JPH03112109A - 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ＳＦ６ガスのような絶縁性のガスを絶縁および
冷却の媒体として用いたガス絶縁変圧器に関する。

（従来の技術） 油入変圧器に代わる不燃性の変圧器として絶縁油の代り
に不燃性の絶縁ガス（例えばＳＦ６ガス）を冷却および
絶縁の媒体として用いるいわゆるガス絶縁変圧器が数１
０ＭＶＡ程度の容量のものまで実用化されている。この
ようなガス絶縁変圧器においては、油入変圧器に比べ気
体を用いることによる冷却特性の低下は避けられない。

そこで、鉄心や巻線の内部の冷却方式にはガスを強制的
に流して冷却特性を高めるようにしており、強制対流に
することにより絶縁ガスによっても絶縁油の自然対流並
の冷却特性が得られるようになる。この強制対流を行な
うためには鉄心や巻線に絶縁ガスを送るために送風機が
用いられる。

専在のところ３０ＭＶＡ程度まで自然対流冷却方式のガ
ス絶縁変圧器が実用化されているが、自然対流方式の場
合、寸法９重量とも強制対流に比べて大きくなるためＩ
ＯＭＶＡ以上では前記の送風機を用いた強制対流方式が
多い。

従来の強制対流方式のガス絶縁変圧器を第４図および第
５図について説明する。

図に示すように、鉄心１およびこの鉄心１に巻回された
巻線２をタンク３内に絶縁ガス４とともに収納し、鉄心
１や巻線２内にガスが流れるようにするために仕切板８
で上下に区分されている。

また、タンク３の外部には送風機６を介してガス冷却器
５が接続されている。

ところで、ガス絶縁変圧器において、鉄心１および巻線
２の発熱部を通過して温度上昇した絶縁ガス４は、タン
ク３上部から上部配管を経由して冷却器５に送られこの
内部を通過するとき再び冷却される。冷却器５をでた絶
縁ガス４は下部配管を経てタンク３下部からタンク３内
に戻る。タンク３下部からタンク３内へ送られた絶縁ガ
ス４は鉄心１および巻線２の下部から鉄心１および巻線
２の内部へ導かれ、これらを冷却する。

送風機６は上部あるいは下部配管の途中に設置される。

（図では上部配管に設置されている。）この場合上部あ
るいは下部配管のいずれに取付けても特性上の差はない
が、上部配管に取付ける方がタンクカバー上のスペース
を利用できるので、空間利用の意味では効率的である。

また、冷却器５の設置位置は油入変圧器と同様に変圧器
タンク３の両サイドに取付ける場合が多いが、絶縁油に
比べ比重が１／６０程度と小さい絶縁ガス特性を活し、
ガス絶縁変圧器の階上に冷却器を配置する構成も実用化
されている。タンク壁７には後記する理由で磁気シール
ド１５が適当な間隔を置いて取付けられている。１６は
負荷時タップ切換器である。

（発明が解決しようとする課題） ところで、このようなガス絶縁変圧器では容量あるいは
インピーダンス電圧が大きくなると、巻線２の洩れ磁束
が増加し、この洩れ磁束が変圧器内の金属構造物やタン
ク３に鎖交すると、渦電流が発生し、金属構造物やタン
ク壁７が加熱される。

油入変圧器でも同様の現象が発生して金属構造物やタン
ク壁が加熱されるが、絶縁油の冷却特性がよいためほと
んど問題になることはない。しかし、タンク壁７の過熱
対策としてタンク内壁面に沿ってアルミ製の電磁シール
ド板をはって磁束の集中を避けたり、珪素鋼板の磁気シ
ールド１５によりタンク壁７に入射する磁束量を減らし
て対処している。

一方、ガス絶縁変圧器では、前述したように絶縁ガスの
冷却特性は自然対流では絶縁油の１１５〜１／１０であ
るため、油入変圧器に比べ小容量。

低インピーダンス電圧でもこの問題が顕在化するので、
油入変圧器より相当小さい容量から過熱対策が必要とな
る。しかしながら、このような対策を講することにより
、材料費の高騰や取付作業のための製作工数の大幅な増
加等による変圧器のコストアップが避けられず、また珪
素鋼板製の磁気シールド１５は曲率の小さいタンクには
取付けられないことから、タンクの形状についても制限
をうけるという問題がある。

本発明は前記の問題を解決するためになされたもので、
変圧器のタンク壁にシールドを取り付けることなく、タ
ンク壁の過熱を防止し安価で製作の容易な大容量化に適
するガス絶縁変圧器を得ることを目的とするものである
。

［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に、鉄心および巻線
を収納するタンクと、このタンク内に封入された絶縁ガ
スと、この絶縁ガスを冷却する冷却器を有するガス絶縁
変圧器において、前記タンク側壁面の少なくとも一部分
を２重化し、この２重化した内部の間隙内を経由して前
記冷却器からでた絶縁ガスがタンク内へ導かれるように
構成したものである。

（作　用） 本発明によると、過熱が生じ易いタンク壁を２重化し、
その内部に冷却器で冷却された絶縁ガスを強制的に流す
ようにしたので、強制対流により熱伝達率を向上し、絶
縁油の自然対流と同等の熱伝達率とすることができる。

仮に、２重化したタンクの間隙を１０ａｎとし、この間
隙中に５　ｍ　／　ｓの流速でＳＦ６ガスを流すと、ガ
ス圧１．２５Ｋｇ／ｃｍ２・ｇで熱伝達率は約８０Ｗ／
ｍ２　・Ｃとなり、絶縁油の自然対流熱伝達率とほぼ同
様な値となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の縦断面図である。

第１図に示すように、鉄心１およびこの鉄心ｌに巻回さ
れた巻線２をタンク３内に絶縁ガス４とともに収納し、
タンク３内部は絶縁ガス４の入口側と出口側とに差圧を
設け、鉄心１や巻線２内にガスが流れるようにするため
に仕切板８で上下に区分されている。またタンク３の外
部には送風機６を介してガス冷却器５が接続されている
。タンク３の外面側にタンク壁７と例えば１０ｃｍの間
隙をとって金属製の板１０を取付け、この板１０の上部
にガス冷却器５で冷却された絶縁ガス４の取り入れ孔１
１を設け、この取り入れ孔１１から入った絶縁ガスはタ
ンク壁７と前記板１０との間の間隙を流れた後、タンク
壁下部開口部１２からタンク３内に入るように構成され
ている。

板１０の取付方法については第２図の平面図および第３
図の一部を断面で示した側面図に示すように、ガス絶縁
変圧器のタンク３には内部に高圧力および真空時に変形
が生じないようにするため金属製の補強材１３が溶接で
固着されている。

この補強材１３に前記の板１０を溶接し、タンクを２重
化する。板１０の上部および下部端とタンク壁７間にも
板材１４を溶接するなどして封じ、上下に絶縁ガス４が
洩れないようにすることは当然である。タンク壁７と板
１０との間隙寸法を変えればこの間隙内の絶縁ガス４の
流速は自由に選べる。

第２図は３相３脚鉄心に巻線が配置された場合に巻線に
対向するタンク壁７の外側に板１０を取付けた状態を示
している。板１０がないタンク壁部分は内側に負荷時タ
ップと切換器が設置され、巻線とタンク壁との距離が大
きいため、洩れ磁束によるタンク壁の温度上昇が問題に
ならない部分である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、鉄心および巻線
を収納するタンクと、このタンク内に封入された絶縁ガ
スと、この絶縁ガスを冷却するガス冷却器を有するガス
絶縁変圧器において、タンク外壁面の外側に金属製の板
を配置し、この板とタンク壁との間にガス流路を設ける
ようにしたので、タンク壁の過熱を防止し、安価で製作
容易な大容量化に適したガス絶縁変圧器を得ることがで
きる。

また、タンク内壁面に珪素鋼板を積層した磁気シールド
を取付ける必要がなくなるため、タンクの曲率半径を小
さくでき、最小限の鋼材で強度の高いタンクを製作する
ことができる。

さらに、ガス冷却器とタンクとを接続する冷却配管をタ
ンクの上部に取付けるため、タンク下部まで配管を導い
ている従来例に比ベタンクの側面のスペースを点検用の
通路としたり、付属品を設置するなど有効に利用できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図は第１図
のタンク構造を示す平面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線
から見たタンク構造の一部を断面で示した側面図、第４
図は従来のガス絶縁変圧器の縦断面図、第５図は第４図
のタンク構造の平面図である。 １・・・鉄心 ２・・・巻線 ３・・・タンク ４・・・絶縁ガス ５・・・ガス冷却器 ６・・・送風機 ７・・・タンク壁 ８・・・仕切板 ９・・・ガス流路 １０．１４・・・板 １１・・・取り入れ孔 １２・・・開口部 １３・・・補強材 １５・・・タンク磁気シールド １６・・・負荷時タップ切換器 （８７３３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほか　
１名） 第 ２ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉄心および巻線を収納するタンクと、このタンク
   内に封入された絶縁ガスと、この絶縁ガスを冷却する冷
   却器を有するガス絶縁変圧器において、前記タンク側壁
   面の少なくとも一部分を２重化し、この２重化した内部
   の間隙内を経由して前記冷却器からでた絶縁ガスがタン
   ク内へ導かれるように構成したことを特徴としたガス絶
   縁変圧器。