JP2501610Y2 - ガス絶縁変圧器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の詳細な説明］ 本考案は、ガス絶縁変圧器に関するものであり、特に
コンパクト化が可能な高圧用のガス絶縁変圧器に関する
ものである。

［従来の技術］ 最近、22,000Vのように特別高圧を変圧するガス絶縁
変圧器のコンパクト化が要求されるようになってきた。
第６図は従来の例えば6600Vクラスの低圧タイプの変圧
器の絶縁構造を示している。同図において、１は一対の
脚部1aと一対の連結部1bとからなる環状鉄心である。環
状鉄心１の脚部1aには二次巻線２が嵌装されており、こ
の二次巻線２は二次巻形３に二次巻線導体４を巻装し、
その外周に二次絶縁筒５を配置した構成を有している。
二次絶縁筒５の外周には、断面が矩形をなす複数個の冷
却ダクトスペーサ６が周方向に所定の間隔を開けて配置
されており、その外側には一次巻線７の一次巻形８が嵌
合されている。一次巻形８には、１ターンを形成しない
ようにして電位固定板９が両面粘着テープや片面粘着テ
ープを用いて締め付け固定されている。この電位固定板
９は銅やアルミニュームの導電板の軸線方向両側の端部
をそれぞれ絞り加工により湾曲させて電界緩和部9aを形
成した後、これを１ターンを形成しない筒状に成形して
胴部9bを形成することにより製造される。一次巻線導体
10の一端を電位固定板９に接続して巻始め部を形成し、
一次巻線導体10の層とプラスチックフィルムとを交互に
配置するようにして、一次巻線導体10が巻装されてい
る。なお11は周方向に所定の間隔を開けて配置されたガ
ス空間形成用のガス導通片であり、12は絶縁リングであ
る。一般的に絶縁ガスとしてSF6ガスが用いられる。

［考案が解決しようとする課題］ 従来のガス絶縁変圧器の絶縁構造を、特別高圧用のガ
ス絶縁変圧器に適用する場合には、各部の寸法を大きく
しなければならない問題が生じる。即ち、特別高圧以上
になると、通常のガス絶縁の３倍以上の沿面絶縁距離が
必要になると言われ、また電位固定板９の電界緩和部9a
の曲率半径r1もr1≧1/4 １以上必要になると考えられ
ている。また電位固定板９の電界緩和部9aと一次巻形８
との間に形成される断面形状が楔形を呈するいわゆる楔
形ギャップ（微小ガス・ギャップ）の部分で絶縁破壊が
発生しやすくなる問題がある。また寸法が大形化する
と、漏れインピーダンス、浮遊負荷損が大幅に増えて不
経済となる問題がある。

本考案の目的は、特別高圧のように高電圧を変圧する
ガス絶縁変圧器をコンパクトに構成することができるガ
ス絶縁変圧器を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、巻形の外周に１ターンを形成しないように
して配置された電位固定板の上に巻線導体が巻装されて
なるガス絶縁変圧器を対象とする。

請求項１の考案では巻形の軸線方向両側の端部に、電
位固定板との間に微小ガス・ギャップを形成しないよう
に段差を形成する。その上で、巻形を冷却ダクトスペー
サを介して他の巻線の外側に配置し、冷却ダクトスペー
サの軸線方向両側の端部に巻形から離れる向きの段差を
設ける。

請求項２の考案では、他の巻線及び前記巻形に巻装さ
れた巻線を環状鉄心の脚部に同心的に嵌合し、巻形に巻
装された巻線を環状鉄心の一対の脚部を連結する連結部
と巻線の端面との間に挿入した一対の巻線支持スペーサ
によって支持する。そして他の巻線と巻線支持スペーサ
との間には、１ターンを形成しないようにして一対の低
圧シールド部材を配置する。

請求項３の考案では、電位固定板を、導電板を１ター
ンを形成しないようにして折曲げ成形してなる胴部と、
該胴部の両端部に添って１ターンを形成しないように固
定した断面形状がほぼ円形を成す電界緩和部材とから構
成する。

［作用］ 請求項１の考案のように、巻形の軸線方向両側の端部
に、電位固定板との間に微小ガス・ギャップを形成しな
いように段差を形成すると、特別高圧用の微小ガスギャ
ップによる絶縁破壊を防止できるので、ガス絶縁変圧器
のコンパクト化に大きく寄与する。特に、冷却ダクトス
ペーサの軸線方向両側の端部にも巻形から離れる向きの
段差が設けると、巻形に段差を設けたことと相俟って巻
形に巻装した巻線と鉄心に設けた接地電極（通常鉄心締
め付け金具）との間の沿面距離を延ばすことができ、ガ
ス絶縁変圧器のコンパクト化に更に大きく寄与する。

また請求項２の考案のように、他の巻線と巻線支持ス
ペーサとの間に１ターンを形成しないようにして一対の
低圧シールド部材を配置すると、鉄心の脚部と連結部と
の間に形成されるコーナ部と巻線支持スペーサとの間の
電界強度の低下を阻止することができる。

更に請求項３の考案のように、電位固定板の電界緩和
部を胴部の両端部に添って１ターンを形成しないように
固定した断面形状がほぼ円形を成す電界緩和部材から構
成すると、電界緩和部に角部が形成されず、電界緩和部
の周囲の部材に対してほぼ同じ曲率をとることができる
ため、優れた電界緩和効果を得ることができる。

［実施例］ 以下図面を参照して、本考案の実施例を詳細に説明す
る。

第１図は、本考案の一実施例の要部の半部断面図を示
している。

101は閉磁路を構成する環状鉄心であり、鉄心101の１
つの脚部101aには二次巻線102が嵌装されている。二次
巻線102は、軸線方向の両端面が鉄心101の連結部101b及
び101cの内面に当接するようにして脚部101aに嵌合され
ている二次巻形103に二次巻線導体104を巻装し、二次巻
線導体104の巻き終部の上にプラスチックフィルムを巻
回し、その上に１ターンを形成しないように銅板又はア
ルミニウム板からなる混触防止板105を巻回し、更に混
触防止板105の上にプラスチックフィルムを２〜３回巻
回して二次絶縁筒106を形成することにより構成され
る。なお二次巻線導体104、プラスチックフィルム、混
触防止板105及び二次絶縁筒106は、二次巻形103の両端
に残部を残すように巻装されており、二次巻形103の両
端の残部には、周方向に所定の間隔を開けて複数個のガ
ス導通片107が配置され、ガス導通片の107の軸線方向外
側には環状の絶縁シート108が配置されている。混触防
止板105は、鉄心101に電気的に接続されて接地されてい
る。

二次絶縁筒106の外周面上には、第２図に示す形状の
冷却ダクトスペーサ109が周方向に所定の間隔（好まし
くは二次絶縁筒106の外周方向の長さの1/3以下の長さを
冷却ダクトスペーサ109が専有するような間隔）を開け
て複数本挿入されている。冷却ダクトスペーサ109は、
矩形状の絶縁性部材の軸線方向両側の端部の角部に一対
の段差109aを形成して構成されている。冷却ダクトスペ
ーサ109の側面109b及び109cを、それぞれ二次絶縁筒106
の外周面及び後述する一次巻形111の内周面に密接する
ように湾曲させておいてもよいのは勿論である。冷却ダ
クトスペーサ109に形成する段差109aは、一次巻形111か
ら離れる向きで且つ一次巻形111の軸線方向の両端面よ
り下がる（軸線方向内側に位置する）ように形成されて
おり、この段差109aにより一次巻線110の接地電極に対
する沿面絶縁距離が延びる。なお冷却ダクトスペーサ10
9は、接着剤等の適宜の手段を用いて固定されている。

第３図に示すように、一次巻線110の一次巻形111の軸
線方向の両端部にも周方向に連続する段差111aが形成さ
れている。一次巻形111の外周面上には、１ターンを形
成しないようにして電位固定板112が両面粘着テープや
片面粘着テープを用いて締め付け固定されている。この
電位固定板112は銅やアルミニュームの導電板の軸線方
向両側の端部をそれぞれ絞り加工により湾曲させて電界
緩和部112aを形成した後、これを１ターンを形成しない
筒状に成形して胴部112bを形成することにより製造され
る。電位固定板112は、一次巻線導体113と二次巻線導体
104が巻回されている部分について円筒電極となるた
め、混触防止板105と同軸円筒となり、電位固定板112と
混触防止板105との間は平等電界に近くなる。そして一
次巻形111の端部の段差111aを設けると、電位固定板112
の電界緩和部112aとの間に楔形のギャップが形成される
ことがなくなる。このような絶縁構造を採用すると、第
６図に示した従来の変圧器と比べて、概略ではあるが電
位固定板112の電界緩和部112aと鉄心の連結部101b及び1
01cの内面との間の距離l2をl2≦1/2 １を縮小するこ
とができ、また電界緩和部112aの曲率半径r2をr2≦1/2
r1を小さくすることができて、寸法の大幅な縮小化を図
ることができる。なおこの構造を採用した場合でも、一
次巻線110と二次巻線102との間の距離ａは従来と同様で
よい。

電位固定板112に一次巻線導体113の一端を接続して巻
始め部を形成し、一次巻線導体113の層とプラスチック
フィルムとを交互に配置するようにして、一次巻線導体
巻回層を形成する。本実施例では巻回層の途中に、弾性
を有する一次側冷却ダクトスペーサ114を周方向に所定
の間隔を開けて挿入配置することにより、一次巻線110
の内部にガス通路を形成して、冷却効率を高めている。
一次巻線110の外周には、更に１ターンを構成しないよ
うにして電位固定板115が固定されている。

116及び117は、絶縁材料からなる公知の一次巻線支持
スペーサである。この一次巻線支持スペーサ116及び117
の鉄心101側の脚部と二次巻線102との間には、１ターン
を構成しないようにしてそれぞれ低圧シールド部材118
及び119が配置されている。この低圧シールド部材118及
び119は、銅，アルミニウム、鉄等の導電性棒状材料を
１ターンを形成しないように略リング状に曲げ加工して
形成される。低圧シール部材118及び119の断面形状は、
略円形を呈しており、その曲率半径は電位固定板112の
端部に形成した電界緩和部112aの曲率半径と同程度にし
てある。低圧シールド部材118及び119は、二次巻線102
と同心的に配置され、図示しない締付け部材によって鉄
心101の連結部101b及び101cに締付け固定されて、接地
電極に接続されている。本実施例では、低圧シールド部
材118及び119を一次巻形111の軸線方向の端面と対向す
る位置に設けているが、低圧シールド部材118及び119は
一次巻線110の軸線方向の端面と対向する位置に設けれ
ばよい。この低圧シールド部材118及び119は、鉄心101
の脚部101aと連結部101cとの連結部分に形成されたコー
ナ部Ｃに形成されるエッジ電極と一次巻線支持スペーサ
116及び117（一次巻線）との間の絶縁破壊を防止する機
能を果している。

第４図は本考案の他の実施例を示しており、第１図の
実施例と同じ部分には、第１図に示した符号と同じ符号
を付してある。本実施例で、第１図の実施例と異なる点
は、電位固定板を第５図（Ａ）及び（Ｂ）に示す形状に
している点である。第１図の実施例で用いている電位固
定板112のように、絞り加工によって電界緩和部112aを
形成する場合には、木型又は金型を必要とするため、高
度な製作技術を必要とする上、治具費用及び加工費用が
高くなる問題がある。また電界緩和部112aの端部には、
どうしても突起部やバリが残るため、その部分に電界集
中が発生してコロナ放電が発生する原因となる。本実施
例の電位固定板112′は、銅板、アルミニウム板を曲げ
加工してなる胴部112b′の軸線方向両端部に添って、断
面形状が円形を呈する棒状材料を曲げ加工したものを溶
接して電界緩和部112a′を形成する。本実施例の電位固
定板112′は、単純な曲げ加工と溶接作業とによって製
造できるので、電位固定板を安価に且つ簡単に製造でき
る利点がある。また第１図の電位固定板112のように楔
形のギャップが形成され難いという利点がある。

［考案の効果］ 請求項１の考案によれば、巻形の軸線方向両側の端部
に電位固定板との間に微小ガス・ギャップを形成しない
ように段差を形成するので、微小ガスギャップの発生に
よる絶縁破壊を防止することができ、特別高圧用のガス
絶縁変圧器のコンパクト化を図ることができる。特に、
本考案によれば、冷却ダクトスペーサの軸線方向両側の
端部にも巻形から離れる向きの段差を設けるので、巻形
に段差を設けたことと相俟って巻形に巻装した巻線と鉄
心に設けた接地電極との間の沿面距離を延ばすことがで
き、ガス絶縁変圧器のコンパクト化に大きく寄与する。

更に請求項２の考案によれば、他の巻線と巻線支持ス
ペーサとの間に１ターンを形成しないようにして一対の
低圧シールド部材を配置するので、鉄心の脚部と連結部
との間に形成されるコーナ部と巻線支持スペーサとの間
の電界強度の低下を阻止して、低圧側の絶縁破壊の発生
を防止できる。

請求項３の考案によれば、電位固定板の電界緩和部を
胴部の両端部に添って１ターンを形成しないように固定
した断面形状がほぼ円形を成す電界緩和部材から構成す
るので、電界緩和部に角部が形成されず、電界緩和部の
周囲の部材に対してほぼ同じ曲率をとることができるた
め、優れた電界緩和効果を得ることができる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の要部の概略半部断面図、第
２図は第１図の実施例で用いる冷却ダクトスペーサの概
略斜視図、第３図は第１図の実施例で用いる一次巻形の
概略斜視図、第４図は本考案の他の実施例の要部の概略
半部断面図、第５図（Ａ）及び（Ｂ）は第４図の実施例
で用いる電位固定板の平面図及び一部切欠き正面図、第
６図は従来のガス絶縁変圧器の要部を示す概略部分断面
図である。 １、101……鉄心、1a,101a……鉄心脚部、2,102……二
次巻線、3,103……二次巻形、4,104……二次導体、5,10
6……二次絶縁筒、105……混触防止板、6,109……冷却
ダクトスペーサ、109a……段差、7,110……一次巻線、
8,111……一次巻形、111a……段差、9,112,112′……電
位固定板、116,117……一次巻線支持スペーサ、118,119
……低圧シールド部材。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−92406（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−56423（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−96811（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】巻形の外周に１ターンを形成しないように
   して配置された電位固定板の上に巻線導体が巻装されて
   なるガス絶縁変圧器において、 前記巻形の軸線方向両側の端部には前記電位固定板との
   間に微小ガス・ギャップを形成しないように段差が形成
   されており、 前記巻形は冷却ダクトスペーサを介して他の巻線の外側
   に配置され、 前記冷却ダクトスペーサの軸線方向両側の端部には前記
   巻形から離れる向きの段差が設けられていることを特徴
   とするガス絶縁変圧器。
2. 【請求項２】前記他の巻線及び前記巻形に巻装された巻
   線は環状鉄心の脚部に同心的に嵌合され、前記巻形に巻
   装された巻線は前記環状鉄心の一対の脚部を連結する連
   結部と前記巻線の端面との間に挿入された一対の巻線支
   持スペーサによって支持されており、 前記他の巻線と前記巻線支持スペーサとの間には、１タ
   ーンを形成しないようにして一対の低圧シールド部材が
   配置されている請求項１に記載のガス絶縁変圧器。
3. 【請求項３】前記電位固定板は、導電板を１ターンを形
   成しないようにして折曲げ成形してなる胴部と、該胴部
   の両端部に添って１ターンを形成しないように固定され
   た断面形状がほぼ円形を成す電界緩和部材とからなる請
   求項２に記載のガス絶縁変圧器。