(57)【要約】【課題】  環境に対する負荷が少ない絶縁ガスを用いても、優れた絶縁信頼性を有し、小型化を可能とした環境調和型のガス絶縁変圧器を提供する。【解決手段】  鉄心及び巻線１１等からなる変圧器本体がタンク４に収納され、タンク４の側面には接続部３ａ〜３ｃが取り付けられている。この接続部３ａ〜３ｃ及びブッシング１０ａ〜１０ｃは、それぞれ、３相巻線１１ａ〜１１ｃの相間部に取り付けられている。一方、リード線１２ａ、１２ｂは、それぞれ巻線１１ａと巻線１１ｂの間側から取り出され、また、リード線１２ｃは、巻線１１ｂと巻線１１ｃの間側から取り出されている。そして、これらのリード線１２ａ〜１２ｃがそれぞれ前記ブッシング１０ａ〜１０ｃに接続されている。また、絶縁ガスとしては、窒素ガス単体又は二酸化炭素ガス単体、またはこれらの混合ガス、あるいはこれらの絶縁ガスと他の絶縁ガス（ＳＦ6ガスを含む）との混合ガスが用いられる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相の巻線及び鉄心が絶縁ガスと共にタンク内に封入され、前記巻線から引き出されたリード線が、ブッシング及び接続部を介して前記タンク外部のケーブルと接続されるガス絶縁変圧器において、
前記リード線が、互いに隣接して配置された巻線が対向する側から引き出されると共に、前記ブッシング及び接続部が、前記リード線の引き出し位置に対応する位置に設置されていることを特徴とするガス絶縁変圧器。
【請求項２】
前記ブッシング及び接続部が、前記巻線から引き出されるリード線の高さ方向の位置と略同一の高さ位置に設置されていることを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁変圧器。
【請求項３】
前記絶縁ガスが、窒素ガス単体又は二酸化炭素ガス単体、またはこれらの混合ガス、あるいはこれらの絶縁ガスと他の絶縁ガスとの混合ガスであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガス絶縁変圧器。
【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と高電圧ケーブルの接続部の構成に改良を施すことにより、環境に対する負荷の少ない絶縁ガスを使用した場合でも優れた絶縁信頼性を有するガス絶縁変圧器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のガス絶縁変圧器においては、絶縁・冷却媒体としてＳＦ6ガスが用いられている。このＳＦ6ガスは、通常の運転状態では、無色、無臭、無味、不燃性の非常に安定した気体であり、しかも無毒である。しかし、環境面から、１９９７年１２月に京都で開催された第３回気候変動に関する国際連合枠組み条約締約国会議（ＣＯＰ３）において、ＳＦ6ガスも地球温暖化ガスの削減対象ガスとして加えられ、排出の抑制と削減についての対応が要求されている。そのため、ガス絶縁変圧器におけるＳＦ6ガスの使用の削減が望まれ、近年、ＳＦ6ガスの代替ガスの研究が実施されるようになっている。
【０００３】
このようなＳＦ6ガスの削減を目的とした研究結果によると、ＳＦ6ガスと同一ガス圧で同一の絶縁強度を有する絶縁ガスはいまだ見出されていないのが現状である。そのため、ＳＦ6ガスの代替ガスとして、例えば、環境に対する負荷が少ない窒素ガス、二酸化炭素ガス等を用いる場合には、様々な工夫が必要であると考えられている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ガス絶縁変圧器の容器内部において、変圧器本体と裸電極の存在する負荷時タップ切替器との間に仕切板を取り付け、この仕切板によって形成される第１室と第２室のガス圧力に差を設けるという技術が提案されている。また、特許文献２には、ガス絶縁変圧器タンク内の巻線からリード線を引き出すものにおいて、ケーブルのタンク貫通部にパッキング部を設け、タンク内部でリード線とケーブルとを接続するという技術が提案されている。
【０００５】
しかしながら、ＳＦ6ガスの使用量を低減あるいは削減したガス絶縁変圧器とケーブルを接続する場合については未だ良い提案はなく、特に、巻線からのリード線をタンク外部に引き出す構成のガス絶縁変圧器においては、次のような問題が生じていた。
【０００６】
例えば、特許文献２に示された技術では、ガス絶縁変圧器と高電圧ケーブルの接続部においては、タンク内にケーブルを導入し、タンク内において巻線からのリード線とケーブルとの接続を実施している。そして、ケーブルのタンク貫通部分にパッキング部を設けることにより、タンク内のガスが外に漏れないように構成されている。しかし、上記のようにタンク内部にケーブルを導入して接続する構成のガス絶縁変圧器においては、変圧器が工場で組み立てられ、試験を実施された後、据付場所においてタンクを開放し、ケーブルを接続しなければならない。
【０００７】
図３（Ａ）（Ｂ）は、従来のガス絶縁変圧器や油入変圧器におけるケーブルとガス絶縁変圧器の接続部の構成を示したものである。すなわち、鉄心（図示せず）の周りには、低圧、中圧、高圧巻線、タップ巻線などの巻線５が巻回されている。この巻線５から引き出されたリード線６は、ブッシング７を介して、タンク４の外部に位置するケーブル１との接続部３に接続されている。また、この接続部３の内部にはストレスコ−ン２が取り付けられ、ケーブル１との接続部における電界緩和を行っている。なお、接続部３は、変圧器のタンク４の外壁に気密状態を保って取り付けられている。
【０００８】
また、図４（Ａ）（Ｂ）は、従来の３相変圧器におけるケーブルとガス絶縁変圧器の接続部の構成を示したものである。すなわち、３相分の接続部３ａ〜３ｃが１つの収納箱８内に収納され、この収納箱８が変圧器のタンク４の側面に取り付けられ、ケーブル１と接続されている。なお、この場合、リード線６ａ〜６ｃは、それぞれ巻線５ａ〜５ｃのタンク側から引き出され、ブッシング７ａ〜７ｃを介して、ケーブル１ａ〜１ｃと接続されている。
【特許文献１】特開２００３−１９７４３５号公報
【特許文献２】特開２００２−１５９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、ガス絶縁変圧器の絶縁ガスとして、上述したような環境に対する負荷が少ない絶縁ガスを用いる場合には、次のような問題点が生じる。
すなわち、上述したように、環境低負荷型の絶縁ガスは、現在のガス絶縁変圧器に使用されているＳＦ6ガスに比べてその絶縁強度が低い。そのため、環境低負荷型の絶縁ガスを用いる場合には、変圧器タンク内部に取り付けられるブッシング７の絶縁距離を、ＳＦ6ガスを使用する場合に比べて長くしなければならない。従って、ケーブルと変圧器の接続方法として従来と同様の方法を用いると、ブッシング７の絶縁距離を長くする分、タンクの大きさ、しいては、変圧器全体の大きさが大きくなるという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解消するために提案されたものであり、その目的は、ガス絶縁変圧器とケーブルの接続部の構成を改善することにより、環境に対する負荷が少ない絶縁ガスを用いても、優れた絶縁信頼性を有し、小型化を可能とした環境調和型のガス絶縁変圧器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、３相の巻線及び鉄心が絶縁ガスと共にタンク内に封入され、前記巻線から引き出されたリード線が、ブッシング及び接続部を介して前記タンク外部のケーブルと接続されるガス絶縁変圧器において、前記リード線が、互いに隣接して配置された巻線が対向する側から引き出されると共に、前記ブッシング及び接続部が、前記リード線の引き出し位置に対応する位置に設置されていることを特徴とする。
【００１２】
上記のような構成を有する請求項１の発明によれば、巻線からのリード線の引出し位置が３相の巻線間側とされ、接続部およびブッシングも３相巻線の相間部に取り付けられている。そのため、ブッシングの長さを従来の長さより長くしても、ブッシングは各相の巻線間に配置されるためタンクの大きさを大きくする必要がなく、しかもブッシングの長さを長くすることにより、絶縁強度の低い絶縁ガスを用いても、絶縁強度が低下することもない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、環境に対する負荷が少ない絶縁ガスを用いても優れた絶縁信頼性を有し、小型化を可能とした環境調和型のガス絶縁変圧器を提供することができると共に、温室効果の高いＳＦ6ガスの使用量および排出量を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した実施の形態（以下、実施形態という）について、図面を参照して具体的に説明する。なお、図３及び図４に示した従来例と同一の部材には同一の符号を付して、説明は省略する。
【００１５】
（１）構成
図１に示すように、本実施形態においては、鉄心（図示せず）及び巻線１１等からなる変圧器本体がタンク４に収納され、そのタンク４の側面には各相毎に設けられた接続部３ａ〜３ｃが取り付けられている。なお、この接続部３に配設されるブッシング１０は、図３及び図４に示した従来例で用いられているブッシング７より絶縁距離が長くなるように構成されている。また、前記接続部３ａ〜３ｃおよびブッシング１０ａ〜１０ｃは、それぞれ、３相巻線１１ａ〜１１ｃの相間部に取り付けられている。
【００１６】
一方、３相変圧器の巻線１１ａ、１１ｂのリード線１２ａ、１２ｂは、それぞれ巻線１１ａと巻線１１ｂの間から取り出され、また、巻線１１ｃのリード線１２ｃは、巻線１１ｂと巻線１１ｃの間から取り出されている。そして、これらのリード線１２ａ〜１２ｃがそれぞれ前記ブッシング１０ａ〜１０ｃに接続されている。なお、本実施形態においては、図１（Ｃ）に示すように、巻線１１からのリード線１２が、巻線１１の上部より引き出されているので、接続部３のタンク４への取り付け位置もタンク上部となっている。
【００１７】
また、変圧器タンク４内に封入される絶縁ガスとしては、窒素ガス単体又は二酸化炭素ガス単体、またはこれらの混合ガス、あるいはこれらの絶縁ガスと他の絶縁ガス（ＳＦ6ガスを含む）との混合ガスが用いられる。なお、上記いずれの混合ガスにおいても、窒素ガス又は二酸化炭素ガスが主成分とされている。
【００１８】
（２）作用・効果
このような構成としたガス絶縁変圧器およびその接続部の作用について説明する。
【００１９】
本実施形態のガス絶縁変圧器においては、巻線１１からのリード線１２の引出し位置が、３相変圧器の各相の巻線間側とされており、また、前記接続部３およびブッシング１０は、３相巻線の相間部に取り付けられている。そのため、ブッシング１０の長さ“Ｌ”を従来の長さより長くしても、ブッシング１０は各相の巻線の間に配置されるため、変圧器タンク４の大きさを大きくする必要がなく、しかもブッシング１０の長さ“Ｌ”を長くすることにより、絶縁強度の低い絶縁ガスを用いても、絶縁強度が低下する心配がない。
【００２０】
従って、本実施形態においては、絶縁ガスとして、窒素ガス単体又は二酸化炭素ガス単体、またはこれらの混合ガス、あるいはこれらの絶縁ガスと他の絶縁ガス（ＳＦ6ガスを含む）との混合ガスを用いることができるため、地球温暖化に対する負荷を軽減することが可能となる。特に、窒素ガスや二酸化炭素ガスは、従来のＳＦ6ガスに比べて絶縁強度が低いが、本実施形態においては、ブッシング１０の長さ“Ｌ”を長くすることにより、絶縁強度の高い絶縁構成が得られる。
【００２１】
このように、本実施形態によれば、従来のように絶縁ガスとしてＳＦ6ガスを用いるガス絶縁変圧器と比較して、温室効果の高いＳＦ6ガスの使用および排出量を低減あるいは削減することが可能となるので、環境調和型のガス絶縁変圧器を提供することができる。
【００２２】
さらに、接続部３を取り付ける位置が各相の巻線の相間部分となっているため、ブッシング１０の長さ“Ｌ”を長くしても、ブッシング１０も各相の巻線の相間部分に設置できるため、変圧器タンク４の大きさが大きくなることはなく、わが国の厳しい輸送制限内においても、輸送が可能となるガス絶縁変圧器を得ることができる。
【００２３】
また、本実施形態においては、巻線１１のリード線１２が３相変圧器の巻線間側より取り出され、また、接続部３がそのリード線１２の引出し位置と略同一の高さとなるように設置されているので、変圧器タンク４の内部で引きまわすリード線１２の長さが短くて済む。このようにリード線の長さが短くなれば、それを支えるリード支えなども省略できるので、絶縁信頼性も向上する。
【００２４】
以上のように、本実施形態によれば、環境に対する負荷が小さい絶縁ガスを用いた場合においても、絶縁強度が低下する心配がなく、信頼性を向上させた環境調和型のガス絶縁変圧器を提供することができる。
【００２５】
（３）他の実施形態
本実施形態は、上述した実施形態に限定されるものではなく、図２（Ｃ）に示すように、変圧器巻線１１からのリード線２２を、巻線の高さ方向中央部より引き出しても良い。この場合、接続部３は、変圧器タンク４の高さ方向のほぼ中間部、つまり、巻線１１から引き出されるリード線２２の高さとほぼ同一の位置に設置されている。このように、巻線１１からのリード線２２の引き出し位置が変化しても、その引き出し位置とほぼ同一の高さ位置に接続部３を設置することにより、上記の実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るガス絶縁変圧器の構成を示す図であって、（Ａ）は横断面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は縦断面図。
【図２】本発明に係るガス絶縁変圧器の他の実施形態の構成を示す図であって、（Ａ）は横断面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は縦断面図。
【図３】従来のガス絶縁変圧器の構成を示す図であって、（Ａ）は横断面図、（Ｂ）は縦断面図。
【図４】従来のガス絶縁変圧器の構成を示す図であって、（Ａ）は横断面図、（Ｂ）は縦断面図。
【符号の説明】
【００２７】
１…ケーブル
２…ストレスコ−ン
３…接続部
４…タンク
５，１１…巻線
６，１２，２２…リード線
７，１０…ブッシング
８…収納箱
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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