JPS6331375Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はガス絶縁変圧器の巻線構造の改良、
ことに絶縁物の構造を改良することによる変圧器
の軽量化およびコスト低減に関する。ガス絶縁変
圧器においては一般に六弗化硫黄（SF₆）ガスの
優れた熱安定性を活かして変圧器の最高使用温度
を高くすることにより、巻線の冷却性能を高め機
器を小形軽量化することが行われている。この場
合巻線の絶縁に使用する固体絶縁材料も耐熱劣化
性の優れた高温用絶縁材料例えば芳香族ポリアミ
ド樹脂等高価な材料が用いられるため、絶縁構造
の改善による省資源化が望まれる。

第１図はガス絶縁変圧器巻線の従来構造を示す
断面図である。図において１は鉄心脚、２および
３は鉄心脚１に同軸状に挿入された巻線で図の例
では外側巻線３の高さが内側巻線２のそれに比べ
て低い場合を示している。また４および５は軸方
向ダクトピースで鉄心脚と内側巻線間および２個
の巻線間にそれぞれ周方向に等しい間隔をおいて
両者が互いに重なるように放射状に複数個挿入さ
れており、巻線２および３は前記軸方向ダクトピ
ースにより鉄心脚１と同軸状に保たれるよう構成
されている。また巻線２および３はそれぞれ上下
端を絶縁リング６ａ，６ｂ、静電リング７ａ，７
ｂ、スペーサ８ａ，８ｂにより挟持され、上部フ
レーム９に連結された押しねじ１０ａ，１０ｂに
より所定圧力で加圧されて上下フレーム間に固定
されるとともに、使用中負荷側の短絡等で巻線に
発生する半径方向あるいは軸方向の短絡機械力に
耐えるよ形成されている。ところで２個の巻線間
に介装される軸方向ダクトピース（巻線間ダクト
ピース）５は従来断面が長方形の棒状に形成さ
れ、内側巻線２の外周面および外側巻線の内周面
に当接する面１１および１２において接着剤を用
いて巻線に接着して固定する方法が一般に使用さ
れている。

次に前述の従来構造の欠点を明らかにするため
に２個の巻線に働く短絡機械力について第２図を
用いて説明する。図において内側巻線２および外
側巻線３のいずれかの巻線が短絡された時前記巻
線に流れる短絡電流によつて各巻線に作用する半
径方向の短絡機械力は、２巻線変圧器においては
２個の巻線に流れる電流の方向が互いに逆向きで
あるために２巻線間で互いに反発する方向の力が
作用し、図の矢印で示すように内側巻線では内側
に向う力が作用し、外側巻線では外側に向う力が
作用する。したがつて巻線間ダクトピースを巻線
に接着して保持する従来構造では短絡機械力が接
着を引き離す方向に作用した際接着面がはがれて
ダクトピースが脱落するという欠点がある。一方
巻線間ダクトピースの役割は、内外巻線の同心配
置を保持するよう２巻線間の絶縁距離を常に一定
に保つことにあり、したがつてダクトピースの位
置ずれや転倒を防ぐに必要な断面形状であること
が望まれる。このため従来はダクトピースの半方
向の厚さＤと周方向の巾Ｗとの比がほぼ２：１程
度に設定され、また軸方向の長さはいずれか高い
方の巻線の全高Ｈによつて決められていた。した
がつて高電圧大容量のガス絶縁変圧器においては
巻線間ダクトピースの断面積、長さともに大きく
なり、かつ絶縁距離を所定寸法に保つためにダク
トピースの数も数十等配に達する場合があり、こ
れらを長方形断面を有する棒状に形成した場合に
は多量の耐熱性絶縁材料を必要とし、変圧器の重
量ならびにコストに対して無視できない影響を及
ぼす欠点があつた。

第３図は従来例における絶縁の弱点を示す要部
の断面図である。図において、巻線間ダクトピー
ス４は外側巻線３より巻線全高の高い内側巻線２
の巻線全高に合わせて絶縁間隙長Ｄなる巻線間に
介装されている。このためダクトピース４と外側
巻線の静電リング７ａとは対向する位置にあり、
静電リング７ａとダクトピース４との間にはくさ
び状ガスギヤツプｇが形成される。この場合静電
リングの角部は最も電界が集中する場所であり、
しかもダクトピース４の誘電率εdがガスギヤツ
プｇの誘電率εg＝1.0に比べて数倍の大きさを有
するため、両者の誘電率の比に逆比例してガスギ
ヤツプｇに大きな電圧が負担され、前述の電界集
中と併せてガスギヤツプｇが絶縁の弱点になる。
この弱点を強化するために従来はガスギヤツプｇ
部に絶縁性の優れた充填剤を埋め込むなどする必
要があつた。しかしこれらの補強絶縁は巻線組み
立て後に狭いスペースで行なうためその性能を充
分発揮できないことが多く、絶縁の弱点として残
る欠点があつた。

この考案は前述の状況に鑑みてなされたもので
上述の欠点を除去して互いに高さの異なる巻線間
に介装される巻線間ダクトピースの軽量化を計る
とともに、前記ダクトピースの支承構造を改善し
て勝れた品質のガス絶縁変圧器を安価に提供する
ことを目的とする。以下この考案の実施例につい
て添付図面を参照しつつ説明する。なお従来と同
一の機能を有する部分には同一の参照符号をつけ
て詳細な説明は省略した。

第４図はこの考案の一実施例を表わすガス絶縁
変圧器巻線の断面図である。この実施例が従来例
と異なる点は、まず互いに巻線全高が異なる内側
巻線２と外側巻線３との間に周方向に所定の間隔
をおいて放射状に介装された複数個の巻線間ダク
トピース２１の形状にある。すなわちダクトピー
ス２１は水平方向の断面形状が長方形断面を有
し、内側巻線２および外側巻線３に当接する面の
長さがそれぞれ当接する巻線の全高と等しくなる
ように形成され、周方向に見た形状が台形状にな
るよう構成されている点である。このように構成
したことにより先ず巻線間ダクトピース２１と静
電リング７ａとが対向することがなくなり、した
がつて前記ガスギヤツプｇが除去されて従来の絶
縁の弱点が排除され、その結果絶縁の信頼性が向
上したことである。またダクトピース２１は耐熱
性高分子材料例えば芳香族ポリアミド樹脂等から
なる板を接着剤を用いて高温下で加圧積層してな
る長尺の柱状素材を斜め切断して形成されるの
で、巻線高さの差に比例して材料のを節約するこ
とができ、周方向等配数の多い高電圧大容量ガス
絶縁変圧器においては軽量化によるコスト低減効
果がある。つぎの相異点は巻線間ダクトピースの
保持を巻線との接着による方法からダクトピース
の下縁を絶縁リングと係合して支承する構造に変
更してダクトピースの脱落等の危険性を除去した
ことである。第４図において巻線全高の高い内側
巻線２と静電シールドリング７ｂとの間に介装さ
れた絶縁リング２２を巻線２の側方外側巻線側に
突出させ、巻線間ダクトピース２１の下縁を前記
絶縁リング２２の突出部と係合させてダクトピー
ス２１の自重を支承するよう形成した。その結果
巻線に短絡機械力が作用して巻線間の絶縁距離が
短時間拡がるようなことがあつてもダクトピース
が脱落することが無くなるとともに、巻線の組み
立てに際しては巻線２にダクトピースを細紐等で
仮止めした状態で巻線３をダクトピース２１の面
を滑らせながら挿入することによりダクトピース
と巻線間の遊びを少なくすることができるので、
接着作業が不要になる利点が得られる。

第４図の実施例では内側巻線の高さが外側巻線
のそれより高い場合の例について説明したが、逆
に外側巻線の方が高い場合についても前述の考え
方に基づいて実施することができる。第５図イ，
ロ，ハはこの考案になる巻線間ダクトピースの他
の実施例を示す構造図でダクトピースの軽量化を
さらに徹底して行つた例である。図において巻線
間ダクトピース３０は台形状の２個の絶縁板３１
ａ，３１ｂと、前記２個の絶縁板間に介装されて
絶縁板を所定の間隔に保持する駒３２ａ〜３２ｄ
とで構成され、絶縁板３１ａ，３１ｂと駒３２ａ
〜３２ｄとは耐熱性高分子材料を用いて形成され
るとともに耐熱性を有する接着剤で一体に接着さ
れる。なお巻線間ダクトピース３０の外形寸法は
第４図と同等な寸法Ｄ，Ｗに設定され、絶縁板の
厚さおよび駒の数などはダクトピースが受ける機
械力を配慮して決定される。この考案では巻線間
ダクトピースを上述のように空間部を包含した一
体化した棒状体として形成したことによりその断
面係数を従来のそれに比べて大巾に落とすことな
くダクトピースを軽量化できる。また駒３２ａ〜
３２ｄの長さｄを絶縁板３１ａ，３１ｂの半径方
向の厚さＤより小さく構成することにより、湾曲
した巻線の周面と絶縁板との第５図ハに示すよう
に少なくともａ〜ｄの４個の角部で接触すること
になるので従来よりダクトピースの安定性が増す
効果が得られる。なお図においては絶縁板３１ａ
と３１ｂを互いに平行に一体化したが、ダクトピ
ースの巾Ｗを内側巻線側で狭く、外側巻線側で広
く構成すればダクトピースと巻線との接触面積を
さらに拡げることが可能であり、ダクトピースの
位置ずれ防止効果を一層向上することができる。

第６図イ〜ハはこの考案の他の実施例を示す巻
線間ダクトピースの構造図で、断面係数の大きい
断面形にすることにより機械強度を落とさずにダ
クトピースを軽量化しようとするものである。図
において巻線間ダクトピース４０は耐熱性高分子
材料で形成された角形パイプ４１および４２で構
成され、２個の角形パイプは両者の接触面が耐熱
性接着剤で接着されて一体化するか、さらに全周
を接着剤を塗布した耐熱性高分子材料からなるシ
ートで覆うことにより強固に固着される。またダ
クトピース４０の上下端は内外両巻線の高さに合
わせて斜め切りされる。この実施例では巻線間ダ
クトピースを２個の角形パイプを一体化して構成
したため、従来構造と同等の断面係数を有する棒
状体を従来より軽量化した形で提供することがで
き、ガス絶縁変圧器の軽量化、低コスト化に及ぼ
す効果が大きい。また図では角形パイプを正方形
断面に形成したが、長方形断面の角形パイプを幾
種類か用意し、巻線間絶縁距離Ｄの変化に対して
角形パイプの組み合わせを変えることにより対処
するようにすれば量産によるコスト低減効果を期
待することができて便利である。

前述のようにこの考案によれば、互いに高さの
異なる２個の巻線間に介装される巻線間ダクトピ
ースを、それぞれの巻線に接するダクトピースの
面の長さがそれぞれの巻線の高さに等しい台形状
に形成したことにより、従来ダクトピースと静電
リングとの間に介在して絶縁の弱となつていたく
さび状ガスギヤツプが除去され、その結果絶縁の
信頼性が向上するとともに巻線間ダクトピースを
軽量化できる。また前記ダクトピースの下縁を高
さの高い巻線の下端に連接して設けられた絶縁リ
ングに係合して支承するよう構成したことにより
ダクトピースと巻線との接着工程が省略できかつ
ダクトピースを安定に保持できる。その結果軽量
安価で信頼性の高いガス絶縁変圧器を提供するこ
とができる。また実用新案登録請求の範囲第２
項、第３項の実施態様のごとく巻線間ダクトピー
スを断面形を改善した棒状体として形成すること
によりダクトピースの軽量化効果を一層高めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガス絶縁変圧器の巻線構造を示
す断面図、第２図は巻線に作用する短絡機械力の
模試図、第３図は従来のガス絶縁変圧器巻線の要
部の断面図、第４図はこの考案の実施例を示す巻
線断面図、第５図はこの考案の他の実施例を示す
巻線間ダクトピースの構造図、第６図はこの考案
のさらに他の実施例を示す巻線間ダクトピースの
構造図である。 図において、１：鉄心脚、２：内側巻線、３：
外側巻線、４：軸方向ダクトピース、５，２１：
巻線間ダクトピース、６ａ，６ｂ：絶縁リング、
７ａ，７ｂ：静電リング、８ａ，８ｂ：スペー
サ、９：フレーム、１０ａ，１０ｂ：押しねじ、
３０，４０：巻線間ダクトピース、３１ａ，３１
ｂ：絶縁板、３２ａ〜３２ｄ：駒、４１，４２：
角形パイプである。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 軸方向の巻線高さが互いに異なる筒状の２個
   の巻線が鉄心脚に同軸状に保持されてるガス絶
   縁変圧器の巻線において、前記２個の巻線間に
   周方向に等しい間隔をおいて放射状に介装され
   た巻線間ダクトピースが巻線軸方向に長い棒状
   体よりなり、前記ダクトピースの前記２個の巻
   線の周面に当接するそれぞれの面の軸方向長さ
   がそれぞれの巻線の軸方向高さとほぼ等しくな
   るよう端面が傾斜して形成され、かつ前記ダク
   トピースの下縁が前記巻線のうち巻線高さの高
   い一方の巻線の下端に連接して設けられた絶縁
   リングによつて支承されたことを特徴とするガ
   ス絶縁変圧器の巻線構造。 ２ 実用新案登録請求の範囲第１項記載のものに
   おいて、巻線間ダクトピースが台形状の２個の
   絶縁板と、前記２個の絶縁板に介装されて絶縁
   板を所定の間隙において互いに平行に保つ複数
   個の駒とからなり、前記絶縁板と前記駒とが固
   着されて棒状体を形成したことを特徴とするガ
   ス絶縁変圧器の巻線構造。 ３ 実用新案登録請求の範囲第１項記載のものに
   おいて、巻線間ダクトピースが軸方向に延びる
   複数個の中空部を包含する棒状体よりなり、軸
   方向端部が斜めに切断されたことを特徴とする
   ガス絶縁変圧器の巻線構造。