JP2002373821A - ガス絶縁計器用変圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電位固定板に対向する対地電極板を設けて、高
周波サージに対する絶縁性能を向上させたガス絶縁計器
用変圧器の構造の簡素化を図る。 【解決手段】鉄心１と、鉄心１に二次巻形３を介して巻
回された二次コイル２と、二次コイルの外側に一次巻形
５と電位固定板６とを介して巻回された一次コイル４と
を備えたガス絶縁計器用変圧器において、一次巻形５内
に対地電極板１２を埋め込み、対地電極板１２を接地点
ｅに接続する接地用導体１４を、一次巻形５の一端５ａ
の内周側で対地電極板１２に接続した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力設備におい
て、高電圧を測定可能なレベルの電圧に変成するために
用いられるガス絶縁計器用変圧器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電力設備に設けられるガス絶縁開閉器の
構成機器の一つとして、ガス絶縁計器用変圧器（ガスＶ
Ｔ）が用いられている。ガス絶縁計器用変圧器は、ＳＦ
_６ ガス等の絶縁ガスで満たされた空間に配置されて、
一次側の高電圧を測定可能な電圧まで高精度で変成する
変圧器である。この種の変圧器は、鉄心と、該鉄心に二
次巻形を介して巻回された二次コイル（低圧コイル）
と、該二次コイルの外側に一次巻形を介して同軸的に巻
回された一次コイル（高圧コイル）と、二次コイルと一
次コイルとの間に設けられて一次コイルの巻始めに接続
されるとともにリード線を通して接地用端子に接続され
た電位固定板とを備えている。

【０００３】図４及び図５は、従来のこの種の変圧器の
構造を示したもので、これらの図において１は鋼板の積
層体からなる鉄心、２は鉄心１の脚部を囲むように配置
された円筒状の二次巻形３の上に巻回された二次コイル
（低圧コイル）、４は二次コイル２の外側に二次コイル
と同軸的に配置された円筒状の一次巻形５の上に、電位
固定板６を介して巻回された一次コイル（高圧コイル）
である。

【０００４】図４及び図５に示した例では、鉄心１、二
次コイル２、二次巻形３、一次巻形５、電位固定板６及
び一次コイル４により変圧器本体が構成され、この変圧
器本体は、ＳＦ_６ ガス等の絶縁ガスが封入されて接地
電位に保たれるガス絶縁開閉装置の金属容器７内に収容
される。

【０００５】電位固定板６は、一次巻形５の外周面に添
うように円筒状に成形されて、１ターンを形成しないよ
うに両端がギャップを介して対向させられた導電板から
なっていて、この電位固定板は、一次コイル４の巻始め
に接続されるとともに、一次低圧側リード線８を通し
て、容器７に電気的に接続された接地用端子９に接続さ
れている。メガーによる一次コイル４の対地絶縁抵抗の
測定を可能にするため、一次低圧側リード線８は、容器
７に対して絶縁された状態で設けられた一次低圧端子１
０に接続され、一次低圧端子１０が容器７の外部で接地
用リード線１１を通して容器７の外面に設けられた接地
用端子９に接続される。

【０００６】図６は、図４及び図５に示した計器用変圧
器の等価回路で、図６において、Ｃは電位固定板６の対
地静電容量、２Ａ，２Ｂは二次コイル２の両端につなが
る二次端子である。

【０００７】上記のように、図４及び図５に示したガス
絶縁計器用変圧器では、一次コイルの対地絶縁抵抗の測
定を可能にするために、電位固定板６を一次低圧側リー
ド線８と接地用リード線１１とを通して接地用端子９に
接続する必要があったため、電位固定板６と接地電位部
との間を接続する一次低圧側回路の長さが長くなって、
そのリアクタンスが大きくなるのを避けられなかった。
そのため、一次高圧側から高周波サージが侵入すると、
上記一次低圧側回路のリアクタンスにより電位固定板６
の電位が上昇し、絶縁破壊を招くおそれがあった。

【０００８】これを防ぐため、特開昭６１−６９１０７
号において、図７ないし図９に示したように、電位固定
板６と二次コイル２との間に対地電極板１２を介在させ
たガス絶縁計器用変圧器が提案された。

【０００９】図７ないし図９に示した例では、一次巻形
５の外周に対地電極板１２が配置され、この対地電極板
１２の上に絶縁フィルムの積層体からなる絶縁層１３を
介して電位固定板６が配置されている。対地電極板１２
は、リアクタンス分が小さい必要最小限の長さの接地用
導体１４を通して、鉄心１または鉄心１と同電位の部分
に設定された接地点に接続されている。この計器用変圧
器では、電位固定板６が、対地電極板１２との間の静電
容量を介して接地電位部に接続される。

【００１０】図７のように対地電極板１２を設けると、
電位固定板６と対地電極１２との間の静電容量を通して
高周波サージをバイパスすることができるため、高周波
サージによる電位固定板の電位の上昇を防ぐことができ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】図７ないし図９に示し
たように、対地電極板１２を設ける場合には、一次巻形
５の外周に対地電極板１２を巻き付けた後、その上に更
に絶縁フィルムを巻き付けて絶縁層１３を形成してから
電位固定板６を配設する必要があったため、変圧器の組
立工数が多くなり、対地電極板を持たない計器用変圧器
に比べて大幅にコストが高くなるのを避けられなかっ
た。

【００１２】また一次巻形５の外周に対地電極板１２を
設けた場合には、図９に示したように、電位固定板６の
軸線方向の端部６ａと接地用導体１４との間の沿面絶縁
距離が比較的短いため、この部分が絶縁の弱点になるお
それがあった。

【００１３】本発明の目的は、組立工数の削減を図って
コストの低減を図ることができるようにしたガス絶縁計
器用変圧器を提供することにある。

【００１４】本発明の他の目的は、電位固定板の端部と
対地電極板を接地する接地用導体との間の沿面絶縁距離
を長くして、絶縁の弱点が生じるのを防止したガス絶縁
計器用変圧器を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、鉄心と、この
鉄心に二次巻形を介して巻回された二次コイルと、二次
コイルの外側に一次巻形を介して同軸的に巻回された一
次コイルと、一次巻形と一次コイルとの間に設けられて
一次コイルの巻始めに接続されるとともに接続導体を通
して接地用端子に接続された電位固定板と、電位固定板
と二次コイルとの間に電位固定板に対して絶縁された状
態で設けられて鉄心または該鉄心と同電位の部分に設定
された接地点に接地用導体を介して接続された対地電極
板とを備えて、電位固定板が対地電極板との間の静電容
量と接地用導体とを通して接地点に接続されるガス絶縁
計器用変圧器に係わるものである。

【００１６】本発明においては、対地電極板が、その軸
線方向の両端を一次巻形の軸線方向の両端の手前の位置
で終端させた状態で一次巻形内に埋め込まれて、該一次
巻形と一体化される。

【００１７】上記のように、対地電極板を一次巻形内に
埋め込んで該一次巻形と一体化するには、一次巻形を成
形する際に、一次巻形内に対地電極板を埋め込むように
すればよい。

【００１８】このように構成すると、一次巻形に対地電
極板と電位固定板との間の絶縁機能を持たせることがで
きるため、従来のこの種の計器用変圧器で対地電極板と
電位固定板との間に設けていた絶縁層が不要になる。し
たがって、計器用変圧器の構造を簡単にして組立工数を
少くすることができ、コストの低減を図ることができ
る。

【００１９】本発明の好ましい態様では、対地電極板を
接地電位部に接続する接地用導体が、一次巻形の軸線方
向の一端寄りの内周側で、該一次巻形に埋め込まれた対
地電極板に接続される。

【００２０】このように、対地電極板を接地電位部に接
続する接地用導体を、一次巻形の軸線方向の一端寄りの
内周側で対地電極板に接続するようにすると、電位固定
板の端部と接地用導体との間の沿面絶縁距離を長くする
ことができるため、電位固定板の軸線方向の一端側に絶
縁の弱点が生じるのを防ぐことができ、絶縁性能を低下
させることなく、対地電極板を設けることができる。

【００２１】本発明の他の好ましい態様では、接地用導
体として絶縁被覆電線を用い、この絶縁被覆電線の、対
地電極板に接続される端部付近の絶縁被覆を一次巻形内
に埋め込んで一次巻形に一体化する。

【００２２】このように構成すると、接地用導体の充電
部が露出しないため、電位固定板と接地用導体との間の
沿面絶縁距離の長短は問題にならなくなる。したがっ
て、このように構成する場合には、必ずしも接地用導体
を一次巻形の一端の内周側で対地電極板に接続する必要
はなく、一次巻形の軸線方向の一端の端面側または外周
側で接地用導体を対地電極板に接続することもできる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１ないし図３を参照して、本発
明の実施形態を説明する。図１は本発明に係わるガス絶
縁計器用変圧器の半部の縦断面図、図２は同変圧器の横
断面の１／４の部分を示した横断面図、図３（Ａ）は図
１の要部の拡大図である。図３（Ｂ）は図１の要部の変
形例を示した拡大図である。

【００２４】図１ないし図３において、図７及び図８の
各部と同等の部分にはそれぞれ同一の符号を付してあ
る。これらの図において、１は鉄心、２は二次コイル
で、二次コイル２は、円筒状の二次巻形３の外周に巻回
されて、鉄心１の脚部に嵌装されている。

【００２５】５は円筒状に成形されて二次コイル２の外
側に該二次コイルと同軸的に配置された一次巻形、６は
１ターンを形成しないようにして、一次巻形５の外周に
添わせて配置された、ほぼ円筒状を呈する電位固定板
で、一次巻形５及び電位固定板６は、二次コイル２と同
軸的に配置される。電位固定板６の外周に一次コイル４
が巻回されている。

【００２６】本発明においては、一次巻形５内に、対地
電極板１２を埋設する。対地電極板１２は、その軸線方
向の両端１２ａ及び１２ｂをそれぞれ一次巻形５の軸線
方向の両端５ａ及び５ｂの手前の位置で終端させた状態
で一次巻形５内に埋め込んで、一次巻形５と対地電極板
１２とを一体化する。対地電極板１２もほぼ円筒状を呈
するように形成するが、電位固定板６と同様に、１ター
ンを形成しないようにしておく。

【００２７】計器用変圧器の巻形は、例えば、熱硬化性
樹脂を含浸させて半硬化状態にした絶縁性の織布または
不織布からなる樹脂含浸シートを、所定の厚さが得られ
るまでロールに巻回した後、含浸樹脂を加熱硬化させる
ことにより形成される。

【００２８】このようにして一次巻形５を製造する場合
には、樹脂含浸シートの巻回の途中で対地電極板１２を
構成する導電板を樹脂含浸シートの間に巻き込んで一緒
に巻き取った後、熱処理を行って含浸樹脂を硬化させる
ことにより、対地電極板１２が内部に埋め込まれて一体
化された一次巻形５を、簡単に製造することができる。

【００２９】金型内に樹脂を注入して硬化させることに
より巻形を製作することもできるが、この場合には、金
型内に対地電極板をインサートすることにより、内部に
対地電極板１２が埋め込まれた一次巻形を得ることがで
きる。

【００３０】本実施形態では、図３（Ａ）に示すよう
に、一次巻形５の軸線方向の一端５ａ寄りの内周部の一
部が切り欠かれて、対地電極板１２の一端１２ａ寄りの
部分の一部が接地用導体接続部として外部に露呈され、
この接続部に必要最小限の長さを有する裸の導体バーか
らなる接地用導体１４の一端が接続されている。接地用
導体１４の他端は鉄心１または該鉄心と同電位の部分
（例えば鉄心締付け金具）に設定された接地点ｅに接続
されている。

【００３１】鉄心１と、二次巻形３に巻回された二次コ
イル２と、対地電極板１２が埋設された一次巻形５に電
位固定板６を介して巻回された一次コイル４とにより、
計器用変圧器本体が構成されている。この本体は、ＳＦ
_６ ガスが封入された金属容器７内に収容され、鉄心１
は金属容器７に機械的及び電気的に接続される。

【００３２】電位固定板６は、金属容器７に絶縁された
状態で取り付けられた一次低圧側端子１０に一次低圧側
リード線８を介して接続され、一次低圧側端子１０は、
容器７の外部で、容器７に接続された接地用端子９に接
地用リード線１１を通して接続されている。

【００３３】上記のように、一次巻形５内に対地電極板
１２を埋設すると、一次巻形に対地電極板と電位固定板
との間の絶縁機能を持たせることができるため、従来の
この種の計器用変圧器で対地電極板と電位固定板との間
に設けていた絶縁フィルムからなる絶縁層が不要にな
る。したがって、計器用変圧器の構造を簡単にして組立
工数を少くすることができ、コストの低減を図ることが
できる。

【００３４】また上記のように、対地電極板１２を接地
電位部に接続する接地用導体を、一次巻形５の軸線方向
の一端５ａ寄りの内周側で、該一次巻形に埋め込まれた
対地電極板に接続するようにすると、電位固定板６の端
部６ａと接地用導体１４との間の沿面絶縁距離を長くす
ることができるため、電位固定板６の軸線方向の一端側
に絶縁の弱点が生じるのを防ぐことができる。

【００３５】上記の例では、接地用導体１４として裸導
体を用いたが、接地用導体１４として絶縁被覆電線を用
いることもできる。接地用導体１４として絶縁被覆電線
を用いる場合には、図３（Ｂ）に示すように、絶縁被覆
電線の対地電極板１２に接続される端部付近の絶縁被覆
１４ａを一次巻形５内に埋め込んで、絶縁被覆１４ａを
一次巻形５に一体化するようにするのが好ましい。

【００３６】接地用導体１４を絶縁被覆電線により構成
する場合に、電線の絶縁被覆１４ａの端部を一次巻形５
内に埋設するようにすると、電位固定板６と接地用導体
１４との間で沿面放電が生じるおそれがなくなり、電位
固定板６と接地用導体１４との間の沿面絶縁距離の長短
が問題にならなくなるため、図３（Ｂ）に示すように接
地用導体１４を一次巻形５の軸線方向端面から導出した
り、一次巻形５の一端の外周側から導出したりすること
ができ、接地用導体と対地電極板との接続部の設計の自
由度を高めることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、一次巻
形内に対地電極板を埋設したので、一次巻形に対地電極
板と電位固定板との間の絶縁機能を持たせて、従来の計
器用変圧器で対地電極板と電位固定板との間に設けてい
た絶縁フィルムからなる絶縁層を省略することができ
る。従って、計器用変圧器の構造を簡単にして組立工数
を少くすることができ、コストの低減を図ることができ
る。

【００３８】特に請求項２に記載した発明によれば、対
地電極板を接地電位部に接続する接地用導体を、一次巻
形の軸線方向の一端寄りの内周側で、該一次巻形に埋め
込まれた対地電極板に接続するようにしたので、電位固
定板の端部と接地用導体との間の沿面絶縁距離を長くし
て、電位固定板の軸線方向の一端側に絶縁の弱点が生じ
るのを防ぐことができる。

【００３９】また請求項３に記載した発明によれば、接
地用導体を絶縁被覆電線により構成して、電線の絶縁被
覆の端部を一次巻形内に埋設するようにしたので、電位
固定板と接地用導体との間で沿面放電が生じるおそれを
なくして、接地用導体と対地電極板との接続部付近の設
計の自由度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるガス絶縁計器用変圧器の構造を
概略的に示した半部縦断面図である。

【図２】図１の計器用変圧器の横断面の１／４の部分を
示す断面図である。

【図３】（Ａ）は図１の要部の拡大断面図である。
（Ｂ）は図１の要部の変形例を示した拡大断面図であ
る。

【図４】従来のガス絶縁計器用変圧器の構成を概略的に
示した半部縦断面図である。

【図５】図４のガス絶縁計器用変圧器の横断面の１／４
の部分を示す断面図である。

【図６】図４の計器用変圧器の等価回路を示した回路図
である。

【図７】従来の他のガス絶縁計器用変圧器の構成を概略
的に示した半部縦断面図である。

【図８】図７のガス絶縁計器用変圧器の横断面の１／４
の部分を示す断面図である。

【図９】図７のガス絶縁計器用変圧器の要部の拡大断面
図である。

【符号の説明】

１…鉄心、２…二次コイル、３…二次巻形、４…一次コ
イル、５…一次巻形、６…電位固定板、７…金属容器、
８…低圧側リード線、１１…接地用リード線、１２…対
地電極板、１４…対地用導体。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄心と、前記鉄心に二次巻形を介して巻
   回された二次コイルと、前記二次コイルの外側に一次巻
   形を介して同軸的に巻回された一次コイルと、前記一次
   巻形と一次コイルとの間に設けられて前記一次コイルの
   巻始めに接続されるとともに接続導体を通して接地用端
   子に接続された電位固定板と、前記電位固定板と二次コ
   イルとの間に前記電位固定板に対して絶縁された状態で
   設けられて前記鉄心または該鉄心と同電位の部分に設定
   された接地点に接地用導体を介して接続された対地電極
   板とを備え、前記電位固定板は前記対地電極板との間の
   静電容量と前記接地用導体とを通して前記接地点に接続
   されているガス絶縁計器用変圧器において、 前記対地電極板は、その軸線方向の両端を前記一次巻形
   の軸線方向の両端の手前の位置で終端させた状態で前記
   一次巻形内に埋め込まれて該一次巻形と一体化されてい
   るガス絶縁計器用変圧器。
2. 【請求項２】 前記接地用導体は、前記一次巻形の軸線
   方向の一端寄りの内周側で前記対地電極板に接続されて
   いる請求項１に記載のガス絶縁計器用変圧器。
3. 【請求項３】 前記接地用導体は絶縁被覆電線からなっ
   ていて、前記対地電極板に接続される端部付近の絶縁被
   覆が前記一次巻形内に埋め込まれて前記一次巻形に一体
   化されている請求項１または２に記載のガス絶縁計器用
   変圧器。