり、標準寸法
の碍管に収納できず、特殊寸法の碍管が必要にな
る等の問題が生じる。

本発明はこのような欠点を解消し、放熱効果を
増加させた構造の１次コイルを得るもので、以下
これを説明する。

本発明においては、１次コイルの導体の周囲お
よび絶縁層間に間隙を設け、この間隙を絶縁油が
熱対流によつて流通するようにし、この油層によ
つて効果的な熱放散が行なわれるようにする。た
だし、単に油層を設けたのみでは、コンデンサ分
圧による電位分布が乱されてしまう。すなわち、
絶縁物である油浸紙と、間隙を流通する絶縁油と
では誘電率が異なり、絶縁油の誘電率が小である
ため油層中の電位傾度が高くなり、油層内で部分
放電を生じるおそれがある。このため絶縁破壊に
至ることも考えられ、絶縁に対する信頼性が著し
く低下してしまう。

よつて本発明においては、油層の外側と内側を
それぞれ電極でおおい、かつ両電極を互いに接続
して同一電位にする。すなわち、油層を同一電位
の電極ではさんだ構造とする。かくすることによ
り、油層は電位分布になんらの影響を及ぼさず、
電位分布は油層を設けない場合と同一に保たれ
る。

第４図および第５図は本発明の実施例を示し、
それぞれ前記第１図における直線状引出し部の縦
断面図およびコイル部のＡ―A′切断線に対応し
た断面図を示す。

上記両図において、最内側の絶縁層６１と引出
し部の管状導体４２およびコイル部導体５との
間、ならびに絶縁層６１，６２，６３の各層間に
それぞれ間隙８１ならびに８２，８３を設ける。
また、最内側の絶縁層６１の内面、ならびに絶縁
層６１の外面と絶縁層６２の内面、および絶縁層
６２の外面と絶縁層６３の内面をそれぞれおおう
電極９１ならびに９２と９３および９４と９５を
設ける。なお最外側の絶縁層６３の表面には、従
来のコンデンサコーン構造すなわち前記第３図の
場合と同様の電極７３を設け、接地する。次い
で、導体４２または５と電極９１、電極９２と９
３、および電極９４と９５とをリード線等により
互いに接続してそれぞれ同電位にする。かくし
て、電位分布の乱されるおそれなく油層を設け、
放熱効果を高めることができる。

このように油層を形成する間隙を設ける手段と
しては種々のものが考えられる。すなわち、絶縁
物の層間にスペーサを挿入することにより間隙が
設けられるが、このスペーサとしては、たとえば
ひも状のもの、あるいは針金等を用い、適当な間
隔で巻きつける等の手段によつて達成することも
できる。なおこのスペーサには、状況に応じて絶
縁物あるいは導体のいずれでも用いることができ
る。

なお、これらの間隙は、必ずしも最内側の絶縁
層と導体との間、および絶縁層間のすべてに設け
る必要はなく、適宜部分に設け、その他はコンデ
ンサコーンとしての電極を設けておく。この場
合、当然ながら、間隙は導体４２および５に近く
設けるのが熱放散に有効である。

このように油層を設けることにより１次コイル
は効果的に冷却され、各部の温度上昇はきわめて
低減される。よつて１次コイルの外形を、従来と
ほとんど同一の大きさとすることができる。

このように、１次コイルの導体の周囲および絶
縁層中に間隙を設けて絶縁油を流通させ、かつこ
の油層の内、外側を同電位の電極ではさみ込むこ
とにより、電位分布を乱す等のおそれなく絶縁油
による効果的な熱放散を行なわせることができ
る。よつて、絶縁階級が高くなつた場合でも、前
述したように絶縁層を厚くすることによる熱伝導
度の低下のため導体断面積を大きくして発生熱量
を減少させる等の必要はなく、導体を同一断面積
のままとし、標準寸法の碍管に収納することがで
きる。

なお、第５図において中心の導体５に対して絶
縁層が順次片よつた形状となるのは、前述したよ
うに絶縁層は一定幅のテープ状の絶縁紙を巻回し
て構成するため、１次コイルの中心側で絶縁紙が
外側に比べて深く多層に重なつて巻回されること
による。このため、１次コイルの中心側すなわち
図示のＡ側の部分は、外側すなわちＢ側に比べて
過剰な絶縁厚となるため、温度上昇も大となるお
それがある。よつて、本発明による油層を設けて
放熱作用を高めることにより、温度上昇の過大と
なるのを防止することができる。

また、以上の説明においては、１次コイルの直
線状引出し部が同軸配置の二重管状導体等よりな
り、またコイル部導体も管状導体の場合を示した
が、本発明はこれらの引出し部の構造およびコイ
ル部導体の形状等には関係なく、任意の構造の引
出し部およびコイル部導体の場合に適用すること
ができる。

以上詳述したように、コンデンサコーン形１次
コイルにおいて、適宜絶縁層間に油層を設け、油
層の内外側を同電位の電極ではさんだ構造とする
ことにより、電位分布を乱すおそれなく大きな放
熱効果を得ることができ、特に高電圧大電流変流
器に適用して大きな効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの種の変流器の原理的構造を示す断
面図、第２図はその１次コイルの直線状引出し部
分の従来の構造例を示す縦断面図、第３図は第１
図の切断線Ａ―A′による環状部分の従来の構造
例を示す断面図、第４図は本発明の実施例による
変流器の直線状引出し部分の縦断面図、第５図は
第１図の切断線Ａ―A′によるコイル部分の本発
明の実施例による構造を示す断面図である。 １…１次コイル、２…鉄心、３…２次コイル、
４…引出し部導体、４１，４２…管状導体、５…
コイル部導体、６，６１，６２，６３…絶縁層、
７１，７２，７３，９１，９２，９３，９４，９
５…電極、８１，８２，８３…間隙。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ コンデンサコーン形１次コイルの少なくとも
   導体周囲または絶縁層間に間隙を設けて絶縁油が
   流通しうるようにし、かつ上記間隙に形成された
   油層の内外面を互いに同電位の電極でおおうこと
   を特徴とする変流器。