JP3832389B2 - ガス絶縁計器用変圧器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変電所等の母線または線路に接続して、電圧を変成し、計器や継電器に電圧を供給するガス絶縁計器用変圧器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガス絶縁計器用変圧器は、矩形状の鉄心と該鉄心の一つの脚部に巻回された一次コイル及び二次コイルとからなる計器用変圧器本体を金属容器内に収容して、該金属容器内にＳＦ_６ ガス等の絶縁ガスを封入した構成を有する。
【０００３】
図６ないし図９は、従来のガス絶縁計器用変圧器の構成を示したもので、図６は正面縦断面図、図７は図６のＡ´−Ａ´線断面図、図８は図６のＢ´−Ｂ´線断面図、図９は底面図である。
【０００４】
図６ないし図９において、１は計器用変圧器本体、２´は計器用変圧器本体１を収容する金属容器である。
【０００５】
変圧器本体１は、矩形状の鉄心１０の一辺を構成する一つの脚部１０ａに一次コイル及び二次コイルからなるコイル１１を巻装したもので、一次コイルを囲むように高圧シールド１２が取り付けられている。
【０００６】
金属容器２´は、一端（図示の例では下端）及び他端（図示の例では上端）にそれぞれ一端側フランジ部２０ａ´及び他端側フランジ部２０ｂ´が形成された胴部２０´と、該胴部の一端側フランジ部２０ａ´に取り付けられた底板２１´と、他端側フランジ部２０ｂ´に取り付けられた絶縁スペーサ２２´とを備えている。容器の胴部２０´は、その他端に設けられた縮径部（テーパ部）２０ｃ´の部分を除き、円筒状に形成されている。容器２´の外径Ｄ1 は、計器用変圧器本体１の高圧シールド１２との間の絶縁を図るために必要な大きさ（高圧シールド１２と胴部２０´との間に所定の絶縁距離ｄ1 を確保するために必要な大きさ）に設定される。
【０００７】
計器用変圧器本体１は、金属容器２´内に収容されて、その鉄心１０の一端が容器の底板２１´に締結され、絶縁スペーサ２２´に埋設された導体に一次側の非接地側端子を兼ねる高圧シールド１２が接続される。金属容器２´内にはＳＦ_６ ガスが所定の圧力で封入され、容器２´と計器用変圧器本体１とによりガス絶縁計器用変圧器ＶＴが構成される。
【０００８】
ガス絶縁計器用変圧器は、例えば、相分離形のガス絶縁開閉装置に組み込まれて、３相の計器用変圧器の容器の他端側フランジ部２０ｂ´が、絶縁スペーサ２２´を介してガス絶縁開閉装置の管路に接続される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のガス絶縁計器用変圧器ＶＴは、計器用変圧器本体を取り囲む部分が円筒状を成す容器を金属容器２´として用いていたため、計器用変圧器の一次電圧に対する絶縁耐力を得るために必要な容器２´の外径Ｄ1 が、相分離形のガス絶縁開閉装置の相間距離Ｐよりも大きくなる場合に、図１１に示したように、３相のガス絶縁計器用変圧器ＶＴｕ〜ＶＴｗを一列に並べて配置することができず、中相のガス絶縁計器用変圧器ＶＴｖを、両端相のガス絶縁計器用変圧器ＶＴｕ及びＶＴｗに対して位置をずらして配置する必要があった。
【００１０】
そのため、ガス絶縁開閉装置の設置スペースが大きくなるだけでなく、中相のガス絶縁計器用変圧器ＶＴｖに接続する管路（図示せず。）として、両端相のガス絶縁計器用変圧器ＶＴｕ，ＶＴｗに接続する管路よりも長いものを用いる必要があり、３相のガス絶縁計器用変圧器に接続するガス絶縁開閉装置の管路の標準化を図ることができないという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、計器用変圧器の一次電圧に対する絶縁耐力を得るために必要な容器の外径が相間距離よりも大きくなる場合であっても、３相のガス絶縁計器用変圧器を横一列に並べて配置することができるようにすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、矩形状の鉄心の一辺を構成する一つの脚部に一次コイル及び二次コイルを巻装した構成を有する計器用変圧器本体と、該計器用変圧器本体を収容する金属容器とを備えたガス絶縁計器用変圧器を対象とする。
【００１３】
本発明が対象とするガス絶縁計器用変圧器で用いる金属容器は、一端及び他端にそれぞれ一端側フランジ部及び他端側フランジ部が形成された胴部と、該胴部の一端側フランジ部に取り付けられた底板と、他端側フランジ部に取り付けられた絶縁スペーサとを備えたもので、その内部にはＳＦ_６ ガス等の絶縁ガスが所定の圧力で封入される。
【００１４】
本発明においては、胴部の横断面の外周側及び内周側の輪郭が、長軸及び短軸を共有した楕円または長円（小判形）の形状を呈するように金属容器を構成し、鉄心の脚部の長手方向を楕円の短軸方向に向けた状態で計器用変圧器本体を金属容器内に収容する。
【００１５】
上記のように構成すると、金属容器の胴部の横断面の輪郭を規定する楕円の長軸方向に測った金属容器の寸法は、従来用いていた円筒状の容器の外径寸法と同じになるが、楕円の短軸方向に測った金属容器２の寸法は、従来のこの種の計器用変圧器で用いていた円筒状容器の外径寸法よりも大幅に小さくすることができるため、３相のガス絶縁計器用変圧器を並べて相分離形のガス絶縁開閉装置に組み込む場合に、３相の計器用変圧器のそれぞれの金属容器の横断面の輪郭を規定する楕円または長円の短軸の方向に沿って３相のガス絶縁計器用変圧器を並べるようにすれば、３相のガス絶縁計器用変圧器相互間の距離を従来よりも縮小することができ、計器用変圧器の一次側の高電圧に対する絶縁距離を確保するために必要な容器の外径寸法がガス絶縁開閉装置の相間距離よりも大きくなる場合であっても、３相のガス絶縁計器用変圧器ＶＴｕ〜ＶＴｗを横一列に並べて配置することができる。
【００１６】
本発明の好ましい態様では、上記金属容器の胴部の一端側フランジ部の各部のうち、前記楕円または長円の長軸方向に相対する部分を、それぞれの外側面が、胴部の計器用変圧器本体を取り囲む部分の横断面の外周側の輪郭を規定する楕円または長円の長径に等しい直径を有する円筒面の形状を呈するように形成する。また容器の一端側フランジ部の各部のうち、上記楕円または長円の短軸方向に相対する部分は、それぞれの外側面を、胴部の計器用変圧器本体を取り囲む部分の横断面の外周側の輪郭を規定する楕円または長円の短径にほぼ等しい間隔をもって長軸方向に平行に伸びる平坦面の形状を呈するように形成する。
【００１７】
この場合、一端側フランジ部の内周部は、該内周部の内側を通して金属容器内に計器用変圧器本体を出し入れするために必要最小限の直径を有する円筒面の形状を呈するようように形成する。
【００１８】
上記一端側フランジ部に底板を締結するために、一端側フランジ部に設ける多数のネジ孔は、真円に沿って並ぶように設けるのが好ましい。
【００１９】
上記のように、金属容器の胴部の一端側フランジ部に設けるネジ孔を真円に沿って等角度間隔で並ぶように設けると、ネジ孔の機械加工を容易にすることができる。
【００２０】
通常金属容器の一端側フランジ部及び底板は、Ｏリングを介して気密に接続される。本発明の好ましい態様では、金属容器の一端側フランジ部及び底板に、互いに突き合わせた状態で配置される真円状の気密保持面を設けて、底板の気密保持面及び金属容器の一端側フランジ部の気密保持面の少なくとも一方に真円状を呈するＯリング配設溝を形成し、該Ｏリング配設溝内に一部が収容されたＯリングを金属容器の一端側フランジ部と底板との間に介在させる。
【００２１】
このように、Ｏリング配設溝を真円状に形成するようにすると、該Ｏリング配設溝の機械加工を容易にすることができる。
【００２２】
また金属容器の他端側フランジ部は、その横断面の内周側及び外周側の輪郭形状が共に真円形をなすように形成するのが好ましい。この場合、他端側フランジ部の外径は、絶縁スぺーサの外径と等しく設定する。
【００２３】
上記のように、金属容器の胴部の他端側フランジ部の横断面の内周側及び外周側の輪郭形状を共に真円形とすると、絶縁スペーサとして従来から用いられている標準品を用いることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１ないし図５は、本発明の一実施形態を示したもので、図１は同実施形態の正面縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図、図４は図１のＣ−Ｃ線断面図、図５は底面図である。
【００２５】
図１ないし図５において１は計器用変圧器本体、２は計器用変圧器本体を収容した金属容器である。計器用変圧器本体１は、けい素鋼板の積層体からなっていて、水平方向に伸びる一辺がコイル巻装用の脚部１０ａとなっている矩形状の鉄心１０と、鉄心１０の脚部１０ａに巻装されたコイル１１とを備えている。コイル１１は、鉄心１０の脚部１０ａに円筒状の二次巻形を介して巻回された二次コイル（低圧コイル）と、二次コイルの外側に該二次コイルと同軸的に配置された円筒状の一次巻形の外周に巻回された一次コイル（高圧コイル）とを備えていて、高圧コイルを同心的に取り囲むように高圧シールド１２が取付けられ、一次コイルの巻終りの端末部が高圧シールド１２に接続されている。なお一次コイルの巻始め側の端末部は、該一次コイルの内側に配置された電位固定板を通して接地電位部に接続されている。
【００２６】
鉄心１０には、該鉄心を構成する鋼板の積層体を積層方向に締め付ける締付金具を兼ねる取付け金具１３が取り付けられている。
【００２７】
金属容器２は、一端及び他端の開口部にそれぞれ一端側フランジ部２０ａ及び他端側フランジ部２０ｂを有する胴部２０と、胴部２０の一端側フランジ部２０ａに取付けられた底板２１と、他端側フランジ部２０ｂに取り付けられた絶縁スペーサ２２とを備えている。
【００２８】
図３及び図４に見られるように、金属容器２の胴部２０は、その他端寄りの部分に形成された縮径部２０ｃの部分を除いて、その横断面の外周側及び内周側の輪郭が、長軸Ｏ1 −Ｏ1 及び短軸Ｏ2 −Ｏ2 を共有した楕円の形状を呈するように構成されている。
【００２９】
本明細書では、金属容器の胴部の横断面の外周側及び内周側の輪郭をそれぞれ規定する楕円を外周側楕円及び内周側楕円と呼ぶ。
【００３０】
図１及び図２に示したように、金属容器の胴部２０の一端側フランジ部（図示の例では下端側のフランジ部）２０ａは内フランジとして設けられている。図３及び図４に示したように、一端側フランジ部２０ａの各部のうち、胴部２０の横断面の外周側及び内周側の輪郭をそれぞれ規定する外周側楕円及び内周側楕円の長軸Ｏ1 −Ｏ1 方向に相対する部分２０a1，２０a1は、それぞれの外側面が、胴部２０の計器用変圧器本体１を取り囲む部分の横断面の外周側の輪郭を規定する楕円の長径にほぼ等しい直径Ｄ1 を有する円筒面の形状を呈するように形成されている。また容器の一端側フランジ部２０ａの、外周側楕円及び内周側楕円の短軸Ｏ2 −Ｏ2 方向に相対する部分２０a2，２０a2は、それぞれの外側面が、胴部２０の計器用変圧器本体１を取り囲む部分の横断面の外周側の輪郭を規定する楕円の短径にほぼ等しい間隔Ｄ2 をもって長軸Ｏ1 −Ｏ1 方向に平行に伸びる平坦面の形状を呈するように形成されている。
【００３１】
また一端側フランジ部２０ａの内周部２０a3は、該内周部の内側を通して金属容器内に計器用変圧器本体を出し入れするために必要最小限の直径Ｄ3 を有する円筒面の形状を呈するように形成されている。
【００３２】
図４に示したように、容器２の一端側フランジ部２０ａには、底板２１を締結するための多数のネジ孔２０ahが真円に沿って等角度間隔で並ぶように設けられている。これらのネジ孔が設けられた領域よりも内径側に、円環状のＯリング２３を当接させるための真円状をなす気密保持面（Ｏリング当接面）が形成されている。
【００３３】
容器２の胴部２０の他端寄りの部分に形成された縮径部２０ｃには、他端に向って次第に径が小さくなる向きのテーパが付けられていて、この縮径部２０ｃの他端に他端側フランジ部２０ｂが外フランジとして設けられている。他端側フランジ部２０ｂは、その横断面の内周側及び外周側の輪郭形状が共に真円形をなすように形成されている。金属容器の他端側フランジ部２０ｂの外径は、絶縁スぺーサ２２の外径と同一になるように設定されている。
【００３４】
容器の胴部２０の一端側フランジ部２０ａに取り付けられる底板２１は、図５に示すように、一端側フランジ部２０ａと同じ輪郭形状を有するように形成され、胴部２０の一端側フランジ２０ａに当接される底板２１の上面には、金属容器の一端側フランジの気密保持面に突き合わせた状態で配置される真円状の気密保持面が設けられていて、この気密保持面にＯリング２３を嵌合させるための真円状のＯリング配設溝が形成されている。
【００３５】
容器の胴部２０の他端側フランジ部２０ｂには、絶縁スペーサ２２がボルトにより締結される。
【００３６】
計器用変圧器本体１は、その鉄心１０の脚部１０ａに相対する下部継鉄部１０ｂを底板２１に当接させた状態で、かつコイル１１の巻回軸（巻線鉄心１０の脚部１０ａの長手方向）を金属容器の胴部２０の横断面の短軸方向に向けた状態で底板２１上に配置され、鉄心１０に取り付けられた取付け金具１３，１３のそれぞれの一端に形成されたつば板部１３ａ，１３ａが、底板２１にボルトにより締結されて、変圧器本体１が底板２１に固定される。
【００３７】
そして、底板２１のＯリング配設溝内にＯリング２３を嵌合させて位置決め保持させた後、変圧器本体１を外側から囲むように胴部２０を配置して、該胴部２０の一端側フランジ部２０ａを底板２１の上に載せ、底板２１をボルト２４により一端側フランジ部２０ａに締結する。その後、胴部２０の他端のフランジ部２０ｂに絶縁スペーサ２２を取り付け、絶縁スペーサ２２の中心部に埋め込まれた貫通導体２２ａの一端に設けられた雌形の導体接続部２２a1を、高圧シールド１２に設けられた雄形の端子部１２ａに接続する。
【００３８】
その後、金属容器２内にＳＦ_６ ガスを所定の圧力で封入して、ガス絶縁計器用変圧器ＶＴを完成する。
【００３９】
上記の例において、鉄心１０は金属容器２とともに接地されるため、金属容器２の胴部２０と鉄心１０のコイル巻回軸方向の端部との間の隙間ｄ2 （図１参照）は、限界まで小さくすることができ、金属容器の胴部の横断面の輪郭を規定する楕円の短軸方向に図った容器の最大寸法Ｄ2 は、従来の円筒状の金属容器の外径Ｄ1 よりも大幅に小さくすることができる。
【００４０】
これに対し、高圧シールド１２の外周部と金属容器の胴部２０との間の隙間ｄ1 （図２参照）は、ＳＦ_６ ガス中で一次側の高電圧に対して必要な絶縁耐力を得るために必要な値に設定する。この隙間ｄ1 は、従来のガス絶縁計器用変圧器で同じ部分に必要とした隙間と同じである。したがって、金属容器の胴部の横断面の輪郭を規定する楕円の長軸方向に測った金属容器２の寸法Ｄ1 は、従来のこの種の計器用変圧器で用いていた円筒状の容器の外径寸法と同じになる。
【００４１】
上記のように、本発明によれば、金属容器の胴部の横断面の輪郭を規定する楕円の長軸方向に測った金属容器２の寸法Ｄ1 は、従来用いていた円筒状の容器の外径寸法と同じになるが、上記楕円の短軸方向に測った金属容器２の寸法Ｄ2 は、従来のこの種の計器用変圧器の容器の外径寸法よりも大幅に小さくすることができる。
【００４２】
そのため、３相のガス絶縁計器用変圧器ＶＴｕ〜ＶＴｗを並べて、相分離形のガス絶縁開閉装置に組み込む場合に、図１０に示すように、それぞれの金属容器の横断面の輪郭を規定する楕円の短軸を同じ方向に向けた状態で３相のガス絶縁計器用変圧器を並べるようにすれば、３相のガス絶縁計器用変圧器相互間の距離を従来よりも縮小することができ、計器用変圧器の一次側の高電圧に対して絶縁耐力を得るために必要な金属容器２の外径寸法Ｄ1 が、相間距離Ｐよりも大きくなる場合でも、３相のガス絶縁計器用変圧器ＶＴｕ〜ＶＴｗを横一列に並べて配置して、ガス絶縁開閉装置の設置面積の縮小を図ることができるようになる。
【００４３】
従って、本発明によれば、３相のガス絶縁計器用変圧器ＶＴｕ〜ＶＴｗにそれぞれ接続するガス絶縁開閉装置の管路の長さを同じにすることができ、管路の標準化を図ることができる。
【００４４】
また上記の実施形態のように、金属容器の胴部の一端側フランジ部に設けるネジ孔を、真円に沿って等角度間隔で並ぶように設けると、ネジ孔の機械加工を従来から用いられていた加工装置をそのまま用いて行うことができるため、加工を容易にすることができる。
【００４５】
また上記のように、Ｏリング配設溝を真円状に形成すると、底板へのＯリング配設溝の機械加工を、従来から用いられている加工装置を用いて行うことができるため、Ｏリング配設溝の加工を容易にすることができる。
【００４６】
また上記のようにＯリング配設溝を真円状に形成すると、底板と胴部の一端側フランジ部との間に配設するＯリングとして、円形の標準品を用いることができるため、コストの上昇を招くことなく本発明を実施することができる。
【００４７】
更に、上記の実施形態のように、金属容器の胴部の他端側フランジ部の横断面の内周側及び外周側の輪郭形状を共に真円形とすると、絶縁スペーサとして従来から用いられている標準品を用いることができる。
【００４８】
上記の実施形態では、金属容器の胴部の横断面の内周側及び外周側の輪郭を楕円としたが、金属容器の胴部の横断面の内周側及び外周側の輪郭は長円形としてもよい。
【００４９】
上記の例では、底板にＯリング配設溝を設けたが、金属容器の一端側フランジにＯリング配設溝を設けるようにしてもよく、底板と金属容器の一端側フランジとの双方にＯリング配設溝を設けるようにしてもよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、胴部の横断面の外周側及び内周側の輪郭が、長軸及び短軸を共有した楕円または長円の形状を呈するように金属容器を構成して、鉄心の脚部の長手方向を楕円または長円の短軸方向に向けた状態で計器用変圧器本体を金属容器内に収容したので、３相のガス絶縁計器用変圧器を並べて配置する場合に、３相の計器用変圧器のそれぞれの金属容器の横断面の輪郭を規定する楕円または長円の短軸の方向に沿って３相のガス絶縁計器用変圧器を並べることにより、３相のガス絶縁計器用変圧器相互間の距離を従来よりも縮小することができる利点がある。
【００５１】
また本発明によれば、計器用変圧器の一次側の高電圧に対する絶縁距離を確保するために必要な容器の外径寸法がガス絶縁開閉装置の相間距離よりも大きくなる場合であっても、３相のガス絶縁計器用変圧器を横一列に並べて配置することができるため、３相のガス絶縁計器用変圧器に接続されるガス絶縁開閉装置の管路の長さを等しくして、該管路の標準化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の構成を示す正面縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図１のガス絶縁計器用変圧器で用いる金属容器のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】図１のガス絶縁計器用変圧器の底面図である。
【図６】従来のガス絶縁計器用変圧器の構成を示した正面縦断面図である。
【図７】図６のＡ´−Ａ´線断面図である。
【図８】図６のＢ´−Ｂ´線断面図である。
【図９】図６に示した従来のガス絶縁計器用変圧器の底面図である。
【図１０】本発明に係わる３相のガス絶縁計器用変圧器を並べて配置した状態を示した断面図である。
【図１１】従来のガス絶縁計器用変圧器を３相分並べて配置した状態を示した断面図である。
【符号の説明】
１…計器用変圧器本体、１０…鉄心、１０ａ…脚部、１１…コイル、１２…高圧シールド、２…金属容器、２０…胴部、２１…一端側フランジ部、２２…絶縁スペーサ。

Claims (1)

1. 一端及び他端にそれぞれ一端側フランジ部及び他端側フランジ部が形成された胴部と該胴部の一端側フランジ部に取り付けられた底板と前記他端側フランジ部に取り付けられた絶縁スペーサとを備えた金属容器内に、矩形状の鉄心の一辺を構成する一つの脚部に一次コイル及び二次コイルを巻装した構成を有する計器用変圧器本体を収容して、前記金属容器内に絶縁ガスを封入してなるガス絶縁計器用変圧器において、
   前記胴部の横断面の外周側及び内周側の輪郭が、長軸及び短軸を共有した楕円または長円の形状を呈するように前記金属容器が構成され、
   前記金属容器の胴部の一端側フランジ部の各部のうち、前記楕円または長円の長軸方向に相対する部分は、それぞれの外側面が、前記胴部の前記計器用変圧器本体を取り囲む部分の横断面の外周側の輪郭を規定する楕円または長円の長径に等しい直径を有する円筒面の形状を呈するように形成され、
   前記容器の一端側フランジ部の各部のうち、前記楕円または長円の短軸方向に相対する部分は、それぞれの外側面が前記胴部の前記計器用変圧器本体を取り囲む部分の横断面の外周側の輪郭を規定する楕円または長円の短径にほぼ等しい間隔をもって前記長軸方向に平行に伸びる平坦面の形状を呈するように形成され、
   前記一端側フランジ部の内周部は、該内周部の内側を通して前記金属容器内に前記計器用変圧器本体を出し入れするために必要最小限の直径を有する円筒面の形状を呈するように形成され、
   前記容器の一端側フランジ部には、前記底板を締結するための多数のネジ孔が真円に沿って並ぶように設けられ、
   前記金属容器の一端側フランジ部及び前記底板は、互いに突き合わせた状態で配置された真円状の気密保持面を有し、
   前記底板の気密保持面及び前記金属容器の一端側フランジ部の気密保持面の少なくとも一方に真円状を呈するＯリング配設溝が形成されて、該Ｏリング配設溝内に一部が収容されたＯリングが前記一端側フランジ部と底板との間に介在させられ、
   前記容器の他端側フランジ部は、横断面の内周側及び外周側の輪郭形状を共に真円として形成され、
   前記計器用変圧器本体は、前記鉄心の脚部の長手方向を前記楕円または長円の短軸方向に向けた状態で前記金属容器内に収容されていること、
   を特徴とするガス絶縁計器用変圧器。

Images