(57)【要約】【課題】内側巻線及び外側巻線との接触部にガスギャップを発生させずに絶縁性能の低下を防ぎ、且つ輸送時の衝撃による各巻線の位置ずれも防ぐことができ、信頼性、安全性及び経済性が高いガス絶縁変圧器の巻線支持構造を提供する。【解決手段】ガス絶縁変圧器１０の巻線支持構造は、絶縁ガスを封入するタンク９内に、珪素鋼板を積層すると共に上下にフレーム８を固定した鉄心の主脚１と、主脚１に同心状に巻回した内側巻線２及び外側巻線３を収納し、各巻線２、３はそれぞれ軸方向絶縁支持材７を介してフレーム８に支持させ、各巻線２、３間の円周方向に所定間隔で、内部に気体を封入可能な複数個の可撓性間隔片６を着脱自在に配置する。【選択図】図１
2011003653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁ガスを封入するタンク内に、珪素鋼板を積層すると共に上下にフレームを固定した鉄心の主脚と、前記主脚に同心状に巻回した内側巻線及び外側巻線を収納し、前記内側巻線及び外側巻線はそれぞれ軸方向絶縁支持材を介して前記フレームに支持させたガス絶縁変圧器の巻線支持構造において、前記内側巻線及び外側巻線間の円周方向に所定間隔で、内部に気体を封入可能な複数個の可撓性間隔片を着脱自在に配置したことを特徴とするガス絶縁変圧器の巻線支持構造。
【請求項２】
請求項１において、前記可撓性間隔片は断面半円中空状に形成して前記内側巻線及び外側巻線間に対向させて配置したことを特徴とするガス絶縁変圧器の巻線支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス絶縁変圧器の巻線支持構造に係り、特に絶縁性能の低下を防ぐことができ、且つガス絶縁変圧器の輸送時において各巻線の位置ずれを防止することができるガス絶縁変圧器の巻線支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、防災上の理由から、絶縁油を絶縁媒体とした変圧器に代わり、絶縁ガスを絶縁媒体とした変圧器（以下、ガス絶縁変圧器と言う。）が用いられている。従来、ガス絶縁変圧器は、珪素鋼板を積層した主脚や、側脚等の脚部及び上下の継鉄部からなる鉄心と、この鉄心の主脚に巻回された内側巻線及び外側巻線とにより構成された変圧器本体を、六弗化硫黄ガス、窒素ガス等の絶縁ガスと共にタンク内に収納する構造となっている。
【０００３】
また、内側巻線と外側巻線は、それぞれ絶縁被覆された銅線を鉄心に対して同心円状に巻回し、各巻線間に断面形状が方形となる絶縁物製の間隔片を設置することにより各巻線間との絶縁距離を確保している。この間隔片は、輸送時の衝撃による各巻線の位置ずれを防止する巻線支持構造をも併せ持っている。また更に、各巻線間の絶縁距離を大きくする場合には、間隔片を半径方向に分割して構成し、その間に絶縁筒を配置し、分割した間隔片で絶縁筒を支持し、絶縁距離を確保する。
【０００４】
ところで、ガス絶縁変圧器の構成では、各巻線間に絶縁ガスのような比誘電率１．０の絶縁媒体と間隔片や絶縁筒のような比誘電率３．０〜５．０の固体絶縁物が共用される部分が多い場合には、絶縁媒体と固体絶縁物に平等に電位が分担されず、比誘電率の小さな方により多くの電位差が生ずる。また、間隔片の断面形状が方形であるのに対し、各巻線や絶縁筒は円形であるため、間隔片と各巻線或いは絶縁筒との接触面は線接触に近く、その部分には微小な絶縁ガスの隙間（以下、「ガスギャップ」と言う。）が生じる。以下、この状態について図５ないし図７を用いて具体的に説明する。
【０００５】
内部に絶縁ガスが封入されたガス絶縁変圧器において、図５又は図６に示す如く、鉄心１の同心円状に巻回された内側巻線２と外側巻線３の間に、固定絶縁物である間隔片４を設置することにより、ガスギャップ５が生じる。
【０００６】
また、図７に示す如く、間隔片として例えば比誘電率３．０の絶縁固定物４Ａを各巻線２，３間に配置すると、各巻線２，３の軸方向の電界マッピングにより形成する等電位線は、ガスギャップ５Ａ中で密となり、固定絶縁物４Ａ中で疎となる。これは、等電位線が密であるガスキャップ５Ａ中に電界が集中しており、絶縁破壊の危険性が高いことを示唆している。これにより、図６に示すガスキャップ５に電界集中が起こり、絶縁破壊する恐れがある事が予測できる。
【０００７】
上記の問題を解決するために、鉄心に対して同心状に配置された内側巻線及び外側巻線と、これらの巻線間に鉄心に対して同心状に径の異なる絶縁筒を複数個配設し、これらの各絶縁筒間の円周方向にそれぞれ複数の絶縁性間隔片を配設する。そして、隣接する各絶縁筒間において、絶縁筒の半径方向に各間隔片を連続して配設しない非配設空間を設けたガス絶縁変圧器の巻線支持構造がある（特許文献１参照）。
【０００８】
以上の構成により、非配設空間には絶縁ガスが一様に満たされるので、ガスギャップが生じる各間隔片の微小な隙間部分の電界集中を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−２１１５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記発明は、電界集中が低減可能であっても未だ不十分である。なぜならば、上記特許文献１の間隔片では、各巻線表面と相互に接触している限り、それらの接触部分にガスギャップが発生してしまい、ガス絶縁変圧器の絶縁性能の低下を防ぐことが困難であるためである。
【００１１】
上記の問題に対して、従来では間隔片を各巻線の円周方向の異なる位置に配置したり、特に電界が集中する部分においては間隔片に切欠きを入れて電界集中の緩和を図ったりしていた。しかし、依然として各巻線表面と間隔片が接触していたために、ガスギャップ発生による絶縁性能の低下を防ぐことは困難であった。
【００１２】
本発明の目的は、間隔片と各巻線との接触部にガスギャップを発生させずに絶縁性能の低下を防ぎ、しかも輸送時の衝撃による各巻線の位置ずれも防ぐことができるガス絶縁変圧器の巻線支持構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のガス絶縁変圧器は、絶縁ガスを封入するタンク内に、珪素鋼板を積層すると共に上下にフレームを固定した鉄心の主脚と、前記主脚に同心状に巻回した内側巻線及び外側巻線を収納し、前記内側巻線及び外側巻線はそれぞれ軸方向絶縁支持材を介して前記フレームに支持させたガス絶縁変圧器の巻線支持構造において、前記内側巻線及び外側巻線間の円周方向に所定間隔で、内部に気体を封入可能な複数個の可撓性間隔片を着脱自在に配置したことを特徴としている。
【００１４】
好ましくは、前記可撓性間隔片は断面半円中空状に形成して前記内側巻線及び外側巻線間に対向させて配置したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のガス絶縁変圧器の巻線支持構造によれば、内側巻線及び外側巻線間の円周方向に所定間隔で、内部に気体を封入可能な複数個の可撓性間隔片を着脱自在に配置することにより、可撓性間隔片と各巻線との接触部にガスギャップを発生させずに絶縁性能の低下を防ぎ、且つ輸送時の衝撃による各巻線の位置ずれも防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例であるガス絶縁変圧器の巻線支持構造を示す概略縦断面図である。
【図２】図１のガス絶縁変圧器の巻線支持構造の横断面図である。
【図３】図１のガス絶縁変圧器の巻線支持構造の可撓性間隔片の構造を示す図である。
【図４】本発明の別の実施例であるガス絶縁変圧器の巻線支持構造を示す概略横断面図である。
【図５】従来のガス絶縁変圧器の巻線支持構造を示す横断面図である。
【図６】図５のガス絶縁変圧器の巻線支持構造の拡大図である。
【図７】図５の内側巻線と外側巻線間に間隔片を配置した時の軸方向の電界マッピングによる等電位線の分布図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１８】
本発明によるガス絶縁変圧器の巻線支持構造の実施例を図１及び図２に示しており、従来と同様の部分は同符号を用いている。
【００１９】
本実施例のガス絶縁変圧器１０の巻線支持構造は、絶縁ガスを封入するタンク９内に、珪素鋼板を積層すると共に上下にフレーム８を固定した鉄心の主脚１と、主脚１に同心状に巻回した内側巻線２及び外側巻線３を収納し、各巻線２、３はそれぞれ軸方向絶縁支持材７を介してフレーム８に支持させ、各巻線２、３間の円周方向に所定間隔で、内部に気体を封入可能な複数個の可撓性間隔片６を着脱自在に配置する。
【００２０】
軸方向絶縁支持材７及びフレーム８は、各巻線２、３間の絶縁距離を確保するために、絶縁物で構成される。また、これら軸方向絶縁支持材７及びフレーム８は、各巻線２、３の上下にそれぞれ挟んで支持するように配置する。
【００２１】
各巻線２、３は、軸方向の応力に対しては、軸方向絶縁支持材７及びフレーム８の支持により、これによる位置ずれは起きないが、水平方向の応力に対しては、各巻線２、３自身の剛性のみで耐えるため、ガス絶縁変圧器１０の輸送時の衝撃により、位置ずれや変形、損傷等の一因となることがある。
【００２２】
そこで、各巻線２、３を主脚１に収納後、各巻線２、３間にガス絶縁変圧器１０の輸送時の巻線支持として可撓性間隔片６を配置する。また、可撓性間隔片６は、各巻線２、３を均等に支持するために、円周方向にフレーム８と干渉しない位置に所定間隔で複数個、例えば９０度毎に４箇所に配置することが望ましい。
【００２３】
可撓性間隔片６は、図３に示す如く可撓性のあるチューブ６Ａを用い、このチューブ６Ａに圧縮ガス封入用ボンベ１１を接続している。圧縮ガス封入ボンベ１１から、チューブ６Ａ内に圧縮ガス６Ｂを封入し、又はチューブ６Ａ外へ圧縮ガス６Ｂを放出できる構造とすることにより、可撓性間隔片６を各巻線２、３間に着脱自在に配置できるようにしている。また、このチューブ６Ａは、各巻線２、３間の絶縁距離を確保するために、絶縁物により構成される。また更に、圧縮ガス封入用ボンベ１１の圧縮ガス６Ｂには、空気や窒素ガス等の気体を選択して用いる。
【００２４】
各巻線２、３間に可撓性間隔片６を配置する際は、まず、図３に示す如く各巻線２、３間にその間隔に合わせたチューブ６Ａを挿入する。次に、図１に示す如くタンク９に設けられたハンドホール１２等から外部に引き出された圧縮ガス封入用ボンベ１１より、チューブ６Ａ内に圧縮ガス６Ｂを封入する。この際、チューブ６Ａは、圧縮ガス６Ｂの封入により膨張し、各巻線２、３を水平方向に固定するような力が働く。これにより、可撓性間隔片６は、ガス絶縁変圧器１０の輸送時の衝撃による各巻線２、３の位置ずれ、変形、損傷等を防止することができる。
【００２５】
ガス絶縁変圧器１０の現地据付後は、可撓性間隔片６として用いたチューブ６Ａ内の圧縮ガス６Ｂを外部へ放出し、チューブ６Ａを収縮させた後にハンドホール１２等から取出してタンク９外に撤去される。
【００２６】
可撓性間隔片６として用いたチューブ６Ａは、封入された圧縮ガス６Ｂを外部へ放出することで収縮するため、このチューブ６Ａを各巻線２、３間からタンク９外に撤去する一連の過程では、鉄心１、各巻線２、３、フレーム８、その他内部構造物を損傷することがない。また、チューブ６Ａからなる可撓性間隔片６は、分解作業や分解作業等において特殊な工具が不要になるので、安全で経済的に撤去作業を行うことができる。
【００２７】
また、圧縮ガス６Ｂの封入量でチューブ６Ａの膨張量を調整することにより、異なる変圧器の巻線間寸法でも対応可能となる。従って、一つの可撓性間隔片を他の変圧器の巻線支持にも流用することが可能となり、従来の間隔片のように変圧器の種類によって新たに間隔片を用意する必要がなくなるため、経済的にガス絶縁変圧器の巻線支持構造を構成することができる。
【００２８】
更に、可撓性間隔片６は、ガス絶縁変圧器１０の現地据付後に各巻線２、３間より撤去されるため、各巻線２、３間に絶縁物が存在しなくなり、各巻線２、３間は絶縁ガス等の絶縁媒体が一様に満たされている状態となる。そのため、各巻線２、３間には図６に示すガスギャップ５のような微小な隙間を生じず、ガスギャップ５中に起こる電界集中を完全に取り除くことができ、絶縁性能の低下を防ぐことができる。これにより、従来よりも安定した絶縁耐力を得られることから、信頼性の高いガス絶縁変圧器を提供することができる。
【００２９】
以上の本実施例においては、可撓性間隔片６を各巻線２、３間に配置することで、信頼性、安全性及び経済性が高いガス絶縁変圧器の巻線支持構造を提供できる。
【実施例２】
【００３０】
本発明によるガス絶縁変圧器の巻線支持構造の別の実施例を図４に示している。本実施例においては、可撓性間隔片を除き実施例１と同様の構造であり、従来と同様の部分は同符号を用いている。
【００３１】
本実施例では、図４に示す如く可撓性間隔片１３を、絶縁物製で可撓性があり断面半円中空状であるチューブ６Ｃから構成し、巻線２、３間に対称位置に対向させて２個配置する。また、可撓性間隔片１３は、圧縮ガス封入ボンベ１１からチューブ６Ｃ内に圧縮ガス６Ｂを封入し、又はチューブ６Ｃ外へ圧縮ガス６Ｂを放出できる構造とすることにより、各巻線２、３間に着脱自在に配置できるようにしている。
【００３２】
これにより、チューブ６Ｃからなる可撓性間隔片１３は、以下、実施例１同様の効果を達成することができる。
【００３３】
各巻線２、３間に可撓性間隔片１３を配置する際、チューブ６Ｃは、圧縮ガス６Ｂの封入により膨張し、各巻線２、３を水平方向に固定するような力が働く。これにより、可撓性間隔片１３は、ガス絶縁変圧器１０の輸送時の衝撃による各巻線２、３の位置ずれ、変形、損傷等を防止することができる。
【００３４】
また、チューブ６Ｃは、封入された圧縮ガス６Ｂを外部へ放出することで収縮するため、このチューブ６Ｃを各巻線２、３間からタンク９外に撤去する一連の過程では、鉄心１、各巻線２、３、フレーム８、その他内部構造物を損傷することがない。また、チューブ６Ｃからなる可撓性間隔片１３は、分解作業や分解作業等において特殊な工具が不要になるので、安全で経済的に撤去作業を行うことができる。
【００３５】
また、圧縮ガス６Ｂの封入量でチューブ６Ｃの膨張量を調整することにより、異なる変圧器の巻線間寸法でも対応可能となる。従って、一つの可撓性間隔片を他の変圧器の巻線支持にも流用することが可能となり、従来の間隔片のように変圧器の種類によって新たに間隔片を用意する必要がなくなるため、経済的にガス絶縁変圧器の巻線支持構造を構成することができる。
【００３６】
更に、可撓性間隔片１３は、ガス絶縁変圧器１０の現地据付後に各巻線２、３間より撤去されるため、各巻線２、３間に絶縁物が存在しなくなり、各巻線２、３間は絶縁ガス等の絶縁媒体が一様に満たされている状態となる。そのため、各巻線２、３間には図６に示すガスギャップ５のような微小な隙間を生じず、ガスギャップ５中に起こる電界集中を完全に取り除くことができ、絶縁性能の低下を防ぐことができる。これにより、従来よりも安定した絶縁耐力を得られることから、信頼性の高いガス絶縁変圧器を提供することができる。
【００３７】
また更に、可撓性間隔片１３は、実施例１の可撓性間隔片６に比べて表面積が増大したことにより、各巻線２、３との接触面積も増大し、チューブ６Ｃに封入するガス圧が比較的低くても、各巻線２、３を支持する力を大きくすることができる。これにより、可撓性間隔片１３の輸送時の配置及び据付完了後の撤去作業において、実施例１に比べ可撓性間隔片の数が少なくなるので、配置又は撤去等の作業工程を低減できるからより経済的にできる。
【００３８】
以上、本発明のガス絶縁変圧器の巻線支持構造によれば、内側巻線及び外側巻線間の円周方向に所定間隔で、内部に気体を封入可能な複数個の可撓性間隔片を着脱自在に配置することにより、可撓性間隔片と各巻線との接触部にガスギャップを発生させずに絶縁性能の低下を防ぎ、輸送時の衝撃による各巻線の位置ずれも防ぐことができ、信頼性、安全性及び経済性が高いガス絶縁変圧器の巻線支持構造を提供することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１…鉄心、２…内側巻線、３…外側巻線、６、１３…可撓性間隔片、６Ａ、６Ｃ…チューブ、６Ｂ…圧縮ガス、７…軸方向絶縁支持材、８…フレーム、９…タンク、１１…圧縮ガス封入用ボンベ。
【図１】
2011003653.tif 000003
【図２】
2011003653.tif 000004
【図３】
2011003653.tif 000005
【図４】
2011003653.tif 000006
【図５】
2011003653.tif 000007
【図６】
2011003653.tif 000008
【図７】
2011003653.tif 000009