JP2019106468A - ガス絶縁計器用変圧変流器 - Google Patents

Abstract

【課題】高さを抑えたガス絶縁計器用変圧変流器を提供する。【解決手段】ガス絶縁計器用変圧変流器１は、上下に開口２ａ、２ｂが設けられた筒状のタンク２と、タンクの下側の開口２ｂを閉塞する底板４と、タンク２の上側の開口２ａを閉塞する絶縁スペーサ３と、絶縁スペーサ３に設けられて導体９が接続される端子５と、底板４上に固定されてタンク２の内部に収容された計器用変流器７と、底板４上に固定されてタンク２の内部に収容された計器用変圧器８と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ガス絶縁開閉器に用いられるガス絶縁計器用変圧変流器に関するものである。

絶縁ガスを封入したタンク内で回路の投入および遮断を切り替えるガス絶縁開閉器では、回路に流れる電流を変圧および変流して計器による計測を可能とするガス絶縁計器用変圧変流器（ＶＣＴ，Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）が用いられる。ガス絶縁計器用変圧変流器では、計器用変圧器（ＶＴ，Ｖｏｌｔａｇｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）と計器用変流器（ＣＴ，Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）とを上下に並べて組み合わせたものがある。特許文献１には、計器用変圧器の上方に計器用変流器を配置したガス絶縁計器用変圧変流器が開示されている。

特開昭６３−２９２６１２号公報

特許文献１に開示されたガス絶縁計器用変圧変流器のように、計器用変圧器と計器用変流器とを上下に並べて組み合わせた場合には、装置の高さが増大するため、高さに制限のあるスペースに設置することが困難であるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高さを抑えたガス絶縁計器用変圧変流器を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、上下に開口が設けられた筒状のタンクと、タンクの下側の開口を閉塞する底板と、タンクの上側の開口を閉塞する絶縁スペーサと、絶縁スペーサに設けられて導体が接続される端子と、底板上に固定されてタンクの内部に収容された計器用変流器と、底板上に固定されてタンクの内部に収容された計器用変圧器と、を備える。

本発明によれば、ガス絶縁計器用変圧変流器の高さを抑えることができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかるガス絶縁計器用変圧変流器の内部構成を示す側面図 実施の形態１にかかるガス絶縁計器用変圧変流器の内部構成を示す上面図 図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図 実施の形態１における計器用変流器および計器用変圧器の単線結線図 実施の形態１の変形例にかかるガス絶縁計器用変圧変流器の内部構成を示す側面図

以下に、本発明の実施の形態にかかるガス絶縁計器用変圧変流器を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるガス絶縁計器用変圧変流器の内部構成を示す側面図である。図２は、実施の形態１にかかるガス絶縁計器用変圧変流器の内部構成を示す上面図である。図３は、図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。

ガス絶縁計器用変圧変流器１は、筒状のタンク２を備える。タンク２には、上部に開口２ａが形成され、下部に開口２ｂが形成されている。ガス絶縁計器用変圧変流器１は、タンク２の上側の開口２ａを閉塞する絶縁スペーサ３と、タンク２の下側の開口２ｂを閉塞する底板４とを備える。絶縁スペーサ３および底板４によって開口２ａ，２ｂが閉塞されたタンク２の内部には、ＳＦ６（ｓｕｌｆｕｒ ｈｅｘａｆｌｕｏｒｉｄｅ）ガスに例示される絶縁ガスが封入される。なお、タンク２と底板４とは一体に形成されていてもよい。

絶縁スペーサ３には、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の三相の母線６から延びる導体９が接続される端子５が設けられている。端子５は、第１の端子５ａ、第２の端子５ｂ、第３の端子５ｃを有して構成される。第１の端子５ａにはＵ相の母線６から延びる導体９が接続され、第２の端子５ｂにはＷ相の母線６から延びる導体９が接続され、第３の端子５ｃにはＶ相の母線６から延びる導体９が接続される。端子５は、絶縁スペーサ３を貫通する。なお、図示は省略しているが、絶縁スペーサ３よりも上方もタンク２とは別のタンクが設けられ、その別のタンクの内部に母線６および導体９が収容されている。また、別のタンクの内部にも絶縁ガスが封入されている。

ガス絶縁計器用変圧変流器１は、底板４上に固定されてタンク２の内部に収容された第１の計器用変流器７ａと、第２の計器用変流器７ｂとを備える。なお、以降の説明において、第１の計器用変流器７ａと、第２の計器用変流器７ｂとを区別せずに単に計器用変流器７とも称する。

ガス絶縁計器用変圧変流器１は、底板４上に固定されてタンク２の内部に収容された第１の計器用変圧器８ａと、第２の計器用変圧器８ｂと、第３の計器用変圧器８ｃと、を備える。なお、以降の説明において、第１の計器用変圧器８ａと、第２の計器用変圧器８ｂと、第３の計器用変圧器８ｃとを区別せずに単に計器用変圧器８とも称する。

計器用変流器７および計器用変圧器８は、端子５に接続される。すなわち、計器用変流器７および計器用変圧器８は、端子５を介して母線６に接続される。図４は、実施の形態１における計器用変流器７および計器用変圧器８の単線結線図である。計器用変圧器８は、対地電圧を測定する接地型の変圧器である。

第１の計器用変流器７ａは、一次コイル７１ａおよび二次コイル７２ａを有しており、Ｕ相の母線６からの電流を変流させて電流の計測を可能としている。第１の計器用変圧器８ａは、一次コイル８１ａおよび二次コイル８２ａを有しており、Ｕ相の母線６からの電圧を変圧させて電圧の計測を可能としている。

第２の計器用変流器７ｂは、一次コイル７１ｂおよび二次コイル７２ｂを有しており、Ｗ相の母線６からの電流を変流させて電流の計測を可能としている。第２の計器用変圧器８ｂは、一次コイル８１ｂおよび二次コイル８２ｂを有しており、Ｗ相の母線６からの電圧を変圧させて電圧の計測を可能としている。

第３の計器用変圧器８ｃは、一次コイル８１ｃおよび二次コイル８２ｃを有しており、Ｖ相の母線６からの電圧を変圧させて電圧の計測を可能としている。なお、図１において、一次コイル７１ａ，８１ｃおよび二次コイル７２ａ，８２ｃは、後述する高圧シールドに囲まれて視認が難しいため、便宜的にハッチングを付した円環で示している。

なお、一次コイル７１ａ，７１ｂを区別せずに単に一次コイル７１とも称する。また、一次コイル８１ａ，８１ｂ，８１ｃを区別せずに単に一次コイル８１とも称する。また、二次コイル７２ａ，７２ｂを区別せずに単に二次コイル７２とも称する。また、二次コイル８２ａ，８２ｂ，８２ｃを区別せずに単に二次コイル８２とも称する。

複数の計器用変流器７および複数の計器用変圧器８のそれぞれは、鉄心７３ａ，７３ｂ，８３ａ，８３ｂ，８３ｃを有している。鉄心７３ａ，７３ｂは変流器用鉄心であり、鉄心８３ａ，８３ｂ，８３ｃは変圧器用鉄心である。鉄心７３ａに巻線が巻き付けられて一次コイル７１ａおよび二次コイル７２ａが構成される。鉄心７３ｂに巻線が巻き付けられて一次コイル７１ｂおよび二次コイル７２ｂが構成される。鉄心８３ａに巻線が巻き付けられて一次コイル８１ａおよび二次コイル８２ａが構成される。鉄心８３ｂに巻線が巻き付けられて一次コイル８１ｂおよび二次コイル８２ｂが構成される。鉄心８３ｃに巻線が巻き付けられて一次コイル８１ｃおよび二次コイル８２ｃが構成される。なお、以降の説明において、鉄心７３ａ，７３ｂを区別せずに鉄心７３とも称する。また、以降の説明において、鉄心８３ａ，８３ｂ，８３ｃを区別せずに鉄心８３とも称する。

複数の計器用変流器７および複数の計器用変圧器８のそれぞれは、鉄心７３ａ，７３ｂ，８３ａ，８３ｂ，８３ｃを挟み込んで保持する固定部７４，８４を有する。固定部７４，８４が底板４に固定されることで、計器用変流器７および計器用変圧器８も底板４に固定される。なお、計器用変流器７の一次コイル７１ａ，７１ｂは、ポスト形絶縁スペーサ７６を介して底板４に固定されている。

複数の計器用変流器７のそれぞれは、一次コイル７１ａ，７１ｂおよび二次コイル７２ａ，７２ｂの周囲を囲む変流器用高圧シールド７５ａ，７５ｂを備える。なお、以降の説明において、変流器用高圧シールド７５ａ，７５ｂを区別せずに単に変流器用高圧シールド７５とも称する。複数の計器用変圧器８のそれぞれは、一次コイル８１ａ，８１ｂ，８１ｃおよび二次コイル８２ａ，８２ｂ，８２ｃの周囲を囲む変圧器用高圧シールド８５ａ，８５ｂ，８５ｃを備える。なお、以降の説明において、変圧器用高圧シールド８５ａ，８５ｂ，８５ｃを区別せずに単に変圧器用高圧シールド８５とも称する。変流器用高圧シールド７５ａ，７５ｂおよび変圧器用高圧シールド８５ａ，８５ｂ，８５ｃは、鉛直方向に沿って見た場合、図２に示すように長手方向と短手方向を定義可能な形状となっている。なお、鉛直方向に沿って見た場合の変流器用高圧シールド７５ａ，７５ｂおよび変圧器用高圧シールド８５ａ，８５ｂ，８５ｃの長手方向は、各コイルを構成する巻線の巻き付け方向と一致する。

第１の計器用変流器７ａと第１の計器用変圧器８ａとが隣接して配置されている。第２の計器用変流器７ｂと第２の計器用変圧器８ｂとが隣接して配置されている。第１の計器用変圧器８ａと第２の計器用変圧器８ｂとの間に第３の計器用変圧器８ｃが配置されている。

鉛直方向に沿って見た場合に、図２に示すように、変流器用高圧シールド７５ａ，７５ｂおよび変圧器用高圧シールド８５ａ，８５ｂ，８５ｃの長手方向が放射状となるように、計器用変流器７および計器用変圧器８が配置される。これは、変流器用高圧シールド７５ａ，７５ｂおよび変圧器用高圧シールド８５ａ，８５ｂ，８５ｃの長手方向が、底板４の中心Ｃを向くように計器用変流器７および計器用変圧器８が配置されていると換言できる。

また、第１の計器用変流器７ａの変流器用高圧シールド７５ａと第１の計器用変圧器８ａの変圧器用高圧シールド８５ａとが最も近接した部分での距離、および第２の計器用変流器７ｂの変流器用高圧シールド７５ｂと第２の計器用変圧器８ｂの変圧器用高圧シールド８５ｂとが最も近接した部分での距離は、第１の計器用変圧器８ａの変圧器用高圧シールド８５ａと第３の計器用変圧器８ｃの変圧器用高圧シールド８５ｃとが最も近接した部分での距離および第２の計器用変圧器８ｂの変圧器用高圧シールド８５ｂと第３の計器用変圧器８ｃの変圧器用高圧シールド８５ｃとが最も近接した部分での距離よりも短い。

ガス絶縁計器用変圧変流器１は、第１の計器用変流器７ａと第１の計器用変圧器８ａとを接続させる第１の可撓導体１０と、第２の計器用変流器７ｂと第２の計器用変圧器８ｂとを接続させる第２の可撓導体１１と、を備える。第１の可撓導体１０および第２の可撓導体１１は、例えば線状の金属導体を編み込んで構成されており、折り曲げ可能な導体となっている。

以上説明したガス絶縁計器用変圧変流器１によれば、計器用変流器７と計器用変圧器８とを同じ底板４上に固定しているので、計器用変流器７と計器用変圧器８とを上下に並べた場合に比べてガス絶縁計器用変圧変流器１の高さを抑えることができる。

また、同じ導体９に接続されて同電位となっている第１の計器用変流器７ａと第１の計器用変圧器８ａとでは、変流器用高圧シールド７５ａと変圧器用高圧シールド８５ａとを接近させても短絡の問題が生じにくい。ガス絶縁計器用変圧変流器１では、変流器用高圧シールド７５ａと変圧器用高圧シールド８５ａとの距離を短縮化することで、ガス絶縁計器用変圧変流器１の平面的な面積の縮小化を図ることができる。より具体的には、上述したように、第１の計器用変圧器８ａの変圧器用高圧シールド８５ａと第３の計器用変圧器８ｃの変圧器用高電圧シールド８５ｃとが最も近接した部分での距離および第２の計器用変圧器８ｂの変圧器用高圧シールド８５ｂと第３の計器用変圧器８ｃの変圧器用高電圧シールド８５ｃとが最も近接した部分での距離よりも、変流器用高圧シールド７５ａと変圧器用高圧シールド８５ａとが最も近接した部分での距離を短くしている。

第２の計器用変流器７ｂの変流器用高圧シールド７５ｂと第２の計器用変圧器８ｂの変圧器用高圧シールド８５ｂとが最も近接した部分での距離についても同様に、距離を短くして、ガス絶縁計器用変圧変流器１の平面的な面積の縮小化を図ることができる。

また、例えば計器用変圧器８の上方に計器用変流器７を設けた場合には、計器用変流器７と計器用変圧器８とを接続する導体に計器用変流器７を支持する強度が要求される。そのため、計器用変流器７と計器用変圧器８とを接続する導体に、剛性の優れた大型の導体が用いられることになる。一方、ガス絶縁計器用変圧変流器１では、計器用変流器７と計器用変圧器８の両方が底板４上に固定されているため、計器用変流器７と計器用変圧器８とを接続する導体に強度が要求されないため、可撓導体１０，１１を用いることができる。可撓導体１０，１１は、削り出しで製造される導体に比べて安価であるため、ガス絶縁計器用変圧変流器１の製造コストの抑制を図ることができる。

図５は、実施の形態１の変形例にかかるガス絶縁計器用変圧変流器１の内部構成を示す側面図である。本変形例にかかるガス絶縁計器用変圧変流器１では、タンク２の上部を塞ぐ絶縁スペーサが設けられておらず、タンク２の上部の開口は天板１３によって閉塞されている。また、本変形例にかかるガス絶縁計器用変圧変流器１では、タンク２の外部から３相分の気中ブッシング１４が天板１３に接続されている。気中ブッシング１４は、筒状の碍管１２を有する。碍管１２の内側の空間は、天板１３に形成された開口を通してタンク２の内部と連通している。気中ブッシング１４は、碍管１２の内側に設けられた導体９を有する。導体９は、天板１３の開口を通してタンク２の内部に差し込まれる。タンク２の内部に差し込まれた導体９のそれぞれは、タンク２内の第１の端子５ａ、第２の端子５ｂおよび第３の端子５ｃのいずれかに接続される。なお、図４の単線結線図に示す通り、第１の端子５ａに接続された導体９と、第２の端子５ｂに接続された導体９は円筒形状の外側導体と中実の内側導体の２重構造になっている。また、第３の端子５ｃに接続された導体９は中実の導体のみで構成されており内部が空洞になっていない。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ ガス絶縁計器用変圧変流器、２ タンク、２ａ，２ｂ 開口、３ 絶縁スペーサ、４ 底板、５ 端子、５ａ 第１の端子、５ｂ 第２の端子、５ｃ 第３の端子、６ 母線、７ 計器用変流器、７ａ 第１の計器用変流器、７ｂ 第２の計器用変流器、８ 計器用変圧器、８ａ 第１の計器用変圧器、８ｂ 第２の計器用変圧器、８ｃ 第３の計器用変圧器、９ 導体、１０ 第１の可撓導体、１１ 第２の可撓導体、１２ 碍管、１３ 天板、１４ 気中ブッシング、７１，７１ａ，７１ｂ，８１，８１ａ，８１ｂ，８１ｃ 一次コイル、７２，７２ａ，７２ｂ，８２，８２ａ，８２ｂ，８２ｃ 二次コイル、７３，７３ａ，７３ｂ，８３，８３ａ，８３ｂ，８３ｃ 鉄心、７４，８４ 固定部、７５，７５ａ，７５ｂ 変流器用高圧シールド、７６ ポスト形絶縁スペーサ、８５，８５ａ，８５ｂ，８５ｃ 変圧器用高圧シールド。

Claims (12)

1. 上下に開口が設けられた筒状のタンクと、
   前記タンクの下側の開口を閉塞する底板と、
   前記タンクの上側の開口を閉塞する絶縁スペーサと、
   前記絶縁スペーサに設けられて導体が接続される端子と、
   前記底板上に固定されて前記タンクの内部に収容された計器用変流器と、
   前記底板上に固定されて前記タンクの内部に収容された計器用変圧器と、を備えることを特徴とするガス絶縁計器用変圧変流器。
2. 前記端子は、それぞれ異なる相の導体が接続される第１の端子、第２の端子、および第３の端子を有して構成され、
   前記計器用変流器は、前記第１の端子に接続された導体からの電流を変流させる第１の計器用変流器および前記第２の端子に接続された導体からの電流を変流させる第２の計器用変流器を有して構成され、
   前記計器用変圧器は、前記第１の端子に接続された導体からの電圧を変圧させる第１の計器用変圧器、前記第２の端子に接続された導体からの電圧を変圧させる第２の計器用変圧器、および前記第３の端子に接続された導体からの電圧を変圧させる第３の計器用変圧器を有して構成されることを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁計器用変圧変流器。
3. 前記第１の計器用変流器および前記第２の計器用変流器のそれぞれは、変流器用鉄心と、前記変流器用鉄心に巻き付けられた変流器用コイルと、前記変流器用コイルの周囲を囲う変流器用高圧シールドと、を有し、
   前記第１の計器用変圧器、前記第２の計器用変圧器、および前記第３の計器用変圧器のそれぞれは、変圧器用鉄心と、前記変圧器用鉄心に巻き付けられた変圧器用コイルと、前記変圧器用コイルの周囲を囲う変圧器用高圧シールドと、を有し、
   前記第１の計器用変流器と前記第１の計器用変圧器とは隣接して配置され、
   前記第２の計器用変流器と前記第２の計器用変圧器とは隣接して配置され、
   前記第１の計器用変圧器と前記第２の計器用変圧器との間に前記第３の計器用変圧器が配置されることを特徴とする請求項２に記載のガス絶縁計器用変圧変流器。
4. 鉛直方向に沿って見た場合に、
   前記第１の計器用変流器の前記変流器用コイル、前記第２の計器用変流器の前記変流器用コイル、前記第１の計器用変圧器の前記変圧器用コイル、前記第２の計器用変圧器の前記変圧器用コイル、および前記第３の計器用変圧器の前記変圧器用コイルの巻き付け方向が放射状となるように配置されることを特徴とする請求項３に記載のガス絶縁計器用変圧変流器。
5. 前記第１の計器用変流器の前記変流器用高圧シールドと前記第１の計器用変圧器の前記変圧器用高圧シールドとが最も近接した部分での距離、および前記第２の計器用変流器の前記変流器用高圧シールドと前記第２の計器用変圧器の前記変圧器用高圧シールドとが最も近接した部分での距離は、前記第１の計器用変圧器の前記変圧器用高圧シールドと前記第３の計器用変圧器の前記変圧器用高圧シールドとが最も近接した部分での距離および前記第２の計器用変圧器の前記変圧器用高圧シールドと前記第３の計器用変圧器の前記変圧器用高圧シールドとが最も近接した部分での距離よりも短いことを特徴とする請求項４に記載のガス絶縁計器用変圧変流器。
6. 前記第１の計器用変流器と前記第１の計器用変圧器とを接続させる第１の可撓導体と、
   前記第２の計器用変流器と前記第２の計器用変圧器とを接続させる第２の可撓導体と、をさらに備えることを特徴とする請求項２から５のいずれか１つに記載のガス絶縁計器用変圧変流器。
7. 上下に開口が設けられた筒状のタンクと、
   前記タンクの下側の開口を閉塞する底板と、
   前記タンクの上側の開口を閉塞する天板と、
   前記タンクの外部から前記天板に接続された筒状の碍管と前記碍管の内側に設けられて前記タンクの内部に差し込まれた導体とを有する気中ブッシングと、
   前記タンクの内部に設けられて前記導体が接続される端子と、
   前記底板上に固定されて前記タンクの内部に収容された計器用変流器と、
   前記底板上に固定されて前記タンクの内部に収容された計器用変圧器と、を備えることを特徴とするガス絶縁計器用変圧変流器。
8. 前記端子は、それぞれ異なる相の導体が接続される第１の端子、第２の端子、および第３の端子を有して構成され、
   前記計器用変流器は、前記第１の端子に接続された導体からの電流を変流させる第１の計器用変流器および前記第２の端子に接続された導体からの電流を変流させる第２の計器用変流器を有して構成され、
   前記計器用変圧器は、前記第１の端子に接続された導体からの電圧を変圧させる第１の計器用変圧器、前記第２の端子に接続された導体からの電圧を変圧させる第２の計器用変圧器、および前記第３の端子に接続された導体からの電圧を変圧させる第３の計器用変圧器を有して構成されることを特徴とする請求項７に記載のガス絶縁計器用変圧変流器。
9. 前記第１の計器用変流器および前記第２の計器用変流器のそれぞれは、変流器用鉄心と、前記変流器用鉄心に巻き付けられた変流器用コイルと、前記変流器用コイルの周囲を囲う変流器用高圧シールドと、を有し、
   前記第１の計器用変圧器、前記第２の計器用変圧器、および前記第３の計器用変圧器のそれぞれは、変圧器用鉄心と、前記変圧器用鉄心に巻き付けられた変圧器用コイルと、前記変圧器用コイルの周囲を囲う変圧器用高圧シールドと、を有し、
   前記第１の計器用変流器と前記第１の計器用変圧器とは隣接して配置され、
   前記第２の計器用変流器と前記第２の計器用変圧器とは隣接して配置され、
   前記第１の計器用変圧器と前記第２の計器用変圧器との間に前記第３の計器用変圧器が配置されることを特徴とする請求項８に記載のガス絶縁計器用変圧変流器。
10. 鉛直方向に沿って見た場合に、
    前記第１の計器用変流器の前記変流器用コイル、前記第２の計器用変流器の前記変流器用コイル、前記第１の計器用変圧器の前記変圧器用コイル、前記第２の計器用変圧器の前記変圧器用コイル、および前記第３の計器用変圧器の前記変圧器用コイルの巻き付け方向が放射状となるように配置されることを特徴とする請求項９に記載のガス絶縁計器用変圧変流器。
11. 前記第１の計器用変流器の前記変流器用高圧シールドと前記第１の計器用変圧器の前記変圧器用高圧シールドとが最も近接した部分での距離、および前記第２の計器用変流器の前記変流器用高圧シールドと前記第２の計器用変圧器の前記変圧器用高圧シールドとが最も近接した部分での距離は、前記第１の計器用変圧器の前記変圧器用高圧シールドと前記第３の計器用変圧器の前記変圧器用高圧シールドとが最も近接した部分での距離および前記第２の計器用変圧器の前記変圧器用高圧シールドと前記第３の計器用変圧器の前記変圧器用高圧シールドとが最も近接した部分での距離よりも短いことを特徴とする請求項１０に記載のガス絶縁計器用変圧変流器。
12. 前記第１の計器用変流器と前記第１の計器用変圧器とを接続させる第１の可撓導体と、
    前記第２の計器用変流器と前記第２の計器用変圧器とを接続させる第２の可撓導体と、をさらに備えることを特徴とする請求項８から１１のいずれか１つに記載のガス絶縁計器用変圧変流器。

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