JPS58130513A - 変圧器 - Google Patents

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】 〔発明の技鉛分野〕 本発明は、箔巻巻ｆｍを備え九変圧器に係り、特に箔巻
巻線と鉄心との間の絶縁銀ｌ１１ｍを小さくして外形寸
法を小形化できる構造に関する。

〔背ＩＩ技術および背景技術の間組点〕一般に吊状の金
属シートと絶縁シートとを電ね合せて巻回してなる陥４
！ｆ巻＃！全備えた変圧器は、占積率が良く小形・＠倉
化できる特長があるために、従来から不祥Ｉｆ圧器に用
いられてい九が、近時大容量変圧器に利用することが考
えられている。

第１図は箔巻巻線を備えた大谷ｔｆ圧器の構造を一部断
面図を用いて示している。ＳＦ、ガスや絶縁油を封入し
たタンク１ｏの内部に鉄心１２が設けられている。この
鉄心１２の主脚１２１の外周には全損シート１８と絶縁
シート２０を重ね合わせて巻回した箔巻巻線からなる６
０ｋｖ程度の低圧巻Ａｌ２４が設けられ、さらに低圧巻
線１４の外周にはリアクタンスギヤラグ１６を介してア
ルミニウムなどの金属ジートノ８とグラスチックフィル
ムなどの絶縁シート２０を電ね合わせて巻回した箔巻巻
線からなる＾圧巻＠２２が設けである。なお、低圧巻線
１４は鉄心主脚１２ｍＫ設けた絶縁筒２４に巻回され、
高圧巻ＩＩＭ２２は例えば鉄心Ｊ２ｙ−支持して設けら
れた絶縁筒２６に巻回される。そして、＾圧巻縁２２は
他の二相の高圧巻線とＹｄ線され、その最内周側が中性
点り一部２８に接続され、最外周側がｘ　ｙ　ｓ　ｋｖ
の線路端リード３０に接続されている。また、高圧巻−
２２の外周に電界緩和のための静電シールド材１２が配
置される。このような構造であれば、高圧巻線２２にお
ける絶縁階級の低い中性点１１１（＃内周側）を低圧巻
線１４に近接でき、電位が高くなる外周１１４１１（線
路側）に向うに従い低圧巻線１４から離してい〈新開段
絶縁方式を採用できる特長がある。

しかしながら、この構造においては高圧巻線２２の最外
周側部と鉄心１２における側脚１１ｂとの絶縁を図るた
めＫ、たとえ静電シールド材３２を設けて電界緩和を図
ったとしても、両者間に大きな絶縁距離をとらなくては
ならない。

これに伴い高圧巻１１ｉｉＩ２２とタンク１ｏとの絶縁
距離も大となる。ｔた、静電シールド材ｓ２のスペース
自体巻線の有劫占偵率を低下させる結来となっている。

このため、友圧錨全体が大形となる欠点が生じている。

、匠って、例えば３００ＭＶＡ、２７５　ｋＶという犬
谷菫変圧器に箔巻巻疎構造を採用した場合には、一般的
な巻＃！ｊｍ造である円板状巻綴構造を採用した場合に
比して、かなりの＠鎗化を図れても外形寸法が大形とな
り、輸送制限寸法以内に納めることができず、箔杏巻−
を採用する利点がないというのが現状である。

／ｌＳｌＳ圧変圧器上述した動駿化に加えて、他の構造
の変圧器に比べてその構造を非常に簡素化できるという
利点を有する。それは、箔巻変圧器は、短絡電流による
機械力を受けても理想的な半径方向のカしか受けないの
で、巻線全体を＠禰シートと絶縁ノートで強固に巻いて
緊縛して形成することＫＬり巻−の支えが不安になるた
めである。。

しかし、このような構造の油圧変圧器の欠点は、ＩＰ！
、緻／−トが長期間使用しているうちに劣化し、箔巻巻
珈全体が緩み、ずれ落ちる虞れがあることである。従来
は、４！−の外側から鉄製バインドやガラス繊維のバイ
ンドで緊縛することＫよりこの問題に対処していた。し
かし、鉄製のバインドではもれ磁束による局部過熱の問
題がある。一方、ガラス繊維のバインドでは、りＩＪ−
ｆｆＡ象により長期間使用しているうちに緩むという問
題がある。そのため、強力で耐久性のある箔巻巻線の緊
縛構造が望まれていた。

上記した欠点の他に、箔巻変圧器には、箔巻巻線からリ
ードを引き出しくぐいという欠点がある。たとえば、金
属シートの幅を１ｓｏｏ■、厚さを０．４冒とし、リー
ドの電流密度を金属シートと同一とし、かつリードの幅
を１００ｍ５とした場合、リードの厚さは７．２−とな
る。このような厚さのリードが箔巻巻線の軸方向に引き
出される。第２図は箔巻巻線の一部平面図である。！＠
２図に示されているように、箔壱巻−は薄い金属シート
１８と絶縁シート２ｏを巻いて形成されるが、リードｘ
ａ、ｓｏのため、−間がでさたり、突き出たりする１、
そのため、局部的に冷却が悪くなり通熱の虞れがあった
。また、４間や出張りは巻＃をずれやすくシ、かつ短絡
時に＠線に作用する機械力に対しても巻線の耐力を弱め
る。

特に、電力用変圧器では、タッグ壱−は不可欠の条件で
あり、普通十数本のリードが同−壱―から引き出される
。したがって、箔壱巻Ｉｗ構造はリードの引き出しの点
で、′電力用変圧器へ応用することには問題があった。

このような理由で、箔巻変圧器は、その大きな特長は認
識されていながら、タッグ巻線が不可欠な電力用変圧器
にこれまで適用されなかった。

〔＠明の目的〕

本発明は、以上の欠点および問題点を屏消するためなさ
れたものであり、范巻舎−と鉄心との間の絶縁距離を小
さくして外形寸法金小形化でき、かつタッグ舎−のり−
ト°桜絖おＬび引き出しが６易で、さらに機械的にもプ
虫固に耐久性をもって巻鹸を締め付けることができる巻
＃Ｉ構造を有する変圧器を提供することを目的とする。

、〔発明の構成〕 本発明は、上記目的を達成するために、低圧巻線の外側
に高圧巻線を配置し、この高圧％縁の高圧線路端を低圧
巻線に近い最内側に配置するとともに高圧巻線の中性点
側端を蝦外儒に配置し、この高圧巻線の外１ＩｉｌＫ、
内側の高圧巻線を緊縛する箔巻巻線を軸方向に豪数個設
けてこれを直列に接続するととくより形成された夕。

７巻線を配置し、このタッグ巻締を高圧巻線の中性点側
に接続した構造を有する。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。第３図は、本発明に係る変圧器の一実施例の構成を一
部断面図を用いて示したものである。なお、第３図にお
いて、第１図と同一箇所には同一符号を付しである。

第３図に示したように、金属シート１８と絶縁シート２
０を重ね合わせて巻回した箔巻巻線からなる低圧巻線１
４の外１４ｉ１に電界を制御するためのイコライザ（図
ホせず）を内戚したフィルムまたは絶縁紙を巻回して構
成したリアクタンスギヤ、プ３４が設けられている。こ
のリアクタンスイヤツブ３４の外側に絶縁筒２６が配置
されている。この絶縁筒２６に、それぞれ金属シート１
８と絶縁シート２０とを重ね合わせて４！ＩｏＩした箔
巻線からなる高圧巻線の主巻線３６、粗タッグ巻１１１
３１１および密タッｆ＊ｍ４０が順に巻回されているっ
高圧巻線の主巻線ｊｇは内側が高圧側、外側が中性点側
となるように最内周側から高圧側端子Ｔ、が、最外周側
から中性点側端子Ｔ、が一方向両側へそれぞれ引き出さ
れている。粗タ、グ巻ＩＩＩｆ＋！３８は後述する切換
器に接続されるタワブリード端子’ｒ、、’ｒ。

が軸方向の両側へそれぞれ引き出されている。

蝋外側の密タツプ巻線４０は主巻線３６や粗タッグ巻朦
３８の金属シート１８及び絶縁シート１０よね暢の狭い
金績シートと絶縁シートを重ね合わせて内１１］に位置
する高圧巻線の主巻線３６、柑タップ巻線３８を緊縛す
るように巻回して形成された単位箔巻巻ｆｉＡ４０ｓ〜
４０−を複数個高圧巻線の軸方向に所定の間隔をおいて
配置し、これら複数個の単位箔巻巻、１４６．〜４０・
を内側渡り４Ｊａおよび外１１１１渡抄４Ｊｂで直列接
続して構成されている。これ等の各巻線３　ｇ　＋　ｊ
　８．４０１〜４０＠の端子Ｔｌｌ、　ＴＭ。

Ｔｌ−Ｔ−は、第４図に示した転位切換方式（公知）の
回、路を構成するように巻線の外側でリード線および負
荷時タ、ｆ切換器（ＬＴＣ）４２を介して接続される。

なお、第４図は、一般に超高圧変圧器で標準的に採用さ
れるＹ接続巻線の単相分だけを示したものである。主巻
線３６の中性点側端子ＴＮは粗タ、！巻線３８の一方の
端子Ｔ１に接続されている。粗タッグ巻線の端子Ｔ、、
Ｔ、は負荷時タッグ切換器（ＬＴＣ）４２内に設けられ
た転位切換器端子Ｔ１を介して密りｙ　；’　ＩＩ線４
０の巻始め端の端子ＴＩＫ接続されている。密タッグ壱
１１４０の他の端子Ｔ４ｒＴｍおよびＴ・は、適宜負荷
時タッグ切換器４２内に設けられ九り、′ｆ選択器端子
Ｔｍに↓抄ｎ択され、との膚子Ｔ、倉介して中性点端子
４４に接続されている。同実施例においては、密タツプ
巻線４０の端子の数が４個の場合について示したが、実
用される場合は７〜８個の端子が一般的である。

第５図は、第３図において特に本発明に係る部分を詳細
に示した図である。【４５図においては、第３図と同−
一所には同一の符号を付し、また低圧巻ｆ１Ｍ１４、鉄
心１２、Ｊ？↓び絶縁筒２６などは省略しであるっ実際
には、主巻線１６と粗タッゾ巻−３８との問おＬび租タ
ッゾ壱−３８と密タッグ巻＃４０との間にはフィルムま
たはＩｅ＃紙が充填されている。第５図に示したように
、高圧巻線の主４−３６の外側に粗り、ｆ巻線３８が巻
回され　さらにこの粗タッ７”　巻４ｉ　Ｊ　ａ　Ｆ）
外４ＡＶＣ６１１Ｉノｍりｙ　ｆ４ｋｆｍ　４０　ｔ〜
４０−が内側の巻−を緊縛するように巻回されている。

主巻線３６の両温にリード線４６゜４８が互層または５
１！檄によって接続され、これ等のリード線４６，４１
１の４郁に端子ＴＮ、　ＴＨを構成している。同様に粗
タッ！巻線ｓ８の内端には、リード＠５０．ｌｉ２が接
続され、これ等のリード＠５０．５２の端部が端子’ｒ
、、’ｒ。

を構成している。密タツプ巻線４ｏは単位箔巻巻８ｎ　
ｏ、と４０ｍ　、４０ｍと４０４　、および４０１　と
４０６がそれぞれ内側杖り４２＆で接続され、単位箔巻
巻線４０．と４０１および４０４と４０１がそれぞれ外
側渡１）４ｔｈで接続されて直列に構成されている。単
位箔巻巻線４０１と４０＠Ｊｄ外周端にそれぞれリード
線５４．５６が接続されてこれらリード４１１１４゜５
６の端部に端子ＴＩＬＴ働を構成している。

単位箔巻巻線”　ｌ　　ｙ　４０Ｂの外側渡り４１ｂか
らは端子Ｔ４が引き出され、また単位箔巻巻１１１４０
４　ｍ４０ｍの外側渡り４７ｂからａｍ子Ｔ、が引き出
されている。

このように、同実施例によれば、高電圧が常時印加され
る高圧巻線の主巻ＩＩＩｊ＃の高圧線路側端子ＴＩが主
巻＠３６の最内側に配置され、接地電位に近い主巻＃Ｍ
１６の中性点１１１１３１１１１子Ｔ、、粗タッｆ巻ｆ
ａＳＳおよび密タツプ巻線４０が外側に配置されるので
、密タツプ巻線４０と鉄心１２の側ＪＩＩ１１２ｂおよ
び接地されたタンク壁との絶縁距離を短剣できる。

高圧巻線３６の＾圧線路側を厳内側に配置することによ
り、低圧１１４１１４との間のリアクタンスギャッｆｓ
４の距離を絶縁を考えて大きくとる心安性が考えられる
が、発明者の研究によれば、従来のリアクタンスギャッ
プの距離で十分絶縁性があることが分かった。同実施例
では、リアクタンスギャップ３４をフィルムまたは絶縁
紙の巻回層の異なる個所に巻一端の電界分布が一様にな
るように金属または半導体シートを介在させて構成した
イコライデ入りリアクタンスイヤツノで構成したが、こ
の構造であると心安なリアクタンスを得るためには３０
〜５０５ｗｍの距＃ｌｔ有するギャップであればよく、
また、このギャップで十分な絶縁性を得られることが分
かった。し九がって、＾圧ｆＩＭ路端子ＴｊＩを高圧＠
−３６の自賛に配置【〜ても、巻線全体とじての外周は
大きくはならなφので、上述したように、密タッグ巻線
４０の外周と側脚１２ｂおよび上記タンク壁への絶縁距
離を小さくできる分だけ、変圧器を小形化できる。

ｗｃ６図は低圧巻＃Ｊ４と高圧巻線の主巻線３６との関
にイコライザを設けなｉ場合の電界分布の状態を点線で
示し、第７図は低圧巻−１４と主巻線３６との間にイコ
ライザを設は九場合の電界分布状態を示している。第６
．７図から明らかなように、リアクタンスギャップにイ
コライザを設けると電界分布が均一になシ、巻線端部に
電界集中が生じない。したがって、本発明にとってイコ
ライザは本質的なものではないが、変圧器の性能を考え
た場合はイコライザを用いるのが望ましい。

また、同実施例によれば、従来は金属シートからリード
線を多数引き出すのが困難だっ九ので実現しなかったタ
ッグ巻−付箔巻変圧器が実現できる。これは、第５図に
示し九ように、本発明に係る同実施例によれば、箔壱巻
−の上部または下部から引き出すリード線を低圧巻線１
４、ｌ＆圧４ｋｌｌｉノ主＊ｄ　ｓ　６２　Ｌび粗タ、
グ巻ｆｉＪＪＩの両端から２本づつ、合＃！ｔ６本の最
小本数のリード４１に抑え、密タッグ巻線４ｏからでる
多数のリード線＃′ｉ密タッグ巻線４ｏの最外側の１１
面から容易に引き出せる構造にしたためである。したが
って、箔巻変圧器を電力用変圧器にも適用でき、飛躍的
に小形化および軽重化を図った電力用変圧器が実現でき
る。

また、以上のようにリード引き出し個所が少ないので、
箔巻巻線の凹凸が減少し、これにより変圧器の短絡機械
強度が増すとともに、局部的冷却不良の虞れを軽減でき
る。

また、従来は密タツプ巻線が他の箔巻巻線と同様に幅の
広い金属シートと絶縁シートを重ね合わせて巻回し、所
定巻回数の位置から上を皮下側にタッグリード−を引き
出す構成で、他の箔巻巻線の内側に配置されていたので
冷却が困峻であった。そのため、熱の発生を小さくする
ためにタラ！壱＊を構成する金属シートの厚さを厚くし
て電流密度を小さく設計せざるを得なかった。その結果
、タッグ巻線の重量および寸法が大きくなるという欠点
があり九。しかし、同実施例の構成によれば、密タッグ
巻線が最外側に配置されるので冷却効果が極めて夷好に
なり上記欠点を除去できる。

さらに、同実施例によれば、第５図に示したように最外
側に巻回した密タツプ巻線４０１〜４０・により、内１
１に配置され九箔巻４１Ｍ（主巻線Ｓ６および粗タッグ
巻線１８）を強固Ｋｌ縛する仁とができしかも密タツプ
巻線４０の各単位箔巻巻線４０１〜４ｏ＠を直列接続し
ている内および外側渡１）Ｊｊ＆、４ｊｂは密タツプ巻
線４０の緩みを防止する留めとしての機能も有する。

〔発明の他の実施例〕

本発明は前記した一実施例に限られるものではない。九
とえば前記実施例では転位切換方式の回路について説明
し九が、本発明を第８図に回路図を示した極性切換方式
の回路に４適用できる。高圧巻−の主巻線３６の中性点
側端子Ｔヨは極性切換器６０を介して密タツプ巻線６２
の端子Ｔ　ｔｏ　ｔたはＴｌｍに＃ｅ＃ｊｃされている
。密タッグ巻線６２の他の端子ＴＩ４＋Ｔ１・、および
Ｔ　ｌｓ　Ｆｉ、適宜タッグ選択器端子Ｔ、により選択
され、この端子Ｔ−を介して中性点端子４４に接続され
る。この場合も、密タッグ巻線６２が用いられるので、
前記実施例と同様の効果が得られる。

その輪木発明の要旨を逸脱しない範囲で檜々変形実施で
きることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明し九ように、本発明によれば、夕。

！リード線の引き出しが容易で、かつ箔巻巻線の凹凸が
少ない構造なので、短Ｍ＋ｆｉ械力に対して強固な、か
つ冷却が良好に行なえる特性の安定した信頼性の高い変
圧器を提供できる。を九、不発明によれば、高圧巻線の
最外側が中性点電位に設定されるので、高圧巻軸と鉄心
およびタンク壁との絶縁距Ｉｍを小さくでき、これによ
シ変圧器の外形寸法を小形化できる。その結果、安価で
かつ信頼性の高％Ａ変圧器の製作を可能にする。。

【図面の簡単な説明】 第１図は、従来の箔巻変圧器の一部所耐図、第２図は第
１図に示しＩＦ、、箔巻変圧器の箔壱巻−の一部の平面
図、第３図は本発明に係る変圧器の一実施例の一部断面
図、第４図は転位切換方式が適用された同実施例の回路
図、第Ｓ図は第３図の主要部の詳細図、第６図は第３図
において低圧巻線と高圧巻線との間にイコライザを用い
なかった場合の電界分布図、第７図は第３図において低
圧巻線と高圧巻線との関にイコライザを用いた場合の電
界分布図、第８図は、本発明の他の実施例の回路図であ
る。 １０・・・タンク、１２・・・鉄心、１４・・・低圧巻
線、１８・・・金属シート、２０・・・絶縁シート、Ｊ
４・・・リアクタンスギヤ、ｆ、ｘｇ−・・高圧４１線
の主巻線、３８・・・粗タッ！巻線、４０・・・密タツ
プ巻線、４１＆・・・内１ＩＩＩ渡Ｆ）、４：ｔｋ・・
・外−渡）。 第１図 第２図 第３図 −６（ 第４図 第６図 第７図 ６１− 第８図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　鉄心と；この鉄心の外側に配置され、第１の
   金属シートと第１の絶縁シートとを重ね合せて巻回して
   形成された低圧巻線と；この低圧巻線の外１１に設けら
   れたリアクタンスギヤ、グと；このリアクタンスギャッ
   プの外側に配置され、第２の金属シートと４２の絶縁シ
   ートとを重ね合わせて巻回して高圧線路側が内側にかつ
   中性点側が外側に配置されるように形成された高圧巻線
   と；この高圧巻線の外側に配置されるとともに前記高圧
   巻線の中性点側に接続され、前記第２の金属シフトおよ
   び絶縁シートより幅の狭い第３の金属シートと第３の絶
   縁シートとを重ね合わせて内＠に位置する高圧巻線を緊
   縛するように巻回して前記高圧巻−の軸方向に所定の関
   １４ｔ−おいて設けられた複数個の巻１ｍｌ！ｉＩより
   なり、かつこの複数の巻線を渡りにより互いに直列接続
   して所定巻回数の位置からタッグリード端子を引き出し
   たタッグ巻線とよりなることを％像とする変圧器。
2. （２）　　リアクタンスギャップは、イコライザを備え
   たことを特徴とする特許−求の範！！！ｉ第（１）項記
   載の変圧器。
3. （３）　　タッグ巻線は、高圧巻線と極性切換方式の回
   路を構成することを特徴とする特＃ＩＦ請求の範囲第（
   １）項記載の変圧器。
4. （４）　　タッグ巻線は高圧巻線の中性点側に粗タッグ
   巻線を介して接続されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第（１）項記載の変圧器。
5. （５）　　タッグ巻線は、高圧巻−および粗タップ巻−
   とで転位切換方式の回路を構成することを特徴とする特
   許請求の範囲第（４）項記載の変圧器。