(57)【要約】      （修正有）【課題】コイルを必要最低限の時間で乾燥処理することのできる変圧器コイルの乾燥方法を提供する。【解決手段】コイルの乾燥時間を、コイルに使用される各絶縁材料の乾燥時間に対する圧縮率と、当該コイルの大きさ及び構造に応じた該各絶縁材料の使用量の多寡に基づく計算により予測することで、各コイルを最短の乾燥時間で設計寸法とする。具体的には、前記各絶縁材料の圧縮率が１００％に達するまでの時間における各絶縁材料の圧縮量と、各絶縁材料の前記コイルへの使用量を積算した値から、当該コイルが設計寸法となる時間を計算し、前記乾燥時間の予測値とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルの乾燥時間を、コイルに使用される各絶縁材料の乾燥時間に対する圧縮率と、当該コイルの大きさ及び構造に応じた該各絶縁材料の使用量の多寡に基づく計算により予測することで、各コイルを最短の乾燥時間で設計寸法とすることを特徴とする変圧器コイルの乾燥時間特定方法。
【請求項２】
前記各絶縁材料の圧縮率が１００％に達するまでの時間における各絶縁材料の圧縮量と、各絶縁材料の前記コイルへの使用量を積算した値から、当該コイルが設計寸法となる時間を計算し、前記乾燥時間の予測値とすることを特徴とする請求項１記載の変圧器コイルの乾燥時間特定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変圧器を構成するコイルに最適な乾燥時間を特定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
変圧器本体を構成するコイルは、繊維系の絶縁物で絶縁した巻線を巻回して構成される。このようなコイルは乾燥処理をすることで、巻線絶縁物が吸収した湿気を除去し、絶縁油に変圧器本体を浸漬した際に、巻線絶縁物内部に絶縁油を含浸させ、十分な絶縁耐力を持たせる。
【０００３】
上記乾燥処理は、密閉された乾燥炉にコイルを収容して、乾燥炉内の周壁に配置された電熱ヒータや蒸気パイプなどを利用して、炉内温度を所定の温度に保ちながら乾燥させる。
【０００４】
一方、前記コイルは、鉄心の脚鉄部に同心配置される高圧コイルや低圧コイルなど、大きさが様々に異なるコイルによって構成されているので、コイルを乾燥炉で乾燥させる場合は、大きさの異なるコイルを組み立てる前に、各コイルを分離した状態で一旦乾燥させ、その後、組み立てた状態で再度一括乾燥している。
【０００５】
これは、コイルの巻線絶縁物が脱湿によって収縮するので、組み立てる前のコイルを一旦別々に乾燥して寸法調節して各コイルを設計寸法とし、次に、コイルを組み立てた状態で再度乾燥させることで、コイル全体が設計寸法となるように調節している。
【０００６】
上述したような乾燥炉におけるコイルの乾燥処理は、例えば、下記特許文献１に記されるように、最も大きいコイルに適した乾燥時間でもって他の小さいコイルをも乾燥させる方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平２−２６２３１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述した乾燥方法では、小さなコイルは大きなコイルより早く乾燥するので、小さなコイルは十分乾燥した後も、大きなコイルが十分乾燥するまで乾燥が継続されることになるので、加熱エネルギーの浪費につながる。
【０００９】
この問題を解決するため、大きさの異なるコイルを別々に乾燥することも考えられる。別々に乾燥する場合は、まず、低圧コイルを乾燥処理し、その後、高圧コイルを乾燥処理して、最後に、これらを組み立てた状態で一括乾燥処理することで、コイル全体を設計寸法としている。
【００１０】
しかし、コイルには大きさの他にも巻線の巻き方やそれに起因する絶縁材料の使用量の多寡の違いがあるので、必要となる乾燥時間はそれに応じて異なる。
【００１１】
したがって、各コイルに必要な乾燥時間が特定されていない場合は、乾燥が不十分となったり、逆に過度な時間、乾燥が継続されることが考えられる。
【００１２】
そこで、本発明は、各コイルに必要な乾燥時間をあらかじめ予測することで、コイルを必要最低限の時間で乾燥処理することのできる変圧器コイルの乾燥方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１記載の発明は、コイルの乾燥時間を、コイルに使用される各絶縁材料の乾燥時間に対する圧縮率と、当該コイルの大きさ及び構造に応じた該各絶縁材料の使用量の多寡に基づく計算により予測することで、各コイルを最短の乾燥時間で設計寸法とすることに特徴を有する。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の前記各絶縁材料の圧縮率が１００％に達するまでの時間における各絶縁材料の圧縮量と、各絶縁材料の前記コイルへの使用量を積算した値から、当該コイルが設計寸法となる時間を計算し、前記乾燥時間の予測値とすることに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明によれば、変圧器コイルを設計寸法にするのに必要な時間で乾燥処理が行えるので、乾燥が不十分となったり、逆に過度に乾燥が継続されることを防止できる。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、コイルを設計寸法とするのに必要な乾燥時間を精度よく予測できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】変圧器コイルに使用される巻線の電線被覆紙の乾燥時間に対する圧縮率の実験結果を示すグラフである。
【図２】変圧器コイルに使用されるスペーサの乾燥時間に対する圧縮率の実験結果を示すグラフである。
【図３】変圧器コイルに使用されるエンドリングの乾燥時間に対する圧縮率の実験結果を示すグラフである。
【図４】変圧器コイルに使用される強化木の乾燥時間に対する圧縮率の実験結果を示すグラフである。
【図５】変圧器コイルを構成する低圧コイル及び高圧コイルの乾燥時間に対する圧縮量の予測量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図５により説明する。変圧器を構成するコイルは、コイルとなる巻線の絶縁被覆紙やスペーサ、エンドリング、強化木など、多くの絶縁材料を使用していることから、乾燥処理時の締付けや脱湿によって収縮する。
【００１９】
前記変圧器のうち電力用のコイルには型巻（木製などの型枠に巻線を巻いてコイルとし、後で鉄心脚に挿入するもの）が多く用いられており、電力用の型巻コイルには、多重円筒巻や板状巻、或いは、レヤ巻などの巻線構造が採用されている。
【００２０】
これら巻線構造の違いによって必要とされる各絶縁材料の使用量は異なる。したがって、どの絶縁材料がどれだけの量、使用されているかによって、乾燥処理時の締付けや脱湿によるコイルの収縮量は変わってくる。
【００２１】
そこで、本発明は、コイルに使用される各絶縁材料の乾燥時間に対する圧縮率を予め実験によって把握し、この圧縮率に基づき、低圧コイルおよび高圧コイルの乾燥時間に対する収縮量を予測することとした。
【００２２】
なお、前記圧縮率とは、コイルの乾燥時間に十分な時間（コイルの乾燥時間に必要な時間より長い時間）乾燥処理が行われた後の各絶縁部材の収縮量（実測値）に対する当該十分な時間に達するまでの経過時間における各絶縁部材の収縮量（実測値）の比率をいう。
【００２３】
図１は電線被覆紙を所定温度にて乾燥処理した場合の、経過時間に対する圧縮率を示している。
【００２４】
図１ではグラフ（曲線）が複数本描画されているが、これは、電線被覆紙の締付力を種々変更した場合における、乾燥時間の経過に対する圧縮率の相違を示している。この点は、後述する図２乃至図５においても同様である。
【００２５】
図１に示すように、電線被覆紙は乾燥時間の経過とともにその圧縮率が１００％に近づいていき、やがて１００％に達する。このことは、電線被覆紙の締付力を変更しても同様であることがわかる。
【００２６】
次に、図２はスペーサを前述の所定温度と同一温度にて乾燥処理した場合の、経過時間に対する圧縮率を示している。スペーサは圧縮率が１００％に達するまでの時間が電線被覆紙の圧縮率が１００%に達するまでの時間と比較して長いことがわかる。
【００２７】
図３はエンドリングを前述の所定温度と同一温度にて乾燥処理した場合の、経過時間に対する圧縮率を示している。エンドリングにおいては、圧縮率が１００％に達するまでの時間が絶縁被覆紙とほぼ同一であることがわかる。
【００２８】
図４は強化木を前述の所定温度と同一温度にて乾燥処理した場合の、経過時間に対する圧縮率を示している。強化木も絶縁被覆紙やエンドリングとほぼ同一の時間で圧縮率が１００％に達する。
【００２９】
このように本発明では、コイルを構成する各絶縁部材を同一の温度で乾燥処理した場合、その圧縮率が１００％に達するまでの時間がどれほど必要か事前に調べておく。なお、図１〜図４では、絶縁被覆紙、スペーサ、エンドリング、強化木の４種類の実験結果のみを示したが、これ以外にもコイルを構成する絶縁部材について、同様の実験をしても良い。
【００３０】
一方、コイルの各巻線構造（板状巻きやレヤ巻きなど）およびコイルの大きさ（低圧コイルなのか高圧コイルなのか）によって、どの絶縁部材がどれだけの量、使用されているかは把握できる。
【００３１】
したがって、各コイルを構成する各種の絶縁部材の圧縮率が１００％に達した場合に、コイルが乾燥処理前と乾燥処理後でどれだけ圧縮されるかは、各絶縁材料の圧縮量をその使用量分だけ積算すれば事前に予測でき、各コイルを設計寸法とするのに必要な乾燥時間を計算により予測することができる。
【００３２】
そのうえで、前述した図１〜図４の実験結果を踏まえると、各絶縁部材の使用量の多寡によって、設計寸法となるまでに必要な乾燥処理時間を導き出すことができる。
【００３３】
その一例を図５に示す。図５は低圧コイルおよび高圧コイルがレヤ巻の巻線構造である場合の、各コイルが設計寸法となるまでに必要とされる乾燥処理時間を導きだしたものである。
【００３４】
図５に示すように、低圧コイルおよび高圧コイルがレヤ巻の場合、例えば、板状巻のコイルと比較してスペーサの使用量が減少する。ここで、スペーサの圧縮率が１００％に達するまでの時間が、他の絶縁部材（絶縁被覆紙、エンドリング、強化木など）と比較して長いことが前述した実験によって判明している。
【００３５】
したがって、コイル構造をレヤ巻とした場合、低圧コイルおよび高圧コイルを設計寸法とする時間は、板状巻のコイルより短くなることが計算により予測できる（図５参照）。
【００３６】
つまり、コイルの巻き方や大きさに応じた最適な乾燥時間を事前に予測することが可能となる。
【００３７】
なお、前述したコイルの設計寸法は、電線厚さがメーカーのカタログ値であることを前提として決定しているので、電線厚さのカタログ値と実測値の誤差を考慮して、コイルが設計寸法となる乾燥時間を計算（補正）しても良い。
【００３８】
以上のように、本発明によれば、コイルの大きさや巻線構造に応じて予め必要となる乾燥時間を予測できるので、従来のように、コイルを過度に乾燥させたり、乾燥が不十分となることを確実に防止できる。
【００３９】
また、本発明では低圧コイルと高圧コイルのみを例示して説明したが、タップコイルや三次コイルなど、その他のコイルについても同様に適用可能であることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、絶縁部材を構成要素とする、乾燥処理の必要なコイルに利用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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