JP2002015920A - ガス絶縁誘導電気機器 - Google Patents

ガス絶縁誘導電気機器

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JP2002015920A
JP2002015920A JP2000195600A JP2000195600A JP2002015920A JP 2002015920 A JP2002015920 A JP 2002015920A JP 2000195600 A JP2000195600 A JP 2000195600A JP 2000195600 A JP2000195600 A JP 2000195600A JP 2002015920 A JP2002015920 A JP 2002015920A
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cable
gas
winding
tank
insulating
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Takeshi Aida
剛 合田
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ケーブルとの接続部の絶縁信頼性を向上させ
ることができるガス絶縁誘導電気機器を提供する。 【解決手段】 変圧器又はリアクトルタンク3内に絶縁
ガスと共に封入された巻線1から引き出された巻線素線
4と、タンク3内に導入されたケーブル5とを、タンク
内に位置する接続部6で接続する。ケーブル5のタンク
貫通部分にはパッキング部7が設けられ、タンク貫通部
分でタンク内のガスが外に漏れないように構成する。

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及び
リアクトル等のガス絶縁誘導電気機器に係り、特に、ガ
ス絶縁誘導電気機器の巻線と高電圧ケーブルの接続部の
構成に改良を施したガス絶縁誘導電気機器に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】電力・産業用に用いられる変圧器は、鉄
心と呼ばれるコアに巻線を巻回した構成となっており、
通常、2個又は3個の独立した巻線を鉄心に巻回して、
それぞれの巻線の巻数比に応じて電磁現象により電圧を
変換するものである。通常、このような電力・産業用変
圧器の巻線には銅やアルミが用いられ、鉄心には透磁率
のよい珪素鋼板が用いられている場合が多い。また、変
圧器の絶縁媒体としては絶縁油が広く用いられており、
巻線の素線を絶縁紙で被覆したものを絶縁油中に設置し
た構成となっている。
【0003】しかし、近年、防災上の理由から、上述し
た油入変圧器に変わってガスを絶縁・冷却媒体としたガ
ス絶縁変圧器が適用されるようになり、特に、都市部の
地下に設置される変電所への適用例が増加している。こ
のガス絶縁変圧器に用いられる絶縁ガスとしては、無色
透明、無毒であり絶縁性能に優れたSF6ガスが用いら
れている場合が多い。また、最近になってSF6ガスの
地球温暖化への影響が懸念されるようになってきたこと
を受けて、SF6と窒素の混合ガスや窒素又は空気を絶
縁媒体としたSF6の代替ガスを用いたガス絶縁機器の
開発が活発化している。一方、リアクトルは、線路の容
量成分を補償するために用いられる装置であるが、その
絶縁・冷却構成は変圧器とほぼ同様であり、同様の装置
として扱うことができる。
【0004】また、最近の地価高騰のあおりを受けて、
電力の輸送には従来の架空送電線から地下にトンネルを
設けてその中にケーブルを敷設する地下送電形式が採用
される場合が多い。この電力輸送用のケーブルとして
は、中心導体を架橋ポリエチレンやEPゴムなどの固体
絶縁物で被覆して構成されたものや、絶縁油を絶縁媒体
として用いたものなどが用いられている。
【0005】ここで、中心導体の絶縁被覆として架橋ポ
リエチレンを用いた電力ケーブルの一般的な断面構造を
図6に示す。すなわち、中心導体13には銅の寄り線が
主に用いられており、この中心導体13の回りには、寄
り線の突起による電界を緩和するための内側半導電層2
0が設けられ、さらにその回りに架橋ポリエチレンによ
る絶縁被覆10が設置されている。また、架橋ポリエチ
レンによる絶縁被覆10と接地導体層12の間にも、電
界を緩和するための外側半導電層11が設置され、接地
導体層12の回りには、ケーブル保護用のビニル被覆2
1が設けられている。
【0006】このような中心導体の絶縁被覆として架橋
ポリエチレンを用いた電力ケーブルは一般にCVケーブ
ルと呼ばれ、架橋ポリエチレンの絶縁強度が非常に高い
ことから、500kVの電圧の線路までが製品化される
に至り、電力輸送用として広く用いられるようになって
きた。そのため、地下に設置する変電所、ビルの受配電
所又は屋外の変電所においても、従来の変圧器やリアク
トルから碍子ブッシングにより端子を引き出し、架空送
電線と気中接続していた方法に変わって、電力ケーブル
と変圧器又はリアクトルを直接接続する方法がとられる
ようになってきた。
【0007】このようなケーブルとガス絶縁変圧器又は
リアクトルの接続には、通常、液体状のポリエチレンを
硬化させて処理したケーブル端部にガス中ブッシングを
接続する方法が採られていたが、最近になって図7に示
すような方法が用いられるようになった。すなわち、こ
の方法は、エポキシ樹脂で成形した接続部23に、端部
処理したケーブル5を差し込む形状となっている。ま
た、このケーブル端部においては、図6に示した外部保
護層(ビニル被覆21)、外部接地導体層12、外部半
導電層11を除去し、ストレスコーン22と呼ばれるテ
ーパ状の絶縁物に外部接地層を沿わせ、架橋ポリエチレ
ン絶縁層の沿面電界を緩和する処理方法が用いられてい
る。さらに、線路を分路する必要がある場合には、図8
に示すようなT型の接続部が用いられている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなエポキシ接続部を用いた従来の変圧器又はリア
クトル等のガス絶縁誘導電気機器においては、ケーブル
との接続部分の防塵や湿度管理が困難であり、また、接
続具内に隙間が生じ、そこが大気圧の大気となる。この
ため、異物や水分の影響を受け、接続部の劣化、絶縁強
度の低下が生じる危険性があった。
【0009】本発明は、上述したような従来技術の問題
点を解消するために提案されたものであり、その目的
は、ケーブルとの接続部の絶縁信頼性を向上させること
ができるガス絶縁誘導電気機器を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明は、巻線及び鉄心を絶縁ガス
と共にタンク内に封入したガス絶縁誘導電気機器におい
て、前記巻線と接続されるケーブルを前記タンク内に導
入し、タンク内部において前記巻線と接続したことを特
徴とするものである。上記のような構成を有する請求項
1に記載の発明によれば、巻線とケーブルの接続部をタ
ンク内部に収容するため、大気中における湿気やゴミの
影響を受けることがなく、絶縁信頼性の高い接続部を得
ることができる。また、ケーブルを変圧器又はリアクト
ルから直接出すことで、他の機器や他の変電所等から引
き込まれたケーブルと任意の位置で接続することが可能
となる。
【0011】請求項2に記載の発明は、請求項1記載の
ガス絶縁誘導電気機器において、前記巻線とケーブルの
接続部の周囲に半導電層を形成し、その外側に絶縁層を
設けたことを特徴とするものである。上記のような構成
を有する請求項2に記載の発明によれば、半導電層によ
り接続部の導体の凹凸による電界を緩和し、さらに、絶
縁層で保護絶縁することで、接続部の絶縁耐圧を大幅に
向上させることができる。
【0012】請求項3に記載の発明は、請求項1又は請
求項2記載のガス絶縁誘導電気機器において、前記ケー
ブルの中心導体の外側に設けられた固体絶縁被覆上に、
絶縁物からなるテーパ部を設け、このテーパ部に沿って
半導電層を設置したことを特徴とするものである。上記
のような構成を有する請求項3に記載の発明によれば、
テーパ部によりケーブル表面の半導電層及び導体層の端
部における電界が緩和されるため、外部接地導体層から
巻線又はケーブル中心導体までの沿面絶縁耐圧を向上さ
せることができる。
【0013】請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請
求項3のいずれか一に記載のガス絶縁誘導電気機器にお
いて、前記ケーブルの中心導体の外側に設けられた固体
絶縁被覆上に、傘状の絶縁物を設けたことを特徴とする
ものである。上記のような構成を有する請求項4に記載
の発明によれば、傘状の絶縁物により、接続部における
ケーブル外部接地導体層とケーブル中心導体又は巻線導
体までの沿面距離を伸ばすことができるので、沿面方向
の絶縁耐圧を向上させることができる。
【0014】請求項5に記載の発明は、請求項1乃至請
求項4のいずれか一に記載のガス絶縁誘導電気機器にお
いて、前記ケーブルの端部に端子を設け、ケーブルの固
体絶縁被覆を傘状の絶縁物を設置した絶縁カバーで覆っ
たことを特徴とするものである。上記のような構成を有
する請求項5に記載の発明によれば、絶縁カバーに設置
した傘状絶縁物により、ケーブル外側接地導体層とケー
ブル中心導体又は巻線導体との間の沿面方向の絶縁距離
を伸ばして、沿面耐圧を向上させると共に、絶縁カバー
によりケーブル接地導体層を絶縁保護することで、接続
部の耐圧をさらに向上させることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るガス絶縁誘導
電気機器の実施の形態(以下、実施形態という)につい
て、ガス絶縁変圧器又はリアクトルを例として、図1乃
至図5を参照して具体的に説明する。
【0016】(1)第1実施形態 図1は、本発明に係るガス絶縁変圧器又はリアクトルの
第1実施形態の構成を示す断面図である。すなわち、本
実施形態においては、巻線1と鉄心2が変圧器又はリア
クトルタンク3内に絶縁ガスと共に封入され、巻線1か
ら引き出された巻線素線4とタンク3内に導入されたケ
ーブル5とが接続部6で接続された構成となっている。
なお、ケーブル5のタンク貫通部分にはパッキング部7
が設けられ、タンク貫通部分でタンク内のガスが外に漏
れないように構成されている。
【0017】上記のような構成を有する本実施形態によ
れば、従来、タンクの外部に設けられていた巻線とケー
ブルの接続部をタンク3内に設置することにより、接続
部が塵や水分の影響を受けることを防止できるので、接
続部の絶縁信頼性を向上させることができる。また、ケ
ーブル5が変圧器やリアクトルから直接引き出されるた
め、実使用で十分検証された一般的なケーブル同士の接
続方法を用いて他の変電所等から敷設されてきたケーブ
ルに接続できる。さらに、変圧器やリアクトルの設置場
所によらず、任意に他機器やケーブルとの接続場所を選
ぶことが可能となる。
【0018】(2)第2実施形態 図2は、本発明に係るガス絶縁変圧器又はリアクトルの
第2実施形態の構成を示す断面図である。すなわち、本
実施形態においては、ケーブルとの接続端近傍の巻線被
覆8を所定の長さ剥がした巻線導体9とケーブル中心導
体13とが接続され、両者の接続部が半導電層14で覆
われている。なお、この半導電層14は、半導電性の自
己誘着テープや熱収縮チューブ等で構成されている。
【0019】また、ケーブル中心導体13の接続端近傍
においては、ケーブル中心導体13の外周に取り付けら
れている外側半導電層11及び外部接地導体層12が所
定の長さ除去されて固体絶縁被覆10のみとされ、前記
巻線被覆8からケーブルの固体絶縁被覆10までの間
に、絶縁性の粘着テープや熱収縮チューブ等によって絶
縁層15が形成され、絶縁保護が施されている。
【0020】上記のような構成を有する本実施形態によ
れば、巻線導体9とケーブル中心導体13の接続部の周
囲に形成された半導電層14により、接続部の導体の凹
凸による電界が緩和される。また、絶縁層15によって
接続部をさらに被覆するので、接続部を保護絶縁するこ
とができ、接続部の絶縁耐圧を大幅に向上させることが
できる。
【0021】(3)第3実施形態 図3は、本発明に係るガス絶縁変圧器又はリアクトルの
第3実施形態の構成を示す断面図である。すなわち、本
実施形態は上記第2実施形態にさらに改良を加えたもの
であって、固体絶縁被覆10の上に絶縁物からなるテー
パ部16が設けられ、そのテーパに沿わせて外側半導電
層11が設置されている。上記のような構成を有する本
実施形態によれば、テーパによりケーブル表面の外側半
導電層11及び外部接地導体層12の端部における電界
が緩和されるため、外部接地導体層12から巻線又はケ
ーブル中心導体までの沿面絶縁耐圧を向上させることが
できる。
【0022】(4)第4実施形態 図4は、本発明に係るガス絶縁変圧器又はリアクトルの
第4実施形態の構成を示す断面図である。すなわち、本
実施形態は上記第3実施形態にさらに改良を加えたもの
であって、ケーブルの固体絶縁被覆10の上に傘状絶縁
物17を設置したものである。なお、この傘状絶縁物1
7は、絶縁階級に応じて複数個設置することが可能であ
る。
【0023】上記のような構成を有する本実施形態によ
れば、傘状絶縁物17により接続部におけるケーブルの
外部接地導体層12とケーブル中心導体13又は巻線導
体9までの沿面距離を伸ばすことができるので、沿面方
向の絶縁耐圧を向上させることができる。
【0024】(5)第5実施形態 図5は、本発明に係るガス絶縁変圧器又はリアクトルの
第5実施形態の構成を示す断面図である。すなわち、本
実施形態においては、ケーブル中心導体13の端部に端
子19が設けられ、この端子19部分でケーブル中心導
体13と巻線導体9とが接続されている。また、ケーブ
ル中心導体13の端部近傍には、外部接地導体層12の
端部から外側半導電層11、テーパ部16及びケーブル
固体絶縁被覆10を被覆するように絶縁カバー18が取
り付けられ、この絶縁カバー18の上には傘状絶縁物1
7が設置されている。
【0025】上記のような構成を有する本実施形態によ
れば、絶縁保護カバー18に設置した傘状絶縁物17に
より、ケーブル外部接地導体層12とケーブル中心導体
13又は巻線導体9又は端子19との間の沿面方向の絶
縁距離を伸ばすことができるので、沿面耐圧を向上させ
ることができる。また、絶縁保護カバー18によりケー
ブル接地導体層を絶縁保護することができ、接続部の耐
圧をさらに向上させることができる。
【0026】(6)第6実施形態 本実施形態は、上記各実施形態に対応するガス絶縁変圧
器又はリアクトルのタンク内に封入される絶縁ガスを、
SF6ガスとしたものである。本実施形態によれば、S
6ガスは絶縁強度が空気よりも強いので、従来大気状
態であった接続部の絶縁耐圧を大幅に向上させることが
できる。
【0027】(7)第7実施形態 本実施形態は、上記各実施形態に対応するガス絶縁変圧
器又はリアクトルのタンク内に封入される絶縁ガスを、
乾燥した空気又は窒素としたものである。本実施形態に
よれば、従来、防塵管理や湿度管理が困難であった接続
部を、低湿度、低塵状態とすることが可能なため、接続
部の絶縁耐圧を向上させることができる。
【0028】(8)第8実施形態 本実施形態は、上記第7実施形態にさらに改良を施した
ものであって、上記各実施形態に対応するガス絶縁変圧
器又はリアクトルのタンク内に封入される絶縁ガスを、
乾燥した大気圧空気又は窒素としたものである。本実施
形態によれば、従来、防塵管理や湿度管理の困難であっ
た接続部を、低湿度、低塵状態とすることが可能なた
め、接続部の絶縁耐圧を向上させることができると共
に、タンク内外の差圧を少なくすることができるため、
ケーブル導入部におけるシールを簡素化することができ
る。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、ケーブルとの接続部の
絶縁信頼性を向上させることができるガス絶縁変圧器及
びリアクトル等のガス絶縁誘導電気機器を提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るガス絶縁誘導電気機器の第1実施
形態の構成を示す断面図
【図2】本発明に係るガス絶縁誘導電気機器の第2実施
形態の構成を示す断面図
【図3】本発明に係るガス絶縁誘導電気機器の第3実施
形態の構成を示す断面図
【図4】本発明に係るガス絶縁誘導電気機器の第4実施
形態の構成を示す断面図
【図5】本発明に係るガス絶縁誘導電気機器の第5実施
形態の構成を示す断面図
【図6】絶縁被覆に架橋ポリエチレンを用いた電力ケー
ブルの一般的な構成を示す断面図
【図7】従来から用いられてきたケーブルと変圧器又は
リアクトルの接続部の構成を示す側面図
【図8】従来から用いられてきたケーブルと変圧器又は
リアクトルの接続部の構成を示す側面図
【符号の説明】
1…巻線 2…鉄心 3…タンク 4…巻線素線 5…ケーブル 6…接続部 7…パッキング部 8…巻線被覆 9…巻線導体 10…ケーブル固体絶縁被覆 11…外側半導電層 12…外部接地導体層 13…ケーブル中心導体 14…半導電層 15…絶縁層 16…テーパ部 17…傘状絶縁物 18…絶縁保護カバー 19…端子 20…内側半導電層 21…ビニル被覆(保護層) 22…ストレスコーン 23…接続部 24…タンク内壁 25…タンク内 26…ブッシング 27…高圧導体

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 巻線及び鉄心を絶縁ガスと共にタンク内
    に封入したガス絶縁誘導電気機器において、 前記巻線と接続されるケーブルを前記タンク内に導入
    し、タンク内部において前記巻線と接続したことを特徴
    とするガス絶縁誘導電気機器。
  2. 【請求項2】 前記巻線とケーブルの接続部の周囲に半
    導電層を形成し、その外側に絶縁層を設けたことを特徴
    とする請求項1記載のガス絶縁誘導電気機器。
  3. 【請求項3】 前記ケーブルの中心導体の外側に設けら
    れた固体絶縁被覆上に、絶縁物からなるテーパ部を設
    け、このテーパ部に沿って半導電層を設置したことを特
    徴とする請求項1又は請求項2記載のガス絶縁誘導電気
    機器。
  4. 【請求項4】 前記ケーブルの中心導体の外側に設けら
    れた固体絶縁被覆上に、傘状の絶縁物を設けたことを特
    徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一に記載のガ
    ス絶縁誘導電気機器。
  5. 【請求項5】 前記ケーブルの端部に端子を設け、ケー
    ブルの固体絶縁被覆を傘状の絶縁物を設置した絶縁カバ
    ーで覆ったことを特徴とする請求項1乃至請求項4のい
    ずれか一に記載のガス絶縁誘導電気機器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013016726A (ja) * 2011-07-06 2013-01-24 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池パネル
JP7328883B2 (ja) 2019-12-23 2023-08-17 東芝産業機器システム株式会社 静止誘導機器

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