JPH02148807A - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明はガス絶縁変圧器に関するもので、自然冷却方式
による冷却構造を改良したガス絶縁変圧器に関する。

（従来の技術） 従来、大容量の大形の変圧器はその大部分が絶縁媒体及
び冷却媒体として絶縁油を用いた油入変圧器が採用され
ている。これは金属製のタンク内に鉄心及び巻線から成
る変圧器中身を絶縁油と共に収納し、変圧器中身から発
生する熱を絶縁油の循環作用によって冷却すると共に絶
縁油自身の持つ絶縁性能により鉄心、巻線等の絶縁を行
うようにしたものである。

一方、近年においては電力需要の増加により遅効都市部
に変電所が建設されたり、あるいは用地入手難から人口
密集地域のビル地下部に変電設備が設けられるような場
合が増えてきている。

しかしながら、このような場所に従来の油入変圧器が設
置された場合、言うまでもなく絶縁油は可燃性であるた
め不測の事故により火災が発生した場合に絶縁油への引
火、爆発といった極めて重大な危険性が有り、防災上問
題が有った。

このため、最近になって従来の油入変圧器に替って、絶
縁、冷却媒体として絶縁油の代りに例えばＳＦ６ガス等
の不活性な絶縁ガスを用いたガス絶縁変圧器が開発、実
用化されるようになりきている。

（発明が解決しようとする課題） このようなガス絶縁変圧器の場合変圧器中身の冷却方式
として大きく別けて２つの方式が考えられる。１つは絶
縁ガスをタンク外部に設けた冷却器に強制的に循環させ
る送ガス冷却方式と、もう１つは加熱された絶縁ガスの
自然対流現象を利用して冷却器に循環させるようにした
自然冷却方式である。前者の送ガス冷却方式は自然冷却
方式に比べて冷却効率が高く、発熱量の大きい大容量器
の冷却構造に適しているが、絶縁ガスを強制的に循環さ
せるための送ガスポンプやそれらの付属品等の補機が必
要となり、これに要する電力損失（補機損）が発生する
という欠点があり経済的でない。

また送ガスポンプから発生する騒音が周囲環境に及ぼす
悪影響も問題となり、更にこれらの補機の故障による変
圧器の過負荷運転等の心配もあった。これに比べ自然冷
却方式の場合は送ガスポンプ等の補機を必要としない為
、余分な補機損が発生せず経済的な運転ができると共に
騒音の発生もなく、補機の故障によるトラブルも心配す
ることなく保守が容易となる。しかし絶縁ガスの冷却は
自然対流現象のみに頼っているため、その冷却効率は送
ガス冷却式に比べると大幅に低いという欠点を存してい
る。

本発明は以上の欠点を除去して、送ガスポンプ等の補機
を必要とせず経済的な運転が行えると共に低騒音で、保
守、点検が容易であり、且つ大幅に冷却効率を向上させ
たガス絶縁変圧器を得ることを目的とする。

〔発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は以上の目的を達成するために変圧器中身、例え
ば鉄心に鉄心自体に生じる磁歪振動によって振動する板
状の振動ファンを取り付けるようにしたことを特徴とす
るものである。

（作　用） このようにすると変圧器の運転中、鉄心に生じる磁歪振
動により振動ファンが振動し、タンク内の絶縁ガスをう
ちわ式送風の原理により送風して対流効果を促進し冷却
効率の向上を計ること力（できる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図において、１は金属製のタンクで、内部に鉄心２
及びこの鉄心２に巻回された巻線３から成る変圧器中身
を収納している。またタンク１内には前記鉄心２、巻線
３等の絶縁、冷却を行うＳＦ６ガス等の不活性な絶縁ガ
ス４が充てんされている。５は絶縁ガス４が循環され大
気への放熱作用によって冷却する冷却器で、ダクト６ａ
。

６ｂによりタンク１の上、下部に絶縁ガス４が流通する
ように取り付けられている。７は鉄心２１こ固定された
振動ファンで、第２図（ａ）　、　（ｂ）に示すように
平板状の振動板７ａと、この振動板７ａの一端を固定す
る支持部材７ｂとから成り、この支持部材７ｂを前記振
動板７ａの自由端がダクト６ａのタンク側開口部に対向
するように鉄心２（こ固定している。

さて、周知のごとく、一般に変圧器においてはその運転
中に励磁することによって交番磁束を生じ、磁歪現象に
よって鉄心に微少な振動、即ち磁歪振動が発生する。こ
の磁歪振動は励磁周波数の２倍を基本として多くの高周
波を含んでいる。−方、第２図に示す振動ファン７のよ
うな単純な振動系では惇動板７ａの寸法ｊ）、ｔ、ｗ及
び材質を適当なものに選定することによって特定な周波
数に共振するように設計することは極めて容易である。

従って、第１図に示すような構成のガス絶縁変圧器にお
いては、その運転中に鉄心２に発生する磁歪振動に共振
して振動板７ａがその固定端を支点として振動する。こ
の振動によりタンク１内の絶縁ガス４は振動板７ａのい
わゆるうちわ式送風の原理によってダクト６ａを介して
冷却器５内に半強制的に送風され、自然対流現象を促進
し冷却効率を向上する。特に本発明における振動ファン
７のような振動系では減衰項が少いため共振倍率を高く
とることができ、また変圧器の場合加振周波数（磁歪振
動数）は０．１％のオーダでコントロールされており、
鋭い共振を起こして送風効果を高めることができる。

第３図は本発明の効果を示す実験例である。第３図（ａ
）は鉄心２を励磁したときの励磁周波数（ｒ／ｆｖ）と
第３図（Ｃ）に示すような振動板７ａの先端の振幅（ｓ
）との関係を示した特性図で、振動板７ａの寸法を所定
の値に選定することで特定の周波数において予想通り鋭
い共振によって十分な振幅が得られる。又、第３図（ｂ
）は振動板７ａの蓼 振幅（Ｓ）と振動板７ａ正面の、Ａｆｆｉ　（Ｘ）との
関係を示す特性図で、図示するごとく両者に略々正比例
の関係があることがわかる。

更に第４図は本発明による振励ファンを取り付けた場合
（Ｉ）と取り付けない場合（ｎ）との時間（Ｔ）に対す
る代表点における温度（１）特性を示した特性図で、こ
の結果振動ファンを取り付けた場合△ｔ℃の冷却効果の
向上が確認された。

本発明によるガス絶縁変圧器においては振動ファン７に
対する入力エネルギーは鉄心の磁歪振動により与えてい
るため、補機電源等を一切必要とせず、経済的であると
共に振動ファン７による発生音はタンク１内においても
ほとんど発生せず騒音問題を生ずることがない。しかも
送ガスポンプ等の補機を設けてないので、構造が簡単で
保守、点検も容易となる。

また、上記実施例においては振動ファン７を上部のダク
ト６ａと対向する位置に取り付けた場合について説明し
たが、本発明はこれに限らず、振動ファン７の取付位置
は鉄心の下部または側面に取付けてもよく、またその数
も１個に限定されるものではなく、複数個の振動ファン
をタンク１内に分散させて取り付けるようにしてもよい
。更に第２図に示した振動板７ａは矩形状を成している
が、この形状も例えば自由端に向って広がるような扇状
を成したものでもよく適宜変形することが可能である。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、タンク内に絶縁ガ
スと共に収納した鉄心に、この鉄心の磁歪振動に共振し
て振動し絶縁ガスの自然対流を促進シ冷却器への循環を
効果的に行わせるような板状の振動ファンを取り付ける
ようにしたので、送ガスポンプ等の補機を必要とせずに
経済的な運転が行なえると共に低騒音で保守、点検が容
易に行え、且つ大幅に冷却効率を向上させたガス絶縁変
圧器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明における振動ファンを示す図で、（ａ）は平面図、（
ｂ）は正面図、第３図（ａ）　、　（ｂ）および第４図
は夫々本発明の効果を示す特性図、第３図（ｃ）は振動
板の振幅を示す説明図である。 １・・・タンク、２・・・鉄心、３・・・巻線、４・・
・絶縁ガス、５・・・冷却器、６ａ、６ｂ・・・ダクト
、７・・・振動ファン、７ａ・・・振動板、７ｂ・・・
支持部材。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 （ａ） （ｂ） 第 図 （ａ） 阜 ↑展　　輻　（Ｓ） （ｂ） 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. タンク内に鉄心及びこの鉄心に巻回される巻線を絶縁ガ
   スと共に収納し、前記タンク外部に絶縁ガスが自然対流
   により循環する冷却器を取り付けたガス絶縁変圧器にお
   いて、前記鉄心の磁歪振動に共通して振動し、絶縁ガス
   の自然対流を促進させるような板状の振動ファンを鉄心
   に取り付けたことを特徴とするガス絶縁変圧器。