JPH0546018U - ガス絶縁計器用変圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】高圧コイルの端部付近の沿面電界強度を低く
し、絶縁耐力を向上させる。 【構成】高圧コイル７の縦断面上で高圧コイル７の一連
のコイル層７ａ，７ａ，…の軸線方向の各端部が、高圧
コイル７にインパルス電圧を印加した際の電位分布を示
す等電位線と直交する特定の電気力線Ｅ1 に沿って並
び、高圧コイル７の一連の層間絶縁層７ｂ，７ｂ，…の
軸線方向の各端面が上記等電位線と直交する他の電気力
線Ｅ2 に沿うように、各コイル層７ａ，７ａ，…の各端
部の位置と各層間絶縁層７ｂ，７ｂ，…の各端面の位置
及び形状とを設定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ガス絶縁開閉装置等に用いるガス絶縁計器用変圧器（ＶＴ）に関す るものである。

【０００２】

【従来の技術】

ガス絶縁計器用変圧器は、鉄心に低圧コイルと高圧コイルとを巻装した変圧器 本体を、ＳＦ₆ ガスが封入されたガス容器内に収納することにより構成される。 図３は従来のガス絶縁計器用変圧器の本体のほぼ半部を示したもので、同図にお いて１は鉄心、２は鉄心１の脚部に取付けられた２次巻形、３は２次巻形２の外 周に巻回された低圧コイル（２次コイル）である。低圧コイル３は、プラスチッ クフィルムを層間絶縁層として成層巻きしたもので、この低圧コイル３はその軸 線方向の両端が２次巻形２の両端よりも内側に位置するように巻回されている。 ２次巻形２の両端には絶縁リング４，４が嵌合され、これらの絶縁リングの外 周に１次巻形５が嵌合されている。１次巻形５の外周に低圧電位固定板６が１タ ーンを形成しないように巻き付けられ、この低圧電位固定板６の外周に高圧コイ ル（１次コイル）７が成層巻きされている。高圧コイル７は、一連のコイル層７ ａ，７ａ，…とプラスチックフィルムからなる層間絶縁層７ｂ，７ｂ，…とを交 互に積層したものからなるが、各コイル層７ａはその軸線方向の両端を隣接する 層間絶縁層の軸線方向の両端よりも内側に位置させた状態で巻回されている。そ して高圧コイルの半部の縦断面が台形状を呈するように、一連のコイル層７ａ， ７ａ，…の軸線方向の各端部、及び一連の層間絶縁層７ｂ，７ｂ，…の軸線方向 の各端部が、高圧コイルの縦断面上でコイル巻回軸に対して所定の角度θだけ傾 斜した直線に沿って並ぶように、各コイル層の巻回幅及び各層間絶縁層の幅が設 定されている。傾斜角θは高圧コイルのインパルス電位分担を考慮して適宜に設 定される。プラスチックフィルムとして２５μのＰＥＴフィルムを用いる場合傾 斜角θは通常は５０度ないし６５度の範囲に設定される。

【０００３】 高圧コイル７の外周には高圧電位固定板８が配置され、高圧電位固定板８の外 側に高圧コロナシールド９が配置されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記のガス絶縁計器用変圧器において、高圧コロナシールド９と接地（鉄心１ 及び容器）間の絶縁は、ガス空間絶縁によるため、安定した絶縁特性が得られる 。しかし、プラスチックフィルムからなる層間絶縁層７ｂの端面の沿面は図４に 示したように、ガス空間と誘電体（フィルム）との間の境界面でくさび形の電界 Ｅ´が生じるため、電界の集中が生じ易く、この部分が絶縁の弱点となるおそれ があった。特に層間絶縁層の端部に塵や埃が付着した場合に、電界が大幅に擾乱 されて、絶縁破壊を生じる恐れがあった。

【０００５】 本考案の目的は、層間絶縁層の端部付近で電界の集中が生じるのを防いで絶縁 耐力を高めることができるようにしたガス絶縁計器用変圧器を提供することにあ る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、鉄心に２次巻形を介して巻回された低圧コイルと、低圧コイルの外 周側に配置された１次巻形にプラスチックフィルムからなる層間絶縁層とコイル 層とを交互に形成することにより巻回された多層の高圧コイルとを備えたガス絶 縁計器用変圧器に係わるもので、本考案においては、高圧コイルの縦断面上で該 高圧コイルの一連のコイル層の軸線方向の各端部が、高圧コイルにインパルス電 圧を印加した際の電位分布を示す等電位線と直交する特定の電気力線に沿って並 び、該高圧コイルの一連の層間絶縁層の軸線方向の各端面が前記等電位線と直交 する他の電気力線に沿うように、各コイル層の各端部の位置と各層間絶縁層の各 端面の位置及び形状とを設定した。

【０００７】

【作用】

上記のように構成すると、各コイル層の端部付近では、コイルの径方向に向か う径方向電界がコイルから外部に向かう軸方向電界よりも大きいため、両電界の 合成電界は、層間絶縁層を貫通する方向に向いた電界となる。しかし層間絶縁層 の端面に沿う沿面電界は、層間絶縁層の端面とガス空間との境界面に平行となり 、層間絶縁層の端面付近にくさび形電界が生じることはない。従って層間絶縁層 の各端部での沿面電界を低く保って、層間絶縁層の端部付近の絶縁耐力を高める ことができ、高圧コイルの端部付近でもガス空間と同様な安定した絶縁性能を得 ることができる。

【０００８】 また層間絶縁部の端部に塵や埃が付着した場合の電界の擾乱の幅を従来よりも はるかに狭くすることができるため、絶縁の信頼性を高めることができる。

【０００９】 更に高圧コイルの端部付近の絶縁の裕度を高めることができるため、高圧コイ ルの端部の接地間の距離を短縮して変圧器全体をコンパクトに構成することが可 能になる。

【００１０】

【実施例】

図１は本考案の実施例における変圧器本体の構成を示したもので、変圧器本体 の基本的な構成は従来のものと同様であり、図３の各部と同等の部分にはそれぞ れ同一の符号を付してある。即ち、図１において１は鉄心、２は鉄心１の脚部に 取付けられた２次巻形、３は２次巻形２の外周に巻回された低圧コイルである。 ２次巻形２の両端に絶縁リング４，４が嵌合され、これらの絶縁リングの外周に １次巻形５が嵌合されている。１次巻形５の外周に低圧電位固定板６が１ターン を形成しないように巻き付けられ、低圧電位固定板６の外周に高圧コイル７が成 層巻きされている。図２に示したように、高圧コイル７は電線７a1を円筒巻きし てなる一連のコイル層７ａ，７ａ，…と、所定枚数のプラスチックフィルムの積 層体からなる層間絶縁層７ｂ，７ｂ，…とからなり、各コイル層７ａはその軸線 方向の両端を隣接する層間絶縁層の軸線方向の両端よりも内側に位置させた状態 で巻回されている。

【００１１】 本考案においては、高圧コイルにインパルス電圧を印加した際の電位分布を計 算して、この電位分布を示す等電位線Ｖ1 ，Ｖ2 ，…を求めておく。そして高圧 コイルの縦断面上で該高圧コイルの一連のコイル層７ａ，７ａ，…の軸線方向の 各端部が、上記等電位線Ｖ1 ，Ｖ2 ，…と直交する特定の電気力線Ｅ1 に沿って 並び、該高圧コイルの一連の層間絶縁層７ｂ，７ｂ，…の軸線方向の各端面が上 記等電位線と直交する他の電気力線Ｅ2 に沿うように、各コイル層の各端部の位 置と各層間絶縁層の各端面の位置及び形状とを設定する。

【００１２】 高圧コイル７の外周には高圧電位固定板８が１ターンを形成しないように巻き 付けられ、この電位固定板の軸線方向の両端には電界緩和用リング８ａが配置さ れている。高圧電位固定板８を外側から囲むように高圧コロナシールド９が配置 され、この高圧コロナシールド９は取付け金具１０を介して高圧電位固定板８に 固定されている。

【００１３】 上記変圧器本体は、ＳＦ₆ ガスが封入された容器内に収納され、変圧器本体と 該容器とによりガス絶縁計器用変圧器（ＶＴ）が構成される。

【００１４】 上記のように構成すると、図２に示したように、各コイル層７ａの端部付近で は、コイルの径方向に向かう径方向電界Ｅr がコイルから外部に向かう軸方向電 界Ｅz よりも大きいため、両電界の合成電界Ｅは、層間絶縁層を貫通する方向に 向いた電界となる。しかし層間絶縁層７ｂの端面に沿う沿面電界Ｅs は、層間絶 縁層の端面とガス空間との境界面に平行となり、層間絶縁層の端面付近にくさび 形電界が生じることはない。従って層間絶縁層の各端部での沿面電界を低く保っ て、層間絶縁層の端部付近の絶縁耐力を高めることができ、高圧コイルの端部付 近でもガス空間と同様な安定した絶縁性能を得ることができる。

【００１５】 上記のように構成すると、高圧コイルの縦断面上で高圧コイルの一連のコイル 層の端部を結ぶ包絡線及び一連の層間絶縁層の端面を結ぶ包絡線がそれぞれ電気 力線Ｅ1 ，Ｅ2 に沿った曲線になるが、層間絶縁層を形成するフィルムとして２ ５μのＰＥＴフィルムを用いる場合、これらの曲線の各部での接線がコイルの巻 回軸に対してなす角度はほぼ５０度ないし６５度の範囲になる。

【００１６】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、高圧コイルの層間絶縁層の各端部での沿面電 界を低く保って、層間絶縁層の端部付近の絶縁耐力を高めることができるため、 高圧コイルの端部付近でもガス空間と同様な安定した絶縁性能を得ることができ る利点がある。

【００１７】 また本考案によれば、層間絶縁部の端部に塵や埃が付着した場合の電界の擾乱 の幅を従来よりもはるかに狭くすることができるため、絶縁の信頼性を高めるこ とができる利点がある。

【００１８】 更に本考案によれば、高圧コイルの端部付近の絶縁の裕度を高めることができ るため、高圧コイルの端部の接地間の距離を短縮して変圧器全体をコンパクトに 構成することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例の要部を示す半部縦断面図であ
る。

【図２】本考案の実施例における高圧コイルの端部付近
の構成を拡大して示した要部拡大縦断面図である。

【図３】従来の変圧器の要部を示した半部縦断面図であ
る。

【図４】従来の変圧器の高圧コイルの端部付近の構成を
拡大して示した要部拡大縦断面図である。

【符号の説明】

１…鉄心、２…２次巻形、３…低圧コイル（２次コイ
ル）、４…絶縁リング、５…１次巻形、６…低圧電位固
定板、７…高圧コイル（１次コイル）、７ａ…コイル
層、７ｂ…層間絶縁層、８…高圧電位固定板、９…高圧
コロナシールド。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】鉄心に２次巻形を介して巻回された低圧コ
   イルと、前記低圧コイルの外周側に配置された１次巻形
   にプラスチックフィルムからなる層間絶縁層とコイル層
   とを交互に形成することにより巻回された高圧コイルと
   を備え、前記高圧コイルの各コイル層の両端は隣接する
   層間絶縁層の両端よりも内側に配置されているガス絶縁
   計器用変圧器において、 前記高圧コイルの縦断面上で該高圧コイルの一連のコイ
   ル層の軸線方向の各端部が、高圧コイルにインパルス電
   圧を印加した際の電位分布を示す等電位線と直交する特
   定の電気力線に沿って並び、該高圧コイルの一連の層間
   絶縁層の軸線方向の各端面が前記等電位線と直交する他
   の電気力線に沿うように、各コイル層の各端部の位置と
   各層間絶縁層の各端面の位置及び形状とが設定されてい
   ることを特徴とするガス絶縁計器用変圧器。