特開 2023-14661 静止誘導機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023014661

(43)【公開日】2023-01-31

(54)【発明の名称】静止誘導機器

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/32 20060101AFI20230124BHJP

   H01F 41/12 20060101ALI20230124BHJP

   H01F 27/28 20060101ALI20230124BHJP

   H01F 27/20 20060101ALI20230124BHJP

【ＦＩ】

H01F27/32 140

H01F41/12 A

H01F41/12 Z

H01F27/28 156

H01F27/28 176

H01F27/20

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021118733

(22)【出願日】2021-07-19

(71)【出願人】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】513296958

【氏名又は名称】東芝産業機器システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】中前 哲夫

(72)【発明者】

【氏名】前田 照彦

(72)【発明者】

【氏名】尾崎 多文

(72)【発明者】

【氏名】大山 公治

(72)【発明者】

【氏名】▲陦▼ 裕介

(72)【発明者】

【氏名】城条 雅之

【テーマコード（参考）】

5E043

5E044

5E050

【Ｆターム（参考）】

5E043DB10

5E043EA05

5E043EA10

5E044AD06

5E044CA07

5E050BA10

5E050CA06

5E050HA10

(57)【要約】

【課題】モールドコイルから引出される中性線リード部分の絶縁性を高める。
【解決手段】実施形態の静止誘導機器は、鉄心と、前記鉄心に装着されたモールドコイルと、前記モールドコイルから引出される中性線リードと、前記モールドコイルの外周面に突出状に設けられたバーリア絶縁物と、前記バーリア絶縁物により前記モールドコイルの外周面から離間した状態に保持され、前記中性線リードが支持されるリード支え絶縁物とを備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄心と、
前記鉄心に装着されたモールドコイルと、
前記モールドコイルの口出し線に接続された中性線リードと、
前記モールドコイルの外周面に突出状に設けられたバーリア絶縁物と、
前記バーリア絶縁物により前記モールドコイルの外周面から離間した状態に保持され、前記中性線リードが支持されるリード支え絶縁物とを備えてなる静止誘導機器。

【請求項2】

前記バーリア絶縁物は、前記コイル外周面への突出方向に、大径部と小径部とを交互に有した形状を備えている請求項１記載の静止誘導機器。

【請求項3】

前記リード支え絶縁物は、複数のコイルに跨るように延びる棒状をなし、前記中性線リードは、前記リード支え絶縁物に対し結束されて支持される請求項１又は２記載の静止誘導機器。

【請求項4】

前記モールドコイルは、導体部の外周に帯状の含浸基材を巻重ねるように配置した上で樹脂モールドされて構成され、
前記バーリア絶縁物を取付けるため絶縁材製の取付具が、前記含浸基材の巻付け作業時に、その基端部が該含浸基材によって締付けられるようにしてモールド樹脂層内に固定され、先端部が該モールドコイルの外周側に配置されるように設けられている請求項１から３のいずれか一項に記載の静止誘導機器。

【請求項5】

前記モールドコイルの外周部には、冷却用のガスを流すための風洞が設けられ、
前記バーリア絶縁物は、前記風洞から外れた該モールドコイルの軸方向端部に設けられている請求項１から４のいずれか一項に記載の静止誘導機器。

【請求項6】

前記バーリア絶縁物の先端部は、前記風洞よりも外周側に位置されている請求項５記載の静止誘導機器。

【請求項7】

前記風洞内には、冷却用のガスとしてドライエアが供給されるように構成されている
請求項５又は６記載の静止誘導機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、静止誘導機器に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば６６ｋＶ或いは７７ｋＶ用の高電圧受変電設備に使用される変圧器には、全体を例えばエポキシ樹脂等でモールドしたモールドコイルが採用されている。Ｙ結線型の三相変圧器においては、３相の各モールドコイルから夫々引き出された中性点の口出し線を、例えばコイルの上部において、リード支え絶縁物に支持された状態でＹ結線されるようになっている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開昭５８－６６６２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような三相変圧器においては、例えば試験、検査時に、モールドコイルにインパルス電圧が印加されることがある。ところが、その際に、変圧器のＹ結線における中性点に、印加電圧よりも高い電圧が発生する場合があり、モールドコイルの外面に近い位置に配置された口出し線の絶縁処理が不十分な場合に、中性点を起点としてコイル表面に高電圧が流れ鉄心等のアース部に落ちる沿面破壊が生ずる虞があった。特に、高電圧用の変圧器の場合や、冷却にドライエアを用いる場合などにおいて、十分な絶縁性能の確保が求められるのである。

【0005】

そこで、モールドコイルから引出される中性線リード部分の絶縁性を高めることができる静止誘導機器を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の静止誘導機器は、鉄心と、前記鉄心に装着されたモールドコイルと、前記モールドコイルの口出し線に接続された中性線リードと、前記モールドコイルの外周面に突出状に設けられたバーリア絶縁物と、前記バーリア絶縁物により前記モールドコイルの外周面から離間した状態に保持され、前記中性線リードが支持されるリード支え絶縁物とを備えている。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１の実施形態を示すもので、モールドコイルのバーリア絶縁物部分の構成を示す拡大縦断側面図

【図2】モールドコイルのバーリア絶縁物部分の拡大正面図

【図3】モールドコイルのバーリア絶縁物部分の拡大上面図

【図4】変圧器本体の全体構成を概略的に示す正面図

【図5】モールドコイル上部の中性線リードの支持部分を示す拡大斜視図

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、静止誘導機器として、例えば６６ｋＶ或いは７７ｋＶ用の高電圧受変電設備に使用される三相用のモールド変圧器に適用した一実施形態について、図面を参照しながら説明する。全体としての図示は省略するが、このモールド変圧器は、モールド変圧器本体１（図４参照）、このモールド変圧器本体１を収納する密閉容器、この密閉容器の外側に設けられた熱交換器等を備えて構成される。尚、以下の説明で方向を言う場合には、便宜上、図２、図４の状態を正面図として説明する。

【0009】

まず、図４を参照して、変圧器本体１の全体構成について述べる。変圧器本体１は、鉄心２に、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の３個のモールドコイル３を装着して構成される。前記鉄心２は、例えば積層鉄心からなり、上下のヨーク部と、それらの間を上下に連結する３本のレグ部とを有して構成される。前記モールドコイル３は、円筒状をなし、図で左右方向に並ぶようにして、前記各レグ部に夫々装着される。鉄心２の上下のヨーク部は、夫々、上部クランプ４、下部クランプ５により固定されている。このとき、前記上部クランプ４と、各コイル３の上面との間には、図示しない複数個のコイル押え絶縁物が設けられる。

【0010】

詳しく図示はしないが、前記各モールドコイル３は、内周側に一次巻線を配し、中間に上下に延びる冷却用ダクトを設けた状態で、外周側に二次巻線を配して構成され、全体がエポキシ樹脂などのモールド樹脂層７によりモールドされている。また本実施形態では、図３等にも示すように、モールドコイル３の外周部には、例えばプラスチック製の円筒状の風洞８が設けられ、モールドコイル３の外周面との間に、冷却用のガスを軸方向つまり上下方向に流すための外周ダクトが形成されるようになっている。この場合、風洞８は、上端部に外周方向に延出するつば部８ａを有し、モールドコイル３の上端部を除く高さの範囲に設けられている。

【0011】

前記モールドコイル３を得るにあたっては、周知のように、例えば銅等の金属材料からなり、外周を絶縁テープで被覆した導体を、円筒状に巻回すると共に、その内周及び外周を、含浸基材で覆ってコイル本体を構成する。前記含浸基材は、例えば合成繊維や合成樹脂等の繊維材料をシート状にした不織布からなり、細幅の帯状に構成されて、巻回された導体の外周部に重ねるように巻付けられるようになっている。このとき、図１に示すように、後述するバーリア絶縁物２２を取付けるため絶縁材製の取付具２３が、含浸基材の巻付け作業時に、その基端部が該含浸基材によって縛り付けられるようにしてモールド樹脂層７内に埋め込まれるように固定され、取付具２３の先端部が該モールドコイル３の外周側に配置されるように設けられる。

【0012】

そして、図示はしないが、前記コイル本体を含浸槽内に収容した状態で該含浸槽内に液状のエポキシ樹脂を注入する浸漬工程が実行され、その浸漬工程の後、コイルを図示しない加熱炉内で加熱することにより、含浸されたエポキシ樹脂を硬化させてモールド樹脂層７を得る硬化工程が実行される。これにより、モールド樹脂層７が、コイル本体の内部の隙間に充填されると共に、コイル本体の外面全体を覆うように設けられ、モールドコイル３が得られる。

【0013】

図２、図５にも示すように、各相のモールドコイル３の二次側の上端部外周面部から、巻き終り口出し線１１が外周方向に導出されている。各モールドコイル３から導出された３本の巻き終り口出し線１１は、ＫＩＰ線からなる中性線リード１２に接続されてＹ結線され、その中性線リード１２は例えばアース接続される。巻き終り口出し線１１と中性線リード１２との接続部分の外周部には、ひだ状絶縁部１３が設けられる。また、各相のモールドコイル３の二次側の上面部から、巻き始め口出し線１４が導出され、ＫＩＰ線からなる接続導体１５に接続されている。巻き始め口出し線１４と接続導体１５との接続部分の外周部には、ひだ状絶縁部１６が設けられる。詳しく図示はしないが、各接続導体１５は、密閉容器に設けられた外部との接続用のブッシングに夫々接続される。

【0014】

尚、図示はしないが、上記変圧器本体１は、密閉容器内に収納される。このとき、密閉容器内には、例えば冷却及び絶縁用のガスとしてドライエアが充填される。密閉容器内には、例えば送風ファン装置が設けられ、送風ファン装置の駆動により、比較的低温のドライエアが変圧器本体１の下部に向けて供給され、前記冷却用ダクト内や、風洞８内つまり外周ダクトを通って上昇することにより、モールドコイル３の冷却に寄与する。高温となったドライエアは、熱交換器で外部と熱交換されて冷やされ、再び、モールドコイル３等の冷却に寄与することが繰り返される。

【0015】

さて、本実施形態では、前記３個のモールドコイル３の巻き終り口出し線１１に接続された中性線リード１２は、リード支え絶縁物たるリード支え棒２１に支持され、モールドコイル３の前面部を横方向に延びながら相互に接続される。その際、各モールドコイル３の外周面の上部前面部には、図で前方に突出状にバーリア絶縁物２２が設けられ、それらバーリア絶縁物２２に前記リード支え棒２１が保持される。この保持構造について、以下、図１～図３、図５も参照しながら説明する。

【0016】

即ち、図１に示すように、前記各モールドコイル３の上端部前面部には、前記バーリア絶縁物２２を取り付けるための取付具２３が設けられている。この取付具２３は、絶縁材例えばプラスチックからなり、短冊状の薄板を側面コ字型に折曲げた如き形状に構成されている。この取付具２３は、上記したように、モールドコイル３の製造時に、その基端部を、コイル本体の外周面の上部に宛がうように配置し、含浸基材がコイル本体の外周に巻付けられる。これにより、取付具２３の基端部が含浸基材によって縛られるように固定され、その状態でモールド樹脂層７が形成されることにより、モールドコイル３に固定される。この場合、取付具２３の先端側が、モールドコイル３の前方に突出配置される。

【0017】

図１に示すように、取付具２３は、やや離れた上下２箇所に固定され、両取付具２３、２３の先端側の面が、モールドコイル３の前面の上下に配置される。そして、２つの取付具２３間に架け渡されるようにして、上下に長い長方形状の取付板２４が、絶縁ボルト２５などにより固定される。前記バーリア絶縁物２２は、前記取付板２４の前面に取付けられる。

【0018】

前記バーリア絶縁物２２は、この場合、絶縁材料例えばＦＲＰからなり、小径部としての２枚の小径の円板２２ａと、大径部としての１枚の大径の円板２２ｂとを、同軸で大径の円板２２ｂが中間となるように挟んで一体化して構成される。これにて、バーリア絶縁物２２は、モールドコイル３の外周面への突出方向に、大径部と小径部とを交互に有した形状を備えている。このバーリア絶縁物２２は、前記取付板２４の前面に絶縁ボルト２５により固定される。

【0019】

前記リード支え棒２１は、絶縁材料例えば木材から、角材状に構成され、３個のモールドコイル３間に跨って、ほぼ水平に架け渡される長さを有している。図２、図５にも示すように、このリード支え棒２１は、３個のモールドコイル３のバーリア絶縁物２２の前面に対し、夫々絶縁ボルト２５により固定される。そして、前記中性線リード１２は、リード支え棒２１に沿うように配置され、絶縁材からなる紐２６によってリード支え棒２１の複数箇所で結束されることにより支持される。

【0020】

これにて、リード支え棒２１は、バーリア絶縁物２２によりモールドコイル３の外周面から前方に離間した状態に保持され、従って、中性線リード１２はモールドコイル３から前方に離間した状態に保持される。また、図２、図４などに示すように、前記バーリア絶縁物２２は、モールドコイル３の前面の風洞８から上部に外れた位置である上端部に設けられている。これと共に、図３、図５にも示すように、バーリア絶縁物２２の先端部は、前記風洞８つまり外周ダクトよりも外周側に位置され、リード支え棒２１及び中性線リード１２が、風洞８のつば部８ａの上方に位置されている。

【0021】

このような本実施形態によれば、次のような作用、効果を得ることができる。即ち、本実施形態においては、モールドコイル３の外周面である前面部に、バーリア絶縁物２２を突出状に設け、そのバーリア絶縁物２２の先端部に、中性線リード１２が支持されるリード支え棒２１を保持させる構成とした。これにより、リード支え棒２１ひいては中性性線リード１２は、モールドコイル３の外周面から離間した状態に保持される。従って、中性線リード１２からモールドコイル３までの絶縁物による沿面距離を長く確保することができ、例えばインパルス電圧印加時における沿面破壊の発生を抑制することができる。

【0022】

この結果、本実施形態によれば、モールドコイル３から引出される中性線リード１２部分の絶縁性を高めることができるという優れた効果を奏する。このとき、特に本実施形態では、バーリア絶縁物２２は、モールドコイル３の外周面への突出方向に、小径部としての円板２２ａと、大径部としての円板２２ｂとを、交互に有した形状を備えているので、バーリア絶縁物２２における沿面距離をより長く確保することができるので、絶縁性の向上により効果的となる。

【0023】

本実施形態では、リード支え絶縁物として、３個のモールドコイル３に跨るように延びる棒状のリード支え棒２１を設け、そのリード支え棒２１に対し中性線リード１２を結束して支持する構成とした。これにより、１本の棒状のリード支え棒２１に対し、中性線リード１２を複数個所で結束させることができ、部品数の削減や構成の簡単化を図ることが可能となる。

【0024】

また本実施形態では、バーリア絶縁物２２をモールドコイル３の前面部に取付けるため絶縁材製の取付具２３を、含浸基材の巻付け作業時に、その基端部が該含浸基材によって締付けられるようにしてモールド樹脂層７内に固定されるように構成した。これにより、モールドコイル３の製造時に、バーリア絶縁物２２を取付けるため絶縁材製の取付具２３の取付を確実かつ強固に行うことができ、面倒な後工程を行うことなく済ませることができる。

【0025】

更に本実施形態では、モールドコイル３の外周部に風洞８を備えたものにあって、バーリア絶縁物２２を、前記風洞８から外れたモールドコイル３の軸方向上端部に設けるようにした。これにより、バーリア絶縁部２２が風洞８の冷却ガスの流れに悪影響を及ぼすことを未然に防止でき、風洞８における良好な冷却ガスの流れを確保することができる。また、バーリア絶縁物２２の先端部は、風洞８よりも外周側に位置されているので、風洞８に干渉したりすることなく、リード支え棒２１や中性線リード１２を設けることができる。冷却用のガスとしてドライエアが供給されるように構成されているので、安価で簡易な乾式変圧器として構成でき、また、上記したバーリア絶縁物２２を設けたことによって、ドライエアを採用することに伴う絶縁性の低下をカバーすることができる。

【0026】

尚、上記実施形態では、バーリア絶縁物２２を、小径の円板２２ａと大径の円板２２ｂとを３層に設けて構成したが、４層以上に設けても良い。バーリア絶縁物を、円板状でなく、四角い板等から構成しても良い。リード支え絶縁物の構成としても、断面ほぼ正方形の棒状のものに限らず、丸棒状や、薄板状のものであっても良い。中性線リード１２を保持させる構成としても、ヒモによる結束に代えてクリップで止める等でも良い。モールドコイルの外周面に取付具を取付けるための構成としても、例えばモールド樹脂層７の形成後に、後から接着剤で取付けるなども可能である。

【0027】

上記実施形態では、モールドコイル３の外周部に風洞８を設ける構成としたが、風洞を設けないものにも適用できることは勿論であり、また、冷却用のガスとしてドライエアを採用することに代えて、他の絶縁ガスや絶縁油等を用いるものであっても良い。その他、上記実施形態で説明した、モールド樹脂層を構成する樹脂や、バーリア絶縁物、リード支え絶縁物等の具体的な材質は、あくまでも一例を示したものに過ぎず、種々変更して実施することができる。また、変圧器の全体構成についても、様々な変更が可能であることは勿論である。

【0028】

以上説明した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0029】

図面中、１は変圧器本体、２は鉄心、３はモールドコイル、８は風洞、８ａはつば部、１１は巻き終わり口出し線、１２は中性線リード、１４は巻き始め口出し線、１５は接続導体、２１はリード支え棒（リード支え絶縁物）、２２はバーリア絶縁物、２２ａは小径円板、２２ｂは大径円板、２３は取付具、２４は取付板、２５は絶縁ボルト、２６は紐を示す。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】