JPH02234403A - ガス絶縁変圧器 - Google Patents

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） 本発明は冷却構造を改良したガス絶縁変圧器に関する。

（従来の技術） 近年、変圧器はその設置場所の制約から都市近郊或いは
大都市地下変電所に設置される場合が多くなってきてい
る。したがって、このような場所に設置される変圧器に
おいては難燃性の要求が更に高くなっている。

そこで、最近では従来の浦人変圧器に代えて絶縁冷却媒
体として絶縁特性の優れたＳＦ６ガス等の絶縁ガスを用
いて変圧器の絶縁及び冷却を行なうガス絶縁変圧器が実
用化されている。

しかし、この絶縁ガス変圧器は従来の油入変圧器に比べ
冷却特性に劣る欠点がある。すなわち、絶縁ガスの比熱
及び熱交換効率が絶縁油に比べ特性的に大きく下回って
いるため冷却効率が悪い。

このため油入変圧器の場合なら自冷方式が適用できる変
圧器容量のものであっても、ガス絶縁変圧器の場合には
冷却装置を大きくしたり、また２０〜３０ＭＶＡ程度の
変圧器でも冷却効率を上げるため、送風機を用いたガス
の強制循環方式を適用せざるを得ない場合がある。

一方、最近の変圧器は難燃性の要求に加えて変電所等の
保守人員削減の観点から無保守、無点検の要求も強まっ
ている。これらの要求を満たすためには、２０〜３０Ｍ
ＶＡ容量程度のガス絶縁変圧器に対しても完全自動化す
ることが望まれている。

次にこのようなガス絶縁変圧器の中で特に自冷ガス変圧
器の問題点を説明する。

第２図は従来の内鉄形の自冷ガス変圧器の概念図である
。第２図に示すように変圧器タンク１の中に鉄心２及び
巻線３からなる変圧器中身が納められると共に絶縁及び
冷却媒体であるＳＦ．ガス等の絶縁ガス７が所定の圧力
で封入されている。

また、変圧器中身の外側面と変圧器タンク１の内壁との
間には絶縁ガス７を鉄心２や巻線３内に効果的に循環さ
せるように工夫されたガス仕切板６が設けられている。

一方、変圧器タンク１の外部には温められた絶縁ガスを
冷却するため、変圧器タンク１の上，下部とガス配管５
ａ，５ｂにより接続された冷却器４が設けられている。

したがって、かかる自冷ガス絶縁変圧器においては、変
圧器タンク１内で温められた絶縁ガス７は自然対流によ
ってタンク上部と冷却器４の上部との間を接続したガス
配管５ａを通して冷却器４内に取入れられ、ここで冷却
された絶縁ガスはさらに冷却器４の下部と変圧器タンク
１の下部との間を接続したガス配管５ｂを通して変圧器
タンク１内に戻るいう循環作用が行なわれる。

ところで、このような構成のガス絶縁変圧器を例えば大
都市の地下変電所に設置する場合、冷却器４を設置スペ
ースの関係で変圧器タンク１が配設されたフロアーと異
なる上層階のフロアーに設置されることがある。

第３図はこのような状態で設置されたガス絶縁変圧器の
構成例を示すもので、その基本構造は第１図と同じであ
る。すなわち、第３図に示すように冷却器４を変圧器タ
ンク１が配設されたフロアーの上層階のフロアーに設け
られた架台８に設置し、この冷却器４の上，下部と変圧
器タンク１の上，下部との間を長形のガス配管５ａ，５
ｂによりそれぞれ接続するようにしている。

したがって、このような状態で設置されたガス絶縁変圧
器においては、絶縁ガス７は自然対流によって変圧器タ
ンク１と冷却器４との間を配管５ａ，５ｂを通して図示
矢印１１のように循環するが、この場合自然対流を生じ
させる力（以下循環力し称す）は温ためられた絶縁ガス
と冷却された絶縁ガスの単位体禎当りの重量差によって
生じる。

ここで、絶縁ガスが変圧器タンク１の下部よりタンク内
に流入する位置をＡ，絶縁ガスが冷却器４の上部より冷
却器内に流入する位置をＢとしたとき、Ａより変圧器中
身を経由し変圧器タンク１の上部よりガス配管５ａを通
してＢに至るガス経路Ｉと、Ｂより冷却器４を経由し冷
却器下部からガス配管５ｂを通してＡに至るガス経路■
について注目して見る。ガス経路Ｉは変圧器中身より発
生する熱によって温ためられた絶縁ガスが充満している
のに対し、ガス経路■は冷却器４により冷却された絶縁
ガスが充満している。

そこで、これらガス経路Ｉ．ＩＩに充満しているそれぞ
れの絶縁ガス重量を、単位体積当りのガス重量を積算し
て求めるとガス経路Ｉに比べガス゜経路■のガス重量の
方が重いことになる。換言すれば、Ａの位置におけるガ
ス重量によって生じる圧力はガス経路Ｉに比べガス経路
Ｈの方が高いことになる。

したがって、絶縁ガスの自然対流はこの圧力の差が循環
力となるので、絶縁ガスをより多く循環させて冷却特性
を向上させるにはこの圧力差が大きい程良いことになる
。

（発明が解決しようとする課題） しかし、前述したように変圧器タンク１に設置されたフ
ロアーの上層階のフロアーに冷却器４が設けられた場合
、これらの間を結ぶガス経路，特に変圧器タンク１の上
部から冷却器４に至るガス配管５ａが長くなると、この
配管部分の絶縁ガスが冷却されて単位体積当りの絶縁ガ
ス重量が重くなるため、Ａ位置での絶縁ガス重量との差
が小さくなり、自然対流を生じさせる循環力が低減して
しまうことになる。

本発明は変圧器タンクと冷却器とが離れた場所に設置さ
れている場合でも自然対流によって生じる循環ガス量を
充分確保でき、冷却特性を向上させることができるガス
絶縁変圧器を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するため、変圧器タンク内に
鉄心、巻線からなる変圧器中身と共に所定圧力で絶縁ガ
スを封入し、変圧器タンク外に冷却器を設けてこれら変
圧器タンクと冷却器間を絶縁ガスが循環するガス配管に
より接続するようにしたガス絶縁変圧器において、前記
変圧器タンクから前記冷却器に向かって絶縁ガスが流れ
るガス配管を断熱材により覆うようにしたものである。

（作用） このような構成の絶縁ガス変圧器にあっては、変圧器タ
ンクから冷却器に向かって絶縁ガスが流れるガス配管を
断熱材で覆うことにより、その間の距離が長くても変圧
器タンク内で温ためられた絶縁ガスの温度低下が小さく
なるので、冷却器より変圧器タンクに戻る冷却された絶
縁ガスとの重量差を大きくすることが可能となり、自然
対流によって生じる循環ガス量を充分確保できる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明による絶縁ガス変圧器の構成例を示すも
ので、第３図と同一部分には同一符号を付してその説明
を省略し、ここでは異なる点についてのみ述べる。

本実施例では、第１図に示すように変圧器タンク１の上
部とこの変圧器タンク１の上層階のフロアに設置された
冷却器４の上部との間を接続したガス配管５ａの外周面
を断熱材９により覆う横成としたものである。

このような構成とすれば、変圧器中身で生じる熱により
温ためられた絶縁ガスは変圧器タンク１の上部よりガス
配管５ａを通して冷却器４の上部に至るが、この場合ガ
ス配管５ａが断熱材９で覆われているので、変圧器タン
クと冷却器４とが離れた場所に設置されていても絶縁ガ
スの温度はほとんど低下することなく冷却器４内に取入
れられる。したがって、冷却器４の下部よりガス配管５
ｂを通して変圧器タンク１の下部に戻る冷却された絶縁
ガスとの重量差が大きくなり、自然対流によって生じる
循環ガス量を充分確保することができるので、冷却効果
を向上させることができる。

なお、上記実施例では変圧器タンク１とその外部に設け
られた冷却器４との間を自然対流によって絶縁ガスを完
全自冷方式で循環させる場合について述べたが、例えば
冷却器４の内部に設けられた送風機により強制的に絶縁
ガスを循環させる場合でも、本発明を適用すれば絶縁ガ
スの循環力を補助的に高めることができる。

〔発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、変圧器タンクと冷却
器とが離れた場所に設置されている場合でも自然対流に
よって生じる循環ガス量を充分確保でき、冷却特性を向
上させることができるガス絶縁変圧器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるガス絶縁変圧器の一実施例を示す
構成図、第２図及び第３図は配置構成の異なる従来の配
置の異なるガス絶縁変圧器をそれぞ４れ示す構成図であ
る。 １・・・変圧器タンク、２・・・鉄心、３・・・巻線、
４・・・冷却器’５ａ，５ｂ・・・ガス配管、６・・・
ガス仕切板、７・・・絶縁ガス、８・・・架台、９・・
・断熱材。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 変圧器タンク内に鉄心、巻線からなる変圧器中身と共に
   所定圧力で絶縁ガスを封入し、変圧器タンク外に冷却器
   を設けてこれら変圧器タンクと冷却器間を絶縁ガスが循
   環するガス配管により接続するようにしたガス絶縁変圧
   器において、前記変圧器タンクから前記冷却器に向かっ
   て絶縁ガスが流れるガス配管を断熱材により覆ったこと
   を特徴とするガス絶縁変圧器。