JP6505496B2 - Gas-insulated on-load tap changer - Google Patents
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Description
本発明の実施形態はガス絶縁型負荷時タップ切換装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a gas-insulated on-load tap changer.
近年、都心部に設置される変電所は、地上での大規模な設営が困難であることから、コンパクト化を図って地下型に移行しつつある。地下型の変電所へ移行するに従い、変電所に配置される変圧器としては、密閉容器内に絶縁ガスを封入したガス絶縁変圧器が主流となっている。これは、ガス絶縁変圧器が環境性や安全性に優れているためである。 In recent years, substations installed in central Tokyo are being shifted to the underground type in an attempt to make them compact because large-scale construction on the ground is difficult. With the transition to underground type substations, gas-insulated transformers in which an insulating gas is sealed in a sealed container are mainly used as transformers disposed in the substations. This is because gas insulation transformers are excellent in environmental performance and safety.
通常、系統に接続される変圧器には、系統電圧の安定化を図るべく負荷時タップ切換装置が組み込まれているが、変圧器がガス絶縁方式となることに対応して、ガス絶縁型負荷時タップ切換装置が採用されている。ガス絶縁型負荷時タップ切換装置では変圧器タンクの開口部に密閉構造となるガス容器が取付けられており、このガス容器の中に切換開閉器が収納されている。また、ガス容器の下方にはタップ選択器が配置されており、タップリード線を介して変圧器側と接続されている。 Normally, the on-load tap switching device is incorporated in the transformer connected to the grid to stabilize the grid voltage, but the gas-insulated load is used in response to the transformer becoming a gas-insulated system. An hour tap changer is employed. In the gas-insulated on-load tap changer, a gas container having a sealed structure is attached to the opening of the transformer tank, and the switching switch is accommodated in the gas container. Moreover, the tap selector is arrange | positioned under the gas container, and is connected with the transformer side via the tap lead wire.
都心部に設置される地下型の変電所が増加する現在、変電所を構成する機器の小型化を進めることが求められており、ガス絶縁型負荷時タップ切換装置もコンパクト化することが要請されている。装置のコンパクト化にあたり耐電圧特性を高めることは必須であるが、それを実現するには局所的な電界集中を抑制することが重要である。特に、切換開閉器では、回路遮断することなく有効タップの切換を行うので、これを収納するガス容器の内部では最大電界値を低減することが課題となっている。 With the increasing number of underground substations installed in central Tokyo, it is required to further miniaturize the equipment that constitutes the substation, and it is also required to compact the gas-insulated on-load tap changer. ing. Although it is essential to improve the withstand voltage characteristics in compacting the device, it is important to suppress local electric field concentration in order to realize it. In particular, in the switching switch, switching of the effective tap is performed without interrupting the circuit, so it is an issue to reduce the maximum electric field value inside the gas container that accommodates this.
本発明の実施形態は、上記の課題を解決するために提案されたものであり、最大電界値の低減化を図り、耐電圧特性を向上させたガス絶縁型負荷時タップ切換装置を提供することを目的とする。 An embodiment of the present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems, and provides a gas-insulated on-load tap switching device in which the maximum electric field value is reduced and the withstand voltage characteristic is improved. With the goal.
上記目的を達成するために、本発明の実施形態に係るガス絶縁型負荷時タップ切換装置において、次の構成要素(1)〜(5)を備えている。
(1)上端部に開口部を形成し内部に絶縁ガスを封入するガス容器。
(2)前記ガス容器の開口部に嵌合する頭部蓋。
(3)前記ガス容器と前記頭部蓋との間を密閉するシール部材。
(4)前記シール部材を押えるシール押え部材。
(5)前記シール押え部材の下端部を覆う内部シールド部材。
In order to achieve the above object, a gas-insulated on-load tap changer according to an embodiment of the present invention includes the following components (1) to (5).
(1) A gas container which forms an opening at the upper end and encloses an insulating gas inside.
(2) A head cover fitted to the opening of the gas container.
(3) A sealing member for sealing between the gas container and the head cover.
(4) A seal pressing member for pressing the seal member.
(5) An internal shield member that covers the lower end portion of the seal pressing member.
(第1の実施形態)
本発明に係る第1の実施形態について、図1〜図5を用いて具体的に説明する。第1の実施形態はガス絶縁型負荷時タップ切換装置であり、対地絶縁に関わる構造に特徴がある。この構造について述べる前に、ガス絶縁型負荷時タップ切換装置の全体構成について図2を用いて説明する。
First Embodiment
A first embodiment according to the present invention will be specifically described using FIGS. 1 to 5. The first embodiment is a gas-insulated on-load tap changer and is characterized by a structure related to ground insulation. Before describing this structure, the overall configuration of the gas-insulated on-load tap changer will be described with reference to FIG.
(全体構成)
図2に示すように、ガス絶縁型負荷時タップ切換装置2には、内部に絶縁ガス3が封入された変圧器タンク1の開口部に、ガス容器2cが取付けられている。ガス容器2cは、上端部に開口部を有する円筒形状の部材からなる。ガス容器2cの内部には切換開閉器2aが収納されると共に、切換開閉器2aの絶縁及び冷却を行う絶縁ガス4が封入されている。絶縁ガス3、4としては、例えばSF6ガス等が用いられている。
(overall structure)
As shown in FIG. 2, in the gas-insulated on-
ガス容器2cの下方には、一対のタップ位置を選択するタップ選択器2bが配置されている。図示されない変圧器の巻線からは、各タップ電位に対応したタップリード線5が引き出されており、これらタップリード線5をタップ選択器2bに接合することで、変圧器と負荷時タップ切換装置2との回路接続が行われる。
Below the
(対地絶縁に関わる構造の構成)
ガス絶縁型負荷時タップ切換装置の対地絶縁に関わる構造を、図1及び図3を用いて説明する。図1及び図3はガス容器2cの上端部付近を示している。ガス容器2c上部の開口部には頭部蓋6が嵌合されている。頭部蓋6は変圧器タンク1から切換開閉器2aを隔離するための部材である。頭部蓋6は、下方に向かって延びる円筒部を有する金属材料から形成されており、頭部蓋6の円筒部がガス容器2c上部の開口部に嵌め込まれている。
(Configuration of structure related to ground insulation)
The structure relating to the ground insulation of the gas-insulated on-load tap changer will be described with reference to FIGS. 1 and 3. 1 and 3 show the vicinity of the upper end portion of the
ガス容器2cと頭部蓋6との間には両者を密閉するシール部材8が配置され、頭部蓋6の円筒部の下端面には、シール部材8を押えるシール押えリング7が設置されている。シール押えリング7はボルト7a(図3に示す)によって頭部蓋6の円筒部の下端面に接合されている。
A
また、ガス容器2cの外周部には、断面が円形であるチューブ状の外部シールド部材11が、ガス容器2cの外周に沿って水平に取り付けられている。外部シールド部材11はシール押えリング7の下端部より下方に配置されている。外部シールド部材11は頭部蓋6と導通されていない部材である。
In addition, a tube-shaped
ガス容器2cの内部には絶縁筒13が同軸状に配置されている。絶縁筒13の内周部において、上部には上部シールド板9が固定され、その下方には上部シールド板9と所定の間隔を持って下部シールド板10が固定されている。これら上部シールド板9及び下部シールド板10は互いに平行に設置されている。また、上部シールド板9は、切換開閉器2aの上部側(対地側)の金属部材への電界集中を保護する部材であり、下部シールド板10は、切換開閉器2aの下部側(充電部側)の金属部材への電界集中を保護する部材である。
An insulating
(要部の構成)
図3は図1のA部の角台断面図を示している。図3に示すように、シール押えリング7の充電部側の対向面つまり下面には、平面部12が形成されている。平面部12はガス容器2cの内周面と略直角に配置されている。シール押えリング7の平面部12には、アルミ板材からなる内部シールド部材14が取り付けられている。内部シールド部材14は頭部蓋6と導通されている。
(Structure of the main part)
FIG. 3 shows a cross-sectional view of a portion A in FIG. As shown in FIG. 3, a
内部シールド部材14には断面が半円状の曲面部14aが設けられている。曲面部14aは、シール押えリング7の平面部12の一部およびシール押えリング7に接合されたボルト7aを覆うように形成されている。曲面部14aはシール押えリング7の平面部12を途中まで覆うように配置されている。このため、曲面部14aの端部とガス容器2cの内周面との間には間隙16が形成される。
The
(作用と効果)
一般に、ガス絶縁型負荷時タップ切換装置2の対地絶縁において電界集中が問題となる部分は、シール押えリング7の下端部付近である。そこで、図4に示すように、シール押えリング7の端部に曲面部を直接形成することが考えられる。しかし、この場合、曲面部とガス容器2cの内周面との間隔は狭く、鋭角な楔状の隙間17が形成される。その結果、曲面部を形成したにもかかわらず、シール押えリング7の下端部付近に強い電界集中が依然として発生してしまい、等電位線も急峻なままである。
(Action and effect)
Generally, in the gas-insulated on-
上記の不具合に対して、第1の実施形態では、シール押えリング7の下端部を覆うように内部シールド部材14を取り付け、この内部シールド部材14に曲面部14aを設けている。内部シールド部材14は、シール押えリング7とは独立した部材なので、断面が半円状となる曲面部14aを容易に設けることができ、曲面部14aの表面は緩やかなカーブを描くことになる。
With respect to the above-mentioned problems, in the first embodiment, the
しかも、曲面部14aの端部とガス容器2cの内周面との間には間隙16を形成しており、曲面部14aの端部はガス容器2cの内周面と非接触である。その結果、図5に示すように、シール押えリング7とガス容器2cとの間の電界を緩和することができ、電界集中の発生を抑止して、等電位線の間隔は広くなる。
Moreover, the
以上のような第1の実施形態によれば、内部シールド部材14を設けなかった時と比べて、ガス容器2c内部の最大電界値を、例えば23%程度、低減することができる。これにより、装置のコンパクト化を進めたとしても、優れた絶縁信頼性を確保することができ、対地絶縁性能の向上に寄与することができる。また、絶縁ガス4として、SF6ガスよりも絶縁性能が低い混合ガス等を使用するような事態となっても、ガス容器2c内部の最大電界値を抑えているので、電界集中の発生を確実に防ぐことが可能である。
According to the first embodiment as described above, the maximum electric field value inside the
しかも、内部シールド部材14はアルミ板材で形成したので、耐電圧特性を効率良く高めることができる。さらに、第1の実施形態ではシール押えリング7の下端部は平面部12を形成しただけなので、シール押えリング7に電界緩和のための加工を施すことが不要であり、製造コストを抑えて経済性を高めることが可能である。
In addition, since the
(第2の実施形態)
本発明に係る第2の実施形態について、図6〜図8を用いて具体的に説明する。第2の実施形態の基本的な構成は上記第1の実施形態と同様であり、同一の部分に関しては同一符号を付して説明は省略する。
Second Embodiment
A second embodiment according to the present invention will be specifically described with reference to FIGS. The basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and the same reference numerals are given to the same parts, and the description will be omitted.
(構成)
第2の実施形態には、図7及び図8に示すように、シール押えリング7の平面部12に、アルミ板材からなる内部シールド部材14が取り付けられている。また、ガス容器2cの外周部には、外部シールド部材11よりも上方で且つシール押え部材7よりも下方の位置に、第2の外部シールド部材15が配置されている。以下、外部シールド部材11は第1の外部シールド部材11と呼ぶこととする。第2の外部シールド部材15は、第1の外部シールド部材11と同じく、断面が円形のチューブ状部材から構成される。第1の外部シールド部材11は、頭部蓋6と非導通であるが、第2の外部シールド部材15は頭部蓋6と導通している。
(Constitution)
In the second embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, an
(作用と効果)
前述したように、ガス絶縁型負荷時タップ切換装置2にて電界集中が問題となる部分は、シール押えリング7の下端部付近である。そこで第2の実施形態では、ガス容器2c内部に設置した内部シールド部材14に加え、第2の外部シールド部材15をシール押え部材7付近で、且つガス容器2cの外周部に配置することにより、電界集中を抑えることができる。
(Action and effect)
As described above, the portion where the electric field concentration is a problem in the gas-insulated on-
また、内部シールド部材14を備えた第2の実施形態においては、シール押えリング7とガス容器2cとの間に、図4に示した鋭角な楔状の隙間17を形成することはなく、内部シールド部材14及び第2の外部シールド部材15の働きにより、シール押えリング7とガス容器2cとの間の電界を大幅に緩和して等電位線の間隔は広くなる(図8参照)。
Further, in the second embodiment provided with the
以上のような第2の実施形態によれば、内部シールド部材14及び第2の外部シールド部材15の効果を相乗的に得ることができ、内部シールド部材14及び第2の外部シールド部材15を設けなかった時と比べて、ガス容器2c内の最大電界値を、例えば73%程度、大きく低減することが可能である。これにより、装置のコンパクト化を進めつつ、絶縁信頼性を確保することができる。
According to the second embodiment as described above, the effects of the
(第3の実施形態)
本発明に係る第3の実施形態について、図9〜図11を用いて具体的に説明する。第3の実施形態の構成において、第2の実施形態と同一の部分に関しては同一符号を付して説明は省略する。
Third Embodiment
A third embodiment according to the present invention will be specifically described using FIGS. 9 to 11. In the configuration of the third embodiment, the same parts as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
(構成)
第3の実施形態が第1の実施形態と異なる点は、図9〜図11に示すように、内部シールド部材14を省いて、第1の外部シールド部材11と第2の外部シールド部材15を有することにある。
(Constitution)
The third embodiment is different from the first embodiment in that the
(作用と効果)
第3の実施形態によれば、仮に、シール押えリング7とガス容器2cとの間に楔状の隙間17が形成されていたとしても、第2の外部シールド部材15が存在することで、電界を緩和することができる。したがって、第1及び第2の外部シールド部材11、15を設けなかった時と比べて、ガス容器2c内の最大電界値を、例えば69%程度、低減することが可能であり、ガス容器2c内の等電位線の間隔を十分に広げることができる(図11参照)。
(Action and effect)
According to the third embodiment, even if a wedge-shaped
(他の実施形態)
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。
(Other embodiments)
The above embodiments are presented as an example herein and are not intended to limit the scope of the invention. That is, the present invention can be carried out in other various forms, and various omissions, replacements and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof as well as included in the scope and the gist of the invention.
上記の実施形態において、第1の外部シールド部材11及び第2の外部シールド部材15は共に、断面を円形としたチューブ状の部材としたが、第1の外部シールド部材11は断面上側に曲面部を設けた部材であればよいし、第2の外部シールド部材15は断面下側に曲面部を設けた部材であればよい。
In the above embodiment, both the first
例えば、第1の外部シールド部材11及び第2の外部シールド部材15は断面が円形でなくてもよく、ガス容器2cの外周部に接する部分が、外周面に密着するような角状のベルト部材であってよい。また、第1の外部シールド部材11及び第2の外部シールド部材15の曲面部の曲率、さらには内部シールド部材14における曲面部の曲率は適宜変更可能であり、サイズや材質等も適宜選択可能である。
For example, the first
1…変圧器タンク
2…ガス絶縁型負荷時タップ切換装置
2a…切換開閉器
2b…タップ選択器
2c…ガス容器
3、4…絶縁ガス
5…タップリード線
6…頭部蓋
7…シール押えリング
8…シール部材
9…上部シールド板
10…下部シールド板
11…(第1の)外部シールド部材
12…平面部
13…絶縁筒
14…内部シールド部材
14a…曲面部
15…第2の外部シールド部材
16…間隙
17…楔状の隙間
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記ガス容器の開口部に嵌合する頭部蓋と、
前記ガス容器と前記頭部蓋との間を密閉するシール部材と、
前記シール部材を押えるシール押え部材と、
前記シール押え部材の下端部を覆う内部シールド部材を備えたことを特徴とするガス絶縁型負荷時タップ切換装置。 A gas container which forms an opening at the upper end and encloses an insulating gas inside;
A head cap fitted in the opening of the gas container;
A sealing member for sealing between the gas container and the head cover;
A seal pressing member for pressing the seal member;
A gas-insulated on-load tap changer comprising: an inner shield member covering a lower end portion of the seal pressing member.
前記第2の外部シールド部材は下側に曲面部を設けたことを特徴とする請求項7に記載のガス絶縁型負荷時タップ切換装置。 A second outer shield member electrically connected to the head cover at a position above the first outer shield member and below the seal pressing member at an outer peripheral portion of the gas container;
8. The gas-insulated on-load tap changer according to claim 7, wherein the second outer shield member is provided with a curved surface portion on the lower side.
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|---|---|---|---|
| JP2015091582A JP6505496B2 (en) | 2015-04-28 | 2015-04-28 | Gas-insulated on-load tap changer |
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