JPH1154341A - ガス絶縁変圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 巻線導体端部の電界を緩和して、信頼性の向
上および縮小化を実現したガス絶縁変圧器を提供する。 【解決手段】 巻線の同一の縦方向冷却ダクト１を形成
する縦ダクトピースとして２種類の厚さの縦ダクトピー
ス２と３を円周方向に交互に配置し、薄い方の縦ダクト
ピース２は径方向ダクトピース４とペアにして配置し円
板状コイル５の巻線導体６と縦ダクトピース２とは接し
ないようにするとともに、厚い方の縦ダクトピース３に
は径方向ダクトピース４を配置せずに巻線導体６のみを
保持する構成とし、巻線導体の角部は縦クダトピースま
たは径方向ダクトピースのいずれか一方とのみ接するよ
うにして、トリプルジャンクションを生じないようにす
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、ガス絶縁変圧器に
係り、特に、円板状巻線の内部の単位円板状コイル（以
下、円板状コイル、またはセクションという）の径方向
冷却ダクト形成用の径方向ダクトピースと、縦方向冷却
ダクト形成用の縦ダクトピースの構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は円板状巻線の概略構成図で、巻線
導体６を巻回した複数個の円板状コイル５を軸方向に積
み重ねて直列に接続し、各円板状コイル５の間に径方向
ダクトピース１１を円周上に放射状に等分配置して径方
向冷却ダクト１２を形成し、この径方向ダクトピース１
１の端部に縦ダクトピース１３を配設して縦方向冷却ダ
クト１４を形成して円板状巻線１５を構成している。

【０００３】図６に示すように、従来の円板状巻線１５
の間の径方向ダクトピース１１と縦ダクトピース１３の
構成は、同心円状に配置されている。このように、円板
状巻線に径方向ダクトピースや縦ダクトピースを使用す
るのは巻線の絶縁・冷却効果を向上させ得る構成がと
れ、さらに、短絡事故などの際に発生する軸方向・半径
方向の機械力に十分耐え得るように設計できることなど
のためである。

【０００４】図７は従来のガス絶縁変圧器の巻線の要部
断面図、図８は従来のガス絶縁変圧器の巻線導体の端部
の電界分布図で、縦方向ダクトピース１３と径方向ダク
トピース１１の接続部に接する巻線導体６の角部には、
図８に示すように、電界が集中する。

【０００５】一方、絶縁性能の面からはガス単体の比誘
電率（εｒ＝１）よりも高い径方向ダクトピース１１や
縦ダクトピース１３（εｒ＝２．５〜４．５）によって
微小ガス部の電界が高められるため、絶縁性能の低下を
引き起こす要因になっている。

【０００６】そこで、この絶縁性能を高めるため、図９
に示すように、特に巻線導体６の端部（巻線の内周と外
周）のように径方向ダクトピース１１や縦ダクトピース
１３に接している箇所については、巻線導体６の端部に
フィットさせたＬ形成形絶縁物１０などで絶縁補強する
することによって、絶縁信頼性の向上と確保をしてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたガ
ス絶縁変圧器の巻線の図６の構成において、図７に示す
ように、巻線導体、径方向ダクトピースおよび縦ダクト
ピースの間に△状の微小ガスギャッブ、いわゆるトリプ
ルジャンクションが形成される。

【０００８】比誘電率（εｒ）が、絶縁ガス単体の比誘
電率（εｒ＝１）よりも高い導体被覆や絶縁材（εｒ＝
２．５〜３．５）に囲まれているトリプルジャンクショ
ン部の電界は非常に高くなり、ガス絶縁変圧器の絶縁信
頼性を決定する要因になっている。このため、図９のよ
うにＬ形成形絶縁物を巻線導体の端部にフィットさせ、
導体の端部電界を緩和させて絶縁信頼性を向上させてい
る。

【０００９】このように、巻線導体の端部への絶縁補強
は信頼性向上を担っているが、巻線の製作（導体端部に
フィットさせながら巻く）に非常に時間がかかっている
のが現状である。また、絶縁補強を行っても絶縁上の弱
点であるトリプルジャンクションを無くしたことにはな
らない。などの問題点を有していた。

【００１０】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたもので、トリプルジャンクショ
ンを形成せず、巻線導体端部の電界を緩和して、信頼性
の向上および縮小化を実現したガス絶縁変圧器を提供す
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明において、上記の
課題を解決するための手段は、第１の実施の形態におい
ては、ガス絶縁変圧器の巻線の同一の縦方向冷却ダクト
に適用する縦ダクトピースとして２種類の厚さの縦ダク
トピースを交互に用い、薄い方の縦ダクトピースは径方
向ダクトピースとペアにして配置するが巻線導体と縦ダ
クトピースとは接しないようにし、厚い方の縦ダクトピ
ースには径方向ダクトピースを配置せず巻線導体のみを
保持する構成としたものである。このような構成とする
ことにより、巻線導体の角部は縦ダクトピースまたは径
方向ダクトピースのいずれか一方とのみ接することにな
り、トリプルジャンクションは生じない。

【００１２】また、第２の実施の形態においては、巻線
導体の高さよりも幅が狭い帯状絶縁材を、巻線の内周お
よび外周の各巻線導体の高さ方向の中央部に配置して各
円板状コイルと縦ダクトピースとの間に配設する構成と
したものである。このような構成とすることにより、巻
線導体の角部は径方向ダクトピースとのみ接することに
なり、トリプルジャンクションは生じない。

【００１３】このようにトリプルジャンクションを形成
することのない構成として、巻線導体端部の電界を緩和
して、信頼性の向上および縮小化を実現したものであ
る。

【００１４】また、低誘電率のＬ形成形絶縁物を巻線の
各円板状コイルの巻線導体の角部にフィットさせて径方
向ダクトピースの端部に配置し、より絶縁破壊強度を高
め、信頼性の向上および縮小化を実現したものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて説明する。

【００１６】図１は本発明の第１の実施の形態における
ガス絶縁変圧器の巻線の上面図、図２は図１のＡ−Ａ部
分の断面概略図、図３は図１のＢ−Ｂ部分の断面概略図
で、図１に示す構成のガス絶縁変圧器の巻線において、
巻線の同一の縦方向冷却ダクト１を形成する縦ダクトピ
ースとして２種類の厚さの縦ダクトピース２と３を円周
方向に交互に配置し、図２に示すように、薄い方の縦ダ
クトピース２は径方向ダクトピース４とペアにして配置
し、円板状コイル５の巻線導体６と縦ダクトピース２と
は接しないようにするとともに、厚い方の縦ダクトピー
ス３には図３に示すように、径方向ダクトピース４を配
置せずに巻線導体６のみを保持する構成としたものであ
る。このような構成とすることにより、巻線導体６の角
部は縦ダクトピース２または径方向ダクトピース４のい
ずれか一方とのみ接することになり、トリプルジャンク
ションは生じない。なお、径方向ダクトピース４は径方
向冷却ダクト７を形成している。

【００１７】図４は本発明の第２の実施の形態における
ガス絶縁変圧器の巻線の要部縦断面図で、図４に示すよ
うに、ガス絶縁変圧器の巻線において、巻線導体６の高
さよりも幅が狭い帯状絶縁材８を、巻線の内周および外
周の各巻線導体６の高さ方向の中央部に配置して各円板
状コイル５と縦ダクトピース８との間に配設する構成と
したものである。巻線導体６の角部は径方向ダクトピー
ス４とのみ接することになり、トリプルジャンクション
は生じない。帯状絶縁材８は弾力性があり、かつ、低誘
電率（εｒ＜２）の絶縁物を使用する。これにより、巻
線導体６を巻回する際に生ずる巻線導体６の被覆９の破
損防止にも役立つものである。

【００１８】本発明の第３の実施の形態におけるガス絶
縁変圧器の巻線は、前記の第１および第２の構成に、図
９（従来の電界緩和構造）に示すＬ形成形絶縁物（ただ
し、低誘電率の成形絶縁物）１０を巻線導体６の角部に
フィットさせて径方向ダクトピース７の端部に配置する
構成を併用したものである。

【００１９】図５は従来のガス絶縁変圧器の巻線と本発
明の実施の形態におけるガス絶縁変圧器の巻線の各方式
のセクション間絶縁破壊強度の比較表で、縦軸は絶縁破
壊強度を示し、横軸は各方式を示している。Ａは図７の
従来方式の場合、Ｂは図９の従来方式の場合、Ｃは本発
明の第１および第２の実施の形態の場合、Ｄは本発明の
第３の実施の形態の場合の絶縁破壊強度の平均値とその
範囲を示している。

【００２０】

【発明の効果】本発明のガス絶縁変圧器巻線は、同一の
縦方向冷却ダクトを形成するための縦ダクトピースとし
て２種類の厚さの縦ダクトピースを円周方向に交互に配
置し、薄い方の縦ダクトピースは径方向ダクトピースと
ペアにして配置して巻線導体と縦ダクトピースとは接し
ないようにし、厚い方の縦ダクトピースには径方向ダク
トピースを配置せず、巻線導体のみを保持する構成と
し、または、巻線導体の高さよりも幅が狭く、弾力性が
あり低誘電率（εｒ＜２）の絶縁物の帯状絶縁材を巻線
の内周および外周の各巻線導体の高さ方向の中央部に配
置する構成にしたので、次に記載する効果を奏する。

【００２１】（１）第１および第２の実施の形態のガス
絶縁変圧器の巻線の構成では、巻線導体と絶縁物間の沿
面（巻線導体と径方向ダクトピースの間、および巻線導
体と縦ダクトピースの間）にはトリプルジャンクション
が形成されるが、沿面部の電界はトリプルジャンクショ
ン部よりも低減される。したがって、ガス絶縁変圧器と
しての絶縁信頼性を向上できる。

【００２２】（２）第３の実施の形態のガス絶縁変圧器
の巻線の構成では、巻線導体の端部を絶縁補強すること
によって、巻線導体の端部の電界がさらに低減し緩和さ
れるため、ガス絶縁変圧器の縮小化が可能となる。

【００２３】（３）図５の絶縁破壊強度の比較表に示す
ように、絶縁破壊強度が高くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるガス絶縁変
圧器の巻線の上面図。

【図２】図１のＡ−Ａ部分の断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ部分の断面図。

【図４】本発明の第２の実施の形態におけるガス絶縁変
圧器の巻線の要部縦断面図。

【図５】本発明の実施の形態におけるガス絶縁変圧器の
巻線の各方式と従来のガス絶縁変圧器の巻線のセクショ
ン間絶縁破壊強度の比較表。

【図６】円板状巻線の要部概略構成図。

【図７】従来のガス絶縁変圧器の巻線の要部断面図。

【図８】従来のガス絶縁変圧器の巻線導体の端部の電界
分布図。

【図９】従来のガス絶縁変圧器の巻線の要部断面図。

【符号の説明】

１…縦方向冷却ダクト ２…縦ダクトピース ３…縦ダクトピース ４…径方向ダクトピース ５…円板状コイル ６…巻線導体 ７…径方向冷却ダクト ８…帯状絶縁材 ９…巻線導体被覆 １０…Ｌ形成形絶縁物

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻線導体を巻回した複数個の円板状コイ
   ルを軸方向に積み重ねて直列に接続し、各円板状コイル
   の間に径方向ダクトピースを円周上に放射状に等分配置
   して径方向冷却ダクトを形成し、この径方向ダクトピー
   スの端部に縦ダクトピースを配設して縦方向冷却ダクト
   を形成して円板状巻線を構成し、この巻線を鉄心に巻装
   して絶縁ガスとともにタンクの内部に収納してなるガス
   絶縁変圧器において、前記円板状巻線は、巻線の同一の
   縦方向冷却ダクトの縦ダクトピースとして２種類の厚さ
   の異なる縦ダクトピースを円周方向に交互に配置し、薄
   い方の縦ダクトピースは径方向ダクトピースとペアにし
   て配置して巻線導体と縦ダクトピースとは接しないよう
   にするとともに、厚い方の縦ダクトピースには径方向ダ
   クトピースを配置せず巻線導体のみを保持する構成とし
   たことを特徴とするガス絶縁変圧器。
2. 【請求項２】 巻線導体を巻回した複数個の円板状コイ
   ルを軸方向に積み重ねて直列に接続し、各円板状コイル
   の間に径方向ダクトピースを円周上に放射状に等分配置
   して径方向冷却ダクトを形成し、この径方向ダクトピー
   スの端部に縦ダクトピースを配設して縦方向冷却ダクト
   を形成して円板状巻線を構成し、この巻線を鉄心に巻装
   して絶縁ガスとともにタンクの内部に収納してなるガス
   絶縁変圧器において、前記円板状巻線は、巻線導体の高
   さよりも幅が狭い帯状絶縁材を、巻線の内周および外周
   の各巻線導体の高さ方向の中央部に配置して各円板状コ
   イルと縦ダクトピースとの間に配設する構成としたこと
   を特徴とするガス絶縁変圧器。
3. 【請求項３】 低誘電率のＬ形成形絶縁物を巻線の各円
   板状コイルの巻線導体の角部にフィットさせて径方向ダ
   クトピースの端部に配置したことを特徴とする請求項１
   又は請求項２に記載のガス絶縁変圧器。