JP2009231441A - 油入変圧器装置 - Google Patents

Abstract

【課題】寒冷時に絶縁油の冷却性能が低下するのを防ぐことができる放熱器別置形の自然冷却式油入変圧器装置を提供する。
【解決手段】油入変圧器本体１のタンク２の上部に設けられた絶縁油送出口２ａと、放熱器４の上部に設けられた絶縁油導入口４ａとの間を接続する上部送油管５に、保温カバー１０を取り付ける。保温カバー１０により寒冷時に上部送油管５を通して行われる放熱を抑制して、放熱器４の上部の絶縁油の温度が低下するのを防ぎ、これにより放熱器４内での絶縁油の自然対流を促進して放熱性能が低下するのを防ぐ。
【選択図】 図１

Description

本発明は、放熱器が変圧器本体と別置される自然冷却式の油入変圧器装置に関するものである。

自然冷却式の油入変圧器装置は、タンク内に変圧器を絶縁油と共に収容して構成した油入変圧器本体と、タンクに接続された放熱器とを備えていて、タンク内の上部及び下部の絶縁油の温度差と放熱器内の上部及び下部の絶縁油の温度差とにより生じる自然対流により、タンク−放熱器−タンクの経路で絶縁油を循環させ、絶縁油が放熱器内を通過する際に、絶縁油と外気との間で熱交換を行わせることにより絶縁油を冷却している。

放熱器はタンクに直接取り付られることが多いが、油入変圧器本体を防音壁で囲む場合や、変圧器本体を室内に配置する場合には、特許文献１や特許文献２に示されているように、防音壁の外側や、室外など、変圧器本体から離れた箇所に放熱器を別置する場合がある。また変圧器を設置する箇所のスペースや機器のレイアウトとの関係で、放熱器を油入変圧器本体から離れた箇所に設置することが必要になることもある。

自然冷却式の油入変圧器装置において、放熱器を油入変圧器本体から離れた箇所に設置する場合には、特許文献１や特許文献２に示されているように、変圧器本体のタンクの上部に設けられた絶縁油送出口と放熱器の上部に設けられた絶縁油導入口との間及びタンクの下部に設けられた絶縁油帰還口との間をそれぞれ上部送油管及び下部送油管とを介して接続して、絶縁油を自然対流により、タンクから上部送油管と放熱器と下部送油管とを経てタンク内に戻る経路で循環させている。
特公昭５８−１６９号公報 特開昭６３−２１３３３０号公報

油入変圧器本体から離れた箇所（屋外）に放熱器を設置した場合には、絶縁油が上部送油管を通過する際に行われる熱交換により絶縁油の温度が低下し、放熱器の上部の絶縁油の温度と下部の絶縁油の温度との差が少なくなるため、放熱器内で自然対流により生じる絶縁油の流速が低下し、放熱器の放熱性能が低下する。また放熱器内での絶縁油の流速が低下すると油入変圧器本体のタンクと放熱器との間を循環する絶縁油の循環速度が低下するため、タンク内の高温の絶縁油が冷却された絶縁油と置換される速度が低下し、変圧器の冷却性能が低下する。このような問題は、特に寒冷時に顕著に生じるため、変圧器の冷却性能が季節の影響を受けることになり、年間を通して変圧器の冷却性能を設計通りの性能に維持することができないおそれがある。

本発明の目的は、放熱器内での絶縁油の流速が低下するのを防いで、寒冷時に冷却性能が低下するのを防いで、年間を通して所望の冷却性能を維持することができるようにした放熱器別置形の自然冷却式油入変圧器装置を提供することにある。

本発明は、上部及び下部にそれぞれ絶縁油送出口及び絶縁油帰還口を有するタンクと該タンク内に絶縁油とともに収容された変圧器とを有する油入変圧器本体と、上部及び下部にそれぞれ絶縁油導入口及び絶縁油導出口を有して油入変圧器本体から離れた箇所に設置された放熱器と、タンクの絶縁油送出口と放熱器の絶縁油導入口との間及び放熱器の絶縁油導出口とタンクの絶縁油帰還口との間をそれぞれ接続した上部送油管及び下部送油管とを備えて、絶縁油を自然対流によりタンク内から上部送油管と放熱器と下部送油管とを経てタンク内に戻る経路で循環させて絶縁油の冷却を図る油入変圧器装置を対象とする。

本発明においては、上部送油管を覆って上部送油管からの放熱を抑制する保温カバーを上部送油管に取り付けた。

上記のように構成すると、上部送油管からの放熱を抑制して、放熱器の上部の絶縁油の温度の低下を抑制することができ、これにより、放熱器の上部の絶縁油の温度と下部の絶縁油の温度との差を大きくして、放熱器内での自然対流を促進することができるため、放熱器内で絶縁油の流速が低下して放熱器の放熱性能が低下するのを防ぐことができる。また放熱器内で絶縁油の流速が低下するのを防ぐことができることにより、油入変圧器本体のタンクと放熱器との間を循環する絶縁油の循環速度が低下するのを防ぐことができるため、寒冷時に変圧器の冷却性能が低下するのを防ぐことができる。

上記変圧器本体が建屋（変圧器本体を設置するスペースを内部に有する建物、または防音壁で囲まれた箱体）内に配置される場合には、上記保温カバーを、上部送油管の建屋の外に配置された部分に取り付けるのが好ましい。

変圧器本体が建屋内に配置される場合、建屋内の温度はタンクからの放熱により上昇させられるが、送油管の建屋外に配置される部分は冷気に曝されているため、上記のように構成すると、放熱器の上部の絶縁油の温度の低下を効果的に抑制することができ、寒冷時における変圧器の冷却性能を従来より向上させることができる。

上記保温カバーは、上部送油管を断熱層を介して取り囲むパイプからなっていることが好ましい。

上記パイプは鉄等の金属からなるパイプであることが好ましく、断熱層は空気層であることが好ましい。

上記のように、保温カバーを構成するパイプとして金属製のものを用い、断熱層として空気層を用いると、経年劣化が顕著な樹脂製のパイプや樹脂製の断熱材を用いる場合に比べて、寿命を長くすることができる。

本発明においては、上部送油管を覆って上部送油管からの放熱を抑制する保温カバーを上部送油管に取り付けたので、上部送油管からの放熱を抑制して、放熱器の上部の絶縁油の温度と下部の絶縁油の温度との差を大きくすることができ、これにより、放熱器内での自然対流を促進して、寒冷時に放熱器の放熱性能が低下するのを防ぐことができる。また放熱器内で絶縁油の流速が低下するのを防ぐことができるため、変圧器本体のタンクと放熱器との間の絶縁油の循環速度が低下するのを防ぐことができる。従って、本発明によれば、寒冷時に変圧器の冷却性能が低下するのを防いで、年間を通して設計通りの冷却性能を維持することができる。

以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１及び図２はそれぞれ、本実施形態に係わる変圧器装置の正面図及び平面図で、これらの図において、１は、上部及び下部にそれぞれ絶縁油送出口２ａ及び絶縁油帰還口２ｂを有するタンク２と、鉄心と該鉄心に巻装された巻線とを有して絶縁油とともにタンク２内に収容された変圧器（図示せず。）とを備えた油入変圧器本体である。本実施形態では、油入変圧器本体１が建屋３内に配置されている。

また４は、上部及び下部にそれぞれ絶縁油導入口４ａ及び絶縁油導出口４ｂを有して油入変圧器本体１から離れた箇所（屋外）に設置された放熱器である。図示の例では、放熱器４が設置ベースＢに固定された架台５の上に支持されていて、放熱器４が油入変圧器本体１よりも高い位置に配置されている。

放熱器４は、内部に絶縁油が流れる空所を有する複数の放熱パネル４０１を平行に並べて、これらの放熱パネルの上端及び下端にそれぞれ設けられた絶縁油の入口及び出口をそれぞれ上部ヘッダ及び下部ヘッダを介して相互に接続して複数の放熱パネル４０１を並列に接続した構造を有する多数の単位放熱器４Ａ，４Ｂ，…，４Ｉを横方向に並べて、これらの単位放熱器の上部ヘッダを放熱器バルブ４０２を介して上部通油管４０３に接続するとともに、一連の単位放熱器の下部ヘッダを下部通油管４０４に接続することにより、単位放熱器４Ａ，４Ｂ，…，４Ｉを並列に接続した構造を有する公知のもので、上部通油管４０３及び下部通油管４０４にそれぞれ絶縁油導入口４ａ及び絶縁油導出口４ｂが設けられている。

タンク２の絶縁油送出口２ａは、上部送油管５を通して放熱器４の絶縁油導入口４ａに接続され、タンクの絶縁油帰還口２ｂは放熱器４の絶縁油導出口４ｂに下部送油管６を通して接続されている。上部送油管５は建屋３内でタンク２の絶縁油送出口２ａに一端が接続された第１の上部送油管５０１と、第１の上部送油管５０１の他端に一端が接続された伸縮継手５０２と、建屋３の側壁を貫通した状態で設けられて伸縮継手５０２の他端に一端が接続された第２の上部送油管５０３と、建屋３の外部に配置された第２の上部送油管５０３の他端に一端が接続された第３の上部送油管５０４と、一端が第３の上部送油管５０４の他端に接続され、他端が放熱器の上部通油管４０３に接続された伸縮継手５０５とからなり、第１の上部送油管５０１の他端寄りの部分及び第２の上部送油管５０３の一端寄りの部分がそれぞれサポート７及び８により設置面に対して支持されるとともに、第３の上部送油管５０４の中間部が支持金具９を介して放熱器４のフレームに支持されている。

また下部送油管６は、一端がタンク２の絶縁油帰還口２ｂに接続された第１の下部送油管６０１と、第１の下部送油管６０１の他端に一端が接続された伸縮継手６０２と、建屋３の側壁を貫通した状態で設けられて伸縮継手６０２の他端に一端が接続された第２の下部送油管６０３と、建屋３の外部に配置された第２の下部送油管６０３の他端に一端が接続され、他端が放熱器の下部通油管４０４に接続された第３の下部送油管６０４とからなっている。

本発明においては、上部送油管５を覆って該上部送油管５からの放熱を抑制する保温カバー１０を上部送油管５に取り付ける。本実施形態のように、油入変圧器本体が屋内に配置される場合には、保温カバー１０が、上部送油管５の屋外に配置された部分に取り付けられる。図示の例では、上部送油管５の屋外に配置された部分（第３の上部送油管５０４）が建屋３から放熱器４に向って水平方向に延びる横管部５０４ａと、該横管部の放熱器側の端部から折れ曲がって放熱器の上部通油管４０３に向って上方に立ち上がった縦管部５０４ｂとを有していて、横管部５０４ａ及び縦管部５０４ｂのそれぞれに保温カバー１０が取り付けられている。放熱器内の上部の絶縁油の温度と下部の絶縁油内の温度との差を大きくするため、下部送油管６には保温カバーを取り付けないでおく。

図３ないし図６に示されたように、本実施形態で用いる保温カバー１０は、第３の上部送油管を断熱層を構成する空気層１１を介して取り囲むように設けられた金属製のパイプ１２と、パイプ１２の両端部の内周に溶接されてパイプ１２の両端と送油管の外周との間の環状の隙間を気密に塞ぐ金属製の端部材１３とからなっていて、端部材１３の内周が上部送油管に溶接されることにより上部送油管に取り付けられている。本実施形態では、パイプ１２及び端部材１３が鉄からなっている。

上記のように、上部送油管を覆って上部送油管からの放熱を抑制する保温カバー１０を取り付けておくと、上部送油管からの放熱を抑制して、放熱器４の上部の絶縁油の温度の低下を抑制することができる。従って、放熱器４の上部の絶縁油の温度と下部の絶縁油の温度との差を大きくして、放熱器内での自然対流を促進することができ、放熱器内で絶縁油の流速が低下して放熱器の放熱性能が低下するのを防ぐことができる。また放熱器４内で絶縁油の流速が低下するのを防ぐことができるため、油入変圧器本体１のタンク２と放熱器４との間を循環する絶縁油の循環速度が低下するのを防いで、寒冷時に変圧器の冷却性能が低下するのを防ぐことができる。

また上記のように、上部送油管を空気層からなる断熱層を介して覆う金属製のパイプ１２により保温カバー１０を構成すると、経年劣化する樹脂製の断熱材を用いないので、保温カバーの寿命を長くすることができる。

上記の実施形態では、油入変圧器本体１が建屋内に配置される場合を例にとったが、油入変圧器本体１が屋外に設置されて、変圧器本体から離れた箇所に放熱器が設置される場合にも本発明を適用することができる。

本発明の一実施形態に係わる変圧器装置の正面図である。 本実施形態の変圧器装置の平面図である。 本実施形態において上部送油管の保温カバーが取り付けられた部分を拡大して示した正面図である。 図３の右側面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本実施形態で用いる保温カバーの横断面図及び縦断面図である。 本実施形態で用いる保温カバーの斜視図である。

符号の説明

１ 油入変圧器本体
２ タンク
２ａ 絶縁油送出口
２ｂ 絶縁油帰還口
３ 建屋
４ 放熱器
４ａ 絶縁油導入口
４ｂ 絶縁油導出口
５ 上部送油管
６ 下部送油管
１０ 保温カバー
１１ 断熱層
１２ 金属製のパイプ

Claims (4)

1. 上部及び下部にそれぞれ絶縁油送出口及び絶縁油帰還口を有するタンクと該タンク内に絶縁油とともに収容された変圧器とを有する油入変圧器本体と、上部及び下部にそれぞれ絶縁油導入口及び絶縁油導出口を有して前記油入変圧器本体から離れた箇所に設置された放熱器と、前記タンクの絶縁油送出口と前記放熱器の絶縁油導入口との間及び前記放熱器の絶縁油導出口と前記タンクの絶縁油帰還口との間をそれぞれ接続した上部送油管及び下部送油管とを備えて、前記絶縁油を自然対流により前記タンク内から上部送油管と放熱器と下部送油管とを経て前記タンク内に戻る経路で循環させて絶縁油の冷却を図る油入変圧器装置において、
   前記上部送油管を覆って前記上部送油管からの放熱を抑制する保温カバーを前記上部送油管に取り付けたことを特徴とする油入変圧器装置。
2. 上部及び下部にそれぞれ絶縁油送出口及び絶縁油帰還口を有するタンクと該タンク内に絶縁油とともに収容された変圧器とを有して建屋内に設置された油入変圧器本体と、上部及び下部にそれぞれ絶縁油導入口及び絶縁油導出口を有して前記建屋の外に設置された放熱器と、前記タンクの絶縁油送出口と前記放熱器の絶縁油導入口との間及び前記放熱器の絶縁油導出口と前記タンクの絶縁油帰還口との間をそれぞれ接続した上部送油管及び下部送油管とを備えて、前記絶縁油を自然対流により前記タンクから上部送油管と放熱器と下部送油管とを経て前記タンク内に戻る経路で循環させて絶縁油の冷却を図る油入変圧器装置において、
   前記上部送油管を覆って前記上部送油管からの放熱を抑制する保温カバーを、前記上部送油管の前記建屋の外に配置された部分に取り付けたことを特徴とする油入変圧器装置。
3. 前記保温カバーは前記上部送油管を断熱層を介して取り囲むパイプからなっていることを特徴とする請求項１または２に記載の油入変圧器装置。
4. 前記パイプは金属製のパイプであり、前記断熱層は空気層であることを特徴とする請求項３に記載の油入変圧器装置。

Images