JPH01100905A

JPH01100905A - 箔巻変圧器

Info

Publication number: JPH01100905A
Application number: JP25734287A
Authority: JP
Inventors: Tadahira Hirai; 匡平平井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-10-14
Filing date: 1987-10-14
Publication date: 1989-04-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、金属シートと絶縁シー１−とを重ねて巻回し
て成る巻線内に、冷却パネルを内蔵した箔巻変圧器に関
するものである。

（従来の技術）鉄心脚の周囲に金属シートと絶縁シートとを重ねて巻回
して箔状巻線を構成した箔巻変圧器は、巻装導体の占積
率が良いので、通常の平角線状の導体を用いた変圧器と
比較して小形・軽伍化に優れた特徴を有している。

しかし、より高電圧・大容母の変圧器を実現させるため
には、巻線に対する冷却能率をざらに向上させ、且つ高
い絶縁能力を巻線に持たせることが不可欠となっている
。このため、巻線内に冷媒の流通する冷却パネルを内蔵
させ、巻線から発生する熱を直接的に冷却することが考
えられている。

この従来から提案されている箔巻変圧器としては、例え
ばＵＳＰ４０３９９９０＠明細書に記載のものが知られ
ている。

この箔巻変圧器は、第３図に示すように、鉄心脚１の周
囲に金属シート２と絶縁シート３とを重ねて巻回して巻
線を構成したものである。この巻線は、低圧巻線４と高
圧巻線５とから成り、これらの各巻線４，５内には環状
の冷却パネル６が内蔵されている。

ここで、冷却パネル６は、第４図に示すように、冷却パ
ネルの冷媒導入口部１４に冷媒１５を冷却・パネル６内
へ送り込む導入ノズル１６、導入された冷媒１５がその
中を流れる流路部１７、及び冷却パネルの冷媒導出口部
１８から冷媒１５を冷却パネル６の外に送り出す導出ノ
ズル１９とから構成されている。また、冷媒１５が流れ
る流路部１７の構成は、第５図に示す通りである。即ち
、冷却パネル６を構成する２枚の金属製の冷却パネル構
成板２０の間には、多数個の帯状の間隔板２１が配設さ
れることにより、隙間２２が形成され、この隙間２２を
冷媒１５が流れるようになっている。

そして、巻線の冷却は、以上のような冷却パネル６の隙
間２２にフロンＲ−１１３やフロツナ−１−ＰＧニー７
５などの冷媒１５をポンプ７にて常時流し込み、この冷
ｔｓ１５に巻線内で発生した熱を奪い取らＶることにに
り行っている。熱を吸収した冷ｒｓ１５は導出ノズル１
９より巻線外部へ送り出され、タンク８外部に股Ｃプた
冷却器９内で冷却され再度冷却パネル６内に送り込まれ
る。なお、冷媒１５は、冷却パネル６に送り込まれる前
に一旦果液管１０に集められるが、この集液管」Ｏはタ
ンク８などと同電位のアース電位を保持しているため、
金属シー１−２と同電位を有する冷却パネル６との接続
は、絶縁パイプ１１を介して行なわれている。

一方、冷却パネル６は、前述のように、巻線を熱伝導に
より冷却するため、金属シー１〜２或いは絶縁シート３
に：接触しており、ざらに、冷却パネル６が巻線内に巻
き込まれている関係上、冷却パネル６にもほぼ同電位が
印加され、この金属シート２や冷却パネル６と外部との
絶縁は、タンク８内に封入された絶縁用のガス、例えば
六弗化硫黄（Ｓ　Ｆ６ガス）などの絶縁ガスによってな
される。

さらに、巻線内に巻き込まれた冷却パネル６の冷媒導出
口部１４．１８が、巻線の端部より突出して設けられて
いるため、この冷媒導出入口部１４．１８付近には電界
集中が生じ易く、これを防止するために、冷媒導出入口
部１４．１８近傍には、図示されてはいないが、電界緩
和用シールドが取付けられている。

また、上記箔巻変圧器の巻線内に内蔵される冷却パネル
６の材料としては、鎖交漏れ磁束により多くの電流が流
れるのを避けるため、ステンレスが使用されている。即
ち、厚さ１ｍｍ程度のステンレス板を第５図に１′３＆
プる構成板２０として２枚使用して重ね合Ｕ、冷媒導出
入口部１４．１８に続く導入ノズル１６及び導出ノズル
１９以外の周辺を溶接によって固着し、袋状としている
。そして、この２枚のステンレス板の間に、第５図に示
したように帯状の間隔板２１を多数個配設し、スポット
溶接（溶接部１２）によって固着することにより、１ｍ
ｍ程度の隙間を設けている。

以上説明した箔巻変圧器は、冷却のための冷媒が流れる
循環回路と絶縁ガスとが完全に分離されていることから
セパレート式箔巻変圧器と呼ばれており、従来の平角線
状の導体を使用した変圧器に比較し、大幅な小型・軽徂
化が可能で、絶縁信頼性が高いなどの利点を有している
。

ところで、以上のＪ：うな構成の箔巻変圧器においては
、外部短絡事故による過大な電流が流れると、第３図に
矢印２３として示すような半径方向電磁機械力、即ち、
低圧巻線４を内側に押しつぶし、高圧巻線５を外側に押
し広げようとする電磁機械力が発生する。どの場合、冷
却パネル６の巻１！；１４．５挿入部分には、過大且つ
急激な圧縮力が作用し、冷却パネル６は冷媒１５の流れ
る隙間２２が押しつぶされる形で急激に変形する。この
冷却パネル６の急激な変形に対し、冷却パネル６内の冷
媒１５は導入ノズル１６及び導出ノズル１９を介して巻
線外部へ流出しようとするが、隙間２２の総流路断面積
に対し、導入導出ノズル１６゜１９の断面積は非常に小
さいため、外部への流出が冷却パネル６の急激な変形に
追従できず、急激な圧力上昇を生じる。このような急激
な圧力上昇が生じた場合、冷却パネル６の上下端に設け
られる導入ノズル１６、導出ノズル１９が、流出した冷
媒で変形したり、冷媒導入口部１４、冷媒導出口部１８
との溶接部分等で破損する恐れがおり、問題となってい
た。ざらに、導入、導出ノズル１６．１９に接続される
絶縁パイプにおいても、−般に金層材料よりも強度が低
いため、損傷を招く問題があった。

（発明が解決しようとする問題点）□ 上記のように、従来の箔巻変圧器においては、外部′Ｊ
ｒｉ絡事故時に発生する電磁機械力によって、冷却パネ
ルが変形し、その導入、導出ノズル部分に破ＩＱを生じ
てしまう問題点が存在していた。

本発明は、このような従来技術の問題点を解決するため
に提案されたものであり、その目的は、外部短絡事故時
に発生する過大且つ急激な半径方向電磁機械力に対して
も変形、破損することなく、充分に耐え畳るような冷却
パネルを有する、信頼性の高い箔巻変圧器を提供するこ
とである。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明の箔巻変圧器は、冷媒循環用の冷却パネルを備え
たセパレート式の箔巻変圧器において、冷却パネルの上
下端部に設けられる冷媒のλり入ノズルと導出ノズルの
内部に、袋状の心服室を設け、心服室内部に不活性気体
を封入することを構成の１４徴としている。

（作用）以上のような構成を有する本発明の箔巻変圧器において
、外部短絡事故時に過大且つ急激な半径方向電磁機械力
の発生によ゛り冷却パネルが変形し、冷却パネル内の冷
媒圧力が急激に上昇した際には、心服室が圧縮され、変
形する。即ら、この心服室の圧縮、変形にて冷媒圧力の
急激な上昇を吸収できるため、導入ノズル及び導出ノズ
ルに過大な冷媒圧力が加わることがなくなり、両ノズル
の変形、破損を防止できる。

また、本発明においては、膨脹至内部に不活性気体を封
入しているため、万一冷媒圧力によって膨脹至の膜が破
損した場合においても、流出した気体が冷媒と化学反応
を起こす問題はない。

（実施例）以上説明したような本発明による箔巻変圧器の一実施例
を図面を参照して具体的に説明する。なお、第３図乃至
第５図に示した従来技術と同一部材については同一符号
を付し、説明を省略する。

本実施例の構成＊第１図に示す実施例において、冷却パネル６の上下端部
に設けられた冷媒の導入ノズル１６と導出ノズル１９に
は、ヘリウムガス等の不活性気体３１を弾性体の袋内に
封入して成る心服室３２が設けられている。ここで、心
服室３２の袋を構成する弾性体の膜は、高い弾性を有す
ることに加え、高い気密性、耐久性を（ｑられるような
材質、厚み寸法とされている。

なお、冷却パネル６以外の他の構成については、第３図
に示した従来技術と同様とされている。

本実施例の作用＊以上のような構成を有する本実施例の箔巻変圧器におい
ては、外部短絡事故時に過大且つ急激な半径方向電磁機
械力の発生により冷却パネル６が変形し、冷却パネル６
内の冷媒圧力が急激に上昇し、第２図に示すように冷媒
１５が冷却パネル６本体部から流出しても、心服室３２
、従って心服室３２内の不活性基体３１が圧縮され、心
服室３２が変形する。即ち、この心服室３２の圧縮、変
形ｍに相当する冷媒圧力を吸収できるため、従来技術の
ように、導入ノズル１６及び導出ノズル１９に過大な冷
媒圧力が加わることはなく、両ノズル１６．１９に変形
を生ずることがなくなっており、また、冷媒導入口部、
導出口部１４．１８との溶接部分等で破ＩＲＴることも
なくなっている。

ざらに、導入、導出ノズル１６．１９に接続された絶縁
パイプ１１にも無理な冷媒圧力が加わらないため、絶縁
パイプ１１が損傷する問題−５解消されている。

ところで、以上のような膨脹至３２に冷媒圧力が加わる
結果、心服室３２が破裂して、内部の気体が冷媒１５内
に流出する場合も考えられる。このような場合、気体が
活性でおると、冷媒１５と化学反応し、この化学反応、
或いは反応生成物によってノズル１６．１９を損傷する
といった新たな問題を引起こす危険もあるが、本実施例
においては、心服室３２内部に不活性気体３１を封入し
ているため、たとえ心服室３２が破裂しても、流出した
気体が冷媒１５と化学反応を起こすような問題はない。

＊他の実施例＊なお、本発明において、導入、導出ノズルの形状、寸法
等は適宜選択可能である。また、心服室を構成する膜の
ｉｔ′Ａ質や寸法、不活性気体の種類等も適宜選択可能
である。ざらに、本発明の趣旨は、特に冷却パネル部分
の改良にあるため、例えば、変圧器の定格等の限定はな
く、冷却パネルを内蔵して成るセパレート式の箔巻変圧
器一般に広く適用可能である。

［発明の効果］以上説明したように、本発明にＪ：れば、冷却パネルの
上下端に設けられる冷媒の導入、導出ノズルに、不活性
基体を封入した弾性の心服室を設けるという簡単な構成
の改良により、外部Ｋｕ１８事故時に発生ずる過大且つ
急激な半径方向電磁機械力に対しても変形、ｔｒｐ　（
Ｇを生ずることのないにうな優れた耐久性を冷却パネル
に持たせられるため、信頼性の高い箔巻変圧器を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の箔巻変圧器の一実施例に使用する冷却
パネルを承り平面図、第２図は第１図の冷却パネルの冷
媒導出ノズルを示す拡大平面図、第３図は箔巻変圧器の
構成を示す断面図、第４図は従来の箔巻変圧器の冷却パ
ネルを示す平面図、第５図は第４図の冷却パネルを示す
部分拡大斜視図である。１・・・鉄心脚、２・・・金属シー１−１３・・・絶縁
シート、４・・・低圧巻線、５・・・高圧巻線、６・・
・冷却パネル、７・・・ポンプ、８・・・タンク、９・
・・冷却器、１０・・・集液管、１１・・・絶縁パイプ
、１２・・・溶接部、１３・・・冷媒導入口部、１５・
・・冷媒、１６・・・導入ノズル、１７・・・流路部、
１８・・・冷媒導出口部、１つ・・・導出ノズル、２０
・・・冷却パネル構成板、２１・・・間隔板、２２・・
・隙間、２３・・・外部短絡事故時に発生する半径方向
電磁機械力の方向、３１・・・不活性気体、３２・・・
膨１１１室。

Claims

【特許請求の範囲】　鉄心に金属シートと絶縁シートとを重ねて巻回して低
圧巻線及び高圧巻線を形成し、この巻線内に巻線軸方向
に沿つて冷媒循環用の冷却パネルを内蔵し、巻線端部に
高圧シールドを形成して変圧器中身を構成し、この変圧
器中身を絶縁媒体を封入したタンク内に収納して成る箔
巻変圧器において、前記冷却パネルの上下端に設けられる冷媒の導入ノズル
と導出ノズルの内部に、弾性体の膜から成る袋状の膨脹
室が設けられ、この膨脹室内部に不活性気体が封入され
たことを特徴とする箔巻変圧器。