JP2007149944A - Mold coil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モールド変圧器等の静止誘導機器に使用することが可能なモールドコイルに関する。 The present invention relates to a molded coil that can be used in a static induction device such as a molded transformer.
上記モールドコイルにおいては、成形型内にコイルを収納した状態で溶融樹脂を注入することからモールド層を成形することが行われている。このモールドコイルの場合にはコイルとモールド層を相互に十分に密着させることが困難であり、両者の界面に微小な空隙が残ることがある。しかも、導体同士を重ねて巻回することからコイルを製造しているので、コイルの内部に溶融樹脂が含浸し難く、コイルの内部にも微小な空隙が残ることがある。このモールドコイルでは導体相互間に電圧が加わり、大地と導体との間にも電圧が加わっているので、印加電圧が大きくなったときには微小な空隙で部分放電が発生することがある。このため、従来では導体相互間に加わる電圧を抑制したり、モールド層および構造物(アース電位を持つモールド変圧器の鉄心等を称する)間の物理的な絶縁距離を延ばすことに基づいて対アース絶縁距離を確保することで部分放電の発生を抑制していた。モールドコイルと構造物との距離を小さくする方法として、モールドコイル表面に導電塗料を塗布して表面をアース電位とし、モールド層に対アース絶縁性を付与する方法がある。この方法ではモールドコイルと鉄心等の構造物との距離は小さくできるが、モールドコイル内部(コイルからモールド層表面までの間)で対アース電圧がかかることから、モールド層の厚さを導電塗料を塗らないコイルの場合より厚くして、前述の空隙での部分放電を抑制していた。 In the mold coil, a mold layer is formed by injecting molten resin in a state where the coil is housed in a mold. In the case of this mold coil, it is difficult to sufficiently adhere the coil and the mold layer to each other, and a minute gap may remain at the interface between the two. In addition, since the coil is manufactured by winding the conductors on top of each other, it is difficult for the molten resin to be impregnated inside the coil, and a minute gap may remain inside the coil. In this molded coil, a voltage is applied between the conductors, and a voltage is also applied between the ground and the conductor. Therefore, when the applied voltage increases, a partial discharge may occur in a minute gap. For this reason, conventionally, the voltage applied between the conductors is suppressed, or the physical insulation distance between the mold layer and the structure (referred to as an iron core of a mold transformer having a ground potential) is increased. The generation of partial discharge was suppressed by securing the insulation distance. As a method for reducing the distance between the mold coil and the structure, there is a method in which a conductive paint is applied to the surface of the mold coil to make the surface ground potential and to provide insulation to the mold layer. In this method, the distance between the mold coil and the structure such as the iron core can be reduced. However, since a voltage to ground is applied inside the mold coil (between the coil and the mold layer surface), the thickness of the mold layer can be reduced by using a conductive paint. It was thicker than the case of the coil which is not painted, and the partial discharge in the above-mentioned gap was suppressed.
しかしながら、モールド層および鉄心間の物理的な絶縁距離を延ばす第1の対策ではモールド変圧器が大形になったり、モールド変圧器および配電盤の壁面間の物理的な距離が長くなる。また、モールド層の表面に導電塗料を塗布する第2の対策ではモールド層が厚くなることからコイルが大形化および重量化すると共に、特にモールド変圧器の場合に磁路が交差するので、導電塗料を塗布しない分断部分を形成することでワンターンの形成を防ぐ必要がある。このため、導電塗料の分断部分で局所的に電界の集中が発生したり、分断部分の寸法によっては短絡電流が発生することがあるので、第1の対策および第2の対策のいずれでも固体絶縁モールドコイルを20kVを超える特別高圧級のモールド変圧器に適用することが困難だった。 However, in the first countermeasure for extending the physical insulation distance between the mold layer and the iron core, the mold transformer becomes large, or the physical distance between the mold transformer and the wall surface of the switchboard increases. In the second measure of applying a conductive paint to the surface of the mold layer, the mold layer becomes thick, so that the coil becomes larger and heavier. In particular, in the case of a mold transformer, the magnetic path intersects. It is necessary to prevent the formation of a one-turn by forming a part where no paint is applied. For this reason, electric field concentration may occur locally at the divided portion of the conductive paint, or a short-circuit current may occur depending on the size of the divided portion. Therefore, solid insulation is used in both the first countermeasure and the second countermeasure. It was difficult to apply the mold coil to a special high voltage type mold transformer exceeding 20 kV.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、特別高圧級の静止誘導機器に容易に適用することが可能な固体絶縁モールドコイルを提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said situation, The objective is to provide the solid insulated mold coil which can be applied easily to a special high voltage | pressure class static induction apparatus.
請求項1記載のモールドコイルは、相互に間隔を置いて配列された複数の単位コイルからなるコイルと、前記複数の全ての単位コイルをモールドする絶縁材製のモールド層と、前記モールド層の内部に設けられ前記複数の単位コイルを個別に囲う複数の静電シールドとを備えたところに特徴を有している。
The molded coil according to
請求項4記載のモールドコイルは、導体を巻回することから構成されたコイルと、前記コイルをモールドする絶縁材製のモールド層と、前記コイルを囲うように前記モールド層の内部に設けられ円周方向に有端となるように分断された第1の静電シールドと、前記モールド層の表面に設けられ前記第1の静電シールドの分断部分を囲う第2の静電シールドとを備えたところに特徴を有している。
5. The molded coil according to
請求項5記載のモールドコイルは、導体を巻回することから構成されたコイルと、前記コイルをモールドする絶縁材製のモールド層と、前記モールド層の内部に設けられ前記コイルを囲う第1の静電シールドと、前記モールド層の表面に設けられた第2の静電シールドとを備えたところに特徴を有している。
The molded coil according to
請求項1記載の手段によれば、単位コイルの周囲に静電シールドを施した。このため、静電シールドの電位が内部の単位コイルに発生する電位の中間電位になるので、静電シールの内部の電界が小さくなる。従って、単位コイルの外周面および内周面に微小な空隙が残っていたり、単位コイルの内部に微小な空隙が残っていても全ての空隙での電界が小さくなるので、電圧を高めても静電シールドの内部で部分放電が発生することを抑制できる。しかも、静電シールドの外部のモールド層には微小な空隙が存在せず、静電シールドの外部では部分放電の発生を危惧する必要がないので、物理的な絶縁距離を延ばすことなく静電シールドと対アース間の電界を大きく設定できる。即ち、電圧を高めてもコンパクトなままで部分放電の発生を抑制することができるので、特別高圧級の静止誘導機器に適用することが容易になる。 According to the first aspect of the present invention, the electrostatic shield is provided around the unit coil. For this reason, since the potential of the electrostatic shield becomes an intermediate potential of the potential generated in the internal unit coil, the electric field inside the electrostatic seal becomes small. Therefore, even if minute gaps remain on the outer peripheral surface and inner peripheral surface of the unit coil, or even if minute gaps remain inside the unit coil, the electric field in all the gaps is reduced. It is possible to suppress the occurrence of partial discharge inside the electric shield. Moreover, there is no minute gap in the mold layer outside the electrostatic shield, and there is no need to worry about the occurrence of partial discharge outside the electrostatic shield, so there is no need to extend the physical insulation distance. And the electric field between ground and ground can be set large. In other words, even if the voltage is increased, the occurrence of partial discharge can be suppressed while remaining compact, so that it can be easily applied to a special high voltage class static induction device.
請求項4記載の手段によれば、コイルの周囲に第1の静電シールドを施したので、電圧を高めても第1の静電シールドの内部の空隙で部分放電が発生することを抑制できる。しかも、第1の静電シールドに分断部分を形成したので、モールド変圧器の鉄心の周りにワンターンを形成して電流が流れることがなくなる。さらに、モールド層の表面に第2の静電シールドを設けることに基づいて第1の静電シールドの分断部分を囲った。このため、第1の静電シールドの分断部分で局所的に電界の集中が発生したり、短絡電流が発生することがなくなるので、物理的な絶縁距離を延ばすことなく第1の静電シールドと対アース間の電界を大きく設定できる。即ち、電圧を高めてもコンパクトなままで部分放電の発生を抑制することができるので、特別高圧級の静止誘導機器に適用することが容易になる。 According to the fourth aspect, since the first electrostatic shield is provided around the coil, it is possible to suppress the occurrence of partial discharge in the gap inside the first electrostatic shield even if the voltage is increased. . In addition, since the divided portion is formed in the first electrostatic shield, a one turn is formed around the iron core of the molded transformer, so that no current flows. Furthermore, based on the provision of the second electrostatic shield on the surface of the mold layer, the divided portion of the first electrostatic shield was enclosed. For this reason, electric field concentration or short circuit current does not occur locally at the divided portion of the first electrostatic shield, so the first electrostatic shield and the first electrostatic shield can be formed without increasing the physical insulation distance. Electric field between ground can be set large. In other words, even if the voltage is increased, it is possible to suppress the occurrence of partial discharge while remaining compact, and it is easy to apply to a special high voltage class static induction device.
請求項5記載の手段によれば、コイルの周囲に第1の静電シールドを施したので、電圧を高めても第1の静電シールドの内部の空隙で部分放電が発生することを抑制できる。しかも、モールド層の表面に第2の静電シールドを設けたので、物理的な絶縁距離を延ばすことなく静電シールドと対アース間の電界を大きく設定できる。即ち、電圧を高めてもコンパクトなままで部分放電の発生を抑制することができるので、特別高圧級の静止誘導機器に適用することが容易になる。
According to the means of
<<実施例1>>
モールドコイル1はモールド変圧器の高圧コイルまたは低圧コイルとして用いられるものであり、図1に示すように、絶縁物に相当するモールド層2を有している。このモールド層2はエポキシ樹脂等の合成樹脂から構成されたものであり、筒状をなしている。このモールド層2の内部にはコイルに相当する単位コイル群3が埋設されている。この単位コイル群3はモールド層2の軸方向に相互に間隔を置いて並ぶ複数の単位コイル4から構成されたものであり、各単位コイル4は軸方向に隣接する単位コイル4に接続されている。これら各単位コイル4は導体5を複数層および複数段に連続巻きすることから構成されたものであり、各導体5には絶縁被覆が施されている。
<< Example 1 >>
The
各単位コイル4には静電シールド6が施されており、各単位コイル4の全体は静電シールド6によって囲われている。各静電シールド6の1周の抵抗値Rは「10Ω≦R≦1MΩ」の範囲内に設定されている。これら各静電シールド6は導電材を含有する導電性材料からなるものである。
Each
上記実施例1によれば次の効果を奏する。
単位コイル4の周囲に静電シールド6を施した。このため、静電シールド6の電位が内部の単位コイル4に発生する電位の中間電位になるので、静電シールド6の内部の電界が小さくなる。従って、単位コイル4の外周面および内周面に微小な空隙が残っていたり、単位コイル4の内部に微小な空隙が残っていても全ての空隙での電界が小さくなるので、高電圧であっても静電シールド6の内部の空隙で部分放電が発生することを抑制できる。しかも、静電シールド6の外部のモールド層2には微小な空隙が存在せず、静電シールド6の外部では部分放電の発生を危惧する必要がないので、物理的な絶縁距離を延ばすことなく静電シールド6と対アース間の電界を大きく設定できる。即ち、高電圧であってもコンパクトなままで部分放電の発生を抑制することができるので、モールドコイル1を20kVを超える特別高圧級のモールド変圧器に適用することが容易になる。
According to the said Example 1, there exists the following effect.
An
静電シールド6の1周の抵抗値Rを「10Ω≦R≦1MΩ」の範囲内に設定したので、静電シールド6が存在することに起因して発生する誘導電流による損失を低く抑えることができる。また、静電シールド6の1周の抵抗値Rを「10Ω」未満としたときにはモールド変圧器の鉄心の周りにワンターンを形成して電流が流れるようになるので、静電シールド6に欠落部分を形成することに基づいてワンターンが形成されることを防ぐ必要がある。しかしながら、静電シールド6の1周の抵抗値Rを「10Ω≦R≦1MΩ」の範囲内に設定したので、静電シールド6として単位コイル4の周囲を完全に覆うものを使用することができる。このため、静電シールド6に欠落部分を形成する必要がなくなるので、静電シールド6の形成が容易になる。
<<実施例2>>
各単位コイル4は、図2に示すように、シート状の導体11を複数層に連続巻きすることから構成されたものである。これら各単位コイル4の周囲の全体には静電シールド12が施され、各静電シールド12は第1の静電シールド部13と第2の静電シールド部14と第3の静電シールド部15と第4の静電シールド部16から構成されている。
Since the resistance value R of one turn of the
<< Example 2 >>
As shown in FIG. 2, each
各第1の静電シールド部13は単位コイル4の外周面を覆うものであり、各第2の静電シールド部14は単位コイル4の内周面を覆うものである。これら各第1の静電シールド部13および各第2の静電シールド部14はシールド対象部の小さな電位分布(各単位コイル4のうちシート状の導体11に平行な面は電位分布を持たない)に応じて選定されたものであり、低抵抗の導電材から構成されている。
Each first
各第3の静電シールド部15は単位コイル4の下端面を覆うものであり、各第4の静電シールド部16は単位コイル4の上端面を覆うものである。これら各第3の静電シールド部15および各第4の静電シールド部16はシールド対象部の大きな電位分布に応じて選定されたものであり、第1の静電シールド部13および第2の静電シールド部14の双方に比べて抵抗値が大きな導電材料から構成されている。
Each of the third
上記実施例2によれば、単位コイル4の外周面に抵抗値が小さな導電材製の第1の静電シールド部13を設け、単位コイル4の内周面に抵抗値が小さな導電材製の第2の静電シールド部14を設けたので、静電シールド12を安価に構成することができる。しかも、導体11を巻回する巻型を利用して第1の静電シール部13を巻回したり、第2の静電シールド部14を巻回することができるので、製造作業性が向上する。
According to the second embodiment, the first
上記実施例2においては、シート状の導体11を巻回することから単位コイル4を構成したが、これに限定されるものではなく、例えば線状の導体を巻回することから単位コイル4を構成しても良い。
<<実施例3>>
モールド層2には、図3の(a)に示すように、厚肉部21が形成されている。この厚肉部21はモールド層2のうち径方向の幅寸法が残余部分に比べて大きな箇所を称するものである。
In the second embodiment, the
<< Example 3 >>
A
モールド層2の内部には第1の静電シールド22が埋設されている。この第1の静電シールド22は複数の全ての単位コイル4を共通に囲うものであり、第1の静電シールド22の内部には絶縁物23が充填され、第1の静電シールド22の外部にはモールド層2が充填されている。この第1の静電シールド22は、図3の(b)に示すように、円周方向の途中部分で軸方向に分断された有端状をなすものである。この厚肉部21の表面には第2の静電シールド25が設けられている。この第2の静電シールド25は第1の静電シールド22の分断部分24を囲うものである。
A first
上記実施例3によれば次の効果を奏する。
単位コイル郡3の周囲に第1の静電シールド22を施したので、電圧を高めても第1の静電シールド22の内部の空隙で部分放電が発生することを抑制できる。しかも、第1の静電シールド22に分断部分24を形成したので、モールド変圧器の鉄心の周りにワンターンを形成して電流が流れることがなくなる。さらに、モールド層2の表面に第2の静電シールド25を設けることに基づいて分断部分24を囲った。このため、第1の静電シールド22の分断部分24で局所的に電界の集中が発生したり、短絡電流が発生することがなくなるので、物理的な絶縁距離を延ばすことなく第1の静電シールド22と対アース間の電界を大きく設定できる。即ち、電圧を高めてもコンパクトなままで部分放電の発生を抑制することができるので、モールドコイル1を20kVを超える特別高圧級の静止誘導機器に適用することが容易になる。
According to the said Example 3, there exist the following effects.
Since the first
上記実施例3においては、第1の静電シールド22の分断部分24の位置は厚肉部21に限定されるものではない。
<<実施例4>>
モールド層2の内部には、図4に示すように、コイル31が埋設されている。このコイル31は導体32を複数層および複数段に連続巻きすることから構成されたものであり、各導体32には絶縁被覆が施されている。このコイル31の周囲の全体には第1の静電シールド33が施されている。この第1の静電シールド33はモールド層2の内部に埋設されたものであり、切断部分が存在しない筒状をなしている。この第1の静電シールド33は導電材から形成されたものである。このモールド層2の表面の全体には第2の静電シールド34が設けられている。この第2の静電シールド34はモールド層2の表面を囲うものである。
In the third embodiment, the position of the divided
<< Example 4 >>
As shown in FIG. 4, a
上記実施例4によれば次の効果を奏する。
コイル31の周囲に第1の静電シールド33を施したので、電圧を高めても第1の静電シールド33の内部の空隙で部分放電が発生することを抑制できる。しかも、モールド層2の表面に第2の静電シールド34を設けたので、モールドコイル1の気中絶縁箇所を削減することができ、モールド変圧器の鉄心に対する物理的な絶縁距離を短縮できる。即ち、電圧を高めてもコンパクトなままで部分放電の発生を抑制することができるので、モールドコイル1を20kVを超える特別高圧級の静止誘導機器に適用することが容易になる。
According to the said Example 4, there exists the following effect.
Since the first
上記実施例4においては、モールド層2の内部にコイル31を埋設したが、これに限定されるものではなく、例えば静電シールド6によって囲まれた複数の単位コイル4を埋設したり、静電シールド12によって囲まれた複数の単位コイル4を埋設しても良い。
In the fourth embodiment, the
1はモールドコイル、2はモールド層、3は単位コイル群(コイル)、4は単位コイル、5は導体、6は静電シールド、11は導体、12は静電シールド、13は第1の静電シールド部(静電シールド部)、14は第2の静電シールド部(静電シールド部)、15は第3の静電シールド部(静電シールド部)、16は第4の静電シールド部(静電シールド部)、22は第1の静電シールド、24は分断部、25は第2の静電シールド、31はコイル、32は導体、33は第1の静電シールド、34は第2の静電シールドを示している。 1 is a mold coil, 2 is a mold layer, 3 is a unit coil group (coil), 4 is a unit coil, 5 is a conductor, 6 is an electrostatic shield, 11 is a conductor, 12 is an electrostatic shield, and 13 is a first static coil. An electric shield part (electrostatic shield part), 14 is a second electrostatic shield part (electrostatic shield part), 15 is a third electrostatic shield part (electrostatic shield part), and 16 is a fourth electrostatic shield. Part (electrostatic shield part), 22 is a first electrostatic shield, 24 is a dividing part, 25 is a second electrostatic shield, 31 is a coil, 32 is a conductor, 33 is a first electrostatic shield, and 34 is A second electrostatic shield is shown.
Claims (5)
前記複数の全ての単位コイルをモールドする絶縁材製のモールド層と、
前記モールド層の内部に設けられ、前記複数の単位コイルを個別に囲う複数の静電シールドとを備えたことを特徴とするモールドコイル。 A coil composed of a plurality of unit coils arranged at intervals from each other;
A mold layer made of an insulating material for molding all of the plurality of unit coils;
A molded coil comprising: a plurality of electrostatic shields provided inside the mold layer and individually surrounding the plurality of unit coils.
前記コイルをモールドする絶縁材製のモールド層と、
前記コイルを囲うように前記モールド層の内部に設けられ、円周方向に有端となるように分断された第1の静電シールドと、
前記モールド層の表面に設けられ、前記第1の静電シールドの分断部分を囲う第2の静電シールドとを備えたことを特徴とするモールドコイル。 A coil constructed from winding a conductor;
A mold layer made of an insulating material for molding the coil;
A first electrostatic shield that is provided inside the mold layer so as to surround the coil and is divided so as to end in the circumferential direction;
A mold coil, comprising: a second electrostatic shield provided on a surface of the mold layer and surrounding a divided portion of the first electrostatic shield.
前記コイルをモールドする絶縁材製のモールド層と、
前記モールド層の内部に設けられ、前記コイルを囲う第1の静電シールドと、
前記モールド層の表面に設けられた第2の静電シールドと
を備えたことを特徴とするモールドコイル。
A coil constructed from winding a conductor;
A mold layer made of an insulating material for molding the coil;
A first electrostatic shield provided inside the mold layer and surrounding the coil;
A mold coil comprising: a second electrostatic shield provided on a surface of the mold layer.
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