(57)【要約】【課題】モールドの絶縁劣化乃至絶縁破壊を防止し、小型、軽量化を図る。【解決手段】小径の内コイル１と大径の外コイル２を各々絶縁材でシングルにモールドし、各シングルモールド３，４には内外縁部を断面円弧状に形成させて導電塗料による導電コーティング７，８を施すとともに各コイルに相応する電位にフロートさせるようにして成る両導電コーティングシングルモールドコイルＡ，Ｂを、内外同心に配して更に絶縁材で一体的にダブルにモールドし、このダブルモールド９にも導電塗料による総合導電コーティング１０を施すとともに適所に窓孔１１を開けてその中央部に高圧側コイルの引出線１５，１６を挿通させ、その窓孔の孔縁にコロナリング１７を付設して総合導電コーティングダブルモールド複合一体化コイルＣを設け、これを鉄心２２に装着して該鉄心と上記総合導電コーティング１０とを電気的に接続した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次、二次いずれか一方の小径の内コイルと他方の大径の外コイルとをそれぞれ全周面にわたり絶縁材でシングルにモールドし、各シングルモールドには両端の内外縁部を断面円弧状に形成させて導電塗料による導電コーティングを施し、かつ、内外各コイルの適所と当該コイルの導電コーティングとを電気的に接続して各導電コーティングを当該コイルに相応する電位にフロートさせるよう構成し、こうしてできた両導電コーティングシングルモールドコイルを所要間隔で内外同心に配して更に絶縁材で一体的にダブルにモールドし、このダブルモールドにも導電塗料による総合導電コーティングを施すとともに該総合導電コーティングの適所に窓孔を開けて内外いずれか一の高圧側コイルの引出線をその窓孔の中央部に挿通させ、また、その窓孔の孔縁にコロナリングを付設して総合導電コーティングダブルモールド複合一体化コイルを設け、この総合導電コーティングダブルモールド複合一体化コイルを鉄心に装着して該鉄心と上記総合導電コーティングとを電気的に接続したことを特徴とする高耐圧トランス。
【請求項２】
単独のコイルを全周面にわたり絶縁材でシングルモールドし、該シングルモールドには両端の内外縁部を断面円弧状に形成させて導電塗料による導電コーティングを施し、かつ、該導電コーティングを上記コイルと電気的に接続して当該コイルに相応する電位にフロートさせる構造としたことを特徴とする高耐圧トランス用の導電コーティングシングルモールドコイル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乾式の高耐圧トランスとその高耐圧トランス用の導電コーティングシングルモールドコイルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一次コイルと二次コイルとを一つに巻き重ねて共通の鉄心に装着し、一方のコイルを低電圧系路に、他方のコイルを高電圧系路に接続して使用する湿式の高圧トランスは、既に知られている。
【０００３】
この場合、トランス本体が絶縁油を収容した金属ケースに内装されているので、コイル相互間又はコイルと周辺の導体との間に、高い電位差によるコロナが発生したとしても、絶縁油の対流によりその絶縁性が修復されることから、絶縁性能については特に問題にならない。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３６７８３４号公報
【特許文献２】
特開２０００−２６０６３４号公報
【特許文献３】
特開２００２−５７０４０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のような湿式の高圧トランスでは、かなり大型化、大重量化する。また、現在は、火災防止など安全面への意識の高まりから絶縁油の使用が敬遠され、難燃性絶縁樹脂でモールドする乾式のモールドトランスが主流になりつつあるが（例えば特開２００２−３６７８３４号公報、特開２０００−０６３４号公報）、モールドトランスでは、固体絶縁物を絶縁材料とするため、トランス内部でコロナが発生すると絶縁油のように修復が効かず、時間の経過とともにそのコロナ発生部における絶縁の劣化が進行し、ついには絶縁破壊を起こしてしまう。
【０００６】
更に、高圧モールドトランスでは、各コイルの端部にエッジがあると該部周辺に電荷が集中してコロナが生じ易くなり、また、各コイルは一端から他端へと電位が次第に高く若しくは低くなることによって周面全般が平等電界には形成されないためにコイルの周辺で局所的に電荷が集中してコロナが生じ易くなる。しかも、トランス外周を導電材で被覆してこれを接地するような場合、高圧側のコイルからの引出線をその導電材の被覆に窓孔を開けて挿通させると、その窓孔の縁部にエッジを作ることになるために該部周辺に電荷が集中してコロナが生じ易くなる。したがって、多くのコロナの発生原因を有してモールドの絶縁劣化乃至絶縁破壊を起こす可能性が高く、耐圧性の改善が求められている。
【０００７】
なお、コイルに挿入する断面角形の鉄心の該断面四隅にそれぞれコロナリング（電界緩和部材）を当てて鉄心と平行に（磁束の流れの方向に）一巡させることにより絶縁材の劣化を防止することは一部のトランスで既に提案されているが（特開２００２−５７０４０号公報）、このような手段では上述のような絶縁材の劣化や絶縁破壊は到底解決できない。
【０００８】
そこで、本発明は、モールドトランスを高耐圧に改善してモールドの絶縁劣化乃至絶縁破壊を防止し、併せて、小型化軽量化を図ろうとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この観点から、本発明の請求項１の高耐圧トランスは、一次、二次いずれか一方の小径の内コイルと他方の大径の外コイルとをそれぞれ全周面にわたり絶縁材でシングルにモールドし、各シングルモールドには両端の内外縁部を断面円弧状に形成させて導電塗料による導電コーティングを施し、かつ、内外各コイルの適所と当該コイルの導電コーティングとを電気的に接続して各導電コーティングを当該コイルに相応する電位にフロートさせるよう構成し、こうしてできた両導電コーティングシングルモールドコイルを所要間隔で内外同心に配して更に絶縁材で一体的にダブルにモールドし、このダブルモールドにも導電塗料による総合導電コーティングを施すとともに該総合導電コーティングの適所に窓孔を開けて内外いずれか一の高圧側コイルの引出線をその窓孔の中央部に挿通させ、また、その窓孔の孔縁にコロナリングを付設して総合導電コーティングダブルモールド複合一体化コイルを設け、この総合導電コーティングダブルモールド複合一体化コイルを鉄心に装着して該鉄心と上記総合導電コーティングとを電気的に接続したことを特徴とするものであり、請求項２の高耐圧トランス用の導電コーティングシングルモールドコイルは、単独のコイルを全周面にわたり絶縁材でシングルモールドし、該シングルモールドには両端の内外縁部を断面円弧状に形成させて導電塗料による導電コーティングを施し、かつ、該導電コーティングを上記コイルと電気的に接続して当該コイルに相応する電位にフロートさせる構造としたことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１乃至図５において、１は一次（低圧側）の小径円筒状の内コイル、２は二次（高圧側）の大径円筒状の外コイルであり、両コイルは、図２乃至図４に示すように、それぞれ全周面にわたり難燃性樹脂の絶縁材でシングルにモールドし、各シングルモールド３，４には両端の内外縁部５，６を断面円弧状に形成させて適宜塗料にアルミニウム等の導電材の粉末を混入した導電塗料による導電コーティング７，８を施し、内外各コイル１，２の一端と当該コイルの導電コーティング７，８とを電気的に接続して（図５）各導電コーティング７，８を当該コイルに相応する電位にフロートさせるようにし、以て図４に示す一次側と二次側との円筒状の導電コーティングシングルモールドコイルＡ，Ｂを構成している。なお、図示のものでは一次側（低圧側）の導電コーティングシングルモールドコイルＡにおける内周面の導電コーティングを省略している（図４）。各導電コーティング７，８の内外各コイル１，２への電気的接続は当該コイルの中間タップであってもよい。
【００１２】
このように構成した図４に示す一次側と二次側の両導電コーティングシングルモールドコイルＡ，Ｂは、図２、図３に示すように、所要間隔で内外同心に配して更に難燃性樹脂の絶縁材で一体的にダブルにモールドし、このダブルモールド９にも上述の導電塗料による総合導電コーティング１０を施し、該総合導電コーティング１０には、図１乃至図３に示すように、端面の適所に保護チューブ２４を貫通させて該保護チューブ２４内に一次（低圧側）の前記内コイル１の引出線１２，１３を挿通させ、かつ、外周面の中間部適所に円形の窓孔１１を開けて該窓孔１１の中央部で上記ダブルモールド９から外方へと丸棒１４を一体に突出させるとともに該丸棒１４内に二次（高圧側）の前記外コイル２の引出線１５，１６を貫装させことにより該引出線１５，１６をその窓孔１１の中央部に挿通させており、また、その窓孔１１の孔縁に断面円形乃至ほぼ円形の導電性のコロナリング１７を付設して、総合導電コーティングダブルモールド複合一体化コイルＣを設けている。なお、上記ダブルモールド９は両端の内外縁部２５，２６を角張った状態にしてもよいが、図１、図３に示すように、断面円弧状に形成してもよい。
【００１３】
図１乃至図３に示すように、上記丸棒１４の形成には電気絶縁性の合成樹脂パイプ１８を外郭材として用い、該合成樹脂パイプ１８に上記引出線１５，１６を通して上記ダブルモールド９の形成と同時に同じ難燃性樹脂の絶縁材を充填することによりそのダブルモールド９と一体に形成している。なお、その合成樹脂パイプ１８の中に更に適数の合成樹脂細パイプを内装して各合成樹脂細パイプに引出線１５，１６を通してもよく、こうすることで引出線１５，１６の位置の確保がより容易になる場合がある。
【００１４】
上述の内外のシングルモールド３，４とこれらを一つにするダブルモールド９には、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂などの難燃性樹脂の固体絶縁材１９を用いればよいが、図示のものでは、図２、図３に示すように、そのダブルモールド９に熱膨張を吸収させるためのシリコン樹脂などの難燃性樹脂の軟体絶縁材２０を部分的に用いている。すなわち、図２、図３に示すように、ダブルモールド９の固体絶縁材１９において、内外のシングルモールド３，４相互の中間部分に周辺部の熱膨張を許容するに足る間隔２１を形成させ、該間隔２１内にゼリー状乃至ゴム状の軟体絶縁材２０をモールドして弾性変形可能に一体化させている。
【００１５】
上述の総合導電コーティングダブルモールド複合一体化コイルＣは、図１乃至図３に示すように、鉄心２２に装着して上記総合導電コーティング１０を該鉄心に電気的に接続している（図５）。この電気的接続はその鉄心２２に前述の導電塗料による導電コーティング２３を施して該導電コーティング２３と上記総合導電コーティング１０とを連続一体化させることにより行っている。勿論、他の接続手段でもよいが、この導電コーティング手段の方が比較的容易に行えるものと考えられる。なお、鉄心２２は図１乃至図３に示す断面四角形のものでよいが、図６に示すように、上記総合導電コーティングダブルモールド複合一体化コイルＣの内周形状に適合させて断面四角形のものの四隅を円弧状に丸めたものや断面円形にしたものなどを用いてもよい。
【００１６】
如上の構造であり、使用に当たっては、本体を適宜に設置して、一次の内コイル１の引出線１２，１３を低電圧系路に、また、二次の外コイル２の引出線１５，１６を高電圧系路に接続するとともに、鉄心２３と総合導電コーティング１０を設置基準に従いアース又はアースと遊離した要所に電気的に接続する。
【００１７】
このようにして使用すると、内コイル１又は外コイル２との電気的接続により当該コイルに相応する電位にフロートされている各導電コーティング７，８は、導電性ゆえに全面においてその電位（等電位）となる。また、内コイル１と外コイル２のシングルモールド３，４は、両端の内外縁部５，６が断面円弧状に形成されているから、結果として各導電コーティング７，８の内外縁部もこれに沿って断面円弧状に丸められるので、各導電コーティング７，８には周辺へ電荷の集中をもたらすエッジは形成されない。更に、内コイル１と外コイル２は、そのようにして当該各コイル相応する電位にフロートされた各導電コーティング７，８に包まれているから、たとえ内コイル１と外コイル２の端部にエッジがあってもこれが各導電コーティング７，８の外側にまで電荷の集中などの悪影響を及ぼすことはなく、内コイル１と当該コイルの導電コーティング７との間、外コイル２と当該コイルの導電コーティング８との間の電位差が格別大きくなるようなことも変動するようなこともない。
【００１８】
したがって、各導電コーティング７，８では全面において平等電界となり、高圧側の外コイル２の導電コーティング８と低圧側の内コイル１の導電コーティング７との間、高圧側の外コイル２の導電コーティング８と総合導電コーティング１０との間における電位差がかなり大きくとも、それらの間の電界の分布を容易に均一乃至ほぼ均一にさせることができ、ダブルモールド９における電荷を適切に分散させることができて、ダブルモールド９の絶縁耐力の設定が容易にかつ的確にしかも無駄なく合理的に行え、同時に、内外各コイル１，２のシングルモールド３，４の絶縁耐力の設定についても容易にかつ的確にしかも無駄なく合理的に行えることとなり、トランス内部での無用なコロナの発生及びコロナによるシングルモールド３，４及びダブルモールド９の絶縁劣化乃至絶縁破壊を適正に防止できる。つまり、各シングルモールド３，４の表面を丸めて導電塗料を塗布し、平等電界を作りだすことにより、短い距離で所要の耐圧を確保することができ、結果として小型、軽量化が実現できるのである。
【００１９】
そして、高圧側の外コイル２の引出線１５，１６は、総合導電コーティング１０に開けた窓孔１１の中央部に挿通されることで、その窓孔１１の孔縁との間の絶縁距離を容易にかつ適正に確保でき、しかも、その窓孔１１の孔縁に付設されたコロナリング１７によりその孔縁にエッジが生じることはなく、その孔縁付近の電荷をそのコロナリング１７により適正に分散させることができて、トランス外部での無用なコロナの発生及びコロナによる当該部分の絶縁劣化乃至絶縁破壊を適正に防止できる。
【００２０】
加えて、固体絶縁材１９のダブルモールド９において、内外のシングルモールド３，４相互の中間部分に設けた間隔２１と、該間隔２１内にモールドして弾性変形可能に一体化させた軟体絶縁材２０により、そのダブルモールド９における熱膨張による損傷を回避でき、熱膨張による損傷からのダブルモールド９における絶縁劣化乃至絶縁破壊を適正に防止できる。
【００２１】
試作では、これまで実現を見ていない２７０ｋＶ、１０分間の耐圧試験にも充分に耐える小型で軽量の乾式高耐圧トランスを容易に製作することができた。
【００２２】
なお、内コイル１と外コイル２において、一次と二次、高圧側と低圧側、を逆にして実質的に同様に構成することも可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の請求項１の高耐圧トランスによれば、前述の構成により、トランス内部及びトランス外部での無用なコロナの発生及びコロナによるモールドの絶縁劣化乃至絶縁破壊を適正に防止でき、高耐圧で、小型軽量で、容易に製作できかつ廉価に提供できるモールドトランスを実現できる。そして、本発明の請求項２の高耐圧トランス用導電コーティングシングルモールドコイルによれば、トランス内部において、短い距離で所要の耐圧を確保させることが可能となり、結果として小型軽量化の実現が可能となるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高耐圧トランスに係る実施の形態を示す斜視図である。
【図２】同截断横断面図である。
【図３】同截断側面図である。
【図４】同要部部材の一部切断分解斜視図である。
【図５】同電気回路図である。
【図６】鉄心の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
Ａ…一次（低圧側）の導電コーティングシングルモールドコイル
Ｂ…二次（高圧側）の導電コーティングシングルモールドコイル
Ｃ…総合導電コーティングダブルモールド複合一体化コイル
１…内コイル
２…外コイル
３，４…シングルモールド
５，６…内外縁部
７，８…導電コーティング
９…ダブルモールド
１０…総合導電コーティング
１１…窓孔
１２，１３…引出線
１４…丸棒
１５，１６…引出線
１７…コロナリング
１８…合成樹脂パイプ
１９…固体絶縁材
２０…軟体絶縁材
２１…間隔
２２…鉄心
２３…導電コーティング
２４…保護チューブ
２５，２６…内外縁部
【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】
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