(57)【要約】【課題】巻線端部のシールド部分に形成された冷却用油隙の確保と、絶縁性能の向上を可能とした信頼性ある静止誘導機器を提供する。【解決手段】絶縁油が循環する静止誘導機器は、その内部に、鉄心に巻回した複数の円筒状の巻線１，２と、該巻線の巻線端部に取り付けられた静電シールド６，７と、この静電シールド６，７の外側に取り付けられた油隙分割用の絶縁バリア５を備える。静電シールド６を分割し、その分割部分の開口部を絶縁油の流路６ａとする。分割された静電シールド６およびそのシールドの外側に取り付けられた油隙分割用のバリア５をまたぐように、開口部を有する板状の絶縁バリア１０，１１を取り付ける。絶縁油を、分割した静電シールド６，６および板状の絶縁バリア１０，１１のそれぞれに設けられた開口部１２，１３を経由して通流させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁流体が循環する静止誘導機器内部に、鉄心に巻回した複数の円筒状の巻線と、該巻線の巻線端部に取り付けられた静電シールドと、この静電シールドの水平部と垂直部を蔽う水平部と垂直部を有するＬ字型の油隙分割用の絶縁バリアを備え、
前記静電シールドを分割し、その分割部分の開口部を絶縁流体の流路とし、
分割された静電シールドをまたぐように、開口部を有する板状の絶縁バリアを取り付け、
絶縁流体を、前記静電シールドの分割部分の流路から、板状の絶縁バリアに設けられた開口部を経由して通流させることを特徴とする静止誘導機器。
【請求項２】
前記Ｌ字型の油隙分割バリアが、前記静電シールドを蔽うように巻線の内周側と外周側にそれぞれ設けられ、
これら内周側と外周側のＬ字型の油隙分割バリアの水平部の先端の間に間隙を設け、この間隙を絶縁流体の流路とし、
これら内周側と外周側のＬ字型の油隙分割バリアの水平部をまたぐように複数枚の板状の絶縁バリアを取り付け、
この板状の絶縁バリアに開口部を設け、その開口部を絶縁流体の流路としたことを特徴とする請求項１に記載の静止誘導機器。
【請求項３】
前記板状の絶縁バリアの開口部が、巻線の円周方向に長辺を持つ長方形のスリット、または巻線の円周方向に並ぶ複数個の円形状の穴であることを特徴とする特許請求第１項または請求項２に記載の静止誘導機器。
【請求項４】
前記板状の絶縁バリアが巻線端部に複数枚設けられ、各絶縁バリアに設けられた開口部の位置が重ならないことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の静止誘導機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、変圧器、リアクトル等の油入の静止誘導機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、変圧器、リアクトル等の油入り静止誘導機器は高電圧化、大容量化しており、その中身寸法は増大する傾向にある。一方、静止誘導機器を設置する変電所および発電所の立地に関しては、環境条件を考慮して市街地では地下変電所等の設置スペースが縮小化する傾向にあり、また山間部等へ設置する場合には鉄道や道路等による輸送制限がある。このような状況から、静止誘導機器では、内部の巻線が必要とする絶縁寸法を縮小して、小型化することが要求されている。
【０００３】
従来の超々高圧の油入り静止誘導機器は、巻線間あるいは巻線と鉄心間に複数の絶縁バリアを形成して、巻線間あるいは巻線と鉄心間に生成される油隙（絶縁油を流すための間隙、油道とも呼ばれる）を細分化することで、巻線間の耐圧を高める絶縁方法が採用されている。この絶縁方法は、通常、バリア絶縁と呼ばれる。
【０００４】
具体的には、このバリア絶縁を採用した静止誘導機器は、その巻線間に複数の絶縁バリアを同心状に装着して、巻線間の油隙を細分化している。また、巻線とヨーク鉄心間に複数の板状の絶縁バリアを装着したり、巻線に設けた静電シールドの外側にＬ字型のバリア（一般に、油隙分割バリアと呼ばれる）を設けて、巻線周囲の油隙を細分割している。
【０００５】
このように、絶縁バリアによって油隙を細分化するのは、油隙の寸法をｄ、破壊電界をＥとするならば、Ｅ＝ｋｄ−ａなる関係があり、油隙の寸法ｄが短いほど破壊電界が高くなるといった性質を利用したものである。この性質は、例えば、非特許文献１に述べられている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】電気学会放電ハンドブック出版委員会編：「放電ハンドブック下巻」（平成１０年発行）
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１０６３１１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
油入り静止誘導機器には、巻線の冷却と絶縁のために絶縁油が封入され、その絶縁油は変圧器タンクの外部に設けられた油ポンプによって循環する。例えば、高圧巻線の下部側に導入された絶縁油は、巻線のセクション間や、巻線と絶縁バリアで細分化された油隙、および静電シールドとＬ字型の油隙分割バリア間を流れるようになっている。
【０００９】
一方、高圧巻線に電圧を印加すると、巻線端部に取り付けた静電シールドの端部に電界が集中する。特に、最近の超高圧および５００ｋＶを越える超々高圧の静止誘導機器においては、その傾向が強い。
【００１０】
静電シールドの角の部分は電界が集中することから、その部分の外周には、絶縁バリアと巻線間以上に、Ｌ字型の油隙分割バリアを静電シールド側に近づけて、油隙を短くする必要がある。しかし、油隙を短くすると、Ｌ字型の油隙分割バリアと静電シールドとの間に絶縁油を効果的に流すことができず、冷却上の問題点が生じる。
【００１１】
本発明の実施形態の目的は、巻線端部のシールド部分に形成された冷却用の油隙を確保しつつ、絶縁性能を向上することを可能とした信頼性ある静止誘導機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の実施形態は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用したことを特徴とする。
（１）絶縁油が循環する静止誘導機器内部に、鉄心に巻回した複数の円筒状の巻線と、該巻線の巻線端部に取り付けられた静電シールドと、この静電シールドの外側に取り付けられた油隙分割用の絶縁バリアを備える。
（２）前記静電シールドを分割し、その分割部分に開口部を形成する。
（３）分割された静電シールドおよびそのシールドの外側に取り付けられた油隙分割用のバリアをまたぐように、開口部を有する板状の絶縁バリアを取り付ける。
（４）絶縁油を、前記分割した静電シールドおよび板状の絶縁バリアのそれぞれに設けられた開口部を経由して通流させる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る変圧器の内部断面図。
【図２】本発明の実施形態に使用される板状の絶縁バリアの平面図。
【図３】本発明の実施形態に使用される板状の絶縁バリアの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の第１の実施形態を、図１〜図３を用いて説明する。
【００１５】
［１−１．構成］
図１において、１は高圧巻線、２は低圧巻線であり、図示していない主脚鉄心に、低圧巻線２と高圧巻線１が同心状に配置されている。高圧巻線１と低圧巻線２間、および高圧巻線１と図示していないタンクとの間には、複数の絶縁筒４が同心状に装着されている。なお、本実施形態では、低圧巻線２の外周側に１つの絶縁筒４が、高圧巻線１の内周側に内外二重の絶縁筒４が、高圧巻線１の外周側に内外二重の絶縁筒４が設けられている。
【００１６】
前記高圧巻線１と低圧巻線２のヨーク鉄心３側には、それぞれ静電シールド６，７が取り付けられ、高圧巻線１及び低圧巻線２の端部の電界緩和が図られている。高圧巻線１側の静電シールド６は、その径方向に２分割されており、内外の静電シールド６，６の間には、絶縁油の流路となる間隙６ａが設けられている。低圧巻線２の静電シールド７は、分割されることなく、低圧巻線２の端部に対向して配置されている。
【００１７】
前記複数の同心状の絶縁筒４の夫々には、静電シールド６，７を蔽うようにＬ字型の油隙分割バリア５が取り付けられている。すなわち、油隙分割バリア５の垂直部分の下部は、同心状絶縁筒４の上部に固定されている。また、この油隙分割バリア５の上部は、屈曲して巻線端部の上方にまで伸びており、前記静電シールド６，７の水平部（ヨーク鉄心３と平行な部分）と垂直部（巻線の積層方向に沿った部分）を蔽っている。本実施形態では、前記のように同心状絶縁筒４が高圧巻線１の内周側と外周側に、それぞれ二重に設けられているので、Ｌ字型の油隙分割バリア５も、静電シールド６の内周側と外周側の外方にそれぞれ二重に設けられている。
【００１８】
高圧巻線１の外周側の絶縁筒４に設けられた油隙分割バリア５の水平部（ヨーク鉄心３と平行な部分）と、高圧巻線１の内周側の絶縁筒４に設けられた油隙分割バリア５の水平部とは、静電シールド６の水平部と平行に、静電シールド６の表面に対して絶縁油の流路となる隙間を保って配置されている。また、両者の水平部の先端部の間には隙間が形成され、この隙間が絶縁油の流路５ａになっている。
【００１９】
なお、８は、油が不要な部位に流れないようにする油止めであり、Ｌ字型の油隙分割バリア５に接着された絶縁物である。
【００２０】
前記２分割された静電シールド６，６の流路６ａをまたぐように、板状の絶縁バリア１０が静電シールド６，６の表面に取り付けられている。同様に、前記Ｌ字型の油隙分割バリア５の水平部の先端に設けられた流路５ａをまたぐように、板状の絶縁バリア１１が取り付けられている。
【００２１】
これら板状の絶縁バリア１０，１１の形状の例を、図２（ａ）（ｂ）に示す。図示のように、板状の絶縁バリア１０，１１には、巻線の円周方向に長辺を持つ複数のスリット状長方形の開口部１２、あるいは巻線の円周方向に沿って並ぶ円形状の開口部１３が設けられている。これらの開口部１２，１３は、板状の絶縁バリア１０，１１を重ねた場合、例えば、図３に示すように、その位置が重ならない位置に設けられている。本実施形態では、これらの開口部１２，１３が、絶縁油の流路を形成する。
【００２２】
［１−２．作用］
このような構成を有する本実施形態において、巻線内を流れてきた絶縁油は、高圧巻線１の端部に取り付けられた静電シールド６，６の分割部に形成された流路６ａ内に流入する。その後、静電シールド６，６間の流路６ａを通過して、静電シールド６，６及びＬ字型の油隙分割バリア５の流路５ａに取り付けられた板状の絶縁バリア１０，１１のスリット状の長方形の開口部１２あるいは円形状の開口部１３を通って巻線外部に排出される。
【００２３】
また、高圧巻線１の端部の電界は、分割された静電シールド６，６及びその周囲に設けられた油隙分割バリア５によって緩和される。特に、本実施形態では、静電シールド６，６の外側に、Ｌ字型の油隙分割バリア５が設けられていることから、油隙の寸法ｄを短くすることができ、破壊電界が高くなる。
【００２４】
［１−３．効果］
以上のような構成並びに作用を有する本実施形態の効果は、次の通りである。
【００２５】
（１）静電シールド６が径方向に２分割され、その間に絶縁油の流路６ａを形成しているので、静電シールド６の端部にＬ字型の油隙分割バリア５を近接して取り付けても、前記流路６ａより絶縁油を巻線外部に排出ことができる。これにより、絶縁油の通流が阻害されることなく、近接してＬ字型の油隙分割バリア５を取り付けることが可能となり、冷却性能が向上する。
【００２６】
すなわち、絶縁油の通流が阻害されると静止誘導機器の冷却性能は低下し、また巻線温度が上昇し、ついには事故に至る可能性がある。しかし、本実施形態では絶縁油が円滑に通流するので、耐電圧を向上させた絶縁信頼性が高い静止誘導機器を提供することができる。
【００２７】
（２）板状の絶縁バリア１０，１１には、スリット状長方形の開口部１２あるいは円形状の開口部１３が設けられており、その開口部の大きさを変化させることによって、絶縁油の流量や流速を制御できるので、巻線を適切な温度に冷却することが可能になる。
【００２８】
（３）複数の絶縁バリア１０，１１を配置した場合に、長方形の開口部１２あるいは円形状の開口部１３の位置が重ならないようになっているため、油隙が細分化され、前記破壊電界Ｅ＝ｋｄ−ａにおける油隙ｄの値を小さくして、耐電圧特性の向上を図ることができる。
【００２９】
［２．他の実施形態］
本発明は前記の実施形態に限定されるものではなく、次のような他の実施形態も包含する。
【００３０】
（１）開口部の形状や位置は、図２（ａ）（ｂ）のものに限定されない。絶縁バリア１０，１１の側部を切り欠くことで開口部を形成しても良い。
（２）静電シールドは、径方向に２分割する以外に、更に多数に分割することも可能である。
【００３１】
（３）絶縁油の代わりに、他の絶縁流体を使用することも可能である。
【００３２】
（４）本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、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。
【符号の説明】
【００３３】
１…高圧巻線
２…低圧巻線
３…ヨーク鉄心
４…絶縁バリア
５…Ｌ字型の油隙分割バリア
６，７…静電シールド
８…油留め
１０，１１…板状の絶縁バリア
１２，１３…開口部
【図１】
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【図２】
2013065762.tif 000004
【図３】
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