JPH01205407A - ガス絶縁変圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガス絶縁変圧器に係り、特に冷却・絶縁媒体
に浸漬した鉄心およびコイルを収納した容器を密閉さ才
したタンク内に設け、さらにこの容器の全体が浸漬する
レベルまでタンク内を液状絶縁油で満たし、タンク空間
部にはＣ２Ｆ　６ガスを封入した内圧変動の少ないガス
絶縁変圧器に関する。

〔従来の技術〕

従来のガス絶縁変圧器は、特開昭５６−］００７５２７
号公報特開昭５６−１．０７５３１号公報記載のように
冷却・絶縁媒体を鉄心および巻線の上部から噴霧して冷
却・絶縁媒体の蒸発潜熱により冷却し、さらに絶縁性を
維持するためにＳＦｅガスをガス空間部に封入している
。このような冷却・絶縁媒体を噴霧するガス絶縁変圧器
では冷却・絶縁媒体の使用量か少なく媒体の量に対する
ガス空間部の容積か人きく、ＳＦｅガスの冷却・絶縁媒
体に対する溶解量の大きいことは余り問題でない。その
反面、噴霧式のガス絶縁変圧器では鉄心が同心円筒だけ
でなく、構造が複雑なため鉄心全部に均一に冷媒をふり
かけることがむつかしい。このため鉄心の局部温度上昇
が生じる欠点があった。また、巻線についても同様に外
周方向に漏れる磁束があり、」１下方向全体での温度の
アンバランスが除去できない欠点があった。このため冷
却・絶縁媒体を噴霧するだけでは充分な冷却性能か得ら
れず、局部過熱か生し易いことが問題となる。

〔発明か解決しようとする課題〕

冷却・絶縁媒体に例えばＣ８Ｆ１６０　のパーフロロカ
ーボン液体を用い、絶縁ガスにＳＦｃガスを用いたガス
絶縁変圧器では、ＳＦｅガスが一２０’Ｃ−］、　ＯＯ
’Ｃ（７１大気圧下で約２０００Ｖｏ　１％〜］、７０
Ｖｏ１％パーフロロカーホン液体に溶解する。このため
本発明の浸積方式のガス絶縁変圧器てはＳＦｅガス旦に
対する冷却・絶縁媒体の量が比較的多いので、変圧器内
ではパーフロロカーボン液体」二部空間の圧力か低温（
０°Ｃ〜−２０°Ｃ）になると低下するとともに特に絶
８ｍ外側のり−ド線絶縁部の絶縁破壊特性が低下する問
題がある。

また高温（８０°Ｃ〜１００℃）になると、低温（０°
Ｃ〜−２０’Ｃ）でパーフロロカーボン液体にン容侮′
シていたＳＦｅガスかパーフロロカーボン−１−部空聞
に拡散してくるため、変圧器内部の圧力が著しく高くな
り、主タンクや冷却器を構成する金属板を厚くしたり、
ガス空間容積を大きくしたりしなけれはならない。更に
内圧の増加に伴なってガス洩れ量が大幅に増加するとい
う問題があった。

本発明のガス絶縁変圧器では、鉄心および巻線が常時冷
却・絶縁媒体に浸漬されており、局部過熱しにくい。し
かし、噴霧方式にくらべて冷却・絶縁媒体の使用量が多
く、媒体の量に対するガス空間部の容積か小さいと、Ｓ
Ｆｅガスの冷却・絶縁媒体に対する溶解量とその温度変
化か大きいために内圧変動か噴霧方式にくらべて大きく
なるため、冷却・絶縁媒体に対して溶解しにくい絶縁ガ
スが必要であった。

本発明の１」的は、温度変化による内圧変動カー１さく
、小型で局部過熱のない絶縁特性のすくれた高信頼性の
ガス絶縁変圧器を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

」１記問題点は、密閉されたタンクと、該タンク内に収
納され珪素鋼板が積層されてなる鉄心と、該鉄心に巻か
れたコイルと、該コイルおよび該鉄心を冷却する冷却・
絶縁媒体と、前記コイルの絶縁性を維持する絶縁ガスと
を備えたガス絶縁変圧器において、前記コイルおよび前
記鉄心を収納する容器を前記タンク内に設け、該容器内
に前記冷却・絶縁媒体として、パーフロロカーボン系液
体を充填し、前記タンクと前記容器によって形成される
空間内に前記冷却・絶縁媒体より比重の小さい液状絶縁
油を少くとも前記容器の全体が浸漬するレベルまで満た
し、前記絶縁ガスとして、Ｃ２Ｆ　ＧガスまたはＣ２Ｆ
　ｅガスとＮ２．Ｈｃ、ハｒガスの少くとも１以−Ｌと
からなる混合ガスを用いることによって解決される。

〔作用〕

密閉されたタンク内に鉄心およびコイルを収納する容器
を設け、その容器内に冷却・絶縁媒体を充填し変圧器の
均一冷却をする。また、酌記容器の全体を液状絶縁油に
浸漬し冷却・絶縁媒体の蒸発を抑える。さらに、冷却・
絶縁媒体の液面に多孔板状封止材を設けるか、これに代
えて容器を密封構造にして、冷却・絶縁媒体の揮散・蒸
発を抑制する。また、冷却・絶縁媒体としてのパーフロ
ロカーボン系液体と液状絶縁油、およびＣ２Ｆ　ｅガス
とＮ２　、１−１　ｅ、　Ａ、　ｒガスの少くとも１以
上とからなる混合ガスまたはＣ２１ｉ”　６ガスとの組
合せで温度変化に対するガスの溶Ｍ量の変化が少くなり
、タンク内をほぼ一定圧に保てる。

〔実施例〕

以ド、本発明の第１実施例を第１図を用いて説明する。

タンク１内を冷却・絶縁媒体２，２′と液状絶縁油１１
の液体部分と絶縁ガス部分３．３′　とに区分した。こ
のようにすることにより、冷却・絶縁媒体２に高、低圧
巻線４，５および鉄心６を収納し浸漬することかできる
ようになって、珪素鋼板を使用した鉄心６の冷却効果が
よく、かつ均一に冷却させることが可能である。即ち、
発熱体である鉄心６、高、低圧巻線４，５を一体として
液状絶縁油１１、絶縁ガス部分３，３′から区分する絶
縁筒仕切板（絶縁容器）７に収納する。

この中に冷却・絶縁媒体２を満たす。この冷却・絶縁媒
体２を冷却循環する送液ポンプ８と冷却器９とをタンク
１１に連結する。このようにすることによって、高、低
圧巻線４，５および鉄心６は絶縁筒仕切板７内で冷却・
絶縁媒体２に充分よく浸漬されて局部過熱が防止できる
ようになる。絶縁仕切板７内の冷却・絶縁媒体２が蒸発
してタンク１の底部に一部溜るか、この溜った冷却・絶
縁媒体２′は送液ポンプ８′により絶縁筒仕切板７内へ
戻される。絶縁仕切板７に一４二部および外側には冷却
・絶縁媒体２，２′に諮解しにくく、比重が小さい液状
絶縁油１１を充填する。このようにすることによって高
、低圧巻線４，５からタンク１の外側に設置したブッシ
ングへのり−１へ線の絶縁破壊特性か、絶縁ガスを封入
した場合にくらべて高くてきる。また、冷却・絶縁媒体
２の蒸発が少くなり、タンク１の底部に溜る冷却・絶縁
媒体２′の量が少くなる。さらに冷却・絶縁媒体２に溶
解している絶縁ガスが、例えばＣ２Ｆ６ガスの場合、パ
ーフロロカーホン系の冷却・絶縁媒体より液状絶縁油の
方が溶解しにくいため、特に高湿から低温になる時に上
部ガス空間部のＣ２Ｆ　６ガスの冷却・絶縁媒体２への
溶解速度が小さくなり、圧力低下の速度も小さくなる利
点がある。従って、液状絶縁油］１を充填することによ
って、リード線絶縁部のＭ縁破壊特性かよくなり、圧力
調整室１０．１０’　の圧力変化も小さく、タンク１の
上部空間部、圧力調整室１０．１０’　の容積が小さく
なり変圧器の小型化が可能になる。なお、多孔製板４２
．１２’　を冷却・絶縁媒体２，２′の上部に設けると
冷却・絶縁媒体２，２′の蒸発が少くなり、かつガス空
間部の絶縁ガスの冷却・絶縁媒体２，２′への溶解速度
が小さくなる利点がある。しかし、この多孔製板１２．
１２’　がなくてもなんら差支えはない。

第１図の第１実施例で、例えばパーフロロカーホンＣ８
Ｆ＋ｔ＋Ｏを冷却・絶縁媒体として用い、絶（Ｑ） 縁ガス部分３，３′にＳＦｅガスとＣ２Ｆ　ｅガスを用
いたときの圧力調整室１０．１０’の圧力と温度の関係
を第１表に示す。ＳＦ”６ガスを用いた場合にくらべＣ
２Ｆ　ｅガスを用いたときの内圧の温度変化が非常に小
さくなることがわかる。これにより圧力調整室１０．１
０’の容積が小型にてきる。

第　　１　　表 ＊：冷却・絶縁媒体（ＣｓＦｌ−ｓ○）；１００１２液
状絶縁油（ポリオールエステル）；５５Ｑ圧力調整室　
　１０：６５（１ 圧力調整室　　１０；５α　の場合 つきに、本発明の第２実施例を第２図を用いて説明する
。タンク１内の冷却・絶縁媒体２の部分を絶縁仕切板７
の中に密封し、−１一部空間の圧力調整室１−Ｏ′　の
中にはＣ２Ｆ　６ガスを封入したもので、絶縁仕切板７
の外側には溶状絶縁油１」を充填し、上部空間および圧
力調整室］０の中しこはＮＺガス、あるいはＣ２ドロな
との絶縁ガスを封入したものである。この第２図の第２
実施例でも、第１図の第１実施例と同様に鉄心６および
高、低圧巻線４゜５なとが効率よく均一に冷却さ、１％
るとともに、圧力調整室１０にＣＺＦＢガスが封入され
ているために内圧変動が小さく、特に圧力調整室１０の
容積は小型にできる。第２表に冷却・絶縁媒体としてパ
ーフロロカーボンＣ３Ｆ１６Ｑ　、絶縁ガスとしてＳＦ
ｅ　とＣ２Ｆ　ｅガスを用いたときの圧力調整室１０．
１０’の圧力ど温度の関係を示す。

第　　２　　表 ＊：冷却・絶縁媒体（ＣｇＦｔｅＯ）；　］−０５Ｑ液
状絶縁油（ポリオールエステル）；５０Ｑ圧力調整室　
　１０；４１Ｑ。

圧力調整室　　１０；１５Ｑ　の場合 また、絶縁筒仕切板７の外側には液状絶縁油１１が充填
されているため、内圧変動が小さく圧力調整室１−Ｏ′
　は小型にてき、かつリード線絶縁部の絶縁破壊特性は
絶縁ガスを用いたときにくらべて高くなる。

本発明のガス絶縁変圧器には、絶縁ガスとしてＣ２Ｆｅ
ガスばかりでなく、パーフロロカーボン液体に対する溶
解量がＣ２Ｆ　Ｔ＋ガスとほぼ同程度かそれ以−ドのＮ
２　、Ｈｅ、ＡｒガスなどをＣ２Ｆｅガスと混合したも
のでもよい。

本発明に用いる冷却・絶縁媒体としては、Ｃ２Ｆ　ｓガ
スを溶解しにくい沸点が１．５０℃以下のパーフロロオ
クタンｎ−Ｃ８Ｆ１８　　（沸点１０３℃）、パーフロ
ロノナンｎ−Ｃ９Ｆ２Ｏ（沸点１２８℃）、パーフロロ
サイクリックエーテル系のＣｙｃｌ。

−Ｃ７Ｆ１４．０　（沸点８１°Ｃ）、Ｃｙｃｌ、ｏ　
−ＣｇＦ＋ｅＯ（沸点１−０３°Ｃ）の他に（ｃ３ｐ７
）３（沸点］−１−３°Ｃ）、（ＣＩ、＋Ｆｏ）ａＮ　
（沸点１−４３°Ｃ）、（Ｃ３Ｆ９）３Ｎ　　とＣｙ　
ｃ　ｌ　０−Ｃ３ＦＩＢＯの混合冷媒（沸点１０５〜ｉ
　４０　’Ｃ）などが使用できる。

一方、本発明に用いる液状絶縁油としては、冷却・絶縁
媒体より比重か小さく、冷却・絶縁媒体に７容解しにく
いものであり、特にポリオールエステル、ジメヂルシリ
コーン曲、メチルフェニルシリコーン浦、リン酸エステ
ルあるいは、それらと鉱油を混合した絶縁油、１，２．
６−ヘキサントリオール、３−メチル−１，３，５−ペ
ンタントリオール、２価以上の多価アルコールなどが好
ましい。

〔発明の効果〕

密閉されたタンク内に鉄心およびコイルを収納する容器
を設け、この容器内に冷却・絶縁媒体を充填するので、
変圧器は局部過熱することなく均一しこ冷却される。ま
た、前記容器の全体を液状絶縁油に浸漬することによっ
て、冷却・絶縁媒体の蒸発を抑えるほか、ツー１〜線絶
縁部の絶縁破懐特性をよくする。さらに、冷却・絶縁媒
体の液面に多孔板状封止材を設けることや、容器を蜜月
構造にすることにより、冷却・絶縁媒体の揮散・蒸発を
抑制する効果がある。

また、冷却・絶縁媒体としてのパーフロロカーボン系液
体と、液状絶縁油、および絶縁ガスとしてのＣ２Ｆ　ｅ
ガスとＮ２　＋　Ｉ（ｅ、　Ａ、ｒガスの少くとも１以
上とからなる混合ガスまたはＣ２Ｆ＋３ガスとの組合せ
て用いているので、温度変化に対するガスの溶解量の変
化が少くなり、タンク内をほぼ一定圧とすることができ
、圧力変動が少く絶縁特性の優れた高信頼性の小型のガ
ス絶縁変圧器とすることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるガス絶縁変圧器の第１実施例を
示す図、第２図は本発明によるガス絶縁変圧器の第２実
施例を示す図である。 ］−・タンク、２　冷却・絶縁媒体、３−Ｃ２Ｆｅガス
、４，５　高、低圧巻線、６　鉄心、］１・液状絶縁油
、１２　多孔製板。 第１図 第２図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．密閉されたタンクと、該タンク内に収納され珪素鋼
   板が積層されてなる鉄心と、該鉄心に巻かれたコイルと
   、該コイルおよび該鉄心を冷却する冷却・絶縁媒体と、
   前記コイルの絶縁性を維持する絶縁ガスとを備えたガス
   絶縁変圧器において、前記コイルおよび前記鉄心を収納
   する容器を前記タンク内に設け、該容器内に前記冷却・
   絶縁媒体として、パーフロロカーボン系液体を充填し、
   前記タンクと前記容器によつて形成される空間内に、前
   記冷却・絶縁媒体より比重の小さい液状絶縁油を少くと
   も前記容器の全体が浸漬するレベルまで満たし、前記絶
   縁ガスとして、Ｃ＿２Ｆ＿６ガスまたはＣ＿２Ｆ＿６ガ
   スとＮ＿２，Ｈｅ，Ａｒガスの少くとも１以上からなる
   混合ガスを用いたことを特徴とするガス絶縁変圧器。
2. ２．前記パーフロロカーボン系液体が、ｎ−Ｃ＿８Ｆ＿
   １＿８，ｎ−Ｃ＿９Ｆ＿２＿０，Ｃｙｃｌｏ−Ｃ＿７Ｆ
   ＿１＿４Ｏ，Ｃｙｃｌｏ−Ｃ＿８Ｆ＿１＿６Ｏ，（Ｃ＿
   ３Ｆ＿７）＿３，（Ｃ＿４Ｆ＿０）＿３Ｎ、（Ｃ＿３Ｆ
   ＿９）＿３ＮとＣｙｃｌｏ−Ｃ＿８Ｆ＿１＿６Ｏの混合
   液のうち、いずれかであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のガス絶縁変圧器。
3. ３．前記液状絶縁油が、ポリオールエステル、ジメチル
   シリコーン油、メチルフェニルシリコーン油、リン酸エ
   ステル、またはこれらの１つと鉱油との混合油、１，２
   ，６−ヘキサントリオール、３−メチル−１，３，５−
   ペンタントリオール、２価以上の多価アルコールのいず
   れかであることを特徴とする特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載のガス絶縁変圧器。
4. ４．前記冷却・絶縁媒体の液面に、前記冷却・絶縁媒体
   の揮散・蒸発を抑制する多孔板状封止材を設けたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項〜第３項記載のガス絶
   縁変圧器。
5. ５．前器容器を密封構造にしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項〜第３項記載のガス絶縁変圧器。