JPH0636568Y2 - ガス絶縁変流器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はSF₆ガス等の絶縁性ガスを絶縁媒体として用い
るガス絶縁変流器に関するものである。

［従来の技術］ ガス変流器は、SF₆ガスのごとき絶縁性のガスを封入し
た容器内に１次側エレメントと２次側エレメントとから
なる変流器本体を収納した構造を有する。第５図はガス
絶縁開閉器等のガス絶縁機器に用いられているガス絶縁
変流器の構造を示したもので、同図において１は金属製
の容器、２は容器１内に収納された変流器本体、３は容
器１の開口部のフランジに取付けられて該容器の開口部
を気密に閉じる絶縁スペーサであり、容器１内にはSF₆
ガスが所定の圧力で封入されている。

変流器本体２は１次側エレメント2A及び２次側エレメン
ト2Bからなり、１次側エレメント2Aは、リング状に巻か
れた１次コイル201と、該１次コイルを覆うモールド絶
縁層202と、絶縁層202の外面を覆うように設けられた電
界緩和用シールド203とからなっている。シールド203が
１ターンを形成しないようにするため、絶縁層202及び
シールド203は互いに180度離れた２か所で分断され、両
者の分断された部分にギャップＧが形成されている。絶
縁層202の両端には１次コイル201の両端に接続された端
子金具204_K及び204_Lが設けられ、これらの端子金具がそ
れぞれ絶縁スペーサ３の貫通導体301及び302に接続され
ている。

２次側エレメント2Bは鋼帯を１次コイル201と鎖交する
ように１次側エレメント2Aの内側を通して巻回すること
により形成した環状の巻き鉄心205と、該鉄心の外周に
トロイダル状に巻回された２次コイル206と、２次コイ
ル206を覆うように形成された絶縁モールド部207と、該
モールド部の外周を覆うように形成された電界緩和用シ
ールド208とからなる。２次コイル206を巻回する際には
第６図に示したように巻き鉄心205に公知のトロイダル
巻線機の回転ヘッドＨを取付け、該回転ヘッドＨを回転
させながら２次コイル206を巻回する。

上記２次側エレメント2Bは１次側エレメント2Aと交差す
るように位置決めされて適宜の手段により容器１に対し
て固定されている。２次コイル206の両端からはリード
線209,210が導出され、これらのリード線は容器１の側
壁を気密に貫通させて設けられた２次端子4a,4bに接続
されている。

上記の変流器の容器１は絶縁スペーサ３を介して例えば
ガス絶縁開閉装置の容器に設けられた管台のフランジに
接続され、絶縁スペーサ３の貫通導体301及び302がそれ
ぞれ変流器の電源側１次端子Ｋ及び負荷側１次端子Ｌと
してガス絶縁開閉装置の所定の充電部に接続される。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記従来の変流器においては、２次コイル206を巻回す
る際に、鉄心205にトロイダル巻線機のヘッドＨを取付
ける必要があるため、該ヘッドＨを取付ける為のスペー
スを確保しておく必要があり、その分だけ鉄心205が大
形になるという問題があった。

また１次側エレメントと２次側エレメントとを鎖交させ
て配置するため、２次側エレメントの軸線方向の両側に
１次側エレメントがはみだした形になり、鉄心205が大
形になることと相俟って変流器全体が大形化するという
問題があった。

更に、従来の変流器では１次側エレメントと２次側エレ
メントとの間の距離を厳密に調整して両者をそれぞれ個
別に位置決め固定する必要があるため、容器内での変流
器の固定構造が複雑になる上に、両エレメント間の距離
が狂わないように管理する必要があるという問題があっ
た。

また従来の変流器では、１次コイルを覆う絶縁層がモー
ルド材からなっていて、該絶縁層の比誘電率と絶縁ガス
の比誘電率との差が大きかったため、該絶縁層と高圧側
の部材との間にガスギャップがあると、該ギャップの部
分で電界の集中が生じ、その部分が絶縁の弱点になると
いう問題があった。

本考案の目的は、１次側エレメント及び２次側エレメン
ト相互間の距離の調整管理を不要にし、両エレメントの
固定構造を簡単にするとともに全体の小形化を図り、か
つ電界が集中して絶縁の弱点になる部分が生じるのを防
止したガス絶縁変流器を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本考案のガス絶縁変流器においては、鉄心として積層鉄
心を用い、該積層鉄心の１つの脚部に２次コイルを巻装
して２次側エレメントを構成する。またリング状に巻か
れた１次コイルを主絶縁層で覆って１次側エレメントを
構成し、該１次側エレメントを２次側エレメントの外側
に嵌装する。そして本考案においては前記主絶縁層の内
部全体に微小空隙を分散させた構造とし、該主絶縁層の
比誘電率をガス空間の比誘電率に近付けるようにした。

［考案の作用］ 上記のように、積層鉄心を用いてこの積層鉄心の１つの
脚部に２次側エレメントを巻装し、該２次側エレメント
の外側に１次側エレメントを嵌装するようにすると、１
次側エレメントと２次側エレメントとの間の距離が自ず
から定まるため、両者間の距離の調整及び管理を不要に
することができる。また１次側エレメント及び２次側エ
レメントが鉄心に位置決め固定されるため、両エレメン
トを個別に位置決め固定する必要がない。そのため鉄心
を容器に固定するだけで変流器本体を強固に固定するこ
とができ、容器内における変流器本体の固定構造を簡単
にすることができる。

更に上記のように１次コイルを覆う主絶縁層内に微小空
隙を分散させると該主絶縁層の比誘電率と絶縁ガスの比
誘電率との差を小さくすることができるため、主絶縁層
と高圧側に位置する部材との間にガスキャップが存在す
る場合でも該ギャップに電界が集中して絶縁の弱点が生
じるのを防止することができる。

［実施例］ 以下添付図面を参照して本考案の実施例を説明する。

第１図及び第２図は本考案の実施例を示したもので、こ
れらの図においては、変流器本体を収納する容器及び該
容器の開口部を閉じる絶縁スペーサの図示を省略してあ
る。

第１図及び第２図において10は矩形状に打抜いた鋼板の
積層体を組合せて構成した額縁状の積層鉄心で、この鉄
心は脚部10a及び10bと継鉄部10c,10dとからなってい
る。この積層鉄心10の一方の脚部（図示の例では上側の
脚部）10aはその断面形状を円形に近付けてコイルの占
積率を向上させるために、公知の手法に従って幅の異な
る鋼板を所定の枚数ずつ多段積みした構造を有してい
る。

積層鉄心10の脚部10aには巻枠11に巻回された２次コイ
ル12が嵌装され、２次コイル12の外周には絶縁筒13が嵌
合されている。２次コイル12は、巻枠11に予め巻回さ
れ、積層鉄心10の脚部10aを継鉄部10c,10dと結合する前
に該脚部10aに嵌装される。

上記積層鉄心10と２次コイル12と絶縁筒13とにより２次
側エレメント14が構成され、この２次側エレメントの絶
縁筒13の外周には、１次コイル16と該１次コイルを覆う
主絶縁層17とを有する１次側エレメント15が嵌装されて
いる。

１次コイル16は、第２図に示すように断面矩形状の１次
導体16aを絶縁層16bで絶縁被覆したコイル導体を数ター
ン巻回して構成される。１次コイル16の具体的構成の一
例を第４図（Ａ）及び（Ｂ）を用いて説明する。第４図
（Ａ）は１次コイル16の概略斜視図であり、第４図
（Ｂ）は巻回態様を示す説明図である。本実施例では、
転位部分Ｘで相互に接続される第１の巻回層16Aと第２
の巻回層16Bとを軸線方向に並設して構成される。第１
及び第２の巻回層16A及び16Bは共に３ターン巻回されて
構成されているため、結果として１次コイル16は６ター
ン巻回されて構成されることになる。なお第２図に示す
ように第１の巻回層16Aと第２の巻回層16Bとの間にはポ
リプロシート等からなる絶縁板16cが配設されている。

１次コイル16の両端直線部分16_K及び16_Lがそれぞれ電源
側１次端子Ｋ及び負荷側１次端子Ｌに接続される。１次
コイル16の軸線方向の両端面、即ち第１の巻回層16Aと
第２の巻回層16Bの積層端面には該１次コイルの角部に
丸みを付けるための環状スペーサ18,18が当接され、こ
れらのスペーサと１次コイル16とを一括して覆うように
シールド用導電層19が形成されている。この導電層19は
例えばカーボンクレープテープやアルミ箔等の導電性フ
ィルムを巻きつけることにより形成するか、または銀塗
料等の導電塗料を塗布することにより形成される。導電
層19が１ターンを形成するのを防止するため、第３図に
示したように、導電層19の途中１か所（第１図のＡ部）
を分断して分断部分19aの両端部を絶縁性のスペーサ20
を介してラップさせる構造を採用している。上記導電層
19の電位は１次コイル16の電源側端子Ｋまたは負荷側端
子Ｌのいずれかに電位固定される。

導電層19の上には１次コイル16を覆うように主絶縁層17
が設けられており、主絶縁層17の外面を覆うようにシー
ルド用導電層21が形成されている。この導電層21は前記
導電層19と同様にして形成され、導電層21の途中１か所
には分断部分21a（第１図のＡ部）が設けられて該分断
部分の端部が絶縁性のスペーサ22を介してラップされて
いる。この導電層21の電位は接地電位に固定される。

１次コイル16を覆う主絶縁層17は上記導電層19の上に不
織布付き絶縁フィルムテープを巻回することにより形成
される。ここで不織布付き絶縁フィルムは、絶縁フィル
ムに絶縁性の不織布を重ねて接着した構造を有するもの
で、この様なテープとしては例えばポリエステルフィル
ムにポリエステル不織布を接着した構造のテープを用い
るのが適当である。不織布はポリエステルのごとき絶縁
材料を紙のようにすいて形成するため、多数の微細な空
隙を有している。従って上記のように不織布付き絶縁フ
ィルムテープを巻回することにより主絶縁層17を形成す
ると、該主絶縁層内に多数の微小空隙が分散した形にな
る。

１次コイルの両端部から直線部分16_K及び16_Lを立ち上ら
せる立上り部の絶縁を強化するため、該立上り部を覆う
主絶縁層17の厚さが特に厚く設定されて断面円形の立上
り絶縁部17aが形成され、該立上り絶縁部の外周に導電
層21に電気的に接続されたシールドリング23が取付けら
れている。主絶縁層17の立上り絶縁部17aの先端部に
は、先端に向って次第に径が細くなる向きのテーパが付
けられ、これにより立上り絶縁部17aの先端部の沿面距
離ｌの増大と電界の緩和とが図られている。

絶縁ガスは、立上り絶縁部17aのテーパが付いた部分及
び導電層21が導電性フィルムの巻き付けによって形成さ
れる場合にはフィルムの重合部分から、主絶縁層17内に
浸透する。例えば、主絶縁層17をポリエステルフィルム
にポリエステル不織布を接着した構造の不織布付き絶縁
フィルムテープを用いて形成した場合、ポリエステル自
体の比誘電率は3.4であるが、上記のように微小空隙を
分散させた構造の主絶縁層17を形成すると、該主絶縁層
17の比誘電率は平均1.3程度になり、SF₆ガスの比誘電率
（1.0）に近くなる。従って主絶縁層17の比誘電率と絶
縁ガスの比誘電率との差が僅かになり、主絶縁層17と高
圧側に位置する導電層21との間にガスギャップが存在す
る場合でも該ギャップの部分に電界の集中が生じるのを
防ぐことができ、主絶縁層17の絶縁耐力の低下を防止で
きる。

尚不織布付き絶縁フィルムテープに代えて、エンボス加
工が施された絶縁フィルムテープを用いて主絶縁層17を
形成しても良い。エンボス加工は、絶縁フィルムを型に
押し当てて該フィルムに凹凸を形成する加工であり、こ
の様な加工が施された絶縁フィルムはその表面に多数の
凹凸を有している。従ってエンボス加工が施された絶縁
フィルムを用いて主絶縁層17を形成すると該主絶縁層内
に微小空隙を分散させることができる。

また絶縁不織布のみで充分な機械的強度が得られる場合
には該不織布のみで絶縁層17を形成してもよい。

１次コイル16及び導電層21で覆われた主絶縁層17を備え
た上記１次側エレメント15は、２次コイル12に嵌合され
た絶縁筒13の外周に密接して嵌合され、１次コイル16が
主絶縁層17を介して該絶縁筒13により支えられる１次コ
イル16及び２次コイル12は、枠体24によって固定されて
いる。このようにして構成された変流器本体は、SF₆ガ
ス等の絶縁ガスが封入される図示しない容器内に収納さ
れ、枠体24が該容器に対して固定される。

上記変流器本体が容器内に収納された状態では、主絶縁
層17を構成する絶縁フィルム間に絶縁ガスが浸透し、絶
縁フィルムと絶縁ガスとの双方により１次コイルが復号
絶縁される。

上記のように、本考案においては、１次コイル及び２次
コイルが積層鉄心の脚部に同心的に嵌装されるため、両
コイルを交差させて配置していた従来の変流器のように
１次コイルが２次コイルの両側に大きく突出することが
なく、全体を小形に構成することができる。また鉄心と
して積層鉄心を用いるため、その脚部に２次コイル及び
１次側エレメントを嵌装してから鉄心を組立てることが
でき、鉄心を形成した後にトロイダル巻線機を使って２
次コイルを巻回していた従来の変流器に比べて組立てを
大幅に簡単にすることができる。

上記の実施例のように、絶縁フィルムを用いて１次コイ
ルを覆う主絶縁層17を形成すると、１次コイルと２次コ
イルとを絶縁層17を介して近接配置することができるた
め１次コイルの径を小さくすることができる。また１次
コイルをモールドする作業を行う必要がないため、製造
を簡単にすることができ、製作期間の短縮とコストの低
減とを図ることができる。

また上記のようにシールド用導電層を形成すると、特殊
な形のシールド用ケースを製作する必要がないため、従
来シールド用ケースを製作するために必要とした金型を
省略することができ、コストの低減を図ることができ
る。

［考案の効果］ 以上のように、本考案によれば、積層鉄心を用いてこの
積層鉄心の１つの脚部に２次側エレメントを巻装し、該
２次側エレメントの外側に１次側エレメントを嵌装した
ので、１次側エレメントと２次側エレメントとの間の距
離の調整及び管理を不要にすることができる。また１次
側エレメント及び２次側エレメントが鉄心に位置決め固
定されるため、両エレメントを個別に位置決め固定する
必要がなく、容器内における変流器本体の固定構造を簡
単にすることができる。更に１次コイルを覆う主絶縁層
内に微小空隙を分散させたので主絶縁層の比誘電率と絶
縁ガスの比誘電率との差を小さくすることができ、主絶
縁層と高圧側の部材との間にガスギャップが存在する場
合の該ギャップに電界が集中して絶縁の弱点が生じるの
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す正面縦断面図、第２図は
同実施例の半部を断面して示した側面図、第３図は第１
図のＡ部拡大断面図、第４図（Ａ）は１次コイルの概略
斜視図、第４図（Ｂ）は１次コイルの巻回態様を示す説
明図、第５図は従来のガス絶縁変流器を示す断面図、第
６図は従来のガス絶縁変流器の２次コイルを巻回する際
の状態を示した斜視図である。 10……積層鉄心、11……巻枠、12……２次コイル、13…
…絶縁筒、14……２次側エレメント、15……１次側エレ
メント、16……１次コイル、17……主絶縁層、19,21…
…導電層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 芦田 二郎 京都府京都市右京区梅津高畝町47番地 日 新電機株式会社内 (72)考案者 斉藤 宗敬 京都府京都市右京区梅津高畝町47番地 日 新電機株式会社内

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】１次側エレメントと２次側エレメントとか
   らなる変流器本体を絶縁ガスが封入された容器内に収納
   してなるガス絶縁変流器において、 前記２次側エレメントは積層鉄心と該積層鉄心の１つの
   脚部に巻装された２次コイルとを有し、 前記１次側エレメントはリング状に巻回された１次コイ
   ルと該１次コイルを覆う主絶縁層とを有していて前記２
   次コイルの外側に嵌装され、 前記主絶縁層はその内部全体に微小空隙を分散させた構
   造を有していることを特徴とするガス絶縁変流器。
2. 【請求項２】前記主絶縁層は絶縁フィルムと絶縁性不織
   布とを混在させた構造を有していることを特徴とする実
   用新案登録請求の範囲第１項に記載のガス絶縁変流器。
3. 【請求項３】前記主絶縁層はエンボス加工が施された絶
   縁フィルムからなっていることを特徴とする実用新案登
   録請求の範囲第１項に記載のガス絶縁変流器。