(57)【要約】  計器用変流器５０は、変流器コア４が取り付けられる変流器取付枠５を備える。変流器取付枠５は、筒状部材５ａと支持部材５ｂとを備えている。筒状部材５ａは、中心導体２の周りに同軸的に配置され、軸線方向における環状端部６が他の部分よりも肉厚で、環状端部６の内径側が他の部分よりも中心導体２側に滑らかに盛り上がった形状であり、その底面部には環状端部６に隣接した位置にトラップ穴２０が設けられている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性ガスが封入された金属製のタンク内に水平に配置された中心導体の通流電流を計測する計器用変流器であって、
前記中心導体の周りに同軸的に配置され、軸線方向における一端部が他の部分よりも肉厚で当該一端部の内径が前記他の部分の内径よりも小径であり、その底面部には前記軸線方向において当該一端部に隣接した位置に貫通穴部が設けられた筒状部材を有する変流器取付枠と、
前記筒状部材に貫通されて前記中心導体を周回するように配置された変流器コアと、
を備えることを特徴とする計器用変流器。
【請求項２】
前記一端部は、前記他の部分と比べて、前記中心導体側に滑らかに盛り上がった形状をしていることを特徴とする請求項１に記載の計器用変流器。
【請求項３】
前記中心導体を周回するように配置され前記一端部の前記軸線方向における端面に取り付けられた環状のアダプタと、
前記一端部が取り付けられた位置よりも外径側で前記軸線方向に前記アダプタを貫通して前記変流器コアにその先端部が当接することにより前記変流器コアを押さえつけて固定するネジ棒と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の計器用変流器。
【請求項４】
前記変流器取付枠は、前記筒状部材の他端部に鍔状に接続された環状の支持部材を有し、
この支持部材が前記タンクに取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の計器用変流器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガス絶縁開閉装置内に設置される計器用変流器に関し、特に、金属異物のトラップ構造付の計器用変流器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス絶縁開閉装置は、ＳＦ６（六フッ化硫黄）ガス等の絶縁性ガスが封入されたタンク内に遮断器、母線、断路器、計器用変流器等の各種機器を格納して構成される。【０００３】
特許文献１では、ガス絶縁開閉装置内に設置された計器用変流器について記載されている。特許文献１に記載の計器用変流器は、いわゆる横置きで貫通形の計器用変流器であって、タンク内で水平配置された中心導体（高電圧部）の周りに周回する環状の変流器コアと、同じく中心導体の周りに周回する筒状で変流器コアの取り付けに用いられる取付枠とを備えている。【０００４】
ところで、ガス絶縁開閉装置のタンク内には微小な金属異物が混入することがあるが、この金属異物は、タンク内の高電圧部により生成された電界により挙動し、絶縁性能の低下を引き起こす要因となり得るため、金属異物の捕獲又は除去をすることが課題となっている。【０００５】
金属異物が計器用変流器の取付枠の内底面に存在する場合、この金属異物が電界により挙動して中心導体に接触すると、閃絡等が発生し絶縁破壊を引き起こす可能性がある。従来は、取付枠の内底面に存在する金属異物を捕獲することはせず、金属異物が有害とならないように電界設計を行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５６−７０６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ガス絶縁開閉装置の据付面積の縮小化の要請は大きく、機器を小型化するためにタンク径を小さくすると、電界強度が高くなるため、取付枠の内底面に存在する金属異物が絶縁破壊の要因となるおそれがあり、金属異物を捕獲又は除去する必要が生ずる。【０００８】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、変流器取付枠の内底面に存在し得る微小な金属異物を捕獲し無害化することが可能なトラップ構造付の計器用変流器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る計器用変流器は、絶縁性ガスが封入された金属製のタンク内に水平に配置された中心導体の通流電流を計測する計器用変流器であって、前記中心導体の周りに同軸的に配置され、軸線方向における一端部が他の部分よりも肉厚で当該一端部の内径が前記他の部分の内径よりも小径であり、その底面部には前記軸線方向において当該一端部に隣接した位置に貫通穴部が設けられた筒状部材を有する変流器取付枠と、前記筒状部材に貫通されて前記中心導体を周回するように配置された変流器コアと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、変流器取付枠の内底面に存在し得る微小な金属異物を捕獲し無害化することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態に係る計器用変流器を含むガス絶縁開閉装置の構成の一例を示す縦断面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線による横断面図である。
【図３】図３は、図１の要部の構成を示した図である。
【図４】図４は、計器用変流器にトラップ穴を設けない場合の構成を示す図であり、図１に対応する図である。
【図５】図５は、計器用変流器にトラップ穴を設けない場合の構成を示す図であり、図２に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る計器用変流器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態．
図１は、本実施の形態に係る計器用変流器を含むガス絶縁開閉装置の構成の一例を示す縦断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線による横断面図である。なお、図２では、変流器コア４の表示を省略している。図３は、図１の要部の構成を示した図である。
【００１４】
図１〜図３に示すように、ガス絶縁開閉装置は、タンク１、中心導体２、及び計器用変流器５０を備えて構成される。計器用変流器５０は、変流器コア４、変流器取付枠５、アダプタ７、及びネジ棒８等を備えて構成される。
【００１５】
タンク１は、接地された筒状の金属容器であり、内部に例えばＳＦ６ガス等の絶縁性ガスが封入されている。タンク１はその軸線を例えば水平にして配置されている。中心導体２は、電流が通流する高電圧部を構成する。中心導体２は、例えばタンク１の軸線に沿って水平に配置されている。
【００１６】
変流器取付枠５は、筒状部材５ａ及び支持部材５ｂを備えている。筒状部材５ａは、例えば円筒状の金属部材であり、中心導体２を周回するように配置される。筒状部材５ａの軸線と中心導体２の軸線は例えば一致し、中心導体２は筒状部材５ａを軸方向に貫通している。変流器取付枠５はタンク１と同電位（接地電位）である。
【００１７】
筒状部材５ａの軸線方向の一端部である環状端部６は、筒状部材５ａの他の部分よりも肉厚で、その内径側が他の部分の内径側よりも中心導体２側に向けて盛り上がっている。つまり、環状端部６の内径は、軸線方向における他の部分の内径よりも小径である。なお、筒状部材５ａの内径は、環状端部６を除いて一定である。また、筒状部材５ａの外径は例えば軸線方向に一定である。また、環状端部６の内径側の縦断面形状は角部が存在しないように有限の曲率を有する滑らかな形状である。
【００１８】
さらに、筒状部材５ａの底面部には、軸線方向に環状端部６に隣接する部分にトラップ穴２０（貫通穴部）が設けられている。このトラップ穴２０は、筒状部材５ａの底面部を鉛直下方に貫通するものであり、変流器取付枠５の内底面に微小な金属異物３０が存在した場合に、この金属異物３０を捕獲し、トラップ穴２０の下方のタンク１の底面に落として無害化する役割をする。
【００１９】
また、筒状部材５ａの軸方向における他端部は、支持部材５ｂに取付けられている。支持部材５ｂは、例えば環状の金属部材からなり、筒状部材５ａに対して鍔状に接続されている。支持部材５ｂは、その周縁部がタンク１のフランジ部１０間に挟持され、例えばボルト等でタンク１に固定されている。
【００２０】
変流器コア４は、環状形状の例えば３つの変流器コア４ａ〜４ｃから構成され、筒状部材５ａにより支持されている。すなわち、変流器コア４は、筒状部材５ａに貫通されるようにして筒状部材５ａに装着されている。変流器コア４ａ〜４ｃは、それぞれ鉄心にコイルを巻回して構成され、それぞれ中心導体２を周回するようにかつ中心導体２の軸方向に並べて配置されている。なお、変流器コア４の個数は図示例に限定されない。
【００２１】
変流器コア４は、アダプタ７を介して変流器取付枠５に固定される。アダプタ７は、中心導体２を周回するように配置された環状形状であって、筒状部材５ａとの対向面に環状端部６の軸方向の端面が取り付けられる。なお、アダプタ７は、例えば周方向に配置された複数のボルト９により環状端部６に取り付けられる。また、アダプタ７には、環状端部６が取り付けられた位置よりも外径側において、例えば周方向の複数の箇所で軸線方向にネジ棒８が貫通し、このネジ棒８の先端部を変流器コア４に当接させ押し付けることで、変流器コア４が軸線方向に移動しないように変流器取付枠５に固定する。
【００２２】
計器用変流器５０は、中心導体２を周回し、中心導体２に流れる電流に起因する誘導電流を出力し、中心導体２の通流電流の大きさを計測する。
【００２３】
なお、図４及び図５では、比較のため、トラップ穴２０を設けない場合の構成を示した。すなわち、図４は、計器用変流器にトラップ穴２０を設けない場合の構成を示す図であり、図１に対応する図である。また、図５は、計器用変流器にトラップ穴２０を設けない場合の構成を示す図であり、図２に対応する図である。図４及び図５では、それぞれ図１及び図２と同一の構成要素には同一の符号を付している。図１〜図５に示すように、トラップ穴２０は、軸線方向に環状端部６に隣接した位置の底面部に軸線方向に所定の幅でかつ周方向に所定の長さで形成されている。
【００２４】
次に、図３を参照して、本実施の形態の動作について説明する。筒状部材５ａの内底面上には微小な金属異物３０が存在している。筒状部材５ａの周辺の電界値は中心導体２により近いほうが高電界となる。したがって、環状端部６周辺であるＡ部の電界は、筒状部材５ａの中央部周辺であるＢ部の電界よりも高い。
【００２５】
金属異物３０は、Ｂ部の電界強度では、電界による中心導体２側（高電圧側）への誘引力よりも、自重の方が大きく、中心導体２まで到達するほどは浮き上がらない。しかし、中心導体２まで到達はしないが、上昇および下降からなる跳躍を繰り返しながら軸線方向に移動することもあり、Ｂ部よりも電界の高いＡ部に向かって移動することがある。この場合、Ａ部はより高電界であることから、Ａ部自身が金属異物３０を引き寄せる効果があり、金属異物３０はＡ部に近づくにつれて確実にＡ部に向かって引き寄せられる。
【００２６】
しかし、金属異物３０は、Ａ部に到達する前に、Ａ部の手前に設けられたトラップ穴２０で捕獲され下方に落下するので、Ａ部（環状端部６）に到達することはなく、タンク１の底部と筒状部材５ａとの間で無害化される。なお、トラップ穴２０の淵周辺であるＣ部は、淵の形状自体の効果により、Ｂ部よりも高電界となるので、トラップ穴２０を設けること自体が、金属異物３０を引き寄せる効果がある。つまり、環状端部６の内径をより中心導体２側とすることで、Ａ部の電界をより高電界として、金属異物３０をＡ部の方向に引き寄せるとともに、Ａ部の手前に設けられたトラップ穴２０自身も金属異物３０の引き寄せに相乗効果を奏し、金属異物３０をより確実に引き寄せてトラップ穴２０に落とし込むことが可能となる。
【００２７】
これに対し、トラップ穴２０を設けない構成では（図４及び図５）、金属異物３０は、Ａ部の誘因効果により、Ａ部まで到達し、Ａ部の電界強度が金属異物３０の自重を越えていれば、金属異物３０は中心導体２まで浮き上がって閃絡する。Ａ部の電界強度が金属異物３０の自重を越えていない場合は、金属異物３０は環状端部６の内面上で上下に挙動を繰り返すこととなるが、この場合でも、やがて閃絡する可能性があるので、金属異物３０をＡ部に到達する前にトラップ穴２０に落とす構造が好ましい。
【００２８】
なお、トラップ穴２０の軸線方向の幅は、金属異物３０の挙動のストロークよりも大きくしている。すなわち、金属異物３０は、筒状部材５ａの内底面上に存在した状態から電界の影響で浮上した後に自重の影響により再び内底面上に落下するまでに軸線方向におよそ一定の距離（挙動のストローク）を移動するが、この距離は中心導体２に印加される電圧の大きさや中心導体２と筒状部材５ａとの距離等の諸条件で決まっているので、トラップ穴２０の軸線方向の幅を金属異物３０の挙動のストロークよりも大きくすることで、金属異物３０をトラップ穴２０に確実に落とし込むことができる。
【００２９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、環状端部６が他の部分よりも肉厚で環状端部６の内径が他の部分の内径よりも小径となる筒状部材５ａを設け、さらにその底面部に環状端部６に隣接してトラップ穴２０を設けるようにしたので、変流器取付枠５の内底面に存在し得る微小な金属異物３０をこのトラップ穴２０で捕獲し無害化することができる。
【００３０】
特に、本実施の形態では、より高電界部となる環状端部６が金属異物３０を引き寄せる効果があるので、金属異物３０の捕獲がより効果的となる。また、トラップ穴２０自体もその淵における電界の高さにより、金属異物３０を引き寄せる効果がある。
【００３１】
また、環状端部６は、その内径側が中心導体２側に盛り上がった形状であり、径方向の内側に向かって設けられているため、タンク１の径を増大する必要がなく、機器の小型化に寄与する。
【００３２】
また、環状端部６は肉厚としているが、これはアダプタ７との接続部として好適であり、変流器コア４の取付けに必要なアダプタ７の固定を容易にするとともに、上記のように金属異物３０の誘因効果も備えている。
【００３３】
これに対し、特許文献１に記載の従来の計器用変流器には、金属異物捕獲用のトラップ構造は設けられておらず、さらに計器用変流器取付用の内筒の径も軸方向に一定であり、本実施の形態のように内筒の端がより内径側に配置されるといった構造も存在しない。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上のように、本発明は、金属異物のトラップ構造付の計器用変流器として有用である。
【符号の説明】
【００３５】
１  タンク
２  中心導体
４，４ａ〜４ｃ  変流器コア
５  変流器取付枠
５ａ  筒状部材
５ｂ  支持部材
６  環状端部
７  アダプタ
８  ネジ棒
９  ボルト
１０  フランジ部
２０  トラップ穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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