JPH0625930Y2 - ガス絶縁計器用変成器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、変成装置が収納されたタンク内及びこのタン
クに連結された碍管内を絶縁ガスによってガス絶縁して
なるガス絶縁計器用変成器に関し、特に碍管が破損して
も碍管が破裂したり飛散することのない防災形のガス絶
縁計器用変成器に関するものである。

［従来の技術］ コンデンサ形変圧器や高圧変流器等の種々の計器用変成
器は、変成装置を収容するタンクに連結され内部に高電
圧を分圧するコンデンサ素子、高電圧を導く一次導体ま
たは引出導体を案内する支柱等が挿入配置された碍管を
備えている。第４図は、この種の計器用変成器の一例と
してコンデンサ形計器用変圧器の概略断面図を示してい
る。同図において、１は内部に変成装置２が収容された
鉄製の下部タンクであり、この下部タンク１の開口部の
周囲に設けられたフランジ１ａ上には下部板３が気密に
固定されている。下部板３上には碍管４が気密に固定さ
れ、この碍管４の内部にはコンデンサ素子５が収納され
ている。碍管５の上端部は上部板６によって気密に閉塞
され、この上部板６には高圧端子７が設けられている。
８は、コンデンサ素子５によって分圧された分圧電圧を
変成装置２に導くブッシングである。碍管４内及び下部
タンク１内にはそれぞれ絶縁媒体９及び１０が充填され
ている。絶縁媒体９及び１０としては、絶縁油または絶
縁ガスが用いられている。しかしながら絶縁油を絶縁媒
体として使用した場合には、絶縁破壊事故が起こると短
絡電流が流れて膨大なエネルギのアーク放電が発生し、
この放電の熱で絶縁油が気化して内部圧力が増大し、最
悪の場合には内部圧力の増加で碍管が爆発して、その際
に飛び散る破片と炎上した絶縁油が周囲にある電気工作
物等に二次被害を及ぼす問題があった。そこで最近で
は、絶縁媒体として絶縁ガスを用いるものが開発される
ようになってきた。

［考案が解決しようとする問題点］ 絶縁媒体として絶縁ガスを用いる場合に、大気圧に近い
絶縁ガスを用いると絶縁性能上寸法が大きくなり過ぎ
る。そこで碍管４や下部タンク１内には、高圧（変圧器
で４〜５気圧；変流器で２〜５気圧）の絶縁ガスを封入
している。しかしながら高圧の絶縁ガスを用いると、特
に碍管に外部から何等かの原因で大きな衝撃力が加わっ
たり、地震等によって外部から非常に大きな振動が加わ
って碍管にひびが入ったりまたは碍管が割れた場合に
は、高圧の絶縁ガスの圧力で碍管が破裂して破片が飛散
し、周囲にある電気工作物等に二次被害を及ぼす問題が
あった。

本考案の目的は、碍管が破損しても碍管が破裂したり飛
散することのない防災形の計器用変成器を提供すること
にある。

［問題点を解決するための手段］ 本考案においては、上記問題点を解決するために、その
実施例を示す図面に見られるように、変成装置が収納さ
れたタンク（１１，１１′，４８）内及び該タンクに連
結された碍管（１６，１６′，１６″）内に絶縁ガスを
封入して内部に配置された部材（２４，４２，５０）を
ガス絶縁してなるガス絶縁計器用変成器において、碍管
（１６，１６′，１６″）との間に密閉された低圧ガス
空間（３６，３６′，３６″）を形成するように碍管内
に絶縁筒（２９，２９′２９″）を配置した。そして絶
縁筒（２９，２９′，２９″）内を高圧絶縁ガスでガス
絶縁し、低圧ガス空間（３６，３６′，３６″）内に大
気圧に近い低圧絶縁ガスを封入した。

［考案の作用］ 本考案においては、碍管の内部に設けた絶縁筒と碍管と
の間に低圧ガス空間を形成し、この低圧ガス空間内に大
気圧に近い低圧絶縁ガスを封入しているので、碍管が破
損しても碍管内の内圧で碍管が破裂したり、破片が飛散
するといった事故の発生を防止できる。

［実施例］ 以下図面を参照して本考案の実施例を詳細に説明する。

第１図は、本考案をコンデンサ形計器用変圧器に適用し
た実施例の概略断面図である。同図において１１はベー
スＢの上に固定された鉄製の下部ケースであり、下部ケ
ース１１の内部には鉄心に一次巻線と二次巻線とを同軸
的に巻装してなる変成装置１２が収納されている。変成
装置１２の図示しない二次巻線の二次端子は下部ケース
１１の側壁部に設けられた二次端子箱を介して外部に引
き出される。

下部ケース１１の開口部外周に設けられたフランジ１１
ａには、中央部に貫通孔１３ａが形成された鉄製の下部
板１３がボルト１４ａとナット１４ｂとによって固定さ
れている。下部板１３の上には、下部板１３にボルト止
めされた環状取付具１５によって磁器製の碍管１６が起
立した状態で固定されている。碍管１６の下端と当接す
る下部板１３の表面部分には、環状の凹部が形成され、
この凹部内に環状の気密シール１７が嵌入されている。
また碍管１６の上端部の外周には環状取付具１８が固定
され、この環状取付具１８には上部板１９を間にして上
部カバー２０がボルト２１ａ…とナット２１ｂ…とによ
って固定されている。碍管１６の上端と当接する上部板
１９の表面部分には環状の凹部が形成され、この凹部内
には環状の気密シール２２が嵌入されており、また上部
カバー２０のフランジ部２０ａと当接する上部板１９の
表面部分にも環状の凹部が形成され、この凹部内には気
密シール２３が嵌入されている。

２４は、コンデンサ素子であり、このコンデンサ素子２
４としては例えばＰＰフィルム等を用いたフィルムの乾
式コンデンサやセラミックコンデンサ等が用いられる。
コンデンサ素子２４は、下部板１３の下部ケース側の面
上にボルトによって固定された下部カバー２５の上に載
置された支持台２６に下端が支持されている。そしてコ
ンデンサ素子２４の上端は上部カバー２０に固定された
支持具２７によって支持されている。

コンデンサ素子２４の外側にはコンデンサ素子２４と同
心的に絶縁筒２９が配置されている。この絶縁筒２９
は、絶縁性能が良く且つ機械的強度の強い材料、例えば
エポキシＦＲＰやポリエステルＦＲＰによって形成され
ている。そして上部板１９を気密に貫通して延びる絶縁
筒２９の上端部の外周には取付用環状板２９ａが接着剤
等によって固定されており、この取付用環状板２９ａは
ボルト３０…によって上部板１９に固定されている。な
お上部板１９の貫通孔１９ａの上側端部に形成された上
側に向かって拡がる傾斜面と、絶縁筒２９の外周面と取
付用環状板２９ａの表面とによって囲まれた空間内には
環状の気密シール３１が配置されている。また絶縁筒２
９の下端部も、下部板１３を気密に貫通して延びてお
り、下部板１３の貫通孔１３ａの下側端部に形成された
下側に向かって拡がる傾斜面と、絶縁筒２９の外周面と
下側カバーの環状フランジ部２５ａの表面とによって囲
まれた空間内には環状の気密シール３２が配置されてい
る。

下部カバー２５の中央部には貫通孔２５ｂが形成されて
おり、この貫通孔２５ｂには分圧用ブッシング３３の一
端が遊嵌されている。分圧用ブッシング３３は中央に設
けられた円盤状取付部３３ａを下部カバー２５の下面に
当接させるようにしてボルト３４…によって下部カバー
２５に取付られている。下部カバー２５の下面上には、
貫通孔２５ｂを囲むようにして環状の凹部が形成され、
この凹部内には気密シール３５が嵌入されている。なお
分圧用ブッシング３３の他端の電極には変成装置１２の
一次巻線が接続されている。

上記実施例において、絶縁筒２９と、碍管１６と上部板
１９と下部板１３とによって囲まれた空間が低圧ガス空
間３６であり、この空間３６の気密は気密シール１７，
２２，３１及び３２によって保持されている。また上部
カバー２０、下部カバー２５及び絶縁筒２９によって囲
まれた空間が、高圧ガス空間３７であり、この空間３７
の気密は気密シール２３，３１，３２及び３５によって
保持されている。なおこの高圧ガス空間３７は、上部カ
バー２０内の放圧ガス空間と、絶縁筒２９内の絶縁ガス
空間と下部カバー２５内の下部ガス空間とにより構成さ
れる。更に下部タンク１１、下部板１３、下部カバー２
５及び分圧用ブッシング３３の取付部３３ａによって囲
まれる空間が変成装置部ガス空間３８であり、この空間
の気密は気密シール３２、３５及び３９によって保持さ
れている。

低圧ガス空間３６、高圧ガス空間３７及び変成装置部ガ
ス空間３８内には、ＳＦ６ガス等の絶縁ガスが封入され
ている。低圧ガス空間３６には例えば上部板１９を貫通
して設けられた図示しないガス封入口を通して大気圧に
近い低圧の絶縁ガスが封入され、高圧ガス空間３７には
上部カバー２０に設けた図示しないガス封入口から４〜
５気圧の高圧絶縁ガスが封入される。上部カバー２０に
は高圧ガス空間３７内のガス圧を調整する放圧装置が設
けられている。また変成装置部ガス空間３８には下部ケ
ース１１に設けた図示しないガス封入口から絶縁性能に
応じた圧力の絶縁ガスが封入されている。

このように絶縁筒２９を設けて碍管１６と絶縁筒２９と
の間に大気圧に近い低圧絶縁ガスを封入した低圧ガス空
間３６を形成しておけば、碍管に外部から何等かの原因
で大きな衝撃力が加わったり、地震等によって外部から
非常に大きな振動が加わって碍管が割れた場合でも、碍
管１６の内圧が大気圧に近い圧力になっているため、碍
管が破裂することはない。

本実施例においては、碍管１６の両端を気密に閉塞する
上部板１９と下部板１３とを気密に貫通するようにして
絶縁筒２９を設けたので、絶縁筒２９の気密保持が簡単
且つ確実になるという利点がある。また上部板１９には
絶縁筒２９の上端部側に放圧ガス空間を形成する上部カ
バー２０を気密に設け、下部板１３には絶縁筒２９の下
端部側に気密室を形成する下部カバー２５を気密に設け
ているので、コンデンサ素子２４の周囲及び端部に十分
な圧力の絶縁ガスを確保して、絶縁性能を高めることが
できる。更に放圧装置４０を設けているので、高圧ガス
空間３７内の圧力が異常に上昇した場合放圧し、内圧上
昇を抑制することができる。

上記実施例においては、碍管１６の両端を気密に閉塞す
る上部板１９と下部板１３とを気密に貫通するように絶
縁筒２９を設けているが、上部板と下部板とを貫通させ
ずに絶縁筒２９を碍管１６内に完全に収納配置するよう
にしてもよいのは勿論である。

（他の実施例） 上記実施例はコンデンサ形計器用変圧器に本考案を適用
した場合の例であるが、高圧絶縁ガスが充填される碍管
を用いる計器用変成器であれば、いかなる構造のもので
あっても碍管の破裂防止のために本考案を適用できる。
第２図は、一次導体の一部が碍管の内部に挿入配置され
た計器用変圧器に本考案を適用した場合の一例の概略断
面図を示している。第２図において第１図の実施例に示
した部材と同様の部材には、第１図で用いた符号にダッ
シュ「′」を付した符号を付してある。

この実施例においては、一次導体４２を用いて高電圧を
変成装置１２′に導いている。また絶縁筒２９′は、上
方に向かって径が小さくなるラッパ状の形状を呈してい
る。絶縁筒２９′の上端部は取付用環状板２９ａ′を図
示しないボルトを用いて上部板１９′に取付けて固定さ
れ、下端部は一体に形成されたフランジ部２９ｂを環状
固定具４３を用いて下部板１３′に向かって押圧するよ
うにして取付けて固定される。なお環状固定具４３は図
示しないボルトにより固定されている。絶縁筒２９′の
外周面上にはコンデンサコーン４４が形成されている。
このコンデンサコーン４４は、ＰＰフィルムと金属箔と
を重ねて巻回して乾式のコンデンサを形成することによ
り構成してもよく、また不織布や絶縁紙にエポキシ樹脂
を含浸させてものを巻回して構成することもできる。こ
のコンデンサコーンは、碍管１６′の表面の電界を緩和
する作用を果たすものである。従来の変圧器では、管状
の電界シールドを碍管１６′の内部の一部に設けていた
が、本実施例のように絶縁筒２９′の外周面上にコンデ
ンサコーン４４を設ければ、従来の電界シールドよりも
確実に電界の緩和を図ることができる。特に本実施例の
ように、巻回方式でコンデンサコーンを形成する場合に
は、コンデンサコーンの厚みを簡単に変更できるので、
一次導体４２に印加される電圧に応じて適切な電界の緩
和を図ることができる。

また本実施例では、碍管１６′と下部タンク１１′とが
連通状態にあり、これらの内部に形成された高圧ガス空
間３７′内には高圧絶縁ガスが封入されているため、容
積の最も大きい下部タンク１１′に圧力調整用の放圧装
置４が設けられている。そして本実施例でも、低圧ガス
空間３６′内には大気圧に近い絶縁ガスが封入されてい
るので、第１図の実施例と同様に碍管１６′が破損して
も碍管は破裂することがない。

第３図は本考案を倒立形の変流器に適用した場合の実施
例を示している。第３図において第１図及び第２図の実
施例に示した部材と同様の部材には、第１図で用いた符
号に２つのダッシュ「″」を付した符号を付してある。
第１図及び第２図の実施例と大きく異なるのは、鉄心に
導体を巻回してなる二次コイル４６と一次導体４７とか
らなる変成装置１２″が、上部タンク４８内に配置され
ている点である。上部タンク４８は、碍管１６″の上端
部に固定された上部板１９″上に固定されており、上部
タンク４８の上部には放圧装置４９が設けられている。

第３図において５０は、二次コイル４６の外側を覆うシ
ールドケース５１に一端が固定され、他端が下部タンク
１１″の底部に固定されて図示しない他の固定手段とと
もに二次コイル４６を所定位置に保持する管状の支柱で
ある。この支柱５０の内部には二次コイル４６から導出
された引出導体６０…が挿入され、各引出導体６０…は
下部タンク１１′の周壁部を貫通するように設けられた
ブッシング６１…の一端にそれぞれ接続されている。第
２図の実施例では、ラッパ状の絶縁筒２９′を上に向か
うに従って径が小さくなる向きで碍管１６′内に設けた
が、本実施例においては逆に絶縁筒２９″は上に向かう
に従って径が大きくなる向きで取り付けられている。

本実施例においても、上部タンク４８、下部タンク１
１″及び碍管１６″内に形成された高圧ガス空間３７″
内に高圧絶縁ガスが封入され、低圧ガス空間３６″内に
は大気圧に近い低圧絶縁ガスが封入されている。したが
って碍管１６″が破損しても碍管が破裂することはな
い。

上記実施例では、二次コイル４６の出力をそのまま外部
に引き出す構成を採用しているが、二次コイル４６の出
力を光信号に変換して外部に出力することもできる。な
おその場合には、上部タンク４８内に光信号変換部が収
納配置され、光ファイバからなる光信号ガイド用のガイ
ドケーブルが支柱５０内に配置される。

［考案の効果］ 本考案によれば、碍管の内部に絶縁筒を設け、この絶縁
筒と碍管との間に低圧ガス空間を形成し、この低圧ガス
空間内に大気圧に近い低圧絶縁ガスを封入しているの
で、碍管が破損しても碍管内の内圧で碍管が破裂した
り、破片が飛散するといった事故の発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案をコンデンサ形計器用変圧器に適用した
場合の一実施例の概略縦断面図であり、第２図は他の計
器用変圧器に本考案を適用した他の実施例の概略縦断面
図であり、第３図は倒立形変流器に本考案を適用した更
に他の実施例の部分概略断面図であり、第４図は従来の
計器用変成器の一例を示す概略縦断面図である。 １１，１１′，１１″……下部タンク、１２，１２′，
１２″……変成装置、１３，１３′，１３″……下部
板、１６，１６′，１６″……碍管、１９，１９′，１
９″……上部板、２０……上部カバー、２４……コンデ
ンサ素子、２５……下部カバー、２９，２９′，２９″
……絶縁筒、３３……分圧用ブッシング、３６，３
６′，３６″……低圧ガス空間、３７，３７′，３７″
……高圧ガス空間、３８……変成装置部ガス空間、４
０，４５，４９……放圧装置、４４……コンデンサコー
ン、４８……上部タンク、５０……支柱。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】変成装置が収納されたタンク内及び該タン
   クに連結された碍管内に絶縁ガスを封入して内部に配置
   された部材をガス絶縁してなるガス絶縁計器用変成器に
   おいて、 前記碍管との間に密閉された低圧ガス空間を形成するよ
   うに前記碍管内に絶縁筒を配置し、 前記絶縁筒内を高圧絶縁ガスでガス絶縁し且つ前記低圧
   ガス空間内に大気圧に近い低圧絶縁ガスを封入したこと
   を特徴とするガス絶縁計器用変成器。
2. 【請求項２】前記絶縁筒と前記タンクとは連通状態に構
   成され、前記絶縁筒の外周面上にはコンデンサコーンが
   巻装されている実用新案登録請求の範囲第１項に記載の
   ガス絶縁計器用変成器。
3. 【請求項３】前記タンクが前記碍管の上部に位置する実
   用新案登録請求の範囲第２項に記載のガス絶縁計器用変
   成器。