JPH0213442B2 - - Google Patents
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- JPH0213442B2 JPH0213442B2 JP10321884A JP10321884A JPH0213442B2 JP H0213442 B2 JPH0213442 B2 JP H0213442B2 JP 10321884 A JP10321884 A JP 10321884A JP 10321884 A JP10321884 A JP 10321884A JP H0213442 B2 JPH0213442 B2 JP H0213442B2
- Authority
- JP
- Japan
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- insulating
- gas
- liquid
- circulation
- cooler
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/08—Cooling; Ventilating
- H01F27/10—Liquid cooling
- H01F27/18—Liquid cooling by evaporating liquids
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transformer Cooling (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、巻線とその近傍の冷却と絶縁に局部
的に絶縁性液体を使用した高電圧大容量のガス絶
縁静止誘導電器、ことに絶縁性液体の循環系統部
の構造に関する。
的に絶縁性液体を使用した高電圧大容量のガス絶
縁静止誘導電器、ことに絶縁性液体の循環系統部
の構造に関する。
近年市街地変電所等における用地難ならびに環
境調和問題に対応して、ガス絶縁変圧器が持つ低
騒音、軽量、不燃性などの特徴を生かし、さらに
凝縮性絶縁液体の蒸発潜熱を利用して冷却性能を
向上し小形化、大容化を計つたいわゆる蒸発冷却
式ガス絶縁変圧器が注目を集めている。この種の
装置としては凝縮性絶縁液体の循環方式により、
浸漬形、散布形、コイル間接冷却形、コイル直接
冷却形など種々のものがあり、たとえばコイル直
接冷却形として特開昭58−60512号公報などが知
られている。
境調和問題に対応して、ガス絶縁変圧器が持つ低
騒音、軽量、不燃性などの特徴を生かし、さらに
凝縮性絶縁液体の蒸発潜熱を利用して冷却性能を
向上し小形化、大容化を計つたいわゆる蒸発冷却
式ガス絶縁変圧器が注目を集めている。この種の
装置としては凝縮性絶縁液体の循環方式により、
浸漬形、散布形、コイル間接冷却形、コイル直接
冷却形など種々のものがあり、たとえばコイル直
接冷却形として特開昭58−60512号公報などが知
られている。
第５図は従来のコイル間接冷却形変圧器の原理
的構造図で、変圧器の本体タンク（密閉金属容
器）１には鉄心３、巻線４等からなる変圧器本体
２およびSF6ガス等の実用温度、圧力範囲で非凝
縮性の絶縁ガス５が包蔵されており、絶縁ガス５
は本体タンク１に連通した図示しないガス冷却器
との間を循環し冷却される。一方巻線４の内部に
は冷却管６が配設されており、本体タンク１に外
設された凝縮器７と冷却管６とは循環ポンプ１０
を含む循環配管９により相互に連結され、冷却管
６、凝縮器７および循環配管９等からなる閉鎖循
環系統部内には実用温度、圧力範囲での凝縮性の
絶縁性液体１１が封入されている。したがつて、
絶縁性液体１１を循環ポンプ１０によつて循環す
ることにより、高温の巻線４を通過する際冷却管
４内の凝縮液が蒸発潜熱を奪つて沸騰し、巻線４
を効率よく冷却するとともに、冷却器７の上部空
間部で冷却されて凝縮し、凝縮液１１は再びポン
プ１０により巻線４に環流する。このようにコイ
ル間接冷却形の蒸発冷却変圧器は、従来のガス絶
縁変圧器における絶縁ガス５による本体２の直接
冷却ならびに絶縁という機能に凝縮液の潜熱によ
る巻線の間接冷却という機能が加わることによ
り、巻線を効率よく冷却することができる。こと
に巻線の軸方向に電位差のない箔巻コイルの場合
には冷却管６に熱伝導性のよい金属管を使用する
ことも可能で、この場合には凝縮液による間接冷
却の効果を充分活用することができる。しかしな
がら、巻線４が軸方向に大きな電位差を有する円
板巻線である場合には、冷却管６を絶縁性、熱伝
導性、耐熱性、耐圧縮性等にすぐれた絶縁管を用
いて形成する必要があり、上述の全ての条件を備
えた絶縁管は得られ難いこと、また凝縮液中に混
在する誘電率の小さい蒸気気泡に電界が集中して
絶縁管内で気泡が絶縁破壊し絶縁管を損傷する危
険性があるため、円板巻線形の高電圧変圧器への
適用が困難であるという問題がある。
的構造図で、変圧器の本体タンク（密閉金属容
器）１には鉄心３、巻線４等からなる変圧器本体
２およびSF6ガス等の実用温度、圧力範囲で非凝
縮性の絶縁ガス５が包蔵されており、絶縁ガス５
は本体タンク１に連通した図示しないガス冷却器
との間を循環し冷却される。一方巻線４の内部に
は冷却管６が配設されており、本体タンク１に外
設された凝縮器７と冷却管６とは循環ポンプ１０
を含む循環配管９により相互に連結され、冷却管
６、凝縮器７および循環配管９等からなる閉鎖循
環系統部内には実用温度、圧力範囲での凝縮性の
絶縁性液体１１が封入されている。したがつて、
絶縁性液体１１を循環ポンプ１０によつて循環す
ることにより、高温の巻線４を通過する際冷却管
４内の凝縮液が蒸発潜熱を奪つて沸騰し、巻線４
を効率よく冷却するとともに、冷却器７の上部空
間部で冷却されて凝縮し、凝縮液１１は再びポン
プ１０により巻線４に環流する。このようにコイ
ル間接冷却形の蒸発冷却変圧器は、従来のガス絶
縁変圧器における絶縁ガス５による本体２の直接
冷却ならびに絶縁という機能に凝縮液の潜熱によ
る巻線の間接冷却という機能が加わることによ
り、巻線を効率よく冷却することができる。こと
に巻線の軸方向に電位差のない箔巻コイルの場合
には冷却管６に熱伝導性のよい金属管を使用する
ことも可能で、この場合には凝縮液による間接冷
却の効果を充分活用することができる。しかしな
がら、巻線４が軸方向に大きな電位差を有する円
板巻線である場合には、冷却管６を絶縁性、熱伝
導性、耐熱性、耐圧縮性等にすぐれた絶縁管を用
いて形成する必要があり、上述の全ての条件を備
えた絶縁管は得られ難いこと、また凝縮液中に混
在する誘電率の小さい蒸気気泡に電界が集中して
絶縁管内で気泡が絶縁破壊し絶縁管を損傷する危
険性があるため、円板巻線形の高電圧変圧器への
適用が困難であるという問題がある。
第６図はコイル直接冷却形の従来の蒸発冷却形
変圧器の原理的な構造図で、円板巻線形変圧器へ
の適用を可能にしたものである。図において、巻
線４はその外側を密閉包囲する絶縁材からなるコ
イルケース１２中に収納され、ケース１２、外部
冷却器７、循環配管９からなる閉鎖循環系統内に
は凝縮性の絶縁性液体１１が充填されている。し
たがつて、巻線４はたとえばふつ化炭素系、塩化
炭素系等の凝縮性の絶縁液体１１中に浸漬されて
おり、凝縮液の蒸発潜熱によつて巻線４が直接冷
却されるとともに、巻線４およびその近傍の高電
界部分は凝縮液によつて絶縁され、ケース１２と
本体タンク１との間の比較的平等電界に近い部分
は絶縁ガス５によつて絶縁され、絶縁ガス５は図
示しないガス冷却器と変圧器本体との間を環流し
てたとえば鉄心の冷却が行われる。このように、
コイル直接冷却形の蒸発冷却変圧器においては、
巻線４が凝縮液に浸漬されているために高い冷却
性能が得られ、かつ円板巻線形変圧器にも容易に
適用でき、さらに凝縮液収納部がコイルケース１
２により絶縁ガス空間と区画されているために凝
縮液１１の使用量が少くてすみ、変圧器を軽量か
つ安価に提供できるなどの利点がある。
変圧器の原理的な構造図で、円板巻線形変圧器へ
の適用を可能にしたものである。図において、巻
線４はその外側を密閉包囲する絶縁材からなるコ
イルケース１２中に収納され、ケース１２、外部
冷却器７、循環配管９からなる閉鎖循環系統内に
は凝縮性の絶縁性液体１１が充填されている。し
たがつて、巻線４はたとえばふつ化炭素系、塩化
炭素系等の凝縮性の絶縁液体１１中に浸漬されて
おり、凝縮液の蒸発潜熱によつて巻線４が直接冷
却されるとともに、巻線４およびその近傍の高電
界部分は凝縮液によつて絶縁され、ケース１２と
本体タンク１との間の比較的平等電界に近い部分
は絶縁ガス５によつて絶縁され、絶縁ガス５は図
示しないガス冷却器と変圧器本体との間を環流し
てたとえば鉄心の冷却が行われる。このように、
コイル直接冷却形の蒸発冷却変圧器においては、
巻線４が凝縮液に浸漬されているために高い冷却
性能が得られ、かつ円板巻線形変圧器にも容易に
適用でき、さらに凝縮液収納部がコイルケース１
２により絶縁ガス空間と区画されているために凝
縮液１１の使用量が少くてすみ、変圧器を軽量か
つ安価に提供できるなどの利点がある。
第７図はコイル直接冷却形の蒸発冷却変圧器に
おけるコイル表面の熱伝達率αとコイル表面の熱
流密度ｑとの関係を示す特性線図で、曲線Ａは凝
縮液１１の沸点以下の領域における自然対流冷却
曲線、曲線Ｂは核沸騰域における蒸発冷却曲線、
Ｃ部は遷移沸騰域における飽和特性をそれぞれ示
しており、蒸発冷却方式によれば１〜10kW／m2
℃という高い熱伝達率を得ることができる。
おけるコイル表面の熱伝達率αとコイル表面の熱
流密度ｑとの関係を示す特性線図で、曲線Ａは凝
縮液１１の沸点以下の領域における自然対流冷却
曲線、曲線Ｂは核沸騰域における蒸発冷却曲線、
Ｃ部は遷移沸騰域における飽和特性をそれぞれ示
しており、蒸発冷却方式によれば１〜10kW／m2
℃という高い熱伝達率を得ることができる。
第８図は凝縮液の飽和蒸気圧と温度との関係を
示す特性線図の一例で、変圧器の使用温度範囲に
おいて数mmHgから1000mmHgオーダまで広い範囲
の蒸気圧変化をともなう凝縮液を使用するのが普
通である。したがつてコイルケース１２は絶縁ガ
ス５による外圧と凝縮液１１の蒸気圧による内圧
とが加わるため、これらの圧力に長期間安定して
耐えるコイルケースの設計および製作に困難がと
もなうこと。巻線４の近傍の高電界部分に誘電率
が凝縮液より小さい蒸気気飽が発生して静電容量
分圧の原理に基づいて蒸気気抱に電界が集中する
こと、また蒸気気泡の圧力が巻線温度の変化に対
応して大幅に変化して弱い沸騰域においては蒸気
気泡の破壊電圧が低いこと、などが原因で高電界
部分において蒸気気泡が絶縁破壊する危険性があ
り、したがつて適用しうる巻線の電圧ならびに許
容しうる電界値が制約され、高電圧変圧器への適
用が困難であるという欠点がある。
示す特性線図の一例で、変圧器の使用温度範囲に
おいて数mmHgから1000mmHgオーダまで広い範囲
の蒸気圧変化をともなう凝縮液を使用するのが普
通である。したがつてコイルケース１２は絶縁ガ
ス５による外圧と凝縮液１１の蒸気圧による内圧
とが加わるため、これらの圧力に長期間安定して
耐えるコイルケースの設計および製作に困難がと
もなうこと。巻線４の近傍の高電界部分に誘電率
が凝縮液より小さい蒸気気飽が発生して静電容量
分圧の原理に基づいて蒸気気抱に電界が集中する
こと、また蒸気気泡の圧力が巻線温度の変化に対
応して大幅に変化して弱い沸騰域においては蒸気
気泡の破壊電圧が低いこと、などが原因で高電界
部分において蒸気気泡が絶縁破壊する危険性があ
り、したがつて適用しうる巻線の電圧ならびに許
容しうる電界値が制約され、高電圧変圧器への適
用が困難であるという欠点がある。
本発明は前述の状況に鑑みてなされたもので、
凝縮液の沸騰にともなう絶縁の不安定性が排除さ
れて絶縁の信頼性が高く、かつ冷却性能がすぐれ
た高電圧大容量のガス絶縁静止誘導電器を提供す
ることを目的とする。
凝縮液の沸騰にともなう絶縁の不安定性が排除さ
れて絶縁の信頼性が高く、かつ冷却性能がすぐれ
た高電圧大容量のガス絶縁静止誘導電器を提供す
ることを目的とする。
本発明のガス絶縁電器は、たとえばガス絶縁変
圧器の本体タンク内に巻線を密閉包囲するよう形
成された剛性を有する絶縁槽と、外部冷却器と、
絶縁槽と外部冷却器とに連通する循環配管および
循環ポンプとからなる閉鎖循環系統部に非凝縮性
あるいは凝縮性の絶縁性液体を充填し、循環ポン
プにより絶縁性液体を強制循環し、絶縁性液体の
顕熱熱伝達を利用して巻線を直接冷却するよう構
成することにより、凝縮液の沸騰にともなう蒸気
気泡の発生を排除し、かつ巻線の発生損失に対応
して絶縁性液体の流速を定めることにより核沸騰
熱伝達に見合う熱伝達性能を得るようにしたもの
である。
圧器の本体タンク内に巻線を密閉包囲するよう形
成された剛性を有する絶縁槽と、外部冷却器と、
絶縁槽と外部冷却器とに連通する循環配管および
循環ポンプとからなる閉鎖循環系統部に非凝縮性
あるいは凝縮性の絶縁性液体を充填し、循環ポン
プにより絶縁性液体を強制循環し、絶縁性液体の
顕熱熱伝達を利用して巻線を直接冷却するよう構
成することにより、凝縮液の沸騰にともなう蒸気
気泡の発生を排除し、かつ巻線の発生損失に対応
して絶縁性液体の流速を定めることにより核沸騰
熱伝達に見合う熱伝達性能を得るようにしたもの
である。
以下本発明を実施例に基づいて説明する。
第１図は本発明の実施例を示すガス絶縁静止誘
導電器の概略断面図である。図において、鉄心
３、内側巻線４Ａ、外側巻線４Ｂ等からなる変圧
器本体２とSF6ガス等の実用温度および圧力範囲
で非凝縮性の絶縁ガス５とを包蔵した変圧器の本
体タンク１内には、巻線４Ａ，４Ｂを気密に包囲
するようたとえば上下一対の絶縁リング２２およ
び内外周一対の絶縁筒２３とからなる絶縁槽２４
が設けられ、本体タンク１の外部に設けられた冷
却器２１と絶縁槽２４とに連通する上下導通管２
６および下部導通管２７等からなる循環配管なら
びに循環ポンプ２８により、内部に絶縁性液体２
１を内包した閉鎖循環系統部２０が構成されてい
る。絶縁性液体としては、電気絶縁油、ふつ化炭
素系や塩化炭素系の凝縮液、あるいは両者の混合
液のいずれを用いてもよいが、絶縁油に比べて粘
度の低い凝縮液を用いた方が高い顕熱熱伝達率が
得られる利点がある。また絶縁槽２４はたとえば
強化プラスチツク等の剛性を有する耐熱性、耐溶
剤性、油密性にすぐれた絶縁材で構成され、図示
しない支持構造材により鉄心３およびタンク１に
絶縁支持され、循環配管と絶縁槽とはたとえば絶
縁パイプ等により連結され、絶縁距離を確保する
よう構成される。
導電器の概略断面図である。図において、鉄心
３、内側巻線４Ａ、外側巻線４Ｂ等からなる変圧
器本体２とSF6ガス等の実用温度および圧力範囲
で非凝縮性の絶縁ガス５とを包蔵した変圧器の本
体タンク１内には、巻線４Ａ，４Ｂを気密に包囲
するようたとえば上下一対の絶縁リング２２およ
び内外周一対の絶縁筒２３とからなる絶縁槽２４
が設けられ、本体タンク１の外部に設けられた冷
却器２１と絶縁槽２４とに連通する上下導通管２
６および下部導通管２７等からなる循環配管なら
びに循環ポンプ２８により、内部に絶縁性液体２
１を内包した閉鎖循環系統部２０が構成されてい
る。絶縁性液体としては、電気絶縁油、ふつ化炭
素系や塩化炭素系の凝縮液、あるいは両者の混合
液のいずれを用いてもよいが、絶縁油に比べて粘
度の低い凝縮液を用いた方が高い顕熱熱伝達率が
得られる利点がある。また絶縁槽２４はたとえば
強化プラスチツク等の剛性を有する耐熱性、耐溶
剤性、油密性にすぐれた絶縁材で構成され、図示
しない支持構造材により鉄心３およびタンク１に
絶縁支持され、循環配管と絶縁槽とはたとえば絶
縁パイプ等により連結され、絶縁距離を確保する
よう構成される。
第２図は前述の実施例における冷却性能を示す
特性線図で、図の縦軸には巻線表面と凝縮液（ふ
つ化炭素系）との間の熱伝達率αを、横軸には巻
線表面における凝縮液の流速ｖがとられており、
曲線Ａは第６図における自然対流時の顕熱熱伝達
曲線、曲線Ｄは強制循環時の顕熱熱伝達曲線を示
したものである。凝縮液の流速ｖを数10cm／ｓの
範囲で強制循環することにより曲線Ｄに示すよう
な顕熱熱伝達特性が得られ、その熱伝達率αは第
７図における核沸騰冷却曲線Ｂにほぼ匹敵する性
能を得ることができる。
特性線図で、図の縦軸には巻線表面と凝縮液（ふ
つ化炭素系）との間の熱伝達率αを、横軸には巻
線表面における凝縮液の流速ｖがとられており、
曲線Ａは第６図における自然対流時の顕熱熱伝達
曲線、曲線Ｄは強制循環時の顕熱熱伝達曲線を示
したものである。凝縮液の流速ｖを数10cm／ｓの
範囲で強制循環することにより曲線Ｄに示すよう
な顕熱熱伝達特性が得られ、その熱伝達率αは第
７図における核沸騰冷却曲線Ｂにほぼ匹敵する性
能を得ることができる。
上述のように構成された変圧器において、循環
ポンプ２８により所定の流速ｖで巻線４Ａ，４Ｂ
中を環流する絶縁性液体２１は、顕熱熱伝達によ
り巻線を冷却することにより温度が上昇して熱膨
張するとともに、液体が凝縮液である場合には第
８図のように蒸気圧Prが上昇する。しかし凝縮
液の沸点温度が凝縮液の使用最高温度以上である
場合には、凝縮液の蒸気圧の上昇は大気圧以下で
あり、液体の熱膨張を閉鎖循環系統部２０で吸収
するだけでよいので、たとえば放熱器２５に膨張
収縮性を持たせることにより膨張槽を設けないで
も閉鎖循環系統２０の体積変化を吸収することが
可能である。また凝縮液の沸点が凝縮液の使用最
高温度以下である場合には、高温側では凝縮液の
蒸気圧が大気圧以上となり、閉鎖循環系統部２０
の内圧を上記蒸気圧以下に保持しないと巻線内に
蒸気気泡が発生する。したがつてこのような場合
には、冷却器の剛性を高めて閉鎖循環系統部の内
圧を蒸気圧曲線以上に保ち、かつ液体の熱膨張を
吸収できるよう構成することにより蒸気気泡の発
生を防止できる。また別の方法として、閉鎖循環
系統２０の循環配管２６または２７にSF6ガス空
間側に突出しSF6ガス５のガス圧により付勢され
て絶縁性液体２１を加圧する膨張室２９を設ける
ことにより、閉鎖循環系統２０の内圧を凝縮液の
蒸気圧以上に保つとともに、凝縮液の熱膨張を吸
収するよう形成すれば、沸点温度の低を凝縮液を
用いて装置を容易に構成できる。
ポンプ２８により所定の流速ｖで巻線４Ａ，４Ｂ
中を環流する絶縁性液体２１は、顕熱熱伝達によ
り巻線を冷却することにより温度が上昇して熱膨
張するとともに、液体が凝縮液である場合には第
８図のように蒸気圧Prが上昇する。しかし凝縮
液の沸点温度が凝縮液の使用最高温度以上である
場合には、凝縮液の蒸気圧の上昇は大気圧以下で
あり、液体の熱膨張を閉鎖循環系統部２０で吸収
するだけでよいので、たとえば放熱器２５に膨張
収縮性を持たせることにより膨張槽を設けないで
も閉鎖循環系統２０の体積変化を吸収することが
可能である。また凝縮液の沸点が凝縮液の使用最
高温度以下である場合には、高温側では凝縮液の
蒸気圧が大気圧以上となり、閉鎖循環系統部２０
の内圧を上記蒸気圧以下に保持しないと巻線内に
蒸気気泡が発生する。したがつてこのような場合
には、冷却器の剛性を高めて閉鎖循環系統部の内
圧を蒸気圧曲線以上に保ち、かつ液体の熱膨張を
吸収できるよう構成することにより蒸気気泡の発
生を防止できる。また別の方法として、閉鎖循環
系統２０の循環配管２６または２７にSF6ガス空
間側に突出しSF6ガス５のガス圧により付勢され
て絶縁性液体２１を加圧する膨張室２９を設ける
ことにより、閉鎖循環系統２０の内圧を凝縮液の
蒸気圧以上に保つとともに、凝縮液の熱膨張を吸
収するよう形成すれば、沸点温度の低を凝縮液を
用いて装置を容易に構成できる。
第３図は本発明の異なる実施例を示す要部の構
成図で、循環ポンプ２８の回転速度を電器の負荷
率に対応して可変速制御するよう構成したもので
ある。図において３１は変圧器の負荷率検出器
で、図示しない変流器等で検出した負荷電流を受
けて負荷率信号に変換する。２６は周波数自動変
換器で、負荷率信号を受けて負荷率に比例した周
波数の出力電圧に変換し、循環ポンプ２８の駆動
モータ３８に供給する。その結果、循環ポンプ２
８は変圧器の負荷率に対応した回転数に自動制御
されるので、循環ポンプの駆動モータ３８の消費
電力を巻線の発生損失に見合うよう最適制御する
ことができる。
成図で、循環ポンプ２８の回転速度を電器の負荷
率に対応して可変速制御するよう構成したもので
ある。図において３１は変圧器の負荷率検出器
で、図示しない変流器等で検出した負荷電流を受
けて負荷率信号に変換する。２６は周波数自動変
換器で、負荷率信号を受けて負荷率に比例した周
波数の出力電圧に変換し、循環ポンプ２８の駆動
モータ３８に供給する。その結果、循環ポンプ２
８は変圧器の負荷率に対応した回転数に自動制御
されるので、循環ポンプの駆動モータ３８の消費
電力を巻線の発生損失に見合うよう最適制御する
ことができる。
第４図は本発明のさらに異なる実施例を示すガ
ス絶縁静止誘導電器の概略断面図で、前述の実施
例と異なる点は、鉄心３に金属製の冷却器４０を
介装し、冷却器４０を上部導通管２６および下部
導通管２７に連結して絶縁性液体２１の一部分を
冷却管４０を介して冷却器側に環流させるように
構成したことである。その結果、前述の実施例に
おいて絶縁ガス５および本体タンク１に依存して
いた鉄心の冷却を、冷却管４０により直接冷却す
ることができ、したがつて本体タンクの外周面か
らの放熱のみでは鉄心温度および絶縁ガス温度が
許容温度を超えてしまうような大容量器において
も、巻線の冷却と鉄心の冷却を効率よく行うこと
ができ、かつ絶縁ガス５を冷却するための冷却器
およびその設置スペースが不要になることによ
り、電器を小形化あるいは大容量化できる利点を
得ることができる。
ス絶縁静止誘導電器の概略断面図で、前述の実施
例と異なる点は、鉄心３に金属製の冷却器４０を
介装し、冷却器４０を上部導通管２６および下部
導通管２７に連結して絶縁性液体２１の一部分を
冷却管４０を介して冷却器側に環流させるように
構成したことである。その結果、前述の実施例に
おいて絶縁ガス５および本体タンク１に依存して
いた鉄心の冷却を、冷却管４０により直接冷却す
ることができ、したがつて本体タンクの外周面か
らの放熱のみでは鉄心温度および絶縁ガス温度が
許容温度を超えてしまうような大容量器において
も、巻線の冷却と鉄心の冷却を効率よく行うこと
ができ、かつ絶縁ガス５を冷却するための冷却器
およびその設置スペースが不要になることによ
り、電器を小形化あるいは大容量化できる利点を
得ることができる。
本発明は前述のように、ガス絶縁変圧器の巻線
を密閉包囲する絶縁槽と外部冷却器と両者に連通
する循環配管および循環ポンプとを含む閉鎖循環
系統部に非凝縮性あるいは凝縮性の絶縁性液体を
充填し、液体を所定の流速で強制循環し、液体の
顕熱熱伝達により巻線を直接冷却するよう構成し
た。その結果、巻線表面における液体の流速が数
10cm／ｓの範囲で核沸騰冷却に匹敵する熱伝達率
の冷却性能を得ることができ、かつ従来の沸騰ま
たは蒸発冷却にともなつて生ずる蒸気気泡を排除
できるので、蒸気気泡による絶縁上の問題点が排
除され、絶縁の信頼性が高く冷却特性のすぐれた
ガス絶縁静止誘導電器を提供することができる。
また巻線を絶縁性液体を満たした絶縁槽に収納
し、かつ蒸気気泡をともなわない顕熱冷却とした
ことにより、箔巻形、円板形いずれの形状の巻線
にも本発明を適用できるとともに、高電界になる
巻線近傍を耐電圧性能の高い液体絶縁構造にでき
ることにより高電圧電器にも容易に適用すること
ができ、冷却性能の向上と併せてたとえば既設の
誘導電器を小形化あるいは大容量したいという社
会的要請に対処することができる。
を密閉包囲する絶縁槽と外部冷却器と両者に連通
する循環配管および循環ポンプとを含む閉鎖循環
系統部に非凝縮性あるいは凝縮性の絶縁性液体を
充填し、液体を所定の流速で強制循環し、液体の
顕熱熱伝達により巻線を直接冷却するよう構成し
た。その結果、巻線表面における液体の流速が数
10cm／ｓの範囲で核沸騰冷却に匹敵する熱伝達率
の冷却性能を得ることができ、かつ従来の沸騰ま
たは蒸発冷却にともなつて生ずる蒸気気泡を排除
できるので、蒸気気泡による絶縁上の問題点が排
除され、絶縁の信頼性が高く冷却特性のすぐれた
ガス絶縁静止誘導電器を提供することができる。
また巻線を絶縁性液体を満たした絶縁槽に収納
し、かつ蒸気気泡をともなわない顕熱冷却とした
ことにより、箔巻形、円板形いずれの形状の巻線
にも本発明を適用できるとともに、高電界になる
巻線近傍を耐電圧性能の高い液体絶縁構造にでき
ることにより高電圧電器にも容易に適用すること
ができ、冷却性能の向上と併せてたとえば既設の
誘導電器を小形化あるいは大容量したいという社
会的要請に対処することができる。
第１図は本発明の実施例を示すガス絶縁静止誘
導電器の概略断面図、第２図は実施例における顕
熱熱伝達率対流速特性線図、第３図は本発明の異
なる実施例を示す循環ポンプ速度制調整装置部の
概略構成図、第４図は本発明のさらに異なる実施
例を示す概略断面図、第５図は従来のコイル間接
冷却形変圧器の概略断面図、第６図は従来のコイ
ル直接冷却形変圧器の概略断面図、第７図は従来
の蒸発冷却変圧器における冷却特性線図、第８図
は凝縮液の蒸気圧曲線である。 １……本体タンク、２……誘導電器本体、３…
…鉄心、４，４Ａ，４Ｂ……巻線、５……絶縁ガ
ス、６，４０……冷却管、７……凝縮器、９，２
６，２７……循環配管、１２……コイルケース、
２４……絶縁槽、２２……絶縁リング、２３……
絶縁筒、２０……閉鎖循環系統部、２５……冷却
器、２８……循環ポンプ、１１……凝縮液、２１
……絶縁性液体、２９……膨張室、Ｂ……沸騰冷
却曲線、Ｄ……強制循環顕熱冷却曲線。
導電器の概略断面図、第２図は実施例における顕
熱熱伝達率対流速特性線図、第３図は本発明の異
なる実施例を示す循環ポンプ速度制調整装置部の
概略構成図、第４図は本発明のさらに異なる実施
例を示す概略断面図、第５図は従来のコイル間接
冷却形変圧器の概略断面図、第６図は従来のコイ
ル直接冷却形変圧器の概略断面図、第７図は従来
の蒸発冷却変圧器における冷却特性線図、第８図
は凝縮液の蒸気圧曲線である。 １……本体タンク、２……誘導電器本体、３…
…鉄心、４，４Ａ，４Ｂ……巻線、５……絶縁ガ
ス、６，４０……冷却管、７……凝縮器、９，２
６，２７……循環配管、１２……コイルケース、
２４……絶縁槽、２２……絶縁リング、２３……
絶縁筒、２０……閉鎖循環系統部、２５……冷却
器、２８……循環ポンプ、１１……凝縮液、２１
……絶縁性液体、２９……膨張室、Ｂ……沸騰冷
却曲線、Ｄ……強制循環顕熱冷却曲線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 実用温度範囲で非凝縮性の絶縁ガスを包蔵し
た密閉金属容器に収納された誘導電器本体の巻線
部分を密閉包囲する絶縁槽と、前記金属容器の外
部に設けられた冷却器と、前記金属容器の器壁を
貫通し前記絶縁槽と冷却器とに連通した循環配管
と、この循環配管の中間部に設けられた循環ポン
プとを含む閉鎖循環系統部を備え、この閉鎖循環
系統部内に充填され顕熱熱伝達により巻線を冷却
する絶縁性液体を包蔵したことを特徴とするガス
絶縁静止誘導電器。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
絶縁性液体が誘導電器の最高周囲温度を超える温
度域に沸点を有する液体であり、閉鎖循環系統部
が循環配管に連通し絶縁ガス側に突設された伸縮
性を有する膨張室を含むことを特徴とするガス絶
縁静止誘導電器。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
循環ポンプが、巻線に流れる負荷電流を検出して
負荷率信号を出力する負荷率検出器と、この負荷
率信号を受けて負荷率に対応した周波数の出力電
圧を発する周波数自動変換装置と、この出力電圧
により可変速制御される前記循環ポンプの駆動モ
ータとにより速度制御されることを特徴とするガ
ス絶縁静止誘導電器。 ４ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
閉鎖循環系統部が、誘導電器本体の鉄心に介装さ
れた冷却管を含む分岐部を備え、絶縁性液体の一
部分が前記分岐部を介して冷却器側に環流するよ
う形成されたことを特徴とするガス絶縁静止誘導
電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10321884A JPS60246609A (ja) | 1984-05-22 | 1984-05-22 | ガス絶縁静止誘導電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10321884A JPS60246609A (ja) | 1984-05-22 | 1984-05-22 | ガス絶縁静止誘導電器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60246609A JPS60246609A (ja) | 1985-12-06 |
| JPH0213442B2 true JPH0213442B2 (ja) | 1990-04-04 |
Family
ID=14348358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10321884A Granted JPS60246609A (ja) | 1984-05-22 | 1984-05-22 | ガス絶縁静止誘導電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60246609A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6298220U (ja) * | 1985-12-10 | 1987-06-23 | ||
| RU2516307C2 (ru) * | 2012-03-07 | 2014-05-20 | Открытое Акционерное Общество "Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы" (Оао "Фск Еэс") | Способ защиты маслонаполненного трансформатора от взрыва и маслонаполненный трансформатор с защитой от взрыва |
| CN103779050B (zh) * | 2014-02-19 | 2016-01-06 | 国家电网公司 | 一种以sf6为冷媒介质的主变盘管式散热装置及方法 |
| CN107424738B (zh) * | 2017-08-08 | 2018-10-30 | 芜湖市凯鑫避雷器有限责任公司 | 一种干式变压器冷却风道结构 |
| CN111947383A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-11-17 | 常州鑫立离子技术有限公司 | 一种冷却系统和被冷却系统等电位的系统 |
-
1984
- 1984-05-22 JP JP10321884A patent/JPS60246609A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60246609A (ja) | 1985-12-06 |
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