JPH03120706A

JPH03120706A - 変圧器

Info

Publication number: JPH03120706A
Application number: JP1257758A
Authority: JP
Inventors: Shoji Takeda; 竹多　昭治; Shinya Ikeda; 池田　信也
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-10-04
Filing date: 1989-10-04
Publication date: 1991-05-22

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】［発明の目的コ（産業上の利用分野）本発明は、絶縁・冷却媒体として、パーフルオロカーボ
ン液等のフッ素系不活性液体を用いた変圧器に関するも
のである。

（従来の技術）近年、都市部への電力集中はますます進む傾向にあり、
それと共に変電所の高電圧化、大容量化が進められてい
る。これらの変電所は都市部の地下や住宅地域に隣接し
て設置されるため、変圧器の不燃化が強く要望されてい
る。そのため、この様な不燃化の要求に対して、ＳＦ６
ガスを絶縁・冷却媒体として使用する変圧器が開発され
ているが、Ｓ　Ｆ　６ガスの場合は、従来から用いられ
ている鉱油と比べて熱容量が小さいため、冷却」二の問
題から大容量化が困難であった。

ところで、最近では、絶縁性に優れた各種の冷却媒体が
開発されている。その一つとしてパーフルオロカーボン
がある。これはＣ１１Ｆｉ６０を主成分としたフッ素系
不活性液体であり、不燃性であるほか、絶縁的にも従来
の鉱油と常圧では同等の耐力を持つ等、電気的・物理的
に優れた特性を有している。そこで、このパーフルオロ
カーボン液を使用することにより、従来の変圧器の構成
を変えることなく、その絶縁・冷却媒体のみを、鉱油か
らパーフルオロカーボン液に代えるだけで、変圧器の不
燃化を達成することができると考えられる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記の様なパーフルオロカーボン等のフ
ッ素系不活性液体を用いた変圧器においては、以下に述
べる様な解決すべき課題があった。

即ち、パーフルオロカーボン液の蒸気圧と温度の関係を
示した第４図から明らかな様に、パーフルオロカーボン
液の蒸気圧が大気圧と等しくなるのは、温度が９８℃程
度の時である。しかし、従来の変圧器における冷却媒体
の温度変化の範囲は、周囲温度（−２０〜４０９Ｃ）も
考慮すると、−２０〜１１０℃となり、パーフルオロカ
ーボン液の蒸気圧が大気圧より高くなり、気化する可能
性があった。この様にパーフルオロカーボン液の一部が
気化し、液相と気相が混合した状態では、絶縁的に非常
に不安定となり、その絶縁耐力が大幅に低下することが
知られている。

本発明は、以上の欠点を解消するために提案されたもの
で、その目的は、絶縁・冷却媒体としてパーフルオロカ
ーボン液などのフッ素系不活性液体を使用した変圧器に
おいて、通常の使用温度範囲において、フッ素系不活性
液体が気化することがない、絶縁性及び不燃性に優れた
変圧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、巻線及び鉄心を本体タンク内に設置し、その
内部に絶縁・冷却媒体としてフッ素系不活性液体を充填
し、また、本体タンクの上部には、セパレータを挟んで
セパレータタンクを配設し、その内部に不活性気体を封
入した変圧器において、本体タンク内の絶縁・冷却媒体
の温度を検出する温度計を設け、また、セパレータタン
クには、内部の不活性気体の圧力を調節するための調圧
バルブを設け、前記温度計の検出値に基づいて、調圧バ
ルブの開度を自動的に調節できるように構成したことを
特徴とするものである。

（作用）本発明の変圧器によれば、変圧器の本体タンク内に充填
したフッ素系不活性液体の温度に応じて、セパレータタ
ンク内の不活性気体の圧力を調節し、不活性気体の圧力
が常にフッ素系不活性液体の蒸気圧より高くなるように
保持することができるので、フッ素系不活性液体が気化
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図乃至第３図に基づいて
具体的に説明する。

本実施例においては、第１図に示した様に、高圧巻線１
及び低圧巻線２が同心円状に鉄心脚３に巻装され、本体
タンク４内に設置され、この本体タンク４内には、絶縁
・冷却媒体としてパーフルオロカーボン液５が封入され
ている。また、本体タンク４の上部には、タンク内部に
封入されたパーフルオロカーボン液５の膨脹慟収縮に応
じて変動するダイヤフラムタイプのセパレータ６を挟ん
で、セパレータタンク７が配設されている。このセパレ
ータタンク７内には、本体タンクの外部に設けられたボ
ンベ８より、接続管９及び自動調圧バルブ１０を介して
窒素ガスなどの不活性気体１１が封入されるように構成
されている。また、セパレータタンク７の上部には、内
部に封入された不活性気体１１の圧力を減するための減
圧用自動調圧バルブ１２が設置されている。さらに、前
記本体タンク４には、内部に封入されたパーフルオロカ
ーボン液の温度を検出する温度計１３が配設され、その
検出温度に基づいて、前記自動調圧バルブ１０及び減圧
用自動調圧バルブ１２の開度を調節し、セパレータタン
ク７内の不活性気体１１の封入圧力を、自動的に調節す
ることができるように構成されている。

この様な構成を有する本実施例の変圧器においては、本
体タンク４内に封入されたパーフルオロカーボン液５の
温度に応じて、セパレータタンク７内の窒素ガスの封入
圧力を、第２図に示した様に自動的に変えることができ
る。即ち、パーフルオロカーボン液５の温度におけるパ
ーフルオロカーボン液の蒸気圧よりも、窒素ガスの封入
圧力が常に高くなるように自動調圧バルブ１０及び減圧
用自動調圧バルブ１２を調節することができるので、パ
ーフルオロカーボン液５において気泡の発生は起こらず
、絶縁特性の低下を防止することができる。

ここで、第３図に示した様に、セパレータタンク７内に
封入する窒素ガス１１の圧力を、パーフルオロカーボン
液５の温度変化の範囲（−２０〜１１０’Ｃ）において
、常にその蒸気圧より高くなるように設定すれば、前記
自動調圧バルブ１０及び減圧用自動調圧バルブ１２を調
節しなくても、パーフルオロカーボン液５の気泡発生を
防止することができる。即ち、想定されるパーフルオロ
カーボン液５の最高温度を基準として、その時の蒸気圧
よりも常に窒素ガスの封入圧力が高くなるように設定し
、一定に保つように構成する。しかし、この場合、低負
荷運転時や運転停止時においては、パーフルオロカーボ
ン液５の温度が低いため、その蒸気圧も低く、従ってセ
パレータタンク７内の圧力と本体タンク４内の圧力の差
が大きくなる。

その結果、セパレータ６に加わる圧力が大きくなり、セ
パレータ６の耐久性が低下するという欠点がある。また
、本体タンク４内で内部閃絡事故が発生した場合には、
パーフルオロカーボン液５が急激に気化し、本体タンク
４内の圧力が上昇するが、セパレータタンク７内の圧力
もすでに高くなっているため、セパレータタンク７を本
体タンク４の内圧を逃がすための避圧空間として利用す
ることができず、本体タンク４が破損して内部のパーフ
ルオロカーボン液５が噴出するといった重大な事故に発
展する危険性が高かった。

しかしながら、第１図に示した様に、パーフルオロカー
ボン液５の温度に応じて、自動調圧バルブ１０及び減圧
用自動調圧バルブ１２を調節することによって、本体タ
ンク４内の圧力とセパレータタンク７内の圧力の差を常
に最小とすることができるため、セパレータ６の耐久性
が向」ニし、また、本体タンク４内において、内部閃絡
事故が発生した場合でも、セパレータタンク７を本体タ
ンク４の避圧空間として利用することができる。

この様に、本実施例によれば、絶縁・冷却媒体として用
いるパーフルオロカーボン液の気泡発生を防止すること
ができるので、絶縁耐力の低下を防止でき、また、本体
タンク内の圧力とセパレータタンク内の圧力の差を常に
最小とすることができるため、セパレータの耐久性を向
上することができる。

なお、本体タンク内に充填されるフッ素系不活性液体及
びセパレータタンク内に封入される不活性気体の種類は
特に限定されるものではない。

［発明の効果］以上述べた様に、本発明によれば、本体タンク内の絶縁
・冷却媒体の温度を検出する温度計を設け、また、セパ
レータタンクには、内部の不活性気体の圧力を調節する
ための調圧バルブを設け、前記温度計の検出値に基づい
て、調圧バルブの開度を自動的に調節できるように構成
することにより、通常の使用温度範囲において、フッ素
系不活性液体が気化することがない、絶縁性及び不燃性
に優れた変圧器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の変圧器の一実施例を示す断面図、第２
図は本発明の変圧器におけるパーフルオロカーボン液の
温度とその蒸気圧及び窒素ガスの封入圧力の設定値の関
係を示す図、第３図は窒素ガスの封入圧力を一定に設定
した場合の、パーフルオロカーボン液の温度とその蒸気
圧及び窒素ガスの封入圧力値の関係を示す図、第４図は
パーフルオロカーボン液の温度とその蒸気圧の関係を示
す図である。１・・・高圧巻線、２・・・低圧巻線、３・・・鉄心脚
、４・・・本体タンク、５・・・パーフルオロカーボン
液、６・・・セパレータ、７・・・セパレータタンク、
８・・・ボンベ、９・・・接続管、１０・・・自動調圧
バルブ、１１・・・不活性気体、１２・・・減圧用自動
調圧バルブ、１３・・・温度計。

Claims

【特許請求の範囲】　変圧器巻線及び鉄心を本体タンク内に設置し、前記本
体タンク内には絶縁・冷却媒体としてフッ素系不活性液
体を充填し、また、本体タンクの上部には、前記絶縁・
冷却媒体の膨脹・収縮に応じて変動するセパレータを挟
んでセパレータタンクを配設し、このセパレータタンク
内に不活性気体を封入した変圧器において、前記本体タンク内の絶縁・冷却媒体の温度を検出する温
度計を設け、また、前記セパレータタンクには、内部の
不活性気体の圧力を調節するための調圧バルブを設け、
前記温度計の検出値に基づいて、前記調圧バルブの開度
を自動的に調節できるように構成したことを特徴とする
変圧器。