JPH07130561A - ガス絶縁計器用変圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ガス絶縁計器用変圧器の電界緩和用シールドを
改良して変圧器の小形軽量化を図る。 【構成】変圧器本体１２の１次コイル１６の外周を取り
囲むように高圧シールド１７を設け、高圧シールド１７
の側方に低圧シールド１８，１９を設ける。高圧シール
ド１７は、１次コイル１６を囲むようにほぼ環状に形成
された樹脂成形部１７Ａと、樹脂成形部１７Ａの内面を
覆うように形成された導電層１７Ｂとにより構成する。
低圧シールド１８，１９は、板状の樹脂成形部１８Ａ，
１９Ａと、樹脂成形部１８Ａ，１９Ａの内面を覆うよう
に形成された導電層１８Ｂ，１９Ｂとにより構成し、樹
脂成形部１８Ａ，１９Ａの外面を１次コイル１６側に向
けた状態で配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電力設備において高電
圧を測定するために用いるガス絶縁計器用変圧器の電界
緩和シールドの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、ガス絶縁計器用変圧器
（ガスＶＴ）は、鉄心に巻装された２次コイルと、該２
次コイルの外側に同心的に巻回された１次コイル（高圧
コイル）と、電界緩和用シールドとを備えた変圧器本体
を絶縁ガス（通常はＳＦ₆ ガス）が封入された金属容器
内に収納した構造を有する。電界緩和用シールドとして
は、１次コイルの外周を囲むように配置された高圧シー
ルドと、鉄心を１次コイル及び高圧シールドから遮蔽す
る低圧シールドとが設けられる。

【０００３】図３（Ａ），（Ｂ）は従来のガス絶縁計器
用変圧器で用いられていた高圧シールド１の一部を示し
たもので、この高圧シールドは、１次コイル（図示せ
ず。）の外周を取り囲むように環状に形成され、その外
面の電界を緩和するようにほぼＣ字状に湾曲した断面形
状を有している。図３（Ａ）に示した高圧シールド１は
全体が金属板からなり、同図（Ｂ）に示した高圧シール
ド１は、樹脂成形部１０１と、該樹脂成形部１０１の外
面を覆うように形成された導電層１０２とからなってい
る。

【０００４】なお高圧シールドは、１ターンを形成しな
いように、その一部が電気的に切り離されている。

【０００５】低圧シールドは板状に形成されるが、従来
の計器用変圧器ではこの低圧シールドも高圧シールドと
同様に、金属板により構成されるか、または樹脂成形部
とその内面（１次コイル側の面）を覆うように形成され
た導電層とにより構成されていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図３（Ａ）に示したよ
うに、高圧シールド及び低圧シールドを金属板により形
成する場合には、シールド全体を可能な限り小形に構成
してしかも電界の緩和を図るためにシールドの各部の曲
率を微妙に変化させる必要があるため、加工が非常に面
倒でコストが高くなるのを避けられなかった。

【０００７】また図３に示したシールドにおいては、電
界面が金属であるため、絶縁ガスと金属の表面の粗さ及
び曲率の精度により絶縁破壊値が決まり、絶縁破壊値を
所定の大きさにするためにシールドの寸法が規制される
ため、シールドの縮小化を図ることが困難であった。

【０００８】更にシールド全体を金属により構成した場
合には、その重量が重くなるという問題もあった。

【０００９】また図３（Ｂ）に示したように、樹脂成形
部の外面に導電層を形成する場合には、シールド全体を
金属で形成した場合と同様に、その外表面の粗さや曲率
により絶縁破壊値が決まるが、導電層は蒸着、メタリコ
ン或いは導電塗料の塗布等により形成され、その表面の
粗さ及び曲率の精度を出すことが困難であるため、絶縁
破壊値を高くすることが困難であった。

【００１０】本発明の目的は、電界緩和用シールドの縮
小化と軽量化とを図って、しかも絶縁破壊値を高めるこ
とができるようにしたガス絶縁計器用変圧器を提供する
ことにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、鉄心に巻装さ
れた２次コイルと、該２次コイルの外側に同心的に巻回
された１次コイルとを備えた変圧器本体を絶縁ガスが封
入された金属容器内に収納してなるガス絶縁計器用変圧
器に係わるものである。

【００１２】本発明は、１次コイルを外側から囲むよう
に形成されて内面が平滑に形成された樹脂成形部と、該
樹脂成形部の内面を覆うように形成された導電層とを備
えた高圧シールドを１次コイルの外側に配置したことを
特徴とする。

【００１３】本発明においてはまた、平滑に形成された
内面を有する板状の樹脂成形部と該樹脂成形部の内面を
覆うように形成された導電層とからなっていて、樹脂成
形部の外面を１次コイル側に向けた状態で配置された低
圧シールドを設けて、該低圧シールドにより鉄心を１次
コイル及び高圧シールドから遮蔽するのが好ましい。電
界の不平等率を小さくして絶縁破壊値を高めるために
は、上記樹脂成形部を、比誘電率が２〜７の絶縁樹脂に
より形成するのが好ましい。

【００１４】上記のように樹脂成形部と導電層とにより
シールドを形成すると、各シールドの樹脂成形部の厚み
を調整することにより、電界の不平等率を小さくして電
界分布を理想に近付けることができる。この場合、樹脂
成形部の各部の厚さは不均一になる。

【００１５】本発明においても、上記導電層が１ターン
を構成しないように設けられるのは当然である。

【００１６】上記導電層は、金属薄膜の蒸着、化学メッ
キ、メタリコン、導電塗料の塗布等の適宜の方法により
形成する。

【００１７】

【作用】上記のように、１次コイルを囲むように形成さ
れた樹脂成形部とその内面を覆うように形成された導電
層とにより高圧シールドを構成すると、樹脂成形部の内
面は成形時に型により十分に平滑に形成されるため、導
電層の電界面（高電界側の面）の表面粗さ及び曲率の精
度を十分に高くして、絶縁破壊値を高くすることができ
る。同様に、外面を１次コイル側に向けた板状の樹脂成
形部と平滑に形成された該樹脂成形部の内面を覆う導電
層とにより低圧シールドを構成すると、低圧シールドの
導電層の電界面を十分平滑にして絶縁破壊値を高めるこ
とができる。

【００１８】また上記のように構成すると、導電層の電
界面が直接絶縁ガスに触れることがないため、絶縁破壊
前に生じる部分放電が樹脂層により抑制される。従っ
て、絶縁距離を従来と同一とすれば、シールドの曲率を
従来よりも小さくしてシールドの縮小化を図ることがで
きる。またシールドの各部の曲率を従来と同一とすれ
ば、絶縁距離を小さくしてガス絶縁計器用変圧器全体の
縮小化を図ることができる。

【００１９】また上記のように、樹脂成形部と導電層と
によりシールドを構成すると、樹脂成形部の厚みを調整
することにより、シールドの表面の電界をコントロール
できるため、電界の不平等率を小さくして電界分布を理
想に近付けることができる。

【００２０】

【実施例】図１は本発明の実施例を示したもので、同図
において１１はＳＦ₆ ガスが所定の圧力で封入された金
属容器、１２は容器１１内に収納された変圧器本体であ
る。図示の金属容器１１は、釣り鐘形に形成された容器
本体１１Ａと、該容器本体の下端の開口部を気密に閉じ
る底板１１Ｂと、容器本体の上端に設けられた開口部を
気密に閉じるように取り付けられた絶縁スペーサ１１Ｃ
とからなっている。容器本体１１Ａの側面には、２次端
子引出用開口部１１Ｄが設けられていて、この開口部を
閉じるように２次端子台１３が取り付けられている。

【００２１】変圧器本体１２は、矩形状の鉄心１４と、
鉄心１４の上部に巻装された２次コイル１５と、２次コ
イル１５の外側に該２次コイルと同心的に巻回された１
次コイル１６とを備え、１次コイル１６の外周を取り囲
むように高圧シールド１７が配置されている。また高圧
シールドの側方には、２次コイルの軸線方向の両端側で
それぞれ鉄心１４に近接配置された低圧シールド１８，
１８と、鉄心１４の下部継鉄部に近接配置されて高圧シ
ールド１７の外周に対向させられた低圧シールド１９と
が設けられ、これらの低圧シールドにより鉄心１４が１
次コイル１６及び高圧シールド１７から遮蔽されてい
る。

【００２２】高圧シールド１７は、図２（Ａ）に示した
ように、１次コイル１６を外側から囲むようにほぼ環状
に形成された樹脂成形部１７Ａと、該樹脂成形部の内面
を覆うように形成された導電層１７Ｂとからなってい
て、１次コイル１６の外側に該１次コイルと同心的に配
置されている。この高圧シールド１７は従来のものと同
様にほぼＣ字状の断面形状を有し、導電層１７Ｂは１タ
ーンを構成しないようにその一部が電気的に切り離され
た状態で設けられている。高圧シールド１７の樹脂成形
部１７Ａは金型内に樹脂を流し込むことにより成形する
が、その際に金型の成形面を十分に平滑にして、樹脂成
形部１７Ａの内面及び外面を平滑にしておく。導電層１
７Ｂは、樹脂成形部１７Ａの内面に蒸着、化学メッキ、
メタリコン或いは導電塗料の塗布等を施すことにより形
成される。

【００２３】高圧シールド１７の導電層１７Ｂの電位は
１次コイル１６の高圧側端子の電位に固定されている。
１次コイル１６の高圧側端子は、高圧シールド１７を貫
通させて設けられた接続導体２０により、絶縁スペーサ
１１Ｃに設けられた端子導体２１に接続されている。接
続導体２０は、高圧シールド１７と端子導体２１との間
に跨がって設けられた筒状の接続シールド２２内に配置
されている。この接続シールド２２も、円筒状の樹脂成
形部と、該樹脂成形部の内面を覆うように形成された導
電層とにより構成され、その導電層の電位は１次コイル
１６の高圧側端子の電位に固定されている。

【００２４】低圧シールド１８及び１９は、図２（Ｂ）
にその一部を示したように、周辺部が湾曲した形状を有
して内面及び外面が十分に平滑に形成された板状の樹脂
成形部１８Ａ，１９Ａと、樹脂成形部１８Ａ，１９Ａの
内面を覆うように形成された導電層１８Ｂ，１９Ｂとか
らなっていて、これらの低圧シールドはそれぞれの樹脂
成形部１８Ａ，１９Ａの外面を１次コイル１６及び高圧
シールド１７側に向け、導電層１８Ｂ，１９Ｂを鉄心１
４側に向けた状態で配置されている。これら低圧シール
ドの導電層も、高圧シールドの導電層と同様に、蒸着、
化学メッキ、メタリコン或いは導電塗料の塗布等により
形成される。低圧シールドの導電層の電位は、鉄心１４
の電位に固定されている。

【００２５】２次コイル１５から引き出された口出線
は、端子台１３に設けられた２次端子２３に接続されて
いる。

【００２６】上記のように、樹脂成形部とその内面を覆
うように形成された導電層とにより高圧シールド及び低
圧シールドを構成すると、両シールドを金属により形成
する場合に比べてシールドの軽量化を図ることができ
る。

【００２７】また樹脂成形部の内面を平滑に形成し、そ
の曲率の精度を高めることは容易であるため、該樹脂成
形部の内面に導電層を形成すると導電層の電界面（シー
ルドの表面で電界が加わる面）の表面粗さ及び曲率の精
度を高めて絶縁破壊値を高くすることができる。

【００２８】また上記実施例のように構成すると、導電
層の電界面が樹脂層を介して電界に触れるため、絶縁破
壊前に生じる部分放電を樹脂層により抑制することがで
きる。

【００２９】上記のように樹脂成形部とその内面を覆う
ように形成した導電層とによりシールドを構成した場
合、樹脂成形部の比誘電率が大きすぎると電界の不平等
率が大きくなり、絶縁破壊値が低下する。そのため高圧
シールド及び低圧シールドの樹脂成形部は、比誘電率が
２〜７の絶縁樹脂（例えば、ＦＲＰやポリエステル）に
より形成するのが好ましい。

【００３０】また上記実施例のように、樹脂成形部と導
電層とによりシールドを構成すると、樹脂成形部の厚み
を変化させることにより、シールドの表面の電界をコン
トロールすることができるため、樹脂成形部の各部の厚
みを適宜に調整することにより電界の不平等率を小さく
して電界分布を理想に近付けることができる。このよう
に、樹脂成形部の各部の厚みにより電界分布を調整した
場合には、樹脂成形部の各部の厚みが不均一になる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載した発明
によれば、１次コイルを囲むように形成された樹脂成形
部とその内面を覆うように形成された導電層とにより高
圧シールドを構成したので、導電層の電界面の表面粗さ
及び曲率の精度を十分に高くして、絶縁破壊値を高くす
ることができる。また本発明によれば、導電層の電界面
を樹脂層を介してガスに接触させるため、絶縁破壊前に
生じる部分放電を樹脂層により抑制することができる。
従って、絶縁距離を従来と同一とすれば、シールドの曲
率を従来よりも小さくしてシールドの縮小化を図ること
ができ、またシールドの各部の曲率を従来と同一とすれ
ば、絶縁距離を小さくしてガス絶縁計器用変圧器全体の
縮小化を図ることができる利点がある。

【００３２】更に請求項２に記載した発明によれば、低
圧シールドを高圧シールドと同様に樹脂成形部と該樹脂
成形部の内面を覆う導電層とにより構成したので、高圧
シールド及び低圧シールド双方の表面の電界の不平等率
を小さくして、計器用変圧器のより一層の縮小化を図る
ことができる。

【００３３】また請求項３に記載した発明によれば、樹
脂成形部を比誘電率が２〜７の樹脂により構成したこと
により、シールドの表面の電界の不平等率が大きくなる
のを防ぐことができるため、変圧器の絶縁破壊値を高め
ることができる。

【００３４】更に請求項４に記載した発明によれば、樹
脂成形部の厚みを調整することにより、シールドの表面
の電界をコントロールするようにしたため、電界の不平
等率を小さくして電界分布を理想に近付けることができ
る利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示した縦断面図である。

【図２】（Ａ）は図１の実施例で用いる高圧シールドの
一部を示した斜視図である。（Ｂ）は図１の実施例で用
いる低圧シールドの一部を示した断面図である。

【図３】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ従来のガス絶縁計
器用変圧器で用いられていた高圧シールドの異なる例の
一部分を示した斜視図である。

【符号の説明】

１１ 金属容器 １２ 変圧器本体 １３ 端子台 １４ 鉄心 １５ ２次コイル １６ １次コイル １７ 高圧シールド １８ 低圧シールド １９ 低圧シールド

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄心に巻装された２次コイルと、該２次
   コイルの外側に同心的に巻回された１次コイルとを備え
   た変圧器本体を絶縁ガスが封入された金属容器内に収納
   してなるガス絶縁計器用変圧器において、 前記１次コイルを外側から囲むように形成されて内面が
   平滑に形成された樹脂成形部と、該樹脂成形部の内面を
   覆うように形成された導電層とを備えた高圧シールドが
   １次コイルの外側に配置されていることを特徴とするガ
   ス絶縁計器用変圧器。
2. 【請求項２】 平滑に形成された内面を有する板状の樹
   脂成形部と該樹脂成形部の内面を覆うように形成された
   導電層とからなっていて、樹脂成形部の外面を前記１次
   コイル側に向けた状態で前記鉄心を１次コイル及び高圧
   シールドから遮蔽するように配置された低圧シールドを
   更に備えている請求項１に記載のガス絶縁計器用変圧
   器。
3. 【請求項３】 前記樹脂成形部は比誘電率が２〜７の絶
   縁樹脂からなっている請求項１または２に記載のガス絶
   縁計器用変圧器。
4. 【請求項４】 前記各シールドの外側の電界分布を緩和
   するように前記樹脂成形部の各部の厚みが調整されて、
   該樹脂成形部の各部の厚さが不均一になっている請求項
   １，２または３のいずれか１つに記載のガス絶縁計器用
   変圧器。