CN101231278A - 电气设备用硅酮液的劣化诊断装置及劣化诊断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的电气设备用硅酮液的劣化诊断装置，具备：电气设备，将该电气设备容纳在内部的箱(1)，贮存在上述箱内并对上述电气设备进行绝缘并冷却的硅酮液(6)，将上述箱内的硅酮液的一部分采集到该箱外部的采集管道(16a)，对用上述采集管道采集了的硅酮液进行加热而使包含于硅酮液中的环状化合物蒸发气化的气体成分采集容器(17)，对用上述气体成分采集容器蒸发气化了的环状化合物进行定量分析的气体分析装置(19)，根据用气体分析装置分析得到的环状化合物的分析值判断硅酮液的劣化状况的判定装置(30)，以及显示由上述分析装置分析得到的环状化合物的分析值和/或用上述判定装置判断的硅酮液的劣化状况的显示装置(32)。
Description
技术领域
本发明涉及使用了硅酮液作为绝缘、冷却介质的电气设备用硅酮液的劣化诊断装置及电气设备用硅酮液的劣化诊断方法。
背景技术
过去，作为使用绝缘、冷却介质的电气设备的变压器的绝缘、冷却介质使用了矿物油等绝缘油。
作为变压器的绝缘、冷却介质通过使用难燃性的硅酮液代替该矿物油，可以提高变压器的防火性能，通过进一步提高运转温度，可实现电气设备的小型化等。
然而，作为绝缘、冷却介质使用硅酮液的场合，如果比过去提高电气设备的运转温度，则由于硅酮液的热劣化而生成低分子量、低沸点的分解物。
如果硅酮液中大量生成这种分解物，则由于硅酮液的着火温度(以下称为着火点)降低，存在硅酮液容易着火之类的问题。这种分解物的生成量随着电气设备的运转温度越高而增多。
专利文献1：日本特开平10-332682号公报公开了一种通过对充油电气设备所使用的电气绝缘油进行加热升温并测定化学发光量来评价电气绝缘油的劣化程度的技术。
专利文献2：日本特开平3-187206号公报公开了一种具有将多个气体检测器配置在油浸变压器、充油电抗器等充油电气设备的箱的上部，并将所产生的可燃性气体有效地导入各气体检测器那样的箱构造，以可靠地检测电气设备的绝缘破坏或局部发热等异常情况的技术。
专利文献3：日本特开昭59-176683号公报公开了一种测定电气绝缘用硅酮液的热重量特性，根据其特征曲线求得耐热指标TGI(℃)，该值达到某值(325℃)以下时判断硅酮液已劣化的技术。
专利文献4：日本特开昭54-114290号公报公开了一种在充有绝缘油的电气设备中，通过在常温下利用起泡来气相提取绝缘油中的气体成分进行分析的技术。
若硅酮液发生热劣化则生成环状低聚物(环量体)，其主要成分为三聚物，四聚物、五聚物。已知随着劣化的进展，环状低聚物的生成量增多。三聚物、四聚物、五聚物沸点低，容易蒸发。在未劣化的初期状态，几乎不含环状低聚物。
由于劣化还生成低分子量的直链化合物。但是，在未劣化的初期状态下，也含有低分子量的直链化合物。因此，即使在初期状态，也有某种程度的低分子量的直链化合物蒸发。
上述专利文献3中，提取一定量的硅酮液，以一定的温度梯度将其加热，使低分子量的化合物蒸发，并从重量减少了10％及20％时的加热温度求得劣化的指数，但由于硅酮液即使在初期状态也含有低分子量的直链化合物，因而，存在根据重量的减少量即蒸发量来判定劣化缺乏正确性的问题。
另外，可以认为：重量减少20％的温度从350℃到370℃，在这样高的温度下，由于正常的硅酮液进行热分解而变成低分子化合物，因此对热劣化的判定带来不利的影响。
本发明的发明人通过实验确认可以将硅酮液中生成的低分子量的环状低聚物用作热劣化的指标以至完成本发明。
即，通过定量分析硅酮液中的环状低聚物，可以正确地把握热劣化的状态。
由于硅酮液的热劣化而生成的低分子量、低沸点的分解物的主要成分是具有与硅酮液相同的基本化学结构的环状化合物。因此，在硅酮液中对作为硅酮液的分解物的环状化合物进行选择性地分析、定量是困难的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够对作为充有硅酮液的电气设备的绝缘、冷却介质使用的硅酮液的热劣化进行正确且简便的诊断的电气设备用硅酮液的劣化诊断装置及电气设备用硅酮液的劣化诊断方法。
本发明的电气设备用硅酮液的劣化诊断装置，其特征是，具备：电气设备，将电气装置容纳在内部的箱，贮存在上述箱内并对上述电气设备进行绝缘并冷却的硅酮液，将上述箱内的硅酮液的一部分采集到该箱外部的采集管道，对由上述采集管道采集了的硅酮液进行加热而使包含于硅酮液中的环状化合物蒸发气化的气体成分采集容器，对由上述气体成分采集容器蒸发气化了的环状化合物进行定量分析的气体分析装置，根据由上述气体分析装置分析得到的环状化合物的分析值判断硅酮液的劣化状况的判定装置，以及显示由上述分析装置分析得到的环状化合物的分析值和/或由上述判定装置判断的硅酮液的劣化状况的显示装置。
另外，本发明的电气设备用硅酮液的劣化诊断方法，是由容纳在箱内部并由贮存在该箱内的硅酮液进行绝缘冷却的电气设备的硅酮液的劣化诊断方法，其特征是，通过采集管道将上述箱内的硅酮液的一部分采集到该箱的外部，将该已采集的硅酮液供给到气体成分采集容器并用该气体成分采集容器进行加热而使包含于硅酮液中的环状化合物蒸发气化，将该已蒸发气化的环状化合物供给到气体分析装置并用该气体分析装置进行定量分析，根据用该气体分析装置分析得到的环状化合物的分析值用判定装置判断硅酮液的劣化状况，将用该气体分析装置分析得到的环状化合物的分析值和/或用判定装置判断的硅酮液的劣化状况显示在显示装置中。
根据本发明，由于能够在现场对作为充有硅酮液的电气设备的绝缘、冷却介质使用的硅酮液的因热劣化而生成的低分子量、低沸点的环状化合物进行高效而简便的测定，因而可以实现能对作为充有硅酮液的电气设备的绝缘、冷却介质使用的硅酮液的热劣化进行正确且简便的诊断的电气设备用硅酮液的劣化诊断装置及电气设备用硅酮液的劣化诊断方法。
附图说明
图1是表示作为本发明的一个实施例的充有硅酮液的变压器的劣化诊断装置的构成的示意图。
图2是表示硅酮液的加热温度和环状低聚物的离子强度的关系的特性图。
图3是图1的实施例所设置的劣化诊断装置的监控器画面的示意图。
图4是表示作为本发明的另一实施例的充有硅酮液的变压器的劣化诊断装置的构成的示意图。
图5是表示作为本发明的再一实施例的使硅酮液在分析装置内循环的充有硅酮液的变压器的劣化诊断装置的构成的示意图。
图6是表示硅酮液的热劣化的加速试验结果的特性图。
图中：
1-箱，2-铁心，3-内侧绕组，4-外侧绕组，5-绝缘筒，6-绝缘冷却介质，7-氮，8-冷却器，9a、9b-冷却管道，10a、10b-紧固用金属件，11、12、13、14-绝缘物，15-液体导入部，16a、16b-管道，17-气体成分采集容器，18-气体管道，19-气体分析装置，20-加热器，21a、21b-阀，30-判定装置，31-数据库，32-显示装置，33-基准值设定器。
具体实施方式
下面，使用附图对本发明的实施例的充有硅酮液的电气设备的硅酮液的劣化诊断装置及硅酮液的劣化诊断方法进行说明。
实施例1
作为本发明的实施例的充有硅酮液的电气设备的一例，说明充有硅酮液的变压器的构成。
图1是表示作为本发明的一个实施例的充有硅酮液的变压器的劣化诊断装置的构成的示意图，该充有硅酮液的变压器分别具备：箱1，配置在箱1内部的铁心2，安装在铁心2上的内侧绕组3和外侧绕组4以及绝缘筒5。
在箱1内部容纳有：用于对该铁心2和内侧绕组3及外侧绕组4进行绝缘并冷却的绝缘、冷却介质的硅酮液6，以及存在于该硅酮液6上方的氮气7。
在箱1的外部设有用于冷却容纳在箱1内部的绝缘、冷却介质的硅酮液6的冷却器8，该箱1和冷却器8通过分别配置在其上部和下部的冷却管道9a、9b连接。
容纳在箱1内部的绝缘、冷却介质的硅酮液6是有机硅化合物的聚合物，是具有下述的(1)式或(2)式所示的化学结构式的直链状化合物。虽然也有称为硅油的情况，但两者基本上是相同的。虽然它们既可以单独使用，也可以混合使用，但最好使用(1)式所示的二甲基硅酮液。
容纳于箱1内部的绝缘、冷却介质的硅酮液6通过上部的冷却管道9a从箱1内部向冷却器8的内部如箭头所示地流动，在被冷却器8冷却之后，通过下部的冷却管道9b从冷却器8再送入箱1内部，发挥对在箱1内部所具备的铁心2、内侧绕组3和外侧绕组4进行冷却，并吸取由铁心2、内侧绕组3和外侧绕组4产生的焦尔热的功能。
铁心2用分别安装在其上部和下部的紧固金属件10a、10b紧固并保持。
在内侧绕组3和外侧绕组4的上部分别设有绝缘物11、12，在内侧绕组3和外侧绕组4的下部也分别设有绝缘物13、14。另外，在铁心2的中心一侧形成有冷却铁心2的冷却用的液体导入部15。
对于本实施例的充有硅酮液的变压器，为了通过对硅酮液6进行加热而使因绝缘、冷却介质的硅酮液6的热劣化所生成的低分子量、低沸点的环状化合物蒸发并气化而形成硅酮液6的液面上的气相部分作为气体成进行分析，设有具有如下结构的分解物分析装置。
即，电气设备用硅酮液的劣化诊断装置的构成为，具备：设置于箱1的下部并采集容器1内部的硅酮液6的管道16；连接设置在该管道16上并用于使采集的硅酮液6加热蒸发而采集气体成分的气体成分采集容器17；连接设置在气体成分采集容器17上，并将使硅酮液6加热蒸发而采集的气体成分从气体成分采集容器17导入的气体管道18；连接设置在该气体管道18上，并对从导入的硅酮液6采集的气体成分进行分析的气体分析装置19；基于对用该气体分析装置19分析得到的气体成分和劣化的基准值进行比较，判断硅酮液的劣化状况的判定装置30；以及显示用气体分析装置19分析得到的气体成分或用判定装置30判断的硅酮液的劣化状况的显示装置32。
另外，为了使已采集的硅酮液6中的环状化合物蒸发、气化，在气体成分采集容器17的外侧设有对硅酮液6进行加热的加热器20。在该气体成分采集容器17中，将利用加热器20加热其内部的硅酮液6，并使由于热劣化而生成的低分子量低沸点的环状化合物蒸发、气化的加热温度设定为约100℃～220℃，优选为约150℃～200℃。
图2是表示硅酮液的加热温度和环状低聚物的离子强度的关系的特性图。图2是为了作为劣化的指标分析环状低聚物，研究了在提高硅酮液的温度的情况下的三聚物、四聚物、五聚物的各成分的蒸发、气化状况的结果。
观察采用放出气体分析法-质谱法(EGA-MS：Evolved Gas Analysis-Mass Spectrometry)进行。
为了提高测定灵敏度，试样采用的不是硅酮液的热劣化品，而是在硅酮液中添加了二甲基硅酮的三聚物(D3)、四聚物(D4)、五聚物(D5)的物质。将试样放入测定池中后使其在He气氛中稳定后，以10℃/分的升温速度从50℃开始对试样进行加热升温，直到300℃将连续发生的气体导入到质量分析装置(质谱仪mass spectrometer)中。
作为与环状低聚物D3、D4、D5分别对应的特征离子，选择M/Z值即离子质量(M)与电荷数(Z)之比为207、281、355的离子，测定了各离子强度和总离子流(Total Ion Current)。图2表示的是在He气氛下将硅酮液加热到50～300℃，并以单点划线表示M/Z值207，以实线表示M/Z281，以虚线表示M/Z值355的结果。
对于任何环状低聚物，都在80～90℃左右开始蒸发、气化，在220℃左右放出了全部环状低聚物。因此，加热温度可定为100～220℃左右。
另外，通过加热到150～220℃可以缩短观察时间，可进行高效的测定。此外，若加热到比230～250℃高的温度，则可再次检测到环状低聚物。这可以认为是，通过加热到高温，硅酮液开始分解且分解生成物开始蒸发、气化。
图1所示的充有硅酮液的变压器气体成分采集容器17，通过利用加热器20对在气体成分采集容器17内部所容纳的规定量的硅酮液6进行加热，从而使因硅酮液6的热劣化而生成的低分子量、低沸点的环状化合物蒸发、气化成为气体成分采集容器17内部的硅酮液液面上的气相部分而形成气体成分。
作为采集规定量的硅酮液的手段，可列举例如设置通过将阀21a打开一定时间来采集一定量的硅酮液，并测定已采集的硅酮液的重量的装置。
通过加热而蒸发、气化成气体成分采集容器17内部的气相部分的、由硅酮液6的热劣化而生成的低分子量化合物的气体成分通过气体管道18输送到气体分析装置19，由该气体分析装置19仅仅对因热劣化而生成的低分子量低沸点的环状化合物的量进行分析、定量。即，不是测定通过加热而蒸发了的气体成分总量，而是从已蒸发的气体成分仅测量环状低聚物(三聚物、四聚物、五聚物)的总量。
作为将环状化合物从气体成分采集容器17取出到气体分析装置19中的手段，可列举例如使氮、氦、氩等惰性气体流动的方法。
另外，在气体成分采集容器17内部设有做成可用加热器加热的吸附剂，在蒸发、气化成气相部分的环状化合物的气体成分一旦被吸附后，对吸附剂进行加热，通过用惰性气体将气化了的环状化合物气体成分导入气体分析装置19，也可以有效地取出环状化合物。
另外，通过预先给出与三聚物、四聚物、五聚物的量相关的硅酮液的着火点等的劣化状态的特性，便可以根据由气体分析装置19所得到的结果进行劣化的诊断。
例如，由气体分析结果得到的分析值或所算出的环状化合物的环状低聚物的量达到规定值以上的情况下，则判断为硅酮液已劣化。
在本实施例的电气设备用的硅酮液的劣化诊断装置中，设有如图1所示的判定装置30、基准值设定器33、显示装置32和数据库31。
并且，硅酮液的劣化诊断，将对由气体分析装置19从硅酮液蒸发气化了的环状化合物的气体成分进行了定量分析的测定值输入到判定装置30中，用该判定装置30根据由气体分析装置19分析得到的环状化合物的气体成分的测定值(分析值或所算出的环状化合物的环状低聚物的量)，与从基准值设定器33输入的作为环状化合物的劣化判断基准的环状低聚物的基准值进行比较，在环状化合物的测定值超过环状低聚物的基准值的情况下，则判断为硅酮液已劣化。
由该判定装置30判断的硅酮液的劣化判断状况可以从该判定装置30输出并用显示装置32显示。另外，也可以将输入到判定装置30中的用气体分析装置19分析得到的环状化合物的气体成分的测定值(分析值或所算出的环状化合物的环状低聚物的量)经由该判定装置30显示在显示装置32中，在这种情况下，可以用判定装置30监视由气体分析装置19分析得到的环状化合物的气体成分的测定值，即分析值或从气体分析结果算出的环状低聚物的量。
另外，由于硅酮液的劣化与电气设备的运转年数相应地进展，因而，为了正确地掌握该劣化的进展状况，可以预先将由气体分析装置19分析得到的环状化合物的气体分测定值经由该判定装置30与运转期间的经过数据一起输入并记录到数据库31中。这样一来，若从数据库31中将所存储的过去的数据调出到上述判定装置30中并显示在显示装置32上，则可以正确地掌握由于电气设备经过的运转年数导致的硅酮液的劣化状况的变迁。
这里，使用图6对判断硅酮液的劣化状况的硅酮液性状进行说明。图6是表示充有硅酮液的变压器所使用的硅酮液的热劣化的加速试验结果的特性图，横轴表示硅酮液的加热老化试验(250℃×100小时)的老化时间，左侧的纵轴表示硅酮液的着火点，右侧的纵轴表示硅酮液所含的环状低聚物的量。
如从图6中可知，表示硅酮液的着火点的特性曲线在硅酮液是新品时为300℃以上，但随着硅酮液的劣化进展所经过的老化时间其着火点降低。
另外，表示硅酮液所含的环状低聚物(三聚物D3、四聚物D4、五聚物D5)的量的特性曲线中，在硅酮液是新品的场合其量较少，但随着硅酮液的劣化进展所经过的老化时间而急剧增加。
并且，硅酮液的着火点若低于200℃，由于电气设备有着火的可能性，因而，若将该着火点200℃的环状低聚物的量例如3000设定为劣化判断的基准值并对硅酮液进行定量分析而测定环状低聚物的量，则可以正确且简便地判断硅酮液的劣化状况。
并且，在判断为硅酮液已劣化的情况下，则停止电气设备的运转并在日常的检修项目中确认有无电气设备的异常，或者采集硅酮液进一步详细分析其状态。
图3表示由显示装置32显示的利用上述判定装置30诊断硅酮液的劣化状况的硅酮液状态的监控器画面的示意图。图3中表示的是，以△表示相对于电气设备的运转时间使由气体分析装置19测定的硅酮液蒸发了的气体成分的环状低聚物的量并制成的曲线；以及为判断硅酮液的劣化而预先适当设定的环状低聚物的量的基准值的值3000(虚线)。
图3是模拟在热劣化加速试验中，以高负荷运转的变压器A和以比较低的负荷运转的变压器B的图，横轴将老化时间换算表示为实际运转年数。
当求该特性时，所谓高负荷就是将加热温度设定为270℃，所谓低负荷就是将加热温度设定为220℃，并分别测定了各自的时间轴上的环状低聚物的量的曲线。
现在将相当于运转年数10年的点之前的测定值用“○”标记和“△”标记以曲线图表示在图上。单点划线是圆滑地连接变压器A的测定值的虚拟线，同样，实线是变压器B的虚拟线。
这些虚拟线的延长线与设定值的交点分别是各变压器的硅酮液的使用界线。对于变压器B，如以L所示，可以推定为约有7年的富余寿命。
对于实际的变压器，如果持续地进行环状低聚物的测定并保存好测定的数据，可以得到如图3所示的特性，因而，便可以从连接多个实测数据的各实测值的虚拟线预测硅酮液的更换时期。
并且，根据在显示装置32的监控器画面上显示出的硅酮液的劣化程度，通过在定期检测时等电气设备停止时，更换硅酮液的一部分或全部，可将作为电气设备的变压器的故障防范于未然。
另外，在诊断到硅酮液的劣化时，可以通过用公知的方法例如用判定装置30将判断硅酮液的劣化的硅酮液的劣化判断显示在显示装置32的监控器画面上而很容易进行管理硅酮液的劣化。
例如，在硅酮液的环状低聚物的量超过了预先设定的规定值的场合，则判断为硅酮液已劣化并将其显示在显示装置32的监控器画面上。
确认电气设备的硅酮液的劣化的频度为每周一次或每月一次。因此，可以使上述判定装置30定期工作，在每个规定期间进行劣化的判断。
另外，上述判定装置30构成为，设有分别控制气体成分采集容器17及气体分析装置19的运转操作，进行硅酮液的供给的泵或阀21a的操作以及加热硅酮液的加热器20的操作的控制装置；根据来自判定装置30的操作指令使未图示的泵以规定的周期工作而将箱1内的硅酮液6取入到气体成分采集容器17中，同时对该气体成分采集容器17的加热器20输入热量而开始硅酮液6的加热，并且使气体分析装置19工作。
首先，根据来自判定装置30的操作指令打开阀21a，从与箱1连接的采集管道16a采集箱1内的硅酮液6，在关闭阀21a后使加热器20工作而将已采集在气体成分采集容器17中的硅酮液6加热，而使包含于硅酮液中的环状化合物蒸发气化，用气体分析装置19对该蒸发气化的环状化合物进行定量分析。
然后，将由气体分析装置19分析得到的环状化合物的分析值或根据该环状化合物的分析值用判定装置30判断的硅酮液的劣化状况显示在显示装置32中。
在由气体分析装置19分析环状低聚物的量之后，按照来自判定装置30的指令停止设在气体成分采集容器17上的加热器20的加热，并净化分析装置等中的残留成分。由于硅酮液6中的分解物很少，因而可以不将其排出到系统外而将其返回到箱1内。另外，由于被测定的硅酮液6的量很少(例如为50ml)，因而可以废弃。
另外，也可以利用一台气体分析装置、判定装置来监视多台变压器等电气设备。
如上所述，确认硅酮液6的劣化的频度由于是每周一次或每月一次等，因而，也可以做成相对于一台分析装置具有多台电气设备和管道的转换装置的电气设备用的硅酮液的劣化诊断系统。
从多台电气设备采集各自的硅酮液6，可以掌握各电气设备的硅酮液的劣化状态。
在一次判定中所使用的硅酮液6的采集，若硅酮液的量多则对所得到的气体的定量容易，若硅酮液的量少则对其加热变得容易。
硅酮液6的采集量优选取1～50ml，在1～5ml左右也能进行充分的测定。劣化判断后残留在气体成分采集容器17中的硅酮液6由于没有降低着火点的低分子量化合物，因而可以返回箱1再利用。
这时，最好设置将硅酮液6返回箱1中的返回管道和使硅酮液6在该管道中循环流动的泵。
泵可以用上述判定装置30进行控制，此外，也可以做成将判断了劣化后的硅酮液6废弃并根据需要进行补充的结构。
根据上述结构的充有硅酮液的变压器，由于采用通过对硅酮液6进行加热而使在变压器运转中由于容纳在箱1内部的绝缘、冷却介质的硅酮液6的热劣化所生成并溶解在硅酮液6中的环状化合物蒸发、气化而成为硅酮液6的液面上的气相部分并作为气体进行分析，因而能在现场对因硅酮液6的热劣化而生成的环状化合物高效且简便地进行定量分析，从而能很容易地实现充有硅酮液的变压器的预防检修。
充有硅酮液的变压器所使用的绝缘、冷却介质的硅酮液6，通过连接箱1和冷却器8的冷却管道9a、9b而在两者之间循环，将由冷却器8冷却了的硅酮液6供给在箱1内部设置的铁心2、内侧绕组3和外侧绕组4的绕组等，从而将这些设备冷却，因而，硅酮液6的粘度最好较低，特别是在25℃的动粘度系数优选在55mm2/s以下。
通常，硅酮液6的着火点依赖于其分子量，并且，分子量越小硅酮液6的粘度越低。因此，可以认为，粘度越低硅酮液6的着火点越低，由于其热分解而生成的低分子量低沸点的分解物的生成物越多。
另外，为了提高变压器的防火性能或者通过提高运转温度而实现设备的小型化等，硅酮液6最好是难燃性的，尤其是着火点最好超过250℃。
因此，作为充有硅酮液的变压器所使用的绝缘、冷却介质的硅酮液6，采用着火点超过250℃，并且25℃下的动粘度系数为55mm2/s以下的硅酮液6是有效的。
此外，也可以在本实施例的硅酮液6中加入充有矿物油的变压器中所使用的防静电干扰剂等添加剂。
根据本实施例，由于可以在现场高效且简便地测定作为充有硅酮液的电气设备的绝缘、冷却介质使用的硅酮液的因热劣化而生成的低分子量低沸点的环状化合物，因而可以实现能正确且简便地诊断作为充有硅酮液的电气设备的绝缘、冷却介质所使用的硅酮液的热劣化的电气设备用硅酮液的劣化诊断装置和电气设备用硅酮液的劣化诊断方法。
实施例2
下面，使用图4说明本发明的另一实施例的充有硅酮液的变压器用的硅酮液的劣化诊断装置的构成。图4所示的本实施例的充有硅酮液的变压器做成，通过与在冷却器8的下部设置的冷却管道9b连通的管道16a设置气体成分采集容器17的结构。
由于将该采集硅酮液6的管道16a设置成不与箱1直接连通而与冷却管道9b连通，因而可简便地进行管道16a的设置。
图4所示的本实施例的充有硅酮液的变压器用的硅酮液的劣化诊断装置的构成，由于基本结构与图1所示的先前的实施例1的充有硅酮液的变压器用的硅酮液的劣化诊断装置的构成相同，因而省略对两者相同结构的说明。
另外，由于在图4的本实施例的充有硅酮液的变压器的运转中在现场对由于绝缘、冷却介质的硅酮液6的热劣化而生成的低分子量低沸点的环状化合物进行分析、定量的方法也与图1所示的先前的实施例1相同，因而这里省略其说明。
由于使用上述本实施例的充有硅酮液的变压器用的硅酮液的劣化诊断装置，也可以与图1记载的先前的实施例同样在现场对作为充有硅酮液的电气设备的绝缘、冷却介质使用的硅酮液的因热劣化而生成的低分子量低沸点的环状化合物进行高效且简便的测定，因而，可以实现能正确且简便地诊断作为充有硅酮液的电气设备的绝缘、冷却介质使用的硅酮液的热劣化的电气设备用硅酮液的劣化诊断装置及电气设备用硅酮液的劣化诊断方法。
实施例3
图5表示作为本发明的再一实施例的电气设备用的硅酮液的劣化诊断装置。本实施例是使硅酮液6在分析装置内循环的例子。本实施例将硅酮液6的采集口作为箱主体1，将硅酮液6的放出口作为冷却器8的管道9b。在管道16a上设有硅酮液6的循环用的泵28。
将设置在管道16a上的阀21a、设置在管道16b上的阀21b打开，使硅酮液6在与气体成分采集容器17连通的管道中循环，在将该气体成分采集容器17内部的硅酮液被测定时用的已采集的规定量的硅酮液6代替了的时刻关闭阀21a、21b，用设置在气体成分采集容器17中的加热器20使气体成分采集容器17内的规定量的硅酮液6加热蒸发并采集气体成分。
然后，用气体分析装置19分析由气体成分采集容器17采集的气体成分并测定气体成分中的环状低聚物的量。然后，根据由该气体分析装置19分析得到的气体成分的测定值(分析值或算出的环状化合物的环状低聚物的量)，进行与从基准值设定器33输入的作为环状化合物劣化的判断基准的环状低聚物的基准值的比较，在环状化合物的测定值超过了环状低聚物的基准值时则判断为硅酮液已劣化。
由该判定装置30做出的硅酮液的劣化判断状况从该判定装置30输出并由显示装置32显示。
另外，如果做成将输入到判定装置30的用气体分析装置19分析得到的环状化合物的气体成分的测定值(分析值或算出的环状化合物的环状低聚物的量)经由该判定装置30用显示装置32显示，则在这种情况下，可以用判定装置30监视由气体分析装置19分析得到的环状化合物的气体成分的测定值即分析值或从气体分析结果算出的环状低聚物的量。
测定后的硅酮液6由于仅减少了环状低聚物，因而可以打开阀21a、21b将其返回到箱1中。
此外，虽然也可以从冷却管道9b采集硅酮液6，但为了减轻分析时的加热，从冷却管道9a或箱1主体的上部采集是有效的。
另外，由于硅酮液6在冷却管道9a、9b中的流速快，因而，最好通过将硅酮液6的放出口作为管道而使其进行循环，从而可以省略一部分泵。
再有，在本实施例中还有告知硅酮液的劣化诊断装置的诊断结果的功能。由于做成不仅显示用气体分析装置19分析得到的环状化合物的气体成分的测定值(环状化合物的环状低聚物的量)，还根据环状化合物的气体成分的测定值通过判定装置30的比较运算，在超过了作为劣化的判断基准的环状低聚物的基准值时判断为硅酮液已劣化，并将该硅酮液的劣化判断结果显示在显示装置32中，因而可以用该判定装置30监视由气体分析装置19分析得到的环状化合物的气体成分的测定值即分析值或硅酮液的劣化诊断装置的诊断结果。
管理者可以按照本实施例确认硅酮液6的劣化状态，进行设备的管理。例如，还可以具有在环状低聚物的放出量超过了预先设定的规定值时，则判断为硅酮液6已劣化并发出警报的警报装置等。
例如，作为输入到基准值设定器33中的基准值，可以预先设定由已劣化的硅酮液得到的测定值或研究导电性及着火温度等特性后设定。
此外，阀及警报装置虽可以采用适当的公知产品，但最好是在电源停止时将阀打开并将警报接通。
根据本实施例，由于可以在现场高效且简便地测定作为充有硅酮液的电气设备的绝缘、冷却介质所使用的硅酮液的因热劣化而生成的低分子量低沸点的环状化合物，因而，可以实现能正确且简便地诊断作为充有硅酮液的电气设备的绝缘、冷却介质使用的硅酮液的热劣化的电气设备用硅酮液的劣化诊断装置及电气设备用硅酮液的劣化诊断方法。
下面，对具备图1、图4、图5所示的硅酮液的劣化诊断装置的充有硅酮液的电气设备的劣化诊断的运转模式的一例进行说明。利用硅酮液的劣化诊断装置的诊断可以按所设定的每周一次或每月一次等的频度进行，或者经常反复地进行。
以下，说明按每个周期进行使用了硅酮液的劣化诊断装置的诊断的例子。硅酮液的劣化诊断装置的运转主要分为测定准备、测定、清扫、正常状态四个阶段。
表1
| 为诊断劣化的运转内容 | 阀(V1、V2) | 加热器(H) | 时间 | |
| 测定准备 | 管道中的硅酮液的替换 | 开 | 关 | 10分钟 |
| 样本采集和测定 | 对一定量的硅酮液中的环状化合物进行加热并提取样本，测定其量 | 关 | 开 | 10分钟 |
| 清扫 | 将测定后的硅酮液排出到系统外，或者返回到箱内 | 关 | 关 | 15分钟 |
| 正常状态(待机时) | 停止 | 关 | 关 | 规定时间 |
此外，上述表1的各阶段所需要的时间可以根据管道的结构、硅酮液的检查频度及硅酮液的使用期间等进行适当调整。另外，在每经过一段时间进行测定时，也可以通过用管道连接多台电气设备和一台分析装置并切换管道的流道来进行各电气设备的监视。
在硅酮液6的测定准备阶段，根据来自判定装置30的操作指令来打开泵、阀，使与箱1连接的采集管道和采集硅酮液6的气体成分采集容器17中的硅酮液6循环。
在硅酮液6的测定阶段，根据来自判定装置30的操作指令关闭泵、阀，使加热器20工作，由气体分析装置19分析将按一定量采集在气体成分采集容器17中的硅酮液6加热并蒸发了的环状化合物的气体成分，根据分析得到的环状化合物的气体成分的测定值，用判定装置30判断硅酮液的劣化状况。
在清扫阶段，根据来自判定装置30的操作指令停止加热器20，净化并除去在分析装置等上残留的成分及硅酮液。由于进行硅酮液的劣化诊断之后的硅酮液其环状低聚物等已被除去，分解物很少，因而，也可以将其不排出到系统外，而返回到箱1内。另外，由于所测定的硅酮液6的量很少(1～50ml左右)，因而也可以废弃。
根据在硅酮液的测定时检测到的硅酮液的信息，可以按照来自判定装置30的操作指令对于对管理者告知硅酮液6的劣化的装置以及停止充有硅酮液的电气设备的运转的装置进行控制，可以有效地防止设备的异常、实现预防检修。
如果使用上述本实施例的对充有硅酮液的电气设备的硅酮液的劣化诊断装置的运转模式，由于可以在现场高效且简便地测定作为充有硅酮液的电气设备的绝缘、冷却介质所使用的硅酮液的因热劣化而生成的低分子量低沸点的环状化合物，因而，可以实现能正确且简便地诊断作为充有硅酮液的电气设备的绝缘、冷却介质使用的硅酮液的热劣化的电气设备用硅酮液的劣化诊断装置及电气设备用硅酮液的劣化诊断方法。
Claims (13)
1.一种电气设备用硅酮液的劣化诊断装置，其特征在于，具备：
电气设备，将该电气装置容纳在内部的箱，贮存在上述箱内并对上述电气设备进行绝缘并冷却的硅酮液，将上述箱内的硅酮液的一部分采集到该箱外部的采集管道，对用上述采集管道采集了的硅酮液进行加热而使包含于硅酮液中的环状化合物蒸发气化的气体成分采集容器，对用上述气体成分采集容器蒸发气化了的环状化合物进行定量分析的气体分析装置，根据用上述气体分析装置分析得到的环状化合物的分析值判断硅酮液的劣化状况的判定装置，以及显示用上述气体分析装置分析得到的环状化合物的分析值和/或用上述判定装置判断的硅酮液的劣化状况的显示装置。
2.根据权利要求1所述的电气设备用硅酮液的劣化诊断装置，其特征在于：
上述气体成分采集容器具有将已采集的硅酮液以100～220℃加热的功能。
3.根据权利要求1所述的电气设备用硅酮液的劣化诊断装置，其特征在于：
具备根据对用上述气体分析装置分析得到的环状化合物的分析值与作为劣化的判断基准的基准值进行比较，判断硅酮液的劣化状况的判定装置。
4.根据权利要求1所述的电气设备用硅酮液的劣化诊断装置，其特征在于：
上述电气设备是变压器、电抗器、调压器、电容器、电阻器中的任何一种。
5.根据权利要求1所述的电气设备用硅酮液的劣化诊断装置，其特征在于：
还具有将残留在上述气体成分采集容器中的硅酮液从该气体成分采集容器返回到上述箱中的返回管道，以及设置在上述返回管道上并将硅酮液输送到箱的泵。
6.根据权利要求5所述的电气设备用硅酮液的劣化诊断装置，其特征在于：
还设有控制下述操作的控制装置，即：上述泵的工作或停止的操作；在上述泵停止时，由上述气体成分采集容器对硅酮液进行加热而使环状化合物蒸发气化的操作；以及由上述分析装置对环状化合物进行定量分析的操作。
7.根据权利要求1所述的电气设备用硅酮液的劣化诊断装置，其特征在于：
还具有冷却上述箱内的硅酮液的冷却器，设有连接上述箱和冷却器之间并使硅酮液在两者间循环的冷却管道，将采集硅酮液的上述采集管道与该冷却管道连通。
8.根据权利要求1所述的电气设备用硅酮液的劣化诊断装置，其特征在于：
上述硅酮液的着火点在250℃以上，并且25℃下的动粘度系数在55mm2/s以下。
9.一种电气设备用硅酮液的劣化诊断方法，用于容纳在箱内部并利用贮存在该箱内的硅酮液进行绝缘冷却的电气设备，其特征在于：
通过采集管道将上述箱内的硅酮液的一部分采集到该箱的外部，将该已采集的硅酮液供给到气体成分采集容器并用该气体成分采集容器进行加热而使包含于硅酮液中的环状化合物蒸发气化，将该已蒸发气化的环状化合物供给到气体分析装置并用该气体分析装置进行定量分析，根据用该气体分析装置分析得到的环状化合物的分析值用判定装置判断硅酮液的劣化状况，将该用气体分析装置分析得到的环状化合物的分析值和/或用判定装置判断的硅酮液的劣化状况显示在显示装置中。
10.根据权利要求9所述的电气设备用硅酮液的劣化诊断方法，其特征在于：
硅酮液利用上述气体成分采集容器以100～220℃进行加热。
11.根据权利要求9所述的电气设备用硅酮液的劣化诊断方法，其特征在于：
利用上述气体分析装置对硅酮液的劣化状况的诊断，根据对用气体分析装置分析得到的环状化合物的分析值与作为劣化判断基准的基准值进行比较来判断劣化状况。
12.根据权利要求9所述的电气设备用硅酮液的劣化诊断方法，其特征在于：
上述电气设备是变压器、电抗器、调压器、电容器、电阻器中的任何一种。
13.根据权利要求9所述的电气设备用硅酮液的劣化诊断方法，其特征在于：
作为上述硅酮液，使用着火点在250℃以上，并且25℃下的动粘度系数在55mm2/s以下的硅酮液。
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