JPH06204049A

JPH06204049A - 不燃性変圧器

Info

Publication number: JPH06204049A
Application number: JP100893A
Authority: JP
Inventors: Shoji Takeda; 昭治竹多
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-01-07
Filing date: 1993-01-07
Publication date: 1994-07-22

Abstract

(57)【要約】【目的】パーフルオロカーボン液を絶縁、冷却媒体と
して用いた不燃性変圧器において、パーフルオロカーボ
ン液の温度上昇に伴う気泡の発生を防ぎ絶縁性能を向上
させる。【構成】パーフルオロカーボン液５を収納した本体タ
ンク４内の上部にセパレータ６によりセパレータ室７を
形成し、この中に窒素ガス１１を封入して常にパーフル
オロカーボン液５の蒸気圧より窒素ガス１１の圧力が高
く成るように圧力調節を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は絶縁、冷却媒体としてフ
ッ素系不活性液体であるパーフルオロカーボン液を用い
た不燃性変圧器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電力の需要が大幅に延び、都市部
への電力集中はますます進む傾向にある。それと共に変
電所の高電圧化・大容量化がすすめられている。これら
の変電所は、都市部に於ける用地の取得難等からのビル
の地下や住宅地域に隣接して設置されるため、防災上か
ら変圧器の不燃化が強く要求されている。

【０００３】この不燃化の要求に対して、従来の油を絶
縁媒体とする油入変圧器に代ってＳＦ₆等の不活性ガス
を絶縁・冷却の媒体として使用するガス絶縁変圧器が開
発されているが、ＳＦ₆ガスの場合は、従来の絶縁油と
比べて、熱容量が小さいため、冷却性能が劣り大容量化
が困難であった。

【０００４】ところで、最近では、更に絶縁性に優れた
冷却媒体が開発されている。その１つとしてパーフルオ
ロカーボンがある。これは、Ｃ₈Ｆ₁₆Ｏを主成分とした
フッ素系不活性液体であり、不燃性であるほか、絶縁的
にも従来の絶縁油と常圧では同等の絶縁耐力を持つ等、
電気的・物理的に優れた特性を持っている。

【０００５】このパーフルオロカーボン液を絶縁、冷却
媒体として使用することにより、従来の変圧器の構成を
あまり変えることなしに、絶縁、冷却の両特性に優れ不
燃化を達成することが可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな変圧器にも次のような問題点がある。図２にパーフ
ルオロカーボン液の蒸気圧と温度の関係を示す。これに
よると、パーフルオロカーボン液の蒸気圧が大気圧と等
しくなるのは、温度が約９８℃程度の時である。従来と
同じ、Ａ種絶縁の変圧器の場合の冷却媒体の温度の変化
範囲は、周囲温度（−２０〜４０℃）も考慮に入れる
と、−２０〜１１０℃となり、図２の特性より、場合に
よっては、パーフルオロカーボン液の蒸気圧が大気圧よ
り高くなり、気化してしまう可能性がある。パーフルオ
ロカーボン液の一部が気化し、その液相と気相が混合し
た状態では、絶縁的に非常に不安定となり、その絶縁耐
力が低下することが知られており、変圧器の絶縁性能が
大幅に低下する。

【０００７】本発明の目的は、絶縁・冷却の媒体とし
て、従来の絶縁油に代わって、パーフルオロカーボン液
を使用した変圧器において、通常の使用温度範囲におい
て、パーフルオロカーボン液が気化する事なく、従って
絶縁的にも安定な、不燃性変圧器を提供する事にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の変圧器は、本体
タンク内には絶縁・冷却の媒体としてパーフルオロカー
ボン液を封入し、本体タンク上部には、変圧器発生損失
熱による冷却媒体の膨張・収縮に応動したダイヤフラム
タイプのセパレータを設けてセパレータ室を形成し、こ
のセパレータ室の中には、付属のボンベより接続管、自
動調圧バルブを介して窒素ガスを封入し、セパレータタ
ンク上部には、減圧用の自動調圧バルブを設置してい
る。

【０００９】また、変圧器負荷と周囲温度を測定するセ
ンサを備え、その測定結果をもとに付属の演算ユニット
により、その負荷におけるパーフルオロカーボン液の到
達最高温度を計算し、その計算温度に連動して上記の一
組の自動調圧バルブによりセパレータ室内の窒素ガス封
入圧力を変化させることを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本発明の構成においては、変圧器負荷と周囲温
度を測定し、その測定結果をもとに、その負荷における
パーフルオロカーボン液の到達最高温度を計算し、その
温度に応じてセパレータ室内の封入窒素圧力を常にその
温度におけるパーフルオロカーボン液の蒸気圧よりも高
く保つことにより、パーフルオロカーボン液の気化によ
る気泡の発生を防ぎ、絶縁性能の低下を防ぐことができ
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を図１に示す一実施例を参照し
て説明する。

【００１２】図１において、高圧巻線１、低圧巻線２は
同心円状に鉄心脚３に巻装されて変圧器本体を構成し、
本体タンク４内に設置されている。本体タンク４内に
は、絶縁・冷却の媒体としてパーフルオロカーボン液５
が封入されている。本体タンク４内の上部には、パーフ
ルオロカーボン液５の膨張・収縮に応動するダイヤフラ
ムタイプのセパレータ６が設けられ、本体タンク４とそ
の上部に仕切られたセパレータ室７を形成している。セ
パレータ室７内には、本体タンク４外に設置した付属の
ボンベ８より接続管９、自動調圧バルブ１０を介して窒
素ガス１１が所定の圧力で封入され、更にセパレータ室
７の上部には減圧用自動調圧バルブ１２が設置されてい
る。

【００１３】また、変圧器の負荷測定センサー１３、周
囲温度測定センサー１４が備えられ、その測定結果をも
とに演算ユニット１５により、その時の負荷におけるパ
ーフルオロカーボン液５の到達最高温度を計算する。自
動調圧バルブ１０，１２は、パーフルオロカーボン液５
の到達温度の演算結果に連動して、セパレータ室７内の
窒素ガス封入圧力を自動的に調節できる。

【００１４】このような構成とすることにより、変圧器
の運転開始に伴い本体タンク４内のパーフルオロカーボ
ン液５の温度変化に応じて、セパレータ室７内の窒素ガ
ス１１の封入圧力を自由に変えることが可能である。こ
の時のパーフルオロカーボン液５の温度と窒素ガス１１
の設定の封入圧力の関係を図３のように、常にその温度
におけるパーフルオロカーボン液５の蒸気圧よりも窒素
ガス１１の封入圧力が高くなるように設定しておくこと
により、パーフルオロカーボナ液５の気泡発生はおこら
ず、従って絶縁性能の低下を防ぐ事ができる。

【００１５】この気泡発生防止だけを目的とするなら
ば、封入する窒素ガス１１の封入圧力値を図４の特性の
ように設定する事により、自動調圧バルブ１０，１２に
よる運転中の窒素ガス１１の圧力の調整は不要となる。
すなわち、この場合には、想定される変圧器運転中のパ
ーフルオロカーボン液５の最高温度を基準にして、その
時の蒸気圧よりも高くなるように窒素ガス１１の封入圧
力を設定し、一定に保つわけである。

【００１６】しかしながら、この場合には、低負荷運転
時や運転停止時には、パーフルオロカーボン液５の温度
が低いため、その蒸気圧も低く、従って、セパレータ室
７内の圧力と本体タンク４内の圧力の差が大きくなるこ
とから、セパレータ６に加わる圧力が大きくなり、セパ
レータ６の耐久性の面で条件が厳しくなる。

【００１７】また、本体タンク４内で内部閃落事故が発
生した場合には、パーフルオロカーボン液５が急激に気
化して、本体タンク４内の内圧が上昇するが、セパレー
タ室７内の圧力も既に高い圧力となっているため、この
セパレータ室７を本体タンク４内の内圧を逃すための避
圧空間として期待する事ができず、従って本体タンク４
の損壊によるパーフルオロカーボン液の噴出といった重
大事故に発展する可能性が高くなる。

【００１８】しかしながら、図２に示すような特性と成
るように本発明の構成をとっておく事により、本体タン
ク４内とセパレータ室７内の圧力差は、常に必要最小限
とすることができるため、セパレータ６の耐久性を改善
し、更に内部事故時には、セパレータ室７を本体タンク
４の避圧空間として期待することができる。

【００１９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、本体タン
ク内に変圧器本体を絶縁、冷却媒体であるパーフルオロ
カーボン液と共に収納した不燃性変圧器において、本体
タンク内にパーフルオロカーボン液の膨張、収縮に応動
するセパレータにより仕切られたセパレータ室を形成
し、このセパレータ室に封入した窒素ガスの圧力を常に
パーフルオロカーボン液の蒸気圧よりも高く設定するこ
とにより、パーフルオロカーボン液が気化することなく
絶縁的にも安定した不燃性変圧器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図。

【図２】パーフルオロカーボン液の温度と蒸気圧との関
係を示す特性図。

【図３】パーフルオロカーボン液の温度と窒素ガスの封
入圧力との関係を示す特性図。

【図４】本発明によらないパーフルオロカーボン液の温
度と窒素ガスの封入圧力の関係を示す特性図。

【符号の説明】

１…高圧巻線、２…低圧巻線、３…鉄心脚、４…本体タ
ンク、５…パーフルオロカーボン液、６…セパレータ、
７…セパレータ室、１０…自動調圧バルブ、１１…窒素
ガス、１２…減圧用自動調圧バルブ、１３…負荷測定セ
ンサー、１４…周囲温度測定センサー。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】本体タンク内に変圧器本体を絶縁、冷却
媒体であるパーフルオロカーボン液と共に収納した不燃
性変圧器において、本体タンク内にパーフルオロカーボ
ン液の膨張、収縮に応動するセパレータにより仕切られ
たセパレータ室を形成し、このセパレータ室に封入した
窒素ガスの圧力を常にパーフルオロカーボン液の蒸気圧
よりも高く設定するようにした不燃性変圧器。
【請求項２】負荷測定センサー、周囲温度測定センサ
によりその時の負荷におけるパーフルオロカーボン液の
到達最高温度を計算して窒素ガスの圧力を調節すること
を特徴とする請求項１記載の不燃性変圧器。
【請求項３】到達最高温度の計算に基づいて自動調圧
バルブにより窒素ガスの圧力を調節することを特徴とす
る請求項２記載の不燃性変圧器。