JP4394594B2 - シリコーン液入り静止誘導器 - Google Patents

Description

本発明は、絶縁・冷却媒体としてシリコーン液を用いた変圧器のように、シリコーン液入りの静止誘導器に関する。

従来、変圧器の絶縁・冷却媒体には鉱油等の絶縁油が用いられてきた。この鉱油に代えて難燃性のシリコーン液を用いることにより、変圧器の防火性の向上、運転温度を高くすることによる機器のコンパクト化等を図ることができる。しかし、シリコーン液の場合、従来よりも運転温度を高くすると熱劣化により低分子量で低沸点の分解物が生成し、これによりシリコーン液の引火温度（以下、引火点という）が低下して、運転中にシリコーン液が引火しやすくなるという問題点がある。分解物の生成量は熱劣化温度が高いほど多くなる。

特許文献１には、固体絶縁材料とシリコーン液を含む電気装置において、シリコーン液中に合成ゼオライト、シリカゲルなどの吸着剤を含有し、シリコーン液の劣化に伴う蒸発量の増加を抑止することが記載されている。特許文献２には、変圧器の油冷却用配管に、シリコーン液の劣化防止用吸着剤を収納した管路を設けて、吸着剤を容易に交換できるようにすることが記載されている。特許文献２では吸着剤としてシリカゲル、合成ゼオライトが記載されている。

特開昭５０−４１０９８号公報 特開昭５０−１６１６２５号公報

シリコーン液の熱劣化により生成する低分子量で低沸点の分解物の主成分は、シリコーン液と同じ基本化学構造を持つ環状あるいは直鎖状の化合物である。このため、シリコーン液に吸着剤を含有させる方法では、吸着剤によってシリコーン液中の水分を吸着することはできても、シリコーン分解物を吸着剤によって選択的に吸着、除去することは難しい。

本発明の目的は、シリコーン液の熱劣化により生成する低分子量で低沸点の分解物を効率よく除去、低減できるようにしたシリコーン液入り静止誘導器を提供することにある。

本発明は、タンク内のシリコーン液よりなる絶縁・冷却媒体中に鉄心と前記鉄心に装着された巻線を浸漬してなる静止誘導器において、運転中に前記シリコーン液の熱劣化によって生成し気相部分に放出された分解物を除去するための分解物除去機構を設けたものである。

本発明によれば、シリコーン液の熱劣化により生成する低分子量で低沸点の分解物を、吸着剤等を用いて効率よく除去、低減することができるので、シリコーン液の引火温度の低下を抑制することができる。

本発明は、シリコーン液の熱劣化によって生成し前記気相部分に放出された低融点で低沸点の分解物を、吸着剤等の手段によって除去するようにしたものである。分解物除去機構としては、前述の吸着剤を用いる方法、気相に放出された分解物を、配管を通して容器に回収する方法等が可能である。

シリコーン液は、有機珪素化合物の重合体であり、下記の（１）式あるいは（２）式に示す化学構造式を有する直鎖状の化合物である。シリコーン油と称される場合もあるが、基本的に両者は同じものである。これらは単独で用いても混合してもよいが、（１）式に示すジメチルシリコーン液を好ましく用いることができる。

以下、図面を用いて、本発明の実施形態を説明する。但し、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

本発明の実施例を説明する前に、シリコーン液入り変圧器の一般的な構成を図７によって説明する。タンク１の内部に鉄心２と、鉄心に装着された一次巻線３と二次巻線４、および絶縁筒５が、シリコーン液よりなる絶縁・冷却媒体６および窒素ガス７と共に収納されている。タンク１の外部には冷却器８が冷却配管９ａ、９ｂを介して接続されている。絶縁・冷却媒体６は上部の冷却配管９ａを通って冷却器８の内部へ矢印で示すように流れ、冷却器８で冷やされた後、下部の冷却配管９ｂを通って再びタンクに送り込まれ、鉄心２、一次巻線３、二次巻線４に流入して、これらの発生熱を奪う。鉄心２は締め金具１０ａ、１０ｂで締め付けられており、巻線の上下部分は絶縁物１１〜１４で抑えられている。また、鉄心２には冷却用の油導入部１５が設けられている。

本発明の実施例を図１に示す。図１では、シリコーン液の分解によって気相部分すなわち窒素ガス７が充填されている領域に放出されたシリコーン分解物を除去するために、配管１６と容器１７とからなる分解物除去装置を設けている。変圧器の運転時に、温度が上昇したシリコーン液面上の気体は、冷却されながら矢印の方向に冷却器８に向かって流れるが、この際に、低分子量で低沸点のシリコーン分解物の一部は配管１６を流入して容器１７に回収され、容器１７の内部で液体化あるいは固体化する。これにより、シリコーン液の引火点の低下が抑えられる。

図１の変形例を図２に示す。図２の変圧器では、容器１７が冷却器８の上部に、冷却器８に隣接して設置されている。このように、容器１７を冷却器８に接触させることで、容器１７が冷却器８によって冷却作用を受け、容器１７に回収されたシリコーン分解物の冷却を促進し、固体化を早めることができる。

別の変形例を図３に示す。図３では、容器１７を冷却するための冷却装置１８が設けられている。この構造でも、シリコーン分解物の固体化を早めることができる。

以上のように、運転中にシリコーン液の熱劣化によって生成し、気相に放出されたシリコーン分解物を除去する機構を設けることにより、シリコーン液の引火点の低下を防ぐことができる。

シリコーン液はタンク１および配管を介して接続された冷却器８を循環して、タンク内部の鉄心、巻線等を冷却するため、粘度は低い方が好ましく、特に２５℃における動粘性係数が５０ｍｍ^２／ｓ以下であるものが好ましい。一般に、シリコーン液の引火点はその分子量に依存し、また、分子量が小さいほどシリコーン液の粘度は低くなる。したがって、粘度が低いほどシリコーン液の引火点は低く、その熱分解による低分子量で低沸点の分解物の生成物は多くなると考えられる。変圧器の防火性の向上、あるいは運転温度を高くすることによる機器のコンパクト化等を図るうえで、シリコーン液は難燃性であることが好ましく、特に引火点が２５０℃を超えるものであることが好ましい。したがって、引火点が２５０℃を超え、かつ、２５℃における動粘性係数が５０ｍｍ^２／ｓ以下であるシリコーン液が有効である。なお、本発明において、シリコーン液には鉱油入り変圧器で用いられている帯電防止剤等の添加剤を加えても良い。

吸着剤を用いて、シリコーン液の分解物を除去する実施例を図４により説明する。図４では、タンク１内のシリコーン液面上の気相部分に、シリコーン液分解物除去機構として吸着剤１９が設けられている。

シリコーン液とその分解物は化学構造が基本的に同じであるため、シリコーン液の液中に吸着剤を添加しても分解物を選択的に吸着、除去することはできない。しかし、本実施例のように、シリコーン液面上の気相部分に吸着剤を設置することにより、シリコーン液の分解物を吸着剤によって効率良く吸着、除去することができるようになる。

吸着剤としては活性炭が最も良いが、合成ゼオライト、シリカゲル等でもよく、これらを組み合わせて用いても良い。特に、活性炭とともに、合成ゼオライトあるいはシリカゲルを組み合わせて用いると、シリコーン液中の水分も同時に除去することができるようになるので好ましい。特許文献１では活性炭は吸着剤として好ましくないとしているが、本発明では活性炭は極めて好ましい吸着剤の１つである。

吸着剤１９は、図５に示すように、配管１６を介してタンク１の外部に設置された容器１７の内部に設けても良い。また、図６に示すように、容器１７の内部に吸着剤１９を設置、あるいは吸着剤１９を担持させたフィルタ２０を設置し、さらにガス循環装置２１を設けて気相中の気体を強制的に循環させるようにしてもよい。図６のように構成することにより、シリコーン液分解物の除去効率をより一段と高めることができるようになる。ガス循環装置２１は常時、稼動する必要は無く、変圧器の運転状況に応じて定期的に稼動させてもよい。

また、図示はしていないが、図６の配管１６に開閉バルブ等を設置して密閉空間にしてもよく、これにより、容器１７、吸着剤１９、あるいはフィルタ２０を定期的に交換することができるようになる。

本発明の一実施例であり、シリコーン分解物を回収する容器を備えた変圧器の模式図。 図１の変形例を示す模式図。 図１の別の変形例を示す模式図。 本発明の他の実施例であり、吸着剤によってシリコーン液分解物を除去するようにした変圧器の模式図。 吸着剤を用いるタイプの変形例を示す模式図。 吸着剤を用いるタイプの別の例を示す模式図。 シリコーン分解物除去機構を有しない変圧器の構成を示す模式図。

符号の説明

１…タンク、２…鉄心、３…一次巻線、４…二次巻線、５…絶縁筒、６…絶縁・冷却媒体、７…窒素ガス、８…冷却器、９ａ…冷却配管、９ｂ…冷却配管、１６…配管、１７…容器、１８…冷却装置、１９…吸着剤、２０…フィルタ、２１…ガス循環装置。

Claims (6)

1. タンク内のシリコーン液よりなる絶縁・冷却媒体中に鉄心と前記鉄心に装着された巻線とを浸漬してなるシリコーン液入り静止誘導器において、運転中に前記シリコーン液の熱劣化によって分解生成し気相部分に放出された、前記シリコーン液と同じ化学構造を持つ環状あるいは直鎖状の低分子量で低沸点の分解物を、気相において活性炭により吸着除去するための分解物除去機構を備えたことを特徴とするシリコーン液入り静止誘導器。
2. タンク内のシリコーン液よりなる絶縁・冷却媒体中に鉄心と前記鉄心に装着された巻線とを浸漬してなるシリコーン液入り静止誘導器において、運転中に前記シリコーン液の熱劣化によって生成し気相部分に放出されたシリコーン液の分解により生成する低分子量で低沸点の分解物を回収するために、前記気相部分に配管を介して連通した容器と、前記容器を冷却する冷却手段とからなる分解物除去機構を設け、前記容器内の前記分解物を液化または固化することを特徴とするシリコーン液入り静止誘導器。
3. タンク内のシリコーン液よりなる絶縁・冷却媒体中に鉄心と前記鉄心に装着された巻線とを浸漬してなるシリコーン液入り静止誘導器において、運転中に前記シリコーン液の熱劣化によって生成し気相部分に放出された、前記シリコーン液と同じ化学構造を持つ環状あるいは直鎖状の低分子量で低沸点の分解物を、配管を通して容器に回収するようにし、前記容器内に活性炭を単独又はフィルタに担持させて収納し、前記配管を流れる気体を前記気相部分と前記容器との間で循環させるようにしたことを特徴とするシリコーン液入り静止誘導器。
4. 請求項１又は２において、前記シリコーン液が、引火点２５０℃を超え、かつ、２５℃における動粘性係数が５０ｍｍ^２／ｓ以下のものであることを特徴とするシリコーン液入り静止誘導器。
5. タンク内のシリコーン液よりなる絶縁・冷却媒体中に鉄心と前記鉄心に装着された巻線とが浸漬され、前記タンク内の前記絶縁・冷却媒体の液面上に気相部分が設けられ、前記タンクの外部に前記絶縁・冷却媒体を冷却したのち前記タンクに戻す構造の冷却器が設けられているシリコーン液入り静止誘導器において、運転中に前記シリコーン液の熱劣化によって生成し前記気相部分に放出され、主成分が、シリコーン液と同じ基本化学構造を持つ環状或いは直鎖状の化合物である分解物を除去するための分解物除去機構を備え、前記分解物除去機構は、前記タンク内の気相部分に活性炭を備えることを特徴とするシリコーン液入り静止誘導器。
6. 請求項５において、前記シリコーン液が、引火点２５０℃を超え、かつ、２５℃における動粘性係数が５０ｍｍ^２／ｓ以下のものであることを特徴とするシリコーン液入り静止誘導器。

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