JPS6241405B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、変圧器やリアクトルなどの誘導電器
に用いる巻線に係り、特に転位が効果的に行える
ヘリカル巻線に関する。

特に大容量の誘導電器用巻線では、その導体の
漏洩磁束に対する直角方向の有効断面積が大きい
と、１本の導体の両側で鎖交磁束数が相違するこ
とから渦電流が誘起されて、それによる損失があ
る。そのため導体は互に絶縁された複数の素線か
らなり、それを並列にして用いている。変圧器の
低圧側巻線などでは巻回数が少ないので、複数本
の素線を巻線の半径方向に配列して螺線状に巻回
したヘリカル巻線を内側と外側に２段に配置し
て、それらのヘリカル巻線を直列に接続してい
た。ところが、多数の素線が並列して巻回された
巻線においては、各素線が磁束に対して平衡して
鎖交しないから、素線間に循環電流が流れて損失
が増大する。そのため、通常、各素線は適宜転位
を行なつて各素線の磁束鎖交数を平均化させるこ
とが行なわれている。

第１図ないし第３図は、従来のヘリカル巻線の
転位状態を説明するための図である。この例の場
合、７本の素線（素線１〜素線７）を巻線の半径
方向に配列し、それを螺旋状に巻回して内側ヘリ
カル巻線８と外側ヘリカル巻線９とを作り、それ
らのヘリカル巻線８，９を２段に配置して、両者
を直列に接続する。各段のヘリカル巻線８，９に
おいて、素線数−１の数に相当する転位個所（こ
の例では７本の素線を用いているから転位個所は
６個所）でそれぞれ素線の転位が行なわれる。

第１図は、内側ヘリカル巻線８における素線の
転位順序を示すもので、同図イのように巻始めの
時点では素線１が最内周に配置され、それから半
径方向外側に向けて素線２〜７が順次配列され
て、素線７が最外周にある。第１回目の転位は同
図ロに示すように、最外周にあつた素線７が移転
されて最内周に配置され、それによつて他の素線
１〜６が半径方向外側へずらされ、素線６が最外
周にある。第３図は、その第１回目の転位におけ
る素線７の移転状態を示す斜視図である。第２回
目の転位は第１図ハに示すように、最外周にあつ
た素線６が移転されて最内周に配置され、それに
よつて他の素線１〜５，７が半径方向外側へずら
され、素線５が最外周にある。このように最外周
にある素線を最外周に順次移転させることによ
り、第３回目の転移〔同図ニ〕、第４回目の転位
〔同図ホ〕、第５回目の転位〔同図ヘ〕、第６回目
の転位〔同図ト〕が行なわれる。第１図における
矢印は、素線の移転方向を示す。なお、外側ヘリ
カル巻線９においても同様に順次各素線１〜７の
転位が行なわれる。

第２図は、内側ヘリカル巻線８と外側ヘリカル
巻線９の接続図で、両者は直列に接続されてい
る。そして内側ヘリカル巻線８では１０Ａ〜１０
Ｆで示す位置で第１回目から第６回目までの６回
の転位が、外側ヘリカル巻線９では１０Ｇ〜１０
Ｆで示む位置で第７回目から第12回目までの６回
の転位がそれぞれ行なわれている。なお図中の１
１は鉄心、ｘは巻線の巻き始め端、ｕは巻線の巻
き終り端を示す。

第４図は、このヘリカル巻線を用いた変圧器の
巻線配置図である。ヘリカル巻線８，９は低圧巻
線１２として用いられ、この低圧巻線１２の外側
には高圧巻線１３が配置されている。図中のＸお
よびＵは、高圧巻線１３の巻き始め端および巻き
終り端である。

この従来の転位方法では、第３図に示すように
移転素線がその素線の幅分だけ出張る。そしてこ
の出張り部分において、高圧巻線などの対向電極
との間に電界集中が発生するから、それぞれの素
線の移転部分に補強絶縁が必要となる。また転位
個所が巻線の全体に均等に分布しているため、な
かには高圧巻線の最大電位である線路端と対向す
る転位個所も出てくる。この線路端に近い部分に
あたる例えば外側ヘリカル巻線の第９回目の転位
個所（第２図において符号１０Ｉで示す位置）に
おける移転素線の合成電界Ｅは、下式で求まる。

Ｅ＝Ｋ√_a2＋_r2 ただし、式中Ｋは電界集中係数、Ｅ_aは軸方向
電界、Ｅ_rは半径方向電界である。このように素
線の転位個所が高圧巻線側の線路端と対向して電
界集中が発生することがあるから、第４図に示す
低圧巻線１２と高圧巻線１３との間隙ｄを十分に
とる必要があり、そのため誘導電器の小型化に支
障をきたす。また従来の方法では、素線を螺旋状
に巻き付ける作業と素線の移転作業とを繰り返し
て行なつており、この繰り返しは素線数が増せば
それに従つて増え、作業能率が非常に悪いなどの
諸種の欠点を有している。

本発明の目的は、前記従来技術の欠点を除去
し、電界集中がなく電気的に安定し、しかも組立
作業が簡単な誘導電器用ヘリカル巻線を提供する
にある。

この目的を達成するため、本発明は、複数本の
素線を巻線の半径方向に配列して螺旋状に巻回し
たヘリカル巻線を内側と外側に２段に配置して、
それらのヘリカル巻線を直列接続するものにおい
て、前記外側ヘリカル巻線で、かつその外側ヘリ
カル巻線の総ターン数をｎとしたとき、内側ヘリ
カル巻線との接続点側から1/3ｎターン位置付近
に、巻線軸方向に向けて長く延びた転移空間を設
け、その転移空間内において素線を巻線軸方向に
沿つて順次転移したことを特徴とするものであ
る。

第５図に示すように、内側ヘリカル巻線８と外
側ヘリカル巻線９とを備えた２段巻線において
は、１段目に相当する内側ヘリカル巻線８の漏洩
磁束は全漏洩磁束Φの1/4、２段目に相当する外
側ヘリカル巻線９の漏洩磁束は全漏洩磁束の3/4
ある。従つて巻線全体の鎖交磁束を均一化するに
は、 となる位置で転位すればよい。すなわち、ヘリカ
ル巻線の高さをｈとした場合、外側ヘリカル巻線
９の内側ヘリカル巻線８との接続点側から1/3ｈ
の位置付近で転位すれば、巻線全体の鎖交磁束を
均一にすることができる。第５図の場合転位位置
を巻線の高さｈを基準にして説明したが、巻線の
ターン数で特定することができる。すなわち、外
側ヘリカル巻線９の総ターン数をｎとするとき、
内側ヘリカル巻線８との接続点側から1/3ｎター
ンの位置付近が転位位置となる。

この転位位置に第６図に示すように、巻線軸方
向に延びる転位空間１４を設け、この転位空間１
４内で一括して素線１〜７を順次転位する。第７
図はこの転位状態を示すもので、矢印は各素線１
〜７の転位方向をそれぞれ表わしている。第６図
における15〜19は素線単位を示し、この素線単位
15〜19は素線を並設したものから構成されてい
る。

第８図は、各巻線の素線電流分布図である。な
お、各巻線とも７本の素線を巻線の半径方向に配
列して螺旋状に巻回したヘリカル巻線を内側と外
側に２段に配置して、両方のヘリカル巻線を直列
接続したものである。図中において２点鎖線で描
いた曲線は全く転位しない巻線、破線で描いた曲
線は前述した従来の方法で均等に転位した巻線、
実線で描いた曲線は本発明の巻線の特性曲線であ
る。なお、図中の１点鎖線で描いた直線は、素線
平均電流を示す。この図から明らかなように、本
発明による巻線は従来のものに比べて素線電流の
分布が均一化されている。

以上説明したように、本発明によれば、巻線全
体の鎖交磁束が均一になる位置付近の１個所で転
位するから、高圧巻線の線路端より離れた位置で
転位でき、電気的により安定し、高圧巻線との間
隙が従来よりも狭くすることが可能である。また
転位空間を設けてその中で転位するから、素線が
外側へ出張ることがなく、電界集中の緩和が図れ
補強絶縁が不要となり、さらに転位が一括して行
なわれるから作業効率の大幅向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図イ〜トは従来の巻線の転位にともなう素
線の配列状態を説明するための配列図、第２図は
その巻線の転位位置を付した接続図、第３図はそ
の巻線における素線の移転状態を示す斜視図、第
４図はその巻線を用いた変圧器の巻線配置図、第
５図は本発明の巻線の転位位置と漏洩磁束の割合
を示した説明図、第６図はその巻線の転位状態を
示す側面図、第７図イは第６図−線上で視た
素線の配列状態を示す配列図、第７図ロは第６図
−線上で視た素線の配列状態を示す配列図、
第８図は各巻線の素線電流分布図である。 １〜７……素線、８……内側ヘリカル巻線、９
……外側ヘリカル巻線、１４……転位空間。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数本の素線を巻線の半径方向に配列して螺
   旋状に巻回したヘリカル巻線を内側と外側に２段
   に配置して、それらのヘリカル巻線を直列接続す
   るものにおいて、前記外側ヘリカル巻線で、かつ
   その外側ヘリカル巻線の総ターン数をｎとすると
   き、内側ヘリカル巻線との接続点側から1/3ｎタ
   ーン位置付近に、巻線軸方向に向けて長く延びた
   転移空間を設け、その転移空間内において素線を
   巻線軸方向に沿つて順次転移したことを特徴とす
   る誘導電器用ヘリカル巻線。