(57)【要約】【課題】コイル内部の絶縁物と同等の環境下に劣化診断用絶縁物を取出し可能に配置した樹脂モールド変圧器を得ること。【解決手段】絶縁物で被覆された電線を巻き回し樹脂モールドした高圧コイル及び低圧コイル３２と、該高圧、低圧コイル３２に挿通した鉄心３３と、を備える樹脂モールド変圧器３００において、前記巻き回した電線の層間に、前記コイル３２の端部に開口する空隙１０、２０を設け、該空隙１０、２０に前記絶縁物と同質の劣化診断用絶縁物を取出し可能に収納した。また、前記空隙１０、２０は、前記コイル３２を空冷するために、前記巻き回した電線の層間に形成された通気ダクト１０ａ、２０ａを利用して形成されている。【選択図】        図１２−１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁物で被覆された電線を巻き回し樹脂モールドした高圧コイル及び低圧コイルと、該高圧、低圧コイルに挿通した鉄心と、を備える樹脂モールド変圧器において、
前記巻き回した電線の層間に、前記コイルの端部に開口する空隙を設け、該空隙に前記絶縁物と同質の劣化診断用絶縁物を取出し可能に収納したことを特徴とする樹脂モールド変圧器。
【請求項２】
前記空隙は、前記コイルの巻厚の中心部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂モールド変圧器。
【請求項３】
前記空隙は、前記コイルを空冷するために、前記巻き回した電線の層間に形成された通気ダクトを利用して形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂モールド変圧器。
【請求項４】
前記空隙は、複数設けられていることを特徴とする請求項３に記載の樹脂モールド変圧器。
【請求項５】
前記空隙は、前記巻き回した電線の層間に、円筒形絶縁管を配置することにより円柱形に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の樹脂モールド変圧器。
【請求項６】
前記劣化診断用絶縁物は、所定幅、所定長さのシート状に形成されロール巻きされていることを特徴とする請求項５に記載の樹脂モールド変圧器。
【請求項７】
前記空隙は、前記巻き回した電線の層間に、変形可能な絶縁管を配置することにより扁平形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の樹脂モールド変圧器。
【請求項８】
前記劣化診断用絶縁物は、所定幅、所定長さのシート状に形成され扁平形状にロール巻きされていることを特徴とする請求項７に記載の樹脂モールド変圧器。
【請求項９】
前記劣化診断用絶縁物は、所定幅、所定長さのシート状に形成され多重に折り畳まれていることを特徴とする請求項７に記載の樹脂モールド変圧器。
【請求項１０】
前記シート状に形成された劣化診断用絶縁物は、取出し用のツマミが取付けられていることを特徴とする請求項６、８又は９に記載の樹脂モールド変圧器。
【請求項１１】
前記劣化診断用絶縁物は、所定幅、所定長さの方形シート状に形成された複数の短冊からなることを特徴とする請求項７に記載の樹脂モールド変圧器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁物で被覆された電線を巻き回し樹脂モールドしたコイルを備える樹脂モールド変圧器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、変圧器の寿命は、巻線間を絶縁する絶縁紙等の絶縁物の熱劣化の程度によって決まり、通常、この絶縁物の熱劣化の程度を検査して、変圧器の劣化程度、寿命診断を行なう。
【０００３】
従来の油入電器用寿命診断装置として、油入電器内の油中に油入電器のコイル部に使用される絶縁紙と同種類の絶縁紙片を取出し自在に収納する容器を設け、この容器の周壁に油入電器内の前記油を容器内に適当量流入させて貯留する流通孔を設けると共に、容器内に貯留した前記油を油入電器のコイル部内に形成される最高温度と同一温度に加熱する容器加熱手段を前記の容器に付設したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、従来の油入変圧器の劣化診断装置として、油入変圧器の巻線に使用している紙巻き絶縁電線と同種の紙巻き絶縁電線から形成された診断片と、前記油入変圧器のタンク内の上部に設けられ前記診断片を前記巻線が受ける圧力で加圧した状態でかつ絶縁油に浸漬した状態で加圧手段と共に収容する収容室と、前記収容室内の絶縁油の温度を前記巻線の最高温度と同じ又はそれに近い温度まで更に加熱する補助加熱手段とを備えたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開昭５９−２１９９０９号公報
【特許文献２】特開２００３−２８９００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術は、劣化診断片を油入変圧器の油に浸漬し加熱手段により油入変圧器の巻線の最高温度と同等の温度に加熱する必要がある。そのため、この油入変圧器のための劣化診断技術は、外箱がなく、巻線部分を樹脂で固着、一体化した構造を有し、裸で使用される樹脂モールド変圧器には用いることができない。現在まで、樹脂モールド変圧器の劣化診断技術は、確立されていない。
【０００７】
また、変圧器の劣化診断は、本来、一番温度の高くなるコイル内部の絶縁物を取り出して診断するのが望ましいが、樹脂モールド変圧器は、コイル内部の絶縁物を変圧器製造後に取り出すことができないので、一番温度の高くなるコイル内部の絶縁物の劣化診断は困難である。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コイル内部の絶縁物と同等の環境下に劣化診断用絶縁物を取出し可能に配置した樹脂モールド変圧器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、絶縁物で被覆された電線を巻き回し樹脂モールドした高圧コイル及び低圧コイルと、該高圧、低圧コイルに挿通した鉄心と、を備える樹脂モールド変圧器において、前記巻き回した電線の層間に、前記コイルの端部に開口する空隙を設け、該空隙に前記絶縁物と同質の劣化診断用絶縁物を取出し可能に収納したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、コイル内部の絶縁物と同等の環境下に劣化診断用絶縁物を取出し可能に配置した樹脂モールド変圧器が得られる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかる樹脂モールド変圧器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる樹脂モールド変圧器の実施の形態１を示す上面図であり、図２は、実施の形態１の樹脂モールド変圧器の正面図であり、図３は、実施の形態１の樹脂モールド変圧器の側面図であり、図４は、実施の形態１の低圧コイルの部分上面図であり、図５は、実施の形態１の円筒形絶縁管の縦断面図であり、図６−１は、実施の形態１の劣化診断用絶縁物の上面図であり、図６−２は、正面図であり、図６−３は、展開図であり、図７−１は、実施の形態１の円筒形絶縁管に劣化診断用絶縁物を挿入した状態を示す上面図であり、図７−２は、縦断面図である。
【００１３】
図１〜図３に示すように、実施の形態１の樹脂モールド変圧器１００は、３相変圧器であり、絶縁紙（絶縁物）で被覆された電線を巻き回して四角筒状に形成し、樹脂モールドした３相の高圧コイル１と、高圧コイル１と所定の空間距離離間するように四角筒状に巻線形成され樹脂モールドされて高圧コイル１内に同心状に夫々設置された３相の低圧コイル２とを備えている。
【００１４】
低圧コイル２には、電磁鋼板を積層して帯状に形成された鉄心３が挿通され、鉄心３は、３相の低圧コイル２及び高圧コイル１を相互に磁気的に接続するように、環状に形成されている。鉄心３の下部を覆うように下ブラケット４が取付けられ、鉄心３の上部を覆うように上ブラケット５が取付けられている。下ブラケット４は、２つの据付脚６を備えている。
【００１５】
なお、実施の形態１の樹脂モールド変圧器１００は、３相変圧器であるが、高圧コイル１及び低圧コイル２から成るコイル１組を２つ並べ鉄心３を環状に接続すれば単相変圧器となる。
【００１６】
樹脂モールド変圧器１００は空冷式であり、高圧コイル１、低圧コイル２及び鉄心３が大気中に露出しており、コイル及び鉄心が外箱に収納されている油入変圧器とは構造が異なっている。
【００１７】
実施の形態１の樹脂モールド変圧器１００では、通常、高圧コイル１には、６，６００Ｖの交流電圧が入力され、低圧コイル２から２１０Ｖの交流電圧が出力される。樹脂モールド変圧器１００の耐熱クラスは、Ｆ（巻線の温度上昇限度：９５Ｋ）又はＨ（巻線の温度上昇限度：１２０Ｋ）である。
【００１８】
図１、図３〜５に示すように、低圧コイル２の上端部の、内側巻線層２ａと外側巻線層２ｂの層間に、深さ約１００ｍｍ、直径約１０ｍｍの円柱形の空隙１０が形成されている。空隙１０は、低圧コイル２の内側巻線層２ａが巻き終わったところで、上ブラケット５の側縁部５ａ（図１参照）からはみ出す部分の内側巻線層２ａの上端部に、底板１１ａを有し上部が開口するガラスエポキシ製の円筒形絶縁管１１を配置し、その外側に外側巻線層２ｂを巻き回すことにより形成される。図５においては、底板１１ａを有する円筒形絶縁管１１の例を示したが、絶縁管の径や材質等によっては、底板を有しないものでもよい。
【００１９】
低圧コイル２の上端部と円筒形絶縁管１１の上端部とは、面一となっている。また、内側巻線層２ａと外側巻線層２ｂとを略同じ層厚とし、空隙１０を、低圧コイル２の巻厚の中心部に設けるようにするとよい。
【００２０】
内側巻線層２ａと円筒形絶縁管１１と外側巻線層２ｂとの間にできる空隙には、樹脂充填材１３を注入し、空隙を埋める。内側巻線層２ａの上端部には、他の低圧コイル２と結線される内側リード２ｙが形成され、外側巻線層２ｂの上端部には、出力端子８（図２、図３参照）に結線される外側リード２ｘが形成されている。
【００２１】
図６−１〜図６−３に示すように、空隙１０に収納する劣化診断用絶縁物１５は、幅Ｈ≒１００ｍｍ、長さＬ≒３００ｍｍのシート状の絶縁紙１７を、ツマミとしての長さ約１３０ｍｍの心棒１６にロール巻きし、中心部にツマミ部を有する直径１０ｍｍ以下の円柱状に形成されている。絶縁紙１７は、高圧コイル１及び低圧コイル２の巻線の絶縁紙と同質のものである。このように、シート状の絶縁紙１７をロール巻きにすることにより、長尺の絶縁紙１７をコンパクトに固めることができ、小容量の空隙１０に収納することができる。
【００２２】
図７−１及び図７−２に示すように、劣化診断用絶縁物１５を、円筒形絶縁管１１内に形成された空隙１０に、ツマミ１６を抓んで取出し可能に収納する。劣化診断用絶縁物１５の収納は、樹脂モールド変圧器１００の製造時又は出荷時に行なう。劣化診断用絶縁物１５を、１年毎の定期点検時等に空隙１０から取出し、ロール巻きの巻き終わり部分から、劣化診断用として１０ｍｍづつ切り出し、長さ１００ｍｍ、幅１０ｍｍの試験片を引張試験にかけ、引張強度を見て劣化診断を行なう。
【００２３】
絶縁紙１７の長さを、Ｌ≒２００ｍｍ以上とすれば、樹脂モールド変圧器１００の更新推奨年数である２０年間に亘って試験片を切り出し、劣化診断を行なうことができる。
【００２４】
実施の形態２．
図８は、実施の形態２の低圧コイルの部分上面図であり、図９−１は、実施の形態２の劣化診断用絶縁物の実施例１を示す上面図であり、図９−２は、正面図であり、図９−３は、側面図であり、図１０−１は、実施の形態２の劣化診断用絶縁物の実施例２を示す上面図であり、図１０−２は、正面図であり、図１０−３は、側面図であり、図１１−１は、実施の形態２の劣化診断用絶縁物の実施例３を示す上面図であり、図１１−２は、正面図である。
【００２５】
図８に示すように、実施の形態２の樹脂モールド変圧器２００の低圧コイル２２は、四角筒状のボビン２２ｗに巻き回されている。ボビン２２ｗの、上ブラケット５の側縁部５ａ（図１参照）からはみ出す短辺の外側の中央部に内側リード２２ｚが形成され、内側リード２２ｚの外側に内側巻線層２２ａが巻き回されている。
【００２６】
内側巻線層２２ａの外側に中側リード２２ｙが形成され、中側リード２２ｙの外側に外側巻線層２２ｂが巻き回されている。外側巻線層２２ｂの外側に外側リード２２ｘが形成されている。
【００２７】
低圧コイル２２の上端部の、内側巻線層２２ａと外側巻線層２２ｂの層間の中側リード２２ｙの側方には、扁平三角柱状の空隙が形成される。この空隙の上端部に、可撓性のある長さ約１００ｍｍのシリコンラバーチューブ２１を扁平三角管状に変形させて嵌入、配置し、チューブの内部に深さ約１００ｍｍの扁平三角柱状の空隙２０を形成する。
【００２８】
低圧コイル２２の上端部と扁平三角管２１の上端部とは、面一となっている。また、内側巻線層２２ａと外側巻線層２２ｂとを略同じ層厚とし、空隙２０を、低圧コイル２の巻厚の中心部に設けるようにするとよい。
【００２９】
内側巻線層２２ａと中側リード２２ｙと外側巻線層２２ｂとの間にできる空隙、及び内側巻線層２２ａと内側リード２２ｚとボビン２２ｗとの間にできる空隙には、樹脂充填材１３を注入して空隙を埋める。
【００３０】
図９−１〜図９−３に示すように、扁平三角柱状の空隙２０に収納する実施例１の劣化診断用絶縁物２５は、幅約１００ｍｍ、長さ約３００ｍｍのシート状の絶縁紙２７を、ツマミとしての長さ約１３０ｍｍの心棒２６にロール巻きし、中心部にツマミ部を有する扁平柱状に形成されている。絶縁紙２７は、図示しない高圧コイル及び低圧コイル２２の巻線の絶縁紙と同質のものである。
【００３１】
劣化診断用絶縁物２５を、扁平三角管２１内に形成された空隙２０に、ツマミ２６を抓んで取出し可能に収納する。劣化診断用絶縁物２５を、１年毎の定期点検時等に空隙２０から取出し、ロール巻きの巻き終わり部分から、劣化診断用として１０ｍｍづつ切り出し、長さ１００ｍｍ、幅１０ｍｍの試験片を引張試験にかけ、引張強度を見て劣化診断を行なう。
【００３２】
絶縁紙２７の長さを、２００ｍｍ以上とすれば、樹脂モールド変圧器２００の更新推奨年数である２０年間に亘って試験片を切り出し、劣化診断を行なうことができる。
【００３３】
図１０−１〜図１０−３に示すように、扁平三角柱状の空隙２０に収納する実施例２の劣化診断用絶縁物３５は、幅約１００ｍｍ、長さ約３００ｍｍのシート状の絶縁紙３７の一端を、ツマミとしての長さ約１３０ｍｍの心棒３６に接着して多重に折り畳み、端部にツマミ部を有する扁平柱状に形成されている。このように折り畳んでも、空隙２０に収納することができる。
【００３４】
図１１−１及び図１１−２に示すように、扁平三角柱状の空隙２０に収納する実施例３の劣化診断用絶縁物４５は、高さ及び幅が約１００ｍｍの方形シート状に形成された短冊状絶縁紙４７を、複数枚重ね合わせ、全体として扁平柱状に形成したものである。このように複数枚を重ねても、空隙２０に収納することができる。絶縁紙４７を空隙２０から取出すときは、ピンセット等で抓みだすことができる。
【００３５】
以上のように、実施の形態２の低圧コイル２２は、中側リード２２ｙの側方に形成される扁平三角柱状の空隙を利用して空隙２０を形成するので、空隙２０形成のための手間がかからない。また、空隙２０を扁平としたので、低圧コイル２２の外形が大きくならない。
【００３６】
実施の形態３．
図１２−１は、実施の形態３の低圧コイルの実施例１を示す上面図であり、図１２−２は、実施の形態３の低圧コイルの実施例２を示す上面図である。
【００３７】
図１２−１に示すように、実施の形態３の樹脂モールド変圧器３００の実施例１の低圧コイル３２は、内側巻線層３２ａを四角筒状に巻線形成した後に、内側巻線層３２ａの両長辺の外側に夫々３本のスペーサ３２ｖを互いに間隔を空けて配置し、その外側に外側巻線層３２ｂを巻き回すことにより形成されている。
【００３８】
内側巻線層３２ａと外側巻線層３２ｂの層間のスペーサ３２ｖ、３２ｖ間には角柱状の通気ダクト１０ａ、１０ａが形成され、スペーサ３２ｖの側方には、扁平三角柱状の通気ダクト２０ａ、２０ａが形成される。通気ダクト１０ａ、２０ａは、低圧コイル３２を空冷するために設けられている。低圧コイル３２には、電磁鋼板を積層して帯状に形成された鉄心３３が挿通され、低圧コイル３２は、複数のスペーサ３２ｗを介して鉄心３３に固定されている。
【００３９】
低圧コイル３２の一側方の通気ダクト１０ａの上端部に、長さ約１００ｍｍ、内径約１０ｍｍで、ガラスエポキシ製の円筒形絶縁管１１を嵌入、固定し、絶縁管１１の内部に空隙１０を形成する。また、通気ダクト２０ａの上端部に、底板を有し上部が開口し可撓性のある長さ約１００ｍｍのシリコンラバーチューブ２１、２１を扁平三角管状に変形させて嵌入、固定し、チューブ２１、２１の内部に深さ約１００ｍｍの扁平三角柱状の空隙２０、２０を形成する。
【００４０】
空隙１０には、実施の形態１の劣化診断用絶縁物１５を収納し、空隙２０、２０には、実施の形態２の劣化診断用絶縁物２５、３５、４５のいずれかを収納する。
【００４１】
図１２−２に示すように、実施の形態３の実施例２の低圧コイル３２は、図１２−１に示す実施例１の低圧コイル３２と同じものである。実施例２の低圧コイル３２は、低圧コイル３２の両側方の通気ダクト１０ａ、２０ａに、夫々４本の円筒形絶縁管１１、シリコンラバーチューブ２１が嵌入、固定され、４つの空隙１０及び４つの空隙２０を形成している。
【００４２】
空隙１０には、実施の形態１の劣化診断用絶縁物１５を収納し、空隙２０には、実施の形態２の劣化診断用絶縁物２５、３５、４５のいずれかを収納する。このように実施の形態３の低圧コイル３２は、通気ダクト１０ａ、２０ａを利用して空隙１０、２０を形成するので、空隙形成のための手間がかからない。また、複数（複数種類）の劣化診断用絶縁物を収納しているので、複数の劣化診断用絶縁物（サンプル）を取出して劣化診断を行なうことができ、信頼性の高い診断を行なうことができる。
【００４３】
以上、実施の形態１〜３の低圧コイルに形成する空隙について説明したが、空隙は高圧コイル１に設けてもよい。また、劣化診断用絶縁物を収納する空隙の深さを、コイルの高さ方向の中心部まで深くすれば、劣化診断用絶縁物を温度条件が一番厳しい状態に置くことができる。
【００４４】
従来の技術では、油入変圧器のコイルとは別の収納室等に劣化診断片を収納し、補助加熱手段により、収容室内の絶縁油の温度をコイルの最高温度と同じ又はそれに近い温度まで加熱して、コイル内部の環境を模擬しているが、実施の形態１〜３の樹脂モールド変圧器においては、コイル内に劣化診断用絶縁物を収納するので、補助加熱手段等で加熱する必要はなく、劣化診断用絶縁物をコイル内部と同等の環境に置くことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本発明にかかる樹脂モールド変圧器は、長期に亘り劣化診断を行なうことができる空冷式変圧器として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明にかかる樹脂モールド変圧器の実施の形態１を示す上面図である。
【図２】実施の形態１の樹脂モールド変圧器の正面図である。
【図３】実施の形態１の樹脂モールド変圧器の側面図である。
【図４】実施の形態１の低圧コイルの部分上面図である。
【図５】実施の形態１の円筒形絶縁管の縦断面図である。
【図６−１】実施の形態１の劣化診断用絶縁物の上面図である。
【図６−２】実施の形態１の劣化診断用絶縁物の正面図である。
【図６−３】実施の形態１の劣化診断用絶縁物の展開図である。
【図７−１】実施の形態１の円筒形絶縁管に劣化診断用絶縁物を収納した状態を示す上面図である。
【図７−２】実施の形態１の円筒形絶縁管に劣化診断用絶縁物を収納した状態を示す縦断面である。
【図８】実施の形態２の低圧コイルの部分上面図である。
【図９−１】実施の形態２の劣化診断用絶縁物の実施例１を示す上面図である。
【図９−２】実施の形態２の劣化診断用絶縁物の実施例１を示す正面図である。
【図９−３】実施の形態２の劣化診断用絶縁物の実施例１を示す側面図である。
【図１０−１】実施の形態２の劣化診断用絶縁物の実施例２を示す上面図である。
【図１０−２】実施の形態２の劣化診断用絶縁物の実施例２を示す正面図である。
【図１０−３】実施の形態２の劣化診断用絶縁物の実施例２を示す側面図である。
【図１１−１】実施の形態２の劣化診断用絶縁物の実施例３を示す上面図である。
【図１１−２】実施の形態２の劣化診断用絶縁物の実施例３を示す正面図である。
【図１２−１】実施の形態３の低圧コイルの実施例１を示す上面図である。
【図１２−２】実施の形態３の低圧コイルの実施例２を示す上面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  高圧コイル
２，２２，３２  低圧コイル
２ａ，２２ａ，３２ａ  内側巻線層
２ｂ，２２ｂ，３２ｂ  外側巻線層
２ｘ，２２ｘ  外側リード
２２ｙ  中側リード
２ｙ，２２ｚ  内側リード
３，３３  鉄心
８  出力端子
１０，２０  空隙
１０ａ，２０ａ  通気ダクト
１１  円筒形絶縁管
１１ａ  底板
１３  樹脂充填材
１５，２５，３５，４５  劣化診断用絶縁物
１６，２６，３６  心棒（ツマミ）
１７，２７，３７，４７  絶縁紙
２１  シリコンラバーチューブ
３２ｖ，３２ｗ  スペーサ
１００，２００，３００  樹脂モールド変圧器
【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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【図６−１】
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【図６−２】
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【図６−３】
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【図７−１】
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【図７−２】
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【図８】
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【図９−１】
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【図９−２】
2008294363.tif 000015
【図９−３】
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【図１０−１】
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【図１０−２】
2008294363.tif 000018
【図１０−３】
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【図１１−１】
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【図１１−２】
2008294363.tif 000021
【図１２−１】
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【図１２−２】
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