JPH04192508A - 自冷式ガス絶縁変圧器 - 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、ＳＦ、ガスのような絶縁ガスを絶縁及び冷却
媒体として用いた自冷式ガス絶縁変圧器に関する。

（従来の技術） 近年市街化区域に設置される受変電機器、例えば変圧器
等に対しては、万一の事故時にも火災による災害が発生
しないように不燃化の要求が高まっている。変圧器にお
いてはこの要求に対応するものとして、従来の絶縁油に
かえて、不燃性の六弗化硫黄（ＳＦ４　）ガスを冷却及
び絶縁媒体として使用したいわゆるガス絶縁変圧器が実
用化されている。

このようなガス絶縁変圧器の内でも自冷式ガス絶縁変圧
器においては、ガスを循環させるための補機が不要とな
るため、構造、保守が著しく簡略化、される。しかしそ
の反面、絶縁ガスは、一般に絶縁油に比べ熱容量が小さ
く、冷却特性が劣るため、絶縁ガスを冷却する外部冷却
器は一般的に油入変圧器の外部冷却器より大きなものと
なり、特に自冷式のものは十分な冷却効果をあげるため
より大きくなるという欠点があった。

第３図及び第４図は、従来の自冷式ガス絶縁変圧器の側
面図及び平面図である。図に示すように変圧器タンクｌ
の中に鉄心２及びこの鉄心２に巻回された巻線３からな
る変圧器中身か納められると共に絶縁及び冷却媒体であ
るＳＦ６カス等の不燃性の絶縁ガス４が所定の圧力で封
入されている。

また、変圧器タンクｌの外部にはタンク内で温められた
絶縁ガス４を冷却するための冷却器５が設けられ、上部
ガス配管６と下部ガス配管７及び絶縁カス４を各冷却器
５に分流させる共通カス配管８等により変圧器タンク１
に接続されている。第３図および第４図の各配管内部Ｓ
こ夫々示された矢印は、絶縁ガス４の流れを示すもので
ある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記のような構成を存する従来の自冷式
ガス絶縁変圧器においては、以下に述べる様な解決すべ
き課題があった。

即ち、前述のごとく、絶縁ガス４は油入変圧器の絶縁油
に比べて熱容量が小さいので冷却特性が悪く、巻線３の
冷却効率が劣るばかりてな（、変圧器中身の発生損失が
仮りに同一の油入変圧器に比べても、冷却器５の大きさ
はその数倍となり、大形化すると共に冷却器５における
絶縁カスの冷却特性か著しく悪い。これは絶縁ガスと絶
縁油の冷却器内面における熱伝達率の差二二負うところ
である。

本発明は、以上の様な従来技術の欠点を解消するために
提案されたもので、その目的は、冷却効率を向上させ、
コンパクトな外部冷却器を有した自冷式ガス絶縁変圧器
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、鉄心及び巻線を収納じた変圧器タンク内に絶
縁ガスを封入し、タンク内で温められたｗ７！縁ガスを
冷却する冷却器を備えたガス絶縁変圧器において、変圧
器タンクとガス冷却器を結ぶ上部ガス配管に適当な間隔
にて複数枚の金属製放熱板を少くとも大地に対して垂直
に取り付けたことを特徴とするものである。

（作　用） このように構成することにより、絶縁ガスの流れが乱流
になっている冷却効率の高い上部ガス配管から放熱板に
よって熱が外部に放出され、更に放熱板が温められた空
気の対流を促進し、より冷却効率を同上することができ
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図及び第２図は本発明による自冷式カス絶縁変圧器
の構成を示す側面図及び平面図で、第３図及び第４図と
同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

本発明においては図に示すように水平に取り付けられた
上部ガス配管６に適当な間隔で配管に対して垂直に、且
つ大地に対しても垂直方向に延びるように複数枚の金属
製放熱板を取り付けている。

上部配管６が傾斜している場合等に１ま金属製放熱板９
は外部空気の対流を考慮して、配管に対しで任意の角度
で大地に対して垂直となるように取り付ける。

一般に自冷式ガス絶縁変圧器の温度試験を実施すると興
味深いことが解かる。それは、第３図に示した自冷式ガ
ス絶縁変圧器の上部ガス配管６の温度が冷却器６の上部
温度よりかなり高くなっているということである。しか
し、上部ガス配管６及び冷却器５の中を流れている絶縁
カスにそれ程の温度差があるとは考えられない。

この理由は、夫々の中を流れている絶縁ガスの流速が異
なり、絶縁ガスとガス配管もしくは冷却器の内面での熱
伝達率が大きく異なっているためと考えられる。

ガス配管内部では絶縁ガスが集中して流れるため、流速
が他に比べ著しく速くなっている。理論的には、絶縁ガ
スの流速Ｖと接している金属面での熱伝達率りとの関係
は、 （１）絶縁ガス流が一様に流れている層流の場合 １１ｏｃｙ”’ （１１）絶縁ガス流がうす流を伴う乱流の場合１１ｃｃ
ｙ” であることが知られている。

実際の温度試験においてガス絶縁変圧器内部の発生損失
と冷却器上部及び下部での絶縁ガス温度差よりガス循環
量を知り　これから上部カス配管内のガス流速を推定す
ると、数メートル７′秒となっていると考えられる。こ
の状態では、！！縁ガス流は乱流となり、上部ガス配管
内面との熱伝達率は、はぼ自冷式油入変圧器の絶縁油と
冷却器内面間の熱伝達率に匹敵する程、高まっている。

冷却器上部壁面及び上部カス配管壁面を介じての絶縁ガ
ス側と外部空気側温度分布を第５図と第６図に示す。第
６図に示す上部ガス配管６の壁面６ａでは、その断面積
か、冷却器の総断面積２こ比べかなり小さいため、流れ
が集中して流速が速まり、熱伝達率が高まって、絶縁ガ
ス温度θＧａｓと壁面内部温度θ′１との差が小さく、
外部空気温度θＡｉｒと壁面外部温度θ′２の差が大き
くなっている。

第５図の冷却器５の上部壁面５ａて；よ、第６図の場合
とは反対に絶縁ガス流速が遅くなるため、熱伝達率は低
く、壁面の温度は上部配管面程、高くなっていない。

ここで、両者表面かろの一定面積当たりの排熱量Ｑにつ
いて考えると、 Ｑ＝ｔｌＡ；ｒ　　−３−（θ２−θ１．．）］ＩＡｉ
ｒ：空気側熱伝達率 Ｓ　　ニ一定面積 θ２　　：配管もしくは冷却器上部の表面温度 θ＾、ｒ　＝外部空気温度 となり、排熱量Ｑ、即ち冷却効率は、表面温度と外部空
気温度の差が大きい程優れ、明らかに上部ガス配管壁面
６ａの方が冷却効率が高くなっていることがわかる。

従って、この上部ガス配管の周囲に外部空気の対流を良
くするように縦方向に金属製の放熱板９を取り付けるこ
とにより放熱面積が拡大されその冷却効率は一層増すこ
とになる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明においては、自冷式ガス絶縁
変圧器の上部ガス配管に金属製の放熱板を少くとも大地
に対して垂直になるように取り付けたので、従来に比べ
、外部冷却器の冷却特性を向上させることができ、コン
パクトな外部冷却器を備えた自冷式ガス絶縁変圧器を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明による自冷式ガス絶縁変圧器
の側面図及び平面図、第３図及び第４図は従来の自冷式
ガス絶縁変圧器の配置構成を示す側面図及び平面図、第
５図及び第６図は冷却器上部壁面及び上部ガス配管を介
した、内部絶縁ガス側と外部空気側の温度分布図である
。 １・・・変圧器タンク、２・・・鉄心、３・・・巻線、
４・・・絶縁ガス、５・・・冷却器、６・・・上部ガス
配管、７・・・下部ガス配管、８・・・共通ガス配管、
９・・・放熱板、工０・・・冷却器上部壁面、１１・・
・上部ガス配管壁面。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 １１２図 第３図 ５ａ 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 変圧器タンク内に鉄心と、この鉄心に巻回された巻線か
   らなる変圧器中身を所定圧力の絶縁ガスと共に収納し、
   変圧器タンク外に冷却器を設けて、これら変圧器タンク
   と冷却器間を上部ガス配管及び下部ガス配管により接続
   した自冷式ガス絶縁変圧器において、前部上部ガス配管
   の周囲に適当な間隔で複数枚の金属製の放熱板を少くと
   も大地に対して垂直に取り付けたことを特徴とする自冷
   式ガス絶縁変圧器。