(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性ガスを密閉した接地タンク内に配置される導体と、前記導体の同心円状に巻装された鉄心と、前記鉄心に巻装される巻線を有し、
前記導体と前記鉄心と前記巻線間に固体絶縁物が介在するモールド変流器において、
前記固体絶縁物は、少なくとも前記導体と前記鉄心と前記巻線の全体を被覆し、且つ前記導体の両端部が外部に突出するように形成すると共に、
前記導体と前記固体絶縁物と前記絶縁性ガスよりなる三重点から前記鉄心に至るまでの沿面を凸状に形成し、
前記導体は、少なくとも前記鉄心と対向する部分の第一の径と、前記導体の両端部の第二の径を有し、
前記第一の径は前記第二の径よりも小さく形成し、
更に前記第一の径と第二の径の境界部は曲面状に形成したことを特徴とするモールド変流器。
【請求項２】
前記鉄心の前記導体と対向する側の角部を段状に形成したことを特徴とする請求項１に記載のモールド変流器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス絶縁開閉装置内に装着するモールド変流器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のモールド変流器（特許文献１）の構成を図４に示す。６は主回路導体であり、この主回路導体６を円周方向に囲むように変流器本体９が配置されている。変流器本体９にはシールド電極８が設けられている。さらに、主回路導体６とシールド電極８の間を絶縁物１４で固定した構成となっている。ここで、高圧側となる主回路導体６と低圧側となるシールド電極８の間の絶縁を確保するため、絶縁物１４は軸方向に十分な絶縁距離をとった大きさに形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２３２１７０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１のような変流器においては、絶縁性ガスと主回路導体６と固体絶縁物１４の接点部よりなる三重点及び、絶縁性ガスと電界シールド８と固体絶縁物１４の接点部よりなる三重点ができ、三重点が２箇所において発生していた。このため、２箇所の三重点が絶縁上の弱点となるので、絶縁物１４を軸方向又は径方向に大きく形成する必要があり、機器の縮小化の妨げとなっていた。
【０００５】
また、絶縁性の低いガス、例えば乾燥空気を用いた開閉装置内に装着する場合、絶縁物上の沿面距離を長くするためには、更に絶縁物を軸方向又は径方向に大きくする必要があり、変流器全体が大型化してしまうという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明にかかるモールド変流器は、絶縁性ガスを密閉した接地タンク内に配置される導体と、前記導体の同心円状に巻装された鉄心と、前記鉄心に巻装される巻線を有し、前記導体と前記鉄心と前記巻線間に固体絶縁物が介在するモールド変流器において、前記固体絶縁物は、少なくとも前記導体と前記鉄心と前記巻線の全体を被覆し、且つ前記導体の両端部が外部に突出するように形成すると共に、前記導体と前記固体絶縁物と前記絶縁性ガスよりなる三重点から前記鉄心に至るまでの沿面を凸状に形成したことを特徴とする。
【０００７】
前記導体は、少なくとも前記鉄心と対向する部分の第一の径と、前記導体の両端部の第二の径を有し、前記第一の径は前記第二の径よりも小さく形成し、更に前記第一の径と第二の径の境界部は曲面状に形成したことを特徴とする。
【０００８】
更に好ましくは、前記鉄心の前記導体と対向する側の角部を段状に形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
鉄心全体を固体絶縁物で被覆したことで、従来存在した２箇所の三重点のうち、絶縁性ガスと固体絶縁物と鉄心より成る三重点の電界を考慮する必要がなくなる。このため、１箇所のみとなった三重点、即ち導体と固体絶縁物と絶縁性ガスからなる三重点から鉄心までの絶縁距離を縮小することが出来る。更に、導体と固体絶縁物と絶縁性ガスよりなる三重点から鉄心に至るまでの固体絶縁物の沿面を凸状に形成し、沿面距離を十分に確保したので、絶縁性を保った上で変流器の軸方向及び径方向の寸法縮小が可能となる。
【００１０】
また、絶縁性ガス中よりも絶縁性能の高い固体絶縁物中において、導体と鉄心間の絶縁を確保しつつ、鉄心と対向する部分の導体の導体径を導体の両端部の径より小さく形成して鉄心を導体側に近づけて配置したので、変流器の径方向寸法の縮小を図ることができる。また、導体径を異ならせることで発生する導体の境界部を曲面状に形成すると共に固体絶縁物内部に配置することで、絶縁性能が確保でき、寸法拡大を防止できる。
【００１１】
更には、導体と対向する側の鉄心の角部を段状に形成し、鉄心角部の被覆箇所の曲率半径を大きくすることで、導体と鉄心間の電界が緩和され、径方向の寸法拡大を防ぐことができる。このような構成により、変流器の径方向及び軸方向の縮小化が図れるので、絶縁性の低いガス、例えば乾燥空気を絶縁媒体として用いた場合であっても、変流器全体の大型化を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る変流器の側断面図
【図２】図１のＡ−Ａ方向から見た断面図
【図３】図１の要部拡大図
【図４】従来の変流器の側断面図
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１３】
以下、本発明を適用した実施例につき適宜図面を用いて説明する。図１、図２に示すように、本実施例の変流器は導体１と、固体絶縁物２と、鉄心３と、巻線７により概略構成されている。導体１と、鉄心３と、鉄心３に巻装される巻線７は、エポキシ樹脂等から成る固体絶縁物２によって全体を被覆され、一体にモールド形成されている。
【００１４】
変流器のモールド方法としては、まず固体絶縁物２と同様の部材からなる架台を作成する。ここでは、固体絶縁物２として熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂を使用する。架台には、例えば円筒状の部材を用いることができる。この円筒状部材に鉄心３及び巻線７を固定し位置決めを行う。次に、後述する本実施例の固体絶縁物２のモールド形状を成した注形用の型の中に、位置決めした鉄心３及び巻線７を配置する。その後、固体絶縁物２を型に流し込み、加熱処理を行うことで、注入した固体絶縁物２と、固体絶縁物２から成る円筒部材が一体化される。こうすることで、導体１と鉄心３と巻線７の全体を固体絶縁物２によって被覆し、一体にモールドすることができる。
【００１５】
本発明における変流器は、絶縁性ガス４が密封された接地タンク（図示せず）内に配置されている。なお絶縁性ガス４には、例えば乾燥空気、ＳＦ６ガス等を用いることが出来る。しかしながら、ＳＦ６ガスについては絶縁性は高いものの地球温暖化係数が高く環境負荷が大きいという問題がある。このため本実施例においては、絶縁性はＳＦ６ガスの１/３程度と低くなるが、環境負荷を大幅に小さくできる乾燥空気を採用している。
【００１６】
導体１は図１に示すように、場所によって径が異なって形成されている。導体１であって絶縁性ガス４雰囲気中に配置される部分、即ち導体１の両端部付近においては、径Ｄ１を形成している。
【００１７】
ここで、導体１は固体絶縁物２によってモールドされた後に、接地タンク内へと配置される。導体１は接地タンク内の他の導体（図示せず）とは別体で作られ、接地タンク内に導体１を収納した後に他の導体と接続される。このため、導体１の両端部付近には導体１及び他の導体を接続するボルト等をはめ込むための一定の寸法を確保した径Ｄ１が必要となる。
【００１８】
更に、導体１の両端部は絶縁性ガス４と接することとなるため、固体絶縁物２でモールドされた箇所に比べて電界が厳しくなる。導体径を小さくしすぎると円筒状である導体１周辺の電界が高くなり、導体１と接地タンク間における絶縁が保てなくなるという問題も生じる。このように導体１の両端部付近の径Ｄ１は作業性上、絶縁性能上の要求から一定の径寸法を確保する必要がある。
【００１９】
一方、導体１であって、固体絶縁物２で被覆された箇所においては、上述の導体１の両端部のような作業上の要求がない。また、絶縁性能についても絶縁性ガス４と接する箇所のように接地タンク間との絶縁を考慮する必要がない。更には、図３において後述するように、固体絶縁物２は三重点１０Ｂと鉄心３との絶縁距離が十分に確保できるように凸形状となっている。
【００２０】
これらの要因により、導体１を固体絶縁物２で被覆した箇所においては、導体径をＤ１よりも小さいＤ２に形成し、鉄心３を導体１方向に近づけて配置することが可能となる。即ち、導体径を小さくすることで導体１と鉄心３間の絶縁距離を確保しつつ、且つ三重点１０Ｂと鉄心３間の絶縁距離についても固体絶縁物２の沿面距離により確保された状態で鉄心３を導体１方向に近づけて配置することが可能となる。
【００２１】
なお、本実施例では、導体１の少なくとも鉄心３と対向する部分において径Ｄ２を形成している。こうすることで、導体１が鉄心３で囲まれた部分の変流器の径Ｄ３の寸法を縮小することができる。
【００２２】
また、径Ｄ１から径Ｄ２に至る境界部１Ａは滑らかな曲面状に形成されている。こうすることで、２つの異なる径の境界部分で電界集中が発生することを防ぎ、固体絶縁物２内での電界緩和を図っている。
【００２３】
次に、固体絶縁物２の形状につき説明する。図１、図２に示すように、固体絶縁物２は、導体１と鉄心３と巻線７の全体を被覆するように形成されている。鉄心３及び巻線
７についても全体を被覆したため、従来絶縁上の弱点となっていた２箇所の三重点のうち、絶縁性ガスと固体絶縁物と鉄心より成る三重点の電界については考慮しなくてよい構成となっている。また、前述のように導体１は接地タンク内の他の導体と接続を行うため、導体１の両端部が固体絶縁物２から外部に突出するように形成されている。
【００２４】
図３において、導体１と固体絶縁物２と絶縁性ガス４より成る三重点１０Ｂから、鉄心３の被覆材５までの軸方向寸法をｈとする。この軸方向寸法ｈは三重点１０Ｂと鉄心３間の絶縁が十分確保できる長さとする。
【００２５】
更に、三重点１０Ｂから鉄心３に至る、固体絶縁物２の沿面上の長さをＬ１とする。本実施例においては、１箇所のみ三重点１０Ｂが発生するものの、固体絶縁物２を凸状に形成してＬ１の距離を長くとることで、三重点１０Ｂから鉄心３間の絶縁沿面距離を保ちながら、軸方向寸法ｈを縮小することができる。
【００２６】
次に鉄心３周辺部の構造を図３を用いて説明する、鉄心３は複数の珪素鋼板３ａが積層されて構成されており、導体１の同軸円状に巻装されている。鉄心３の外周には、巻線７が巻装されている。更に、巻線７の外周には導電性の被覆材５が設けられている。
【００２７】
図示を省略しているが、巻線７の周囲にはクッション材が設けられており、巻線７と鉄心３の接触による損傷防止や、巻線７による凹凸部の発生を防止し、電界集中を抑える役割を果たしている。
【００２８】
巻線７には、同じく図示を省略した信号線が接続されている。導体１に電流が流れると導体１の電磁力によって巻線７に誘起された電流が、この信号線によって２次回路へと伝達される。
【００２９】
また、本実施例においては、電界の厳しくなる鉄心３の導体１と対向する側の角部３ｂを段状に形成している。こうすることで、鉄心角部３ｂを被覆する箇所の被覆材５の曲率半径を大きくすることができ、導体１と鉄心３間の電界緩和を図ることができる。
【００３０】
以上述べたように本実施例に係るモールド変流器においては、鉄心３全体を固体絶縁物２で被覆したことで、従来存在した２箇所の三重点のうち、絶縁性ガスと固体絶縁物と鉄心より成る三重点の電界を考慮する必要がなくなる。このため、１箇所のみとなった三重点、即ち導体１と固体絶縁物２と絶縁性ガス４からなる三重点１０Ｂから鉄心３までの絶縁距離を縮小することが出来る。更に、導体１と固体絶縁物２と絶縁性ガス４よりなる三重点１０Ｂから鉄心３に至るまでの固体絶縁物２の沿面を凸状に形成し、沿面距離を十分に確保したので、絶縁性を保った上で変流器の軸方向及び径方向の寸法縮小が可能となる。
【００３１】
また、絶縁性ガス４中よりも絶縁性能の高い固体絶縁物２中において、導体１と鉄心３間並びに三重点１０Ｂと鉄心３間の絶縁を確保しつつ、鉄心３と対向する部分の導体１の導体径Ｄ２を導体１の両端部の径Ｄ１より小さく形成して鉄心３を導体１側に近づけて配置したので、変流器の径方向寸法の縮小を図ることができる。また、導体径を異ならせることで発生する導体１の境界部１Ａを曲面状に形成すると共に固体絶縁物２内部に配置することで、絶縁性能が確保でき、寸法拡大を防止できる。
【００３２】
更には、導体１と対向する側の鉄心３の角部３ｂを段状に形成し、鉄心角部３ｂを被覆する箇所の被覆材５の曲率半径を大きくすることで導体１と鉄心３間の電界が緩和され、径方向の寸法拡大を防ぐことが出来る。このような構成により、変流器の径方向及び軸方向の縮小化が図れるので、絶縁性の低いガス、例えば乾燥空気を絶縁媒体として用いた場合であっても、変流器全体の大型化を抑制することが可能となる。
【００３３】
なお、本実施例では、接地タンク内の絶縁媒体として乾燥空気等の絶縁性の低いガスを用いることを想定しているが、ＳＦ６等の絶縁性の高いガスを用いた場合には、変流器の更なる小型化を図ることができることは自明である。
【符号の説明】
【００３４】
１  導体
１Ａ  境界部  
２  固体絶縁物
３  鉄心
４  絶縁性ガス
５  被覆材
７  巻線
１０Ｂ  三重点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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