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JP2018160484A - Stationary inductor - Google Patents

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JP2018160484A
JP2018160484A JP2017055251A JP2017055251A JP2018160484A JP 2018160484 A JP2018160484 A JP 2018160484A JP 2017055251 A JP2017055251 A JP 2017055251A JP 2017055251 A JP2017055251 A JP 2017055251A JP 2018160484 A JP2018160484 A JP 2018160484A
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Shinji Fujita
晋士 藤田
裕 森田
Yutaka Morita
森田  裕
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Abstract

【課題】変圧器巻線周辺に形成されるくさび状の空隙部における電界集中を緩和し、かつ、巻線の冷却を確保した巻線構造により、高い絶縁信頼性を有する変圧器を提供することである。【解決手段】本発明は、鉄心脚1と、前記鉄心脚に絶縁紙21で被覆された導体を同心状に巻回して構成された巻線2と、前記鉄心脚と、前記巻線と、絶縁および冷却媒体である気体または液体と共にタンク内に収納した静止誘導器において、前記巻線内で隣接する前記導体間に少なくとも前記絶縁紙より高い比誘電率を有する高誘電材料含有部材25を設けたことを特徴とする。【選択図】 図7PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transformer having high insulation reliability by a winding structure which relaxes electric field concentration in a wedge-shaped gap formed around a transformer winding and secures cooling of the winding. Is. According to the present invention, an iron core leg 1 and a winding 2 formed by concentrically winding a conductor coated with an insulating paper 21 around the iron core leg, the iron core leg, and the winding. In a static inducer housed in a tank together with a gas or liquid as an insulating and cooling medium, a high-dielectric material-containing member 25 having at least a higher specific dielectric constant than the insulating paper is provided between the adjacent conductors in the winding. It is characterized by that. [Selection diagram] Fig. 7

Description

本発明は、静止誘導器の巻線導体周辺に形成されるくさび状空隙部における電界緩和構造に関する。   The present invention relates to an electric field relaxation structure in a wedge-shaped gap formed around a winding conductor of a static inductor.

近年の電力需要の高まりから、変圧器は高圧化大容量化する傾向にある。一方、都市部への人口集中により、変圧器の小型化に対するニーズが高まっている。変圧器を小型化する方法の一つとして、絶縁距離の短縮がある。絶縁距離を短縮するために、絶縁構造の工夫や絶縁材料の高機能化に関する検討がなされている。   Due to the recent increase in power demand, transformers tend to increase in voltage and capacity. On the other hand, due to population concentration in urban areas, there is an increasing need for transformer miniaturization. One way to reduce the size of the transformer is to shorten the insulation distance. In order to shorten the insulation distance, studies have been made on the contrivance of the insulation structure and the enhancement of the functionality of the insulation material.

液体あるいは気体を絶縁及び液体媒体とする変圧器内部の絶縁構造においては、一般に、固体絶縁物の接触部に形成されるくさび状の空隙が絶縁上の弱点になる。これは、くさび状の空隙では、固体絶縁物に比べて比誘電率が小さい液体あるいは気体に電界が集中するためである。   In an insulating structure inside a transformer that uses liquid or gas as an insulation and a liquid medium, generally, a wedge-shaped air gap formed in a contact portion of a solid insulator becomes a weak point in insulation. This is because, in the wedge-shaped gap, the electric field is concentrated on a liquid or gas having a relative dielectric constant smaller than that of the solid insulator.

また、油入変圧器に使用される絶縁油は精製処理がなされ、さらに、変圧器の製作の段階において、防塵や異物管理が行われていることは周知の事実である。しかしながら、油中に微細な固形粒子が混入することは避けられない。   In addition, it is a well-known fact that the insulating oil used in the oil-filled transformer is refined, and that dust prevention and foreign matter management are performed at the stage of manufacturing the transformer. However, it is inevitable that fine solid particles are mixed in the oil.

くさび状の空隙部は、周囲と比較して油の流れが淀んでいるため、絶縁油中に混入した異物が滞留、沈殿しやすい。したがって、変圧器内の絶縁破壊はくさび状の空隙部を起点として発生することが多い。   In the wedge-shaped void, the flow of oil is stagnant compared to the surroundings, so that foreign matter mixed in the insulating oil is likely to stay and settle. Therefore, dielectric breakdown in the transformer often occurs starting from a wedge-shaped gap.

特許文献1には、絶縁物の一部を弾性体で構成して、くさび状の空隙部を埋め込むことにより、電界集中を緩和した変圧器が記載されている。特許文献2では、巻線被覆に非線形抵抗材料を塗布あるいは含浸して、くさび状の空隙部における電界集中を緩和した変圧器が記載されている。   Patent Document 1 describes a transformer in which a part of an insulator is made of an elastic body and a wedge-shaped gap is embedded to reduce electric field concentration. Patent Document 2 describes a transformer in which a non-linear resistance material is applied or impregnated in a winding coating to reduce electric field concentration in a wedge-shaped gap.

特開平6−267761号公報JP-A-6-267661 特開2013−254771号公報JP 2013-254771 A

特許文献1では、絶縁物の一部を弾性体で構成して、くさび状の空隙部を埋め込むことにより、電界集中を緩和している。しかし、このような構造では、巻線全体を弾性体で覆ってしまうため、巻線の冷却が十分に冷却できない可能性がある。また、巻線構造によっては、弾性体がくさび状空隙を完全に満たすことができず、更なる絶縁上の弱点を形成してしまう可能性がある。   In Patent Document 1, electric field concentration is alleviated by forming a part of an insulator with an elastic body and embedding a wedge-shaped gap. However, in such a structure, since the whole winding is covered with an elastic body, there is a possibility that the winding cannot be cooled sufficiently. Further, depending on the winding structure, the elastic body may not completely fill the wedge-shaped gap, and may form a further weak point on insulation.

特許文献2では、巻線被覆に非線形抵抗材料を塗布あるいは含浸して、くさび状の空隙部における電界集中を緩和している。しかし、エポキシ樹脂を母材とする非線形抵抗材を巻線被覆全体に塗布あるいは含浸する構造であるため、巻線の冷却を阻害する。これにより、巻線周辺の温度が上昇し、絶縁物の劣化が促進する。加えて、従来の巻線作業に加え、エポキシ樹脂の塗布あるいは含浸、硬化の工程が加わるため、作業工数および時間が増大する。   In Patent Document 2, non-linear resistance material is applied to or impregnated in the winding coating to reduce electric field concentration in the wedge-shaped gap. However, since the non-linear resistance material having an epoxy resin as a base material is applied or impregnated over the entire winding coating, cooling of the winding is hindered. As a result, the temperature around the winding increases, and the deterioration of the insulator is promoted. In addition, in addition to the conventional winding work, an epoxy resin coating or impregnation and curing process is added, which increases the number of work steps and time.

本発明は、以上の点を鑑みてなされたもので、その目的とするところは、変圧器内部に形成されるくさび状の空隙部の電界集中を緩和するとともに、巻線の冷却を確保することで、変圧器の絶縁信頼性を向上させることである。   The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to alleviate electric field concentration in a wedge-shaped gap formed inside a transformer and to ensure cooling of a winding. Thus, the insulation reliability of the transformer is improved.

上記の目的を達成するために、本発明は、鉄心脚と、前記鉄心脚に絶縁紙で被覆された導体を同心状に巻回して構成された巻線と、前記鉄心脚と、前記巻線と、絶縁および冷却媒体である気体または液体と共にタンク内に収納した静止誘導器において、前記巻線内で隣接する前記導体間に少なくとも前記絶縁紙より高い比誘電率を有する高誘電材料含有部材を設けたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides an iron core leg, a winding formed by concentrically winding a conductor coated with insulating paper on the iron core leg, the iron core leg, and the winding. A high-inductance material-containing member having a dielectric constant higher than that of the insulating paper between the conductors adjacent to each other in the winding in a static inductor housed in a tank together with a gas or a liquid that is an insulating and cooling medium. It is provided.

本発明の変圧器によれば、変圧器巻線周辺に形成されるくさび状の空隙部における電界集中を緩和し、くさび状の空隙部を起点とする絶縁破壊を抑制することができる。また、巻線の冷却を確保し、巻線周辺の絶縁物の熱劣化を抑制することで、長期的な絶縁信頼性を確保することができる。   According to the transformer of the present invention, the electric field concentration in the wedge-shaped gap formed around the transformer winding can be alleviated, and the dielectric breakdown starting from the wedge-shaped gap can be suppressed. Further, long-term insulation reliability can be ensured by ensuring cooling of the winding and suppressing thermal deterioration of the insulator around the winding.

油入変圧器の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of an oil-filled transformer. 図1の油入変圧器おける巻線の結線を模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the connection of the coil | winding in the oil-filled transformer of FIG. 図2で図示した高圧巻線の断面を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the cross section of the high voltage | pressure winding shown in FIG. 図3におけるA−A’断面の一部を示した図である。It is the figure which showed a part of A-A 'cross section in FIG. 図4において隣接する巻線導体間に形成されるくさび状空隙を拡大した斜視図である。FIG. 5 is an enlarged perspective view of a wedge-shaped gap formed between adjacent winding conductors in FIG. 4. 図5のターン間くさびを拡大した図である。It is the figure which expanded the wedge between turns of FIG. 実施例1に採用される高圧巻線の軸方向断面図である。1 is an axial sectional view of a high-voltage winding employed in Example 1. FIG. 実施例1に採用される高誘電材料含有部材の構成を示した斜視図である。1 is a perspective view showing a configuration of a high dielectric material-containing member employed in Example 1. FIG. 図7において隣接する巻線導体間に形成されるくさび状空隙を拡大した斜視図である。FIG. 8 is an enlarged perspective view of a wedge-shaped gap formed between adjacent winding conductors in FIG. 7. 図9におけるターン間くさびを拡大した図である。It is the figure which expanded the wedge between turns in FIG. 実施例2における高圧巻線の径方向断面を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the radial direction cross section of the high voltage | pressure winding in Example 2. FIG. 図11に示したコイルの軸方向断面の一部を示した図である。It is the figure which showed a part of axial cross section of the coil shown in FIG. 実施例2における高誘電材料を静電シールド周辺に塗布あるいは含浸して構成した高誘電材料含有部材25の構成を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the structure of the high dielectric material containing member 25 comprised by apply | coating or impregnating the high dielectric material in Example 2 around the electrostatic shield.

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は静止誘導電器の一例である油入変圧器の構成を示す概略図である。同図において、鉄心1と巻線2は、これらの絶縁および冷却媒体である絶縁媒体4(例えば絶縁油)を封入したタンク3に収納されている。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an oil-filled transformer which is an example of a static induction electric machine. In the figure, an iron core 1 and a winding 2 are housed in a tank 3 in which an insulating medium 4 (for example, insulating oil) as an insulating and cooling medium is enclosed.

図2は、図1の油入変圧器おける巻線2の結線を模式的に表した図である。同図において、鉄心脚5を中心として、低圧巻線6と高圧巻線7が同心円状に配置されている。ここで、高圧巻線7の高圧巻線線路端8と、低圧巻線6の低圧巻線線路端11がある。高圧巻線7は、上下に分割された構造であり、上下の高圧巻線7は高圧巻線接続線10により、中性点端子9に接続されている。   FIG. 2 is a diagram schematically showing the connection of the winding 2 in the oil-filled transformer of FIG. In the figure, a low-voltage winding 6 and a high-voltage winding 7 are arranged concentrically around an iron core leg 5. Here, there is a high voltage winding line end 8 of the high voltage winding 7 and a low voltage winding line end 11 of the low voltage winding 6. The high-voltage winding 7 has a structure that is divided into upper and lower portions, and the upper and lower high-voltage windings 7 are connected to a neutral point terminal 9 by a high-voltage winding connection line 10.

図3は、図2で図示した高圧巻線7の断面を模式的に示した図であり、巻線軸方向に垂直な一断面を示している。同図に示すように、所定の軸方向長さを有する内径側絶縁筒12と、内径側絶縁筒12と同等の長さを有し、その円周方向に複数配置された内径側垂直絶縁物間隔片14とを備えている。内径側絶縁筒12の外周に、絶縁物で被覆された高圧巻線7が鉄心脚(図示せず)を中心として同心円状に所定の回数巻回され、円板コイル17が形成される。円板コイル17の外径側には、内径側垂直絶縁物間隔片14と対応する位置に外径側垂直絶縁物間隔片15が配置され、さらにその外径側には外径側絶縁筒13が配置されている。ここで、円板コイル17の円周上で内径側垂直絶縁物間隔片14と外径側垂直絶縁物間隔片15によって保持される位置に、水平絶縁物間隔片16を挟んで、円板コイル17を軸方向に複数積層することで、円板巻線が構成される。なお、他の巻線形状として、ヘリカル巻線や円筒巻線などが考えられる。   FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross section of the high-voltage winding 7 shown in FIG. 2, and shows a cross section perpendicular to the winding axis direction. As shown in the figure, an inner diameter side insulating cylinder 12 having a predetermined axial length and an inner diameter side vertical insulator having a length equivalent to the inner diameter side insulating cylinder 12 and arranged in the circumferential direction. And a spacing piece 14. On the outer periphery of the inner diameter side insulating cylinder 12, the high voltage winding 7 covered with an insulating material is wound a predetermined number of times concentrically around an iron core leg (not shown) to form a disk coil 17. On the outer diameter side of the disk coil 17, an outer diameter side vertical insulator spacing piece 15 is disposed at a position corresponding to the inner diameter side vertical insulator spacing piece 14, and further on the outer diameter side, the outer diameter side insulating cylinder 13 is disposed. Is arranged. Here, on the circumference of the disc coil 17, the disc coil is sandwiched between the horizontal insulator spacing pieces 16 at positions held by the inner diameter side vertical insulator spacing pieces 14 and the outer diameter side vertical insulator spacing pieces 15. A disk winding is constituted by laminating a plurality of 17 in the axial direction. As other winding shapes, a helical winding, a cylindrical winding, and the like are conceivable.

図4は、図3におけるA−A’断面の一部を示した図であり、巻線軸方向の一断面である。同図において、図3と同一の部分には同じ参照番号を付記し、説明は省略する。高圧巻線7は巻線導体20と、巻線導体20の周りに設けられた絶縁被覆21から構成されている。通常、油入変圧器では、巻線導体20の冷却を考慮して、絶縁被覆21として絶縁紙が使用される。また、隣接する巻線導体20間には、くさび状空隙22が形成される。   FIG. 4 is a diagram showing a part of the A-A ′ cross section in FIG. 3, which is one cross section in the winding axis direction. In this figure, the same parts as those in FIG. The high-voltage winding 7 includes a winding conductor 20 and an insulating coating 21 provided around the winding conductor 20. Usually, in an oil-filled transformer, an insulating paper is used as the insulating coating 21 in consideration of cooling of the winding conductor 20. A wedge-shaped gap 22 is formed between adjacent winding conductors 20.

図5は、図4において隣接する巻線導体20間に形成されるくさび状空隙22を拡大した斜視図である。同図において、図3と同一の部分には同じ参照番号を付記し、説明は省略する。ここで、隣接する巻線導体20間に形成されるくさび状の空隙がターン間くさび23であり、巻線導体20と水平絶縁物間隔片16との間に形成されるくさび状の空隙がコイル間くさび24である。   FIG. 5 is an enlarged perspective view of the wedge-shaped gap 22 formed between the adjacent winding conductors 20 in FIG. In this figure, the same parts as those in FIG. Here, the wedge-shaped gap formed between adjacent winding conductors 20 is an inter-turn wedge 23, and the wedge-shaped gap formed between the winding conductor 20 and the horizontal insulator spacing piece 16 is a coil. It is a wedge 24.

図6は、図5のターン間くさび23を拡大した図であり、巻線導体20とターン間くさび23周辺に形成される等電位線30を示す。通常、絶縁被覆21には絶縁紙(鉱油中での比誘電率3.5)が使用され、周囲の絶縁媒体4には鉱油(比誘電率2.2)が使用される。絶縁被覆21としては、絶縁紙であるクラフト紙やアラミド紙、その他の絶縁材料として、エナメル、ワニス、絶縁フィルムなどの使用が考えられる。また、絶縁媒体4としては、鉱油の他にシリコーン油、SF6ガスの使用が考えられる。ターン間くさび23周辺では、絶縁被覆21に使用される固体絶縁物に比べて、比誘電率が小さい絶縁媒体4を使用することから、等電位線30が密となる。つまり、ターン間くさび23において電界が集中し、高電界部31が形成される。   FIG. 6 is an enlarged view of the inter-turn wedge 23 of FIG. 5, and shows the winding conductor 20 and the equipotential line 30 formed around the inter-turn wedge 23. Usually, insulating paper (relative permittivity of 3.5 in mineral oil) is used for the insulating coating 21, and mineral oil (relative permittivity of 2.2) is used for the surrounding insulating medium 4. As the insulating coating 21, craft paper or aramid paper, which is insulating paper, and other insulating materials such as enamel, varnish, and insulating film can be used. In addition to the mineral oil, silicone oil and SF6 gas can be used as the insulating medium 4. In the vicinity of the inter-turn wedge 23, the equipotential lines 30 are dense because the insulating medium 4 having a relative dielectric constant smaller than that of the solid insulator used for the insulating coating 21 is used. That is, the electric field concentrates in the wedge 23 between turns, and the high electric field portion 31 is formed.

図7は、実施例1に採用される高圧巻線の軸方向断面図であり、図3でのA−A’の一断面に対応したものである。同図において、図4と同一の部分には同じ参照番号を付記し、説明は省略する。本実施例における巻線構造では、例えば高誘電材料含有部材25を巻線導体20と共に巻回して構成される。   FIG. 7 is a sectional view in the axial direction of the high-voltage winding employed in the first embodiment, and corresponds to one section of A-A ′ in FIG. 3. In this figure, the same parts as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In the winding structure in the present embodiment, for example, a high dielectric material-containing member 25 is wound together with the winding conductor 20.

図8は、実施例1に採用される高誘電材料含有部材25の構成を示した斜視図である。例えば、プレスボードなどの絶縁部材27の周辺に高誘電材料26を塗布または含浸する。高誘電材料を含有するフィルムシートを絶縁部材27周辺に巻回して構成することも考えられる。ここで、高誘電材料26は、少なくとも絶縁被覆21に使用される固体絶縁物よりも高い比誘電率を有する材料である。高誘電材料26として、例えば、酸化亜鉛、酸化バリウム、チタン酸バリウム、二酸化チタン、炭化ケイ素またはアルミナといった高誘電材料粒子、あるいはこれらの混合物を母材と混ぜ合わせたものである。母材としては、絶縁部材27への塗布あるいは含浸を考慮して、例えば、エポキシ樹脂などが考えられる。エポキシ樹脂に対する高誘電材料粒子の混合比を調整することによって、高誘電材料26の特性を調整することができる。高誘電材料26が絶縁部材27から剥離して、変圧器内に異物として混入することを防ぐため、絶縁部材27と高誘電材料26の周辺に絶縁被覆21を施す。   FIG. 8 is a perspective view showing the configuration of the high dielectric material-containing member 25 employed in the first embodiment. For example, the high dielectric material 26 is applied or impregnated around the insulating member 27 such as a press board. It is also conceivable that a film sheet containing a high dielectric material is wound around the insulating member 27. Here, the high dielectric material 26 is a material having a dielectric constant higher than that of at least the solid insulator used for the insulating coating 21. As the high dielectric material 26, for example, high dielectric material particles such as zinc oxide, barium oxide, barium titanate, titanium dioxide, silicon carbide or alumina, or a mixture thereof is mixed with a base material. As the base material, for example, an epoxy resin can be considered in consideration of application or impregnation to the insulating member 27. The characteristics of the high dielectric material 26 can be adjusted by adjusting the mixing ratio of the high dielectric material particles to the epoxy resin. In order to prevent the high dielectric material 26 from being peeled off from the insulating member 27 and mixed into the transformer as a foreign substance, an insulating coating 21 is applied around the insulating member 27 and the high dielectric material 26.

図9は、図7において隣接する巻線導体20間に形成されるくさび状空隙22を拡大した斜視図である。同図において、図7と同一の部分には同じ参照番号を付記し、説明は省略する。巻線導体20間には高誘電材料含有部材25が挿入される。   FIG. 9 is an enlarged perspective view of the wedge-shaped gap 22 formed between the adjacent winding conductors 20 in FIG. In this figure, the same parts as those in FIG. A high dielectric material-containing member 25 is inserted between the winding conductors 20.

図10は、図9におけるターン間くさび23を拡大した図であり、隣接する巻線導体20とターン間くさび23周辺に形成される等電位線30を図示したものである。巻線導体20間に高誘電材料含有部材25を挿入することによって、ターン間くさび23周辺における等電位線が疎になる。すなわち、ターン間くさび23周辺の電界が緩和される。本実施例を採ることにより、高誘電材料含有部材25を用いない図6の構造よりも、巻線導体20間に形成されるくさび状空隙22周辺の電界集中を緩和することができる。   FIG. 10 is an enlarged view of the inter-turn wedge 23 in FIG. 9, and shows the adjacent winding conductors 20 and equipotential lines 30 formed around the inter-turn wedge 23. By inserting the high dielectric material-containing member 25 between the winding conductors 20, the equipotential lines around the wedge 23 between turns become sparse. That is, the electric field around the wedge 23 between turns is relaxed. By adopting the present embodiment, the electric field concentration around the wedge-shaped gap 22 formed between the winding conductors 20 can be reduced as compared with the structure of FIG. 6 that does not use the high dielectric material-containing member 25.

また、巻線導体20の絶縁被覆21や絶縁媒体4といった絶縁物は熱によって劣化する。図7に示すような本実施例では巻線導体20が絶縁媒体4と接する表面積が、図4で示した従来の変圧器構造とほとんど変化しないため、本実施例を採ることで、従来と同程度の巻線導体20の冷却が確保できる。したがって、本実施例においては、変圧器内部の温度分布は従来と同程度となることから、絶縁物の劣化については従来程度となる。   Insulators such as the insulating coating 21 and the insulating medium 4 of the winding conductor 20 are deteriorated by heat. In this embodiment as shown in FIG. 7, the surface area where the winding conductor 20 is in contact with the insulating medium 4 is hardly changed from the conventional transformer structure shown in FIG. A certain degree of cooling of the winding conductor 20 can be ensured. Therefore, in this embodiment, the temperature distribution inside the transformer is about the same as the conventional one, and the deterioration of the insulator is about the conventional one.

以上説明したように、実施例1によれば、巻線導体20間に形成されるくさび状空隙22の電界集中が緩和されるため、くさび状空隙22を起点とする絶縁破壊を抑制することができる。加えて、本実施例の構造においては、従来構造と同程度の冷却性能を確保できることが出来ることから、熱による絶縁物の劣化を抑制することができ、絶縁信頼性の高い機器を提供することができる。   As described above, according to the first embodiment, since the electric field concentration of the wedge-shaped gap 22 formed between the winding conductors 20 is alleviated, the dielectric breakdown starting from the wedge-shaped gap 22 can be suppressed. it can. In addition, in the structure of the present embodiment, it is possible to ensure the same cooling performance as the conventional structure, so that it is possible to suppress deterioration of the insulator due to heat and to provide a device with high insulation reliability. Can do.

図11は、実施例2における高圧巻線7の径方向断面を模式的に示した図であり、巻線軸方向に垂直な一断面を示している。同図において、所定の軸方向長さを有する内径側絶縁筒12と、内径側絶縁筒12と同等の長さを有し、その円周方向に複数配置された内径側垂直絶縁物間隔片14を備えている。内径側絶縁筒12の外周に、絶縁物で被覆された高圧巻線7および耐衝撃電圧特性を改善するための静電シールド40が鉄心脚(図示せず)を中心として同心円状に所定の回数巻回され、円板コイル17が形成される。円板コイル17の外径側には、内径側垂直絶縁物間隔片14と対応する位置に外径側垂直絶縁物間隔片15が配置され、さらにその外径側には外径側絶縁筒13が配置されている。ここで、円板コイル17の円周上で内径側垂直絶縁物間隔片14と外径側垂直絶縁物間隔片15によって保持される位置に、水平絶縁物間隔片16を挟んで、円板コイル17を軸方向に複数積層することで、円板巻線が構成される。   FIG. 11 is a diagram schematically showing a radial section of the high-voltage winding 7 in the second embodiment, and shows a section perpendicular to the winding axis direction. In the figure, an inner diameter side insulating cylinder 12 having a predetermined axial length, and a plurality of inner diameter side vertical insulator spacing pieces 14 having a length equivalent to the inner diameter side insulating cylinder 12 and arranged in the circumferential direction thereof. It has. On the outer periphery of the inner diameter side insulating cylinder 12, the high voltage winding 7 covered with an insulating material and the electrostatic shield 40 for improving the impact voltage characteristics are concentrically formed a predetermined number of times around an iron core leg (not shown). The disk coil 17 is formed by winding. On the outer diameter side of the disk coil 17, an outer diameter side vertical insulator spacing piece 15 is disposed at a position corresponding to the inner diameter side vertical insulator spacing piece 14, and further on the outer diameter side, the outer diameter side insulating cylinder 13 is disposed. Is arranged. Here, on the circumference of the disc coil 17, the disc coil is sandwiched between the horizontal insulator spacing pieces 16 at positions held by the inner diameter side vertical insulator spacing pieces 14 and the outer diameter side vertical insulator spacing pieces 15. A disk winding is constituted by laminating a plurality of 17 in the axial direction.

図12は、図11に示したコイルの軸方向断面の一部を示した図であり、特に、高圧巻線線路端8の周辺を拡大して示した図である。同図において、高圧巻線線路端8、巻線導体20があり、巻線導体20の周囲には巻線導体20の被覆である絶縁被覆21がある。高圧巻線線路端8から異常電圧が侵入した場合、巻線内の電位分布が振動し、高圧巻線線路端8において過渡的に電位の傾斜が大きくなる。この結果、当該部で高電界が発生する。これを抑制するために、静電シールド40が巻線導体20間に挿入されている。   FIG. 12 is a view showing a part of the axial cross section of the coil shown in FIG. 11, and particularly an enlarged view of the periphery of the high-voltage winding line end 8. In the figure, there are a high-voltage winding line end 8 and a winding conductor 20, and an insulating coating 21 which is a coating of the winding conductor 20 is provided around the winding conductor 20. When an abnormal voltage enters from the high voltage winding line end 8, the potential distribution in the winding vibrates, and the gradient of the potential becomes transiently large at the high voltage winding line end 8. As a result, a high electric field is generated in the portion. In order to suppress this, the electrostatic shield 40 is inserted between the winding conductors 20.

図13は、実施例2における高誘電材料を静電シールド周辺に塗布あるいは含浸して構成した高誘電材料含有部材25の構成を示した斜視図である。静電シールド40の周辺に、少なくとも巻線導体20の絶縁被覆21に使用される固体絶縁物よりも高い比誘電率を有する材料を塗布あるいは含浸して高誘電材料含有部材25を構成する。高誘電材料26を含むフィルムシートを静電シールド40の周辺に巻回して構成することも考えられる。高誘電材料26としては、例えば、酸化亜鉛、酸化バリウム、チタン酸バリウム、二酸化チタン、炭化ケイ素またはアルミナといった高誘電材料粒子、あるいはこれらの混合物を母材と混ぜ合わせたものである。母材としては、静電シールド40への塗布あるいは含浸を考慮して、例えば、エポキシ樹脂などが考えられる。この方法によって生成される高誘電材料26は、エポキシ樹脂に対する高誘電材料粒子の混合比を調整することで、高誘電材料26の特性を調整することができる。高誘電材料26が静電シールド40から剥離して、変圧器内に異物として混入することを防ぐため、静電シールド40と高誘電材料26の周辺に絶縁被覆21を施す。   FIG. 13 is a perspective view showing a configuration of a high dielectric material-containing member 25 formed by applying or impregnating the periphery of an electrostatic shield with a high dielectric material in the second embodiment. The high dielectric material-containing member 25 is formed by applying or impregnating a material having a relative dielectric constant higher than that of at least the solid insulator used for the insulating coating 21 of the winding conductor 20 around the electrostatic shield 40. It is also conceivable that a film sheet including the high dielectric material 26 is wound around the electrostatic shield 40. As the high dielectric material 26, for example, high dielectric material particles such as zinc oxide, barium oxide, barium titanate, titanium dioxide, silicon carbide or alumina, or a mixture thereof is mixed with a base material. As the base material, for example, an epoxy resin can be considered in consideration of application or impregnation to the electrostatic shield 40. The high dielectric material 26 produced by this method can adjust the characteristics of the high dielectric material 26 by adjusting the mixing ratio of the high dielectric material particles to the epoxy resin. In order to prevent the high dielectric material 26 from being peeled off from the electrostatic shield 40 and entering the transformer as foreign matter, an insulating coating 21 is applied around the electrostatic shield 40 and the high dielectric material 26.

本構成を採ることにより、図12で示す巻線導体20間に形成されるくさび状空隙22における電界集中を緩和することができる。また、本実施形態の構造では、従来構造と同程度の冷却性能を確保できることから、熱による絶縁物の劣化を抑制することができる。さらに、高誘電材料26を静電シールド40に塗布することで、ターン間の静電容量を増加させることができるため、従来構造よりも異常電圧侵入時の電位分布平滑化の効果が大きく得られる。以上のことから、本実施例を採ることにより、絶縁信頼性の高い機器を提供することができる。   By adopting this configuration, the electric field concentration in the wedge-shaped gap 22 formed between the winding conductors 20 shown in FIG. 12 can be reduced. In addition, since the structure of the present embodiment can ensure the same cooling performance as that of the conventional structure, it is possible to suppress deterioration of the insulator due to heat. Furthermore, since the electrostatic capacity between turns can be increased by applying the high dielectric material 26 to the electrostatic shield 40, the effect of smoothing the potential distribution at the time of abnormal voltage intrusion can be obtained more than the conventional structure. . From the above, by adopting this embodiment, it is possible to provide a device with high insulation reliability.

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施例は本発明を分かりやすく説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。   In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. The above-described embodiments are illustrative of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of a certain embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of a certain embodiment. Moreover, it is also possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

1…鉄心
2…巻線
3…タンク
4…絶縁媒体
5…鉄心脚
6…低圧巻線
7…高圧巻線
8…高圧巻線線路端
9…中性点端子
10…高圧巻線接続線
11…低圧巻線線路端
12…内径側絶縁筒
13…外径側絶縁筒
14…内径側垂直絶縁物間隔片
15…外径側垂直絶縁物間隔片
16…水平絶縁物間隔片
17…円板コイル
20…巻線導体
21…絶縁被覆
22…くさび状空隙
23…ターン間くさび
24…コイル間くさび
25…高誘電材料含有部材
26…高誘電材料
27…絶縁部材
30…等電位線
31…高電界部
40…静電シールド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Iron core 2 ... Winding 3 ... Tank 4 ... Insulation medium 5 ... Iron core leg 6 ... Low voltage winding 7 ... High voltage winding 8 ... High voltage winding line end 9 ... Neutral point terminal 10 ... High voltage winding connection line 11 ... Low voltage winding line end 12 ... inner diameter side insulating cylinder 13 ... outer diameter side insulating cylinder 14 ... inner diameter side vertical insulator spacing piece 15 ... outer diameter side vertical insulating spacing piece 16 ... horizontal insulator spacing piece 17 ... disc coil 20 ... Winding conductor 21 ... Insulation coating 22 ... Wedge-shaped gap 23 ... Wedge between turns 24 ... Wedge between coils 25 ... High dielectric material containing member 26 ... High dielectric material 27 ... Insulating member 30 ... Equipotential line 31 ... High electric field part 40 ... Electrostatic shield

Claims (5)

鉄心脚と、
前記鉄心脚に絶縁紙で被覆された導体を同心状に巻回して構成された巻線と、
前記鉄心脚と、前記巻線と、絶縁および冷却媒体である気体または液体と共にタンク内に収納した静止誘導器において、
前記巻線内で隣接する前記導体間に少なくとも前記絶縁紙より高い比誘電率を有する高誘電材料含有部材を設けたことを特徴とする静止誘導器。
Iron core legs,
A winding formed by concentrically winding a conductor coated with insulating paper on the iron core leg;
In the stationary inductor housed in the tank together with the iron core leg, the winding, and the gas or liquid which is an insulating and cooling medium,
A stationary inductor having a high dielectric material-containing member having at least a relative dielectric constant higher than that of the insulating paper between the conductors adjacent to each other in the winding.
請求項1に記載の静止誘導器において、
前記高誘電材料含有部材は、絶縁物で構成した部材に少なくとも前記絶縁紙より高い比誘電率を有する高誘電材料を塗布あるいは含浸して構成したことを特徴とする静止誘導器。
The static inductor according to claim 1, wherein
The high dielectric material-containing member is formed by applying or impregnating a member made of an insulator with a high dielectric material having a dielectric constant higher than that of the insulating paper.
請求項2に記載の静止誘導器において、
前記高誘電材料含有部材は、絶縁物で構成した部材に少なくとも前記絶縁紙より高い比誘電率を有する高誘電材料を塗布あるいは含浸し、さらに、絶縁物で被覆して構成したことを特徴とする静止誘導器。
The stationary inductor according to claim 2,
The high dielectric material-containing member is formed by coating or impregnating a member made of an insulating material with a high dielectric material having a relative dielectric constant higher than that of the insulating paper, and further covering with an insulating material. Stationary inductor.
請求項1に記載の静止誘導器において、
前記高誘電材料含有部材は、前記巻線と共に巻回して構成された耐衝撃電圧特性を改善する静電シールド巻線に少なくとも前記絶縁紙より高い比誘電率を有する高誘電材料を塗布あるいは含浸した部材であることを特徴とする静止誘導器。
The static inductor according to claim 1, wherein
The high-dielectric material-containing member is coated or impregnated with a high-dielectric material having a relative dielectric constant higher than that of the insulating paper on an electrostatic shield winding that is wound together with the winding to improve shock resistance characteristics. A stationary inductor characterized by being a member.
請求項4に記載の静止誘導器において、
前記静電シールドに少なくとも絶縁紙よりも高い比誘電率を有する高誘電材料を塗布あるいは含浸した部材を、さらに、絶縁物で被覆して構成したことを特徴とする静止誘導器。
The stationary inductor according to claim 4,
A static induction device characterized in that a member obtained by applying or impregnating a high dielectric material having a dielectric constant higher than that of insulating paper to the electrostatic shield is further covered with an insulating material.
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