JP2670336B2

JP2670336B2 - ガス絶縁変圧器

Info

Publication number: JP2670336B2
Application number: JP2082489A
Authority: JP
Inventors: 勲西村; 次郎中谷
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-02-01
Filing date: 1989-02-01
Publication date: 1997-10-29
Anticipated expiration: 2012-10-29
Also published as: JPH02203506A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、ガス絶縁変圧器に係り、特に、機器内部に
おける局部過熱を効果的に冷却することができるように
改良を施したガス絶縁変圧器に関するものである。

（従来の技術）近年、ガス絶縁変圧器の大容量化に伴って、変圧器本
体部分に生ずる発熱量も増大している。また、巻線から
の漏れ磁束量も多くなり、漏れ磁束密度も大きくなって
いる。この様な漏れ磁束は、タンク側壁や鉄心締付金具
等の構造物に進入し、漂遊損失を発生すると共に、局部
的に過大な温度上昇をもたらす。その結果、損失が増大
するばかりでなく、近接絶縁物の劣化を招くため、局部
過熱は極力低減する必要がある。

従来、ガス絶縁変圧器の冷却構造としては、巻線外周
と容器との間に、絶縁ガス流遮断用の仕切板を設け、容
器下部より流入した絶縁ガスが、鉄心及び巻線内部に設
けられたガス道を循環し、変圧器本体を冷却するように
構成されたものが用いられていた。この様な冷却構造の
一例を第５図に示した。即ち、ガス絶縁変圧器は、上下
部に接手5a,5bを有する容器１内に、変圧器本体２を絶
縁ガス３と共に収納し、鉄心及び巻線の熱を奪って高温
となった絶縁ガスを上部接手5aより外部に導出させ、放
熱器４によって冷却し、再度、下部接手5bより容器１内
に送り込むように構成されている。また、下部接手5bよ
り送り込まれた低温の絶縁ガス３は、巻線外周と容器の
内面間に設けられた仕切板９によって、両者間のガス流
が遮断されるため、鉄心６及び巻線７の下部から変圧器
本体２内に形成されたガス道８内に流入する。そして、
鉄心６及び巻線７を冷却して高温となった絶縁ガス３
は、ガス道８内を上方に移動し、上部接手5aから再び外
部に導出され、放熱器４内に循環するように構成されて
いる。

また、上述した様な漏れ磁束によって生じる局部過熱
を軽減するために、巻線の上下端部にけい素鋼帯から成
る磁気シールドを配置し、巻線からの漏れ磁束を磁気シ
ールドで積極的に吸収して、鉄心締付金具等の構造材へ
漏れ磁束が進入するのを防止したり、あるいは、鉄心締
付金具等の構造物を非磁鋼材で構成することにより、漏
れ磁束による局部過熱を防止するガス絶縁変圧器が提案
されている。

第６図にこの様な磁気シールドを備えた従来の内鉄型
ガス絶縁変圧器の構成を示した。即ち、鉄心22に内側巻
線23と外側巻線24が同心的に巻装されている。また、こ
れら内側巻線23及び外側巻線24は、上下端を絶縁物25a,
25bを介して鉄心締付金具26a,26bにより締付固定されて
いる。この様に組立てられた変圧器中身がタンク21内に
収納されている。また、前記タンク21には、その上部及
び下部に、タンク21の外側に配設されたブロワ29及びガ
ス冷却装置28に接続された循環ガス配管30が連結されて
いる。また、前記外側巻線24とタンク21の内壁の間には
ガス仕切板27が設けられている。さらに、巻線23,24の
上端部、下端部と鉄心締付金具26の間には、けい素鋼か
ら成る磁気シールド31a,31bが装着され、巻線23,24から
の漏れ磁束を積極的に吸収して鉄心22に還流し、鉄心締
付金具26等の金属性構造物へ漏れ磁束が進入するのを防
止できるように構成されている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上述した様な従来のガス絶縁変圧器に
おいては、以下に述べる様な解決すべき課題があった。
即ち、第５図に示したガス絶縁変圧器においては、鉄心
６及び巻線７内に形成されたガス道８を移動する絶縁ガ
スは、鉄心６及び巻線７の内部を下方から上方に向かっ
て、常に均一に冷却することになる。そのため、変圧器
本体２への通電時に特に発熱量の多い鉄心６及び巻線７
の上部や、鉄心６の上部に配設されている磁性部品10等
の局部的な発熱箇所に対しては、充分な冷却効果が得ら
れなかった。また、この様な部分には、下部の鉄心及び
巻線の熱を奪ってすでに高温となったガスが流れるの
で、冷却効率は良くなかった。

また、第６図に示した従来のガス絶縁変圧器において
は、巻線23,24の上下端部に磁気シールド31a,31を設け
ることにより、漏れ磁束による局部的な過大温度上昇の
防止及び漂遊損失の低減が計られるが、磁気シールド31
a,31bを取付けることにより、機器全体の重量が増大
し、また、組立工程が複雑化するといった欠点があっ
た。さらに、今後、ガス絶縁変圧器の大容量化が進め
ば、磁気シールドを配設するという対策だけでは、局部
過熱を完全に抑制することはできず、より積極的な冷却
装置の開発が切望されていた。

本発明は以上の欠点を解決するために提案されたもの
で、その目的は、局部的な発熱箇所を効果的に冷却する
ことのできる、冷却効率の高いガス絶縁変圧器を提供す
ることにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、容器内に、鉄心とこの鉄心に巻回された巻
線から成る変圧器本体を絶縁ガスと共に収納し、前記鉄
心と巻線内に前記絶縁ガスが循環するガス道を設け、絶
縁ガスを循環させることにより変圧器本体を冷却するガ
ス絶縁変圧器において、前記容器内壁と巻線外周との間
に、複数個の開口部を有するガス流仕切板を設け、前記
開口部内に前記絶縁ガスが循環する導ガスダクトを貫通
させて配置し、また、前記導ガスダクトに絶縁ガスを変
圧器本体に吹付けることのできるノズルを形成したこと
を特徴としたものである。

（作用）本発明のガス絶縁変圧器によれば、変圧器本体を冷却
するために容器内に循環される絶縁ガスを、発熱量の多
い箇所に選択的に吹付けることができる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図乃至第４図に基づい
て具体的に説明する。なお、第５図及び第６図に示した
従来型と同一の部材には同一の符号を付して、説明は省
略する。

第１実施例本実施例においては、第１図に示した様に、上下部に
接手5a,5bを有する容器１内に、鉄心６、巻線７、磁性
部品10等から成る変圧器本体２が、絶縁ガス３と共に収
納され、また、接手5a,5bの外部には放熱器４が配設さ
れている。さらに、容器１の内壁と巻線７の外周との間
には、複数個の開口部11が形成された仕切板12が配設さ
れ、この開口部11内には、導ガスダクト13が配設されて
いる。また、この導ガスダクト13には、変圧器本体１と
対向する側面に、複数個のノズル14が形成され、絶縁ガ
スを変圧器本体に吹付けることができるように構成され
ている。さらに、第２図に示した様に、導ガスダクト13
の内壁には、前記ノズル14の配設箇所に、ガス量調節板
15が配設されている。なお、導ガスダクト13に形成され
るノズル14の口径あるいはガス量調節板15の面積及びそ
れらの配設個数、配設箇所は、それらが配設される箇所
における発熱量を考慮して適宜設定されている。

この様な構成を有する本実施例のガス絶縁変圧器にお
いては、以下に述べる様にして、変圧器本体の冷却が行
われる。即ち、放熱器４によって冷却された絶縁ガス３
は、下部接手5bを介して容器１内に導入され、鉄心６及
び巻線７内に形成されているガス道８と、導ガスダクト
13内に流入する。そして、ガス道８内に流入した絶縁ガ
ス流は、鉄心６及び巻線７の内部を下方から上方に向け
て移動する間に、鉄心及び巻線を均一に冷却する。一
方、導ガスダクト13内に流入した絶縁ガス流は、その側
面に形成されたノズル14から巻線外周あるいは磁性部品
10等に向けて放出される。

この様に、変圧器本体の局部的な発熱箇所に合せて、
ノズル14の配設位置と配設個数を適宜設定し、また、ガ
ス量調節板15の面積を適宜変更することにより、各部位
の発熱量に応じて絶縁ガスの放出量を設定できるので、
変圧器本体２の局部的な発熱箇所を効果的に冷却するこ
とができる。

さらに、ノズル14から放出される絶縁ガスは、放熱器
４によって冷却された低温のガスであるため、その冷却
効率も高い。

第２実施例本実施例においては、第３図に示した様に、循環ガス
配管30からタンク21の上面まで絶縁ガスを導くための導
ガスダクト40が配設され、この導ガスダクト40の上部に
は、鉄心締付金具等の構造材26aに発生する局部過熱部
に、直接絶縁ガスを噴射することのできるノズル41が設
けられている。このノズル41は第４図に示した様に、鉄
心締付金具等の構造材26aの近傍に、半球状に形成され
た先端部41aが達するように構成され、また、ノズルの
側壁に適当な個数の噴射孔42が形成されている。

なお、鉄心及び巻線内に絶縁ガス循環用のガス道が設
けられ、また、巻線外周とタンク内壁との間にガス仕切
板が設けられ、このガス仕切板に形成された開口部に前
記導ガスダクト40が配設されているのは、第１実施例と
同様である。

この様な構成を有する本実施例のガス絶縁変圧器にお
いては、以下に述べる様にして、変圧器本体の冷却が行
われる。即ち、ガス冷却装置28によって冷却された絶縁
ガスは、タンク21内に導入され、鉄心22及び巻線23,24
内に形成されているガス道と、導ガスダクト40内に流入
する。そして、ガス道内に流入した絶縁ガス流は、鉄心
及び巻線の内部を下方から上方に向けて移動する間に、
鉄心及び巻線を均一に冷却する。一方、導ガスダクト40
内に流入した絶縁ガス流は、その上部に形成されたノズ
ル41から、直接鉄心締付金具等の構造材26aに噴射され
る。そのため、局部的な温度上昇部分を有効に冷却する
ことができると共に、小容量のガス絶縁変圧器において
は、磁気シールド等を省略することが可能となる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものでは
なく、ノズル41は鉄心締付金具等の構造材26aの近傍に
まで伸張されていなくても良い。また、その径、噴射孔
42の個数等も適宜設定することができる。さらに、導ガ
スダクト40をリード43配設用の支柱として兼用すること
もできる。

［発明の効果］以上述べた様に、本発明によれば、容器内壁と巻線外
周との間に、絶縁ガスが循環する導ガスダクトを配置
し、この導ガスダクトに絶縁ガスを変圧器本体に吹付け
ることのできるノズルを形成するという簡単な手段によ
って、局部的な発熱箇所を効果的に冷却することのでき
る、冷却効率の高いガス絶縁変圧器を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のガス絶縁変圧器の第１実施例を示す断
面図、第２図は第１図に示したガス絶縁変圧器を構成す
る導ガスダクトの構成を示す斜視図、第３図は本発明の
ガス絶縁変圧器の第２実施例を示す断面図、第４図は第
３図に示したガス絶縁変圧器を構成するノズル部分の拡
大平面図、第５図及び第６図は従来のガス絶縁変圧器の
断面図である。１……容器、２……変圧器本体、３……絶縁ガス、４…
…放熱器、5a,5b……接手、６……鉄心、７……巻線、
８……ガス道、９……仕切板、10……磁性部品、11……
開口部、12……仕切板、13……導ガスダクト、14……ノ
ズル、15……ガス量調節板、21……タンク、22……鉄
心、23……内側巻線、24……外側巻線、25a,25b……絶
縁物、26a,26b……鉄心締付金具、27……仕切板、28…
…ガス冷却装置、29……ブロワ、30……循環ガス配管、
31a,31b……磁気シールド、40……導ガスダクト、41…
…ノズル、42……噴射孔、43……リード。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】容器内に、鉄心とこの鉄心に巻回された巻
線から成る変圧器本体を絶縁ガスと共に収納し、前記鉄
心と巻線内に前記絶縁ガスが循環するガス道を設け、絶
縁ガスを循環させることにより変圧器本体を冷却するガ
ス絶縁変圧器において、前記容器内壁と巻線外周との間に、複数個の開口部を有
するガス流仕切板を設け、前記開口部内に前記絶縁ガス
が循環する導ガスダクトを貫通させて配置し、また、前
記導ガスダクトに絶縁ガスを変圧器本体に吹付けること
のできるノズルを形成したことを特徴とするガス絶縁変
圧器。