JPS596507A - 静止誘導機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は巻線を冷却する冷却媒体（以下冷媒という）と
電気的絶縁性の高い非凝縮性カスとをタンク内に充てん
した蒸発冷却式の静止誘導機器に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

電力需要及び人口の過密化した都市部に大電力を供給す
るには大容量、高電圧の変圧器が要求される。一方、用
地費の高騰、用地取得の困難等のために変圧器等の静止
誘導機器の小型、軽量化。

あるいはタンク内の絶縁材や冷却材の不燃化、また、変
圧器等の低騒音化といった諸要求を満たず新しい変圧器
等の静止誘導機器の開発が望まれている。

このような機器として、例えば変圧器については低温下
における起動時の絶縁性を維持するためにガス状の畠絶
縁材（例えはｓｙ６ガス）をタンク内に混入せしめ、変
圧器巻線部を冷媒（例えばフロンまたはフロロカーボン
等）に浸し、この巻線部等から発生する熱を前記冷媒の
気化時に潜熱として奪う蒸発冷却式のセミプール式ガス
絶縁変圧　　　器が提案されている。

しかして、　　５Ｆ（１等の電気的絶縁ガスは、７０ン
的の冷媒より比重が軽いため冷媒の蒸気と絶縁ガスとは
完全には混合せず分離して存在する傾向１二あり、また
、絶縁ガスが非凝縮性ガスである場合しは冷媒の蒸気と
は熱交換を行なわない。このため、変圧器タンク内は比
重の軽い絶縁ガスがこのタンク内の上層部を占め、冷媒
の蒸気層がこのタンク内の下層部に押釆込まれる状態と
なる。そして変圧器タンク内の冷媒を冷却する熱交換器
（凝縮器）が変圧器の上部もしくは側面に配置され。

巻線コイル部で蒸発（７た冷媒を凝縮させて変圧器の温
度上昇を制御している０ ところで、変圧器タンク内に封入される絶縁ガスは不凝
縮性ガ哀であるため、絶縁ガスと冷媒間または絶縁ガス
と熱交換器間等で熱交換は行なわれない。しかもか＼る
絶縁ガスが変圧器の体積の半分以上を占めるよう１二封
入される゛と、変圧器タンク内で、冷媒の占める体積は
極度に減少し、このため熱交換器を大型化する等して冷
却性能を維持する必やかある。熱交換器が大型化すると
変圧器タンクも大型となり、これ菖二伴って用地問題が
生じ、さらＣ１熱交換器等の配管から騒音も発生しやす
くなる。

〔発明の目的〕

本発明は上記の点審；鑑みて力されたもので、その目的
は、冷却性能の秀れた高電圧、大容訴変圧器特にセミプ
ール式のガス絶縁変圧器等の静止誘導機器を提供するに
ある。

〔発明の概要〕

本発明は、上記の目的を達成するために、タンク内に絶
縁ガスを充填するとともにこのタンク内に巻線を巻回し
た鉄心と冷媒とを収納した冷媒槽を配置し、またタンク
底部の冷媒溜部と前記冷媒槽並びに前記タンク上部との
間をポンプを介して連通し、さらｉ二前記タンク内上部
の配管先端には散布器を設けるとともに前記タンク内に
散布冷媒の流れを生じさせるファンを内蔵した静止誘導
機器であり、さらに、前記タンク底部の冷媒溜部と前記
タンク内上部との間を結ぶ配管途中に熱交換器を設けて
冷媒を過冷却させてタンク内上部の散布器よりガス状又
は雨滴状に散布させるものである０ 〔発明の実施例〕 本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の静止誘導機器であるガス絶縁変圧器の
概略断面図である。図に示されているように、変圧器タ
ンク１内の巻１１１３Ｉ２は鉄心３　に巻回されており
、この巻線２を冷却するための冷媒５は巻ｉ１！２とと
もＣ二冷媒番４丙５二収納されている。

そして、この冷媒槽４内番−は冷媒５が充填されており
、巻線２が誘導加熱されることにより冷媒槽４内の冷媒
５が気化して変圧器タンク１内−二蒸気として充満する
。

変圧器タンク１の底部には冷媒５の液溜り（セミプール
）部６があり、冷媒槽４内で冷媒５が蒸発して不足する
分をポンプ７と配管８ａとにより、液溜り部６から冷媒
槽４へ冷媒５を補充する。

また、低温時での変圧器の起動時においては、変圧器タ
ンク１内には、冷媒５の蒸気がほとんど存在しないので
変圧器２／り１内の圧力が低下し、そのため絶縁が劣る
ことになるので、予め畠絶縁性ガス９を封入している。

この絶縁性ガス９Ｆｉ冷媒の蒸気よりも比重が軽いため
変圧器タンク１内の上部より半分以上の容積を占める状
態となる。

このため、変圧、器タンク１内の温度分布は第２図１＝
示すようになる。第２図において、縦軸ａ。

ｂ、ｃは変圧器タンクの上下方向位置を、横軸△Ｔは温
度上昇値を示す。この図から分るように、温度分布は変
圧器タンク１の上部ａから中央部すにかけてその温度上
昇値に変化はないが、中央部すから下部ＣＩ−かけて温
度上昇は急増する。これは、絶縁性ガス９が不凝縮性ガ
スであるため絶縁性ガス９の濃度の高い部分、つまり上
部ａから中央部ｂ＋＝かけて、冷塊屑を形成し、冷媒の
蒸気は、変圧器タンク１の中央部′ｂから下部Ｃの下層
部に押え込まれる状態となり、温度上昇値の最大部を形
成する。

この温度上昇の最大部、す寿わち巻線２を収納する冷媒
槽４と変圧器タンク１との間に熱交換器ＩＯを配置し門
冷媒５の蒸気を凝縮させて変圧器りンク１内の下部の液
溜り部６に溜める。この熱交換器用は、管もし７くけプ
レス板等により製作され、上下方向または半径方向共（
二単層もしくは多層で栴成されており、タンク外より例
えば水などの二次冷却媒体を配管１１を経て熱交換器Ｉ
Ｏへ供給している。

また、既に説明したようＣ二、液溜り部６からポンプ７
、配管８ａにより冷媒５を変圧器タンク１内の冷媒槽４
に送給する以外に液溜り部６からポンプ７、配管８ｂを
経て冷媒５を変圧器タンク１内の上部に導き、散布器Ｉ
３で冷媒５をガス状又は雨滴状に散布する。このとき変
圧器タンク１内に設けたファン１６によりガス状又は雨
滴状に散布された冷媒の流れを生じさせる。さらに、こ
の配管８ｂの途中には冷媒５を冷却するために熱交換器
１４を設けて配管１５より水などの二次冷却媒体を供給
し、冷媒５を過冷却させて散布器１３へ送ってもよい。

このよう（二構成することにより、冷媒の蒸気は霧状ｇ
二散布された冷媒と結合し、その一部はそのまま液溜め
部へ滴下し、残りは変圧器タンク１の上層部から下層部
への対流速度を早められ変圧器タンク１の下層部にある
熱交換器に接触し、て効率よく液化される○ 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、タンク内に熱交
換器を備えているため機器の小型かつ艙量化を行なうこ
とができるので用地問題や騒音問題等を解決することが
できる。捷た、変圧器等の静止誘導機器が過熱しても絶
縁ガス及び冷媒が不燃性であるため火災を起すことはな
く、防爆性にもすぐれている。しかも冷媒はタンク内上
部よりその一部が霧状（二散布されかつファンで強制的
に散布された冷媒の流れを生じさせているので、冷媒の
蒸気はその対流速度が早められタンクの下部に設けられ
た熱交換器により効率よく液化されるためその冷却特性
もすぐれた高電圧・大容量変圧器等の静止誘導機器を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の凌圧器の概略断面図、第２図は第１図
の変圧器タンク内の温度分布図である。 １・・・変圧器タンク　　２川巻線部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　夕“ンク内に絶縁ガスを充填するととも（１
   該タンク内に巻線を巻回した鉄心と冷媒とを収納した冷
   媒槽を配置し、前記タンク内下部で前記冷媒槽の周Ｈに
   熱交換器を配置し、タンク底部の冷媒溜部と前記冷媒槽
   並びｉ二前記タンク内上部との間をポンプを介して配管
   により連通し７、さらＣ二前記タンク内上部の配管先端
   には散布器を設けるととも（二前記タンク内に散布冷媒
   に流れを生じさせるファンを内蔵し、たことを特徴とす
   る静止誘導機器。
2. （２）前記タンク底部の冷媒溜部と前記タンク内上部と
   の間を結ぶ配管の中間部Ｃ１熱交換器を配設したごとを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の静止誘導機器。