JPS643042B2 - - Google Patents
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- JPS643042B2 JPS643042B2 JP56184216A JP18421681A JPS643042B2 JP S643042 B2 JPS643042 B2 JP S643042B2 JP 56184216 A JP56184216 A JP 56184216A JP 18421681 A JP18421681 A JP 18421681A JP S643042 B2 JPS643042 B2 JP S643042B2
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- Japan
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- winding
- windings
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Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
- H01F27/36—Electric or magnetic shields or screens
- H01F27/363—Electric or magnetic shields or screens made of electrically conductive material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Insulating Of Coils (AREA)
- Regulation Of General Use Transformers (AREA)
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
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
いた箔巻巻線からなる低圧巻線および高圧巻線を
備えた変圧器に関する。
いた箔巻巻線からなる低圧巻線および高圧巻線を
備えた変圧器に関する。
発明の技術的背景
この種の箔巻巻線を備えた変圧器は、占積率が
良いので小形、軽量化を実現できる利点がある。
すでに数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、かなり市場に
出回つている。
良いので小形、軽量化を実現できる利点がある。
すでに数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、かなり市場に
出回つている。
最近に至りその優れた長所に鑑み、より高電
圧、大容量の例えば275KV、300KVA変圧器に
適用拡大が研究されているが、箔巻変圧器の最大
の欠点である巻線上下端部に流れる大きな渦電流
による巻線端部の温度上昇過大の問題をいかに克
服するが大容量箔巻線変圧器を実用化する上で最
大の鍵である。
圧、大容量の例えば275KV、300KVA変圧器に
適用拡大が研究されているが、箔巻変圧器の最大
の欠点である巻線上下端部に流れる大きな渦電流
による巻線端部の温度上昇過大の問題をいかに克
服するが大容量箔巻線変圧器を実用化する上で最
大の鍵である。
従来の箔巻変圧器は第１図で示す構成をなして
いる。絶縁媒体として絶縁油またはSF6ガスなど
の絶縁ガスを封入したタンク１の内部に鉄心２が
設けられ、この鉄心２の脚部の外側周囲に絶縁筒
３を介して低圧巻線４が巻装され、この低圧巻線
４の外側周囲に絶縁バリヤ６を介して高圧巻線５
が巻装されている。これら各巻線４，５はアルミ
ニウムなどからなる金属シート７と樹脂フイルム
などからなる絶縁シート８とを重ね合わせて巻い
た箔巻巻線で構成されている。各巻線４，５の上
下端部の上側および下側には鉄心２と各巻線４，
５とを締付けるためのクランプ９，９が配置され
ている。タンク１の壁部内側には巻線４，５から
の漏れ磁束によりタンク１壁部が過熱することを
防止するタンクシールド１０が取付けてある。
いる。絶縁媒体として絶縁油またはSF6ガスなど
の絶縁ガスを封入したタンク１の内部に鉄心２が
設けられ、この鉄心２の脚部の外側周囲に絶縁筒
３を介して低圧巻線４が巻装され、この低圧巻線
４の外側周囲に絶縁バリヤ６を介して高圧巻線５
が巻装されている。これら各巻線４，５はアルミ
ニウムなどからなる金属シート７と樹脂フイルム
などからなる絶縁シート８とを重ね合わせて巻い
た箔巻巻線で構成されている。各巻線４，５の上
下端部の上側および下側には鉄心２と各巻線４，
５とを締付けるためのクランプ９，９が配置され
ている。タンク１の壁部内側には巻線４，５から
の漏れ磁束によりタンク１壁部が過熱することを
防止するタンクシールド１０が取付けてある。
背景技術の問題点
一般の変圧器は平角銅線を巻回した低圧および
高圧巻線を使用しているために、巻線に負荷電流
が流れると、第１図の破線で示すような巻線漏れ
磁束が発生するが、箔巻巻線からなる低圧および
高圧巻線４，５を備えた変圧器においては、巻線
４，５に負荷電流が流れると漏れ磁束の水平方向
成分を打消すように巻線４，５の上下端部に大き
なループの渦電流が流れる。この結果、箔巻変圧
器の巻線漏れ磁束は第１図２点鎖線で示すよう
に、巻線４，５の内部では垂直に通り、巻線４，
５から出た直後に略直角に曲がるような通り方を
する。この時、各巻線４，５の上下端部には負荷
電流に大きな渦電流が重畳して流れるために、巻
線４，５の上下端部の電流密度はこの上下端部を
除く巻線４，５の中間部の電流密度に比して極端
に高くなる。この巻線４，５端部における電流密
度分布の特性を第２図に示す。この線図によれば
巻線４の端部では電流密度が外周部から内周部に
向けて高くなり（Ａ線）、巻線５の端部では電流
密度が内周部から外周部に向けて高くなる（Ｂ
線）傾向にあることが判る。このように巻線４，
５の端部における電流密度が過大となる結果、巻
線４，５の上下端部のみが異常が高い温度とな
る。
高圧巻線を使用しているために、巻線に負荷電流
が流れると、第１図の破線で示すような巻線漏れ
磁束が発生するが、箔巻巻線からなる低圧および
高圧巻線４，５を備えた変圧器においては、巻線
４，５に負荷電流が流れると漏れ磁束の水平方向
成分を打消すように巻線４，５の上下端部に大き
なループの渦電流が流れる。この結果、箔巻変圧
器の巻線漏れ磁束は第１図２点鎖線で示すよう
に、巻線４，５の内部では垂直に通り、巻線４，
５から出た直後に略直角に曲がるような通り方を
する。この時、各巻線４，５の上下端部には負荷
電流に大きな渦電流が重畳して流れるために、巻
線４，５の上下端部の電流密度はこの上下端部を
除く巻線４，５の中間部の電流密度に比して極端
に高くなる。この巻線４，５端部における電流密
度分布の特性を第２図に示す。この線図によれば
巻線４の端部では電流密度が外周部から内周部に
向けて高くなり（Ａ線）、巻線５の端部では電流
密度が内周部から外周部に向けて高くなる（Ｂ
線）傾向にあることが判る。このように巻線４，
５の端部における電流密度が過大となる結果、巻
線４，５の上下端部のみが異常が高い温度とな
る。
この現象に対する対策として、巻線４，５にお
ける導体である金属シート７の厚さを増して巻線
端部の電流密度を温度上昇が問題にならないレベ
ルにまで下げれば良い。しかし、巻線４，５の巻
厚を巻線高さ方向（巻線軸方向）に一様になるよ
うに巻き上げるには巻線端部を除く渦電流の影響
がない巻線全高さの約90％以上を占める巻線中間
部分の金属シート７の厚さも一様に増す必要があ
る。このために金属シート７全体の厚さが増大し
て、占積率が良いという箔巻巻線の最大の特長が
失なわれてしまう。また、金属シート７の厚さが
一様になるために、巻線端部の冷却を巻線中間部
に比して格段に良くする冷却構造の採用も実現が
難しいという問題がある。
ける導体である金属シート７の厚さを増して巻線
端部の電流密度を温度上昇が問題にならないレベ
ルにまで下げれば良い。しかし、巻線４，５の巻
厚を巻線高さ方向（巻線軸方向）に一様になるよ
うに巻き上げるには巻線端部を除く渦電流の影響
がない巻線全高さの約90％以上を占める巻線中間
部分の金属シート７の厚さも一様に増す必要があ
る。このために金属シート７全体の厚さが増大し
て、占積率が良いという箔巻巻線の最大の特長が
失なわれてしまう。また、金属シート７の厚さが
一様になるために、巻線端部の冷却を巻線中間部
に比して格段に良くする冷却構造の採用も実現が
難しいという問題がある。
発明の目的
本発明は箔巻巻線の占積率を低下させることな
く巻線端部における電流密度の増大を抑制して温
度上昇を防止した変圧器を提供するものである。
く巻線端部における電流密度の増大を抑制して温
度上昇を防止した変圧器を提供するものである。
発明の概要
本発明の変圧器は、箔巻巻線からなる低圧巻線
（内側巻線）の内側周囲および高圧巻線（外側巻
線）の外側周囲のいずれか一方あるいは両方に電
気的に１ターンを形成しない導電性を有する円筒
状のシールド板を設けることにより、渦電流が巻
線の端部に殆んど生ぜずシールド板の端部に集中
的に発生し、従つて巻線の端部における電流密度
の増大を抑制するものである。
（内側巻線）の内側周囲および高圧巻線（外側巻
線）の外側周囲のいずれか一方あるいは両方に電
気的に１ターンを形成しない導電性を有する円筒
状のシールド板を設けることにより、渦電流が巻
線の端部に殆んど生ぜずシールド板の端部に集中
的に発生し、従つて巻線の端部における電流密度
の増大を抑制するものである。
発明の実施例
第３図ないし第５図は本発明の変圧器の一実施
例を示している。この実施例の変圧器は前述した
公知例と同様に絶縁媒体を封入したタンク１の内
部に設けた鉄心２に、金属シート７と絶縁シート
８とを重ねて巻いた箔巻巻線からなる低圧巻線４
と高圧巻線５を内外側に同心円状に巻装してあ
り、またクランプ９，９が設けてある。
例を示している。この実施例の変圧器は前述した
公知例と同様に絶縁媒体を封入したタンク１の内
部に設けた鉄心２に、金属シート７と絶縁シート
８とを重ねて巻いた箔巻巻線からなる低圧巻線４
と高圧巻線５を内外側に同心円状に巻装してあ
り、またクランプ９，９が設けてある。
この実施例の変圧器においては、タンク１中に
おける内側巻線である低圧巻線４の内側周囲、す
なわち低圧巻線４と鉄心２の脚部との間には同心
円状にシールド板１１が設けてあり、また外側巻
線である高圧巻線５の外側周囲、すなわち高圧巻
線５とタンク１の周壁部との間には同心円状にシ
ールド板１１が設けてある。これら低圧巻線４の
内側と高圧巻線５の外側に夫々設けられたシール
ド板１１，１１は、導電性金属からなる充分な厚
さをもつた板材を所定の径を有するようにギヤツ
プ１２を残して略円筒状に湾曲形成した略円筒状
をなすもので、第４図で示すように電気的に１タ
ーンを形成しないように必ず少なくとも１個所の
軸方向に沿うギヤツプ１２が形成されている。シ
ールド板１１にギヤツプ１２を形成するのは、シ
ールド板１１全体が１ターンを形成すると閉じた
電路を形成して円周方向に電流が流れるからであ
る。なお、低圧巻線４の内側周囲に設けたシール
ド板１１は、絶縁筒３の外周に嵌装される。ま
た、このシールド板１１と低圧巻線４との間には
絶縁バリヤ１３が設けられる。高圧巻線５の外側
周囲に設けたシールド板１１は絶縁バリヤ１４を
介して高圧巻線５に嵌装される。このため、全体
的には鉄心２の脚部を中心として、絶縁筒３、シ
ールド板１１、絶縁バリヤ１３、低圧巻線４、絶
縁バリヤ６、高圧巻線５、絶縁バリヤ１４および
シールド板１１の順で同心円状に設けられる。さ
らに、巻線４，５の上下端部側に設けた各クラン
プ９，９における巻線端部に面する側面には、例
えばけい素鋼板を積層して形成された磁気シール
ド１５，１５が設けてある。
おける内側巻線である低圧巻線４の内側周囲、す
なわち低圧巻線４と鉄心２の脚部との間には同心
円状にシールド板１１が設けてあり、また外側巻
線である高圧巻線５の外側周囲、すなわち高圧巻
線５とタンク１の周壁部との間には同心円状にシ
ールド板１１が設けてある。これら低圧巻線４の
内側と高圧巻線５の外側に夫々設けられたシール
ド板１１，１１は、導電性金属からなる充分な厚
さをもつた板材を所定の径を有するようにギヤツ
プ１２を残して略円筒状に湾曲形成した略円筒状
をなすもので、第４図で示すように電気的に１タ
ーンを形成しないように必ず少なくとも１個所の
軸方向に沿うギヤツプ１２が形成されている。シ
ールド板１１にギヤツプ１２を形成するのは、シ
ールド板１１全体が１ターンを形成すると閉じた
電路を形成して円周方向に電流が流れるからであ
る。なお、低圧巻線４の内側周囲に設けたシール
ド板１１は、絶縁筒３の外周に嵌装される。ま
た、このシールド板１１と低圧巻線４との間には
絶縁バリヤ１３が設けられる。高圧巻線５の外側
周囲に設けたシールド板１１は絶縁バリヤ１４を
介して高圧巻線５に嵌装される。このため、全体
的には鉄心２の脚部を中心として、絶縁筒３、シ
ールド板１１、絶縁バリヤ１３、低圧巻線４、絶
縁バリヤ６、高圧巻線５、絶縁バリヤ１４および
シールド板１１の順で同心円状に設けられる。さ
らに、巻線４，５の上下端部側に設けた各クラン
プ９，９における巻線端部に面する側面には、例
えばけい素鋼板を積層して形成された磁気シール
ド１５，１５が設けてある。
しかして、このように構成された変圧器におい
て、低圧巻線４および高圧巻線５に負荷電流を流
すと、各巻線４，５における薄い金属シート７の
上下端部には、巻線漏れ磁束の水平方向成分を打
消すための渦電流が殆んど流れず、低圧巻線３の
内側に設けたシールド板１１と高圧巻線４の外側
に設けたシールド板１１の各上下端部に集中して
渦電気が流れる。このために、各巻線４，５の上
下端部すなわち金属シート７の上下端部は、この
上下端部を除くシート中間部と同様に通常の負荷
電流が流れるだけの状態に近い状態になるから、
巻線４，５の上下端部における極端な電流密度の
上昇は大幅に緩和される。この場合の巻線４，５
端部における電流密度分布の特性を第５図に示
す。この線図でA′線は巻線４端部の、B′線は巻
線５端部の電流密度を示している。この線図によ
れば第２図で示す従来変圧器における巻線端部の
電流密度に比して大幅に低下していることが判
る。従つて、巻線４，５端部は電流密度の増大に
よる温度の異常な上昇がない。そして、高圧巻線
５の外側に設けたシールド板１１よりも外側に巻
線漏れ磁束が漏れ出さないので、漏れ磁束による
タンク１の壁部の過熱を防止できるので、従来タ
ンク１の壁部に取付けていたタンクシールド１０
は不要となる。また、低圧鉄心４の内側に設けた
シールド板１１よりも内側に巻線漏れ磁束が漏れ
出さないので、巻線漏れ磁束による鉄心２および
その周辺の金属構造材の過熱を防止できる。さら
に、クランプ９，９に取付けた磁気シールド１
５，１５は、巻線漏れ磁束の巻線４，５内での直
進性をより強め巻線４，５の上下端部にわずかに
残る渦電流を低減させる効果がある。そして、各
巻線４，５における金属シート７は渦電流による
温度上昇を避けるために全体の厚さを増大する必
要がないので、巻線４，５の占積率の低下を防止
できる。
て、低圧巻線４および高圧巻線５に負荷電流を流
すと、各巻線４，５における薄い金属シート７の
上下端部には、巻線漏れ磁束の水平方向成分を打
消すための渦電流が殆んど流れず、低圧巻線３の
内側に設けたシールド板１１と高圧巻線４の外側
に設けたシールド板１１の各上下端部に集中して
渦電気が流れる。このために、各巻線４，５の上
下端部すなわち金属シート７の上下端部は、この
上下端部を除くシート中間部と同様に通常の負荷
電流が流れるだけの状態に近い状態になるから、
巻線４，５の上下端部における極端な電流密度の
上昇は大幅に緩和される。この場合の巻線４，５
端部における電流密度分布の特性を第５図に示
す。この線図でA′線は巻線４端部の、B′線は巻
線５端部の電流密度を示している。この線図によ
れば第２図で示す従来変圧器における巻線端部の
電流密度に比して大幅に低下していることが判
る。従つて、巻線４，５端部は電流密度の増大に
よる温度の異常な上昇がない。そして、高圧巻線
５の外側に設けたシールド板１１よりも外側に巻
線漏れ磁束が漏れ出さないので、漏れ磁束による
タンク１の壁部の過熱を防止できるので、従来タ
ンク１の壁部に取付けていたタンクシールド１０
は不要となる。また、低圧鉄心４の内側に設けた
シールド板１１よりも内側に巻線漏れ磁束が漏れ
出さないので、巻線漏れ磁束による鉄心２および
その周辺の金属構造材の過熱を防止できる。さら
に、クランプ９，９に取付けた磁気シールド１
５，１５は、巻線漏れ磁束の巻線４，５内での直
進性をより強め巻線４，５の上下端部にわずかに
残る渦電流を低減させる効果がある。そして、各
巻線４，５における金属シート７は渦電流による
温度上昇を避けるために全体の厚さを増大する必
要がないので、巻線４，５の占積率の低下を防止
できる。
シールド板１１，１１の電位は隣接する巻線
４，５の金属シート７と同電位にする、あるいは
接地電位にするのいずれも可能であるが、高圧巻
線５の外側に設けたシールド板１１を接地電位に
した場合には、第３図および第４図で示すように
シールド板１１とタンク１周壁部との間の絶縁距
離d2、三相の場合の各相の外側シールド板１１間
の相互距離d3を構造上必要最小限の大きさにまで
短縮可能である。そして、第３図および第４図で
示される本発明における高圧巻線５とその外側周
囲の接地電位とされたシールド板１１との間の絶
縁距離d1は、第１図で示される従来の高圧巻線５
とタンクシールド１０との間の絶縁距離d4に比べ
れば短かくできる。すなわち、本発明の変圧器で
はシールド板１１が高圧巻線５と同心円状に配置
されているため、この両者を絶縁筒で細いギヤツ
プに仕切つたいわゆる多重バリヤ絶縁構成にした
絶縁バリヤ１３を設けることにより絶縁距離d1を
大幅に短縮することが可能であるからである。
４，５の金属シート７と同電位にする、あるいは
接地電位にするのいずれも可能であるが、高圧巻
線５の外側に設けたシールド板１１を接地電位に
した場合には、第３図および第４図で示すように
シールド板１１とタンク１周壁部との間の絶縁距
離d2、三相の場合の各相の外側シールド板１１間
の相互距離d3を構造上必要最小限の大きさにまで
短縮可能である。そして、第３図および第４図で
示される本発明における高圧巻線５とその外側周
囲の接地電位とされたシールド板１１との間の絶
縁距離d1は、第１図で示される従来の高圧巻線５
とタンクシールド１０との間の絶縁距離d4に比べ
れば短かくできる。すなわち、本発明の変圧器で
はシールド板１１が高圧巻線５と同心円状に配置
されているため、この両者を絶縁筒で細いギヤツ
プに仕切つたいわゆる多重バリヤ絶縁構成にした
絶縁バリヤ１３を設けることにより絶縁距離d1を
大幅に短縮することが可能であるからである。
発明の効果
本発明の変圧器は、箔巻巻線からなる低圧巻線
の内側および高圧巻線の外側のいずれか一方ある
いは両方に導電性を有するシールド板を設けるこ
とにより、巻線の占積率を損なうことなく、巻線
端部における電流密度の増大を阻止して温度上昇
を防止できる。
の内側および高圧巻線の外側のいずれか一方ある
いは両方に導電性を有するシールド板を設けるこ
とにより、巻線の占積率を損なうことなく、巻線
端部における電流密度の増大を阻止して温度上昇
を防止できる。
第１図は従来の変圧器を示す概略的構成を示す
縦断側面図、第２図は従来変圧器における巻線端
部の電流密度分布を示す線図、第３図は本発明の
変圧器の一実施例の概略的構成を示す縦断側面
図、第４図は同平面図、第５図は同実施例の変圧
器における巻線端部の電流密度分布を示す線図で
ある。 １……タンク、２……鉄心、３……絶縁筒、４
……低圧巻線、５……高圧巻線、６……絶縁バリ
ヤ、７……金属シート、８……絶縁シート、９…
…クランプ、１１……シールド板、１３，１４…
…絶縁バリヤ、１５……磁気シールド。
縦断側面図、第２図は従来変圧器における巻線端
部の電流密度分布を示す線図、第３図は本発明の
変圧器の一実施例の概略的構成を示す縦断側面
図、第４図は同平面図、第５図は同実施例の変圧
器における巻線端部の電流密度分布を示す線図で
ある。 １……タンク、２……鉄心、３……絶縁筒、４
……低圧巻線、５……高圧巻線、６……絶縁バリ
ヤ、７……金属シート、８……絶縁シート、９…
…クランプ、１１……シールド板、１３，１４…
…絶縁バリヤ、１５……磁気シールド。
Claims (1)
- １ タンクの内部に設けた鉄心に、金属シートと
絶縁シートを重ねて巻いた箔巻巻線からなる低圧
巻線を巻装し、この低圧巻線の外側に前記箔巻巻
線からなる高圧巻線を巻装したものにおいて、前
記低圧巻線の内側周囲および前記高圧巻線の外側
周囲のいずれか一方あるいは両方に、電気的に１
ターンを形成しない円筒状をなす導電性のシール
ド板を設けたことを特徴とする変圧器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56184216A JPS5885509A (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | 変圧器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56184216A JPS5885509A (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | 変圧器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5885509A JPS5885509A (ja) | 1983-05-21 |
| JPS643042B2 true JPS643042B2 (ja) | 1989-01-19 |
Family
ID=16149393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56184216A Granted JPS5885509A (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | 変圧器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5885509A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS579234B2 (ja) * | 1973-10-09 | 1982-02-20 | ||
| JPS5476963A (en) * | 1977-12-02 | 1979-06-20 | Hitachi Ltd | Airrcore reactor |
-
1981
- 1981-11-17 JP JP56184216A patent/JPS5885509A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5885509A (ja) | 1983-05-21 |
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