JPH0132339Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は少くとも２層の巻線層と、巻線層間
に形成された冷却路と、冷却路内に軸線方向に沿
つて配置されたスペーサ部材とを有する空冷乾式
変圧器用コイルに関する。

〔従来の技術〕

いわゆる乾式変圧器またはこれに類似の空冷路
を有するチヨークコイルにおいては、まずコイル
の全長にわたつて最内側の巻線層を設置する巻線
構成法が既知である。巻線がコイルの軸端に達し
た時には空冷路用のスペーサ部材を設置したのち
に次の巻線層をコイルの全軸長にわたつて逆方向
に設置する。交互に方向を逆転するこの工程はコ
イルに必要とされる巻線層数が得られるまで反復
される。このような従来の方法は第１図の左側に
図式的に示されている。巻線層１，２，３，４は
交互に反対端において接続され、かつ空冷路また
はスペーサ部材により分離されている。また巻線
層間において電気的接続端と反対側における電圧
差が相当大きな値に達することが図から理解され
よう。機械的及び電気的要求から、十分な保安距
離を隣接巻線層間の相互に絶縁すべき巻線間に設
けなければならないことは変圧器製作者には既知
である。また変圧器の老化に伴い汚染、材料の疲
労または変化あるいは亀裂の発生等により初期の
高絶縁性が低下することにも注意せねばならな
い。特に漏洩電流路の形成には注意が必要であ
る。

〔考案が解決しようとする課題〕

変圧器製作者は構造設計に当つてスペーサ部材
として使用される高純度高絶縁性材料が十分な耐
久性を有するよう注意せねばならない。しかしこ
のような材料は非常に高価なことが多く、従つて
絶縁性及び耐久性の劣る安価な材料で置換される
ことが多い。また冷却路中に存在する絶縁材とし
ての空気にも考慮を払うことが必要である。

これらの問題点から、第１図左側に示す従来技
術においては隣接巻線層間の電圧差が比較的大き
いため絶縁が重要な役割を果すこととなり、その
コストのため変圧器が非常に高価となる。

従つて隣接巻線層間の電圧差の最大値が一般に
より少く、絶縁手段に対する要求性能が従来のも
のよりも軽減されるような空冷乾式変圧器用コイ
ルを作ることが望まれる。ただしこの場合にコイ
ル形成が困難となるのを避けるため、空冷効果を
妨げることなく空冷路の幅を小さく保つことが必
要である。

〔課題を達成するための手段〕

これらの目的を達成するため、この考案の空冷
乾式変圧器用コイルによれば、最内側の巻線層が
コイルの軸線方向全長にわたつて設けられ、この
最内側の巻線層よりも半径方向外側の各巻線層
が、軸長の約半分の位置で分割されたほぼ同長の
部分巻線の対から構成される。上記各巻線層はそ
の内側または外側の巻線層と軸端部および中央部
において交互に電気接続され、空冷路を形成する
中空部を介して各巻線層が他の巻線層から同心状
に離間される。該中空部において軸方向に設けた
棒状スペーサの１対のスペーサ部材群を空冷路内
で周方向に分布し、かつ、各スペーサ部材対を部
分巻線の巻線層間の電気接続領域内に配置する。
各スペーサ部材の長さは軸長の約0.1〜0.3、好ま
しくは0.25よりも若干大きく設定し、周面で外方
に開口した空気間隙２０を軸長の約２分の１の位
置で部分巻線間に介在させることを特徴とするも
のである。

各導線は好ましくは単芯線により構成される
が、高出力が要求される場合には多芯線を同時に
巻回することも可能である。

第１図の右側に示す如く主要負荷部分に新規巻
線法を用いることにより、隣接した巻線層間にお
ける電圧差を減少させることができて空気絶縁が
十分可能となる。各巻線層を固定し機械的強度を
改善するためスペーサ部材を使用することが必要
であるが、たとえば樹脂注入による通常の巻線層
固定法により高い強度が得られるため、スペーサ
部材を部分巻線の全長にわたつて設けることは不
要である。

〔実施例〕

以下この考案を図面に示す実施例を参照して説
明する。

従来技術については既に第１図の左半部に関連
して説明したとおりである。この考案のコイルに
おいては第１図の右半部に示すように、中央部に
必要に応じて鉄芯が設けられる。この図面は原理
を示すものであり、たとえば鉄芯と低圧巻線と高
圧巻線からなる構造における如く、上述の巻線と
鉄芯との間に他の巻線を設けてもよい。

図において、鉄芯に隣接する最内側の巻線層１
はコイルの軸線方向全長にわたつて設けられる。
この点はすべての実施例について共通である。こ
れより外側の巻線層２，３…は、コイルの軸長の
２分の１に分割され互いに実質的に等しい長さの
２個の部分巻線１０，１１から構成され、これら
は交互に軸方向端部または中央部において隣接す
る外側または内側の巻線層と接続線１２，１３に
より電気的に接続され、従つてコイルの一端部側
と他端部側とに実質的に対称の部分巻線１０′，
１１′が形成される。部分巻線はそれぞれ外部端
子１４，１５を有する。コイルの内側において両
部分巻線１０′，１１′は最内側の巻線層１を介し
て相互に接続される。

各巻線層間にはスペーサ部材６，７が設けられ
て冷却路を形成すると共に、巻線層間を絶縁す
る。

次に第２，３図に示す具体的構造を説明する。
コイルの最内側にはマントル２１が設けられ、そ
の外側に好ましくは絶縁被覆された銅線またはア
ルミ線からなる平行巻線層１が設けられる。第１
巻線層の外側には湿式巻回法によりガラス繊維マ
ントル２３が設けられる。この場合エポキシ樹脂
含浸ガラス繊維が使用され、その硬化により機械
的に非常に強固な円筒が得られる。このガラス繊
維マントル層２３が硬化したのちその外側にスペ
ーサ部材６が配置され、さらに含浸された絶縁性
ガラス繊維からなるマントル層２５が設けられ
る。スペーサ部材６はこれにより固定される。つ
いで次の巻線層２７が設けられ、続いて絶縁性か
つ硬化性の材料からなる中間層が設けられる。そ
の後の層構成も上記の方式で設けられる。最外側
にはガラス繊維補強合成樹脂からなるマントル３
２が設けられる。

巻線の特徴を第３図に示す。内側層１は密着巻
線から構成され、コイルの軸線方向全長にわたつ
て設けられる。ガラス繊維マントル層２３を設け
たのちにスペーサ部材６が配置され、その長さは
好ましくはコイルの軸長の４分の１よりやや大と
される。次のスペーサ部材はこれとやや重畳する
よう配置される。またこれより短いスペーサ部材
を使用することも可能である。このスペーサ部材
の外側に設けられる巻線層２はコイルの軸長を二
分された実質的に等しい長さの２個の部分巻線１
０，１１から構成され、これは軸端部において内
側巻線層１と接続線１２，１３により電気的に接
続される。部分巻線１０，１１は互いに対称にコ
イルのほぼ中央部まで巻回されるが、中央部には
空気間隙２０が残される。両部分巻線１０，１１
は、ここで接続線２９，３０により外側巻線層に
電気的に接続される。ついで第３の巻線層の部分
巻線が巻回される。第３図の左方の部分巻線の終
端には端子１４が設けられる。第３図の右方の部
分巻線には複数個のタツプが設けられ、従つて最
外側端子１５の他に中間タツプ端子１５′を有し、
このため変圧器技術において既知の如く電圧バラ
ンスを達成するためのタツピングが可能となる。
図示のコイル構成においては空気間隙２０は周面
で外方に開口しており、従つて外側マントルは連
続していない。このため絶縁および冷却が改善さ
れ、また漏洩電流路の形成が防止される。

〔考案の効果〕

前述の如くスペーサ部材６，７はコイルの全軸
長にわたつておらず、各端部において軸長の約４
分の１を占めるに過ぎない。スペーサ部材の長さ
は機械的な負荷により決定され、半軸長の５分の
１ないし５分の３の範囲である。

電圧差の大きい端部間においては空気間隙が巻
線層を相互に完全に絶縁しており、従つて漏洩電
流路は形成されない。さらに中央部の空気間隙２
０は両部分巻線１０′，１１′を電気的に分離して
いる。前述の構成により安価かつ低性能の絶縁材
の使用が可能となり、狭い冷却路で改良された冷
却効果を得ることができ、しかも他の欠点を生じ
ることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のコイルとこの考案によるコイル
とを比較して示す原理的説明図、第２図はこの考
案の実施例を示す横断面図、第３図は同上の縦断
面図である。 １……最内側巻線層、２，３，４……外側巻線
層、６，７……スペーサ部材、１０，１１……部
分巻線、１２，１３……接続線。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 少なくとも２層の巻線層を備えた空冷乾式変圧
   器用コイルであつて、最内側の巻線層１がコイル
   の軸線方向全長にわたつて設けられ、この最内側
   の巻線層よりも半径方向外側の各巻線層２，３
   が、軸長の約半分の位置で分割されたほぼ同長の
   部分巻線１０，１１の対から構成され、上記各巻
   線層がその内側または外側の巻線層と軸端部およ
   び中央部において交互に電気接続され、空冷路を
   形成する中空部を介して各巻線層が他の巻線層か
   ら同心状に離間し、該中空部において軸方向に設
   けた棒状スペーサの一対のスペーサ部材６，７群
   を空冷路内で周方向に分布し、かつ、各スペーサ
   部材対を部分巻線の巻線層間の電気接続領域内に
   配置し、各スペーサ部材６，７の長さは軸長の約
   0.1〜0.3、好ましくは0.25よりも若干大きく、周
   面で外方に開口した空気間隙２０が軸長の約２分
   の１の位置において部分巻線間に介在することを
   特徴とする空冷乾式変圧器用コイル。