(57)【要約】【課題】  不活性ガスの使用量を削減でき、不活性ガスの封入作業時間及び作業負担を低減することのできるガス密閉型の変圧器を提供する。【解決手段】  変圧器タンクの内部を密封する蓋体に、変圧器タンク内に不活性ガスを封入する配管を接続し、この配管を通して変圧器タンク内に不活性ガスを封入する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓋体によって密封した変圧器内部の空気を真空引きする配管と、真空となった変圧器内部に不活性ガスを封入するための配管を前記蓋体に接続したことを特徴とする変圧器。
【請求項２】
蓋体によって密封した変圧器内部の空気を、不活性ガスに置換するための配管を前記蓋体に接続したことを特徴とする変圧器。
【請求項３】
蓋体によって内部を密封した変圧器において、前記蓋体に接続した配管を通して前記変圧器内部の空気を真空引きし、その後、前記配管を通して変圧器内部に不活性ガスを封入することを特徴とする変圧器へのガス封入方法。
【請求項４】
蓋体によって内部を密封した変圧器において、前記蓋体に接続した配管を通して、変圧器内部の空気を不活性ガスに置換することを特徴とする変圧器へのガス封入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変圧器製造時に変圧器タンク内に存在する空気を不活性ガスに置換するための変圧器構造と、その方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
油入変圧器の絶縁油が劣化する主な原因は空気との接触による酸化である。そのため、変圧器の蓋体で変圧器内部を密封し、変圧器タンク内の上部空間に窒素やアルゴン等の不活性ガスを封入することで、絶縁油と空気との接触を防止している。
【０００３】
かつては、ガスケットの経年劣化を原因とした気密不良が発生していたが、近年性能の良いガスケットの開発によって密封性能が向上したこと、および、コンサベータを有する無圧密封式と比較して構造が簡素で低コストであるといった理由などから、少容量（２０ＭＶＡ以下）の一般産業向けの変圧器では窒素等を封入した密封型変圧器が広く利用されている。
【０００４】
このような不活性ガスを封入する密封型変圧器は、下記特許文献１の図８に示されるように、変圧器タンクの下部に取り付けた弁（クイック継手）を介して不活性ガス（窒素ガス）シリンダが接続されており、当該弁を開放した後、不活性ガスを変圧器タンク内の絶縁油内に供給する。
【０００５】
このとき、通常は、変圧器上部に設けた図示しないバルブを介して、変圧器タンク内の空気を外部へ排出しつつ、変圧器タンク下部の弁から不活性ガスを供給する。不活性ガスの供給は、変圧器タンク内の絶縁油が飽和し、かつ、変圧器タンク内上部に形成される気体層（不活性ガス）が規定圧となるまで継続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０１０−５０７９１６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
然るに、変圧器タンクの下部から絶縁油を介して窒素等の不活性ガスを封入する場合、絶縁油が不活性ガスによって飽和するまでガスの封入を継続するため、絶縁油に溶けきらないガスが前記バルブを介して大気へ放出されることになる。
【０００８】
そのため、供給するガス量が必然的に増加し、また、絶縁油がガスで飽和するまでに相当程度の時間を要する。当該ガスの封入作業は作業員が変圧器に立ち会った状態で行われ、ガスが規定濃度以上になったかどうかは、窒素濃度計または酸素濃度計で測定する。また、変圧器に付属する気圧計によって封入圧力を確認しながら作業が行われる。
【０００９】
一旦、絶縁油が不活性ガスで飽和し、気体層の不活性ガスが規定圧となった場合でも、出荷までの間に不活性ガスが絶縁油に溶け込んで気体層の圧力が下がってしまうため、変圧器上部の配管に不活性ガス（窒素ガス）シリンダを接続して、気体層に補充する必要があった。
【００１０】
そこで、本発明は、変圧器タンク内に封入する不活性ガスのガス量を削減し、かつ、ガス封入に要する時間および作業負担を軽減することのできる変圧器構造とガスの封入方法を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明は、蓋体によって密封した変圧器内部の空気を真空引きする配管と、真空となった変圧器内部に不活性ガスを封入するための配管を前記蓋体に接続したことに特徴を有する。
【００１２】
請求項２記載の発明は、蓋体によって密封した変圧器内部の空気を、不活性ガスに置換するための配管を前記蓋体に接続したことに特徴を有する。
【００１３】
請求項３記載の発明は、蓋体によって内部を密封した変圧器において、前記蓋体に接続した配管を通して変圧器内部の空気を真空引きし、その後、前記配管を通して変圧器内部に不活性ガスを封入することに特徴を有する。
【００１４】
請求項４記載の発明は、蓋体によって内部を密封した変圧器において、前記蓋体に接続した配管を通して、変圧器内部の空気を不活性ガスに置換することに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１，３記載の発明によれば、変圧器内部に封入する不活性ガスの量を削減できるとともに、不活性ガスの封入作業に要する時間および作業負担を軽減できる。
【００１６】
請求項２，４記載の発明によれば、変圧器タンクを真空に耐えられる強度に設計する必要はなく、タンクのコストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施例に係るガス密封型変圧器を示す正面図である。
【図２】本発明の第２実施例に係るガス密封型変圧器を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例を図１により説明する。図１は本発明の第１実施例に係るガス密封型変圧器Ａを示しており、図１において、１は変圧器タンクである。変圧器タンク１内には図示しない変圧器本体が、脱気した絶縁油に浸漬した状態で収納されている。
【００１９】
２は変圧器Ａの蓋体であり、変圧器タンク１上部開口を閉蓋することにより変圧器タンク１の内部を密封する。
【００２０】
蓋体２には第１のバルブ３を具備した不活性ガス封入用の配管（第１の配管）４と、第２のバルブ５を具備した空気吸引用の配管（第２の配管）６が接続されている。
【００２１】
第１の配管４には窒素やアルゴン等の不活性ガスのボンベ７が接続されており、第２の配管６には真空引き用のポンプ８を接続する。なお、ガスボンベ７内の不活性ガスは規定圧に調整されている。
【００２２】
９は排油管（第３の配管）１０に具備された第３のバルブである。
【００２３】
以上のような構成のガス密封型変圧器Ａは、その組立時において、変圧器タンク１内部に収納した図示しない変圧器本体や絶縁油に異常がないことを確認した上で、変圧器タンク１上部の開口を蓋体２で閉塞して、変圧器タンク１内の絶縁油面と蓋体２間に空気の気層部が存在する格好で、変圧器タンク１内を密封する。
【００２４】
その後に、絶縁油の酸化を防止するために変圧器タンク１内に窒素等の不活性ガスを封入する。まず、第２の配管６に具備した第２のバルブ５を開放した上で、ポンプ８を起動して、絶縁油面上の空気を吸引し、変圧器タンク１内を真空引きする。
【００２５】
このとき、変圧器タンク１は真空度に耐えられる強度を備えて予め設計されている。
【００２６】
変圧器タンク１内が真空引きされたら、第２のバルブ５を閉じ、つづいて、第１の配管４に具備した第１のバルブ３を開放した上で、ガスボンベ７のバルブ７ａを開き、第１の配管４を介して変圧器タンク１内に不活性ガスを封入する。
【００２７】
当該封入作業は、変圧器タンク１内の不活性ガスが規定圧になるまで自動的に継続される。脱気された絶縁油が不活性ガスで飽和すると絶縁油への不活性ガスの溶解は平衡となり、不活性ガスの圧力が規定圧で一定になる。規定圧に到達すると、ガスボンベ７から変圧器タンク１内にそれ以上はガスが封入されることはない。したがって、当該作業に作業員が常時、立ち会う必要はなく、変圧器を放置することができる。放置期間は変圧器の容量により異なるが１から7日間乃至出荷までの期間である。
【００２８】
ガス封入に十分な時間が経過した後は、作業員がガスボンベ７のバルブ７ａを閉じ、不活性ガスの封入作業を終了する。
【００２９】
不活性ガスの封入作業が終了したら、ガスボンベ７及びポンプ8と変圧器Ａの接続を解除し、出荷に備える。接続の解除は、例えば、第１のバルブ３とガスボンベ７、第２のバルブ５とポンプ８間のそれぞれの配管位置で、第１の配管４と第２の配管６を接続解除できるように構成しておけば良い。
【００３０】
以上の方法によれば、規定圧に調整されたガスボンベ７から変圧器タンク１内に不活性ガスが自動的に封入され、その際、従来のガス封入方法と異なり、ガスが大気中に放出される可能性もないので、ガス量は必要最低限でよく、ガスの封入作業に作業員が関与する時間を短縮できる。
【００３１】
また、第１のバルブ３を開いた後は、そのまま放置しておけば、変圧器タンク内の絶縁油は不活性ガスで飽和し、気体層の不活性ガスは規定圧に維持されるので、従来技術のように、絶縁油の飽和状態と気体層の規定圧状態を維持するために、不活性ガスを補充する作業を繰り返す必要はない。
【００３２】
なお、上記第１実施例では、第１の配管４と第２の配管６の二又に分かれた配管を蓋体２に接続した場合を例示したが、本発明はこの構造に限定されるものではなく、例えば、第１の配管４と第２の配管６をそれぞれ蓋体２に接続したり、或いは、第２の配管６を設けず、第１の配管４のみを蓋体２に接続し、必要に応じて、第１の配管４とガスボンベ７の接続を解除し、その後、第１の配管４をポンプ８に接続するように、第１の配管４をガスボンベ７とポンプ８で共用するように構成しても良い。
【００３３】
図２は本発明の第２実施例に係るガス密封型変圧器Ｂを示している。なお、図２において、図１と同一部材については同一符号を付して説明を省略する。
【００３４】
図２のガス密封型変圧器Ｂにおいて図１に示すガス密封型変圧器Ａと相違する部分は、ポンプ８に接続される第２の配管６、第２の配管６に具備された第２のバルブ５に代えて、排気管（第４の配管）１１を接続し、第４の配管１１に第４のバルブ１２を具備している点である。
【００３５】
図２のガス密封型変圧器Ｂの組立時に、変圧器タンク１内の絶縁油面と閉蓋した蓋体２の間に空気の気層が存在する点は同様である。この変圧器タンク１内の空気を窒素等の不活性ガスに置換する場合は、まず、第１の配管４に具備された第１のバルブ３と、第４の配管１１に具備された第４のバルブ１２を開放する。
【００３６】
その上で、ガスボンベ７のバルブ７ａを開け、ガスボンベ７内の不活性ガスを第１の配管４を介して変圧器タンク１内に送り込む。これにより、変圧器タンク１内の絶縁油面上の空気は、不活性ガスに押し出される格好で第４の配管１１を介して、大気中に排気される。
【００３７】
このとき、変圧器タンク１内に封入した不活性ガス量と同量の空気を変圧器タンク１外へ排気することはできないので、変圧器Ｂに別途設けた図示しない酸素測定器によって、変圧器タンク１内の酸素量が例えば５％未満になるまで不活性ガスの封入を継続し、５％未満になった段階で、第１の配管４に具備した第１のバルブ３と第４の配管１１に具備した第４のバルブ１２を閉じる。
【００３８】
上記不活性ガスの封入時、絶縁油への不活性ガスの溶解により内部圧力が減少するが、その分の不活性ガスはガスボンベから供給される。このときの圧力は変圧器本体に具備された圧力計により規定圧に自動的に調整される。
【００３９】
これにより、変圧器タンク１内には規定濃度（９５％以上）となった不活性ガスが密封される。絶縁油は不活性ガスで飽和される。不活性ガスの封入後は、例えば、第１のバルブ３とガスボンベ７の間の配管位置と、第４のバルブ１２の後段の配管位置で、第１の配管４と第４の配管１１を接続解除する。
【００４０】
第２の実施例によれば、第１実施例の場合と異なり、変圧器タンク１内に不活性ガスを封入するに先立ち、変圧器タンク１内の空気を吸引して真空にする必要はないので、変圧器タンク１を真空に耐えられる強度で設計する必要はなく、変圧器タンク１のコストを削減することができる。
【００４１】
なお、上記実施例では、変圧器タンク１内の不活性ガスの規定濃度を９５％以上と記載したが、当該規定濃度はこれに限定されないことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
ガス密封式変圧器に利用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１  変圧器タンク
２  蓋体
３  第１のバルブ
４  第１の配管
５  第２のバルブ
６  第２の配管
７  ガスボンベ
７ａ  ガスボンベ用のバルブ
８  ポンプ
９  第３のバルブ
１０  第３の配管
１１  第４の配管
１２  第４のバルブ
Ａ，Ｂ  ガス密封型変圧器
【図１】
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【図２】
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