JPH0646610B2 - ガス絶縁変圧器 - Google Patents

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、ＳＦ６ガスなどの絶縁性ガスを封入したタン
ク内に巻線を収納して成るガス絶縁変圧器に関する。

（従来の技術） ガス絶縁変圧器は、不燃性であり、防災、防爆の観点で
優れているため、地下変電所などにおいて、油入変圧器
に代わって用いられている。最近では、ガス絶縁変圧器
の長所に鑑み、より高電圧・大容量変圧器への適用が検
討されており、特に占積率が良く、小型化できる特徴を
有する箔巻変圧器への適用が検討されている。

この様なガス絶縁変圧器を箔巻変圧器に適用した一例
を、第３図に示す。

第３図においては、鉄心１に金属シート２と絶縁シート
３を重ねて巻回して低圧側巻線４と高圧側巻線５が形成
され、これら巻線４，５は、絶縁筒６によってヨーク鉄
心７などの接地物に対し絶縁状態で支持され、絶縁媒体
８を封入されたタンク９内に収納されている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記のような箔巻変圧器は、薄い金属シート
２と絶縁シート３を重ねて巻回することにより、低圧側
巻線４と高圧側巻線５が形成されているため、鉄心窓内
の巻線占積率が高くなる反面、次のような欠点を有して
いる。

即ち、数ＫＶ、数１０００ＫＶＡ程度の箔巻変圧器で
は、変圧器中身の巻線の半径が小さく、スタック高さが
低いことから、巻線の重量が軽いため、その自重を特に
別部材で支持しなくても、第３図に示すように、絶縁筒
６に金属シート２と絶縁シート３を重ねて巻いた際の巻
き付け力によって、十分に巻線の荷重を支えることがで
きる。従って、その周囲に金属シート２と絶縁シート３
が巻回される絶縁筒６を、鉄心クランプもしくは鉄心ク
ランプに固定されたシールド１０に固定することによっ
て巻線を支持することができる。しかしながら、より高
電圧・大容量の箔巻変圧器になると、巻線の自重が大幅
に増加するので、絶縁筒６への巻線の巻き付け力だけで
は巻線を支えきれなくなり、巻線の変歪及び落下などを
来す恐れがある。そこで、第４図に示すように、低圧巻
線４及び高圧巻線５を、鉄心クランプ及びシールド１０
に対して、支持絶縁物１１によって絶縁状態で支持する
必要がある。このように支持絶縁物１１を配設して巻線
を支持しようとした場合、巻線を完全に支えるために
は、巻線の半径方向全面を支持しなければならない。

一方、巻線の端部には、巻線端部に発生する電界を緩和
するために静電シールド１２，１３が取り付けられてい
る。この静電シールド１２，１３のうち、巻線の高圧線
路端側に設ける高圧側静電シールド１２の取り付けは、
巻線巻回後に取り付けることができるので比較的容易で
あり、また巻線とタンク９との絶縁距離の確保も必要距
離を得易い。これに対し、巻線の中性点側に設けられる
中性点側静電シールド１３は、静電シールド１３の径を
大きくすると、リアクタンスギャップ１４の主間隙長ｄ
を大きくせねばならず、また、この静電シールド１３を
取り付けるのも、巻線５を巻回してからでは不可能なた
め、巻線を巻き始める際に予め取り付けなければならな
いが、この取り付け及び固定が困難である。特に、巻線
下部では、巻線の支持絶縁物１１が存在するため、有効
な形状、有効な位置に静電シールド１３を設けるスペー
スを確保することが難しい上に、支持絶縁物１１の比誘
電率が絶縁媒体８の比誘電率より大きいため、支持絶縁
物１１が存在する部分での中性点端部に電界が集中し、
特に絶縁強度の面で弱点となってしまう。

また、低圧側巻線４と高圧側巻線５の間のリアクタンス
ギャップ１４が空隙であるため、この空隙部分で巻線に
がたや緩みが生じ易く、安定性が著しく悪いと共に、短
絡機械力などの機械的強度が劣る欠点もある。これに対
し、機械的強度を高めるために、第５図に示すように、
リアクタンスギャップ１４の主間隙ｄに、その巻線高さ
方向の全面に渡って固体絶縁物１５を配し、機械的強度
を高める方法も考えられるが、この方法によると、巻線
端部の静電シールド１３の部分で、固体絶縁物１５の沿
面１６により、高圧側と低圧側の巻線４，５間が絶縁破
壊に至る危険性が高い。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解決
し、巻線端部、特に高圧側と低圧側の巻線が対向する部
分における巻線端部の絶縁信頼性が高く、簡略で、機械
的強度の優れたガス絶縁変圧器を提供することである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明のガス絶縁変圧器は、低圧側巻線と高圧側巻線と
の間の間隙のうち、巻線高さ方向の中央部については固
体絶縁物を配設し、巻線高さ方向の上下端部については
ガス空間としたことを特徴としている。

（作用） 本発明のガス絶縁変圧器においては、巻線間に固体絶縁
物を配設したことにより、巻線の機械的強度を向上でき
る。また、巻線端部の静電シールド近傍は固体絶縁物を
配設せず、ガス空間としたことにより、最も電界の集中
する部分で固体絶縁物の沿面が形成されないため、絶縁
信頼性を向上できる。

（実施例） 以下に、本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。
なお、第３図乃至第５図に示した従来技術と同一部分に
ついては、同一符号を付し、説明を省略する。

まず、第１図に示すように、本実施例においては、低圧
側巻線４と高圧側巻線５との間のリアクタンスギャップ
１４のうち、巻線の高さ方向の中央部に、巻線の高さ寸
法よりも短い寸法Ｈの固体絶縁物１５を配設し、巻線の
高さ方向の上下端部の静電シールド１３近傍については
ガス空間としている。また、低圧側巻線４と高圧側巻線
５の上下端部は、各巻線毎に個別の支持絶縁物１１ａ，
１１ｂにて支持し、この支持絶縁物１１ａ，１１ｂ間
も、ガス空間としている。

以上のような構成を有する本実施例の作用は次の通りで
ある。

即ち、低圧側巻線４と高圧側巻線５との間の間隙を、固
体絶縁物１５により強固に保持できるため、巻線の機械
力を高めることができる。従って、運転時や輸送時にお
ける機械的強度を向上できると共に、短絡機械力に対し
ても十分に耐え得る構造となる。

また、巻線間の間隙の全体に固体絶縁物を配置した場合
には、巻線端部において固体絶縁物による沿面が形成さ
れ、絶縁破壊に至る危険性があったが、本実施例におい
ては、巻線高さ方向の中央部分にのみ固体絶縁物１５を
配設したため、電界の高くなる巻線端部に、高圧側と低
圧側の巻線をつなぐ沿面が形成されることはない。従っ
て、高圧側と低圧側の巻線端部間の絶縁が、絶縁媒体の
みによる絶縁となるため、絶縁信頼性が大幅に高められ
る。

なお、本発明は、箔巻変圧器に限定されるものではな
く、例えば、第２図に示すように、平角線２０から成る
巻線４′，５′を有し、電界緩和用の静電シールド２
１，２２を巻線の上下に配置するタイプの変圧器にも、
同様に適用可能である。第２図の実施例においては、リ
アクタンスギャップ１４の巻線高さ方向における中央部
を、固体絶縁物１５により保持し、静電シールド２１，
２２間をガス空間として残すことにより、前記実施例と
同様の効果を得られる。

また、固体絶縁物１５の具体的な構成としては、例え
ば、巻線高さより幅の小さい絶縁シートを連続して巻回
する構成や、あるいは、複数個の成型絶縁物を、周方向
に適宜間隙を設けて配置する構成などが考えられる。

［発明の効果］ 以上説明した通り、本発明においては、低圧側巻線と高
圧側巻線との間の間隙のうち、巻線高さ方向の中央部に
ついては固体絶縁物を配設し、巻線上下端部の、静電シ
ールド近傍についてはガス空間とするという簡略な構成
により、巻線端部の絶縁信頼性が高く、優れた機械的強
度を有するようなガス絶縁変圧器を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のガス絶縁変圧器の一実施例を示す断面
図、第２図は本発明の他の実施例を示す断面図、第３図
乃至第５図は従来のガス絶縁変圧器を示す断面図であ
る。 １…鉄心、２…金属シート、３…絶縁シート、４，４′
…低圧側巻線、５，５′…高圧側巻線、６…絶縁筒、７
…ヨーク鉄心、８…絶縁ガス、９…タンク、１０…シー
ルド、１１，１１ａ，１１ｂ…支持絶縁筒、１２，１
３，２１，２２…静電シールド、１４…リアクタンスギ
ャップ、１５…固体絶縁物、１６…沿面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】低圧側巻線と高圧側巻線とを、間に間隙を
   設けて配置し、巻線上下両端部には電界緩和用の静電シ
   ールドを取り付け、絶縁ガスを封入したタンク内に収納
   して成るガス絶縁変圧器において、 前記低圧側巻線と高圧側巻線との間の間隙のうち、巻線
   高さ方向の中央部については固体絶縁物を配設し、巻線
   高さ方向の上下端部についてはガス空間としたことを特
   徴とするガス絶縁変圧器。