JP2012129265A - 三相形ガス絶縁計器用変圧器 - Google Patents

Abstract

【課題】耐電圧試験時にＧＩＳとの切離しができ、耐電圧試験終了後はＧＩＳとの接続を容易に行うことができる断路機構を備えた三相形ガスＶＴを提供することを目的とする。
【解決手段】絶縁スペーサによって封止され絶縁ガスが充填された容器に三相の電圧変成要素が収納され、電圧変成要素は鉄心と、鉄心に巻かれた二次コイルと、二次コイルの外側に同軸上に巻かれた一次コイルと、電界緩和シールドとによって構成され、埋め込み導体と一次コイルとの接続及び切離しを行う三相形ガス絶縁計器用変圧器において、容器に設けられた操作機構と、操作機構に取付けられた操作棒と、操作棒に取付けられた絶縁フレームと、絶縁フレームに取付けられた三相分の接続導体を備え、接続状態では接続導体が埋め込み導体と一次コイルとの間に配置され、切離し状態では絶縁フレームがスライドすることで接続導体が埋め込み導体と一次コイルとの間から離れることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、変電所等の母線または線路に接続される三相形ガス絶縁計器用変圧器（以下、三相形ガスＶＴと記載する）に関するものである。

三相形ガスＶＴは、矩形状の鉄心と鉄心の一つの脚部に巻回された一次コイル及び二次コイルとからなる電圧変成要素を容器内に収容して、容器にＳＦ_６ガス等の絶縁媒体を封入した構造を有している。この種の三相形ガスＶＴは、通常ガス絶縁開閉装置（以下、ＧＩＳと記載する）に組み込まれて、母線や線路の電圧を変成し、計器や継電器に電圧を供給するために用いられている。

ＧＩＳは変電所等の現地に設置した後に直流及び交流の高電圧を印加する耐電圧試験が実施される。しかし、三相形ガスＶＴはＧＩＳの直流および交流耐電圧試験を実施すると三相形ガスＶＴの鉄心が磁気飽和し、一次コイルを焼損する恐れがある。そのため耐電圧試験時には、三相形ガスＶＴに試験電圧が印加されないようにＧＩＳから切離さなければならなかった。

そのため、従来は、耐電圧試験時には、先ず三相形ガスＶＴが接続されているＧＩＳの容器内のＳＦ_６ガスを回収し、次いで、三相形ガスＶＴを取り外した後、三相形ガスＶＴを取付けていた容器の取付け孔を蓋板により閉じて、容器内にＳＦ_６ガスを再充填するようにしていた。このように、従来は、耐電圧試験時にＳＦ_６ガスの回収と再充填とを行っていたが、ＳＦ_６ガスは、地球温暖化防止の規制対象になっていて、取扱いには細心の注意を必要とするため、ＳＦ_６ガスの回収と再充填とを行う際の作業が繁雑になり、耐電圧試験時に多くの手間と時間がかかるという問題があった。

特許文献１には、絶縁スペーサにより封止される容器内に、絶縁スペーサの軸線方向に移動ができる昇降板を設け、この昇降板に電圧変成要素を取付け、そして昇降板を昇降させることで電圧変成要素の高電圧側端部と絶縁スペーサの高圧端子とを接離する断路機構が提案されている。また、容器内で回転する回転板を設け、この回転板に電圧変成要素を取付け、そして回転板を回転させることで電圧変成要素の高電圧側端部と絶縁スペーサの高圧端子とを接離する断路機構も提案されている。

特許文献２には、絶縁ガスを充填した容器内に収納された電圧変成要素の高電圧側端部と、絶縁スペーサ側に取付けられた高圧導体の高圧端子とを互いに対向配置し、そして対向する高電圧側端部および高圧端子の少なくともいずれか一方を他方に対して接離する可動部とし、そしてこの可動部をその移動方向と同一の方向に沿って進退可能とするため容器内に挿入した絶縁棒と連結することにより、容器の外部から高電圧側端部と高圧端子との接続および切離しができる断路機構が提案されている。

特開２００２−８４６１０号公報 特開２００２−３１３６５３号公報

特許文献１に示されているように、耐電圧試験時の切離しを行うために電圧変成要素を収容する容器内に電圧変成要素を移動自在に支持する昇降板や昇降装置、回転板や回転装置を設ける必要があった。そのため、容器内の構成が複雑になり、容器が大形になるのを避けられなかった。そして、昇降板や昇降装置、回転板や回転装置を設けるためにコストが高くなるといった問題があった。

また、特許文献２に示されているように、電圧変成要素の高電圧側端部および高圧導体の高圧端子は容器の上方に位置しており、操作装置は容器底部の外側に位置している。このため、操作装置から高圧端子までは距離があるため、操作装置から高圧端子へ操作力を伝達するための絶縁棒は長尺の物が必要であった。しかも、絶縁棒は三相の電圧変成要素の中央付近に配置しなければならないため、絶縁距離を十分に確保しなければならず、容器の大形化や重量増を招くといった問題があった。また、ＧＩＳに対して三相形ガスＶＴを水平方向に取付ける場合、高電圧側端部に取付けられた接続導体と操作装置までの距離があるため、絶縁棒に大きなモーメント力が掛かることになる。そのためモーメント力に対して変形しない絶縁棒を用いると、絶縁棒が大径化し、ひいては操作装置が大形化することになりコストが高くなるといった問題もあった。

上記課題を解決するため、本発明に係る三相形ガスＶＴは、埋め込み導体を備えた絶縁スペーサによって封止され絶縁ガスが充填された容器に三相の電圧変成要素が収納され、前記電圧変成要素は鉄心と、前記鉄心に巻かれた二次コイルと、前記二次コイルの外側に同軸上に巻かれた一次コイルと、電界緩和シールドとによって構成され、前記埋め込み導体と前記一次コイルとの接続及び切離しを行う三相形ガス絶縁計器用変圧器において、前記容器に設けられた操作機構と、前記操作機構に取付けられた操作棒と、前記操作棒に取付けられた絶縁フレームと、前記絶縁フレームに取付けられた三相分の接続導体を備え、接続状態では前記接続導体が前記埋め込み導体と前記一次コイルとの間に配置され、切離し状態では前記絶縁フレームがスライドすることで前記接続導体が前記埋め込み導体と前記一次コイルとの間から離れることを特徴とする。

本発明によれば、三相形ガスＶＴの電圧階級に関係なく電圧変成要素とＧＩＳとの切離しや接続といった操作を小さな力で、確実且つスムーズに、しかも簡単に行うことができる。また、三相形ガスＶＴの電圧階級に関係なく、同一の断路機構を適用することができるので三相形ガスＶＴの標準化を図ることが出来る。

図１は本発明の一実施形態において、断路部を閉じた状態の内部構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 図２は本発明の一実施形態において、断路部を開いた状態の内部構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 図３は本発明において、接続導体の他の実施形態を示す正面図である。 図４は本発明の一実施形態において、通常運転時の状態を示す正面図である。

以下、本発明の実施例について図１および図２を用いて説明する。

図１は本発明の一実施形態の三相形ガスＶＴにおいて断路部を閉じた状態の内部構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図２は断路部を開いた状態の内部構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図１および図２において、１は電圧変成要素、２は電圧変成要素１を収容する容器である。

電圧変成要素１は、矩形状に形成された鉄心１ａを備えている。鉄心１ａは、鋼板の積層体からなっていて、二次巻形を介して二次コイル１ｂが巻回され、二次コイル１ｂの外側に一次巻形を介して一次コイル１ｃが巻回されている。一次コイル１ｃを取り囲むように非接地側の一次端子を兼ねる電界緩和シールド１ｄが配置され、一次コイル１ｃの巻終り側の端末部が電界緩和シールド１ｄに接続されている。一次コイル１ｃの巻始め側の端末部は一次コイル１ｃの内周側に配置された電位固定板を通して鉄心１ａに接地されている。

容器２は、軸線方向の一端が開口した円筒状の容器本体３と、容器本体３の一端を封止するように設けられた絶縁スペーサ４とからなっている。そして、容器本体３は金属からなっていて、円筒の胴部３ａと、胴部３ａの一端に蓋板部３ｂが気密に取付けられ、他端にはフランジ部３ｃが取付けられて構成されている。容器本体の胴部３ａは、電圧変成要素１を取り囲む部分であり、胴部３ａの内面と電圧変成要素１との間に所定の間隙が形成されるように、胴部３ａの内径が設定されている。容器２の内部には三相分の電圧変成要素１が収納されており、各相の電圧変成要素１はそれぞれの鉄心１ａが正三角形となるように配置されている。

絶縁スペーサ４は、絶縁樹脂からなる円錐状の本体４ａと、本体４ａの外周部に一体に形成されたフランジ部４ｂとからなっていて、本体４ａを貫通した状態で埋込み導体４ｃが正三角の配置となるように三箇所設けられている。絶縁スペーサ４は、そのフランジ部４ｂを容器本体３のフランジ部３ｃにボルト（図示せず）で締結することにより容器本体に取り付けられている。絶縁スペーサ４のフランジ部４ｂと容器本体３のフランジ部３ｃとの間にはＯリング（図示せず）が配設され、Ｏリングにより、絶縁スペーサ４のフランジ部４ｂと容器本体３のフランジ部３ｃとの接続部の気密が図られて、容器本体３の他端が封止されている。

絶縁スペーサ４の埋め込み導体４ｃの一端側はＧＩＳの高圧回路に接続され、埋め込み導体４ｃの他端側には導体５が取付けられており、さらに導体５には導体側接触子６が設けられている。電圧変成要素１の非接地側の一次端子（電界緩和シールド１ｄ）にはコイル側接触子１ｅが設けられている。図１のように、断路部を閉じた状態では、接続導体７は導体側接触子６に接続されると同時に、接続導体７の真下のコイル側接触子１ｅに接続される。コイル側接触子１ｅは、導体側接触子６と同様に内部にバネ（図示せず）が設けられているので、上下に動くことができる。そして、そのバネの力によって導体側接触子６と接続する接続導体７との接触圧を保持している。また、図３に示すように、接続導体７にバネ機構を備えた導体側接触子７ａとコイル側接触子７ｂを設けることで接触圧を保持することもできる。

絶縁フレーム８は導体接続部８ａとスライド部８ｂで構成されている。導体接続部８ａには接続導体７が取付けられており、導体側接触子６とコイル側接触子１ｅとの間に接続導体７が配置されている。図示の例では、導体接続部８ａは円形となっているが、これは円形に特定されるものではなく、三箇所に配置された接続導体７を取付けることが出来る形状であれば良い。容器２の内部にはガイド９が２箇所設けられている。このガイド９には、絶縁フレーム８のスライド部８ｂが摺動自在に取付けられている。さらに、絶縁フレーム８には操作棒１０の一端部が取付けられている。操作棒１０の他端部は、容器２に気密に取付けられたフランジ１２から容器外部に導出されている。このフランジ１２には、操作棒１０が容器外部に導出されても気密を保つことが出来るようにＯリング（図示せず）が設けられている。

容器外部には操作機構１１が設けられている。操作機構１１について以下に説明する。容器外部に導出された操作棒１０の他端部にはハンドル１３の一端部が回動自在に接続されている。操作棒１０の動作を妨げないようにハンドル１３との接続部分は長孔形状に加工されている。容器本体３には取付台１６が設けられており、この取付台１６に取り外し自在に支持台１４が取付けられている。そしてハンドル１３の中央付近が支持台１４の先端付近に回動自在に接続されている。

操作棒１０には固定板１５が取付けられており、ＧＩＳの通常運転（断路部を閉じた状態）時は、固定板１５がフランジ１２にボルト（図示せず）で固定されている。断路する場合には、固定板１５とフランジ１２とを固定しているボルトを外し、図２（ｂ）に示すように、ハンドル１３の他端部を容器側に押すように動作させると、支持台１４との接続部分を支点としてハンドル１３が時計方向に回転し、操作棒１０が容器外部に引出され、操作棒１０に取付けられている絶縁フレーム８がガイド９に沿ってスライド（図中では右方向に移動）することになる。このように絶縁フレーム８がスライドすることで、接続導体８が対向する導体側接触子６とコイル側接触子１ｅ間から引き抜かれ、断路することができる。そして、耐電圧試験が実施される。

耐電圧試験が終了し、通常運転（断路部を閉じた状態）に入る時は、上記説明した断路の場合とは逆の手順で接続導体８が対向する導体側接触子６とコイル側接触子１ｅ間に挿入され、固定板１５がフランジ１２にボルトで固定される。そして図４に示すように、操作機構１１は必要とされないので、容器本体３からハンドル１３および支持台１４が取り外すことが可能である。

１ 電圧変成要素
１ａ 鉄心
１ｂ 二次コイル
１ｃ 一次コイル
１ｄ 電界緩和シールド
１ｅ コイル側接触子
２ 容器
３ 容器本体
３ａ 胴部
３ｂ 蓋板部
３ｃ フランジ部
４ 絶縁スペーサ
４ａ 本体
４ｂ フランジ部
４ｃ 埋め込み導体
５ 導体
６ 導体側接触子
７ 接続導体
７ａ 導体側接触子
７ｂ コイル側接触子
８ 絶縁フレーム
８ａ 導体取付部
８ｂ スライド部
９ ガイド
１０ 操作棒
１１ 操作機構
１２ フランジ
１３ ハンドル
１４ 支持台
１５ 固定板
１６ 取付台

Claims (1)

1. 埋め込み導体を備えた絶縁スペーサによって封止され絶縁ガスが充填された容器に三相の電圧変成要素が収納され、前記電圧変成要素は鉄心と、前記鉄心に巻かれた二次コイルと、前記二次コイルの外側に同軸上に巻かれた一次コイルと、電界緩和シールドとによって構成され、前記埋め込み導体と前記一次コイルとの接続及び切離しを行う三相形ガス絶縁計器用変圧器において、前記容器に設けられた操作機構と、前記操作機構に取付けられた操作棒と、前記操作棒に取付けられた絶縁フレームと、前記絶縁フレームに取付けられた三相分の接続導体を備え、接続状態では前記接続導体が前記埋め込み導体と前記一次コイルとの間に配置され、切離し状態では前記絶縁フレームがスライドすることで前記接続導体が前記埋め込み導体と前記一次コイルとの間から離れることを特徴とする三相形ガス絶縁計器用変圧器。

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