JPH0242707A - 静止誘導機器 - 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、冷却媒体を循環さ゛ぜて構成部材を冷却する
静止誘導機器に関するものである。

（従来の技術） 近年、変圧器、リアクトルなどの静止誘導機器において
は、高電圧・大容量化の必要性が高まり、また、据付面
積を縮小するためにも、機器の縮小・小型化が望まれて
いる。

さらに、近年、防災上の観点から、機器を不燃化するた
めに、絶縁媒体及び冷却媒体として、ＳＦ６ガスなどの
絶縁性気体を用いたものが採用されている。しかし、Ｓ
Ｆ６ガスの様な絶縁性気体は、絶縁油に比べて絶縁特性
は同等もしくは優れているか、比熱・比重が低く、冷却
特性は劣っている。

そのため、大容量の機器においては、ＳＦ６ガスを強制
的に循環させて、鉄心、巻線などの冷却を行っているが
、ガス流速を増すと流路のヘッドロスも増大するため、
数ｍ／ＳｅＣ程度に抑える必要がある。従って、冷却効
果の向上に限界があり、一般にその冷却性能は絶縁油に
比べて数分の−になる。

そこで、上記の点を解決する手段として、ＳＦ６ガスと
１００’Ｃ程度以下の沸点をもつ不燃性液体とを併用し
て、絶縁は主にＳＦ６ガスにより行い、冷却は主に不燃
性液体によって行う方式のものがある。この方式は、不
燃性液体（例えば、フロン）を鉄心・巻線などの損失発
生部分に散布して、これが高温の損失発生部に接した時
、蒸発する気化潜熱を利用して、効率良く熱を外部に搬
出するものである。

第２図にこの様な静止誘導機器の一例を示した。

即ら、変圧器タンク１内に鉄心３、外側巻線４及び内側
巻線５が収納され、それらの上方及び外周側側方にはノ
ズル６が配設されている。このノズル６に、タンク底部
に蓄えられた不燃性液体９を、バイブ７を介してポンプ
８により供給し、発熱体でおる鉄心３、巻線４．５など
に散布する。

また、前記変圧器タンク１は、その外部に設けられた熱
交換器２に接続されている。そして、変圧器タンク１内
で散布された不燃性液体は、発熱体の高温部に接触して
一部は蒸発し、その際、高温部から熱を奪ってこれを冷
却する。一方、蒸気は熱交換器２に入り、ここで熱をタ
ンク外に伝達して液体に戻る。この液体及び発熱体表面
を伝って蒸発せずに流下した液体は、タンクの底部に戻
る。この様にして、ポンプ８により不燃性液体を連続的
に循環させて冷却するものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した様な構成を有する従来の静止誘
導機器においては、以下に述べる様な解決ずべき課題が
おった。

即ち、上記の様な冷却構造では、不燃性液体が確実に散
イ［されるのは、ノズルから直接液体が到達する範囲に
ある鉄心３、巻線４，５の上部の損失発生部分のみであ
り、鉄心３の下部や内側巻線５の内部においては、上部
ノズルから散布される液体が流下して冷却を行うことを
期待するだけであった。そのため、実際には、以下に述
べる様に、充分に液体が到達しないといった欠点があっ
た。

即ら、第３図に示した様に、内側巻線５を円板巻線にし
た場合について説明する。絶縁筒１１の外側に配置した
レール１２上に、それぞれ素線を巻回して成るセクショ
ン１３を軸方向にスペーサ１４を介して複数段に設け、
その外側に外側巻線４に対する絶縁筒１５を設けたもの
である。

この様な巻線構造において、上方からノズル６によって
液体を散布すると、液体は巻線上部の各素線に接触して
蒸発し、量を減じながら点線で示す様に流下するが、液
体と確実に接触する部分は各セクション１３の符号Ａで
示す内側付近及び外側付近の素線部分であり、セクショ
ン１３の中間にある各素線には充分液体が到達しない。

特に、下方のセクションになる程その傾向が強く、冷却
効率が悪くなり、伯の部分に比べて高温になる。

従って、局部的に高温となり、それにより絶縁物も劣化
しやすくなる。そのため、最高温度を制限する必要から
、巻線全体の温度上昇を低く抑えて製作しなければなら
ず、不経済な巻線となっていた。また、最高温度が不確
定な点があるので、信頼性の高いものとはいえなかった
。

一方、フロンなどの冷却媒体は高価であり、変圧器全体
をこれを用いて冷却、絶縁することは非常にコス１〜が
かかり、また、重但も重くなるといった欠点もおった。

さらに、鉄心３を巻線を冷却する冷却媒体を用いて同時
に冷却することは、鉄心内に含まれる異物が、巻線内に
循環される冷却媒体に混入することになり、特に高電界
となる・巻線内部においては、その絶縁性能を著しく低
下させていた。

本発明は以上の欠点を解決するために提案されたもので
、その目的は、巻線の絶縁・冷却性能に優れ、経済的で
絶縁信頼性の高い、静止誘導機器を提供することにある
。

「発明の構成」 （課題を解決するための手段） 本発明は、タンク内に鉄心及び巻線を収納して成る静止
誘導機器機器において、鉄心内に、その内部を冷却媒体
が循環する中空状の冷却ダクトを配設し、また、巻線を
冷却媒体と共に容器内に収納し、両冷却媒体を外部に設
けた冷却器に循環させて冷却するように構成し、さらに
、前記鉄心及び巻線を収納した容器を、絶縁媒体と共に
タンク内に収納したものである。

（作用） 本発明の静止誘導機器によれば、鉄心内に冷却ダクトを
配設し、その内部に冷却媒体を循環させることにより、
鉄心部分の冷却を行うことができるので、鉄心内に含ま
れる異物が冷却媒体内に混入することを防止できる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図に基づいて具体的に説
明する。なお、第２図及び第３図に示した従来型と同一
の部材には同一の符号を付し、説明は省略する。

本実施例においては、第１図に示した様に、鉄心３の内
部に、中空状の金属製冷却ダクト２０が内蔵され、この
冷却ダクト２０の内部には冷却媒体２１ａが封入されて
いる。

また、鉄心３の外側には内側巻線４と外側巻線５が巻回
され、これらの巻線が容器２２内に収納され、その内部
に前記冷却媒体２１ａと同じ冷却媒体２１ｂが封入され
ている。そして、これらの冷却媒体２１ａ、２１ｂは、
共に送液ポンプ２３ａ、　２３ｂによって、外部に配設
された冷却器２４に送られ、循環するように構成されて
いる。

さらに、前記鉄心３及び巻線を収納した容器２２は、内
部にＳＦ６ガスなどの絶縁媒体２６を封入したタンク２
７内に収納されている。

この様な構成を有する本実施例の静止誘導機器において
は、以下に述べる様にして、鉄心及び巻線の冷却が行わ
れる。即ち、熱を発生する巻線４゜５は、優れた冷却機
能を有する冷却媒体２１ｂによって冷却され、また、熱
を奪った冷却媒体２１ｂは、冷却器２４に送られ冷却さ
れて循環し、また、巻線部分に送られる。

一方、鉄心３に発生した熱は、その内部に配設された冷
却ダクト２０による熱伝導によって冷却される。このと
き、冷却媒体２１ａ、２１ｂは、共に鉄心と直接接触せ
ずに巻線及び鉄心を冷却することができる。

また、巻線４．５は、絶縁性能を有する冷却媒体２１に
よって冷却と同時に絶縁され、さらに、巻線４，５とタ
ンク２７の絶縁は、ＳＦ６ガスなどの絶縁媒体２６によ
って行われる。

この様に、本実施例によれば、異物の発生が問題となっ
ていた鉄心３部分の冷却は、その内部に配設した冷却ダ
クト２０内に冷却媒体２１ａを循環させることにより行
われるので、鉄心３内の安物が冷却媒体２１ａ内に混入
することを防止できる。

また、巻線４，５を収納した容器２２に封入する冷却媒
体２１ｂを不燃性媒体とし、また、タンク２７内に収納
する絶縁媒体もＳＦ６ガスなどの不燃性絶縁媒体とする
と、変圧器全体が不燃化できる。また、容器２２内の冷
却媒体２１を絶縁油の様な絶縁性に優れた冷却媒体とす
ることにより、絶縁か容易となり、絶縁性能は向上し、
また、安定性も向上する。

さらに、容器２２内に収納する冷却媒体２１は、巻線４
．５と鉄心３を有効に冷却する範囲で、その量を最小に
することができるので、変圧器のコストを低減でき、ま
た、変圧器の重量も軽減できる。従って、別器の小型化
及び軽量化が可能となるので、損失も低減され、効率も
高くなる。また、冷却媒体を循環させるので、冷却効率
も高くなり、冷却媒体の量も少なくてすみ、また、運転
中にその補充などの必要もなく、保守が容易である。

なお、容器２２の外部に出る部分と、タンク２７間の絶
縁は、ＳＦ６ガスなどの絶縁媒体２６で１１われるが、
この絶縁媒体２６は絶縁性能に優れていればよく、例え
ば、冷却媒体２１から蒸気が発生し、ガスに混入して、
ガスの冷却効率が低下しても、絶縁性能が確保されれば
同等影響はない。

また、巻線４，５及び鉄心３が冷却媒体２１に浸漬され
ているため、タンク２７内のガス圧力が高くなることは
なく、コンサベータなどの保全保護装置が簡略化され、
信頼性も向上する。

＊仙の実施例＊ なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、冷却媒体２１としては、凝縮性あるいは非凝縮性の
パーフルオロカーボンなどの不燃性冷却媒体、あるいは
冷却機能を有する絶縁油のようなものでも良い。

また、巻線４，５を収納する容器２２は、強化プラスチ
ックＦＲＰなどによる一体成形品でも良く、あるいは内
筒・外筒及び底板を気密に組合せたものでも良いが、そ
の一部例えば上部を開放し、冷却媒体２１をタンク側へ
蒸気として、あるいは液体のままその一部を逃がすよう
に構成しても良い。

また、巻線４，５をそれぞれ別の容器に収納して区分し
ても良い。

［発明の効果］ 以上述べた様に、本発明によれば、鉄心内に、その内部
を冷却媒体か循環する中空状の冷却ダク１〜を配設し、
また、巻線を冷却媒体と共に容器内に収納し、両冷却媒
体を外部に設けた冷却器に循環させて冷却するように構
成し、さらに、前記鉄心及び巻線を収納した容器を、絶
縁媒体と共にタンク内に収納するという簡単な手段によ
って、巻線の絶縁・冷却性能に優れ、経済的で絶縁信頼
性の高い、静止誘導機器を提供づることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の静止誘導機器の断面図、第２図は従来
の静止誘導機器の構成図、第３図はコイル部分の詳細図
である。 １・・・変圧器タンク、２・・・熱交換器、３・・・鉄
心、４・・・外側巻線、５・・・内側巻線、６・・・ノ
ズル、７・・・パイプ、８・・・ポンプ、９・・・不燃
性液体、１１・・・絶縁筒、１２・・・レール、１３・
・・セクション、１４・・・スペーサ、１５・・・絶縁
筒、２０・・・冷却ダクト、２１ａ、２１ｂ・・・冷却
媒体、２２　・・・容器、２３ａ。 ２３ｂ・・・送液ポンプ、２４・・・冷却器、２６・・
・絶縁媒体、２７・・・タンク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 タンク内に鉄心及び巻線を収納して成る静止誘導機器に
   おいて、 前記鉄心内に、その内部を冷却媒体が循環する中空状の
   冷却ダクトを配設し、また、前記巻線を冷却媒体と共に
   容器内に収納し、両冷却媒体を外部に設けた冷却器に循
   環させて冷却するように構成し、さらに、前記鉄心及び
   巻線を収納した容器を、絶縁媒体と共にタンク内に収納
   したことを特徴とする静止誘導機器。