(57)【要約】【課題】ＳＦ６ガスの代替ガスを用いて環境面に配慮すると共に、ガスダクトに収納された碍管の気密を容易に保持することができるガス絶縁変圧器を提供する。【解決手段】本体タンク３２の下方には接続部３２ａを形成し、ここにガスダクト３７を接続する。本体タンク３２内には高圧絶縁ガス２１を封入し、ガスダクト３７内には前記高圧絶縁ガス２１と比べて低いガス圧力の低圧絶縁ガス３８を封入する。低圧絶縁ガス３８にはＳＦ６ガスを適用し、高圧絶縁ガス２１には窒素ガス、乾燥空気又は炭酸ガスのいずれかの単体ガスを適用する。本体タンク３２の接続部３２ａには気密性を有する絶縁スペ-サ３６を取り付ける。絶縁スペ-サ３６はコ−ン型のガス区分絶縁スペーサであり、その向きは、本体タンク３２側に凸状部を配置し、ダクト３４側に凹状部を配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄心および巻線を有する変圧器本体と、この変圧器本体を収納する本体タンクと、前記本体タンクにガスダクトを接続し、前記本体タンク及び前記ガスダクトに絶縁ガスを封入したガス絶縁変圧器において、
前記ガスダクトと前記本体タンクとの間に気密性の絶縁スペ−サを取り付けたことを特徴とするガス絶縁変圧器。
【請求項２】
前記絶縁スペ−サは前記本体タンク側に凸とし、前記ガスダクト側を凹としたコーン型の絶縁スペーサとした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】
前記本体タンク内に封入される絶縁ガスは、前記ガスダクト内に封入される絶縁ガスよりも温暖化係数が低いことを特徴とする請求項１又は２に記載のガス絶縁変圧器
【請求項４】
前記本体タンク内に封入される絶縁ガスは、窒素ガス、乾燥空気又は炭酸ガスのいずれかによる単体ガスあるいはこれら単体ガスいずれかを含む混合ガスであり、
前記ガスダクト内に封入される絶縁ガスは、ＳＦ６ガスであることを特徴とする請求項３に記載のガス絶縁変圧器
【請求項５】
前記本体タンクは、当該本体タンク内に封入される絶縁ガスのガス圧力を、前記ガスダクト内に封入される絶縁ガスのガス圧力よりも高圧に設定した高ガス圧タンクであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス絶縁変圧器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、口出し線を収納するガスダクトに改良を加えたガス絶縁変圧器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地価の高騰などにより変電所の建設用地は入手しづらくなっており、変電所のコンパクト化が求められている。変電所のコンパクト化には、変圧器や開閉装置ともガス絶縁した全ガス絶縁変電所が有効である。全ガス絶縁変電所を構成する機器の中でも、ガス絶縁変圧器ではコンサベータが不要なので、変圧器室の建物高を低くすることができ、スペース性が良好である。そのため、ガス絶縁変圧器は変電所全体のコンパクト化に大きく寄与している。
【０００３】
ガス絶縁変圧器は、断面がほぼ円形を有する金属圧力容器を本体タンクとし、この本体タンクの内部に、巻線及び鉄心を有する変圧器本体を収納すると共に、絶縁ガスを封入している。また、ガス絶縁変圧器はケーブル系統に接続されることが多いので、ケーブルの終端であるケーブルヘッドを変圧器の口出し端に設けることが一般的である。ケーブルヘッドはガス−ガスブッシングを介して、変圧器本体から引き出された口出し線に接続されている。
【０００４】
ケーブルヘッドやガス−ガスブッシングはガスダクトに収納されている。ガスダクトは本体タンクに接続されており、本体タンクと同様、その内部には絶縁ガスが封入されている。ガスダクトの構成例としては、単相変圧器本体３台を接続する共通ダクトがある。このような共通ダクトにて３台の単相変圧器を接続することで３相変圧器を構成することができる。
【０００５】
本体タンク及びガスダクトに封入される絶縁ガスとしては、６化硫黄ガス（ＳＦ６ガス）が広く利用されている。ＳＦ６ガスは、通常の運転状態で無色、無臭、無味、無毒であり、且つ不燃性であるため、安定性及び安全性に優れた絶縁ガスである。しかし、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も削減対象ガスとして加えられ、ＳＦ６ガスの排出量の抑制と使用量の削減が要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０５−２９９２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上の要求を受けて、ガス絶縁機器におけるＳＦ６ガスの使用削減が進められており、ＳＦ６ガスの代替ガスが研究されている。ＳＦ６ガスの代替ガスとしては、窒素や乾燥空気、炭酸ガスなどが候補に挙がっている。これら代替ガスを用いて優れた環境調和性を発揮できるガス絶縁変圧器の実現が、早急に解決すべき課題となっている。
【０００８】
ところで、ＳＦ６ガスの代替ガスを利用するとなると、絶縁強度の低さが問題となる。ガス圧が等しい時、窒素や炭酸ガスの絶縁強度はＳＦ６ガスの絶縁強度の約３０％に過ぎない。そこで、窒素や炭酸ガスなどを絶縁ガスに用いるためには、そのガス圧力を高めることで絶縁強度を向上させることが考えられる。
【０００９】
しかし、ガス絶縁変圧器では、ガス−ガスブッシングやケーブルヘッドに碍管を設けているので、ガス−ガスブッシング等を収納したガスダクトのガス圧力を高くすると、以下に説明するように、碍管の気密保持が困難となるという問題が生じる。すなわち、碍管は内部に絶縁紙と絶縁油が収納されており、気密を保持しつつフランジ部に取り付けられている。
【００１０】
このような碍管をガスダクトに配置すると、ダクト内の絶縁ガスの圧力が碍管の外周側から加わる。そのため、ガスダクト内のガス圧が高いと、碍管の気密保持が難しくなる。以上のことから、碍管を含むガス−ガスブッシングやケ−ブルヘッドを収納するガスダクトに関しては、碍管の気密を容易に保持するような改善が要求されていた。
【００１１】
本発明のガス絶縁変圧器は、上記の課題を解決するために提案されたものである。本実施形態の目的は、ＳＦ６ガスの代替ガスを用いて環境面に配慮すると共に、ガスダクトに収納された碍管の気密を容易に保持することができる、環境調和性及び信頼性に優れた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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本実施形態のガス絶縁変圧器は、
(a)鉄心および巻線を有する変圧器本体と、
(b)この変圧器本体を収納する本体タンクと、
(c)前記本体タンクにガスダクトを接続し、
(d)前記本体タンク及び前記ガスタンクに絶縁ガスを封入したガス絶縁変圧器において、
(e)前記ガスダクトと前記本体タンクとの間に気密性の絶縁スペ−サを取り付けたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［第１の実施形態］
（構成）
第１の実施形態に係るガス絶縁変圧器の構成について、図１を参照して説明する。
【００１５】
図１に示すように、第１の実施形態には、本体タンク３２が設置されている。本体タンク３２の内部には、巻線及び鉄心を有する変圧器本体４が収納されると共に、高圧絶縁ガス２１が封入されている。また、変圧器本体４の下部には変圧器本体４の下方へ引出される巻線口出し９が設けられている。巻線口出し９には接続リード線１０ａが接続されている。
【００１６】
本体タンク３２内に封入される高圧絶縁ガス２１は、後述するガスダクト３７内に封入される絶縁ガスと比較して高圧に設定されている。すなわち、本体タンク３２は高ガス圧タンクとなっている。第１の実施形態では、高圧絶縁ガス２１として、窒素ガス、乾燥空気又は炭酸ガスのいずれかの単体ガスが適用されている。高圧絶縁ガス２１は本体タンク３２上部からガス流路１８ａを通って冷却器２０へと送られ、この冷却器２０で冷却されてガス流路１８ｂを通って本体タンク３２下部へと循環されるようになっている。
【００１７】
本体タンク３２の下方にはタンク外側（図１の左側）に突出する接続部３２ａが形成されており、ここにガスダクト３７が接続されている。ガスダクト３７は本体タンク３２の横に垂直状に立上る上下２本のダクトから構成されており、その内部に低圧絶縁ガス３８が封入されている。ガスダクト３７内に封入される低圧絶縁ガス３８は、ガス圧力が本体タンク３２内の高圧絶縁ガス２１と比べて低く設定されている。第１の実施形態では低圧絶縁ガス３８としてＳＦ６ガスが適用されている。
【００１８】
ガスダクト３７を構成する２本のダクトのうち、下側のダクトはガス−ガスブッシング収納用のダクト３４、上側のダクトはケーブルヘッド収納用のケーブルヘッド室３５である。下側のダクト３４は断面形状がＬ字形の中空部材から構成され、下端部が本体タンク３２の接続部３２ａに接続されている。このダクト３４内部にガス−ガスブッシング７及びそれに接続された接続リード線１０ａが収納されている。ガス−ガスブッシング７はダクト３４内の上部に配置され、ガス−ガスブッシング７下端部に接続リード線１０ａが接続されている。接続リード線１０ａを介してダクト３４側のガス−ガスブッシング７と変圧器本体４側の巻線口出し９とが接続される。
【００１９】
また、上側のダクトであるケーブルヘッド室３５は円筒形部材から構成され、下端部が前記ダクト３４の上端部に接続されている。ケーブルヘッド室３５内部にはケーブルヘッド８及びそれに接続された接続リード線１０ｂが収納されている。ケーブルヘッド８はケーブルヘッド室３５の上部に配置され、ケーブルヘッド８下端部に接続リード線１０ｂが接続されている。接続リード線１０ｂを介してダクト３４側のガス−ガスブッシング７とケーブルヘッド室３５側のケーブルヘッド８とが接続される。なお、ケーブルヘッド８はその上部にケーブル１０ｃが接続されており、これを介して上層階へ引出されている。
【００２０】
本体タンク３２の接続部３２ａには、本実施形態の特徴である絶縁スペ-サ３６が取り付けられている。絶縁スペ-サ３６はコ−ン型のガス区分絶縁スペーサから構成される。コ−ン型である絶縁スペ-サ３６は、一端部が凸状部、他端部が凹状部となっている。絶縁スペーサ３６の向きは、本体タンク３２側に凸状部が配置され、ダクト３４側に凹状部が配置される。また、絶縁スペーサ３６の配置位置は凹状部が接続部３２ａからダクト３４側に出っ張ることがないようになっている。
【００２１】
絶縁スペ-サ３６の中心導体部には、巻線口出し９からの接続リード線１０ａが接続されている。絶縁スペ-サ３６は気密性を有しており、本体タンク３２の接続部３２ａ側とダクト３４側との気密を保ち、本体タンク３２側の高圧絶縁ガス２１とダクト３４側の低圧絶縁ガス３８とのガス区分を行っている。
【００２２】
（作用効果）
以上のような構成を有する第１の実施形態の作用効果は次の通りである。
（１）第１の実施形態では、ガス絶縁変圧器の中でもっとも体積の大きい本体タンク３２内に封入する高圧絶縁ガス２１として、窒素ガス、乾燥空気又は炭酸ガスのいずれかによる単体ガスを採用し、体積の少ないガスダクト３７（すなわちダクト３４及びケ−ブルヘッド室３５）内に封入する低圧絶縁ガス３８としてＳＦ６ガスを採用している。そのため、ガス絶縁変圧器全体にＳＦ６ガスを封入した場合と比べると、ＳＦ６ガスの使用量を大幅に削減することができ、環境面を配慮したガス絶縁変圧器を提供することができる。
【００２３】
（２）また、第１の実施形態において、ガスダクト３７内に封入される低圧絶縁ガス３８は、絶縁強度が高いＳＦ６ガスなので、そのガス圧力を低くても、ガスダクト３７側の絶縁強度を本体タンク３２側の絶縁強度と同程度に維持することが可能である。これにより、第１の実施形態では優れた絶縁信頼性を維持することができる。
【００２４】
（３）しかも、第１の実施形態においては、ガスダクト３７内の低圧絶縁ガス３８のガス圧力を低くしたので、ガス−ガスブッシング７やケーブルヘッド８に取り付けた碍管部分に対し高いガス圧力が作用することがない。したがって、碍管における気密保持が容易となり、絶縁信頼性がいっそう向上する。
【００２５】
（４）さらに、第１の実施形態では、絶縁スペ-サ３６の向きがガス圧力の高い本体タンク３２側を凸状部とし、ガス圧力の低いダクト３４側を凹状部としたので、絶縁スペ-サ３６の機械力に対しても合理的な構成を取ることができる。その結果、機械力の観点からも信頼性に優れたガス絶縁変圧器を提供することができる。
【００２６】
（５）その上、変圧器輸送時に接続部３２ａで本体タンク３２とガスダクト３７とを分離する場合に、絶縁スペーサ３６は凹状部が接続部３２ａからダクト３４側に出っ張ることがないため、ガス絶縁変圧器の輸送寸法を縮小化することができる。したがって、変圧器の輸送が容易となり、輸送コストが低減する。
【００２７】
［他の実施形態］
なお、上記の実施形態は、本明細書において一例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図するものではない。すなわち、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことが可能である。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００２８】
例えば、本体タンク３２内の高圧絶縁ガス２１としては、窒素ガス、乾燥空気又は炭酸ガスのいずれかの単体ガスに限らず、これらの単体ガスを混合させた混合ガスであっても良い。また、ガスダクト３７内の低圧絶縁ガス３８についてもＳＦ６ガスに限定されるものではなく、本体タンク３２内の高圧絶縁ガス２１と比べて、相対的に温暖化係数が高いものを適用するようにしても良い。
【符号の説明】
【００２９】
４…変圧器本体
７…ガス−ガスブッシング
８…ケーブルヘッド
９…巻線口出し
１０ａ、１０ｂ…接続リード線
１０ｃ…ケーブル
２１…高圧絶縁ガス
３２…本体タンク
３４…ダクト
３５…ケーブルヘッド室
３６…絶縁スペ−サ
３７…ガスダクト
３８…低圧絶縁ガス
【図１】
2013171947.tif 000003