JP3709767B2 - 静止誘導電器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は静止誘導電器に係り、特に、ＳＦ6 ガスのような絶縁性ガスを絶縁および冷却媒体として用いたガス絶縁変圧器に好適な静止誘導電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、変圧器のような静止誘導電器は、主として絶縁油を用いて絶縁および冷却を行う油絶縁式のものが主流を占めている。しかし、油入電気機器の場合、万一の事故発生に際し、油による災害等に至る可能性がある。特に、近年は、都市部において設置場所の制約からビル等の地下や市街地に変圧器等の変電設備を設置することが多くなり、防災上の対策が重要課題となっている。
【０００３】
そこで、絶縁油の替わりに災害発生の可能性が少なく、かつ、安全性の高い不燃性ガスを絶縁および冷却媒体として用いるガス絶縁変圧器が採用される傾向にあり、さらに、大容量化や小形化が要求されている。
【０００４】
ところが、絶縁ガスは、密度，比熱，熱伝導率などの冷却に関する物性値が絶縁油に比べて小さく、冷却性能が劣る欠点がある。それで、ガス絶縁変圧器は、鉄心や巻線の内部に絶縁ガスを強制的に流し、冷却性能を高める構造になっている。
【０００５】
このような冷却構造の変圧器の一例を図９に示す。該図において、１は変圧器のタンクで、このタンク１内に鉄心２およびこの鉄心２に巻回された低圧巻線３，高圧巻線４からなる変圧器中身が収納され、このタンク１内には絶縁ガス５が規定の圧力で封入されている。鉄心２と低圧巻線３，低圧巻線３と高圧巻線４，高圧巻線４とタンク１の間にはそれぞれ絶縁筒６ａ，６ｂ，６ｃが設置されている。また、タンク１内部には、できるだけ多量の絶縁ガス５が鉄心２および巻線３，４内を流れるように仕切板７が設置されており、タンク１内部を上部空間８と下部空間９に分割している。
【０００６】
巻線３，４は、鉄心２の窓外にある上部，下部巻線支持絶縁物１０，１１とその巻線３，４側にあって鉄心２の窓内にわたって巻線３，４の上側と下側の全面をそれぞれ覆う上部と下部の巻線支持絶縁リング１２，１３に挟み込まれて支持されている。下部巻線支持絶縁リング１３と巻線３，４の間には、絶縁ガス５がタンク下部空間９から内周側に向かって流入する巻線下側流路１５が設けてあり、巻線３，４内に作られた冷却流路３Ｙ，４Ｙおよび鉄心２と絶縁筒６ａの間の鉄心外周冷却流路１６と通じている。また、上部巻線支持絶縁リング１２と巻線３，４の間には、巻線３，４内の冷却流路３Ｙ，４Ｙおよび鉄心外周冷却流路１６と連通し、絶縁ガス５が内周側からタンク上部空間８に流れ出す巻線上側流路１４が設けてある。
【０００７】
１７は冷却器であり、上部配管１９を介してタンク上部空間８とつながっている。また、タンク下部空間９とは送風機１８を経由して下部配管２０でつながっている。
【０００８】
絶縁ガス５の流れについてみると、送風機１８によって送り出された絶縁ガス５は矢印のように下部配管２０を通ってタンク下部空間９に広がった後、方向を上向きに変え、鉄心２内に作られた冷却流路２Ｙを通ってタンク上部空間８に至る流れと巻線下側流路１５から巻線３，４内に形成された冷却流路３Ｙ，４Ｙおよび鉄心２と絶縁筒６ａの間の鉄心外周冷却流路１６を通過し、巻線上側流路１４を経てタンク上部空間８に到達する流れに分かれる。タンクの下部空間９と上部空間８は仕切板７によって区切られているので、この時絶縁ガス５が絶縁筒６ｃとタンク１の間を流れることはない。鉄心内冷却流路２Ｙや鉄心外周冷却流路１６、あるいは、巻線内冷却流路３Ｙ，４Ｙを通過する際に、鉄心２あるいは巻線３，４を冷却し、熱を奪って温度上昇した絶縁ガス５は、タンクの上部空間８から上部配管１９を経て冷却器１７に送り込まれ、ここで冷却された後、送風機１８に吸い込まれる。そして、前記と同様に再び送風機１８によって下部配管２０を通ってタンク下部空間９に送り出されるという循環を繰り返す。
【０００９】
次に、鉄心近傍を拡大して示した図１０を用いて低圧巻線３内に作られた冷却流路３Ｙと鉄心２と絶縁筒６ａの間の鉄心外周冷却流路１６の絶縁ガス５の流れについて詳細に述べる。
【００１０】
巻線内冷却流路３Ｙは、巻線３を効率よく冷却するために、普通、内側垂直流路と外側垂直流路が折流板２１によって交互に塞がれている。このため、巻線下側流路１５で鉄心外周冷却流路１６を流れる絶縁ガス５と分岐して冷却流路３Ｙに流入した絶縁ガス５は、上に進むに従って半径方向の流れの向きが交互に変わる、所謂、ジグザグの流れになる。その後、冷却流路３Ｙから流出した絶縁ガス５は、巻線上側流路１４で鉄心外周冷却流路１６からの絶縁ガス５と合流する。図示されていないが、高圧巻線４内の冷却流路４Ｙの流れも同様である。
【００１１】
鉄心２には、高さ方向の所々に鉄心２を締め付けて保持するバインドテープ２２が巻かれている。バインドテープ２２が巻かれた断面ＡＡの鉄心外周冷却流路１６の形状を図１１に示す。バインドテープ２２は鉄心２に直接巻かずに、鉄心２に絶縁ボード２３を下巻した上に巻かれている。バインドテープ２２が巻かれた部分の鉄心外周冷却流路１６は、鉄心２と絶縁ボード２３の階段状の隙間１６ａとバインドテープ２２と絶縁筒６ａの間の隙間１６ｂに分かれる。バインドテープが巻かれていない部分は、絶縁ボード２３とバインドテープ２２を除いた階段状の鉄心２と絶縁筒６ａの間の隙間全体が一つの冷却流路１６になる。絶縁ガス５は、巻線３，４内の冷却流路３Ｙ，４Ｙに分岐した後、巻線下側流路１５から絶縁筒６ａと下部巻線支持絶縁リング１３の隙間を通って鉄心外周冷却流路１６に流入し、方向を９０°変えて上に向かって流れる。鉄心外周冷却流路１６を上に向かって流れる絶縁ガス５は、バインドテープ２２のない部分では鉄心２と絶縁筒６ａの間の隙間いっぱいに広がり、バインドテープのある部分では鉄心２と絶縁ボード２３の階段状の隙間１６ａとバインドテープ２２と絶縁筒６ａの隙間１６ｂに狭まるという流れを繰り返す。最上部では再び方向を９０°変え、上部巻線支持絶縁リング１２と絶縁筒６ａの隙間を経て巻線上側流路１４で巻線内冷却流路３Ｙ，４Ｙからの絶縁ガス５と合流する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このような構造にすると、変圧器で発生する損失の大部分を占める鉄心と巻線の冷却にほぼ全量の絶縁ガスが使われることになるが、それだけでは鉄心と巻線の冷却性能を満足できない。巻線で発生する損失は鉄心で発生する損失の数倍なので、これに対応して巻線の冷却に多くの絶縁ガスを供給する必要がある。
【００１３】
しかしながら、巻線内の冷却流路はジグザグに構成されており、絶縁ガスが流れる時の流体抵抗が大きくなる。他方、鉄心外周冷却流路は、断面積が大きくなったり、小さくなったりして少し変化するが、ほぼ直線的に流れるので、流体抵抗が小さくなる。この結果、巻線下側流路で巻線内の冷却流路と鉄心外周冷却流路に分岐する絶縁ガスは、発生損失の小さい鉄心の冷却流路に損失の割に多くの量が流れ、そのために冷却に多くの絶縁ガスを必要とする巻線の冷却流路に流れ難くなり、巻線の温度上昇値が許容値を超えて巻線の絶縁物の劣化を早めるという問題点があった。
【００１４】
本発明の目的は、巻線の温度上昇値を許容値以下に抑え、信頼性の高いことは勿論、大容量化や小形化に対しても十分な冷却性能の得られる静止誘導電器を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の静止誘導電器は、鉄心と低圧巻線の間に設けられた絶縁筒の下端部をそれ以外の絶縁筒の下端部より低くし、鉄心と低圧巻線の間に設けられた絶縁筒の下端部と下部巻線支持絶縁リングとの隙間を巻線下側流路の高さより小さくすることを特徴とする。
【００１６】
即ち、このような構造では、鉄心外周冷却流路の入口である鉄心と低圧巻線の間に設けられた絶縁筒の下端部と下部巻線支持絶縁リングとの隙間を巻線下側流路の高さより狭めたので、絶縁ガスが鉄心外周冷却流路に流入する入口面積が小さくなり、入口での流体抵抗が大きくなる結果、鉄心外周冷却流路を流れる絶縁ガスを減少させることができる。
【００１７】
また、本発明の静止誘導電器は、鉄心に巻かれたバインドテープと鉄心と低圧巻線の間の絶縁筒との隙間に絶縁ボードや絶縁物を挿入することを特徴とする。
【００１８】
このような構造では、鉄心外周冷却流路のバインドテープの外周に相当する所と鉄心と低圧巻線の間の絶縁筒との間が絶縁ボードや絶縁物で塞がれるので、鉄心外周冷却流路の流路面積が小さくなり、絶縁ガスが鉄心外周冷却流路を流れる時の流体抵抗が大きくなる結果、鉄心外周冷却流路を流れる絶縁ガスを減少させることができる。
【００１９】
さらに、本発明の静止誘導電器は、鉄心の高さ方向で鉄心に巻かれたバインドテープとバインドテープの間のバインドテープが巻かれていない部分の少なくとも一箇所に、階段状の鉄心に外側で接するように鉄心と鉄心と低圧巻線の間の絶縁筒との隙間に絶縁ボードや絶縁物を挿入することを特徴とする。
【００２０】
このような構造では、鉄心外周冷却流路が、階段状の鉄心と鉄心と低圧巻線の間の絶縁筒との隙間から鉄心と鉄心外側で鉄心に接する絶縁ボードや絶縁物とで囲まれる階段状の隙間に急に狭くなったり、逆に、鉄心と鉄心外側で鉄心に接する絶縁ボードや絶縁物とで囲まれる階段状の隙間から階段状の鉄心と鉄心と低圧巻線の間の絶縁筒との隙間に急に広くなったりするので、絶縁ガスが鉄心外周流路を流れる時に急縮小，急拡大し、流体抵抗が大きくなる結果、鉄心外周冷却流路を流れる絶縁ガスの量を減少させることができる。
【００２１】
そのほか、本発明の静止誘導電器は、鉄心に巻かれるバインドテープの厚みを少なくとも一箇所は鉄心と低圧巻線の間の絶縁筒に接する程度にすることを特徴とする。
【００２２】
このような構造においても、鉄心外周冷却流路が、階段状の鉄心と鉄心と低圧巻線の間の絶縁筒との隙間から鉄心とバインドテープに下巻された絶縁ボードとで囲まれる階段状の隙間に急に狭くなったり、逆に、鉄心とバインドテープに下巻された絶縁ボードとで囲まれる階段状の隙間から階段状の鉄心と鉄心と低圧巻線の間の絶縁筒との隙間に急に広くなったりするので、絶縁ガスが鉄心外周流路を流れる時に急縮小，急拡大し、流体抵抗が大きくなる結果、鉄心外周冷却流路を流れる絶縁ガスの量を減少させることができる。
【００２３】
当然、本発明の静止誘導電器は、以上に述べた方法を複数組み合わせることによっても達成される。即ち、複数の構造を組み合わせた場合、流体抵抗は加算の形で大きくなるので、鉄心外周冷却流路を流れる絶縁ガスを減少させることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。尚、従来と同一構成のものは同符号を使用し、その説明は省略する。図２には変圧器の鉄心近傍の構造が断面で示されている。本実施例では、鉄心２と低圧巻線３の間に設けられた絶縁筒６ａの下端部がそれ以外の絶縁筒６ｂ，６ｃの下端部より低くなっている。即ち、絶縁筒６ａの下端部と下部巻線支持絶縁リング１３との隙間が巻線下側流路１５の高さより小さくなっている。
【００２５】
絶縁ガス５は、巻線下側流路１５で分岐して巻線３，４内の冷却流路３Ｙ，４Ｙと鉄心外周冷却流路１６に流入する。鉄心外周冷却流路１６の入口である絶縁筒６ａの下端部と下部巻線支持絶縁リング１３との隙間は巻線下側流路１５の高さより狭くなっているので、絶縁ガス５が鉄心外周冷却流路１６に流入する入口面積は小さくなる。絶縁ガス５は、鉄心外周冷却流路１６に流入するときに、一度急縮小した後、急拡大することになる。このため、この部分での流体抵抗が大きくなり、鉄心外周冷却流路１６を流れる絶縁ガス５を減少させることができる。従って、巻線３，４内の冷却流路３Ｙ，４Ｙに多くの絶縁ガス５を流すことができ、巻線３，４の温度上昇を許容値以下に抑えられるため、巻線３，４の絶縁物の温度による劣化を改善することが可能となり、静止誘導電器の寿命を損なうことなく運転できる。
【００２６】
図３は、本発明の参考例を示す断面図である。鉄心２と低圧巻線３の間に設けられた絶縁筒６ａの上端部がそれ以外の絶縁筒６ｂ，６ｃの上端部より高くなっている。即ち、絶縁筒６ａの上端部と上部巻線支持絶縁リング１２との隙間が巻線上側流路１４の高さより小さくなっている。
【００２７】
巻線下側流路１５で巻線３，４内の冷却流路３Ｙ，４Ｙと鉄心外周冷却流路１６に分岐した絶縁ガス５は、巻線上側流路１４で合流する。鉄心外周冷却流路１６の出口である絶縁筒６ａの上端部と上部巻線支持絶縁リング１２との隙間は巻線上側流路１４の高さより狭くなっているので、絶縁ガス５が鉄心外周冷却流路１６から巻線上側流路１４へ流出する出口面積は小さくなる。絶縁ガス５は、鉄心外周冷却流路１６から巻線上側流路１４へ流出するときに、一度急縮小した後、急拡大することになる。このため、この部分での流体抵抗が大きくなり、鉄心外周冷却流路１６を流れる絶縁ガス５を減少させることができる。従って、巻線３，４内の冷却流路３Ｙ，４Ｙに多くの絶縁ガス５を流すことができ、巻線３，４の温度上昇を許容値以下に抑えることができる。
【００２８】
本参考例では、絶縁筒６ａの下端部がそれ以外の絶縁筒６ｂ，６ｃの下端部と同じ高さになっているが、絶縁筒６ａの下端部をそれ以外の絶縁筒６ｂ，６ｃの下端部より低くし、絶縁筒６ａの下端部と下部巻線支持絶縁リング１３との隙間も巻線上側流路１４の高さより小さくなるようにして鉄心外周冷却流路１６の出，入口の流路面積を小さくする構造でも同様の効果が得られるのは勿論である。
【００２９】
図４〜図６には鉄心外周冷却流路１６の流体抵抗を大きくした実施例及び参考例を示す。
【００３０】
図４は、鉄心２に巻かれたバインドテープ２２と鉄心２と低圧巻線３の間の絶縁筒６ａとの隙間に絶縁ボードや絶縁物２４を挿入した構造である。従来の鉄心外周冷却流路１６のうち、バインドテープ２２の外周に相当する位置と絶縁筒６ａとの間が絶縁ボードや絶縁物２４で塞がれるので、鉄心外周冷却流路１６を流れる絶縁ガス５は、バインドテープ２２が巻かれた部分では鉄心２と絶縁ボード２３の階段状の隙間１６ａ，バインドテープ２２の巻かれていない部分では階段状の鉄心２とバインドテープ２２の外周に相当する位置に挿入された絶縁ボードや絶縁物２４との隙間を通過する。絶縁ガス５が通る鉄心外周冷却流路１６の流路面積が小さくなるため、絶縁ガス５が鉄心外周冷却流路１６を流れる時の流体抵抗が大きくなる結果、鉄心外周冷却流路１６を流れる絶縁ガス５の量を減少させることができる。これに伴って、巻線３，４内の冷却流路３Ｙ，４Ｙに多量の絶縁ガス５が流れるようになり、巻線３，４の温度上昇を許容値以下に抑えられるため、巻線３，４の絶縁物の温度による劣化を改善することが可能となり、信頼性の高い静止誘導電器が得られる。
【００３１】
本実施例では、鉄心２に巻かれたバインドテープ２２と絶縁筒６ａとの隙間に挿入した絶縁ボードや絶縁物２４を絶縁筒６ａと同じ高さにしてあるが、絶縁ボードや絶縁物２４の高さや詰め具合を変えることにより鉄心外周冷却流路１６の流体抵抗が変わるので、鉄心外周冷却流路１６と巻線３，４内の冷却流路３Ｙ，４Ｙを流れる絶縁ガス５の量を調節できる。
【００３２】
図５は、鉄心２の高さ方向で鉄心２に巻かれたバインドテープ２２とバインドテープ２２の間のバインドテープ２２が巻かれていない部分に、階段状の鉄心２に外側で接するように鉄心２と絶縁筒６ａとの隙間に絶縁ボードや絶縁物２５を挿入したものである。鉄心外周冷却流路１６は、絶縁ガス５の流れに沿って高さ方向に、階段状の鉄心２と絶縁筒６ａとの広い隙間になったり、鉄心２と鉄心２外側で鉄心２に接する絶縁ボードや絶縁物２５とで囲まれる階段状の狭い隙間になったりする。このため、巻線下側流路１５から鉄心外周冷却流路１６に流入した絶縁ガス５は、鉄心外周冷却流路１６を下から上に進みながら急縮小，急拡大を繰り返すので、圧力損失が大きくなる。このため、鉄心外周冷却流路１６を流れる絶縁ガス５の量が減るので、巻線３，４内の冷却流路３Ｙ，４Ｙを流れる絶縁ガス５の量が多くなり、巻線３，４の温度上昇を許容値以下に抑えられる。
【００３３】
このような構造では、絶縁ボードや絶縁物２５の個数を変えることによって鉄心外周冷却流路１６の流体抵抗が変えられるので、鉄心外周冷却流路１６と巻線３，４内の冷却流路３Ｙ，４Ｙを流れる絶縁ガス５の量を調節できる。
【００３４】
図６は参考例で、鉄心２に巻かれるバインドテープ２２の厚みを鉄心２と低圧巻線３の間の絶縁筒６ａに接する程度にしたものである。この場合、鉄心外周冷却流路１６の形状が、図５で説明したのとほぼ同じように変化するため、同等の効果が得られる。また、個数による調整も同様に行える。
【００３５】
図７に示す実施例は、図２と図４で説明した実施例を組み合わせたものである。鉄心２と低圧巻線３の間に設けられた絶縁筒６ａの下端部がそれ以外の絶縁筒６ｂ，６ｃの下端部より低くなっていて、絶縁筒６ａの下端部と下部巻線支持絶縁リング１３との隙間が巻線下側流路１５の高さより小さくなっている。さらに、鉄心２に巻かれたバインドテープ２２と絶縁筒６ａとの隙間には絶縁ボードや絶縁物２４が挿入されている。
【００３６】
絶縁ガス５は、巻線下側流路１５から鉄心外周冷却流路１６に流入する時に一度急縮小した後、９０°方向を変え、流路面積が狭くなった鉄心外周冷却流路１６を下から上に流れて行く。このため、流体抵抗は、鉄心外周冷却流路１６の入口と鉄心外周冷却流路１６を流れる時の両方で大きくなり、鉄心外周冷却流路１６を流れる絶縁ガス５の量が減少する。これに伴って、巻線３，４内の冷却流路３Ｙ，４Ｙに多量の絶縁ガス５が流れるようになり、巻線３，４の温度上昇を許容値以下に抑えられるため、巻線３，４の絶縁物の温度による劣化を改善することが可能となり、信頼性の高い静止誘導電器が得られる。
【００３７】
図３の参考例と図４の実施例の組合せでも同等の効果が得られるのは説明するまでもない。
【００３８】
図８は、図２と図５の構造を組み合わせた実施例である。鉄心２と低圧巻線３の間に設けられた絶縁筒６ａの下端部がそれ以外の絶縁筒６ｂ，６ｃの下端部より低くなっていて、絶縁筒６ａの下端部と下部巻線支持絶縁リング１３との隙間が巻線下側流路１５の高さより小さくなっている。さらに、鉄心２の高さ方向で鉄心２に巻かれたバインドテープ２２とバインドテープ２２の間のバインドテープ２２が巻かれていない部分に、階段状の鉄心２に外側で接するように鉄心２と絶縁筒６ａとの隙間に絶縁ボードや絶縁物２５が挿入されている。
【００３９】
絶縁ガス５は、巻線下側流路１５から鉄心外周冷却流路１６に流入する時に一度急縮小，急拡大した後、方向を９０°変える。鉄心外周冷却流路１６を下から上に流れて行く間には、階段状の鉄心２と絶縁筒６ａとの広い隙間と鉄心２と鉄心２外側で鉄心２に接する絶縁ボードや絶縁物２５とで囲まれる階段状の狭い隙間で急縮小と急拡大を繰り返す。このため、発生する圧力損失が、鉄心外周冷却流路１６の入口と鉄心外周冷却流路１６を流れる時の両方で大きくなり、鉄心外周冷却流路１６を流れる絶縁ガス５の量が減るので、巻線３，４内の冷却流路３Ｙ，４Ｙを流れる絶縁ガス５の量が多くなり、巻線３，４の温度上昇を許容値以下に抑えられる。
【００４０】
図３の参考例と図５の実施例の組合せでも同等の効果が得られるのは当然である。
【００４１】
図１に示す実施例は、図２，図４と図５で説明した構造を組み合わせた実施例である。即ち、鉄心２と低圧巻線３の間に設けられた絶縁筒６ａの下端部がそれ以外の絶縁筒６ｂ，６ｃの下端部より低くなっていて、絶縁筒６ａの下端部と下部巻線支持絶縁リング１３との隙間が巻線下側流路１５の高さより小さくなっている。さらに、鉄心２に巻かれたバインドテープ２２と絶縁筒６ａとの隙間には絶縁ボードや絶縁物２４が挿入されており、その上のバインドテープ２２が巻かれていない部分に、階段状の鉄心２に外側で接するように鉄心２と絶縁筒６ａとの隙間に絶縁ボードや絶縁物２５を挿入した構造である。
【００４２】
絶縁ガス５は、巻線下側流路１５から鉄心外周冷却流路１６に流入する時に一度急縮小した後、９０°方向を変え、流路面積が狭くなった鉄心外周冷却流路１６を絶縁ボードや絶縁物２４の上に設置された絶縁ボードや絶縁物２５まで下から流れて行く。鉄心外周冷却流路１６は、絶縁ボードや絶縁物２５の上で急に広がるので、流れはここで急拡大する。流体抵抗は、鉄心外周冷却流路１６の入口と鉄心外周冷却流路１６の流路面積の小さい範囲、さらに、鉄心外周冷却流路１６が急に広がった所で大きくなるので、鉄心外周冷却流路１６を流れる絶縁ガス５を減少させることができる。これに伴って、巻線３，４内の冷却流路３Ｙ，４Ｙに多量の絶縁ガス５を流すことができ、巻線３，４の温度上昇値を許容値以下に抑えられるため、巻線３，４の絶縁物の温度による劣化を改善することが可能となり、信頼性の高い静止誘導電器が得られる。
【００４３】
なお、以上の説明では、ガス絶縁変圧器を例に説明してきたが、本発明は、巻線での損失が大きい油入変圧器など液体の絶縁冷却媒体を用いた変圧器に適用しても同様な効果があることは勿論である。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したきたように、本発明によれば、鉄心外周冷却流路を流れる絶縁ガスを鉄心の損失に相当する量に減少させることにより、損失の大きい巻線の冷却流路に多量の絶縁ガスを流すことが可能になるので、それぞれの巻線の温度上昇値を許容値以下に抑えられ、巻線の絶縁物の温度による劣化を改善することが可能になる。従って、信頼性が高く、大容量化や小形化に対しても十分な冷却性能を有する静止誘導電器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の変圧器の一実施例を示す鉄心近傍の断面図である。
【図２】 本発明の変圧器の他の実施例を示す鉄心近傍の断面図である。
【図３】 本発明の変圧器の参考例を示す鉄心近傍の断面図である。
【図４】 本発明の変圧器の他の実施例を示す鉄心近傍の断面図である。
【図５】 本発明の変圧器の他の実施例を示す鉄心近傍の断面図である。
【図６】 本発明の変圧器の参考例を示す鉄心近傍の断面図である。
【図７】 本発明の変圧器の他の実施例を示す鉄心近傍の断面図である。
【図８】 本発明の変圧器の他の実施例を示す鉄心近傍の断面図である。
【図９】 従来の変圧器を示す構成図である。
【図１０】 従来の変圧器を示す鉄心近傍の断面図である。
【図１１】 図１０のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１…変圧器タンク、２…鉄心、３…低圧巻線、３Ｙ…低圧巻線内冷却流路、４…高圧巻線、４Ｙ…高圧巻線内冷却流路、５…絶縁ガス、６ａ，６ｂ，６ｃ…絶縁筒、７…仕切板、８…タンク上部空間、９…タンク下部空間、１０…上部巻線支持絶縁物、１１…下部巻線支持絶縁物、１２…上部巻線支持絶縁リング、１３…下部巻線支持絶縁リング、１４…巻線上側流路、１５…巻線下側流路、１６…鉄心外周冷却流路、１７…冷却器、１８…送風機、１９…上部配管、２０…下部配管、２１…折流板、２２…バインドテープ、２３…絶縁ボード、２４，２５…絶縁ボードや絶縁物。
【発明の属する技術分野】
本発明は静止誘導電器に係り、特に、ＳＦ6 ガスのような絶縁性ガスを絶縁および冷却媒体として用いたガス絶縁変圧器に好適な静止誘導電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、変圧器のような静止誘導電器は、主として絶縁油を用いて絶縁および冷却を行う油絶縁式のものが主流を占めている。しかし、油入電気機器の場合、万一の事故発生に際し、油による災害等に至る可能性がある。特に、近年は、都市部において設置場所の制約からビル等の地下や市街地に変圧器等の変電設備を設置することが多くなり、防災上の対策が重要課題となっている。
【０００３】
そこで、絶縁油の替わりに災害発生の可能性が少なく、かつ、安全性の高い不燃性ガスを絶縁および冷却媒体として用いるガス絶縁変圧器が採用される傾向にあり、さらに、大容量化や小形化が要求されている。
【０００４】
ところが、絶縁ガスは、密度，比熱，熱伝導率などの冷却に関する物性値が絶縁油に比べて小さく、冷却性能が劣る欠点がある。それで、ガス絶縁変圧器は、鉄心や巻線の内部に絶縁ガスを強制的に流し、冷却性能を高める構造になっている。
【０００５】
このような冷却構造の変圧器の一例を図９に示す。該図において、１は変圧器のタンクで、このタンク１内に鉄心２およびこの鉄心２に巻回された低圧巻線３，高圧巻線４からなる変圧器中身が収納され、このタンク１内には絶縁ガス５が規定の圧力で封入されている。鉄心２と低圧巻線３，低圧巻線３と高圧巻線４，高圧巻線４とタンク１の間にはそれぞれ絶縁筒６ａ，６ｂ，６ｃが設置されている。また、タンク１内部には、できるだけ多量の絶縁ガス５が鉄心２および巻線３，４内を流れるように仕切板７が設置されており、タンク１内部を上部空間８と下部空間９に分割している。
【０００６】
巻線３，４は、鉄心２の窓外にある上部，下部巻線支持絶縁物１０，１１とその巻線３，４側にあって鉄心２の窓内にわたって巻線３，４の上側と下側の全面をそれぞれ覆う上部と下部の巻線支持絶縁リング１２，１３に挟み込まれて支持されている。下部巻線支持絶縁リング１３と巻線３，４の間には、絶縁ガス５がタンク下部空間９から内周側に向かって流入する巻線下側流路１５が設けてあり、巻線３，４内に作られた冷却流路３Ｙ，４Ｙおよび鉄心２と絶縁筒６ａの間の鉄心外周冷却流路１６と通じている。また、上部巻線支持絶縁リング１２と巻線３，４の間には、巻線３，４内の冷却流路３Ｙ，４Ｙおよび鉄心外周冷却流路１６と連通し、絶縁ガス５が内周側からタンク上部空間８に流れ出す巻線上側流路１４が設けてある。
【０００７】
１７は冷却器であり、上部配管１９を介してタンク上部空間８とつながっている。また、タンク下部空間９とは送風機１８を経由して下部配管２０でつながっている。
【０００８】
絶縁ガス５の流れについてみると、送風機１８によって送り出された絶縁ガス５は矢印のように下部配管２０を通ってタンク下部空間９に広がった後、方向を上向きに変え、鉄心２内に作られた冷却流路２Ｙを通ってタンク上部空間８に至る流れと巻線下側流路１５から巻線３，４内に形成された冷却流路３Ｙ，４Ｙおよび鉄心２と絶縁筒６ａの間の鉄心外周冷却流路１６を通過し、巻線上側流路１４を経てタンク上部空間８に到達する流れに分かれる。タンクの下部空間９と上部空間８は仕切板７によって区切られているので、この時絶縁ガス５が絶縁筒６ｃとタンク１の間を流れることはない。鉄心内冷却流路２Ｙや鉄心外周冷却流路１６、あるいは、巻線内冷却流路３Ｙ，４Ｙを通過する際に、鉄心２あるいは巻線３，４を冷却し、熱を奪って温度上昇した絶縁ガス５は、タンクの上部空間８から上部配管１９を経て冷却器１７に送り込まれ、ここで冷却された後、送風機１８に吸い込まれる。そして、前記と同様に再び送風機１８によって下部配管２０を通ってタンク下部空間９に送り出されるという循環を繰り返す。
【０００９】
次に、鉄心近傍を拡大して示した図１０を用いて低圧巻線３内に作られた冷却流路３Ｙと鉄心２と絶縁筒６ａの間の鉄心外周冷却流路１６の絶縁ガス５の流れについて詳細に述べる。
【００１０】
巻線内冷却流路３Ｙは、巻線３を効率よく冷却するために、普通、内側垂直流路と外側垂直流路が折流板２１によって交互に塞がれている。このため、巻線下側流路１５で鉄心外周冷却流路１６を流れる絶縁ガス５と分岐して冷却流路３Ｙに流入した絶縁ガス５は、上に進むに従って半径方向の流れの向きが交互に変わる、所謂、ジグザグの流れになる。その後、冷却流路３Ｙから流出した絶縁ガス５は、巻線上側流路１４で鉄心外周冷却流路１６からの絶縁ガス５と合流する。図示されていないが、高圧巻線４内の冷却流路４Ｙの流れも同様である。
【００１１】
鉄心２には、高さ方向の所々に鉄心２を締め付けて保持するバインドテープ２２が巻かれている。バインドテープ２２が巻かれた断面ＡＡの鉄心外周冷却流路１６の形状を図１１に示す。バインドテープ２２は鉄心２に直接巻かずに、鉄心２に絶縁ボード２３を下巻した上に巻かれている。バインドテープ２２が巻かれた部分の鉄心外周冷却流路１６は、鉄心２と絶縁ボード２３の階段状の隙間１６ａとバインドテープ２２と絶縁筒６ａの間の隙間１６ｂに分かれる。バインドテープが巻かれていない部分は、絶縁ボード２３とバインドテープ２２を除いた階段状の鉄心２と絶縁筒６ａの間の隙間全体が一つの冷却流路１６になる。絶縁ガス５は、巻線３，４内の冷却流路３Ｙ，４Ｙに分岐した後、巻線下側流路１５から絶縁筒６ａと下部巻線支持絶縁リング１３の隙間を通って鉄心外周冷却流路１６に流入し、方向を９０°変えて上に向かって流れる。鉄心外周冷却流路１６を上に向かって流れる絶縁ガス５は、バインドテープ２２のない部分では鉄心２と絶縁筒６ａの間の隙間いっぱいに広がり、バインドテープのある部分では鉄心２と絶縁ボード２３の階段状の隙間１６ａとバインドテープ２２と絶縁筒６ａの隙間１６ｂに狭まるという流れを繰り返す。最上部では再び方向を９０°変え、上部巻線支持絶縁リング１２と絶縁筒６ａの隙間を経て巻線上側流路１４で巻線内冷却流路３Ｙ，４Ｙからの絶縁ガス５と合流する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このような構造にすると、変圧器で発生する損失の大部分を占める鉄心と巻線の冷却にほぼ全量の絶縁ガスが使われることになるが、それだけでは鉄心と巻線の冷却性能を満足できない。巻線で発生する損失は鉄心で発生する損失の数倍なので、これに対応して巻線の冷却に多くの絶縁ガスを供給する必要がある。
【００１３】
しかしながら、巻線内の冷却流路はジグザグに構成されており、絶縁ガスが流れる時の流体抵抗が大きくなる。他方、鉄心外周冷却流路は、断面積が大きくなったり、小さくなったりして少し変化するが、ほぼ直線的に流れるので、流体抵抗が小さくなる。この結果、巻線下側流路で巻線内の冷却流路と鉄心外周冷却流路に分岐する絶縁ガスは、発生損失の小さい鉄心の冷却流路に損失の割に多くの量が流れ、そのために冷却に多くの絶縁ガスを必要とする巻線の冷却流路に流れ難くなり、巻線の温度上昇値が許容値を超えて巻線の絶縁物の劣化を早めるという問題点があった。
【００１４】
本発明の目的は、巻線の温度上昇値を許容値以下に抑え、信頼性の高いことは勿論、大容量化や小形化に対しても十分な冷却性能の得られる静止誘導電器を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の静止誘導電器は、鉄心と低圧巻線の間に設けられた絶縁筒の下端部をそれ以外の絶縁筒の下端部より低くし、鉄心と低圧巻線の間に設けられた絶縁筒の下端部と下部巻線支持絶縁リングとの隙間を巻線下側流路の高さより小さくすることを特徴とする。
【００１６】
即ち、このような構造では、鉄心外周冷却流路の入口である鉄心と低圧巻線の間に設けられた絶縁筒の下端部と下部巻線支持絶縁リングとの隙間を巻線下側流路の高さより狭めたので、絶縁ガスが鉄心外周冷却流路に流入する入口面積が小さくなり、入口での流体抵抗が大きくなる結果、鉄心外周冷却流路を流れる絶縁ガスを減少させることができる。
【００１７】
また、本発明の静止誘導電器は、鉄心に巻かれたバインドテープと鉄心と低圧巻線の間の絶縁筒との隙間に絶縁ボードや絶縁物を挿入することを特徴とする。
【００１８】
このような構造では、鉄心外周冷却流路のバインドテープの外周に相当する所と鉄心と低圧巻線の間の絶縁筒との間が絶縁ボードや絶縁物で塞がれるので、鉄心外周冷却流路の流路面積が小さくなり、絶縁ガスが鉄心外周冷却流路を流れる時の流体抵抗が大きくなる結果、鉄心外周冷却流路を流れる絶縁ガスを減少させることができる。
【００１９】
さらに、本発明の静止誘導電器は、鉄心の高さ方向で鉄心に巻かれたバインドテープとバインドテープの間のバインドテープが巻かれていない部分の少なくとも一箇所に、階段状の鉄心に外側で接するように鉄心と鉄心と低圧巻線の間の絶縁筒との隙間に絶縁ボードや絶縁物を挿入することを特徴とする。
【００２０】
このような構造では、鉄心外周冷却流路が、階段状の鉄心と鉄心と低圧巻線の間の絶縁筒との隙間から鉄心と鉄心外側で鉄心に接する絶縁ボードや絶縁物とで囲まれる階段状の隙間に急に狭くなったり、逆に、鉄心と鉄心外側で鉄心に接する絶縁ボードや絶縁物とで囲まれる階段状の隙間から階段状の鉄心と鉄心と低圧巻線の間の絶縁筒との隙間に急に広くなったりするので、絶縁ガスが鉄心外周流路を流れる時に急縮小，急拡大し、流体抵抗が大きくなる結果、鉄心外周冷却流路を流れる絶縁ガスの量を減少させることができる。
【００２１】
そのほか、本発明の静止誘導電器は、鉄心に巻かれるバインドテープの厚みを少なくとも一箇所は鉄心と低圧巻線の間の絶縁筒に接する程度にすることを特徴とする。
【００２２】
このような構造においても、鉄心外周冷却流路が、階段状の鉄心と鉄心と低圧巻線の間の絶縁筒との隙間から鉄心とバインドテープに下巻された絶縁ボードとで囲まれる階段状の隙間に急に狭くなったり、逆に、鉄心とバインドテープに下巻された絶縁ボードとで囲まれる階段状の隙間から階段状の鉄心と鉄心と低圧巻線の間の絶縁筒との隙間に急に広くなったりするので、絶縁ガスが鉄心外周流路を流れる時に急縮小，急拡大し、流体抵抗が大きくなる結果、鉄心外周冷却流路を流れる絶縁ガスの量を減少させることができる。
【００２３】
当然、本発明の静止誘導電器は、以上に述べた方法を複数組み合わせることによっても達成される。即ち、複数の構造を組み合わせた場合、流体抵抗は加算の形で大きくなるので、鉄心外周冷却流路を流れる絶縁ガスを減少させることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。尚、従来と同一構成のものは同符号を使用し、その説明は省略する。図２には変圧器の鉄心近傍の構造が断面で示されている。本実施例では、鉄心２と低圧巻線３の間に設けられた絶縁筒６ａの下端部がそれ以外の絶縁筒６ｂ，６ｃの下端部より低くなっている。即ち、絶縁筒６ａの下端部と下部巻線支持絶縁リング１３との隙間が巻線下側流路１５の高さより小さくなっている。
【００２５】
絶縁ガス５は、巻線下側流路１５で分岐して巻線３，４内の冷却流路３Ｙ，４Ｙと鉄心外周冷却流路１６に流入する。鉄心外周冷却流路１６の入口である絶縁筒６ａの下端部と下部巻線支持絶縁リング１３との隙間は巻線下側流路１５の高さより狭くなっているので、絶縁ガス５が鉄心外周冷却流路１６に流入する入口面積は小さくなる。絶縁ガス５は、鉄心外周冷却流路１６に流入するときに、一度急縮小した後、急拡大することになる。このため、この部分での流体抵抗が大きくなり、鉄心外周冷却流路１６を流れる絶縁ガス５を減少させることができる。従って、巻線３，４内の冷却流路３Ｙ，４Ｙに多くの絶縁ガス５を流すことができ、巻線３，４の温度上昇を許容値以下に抑えられるため、巻線３，４の絶縁物の温度による劣化を改善することが可能となり、静止誘導電器の寿命を損なうことなく運転できる。
【００２６】
図３は、本発明の参考例を示す断面図である。鉄心２と低圧巻線３の間に設けられた絶縁筒６ａの上端部がそれ以外の絶縁筒６ｂ，６ｃの上端部より高くなっている。即ち、絶縁筒６ａの上端部と上部巻線支持絶縁リング１２との隙間が巻線上側流路１４の高さより小さくなっている。
【００２７】
巻線下側流路１５で巻線３，４内の冷却流路３Ｙ，４Ｙと鉄心外周冷却流路１６に分岐した絶縁ガス５は、巻線上側流路１４で合流する。鉄心外周冷却流路１６の出口である絶縁筒６ａの上端部と上部巻線支持絶縁リング１２との隙間は巻線上側流路１４の高さより狭くなっているので、絶縁ガス５が鉄心外周冷却流路１６から巻線上側流路１４へ流出する出口面積は小さくなる。絶縁ガス５は、鉄心外周冷却流路１６から巻線上側流路１４へ流出するときに、一度急縮小した後、急拡大することになる。このため、この部分での流体抵抗が大きくなり、鉄心外周冷却流路１６を流れる絶縁ガス５を減少させることができる。従って、巻線３，４内の冷却流路３Ｙ，４Ｙに多くの絶縁ガス５を流すことができ、巻線３，４の温度上昇を許容値以下に抑えることができる。
【００２８】
本参考例では、絶縁筒６ａの下端部がそれ以外の絶縁筒６ｂ，６ｃの下端部と同じ高さになっているが、絶縁筒６ａの下端部をそれ以外の絶縁筒６ｂ，６ｃの下端部より低くし、絶縁筒６ａの下端部と下部巻線支持絶縁リング１３との隙間も巻線上側流路１４の高さより小さくなるようにして鉄心外周冷却流路１６の出，入口の流路面積を小さくする構造でも同様の効果が得られるのは勿論である。
【００２９】
図４〜図６には鉄心外周冷却流路１６の流体抵抗を大きくした実施例及び参考例を示す。
【００３０】
図４は、鉄心２に巻かれたバインドテープ２２と鉄心２と低圧巻線３の間の絶縁筒６ａとの隙間に絶縁ボードや絶縁物２４を挿入した構造である。従来の鉄心外周冷却流路１６のうち、バインドテープ２２の外周に相当する位置と絶縁筒６ａとの間が絶縁ボードや絶縁物２４で塞がれるので、鉄心外周冷却流路１６を流れる絶縁ガス５は、バインドテープ２２が巻かれた部分では鉄心２と絶縁ボード２３の階段状の隙間１６ａ，バインドテープ２２の巻かれていない部分では階段状の鉄心２とバインドテープ２２の外周に相当する位置に挿入された絶縁ボードや絶縁物２４との隙間を通過する。絶縁ガス５が通る鉄心外周冷却流路１６の流路面積が小さくなるため、絶縁ガス５が鉄心外周冷却流路１６を流れる時の流体抵抗が大きくなる結果、鉄心外周冷却流路１６を流れる絶縁ガス５の量を減少させることができる。これに伴って、巻線３，４内の冷却流路３Ｙ，４Ｙに多量の絶縁ガス５が流れるようになり、巻線３，４の温度上昇を許容値以下に抑えられるため、巻線３，４の絶縁物の温度による劣化を改善することが可能となり、信頼性の高い静止誘導電器が得られる。
【００３１】
本実施例では、鉄心２に巻かれたバインドテープ２２と絶縁筒６ａとの隙間に挿入した絶縁ボードや絶縁物２４を絶縁筒６ａと同じ高さにしてあるが、絶縁ボードや絶縁物２４の高さや詰め具合を変えることにより鉄心外周冷却流路１６の流体抵抗が変わるので、鉄心外周冷却流路１６と巻線３，４内の冷却流路３Ｙ，４Ｙを流れる絶縁ガス５の量を調節できる。
【００３２】
図５は、鉄心２の高さ方向で鉄心２に巻かれたバインドテープ２２とバインドテープ２２の間のバインドテープ２２が巻かれていない部分に、階段状の鉄心２に外側で接するように鉄心２と絶縁筒６ａとの隙間に絶縁ボードや絶縁物２５を挿入したものである。鉄心外周冷却流路１６は、絶縁ガス５の流れに沿って高さ方向に、階段状の鉄心２と絶縁筒６ａとの広い隙間になったり、鉄心２と鉄心２外側で鉄心２に接する絶縁ボードや絶縁物２５とで囲まれる階段状の狭い隙間になったりする。このため、巻線下側流路１５から鉄心外周冷却流路１６に流入した絶縁ガス５は、鉄心外周冷却流路１６を下から上に進みながら急縮小，急拡大を繰り返すので、圧力損失が大きくなる。このため、鉄心外周冷却流路１６を流れる絶縁ガス５の量が減るので、巻線３，４内の冷却流路３Ｙ，４Ｙを流れる絶縁ガス５の量が多くなり、巻線３，４の温度上昇を許容値以下に抑えられる。
【００３３】
このような構造では、絶縁ボードや絶縁物２５の個数を変えることによって鉄心外周冷却流路１６の流体抵抗が変えられるので、鉄心外周冷却流路１６と巻線３，４内の冷却流路３Ｙ，４Ｙを流れる絶縁ガス５の量を調節できる。
【００３４】
図６は参考例で、鉄心２に巻かれるバインドテープ２２の厚みを鉄心２と低圧巻線３の間の絶縁筒６ａに接する程度にしたものである。この場合、鉄心外周冷却流路１６の形状が、図５で説明したのとほぼ同じように変化するため、同等の効果が得られる。また、個数による調整も同様に行える。
【００３５】
図７に示す実施例は、図２と図４で説明した実施例を組み合わせたものである。鉄心２と低圧巻線３の間に設けられた絶縁筒６ａの下端部がそれ以外の絶縁筒６ｂ，６ｃの下端部より低くなっていて、絶縁筒６ａの下端部と下部巻線支持絶縁リング１３との隙間が巻線下側流路１５の高さより小さくなっている。さらに、鉄心２に巻かれたバインドテープ２２と絶縁筒６ａとの隙間には絶縁ボードや絶縁物２４が挿入されている。
【００３６】
絶縁ガス５は、巻線下側流路１５から鉄心外周冷却流路１６に流入する時に一度急縮小した後、９０°方向を変え、流路面積が狭くなった鉄心外周冷却流路１６を下から上に流れて行く。このため、流体抵抗は、鉄心外周冷却流路１６の入口と鉄心外周冷却流路１６を流れる時の両方で大きくなり、鉄心外周冷却流路１６を流れる絶縁ガス５の量が減少する。これに伴って、巻線３，４内の冷却流路３Ｙ，４Ｙに多量の絶縁ガス５が流れるようになり、巻線３，４の温度上昇を許容値以下に抑えられるため、巻線３，４の絶縁物の温度による劣化を改善することが可能となり、信頼性の高い静止誘導電器が得られる。
【００３７】
図３の参考例と図４の実施例の組合せでも同等の効果が得られるのは説明するまでもない。
【００３８】
図８は、図２と図５の構造を組み合わせた実施例である。鉄心２と低圧巻線３の間に設けられた絶縁筒６ａの下端部がそれ以外の絶縁筒６ｂ，６ｃの下端部より低くなっていて、絶縁筒６ａの下端部と下部巻線支持絶縁リング１３との隙間が巻線下側流路１５の高さより小さくなっている。さらに、鉄心２の高さ方向で鉄心２に巻かれたバインドテープ２２とバインドテープ２２の間のバインドテープ２２が巻かれていない部分に、階段状の鉄心２に外側で接するように鉄心２と絶縁筒６ａとの隙間に絶縁ボードや絶縁物２５が挿入されている。
【００３９】
絶縁ガス５は、巻線下側流路１５から鉄心外周冷却流路１６に流入する時に一度急縮小，急拡大した後、方向を９０°変える。鉄心外周冷却流路１６を下から上に流れて行く間には、階段状の鉄心２と絶縁筒６ａとの広い隙間と鉄心２と鉄心２外側で鉄心２に接する絶縁ボードや絶縁物２５とで囲まれる階段状の狭い隙間で急縮小と急拡大を繰り返す。このため、発生する圧力損失が、鉄心外周冷却流路１６の入口と鉄心外周冷却流路１６を流れる時の両方で大きくなり、鉄心外周冷却流路１６を流れる絶縁ガス５の量が減るので、巻線３，４内の冷却流路３Ｙ，４Ｙを流れる絶縁ガス５の量が多くなり、巻線３，４の温度上昇を許容値以下に抑えられる。
【００４０】
図３の参考例と図５の実施例の組合せでも同等の効果が得られるのは当然である。
【００４１】
図１に示す実施例は、図２，図４と図５で説明した構造を組み合わせた実施例である。即ち、鉄心２と低圧巻線３の間に設けられた絶縁筒６ａの下端部がそれ以外の絶縁筒６ｂ，６ｃの下端部より低くなっていて、絶縁筒６ａの下端部と下部巻線支持絶縁リング１３との隙間が巻線下側流路１５の高さより小さくなっている。さらに、鉄心２に巻かれたバインドテープ２２と絶縁筒６ａとの隙間には絶縁ボードや絶縁物２４が挿入されており、その上のバインドテープ２２が巻かれていない部分に、階段状の鉄心２に外側で接するように鉄心２と絶縁筒６ａとの隙間に絶縁ボードや絶縁物２５を挿入した構造である。
【００４２】
絶縁ガス５は、巻線下側流路１５から鉄心外周冷却流路１６に流入する時に一度急縮小した後、９０°方向を変え、流路面積が狭くなった鉄心外周冷却流路１６を絶縁ボードや絶縁物２４の上に設置された絶縁ボードや絶縁物２５まで下から流れて行く。鉄心外周冷却流路１６は、絶縁ボードや絶縁物２５の上で急に広がるので、流れはここで急拡大する。流体抵抗は、鉄心外周冷却流路１６の入口と鉄心外周冷却流路１６の流路面積の小さい範囲、さらに、鉄心外周冷却流路１６が急に広がった所で大きくなるので、鉄心外周冷却流路１６を流れる絶縁ガス５を減少させることができる。これに伴って、巻線３，４内の冷却流路３Ｙ，４Ｙに多量の絶縁ガス５を流すことができ、巻線３，４の温度上昇値を許容値以下に抑えられるため、巻線３，４の絶縁物の温度による劣化を改善することが可能となり、信頼性の高い静止誘導電器が得られる。
【００４３】
なお、以上の説明では、ガス絶縁変圧器を例に説明してきたが、本発明は、巻線での損失が大きい油入変圧器など液体の絶縁冷却媒体を用いた変圧器に適用しても同様な効果があることは勿論である。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したきたように、本発明によれば、鉄心外周冷却流路を流れる絶縁ガスを鉄心の損失に相当する量に減少させることにより、損失の大きい巻線の冷却流路に多量の絶縁ガスを流すことが可能になるので、それぞれの巻線の温度上昇値を許容値以下に抑えられ、巻線の絶縁物の温度による劣化を改善することが可能になる。従って、信頼性が高く、大容量化や小形化に対しても十分な冷却性能を有する静止誘導電器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の変圧器の一実施例を示す鉄心近傍の断面図である。
【図２】 本発明の変圧器の他の実施例を示す鉄心近傍の断面図である。
【図３】 本発明の変圧器の参考例を示す鉄心近傍の断面図である。
【図４】 本発明の変圧器の他の実施例を示す鉄心近傍の断面図である。
【図５】 本発明の変圧器の他の実施例を示す鉄心近傍の断面図である。
【図６】 本発明の変圧器の参考例を示す鉄心近傍の断面図である。
【図７】 本発明の変圧器の他の実施例を示す鉄心近傍の断面図である。
【図８】 本発明の変圧器の他の実施例を示す鉄心近傍の断面図である。
【図９】 従来の変圧器を示す構成図である。
【図１０】 従来の変圧器を示す鉄心近傍の断面図である。
【図１１】 図１０のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１…変圧器タンク、２…鉄心、３…低圧巻線、３Ｙ…低圧巻線内冷却流路、４…高圧巻線、４Ｙ…高圧巻線内冷却流路、５…絶縁ガス、６ａ，６ｂ，６ｃ…絶縁筒、７…仕切板、８…タンク上部空間、９…タンク下部空間、１０…上部巻線支持絶縁物、１１…下部巻線支持絶縁物、１２…上部巻線支持絶縁リング、１３…下部巻線支持絶縁リング、１４…巻線上側流路、１５…巻線下側流路、１６…鉄心外周冷却流路、１７…冷却器、１８…送風機、１９…上部配管、２０…下部配管、２１…折流板、２２…バインドテープ、２３…絶縁ボード、２４，２５…絶縁ボードや絶縁物。
Claims (4)
- 鉄心と、該鉄心に巻回され低圧及び高圧巻線とからなる電器中身を絶縁冷却媒体と共にタンク内に収納し、前記鉄心と低圧巻線間、該低圧巻線と高圧巻線間、該高圧巻線とタンク間のそれぞれに絶縁筒が設置され、前記鉄心と絶縁筒との間では直線的に絶縁冷却媒体が流れる鉄心外周冷却流路が形成され、かつ、前記低圧及び高圧巻線内では上方に進むに従って半径方向の流れの向きが交互に変わりジグザグに絶縁冷却媒体が流れる巻線内冷却流路が形成され、前記タンク外側に配置された冷却器とタンクとの間を配管を介して前記絶縁冷却媒体を循環させて前記鉄心外周冷却流路及び巻線内冷却流路内に流入させる静止誘導電器において、
前記鉄心と低圧巻線の間に設けられた絶縁筒の下端部を、前記低圧巻線と高圧巻線間、或いは高圧巻線とタンク間に設置された絶縁筒の下端部より低くし、前記鉄心と低圧巻線の間に設置された絶縁筒の下端部と下部巻線支持絶縁リングとの隙間を巻線下側流路の高さより小さくし、かつ、前記鉄心の高さ方向の所々には、該鉄心を締め付け保持するバインドテープが巻かれ、このバインドテープの外周と、前記鉄心と低圧巻線間に配置された絶縁筒との間を塞ぐように絶縁ボード、或いは絶縁物が設置され、前記鉄心外周冷却流路を流れる絶縁冷却媒体は、前記バインドテープが巻かれた部分では、該バインドテープと鉄心との間に形成される階段状の隙間を流れ、前記バインドテープが巻かれていない部分では、前記鉄心と絶縁ボード、或いは絶縁物との間で形成される隙間を流れることを特徴とする静止誘導電器。 - 鉄心と、該鉄心に巻回され低圧及び高圧巻線とからなる電器中身を絶縁冷却媒体と共にタンク内に収納し、前記鉄心と低圧巻線間、該低圧巻線と高圧巻線間、該高圧巻線とタンク間のそれぞれに絶縁筒が設置され、前記鉄心と絶縁筒との間では直線的に絶縁冷却媒体が流れる鉄心外周冷却流路が形成され、かつ、前記低圧及び高圧巻線内では上方に進むに従って半径方向の流れの向きが交互に変わりジグザグに絶縁冷却媒体が流れる巻線内冷却流路が形成され、前記タンク外側に配置された冷却器とタンクとの間を配管を介して前記絶縁冷却媒体を循環させて前記鉄心外周冷却流路及び巻線内冷却流路内に流入させる静止誘導電器において、
前記鉄心と低圧巻線の間に設けられた絶縁筒の下端部を、前記低圧巻線と高圧巻線間、或いは高圧巻線とタンク間に設置された絶縁筒の下端部より低くし、前記鉄心と低圧巻線の間に設置された絶縁筒の下端部と下部巻線支持絶縁リングとの隙間を巻線下側流路の高さより小さくし、かつ、前記鉄心の高さ方向の所々には、該鉄心を締め付け保持するバインドテープが巻かれ、このバインドテープの高さ方向間のバインドテープが巻かれていない部分と前記鉄心と低圧巻線間に配置された絶縁筒との間に、階段状の鉄心に外側で接するように絶縁ボード、或いは絶縁物が設置され、前記鉄心外周冷却流路を流れる絶縁冷却媒体は、前記階段状の鉄心と該鉄心及び低圧巻線間に設置された絶縁筒との間に形成される隙間、更には前記鉄心と該鉄心外側で鉄心に接する前記絶縁ボード、或いは絶縁物で囲まれる階段状の隙間を流れることを特徴とする静止誘導電器。 - 鉄心と、該鉄心に巻回され低圧及び高圧巻線とからなる電器中身を絶縁冷却媒体と共にタンク内に収納し、前記鉄心と低圧巻線間、該低圧巻線と高圧巻線間、該高圧巻線とタンク間のそれぞれに絶縁筒が設置され、前記鉄心と絶縁筒との間では直線的に絶縁冷却媒体が流れる鉄心外周冷却流路が形成され、かつ、前記低圧及び高圧巻線内では上方に進むに従って半径方向の流れの向きが交互に変わりジグザグに絶縁冷却媒体が流れる巻線内冷却流路が形成され、前記タンク外側に配置された冷却器とタンクとの間を配管を介して前記絶縁冷却媒体を循環させて前記鉄心外周冷却流路及び巻線内冷却流路内に流入させる静止誘導電器において、
前記鉄心の高さ方向の所々には、該鉄心を締め付け保持するバインドテープが巻かれ、このバインドテープの外周と、前記鉄心と低圧巻線間に配置された絶縁筒との間を塞ぐように絶縁ボード、或いは絶縁物が設置され、前記鉄心外周冷却流路を流れる絶縁冷却媒体は、前記バインドテープが巻かれた部分では、該バインドテープと鉄心との間に形成される階段状の隙間を流れ、前記バインドテープが巻かれていない部分では、前記鉄心と絶縁ボード、或いは絶縁物との間で形成される隙間を流れることを特徴とする静止誘導電器。 - 鉄心と、該鉄心に巻回され低圧及び高圧巻線とからなる電器中身を絶縁冷却媒体と共にタンク内に収納し、前記鉄心と低圧巻線間、該低圧巻線と高圧巻線間、該高圧巻線とタンク間のそれぞれに絶縁筒が設置され、前記鉄心と絶縁筒との間では直線的に絶縁冷却媒体が流れる鉄心外周冷却流路が形成され、かつ、前記低圧及び高圧巻線内では上方に進むに従って半径方向の流れの向きが交互に変わりジグザグに絶縁冷却媒体が流れる巻線内冷却流路が形成され、前記タンク外側に配置された冷却器とタンクとの間を配管を介して前記絶縁冷却媒体を循環させて前記鉄心外周冷却流路及び巻線内冷却流路内に流入させる静止誘導電器において、
前記鉄心の高さ方向の所々には、該鉄心を締め付け保持するバインドテープが巻かれ、このバインドテープの高さ方向間のバインドテープが巻かれていない部分と前記鉄心と低圧巻線間に配置された絶縁筒との間に、階段状の鉄心に外側で接するように絶縁ボード、或いは絶縁物が設置され、前記鉄心外周冷却流路を流れる絶縁冷却媒体は、前記階段状の鉄心と該鉄心及び低圧巻線間に設置された絶縁筒との間に形成される隙間、更には前記鉄心と該鉄心外側で鉄心に接する前記絶縁ボード、或いは絶縁物で囲まれる階段状の隙間を流れることを特徴とする静止誘導電器。
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