JPS5925325B2 - ブツシングの冷却装置 - 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、前記中心導体をその内部に前記
電気機器内の絶縁冷却媒体を導入して冷却する形式のブ
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、導体の断面積を大きくし、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
示していないが鉄心や巻線などから成る機器中身が吸納
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。ブツシング２は中空円筒状の中心導体３
と、これを若干の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ヤツプ
として作用する端子５，６とを主要部材として構成され
ている。ブツシング２内には申心導体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７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。ブツ
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するように導管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
図の装置ではブツシング２内の絶縁冷却媒体即ち油をポ
ンプ１３によつて導管１０、放熱器１２、ポンプ１３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、油はブツシング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といつ
た別置の補機を必要とし、ブツシング旧体も気中端子部
まわりの構造が複雑となり、従つて、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
を有効は冷却しうるようなブツ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
のブツシングの冷却装置において、一部又は全部が絶縁
物から成るチユーブの一端を電気機器のタンクの内室側
からブツシングの中心導体側面に配設して開口させると
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
られた部分に開口させ、この絞られた部分に置かれたチ
ユ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ユ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中心導体内に
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、
例えば変圧器にブツシング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とを持つている。ブツシング２０は碍管２
２に接合された取付フランジ２５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２７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１
５のタンク１６内に連通しており、油面２８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ユーブであつて
、その一端はタンク１６の内室側から中心導体２１側面
のアダプター３０に配線されている。

このアダプター３０の内面にはリング状の溝３１を有し
、この溝３１に対向する中心導体２１には１個以上の連
通口を有しており、中心導体２１内とチユ一ブ２９とを
アダプター３０を介して連通させている。また中心導体
２１の中には金属又は絶縁物から成る筒１８が取付けら
れており、この筒１８の一端は下部端子２４部に油密状
に保持され、他端は油面２８のわずか下方で開口すると
共に、中心導体２１と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。チユーブ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内に導
入、保持され、そこに開口している。その開口部は２９
ａで示されている。第２図の装置において、電気機器１
５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１７内にはかなり速い流速Ｖの油流３３ａが生ずる
。従つて、この導管１７内に配置したチユーブ２９の開
口部２９ａと中心導体２１側面のアダプター３０に配置
したチユーブ２９の開口部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つて開口部２９ａの
方が開口部２９ｂに対して負圧となるような圧力差が生
じ、筒１８と中心導体２１の間には実線矢印で示すよう
な油流３３ｂが生ずる。従つて、タンク１６内の油はブ
ツシングの下部端子２４の開口部１９から中心導体２１
内に流入し、筒１８の内部を上方に流れる油流３３ｃ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と筒１８の環状部を循環する。ブ
ツシングの中心導体２１の内面部の油流３３ｂの流速Ｖ
はチユーブ２９、中心導体２１、筒１８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、その一例を示す
と第３図のようになる。従つて本発明によるブツシング
の冷却装置においては、ブツシング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さ
せることが出来、そして、この場合、油は中心導体２１
内において、筒１８の内側を上昇した後外側を下降して
循環するので、中心導体２１内における流路断面が小さ
くなり、流速が速くなる。しかも筒１８の存在によつて
中心導体２１内に連続した流路が形成されるので、油が
よどむことなく円滑に流れる。このため、中心導体２１
の冷却がより一層良好になり、中心導体２１の電流密度
を高くとることが出来る。またブツシング内における油
の循環は一方の開口部２９ａが電気機器１５のタンク１
６内の油流の絞られた部分に配置され他方の開口部２９
ｂが中心導体２１の側面に取付けられたチユーブ２９の
負圧によつて行なわれるため、ブツ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
どを必要としないので、ブツシング全体が小型軽量とな
り安価なブツシングの冷却装置を提供することが出来る
。しかもチユーブ２９はタンク１６内に配置され、特別
な油密構造を必要としないので、ほとんど保守の必要が
なくなり維持費も安くなる。またチユーブ２９を中心導
体２１の側面に取付けるようにしたので、中心導体２１
の下部端子２４と電気機器中身との内部接続が容易に行
えるようになり、しかもチユーブ２９の他端がブツシン
グの周囲のどの位置に置かれる場合でも、中心導体２１
を回転させてその方向に向けて配置すれば、チユーブ２
９を最短の長さで構成することが出来るとともにチユー
ブ２９をブツシングの周囲にはい回す必要もないので、
構成が簡単になる。なお、本発明に従つて設けられるチ
ユーブは１本に限られることはなく、例えば第４図に示
すように各一端側をブツシング２０の中心導体２１側面
に円周方向に分散して取付け、かつ開口させた複数本の
チユーブ３５，３６，３７のうち、チユーブ３５の他端
は第２図の場合と同様に第１の導管１７内に開口させチ
ユーブ３６の他端は例えは導管１７とは反対側に構成さ
れる絶縁流体冷却回路用の導管３８内に開口させ、さら
に第３のチユーブ３７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できる。この構成によ
れば仮にいづれかの冷却回路の油流が停止するようなこ
とがあつても他の健全な冷却回路の油流によりブツシン
グの冷却を続けることが出来る。また電気機器１５には
通常第５図に示すように複数本のブツシング２０Ａ，２
０Ｂを取付けるが、この場合、一端を各ブツシング２０
Ａ，２０Ｂの中心導体２１側面に配設したチユーブ４０
Ａ，４０Ｂの他端を共通チユーブ４１で一括して連通し
、冷却回路の導管１７・＼は１本の共通チユーブ４１の
一端を導入するようにしてもよい。以上説明したように
本発明によれば、付加的な保守を必要とすることなく、
小型で安価に構成することが出来、しかも中心導体を良
好に冷却することの出来るブツシングの冷却装置を提供
することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のブツシングの冷却装置を示す一部断面正
面図、第２図は本発明によるブツシングの冷却装置の一
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冷導管内の流速とブツシング
内流速との関係の一例を示す特性線図、第４図および第
５図は本発明の他の実施例を示す一部断面正面図である
。 １５・・・・・・電気機器、１６・・・・・・タンク、
１７，３８・・・・・・冷却導管、１８，１８Ａ，１８
Ｂ・・・・・・筒、２０，２０Ａ，２０Ｂ・・・・・・
ブツシング、２１・・・・・・中心導体、２２・・・・
・・碍管、２３，２４・・・・・・端子、２９，３５，
３６，３７，４０Ａ，４０Ｂ，４１・・・・・・チユー
ブ、３０・・・・・・アダプター。

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
   のタンク壁に、このタンク壁を貫通するように中空管状
   の中心導体を有するブッシングを取付け、前記中心導体
   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ようにしたものにおいて、前記中心
   導体の内側に軸方向両端部を開口した筒を配設し、かつ
   この筒の一方の開口部を前記ブッシングの外部と連通さ
   せて前記電気機器内の絶縁冷却媒体が流入できるように
   構成するとともにこの筒の他方の開口部を前記中心導体
   内の絶縁冷却媒体内に配置して筒の内側の絶縁冷却媒体
   が上記他方の開口部を通して筒の外側に移動できるよう
   に構成し、また一部又は全部が絶縁物からなり全部が前
   記電気機器内に配置されたチューブの一端を前記ブッシ
   ングの中心導体の側面に開口させて前記筒の外側に連通
   し、かつこのチューブの他端を前記電気機器内を流れる
   絶縁媒体流の絞られた部分に開口させてこの開口部の周
   囲を流れる絶縁冷却媒体の比較的速い流速により前記チ
   ューブ内に負圧が生じるように構成し、このチューブ内
   の負圧を利用して前記筒の外側の絶縁冷却媒体を導出さ
   せることにより、前記電気機器内の絶縁冷却媒体を前記
   中心導体内の筒の内側から外側を通して循環させるよう
   にしたことを特徴とするブッシングの冷却装置。 ２ 複数本のチューブのそれぞれの一端を中心導体の側
   面に円周方向に分散させて開口し、これら複数本のチュ
   ーブの他端を、絶縁冷却媒体流の絞られた異なる部分に
   それぞれ開口したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のブッシングの冷却装置。 ３ 複数本のチューブのそれぞれの一端を、複数本のブ
   ッシングの中心導体にそれぞれ開口し、これら複数本の
   チューブを連通して一端を絶縁冷却媒体流の絞られた部
   分に開口したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のブッシングの冷却装置。