JPS5925326B2 - 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ツシング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７が
封入されている。中心導体３と碍管４との間の管状空間
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を介して接続されてい
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および導管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。

これにより、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。二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、ブツシング自体も気中
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、補機の保守が仔加的に必要とな
るという欠点がある。本発明はこの欠点を除去し、小型
かつ安価で付加的な保守を必要とすることなく、しかも
中心導体を有効に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、本発明はブツシングの中心導体を電気機
器内の絶縁冷却媒体で冷却する形式のブツシングの冷却
装置において、中心導体の下部端子に、絶縁冷却媒体が
中心導体内に流入するための第１の連通口及び絶縁冷却
媒体が中心導体外に流出するための第２の連通口を形成
し、かつ中心導体の内側に軸方向両端部を開口した筒を
配設して、その一方の開口部を下部端子の第２の連通口
に連通するとともに他方の開口部を中心導体内の絶縁冷
却媒体中に配置して筒の外側の絶縁冷却媒体が筒の内側
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、全部か電気機器のタンク内に配置されたチユ
ーブの−端を、中心導体の下部端子の側面に開口させて
下部端子の第２の連通口に連通しかつこのチユーブの他
端を、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チユーブ内に負圧が生ずる
ように構成し、このチユーブ内の負圧を利用して筒の内
側の絶縁冷却媒体を導出させることにより、電気機器内
の絶縁冷却媒体を、中心導体の下部端子の第１の連通口
から筒の外側及び内側を順に通しかつ中心導体の下部端
子の第２の連通口を通して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。ブツシング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２２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力ハーフレ
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
に設けられた下部端子２４にはタンク１６内の油を中心
導体２１内に流入させるための連通口１９ａと、この連
通口１９ａの内側に、中心導体２１内の絶縁冷却媒体を
中心導体２１外に流出させるための連通口１９ｂが形成
されており、中心導体２１の内部はタンク１６内と連通
して油面２８で示すように中心導体２１の上端部近傍ま
で油が満たされている。また中心導体２１の内側には金
属又は絶縁物からなり、軸方向両端一部が開口された筒
１８が配設されている。この筒１８の一端は下部端子２
４に形成された第２の連通口１９ｂと連通するように下
部端子２４部に油密状に取付けられており、また他端は
中心導体２１内の油面２８よりわずか下方の油中におか
れて開口されて中心導体２１内における筒１８の外側の
油が筒１８の内側に移動できるようになつている。この
筒１８と中心導体２１との間に所定の間隔を保持する支
持部材が配置されるが、その図示は省略されている。２
９は一部又は全部が絶縁物からなり、全部が電気機器１
５内に配置されたチユーブであつて、その一端の開口部
２９ｂはタンク１６の内側において下部端子２４の側面
に油密状に取付けられて下部端子２４の第２の連通口１
９ｂと連通している。

またチユーブ２９の他端の開口部２９ａは油流の絞られ
た部分例えば導管１７内に支持部材３０により保持され
、その開口部２９ａの周囲を油が流れるようになつてい
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１７内にはかなり速い流速Ｖの油流３１ａ
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と下部端子２４側面に配置したチユ
ーブの開口部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２
９ｂに対して負圧となるような圧力差が生じ、筒１８内
には実線矢印で示すような油流３１ｂが生ずる。またタ
ンク１６内の油が下部端子２４の連通口１９ａから中心
導体２１の内壁面と筒１８の外壁面の間に流人して油流
３１ｃが生じ、全体として、タンク１６内の油｝ま実線
矢印で示すように下部端子２４の連通口１９ａから流入
して筒１８の外側及び内側を順に通り、下部端子２４の
連通口１９ｂ及びチユーブ２９を介して流出するように
循環する。なお、筒１８と中心導体２１との間の油流３
１ｃの流速Ｖはチユーブ２９、筒１８、中心導体２１お
よび導管１７の各断面積及び流体抵抗により導１７内の
油流３１ａ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。このように、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の内側に電気機器１５のタンク１６
内に充填された絶縁冷却媒体、例えば油を循環させて冷
却させることができる。

そして、この場合、油は中心導体２１内において筒１８
の外側を上昇した後内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を効率よく冷却する
ことができ、中心導体２１の電流密度を高くとることが
できる。またブツシング２０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１６内の油流の
絞られた部分に配置され他方の開口部２９ｂが中心導体
２１の下部端子２４の取付けられたチユーブ２９の負圧
によつて行なわれるので、ブツシング冷却専用の別置の
補機、例えば電気機器本体用とは別の放熱器やポンプな
どが必要なくなり、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できる。し
かもチユーブ２９は全部が電気機器１５内に配置され、
特別な油密構造を必要としないので、保守の必要がほと
んどなくなり維持費も安くなる。またチユーブ？を中心
導体２１の下部端子２４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る。しかも中心導体２１
の下部端子２４は連通口１９ａ及び１９ｂを通して流動
する絶縁冷却媒体と接触して冷却されるので、下部端子
２４を小さくできる効果もある。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図に示すように複数本のチユープ３５，３６の各
一端をブツシング２０の下部端子４０側面に分散して取
付け、そして一方のチユーブ３５の他端は第２図の場合
と同様に第１の導管１７に開口させ、他方のチユーブ３
６の他端は例えば導管１７と反対側に構成される冷却回
路用の導管３７内に開口させることもできる。

この構成によれば仮りに油ポンプなどの故障によりいづ
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２０の冷却
を続けることができる。この場合、導管１７，３７内の
チユーブ３５，３６の先端開口部に止弁などの逆流防止
装置３８，３９を設けておけばさらに確実な冷却を続け
ることができる。以上説明のように本発明によれば、小
型かつ安価で付加的な保守を必要とすることなく、しか
も中心導体や下部端子を良好に冷却しうるブツシングの
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却導管内の流速とブツシング
内の流速との関係の一例を示す特性線図、第４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、１７，３７・
・・冷却導管、１８・・・筒、２０・・・ブツシング、
２１・・・中心導体、２２・・・碍管、２３，２４，４
０・・・端子、２９，３５，３６・・・チユーブ、３８
，３９・・・逆流防止装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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の中心導体の
   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
   体の下部端子に、前記絶縁冷却媒体が中心導体内に流入
   するための第１の連通口及び絶縁冷却媒体が中心導体内
   に流出するための第２の連通口を形成し、かつ前記中心
   導体の内側に軸方向両端部を開口した筒を配設して、そ
   の一方の開口部を前記下部端子の第２の連通口に連通す
   るとともに他方の開口部を前記中心導体内の絶縁冷却媒
   体中に配置して筒の外側の絶縁冷却媒体が筒の内側に移
   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のタンク内に配置されたチュー
   ブの一端を、前記中心導体の下部端子の側面に開口させ
   て前記下部端子の第２の連通口に連通し、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冷却媒体流
   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
   用して前記筒の内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
   の下部端子の第１の連通口から前記筒の外側及び内側を
   順に通しかつ前記中心導体の下部端子の第２の連通口を
   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。