JP2001307931A - Transformer - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mixture contact preventing plate without additionally providing a support structure and to improve a transformer in corona discharge- resistant properties in a withstand voltage test between a mixture contact preventing plate and a low-voltage coil. SOLUTION: A hollow insulator 4 is provided around a low-voltage coil 2, and a mixture contact preventing plate 7 is provided around the hollow insulator 4. The hollow insulator 4 is formed of a large number of rectangular glass chopped strands 5, where the chopped strands 5 are bonded together with insulating adhesive agents 6 so as to produce a large number of voids among them, and the total volume of the voids amounts to nine times or above as large as that of the glass chopped glass strands themselves.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、低圧コイルと高圧
コイルとの間に混触防止板が配置されている変圧器に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transformer in which an anti-contact plate is disposed between a low-voltage coil and a high-voltage coil.

【０００２】[0002]

【従来の技術】負荷としてコンピュータや半導体素子等
が接続される変圧器では、高圧コイルと低圧コイルとの
間に、導電材で形成された混触防止板を設けているもの
がある。この混触防止板は、高圧線路から外雷サージや
同一母線上でのスイッチングサージなどの異常電圧が高
圧コイルに侵入した時、これらサージが高周波であるた
めに、静電誘導によって低圧コイル側に高電圧を誘起し
て、負荷として接続された各種電子機器などに絶縁破壊
などの害を及ぼすのを防ぐために設けられている。すな
わち、混触防止板は、高周波のサージ電圧に対して、コ
イル間のインピーダンス（＝１／（ω・ｃ））を高め
て、静電誘導を緩和するために設けられている。2. Description of the Related Art Some transformers to which a computer, a semiconductor element or the like is connected as a load have a contact prevention plate formed of a conductive material between a high voltage coil and a low voltage coil. When an abnormal voltage such as an external lightning surge or a switching surge on the same bus enters the high-voltage coil from the high-voltage line, the contact prevention plate has a high frequency. It is provided to prevent a voltage from being induced to cause harm such as dielectric breakdown to various electronic devices connected as a load. That is, the contact prevention plate is provided to increase the impedance (= 1 / (ω · c)) between the coils with respect to the high-frequency surge voltage and to reduce the electrostatic induction.

【０００３】従来このようなモールド変圧器は、図６に
示すように、低圧コイル２の外周上に、絶縁体４ｂを巻
回した後、その外周に混触防止板７ｂを巻付けている。
低圧コイル２の外周に巻回する絶縁体４ｂは、一般的
に、絶縁フィルムや、エポキシ樹脂を含浸したガラス基
材等が用いられている。Conventionally, in such a molded transformer, as shown in FIG. 6, an insulator 4b is wound on the outer periphery of the low-voltage coil 2, and then a contact prevention plate 7b is wound on the outer periphery.
As the insulator 4b wound around the outer periphery of the low-voltage coil 2, an insulating film, a glass substrate impregnated with an epoxy resin, or the like is generally used.

【０００４】この他、図７に示すように、低圧コイル２
と高圧コイル３との間に、それぞれから、一定の間隔を
離して、プリプレグ絶縁体４ｃ，４ｃで挟み込んだ混触
防止板７ｃを配置し、低圧コイル２〜混触防止板７ｃ
間、及び混触防止板７ｃ〜高圧コイル３間を空気で絶縁
確保しようというものもある。[0004] In addition, as shown in FIG.
And a high-voltage coil 3 are arranged at predetermined intervals from each other, and a contact prevention plate 7c sandwiched between prepreg insulators 4c, 4c is disposed.
In some cases, the insulation between the contact prevention plate 7c and the high-voltage coil 3 is ensured by air.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
従来技術において、例えば、混触防止板（アース）〜低
圧コイル間の耐電圧試験で通常２〜４kVをかけるところ
を、同試験電圧が１０〜２２kVを要求される仕様のた
め、混触防止板〜低圧コイル間に１０〜２２kVをかける
と、試験電圧課電中にコロナ放電による可聴音が発生す
ることがあるという問題点がある。このような非常に高
い電圧による試験は、設置現場でユーザが行うことがあ
り、放電音の発生自体は、変圧器の性能を低下させるも
のでなく、実際の使用に際して何ら問題が無いものの、
ユーザは、この放電音が発生すると、性能が劣っている
のではないかと誤認してまうことがある。However, in the former prior art, for example, in a withstand voltage test between a contact prevention plate (earth) and a low-voltage coil, a voltage of 2 to 4 kV is normally applied. Therefore, when 10 to 22 kV is applied between the contact prevention plate and the low-voltage coil, there is a problem that an audible sound may be generated by corona discharge during application of the test voltage. Such a test with a very high voltage may be performed by the user at the installation site, and the generation of discharge noise itself does not reduce the performance of the transformer, and although there is no problem in actual use,
When the discharge noise is generated, the user may mistakenly think that the performance is inferior.

【０００６】また、後者の従来技術では、混触防止板〜
低圧コイル間に、誘電率が低い空気が介在するため、前
述したような非常に高い電圧による試験が行われても、
放電音を抑えることができるものの、高圧コイルと低圧
コイルとの間に、混触防止板を固定しておくために、混
触防止板の支持構造物が別途必要になり、その結果、変
圧器が大型化する上に、製造コストも高くなってしまう
という問題点がある。Further, in the latter conventional technique, the contact preventing plate is used.
Because air with a low dielectric constant is interposed between the low-voltage coils, even if the test is performed at a very high voltage as described above,
Although the discharge noise can be suppressed, a separate support structure for the contact prevention plate is required to fix the contact prevention plate between the high-voltage coil and the low-voltage coil, resulting in a large transformer. In addition, there is a problem that the manufacturing cost increases.

【０００７】本発明は、このような従来の問題点を踏ま
え、大型化及びコスト高を抑えつつ、非常に高い電圧で
耐圧試験を行っても放電音の発生を抑えることができる
変圧器を提供することである。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and provides a transformer capable of suppressing generation of discharge noise even when a withstand voltage test is performed at a very high voltage while suppressing an increase in size and cost. It is to be.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の変圧器は、低圧コイルの外周面に、絶縁材で形成され
た中空絶縁体が設けられ、該中空絶縁体の外周に混触防
止板が設けられ、前記中空絶縁体は、前記絶縁材で多数
の空隙を有する構造物として形成されたものであり、多
数の該空隙の総体積が該絶縁材自体の体積以上である、
ことを特徴とするものである。According to a transformer for achieving the above object, a hollow insulator made of an insulating material is provided on the outer peripheral surface of a low-voltage coil, and a contact prevention plate is provided on the outer periphery of the hollow insulator. Is provided, the hollow insulator is formed as a structure having a number of voids in the insulating material, the total volume of the number of the voids is equal to or more than the volume of the insulating material itself,
It is characterized by the following.

【０００９】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る変圧器の実施
形態について、図面を用いて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a transformer according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【００１０】本実施形態の変圧器は、図１に示すよう
に、鉄心１を中心として、その外側に低圧コイル２、さ
らにその外側に高圧コイル３が配置されているものであ
る。As shown in FIG. 1, a transformer according to the present embodiment has a low-voltage coil 2 outside a core 1 and a high-voltage coil 3 outside the core.

【００１１】低圧コイル２と高圧コイル３との間には、
図２に示すように、中空絶縁体４と、銅板で形成された
混触防止板７とが配置されている。低圧コイル２は、積
層された複数の導体２ａと、この導体２ａの積層方向の
両端に配されている絶縁体２ｂ，２ｂと、コイル２の端
面を形成する絶縁性樹脂２ｃと、を有して形成されてい
る。また、高圧コイル３も、積層された複数の導体３ａ
と、この導体３ａの積層方向の両端に配されている絶縁
体３ｂ，３ｂと、コイル３の端面を形成する絶縁性樹脂
３ｃと、を有して形成されている。中空絶縁体４は、こ
の低圧コイル２の外周に巻回され、混触防止板７は、こ
の中空絶縁体４の外周に巻回されている。[0011] Between the low voltage coil 2 and the high voltage coil 3,
As shown in FIG. 2, a hollow insulator 4 and a contact prevention plate 7 formed of a copper plate are arranged. The low-voltage coil 2 includes a plurality of stacked conductors 2a, insulators 2b and 2b disposed at both ends of the conductor 2a in the stacking direction, and an insulating resin 2c that forms an end surface of the coil 2. It is formed. The high-voltage coil 3 also has a plurality of stacked conductors 3a.
And insulators 3b, 3b provided at both ends of the conductor 3a in the stacking direction, and an insulating resin 3c forming an end face of the coil 3. The hollow insulator 4 is wound around the outer periphery of the low-voltage coil 2, and the contact prevention plate 7 is wound around the outer periphery of the hollow insulator 4.

【００１２】中空絶縁体４は、図３に示すように、多数
の短冊状のガラスチョップドストランド５で、相互間に
空隙が形成されるよう、ガラスチョップドストランド相
互を絶縁性接着剤６で接着したものである。As shown in FIG. 3, the hollow insulator 4 is made of a number of strip-shaped glass chopped strands 5, and the glass chopped strands are bonded to each other with an insulating adhesive 6 so that a gap is formed between them. Things.

【００１３】この中空絶縁体４を形成するガラスチョッ
プドストランド５は、その平均長さが２０〜５０mmであ
り、その平均径が５〜２０μmである。また、絶縁性接
着剤としては、飽和ポリエステル樹脂あるいはビスフェ
ノール系エポキシ樹脂を用いている。ガラスチョップド
ストランド５で形成される構造物中の多数の空隙の総体
積は、ガラスチョップドストランド自体の総体積の９倍
以上である。The glass chopped strand 5 forming the hollow insulator 4 has an average length of 20 to 50 mm and an average diameter of 5 to 20 μm. As the insulating adhesive, a saturated polyester resin or a bisphenol-based epoxy resin is used. The total volume of the many voids in the structure formed by the glass chopped strand 5 is at least 9 times the total volume of the glass chopped strand itself.

【００１４】混触防止板７は、図３及び図４に示すよう
に、その端辺８が１８０°折り曲げられており、且つ端
辺８と混触防止板本体部分との段差部に、ハンダ９が盛
られ、そこがグラインダ等で滑らかに仕上げられてい
る。すなわち、混触防止板７の端部は、鋭角な部分が存
在せず、一定以上の曲率を有するように形成されてい
る。As shown in FIGS. 3 and 4, the edge 8 of the contact prevention plate 7 is bent by 180 °, and a solder 9 is provided at a step between the end 8 and the contact prevention plate main body. It is piled up, and it is finished smoothly with a grinder. That is, the end of the contact prevention plate 7 is formed so as not to have an acute angle portion and to have a certain curvature or more.

【００１５】以上のように、本実施形態では、低圧コイ
ル２の外周に中空絶縁体４を巻回し、その外周に混触防
止板７を巻回しているので、別途、特別な支持構造物を
設けなくても、簡単に混触防止板７を設けることがで
き、変圧器の大型化及びコスト高を抑えることができ
る。また、中空絶縁体４は、全体の体積に占める空隙量
が非常に多いので、この中空絶縁体４の誘電率は、ほぼ
空気と同じで１に近い小さな値なので、低圧コイル２〜
混触防止板７間のインピーダンスが大きくなる上に、混
触防止板７の端部にコロナ放電を起し易い鋭角なエッジ
がないため、電界集中の緩和が図られ、耐電圧試験時に
おける対コロナ放電特性が向上する。この結果、非常に
高い電圧で耐電圧試験を行っても、コロナ放電の発生を
抑えることができる。As described above, in the present embodiment, since the hollow insulator 4 is wound around the outer periphery of the low-voltage coil 2 and the contact prevention plate 7 is wound around the outer periphery, a special support structure is separately provided. Even if not provided, the contact prevention plate 7 can be easily provided, and the size and cost of the transformer can be reduced. Further, since the hollow insulator 4 has a very large amount of voids in the entire volume, the dielectric constant of the hollow insulator 4 is almost the same as that of air and a small value close to 1, so that the low-voltage coils 2 to
In addition to the increase in impedance between the contact prevention plates 7 and the lack of sharp edges at the ends of the contact prevention plates 7 where corona discharge is likely to occur, the concentration of electric field is reduced, and the corona discharge during the withstand voltage test is achieved. The characteristics are improved. As a result, even if a withstand voltage test is performed at a very high voltage, the occurrence of corona discharge can be suppressed.

【００１６】なお、ＣＡＥ（Computer Aided Enginee
ring）による電界解析によれば、図６に示す従来の変圧
器の混触防止板７ｂの端部の電界強度を１００％とする
と、本実施形態において、混触防止板７の端辺８を折り
曲げない状態でも、混触防止板７の端部における電界強
度は７０％に緩和され、混触防止板７の端辺８を折り曲
げると、当該部位における電界強度は２５％に緩和され
ることが確認されている。Note that CAE (Computer Aided Enginee)
According to the electric field analysis by ring), assuming that the electric field strength at the end of the contact prevention plate 7b of the conventional transformer shown in FIG. 6 is 100%, the edge 8 of the contact prevention plate 7 is not bent in the present embodiment. Even in this state, it has been confirmed that the electric field intensity at the end of the contact prevention plate 7 is reduced to 70%, and the electric field intensity at the portion is reduced to 25% when the end 8 of the contact prevention plate 7 is bent. .

【００１７】次に、中空絶縁体の第二の実施形態につい
て、図５を用いて説明する。Next, a second embodiment of the hollow insulator will be described with reference to FIG.

【００１８】この実施形態の中空絶縁体４aは、ガラス
繊維の立体織物、あるいはポリエチレンテレフタレート
樹脂やポリアミド樹脂等の成形加工品で形成されている
絶縁シートで、ハニカム構造に形成したものである。こ
のように、ハニカム構造にしても、混触防止板を巻回さ
せるための強度を確保できると共に、内部に多数の空隙
が形成されるので、誘電率を小さくすることができ、第
一の実施形態と同様の効果を得ることができる。The hollow insulator 4a of this embodiment is an insulating sheet formed of a three-dimensional woven fabric of glass fiber or a molded product such as a polyethylene terephthalate resin or a polyamide resin, and has a honeycomb structure. As described above, even with the honeycomb structure, the strength for winding the contact prevention plate can be ensured, and since a large number of voids are formed inside, the dielectric constant can be reduced, and the first embodiment The same effect as described above can be obtained.

【００１９】なお、ここでは、多数の正六角筒の側面相
互を隣り合わせた構造であるが、角筒の形状は、正六角
筒形状である必要はなく、例えば、正三角筒形状であっ
ても、菱形筒形状等であってもよい。これら角筒構造で
は、角筒の高さ方向が、コイルを形成する導体の積層方
向に向き、この積層方向にかかる荷重に対する強度を確
保している。Here, although the structure is such that the side surfaces of a number of regular hexagonal cylinders are adjacent to each other, the shape of the rectangular cylinders does not need to be a regular hexagonal cylinder shape. , Or a rhombic cylindrical shape. In these square tube structures, the height direction of the square tube is oriented in the stacking direction of the conductor forming the coil, and the strength against the load applied in this stacking direction is secured.

【００２０】[0020]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、低
圧コイルの外周に中空絶縁体を巻回し、その外周に混触
防止板を巻回しているので、別途、特別な支持構造物を
設けなくても、簡単に混触防止板を設けることができ、
変圧器の大型化及びコスト高を抑えることができる。し
かも、中空絶縁体は、全体の体積に占める空隙量が多い
ので、この中空絶縁体の誘電率は、ほぼ空気と同じで１
に近い小さな値になり、低圧コイル〜混触防止板間のイ
ンピーダンスが大きくなるため、電界集中の緩和が図ら
れ、非常に高い電圧で耐電圧試験を行ってもコロナ放電
現象を抑えることができる。As described above, according to the present invention, since the hollow insulator is wound around the outer periphery of the low-voltage coil and the contact prevention plate is wound around the outer periphery, a special support structure is separately provided. Even without providing, it is possible to easily provide the anti-contact plate,
The size and cost of the transformer can be reduced. Moreover, since the hollow insulator has a large amount of voids in the whole volume, the dielectric constant of the hollow insulator is almost the same as that of air and is 1
, And the impedance between the low-voltage coil and the contact prevention plate increases, so that the electric field concentration can be reduced, and the corona discharge phenomenon can be suppressed even when a withstand voltage test is performed at a very high voltage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明に係る第一の実施形態における変圧器の
要部切欠き斜視図図である。FIG. 1 is a cutaway perspective view of a main part of a transformer according to a first embodiment of the present invention.

【図２】本発明に係る第一の実施形態における変圧器の
高圧コイルと低圧コイル間の断面図である。FIG. 2 is a sectional view between a high-voltage coil and a low-voltage coil of the transformer according to the first embodiment of the present invention.

【図３】図２におけるIII部の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a part III in FIG. 2;

【図４】本発明に係る第一の実施形態における混触防止
板の展開平面図である。FIG. 4 is a developed plan view of a contact prevention plate according to the first embodiment of the present invention.

【図５】本発明に係る第二の実施形態における中空絶縁
体の斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of a hollow insulator according to a second embodiment of the present invention.

【図６】従来の変圧器の高圧コイルと低圧コイル間の断
面図（その１）である。FIG. 6 is a cross-sectional view (part 1) between a high-voltage coil and a low-voltage coil of a conventional transformer.

【図７】従来の変圧器のの高圧コイルと低圧コイル間の
断面図（その２）である。FIG. 7 is a cross-sectional view (part 2) between a high-voltage coil and a low-voltage coil of a conventional transformer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…鉄心、２…低圧コイル、３…高圧コイル、４，４ａ
…中空絶縁体、５…ガラスチョップドストランド、６…
絶縁性接着剤、７，７ｂ，７ｃ…混触防止板、８…端
辺。1: Iron core, 2: Low voltage coil, 3: High voltage coil, 4, 4a
... hollow insulator, 5 ... glass chopped strand, 6 ...
Insulating adhesive, 7, 7b, 7c: anti-contact plate, 8: edge.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】低圧コイルと高圧コイルとの間に、混触防
止板が配置されている変圧器において、 前記低圧コイルの外周面に、絶縁材で形成された中空絶
縁体が設けられ、該中空絶縁体の外周に前記混触防止板
が設けられ、 前記中空絶縁体は、前記絶縁材で多数の空隙を有する構
造物として形成されたものであり、多数の該空隙の総体
積が該絶縁材自体の体積以上である、 ことを特徴とする変圧器。1. A transformer in which an anti-contact plate is disposed between a low-voltage coil and a high-voltage coil, wherein a hollow insulator made of an insulating material is provided on an outer peripheral surface of the low-voltage coil. The contact prevention plate is provided on the outer periphery of the insulator, and the hollow insulator is formed as a structure having a large number of voids in the insulating material, and the total volume of the large number of voids is the insulating material itself. A volume greater than or equal to the volume of the transformer. 【請求項２】請求項１に記載の変圧器において、 前記中空絶縁体の前記絶縁材は、多数の短冊状のガラス
チョップドストランドと、多数の該ガラスチョップドス
トランド相互間に空隙が形成されるよう、相互を接着す
る絶縁性接着剤と、を有し、 多数の前記ガラスチョップドストランド相互間に形成さ
れる多数の空隙の総体積は、前記絶縁材自体の体積の９
倍以上である、 ことを特徴とする変圧器。2. The transformer according to claim 1, wherein the insulating material of the hollow insulator has a plurality of strip-shaped glass chopped strands and a gap formed between the plurality of glass chopped strands. And an insulating adhesive for bonding the plurality of glass chopped strands. The total volume of the plurality of voids formed between the plurality of glass chopped strands is 9% of the volume of the insulating material itself.
A transformer that is at least twice as large. 【請求項３】請求項１に記載の変圧器において、 前記中空絶縁体の前記構造物は、前記絶縁材としての絶
縁シートで、同じ高さの多数の角筒の互いの側面を隣り
合わせた構造に形成されたものであり、 多数の前記角筒内の空隙の総体積は、前記絶縁シート自
体の体積の９倍以上である、 ことを特徴とする変圧器。3. The transformer according to claim 1, wherein the hollow insulator has a structure in which a plurality of square tubes having the same height are adjacent to each other by an insulating sheet as the insulating material. Wherein the total volume of the voids in the large number of the rectangular cylinders is at least 9 times the volume of the insulating sheet itself. 【請求項４】請求項１から３のいずれか一項に記載の変
圧器において、 前記混触防止板の端辺は、それぞれ、１８０°折り返さ
れている、 ことを特徴とする変圧器。4. The transformer according to claim 1, wherein each of the edges of the contact prevention plate is turned 180 °.