JPH0538840U - ガス絶縁変圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】サージ電圧が進入したときに電界緩和板と混触
防止板との間に発生する電圧を低減することができるガ
ス絶縁変圧器を提供する。 【構成】高圧コイル６と低圧コイル２との間に電界緩和
板４と混触防止板３とを配置し、電界緩和板４をリード
線１３を通して１次低圧端子１２に接続する。外部から
高圧コイル６を通してサージが進入したときに電界緩和
板４と混触防止板３との間に発生する電圧を低減するた
め、電界緩和板４とリード線１３との接続点と接地間に
サージ吸収用コンデンサ１６を接続した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、計器用変圧器や小容量の高電圧変圧器として用いるガス絶縁変圧器 に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

ガス絶縁計器用変圧器は、図２及び図３に示すような構造を有する。これらの 図において１は鉄心で、鉄心１の一方の脚部に低圧コイル（２次コイル）２が巻 回され、該低圧コイル２の外側に１ターンを形成しないように混触防止板３と電 界緩和板４とが配置されている。混触防止板３と電界緩和板４との間にはポリエ ステル系フィルム等の絶縁フィルム５が挿入されている。電界緩和板４の外側に 高圧コイル（１次コイル）６が巻回され、高圧コイル６の外周に高圧シールド７ が配置されている。高圧コイル６は層間に絶縁フィルムを介在させて多層巻きさ れ、その低圧側の端部は電界緩和板４に、また高圧側の端部は高圧シールド７に それぞれ接続されている。低圧コイル２の両端には低圧シールド８が配置されて いる。鉄心１、低圧コイル２、混触防止板３、電界緩和板４、高圧コイル６、高 圧シールド７及び低圧シールド８により変圧器本体が構成され、この変圧器本体 は金属製のタンク９内に収納されている。タンク９の開口部を気密に閉じるよう に絶縁スペーサ１０が取付けられ、高圧シールド７に接続された端子導体１１が 絶縁スペーサ１０を貫通して外部に導出されている。タンク９内にはＳＦ₆ ガス が所定の圧力で封入されている。

【０００３】 タンク９の側壁を気密に貫通させてブッシング端子からなる１次低圧端子１２ が取付けられ、電界緩和板４がリード線１３を通して１次低圧端子１２に接続さ れている。１次低圧端子１２はリード線１４を通して該端子１２の近傍でタンク ９に接地されている。混触防止板３は極めて短いリード線１５を通して鉄心１の 近傍で接地されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記のガス絶縁計器用変圧器をガス絶縁開閉装置に接続した場合、ガス絶縁開 閉装置内で断路器の開閉等により高周波サージ電圧Ｖs が発生すると、高圧コイ ル６と電界緩和板４とリード線１３及び１４とを通してサージ電流が流れる。ガ ス絶縁開閉装置側から変圧器に進入するサージ電圧の周波数は例えば１０ＭＨz 程度であり、波高値は１００ＫＶ程度である。

【０００５】 上記サージ電流が流れる経路の等価回路は図４（Ａ）に示す通りである。高圧 コイル６は高周波的には容量性インピーダンスを呈し、その静電容量Ｃは通常１ ００ＰＦ程度である。またリード線１３及び１４は高周波的には誘導性インピー ダンスを呈し、リード線他１３及び１４の長さを１ｍとすれば、そのインダクタ ンスＬは約１μＨ程度である。このとき高圧コイル６のインピーダンスＺ1 及び リード線１３及び１４のインピーダンスＺ2 を計算すると、 Ｚ1 ＝１／ωＣ＝１／（２π×１０×１０⁶ ×１００×１０^-12 ） ＝１５９Ω Ｚ2 ＝ωＬ＝２π×１０×１０⁶ ×１×１０^-6＝６３Ω となる。このとき電界緩和板４と混触防止板３との間に発生する電圧Ｖ4 は、 Ｖ4 ＝｛｜ｊ６３｜／｜ｊ６３−ｊ１５９｜｝×１００＝６６ＫＶ となる。また１次低圧端子１２に接続されているリード線１４の長さが３０cmで あるとすると、１次低圧端子１２と接地間には、Ｖ12＝６６×（３０／１００） ＝約２０ＫＶの電圧が加わる。

【０００６】 １次低圧端子１２に加わる電圧はリード線１４の長さを短くすることにより低 くすることができるが、リード線１３の長さは極端に短くすることはできないた め、サージ進入時に電界緩和板４と混触防止板３との間に発生する電圧を抑制す ることは困難である。

【０００７】 サージ電圧進入時に電界緩和板４と混触防止板３との間に発生する高電圧に対 処するため、電界緩和板と混触防止板との間の絶縁を強化することも考えられる が、この場合には絶縁フィルム５の層が厚くなり、変圧器が大形化するという問 題が生じる。

【０００８】 尚上記の説明では、サージ電圧の周波数を１０ＭＨz 、波高値を１００ＫＶと して計算したが、実際には周波数が数十ＭＨz 、波高値が数百ＫＶにも達するこ とがあると言われている。そうであるとすると、電界緩和板と混触防止板との間 には上記の例よりも更に高い電圧が発生することになり、絶縁の強化だけでは到 底対処することができなくなる。

【０００９】 以上の説明ではガス絶縁計器用変圧器を例にとったが、同様の構造を有する小 容量のガス絶縁変圧器でも全く同様の問題が生じる。

【００１０】 本考案の目的は、サージ電圧が進入したときに電界緩和板と混触防止板との間 に発生する電圧を低減することができるようにしたガス絶縁変圧器を提供するこ とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案は、低圧コイルの外周側に混触防止板と電界緩和板とを介して高圧コイ ルを配置して、高圧コイルの低圧側端部を電界緩和板に接続し、電界緩和板をリ ード線を通して外部導出端子に接続したガス絶縁変圧器に係わるもので、本考案 においては、電界緩和板と接地間にサージ吸収用コンデンサを接続した。

【００１２】 本考案が対象とするガス絶縁変圧器は、計器用の変圧器だけでなく、上記と同 様の構成を有する一般のガス絶縁変圧器、即ち、低圧コイルと高圧コイルとの間 に電界緩和板を配置するとともに電界緩和板と低圧コイルとの間に混触防止板を 配置して、高圧コイルの低圧側端部を電界緩和板に接続し、電界緩和板をリード 線を通して外部導出端子に接続した構造を有する小容量のガス絶縁変圧器をも包 含する。

【００１３】

【作用】

上記のように構成すると、サージ進入時に電界緩和板と混触防止板との間に発 生する電圧を大幅に低減することができるため、変圧器を大形にすることなくサ ージの進入に対処することができる。

【００１４】

【実施例】

図１は本考案の実施例の要部の構成を示したものである。本実施例の全体的な 構成は図２に示した従来のものと同様であり、図１において１は鉄心、２は低圧 コイル、３は混触防止板、４は電界緩和板、５は絶縁フィルム、６は高圧コイル 、７は高圧シールドである。本考案においては、サージ吸収用コンデンサ１６を 設けて、このサージ吸収用コンデンサ１６の一端をリード線１７により電界緩和 板４とリード線１３との接続点に接続し、他端をリード線１８を介して鉄心１に 接地した。リード線１７及び１８をできるだけ短くするため、コンデンサ１６は 鉄心１と電界緩和板及びリード線１３の接続点に近接した位置に配置する。

【００１５】 上記のように構成すると、サージ電流に対する等価回路は図４（Ｂ）に示すよ うになる。ここでサージ電圧の周波数を１０ＭＨz 、波高値を１００ＫＶとし、 サージ吸収用コンデンサ１６の静電容量Ｃ´を０．１μＦとすると、コンデンサ １６のインピーダンスＺ3 は、 Ｚ3 ＝１／ωＣ' ＝１／（２π×１０×１０⁶ ×０．１×１０^-6）＝０．２Ω となる。

【００１６】 サージ進入時に電界緩和板４と混触防止板３との間に発生する電圧Ｖ4 は、下 記の式で与えられる。

【００１７】 Ｖ4 ＝１００×｛Ｚ23／（Ｚ1 ＋Ｚ23）｝ 但し、Ｚ23＝（Ｚ2 Ｚ3 ）／（Ｚ2 ＋Ｚ3 ） 上記の電圧Ｖ4 を計算すると約０．１３ＫＶとなり、従来の変圧器に同じサー ジ電圧が進入したときに電界緩和板と混触防止板との間に発生していた電圧（約 ６６ＫＶ）に比べて大幅（１／５００以下）に低くなる。

【００１８】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、電界緩和板と、該電界緩和板を外部端子に接 続するリード線との接続点と接地間にサージ吸収用コンデンサを接続したので、 サージ進入時に電界緩和板と混触防止板との間に発生する電圧を大幅に低減する ことができ、変圧器を大形にすることなくサージの進入に対処することができる 利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例の要部の構成を概略的に示した
構成図である。

【図２】本考案が対象とする変圧器の全体的な構成を概
略的に示した断面図である。

【図３】図２の変圧器の要部の構成を説明する説明図で
ある。

【図４】（Ａ）は従来の変圧器のサージに対する等価回
路を示した回路図である。（Ｂ）は本考案に係わる変圧
器のサージに対する等価回路を示した回路図である。

【符号の説明】

１…鉄心、２…低圧コイル、３…混触防止板、４…電界
緩和板、５…絶縁フィルム、６…高圧コイル、７…高圧
シールド、９…タンク、１２…１次低圧端子、１３…リ
ード線、１６…サージ吸収用コンデンサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】低圧コイルの外周側に混触防止板と電界緩
   和板とを介して高圧コイルを配置し、高圧コイルの低圧
   側端部を前記電界緩和板に接続し、前記電界緩和板をリ
   ード線を通して外部導出端子に接続してなるガス絶縁変
   圧器において、 前記電界緩和板と接地間にサージ吸収用コンデンサを接
   続したことを特徴とするガス絶縁変圧器。