JPS5843842B2 - ブツシングノレイキヤクソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、絶縁冷却媒体を封入してこれを循環させる電
気機器のタンク壁を貫通して、中空管状の中心導体を有
するブッシングを取付け、このブッシングの内部に前記
電気機器内の絶縁冷却媒体を導入して前記中心導体を冷
却する形式のブッシングの冷却装置に関するものである
。

周知の如く、ブッシング、特に大容量変圧器などに用い
られる低圧大電流ブッシングは中心貫通導体の発生損失
熱が大きく、導体中央部の温度上昇が過大になることが
ある。

従来、ブッシングにおけるこのような温度上昇を所定の
限度内に収めるため、導体の断面積を太きくシ、電流密
度を下げるようにしている。

しかるに導体断面積の増大はそのままブッシング全体の
大型化につながり、導体材料のコストが高くなるばかり
でなく、碍管も１ランク又はそれ以上の大寸法のものが
必要になるなど、この面からもコストが高くなる。

そこで、第１図に示すような強制冷却式のものも提案さ
れている。

第１図において１は電気機器、例えば変圧器のタンクで
あり、この中には、図示はしていないが鉄心や巻線など
から成る機器中身が収納配置され、しかも絶縁冷却媒体
として油が封入されているものとする。

タンク１にはその天井壁を貫通してブッシング２が取付
けられている。

ブッシング２は中空円筒状の中心導体３と、これを若干
し間隔をおいて同心的に包囲する碍管４と、中心導体３
の上下両端部に配置されて閉塞キャップとしても作用す
る端子５，６とを主要部材として構成されている。

ブッシング２内には中心導体３が浸漬される程度にタン
ク１内と同種の絶縁冷却媒体として油１が収納されてい
る。

中心導体３と碍管４との間の環状空間は中心導体３の上
端部及び下端部にあけられた小孔８，９を介して中心導
体３の内側中空部に連通されている。

ブッシング２からは中心導体３と碍管４との間の環状空
間の上端部及び下端部に連通ずるように導管１０，１１
が導出され、後者の導管１１は更にタンク１の側壁を貫
通して共に外部に導出されている。

両導管１０，１１は外部で放熱器１２及びポンプ１３を
介して接続される。

第１図の装置ではブッシング２内の絶縁冷却媒体即ち油
をポンプ１３によって導管１０、放熱器１２、ポンプ１
３及び導管１１を介して強制循環させると共に、その循
環過程において放熱器１２により油の熱を放散する。

即ち、油はブッシング２内で中心導体３の熱を吸収し、
放熱器１２内で放熱することを継続して中心導体３を冷
却する。

この冷却方式は冷却性能上は確かに有効なものであるが
、反面において、放熱器１２やポンプ１３といった別置
の補機を必要とし、ブッシング自体も気中端子部まわり
の構造が複雑となり、従ってきわめて高価になるばかり
でなく、補機の保守が付加的に必要になるという欠点が
ある。

本発明はこの欠点を除去し、小型安価で、付加的な保守
を必要とすることがなく、しかも中心導体を有効に冷却
しうるようなブッシングの冷却装置を提供することを目
的とするものである。

この目的を達成するために本発明は、冒頭に述べた形式
のブッシングの冷却装置において、ブッシングの電気機
器タンク側端部に、タンク内の絶縁冷却媒体ブッシング
内に導入するための開口を形成し、一部又は全部が絶縁
物から成り、かつ全部が電気機器内に配置されたチュー
ブの一端を電気機器のタンクの内室側からブッシング内
に挿入して開口させると共に、その他端は電気機器内を
流れる絶縁冷却媒体流の絞られた部分に流れの方向に沿
って配置すると共に下流側に向って開口させ、この絞ら
れた部分に置かれたチューブ開口部の周囲を流れる電気
機器内の絶縁冷却媒体の比較的速い流速により前記チュ
ーブ内に生ずる負圧を利用して電気機器内の絶縁冷却媒
体を前記開口を通してブッシング内に導き循環させるよ
うにしたことを特徴とするものであり、以下、図面を参
照しながら詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例を示すもので、電気機器１５
、例えば変圧器にブッシング２０を取付けたものを示す
。

電気機器１５の中身、即ち鉄心や巻線はタンク１６内に
収納されるが、その図示は省略されている。

タンク１６内には絶縁冷却媒体として油が封入されてい
る。

この油はタンク１６の側壁上部に付設した導管１７を介
して図示していない冷却器に導かれ、タンク１６の側壁
下部からタンク１６内に再び導入される。

ブッシング２０は基本的には第１図のものと同一であり
、中空円筒状の中心導体２１と、これを所定の間隔をお
いて同心的に包囲する碍管２２と、中心導体２１の上下
両端に付設された端子２３．２４とを持っている。

ブッシング２０は碍管２２に接合された取付フランジ２
５によりタンク１６の天井壁を貫通してタンク１６に油
密に取付けられている。

中心導体２１及び碍管２２の上端部は取外し自在のカバ
ープレート２６及び端子２３により油密に塞がれている
。

碍管２２の下端部も中心導体２１に対してシール部材２
γを介して油密にシールされている。

中心導体２１の下端部は開放し、中心導体２１の中空部
は電気機器１５のタンク１６内に連通しており、油面２
８で示すように中心導体２１の上端部まで油が満たされ
るようにしている。

２９は一部又は全部が絶縁物から成るチューブであって
、その一端はタンク１６の内室側から中心導体２１内に
挿入され、油面２８のわずか下方で開口している。

チューブ２９は中心導体２１の下端部において中心導体
２１に接合された孔あきキャップ状の取付補助部材３０
とこれに取付けられた支持片３１とにより中心導体２１
に対してほぼ同心位置に保持される。

チューブ２９は上端部においても同心位置を保持するた
めに中心導体２１との間に適宜支持部材が配置されるが
、その図示は省略されている。

チューブ２９の他端は、タンク１６の側壁に取付けられ
た支持部材３２により導管１７内に油流方向に沿って導
入、保持され、油流の下流側に向って開口している。

その開口部は２９ａで示されている。

第２図の装置において、電気機器１５の運転中は図示し
ていない冷却器も運転され、タンク１６内の油は鎖線矢
印で示すように循環する。

その場合、タンク１６の断面積に比べて著しく小さな断
面積の導管１γ内にはかなり速い流速■の油流３３ａが
生ずる。

従って、この導管１７内に配置したチューブ２９の開口
部２９ａと、ブッシング２０の中心導体２１内に挿入し
たチューブ２９の開１１部２９ｂとの間には、それ自体
よく知られたベルヌーイの定理によって、開口部２９ａ
の方カ開ＬＩ部２９ｂに対して負圧となるような圧力差
が生じ、チューブ２９内には実線矢印で示すような油流
３３ｂが生ずる。

従って、タンク１６内の油はブッシングの中心導体２１
の下部開口部から中心導体２１内に流入し、中心導体２
１とチューブ２９との間の環状部を上方に流れる油流３
３ｃが生じ、全体としてタンク１６内の油の一部は実線
矢印で示すように中心導体２１内を循環する。

ブッシングの中心導体２１の内面部の油流３３ｃの流速
■はチューブ２９、中心導体２１及び導管１７の各断面
積及び流体抵抗により導管１７内の油流３３ａの流速Ｖ
の関数として求めることが出来る。

つまり、チューブ２９、中心導体２１及び導管１７の各
断面積及び流体抵抗のうちの少なくとも一つを変えるこ
とにより、電気機器１５本体の冷却能力とはほとんど関
係なしにブッシングの冷却能力を調節することが出来る
。

なお、チューブ２９に生ずる負圧は冷却導管１７内の流
速Ｖが増大するにつれて大きくなり、それに関連してブ
ッシング中心導体２１内の流速Ｖも大きくなる。

第３図に、流速■と流速Ｖとの関係の一例を示す。

以上のように本発明装置においてはブッシング２０の中
心導体２１の内側に変圧器などの電気機器１５のタンク
１６内に充てんされた絶縁冷却媒体、例えば油を循環さ
せて冷却することにより、中心導体２１の電流密度を高
くとることが出来、しかもブッシング専用の別置の補機
、例えば電気機器本体用とは別の放熱器やポンプなどを
必要としない上に、既設のタンク壁に対する液密構造の
配管を必要としないのでブッシング全体が小型軽量とな
る、安価な、ブッシングの冷却装置を提供することが出
来る。

しかも本発明装置はほとんど保守を必要としないので、
維持費用も安くなる。

なお、本発明に従って設けられるチューブは１本に限ら
れることはなく、例えは第４図に示すように、各一端側
をブッシング２０の中心導体２１内に挿入、開１」させ
た複数本のチューブ３５゜３６．３７のうち、チューブ
３５の他端は第２図の場合と同様に第１の導管１７内に
開Ｌ」させ、チューブ３６の他端は例えば導管１７とは
反対側に構成される絶縁冷却回路用の導管３８内に開口
させ、更に第３のチューブ３γの他端は図示していない
別の冷却回路の導管内に開口させることも出来る。

この構成によれば、仮にいずれかの冷却回路の油流が停
止するようなことがあっても、他の健全な冷却回路の油
流によりブッシングの冷却を続けることが出来る。

電気機器１５には通常、第５図に２トすように、複数本
のブッシング２０Ａ、２０Ｂが取付けられるが、このよ
うな場合には一端を各ブッシングの中心導体内に挿入、
開口させたチューブ４０Ａ。

４０Ｂの他端を共通チューブ４１で一括し、冷却回路の
導管１７へは１本の共通チューブ４１を導入するように
してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の冷却装置を示す一部断面正面図、第２図
は本発明装置の一実施例を示す一部断面正面図、第３図
は絶縁冷却媒体に関する機器本体における冷却導管内の
流速とブッシング内流速との関係の一例を示す特性線図
、第４図及び第５図はそれぞれ本発明の他の実施例を示
す断面図である。 １５・・・・・・電気機器、１６・・・・・・タンク、
１γ。 ３８・・・・・・冷却導管、２０，２０Ａ、２０Ｂ・・
・・・・ブッシング、２１・・・・・・中心導体、２２
・・・・・・碍管、２３．２４・・・・・・端子、２９
，３５，３６，３７゜４０Ａ、４０Ｂ、４１・・・・・
・チューブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 絶縁冷却媒体を封入してこれを循環させる電気機器
   のタンク壁を貫通して、中空管状の中心導体を有するブ
   ッシングを取付け、このブッシングの内部に前記電気機
   器内の絶縁冷却媒体を導入して前記中心導体を冷却する
   ブッシングの冷却装置において、 前記ブッシングの電気機器タンク側端部に、タンク内の
   絶縁冷却媒体をブッシング内に導入するための開口を形
   成し、 一部又は全部が絶縁物から成り、かつ全部が電気機器内
   に配置されたチューブの一端を前記電気機器のタンク内
   室側から前記ブッシング内に挿入して開口させると共に
   、その他端は前記電気機器内を流れる絶縁冷却媒体流の
   絞られた部分に流れの方向に沿って配置すると共に下流
   側に向って開目させ、 この絞られた部分に置かれたチューブ開口部の周囲を流
   れる電気機器内の絶縁冷却媒体の比較的速い流速により
   前記チューブ内に生ずる負圧を利用して前記電気機器内
   の絶縁冷却媒体を前記開口を通してブッシング内に導き
   循環させるようにしたことを特徴とするブッシングの冷
   却装置。