静止感应器的制作方法

1.本发明涉及一种静止感应器。


背景技术：

2.作为公开了静止感应器的结构的文献，有日本专利特开2012
‑
195412号公报(专利文献1)。在专利文献1所记载的静止感应器中，树脂模塑线圈包括绕组部和树脂模塑层。绕组部通过在轴向上排列并串联连接多个卷绕有绕组导体的分段线圈来构成。在轴向上相邻的两个分段线圈的内径侧彼此或外径侧彼此以互相成为同电位的方式通过过渡导体而导电连接。作为过渡导体，例如能够使用由与绕组导体相同的铝箔等构成的箔导体，绕组导体与过渡导电的接合例如能够通过焊接、钎焊、压接或强力粘合等来进行。现有技术文献专利文献
3.专利文献1：日本专利特开2012
‑
195412号公报


技术实现要素：

发明所要解决的技术问题
4.在现有的静止感应器中，存在将构成多个圆盘状绕组中互相相邻的两个圆盘状绕组的各个圆盘状绕组的平角导线的导线端部彼此使用连接套筒来进行连接的情况。在这种情况下，由于静止感应器的运行中所产生的漏磁通射入到连接套筒的端面，因而在所述端面产生涡电流。由此，存在产生涡电流损耗的问题。
5.本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供一种静止感应器，该静止感应器能够降低因连接套筒中所产生的涡电流而引起的涡电流损耗。解决技术问题所采用的技术方案
6.根据本发明的静止感应器包括铁芯、多个圆盘状绕组以及连接套筒。多个圆盘状绕组中的各个圆盘状绕组以铁芯为中心轴而进行卷绕。通过将多个圆盘状绕组的各个圆盘状绕组在所述中心轴的轴向上进行层叠而构成多个圆盘状绕组。连接套筒将构成多个圆盘状绕组中的各个圆盘状绕组的平角导线的导线端部中的、在所述中心轴的轴向上互相相邻的两个导线端部互相连接。连接套筒包括贯通孔、一对被按压部和一对端部。贯通孔能从两侧插入平角导线。一对被按压部在彼此之间夹住插入到贯通孔的平角导线。一对端部沿分别与贯通孔的贯通方向以及一对被按压部的排列方向正交的方向进行配置。一对端部中的各个端部具有位于与贯通孔侧相反的一侧的端面。一对端部中的至少一个端部设置有狭缝，使得从一对端部的排列方向观察时将所述端面进行分割。发明效果
7.根据本发明，通过缩短连接套筒的端面上所产生的涡电流的路径，从而能够降低涡电流损耗。
附图说明
8.图1是表示本发明的实施方式1所涉及的静止感应器的外观的立体图。图2是从ii
‑
ii线箭头方向观察图1所示的静止感应器的局部剖视图。图3是表示从箭头iii方向观察图2所示的静止感应器的、连接套筒的结构的局部放大图。图4是表示从箭头iv方向观察图3所示的静止感应器的、连接套筒的结构的图。图5是从v
‑
v线箭头方向观察图4所示的连接套筒的图。图6是从箭头vi方向观察图5所示的静止感应器中的连接套筒的图。图7是表示比较例所涉及的连接套筒的图。图8是从箭头viii方向观察图7所示的连接套筒的图。图9是表示本发明的实施方式1所涉及的静止感应器中连接套筒处产生了涡电流的状态的图。图10是从箭头x方向观察图9所示的连接套筒的图。图11是表示本发明的实施方式1的变形例1所涉及的静止感应器中的连接套筒的图。图12是从箭头xii方向观察图11所示的连接套筒的图。图13是表示本发明的实施方式1的变形例2所涉及的静止感应器中的连接套筒的图。图14是表示本发明的实施方式1的变形例3所涉及的静止感应器中的连接套筒的图。图15是表示本发明的实施方式2所涉及的静止感应器中的连接套筒的结构的图。图16是表示本发明的实施方式3所涉及的静止感应器的外观的立体图。图17是从xvii
‑
xvii线箭头方向观察图16所示的静止感应器的局部剖视图。
具体实施方式
9.以下，参照附图对本发明的各实施方式所涉及的静止感应器进行说明。在以下的各实施方式的说明中，对图中的相同或者相当部分标注相同标号，不重复其说明。
10.实施方式1.图1是表示本发明的实施方式1所涉及的静止感应器的外观的立体图。图2是从ii
‑
ii线箭头方向观察图1所示的静止感应器的局部剖视图。
11.如图1和图2所示，本发明的实施方式1所涉及的静止感应器100是内铁型变压器。静止感应器100包括铁芯110、高压绕组120a、低压绕组120b和连接套筒130。高压绕组120a和低压绕组120b分别以铁芯110的主脚部为中心轴卷绕成同心圆状。
12.静止感应器100还包括未图示的罐。罐内填充有绝缘介质和冷却介质即绝缘油或绝缘气体。例如，使用矿油、酯油或硅油作为绝缘油。例如，使用sf6气体或干燥气体作为绝缘气体。铁芯110、高压绕组120a和低压绕组120b被收纳在罐内。
13.如图1和图2所示，高压绕组120a相对于低压绕组120b位于中心轴的径向外侧。如图2所示，高压绕组120a由多个圆盘状绕组120构成。低压绕组120b也由多个圆盘状绕组120构成。如上所述，本发明的实施方式1所涉及的静止感应器100包括多个盘状绕组120。
14.多个圆盘状绕组120通过将多个圆盘状绕组120的各个圆盘状绕组在所述中心轴的轴向上进行层叠而构成。多个圆盘状绕组120的各个圆盘状绕组以铁芯110为中心轴而进行卷绕。
15.多个圆盘状绕组120的各个圆盘状绕组由平角导线121构成。即，圆盘状绕组120通过将多根平角导线121卷绕成圆盘状来构成。平角导线121由截面大致呈矩形的电线部以及覆盖电线部的电线绝缘被覆构成。
16.在所述中心轴的轴向上互相相邻的多个圆盘状绕组120在外周端或内周端通过连接套筒130互相电连接。在本实施方式中，多个圆盘状绕组120在外周端或内周端通过连接套筒130机械性连接。
17.图3是表示从箭头iii方向观察图2所示的静止感应器的连接套筒的结构的局部放大图。图4是表示从箭头iv方向观察图3所示的静止感应器的连接套筒的结构的图。图5是从v
‑
v线箭头方向观察图4所示的连接套筒的图。图6是从箭头vi方向观察图5所示的静止感应器中的连接套筒的图。
18.如图2至图4中所示，连接套筒130将平角导线121的导线端部122中的、在中心轴的轴向上互相相邻的两个导线端部122互相连接。
19.如图5所示，在本实施方式中，多个圆盘状绕组120的各个圆盘状绕组由多个平角引线121构成。即，圆盘状绕组120是平角导线121的平卷复用线圈。因此，圆盘状绕组120在外周端侧和内周端侧分别包含多个平角导线121的端部即导线端部122。在本实施方式中，互相相邻的圆盘状绕组120的各个圆盘状绕组中所包含的多个导线端部122彼此通过一个连接套筒130连接。
20.另外，由于多个圆盘状绕组120的各个圆盘状绕组的导线端部122的数量较多，所以在不能通过一个连接套筒130连接导线端部122彼此的情况下，在所述轴向上互相相邻的圆盘状绕组120的各个圆盘状绕组中所包含的多个导线端部122彼此也可以通过多个连接套筒130连接。
21.如图5所示，连接套筒130包含贯通孔131、一对被按压部132和一对端部133。如图3到图6所示，贯通孔131能从两侧插入平角导线121。一对被按压部132在其彼此之间夹住插入到贯通孔131的平角导线121。
22.具体地，首先，从贯通孔131的一端插入构成在所述轴向上互相相邻的圆盘状绕组120中的一个圆盘状绕组120的平角导线121的导线端部122，并且，从贯通孔131的另一端插入构成在所述轴向上互相相邻的圆盘状绕组120中的另一个圆盘状绕组120的平角引线121的导线端部122。在本实施方式中，将构成上述一个圆盘状绕组120的三根平角导线121的导线端部122和构成上述另一个圆盘状绕组120的三根平角导线121的导线端部122重叠配置在一对被按压部132的排列方向上，之后，在一对被按压部132的排列方向上将一对被按压部132从外侧按压变形。由此，构成上述一个圆盘状绕组120的三根平角导线121的导线端部122与构成上述另一个圆盘状绕组120的三根平角导线121的导线端部122互相压接，互相电连接且互相机械性连接。
23.另外，构成上述一个圆盘状绕组120的三根平角导线121的导线端部122和构成上述另一个圆盘状绕组120的三根平角导线121的导线端部122无需沿一对被按压部的排列方向重叠，可以通过在使互相的前端面彼此接触的状态下，从外侧按压一对被按压部132并使
其变形，从而在互相固定的同时电连接。
24.如图5所示，在本实施方式中，在从贯通孔131的贯通方向观察时，一对被按压部132在一对被按压部的排列方向上比端部133的两端要位于内侧。由此，能够抑制后述的漏磁通射入到被按压部132。
25.如图4到图6所示，一对端部133配置在与贯通孔131的贯通方向和一对被按压部132的排列方向分别正交的方向上。一对端部133的各个端部具有位于与贯通孔131侧相反的一侧的端面134。
26.如图5所示，端面134由从贯通孔131的贯通方向观察时大致呈圆弧状的曲面构成。此外，端面134可以由平面构成。当从贯通孔131的贯通方向观察时，端面134可以形成为多边形。
27.如图5和图6所示，在一对端部133中的至少一个端部设置有狭缝135，使得当从一对端部133的排列方向观察时将端面134进行分割。即，如图6所示，当从一对端部133的排列方向观察时，端面134通过狭缝135分割成多个区域。在本实施方式中，狭缝135设置于一对端部133的各个端部。另外，如图2和图3所示，连接套筒130配置成设置有狭缝135的端面134与所述中心轴的轴向交叉。即，端面134的位置与所述中心轴的轴向不平行。
28.如图5所示，狭缝135形成为凹条。当从贯通孔131的贯通方向观察时，狭缝135可以形成为v字形。
29.如图5和图6所示，在本实施方式中，狭缝135的深度方向与一对端部133的排列方向大致相同。如图5所示，在本发明的实施方式中，狭缝135的深度比静止感应器100运行时构成一对端部133中的至少一个端部的材料的表皮深度d要深。表皮深度d是所射入的磁通衰减1/e倍即大约1/2.718倍所需的距离。
30.表皮深度d能够使用静止感应器100的运行频率f、构成连接套筒130的材料的磁导率μ和介电常数σ而表示为d＝1/(πfμσ)
1/2
。在本实施方式中，构成连接套管130的材料例如是磁导率μ为4π
×
10
‑7h/m、并且介电常数σ为5.82
×
107s/m的无氧铜。因此，在构成连接套筒130的材料是无氧铜并且静止感应器100的运行频率f为100hz的情况下，表皮深度d为6.6mm，在静止感应器100的运行频率f为10hz的情况下，表皮深度d为0.66mm。
31.连接套筒130例如由无氧铜等金属构成。连接套筒130可以由覆盖有绝缘层的金属构成。
32.下面，对本发明的实施方式1所涉及的静止感应器100中产生的漏磁通进行说明。如图2所示，在铁芯110内产生主磁通b0。另外，产生从铁芯110泄漏出的漏磁通b。
33.漏磁通b的磁力线分别位于高压绕组120a的外周侧和内周侧。漏磁通b的磁力线位于低压绕组120b的至少外周侧。由此，分别位于多个圆盘状绕组120的外周侧和内周侧的漏磁通b的磁力线朝向与所述中心轴的轴向平行的方向。
34.如图3所示，在漏磁通b的磁力线与连接套筒130的端面134交叉的情况下，端面134因漏磁通b而产生涡电流。
35.这里，对连接套筒的端面上没有设置狭缝的比较例所涉及的连接套筒中所产生的涡电流的路径进行说明。图7是表示比较例所涉及的连接套筒的图。图8是从箭头viii方向观察图7所示的连接套筒的图。
36.如图7和图8所示，当从一对端部933的排列方向来观察时，在比较例所涉及的连接
套筒930的至少一个端部933上，以沿着端面934的外周的方式产生具有大致呈圆形的路径的涡电流i9。当从一对端部933的排列方向观察时，涡电流i9的路径形成为圆形，该圆形具有与端面934的短边方向的长度大致相同的长度的直径。此外，在图7和图8中，示出了射入到端面934的漏磁通b的磁力线朝向一对端部933的排列方向的情况。图7中示意性地示出了涡电流i9的路径。
37.图9是表示本发明的实施方式1所涉及的静止感应器中连接套筒处产生了涡电流的状态的图。图10是从箭头x方向观察图9所示的连接套筒的图。此外，在图9和图10中，示出了射入到端面134的漏磁通b的磁力线朝向一对端部133的排列方向的情况。图9中示意性地示出了涡电流i1的路径。
38.如图9及图10所示，在本发明的实施方式1所涉及的连接套筒130中，一对端部133中的至少一个端部设置有狭缝135，使得当从一对端部133的排列方向观察时将端面134进行分割，因此，在端面134中分割出的两个区域的各个区域中产生涡电流i1。
39.在本实施方式中，从一对端部133的排列方向观察时，狭缝135在与端面134的长边方向平行的方向上延伸，并且将端面134大致二等分。因此，当从一对端部133的排列方向观察时，两个涡电流i1的各个路径成为具有端面134的短边方向的长度的大致一半长度的直径的圆形。
40.如上所述，在本实施方式所涉及的静止感应器100中，通过设置有狭缝135，从而与比较例中的涡电流i9的路径长度相比，涡电流i1的路径长度变短。
41.由涡电流产生的热量即涡电流损耗与构成涡电流路径的圆形的直径的平方成正比。因此，当将因比较例中的连接套筒930处产生的涡电流i9引起的涡电流损耗设为1时，本发明的实施方式所涉及的连接套筒130处产生的每一个涡电流i1的涡电流损耗为(1/2)2＝1/4。因此，本实施方式中的连接套筒130处产生的涡电流损耗的总和与比较例中的连接套筒930处产生的涡电流损耗相比为(1/4)
×
2＝1/2。如上所述，本发明的实施方式中的连接套筒130处的涡电流损耗成为比较例中的连接套筒930的涡电流损耗的大致一半。
42.如上所述，在本发明的实施方式1所涉及的静止感应器100中，连接套筒130包括贯通孔131、一对被按压部132和一对端部133。贯通孔131能从两侧插入平角导线121。一对被按压部132在其彼此之间夹住插入到贯通孔131的平角导线121。一对端部133配置在分别与贯通孔131的贯通方向以及一对被按压部132的排列方向正交的方向上。一对端部133的各个端部具有位于与贯通孔131侧相反的一侧的端面134。一对端部133中的至少一个端部设置有狭缝135，使得从一对端部133的排列方向观察时将所述端面134进行分割。
43.由此，由于能缩短连接套筒130的端面134上所产生的涡电流i1的路径，因此能够降低涡电流损耗。还能抑制连接套筒130因涡电流的产生而导致的发热。
44.在本发明的实施方式1所涉及的静止感应器100中，狭缝135的深度比静止感应器100运行时构成一对端部133中的至少一个端部的材料的表皮深度d要深。
45.由此，能够对在连接套筒130处产生的涡电流i1通过比狭缝135的底面更靠下侧的部分而在端面134上流动的情况进行抑制，因此能够更可靠地缩短涡电流i1的路径。
46.在本发明的实施方式1所涉及的静止感应器100中，连接套筒130配置成设置有狭缝135的端面134与中心轴的轴向交叉。
47.由此，当沿着所述中心轴的轴向产生漏磁通b的磁力线时，能缩短由漏磁通量b在
端面134上产生的涡电流i1的路径。由此，能够降低连接套筒130中的涡电流损耗。
48.另外，在本发明的实施方式1中，端面134也可以设置有多个狭缝。图11是表示本发明的实施方式1的变形例1所涉及的静止感应器中的连接套筒的图。图12是从箭头xii方向观察图11所示的连接套筒的图。
49.如图11和图12所示，在本发明的实施方式1的变形例1所涉及的静止感应器中，在连接套筒130a的一对端部133a的各个端部的端面134a处形成有两个狭缝135a。当从一对端部133a的排列方向观察时，两个狭缝135a以互相平行的方式延伸。
50.如图11和图12所示，通过设置多个狭缝135a，能够进一步缩短每一个涡电流i
1a
的路径。进而，能够进一步降低连接套筒130a处的涡电流损耗。
51.另外，在本发明的实施方式1中，当从一对端部133的排列方向观察时，狭缝也可以不在与端面134的长边方向平行的方向上延伸。图13是表示本发明的实施方式1的变形例2所涉及的静止感应器中的连接套筒的图。此外，在图13中，图示出了从一对端部133的排列方向观察的连接套筒130b。
52.如图13所示，在本发明的实施方式1的变形例2中，当从一对端部133的排列方向观察时，狭缝135b在与端面134b的长边方向和短边方向分别交叉的方向上延伸。
53.另外，在本发明的实施方式1中，狭缝可以设置到到达贯通孔为止。图14是表示本发明的实施方式1的变形例3所涉及的静止感应器中的连接套筒的图。在本发明的实施方式1的变形例3所涉及的静止感应器中，在一对端部133中的一个端部133，狭缝135c设置到到达贯通孔131c为止。
54.即使在狭缝135c到达了贯通孔131c的情况下，也能与图9和图10所示的本发明的实施方式1相同地缩短端面134上所产生的涡电流的路径，因此能够降低涡电流损耗。
55.另外，由于需要由一体部件来构成一对被按压部132，所以在连接套筒130c中，仅设置有一个到达贯通孔131c的狭缝135c。
56.实施方式2.以下，对本发明的实施方式2所涉及的静止感应器进行说明。由于本发明的实施方式2所涉及的静止感应器与本发明的实施方式1所涉及的静止感应器100仅连接套筒的结构不同，因此不重复与本发明的实施方式1所涉及的静止感应器相同结构的说明。
57.图15是表示本发明的实施方式2所涉及的静止感应器中的连接套筒的结构的图。图15所示的连接套筒与图5所示的本发明的实施方式1所涉及的静止感应器100中的连接套筒相对应。
58.在本发明的实施方式2所涉及的静止感应器中，绝缘构件240配置在形成于连接套筒230的端部133的狭缝135内。在本实施方式中，绝缘构件240配置成在狭缝135的深度方向的整个长度上对狭缝135的内部进行填充。另外，在本实施方式中，也可以在绝缘构件240和狭缝135的内壁之间局部地设置间隙。
59.作为构成绝缘构件240的材料，例如能够使用压板。优选构成绝缘构件240的材料的热膨胀系数接近分别构成端部133和被按压部132的材料的热膨胀系数的值。
60.在本发明的实施方式2中，与本发明的实施方式1同样地，当从一对端部133的排列方向观察时，狭缝135在与端面134的长边方向平行的方向上延伸。
61.另外，本发明的实施方式2中的狭缝135的结构并不限于上述形状。在本发明的实
施方式2中，也可以设置与本发明实施方式1的各变形例相同的狭缝。
62.如上所述，在本发明的实施方式2中，由于绝缘构件240配置在狭缝135内，所以与本发明实施方式1所涉及的静止感应器100的连接套筒130相比较，能够提高连接套筒230的机械强度。在本发明的实施方式2所涉及的静止感应器中，由于能缩短端面134上所产生的涡电流的路径，所以也能够降低涡电流损耗。
63.实施方式3.以下，对本发明的实施方式3所涉及的静止感应器进行说明。本发明的实施方式3所涉及的静止感应器与本发明的实施方式1的不同之处在于其是外铁型变压器，因此对于与本发明实施方式1所涉及的静止感应器相同的结构，不重复其说明。
64.图16是表示本发明的实施方式3所涉及的静止感应器的外观的立体图。图17是从xvii
‑
xvii线箭头方向观察图16所示的静止感应器的局部剖视图。
65.如图16和图17所示，本发明的实施方式3所涉及的静止感应器300是外铁型变压器。静止感应器300包括铁芯310、高压绕组320a、低压绕组320b和连接套筒330。高压绕组320a和低压绕组320b以铁芯310的主脚部为中心轴而同轴配置。
66.静止感应器300还包括罐350。罐350内填充有绝缘介质和冷却介质即绝缘油或绝缘气体。绝缘油例如是矿油、酯油或硅油，绝缘气体例如是sf6气体或干燥气体。铁芯310、高压绕组320a和低压绕组320b被收纳在罐350内。
67.如图16所示，在沿着所述中心轴的方向上，高压绕组320a配置成被低压绕组320b彼此夹住。如图17所示，高压绕组320a通过将由平角导线321卷绕成圆盘状而构成的多个圆盘状绕组在所述中心轴的轴向上进行层叠而构成。平角导线321包含横截面大致呈矩形的电线部、以及覆盖电线部的绝缘覆盖部。低压绕组320b也具有与高压绕组320a相同的结构。如上所述，本发明的实施方式3所涉及的静止感应器300包括多个圆盘状绕组320。
68.在本实施方式中，高压绕组320a包含内周端彼此连续的两个圆盘状绕组320。在本实施方式中，在高压绕组320a中，两个圆盘状绕组320在内周端连续的一个圆盘状绕组对、和两个圆盘状绕组320在内周端连续的另一个圆盘状绕组对在上述轴向上排列并互相连接。一个圆盘状绕组对中与另一个圆盘状绕组对相邻的圆盘状绕组320的外周端、和另一个盘状绕组对中与一个圆盘状绕组对相邻的圆盘状绕组320的外周端通过连接套筒330互相电连接并机械性连接。
69.如图17所示，在铁芯310内产生主磁通b0。另外，产生从铁芯310泄漏出的漏磁通b。
70.漏磁通b的磁力线通过在所述中心轴的轴向上互相相邻的多个圆盘状绕组320之间。具体地，通过由连接套筒330连接的两个圆盘状绕组320之间。漏磁通b的磁力线朝向与中心轴的径向平行的方向。
71.如图17所示，在本发明的实施方式3所涉及的静止感应器300中，连接套筒330配置成设置有狭缝的端面334与中心轴的径向交叉。更具体地，端面334配置成与中心轴的径向正交。
72.端面334配置成与中心轴的径向交叉，从而在漏磁通b的磁力线朝向与中心轴的径向平行的方向的情况下，与本发明的实施方式1同样地，通过上述狭缝，能缩短端面334上所产生的涡电流的路径。由此，能够降低涡电流损耗。还能抑制连接套筒330因涡电流的产生而导致的发热。
73.另外，本发明的实施方式3中的狭缝与本发明的实施方式1或本发明的实施方式1的各变形例相同地进行设置。另外，与本发明的实施方式2同样地，也可以在狭缝内配置绝缘构件。
74.在上述实施方式的说明中，对将内铁形变压器和外铁形变压器作为静止感应器的情况进行说明，但是静止感应器也可以是诸如电抗器等其他静止感应器。
75.在上述实施方式中，也可以适当地组合能够互相组合的结构。此外，以上公开的实施方式的所有方面均为示例，并不成为限定性解释的依据。因此，本发明的技术范围不是仅通过上述实施方式来解释的。此外，与权利要求等效的含义以及范围内的全部变更都被包含在权利要求范围内。标号说明
76.100、300静止感应器110、310铁芯120、320圆盘状绕组120a、320a高压绕组120b、320b低压绕组121、321平角导线122导线端部130、130a、130b、130c、230、330、930连接套筒131、131c贯通孔132被按压部133、133a、933端部134、134a、134b、334、934端面135、135a、135b、135c狭缝240绝缘构件350罐。