JPS63111605A

JPS63111605A - 箔巻変圧器

Info

Publication number: JPS63111605A
Application number: JP25680286A
Authority: JP
Inventors: Akifumi Inui; 乾　昭文
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-10-30
Filing date: 1986-10-30
Publication date: 1988-05-16

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】［発明の目的コ（産業上の利用分野）本発明は、金属シートと絶縁シートとを重ねて巻いた巻
線を用いた箔巻変圧器に係り、特に巻線端部にお（プる
電界を緩和した箔巻変圧器に関するものである。

（従来の技術）箔巻変圧器は、巻線の占積率が良く小型、軽量化ができ
る特徴がおる。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、最大の技術的問題点はいかに冷却能力
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、短絡事故時の半径方向機械力に対して耐えさ
せ１ｑるかという点である。まだ、この様な高電圧大容
量変圧器は実用化に至っていないが、第４図に示した様
に、巻線内に冷却ダクトを内蔵させ、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、いわゆるヒ
ートパイプ方式の箔巻変圧器が有力である。

即ち、この箔巻変圧器は、鉄心の脚部１に、金属シート
２と絶縁シート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、高圧巻線５の最外側の上下端部には
高圧シールド６が配設されている。また、低圧巻線４及
び高圧巻線５の巻線内には、巻線の軸方向に伸びる中空
状の冷却ダクト７が内蔵されている。冷却ダク］・７の
中空部の薄い間隙内には、フロンＲ−１１３やフロリナ
ートＦＣ７５等の冷媒が封入されており、ポンプ８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９内において冷却させ凝縮させる様にな
っている。そして、液化した冷媒は、冷媒タンク１０に
溜められ、ざらにポンプ８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。　冷却系を構成する導液管
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パイプ１
２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７は、巻線内に組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。さらに、
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。また、巻線の上
下には接地構成物１４が配設されている。

ところで、上記の様な箔巻変圧器は、薄い金属シート２
と絶縁シート３を重ねて巻回することにより、低圧巻線
４や高圧巻線５が形成される為、鉄心窓内の巻線占積率
が高くなる反面、次の様な問題点がある。

即ち、数ＫＶ、数ＫＶＡ程度の箔巻変圧器においては、
比較的低電圧、小容量であるため、巻線の半径も小さく
、スタック高さも低くて良く、巻線の重量も小さいので
、特別な支持手段を設けなくても巻線の巻回方向の締付
は力だけで、巻線を安定して支持できたが、高電圧、大
容量の箔巻変圧器では、巻線の自重が拡大し、巻線自身
の締付は力だけでは支持できない為、巻線を支える為の
何らかの支持手段が必要とされる。

従来、特にＳＦ６ガス等を封入したガス絶縁箔巻変圧器
においては、巻線の支持手段として、第４図に示した様
な支持絶縁物２０を、巻線の半径方向の全面にわたって
巻線端部に配設する方法が用いられていたが、この方法
によると、巻線を安定して支えることができる反面、支
持絶縁物２０の比誘電率が、タンク内部に封入されるＳ
Ｆ６ガス等の絶縁媒体の比誘電率より大きいため、前記
支持絶縁物２０が存在する部分においては、巻線端部に
電界が集中し、絶縁破壊を生じることがあった。

その上、上述した様な巻線端部の全面に配設される支持
絶縁物２０の取付は作業は非常に繁雑なものであり、ま
た、経済的にもコストが高くなるという欠点があった。

また、特に、第４図に示した様なヒートパイプ方式の箔
巻変圧器においては、巻線内に配設された冷却ダクト７
と導液管１１とを結ぶ絶縁パイプ１２が巻線端部に配設
される為、巻線端部の全面に支持絶縁物２０を配設する
ことはできない。その為、従来から、第５図に示した様
に、巻線端部の一部を支持することができるような絶縁
物より＝　６− 成るポストスペーサ２１が用いられている。

しかしながら、第５図に示した様に、ボス１〜スペー１
ノ２１の側部と、高圧巻線の端部に配設される高圧シー
ルド６の間隙ｄが近接し、微小ギャップが形成される。

特に、絶縁媒体がＳＦ６ガスの様に気体である場合には
、比誘電率が１．０であり、これに対してポストスペー
サ２１の比誘電率はその数倍あるので、これらの比誘電
率の逆比に従ってガス部分に電界が集中し、絶縁破壊を
生じてい１こ　。

また、巻線端部の電界を効果的に緩和する為に、高圧シ
ールドのかぶさりを大きくできるように、高圧シールド
を巻線スタック方向に突出させると、高圧シールド６と
ポストスペーサ２１との間隔が非常に狭くなり、電界の
集中が起こり、箔巻変圧器の絶縁強度を著しく低下させ
ることになっていた。

（発明が解決しようとする問題点）上記の様に、従来の箔巻変圧器においては、巻線を支持
する為に配設される支持絶縁物と高圧シールドとの間の
間隔が小さく、その比誘電率の違いから、絶縁破壊が生
じていた。

また、巻線端部に支持絶縁物を取付ける作業が非常に繁
雑なものであった。

そこで、本発明は以上の欠点を除去するもので、その目
的は、取付は作業の簡単な支持絶縁物によって巻線を安
定して支持することができる、絶縁信頼性が高く機械的
強度の優れた箔巻変圧器を提供することにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明の箔巻変圧器は、巻線端部に配設される高圧シー
ルドを金属シートの上下端部より巻線スタック方向に突
出するように構成し、また、巻線の上下端部の内、少な
くとも巻線下部に、絶縁物より成る柱状スペーサを配設
し、この柱状スペーサの巻線側端面の径を中央部の径よ
り大きくなるように構成して、柱状スペーサの側部と高
圧シールドとの間隔を３〜５ｍｍ以上あ〔プで配設した
ものである。

（作用）本発明の箔巻変圧器は、巻線の下端部または上下端部の
絶縁パイプ配設箇所を外して巻線端部に配設される柱状
スペーサと高圧シールドとの間に、３〜５ｍｍ以上の間
隔を確保することにより、電界が集中することを防止し
、絶縁性能を大幅に向上さゼ、また、巻線の支持も安定
して行えるようにしたものである。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図乃至第３図に基づいて
具体的に説明する。なお、第４図及び第５図に示した従
来型と同一の部分は同一の符号を付し説明は省略する。

■第１実施例本実施例の構成＊本実施例において、第１図に示した様に、高圧巻線５の
端部に、電界緩和用高圧シールド６か配設されている。

この高圧シールド６の形状は、金属シート２の端部より
ヨーク鉄心側に突出し、ま、　　た、巻線の外側に突出
する様に構成されている。

また、巻線の下端部または上下端部には、絶縁パイプ１
２の配設箇所をはずして柱状スペーサ３１が配設されて
いる。この柱状スペーサ３１の形状は、第１図に示した
様に、巻線側端面の径Ｌ１が、中央部の径Ｌ２より大き
くなるように構成され、また、高圧シールド６とスペー
サ３１の側部の間隔ｄが３〜５ｍｍ以上となるように配
設されている。

なお、前記柱状スペーサ３１は、エポキシ樹脂等を金型
内に注形することによって製造される。

本実施例の作用＊この様な構成を有する本実施例の箔巻変圧器においては
、巻線を支持する為に配設されるスペーサが、その中央
部の径１２が巻線側端面の径Ｌ１より小さくなるように
構成され、高圧シールド６と柱状スペーサ３１側部との
間隔ｄを３〜５ｍｍ以上確保して配置されているので、
誘電率の低い絶縁媒体と誘電率の高いスペーサ３１との
誘電率の差によって生じる電界の集中を防ぐことができ
、また、絶縁破壊も防止できるので、箔巻変圧器の絶縁
信頼性が大幅に向上する。

また、本実施例の柱状スペーサ３１は、その中央部分の
径Ｌ２が巻線側端面の径「１より小さければ良いので、
エポキシ樹脂等の注形による製造工程も非常に簡略化さ
れる。また、エポキシ樹脂等を用いたスペーサは、特に
ガス中においての絶縁耐力が高く、長期にわたって使用
することができ、また機械的強度も高いので、輸送時の
振動に対しても十分に耐えることができる。

さらに、スペーサ３１は柱状に構成されているので、絶
縁パイプ１２が設けられている巻線端部への取付け、取
外し作業が非常に容易なものとなり、その作業性が大幅
に向上する。

■第２実施例本実施例の構成＊本実施例において、第２図に示した様に、高圧巻線５の
端部に、電界緩和用高圧シールド６が配設されている。

この高圧シールド６の形状は、金属シート２の端部より
ヨーク鉄心側に突出し、また、巻線の外側に突出する様
に構成されている。

また、巻線の下端部または上下端部には、絶縁パイプ１
２の配設箇所をはずして柱状スペーサ４１が配設されて
いる。この柱状スペーサ４１の形状は、第２図に示した
様に、巻線側端面の径愛１が巻線の径りよりｄだけ短く
なるように、また、巻線側端面の径斐１が、中央部の径
愛２より大きくなるように構成されている。

本実施例の作用＊この様な構成を有する本実施例の箔巻変圧器においては
、巻線を支持する為に配設されるスペーサが、巻線側端
面の径斐１が巻線の径りよりｄだけ短くなるように、ま
た、巻線側端面の径吏１が、中央部の径愛２より大きく
なるように構成され、ｄとして３〜５ｍｍ以上の間隙が
確保されているので、誘電率の低い絶縁媒体と誘電率の
高いスペーサ４１との誘電率の差によって生じる電界の
集中を防ぐことができ、また、絶縁破壊も防止できるの
で、箔巻変圧器の絶縁信頼性が大幅に向上する。

また、本実施例の柱状スペーサ４１においても、その中
央部分の径愛２が巻線側端面の径ＩＬ１より小さければ
良いので、エポキシ樹脂等の注形による製造工程も非常
に簡略化される。また、エポキシ樹脂等を用いたスペー
サは、特にガス中においての絶縁耐力が高く、長期にわ
たって使用することができ、また機械的強度も高いので
、輸送時の振動に対しても十分に耐えることができる。

さらに、スペーサ４１は柱状に構成されているので、巻
線端部への取付け、取外し作業が非常に容易なものとな
り、作業性が大幅に向上する。

■第３実施例本実施例の構成＊本実施例において、第３図に示した様に、高圧巻線５の
端部に、電界緩和用高圧シールド６が配設されている。

また、巻線の下端部または上下端部には、絶縁パイプ１
２の配設箇所をはずして柱状スペーサ５１が配設されて
いる。この柱状スペーサ５１の形状は、第３図に示した
様に、巻線側端面の径Ｌ１−が、巻線の径［より大きく
なるように構成され、柱状スペーサ５１の配設位置に設
けられる高圧シールド６の側部に、柱状スペーサ５１の
端部が嵌合する係合孔５２が形成されている。そして、
柱状スペーサ５１と高圧シールド６の接合部においては
、柱状スペーサの上端部が高圧シールド６に対して垂直
に交わるように配設されている。

また、巻線側端面の径Ｌ＋　′は中央部の径Ｌ２−より
大きくなるように構成され、また、高圧シールド６とス
ペーサ５１の側部の間隔ｄが３〜５ｍｍ以上となるよう
に配設されている。

なお、前記柱状スペーサ５１は、エポキシ樹脂等を金型
内に注形することによって製造される。

本実施例の作用＊この様な構成を有する本実施例の箔巻変圧器においては
、巻線を支持する為に配設される柱状スペーサが、その
巻線側端面の径１１　′″が巻線の径しより大きくなる
ように構成され、その上端部が高圧シールドの側部に形
成された係合孔５２内に嵌合されるので、柱状スペーサ
５１によって、巻線と高圧シールド６を一括して支持す
ることができる。

また、高圧シールド６と柱状スペーサ５１側部との間隙
ｄが３〜５ｍｍ以上確保して配置されているので、誘電
率の低い絶縁媒体と誘電率の高いスペーサ５１との誘電
率の差によって生じる電界の集中を防ぐことができ、ま
た、絶縁破壊も防止できるので、箔巻変圧器の絶縁信頼
性が大幅に向上する。

また、本実施例の柱状スペーサ５１は、その中央部分の
径Ｌ２−が巻線側端面の径１−１−より小さければ良い
ので、エポキシ樹脂等の注形による製造工程も非常に簡
略化される。また、エポキシ樹脂等を用いたスペーサは
、特にガス中においての絶縁耐力が高く、長期にわたっ
て使用することができ、また機械的強度も高いので、輸
送時の振動に対しても十分に耐えることができる。

ざらに、スペーサ５１は柱状に構成されているので、巻
線端部への取付け、取外し作業が非常に容易なものとな
り、その作業性か大幅に向上する。

■他の実施例なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、柱状スペーサのタンク側の径は、中央部の径と同じ
でも、あるいは大きくても良い。

［発明の効果］以上述べた様に、本発明によれば、高圧巻線端部に取付
ける高圧シールドを、巻線スタック方向に突出するよう
に構成し、また、巻線の下端部あるいは上下端部に配設
される支持絶縁物として、巻線側端面の径が、中央部の
径より大きくなるように構成された柱状スペーサを用い
、その柱状スペーサの側部と高圧シールドの間隔を３〜
５ｍｍ以上あけて配設するという簡単な手段により、取
付は作業の簡単な支持絶縁物によって巻線を安定して支
持することができる、絶縁信頼性が高く機械的強度の優
れた箔巻変圧器を提供することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の箔巻変圧器の第１実施例を示−１６＝す要部拡大断面図、第２図は本発明の箔巻変圧器の第２
実施例を示す要部拡大断面図、第３図は本発明の箔巻変
圧器の第３実施例を示す要部拡大断面図、第４図は従来
の箔巻変圧器の構成を示す断面図、第５図は従来の箔巻
変圧器の要部拡大断面図である。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・
・・高圧シールド、７・・・冷却ダクト、８・・・ポン
プ、９・・・凝縮器、１０・・・冷媒タンク、１１・・
・導液管、１２・・・絶縁パイプ、１３・・・タンク、
１４・・・接地構成物、２０・・・支持絶縁物、２１・
・・ポストスペーサ、３１゜４１．５１・・・柱状スペ
ーサ、５２・・・係合孔。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鉄心の脚部に金属シートと絶縁シートとを重ねて
巻回してなる低圧巻線と高圧巻線を巻装し、巻線端部に
高圧シールドを配設し、絶縁媒体を封入したタンク内に
前記巻線を収納した箔巻変圧器において、前記高圧シールドが金属シートの上下端部より巻線スタ
ック方向に突出するように構成され、また、巻線の上下
端部の内、少なくとも巻線下部に、絶縁物より成る柱状
スペーサが配設され、この柱状スペーサの巻線側端面の
径が中央部の径より大きくなるように構成されているこ
とを特徴とする箔巻変圧器。
（２）前記柱状スペーサの巻線側端面の径が、前記巻線
の径と同じである特許請求の範囲第１項記載の箔巻変圧
器。
（３）前記柱状スペーサの巻線側端面の径が、前記巻線
の径より小さく構成され、前記柱状スペーサが高圧シー
ルドと適当な間隔を有するように巻線の半径方向の一部
に配設されたものである特許請求の範囲第１項記載の箔
巻変圧器。
（４）前記柱状スペーサの巻線側端面の径が、前記巻線
の径より大きく構成され、また、前記高圧シールドに係
合孔が形成され、前記柱状スペーサの上端部が前記高圧
シールドの係合孔に嵌合されたものである特許請求の範
囲第１項記載の箔巻変圧器。
（５）前記柱状スペーサのタンク側の径が、その中央部
の径と同じである特許請求の範囲第１項記載の箔巻変圧
器。
（６）前記柱状スペーサのタンク側の径が、その中央部
の径より大きいものである特許請求の範囲第１項記載の
箔巻変圧器。