JP7828759B2 - 油入電気機器 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、タンク内に電気機器本体を絶縁油と共に収容した油入電気機器に関する。

油入電気機器、例えば高電圧受配電設備用の油入変圧器においては、密閉型のタンク内に変圧器本体を絶縁油と共に収容すると共に、タンク内の上部空間に、絶縁油の劣化を防止するための窒素ガスを正圧に封入して構成されるものがある（例えば、特許文献１参照）。この種の油入変圧器においては、タンク内の上部空間の窒素ガスに漏れが発生すると、絶縁油の劣化などを招いてしまう。そこで、タンクの上部空間内の窒素ガスの圧力を測定する圧力計を設け、圧力計が正圧状態を検出していることを定期的に点検することが行われていた。

この場合、比較的小型のタンクの場合、圧力計をタンクの外壁部に設けても、そのまま作業者による確認が可能となるが、比較的大型の油入変圧器の場合、タンクの高さが大きくなるため、上部空間が作業者の目線の高さよりもかなり上方の位置にくる。そこで、そのような大型のタンクの場合、作業者が、圧力計を目視にて確認するために、タンクの外壁に沿って、上端が上部空間に連通する配管を下方に延びるように設けて、その配管の下端部に圧力計を設けることが行われていた。

実開昭５６－１３２７１９号公報

しかしながら、上記従来構成では、例えば輸送や地震などの振動に伴う油面の揺れや傾斜といった原因によって、圧力計につながる配管内に絶縁油が侵入してしまう虞があった。配管内に絶縁油が侵入することがあると、正しい圧力が測られなくなったり、圧力計が損傷したりする等の問題が生ずる。

そこで、タンク内の上部空間に封入されるガスの圧力を計測する圧力計を備えるものにあって、配管への絶縁油の侵入に起因した不具合を防止し、常に圧力計により正しい圧力を測ることができる油入電気機器を提供する。

実施形態に係る油入電気機器は、電気機器本体が収容されるタンクと、前記タンク内に充填される絶縁油と、前記タンク内の絶縁油の上部の空間に正圧状態で封入される酸化防止用のガスと、前記タンクの上部空間と連通して該タンクの外側に延びる第１の配管と、前記第１の配管の先端部が接続される密閉状の第２の配管と、前記第２の配管よりも小径に構成され、前記第２の配管の下部部分を気密に貫通するようにして上下方向に延び、上端部が該第２の配管内の上部に位置される第３の配管と、前記第３の配管に接続され前記タンクの上部空間の前記ガスの圧力を計測する圧力計とを備えている。

一実施形態を示すもので、油入変圧器の全体構成を概略的に示す正面図 配管部分の上部の拡大正面図 配管部分の下部の拡大正面図

以下、高電圧受配電設備用の油入静止誘導機器である油入変圧器に適用した一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る油入電気機器としての油入変圧器１（以下単に「変圧器１」という）の全体構成を示している。この変圧器１は、電気機器本体としての変圧器本体２を密閉型のタンク３内に収容して構成され、前記タンク３の図１で左右の側部には、周知構成の複数個のユニット状の放熱器４が接続されている。

詳しく図示はしないが、前記変圧器本体２は、鉄心及びその鉄心に装着された三相のコイル等からなる周知構成を備える。前記タンク３は、図で前後方向にやや長い矩形箱状をなし、内部には、前記変圧器本体２全体が浸されるように、絶縁及び冷却用の例えば鉱油からなる絶縁油Ｍが充填されている。このとき、タンク３内には、絶縁油Ｍの上部空間５に位置して、絶縁油Ｍの酸化防止用のガス例えば窒素ガスが、正圧状態で封入されている。また、タンク３の上面部には、変圧器本体２の各コイルと外部との接続用の複数個のブッシング６が設けられている。

前記放熱器４の各ユニットは、前記タンク３内の絶縁油Ｍを熱交換により冷却するためのもので、熱伝導性の良い金属から構成された、上部ヘッダ７、下部ヘッダ８、それらの間を接続する複数枚の放熱パネル９を備え、全体として、縦長の矩形ブロック状に構成されている。そのうち上部ヘッダ７は、図で左右方向に延びる円筒パイプ状をなし、先端側が各放熱パネル９の上端部に連結されている。前記下部ヘッダ８は、やはり図で左右方向に延びる円筒パイプ状をなし、先端側が各放熱パネル９の下端部に連結されている。放熱パネル９は、図で左右方向に薄型の密閉箱状をなしている。

前記各上部ヘッダ７の基端部は、前記タンク３の側面部の上部寄り部位で、上部空間５よりも下方部に接続され、前記各上部ヘッダ７の基端部は、前記タンク３の側面部の下端部に接続されている。これにて、タンク３内で、変圧器本体２の熱により暖められた絶縁油Ｍは、対流により、放熱器４の各上部ヘッダ７を通して、各放熱器パネル９内に流入する。そして、絶縁油Ｍは、放熱パネル９内を下降しながら外部との間で熱交換されて冷却される。この後、放熱パネル９から下部ヘッダ８を通ってタンク３内に戻されるといった循環が行われる。このように絶縁油Ｍが循環することによって、タンク３内の絶縁油Ｍが冷却される。

さて、本実施形態の油入変圧器１にあっては、前記タンク３内の上部空間５の窒素ガスの圧力を計測し、漏れの有無の点検を行うための周知構成の圧力計１０が設けられる。このとき、前記圧力計１０は、前記右側の放熱器４の前面部の、作業者の目線に応じた高さの位置、この場合、放熱器４の高さ方向中間部に位置して設けられる。そして、本実施形態では、タンク３の上部空間５の窒素ガスの圧力を、タンク３の外部で下方に位置する圧力計１０に導くための配管構造が、次のように設けられる。

即ち、図１に示すように、この配管構造においては、第１の配管１１、第２の配管１２、第３の配管１３、及び、分岐管１４が設けられる。前記第１の配管１１は、図２にも示すように、基端部が、前記上部空間５と連通して前記タンク３の側壁部に接続され、先端側が右方にほぼ水平に延びている。この第１の配管１１の先端部は、前記第２の配管１２の下部外周面部に気密状に接続され、第２の配管１２と連通している。第１の配管１１の先端の接続位置は、第２の配管１２の底部からやや上方に位置している。この第２の配管１２は、前記第１の配管１１や第３の配管１３よりも径大で、上下方向に長い円筒状をなし、その上下両面が閉塞して密閉状とされている。

前記第３の配管１３は、前記第２の配管１２よりも小径に構成され、前記第２の配管１２の底面部分を気密に貫通するようにして上下方向に延び、上端部が該第２の配管１２内の上部の、天井壁部よりやや低い位置に位置される。このとき、本実施形態では、図２に示すように、第３の配管１３の上端開口部１３ａは、斜めに切断された形態とされている。この第３の配管１３の下端部は、図３にも示すように、前記圧力計１０の配設高さ位置よりもやや低い位置まで延びて設けられている。

本実施形態では、第３の配管１３の下端開口部が、排油口１５とされていると共に、その排油口１５を開閉可能に塞ぐ蓋１６が設けられている。排油口１５と蓋１６との間は、フランジ部同士を合わせてボルト１７により締め付けられることにより、通常時においては密閉状に閉塞される。そして、前記分岐管１４は、その下端部が、前記第３の配管１３の下部の排油口１５よりもやや上方の右側位置に気密に接続され、そこから上方に曲がりながら延び、その上端部に前記圧力計１０が接続されている。

これにて、タンク３内の上部空間５に正圧状態で封入された絶縁油Ｍの酸化防止用の窒素ガスの圧力は、第１の配管１１を通して第２の配管１２内に至り、第２の配管１２内の上部に位置している上端開口部１３ａから第３の配管１３内に至り、分岐管１４を通して圧力計１０に至るものとなる。このとき、圧力計１０は、作業者の目線の高さに相当する比較的低い位置に配置されるので、窒素ガスの漏れの検査時において、圧力計１０の示す圧力を、作業者の目視により容易に確認することが可能となる。

このような本実施形態によれば、次のような作用・効果を得ることができる。即ち、本実施形態の油入変圧器１にあっては、タンク３内の上部空間５に封入されている窒素ガスによって、絶縁油Ｍの酸化による劣化を抑制することができる。このとき、タンク３からの窒素ガスの漏れが生ずると酸化防止効果が低下してしまうので、例えば定期的に窒素ガスの漏れの検査が行われる。この検査においては、上述のように、上部空間５の窒素ガスの圧力が、第１の配管１１、第２の配管１２、第３の配管１３、分岐管１４を通して圧力計１０に至り、圧力計１０により、上部空間５内の窒素ガスの圧力を監視することができる。

ここで、仮に、タンク３内の絶縁油Ｍの油面の揺れや傾斜といった原因によって、絶縁Ｍの油面が第１の配管１１の基端側の口部の高さを超えてしまい、上部空間５から第１の配管１１内に絶縁油Ｍが侵入してしまう虞が考えられる。タンク３から第１の配管１１内に漏れた絶縁油Ｍは、第１の配管１１を通って第２の配管１２の下部に溜まるようになる。ところが、、第３の配管１３の入り口即ち上端開口部１３ａは、第２の配管１２内の上部に位置するので、第３の配管１３に絶縁油Ｍが侵入することが防止される。

従って、タンク３から第１の配管１１内に絶縁油Ｍが漏れてしまうようなことがあっても、漏れた絶縁油Ｍは、第２の配管１２の底部に溜まるだけで、第１の配管１１から圧力計１０までつながる管路を塞ぐことはない。これにより、上部空間５内の窒素ガスの圧力をそのまま圧力計１０まで導くことができ、漏れた絶縁油Ｍが窒素ガスの圧力の測定の邪魔になることなく、圧力計１０により、上部空間５の窒素ガスの正しい圧力を計測することができる。

この結果、本実施形態によれば、タンク３内の上部空間５に封入される窒素ガスの圧力を計測する圧力計１０を備えるものにあって、配管への絶縁油Ｍの侵入に起因した不具合を防止し、常に圧力計１０により正しい圧力を測ることができるという優れた効果を得ることができる。

本実施形態においては、前記第３の配管１３の上端開口部１３ａを、斜めに切断された形態に構成した。これにより、第３の配管１３の上端部が第２の配管１２の天井部の近くに配置される事情があっても、第３の配管１３の上端開口部１３ａが斜めに切断された形態とされていることにより、組付け時の寸法誤差などによって、第３の配管１３の上端開口部１３ａが第２の配管の天井面に接触して塞がれることが未然に防止される。これにより、第３の配管１３の上端開口部１３ａが常に開口した形態となり、常に第２の配管１２と第３の配管１３との間の連通状態を確保することができる。

特に本実施形態では、前記第３の配管１３の下端部よりも上部に位置して分岐する分岐管１４を設け、圧力計１０を前記分岐管１４に接続する構成とした。これにより、もし例えば多量の絶縁油Ｍの漏れ等があり、第３の配管１３に絶縁油Ｍが侵入することがあっても、その絶縁油Ｍは第３の配管１３の下端部に溜まるだけで、分岐管１４を通して圧力計１０に至る窒素ガスの連通状態を確保することができる。従って、第３の配管１３が絶縁油Ｍにより詰まることなく、分岐管１４を通して窒素ガス圧力を正しく圧力計１０に導くことができ、常に正しい圧力を計測することが可能となる。

また、前記第３の配管１３の下端部には、排油口１５及びその排油口１５を開閉可能に塞ぐ蓋１６を設ける構成とした。これにより、もし、第３の配管１３に絶縁油Ｍが侵入することがあった場合には、蓋１６を開いで排油口１５を開口させることにより、下端部に溜まった絶縁油Ｍを容易に排出することができる。

尚、上記実施形態では、第３の配管１３の上端開口部１３ａを斜めに切断された形態としたが、上端開口部が塞がれる虞がない場合には、水平に開口するものであっても良い。上記実施形態では、分岐管１４、排油口１５、蓋１６を設ける構成としたが、単純に、第３の配管の下端部に圧力計を設ける構成としても良い。更には上記実施形態では、絶縁油Ｍとして、鉱油を例にあげたが、鉱油以外の絶縁油全般や液体シリコーンなどであっても良い。

酸化防止用のガスとしても、窒素ガスに限らず、他の不活性ガス等を用いることもできる。変圧器の全体的な構成としても、例えば絶縁油Ｍを放熱器に対し強制循環させるための循環用ポンプや、強制冷却用のファン装置等を有するものであっても良い等、様々な変更が可能である。その他、油入変圧器を例としたが、油入電気機器としては、変圧器に限らず、リアクトル等の他の静止誘導機器、更には開閉器、遮断機、継電器等にも適用することもできる。

以上のように、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

図面中、１は油入変圧器（油入電気機器）、２は変圧器本体（電気機器本体）、３はタンク、４は放熱器、５は上部空間、１０は圧力計、１１は第１の配管、１２は第２の配管、１３は第３の配管、１３ａは上端開口部、１４は分岐管、１５は排油口、１６は蓋、Ｍは絶縁油を示す。

Claims (4)

1. 電気機器本体が収容される密閉型のタンクと、
   前記タンク内に充填される絶縁油と、
   前記タンク内の絶縁油の上部の空間に正圧状態で封入される酸化防止用のガスと、
   前記タンクの上部空間と連通して該タンクの外側に延びる第１の配管と、
   前記第１の配管の先端部が気密状に接続された密閉状の第２の配管と、
   前記第２の配管よりも小径に構成され、前記第２の配管の下部部分を気密に貫通するようにして上下方向に延び、上端部が該第２の配管内の上部に位置される第３の配管と、
   前記第３の配管に接続され前記タンクの上部空間の前記ガスの圧力を計測する圧力計とを備え、
   前記タンクの上部の空間のガスの圧力が、前記第１の配管と前記第２の配管と前記第３の配管とを介して前記圧力計に導かれている、
   油入電気機器。
2. 前記第３の配管の上端開口部が、斜めに切断された形態とされている請求項１記載の油入電気機器。
3. 前記第３の配管の下端部よりも上部に位置して分岐する分岐管が設けられ、前記圧力計は前記分岐管に接続されている請求項１又は２に記載の油入電気機器。
4. 前記第３の配管の下端部には、排油口及びその排油口を開閉可能に塞ぐ蓋が設けられている請求項３記載の油入電気機器。