(57)【要約】【課題】耐震性に優れ、変流器故障時の対応が容易であり、気中部の事故電流を検出可能な変流器付きポリマーブッシングを提供する。【解決手段】本発明の変流器付きポリマーブッシングは、内部がガス絶縁されたポリマー碍管１１の内部にコンデンサコア１３を設け、このコンデンサコア１３の接地電位部２１とポリマー碍管１１の内径部の絶縁筒１１ａとの隙間部分に、変流器２２，２３を配置したことを特徴とする。外部にブッシング変流器を配置していた従来品よりも耐震性に優れる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部がガス絶縁されたポリマー碍管の内部にコンデンサコアを設け、このコンデンサコアの接地電位部とポリマー碍管内径部の絶縁筒との隙間部分に、変流器を配置したことを特徴とする変流器付きポリマーブッシング。
【請求項２】
前記コンデンサコアが、レジン含浸紙コンデンサコアであることを特徴とする請求項１記載の変流器付きポリマーブッシング。
【請求項３】
変流器が、計器用と保護用など用途が異なる複数台であることを特徴とする請求項１記載の変流器付きポリマーブッシング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変圧器のポケットに組み付けて使用するに適した変流器付きポリマーブッシングに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
変電所の変圧器には、電力線を絶縁支持するブッシングが組み込まれている。変圧器用のブッシングとしては、これまで主として、耐久性に優れる磁器製のブッシングが採用されてきた。しかし、２０１１年３月の東北地方太平洋沖地震の際に旧型ブッシングの磁器部損傷や継続漏油が一部の変圧器で生じ、変電所の長時間停電の一因となったこともあり、その後は最新型の耐震性に優れた磁器製ブッシングへの更新や、新技術として軽量で耐震性に優れ、絶縁油を使用していないポリマーブッシングの採用検討も行われている。
【０００３】
変圧器に計器用変流器や保護用変流器を備える場合、特許文献１、２に示されるように、変圧器の上部に形成されたポケット内に変流器を配置し、その中心にブッシング油中部を貫通させ使用される。なおこのポケット内は変圧器内の絶縁油が満充填されている。
【０００４】
図１は特許文献１の構造をポリマーブッシングに適用した場合の説明図であり、１は絶縁油で満たされた変圧器のポケット、２はポリマーブッシング、３はブッシング変流器である。ポリマーブッシングはポリマー碍管４の内部に中心導体６が貫通されたコンデンサコア５を備えたものであり、下部金具７によってポケット１の上面に固定されている。ポリマーブッシング２の油中部８がブッシング変流器３の中心を貫通しており、中心導体６を流れる電流の大きさ、位相をブッシング変流器３により測定することができる。しかしこのように変圧器の油中にブッシング変流器３を設置した構造には、次のような問題があった。
【０００５】
第１に、ブッシング変流器３を貫通させるためにブッシングの油中部８に４００〜１０００ｍｍ程度の接地電位部位を形成しなければならず、通常よりもコンデンサコア５を長くしなければならない。このためポリマーブッシング２のコストアップと重量増加につながる。
【０００６】
第２に、変圧器側にはブッシング変流器３の収納に必要な高さを備えたポケット１を形成しなければならず、ポケット１を高くした分だけ、その上に設置されるポリマーブッシング２の機械的剛性が低下する。このため地震発生時にはポリマーブッシング２の応答倍率（加振時の地表面加速度に対する製品重心点加速度の倍数）が大きくなり、耐震設計上不利となる。
【０００７】
第３に、ブッシング変流器３が変圧器の油中に設置されているので、その故障時や定期メンテナンス時には変圧器の絶縁油を抜いてブッシング変流器３を取り出す必要がある。このため修理後に再び絶縁油を注入する前に、大気暴露された残油を脱気しなければならず、非常に長期間の作業を要し変圧器の復旧に数日間を要するため系統運用上の障害になりかねない。
【０００８】
第４に、ポリマーブッシング２が変圧器の構成部品であるにもかかわらず、ブッシング気中側で内部故障したような場合には、従来の位置ではブッシング変流器３には事故電流が流れないため、変圧器の外部故障と誤判定されるリスクがある。
【０００９】
上記の問題を解決するために、図２に示すようにブッシング変流器３をポケット１の外側に配置することも考えられる。この場合には、上記した第３の問題は解消されるが、第１、第２、第４の問題点は解消されず残ることとなる。
【００１０】
また図３に示すように、ポケット１内の最内径に変流器をおいて絶縁距離を確保する方法もあるが、絶縁バリア９など付帯部品にコストが掛かることやポケットが小型化された最新設計の場合にそもそも絶縁上変流器が配置できないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】実公昭６２−１８３号公報
【特許文献２】実開昭６１−９０２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、耐震性に優れ、変流器故障時の対応が容易であり、気中部内部の事故電流を検出可能な変流器付きポリマーブッシングを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するためになされた本発明の変流器付きポリマーブッシングは、内部がガス絶縁されたポリマー碍管の内部にコンデンサコアを設け、このコンデンサコアの接地電位部とポリマー碍管内径部の絶縁筒との隙間部分に、変流器を配置したことを特徴とするものである。
【００１４】
なお請求項２のように、前記コンデンサコアが、接地電位部があり固体絶縁物であるレジン含浸紙コンデンサコアであることが好ましい。また請求項３のように、変流器を、計器用と保護用の複数台とすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の変流器付きポリマーブッシングは、気中側のコンデンサコアの接地電位部とポリマー碍管との隙間部分に変流器を配置した構造であり、中心導体を流れる電流をポリマーブッシングの内部で測定することができる。このため、従来のように変圧器側のポケットを高さ方向に大型化する必要もないので機械的剛性が確保され耐震性が向上する。また変流器が故障した場合に変圧器の油を抜く必要はなく、変流器故障時の対応が容易となる。さらに、ポリマーブッシングの気中側で内部故障した際の事故電流を変流器で検出することができるので、変圧器の部品であるブッシングを変圧器の外部故障と誤判定することがない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来技術を示す断面図である。
【図２】他の従来技術を示す断面図である。
【図３】他の従来技術を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明の作用効果の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の実施形態を説明する。
図４は本発明の実施形態の変流器付きポリマーブッシングを示す断面図であり、１１はポリマー碍管、１２はポリマー碍管１１の中心部を貫通する中心導体、１３は中心導体１２の外側に形成されたコンデンサコアである。ポリマー碍管１１はＦＲＰ製の絶縁筒１１ａの外周にシリコーンゴムをモールド成型したものが一般的であり、その内部にはＳＦ６ガス、窒素ガスなどの絶縁ガスが充填されている。中心導体１２は、銅またはアルミニウムのような導電性に優れた金属管からなるのが一般的である。
【００１８】
ポリマー碍管１１は上部金具１４と下部金具１５とを備えており、ポリマー碍管１１はフランジ状の下部金具１５によって変圧器のポケット１６の上面に固定されている。このポケット１６の内部は絶縁油１７で満たされている。１８は下部金具１５よりも下方に延びるブッシングの油中部であり、中心導体１２の下端はこの油中部１８の下端に形成された下部端子１９に接続されている。また中心導体１２の上端は、ポリマー碍管１１の上部金具１４に支持されている。
【００１９】
本実施形態ではコンデンサコア１３はレジン含浸紙コンデンサである。これはアルミニウム箔などの金属箔からなる電界調整用電極２０と絶縁紙とを交互に積層して中心導体１２の周囲に巻き付けたうえ、レジンを含浸させて硬化させたものである。図４ではコンデンサコア１３の電界調整用電極２０を模式的に図示しており、中心導体１２に近い内側は軸線方向に長く、ポリマー碍管１１に近い外側は短くし静電容量を均等化している。コンデンサコア１３の最外側の電極２０は下部金具１５に電気的に接続されて接地されており、図４中に矢印で示す部分は接地電位部２１となっている。
【００２０】
本発明では、このコンデンサコア１３の接地電位部２１とポリマー碍管１１の内径部の絶縁筒１１ａとの隙間部分に、環状の変流器２２、２３が上下２段に配置されている。本実施形態では変流器２２，２３は計器用変流器と保護用変流器であり、中心導体１２を流れる電流を検出し、図示しないリード線により小さく変流した電流値を外部に出力するものである。なお、これらの変流器の個数は任意であり、１個としても、３個としても差し支えない。
【００２１】
コンデンサコア１３は中心導体１２に印加される高電圧によって発生する電界を緩和するためのもので、碍管表面の電位分布を均一化する作用を持つ。このため、コンデンサコア１３とポリマー碍管１１との隙間部分に電界に影響を及ぼす金属部材を挿入することは許されないとするのが常識である。しかし、コンデンサコア１３の接地電位部２１については空間電位がゼロに近く高電界が発生しておらず、本発明のように金属製の変流器２２，２３を挿入してもコンデンサコア１３の電界緩和能力に悪影響が生ずることはない。またこの部分は絶縁ガスで満たされているが、絶縁ガスは変流器２２，２３の検出性能に影響を与えることはない。
【００２２】
このようにコンデンサコア１３とポリマー碍管１１との隙間部分に変流器２２、２３を配置するため、本実施形態ではポリマー碍管１１の下部に拡径部２４を形成した。このようにポリマー碍管１１の下部を拡径させれば、耐震性の向上に寄与する。しかし後述する図５に示したように、ポリマー碍管１１の全体を同一径としてもよいことはいうまでもない。
【００２３】
このように構成された本発明の変流器付きポリマーブッシングは、ポリマー碍管１１の内部に変流器２２、２３が収納されているため、図１に示すように変圧器側にブッシング変流器３の収納に必要な高さを備えた大型のポケット１を形成する必要がなくなり、またブッシングの油中部１８を短くすることができる。
【００２４】
図５はその様子を対比して示す説明図であり、左側の従来構造ではブッシング変流器３を設置するため、矢印２５で示す分だけポケット１を高くする必要がある。従って変圧器接続点となる下部端子１９の高さを同一とした場合には、右側の本発明の構造とすれば、ポケットの小型化により全体の高さを低くすることができる。従って、本発明においてはポリマーブッシングを含む変圧器ブッシング取り付け部の機械的剛性が向上し、地震時発生時におけるポリマーブッシングの応答倍率（加振時の地表面加速度に対する製品重心点加速度の倍数）が減少し、耐震性を向上させることができる。
【００２５】
また変流器２２、２３が故障した場合には、ポリマーブッシングのみを変圧器のポケット１６から取り外して分解すればよく、従来のように変流器を取り出すために変圧器の絶縁油１７を抜き取る必要はない。従って変流器故障時の対応が容易となり、数時間で復旧可能となる。
【００２６】
さらに、変流器２２、２３はポリマーブッシングの気中側に配置されているので、気中側で内部故障した際の事故電流を検出することができる。
【００２７】
以上に説明したように、本発明の変流器付きポリマーブッシングによれば、従来技術の問題点を一掃することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１  （従来技術における）変圧器のポケット
２  ポリマーブッシング
３  ブッシング変流器
４  ポリマー碍管
５  コンデンサコア
６  中心導体
７  下部金具
８  油中部
９  絶縁バリア
１０  リード変流器
１１  （本発明における）ポリマー碍管
１１ａ  絶縁筒
１２  中心導体
１３  コンデンサコア
１４  上部金具
１５  下部金具
１６  ポケット
１７  絶縁油
１８  ブッシングの油中部
１９  下部端子
２０  電界調整用電極
２１  接地電位部
２２  変流器
２３  変流器
２４  拡径部
２５  矢印
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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