JPH05315150A

JPH05315150A - 箔巻変圧器

Info

Publication number: JPH05315150A
Application number: JP12062192A
Authority: JP
Inventors: Kyoichi Uehara; 京一上原; Akifumi Inui; 昭文乾; Tsuneji Teranishi; 常治寺西; Hiroshi Murase; 洋村瀬
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-05-13
Filing date: 1992-05-13
Publication date: 1993-11-26

Abstract

(57)【要約】【目的】冷却性能の向上、冷媒の取扱いの容易化、及
び冷却系の経済性の向上に貢献可能であり、かつ、保守
の容易な箔巻変圧器を提供する。【構成】導体シート３０と絶縁シート３１とを重ねて
巻いた箔巻巻線３をゲル状絶縁物などの絶縁媒体２２と
共にタンク２１内に封入する。タンク２１内の箔巻巻線
３の内部または外部に冷却パネルなどの冷却手段４を配
置し、タンク２１外に設けた冷媒循環手段２３，２４か
ら冷却配管９を介して冷却手段４内に冷媒２５を導入す
る。冷媒２５として純水を使用し、冷却系のタンク２１
外の一部に、冷却手段４内に導入する冷媒２５の純水状
態を維持するイオン交換樹脂などの純水変換手段２６を
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属シートと絶縁シー
トとを重ねて巻いた箔巻巻線を用い、この巻線内に冷却
パネルを設けた箔巻変圧器に関する。

【０００２】

【従来の技術】箔巻変圧器は、巻線の占積率が高く、小
型・軽量化できるという優れた特徴を有するため、すで
に低電圧クラスでの数１００ｋＶＡ程度の変圧器まで実
用化されている。近年では、このような箔巻変圧器を、
さらに、高電圧大容量器（例えば、２７５ｋＶ−３００
ＭＶＡ級）に拡大適用するための技術が研究開発されて
いるが、この場合の最大の技術的問題点は、冷却性能の
向上と巻線の高い絶縁性能の確保である。

【０００３】従来、このような大容量変圧器としては、
図５に示すような箔巻変圧器が考えられている。すなわ
ち、タンク１内には、鉄心２とその周囲に形成された箔
巻巻線３、及びこの箔巻巻線３内に内蔵された冷却パネ
ル４からなる変圧器中身が、対地絶縁性能を確保するた
めの絶縁媒体であるＳＦ₆ガス５と共に封入されてい
る。そして、箔巻巻線３の外周面の上下端部には、電界
緩和用のシールド６が設けられている。

【０００４】また、タンク１外には、冷媒循環手段とし
て、冷却器７及びポンプ８が設けられ、冷却配管９を介
して、タンク１内の冷却パネル４と接続され、冷却系を
形成している。この冷却系においては、冷媒として、絶
縁耐力の高いフロロカーボン１０が使用されており、こ
のフロロカーボン１０を箔巻巻線３内に内蔵された冷却
パネル４に送り込み、箔巻巻線３で発生する熱損失をフ
ロロカーボン１０の潜熱を利用して冷却するように構成
されている。この場合、フロロカーボン１０の圧力は、
同圧器１１によって、タンク１内のＳＦ₆ガス５の圧力
と等しく調整されるようになっている。

【０００５】なお、タンク１内の箔巻巻線３は、導線１
２を介してケーブル終端箱１３内に引き込まれ、さら
に、ケーブルコーン１４を介してケーブル１５に接続さ
れている。このケーブル終端箱１３内にも、ＳＦ₆ガス
５が封入されており、絶縁スペーサ１６によって、タン
ク１内のＳＦ₆ガス５とガス区分されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
な従来の箔巻変圧器においては、冷媒として、絶縁耐力
の高いフロロカーボン類が使用されているが、この種の
冷媒は、比熱が水に比べて若干低く、ガスを吸着し易い
ため、組立時のフラッシングや注入時の取扱いが難し
く、容易に入手することもできないという欠点がある。
その上、絶縁油と比較すると、フロロカーボン類の価格
は約２０倍と高価であり、ポンプや冷却器についても、
耐磨耗性や浸透性などの観点からフロロカーボン類専用
のものを使用しなければならないため、冷却系の経済性
に問題がある。また、このようにフロロカーボン類専用
のポンプや冷却器を使用することにより、これらの機器
に不具合を発見した場合などには、その不具合を解消
し、あるいは代替品を準備するために、多くの時間が必
要となり、また、保守の時間も長くなるという欠点があ
る。一方、絶縁媒体として、ＳＦ₆ガスを使用した場合
には、ＳＦ₆ガスを高圧でタンク内に封入する必要か
ら、タンクとして高い圧力に耐え得る圧力容器を使用す
る必要があり、この点も変圧器のコストアップにつなが
っている。

【０００７】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その目的は、
冷却性能の向上、冷媒の取扱いの容易化、及び冷却系の
経済性の向上に貢献可能であり、かつ、保守の容易な箔
巻変圧器を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による箔巻変圧器
は、導体シートと絶縁シートとを重ねて巻いた箔巻巻線
を絶縁媒体と共にタンク内に封入し、このタンク内の箔
巻巻線の内部または外部に冷却手段を配置し、タンク外
に設けた冷媒循環手段から冷却配管を介して前記冷却手
段内に冷媒を導入する冷却系を備えた箔巻変圧器におい
て、前記冷媒として純水を使用し、前記冷却系のタンク
外の一部に、前記冷却手段内に導入する冷媒の純水状態
を維持する純水変換手段を設けたことを特徴としてい
る。また、望ましくは、絶縁媒体としてゲル状絶縁物を
使用する。さらに、冷却手段は、一般的には、箔巻巻線
内に内蔵された冷却パネルであり、また、純水変換手段
としては、一般的にはイオン交換樹脂を使用する。

【０００９】

【作用】以上のような構成を有する本発明の作用は次の
通りである。まず、冷媒として純水を用いることによ
り、純水の潜熱がフロロカーボン類に比較して大きいた
め、冷却性能を向上できる。そして、純水変換手段によ
り、冷媒の純水状態を維持し、常に純水を冷却パネルな
どの冷却手段に導入することができるため、純水のイオ
ン化による絶縁性能の低下を生じることがない。

【００１０】また、このように冷媒として純水を使用し
た場合には、冷却系に標準的なポンプや冷却器を使用で
きると共に、組立時の冷却系のフラッシングや冷媒の取
扱いが容易となる。さらに、絶縁媒体としてゲル状絶縁
物を使用した場合には、ゲル状絶縁物が高いシール性を
有するため、圧力容器ではない通常のタンクを使用する
ことが可能となり、また、万一冷媒である純水がリーク
した場合でも、巻線の絶縁性能を低下させることはな
い。

【００１１】

【実施例】以下には、本発明による箔巻変圧器の複数の
実施例について、図１乃至図４を参照して説明する。

【００１２】まず、図１乃至図３は、本発明による箔巻
変圧器の代表的な一実施例を示す図であり、図１は側面
断面図、図２は巻線の構造を示す断面図、図３は図２の
Ａ部に相当する巻線の端部を示す断面図である。なお、
図５に示した従来技術と同一部分には同一符号を付し、
説明を省略する。

【００１３】すなわち、図１に示すように、圧力容器で
ない通常のタンク２１内には、鉄心２と箔巻巻線３及び
この箔巻巻線内に内蔵された冷却パネル４からなる変圧
器中身と共に、対地絶縁性能を確保するための絶縁媒体
として、シール性能の高いゲル状絶縁物２２が封入され
ている。また、タンク２１外には、冷媒循環手段とし
て、標準の冷却器２３及びポンプ２４が設けられ、冷却
配管９を介して、タンク２１内の冷却パネル４と接続さ
れ、冷却系を形成している。そして、この冷却系におい
ては、冷媒として純水２５が使用されている。さらに、
ポンプ２４から冷却パネル４への冷媒の導入部と、冷却
パネル４から冷却器２３への冷媒の導出部には、イオン
化した純水２５を中和するイオン交換樹脂２６が配置さ
れている。なお、タンク２１内における絶縁上それ程重
要でない箇所には、詰め物２７が配置されており、これ
によってゲル状絶縁物２２の量の低減が図られている。

【００１４】一方、図２に示すように、箔巻巻線３は、
内周側の低圧箔巻巻線３ａと外周側の高圧箔巻巻線３ｂ
とから構成されており、各巻線３ａ，３ｂは、それぞれ
巻線絶縁筒２８の周囲に巻回形成され、ダクトピース２
９を介して配置されている。そして、各巻線３ａ，３ｂ
は、図３に示すように、導体シート３０とこれより幅広
の絶縁シート３１とを重ねて巻回して構成されており、
絶縁シート３１の導体シート３０からの突出部分の間に
は、巻線端部詰め物３２が挿入されている。なお、図中
４ａは冷却パネル４のヘッダであり、冷却パネル４と冷
却配管９との接続部に相当する。

【００１５】以上のような構成を有する本実施例におい
ては、まず、冷媒として、フロロカーボン類よりも潜熱
の大きい純水２５を使用することから、前述した従来技
術よりも冷却性能を向上できる。そして、冷却パネル４
への冷媒の導入部及び導出部にイオン交換樹脂２６を設
けたことにより、冷却パネル４、あるいは冷却器２３ま
たはポンプ２４でイオン化した純水２５を、常時中和さ
せることができるため、純水２５のイオン化によって絶
縁性能が低下する問題はない。

【００１６】また、冷媒として純水２５を使用した結
果、冷却系に使用する冷却器やポンプについては、従来
使用していたフロロカーボン類専用のものを使用する必
要がなくなり、標準的な冷却器２３やポンプ２４を使用
することができる。さらに、絶縁媒体としてシール性の
高いゲル状絶縁物２２を使用するため、タンクについて
も、圧力容器ではなく通常のタンク２１を使用すること
ができる。

【００１７】このように、本実施例においては、箔巻変
圧器の冷媒として純水を使用することにより、冷却性能
を向上でき、また、組立時におけるフラッシングや冷媒
注入時の取扱いが容易になり、その入手も容易である。
そして、このような純水の使用により、冷却系に標準的
なポンプや冷却器が使用できるため、純水が安価である
ことも合せて冷却系の経済性が改善されると共に、不具
合発生時における代替品の確保や保守が容易となる。さ
らに、本実施例では、絶縁媒体としてゲル状絶縁物を使
用していることから、通常のタンクを使用できるため、
この点からも変圧器全体の経済性を向上することができ
る。

【００１８】次に、図４は、本発明による箔巻変圧器の
別の実施例を示す断面図である。この実施例において
は、ポンプ２４から冷却パネル４への冷媒の導入部に、
２系統の冷却配管９ａ，９ｂが設けられ、それぞれに、
イオン交換樹脂２６が取り付けられている。そして、こ
の２系統のイオン交換樹脂２６の前後２箇所にバルブ３
３がそれぞれ設けられ、これらのバルブ３３の開閉によ
り、純水２５がいずれか一方の系統のみを流れるように
切り換え可能に構成されている。

【００１９】このように構成した場合には、イオン交換
樹脂２６の交換にあたって、交換するイオン交換樹脂２
６の配管系統を閉鎖し、他方のイオン交換樹脂２６の配
管系統にのみ純水２５を流すことにより、変圧器の運転
を停止することなくイオン交換樹脂２６を交換すること
ができ、保守管理が容易になると共に、純水の絶縁耐力
を低下させず、信頼性の高い変圧器が得られる。

【００２０】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、その他の実施例として、巻線端部
のみにゲル状絶縁物を充填し、対地絶縁についてはＳＦ
₆ガスを使用することも可能である。この場合には、前
記実施例と同様に、冷媒である純水の充電部への漏出を
防止でき、絶縁性能の低下を防止できる。また、本発明
は、絶縁媒体としてゲル状絶縁物以外の絶縁媒体、すな
わち、ＳＦ₆ガスなどの絶縁性ガス、絶縁油などの絶縁
性液体、固体絶縁物によるモールド絶縁などの各種の絶
縁媒体を使用する全ての箔巻変圧器に適用可能である。

【００２１】一方、冷却系において、イオン交換樹脂を
設ける位置やその数は、適宜選択可能であり、また、純
水変換手段として、イオン交換樹脂以外の各種の手段を
使用することも可能である。そして、タンク内に設ける
冷却手段についても、冷却パネル以外の各種の手段を使
用可能であり、例えば、冷却パイプを使用して、巻線内
に巻き込んだり、あるいはまた、巻線の外周に巻き付け
る形で配置するなど、その構成は自由に変更可能であ
る。また、冷却系を一部または全てにわたって透明な材
料で形成し、外部から冷媒の状態を監視できるような構
成とすることにより、保守を容易にできる。さらに、冷
却配管を絶縁物にて構成することにより、タンク内の配
管部分における純水に加わる電界を大幅に緩和すること
ができ、冷却系の絶縁信頼性を一層向上することができ
る。

【００２２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、箔
巻変圧器の冷却系にイオン交換樹脂などの純水変換手段
を設けることにより、純水のイオン化による絶縁性能の
低下を生じることなく、冷媒として純水が使用できるた
め、冷却性能の向上、冷媒の取扱いの容易化、及び冷却
系の経済性の向上に貢献可能であり、かつ、保守の容易
な箔巻変圧器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による箔巻変圧器の代表的な一実施例を
示す側面断面図。

【図２】図１の巻線の構造を示す断面図。

【図３】図２のＡ部に相当する巻線の端部を示す断面
図。

【図４】本発明による箔巻変圧器の別の実施例を示す側
面断面図。

【図５】従来の箔巻変圧器の一例を示す側面断面図。

【符号の説明】

１，２１…タンク２…鉄心３…箔巻巻線３ａ…低圧箔巻巻線３ｂ…高圧箔巻巻線４…冷却パネル４ａ…ヘッダ５…ＳＦ₆ガス６…シールド７，２３…冷却器８，２４…ポンプ９，９ａ，９ｂ…冷却配管１０…フロロカーボン１１…同圧器１２…導線１３…ケーブル終端箱１４…ケーブルコーン１５…ケーブル１６…絶縁スペーサ２２…ゲル状絶縁物２５…純水２６…イオン交換樹脂２７…詰め物２８…巻線絶縁筒２９…ダクトピース３０…導体シート３１…絶縁シート３２…巻線端部詰め物３３…バルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村瀬洋神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号株式会社東芝浜川崎工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導体シートと絶縁シートとを重ねて巻い
た箔巻巻線を絶縁媒体と共にタンク内に封入し、このタ
ンク内の箔巻巻線の内部または外部に冷却手段を配置
し、タンク外に設けた冷媒循環手段から冷却配管を介し
て前記冷却手段内に冷媒を導入する冷却系を備えた箔巻
変圧器において、前記冷媒として純水を使用し、前記冷却系のタンク外の
一部に、前記冷却手段内に導入する冷媒の純水状態を維
持する純水変換手段を設けたことを特徴とする箔巻変圧
器。
【請求項２】前記絶縁媒体として、ゲル状絶縁物を使
用したことを特徴とする請求項１に記載の箔巻変圧器。