JPH0435006A - 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〕 （産業上の利用分野） 本発明はガス絶縁変圧器に係り、特に、低圧巻線、高圧
巻線の複数の層巻線間に二重筒状冷却ダクトを介在した
ガス絶縁変圧器に関する。

（従来の技術） 近年、変圧器巻線の絶縁祠には不燃性、防爆性に優れた
絶縁ガスが採用され、また、巻線には薄いシート状巻線
が用いられ、変圧器の小形化、軽量化が図られている。

これら変圧器の技術的な問題点としては、巻線に対する
冷却能力を向上させることとその巻線に高い絶縁能力を
もたせることである。このため従来では第８図、第９図
および第１０図に示すような変圧器が用いられている。

すなわち、変圧器鉄心１０には絶縁筒１１を介して複数
の低圧層巻線１２ａが径順に巻装され、その外側には絶
縁バリア１３を介してまた複数の高圧層巻線１４ａが径
順に巻装されている。

これら複数の低圧層巻線１２ａおよび高圧層巻線１４ａ
は、アルミニウム箔等からなる金属シートとポリエステ
ルフィルム等からなる絶縁シートを重ねて巻回したもの
で、比較的に薄いシート状の巻線である。これら低圧層
巻線１２ａおよび高圧層巻線１４ａの各層巻線間はほぼ
環状間隙１２ｇ、１４ｇが形成され、この環状間隙１２
ｇ１１４ｇには軸方向に延びる棒状の絶縁体からなる支
持体１５．１６（１６は図示せず）が挿入され、各環状
間隙１２ｇ、１４ｇにより絶縁ガス循環用の冷却ダクト
が構成されている。

これら複数の低圧層巻線１２ａおよび高圧層巻線１４ａ
の上部には端子接続板１７が、下部には絶縁支持体１８
が取り付けられ、図示しない容器に入れられる。この容
器には絶縁ガスが充填され、ガス絶縁変圧器が構成され
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では、低圧層巻線１２ａおよ
び高圧層巻線１４ａの各環状間隙１２ｇ、１４ｇを絶縁
ガスが自然対流あるいは強制対流により循環させられ、
これら低圧層巻線１２ａおよび高圧層巻線１４ａの冷却
が図られている。しかしながら、ガス絶縁変圧器に外部
短絡事故に伴う過大な短絡電流が流れると、その電磁機
械力Ｆを受けて低圧層巻線１２ａは内側に押し潰される
ように座屈変形され、高圧層巻線１４ａは外側に押し広
げられように座屈変形させられる（第１０図）。

この耐座屈変形力は、−層巻線では一般に（１）式で表
される。すなわち、 ｑｃｒ−３ＥＩ／Ｒ２ ＝Ｅ（板厚Ｘ単位巻線数）３／４Ｒ３・・・・・・（１
）ここで、ｑｃｒ：　　座屈強度・ Ｒ：　単位巻線の半径、 Ｅ　　：　ヤング率、 ■　　＝　断面二次モーメント、 である。

この座屈を防止するため、従来の変圧器では各環状間隙
１２ｇ、１４ｇには多数の支持体１５．１６が挿入され
、各低圧層巻線１２および高圧層巻線１４ａの機械的強
度が図られる。

ところがこのようにすると、各環状間隙１２ｇ１１４ｇ
に介在される支持体１５．１６のピッチが小さくなり、
絶縁ガスの循環通路を狭めることとなり、各巻線の冷却
効率を低下させると言う問題が生じる。

本発明は、上記の問題を解決するために座屈強度が高く
かつ冷却効率が低下しないガス絶縁変圧器を得ることを
目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、鉄心に低圧巻線、高圧巻線の小径の層巻線か
ら大径の層巻線を順次重ねるように巻装し、この層巻線
が巻装された鉄心を所定圧力の絶縁ガスを充填する容器
に収納したガス絶縁変圧器において、前記低圧巻線、高
圧巻線をそれぞれ複数の層巻線毎に区分し、各複数の層
巻線間に支持体より適宜間隙をもって支持され剛性が高
い二重筒状冷却ダクトを介在したものである。

（作　用） 各巻線の複数の層巻線間に支持体により適宜間隙をもっ
て支持された剛性が高い二重筒状冷却ダクトが介在され
、これら巻線の大きな機械力による変形が防止され、ま
た、ガス循環路が形成され巻線の冷却性能の低下が防止
される。

＝　４ （実　施　例） 以下本発明ガス絶縁変圧器の一実施例を添附図面につい
て説明する。

ガス絶縁変圧器の基本的構造は第８図および第９図で説
明した従来のガス絶縁変圧器の構造とほぼ同一であるの
で同一部分は同一符号をもって説明する。

第１図および第２図は、本発明ガス絶縁変圧器の一部断
面および一部平面が示されている。

このガス絶縁変圧器の低圧層巻線１２ａの複数の環状間
隙１２ｇには二重筒状冷却ダクト３０が設けられている
。この二重筒状状冷却ダクト３０は第４図に示すように
ＳＡＳ等の剛性が高い二重構造の円筒体３１．３２で構
成され、その二重円筒体間の適所には軸方向に延びるＳ
ＡＳ等の剛性が高い複数の支持体３３がスポット溶接等
で固定されている。また、高圧層巻線１４ａの複数の環
状間隙１４ｇにも低圧層巻線１２ａの場合と同様の冷却
ダクト３４が設けられている。この冷却ダクト３４はＳ
ＡＳ等の剛性が高い二重構造の円筒体で構成され、その
二重円筒体間の適所には軸方向に延びるＳＡＳ等の剛性
が高い複数の支持体がスポット溶接等で固定されている
。

これら冷却ダクト３０．３４は、低圧層巻線１２ａおよ
び高圧層巻線１４ａの各環状間隙１２ｇ、１４ｇに一体
的に挿入され、低圧層巻線１２ａおよび高圧層巻線１４
ａを大きな機械力により支持するとともに絶縁ガスの循
環路とされる。

このように構成したガス絶縁変圧器において、各層巻線
１２ａ、１４ａを環状のものと考えれば、その−層巻線
の座屈強度ｑｃｒは前記（１）式で与えられる。この−
層巻線の座屈強度ｑｃｒは、断面二次モーメント１等に
より軸方向回りの剛性力が大きく影響する。この剛性力
は二重構造の円筒体３１．３２等が大きく寄与し、全体
としてリング状における座屈強度ｑｃｒが向上する。

しかし、二重構造の円筒体３］、３２では支持体３３が
固定されているから、実際の座屈強度はｑｃｒが各層巻
線の等価剛性と支持体３３によるハネ剛性とを加えたも
のとなる。

このバネ剛性を加えた座屈強度ｑｃｒは下記のように（
２）式で表される。

ｑ　ｃ　ｒ　＝　２　／　ＲＥ「西口−−−−−−−（
２）ここで、Ｉｃｘ：　　バネ定数である。

この（２）式から各層巻線１２ａ、１４ａの最内側の座
屈強度を従来の冷却ダクト構成と本発明の二重筒状冷却
ダクト３０．３４と比較して求めると、本発明の二重筒
状冷却ダクト３０．３４が従来の冷却ダクトより約９０
０倍の座屈強度になった。実際には各層巻線１２ａ、１
４ａの座屈強度が合成されるので更に高いものとなる。

なお、第５図における３５は、二重筒状冷却ダクト３０
に取り付けられた渡り部であって、各層巻線１２ａ、１
２ａを接続する巻線１２ｂを絶縁しながら支持するもの
である。

第６図および第７図は他の二重筒状冷却ダクト４０を示
したものである。この二重筒状冷却ダクト４０も前記二
重筒状冷却ダクト３０と同様に二重円筒体３１．３２で
構成されている。この二重円筒体３１．３２に取り付け
られる棒状の支持体３３に代わり波形パネル支持体４１
が用いられ、この波形パネル支持体４１を二重円筒体３
１．３２に溶接等により固定したものである。

このような構成にすることによっても支持体４１の固定
が容易になるとともに座屈強度は前記実施例と同様なも
のとすることができる。

〔発明の効果〕 本発明ガス絶縁変圧器はその層巻線間に剛性の高い二重
筒状冷却ダクトを挿入し座屈強度を増大させるようにし
たから、この巻線に過大な電流による電磁機械力を受け
ても変形がない。

また、二重筒状冷却ダクトは高い剛性体により構成した
から、円筒体間の支持物が少なくでき巻線間の冷却空間
を大きくできるから、各巻線の冷却効率を向上させるこ
とができる。

た断面図、第４図は二重筒状冷却ダクトの一部を切欠し
て示した斜視図、第５図は巻線間の渡り線の連絡を示す
平面図、第６図および第７図は他の二重筒状冷却ダクト
の部分平面図および部分斜視図、第８図は従来のガス絶
縁変圧器の主要部を示す一部側断面図、第９図は第１図
の部分平面図、第１０図は従来のガス絶縁変圧器におけ
る巻線に与えられる電磁機械力の作用方向を示す説明図
である。

１０・・・鉄心、１１・・・絶縁筒、１２ａ・・・低圧
層巻線、１２ｇ、１４ｇ・・・間隙、１３・・・バリア
、１４ａ・・・高圧層巻線、１５・・・支持体、１７・
・・端子板、１８・・・絶縁支持物、３０．４０．４０
・・・冷却ダクト、３１．３２・・・二重円筒体、４１
・・・波形パネル支持体。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ガス絶縁変圧器の主要部を示す一部側断
面図、第２図は第１図の平面図、第３図は第２図をＡ−
Ａ線に沿って切断し矢印方向にみ出願人代理人　　佐　
　藤　　−雄

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鉄心に低圧巻線、高圧巻線の小径の層巻線から大径の層
   巻線を順次重ねるように巻装し、この層巻線が巻装され
   た鉄心を所定圧力の絶縁ガスを充填する容器に収納した
   ガス絶縁変圧器において、前記低圧巻線、高圧巻線をそ
   れぞれ複数の層巻線毎に区分し、各複数の層巻線間に支
   持体より適宜間隙をもって支持され剛性が高い二重筒状
   冷却ダクトを介在したことを特徴とするガス絶縁変圧器
   。