JPS6314418Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は六弗化硫黄（SF6）ガス等の絶縁性
ガスを絶縁媒体および冷却媒体とするガス絶縁変
圧器あるいはガス絶縁リアクトル等の高電圧静止
誘導電器の巻線支持装置の改良に関する。

静止誘導電器には絶縁媒体としてSF6ガス等を
用いたものの他に、大気圧空気を用いたものや絶
縁油を用いたもの等があるが、それぞれ絶縁性能
や冷却性能が異なる。ことにSF6ガスはそのフラ
ツシオーバ電圧が電界の不平等性に著しく影響さ
れ、甚だしい不平等電界下では絶縁距離を増して
もフラツシオーバ電圧が上昇しない等の問題があ
る。したがつてSF6ガス等の電気的負性ガスを使
用する静止誘導電器の巻線支持装置においては局
部的電界集中部を排除した絶縁構造を有するもの
が求められている。

この種の静止誘導電器の巻線支持装置としては
特開昭55−46580号公報等が知られている。第１
図は公知のガス絶縁変圧器の巻線断面図の一例で
ある。図において、中心にある鉄心１と外側にあ
るタンク１０との間に絶縁筒４〜６を配設し、こ
の間に筒状の静電リング２ａを有する低圧巻線２
と多重の筒状コイル３ａ〜３ｄよりなる高圧巻線
３とが装着されている。前記巻線２および３の下
端部は馬蹄形の端部絶縁縁材７ａ〜７ｃにより図
示しない下部巻線受け上に支持されており、端部
絶縁材７ａ〜７ｃ相互間のすき間を介して冷却ダ
クト８に冷却ガスが送り込まれる。高圧巻線３に
は各コイル３ａ〜３ｄに接してコイル端部でＬ字
形に折れ曲がるよう形成された絶縁バリヤ９が介
装されており、従来油入変圧器に多用されている
多重バリヤ絶縁構造によく似た絶縁構造になつて
いる。

前述の公知例では巻線の支持を絶縁筒４〜５と
リング状に形成された端部絶縁材７ａ〜７ｃとか
らなる固前絶縁物で半径方向および軸方向の２方
向から行なうようになつている。また多重バリヤ
絶縁を採用しているために巻線が多量の固体絶縁
物で囲まれた形になつている。このような構造で
は冷却ガスの圧力損失が高くなりやすく、絶縁の
面からは冷却ダクト内のガスギヤツプの負坦電圧
が高くなる欠点がある。すなわちガスギヤツプと
固体絶縁物が直列に配列された絶縁構成における
ガスギヤツプと固体絶縁物それぞれの負担電圧
は、静電容量分圧の原理によりそれぞれの誘電率
に逆比例して決まるので、両者の誘電率の比が３
〜５倍も異なるガス絶縁においてはガスギヤツプ
の負担電圧が固体絶縁物のそれに比べて著しく高
くなる。ことに巻線端部例えばＡ，Ｂなどの部分
は巻線の角部であるために電界が集中するばかり
でなく、第２図の拡大図にみられるようにバリヤ
９やダクトピース１１等に囲まれたくさび状ガス
ギヤツプ１２，１３等が介在するので、前述の静
電容量分圧に基づく負担電圧の増加と局部的電界
集中とが相乗的に作用してくさび状ギヤツプ部１
２，１３等に著しく電界強度の強い部分が発生
し、この部分を起点としてガスギヤツプ中で放電
が発生する危険性が高い。SF6ガス中では一旦放
電が発生すると油入絶縁や空気絶縁にみられるよ
うな絶縁バリヤによる放電の進展阻止効果が期待
できないため全路破壊に進展してしまう、したが
つて絶縁バリヤ９はガス絶縁においては冷却ガス
の流体抵抗を増すだけで絶縁性能の向上には役立
たないことが多い。

この考案は前述の状況に鑑みてなされたもの
で、局部的電界集中の少ない電極構造と、少ない
固体絶縁物で強固な機械強度が得られる支持絶縁
材と、冷却ガスの循環を妨げない簡単な構造とを
備え、絶縁ガスの性能を活かす巻線支持装置を提
供することを目的とする。

以下本考案の実施例を添付図面を参照しつつ説
明する。第３図は本考案の一実施例を示す２個の
巻線を備えたガス絶縁変圧器の要部の断面図でａ
は側断面図、ｂはＡ−Ａ面からみた水平断面図で
ある。図において、２１は鉄心、２２および２３
は鉄心２１の継鉄部に連結された上下一対のフレ
ーム、２４は上部フレーム２２に取り付けられた
押圧手段でこの例では押しねじが用いられてい
る。２５は鉄心２１の脚鉄部に所定の絶縁間〓ｄ
をおいて装着された筒状の低圧巻線、２６は低圧
巻線２５の外側に絶縁間〓Ｄを保つよう装着され
た筒状の高圧巻線である。２７は高圧巻線２６の
軸方向端面に連接し２６と同心状に設けられた上
下一対の巻線支持装置、２８は低圧巻線２５に同
様に設けられた巻線支持装置でその構成は巻線支
持装置２７とほぼ相似である。巻線２５および２
６はそれぞれ巻線支持装置２７および２８に挾持
された状態で前記上下一対のフレーム２２と２３
との間に装着され、押しねじ２４により軸方向に
所定の圧力で加圧され、一体化した状態で所定位
置に固定される。

一対の巻線支持装置２７は第４図の詳細図にみ
られるようにそれぞれ高圧巻線２６の軸方向端面
に連接しかつ高圧巻線端と導電的に結合された静
電リング３１と、両端部に埋込み電極３４ｃ，３
４ｂを有する樹脂碍子３２と、上下フレームに押
ねじ２４あるいは絶縁リング３５を介して連結さ
れかつフレームに導電的に結合された加圧リング
３３ａおよび３３ｂとからなり、樹脂碍子３２は
静電リング３１と加圧リング３３ａあるいは３３
ｂとの間に周方向に間隔をおいて複数個介装され
るとともに、静電リングおよび加圧リングと樹脂
碍子との間には低誘電率の弾力性を有するプラス
チツク材料からなる絶縁ワツシヤ−３６が介装さ
れている。また樹脂碍子の両端部に埋め込まれた
電極３４ａおよび３４ｂにはそれぞれ軸方向に突
出したガイドピン３７が設けられ、静電リングお
よび加圧リングには前記ガイドピン３７と嵌合す
る溝３８が設けられ、前記嵌合部により静電リン
グと加圧リングとが同心状に保たれ、かつ樹脂碍
子が定位置に固定される。また前記溝３８の内部
にはガイドピン３７と係合した導電性を有する圧
縮コイルばね３９が内設され、埋め込み電極３４
ａ，３４ｂがばね３９を介してそれぞれ静電リン
グおよび加圧リングと導電的に結合され、それぞ
れ巻線電位またはフレーム電位（大地電位）に保
たれるよう形成される。

また静電リング３１および加圧リング３３ａお
よび３３ｂには両者が樹脂碍子を介して互いに対
向する面の角部が曲率Ｒに加工され、巻線上下端
の対アース絶縁が前記曲率Ｒによつて電界制御さ
れた静電リングと加圧リング間のガスギヤツプに
よつて保持されるよう構成される。

加圧リング３３ａおよび３３ｂは鉄その他の金
属リングからなり、循環電流を防ぐために周方向
の１個所に離隔部を有し、３３ａは押しねじ２４
の先端と係合する座４０が嵌合する溝を備え、３
３ｂは下部フレーム２３の所定位置にボルト等で
結合される。したがつて加圧リングは押しねじあ
るいはボルトを介してフレームと導電的にも結合
される。

静電リング３１は周方向の１個所に離隔部を有
する金属リングで、巻線と図示しない給電リード
線で接続されている。また押しねじ、加圧リン
グ、樹脂碍子を介して加えられた締付け荷重が、
巻線端面に均等に分布するように充分な剛性を持
つよう形成されることにより、巻線を構成するコ
イルとコイル間スペーサとの界面に軸方向の面圧
力が加えられる。したがつて巻線に作用する電磁
機械力や輸送中の加速度に耐える締め付け荷重を
加えて巻線をフレーム間に強固に固定することが
できる。したがつて低圧巻線と鉄心間、あるいは
巻線間にその絶縁間〓を保つために軸方向に延び
るよう介装されるダクトピースを省略することが
可能である。

樹脂碍子３２は充填材を含むエポキシ樹脂等の
合成樹脂を用い、アルミニウム等よりなる埋込み
電極とともに一体注型または一体成型されてなる
樹脂碍子で、その寸法および使用数は前記静電リ
ングと加圧リング間のガスギヤツプの耐電圧特性
や巻線の自重、機械力等を勘案して決定される。
埋込み電極３４ａ，３４ｂは互いに対向する電極
面が平滑な球冠状に形成され樹脂と密着するよう
樹脂中に埋設されることにより、樹脂中ならびに
碍子沿面の電界分布を平等化する。また樹脂碍子
の静電リングまたは加圧リングへの取り付け部
は、前記リングの曲率Ｒと埋め込み電極とによつ
て電界が緩和されているが、両者の間に誘電率が
比較的小さく幾分弾力性を有する材料例えば芳香
族ポリアミド紙、テフロン等よりなる絶縁ワツシ
ヤを介装することにより、界面のガスギヤツプや
樹脂碍子角部の曲率ｒなる面取り部でのくさび状
ギヤツプの発生あるいは電界集中を防ぐよう工夫
されている。

前述の巻線支持装置を用いた巻線の組立ては、
巻線間あるいは巻線鉄心間に軸方向に延びるダク
トピースを介在させた場合は極く簡単で、加圧リ
ング３３ｂを下部フレーム２３上に絶縁リングを
介して所定位置に取り付けた後、低圧巻線側から
巻線および支持装置を順次挿入し、継鉄および上
フレームを取りつけた後に押しねじにより所定圧
力で軸方向に締めつけることにより一体化され
る。また巻線間のダクトピースを用いない場合
は、高圧巻線と静電リングを外周側から締め具を
用いて予め同心状に仮り組み立しておくほかは前
述の方法と同様に組み立てることができ、組み立
て終了後締め具を取り外すことにより完成する。

第５図は本考案の他の実施例を示す要部の断面
図である。図において、樹脂碍子３２に埋設され
た埋込み電極３４ａ，３４ｂに突設されたガイピ
ン４１は先端がやや細く形成されるとともに、先
端部から軸方向にばね４２を収納する有底の溝４
３が形成される。一方静電リング３１および加圧
リング３３ａ，３３ｂにはガイドピン４１の根元
の部分と嵌合する直径の有底の溝４４が形成さ
れ、両者が嵌合して位置決めが行なわれるととも
に、圧縮コイルばね４２により両者が導電的に接
合される。このように形成したことによりガイド
ピンの嵌合が容易であるとともに、位置決めの精
度を高めることができる。

本考案によれば前述のように構成したことによ
り本願の目的に対してつぎのような作用および効
果が得られた。

まづ巻線の支持機能を巻線の軸方向端面に連接
して装着した一対の巻線支持装置に集中するよう
構成したことで、このため絶縁材として圧縮荷重
や曲げ荷重ならびに衝撃荷重に強い埋込み電極を
有するエポキシ樹脂碍子を巻線の周方向に分散し
て用い、かつ巻線に作用する電磁機械力や輸送中
の震動等による巻線の偏心や変形を防ぐため剛性
の高い金属製の静電リングおよび加圧リングを用
いたことにより、押圧手段による軸方向荷重が巻
線軸方向に均等な面圧力として伝達される。また
樹脂碍子には従来多用されているプレスボートや
積属木材等にみられる枯れ収縮現象が無いので、
製作時に巻線に加えられた所定の面圧力を長期間
安定して保持できる。したがつて巻線間に半径方
向の位置ずれ防止用に用いられていた巻線間ダク
トピースを省略することが可能である。また樹脂
碍子の埋込み電極と静電リングまたは加圧リング
とが互いに嵌合するようにしたので、組み立て後
は支持装置が強固に一体化される。

一方電気絶縁の面からは巻線上下端の絶縁を巻
線電位を与えられた静電リングと大地電位に保た
れた加圧リングとの間のガスギヤツプの耐電圧特
性と、樹脂碍子の耐電圧特性とで決まる簡単な絶
縁構造にしたことで、静電リングと加圧リングに
はその対向する角部に曲率Ｒの丸みを設けて静電
リングの角部にのみ電界が集中することのないよ
う配慮し、正負両極性の電圧に対してほぼ等しい
耐電圧が得られた。また樹脂碍子の埋込み電極の
形状寸法を工夫することにより樹脂中および樹脂
碍子沿面の電界分布を改善し樹脂碍子のフラツシ
オーバ電圧と前記ガスギヤツプのフラツシオーバ
電圧とを協調させることができた。また上記耐電
圧特性を安定した保持するため、樹脂碍子と静電
リングまたは加圧リングとの嵌合部に圧縮ばねを
介在させ埋め込み電極と静電リングまたは加圧リ
ングとの導電的結合を確実にした。また弾力性を
有するプラスチツク製絶縁ワツシヤーを介在させ
て樹脂碍子と静電リングまたは加圧リングとが〓
間なく接触するよう形成しくさび状ギヤツプ等の
絶縁の弱点の発生を防止した。

つぎに巻線支持装置を樹脂碍子およびこれと連
結する一対のリングで構成したことにより、絶縁
バリヤや絶縁筒あるいは巻線間ダクトピース等の
固体絶縁物が不要になつた。その結果構造が簡単
化し冷却ガスの流れを阻害せず、また支持装置お
よび巻線の組み立て作業が著しく簡素化された。
また量産に適した樹脂碍子の使用と前記各種絶縁
材の排除とにより軽量かつ安価で信頼性の高いガ
ス絶縁静止誘導電器を提供することに貢献でき
た。

なお本考案はガス絶縁変圧器のみに止まらず、
ガス絶縁の各種リアクトルの巻線支持装置として
も利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は公知のガス絶縁変圧器の要部の断面
図、第２図は巻線端部の拡大断面図、第３図は本
考案の実施例を示す断面図、第４図は巻線支持装
置の断面図、第５図は本考案の他の実施例を示す
断面図である。 図において、１，２１……鉄心、２，２５……
低圧巻線、３，２６……高圧巻線、４〜６……絶
縁筒、７ａ〜７ｃ……端部絶縁、８……冷却ダク
ト、９……絶縁バリヤ、１０……タンク、１１…
…スペーサ、１２……くさび状ギヤツプ、２２，
２３……フレーム、２４……押圧手段、２７，２
８……巻線支持装置、３１……静電リング、３２
……樹脂碍子、３３ａ，３３ｂ……加圧リング、
３４ａ，３４ｂ……埋込み電極、３５……絶縁リ
ング、３７，４１……ガイドピン、３９，４２…
…ばね、４０……座、３６……絶縁ワツシヤ、３
８，４４……溝である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 鉄心脚のまわりに配された筒状のガス絶縁巻
   線の各軸方向端面と鉄心の上下両継鉄に固定さ
   れた１対のフレームとの間にそれぞれ介装さ
   れ、巻線を接地電位から絶縁するとともに前記
   １対のフレーム間に所定の軸方向圧力で挾持す
   る巻線支持装置において、巻線の前記端面に当
   接して配される静電リングと、フレームの巻線
   側に配されてこのフレームから前記所定の軸方
   向圧力を受ける剛に形成された加圧リングと、
   前記両リングの間に周方向に分布して介装され
   る柱状の複数個の樹脂碍子とを備え、この樹脂
   碍子がその端部にそれぞれ埋め込まれた１対の
   埋込み電極を備え、両埋込み電極がそれぞれ前
   記静電リングおよび加圧リングに導電的に接続
   されたことを特徴とするガス絶縁静止誘導電器
   の巻線支持装置。 ２ 実用新案登録請求の範囲第１項記載の巻線支
   持装置において、樹脂碍子の埋込み電極の碍子
   の内部側表面が平滑な球冠状に形成されたこと
   を特徴とするガス絶縁静止誘導電器の巻線支持
   装置。 ３ 実用新案登録請求の範囲第１項記載の巻線支
   持装置において、埋込み電極がガイドピンとし
   て形成された樹脂碍子の端面かう突設された突
   出部を備え、このガイドピンが静電リングおよ
   び加圧リングに設けられた凹部に嵌合して樹脂
   碍子が位置決めされるようにしたことを特徴と
   するガス絶縁静止誘導電器の巻線支持装置。 ４ 実用新案登録請求の範囲第３項記載の巻線支
   持装置において、埋込み電極のガイドピンがこ
   のピンと嵌合する凹部の底面と金属ばねを介し
   て導電的に接続されることを特徴とするガス絶
   縁静止誘導電器の巻線支持装置。 ５ 実用新案登録請求の範囲第１項記載の巻線支
   持装置において、静電リングおよび加圧リング
   の互いに対向する側のかど部に所定の曲率半径
   の丸みがつけられたことを特徴とするガス絶縁
   静止誘導電器の巻線支持装置。 ６ 実用新案登録請求の範囲第５項記載の巻線支
   持装置において、静電リングのかど部の丸みの
   曲率半径と加圧リングのかど部の丸みの曲率半
   径とかほぼ等しくされたことを特徴とするガス
   絶縁静止誘導電器の巻線支持装置。 ７ 実用新案登録請求の範囲第１項記載の巻線支
   持装置において、樹脂碍子の各端面がそれぞれ
   静電リングおよび加圧リングからゴム弾性を有
   する絶縁ワツシヤを介して所定の軸方向圧力を
   受けることを特徴とするガス絶縁静止誘導電器
   の巻線支持装置。 ８ 実用新案登録請求の範囲第７項記載の巻線支
   持装置において、絶縁ワツシヤの誘電率が樹脂
   碍子の誘電率よりも小に選ばれたことを特徴と
   するガス絶縁静止誘導電器の巻線支持装置。 ９ 実用新案登録請求の範囲第７項記載の巻線支
   持装置において、絶縁ワツシヤの外径が樹脂碍
   子の外径よりも小に選ばれたことを特徴とする
   ガス絶縁静止誘導電器の巻線支持装置。 10 実用新案登録請求の範囲第１項記載の巻線支
   持装置において、樹脂碍子がエポキシ樹脂碍子
   であることを特徴とするガス絶縁静止誘導電器
   の巻線支持装置。