JPS58165309A - ガス絶縁変圧器の絶縁構造 - 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】 本発明はガス絶縁変圧器の絶縁構造に係り、特に、巻線
およびシールドリングを支持同定する絶縁スペーを會備
えた構造の変圧器に適用するに厳鳩なガス絶縁変圧器の
絶縁構造に関する。

一般にガス絶縁変圧器においては巻１ＩｉＡを構成する
コイルおよび巻線端部のシールドリングなどの導体管支
持固定するために、ゲラステック絶縁材料から成る絶縁
スペーサが用いられている。

このような絶縁スペーナ會用いえ従来のガス絶縁変圧器
の巻線端部絶縁構造の縦断面図會示したのが第１図であ
る。鉄心と同軸状に巻回され丸高圧巻ｌｌｌ１の端ｖｉ
ｓには、電界緩和用のシールドリンク２が配置されてｉ
る。このシールドリンク２の軸方向外側には、高圧巻線
ｌおよびシールドリング２を支持し、かつ巻線支持金臭
５との間の絶縁距ｍｅ保つためにリング状の絶縁スペー
サとしての絶縁りング３を介して、角柱状の絶縁スペー
ナ即ち絶縁架台４が全周の数ケ所に配置されている。一
方、高圧巻線ＩＫ対し内側位置に鉄心と同軸状に巻回さ
れる図示せぬ低圧巻線と高圧巻線ｌとの間には、絶縁保
持と冷却ダクト形成のため、円筒状の絶縁筒６及び全周
の数ケ所に角棒状のｍ線スペーナ７が挿入されている。

このような巻線端部絶縁構造においては、シールドリン
ク２の角部で絶縁リング３との間にくさび状のガスｐＪ
ｉａ、ｂが設けられると共に、直線スペーｔ７との間に
はくさび状のガスＦＪＣＩ　ｄが各々設けられている。

ところで、前述し走如く、上記絶縁スペーサにはプラス
チック絶縁材料が用いられ、これらは絶縁性能、耐熱性
、不燃性等の点で優れ良ものでなければならない。この
ため、このような諸東件を満尾するプラスチック絶縁材
料は、一般に、タンク内に封入される絶縁ガスに比べて
誘電率が３〜５倍島い。従って第１図に図示したくさび
状のガスＰＪａ、ｂ、ｃ、’の各部分では、等載位縁の
間隔が非常に狭められる。即ち、各ガス師部は、他のシ
ールドリング２０表面に比べて高電界となる。

この場合、シールドリン！２の内側においてＩＩ′ｉ、
径方向と軸方向の電界が加わるために、くさび状：′ト のガスｒｓａａ　ｂの電界は：））くさび状のガス隙Ｃ
１ｄよシも高くなる。一方１．ｉ上紀絶縁スペーサに比
べ、絶縁ガスの絶縁耐力は小さいので、絶縁破壊は絶縁
ガス部分より開始される。従って、シールドリンク２の
表面の他の部分に比べ尚電界となるくさび状のガスＩＩ
’ｓ　ｂｅ　’ｅ　ｄから部分放電が発生しやすい、こ
の部分放電が絶縁リング３あるいは直線スペーサ７の沿
面を介して絶縁筒６の表面に沿って巻線方向に進展し、
ついにはシールドリンク２と巻線支持金具５との間の全
面的な絶縁破壊に至る恐れがある。この丸めシールドリ
ンク２と巻線支持金Ａｓとの間の端部絶縁距離および低
圧巻線と高圧巻線ｌとの間の主絶縁距Ｓｔ大きくとると
とによ〕、くさび状のガスｖｓａｇ　　ｂｅ　Ｃｌｄの
各電界會低減し、ｓｉｔ分放電開始電圧を高めるととに
より、巻線端部の絶縁耐力の低下を防止してｉる。しか
しながら、端部絶縁距離および主絶縁距１ＩｌＩｔ大き
くすることは、変圧器自体の寸法が大きくなり、変圧器
の大形化を招くことになる。

本発明の目的・、４、プイルおよび巻線端部Ｏシールド
リング等の一体角部よ多発生する部分放電の開始電圧ｔ
＾めざことにより、絶縁寸法の短縮を図り九ガス絶縁変
圧器の絶縁構造を提供するＫめる。

本脅明は、上記目的を達成するために、変圧器巻線管構
成するコイルおよび巻線端部のシールドリングなどの導
体と、該導体に面して配置されるり絶縁スペーサとの間
に、該絶縁スペ ーサの誘電率より小さφ誘電率を有するシート状もしく
はテープ状のプラスチック絶縁物を重ね合せて構成され
る導体支持絶縁を一會設けたも゛のである。

第２図は本発明の第１の実施例を示す巻線端部の断面図
である。なお、第２図においては、第１図に示し九と同
一部材＋あるものには同一符号を付している。

８は、シールドリング２と、その軸方向外側に而して配
置される絶縁リング３との間に設けた導体支持絶縁層で
あり、絶縁リング３の誘電率より小さい誘電率のシート
状のプラスチック絶縁物管重ね合せて構成されている。

−方、９は、シールドリンク２と、その径方向内側に面
して配置される直線スペーｖ７との間に設けた導体支持
絶縁層であり、直線スペーサ７の誘電率より小さめ誘電
、率のシート状の絶縁物ｔ′重ね合せて構成されている
。このような巻線端部絶縁構造においては、従来と同様
、シールドリンク２の角部において、導体支持絶縁層＄
、９との間にくさび状のガスＨｆａａｂ、ｃ、ｄがそれ
ぞれ形成される。しかしながら、一般に知られているよ
うに、導体間が複合絶縁物で構成されている場合、絶縁
物の分担電圧は誘電率の大きさに反比例する。従って、
従来の絶縁スペーサよシ鐸電率の小さい導体支持絶縁層
８．９の分担電圧が、従来の絶縁スペーサを用いた同部
分の分担電圧よシ大きくなる丸め、逆にこの面に形成さ
れるくさび状のガスＨａ＠　ｂ、ｃ、ｄの分担電圧は低
減される。すなわち、くさび状のガス−ａ、ｂ、ｃ、ｄ
の電界は低減されることになる。

このことｔ裏付ける一つの実験を発明者らは行った。即
ち、導体支持絶縁層８に誘電重重２のポリエステルシー
トを用いると共に１絶縁リング３にガラス基材エポキシ
積層板を用いた条件で部分放電開始電圧を調べた。この
績果、第３図に示す如く、導体支持絶縁層８の厚さが増
加するに従って放電開始電圧は高くなった。このことか
ら、実論的にも、くさび状のガスｌ！Ｊａに対する導体
支持絶縁層８の電界緩和効果は明らかである。従って、
第２図に示した本発明の実施例によればシールドリンク
２の角部に形成されるくさび状のガスＰＪａａｂ、ｃ、
ｄの電界が低減されることにより、これらの部位よシ発
生する部分放電の開始電圧は従来より高くなり、シール
ドリンク２と巻線支持金具５との間の絶縁耐力を向上さ
せることができる。

第４図は本発明の第２の実施例１示す巻線端部５の断面
図である。第４図に於ても第１図に示したと同一部材で
あるものには同−符号全村している。

第４図において、２０は高圧巻ｌ１Ｉｌの端部に配置さ
れ、２Ｇは高圧巻線ｌの端部°に配置されるシールドリ
ングであり、従来よシも絶縁リング３に対面する内側角
部０曲率半径−′」゛さくな９て“る・一方、１Ｇは７
−ルドリン夛２０の表面に、絶縁、１ リング３および直線スペー、ｆ：ｑ、７よりも誘電率が
小さく、かつ柔軟性のある自己融着テープを多数回巻回
してなる導体支持絶縁層である。このような絶縁構造に
おいては、巻線組立時にシールドリング２０が絶縁リン
グ３に＠する内側角部の部分で、導体支持絶縁層１Ｇと
絶縁リング３と直線スペーｔ７とによって図示せぬガス
空間が形成される。

しかし、この部分のシールドリング２０の角部の一率が
小さい丸め、従来より上記ガス空間の大きさは小さい、
このような状態において巻線組立後、巻ｉｌＡを巻線支
持金具により軸方向内側に締めつけるとシールドリンク
２０と絶縁りング３との間の導体支持絶縁層１Ｇは、押
しつぶされ、逆に径方向に押し広げられる形となる。こ
のため、上記の小さなガス空間は、図示しえ如く容易に
導体支持絶縁層１０で覆われることＫなる。すなわち、
シールドリング２０が絶縁リング３に面した内側角部に
おいては、従来蛾も高電界となっていたくさび状のガス
陣が形成されることはない、また、シールドリング２０
ｅ）他の角部の部分で導体支持絶縁層１Ｇと絶縁り１し
：□／３および直線スペーサ７との間にくさび状のガス
隙ｃ、ｄが形成されるが、導体支持絶縁層の誘電率が小
さいため、これらのガス陣の電界は、従来に比べ低減さ
れる。従って。

第４図に示す実施例によれば、従来に比ベシールドリン
グ２０の角部より発生する部分放電の開始電圧ｆ４６め
ることができるので、シールドリンク２０と巻線支持金
具５との間の絶縁耐力が向上する。

第５図は本発明の第３の実施例を示す巻線端部の断面図
である。本実施例が第４図の実施例と異なるところは、
低誘電率で柔軟性、自己融着性のある絶縁シートを重ね
合せてＬ形に成形した導体支持絶縁１１１１１を、絶縁
リング３および直線スペーサ７と対面するシールドリン
ク２０との間に配置した点である。このような構造とし
たことにより、第２の実施例と同様に、巻線管線め付け
る際、絶縁リング３に面したシールドリンク２０の内側
角部の部分が、導体支持絶縁層１１で覆われるため、こ
の部位では高電界を示すくさび状のガス陣が形成される
ことは無い。また、シールドリンク２０の他の角部に形
、成されるくさび状のガス隙Ｃ９ｄの電界も導体支持絶
縁層１１の電界緩和効果により低減される。従ってシー
ルドリング２００角部よシ発生する部分放電の開始電圧
を高めることができ、シールドリング２０と巻線支持金
具との間の絶縁耐力が向上する。

第６図は本発明の第４の実施例を示す巻線端部の断面図
である１本実施例が第５図の実施例と異なる点は、シー
ルドリンク２０と絶縁りング３との関に１絶縁りング３
より誘電率の小さく、柔軟性および自己融着性のある絶
縁シートを重ね合せてなる導体支持絶縁層１２１設けた
点である。このような絶縁構造においては、上記実施例
と同様に巻線締め付けの際、絶縁リング３に面したシー
ルドリング２０の内側角部の部分は、くさび状のガス隙
は形成されない、を九、シールドリング２０の内側角部
に生ずるくさび状のガスｐＪ！ｄの電界は従来と同様で
あるが、従来、この部位より電界的に高くなる絶縁リン
グ３に面し九シールドリング２０角部に形成されるくさ
び状のガス＠Ｃの電界も導体支持絶縁層１ｚの電界緩和
効果により低減される。従って、従来に比べ、シールド
リング２０角部よシ発生する部分放電の開始電圧を高め
ることかでき、シールドリンク２０と巻線支持金具５と
の間の絶縁耐力が向上する。

以上述べた実施例は、巻線端部絶縁構造に対して本発明
を適用し九例であるが、この他、高圧巻線と低圧巻線の
間の主絶縁および巻４１ｆｔ＃ｌＩ成するコイルとコイ
ルの間のコイル間絶縁の絶縁構造に対しても本発明を適
用するととＫよシ、コイル角部と絶縁スペーサとの間に
生ずる高電界となるくさび状のガス隙の電界緩和および
形成防止がはかれるので、従来に比べ、壱ｍｉｓ成する
コイル角部の部分放電開始電圧を高めることができ、巻
線の絶縁耐力を向上させることができる。

以上より明らかなように本発明によれば、ガス絶縁変圧
器の巻線を構成するコイルおよび巻線端Ｊパ 部のシールドリングなどの導体角部より発生する１ 部分放電の開始電圧を高吟ることかできるので、マ 絶縁耐力を低下させることなく、変圧器巻線の絶縁寸法
會短縮できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガス絶縁変圧器の巻線端部絶縁構造の縦
断面図、第２図は本発明の第１の実施例を示す巻線端部
の断面図、第３図は導体支持絶縁層の厚さに対する部分
放電開始！王特性図、第４図は本発明の第２の実施例を
示す巻線端部の断面図、第５図は本発明の第３の実施例
管示す巻線端部の断面図、第６図は本発明の第４の冥施
例會示す巻線端部の断面図である。 ■・・・高圧巻線、２．２０・・・シールドリング、３
・・・絶縁リング、５・・・巻線支持金具、６・・・絶
繊筒、７・・・直線スペーサ、８，９，１０，１１．１
２・・・導第　　ｌ　　目 第　３　回 導９に灸手堅＃Ｌ−ん骨の１３−（宗勢〕　−＄４　　
困

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、鉄心に対し同軸状に巻回された巻線と、該巻庫端面
   部に配置されたシールドリングと、該シールドリングお
   よび前、鉢巻４Ｉを支持固定する絶縁スペーサとを備え
   、タンク内に絶縁ガス會封入したガス絶縁変圧器におｉ
   て、繭紀絶縁、スペーサよりもｕ率の小さいシート状も
   しくはテープ状のプラスチック絶縁物會積層した導体支
   持絶縁ｒｔｓｔ、前記巻線およびシールドリングのうち
   少なくともシールドリングと前記絶縁スペーサとの間に
   介在させることを特徴とするガス絶縁変圧器の絶縁構造
   。