JP2015228442A

JP2015228442A - ガス絶縁静止器

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Publication number: JP2015228442A
Application number: JP2014114025A
Authority: JP
Inventors: 小泉　均; Hitoshi Koizumi; 均小泉; 小林　恒夫; Tsuneo Kobayashi; 恒夫小林
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2014-06-02
Filing date: 2014-06-02
Publication date: 2015-12-17

Abstract

【課題】組立の作業性を改善させるとともに、冷却効率を向上することができるガス絶縁静止器を提供する。【解決手段】絶縁ガス２が充填されたタンク１と、タンク１内に収納された鉄心３と、鉄心３に巻回された巻線４と、タンク１の外部に設けられ、絶縁ガス２を冷却する冷却器５と、タンク１の外部に設けられ、冷却器５によって冷却された絶縁ガス２をタンク１内に送り込む送風機７と、巻線４の上部に設けられる上部締付部１１と、巻線４の下部に設けられ、上部締付部１１とともに巻線４を支持する中空の下部締付部６とを有する。下部締付部６は、送風機７によってタンク１内に送り込まれた絶縁ガス２を内部に流入させる流入開口部６ａと、巻線４側に設けられ、絶縁ガス２を内部から流出させる流出開口部６ｃとを備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、ガス絶縁静止器に関する。

一般に、ガス絶縁変圧器やガス絶縁リアクトルなどのガス絶縁静止器では、変圧器やリ
アクトル本体が収納されたタンク内部に、冷却および絶縁のための媒体として不燃性のガ
スが封入され、安全性やコンパクト性に優れている。そのため、近年、都市部の地下変電
所などでは、絶縁油を封入した油入変圧器に代わり、ガス絶縁静止器が増加している。

ガス絶縁静止器は、絶縁性能に関しては油入変圧器と比較して遜色ないものの、冷却性
能については、媒体の物質特性の違いから油入変圧器よりも低くなることは否めない。

冷却媒体となる絶縁ガスは、冷却特性が絶縁油よりも劣るため、絶縁ガスで変圧器を冷
却するためには変圧器から発生する熱量を減らす必要が生じる。しかし、発生熱量を減ら
すと、変圧器の大型化を招くことになり好ましくない。

変圧器の熱の発生源は、鉄心や巻線等で構成される変圧器本体であり、変圧器本体を効
率よく冷却することが冷却性能の向上に繋がる。

そこで従来、冷却器を用いて絶縁ガスを冷却するとともに、送風機によって冷却した絶
縁ガスをタンク内に強制対流させるガス絶縁静止器が提案されている。

特開平１０−２３３３２０号公報

冷却器によって冷やされ、送風機によってタンク内に送り込まれた低温のガスは、巻線
や鉄心といった変圧器中身とタンクとの間に設けられた仕切り板によって流れが遮られ、
鉄心および巻線の下部から流入する。

鉄心および巻線内を通過して高温になったガスは上方に流れ、タンクの上部に設けられ
た配管から再びタンクの外部に流出され、冷却器へと循環する。

鉄心や巻線といった変圧器中身をタンク内に挿入する製造工程（函入れ）時には、仕切
り板は変圧器中身に取り付けられた状態で行われる。

そのため、変圧器中身をタンク内に挿入する際に、仕切り板がタンク壁にぶつからない
ように特別な注意が必要となり、作業効率が悪い。

また、仕切り板とタンク壁との間は、隙間をなくすためにタンク全周にわたり複雑な漏
れ防止構造を施す必要があり、部品点数の増加を招いている。

さらに、仕切り板とタンク壁との間に隙間が生じてしまった場合、仕切り板で区切られ
たタンクの下部空間から上部空間へ隙間を介して漏れるガスの量が多くなり、変圧器中身
の内部を通るガスの量が減少し、冷却効率が低下する可能性もある。

そこで、本発明の実施形態はこれらの課題を解決するために、組立の作業性を改善させ
るとともに、冷却効率を向上することができるガス絶縁静止器を提供するものである。

上記課題を達成するために、実施形態のガス絶縁静止器は、ガスが充填されたタンクと
、前記タンク内に収納された鉄心と、前記鉄心に巻回された巻線と、前記タンクの外部に
設けられ、前記ガスを冷却する冷却器と、前記タンクの外部に設けられ、前記冷却器によ
って冷却された前記ガスを前記タンク内に送り込む送風機と、前記巻線の上部に設けられ
る上部締付部と、前記巻線の下部に設けられ、前記上部締付部とともに前記巻線を支持す
る中空の下部締付部とを有し、前記下部締付部は、前記送風機によって前記タンク内に送
り込まれた前記ガスを内部に流入させる流入開口部と、前記巻線側に設けられ、前記ガス
を内部から流出させる流出開口部とを備える。

第１の実施形態に係るガス絶縁静止器の構成を示す断面図。第１の実施形態に係るガス絶縁静止器の下部締付部と支持絶縁物の構成を示す（ａ）上面図、（ｂ）Ａ−Ａ断面図。第２の実施形態に係るガス絶縁静止器の構成を示す断面図。第２の実施形態に係るガス絶縁静止器の下部締付部の構成を示す側面断面図。第３の実施形態に係るガス絶縁静止器の下部締付部の構成を示す（ａ）透過上面図、（ｂ）側面断面図。

以下、実施形態について図面を用いて説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るガス絶縁静止器の構成を示す断面図、図２は、第１の実
施形態に係るガス絶縁静止器の下部締付部と支持絶縁物の構成を示す（ａ）上面図、（ｂ
）Ａ−Ａ断面図である。

本実施形態のガス絶縁静止器は、タンク１、鉄心３、巻線４、冷却器５、下部締付部６
、送風機７、入口配管８、接続管９、支持絶縁物１０，１３、上部締付部１１および出口
配管１２を有する。

鉄心３は、巻線４が巻回される脚３ａと、複数の脚３ａを連結する下部ヨーク３ｂおよ
び上部ヨーク３ｃを有する。

タンク１内には、ＳＦ６ガス等の絶縁ガス２が封入され、鉄心３と、この鉄心３の脚３
ａに巻回された巻線４を含む本体部が絶縁ガス２とともに収納される。

タンク１の外部には、絶縁ガス２を冷却する冷却器５が出口配管１２を介して備えられ
ており、冷却器５によって冷却された絶縁ガス２をタンク１内に送り込む送風機７が入口
配管８を介して備えられる。

巻線４の下端部には支持絶縁物１３を介して、中空の下部締付部６が設けられる。送風
機７側に位置する下部締付部６の側面には、流入開口部６ａが設けられ、流入開口部６ａ
と入口配管８は、接続管９を介して接続される。

図２に示すように、下部締付部６は鉄心３の脚３ａが挿入される挿入孔６ｂを有する円
環状であり、下部締付部６の巻線４側の表面に、支持絶縁物１３が一定の間隔で配置され
る。また、下部締付部６の巻線４側の表面には、支持絶縁物１３と重ならないような位置
関係で複数の流出開口部６ｃが設けられる。なお、図１および図２では、複数の流出開口
部６ｃを示しているが、流出開口部６ｃは１つでもよい。

巻線４の上端部には支持絶縁物１０を介して、上部締付部１１が設けられる。下部締付
部６と同様に、上部締付部１１の巻線４側の表面に、支持絶縁物１０が一定の間隔で配置
される。

下部締付部６および上部締付部１１による締付力が、支持絶縁物５，１０を介して巻線
４に伝達され、巻線４は上下方向に締め付けられることで支持される。

このように構成された本実施形態のガス絶縁静止器における絶縁ガス２の流れについて
図１を用いて説明する。

冷却器５により冷却された絶縁ガス２は、送風機７により入口配管８を介してタンク１
内に送られ、接続管９を通って流入開口部６ａから中空の下部締付部６内に流入する（ガ
ス流２ａ）。

下部締付部６内に流入した絶縁ガス２は、流出開口部６ｃからそれぞれ流出し（ガス流
２ｂ）、鉄心３および巻線４を冷却しながら上昇する。鉄心３および巻線４から熱を奪い
高温となった絶縁ガス２は、支持絶縁物１０の間から巻線４の外部に導かれ（ガス流２ｃ
）、出口配管１２から冷却器５に戻り（ガス流２ｄ）、再び冷やされる。

このように構成された第１の実施形態のガス絶縁静止器によれば、鉄心３や巻線４とい
った変圧器中身とタンク１との間に仕切り板を設けなくとも、鉄心３あるいは巻線４を絶
縁ガス２により冷却することが可能となる。

そのことにより、鉄心３や巻線４といった変圧器中身をタンク１内に挿入する製造工程
（函入れ）においても作業が容易になり、作業性を改善することができる。また、複雑な
漏れ防止構造を施された仕切り板が不要となるため、部品点数を減らすことができ、コス
ト削減に繋がる。

従来のガス絶縁静止器では、仕切り板とタンク壁との間に隙間が生じてしまった場合、
仕切り板で区切られたタンクの下部空間から上部空間へ隙間を介して漏れるガスの量が多
くなり、変圧器中身の内部を通る絶縁ガスの量が減少し、冷却効率が低下する可能性があ
った。

一方、本実施形態のガス絶縁静止器では、下部締付部６に設けられた流出開口部６ｃか
ら、鉄心３あるいは巻線４に絶縁ガス２が送り込まれるため、変圧器中身の内部を通る絶
縁ガス２の量を十分に確保することができ、冷却効率が向上する。

なお、下部締付部６が鉄などの金属、強化木、プレスボード、繊維強化プラスチックあ
るいはエンジニアリングプラスチック等の材料により構成されることで、中空であっても
巻線４の締付け力や短絡機械力に耐えうる強度を有することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態の構成について、図面を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同一
部分は同一符号で示し、説明は省略する。

図３は、第２の実施形態に係るガス絶縁静止器の構成を示す断面図、図４は、第２の実
施形態に係るガス絶縁静止器の下部締付部の構成を示す側面断面図である。

この第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、下部締付部６の厚さが、挿入孔６
ｂ側で薄く、下部締付部６の外周端部側で厚い点である。

すなわち、鉄心３の下部ヨーク３ｂを避けるように、下部締付部６は外周端部側で下方
に突き出た構造である。

このように構成された第２の実施形態のガス絶縁静止器によれば、第１の実施形態と比
較して下部締付部６の厚さが外周端部側で厚いため、下部締付部６内を流れる絶縁ガス２
の圧力損失を低減することができる。

また、流入開口部６ａの径や接続管９の径を大きくすることができるため、接続管９内
を流れる絶縁ガス２の圧力損失も低減することができる。

そのことにより、第１の実施形態で得られる効果に加えて、より鉄心３あるいは巻線４
の冷却効率を向上することが可能となる。また、圧力損失が大きくても多くのガス流量を
タンク１内に送り込むことができるような性能の良い送風機７を選定する必要がなく、コ
スト削減に繋がる。

さらに、下部に鉄心３の下部ヨーク３ｂが存在する下部締付部６の挿入孔６ｂ側では、
厚さを薄くすることで変圧器中身全体が大きくなってしまうのを抑制することができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態の構成について、図面を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同一
部分は同一符号で示し、説明は省略する。

図５は、第３の実施形態に係るガス絶縁静止器の下部締付部の構成を示す（ａ）透過上
面図、（ｂ）側面断面図である。

この第３の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、中空の下部締付部６の内部に設け
られる補強材２０を有する点である。

補強材２０は、鉄などの金属、強化木、プレスボード、繊維強化プラスチックあるいは
エンジニアリングプラスチック等の材料により構成される。

このように構成された第３の実施形態のガス絶縁静止器によれば、補強材２０により、
第１の実施形態で得られる効果に加えてより下部締付部６の強度を増加させることが可能
となり、巻線４の締付け力や短絡機械力に対して十分に耐えうる強度を有することが可能
となる。

なお、補強材２０は下部締付部６の外部に設けられてもよく、同様の効果を得ることが
できる。また、補強材２０の数は１つでも複数でもよい。

本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例として提示
したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、そ
の他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々
の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲
や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれ
る。

１…タンク
２…絶縁ガス
３…鉄心
３ａ…脚
３ｂ…下部ヨーク
３ｃ…上部ヨーク
４…巻線
５…冷却器
６…下部締付部
６ａ…流入開口部
６ｂ…挿入孔
６ｃ…流出開口部
７…送風機
８…入口配管
９…接続管
１０，１３…支持絶縁物
１１…上部締付部
１２…出口配管
２０…補強材

Claims

ガスが充填されたタンクと、
前記タンク内に収納された鉄心と、
前記鉄心に巻回された巻線と、
前記タンクの外部に設けられ、前記ガスを冷却する冷却器と、
前記タンクの外部に設けられ、前記冷却器によって冷却された前記ガスを前記タンク内
に送り込む送風機と、
前記巻線の上部に設けられる上部締付部と、
前記巻線の下部に設けられ、前記上部締付部とともに前記巻線を支持する中空の下部締
付部と
を有し、
前記下部締付部は、前記送風機によって前記タンク内に送り込まれた前記ガスを内部に
流入させる流入開口部と、
前記巻線側に設けられ、前記ガスを内部から流出させる流出開口部と
を備えるガス絶縁静止器。
前記下部締付部は、前記鉄心が挿入される挿入孔を有し、
前記下部締付部の厚さが、前記挿入孔側で薄く、前記下部締付部の外周端部側で厚い請
求項１に記載のガス絶縁静止器。
前記下部締付部に設けられ、前記下部締付部を補強する補強材をさらに有する請求項１
または請求項２に記載のガス絶縁静止器。
前記下部締付部は、金属、強化木、プレスボード、繊維強化プラスチック、エンジニア
リングプラスチックのうち、いずれかの材料により構成される請求項１乃至請求項３のい
ずれか１項に記載のガス絶縁静止器。