JPS63257209A - ガス絶縁電圧変成器及びその製造方法 - 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】 〈産業上の利用の分野〉 本発明はガス絶縁電圧変成器及びその製造方法に関する
。

〈従来の技術〉 近年、ＳＦ６ガス等の絶縁性ガスを使用したガス絶縁開
閉装置（以下ＧＩＳと略称する）が変電所等に設置され
るようになり、その縮小化された優れた耐震性、不燃性
等から我が国の環境に適合した電器機器として現在では
６６ＫＶ以上のあらゆる電圧階級に亘って広く利用され
ている。

このＧＩＳに組込適用する計器用変圧器としても高電圧
絶縁の統一、協調の点からガス絶縁電圧変成器が最適で
あり、他のコンデンサ形、油入り形、モールド形に替わ
って採用されている。この種のガス絶縁電圧変成器の一
例を第６図の概念断面図によって説明する。

金属密閉容器（１）の内部には絶縁媒体としてＳＦ６ガ
ス（２）が充填されている。鉄心（３）に装着された筒
状の２次コイル巻心（４）に低電圧側である２次コイル
（５）が巻回され絶縁材αυによって固定されている。

高電圧側となる１次コイル装置凱は、前記２次コイル（
５）の外周を囲繞して装着固定された１次コイル巻心（
６）に各層の胴巻線（７）と眉間フィルム（８）を交互
に巻回して形成されている。

ここに使用される前記層間フィルム（８）は耐絶縁性と
耐熱性にすぐれ機械的強度も強く吸湿性の少ないポリエ
ステル系フィルムが使用され、複数回の巻回によって一
層分の層間フィルムを形成している。また、胴巻線（７
）には同様に耐熱性に優れた合成樹脂被覆導線を使用し
ており、その巻回方法も電圧階級の窩低に応じてコイル
層の中間に図示していないシールドを設けたり、７預巻
線（７）の巻数を段階的に変化させて電位傾度の分布を
均一化する等の周知の工夫が凝らされ優れた電気的特性
が得られている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記のような構成を有するガス絶縁電圧変成器において
は、絶縁媒体が粘度の低いガス体であること、及び眉間
絶縁材が表面の滑らかな合成樹脂フィルムとなったこと
から、例えば、山間部の据え付は現場への輸送途上等に
予期せぬ振動や加速ＩＩＧが有る場合等不測の事故発生
を予防するため、１次コイル組立の製造工程途上で、層
間フィルム間に適当な間隔で両面粘着テープを挟装しな
がら巻線機の運転停止を繰り返すとゆう手作業工程が設
定されており、この工程が製造工程中もっとも人手と時
間を要するネックポイントであり、コスト高の主要因と
なっているとゆう問題点が有った。

そこで本発明は、前記従来の欠点を除去するために、眉
間フィルムを構成する耐熱性合成樹１指シートに直接的
に熱硬化性樹脂を一定のパターンによって塗布し、加熱
処理によって固着せしめるようにしたもので、塗膜には
予め半硬化状態に保つセミキユアリング処理が施されて
いるので、強化された１次コイル装置を具備したガス絶
縁電圧変成器を、作業性を低下することなく製造するこ
とを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための本発明の構成を、実施例に
対応する第１図及び第２図によって説明すると、 第１図（９）は胴巻線（７）間に配設される層間フィル
ム（８）を平面上に展開したもので、耐熱性及び耐絶縁
性に優れたポリエステル系合成樹脂シートの片面もしく
は両面に、繰り返し性の有る、離散した幾何学的図形パ
ターンによって熱硬化性樹脂被膜００を配設して塗布し
、セミキユアリング処理を施しである。

第１図■は１次コイル装置（９）の組立状況を示す斜視
図で、前記樹脂シートを、第２図の側断酊図に示すよう
に複数回巻回して眉間フィルム（８）を形成して、１次
巻心（６）に胴巻線（７）と交互に巻回してコイル装置
（９）に組立て、しかる後に加熱炉によって所定の熱硬
化処理を施工することによって所用の強度を有する１次
コイル装置！　（９）を構成する。

また、熱硬化性樹脂被膜αＯのパターン決定に際して、
保持すべき強度の限界値と巻回作業時に維持すべき作業
効率の限界値からフィルムシートの全面積に対するパタ
ーン面積の所用占積率範囲を導出し、該占積率の範囲内
においてその平方根からパターンの離散した配設間隔を
表す線分率の可変範囲を設定して第１図０に示される２
個の指標ａ、ｂの最適値を見いだし、これより具体的な
最適パターンの寸法、配設間隔の設計、製造方法を可能
としたものである。また、配設間隔に代えて離散間隔と
して見る時にはａ／　（ａ＋　ｂ）の１の補数っまりｂ
／（ａ十ｂ）を使用することも可能である。

く作　用〉 一方、ＧＩＳ等の実使用状況下での計測値によると重力
の加速度の最大値は運搬時を含めても５Ｇから１０Ｇの
間にあることが経験的に知られており、また、眉間フィ
ルムシートの全面積に対する熱硬化性樹脂被膜の全面積
の比（以下、占積率と呼称する）が０．６以上であれば
、当該樹脂の組成に応じた所定の仕様に基づく熱硬化処
理によって、１次コイル装置として必要充分な強度が得
られることが実験的に確認されている。

この場合、フィルムシート全面に熱硬化性樹脂被膜を塗
布すれば占積率は１となり最大の強度を得ることが可能
であることは勿論であるが、ガスの流通経路が全く無く
なることによる温度上昇、フィルムの柔軟性が失われコ
イル巻回時の作業性が著しく低下すること、部分的な塗
り残しやボイドを作ることなく全面に塗布するのは更に
困難な製造技術を要する等の経験的理由から前記占積率
を０．５以下にするような設計が必要である。

第１図（ｑは熱硬化性樹脂被膜のパターンを繰り返し性
のあるダイヤパターンとし、１繰り返し単位を取り出し
た時の正方形の塗膜の一辺の長さａと無地の部分の幅す
の関係を示すもので、ａ／（ａ＋ｂ）の値（以下線分率
と呼称する）の自乗が前記占積率と等しくなることから
、この値は０．５５以上でかつ０．７１以下の範囲内に
あり、これよりａ／ｂの比を決定することができて、そ
の値は１．２以上でかつ２．４以下の範囲内にあること
を導くことが出来る。

ａの値はダイヤパターンの一辺の長さでありパターンの
大きさを直接決定する指標である。上記ａ／ｂの値が範
囲内であれば本来このａの値は任意に設定が可能ではあ
るが、作業性その他から可能な限り小とするのが望まし
く、また、ｂの値はコイルの冷却効果を高めるために可
能な限り大となるように設定しなければならない。

熱硬化性樹脂被膜パターンは塗布後セミキユアリング処
理によって半硬化状態となり巻回作業に支障の無い状態
となる。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図及び第２図は第６図に示す１次コイル装置■を例
示したものとして説明するが、本発明の主旨は勿論２次
コイル（５）にも実施可能である。

第１図（ハ）は１次コイル装Ｍ叫の組立状況を示す斜視
図で１次コイル巻心（６）に胴巻線（７）と層間フィル
ム（８）とを交互に巻回している状況を示している。

図（ハ）は層間フィルム（８）のシートを展開して示し
たもので、表面及び裏面のいずれか、または両面に正方
形のダイヤパターン状に熱硬化性樹脂被膜αＯが塗布さ
れ、半硬化状態に保つために七廻キユアリングされてい
る。パターンの形状は必ずしもダイヤ形である必要は無
く、離散形のパターンであれば絶縁ガスの流通経路を網
目状に確保できるので、例えば円形の水玉模様であって
もよく、むしろ単純な幾何学的同一図形の繰り返し性が
必須の要件となっている。また、パターンが、いわゆる
円形でなく４５°傾斜したダイヤパターンであるのは、
胴巻線（７）のどの線輪素子部も必ずパターンと重なる
ようにしたものであるから、水玉模様や他の幾何学的図
形の場合もパターンの無い部分、つまりガスの流通経路
がコイル軸に対して４５°の角度で上下に抜けるように
配設することがまた、必須の要件となっている。

実施例では第１図０に示す如く、ａ、　ｂの２指標で決
定されるダイヤパターンを使用しているが以・下にその
手順をしめす。

前述の如く占積率の範囲が０．３以上０．５以下とした
とき、 （１）占積率が許容最大値０．５であるときの線分率ａ
／（ａ十ｂ）は０．７１となるので、これよりａ、／ｂ
（７）値として２，５が得られる。ｂの値を４１ｎＩと
すればａの値は１０ｍとなり第１図（Ｑのａ、　ｂの値
が決定される。同様に、 （２）占積率が許容最小値０．３であるとき線分率は０
．５５となり、これよりａ／ｂの値として１．２が得ら
れるのでｂの値を５０とすればａの値は６ｐｎｓが得ら
れる。

（３）上記計算の結果から、第１図に示すようなダイヤ
パターンを使用する場合には、占積率の平方根として得
た線分率を指標として用い、その値が、０．５５から０
．７１の範囲内であるとしてａ／ｂの値を計算しておけ
ば、その中から任意の比の値を選ぶことが可能である。

実施例では１゜５としている。

（４）ａの値が３０ｍを超えるとコイル巻回時の作業性
が少々低下することが認められるので上限は２０ｆｆ程
度にとどめるのが良く、作業効率を高め、コイル表面の
仕上がりも良くなるので、ａの値は小とするのが望まし
〈実施例では９ｕから１２ｍ程度で良好な結果が得られ
ている。

（５）ｂの値が４ＭＭ以下になるとパターン塗布工程で
のバラツキによりガスの通路が挟まり、冷却効果が低下
する恐れが有るため、出来るだけ大とするのが望ましく
下限を４Ｍとしており、実施例では６闘から１２ｎＩと
している。

（６）上記の如き手順により、ダイヤパターンの場合に
は簡便に２個の指標からパターンの寸法と配設間隔すな
わち線分率を知ることが可能であり、コイル径の大小、
電圧系列の高低によって階層的にいくつかのパターンを
選んで標準化が可能となる。

（７）　　第１図に示すダイヤパターン以外の幾何学的
図形を使用する場合には指標として前記線分率はそのま
までは使用出来ないので、占積率から新規に別の指標を
設定使用しなければならない。

く効　果〉 これまで詳述したように、ＧＩＳの構成機器であるガス
絶縁電圧変成器は６６　ＫＶ以上の高圧、超高圧領域で
使用される為にその１次コイルには耐熱性及び耐絶縁性
に優れたポリエステル系合成樹脂シートをコイルの層間
フィルムに採用しているが、従来使用されていた絶縁紙
と比較するとシート表面がより滑らかであること、また
、絶縁媒体が絶縁油から粘度の低いガス体【こなったこ
とから、輸送時の振動による不測の加速度Ｇが加わる場
合の予防策が必要であるが、１次コイル組立工程途上で
、層間フィルム間に両面粘着テープを挟装しながら巻線
機を運転する手作業工程の存在が原価低減に対する最大
のネックポイントとなっていた。

しかし、本発明で与えられる手順に従って製造された１
次コイル装置を構成要素とするガス絶縁電圧変成器であ
れば、予め最適手順によって寸法、配置の方法が定めら
れたダイヤパターン等の繰り返し性のある単純な幾何学
図形パターンを用いて熱硬化性樹脂被膜がポリエステル
シート上に形成されており、しかも半硬化状態に保つた
めにセミキユアリング処理されているので常温では硬く
なく、また、べとつくこともないので、通常のコイル巻
線作業と殆ど同様の作業環境を維持することが可能とな
った。これによって、工場組立時の作業性が極めて良好
となり、併せて、１次コイル自身も、最終工程の加熱硬
化によって軸方向の加速度はもとよりその他の全方向に
対して極めて頑丈なものとなって、少なくとも１０Ｇ以
上の加速度耐力があることが確認されている。従って標
準的仕様として本発明を適用して製造されたガス絶縁電
圧変成器では、通常発生が予測される振動は勿論、運搬
時の輸送振動に対しても充分な強度を有する１次コイル
を効率良く製造することが可能となり、品質的にも、原
価的にも顕著な効果が期待できるものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図の（９）、（ト）、０各図は本考案の主要部であ
る１次コイル装置の構成を説明するための概要図である
が、説明の都合から層間フィルム上のパターン寸法はフ
ィルムシートの実寸法と比較して、より大きめに表現さ
れている。第２図（６）はフィルムを複数枚重ねて層間
フィルムとする模様を説明するための側断面図、また、
図但は、層間フィルムの上に胴巻線を巻回し、更にその
上に眉間フィルムを巻重ねている状況を示す側断面図で
ある。 第６図は従来技術によるガス絶縁電圧変成器の構造を説
明するための概略図である。 １・・・金属密閉容器　　２・・・ＳＦ６ガス６・・・
鉄心　　　　　　４・・・２次コイル巻心５・・・２次
コイル　　　６・・・１次コイル巻心７・・・７胴巻線
　　　　　８・・・層間フィルム２・・・１次コイル装
置　１０・・・熱硬化性樹脂被膜１１・・・絶縁材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁性ガスを充填密閉した金属容器に収納された
   ガス絶縁電圧変成器において、 １次コイル装置の層巻線間に、繰り返し性の有る離散し
   た幾何学的図形パターンによつて熱硬化性樹脂被膜を少
   なくとも片面に直接的に塗布配設した耐熱性合成樹脂を
   素材とする層間フィルムを設けたことを特徴とするガス
   絶縁電圧変成器。
2. （２）繰り返し性の有る離散した幾何学的図形パターン
   を形成する熱硬化性樹脂被膜の塗膜面積層間フィルム上
   に占める面積の比が０．３より大であり０．５よりも大
   ならざるように図形の寸法及び配設間隔を定めた耐熱性
   合成樹脂を素材とする層間フィルムとした特許請求範囲
   第１項記載のガス絶縁電圧変成器。
3. （３）耐熱性合成樹脂を素材とするフィルムシートの少
   なくとも片面に、繰り返し性の有る、離散した幾何学的
   図形パターンによつて、熱硬化性樹脂被膜を直接的に塗
   布配設してセミキュアリング処理を施工する工程。 前記フィルムシートを複数回巻回して層間フィルムとし
   、胴巻線と交互に巻回して１次コイル装置を組立てる工
   程。 加熱炉により所定の加熱処理を行つて前記セミキュアリ
   ングされた熱硬化性樹脂被膜を硬化せしめて１次コイル
   装置を構築する工程からなることを特徴とするガス絶縁
   電圧変成器の製造方法。