JPS63291409A

JPS63291409A - 箔巻変圧器

Info

Publication number: JPS63291409A
Application number: JP12600587A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Yoguchi; 与口　広光; Akira Tanaka; 明田中; Hideo Hirose; 広瀬　英夫
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-05-25
Filing date: 1987-05-25
Publication date: 1988-11-29

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］（産業上の利用分野）本発明は、金属シートと絶縁シートを重ねて巻回して成
る箔巻変圧器に関する。

（従来の技術）箔状巻線を備えた箔巻変圧器は巻線の占積率が良く、小
型、軽量化を実現できる特性を有するため、数ＫＶ、数
１００ＫＶＡ程度の比較的電圧の低い小容量の変圧器に
おいては既に実用化され、広く普及されている。

最近、このような箔巻変圧器の優れた長所に鑑み、より
高電圧・大容量の変圧器、例えば、２７５ＫＶ、３００
ＭＶ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巻線に対する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点におる
。また、このような箔巻変圧器における巻線の冷却方式
としては、巻線内に冷却ダクトを内蔵させ、絶縁特性の
優れた冷媒を送り込んで巻線損失から発生する熱を直接
的に冷却するいわばヒートパイプ方式のものが考えられ
ている。

第３図にこのような方式の箔巻変圧器として従来から知
られている構造の一例を示す。同図において、タンク１
には絶縁媒体としてＳＦａガス等のガスが高圧で封入さ
れ、このタンク１の内部には鉄心２が設けられている。

この鉄心２の主脚の外側には絶縁筒３を介して低圧巻線
４、高圧巻線が同心的に順次巻装されている。これら低
圧巻線４及び高圧巻線５はアルミ箔等から成る金属シー
ト７と樹脂フィルム等から成る絶縁シート８を重ねて巻
回して成る箔状巻線にて構成されている。なお、各巻線
４，５は、タンク１内に封入された絶縁媒体により絶縁
されると共に、絶縁バリア９を介して互いに絶縁されて
いる。

また、低圧及び高圧巻線４，５にはその軸方向に延びる
冷却ダクト６が巻込まれて内蔵されている。冷却ダクト
６は、フロン１１３やフロリナートＦＣ７５等の冷媒が
通るように中空になっており、この冷媒は冷却ダクト６
内を通る過程で巻線４．５を冷却する。そして、この冷
媒はタンク１外部に設けられた冷却器１０により冷却さ
れて凝縮され、液化した冷媒は冷却タンクに溜められた
後、ポンプ１２によって再び冷却ダクト６に送り込まれ
るようになっている。冷却グクト６と外部の循環系との
接続は、導液管１３と導液管１４、及び絶縁パイプ１１
を介して接続されている。

以上説明した従来の箔巻変圧器は、冷媒の循環する冷却
系と巻線の絶縁ガスとが完全に分離されていることから
、一般にセパレート式箔巻変圧器と呼ばれ、従来の平角
線状の導体と絶縁油を用いた変圧器に比較して大幅な小
型・軽量化が可能であるため、大容量変圧器として有望
でおる。この種の変圧器としては、ＵＳＰ−４０３９９
９０が知られている。

ところで、第３図に示したような箔巻変圧器の巻線構造
は、低圧巻線４、高圧巻線５を順次巻いていく一体型巻
線構造であるため、内側の低圧巻線４に不具合を生じた
場合、外周側の高圧巻線５から順次巻戻さなければなら
ず、組立てや修理、交換作業に手間が係る。また、低圧
、高圧巻線４゜５を一体型とした巻線構造上、巻線径が
太きくなり、この結果自重による層ずれを起こす可能性
がおる。

ざらに、低圧、高圧谷線４，６間のメインギャップとな
る絶縁バリア９部は、絶縁物による詰物とされているが
、この詰物が、ポリエステルフィルムの積層物とされた
場合、フィルムの誘電率の差によってガスギャップに電
界が集中し、エツジ部となっている金属シート端部によ
って絶縁破壊を生じる問題がある。

ここで、絶縁バリア９部の問題を解決する手段として、
ポリエステルフィルムを使用する代りに高圧巻線５を絶
縁筒３に巻回し、この絶縁筒３と低圧巻線４との間を空
間として絶縁バリア部を構成することが考えられる。し
かしながら、この構成において外部事故を生じると過大
な短絡電流が流れ、低圧巻線４を内側に押潰し、高圧巻
線５を外側に押し広げようとする半径方向の電磁機械力
が白き、この結果巻線４，５が破損するという別の問題
を生ずる。即ち、巻線４，５に巻込まれた冷却ダクト６
は、冷却効率、製造工程等の関係から、第４図に示すよ
うに、円周方向に分割された構造（分割部６ａ＞となっ
ているため、半径方向の電磁機械力が作用すると、冷却
ダクト６内蔵部と分割部６ａの剛性差から、同図に示す
ように、巻線４．５が屈曲し、この結果金属シート７が
破損する問題を生ずる。加えて、輸送や稼働によるヒー
トサイクルにより巻、線４，５が緩む問題もある。

このような巻線の破損、緩み等の問題に対して、巻線４
，５の外周に複数組のバンドを巻付けて巻線を固定する
手段も考えられるが、この場合、バンドの巻付は部分の
巻線が内部に食込むことで、巻線が変形するという別の
問題を生ずる。

（発明が解決しようとする問題点）上記のように、従来の箔巻変圧器においては、低圧巻線
、高圧巻線を順次巻付ける一体型巻線構造であるため、
巻線の組立てや修理、交換作業に手間がかかり、また、
巻線間の絶縁バリア部の構造から絶縁破壊や巻線の破損
を生ずる等の問題点が存在していた。

本発明は、このような従来技術の問題点を解決するため
に提案されたものであり、その目的は、巻線の構成を改
良することにより、巻線の組立て、修理、交換作業を容
易として、且つ絶縁性能が高く、巻線の破損の恐れのな
い、信頼性の高い箔巻変圧器を提供することである。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明による箔巻変圧器は、低圧巻線と高圧巻線とを、
絶縁筒を巻芯として形成し、低圧巻線の周囲には、円周
方向に分割された支持絶縁物をバンドにて締付固定し、
この低圧巻線周囲の支持絶縁物と、高圧巻線の絶縁筒と
を、支持構造物にて固定して絶縁バリア部を形成するこ
とを構成の特徴としている。

（作用）以上のような構成を有する本発明においては、低圧巻線
と高圧巻線とを別個に巻回するため、巻線の組立て、修
理、交換作業が容易となり、また、巻線径が小さくなる
ため自重による層ずれが生ずることもない。また、低圧
巻線を固定する絶縁物と高圧巻線の絶縁筒との間を支持
構造物で固定することによって絶縁バリア部を構成して
いるため、絶縁破壊を生じる問題がなくなっている。ざ
らに、各巻線を、絶縁物を介してバンドにて締付固定す
る構成であるため、巻線に変形を生ずることなく、巻線
の緩みを防止できる。

（実施例）以下本発明の一実施例を第１図及び第２図を使用して具
体的に説明する。なお、第３図に示した従来技術と同一
部分には同一符号を付し説明を省略する。

本実施例の構成＊本実施例において、低圧巻線４と高圧巻線５は、それぞ
れ一体の絶縁筒３を巻芯としてこの周囲に巻装されてい
る。

低圧巻線４の外周には、円周方向に分割されて成る支持
絶縁物１５が当てがわれ、材質を例えばグラスファイバ
ーとされたバンド１６にて締付けられる。この支持絶縁
物１５は、低圧巻線４の巻上げ寸法を内径とした絶縁筒
を形成した後、この絶縁筒の外周面に、バンド装着用の
円周方向の溝を軸方向の複数箇所に設けると共に、支持
構造物１７を挿入するための軸方向の溝を円周方向の複
数箇所に設けた後分割して構成されたものである。

低圧巻線４に支持絶縁物１５がバンド１６にて締付固定
された後、低圧巻線４を高圧巻線５内に挿入し、位置合
せをして支持構造物１７を挿入することによって、両巷
線４．５が一体化される。

また、高圧巻線５の外周にも支持絶縁物１５がバンド１
６にて締付けられる。高圧巻線５側の支持絶縁物１５の
構成はバンド１６を装着する円周方向の溝については、
低圧巻線４側の支持絶縁物１５と同様であるが、支持構
造物１７を装着するための溝は不要であるため設けられ
ていない。

本実施例の作用＊以上のような構成を有する本実施例によれば、まず、低
圧、高圧巻線４，５を別個に巻回する構成であるため、
仮に低圧巻線４に不具合を生じた場合でも、従来のよう
に、高圧巻線５の巻戻しを行う必要はなく、従って、組
立て作業や修理、交換作業の容易化が果されている。

また、一体型の巻線構造に比べて、巻線のターン数と重
量が半減する上、支持絶縁物１５とバンド１６で巻線外
周面全体が締付けられているため、輸送時の振動や運転
時のヒートサイクルなどによる緩みや、層間のずれの発
生を確実に防止可能となっている。

ざらに、短絡事故の際も、低圧巻線４においては、絶縁
筒３によって内側を、支持絶縁物１５及び支持構造物１
７によって外側を支持され、高圧巻線においては、絶縁
筒３によって内側を、支持絶縁物１５によって外側を支
持されることで、各巻線４，５が、それぞれ内外より確
実に固定されているため、変形を生ずる恐れはない。こ
の場合、巻線４，５の内外周面を全面に渡って均一に締
付ける構造となっているため、短絡機械力に対する耐力
は極めて大きくなっている。

＊他の実施例＊なお、本発明において、支持絶縁物１５の分割数や、バ
ンド１６や支持＠漬物１７の数などは適宜選択可能でお
り、また、バンド１６の材質についても自由に選択でき
る。さらに、高圧巻線については、必ずしも支持絶縁物
１５をバンド１６にて締付ける構造としなくても、従来
の低圧、高圧巻線一体型の構造に比べて十分な効果が得
られることは明らかである。

［発明の効果コ以上説明したように、本発明においては、低圧巻線を支
持絶縁物を介してバンドで締付け、この支持絶縁物と高
圧巻線の絶縁筒とを支持構造物にて固定するという構成
により、低圧、高圧巻線一体型の従来技術に比べて、巻
線の組立て、修理、交換作業が容易で、且つ絶縁性能が
高く、巻線の破損の恐れのない、優れた信頼性を有する
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横断
面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線縦断面図、第３図は従
来の箔巻変圧器を示す縦断面図、第４図は第３図の箔巻
変圧器の短絡時巻線変形を示す横断面図である。１・・・タンク、２・・・鉄心、３・・・絶縁筒、４・
・・低圧巻線、５・・・高圧巻線、６・・・冷却ダクト
、７・・・金属シート、８・・・絶縁シート、９・・・
絶縁バリア、１０・・・冷却器、１１・・・絶縁パイプ
、１２・・・ポンプ、１３・・・導液管、１４・・・導
液管、１５・・・支持絶縁物、１６・・・バンド、１７
・・・支持構造物。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属シートと絶縁シートを重合せて巻回して成る
箔状巻線を、鉄心の周囲の内外に低圧巻線及び高圧巻線
として装備し、低圧巻線と高圧巻線との間には、絶縁バ
リア部を設けて成る箔巻変圧器において、前記低圧巻線と高圧巻線とがそれぞれ絶縁筒を巻芯とし
て有し、低圧巻線の周囲には、円周方向に分割された支
持絶縁物がバンドにて締付けられ、この低圧巻線周囲の
支持絶縁物と、高圧巻線の絶縁筒とが、支持構造物にて
固定されて絶縁バリア部が形成されたことを特徴とする
箔巻変圧器。
（２）高圧巻線が、円周方向に分割された支持絶縁物を
バンドにてその周囲に締付けら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。