JP2011142263A - 油入変圧器用バルブおよび油入変圧器 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の油入変圧器の補修工事では、油入変圧器本体とこれに接続される冷却器の中から絶縁油を抜油したり注油したりする必要があり、酸素や水分を含んだ空気と触れる作業を長時間していた。そのため、絶縁油の絶縁特性が劣化していた。
【解決手段】 油入変圧器本体と周辺機器をつなぐ油入変圧器用バルブに、不活性ガスの入ったボンベを有する枝管と不活性ガスを排気する排気ポンプを有する枝管とを設けることにより、抜油時や注油時に絶縁油と空気との接触を抑止できる油入変圧器を実現した。
【選択図】 図２

Description

本発明は、油入変圧器本体と冷却器などの周辺機器とを接続する油入変圧器用バルブとこの油入変圧器用バルブを備えた油入変圧器に関する。

従来から油入変圧器の補修工事は、油入変圧器本体とこの本体に接続される冷却器等の周辺機器の中から絶縁油を抜油した後に、本体から配管等を取外すことで、周辺機器を分離し、対象となる補修部位の補修作業が実施される。補修部位の補修作業完了後は、油入変圧器本体に周辺機器を再び取付け、これらに絶縁油を注油し、所定の検査を経て、一連の補修工事は終了する（例えば、特許文献１、２参照）。

実開昭６０−１６９８１７号公報 特開２００９−１６４６２７号公報

従来の油入変圧器の補修工事では、油入変圧器全体から絶縁油を抜油したり注油したりするために長時間の作業を伴い、また、絶縁油へ大気中から酸素や水分の浸入があって、絶縁油の劣化が進行するという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決し、絶縁油の劣化を伴わない補修工事が可能な油入変圧器を得ることを目的とする。

本発明の油入変圧器用バルブは、油入変圧器本体をつなぐ第１枝管ならびに周辺機器をつなぐ第２枝管と、前記第１、第２枝管に不活性ガスを供給するボンベを備えた第３枝管と、前記第１、第２枝管から不活性ガスを排気する排気ポンプを備えた第４枝管と、前記第１、第２、第３、第４枝管の流路を特定する開閉装置とを備えた点を特徴とするものである。

上記のように構成された油入変圧器用バルブ（以下、バルブと記す）を取付けた油入変圧器（以下、変圧器と記す）においては、絶縁油の劣化を伴わない補修工事ができるようになる。

本発明の実施の形態１の変圧器の構成図である。 本発明の実施の形態１の第１バルブの構成図である。 本発明の実施の形態１の第２バルブの構成図である。

実施の形態１．
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態１について詳細に説明する。図１は、この発明の実施の形態１の変圧器の構成図、図２は第１バルブの構成図、図３は第２バルブの構成図である。なお、図中の同一符号は、同一または相当部分を示している。

図１に示すように変圧器本体１の内部には、鉄心２に巻線３が巻き込まれた電磁気回路が内蔵され、絶縁油４に浸漬されている。電磁気回路への受配電は、変圧器本体１の外部に取付けられた気中ブッシング５や油ガスブッシング６を介して図示しない外部の電気系統から行われる。なお、補修工事中においては、受配電の実施はない。変圧器本体１の上部には、絶縁油４の劣化の防止と内部圧力調整のためのコンサベ−タ７が取付けられ、液面計８によりその絶縁油４の液量が確認されている。

変圧器本体１と冷却機９のそれぞれの間には１対の変圧器用バルブである第１バルブ１００、第２バルブ２００が設けられ、これらの中を絶縁油４が循環することで、上記電磁気回路の冷却がなされる。変圧器本体１、冷却機９および第１、第２バルブ１００、２００のそれぞれの外壁（絶縁油４を収納するための密閉空間を構成する容器の外壁）には、絶縁油４を送り込むためのプラグないしソケットからなる取付け口が設けられ脱着可能になっている。

図２に示すように第１バルブ１００は、４方向の第１、第２、第３、第４枝管１１０、１２０、１３０、１４０を備えた４方バルブであって、それぞれの枝管に第１、第２、第３、第４開閉装置１１１、１２１、１３１、１４１が設けられ、バルブ内の流路を特定できるようになっている。第１、第２枝管１１０、１２０のそれぞれの一端には、変圧器本体１または冷却機９との接続用のプラグないしソケットが設けられている。第３枝管１３０には、圧力調整用のレギュレ−タ１３２と不活性ガスを充填したボンベ１３３が設けられ、変圧器からの絶縁油４の抜油に適用される。第４枝管１４０には、液量計１４２を備えた脱気用の脱気用液溜１４３と排気ポンプ１４４が設けられ、変圧器への絶縁油４の注油に適用される。

図３に示すように第２バルブ２００は、３方向の第１、第２、第３枝管２１０、２２０、２３０を備えた３方バルブであって、それぞれの枝管に第１、第２、第３開閉装置２１１、２２１、２３１が設けられ、バルブ内の流路を特定できるようになっている。第１、第２枝管２１０、２２０のそれぞれの一端には、冷却機９または変圧器本体１との接続用のプラグないしソケットが設けられている。第３枝管２３０の一端は絶縁油４を回収する気密性の伸縮自在の密閉袋２３２が接続されている。上記の伸縮自在の密閉袋２３２とは、例えば、ゴム風船のようなものであっても良いし、材質自体の伸縮は無いが、収納袋のように構造的（折りたたみ等）に膨らんだりしぼんだりするようなものである。この密閉袋２３２は、変形しにくい定型容器からなる圧力タンク２３３内にその底面を接するように収納されている。この圧力タンク２３３には、加減圧可能な圧力調整ポンプ２３４が設けられ、密閉袋２３２の伸縮を制御する目的で、抜油時や注油時に必要に応じて稼動させることができる。なお、第３枝管２３０に設けられた密閉袋２３２は、圧力タンク２３３と共に脱着可能な構造にしておいても良い。以下、実施の形態１の変圧器の動作について説明する。

抜油前の各開閉装置の状態は、第１バルブ１００の第３、第４開閉装置１３１と１４１ならびに第２バルブ２００の第３開閉装置２３１が閉じられ、第１バルブ１００の第１、第２開閉装置１１１と１２１ならびに第２バルブ２００の第１、第２開閉装置２１１、２２１が開けられている。以下、変圧器本体１と冷却機９から絶縁油４を密閉袋２３２に回収する抜油手順について記す。

第２バルブ２００の第３開閉装置２３１を開ける。すると、第３枝管２３０から密閉袋２３２に向けて絶縁油４がゆっくりと流れ出す。第１バルブ１００の第３開閉装置１３１を開けると、第１バルブ１００のボンベ１３３に充填される不活性ガスがレギュレ−タ１３２を介して変圧器本体１ならびに冷却機９に向けて流れ込み、変圧器本体１ならびに冷却機９内の絶縁油４との置換が始まる。その結果、変圧器本体１ならびに冷却機９内の絶縁油４は、密閉袋２３２に向けて急速に流れ出す。このとき必要に応じて、圧力調整ポンプ２３４を減圧に稼動させることで絶縁油４の抜油速度をさらに上昇させることが可能である。

これによって、密閉袋２３２は圧力タンク２３３内で膨らみながら、やがて変圧器本体１と冷却機９内の全ての絶縁油４は抜油される。なお、膨らんだ密閉袋２３２は圧力タンク２３３の内壁で支持されるため、膨張しすぎ破裂することは無い。また、膨らんだ密閉袋２３２内の圧力とレギュレ−タ１３２の圧力が等しくなるので、変圧器本体１ならびに冷却機９への不活性ガスの供給は止まる。第１バルブ１００の第３開閉装置１３１を閉じると共に、第２バルブ２００の第３開閉装置２３１を閉じることで、抜油作業は終了する。なお、絶縁油４は不活性ガス以外と触れることが無いので、劣化することはない。次に、補修作業の手順について記す。

第１バルブ１００の第１、第２開閉装置１１１、１２１を閉じると共に、第２バルブ２００の第１、第２開閉装置２１１、２２１を閉じる。変圧器本体１と冷却機９の容器内の圧力を減圧した後、冷却機９ないし変圧器本体１から第１、第２バルブ１００、２００を取外し、所望の補修部位の補修作業を実施する。補修部位の補修作業完了後は、冷却機９ないし変圧器本体１から取外した第１、第２バルブ１００、２００を接続し、第１バルブ１００の第１、第２開閉装置１１１、１２１を開けると共に、第２バルブ２００の第１、第２開閉装置２１１、２２１を開ける。次に注油手順について記す。

第１バルブ１００の第３開閉装置１３１を開ける。第１バルブ１００のボンベ１３３に充填される不活性ガスがレギュレ−タ１３２を介して変圧器本体１ならびに冷却機９に向けて流れ込み、変圧器本体１ならびに冷却機９の容器内の空気の希薄化が進む。やがて、変圧器本体１ならびに冷却機９の容器内の圧力とレギュレ−タ１３２の圧力が等しくなるので、変圧器本体１ならびに冷却機９への不活性ガスの供給は止まる。第１バルブ１００の排気ポンプ１４４を駆動させる。第１バルブ１００の第３開閉装置１３１を閉じ、第４開閉装置１４１を開ける。変圧器本体１ならびに冷却機９の容器内の不活性ガスで希薄化された空気は、第４枝管１４０の排気ポンプ１４４により排気され真空になる。

第２バルブ２００の第３開閉装置２３１を開ける。その結果、密閉袋２３２内の絶縁油４は変圧器本体１ならびに冷却機９に向けて急速に流入する。このとき必要に応じて、圧力調整ポンプ２３４を加圧に稼動させることで絶縁油４の注油速度をさらに上昇させることが可能である。やがて、絶縁油４は第４枝管１４０の脱気用液溜１４３にまで注油され、それに備えられた液量計１４２でその液量が確認される。第２バルブ２００の第３開閉装置２３１を閉じる。しばらく、排気ポンプ１４４を駆動し続けることで、変圧器本体１ならびに冷却機９の容器内ならびに第１、第２バルブ１００、２００内の絶縁油４内の気体は脱気される。第４開閉装置１４１を閉じ、排気ポンプ１４４を停止する。これにより、注油作業は終了する。次に所定の検査を施し、一連の補修工事は終了する。なお、絶縁油４は不活性ガス以外と触れることが無いので、劣化することはない。

実施の形態２．
上記本発明の実施の形態１では、変圧器本体１ならびに冷却機９の容器内から絶縁油４を抜油した。ところで、抜油時に変圧器本体１と冷却機９を接続する第１、第２バルブ１００、２００に備えられた第１開閉装置１１１、２１１を閉めることで、変圧器本体１の容器内の絶縁油４を抜き取れなくすることができる。また、第２開閉装置１１２、２１２を閉めることで、冷却機９の容器内の絶縁油４を抜抜き取れなくすることができる。従って、変圧器本体１もしくは冷却機９のいずれかの容器内の絶縁油４を残すことが可能である。

補修工事の中には、予め補修すべき補修部位が決まっており、例えば変圧器本体１または冷却機９のいずれかの特定部位だけの場合がある。その際、必ずしも変圧器全体から絶縁油４を抜き取る必要性はない。要するに補修部位を有する変圧器本体１または冷却機９のいずれかの一方のみから抜油し、第１、第２バルブ１００、２００から取外しさえできればよい。言い換えれば、本発明の実施の形態２は、変圧器本体１もしくは冷却機９のいずれかの容器内の絶縁油４を残したまま一連の補修工事を実施するものである。

変圧器本体１の容器内の絶縁油４を残したまま一連の補修工事を実施するための実施の形態２の第１手順について記す。実施の形態１での補修工事の実施手順に加えて、抜油前に第１、第２バルブ１００、２００の第１開閉装置１１１、２１１を閉め、補修作業中の手順で、変圧器本体１の容器内の圧力を減圧せずに維持し、注油後に第１、第２バルブ１００、２００の第１開閉装置１１１、２１１を開ける動作を実施する手順である。

冷却機９の容器内の絶縁油４を残したまま一連の補修工事を実施するための実施の形態２の第２手順について記す。実施の形態１での補修工事の実施手順に加えて、抜油前に第１、第２バルブ１００、２００の第２開閉装置１２１、２２１を閉め、補修作業で、冷却機９の容器内の圧力を減圧せずに維持し、注油後に第１、第２バルブ１００、２００の第２開閉装置１２１、２２１を開ける動作を追加して実施するものである。

以上の実施の形態２の第１または第２手順を実施することにより、変圧器本体１または冷却機９に絶縁油４を残したまま、一連の補修工事の実施が可能になるので、絶縁油４の抜油や注油に必要な時間を減らすことが可能になる。また、絶縁油４は不活性ガス以外と触れることが無いので、劣化することはない。

上記実施の形態１、２においては、第３枝管２３０に設けられた密閉袋２３２は圧力タンク２３３に接続されて用いられているが、密閉袋２３２と入れ替えて第３枝管２３０に図示しない他の廃油配管に接続することで絶縁油を廃棄させることも可能である。また、注油時に第３枝管２３０に新しい絶縁油を収納したタンクにつながる図示しない給油配管に接続することも可能であり、上記実施の形態１、２と同様の手順の作業ができる。この場合、本発明の油入変圧器用バルブを適用することで、油入変圧器の補修工事だけではなく、廃棄工事や設置工事も実施できるという格別の効果が得られる。

上記のように構成されたバルブ（油入変圧器用バルブ）を取付けた変圧器（油入変圧器）においては、変圧器本体もしくは周辺機器（冷却機等）、あるいはそれら両方から選択的に絶縁油を劣化させることなく抜油したり注油したりすることが可能となり、その結果、絶縁油の劣化を伴わない短時間の補修工事、廃棄工事、設置工事ができるようになる。

１ 変圧器本体、 ４ 第１絶縁油、
９ 冷却機（周辺機器）、
１００ 第１バルブ、 １１０ 第１枝管、
１１１ 第１開閉装置、 １２０ 第２枝管、
１２１ 第２開閉装置、 １３０ 第３枝管、
１３１ 第３開閉装置、 １３２ レギュレ−タ
１３３ ボンベ、 １４０ 第４枝管、
１４１ 第４開閉装置、 １４３ 脱気用液溜、
１４４ 排気ポンプ、
２００ 第２バルブ、 ２１０ 第１枝管、
２１１ 第１開閉装置、 ２２０ 第２枝管、
２２１ 第２開閉装置、 ２３０ 第３枝管、
２３１ 第３開閉装置、 ２３２ 密閉袋、
２３３ 圧力タンク、 ２３４ 圧力調整ポンプ

Claims (7)

1. 油入変圧器本体をつなぐ第１枝管ならびに周辺機器をつなぐ第２枝管と、前記第１、第２枝管に不活性ガスを供給するボンベを備えた第３枝管と、前記第１、第２枝管から不活性ガスを排気する排気ポンプを備えた第４枝管と、前記第１、第２、第３、第４枝管の流路を特定する開閉装置とを備えた油入変圧器用バルブ。
2. 請求項１に記載の油入変圧器用バルブであって、第３枝管に減圧用のレギュレ−タが備えられ、第４枝管に脱気用の脱気用液溜が備えられていることを特徴とする油入変圧器用バルブ。
3. 油入変圧器本体をつなぐ第１枝管ならびに周辺機器をつなぐ第２枝管と、前記油入変圧器の絶縁油を回収する気密性の密閉袋を一端に接続した第３枝管と前記第１、第２、第３枝管の流路を特定する開閉装置とを備えた油入変圧器用バルブ。
4. 請求項３に記載の油入変圧器用バルブであって、密閉袋を保持する定型容器が備えられていることを特徴とする油入変圧器用バルブ。
5. 請求項４に記載の油入変圧器用バルブであって、定型容器が圧力調整ポンプを備えた気密性の圧力タンクであることを特徴とする油入変圧器用バルブ。
6. 請求項１または請求項２のいずれかに記載の油入変圧器用バルブと、請求項３ないし請求項５のいずれかに記載の油入変圧器用バルブとが、１対の油入変圧器用バルブであることを特徴とする油入変圧器用バルブ。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の油入変圧器用バルブを備えたことを特徴とする油入変圧器。
   

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