JPH10172835A - ガス絶縁変換器用変圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直流電圧印加時の巻線間の電位分布を改善し
て、交流電圧印加時の絶縁強度を維持しつつ、直流電圧
印加時の絶縁強度の向上を図ったガス絶縁変換器用変圧
器を提供する。 【解決手段】 交流線路に接続される交流巻線２２とサ
イリスタバルブに接続される直流巻線２３と、絶縁筒２
７ａ、２７ｂが同心円状に収納され、これら絶縁筒２７
ａ、２７ｂを支持するようにしてダクトピース３０ａ、
３０ｂが配置されたガス絶縁変換器用変圧器において、
ダクトピース３０ａ、３０ｂの絶縁抵抗率が、絶縁筒２
７ａ、２７ｂの絶縁抵抗率よりも高く設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直流送電に使用す
る交直変換器用変圧器に係わり、特に、変圧器内部の直
流電圧が加わる巻線間の固体絶縁物を改良したガス絶縁
変換器用変圧器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、直流送電が多方面で使用されてお
り、一部地域においては系統を連係する２５０ｋＶ直流
送電が実施されている。これは、直流送電が大容量、長
距離送電及び異周波数連係など、系統運用上多くのメリ
ットを有するためである。このような直流送電には、交
流を直流に、あるいは直流を交流に変換するための交直
変換所が不可欠である。この交直変換所について、図９
の配線図と図１０の鳥観図とを参照して具体的に説明す
る。

【０００３】［交直変換所］図９に示すように、交直変
換所には交流線路１、変換用変圧器２ａ、２ｂ、サイリ
スタバルブ群３ａ、３ｂ、直流リアクトル４および直流
線路５が順次接続されて設けられている。これらの構成
要素のうち、サイリスタバルブ群３ａ、３ｂを形成する
サイリスタバルブ６ａ、６ｂが、交流電圧を直流電圧
に、あるいは直流電圧を交流電圧に変換する主要素であ
る。サイリスタバルブ６ａ、６ｂとしては、現在のとこ
ろ、運転実績、保守、点検の面から、空気絶縁方式のも
のが一般的であり、この方式のサイリスタバルブ６ａ、
６ｂは、通常、バルブホール７（図９では二点鎖線にて
図示）と称される建屋内に収納される。なお、図９中の
符号８ａ、８ｂは変圧器用避雷器、９は直流リアクトル
用避雷器、１０はサイリスタバルブ群３ａ、３ｂのＡ−
Ｋ間避雷器である。

【０００４】図１０では、前述したサイリスタバルブ６
ａ、６ｂ、バルブホール７及び変換器用変圧器２ａ、２
ｂなどの配置の一例を示している。この図に示すよう
に、バルブホール７に近接して交流線路１および変換器
用変圧器２ａ、２ｂが配置されており、バルブホール７
内にはサイリスタバルブ６ａ、６ｂ、直流リアクトル用
避雷器９および直流ブッシング１２が収納されている。
また、バルブホール７の壁面には壁貫ブッシング１１が
設けられており、この壁貫ブッシング１１を介してサイ
リスタバルブ６ａ、６ｂと変換器用変圧器２ａ、２ｂと
が接続されている。なお、図１２では示さないが、直流
線路５に接続される直流リアクトル４は、バルブホール
７の外部に設置されており、バルブホール７内の直流ブ
ッシング１２に接続されるようになっている。

【０００５】以上のような構成を有する交直変換所で
は、変換器用変圧器２ａ、２ｂが交流線路１から交流電
圧を入力し、適用な電圧に調整する。そして変換器用変
圧器２ａ、２ｂは調整した電圧を壁貫ブッシング１１を
介してサイリスタバルブ６ａ、６ｂに送る。サイリスタ
バルブ６ａ、６ｂは交流電圧を直流電圧に変換し、直流
ブッシング１２および直流リアクトル４を介して直流線
路５へと送る。

【０００６】［油絶縁変換器用変圧器］変換器用変圧器
２ａ、２ｂの絶縁方式としては、油絶縁方式が広く知ら
れている。この油絶縁変換器用変圧器は運転時及び工場
実験時に直流電圧が印加されるため、交流電圧に対する
絶縁設計とは異なる絶縁設計がなされている。すなわ
ち、油絶縁方式では絶縁油とプレスボードなどの固体絶
縁物とを用いた複合絶縁構成になっている。このような
構成をとる油絶縁変換器用変圧器に直流電圧を印加した
場合、絶縁抵抗の大きい固体絶縁物には大きな電圧が加
わり、絶縁抵抗の小さい絶縁油にはあまり電圧が加わら
ないことになる。したがって、油絶縁変換器用変圧器で
は、固体絶縁物および絶縁油の両方に適用な電圧が加わ
るべく、固体絶縁物の配置が工夫されて、設計、製作さ
れている。

【０００７】［ガス絶縁変換器用変圧器］以上のような
油絶縁変換器用変圧器には運転実績があり、現在多く用
いられているが、近年では防災上の理由から、油絶縁変
換器用変圧器に代わる変換器用変圧器として、絶縁媒体
に不燃性の絶縁ガスを使用したガス絶縁変換器用変圧器
が注目を集めている。このガス絶縁変換器用変圧器は基
本的には、絶縁媒体及び冷却媒体を絶縁油から絶縁ガス
に置き換えたものであり、その巻線構成は従来の油絶縁
変換器用変圧器とほぼ構成の同じにように、導体のワイ
ヤーに高分子絶縁フィルムを重ねて巻回した巻線を用い
たものである。

【０００８】ここでガス絶縁変換器用変圧器について、
図１１および図１２を用いて具体的に説明する。図１１
は変圧器内部の断面図、図１２は巻線部分の平面図であ
る。図１１に示すように、容器２１（図１１にて一点鎖
線にて図示）には絶縁ガス２６が充填されると共に、交
流線路に接続される交流巻線２２とサイリスタバルブに
接続される直流巻線２３とが収納されている。また、図
１１中、符号２７は絶縁筒、２８はダクトカラー、２９
は巻線２２、２３間の絶縁領域を示している。絶縁領域
２９は絶縁ガス２６と、絶縁筒２７および後述するダク
トピース３０からなる固体絶縁物とから構成される。

【０００９】図１２に示すように、巻線２２、２３およ
び絶縁筒２７は同心円状に配置されている。絶縁筒２７
は巻線２２、２３間の絶縁距離が大きい場合に巻線２
２、２３間に設けられるものである。また、絶縁筒２７
を支持するようにして複数のダクトピース３０が設けら
れている。

【００１０】これらダクトピース３０は巻線２２、２３
の円周方向に等間隔で、且つ巻線２２、２３の半径方向
に沿って一直線上に配置されており、断面形状が四角の
絶縁物から構成されている。また、ダクトピース３０は
絶縁筒２７を挟むようにして配置されるので、幅寸法に
比べて半径方向の寸法（厚さ）が短くなっている。その
ため、ダクトピース３０は高い安定性を良く、衝撃が加
わっても倒れて難くなっている。このようなダクトピー
ス３０により、巻線２２、２３間の絶縁距離を確保する
と共に、輸送時の衝撃荷重や短絡事故時に発生する短絡
機械力によって生じる巻線２２、２３の位置ずれや変形
を防止することができる。

【００１１】上記ガス絶縁変換器用変圧器に交流電圧を
印加した場合、巻線２２、２３間の絶縁領域２９には絶
縁ガス２６と固体絶縁物（絶縁筒２７およびダクトピー
ス３０）の両方が存在するので、絶縁ガス２６と固体絶
縁物に対して平等に電位が分担されず、比誘電離の小さ
い方により多くの電位差が生じることになる。

【００１２】ところで、ダクトピース３０の断面形状が
四角形状であるのに対し、巻線２３、２２や絶縁筒２７
は円形である。そのため、ダクトピース３０と巻線２
２、２３あるいはダクトピース３０と絶縁筒２７とが接
する部分には微小な隙間ができ、ここにくさびギャップ
が生じる。このくさびギャップには比誘電率の比分だけ
大きな電界が加わることになり、絶縁耐力の低下を招い
た。そこで、特開平２−２８４２１９号公報にあるよう
に、ダクトピース３０に切欠部を形成し、この切欠部を
絶縁ガス空間として、くさびギャップ部分の電界低減を
図ったガス絶縁変換器用変圧器が提案されていた（図１
３参照）。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ガス絶縁変換器用変圧
器では以上のように交流電圧を印加する場合だけではな
く、工場試験時に直流巻線２３に直流を印加する一方で
交流巻線２２を接地する場合など、直流電圧を加えるこ
ともある。このような直流電圧印加時には次のような問
題を生じていた。

【００１４】すなわち、絶縁ガス２６の絶縁抵抗は、固
体絶縁物である絶縁筒２７およびダクトピース３０の絶
縁抵抗に比べて非常に大きい。そのため、巻線２２、２
３間に直列に直流電圧を印加した場合、絶縁抵抗の大き
い絶縁ガス２６には大きな電圧が加わり、絶縁抵抗が小
さな絶縁筒２７およびダクトピース３０にはあまり電圧
が加わらないことになる。したがって、巻線２２、２３
間に並列に直流電圧を印加すると、固体絶縁物である絶
縁筒２７およびダクトピース３０の絶縁抵抗によって電
位分担が決まることになる。この点について、図１４に
示した電位分布図を用いて以下に詳しく説明する。

【００１５】すなわち、絶縁抵抗の小さいダクトピース
３０（図１４では太線にて示す）付近では等電位線３９
が絶縁ガス２６側に押し出されて「疎」となっており、
絶縁抵抗の大きい絶縁ガス２６部分では等電位線３９が
「密」となっている。このとき、ダクトピース３０付近
から絶縁ガス２６側へと押し出される等電位線３９は、
ダクトピース３０に対して斜めに入り込むことになる
が、これはダクトピース３０に対して斜め方向から電界
が加わることを意味している。ダクトピース３０はその
働きから厚さ方向に圧力が加わるようになっているの
で、斜め方向に電界が加わると、ダクトピース３０の絶
縁耐力の低下を招くおそれがあった。

【００１６】また、ダクトピース３０付近から絶縁ガス
２６側へと押し出される等電位線３９は、ダクトピース
３０間に位置する絶縁筒２７を横切ることになる。つま
り、絶縁筒２７の沿面方向に対して垂直に等電位線３９
が通り、絶縁筒２７の沿面方向に電界が加わるようにな
っている。この絶縁筒２７の沿面方向で分担する電位は
ダクトピース３０の厚さ方向（図１４の上下方向）の絶
縁抵抗と絶縁筒２７の円周方向（図１４の左右方向）の
絶縁抵抗の分担でおおむね決まることになる。

【００１７】通常、ダクトピース３０は、変圧器の輸送
時に発生する機械力に対して巻線２２、２３が変形した
り、位置がずれるのを防止する目的で取り付けられるた
め、幅広の形状であり、ダクトピース３０の厚さ方向の
絶縁抵抗は比較的小さい。これに対して絶縁筒２７は直
線上の積層品を曲げたり、または円筒上に層を巻き付け
るといった方法で薄く作成されるので、絶縁筒２７の円
周方向の絶縁抵抗はダクトピース３０の絶縁抵抗に比べ
て大きくなる。直流電圧は絶縁抵抗の大きな部分で分担
するため、現状の構成では直流電圧のほとんどを絶縁筒
２７の円周方向で分担することになり、絶縁上の弱点に
なっていた。

【００１８】また、交流巻線２２と直流巻線２３とを上
下方向に配置し、その間にダクトカラー２８を配置する
構成のガス絶縁変換器用変圧器も提案されている。この
ようなガス絶縁変換器用変圧器では、ダクトカラー２８
の沿面部分の電界が大きくなり、ここが絶縁上の弱点に
なっていた。

【００１９】なお、以上のような絶縁筒２７またはダク
トカラー２８における沿面部分の電界が大きくなる現象
は、直流電圧印加時に特有の現象であり、交流電圧印加
時には著しくは発生しない現象である。すなわち、交流
電圧印加時には、ガス部分２６と絶縁筒４２の比誘電率
ε0 がそれぞれε0 ＝１．０とε0 ＝３．２であり、両
者の比が小さいことから、電位分布の偏りはそれほど多
くない。

【００２０】本発明は、以上のような問題点を解決する
ために提案されたものであり、その主たる目的は、巻線
間のダクトピースの抵抗及び構成を改良することによ
り、直流電圧印加時の巻線間の電位分布を改善して、交
流電圧印加時の絶縁強度を維持しつつ、直流電圧印加時
の絶縁強度の向上を図ったガス絶縁変換器用変圧器を提
供することにある。

【００２１】より具体的には、請求項１の発明の目的
は、同心円状に配置された交流巻線および直流巻線間の
電位分担を巻線間の絶縁筒よりもダクトピースに多く加
えることで、直流電圧に対する絶縁強度を向上させるこ
とにある。

【００２２】請求項２の発明の目的は、巻線間の電位分
布を絶縁筒間ごとに平準化することで、直流電圧に対す
る絶縁強度を向上させることである。

【００２３】請求項３〜５の目的は、絶縁筒とダクトピ
ースとの間に生じるくさびギャップをなくすことで、交
流電圧に対する絶縁強度および直流電圧に対する絶縁強
度を向上させることである。

【００２４】請求項６の発明の目的は、上下に配置され
た交流巻線および直流巻線間の電位分担を巻線間のダク
トカラーよりもダクトピースに多く加えることで、直流
電圧に対する絶縁強度を向上させることにある。

【００２５】請求項７の発明の目的は、巻線間の電位分
布をダクトカラー間ごとに平準化することで、直流電圧
に対する絶縁強度を向上させることである。

【００２６】請求項８〜１０項の目的は、ダクトカラー
とダクトピースとの間に生じるくさびギャップをなくす
ことで、交流電圧に対する絶縁強度および直流電圧に対
する絶縁強度を向上させることである。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１のガス絶縁変換器用変圧器は、絶縁ガスが
充填された容器内には交流線路に接続される交流巻線と
サイリスタバルブに接続される直流巻線とが同心円状に
収納され、これら交流巻線と直流巻線との間には前記巻
線と同心円上に複数の絶縁筒が設けられ、前記絶縁筒を
支持するようにして複数のダクトピースが配置されたガ
ス絶縁変換器用変圧器において、前記ダクトピースの絶
縁抵抗率が、前記絶縁筒の絶縁抵抗率よりも高く設定さ
れたことを特徴とする。

【００２８】このような請求項１の発明では、ダクトピ
ースの絶縁抵抗率を絶縁筒の絶縁抵抗率より高くしたの
で、巻線間の直流電圧の分担がダクトピースに大きく加
わり、絶縁筒には少なく加わる。そのため、交流巻線と
直流巻線との間の等電位線は巻線と同心円状を描くよう
になり、絶縁筒の沿面に電界が集中することがない。し
たがって、ダクトピースの厚さや幅を減らしたり、ある
いは絶縁筒を厚くすることなく、直流電圧に対する絶縁
強度を高めることができる。

【００２９】請求項２のガス絶縁変換器用変圧器は、絶
縁ガスが充填された容器内には交流線路に接続される交
流巻線とサイリスタバルブに接続される直流巻線とが同
心円状に収納され、これら交流巻線と直流巻線との間に
は前記巻線と同心円上に複数の絶縁筒が設けられ、前記
絶縁筒を支持するようにして複数のダクトピースが配置
されたガス絶縁変換器用変圧器において、隣接する前記
絶縁筒同士に挟まれた前記ダクトピースの絶縁抵抗率、
および前記絶縁筒と前記巻線の一方とに挟まれた前記ダ
クトピースの絶縁抵抗率が、全て均一に設定されたこと
を特徴とする。

【００３０】このような請求項２の発明では、隣接する
絶縁筒同士に挟まれた前記ダクトピースにおける絶縁抵
抗率、および前記絶縁筒と前記巻線の一方とに挟まれた
前記ダクトピースにおける絶縁抵抗率が、全て均一であ
るため、絶縁筒間ごとの電界を平準化することができ
る。これにより、絶縁筒間の一部にだけ電界が集中する
ことがなくなり、直流電圧に対する絶縁強度を高めるこ
とができる。

【００３１】請求項３のガス絶縁変換器用変圧器は、請
求項１または２記載のガス絶縁変換器用変圧器におい
て、前記ダクトピースの端面に弾性体絶縁物が取付けら
れたことを特徴とする。

【００３２】このような請求項３の発明では、ダクトピ
ースの端面に弾性体絶縁物を取付けたので、ダクトピー
スと絶縁筒との間、およびダクトピースと巻線との間に
隙間が生じることがなく、くさびギャップの発生を防止
できる。したがって、直流電圧及び交流電圧印加時の電
界集中を防ぐことができる。

【００３３】請求項４のガス絶縁変換器用変圧器は、請
求項３記載のガス絶縁変換器用変圧器において、前記弾
性体絶縁物の絶縁抵抗率が、前記ダクトピースの絶縁抵
抗率よりも低く設定されたことを特徴とする。

【００３４】このような請求項４の発明では、弾性体絶
縁物の絶縁抵抗率がダクトピースのそれよりも低いの
で、ダクトピースの端面に発生するくさびギャップを防
止できると同時に、弾性体絶縁物への電界集中を防止す
ることができる。

【００３５】請求項５のガス絶縁変換器用変圧器は、請
求項１、２、３または４記載のガス絶縁変換器用変圧器
において、前記ダクトピースの端面に発泡体絶縁物が取
付けられたことを特徴とする。

【００３６】このような請求項５の発明では、ダクトピ
ースの端面に発泡体絶縁物を取付けたので、ダクトピー
スと絶縁筒との間、およびダクトピースと巻線との間に
生じるくさびギャップを細分化することができる。これ
により、直流及び交流の破壊電界を向上させることがで
きる。

【００３７】請求項６のガス絶縁変換器用変圧器は、絶
縁ガスが充填された容器内には交流線路に接続される交
流巻線とサイリスタバルブに接続される直流巻線とが上
下方向に並んで収納され、これら交流巻線と直流巻線と
の間には複数のダクトカラーが上下方向に並んで設けら
れ、前記ダクトカラーを支持するようにして複数のダク
トピースが配置されたガス絶縁変換器用変圧器におい
て、前記ダクトピースの絶縁抵抗率が、前記ダクトカラ
ーの絶縁抵抗率よりも高く設定されたことを特徴とす
る。

【００３８】このような請求項６の発明では、ダクトピ
ースの絶縁抵抗率をダクトカラーの絶縁抵抗率より高く
したので、巻線間の直流電圧の分担がダクトピースに大
きく加わり、ダクトカラーには少なく加わる。そのた
め、交流巻線と直流巻線との間の等電位線は巻線の軸と
ほぼ垂直になり、ダクトカラーの沿面に電界が集中する
ことがない。したがって、ダクトピースの厚さや幅を減
らしたり、あるいは絶縁筒を厚くすることなく、直流電
圧に対する絶縁強度を高めることができる。

【００３９】請求項７のガス絶縁変換器用変圧器は、絶
縁ガスが充填された容器内には交流線路に接続される交
流巻線とサイリスタバルブに接続される直流巻線とが上
下方向に並んで収納され、これら交流巻線と直流巻線と
の間には複数のダクトカラーが上下方向に並んで設けら
れ、前記ダクトカラーを支持するようにして複数のダク
トピースが配置されたガス絶縁変換器用変圧器におい
て、隣接する前記ダクトカラー同士に挟まれた前記ダク
トピースの絶縁抵抗率、および前記ダクトカラーと前記
巻線の一方とに挟まれた前記ダクトピースの絶縁抵抗率
が、全て均一に設定されたことを特徴とする。

【００４０】このような請求項７の発明では、隣接する
前記ダクトカラー同士に挟まれた前記ダクトピースの絶
縁抵抗率、およびダクトカラーと巻線の一方とに挟まれ
たダクトピースの絶縁抵抗率が、全て均一であるため、
ダクトカラー間ごとの電界を平準化することができる。
これにより、ダクトカラー間の一部にだけ電界が集中す
ることがなくなり、直流電圧に対する絶縁強度を高める
ことができる。

【００４１】請求項８のガス絶縁変換器用変圧器は、請
求項６または７記載のガス絶縁変換器用変圧器におい
て、前記ダクトピースの端面に弾性体絶縁物が取付けら
れたことを特徴とする。

【００４２】このような請求項８の発明では、ダクトピ
ースの端面に弾性体絶縁物を取付けたので、ダクトピー
スとダクトカラーとの間、およびダクトピースと巻線と
の間に隙間が生じることがなく、上記請求項３の発明と
同様、くさびギャップの発生を防止して、直流電圧及び
交流電圧印加時の電界集中を防ぐことができる。

【００４３】請求項９のガス絶縁変換器用変圧器は、請
求項８記載のガス絶縁変換器用変圧器において、前記弾
性体絶縁物の絶縁抵抗率が、前記ダクトピースの絶縁抵
抗率よりも低く設定されたことを特徴とする。

【００４４】このような請求項９の発明では、上記請求
項４の発明と同じように、ダクトピースの端面における
くさびギャップを防止すると同時に、弾性体絶縁物への
電界集中を防止できる。

【００４５】請求項１０のガス絶縁変換器用変圧器は、
請求項６、７、８または９記載のガス絶縁変換器用変圧
器において、前記ダクトピースの端面に発泡体絶縁物が
取付けられたことを特徴とする。

【００４６】このような請求項１０の発明では、ダクト
ピースとダクトカラーとの間、およびダクトピースと巻
線との間に生じるくさびギャップを発泡体絶縁物により
細分化することができるため、上記請求項５の発明と同
じく、直流及び交流の破壊電界を向上させることができ
る。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるガス絶縁変換
器用変圧器の実施の形態の一例について、図１〜図８を
参照して、具体的に説明する。なお、従来例と同一の部
材に関しては、同一の符号を付して説明は省略する。

【００４８】（１）第１の実施形態 ［構成］第１の実施形態は、本発明によるガス絶縁変換
器用変圧器の請求項１に対応したものである。図１は第
１の実施形態の巻線部分の平面図である。

【００４９】この図１に示すように、巻線２２、２３お
よび絶縁筒２７ａ、２７ｂが同心円状に配置されてい
る。交流巻線２２と絶縁筒２７ａとの間隙にはダクトピ
ース３０ａが、絶縁筒２７ａと絶縁筒２７ｂの間隙には
ダクトピース３０ｂが、絶縁筒２７ｂと直流巻線２３と
の間隙にはダクトピース３０ｃが、それぞれ配置されて
いる。ダクトピース３０ａ、３０ｂ、３０ｃはいずれ
も、絶縁筒２７ａ、２７ｂ間ごとに、巻線２２、２３の
円周方向に等間隔であり且つ円周方向にずれて配置され
ている。

【００５０】また、ダクトピース３０ａ〜３０ｃの絶縁
抵抗率は絶縁筒２７ａ、２７ｂの絶縁抵抗率より高く設
定されている。具体的には、絶縁筒２７ａ、２７ｂはク
ラフトパルプ製プレスボードから構成され、ダクトピー
ス３０ａ〜３０ｃはアラミド繊維混抄ボードやＰＴＦＥ
やＰＦＡ製のプレスボードなどから構成される。

【００５１】なお、絶縁ガス２６の絶縁抵抗はダクトピ
ース３０ａ〜３０ｃや絶縁筒２７ａ、２７ｂの絶縁抵抗
に比べ非常に高い。このため、図１に相当する構成での
抵抗分布を考えると図２に示すようになり、ダクトピー
ス３０ａ〜３０ｃや絶縁筒２７ａ、２７ｂの抵抗分布を
考える際には、絶縁ガス２６部分は無視することができ
る。

【００５２】［作用効果］このような第１の実施形態で
は、ダクトピース３０ａ〜３０ｃの絶縁抵抗率が絶縁筒
２７ａ、２７ｂの絶縁抵抗率よりも高いため、巻線間２
２、２３の直流電圧の分担がダクトピース３０ａ〜３０
ｃに大きく加わり、絶縁筒２７ａ、２７ｂには少なく加
わることになる。そのため、図３に示すように、交流巻
線２２と直流巻線２３との間の等電位線３９は、巻線２
２、２３と同心円状を描くようになっている。すなわ
ち、等電位線３９がダクトピース３０ａ、３０ｂ（図３
では太線にて示す）付近から絶縁ガス２６側に押し出さ
れることがなくなり、ダクトピース３０ａ、３０ｂには
厚さ方向（図３の上下方向）に電界が加わるようにな
る。したがって、斜め方向から電界が加わることに比べ
てダクトピース３０ａ、３０ｂの絶縁耐力が低下するお
それがない。

【００５３】また、絶縁筒２７ａ、２７ｂを横切ってい
た等電位線３９が減るため、絶縁筒２７ａ、２７ｂの沿
面に電界が低減して、電界集中が発生することがなくな
る。これにより、ダクトピース３０ａ〜３０ｃおよび絶
縁筒２７ａ、２７ｂの形状や寸法を変えることなく、直
流電圧に対する絶縁強度を高めることができる。

【００５４】なお、以上の説明においては、絶縁筒とし
てプレスボードに限定して説明したが、プレスボードは
絶縁筒の材料の一種類にすぎず、２つの異なる絶縁抵抗
率を持つ絶縁材料で、絶縁抵抗率の低いものを絶縁筒、
絶縁抵抗率の高いものをダクトピースに使用すること
で、同様の作用効果を得ることができる。

【００５５】（２）第２の実施形態 ［構成］次に、本発明によるガス絶縁変換器用変圧器の
請求項２に対応する第２の実施形態を図４を用いて説明
する。図に示すように、第２の実施形態ではダクトピー
ス３０ａ、３０ｂ、３０ｃに切欠部３１が施されてお
り、これにより、隣接する絶縁筒２７ａ、２７ｂ同士に
挟まれたダクトピース３０ｂ、絶縁筒２７ａと交流巻線
２２とに挟まれたダクトピース３０ａ、および絶縁筒２
７ｂと直流巻線２３に挟まれたダクトピース３０ｃにお
ける絶縁抵抗率が全て、均一となるように設定される。

【００５６】［作用効果］このような第２の実施形態で
は、ダクトピース３０ａ〜３０ｃが全て等しい絶縁抵抗
率であるため、絶縁筒２７ａ、２７ｂ間ごとの電界を平
準化することができる。これにより、絶縁筒２７ａ、２
７ｂ間の一部にだけ電界が集中することがなくなり、直
流電圧に対する絶縁強度を高めることができる。

【００５７】なお、以上の説明においては、ダクトピー
ス３０ａ〜３０ｃに切欠部３１を入れて、絶縁筒２７
ａ、２７ｂ間の絶縁抵抗を調整する構成としたが、ダク
トピース３０ａ〜３０ｃの断面を大きくしたり、絶縁抵
抗の異なる絶縁物を組み合わせるといった構成でも、作
用効果は変わらない。

【００５８】（３）第３の実施形態 ［構成］第３の実施形態は本発明によるガス絶縁変換器
用変圧器の請求項４に対応するものである。図５に示す
ように、第３の実施形態では、ＰＴＦＥ製のダクトピー
ス３０ａ〜３０ｃの端面に、ダクトピース３０ａ〜３０
ｃの絶縁抵抗率よりも低い絶縁抵抗率を持つＥＰゴム４
３が取付けられことを特徴としている。

【００５９】［作用効果］このような第３の実施形態に
おいては、くさびギャップがダクトピース３０ａ〜３０
ｃと絶縁筒２７ａ、２７ｂまたは巻線２２、２３間にで
きることを防止し、なおかつ、ＥＰゴム４３の絶縁抵抗
率がダクトピース３０ａ〜３０ｃのそれよりも低いた
め、ＥＰゴム４３には大きな電界が加わることがない。
したがって、交流電圧に対する絶縁強度および直流電圧
に対する絶縁強度の優れたガス絶縁変換器用変圧器を得
ることができる。

【００６０】なお、以上の説明においては、ダクトピー
スとしてＰＴＦＥ、弾性体絶縁物としてＥＰゴムに限定
して説明したが、ＰＴＦＥやＥＰゴムは絶縁材料の一種
類にすぎず、ダクトピースの絶縁抵抗率にかかわらずダ
クトピースにどのような弾性体絶縁物を取り付けること
でもガスギャップをなくすことができ、直流電圧に対す
る絶縁特性を向上させる作用効果は変わらない。

【００６１】また、上記のＥＰゴム４３に代えて、ＰＴ
ＦＥ発泡体、シリコン発泡体、ポリウレタン発泡体また
はエポキシ発泡体といった発泡体絶縁物を取付ければ、
本発明の請求項５に対応するガス絶縁変換器用変圧器を
得ることができる。このようなガス絶縁変換器用変圧器
によれば、ダクトピースと絶縁筒との間、およびダクト
ピースと巻線との間に生じるくさびギャップを細分化す
ることができ、直流及び交流の破壊電界を向上させるこ
とができる。

【００６２】（４）第４の実施形態 ［構成］図６は、本発明によるガス絶縁変換器用変圧器
の請求項６に対応する第４の実施形態を示す図である。
図に示すように、第４の実施形態では、交流巻線２２と
直流巻線２３とが上下方向に並んで収納され、これら巻
線２２、２３間に複数のダクトカラー２８ａ、２８ｂが
上下方向に並んで設けられており、ダクトピース３０ａ
〜３０ｃの絶縁抵抗率が、ダクトカラー２８ａ、２８ｂ
の絶縁抵抗率よりも高く設定されたことを特徴としてい
る。

【００６３】［作用効果］このような第４の実施形態で
は、ダクトピース３０ａ〜３０ｃの絶縁抵抗率がダクト
カラー２８ａ、２８ｂの絶縁抵抗率よりも高いため、巻
線間２２、２３の直流電圧の分担がダクトピース３０ａ
〜３０ｃに大きく加わり、ダクトカラー２８ａ、２８ｂ
には少なく加わることになる。このため、巻線間２２、
２３の等電位線はほとんど直線状になるため、電界の集
中が発生することがなくなる。

【００６４】この等電位線の分布については上記図３で
の説明と同じであり、絶縁筒２７ａ，２７ｂのところを
ダクトカラー２８ａ、２８ｂに読み換えることになる。
すなわち。繰り返すと、ダクトカラー２８ａ、２８ｂを
横切る等電位線３９の数が減り、ダクトカラー２８ａ、
２８ｂの沿面電界を低減することができ、絶縁強度の向
上を図ることができる。

【００６５】なお、以上の説明においては、ダクトカラ
ーとしてプレスボードに限定して説明したが、プレスボ
ードはダクトカラーの材料の一種類にすぎず、２つの異
なる抵抗率を持つ絶縁材料で、抵抗率の低いものをダク
トカラーに、抵抗率の高いものをダクトピースに使用す
ることで作用効果は変わらない。

【００６６】（５）第５の実施形態 ［構成］次に、本発明によるガス絶縁変換器用変圧器の
請求項７に対応する第５の実施形態を図７を用いて説明
する。この実施形態は前記第４の実施形態に上記第２の
実施形態を組み合わせたものであり、ダクトピース３０
ａ、３０ｂ、３０ｃに切欠部３１が施されて、ダクトピ
ース３０ａ〜３０ｃの絶縁抵抗率が全て、均一となるよ
うに設定される。

【００６７】［作用効果］このような第５の実施形態で
は、ダクトカラー２８ａ、２８ｂ間ごとの電界を平準化
して一部にだけ電界が集中することがないため、上記第
２の実施形態と同様、直流電圧に対する絶縁強度を高め
ることができる。

【００６８】なお、以上の説明においては、ダクトピー
ス３０ａ〜３０ｃに切欠部３１を入れてダクトカラー２
８ａ、２８ｂ間の絶縁抵抗を調整する構成としたが、ダ
クトピース３０ａ〜３０ｃの断面を大きくしたり、絶縁
抵抗の異なる絶縁物を組み合わせるといった構成でも作
用効果は変わらない。

【００６９】（６）第６の実施形態 ［構成］第６の実施形態は本発明によるガス絶縁変換器
用変圧器の請求項９に対応するものである。この実施形
態は、前記第４の実施形態に上記第３の実施形態を組み
合わせたもので、図８に示すように、ＰＴＦＥ製のダク
トピース３０ａ〜３０ｃの端面に、ダクトピース３０ａ
〜３０ｃの絶縁抵抗率よりも低い絶縁抵抗率を持つＥＰ
ゴム４３が取付けられことを特徴としている。

【００７０】［作用効果］このような第６の実施形態に
おいては、くさびギャップがダクトピース３０ａ〜３０
ｃとダクトカラー２８ａ、２８ｂまたは巻線２２、２３
間にできることを防止し、なおかつ、ＥＰゴム４３の絶
縁抵抗率がダクトピース３０ａ〜３０ｃのそれよりも低
いため、ＥＰゴム４３には大きな電界が加わることがな
い。したがって、上記第３の実施形態と同じく、交流電
圧に対する絶縁強度および直流電圧に対する絶縁強度の
優れたガス絶縁変換器用変圧器を得ることができる。

【００７１】なお、以上の説明においては、ダクトピー
スとしてＰＴＦＥ、弾性体絶縁物としてＥＰゴムに限定
して説明したが、ＰＴＦＥやＥＰゴムは絶縁材料の一種
類にすぎず、ダクトピースの絶縁抵抗率にかかわらずダ
クトピースにどのような弾性体絶縁物を取り付けること
でもガスギャップをなくすことができ、直流電圧に対す
る絶縁特性を向上させる作用効果は変わらない。

【００７２】また、上記のＥＰゴム４３に代えて、ＰＴ
ＦＥ発泡体、シリコン発泡体、ポリウレタン発泡体また
はエポキシ発泡体といった発泡体絶縁物を取付ければ、
本発明の請求項１０に対応するガス絶縁変換器用変圧器
を得ることができる。このようなガス絶縁変換器用変圧
器によれば、ダクトピースと絶縁筒との間、およびダク
トピースと巻線との間に生じるくさびギャップを細分化
することができ、直流及び交流の破壊電界を向上させる
ことができる。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ダクトピースの絶縁抵抗率を、巻線間の絶縁筒またはダ
クトカラーの絶縁抵抗率よりも高く設定するといった簡
単な構成により、巻線間の絶縁筒またはダクトカラーの
沿面方向の電界を低減すると共に、ダクトピース部分の
ガス部分への電界集中を防止することができるため、直
流電圧に対して絶縁強度の高いガス絶縁変換器用変圧器
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガス絶縁変換器用変圧器の第１の
実施形態における巻線部分の平面図

【図２】図１に示したガス絶縁変換器用変圧器の抵抗分
布を示す図

【図３】第１の実施形態における巻線部分の電位分布図

【図４】本発明によるガス絶縁変換器用変圧器の第２の
実施形態における巻線部分の要部側面図

【図５】本発明によるガス絶縁変換器用変圧器の第３の
実施形態における巻線部分の平面図

【図６】本発明によるガス絶縁変換器用変圧器の第４の
実施形態における巻線部分の側面図

【図７】本発明によるガス絶縁変換器用変圧器の第５の
実施形態における巻線部分の側面図

【図８】本発明によるガス絶縁変換器用変圧器の第６の
実施形態における巻線部分の側面図

【図９】一般的な交直変換所の配線図

【図１０】図９のバルブホール内外の配置の一例を示す
鳥観図

【図１１】ガス絶縁変換器用変圧器内部の絶縁構成の一
例を示す断面図

【図１２】図１１に示したガス絶縁変換器用変圧器にお
ける巻線部分の平面図

【図１３】従来のガス絶縁変換器用変圧器における巻線
部分の平面図

【図１４】従来のガス絶縁変換器用変圧器における巻線
部分の電位分布図

【符号の説明】

１…交流線路 ２ａ、２ｂ…変換器用変圧器 ３ａ、３ｂ…サイリスタバルブ群 ４…直流リアクトル ５…直流線路 ６ａ、６ｂ…サイリスタバルブ ７…バルブホール １１…壁貫ブッシング １２…直流ブッシング ２０…鉄心 ２１…タンク ２２…交流巻線 ２３…直流巻線 ２６…絶縁ガス ２７、２７ａ、２７ｂ…絶縁筒 ２８、２８ａ、２８ｂ…ダクトカラー ２９…絶縁領域 ３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…ダクトピース ３１…切欠部 ３９…等電位線 ４０…絶縁筒の抵抗 ４１…ダクトピースの抵抗 ４３…ＥＰゴム

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁ガスが充填された容器内には交流線
   路に接続される交流巻線とサイリスタバルブに接続され
   る直流巻線とが同心円状に収納され、これら交流巻線と
   直流巻線との間には前記巻線と同心円上に複数の絶縁筒
   が設けられ、前記絶縁筒を支持するようにして複数のダ
   クトピースが配置されたガス絶縁変換器用変圧器におい
   て、 前記ダクトピースの絶縁抵抗率が、前記絶縁筒の絶縁抵
   抗率よりも高く設定されたことを特徴とするガス絶縁変
   換器用変圧器。
2. 【請求項２】 絶縁ガスが充填された容器内には交流線
   路に接続される交流巻線とサイリスタバルブに接続され
   る直流巻線とが同心円状に収納され、これら交流巻線と
   直流巻線との間には前記巻線と同心円上に複数の絶縁筒
   が設けられ、前記絶縁筒を支持するようにして複数のダ
   クトピースが配置されたガス絶縁変換器用変圧器におい
   て、 隣接する前記絶縁筒同士に挟まれた前記ダクトピースの
   絶縁抵抗率、および前記絶縁筒と前記巻線の一方とに挟
   まれた前記ダクトピースの絶縁抵抗率が、全て均一に設
   定されたことを特徴とするガス絶縁変換器用変圧器。
3. 【請求項３】 前記ダクトピースの端面に弾性体絶縁物
   が取付けられたことを特徴とする請求項１または２記載
   のガス絶縁変換器用変圧器。
4. 【請求項４】 前記弾性体絶縁物の絶縁抵抗率が、前記
   ダクトピースの絶縁抵抗率よりも低く設定されたことを
   特徴とする請求項３記載のガス絶縁変換器用変圧器。
5. 【請求項５】 前記ダクトピースの端面に発泡体絶縁物
   が取付けられたことを特徴とする請求項１、２、３また
   は４記載のガス絶縁変換器用変圧器。
6. 【請求項６】 絶縁ガスが充填された容器内には交流線
   路に接続される交流巻線とサイリスタバルブに接続され
   る直流巻線とが上下方向に並んで収納され、これら交流
   巻線と直流巻線との間には複数のダクトカラーが上下方
   向に並んで設けられ、前記ダクトカラーを支持するよう
   にして複数のダクトピースが配置されたガス絶縁変換器
   用変圧器において、 前記ダクトピースの絶縁抵抗率が、前記ダクトカラーの
   絶縁抵抗率よりも高く設定されたことを特徴とするガス
   絶縁変換器用変圧器。
7. 【請求項７】 絶縁ガスが充填された容器内には交流線
   路に接続される交流巻線とサイリスタバルブに接続され
   る直流巻線とが上下方向に並んで収納され、これら交流
   巻線と直流巻線との間には複数のダクトカラーが上下方
   向に並んで設けられ、前記ダクトカラーを支持するよう
   にして複数のダクトピースが配置されたガス絶縁変換器
   用変圧器において、 隣接する前記ダクトカラー同士に挟まれた前記ダクトピ
   ースの絶縁抵抗率、および前記ダクトカラーと前記巻線
   の一方とに挟まれた前記ダクトピースの絶縁抵抗率が、
   全て均一に設定されたことを特徴とするガス絶縁変換器
   用変圧器。
8. 【請求項８】 前記ダクトピースの端面に弾性体絶縁物
   が取付けられたことを特徴とする請求項６または７記載
   のガス絶縁変換器用変圧器。
9. 【請求項９】 前記弾性体絶縁物の絶縁抵抗率が、前記
   ダクトピースの絶縁抵抗率よりも低く設定されたことを
   特徴とする請求項８記載のガス絶縁変換器用変圧器。
10. 【請求項１０】 前記ダクトピースの端面に発泡体絶縁
    物が取付けられたことを特徴とする請求項６、７、８ま
    たは９記載のガス絶縁変換器用変圧器。