JP2008112836A - Transformer for gas insulated meter - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、高電圧回路の電圧測定に用いられるガス絶縁計器用変圧器に関するものである。 The present invention relates to a transformer for gas insulation instrument used for voltage measurement of a high voltage circuit.
発電所や変電所などの電力設備においては、近年ますます高電圧化が進められている。このような電力設備においては、電気機器の絶縁故障を防ぎ、電力の安定供給の観点から、電気機器の絶縁性能の向上が大きな課題となっている。このため近年では、従来の大気圧空気による気中絶縁方式に代わって絶縁性能の優れた絶縁ガスにより絶縁を施したガス絶縁電気機器が多く用いられるようになってきている。このようなガス絶縁電気機器を備えた電力系統回路のような高電圧回路を流れる電気量の内、高電圧測定に用いられる計器用変圧器もガス絶縁を採用したガス絶縁計器用変圧器が用いられるようになってきている。
このようなガス絶縁計器用変圧器は、一般的に一次側の高圧コイルを常時高電圧回路に接続し、電圧変成を行って二次側の低圧コイルで高電圧測定を行う。しかしながら、高電圧回路の電力設備、例えばガス絶縁開閉装置などの直流及び交流絶縁試験のような課電試験を行う場合には、過電圧の侵入による故障を防ぐためにガス絶縁計器用変圧器は高電圧回路から電気的に切り離す必要がある。つまり、ガス絶縁計器用変圧器は、高電圧回路に対して電気的な切り離し動作と接続動作とを必要に応じて行える機能を有するように構成されている(特許文献1参照)。
In power facilities such as power plants and substations, higher voltages are being promoted in recent years. In such a power facility, an improvement in the insulation performance of the electrical device is a major issue from the viewpoint of preventing an insulation failure of the electrical device and ensuring a stable supply of power. For this reason, in recent years, instead of the conventional air-insulation method using atmospheric pressure air, gas-insulated electrical equipment that has been insulated with an insulating gas having excellent insulation performance has been increasingly used. Of the quantity of electricity that flows through high-voltage circuits such as power system circuits equipped with such gas-insulated electrical equipment, instrument transformers used for high-voltage measurements are also gas-insulated instrument transformers that employ gas insulation. It is getting to be.
In such a transformer for gas insulated instruments, generally, a primary high voltage coil is always connected to a high voltage circuit, voltage transformation is performed, and a secondary low voltage coil performs high voltage measurement. However, when conducting a voltage test such as DC and AC insulation tests for high-voltage circuit power equipment, such as gas-insulated switchgears, the transformer for gas-insulated instruments is high-voltage to prevent failure due to invasion of overvoltage. Must be electrically disconnected from the circuit. That is, the transformer for gas insulation instrument is configured to have a function of performing electrical disconnection operation and connection operation for the high voltage circuit as required (see Patent Document 1).
特許文献1に記載の従来のガス絶縁計器用変圧器は、タンク外に設けられた回転操作機構に主軸、絶縁ロッドを介して回転導体が接続されており、回転操作機構の操作で回転導体を動作させ高電圧回路から接続及び切り離しが行われている。このように回転導体の動作は、絶縁ロッドがタンク側壁の一点で支持された構造で行われるため、絶縁ロッドの機械的強度の確保が必要となり絶縁ロッドの直径が太くなるという問題点があった。又、高圧コイルと回転導体との導電経路を形成するために可撓性導体を設ける必要があった。
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、絶縁ロッドの細径化を図り、且つ、導電経路を形成するための可撓性導体をなくし電位経路を簡素化することができるガス絶縁計器用変圧器を得るものである。
A conventional gas insulated instrument transformer described in Patent Document 1 has a rotating conductor connected to a rotating operation mechanism provided outside a tank via a main shaft and an insulating rod, and the rotating conductor is operated by operating the rotating operation mechanism. It is operated and connected and disconnected from the high voltage circuit. Thus, since the operation of the rotating conductor is performed with a structure in which the insulating rod is supported at one point on the side wall of the tank, it is necessary to ensure the mechanical strength of the insulating rod, and there is a problem that the diameter of the insulating rod is increased. . In addition, it is necessary to provide a flexible conductor to form a conductive path between the high voltage coil and the rotating conductor.
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and can reduce the diameter of the insulating rod and can eliminate the flexible conductor for forming the conductive path and simplify the potential path. A transformer for gas insulated instruments is obtained.
この発明に係わるガス絶縁計器用変圧器は、絶縁ガスを封入したタンクに内設された鉄心と、この鉄心に巻回された低圧コイルと、この低圧コイルと同軸的に巻回された高圧コイルとを有する電圧変成要素を備えたガス絶縁計器用変圧器において、
上記タンクの開口部に絶縁スペーサを介して気密に取付けられ、上記タンク外部の回路に接続された外端部、及び上記タンク内に導入される内端部を有する貫通導体、互いに連結され上記高圧コイルに環状に取付けられた分割形電界緩和用高圧シールド、この分割形電界緩和用高圧シールドのいずれかの分割部分に回転自在に設けられた導電性回転支持体、一端部が上記導電性回転支持体に設けられ、他端部が上記貫通導体の内端部と接離自在に配置された可動導体、上記タンクを気密に且つ回転自在に貫通し、導電部を有する一端部が上記導電性回転支持体に取付けられた絶縁ロッド、この絶縁ロッドの回転操作により上記可動導体の接離動作を操作する回転操作機構を備えたものである。
A transformer for gas insulated instrument according to the present invention includes an iron core installed in a tank filled with insulating gas, a low voltage coil wound around the iron core, and a high voltage coil wound coaxially with the low voltage coil. In a gas insulated instrument transformer with a voltage transformer element having
An outer end connected to a circuit outside the tank and an inner end introduced into the tank, which is hermetically attached to the opening of the tank via an insulating spacer, and a through conductor connected to each other, and the high voltage A split-type electric field relaxation high-voltage shield that is annularly attached to the coil, a conductive rotary support rotatably provided at any one of the split-type electric field relaxation high-voltage shields, and one end portion of which is the conductive rotary support A movable conductor provided on the body, the other end of which is disposed so as to be in contact with and away from the inner end of the through conductor, and the tank penetrates the tank in an airtight and rotatable manner, and one end having a conductive portion is the conductive rotation. An insulating rod attached to the support, and a rotation operation mechanism for operating the contact / separation operation of the movable conductor by rotating the insulating rod are provided.
この発明のガス絶縁計器用変圧器によれば、可動導体が接続された絶縁ロッドのタンク貫通部と電界緩和用高圧シールドに設けられた導電性回転支持体との2点で可動導体を支持することにより、絶縁ロッドのタンク貫通部における絶縁ロッドの機械的荷重を分散できるため、絶縁ロッドを細径化することができるという効果がある。
又、導電性回転支持体を設けることにより、この導電性回転支持体と絶縁ロッドの導電部を介し電界緩和用高圧シールドに通じる導電経路を形成できるので、導電経路を形成するための可撓性導体が不要となり、更に、可撓性導体の接続忘れ又は可動導体の接続、切り離し動作による可撓性導体の脱落・断線による導電経路の事故を防止できるので、品質を向上させる効果がある。
According to the gas insulated instrument transformer of the present invention, the movable conductor is supported at two points, that is, the tank penetrating portion of the insulating rod to which the movable conductor is connected and the conductive rotary support provided in the high-voltage shield for electric field relaxation. Thus, since the mechanical load of the insulating rod in the tank penetrating portion of the insulating rod can be dispersed, there is an effect that the diameter of the insulating rod can be reduced.
In addition, by providing a conductive rotating support, a conductive path that leads to the high-voltage shield for electric field relaxation can be formed through the conductive rotating support and the conductive portion of the insulating rod. A conductor is not necessary, and further, it is possible to prevent an accident in the conductive path due to the disconnection or disconnection of the flexible conductor due to forgetting connection of the flexible conductor or connection / disconnection of the movable conductor, thereby improving the quality.
以下、図面に基づいて、この発明の各実施の形態を説明する。
なお、各図間において、同一符号は同一あるいは相当部分を示す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
実施の形態1.
図1は、この発明を実施するための実施の形態1におけるガス絶縁計器用変圧器の縦断正面図、図2は、この発明の実施の形態1におけるガス絶縁計器用変圧器の縦断側面図で、図2(a)はその全体を示し、図2(b)は、図(a)中B部分を拡大して示した縦断側面図、図3は、図1のIII―III線に沿って切断し矢印方向に見た横断平面図である。
Embodiment 1 FIG.
1 is a longitudinal front view of a gas insulated instrument transformer according to Embodiment 1 for carrying out the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal side view of the gas insulated instrument transformer according to Embodiment 1 of the present invention. 2 (a) shows the whole, FIG. 2 (b) is a longitudinal side view showing an enlarged portion B in FIG. 2 (a), and FIG. 3 is taken along the line III-III in FIG. It is the cross-sectional top view cut | disconnected and seen in the arrow direction.
図1〜図3において、タンク1は、接地金属で形成され内部には電圧変成要素6が収納されている。
電圧変成要素6は、タンク1の底板7上に固定された額縁状の鉄心8と、この鉄心8の継鉄部分9に巻回された低圧コイル10と、その外側に低圧コイル10と同軸円筒状に巻回され一端が接地された高圧コイル11とから構成され、タンク1内にはSF6ガスなどの絶縁ガス21が加圧された状態で封入されている。
又、このタンク1は、上端に開口部2を有し、この開口部2には、この開口部2を気密に閉塞するコーン型の絶縁スペーサ3が取付けられている。
絶縁スペーサ3には、タンク1外部の高電圧回路(図示せず)に接続された外端部4aとタンク内に導入され内端部4bとを有する貫通導体4が気密に貫通し、タンク1内に突出した内端部4bの先端には、高圧接触部5が形成されている。高圧接触部5には、後述する可動導体14の動作を許容するための切欠部5aが設けられている。
1 to 3, the tank 1 is formed of a ground metal, and a
The
Further, the tank 1 has an opening 2 at the upper end, and a cone-
A penetrating
高圧コイル11と貫通導体4間の空間には、直線棒状の可動導体14が次に述べるように配置されている。すなわち、この可動導体14は、軸部を形成する一端14aが後述する絶縁ロッド16の金属製の導電端部16aにボルト締めで固定され、自由端部である他端部14bが、可動接点のように貫通導体内端部の高圧接触部5に対し接続、切り離し自在(接離自在)に動作する。
高圧コイル11の外側には、薄板で構成された電界緩和用高圧シールド12が、高圧コイル11を囲むよう環状に取付けられる。
電界緩和用高圧シールド12は、図2(b)に示すように例えば2分割され、その接続部にはそれぞれ取付け板22a、22bが溶接Wにより取付けられ、両取付け板22a、22bをボルト23で接続することにより環状に形成される。
この電界緩和用高圧シールド12のいずれかの分割部分、すなわち図2(b)では高圧シールド12の左側に溶接された取付け板22aには、例えばボールベアリングよりなる導電性回転支持体15が回転自在に設けられている。
ボールベアリング15は、固定側の外輪が取付け板22aに固定され、回転側の内輪には、絶縁ロッド16の内端部であり導電性回転支持体15の一部を構成する金属製の導電端部16aが嵌着されている。
In the space between the
On the outside of the
As shown in FIG. 2B, the electric field relaxation high-
A conductive
The ball bearing 15 has a fixed outer ring fixed to the
絶縁ロッド16は、上記導電端部16aのほかに主軸17を有し、この主軸17の部分が回転シール部18によってタンク1を気密に且つ回転自在に貫通し、導電部側は高圧シールド12の一部(切欠部)を貫通し導電性回転支持体15に達している。
更に、この絶縁ロッド16のタンク外の他端部には、回転操作機構19が連結され、回転操作機構19の回転操作により、絶縁ロッド16、導電性回転支持体15を介し可動導体14を動作させることによって高圧接触部5に対する接離動作の操作が行われる。
これにより、絶縁ロッド16は、タンク1を気密に貫通したタンク貫通部分すなわち回転シール部18と電界緩和用高圧シールドの接続部に設けられた導電性回転支持体15とによって2点支持されている。
高圧コイル11と電界緩和用高圧シールド12の電気的接続は、電界緩和用高圧シールド12に設けた穴12aから高圧コイル11のリード線11aを出し電界緩和用高圧シールド12に設けた鋼板にハンダ付け12bすることにより行われている。
これにより、可動導体14は、絶縁ロッド16の導電端部16a、導電性回転支持体15、高圧シールド12を通して高圧コイル11に電気的に接続される。なお、13は、低圧コイル10の端部のタンク寄りに設けられた接地シールドである。
The
Further, a
Thus, the
The electrical connection between the high-
Thereby, the
可動導体の他端部14bには、特許文献2と同様にスプリングなどの弾性体で構成され、高圧接触部5に対し寸法調整可能な可動接触子20が取付けられている。この可動接触子20を介し高圧接触部5と可動導体14とが電気的に接続されると共に可動導体14の接離動作が円滑に行われる。
A
次に動作について説明する。
電力系統機器の通常運転時は、図1に示すように、可動導体14の可動接触子20を高圧接触部5に接触させることにより、貫通導体4―可動導体14―絶縁ロッド16の導電部(金属部)―導電性回転支持体15―電界緩和用高圧シールド12―高圧コイル11の導電経路が形成され、高圧変成要素6で高電圧測定を行うことができる。
電力系統機器、例えばガス絶縁開閉装置の直流及び交流絶縁試験のような課電試験を行う場合には、タンク1の外側に設けた回転操作機構19を回転操作すると、タンク1内の可動導体14が主軸17、絶縁ロッド16、導電性回転支持体15を介して図1の想像線で示す位置に回転し、高圧接触部5との接触を解き高圧コイル11への回路を遮断するので、電圧変成要素6が高電圧回路から切り離される。この切り離し動作により過電圧の侵入によるガス絶縁計器用変圧器の故障を防ぐことができる。
Next, the operation will be described.
During normal operation of the power system equipment, as shown in FIG. 1, by bringing the
When performing a power application test such as a direct current and alternating current insulation test of a power system device, for example, a gas insulated switchgear, when the
実施の形態2.
図4は、この発明の実施の形態2におけるガス絶縁計器用変圧器の縦断正面図である。
実施の形態1では、回転導体14の、高圧接触部5と対向する他端部14bに可動接触子20を取付けたが、この実施の形態2では、絶縁スペーサ3の高圧接触部5の、可動導体140の他端部(自由端部)140bと対向する箇所に、可動接触子20を設けるようにしたものである。このようにすれば、可動導体140と高圧接触部5との接触の調整が容易にできるため、組立時間を短縮することができるという効果がある。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a longitudinal front view of a transformer for gas insulated instrument according to Embodiment 2 of the present invention.
In the first embodiment, the
実施の形態3.
図5は、この発明の実施の形態3におけるガス絶縁計器用変圧器の縦断側面図で、図5(a)は、その全体を示し、図5(b)は、導電性回転支持体の取付け状態を示す一部断面図である。
実施の形態1では、導電性回転支持体15を2分割された分割形電界緩和用高圧シールド12の接続部の片側に設けたが、この実施の形態3では、分割形高圧シールドの分割面以外の別箇所に溶接された取付け座(取付け体)23に取付け板24をボルト25で固定し、その取付け板24に導電性回転支持体15すなわちボールベアリングの外輪を取付けたものである。このようにすれば、取付け板24の位置を決定することで、高圧接触部5と可動導体141との位置関係を容易に調整でき、組立時間を短縮することができるという効果がある。なお、この実施例では可動接触子20は、図1、図2に示された実施の形態1と同様に可動導体141の他端部(自由端部)141bに設けられている。
FIG. 5 is a longitudinal sectional side view of a transformer for gas insulated instrument according to
In the first embodiment, the conductive
実施の形態4.
図6は、この発明の実施の形態4におけるガス絶縁計器用変圧器の縦断正面図である。
実施の形態3では、回転導体141の、高圧接触部5と対向する他端部である自由端141bに可動接触子20を取付けたが、この実施の形態4では、絶縁スペーサ3の高圧接触部5の、可動導体142の他端部(自由端部)142bと対向する箇所に、可動接触子20を設けるようにしたものである。このようにすれば、可動導体142と高圧接触部5との接触の調整が容易にできる。
FIG. 6 is a longitudinal sectional front view of a transformer for gas insulated instrument according to
In the third embodiment, the
上記各実施の形態では、電圧変成要素が単相の場合を例にしたが、当然3相ガス絶縁計器用変圧器にも適用できる。 In each of the above embodiments, the case where the voltage transforming element is a single phase has been taken as an example, but it is naturally applicable to a transformer for a three-phase gas insulated instrument.
1 タンク 2 開口部
3 絶縁スペーサ 4 貫通導体
5 高圧接触部 5a 切欠部
6 電圧変成要素 7 タンクの底板
8 額縁状の鉄心 9 継鉄部分
10 低圧コイル 11 高圧コイル
11a リード線 12 分割形電界緩和用高圧シールド
12a 穴 12b ハンダ付け
13 接地シールド
14、140、141,142、 可動導体
15 導電性回転支持体 16 絶縁ロッド
16a 絶縁ロッドの導電端部 17 主軸
18 回転シール部 19 回転操作機構
20 可動接触子 21 絶縁ガス
22a、22b 取付け板 23 ボルト
24 取付け板 25 ボルト
26 取付け座(取付け体)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tank 2
Claims (4)
上記タンクの開口部に絶縁スペーサを介して気密に取付けられ、上記タンク外部の回路に接続された外端部、及び上記タンク内に導入される内端部を有する貫通導体、
互いに連結され上記高圧コイルに環状に取付けられた分割形電界緩和用高圧シールド、
この分割形電界緩和用高圧シールドのいずれかの分割部分に回転自在に設けられた導電性回転支持体、
一端部が上記導電性回転支持体に設けられ、他端部が上記貫通導体の内端部と接離自在に配置された可動導体、
上記タンクを気密に且つ回転自在に貫通し、導電部を有する一端部が上記導電性回転支持体に取付けられた絶縁ロッド、
この絶縁ロッドの回転操作により上記可動導体の接離動作を操作する回転操作機構を備えたことを特徴とするガス絶縁計器用変圧器。 Gas insulation meter having a voltage transformer element having an iron core installed in a tank filled with an insulating gas, a low voltage coil wound around the iron core, and a high voltage coil wound coaxially with the low voltage coil Transformer for
A through conductor having an outer end connected to a circuit outside the tank, and an inner end introduced into the tank, hermetically attached to the opening of the tank via an insulating spacer;
Split type electric field relaxation high voltage shield connected to each other and annularly attached to the high voltage coil,
A conductive rotary support rotatably provided in any divided part of the divided electric field relaxation high-voltage shield;
One end is provided on the conductive rotary support, and the other end is a movable conductor disposed so as to be in contact with and away from the inner end of the through conductor.
An insulating rod that penetrates the tank in an airtight and rotatable manner and has one end portion having a conductive portion attached to the conductive rotary support;
A gas-insulated instrument transformer comprising a rotation operation mechanism for operating a contact / separation operation of the movable conductor by rotating the insulating rod.
The inner end portion of the through conductor is formed of a movable contact that is electrically connected via an elastic body when connected to the other end portion of the movable conductor. The transformer for gas insulation instrument of description.
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