JP2008067535A - Method for detecting abnormality in gas insulated power apparatus - Google Patents

Method for detecting abnormality in gas insulated power apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2008067535A
JP2008067535A JP2006243946A JP2006243946A JP2008067535A JP 2008067535 A JP2008067535 A JP 2008067535A JP 2006243946 A JP2006243946 A JP 2006243946A JP 2006243946 A JP2006243946 A JP 2006243946A JP 2008067535 A JP2008067535 A JP 2008067535A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
adsorbent
tank
abnormality
ground tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006243946A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Shinkai
裕行 新開
Masafumi Yashima
政史 八島
Hisashi Goshima
久司 五島
Kaoru Takuma
薫 宅間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central Research Institute of Electric Power Industry
Original Assignee
Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central Research Institute of Electric Power Industry filed Critical Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority to JP2006243946A priority Critical patent/JP2008067535A/en
Publication of JP2008067535A publication Critical patent/JP2008067535A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02BBOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035Gas-insulated switchgear
    • H02B13/065Means for detecting or reacting to mechanical or electrical defects

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Installation Of Bus-Bars (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect internal abnormality with high sensitivity and more surely. <P>SOLUTION: A material 4 for absorbing decomposition gas generated in a grounded tank 2, filled with a decomposed gas 1, is contained in an enclosed container 5 independently of the grounded tank 2 and the enclosed container 5 and the grounded tank 2 are interconnected so that the decomposed gas is introduced into the sealed container 5 and is then adsorbed by an adsorbent 4 for removal. When abnormality detection is performed, the gas that has not yet touched the adsorbent 4 is sampled, from a sampling port 13 provided in the interconnection passage 9 from the grounded tank 2, to the adsorbent 4, and abnormality in the grounded tank 2 is detected based on the detection of SO<SB>2</SB>F<SB>2</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えばSFガスやSFガスを含む混合ガス等を主絶縁媒体あるいはアーク消弧媒体等として用いたガス絶縁電力機器、例えば、ガス絶縁開閉装置(GIS)、ガス遮断器(GCB)、キュービクル形ガス開閉装置(C−GIS)、ガス絶縁変圧器、管路気中ガス絶縁送電線路(GIL)などのガス絶縁電力機器の異常検出方法に関する。 The present invention relates to a gas insulated power device using, for example, SF 6 gas or a mixed gas containing SF 6 gas as a main insulating medium or arc extinguishing medium, for example, a gas insulated switchgear (GIS), a gas circuit breaker (GCB) ), A cubicle type gas switchgear (C-GIS), a gas insulation transformer, a pipeline gas-insulated power transmission line (GIL) and the like.

ガス絶縁電力機器は大気圧以上の絶縁ガスを絶縁媒体に使用するため、電気回路となる高電圧中心導体(主回路)を固体支持絶縁物(スペーサ)とともに金属製の接地タンク(機器外被)内に格納し、密閉構造を成している。そのため、外部環境の影響を受けない、機器のコンパクト化を図れる、保守面で安全であるなど種々の利点を有し、わが国では極めて多用されている。反面、機器外部からは内部の状態を監視しにくく、万一、主回路の導通や機器絶縁に異常が発生しても、その異常を検出しにくいとの問題がある。そこで、機器の内部の状態、特に絶縁性能を外部から検出する技術の開発が強く求められている。   Since gas-insulated power equipment uses an insulating gas above atmospheric pressure as an insulating medium, a high-voltage central conductor (main circuit) that becomes an electric circuit is used together with a solid support insulator (spacer) and a metal ground tank (equipment jacket) It is housed inside and has a sealed structure. Therefore, it has various advantages such as being unaffected by the external environment, being able to reduce the size of the device, and being safe in terms of maintenance, and is extremely frequently used in Japan. On the other hand, there is a problem that it is difficult to monitor the internal state from the outside of the device, and even if an abnormality occurs in the conduction of the main circuit or the device insulation, it is difficult to detect the abnormality. Therefore, there is a strong demand for the development of technology for detecting the internal state of equipment, particularly the insulation performance from the outside.

例えば、ガス絶縁開閉装置内でコロナ放電が発生すると電磁波が放射されることから、この電磁波を受信することでコロナ放電を検出する絶縁異常検出装置がある(特開平01−235865号公報)。この絶縁異常検出装置では、コロナ放電により生じる電磁波に対して受信感度が高い位置にコロナ放電検出用アンテナを配置すると共に、コロナ放電により生じる電磁波に対して受信感度が十分低い位置にノイズ検出用アンテナを配置し、コロナ放電検出用アンテナで受信された信号とノイズ検出用アンテナで受信された信号の差をとることにより、コロナ放電信号のみを取り出し異常を検出している。   For example, when a corona discharge occurs in a gas insulated switchgear, an electromagnetic wave is radiated. Therefore, there is an insulation abnormality detection device that detects the corona discharge by receiving this electromagnetic wave (Japanese Patent Laid-Open No. 01-235865). In this insulation abnormality detection device, the antenna for detecting the corona discharge is disposed at a position where the reception sensitivity is high with respect to the electromagnetic wave generated by the corona discharge, and the noise detection antenna is disposed at a position where the reception sensitivity is sufficiently low with respect to the electromagnetic wave generated by the corona discharge. , And taking the difference between the signal received by the corona discharge detection antenna and the signal received by the noise detection antenna, only the corona discharge signal is extracted to detect an abnormality.

また、異常に起因した音を検出する部分放電検出装置がある(特開平5−45402号公報)。この部分放電検出装置では、電気機器を収容する密閉容器にAE(アコースティック・エミッション)センサを取り付け、AEセンサの出力をバンドパスフィルタ、プリアンプに入力している。AEセンサは、部分放電により発生するAE波の周波数スペクトルの強度が最大となる周波数に共振する特性を有しており、部分放電発生時に生じる音波を電気信号に変換する。この電気信号のうちAEセンサの共振周波数を中心としてプリアンプの内部雑音が最小となる周波数領域の電気信号だけをバンドパスフィルタで通過させ、外部からのノイズを除去して部分放電を検出するようにしている。   There is also a partial discharge detection device that detects sound caused by an abnormality (Japanese Patent Laid-Open No. 5-45402). In this partial discharge detection device, an AE (acoustic emission) sensor is attached to a sealed container that houses electrical equipment, and the output of the AE sensor is input to a band-pass filter and a preamplifier. The AE sensor has a characteristic of resonating at a frequency at which the intensity of the frequency spectrum of the AE wave generated by the partial discharge is maximized, and converts sound waves generated when the partial discharge is generated into an electric signal. Of these electrical signals, only the electrical signal in the frequency region where the internal noise of the preamplifier is minimized with the resonance frequency of the AE sensor as the center is passed through the bandpass filter, and the external discharge is removed to detect the partial discharge. ing.

さらに、通電異常や絶縁異常に伴う部分放電あるいはアーク放電によってSFガスから分解生成された各種の派生ガス(以下、分解ガスという)を化学的に検出する放電検出装置がある(特開昭50−129938号公報)。この放電検出装置では、SFを充満させたガス絶縁電気装置の密封容器の内部に、分解ガスと反応して抵抗値が低下するガラスエポキシ積層基板からなる検出素子を配置し、検出素子の抵抗値を監視する。放電が発生すると、SFが分解して活性ガスが生成され、検出素子がSF分解生成ガスと反応するため、検出素子の抵抗値の低下を測定することにより放電を検出することができる。 Furthermore, there is a discharge detection device that chemically detects various derived gases (hereinafter referred to as decomposition gas) decomposed and generated from SF 6 gas by partial discharge or arc discharge due to abnormality in energization or insulation (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 50). -129938). In this discharge detection device, a detection element made of a glass epoxy laminated substrate whose resistance value is reduced by reacting with decomposition gas is disposed inside a sealed container of a gas-insulated electric apparatus filled with SF 6 , and the resistance of the detection element Monitor the value. When discharge occurs, SF 6 is decomposed to generate active gas, and the detection element reacts with the SF 6 decomposition product gas. Therefore, the discharge can be detected by measuring the decrease in the resistance value of the detection element.

しかしながら、上述の異常発生に伴う電磁波をアンテナで受信して異常を検出する手法や、異常発生に伴うAE波をAEセンサによって感知して異常を検出する手法は、ガス絶縁機器が設置されている変電所などの環境下では背景雑音の存在によってその性能を十分に発揮できていない。なぜなら、異常の検出感度を高めるために受信感度・センサ感度を高めても、背景雑音をも検出することになり、異常を示す真の情報と背景雑音の識別(いわゆるS/N比)を高めることは極めて困難だからである。ここで、上述の異常発生に伴う電磁波をアンテナで受信して異常を検出する絶縁異常検出装置では、ノイズ検出用アンテナを設けることで背景雑音のキャンセルを図っているが、コロナ放電検出用アンテナが設けられている場所の背景雑音を計測しているわけではないので、背景雑音の影響を完全に排除することはできないと考えられる。   However, a gas insulating device is installed in the method of detecting an abnormality by receiving an electromagnetic wave accompanying the occurrence of the abnormality with the antenna and the method of detecting an abnormality by detecting an AE wave accompanying the occurrence of the abnormality with an AE sensor. Under the environment of substations, the performance is not fully demonstrated due to the presence of background noise. This is because even if the reception sensitivity / sensor sensitivity is increased in order to increase the detection sensitivity of the abnormality, the background noise is also detected, and the discrimination between the true information indicating the abnormality and the background noise (so-called S / N ratio) is increased. This is extremely difficult. Here, in the insulation abnormality detection device that detects the abnormality by receiving the electromagnetic wave accompanying the occurrence of the abnormality with the antenna, the background noise is canceled by providing the noise detection antenna. Since the background noise of the place where it is provided is not measured, it is considered that the influence of the background noise cannot be completely eliminated.

この点、分解ガスを化学的に検出する手法はこのような背景雑音の問題はなく、しかも、部分放電などの異常が極めて軽微であっても、SFガスの分解ガスは通常蓄積されるため、次第に濃度が増えて検出が容易となる利点がある。ところが、SFガスの分解ガスの多くは金属を腐食するなど、機器に有害な影響を与えるものが多いため、通常は機器の内部に分解ガスを吸着・除去するための吸着材が封入され、機器に有害な影響を与えない程度の濃度に抑えるようにしている。 In this regard, a technique for detecting a decomposed gas chemically is no problem of such background noise, moreover, even an extremely small abnormalities such as partial discharge, because decomposition gas of SF 6 gas that is normally accumulated There is an advantage that the concentration gradually increases and the detection becomes easy. However, since many of the decomposition gases of SF 6 gas corrode metals, and many of them have harmful effects on the equipment, usually an adsorbent for adsorbing and removing the decomposition gas is sealed inside the equipment, The concentration is set to a level that does not adversely affect the equipment.

特開平01−235865号Japanese Patent Laid-Open No. 01-235865 特開平5−45402号JP-A-5-45402 特開昭50−129938号JP 50-129938 A

このように、ガス絶縁電力機器では、機器内部に分解ガスを吸着する吸着材が封入されているため、通電異常あるいは絶縁異常等をSFガスの分解ガスに基づいて検出しようとしても、検出素子等のセンサ類によって分解ガスを検出する前に分解ガスが吸着材に吸着されてしまい、分解ガスを良好に検出することができず、その実用化が難しい。つまり、吸着材に接触した後のガスに基づいてガス中の分解ガスを検出するので、分解ガスの検出感度に劣り、異常発生を良好に検出することが困難である。 As described above, in the gas-insulated power device, since the adsorbent that adsorbs the decomposition gas is enclosed in the device, even if it is attempted to detect an energization abnormality or an insulation abnormality based on the decomposition gas of SF 6 gas, the detection element The cracked gas is adsorbed by the adsorbent before the cracked gas is detected by sensors such as the above, so that the cracked gas cannot be detected well, and its practical use is difficult. That is, since the cracked gas in the gas is detected based on the gas after coming into contact with the adsorbent, the detection sensitivity of the cracked gas is inferior, and it is difficult to detect abnormal occurrences well.

また、分解ガスの検出に当たり、モニタリングガスとして適切なものを選択してその検出をより確実なものにしたいとの要請がある。   In addition, when detecting cracked gas, there is a demand to select an appropriate monitoring gas and to make the detection more reliable.

本発明は、内部の異常をより確実に検出することができるガス絶縁電力機器の異常検出方法を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the abnormality detection method of the gas insulated power apparatus which can detect an internal abnormality more reliably.

かかる目的を達成するために請求項1記載のガス絶縁電力機器の異常検出方法は、絶縁ガスが封入されている接地タンク内で発生した分解ガスを吸着する吸着材を接地タンクとは別の密閉容器に収容すると共に、密閉容器内と接地タンク内とを連通し、分解ガスを密閉容器内に導いて吸着材によって吸着除去する一方、異常検出を行う場合には、接地タンクから吸着材に至るまでの間の連通路に設けた採取口から吸着材に接する前のガスを採取し、SOの検出に基づいて接地タンク内での異常の発生を検出するものである。 In order to achieve this object, the abnormality detection method for gas-insulated power equipment according to claim 1 is characterized in that the adsorbent that adsorbs the decomposition gas generated in the ground tank in which the insulating gas is sealed is sealed separately from the ground tank. While being accommodated in a container, the inside of the sealed container communicates with the inside of the grounded tank, and the decomposition gas is guided into the sealed container to be adsorbed and removed by the adsorbent. The gas before coming into contact with the adsorbent is collected from the collection port provided in the communication path until and the occurrence of abnormality in the ground tank is detected based on the detection of SO 2 F 2 .

接地タンク内で通電異常や絶縁異常等の異常が発生すると、絶縁ガスから分解ガスが発生し、分解ガスの濃度が増加する。接地タンク内と密閉容器内とは連通されており、接地タンク内で発生した分解ガスは密閉容器内で吸着材によって吸着除去される。このため、接地タンク内の分解ガスの濃度は減少する。発生する分解ガスのうち、SOは寿命が長く安定して存在する。このため、異常検出のモニタリングガスとしての使用にSOは適している。また、採取口から吸着材に接する前のガスを採取するので、SOをより多く含むガスを分析に使用することができる。さらに、接地タンク内を開放することはなく、接地タンク内の気密性を維持しながらガスを採取することができる。 When an abnormality such as energization abnormality or insulation abnormality occurs in the ground tank, decomposition gas is generated from the insulating gas, and the concentration of the decomposition gas increases. The ground tank and the sealed container communicate with each other, and the decomposition gas generated in the ground tank is adsorbed and removed by the adsorbent in the sealed container. For this reason, the density | concentration of the decomposition gas in a ground tank reduces. Of the generated cracked gas, SO 2 F 2 has a long life and exists stably. For this reason, SO 2 F 2 is suitable for use as a monitoring gas for abnormality detection. Further, since the gas before coming into contact with the adsorbent is collected from the collection port, a gas containing more SO 2 F 2 can be used for analysis. Further, the inside of the ground tank is not opened, and the gas can be collected while maintaining the airtightness in the ground tank.

また、請求項2記載のガス絶縁電力機器の異常検出方法は、絶縁ガスが封入されている接地タンク内で発生した分解ガスを吸着する吸着材を接地タンクとは別の密閉容器に収容すると共に、密閉容器を接地タンクに切り離し可能に接続して密閉容器内と接地タンク内とを連通し、分解ガスを密閉容器内に導いて吸着材によって吸着除去する一方、異常検出を行う場合には、接地タンク側連通路を閉じた状態で接地タンクから密閉容器を切り離して吸着材の分析を行ないSOの検出に基づいて接地タンク内での異常の発生を検出するものである。 The abnormality detection method for a gas-insulated power device according to claim 2 is characterized in that the adsorbent that adsorbs the decomposition gas generated in the ground tank in which the insulating gas is sealed is housed in a sealed container separate from the ground tank. When the closed container is detachably connected to the grounded tank, the closed container communicates with the grounded tank, and the decomposition gas is guided into the sealed container to be adsorbed and removed by the adsorbent. The closed container is separated from the ground tank with the ground tank side communication path closed, and the adsorbent is analyzed to detect the occurrence of abnormality in the ground tank based on the detection of SO 2 F 2 .

接地タンク内で通電異常や絶縁異常等の異常が発生すると、絶縁ガスから分解ガスが発生し、分解ガスの濃度が増加する。接地タンク内と密閉容器内とは連通されており、接地タンク内で発生した分解ガスは密閉容器内で吸着材によって吸着除去される。このため、接地タンク内の分解ガスの濃度は減少し、吸着材に分解ガスが蓄積される。発生する分解ガスのうち、SOは寿命が長く安定して存在する。このため、異常検出のモニタリングガスとしての使用にSOは適している。密閉容器を接地タンクから切り離し、吸着材を取り出して分析し、SOの検出に基づいて接地タンク内での異常発生を検出する。接地タンク側連通路を閉じた状態で密閉容器を切り離すので、接地タンク内の気密性を維持できる。つまり、接地タンク内の気密性を維持しながら吸着材を取り出し分析にかけることができる。 When an abnormality such as energization abnormality or insulation abnormality occurs in the ground tank, decomposition gas is generated from the insulating gas, and the concentration of the decomposition gas increases. The ground tank and the sealed container communicate with each other, and the decomposition gas generated in the ground tank is adsorbed and removed by the adsorbent in the sealed container. For this reason, the concentration of the cracked gas in the ground tank decreases, and the cracked gas accumulates in the adsorbent. Of the generated cracked gas, SO 2 F 2 has a long life and exists stably. For this reason, SO 2 F 2 is suitable for use as a monitoring gas for abnormality detection. The closed container is separated from the ground tank, the adsorbent is taken out and analyzed, and the occurrence of abnormality in the ground tank is detected based on the detection of SO 2 F 2 . Since the sealed container is cut off with the ground tank side communication path closed, airtightness in the ground tank can be maintained. That is, the adsorbent can be taken out and analyzed while maintaining the airtightness in the ground tank.

さらに、請求項3記載のガス絶縁電力機器の異常検出方法は、SOに加えて、SFとSOFとSOFのうち少なくとも一のガスの検出に基づいて接地タンク内での異常の発生を検出するものである。 Furthermore, the abnormality detection method for the gas-insulated power device according to claim 3 is based on the detection of at least one of SF 4 , SOF 4 and SOF 2 in addition to SO 2 F 2. Is to detect the occurrence of.

SOの寿命が長いのに対し、SF、SOF、SOFの寿命は比較的短い。したがって、SOと一緒に少なくともSF、SOF、SOFのうちいずれか一つのガスが検出された場合には異常の発生は最近であることがわかり、SOが検出されたがSF、SOF、SOFのいずれも検出されない場合には異常の発生は最近ではなく、異常の発生からある程度の時間が経過していことがわかる。 The lifetime of SO 2 F 2 is long, whereas the lifetime of SF 4 , SOF 4 and SOF 2 is relatively short. Therefore, I notice that if at least SF 4, SOF 4, any one of the gas of the SOF 2 is detected with the SO 2 F 2 is abnormal is recently, SO 2 F 2 is detected However, when none of SF 4 , SOF 4 , and SOF 2 is detected, it can be seen that the occurrence of abnormality is not recent and that a certain amount of time has passed since the occurrence of abnormality.

請求項1記載のガス絶縁電力機器の異常検出方法では、絶縁ガスが封入されている接地タンク内で発生した分解ガスを吸着する吸着材を接地タンクとは別の密閉容器に収容すると共に、密閉容器内と接地タンク内とを連通し、分解ガスを密閉容器内に導いて吸着材によって吸着除去する一方、異常検出を行う場合には、接地タンクから吸着材に至るまでの間の連通路に設けた採取口から吸着材に接する前のガスを採取し、SOの検出に基づいて接地タンク内での異常の発生を検出するようにしているので、寿命が長いガスに基づいてより確実に異常の発生を検出することができる。また、吸着材に接する前のSOをより多く含む状態のガスを採取して検出を行うことができるので、接地タンク内の異常発生をより高感度に検出することができる。さらに、接地タンク内の気密性を維持しながらガスの採取を行なうことができるので、ガス絶縁電力機器の運転を止めずに接地タンク内で生じた異常を検出することができる。 The abnormality detection method for a gas-insulated power device according to claim 1, wherein the adsorbent that adsorbs the decomposition gas generated in the grounded tank in which the insulating gas is sealed is housed in a sealed container separate from the grounded tank and sealed. While communicating between the inside of the container and the grounded tank, the cracked gas is introduced into the sealed container and adsorbed and removed by the adsorbent.On the other hand, when detecting an abnormality, the communication path between the grounded tank and the adsorbent Since the gas before coming into contact with the adsorbent is sampled from the provided sampling port and the occurrence of abnormality in the ground tank is detected based on the detection of SO 2 F 2 , The occurrence of abnormality can be reliably detected. In addition, since it is possible to perform detection by collecting a gas containing a larger amount of SO 2 F 2 before coming into contact with the adsorbent, it is possible to detect the occurrence of abnormality in the ground tank with higher sensitivity. Furthermore, since the gas can be collected while maintaining the airtightness in the ground tank, an abnormality occurring in the ground tank can be detected without stopping the operation of the gas insulated power device.

また、請求項2記載のガス絶縁電力機器の異常検出方法では、絶縁ガスが封入されている接地タンク内で発生した分解ガスを吸着する吸着材を接地タンクとは別の密閉容器に収容すると共に、密閉容器を接地タンクに切り離し可能に接続して密閉容器内と接地タンク内とを連通し、分解ガスを密閉容器内に導いて吸着材によって吸着除去する一方、異常検出を行う場合には、接地タンク側連通路を閉じた状態で接地タンクから密閉容器を切り離して吸着材の分析を行ないSOの検出に基づいて接地タンク内での異常の発生を検出するようにしているので、寿命が長いガスに基づいてより確実に異常の発生を検出することができる。また、たとえSOの濃度がわずかであっても、吸着材にはSOが蓄積されるので、SOの検出は可能であり、接地タンク内の異常発生をより高感度に検出することができる。さらに、接地タンク内の気密性を維持しながら吸着材を回収することができるので、ガス絶縁電力機器の運転を止めずに、接地タンク内で生じた異常を検出することができる。 Further, in the abnormality detection method for a gas insulated power device according to claim 2, the adsorbent that adsorbs the decomposition gas generated in the ground tank in which the insulation gas is enclosed is housed in a sealed container separate from the ground tank. When the closed container is detachably connected to the grounded tank, the closed container communicates with the grounded tank, and the decomposition gas is guided into the sealed container to be adsorbed and removed by the adsorbent. With the ground tank side communication path closed, the sealed container is separated from the ground tank and the adsorbent is analyzed to detect the occurrence of abnormality in the ground tank based on the detection of SO 2 F 2 . The occurrence of abnormality can be detected more reliably based on the gas having a long life. Further, even if the concentration of SO 2 F 2 is small, SO 2 F 2 is accumulated in the adsorbent, so that SO 2 F 2 can be detected, and the occurrence of abnormalities in the ground tank is further increased. Sensitivity can be detected. Furthermore, since the adsorbent can be recovered while maintaining the airtightness in the ground tank, an abnormality occurring in the ground tank can be detected without stopping the operation of the gas-insulated power device.

さらに、請求項3記載のガス絶縁電力機器の異常検出方法では、SOに加えて、SFとSOFとSOFのうち少なくとも一のガスの検出に基づいて接地タンク内での異常の発生を検出するので、ガスの寿命の違いに基づいて異常の発生時期の推定が可能である。 Furthermore, in the abnormality detection method for gas-insulated power equipment according to claim 3, an abnormality in the grounded tank is detected based on detection of at least one of SF 4 , SOF 4 and SOF 2 in addition to SO 2 F 2. Therefore, it is possible to estimate the time of occurrence of abnormality based on the difference in gas life.

以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on the best mode shown in the drawings.

図1に、本発明のガス絶縁電力機器の異常検出方法の一例を実施するガス絶縁電力機器を示す。このガス絶縁電力機器は、絶縁ガス1が封入された接地タンク2内に導体3を電気的に絶縁した状態で収容すると共に、接地タンク2内で発生した絶縁ガス1の分解ガスを吸着材4によって吸着除去するものである。そして、吸着材4を接地タンク2とは別の密閉容器5に収容すると共に、密閉容器5を接地タンク2に切り離し可能に接続して密閉容器5内と接地タンク2内とを連通させ、密閉容器5を切り離す場合に接地タンク側連通路28を閉じる第1の開閉弁を備えている。   FIG. 1 shows a gas-insulated power apparatus that implements an example of an abnormality detection method for gas-insulated power equipment according to the present invention. This gas-insulated power device accommodates a conductor 3 in a grounded tank 2 in which an insulating gas 1 is sealed in an electrically insulated state, and adsorbs a decomposition gas of the insulating gas 1 generated in the grounded tank 2. Is removed by adsorption. The adsorbent 4 is accommodated in a sealed container 5 separate from the ground tank 2 and the sealed container 5 is detachably connected to the ground tank 2 so that the inside of the sealed container 5 and the ground tank 2 communicate with each other. A first opening / closing valve is provided to close the ground tank side communication path 28 when the container 5 is separated.

接地タンク2には、内部の真空引き及び絶縁ガス1の封入に使用する給排気管(ガス配管)6と、この給排気管6を開閉する開閉弁7が設けられている。本実施形態では、接地タンク側連通路28は接地タンク2の給排気管6であり、第1の開閉弁は給排気管6に設けられた開閉弁7である。つまり、接地タンク2に通常設けられている既存の給排気管6と開閉弁7を利用している。このため、密閉容器5の取り付けが容易である。また、既存の接地タンク2の設計変更を行わずにそのまま密閉容器5を取り付けることができ、特に、既に設置され運転されているガス絶縁電力機器に対しても後付けすることができる。さらに、後付けした密閉容器5を取り外すことでガス絶縁電力機器を元の状態に戻すことができる。なお、既に設置され運転されているガス絶縁電力機器に適用する場合には、接地タンク2内に設けられている吸着材を撤去しておく。   The ground tank 2 is provided with an air supply / exhaust pipe (gas pipe) 6 used for evacuating the inside and sealing the insulating gas 1 and an opening / closing valve 7 for opening and closing the air supply / exhaust pipe 6. In the present embodiment, the ground tank side communication path 28 is the supply / exhaust pipe 6 of the ground tank 2, and the first on-off valve is the on-off valve 7 provided on the supply / exhaust pipe 6. That is, the existing air supply / exhaust pipe 6 and on-off valve 7 normally provided in the ground tank 2 are used. For this reason, attachment of the airtight container 5 is easy. Further, the sealed container 5 can be attached as it is without changing the design of the existing grounded tank 2, and in particular, it can be retrofitted to gas-insulated power equipment that has already been installed and operated. Furthermore, the gas-insulated power device can be returned to its original state by removing the airtight container 5 attached later. In addition, when applying to the gas-insulated electric power apparatus already installed and operated, the adsorbent provided in the ground tank 2 is removed.

密閉容器5には、密閉容器側連通路10と、密閉容器5を切り離す場合に密閉容器側連通路10を閉じる第2の開閉弁11が設けられている。密閉容器側連通路10は接地タンク側連通路28に接続されている。密閉容器側連通路10と接地タンク側連通路28とは、互いのフランジ10a,6aを突き合わせてボルトによって固定することで切り離し可能に接続されている。   The hermetic container 5 is provided with a hermetic container side communication path 10 and a second on-off valve 11 that closes the hermetic container side communication path 10 when the hermetic container 5 is separated. The closed container side communication path 10 is connected to the ground tank side communication path 28. The sealed container side communication path 10 and the ground tank side communication path 28 are detachably connected by abutting each other's flanges 10a and 6a and fixing them with bolts.

また、接地タンク2から吸着材4に至るまでの間の連通路9には吸着材4に接する前のガスを採取する採取口13が設けられている。本実施形態では、密閉容器5に採取口13が設けられている。ただし、採取口13を設ける位置は密閉容器5に限るものではなく、吸着材4に接する前のガスを採取できる位置であれば良い。採取口13を密閉容器5に設けることで、採取口13の設置が容易であると共に、一体化したユニットとして取り扱うことができるので、その扱いが容易である。採取口13には開閉弁14が設けられており、ガスを採取する時以外の時には採取口13を閉じておき、接地タンク2内及び密閉容器5内の気密性を確保している。   A sampling port 13 is provided in the communication path 9 from the ground tank 2 to the adsorbent 4 to collect gas before coming into contact with the adsorbent 4. In the present embodiment, a sampling port 13 is provided in the sealed container 5. However, the position where the sampling port 13 is provided is not limited to the sealed container 5, and may be a position where the gas before contacting the adsorbent 4 can be sampled. By providing the sampling port 13 in the sealed container 5, the sampling port 13 can be easily installed and handled as an integrated unit, which is easy to handle. The sampling port 13 is provided with an opening / closing valve 14, and the sampling port 13 is closed at times other than when gas is sampled to ensure airtightness in the ground tank 2 and the sealed container 5.

導体(主回路)3は、例えば高電圧中心導体で、例えば円筒形状を成している。導体3は、例えば円筒形状を成す接地タンク(機器外被)2の中心位置に配置され、支持絶縁物(スペーサ)8によって支持されている。絶縁ガス1は、例えばSFガス、SFガスを含む混合ガス等である。ただし、これらのガスに限るものではなく、例えばNガス,COガス,Cガス,c−Cガス,CFIガス,CFガスおよびこれらの混合ガス等でも良い。 The conductor (main circuit) 3 is a high-voltage center conductor, for example, and has a cylindrical shape, for example. The conductor 3 is arranged at the center position of a ground tank (equipment jacket) 2 having a cylindrical shape, for example, and is supported by a support insulator (spacer) 8. Insulating gas 1 is, for example, SF 6 gas, mixed gas containing SF 6 gas. However, the gas is not limited to these gases, and for example, N 2 gas, CO 2 gas, C 3 F 8 gas, c-C 4 F 8 gas, CF 3 I gas, CF 4 gas, and a mixed gas thereof may be used. .

ガス絶縁電力機器の運転時には、第1及び第2の開閉弁7,11を開き、接地タンク2内と密閉容器5内とを連通させておく。また、開閉弁14を閉じておく。接地タンク2内で通電異常や絶縁異常等の異常が発生すると、絶縁ガス1から分解ガスが発生し、分解ガスの濃度が増加する。接地タンク2内と密閉容器5内とは連通されており、分解ガスは自然に拡散して密閉容器5内に到達し、吸着材4によって吸着除去される。このため、接地タンク2内の分解ガスの濃度を減少させることができる。分解ガスの多くは金属を腐食させる腐食性ガスである。吸着材4によって分解ガスを吸着除去するので、接地タンク2や導体3等を腐食させる程には分解ガスの濃度は高くならず、これらの腐食を防止することができる。   During operation of the gas insulated power device, the first and second on-off valves 7 and 11 are opened to allow the inside of the ground tank 2 and the inside of the sealed container 5 to communicate with each other. Moreover, the on-off valve 14 is closed. When an abnormality such as an energization abnormality or an insulation abnormality occurs in the ground tank 2, a decomposition gas is generated from the insulating gas 1, and the concentration of the decomposition gas increases. The ground tank 2 and the sealed container 5 are in communication with each other, and the decomposition gas naturally diffuses to reach the sealed container 5 and is adsorbed and removed by the adsorbent 4. For this reason, the concentration of the cracked gas in the ground tank 2 can be reduced. Many of the cracked gases are corrosive gases that corrode metals. Since the decomposition gas is adsorbed and removed by the adsorbent 4, the concentration of the decomposition gas does not become so high that the ground tank 2, the conductor 3 and the like are corroded, and these corrosions can be prevented.

密閉容器5を接地タンク2から切り離す場合、第1の開閉弁7によって接地タンク側連通路28を閉じることで接地タンク2内の気密性を維持できる。このため、ガス絶縁電力機器の運転を止めずに密閉容器5を切り離すことができ、吸着材4を取り出して交換や修理・再生を行うことができる。また、第2の開閉弁11によって密閉容器側連通路10を閉じることで密閉容器5内の気密性を維持することができ、後述するように吸着材4に吸着されているガスに基づいて異常の検出を行なう場合には、切り離した密閉容器5内の吸着材4を外気に接触させることなく分析にかけることができる。   When the sealed container 5 is separated from the ground tank 2, the air tightness in the ground tank 2 can be maintained by closing the ground tank side communication path 28 using the first on-off valve 7. For this reason, the sealed container 5 can be separated without stopping the operation of the gas-insulated power device, and the adsorbent 4 can be taken out and replaced, repaired, or regenerated. Moreover, the airtightness in the airtight container 5 can be maintained by closing the airtight container side communication path 10 by the second on-off valve 11, and an abnormality is caused based on the gas adsorbed on the adsorbent 4 as described later. When the detection is performed, the adsorbent 4 in the separated sealed container 5 can be analyzed without contacting the outside air.

接地タンク2内での異常は、以下のようにして検出できる。即ち、本発明のガス絶縁電力機器の異常検出方法は、絶縁ガス1が封入されている接地タンク2内で発生した分解ガスを吸着する吸着材4を接地タンク2とは別の密閉容器5に収容すると共に、密閉容器5内と接地タンク2内とを連通し、分解ガスを密閉容器5内に導いて吸着材4によって吸着除去する一方、異常検出を行う場合には、接地タンク2から吸着材4に至るまでの間の連通路9に設けた採取口13から吸着材4に接する前のガスを採取し、SOの検出に基づいて接地タンク2内での異常の発生を検出するものである。 Abnormalities in the ground tank 2 can be detected as follows. That is, according to the abnormality detection method for gas-insulated power equipment of the present invention, the adsorbent 4 that adsorbs the decomposition gas generated in the ground tank 2 in which the insulating gas 1 is sealed is placed in a sealed container 5 separate from the ground tank 2. While accommodating, the inside of the sealed container 5 and the inside of the ground tank 2 are communicated, and the decomposition gas is guided into the sealed container 5 to be adsorbed and removed by the adsorbent 4. The gas before coming into contact with the adsorbent 4 is sampled from the sampling port 13 provided in the communication path 9 up to the material 4, and the occurrence of abnormality in the ground tank 2 is detected based on the detection of SO 2 F 2 To do.

接地タンク2内で通電異常や絶縁異常等の異常が発生すると、絶縁ガス1から分解ガスとしてSO、SF、SOF、SOF等が発生する。本発明の異常検出方法は、外から見ることができない接地タンク2内での異常発生をSOの検出に基づいて検出するものである。 When an abnormality such as an energization abnormality or an insulation abnormality occurs in the ground tank 2, SO 2 F 2 , SF 4 , SOF 4 , SOF 2 or the like is generated as a decomposition gas from the insulating gas 1. The abnormality detection method of the present invention detects an abnormality occurrence in the ground tank 2 that cannot be seen from the outside, based on the detection of SO 2 F 2 .

本発明者らは、接地タンク2内で発生する分解ガスについての新規の研究において、分解ガスの中でもSOの寿命が長く安定して存在していることを知見するに至った。実験では、例えば図16(c)示すように、8時間の連続課電により分解ガスを発生させた場合、部分放電を発生させる電圧の印加停止後279時間(11.6日)経過しても、SOが安定して存在していた。特に、FTIRの波数が1503cm−1のSOは高い濃度で安定して存在していた。 The inventors of the present invention have come to know that the cracked gas generated in the ground tank 2 has a long and stable life of SO 2 F 2 among the cracked gases. In the experiment, for example, as shown in FIG. 16 (c), when cracked gas is generated by continuous charging for 8 hours, 279 hours (11.6 days) have passed after the application of the voltage for generating the partial discharge is stopped. , SO 2 F 2 was present stably. In particular, SO 2 F 2 having an FTIR wave number of 1503 cm −1 was stably present at a high concentration.

本発明はかかる知見に基づいてなされたもので、SOが長期に亘り安定して存在していることからモニタリングガスとしてSOを利用し、外部から見ることのできない接地タンク2内での異常発生を検出するものである。モニタリングガスとして寿命が長いSOを使用することで、その検出がより確実なものとなる。また、部分放電が発生するたびに新たにSOが生成されるので、寿命が長いSOが蓄積されてその濃度が高くなる。このことからも、SOの検出がより確実なものとなる。これらのように、SOは異常検出のモニタリングガスとしての使用に適している。 The present invention has been made on the basis of such knowledge. Since SO 2 F 2 exists stably over a long period of time, the ground tank 2 that uses SO 2 F 2 as a monitoring gas and cannot be seen from the outside. This is to detect the occurrence of abnormality in the interior. By using SO 2 F 2 having a long life as the monitoring gas, the detection becomes more reliable. Further, since the new SO 2 F 2 is generated each time a partial discharge occurs, the concentration increases in life long SO 2 F 2 are accumulated. This also makes the detection of SO 2 F 2 more reliable. As described above, SO 2 F 2 is suitable for use as a monitoring gas for abnormality detection.

この異常検出方法では、開閉弁14を開けて採取口13よりガスを採取することで、吸着材4に接する前のガスを採取することができる。このため、分解ガスをより多く含む状態のガスを使用して分解ガスの一種であるSOの検出を行うことができ、接地タンク2内での異常発生をより高感度に検出することができる。また、接地タンク2内を密閉したままガスを採取することができるので、ガス絶縁電力機器の運転を止めずに異常検出を行うことができる。SOを検出するためのガスの採取は、例えば定期的に又は不定期に行なわれる。 In this abnormality detection method, the gas before contacting the adsorbent 4 can be collected by opening the on-off valve 14 and collecting gas from the collection port 13. For this reason, it is possible to detect SO 2 F 2 which is a kind of cracked gas by using a gas containing a larger amount of cracked gas, and to detect the occurrence of abnormality in the ground tank 2 with higher sensitivity. Can do. In addition, since gas can be collected while the ground tank 2 is sealed, abnormality detection can be performed without stopping the operation of the gas-insulated power device. The collection of gas for detecting SO 2 F 2 is performed, for example, regularly or irregularly.

また、ガス絶縁電力機器の運転時には常時第1及び第2の開閉弁7,11を開いておき、吸着材4による分解ガスの吸着除去を行い続けるようにしても良いが、例えばガスの採取を行なう所定時間前に第1及び第2の開閉弁7,11を閉じておき、吸着材4による分解ガスの吸着除去をできないようにしておき、分解ガスの濃度を増加させておくようにしても良い。この場合には、モニタリングガスであるSOの検出をより高感度に行なうことができる。 Further, the first and second on-off valves 7 and 11 may be opened at all times during the operation of the gas-insulated power device, and the adsorption and removal of the decomposition gas by the adsorbent 4 may be continued. The first and second on-off valves 7 and 11 are closed before a predetermined time, so that the adsorption gas 4 cannot be adsorbed and removed by the adsorbent 4, and the concentration of the decomposition gas is increased. good. In this case, the detection of SO 2 F 2 that is a monitoring gas can be performed with higher sensitivity.

また、接地タンク2内での異常を以下のようにして検出することもできる。即ち、本発明のガス絶縁電力機器の異常検出方法は、絶縁ガス1が封入されている接地タンク2内で発生した分解ガスを吸着する吸着材4を接地タンク2とは別の密閉容器5に収容すると共に、密閉容器5を接地タンク2に切り離し可能に接続して密閉容器5内と接地タンク2内とを連通し、分解ガスを密閉容器5内に導いて吸着材4によって吸着除去する一方、異常検出を行う場合には、接地タンク側連通路28を閉じた状態で接地タンク2から密閉容器5を切り離して吸着材4の分析を行ないSOの検出に基づいて接地タンク2内での異常の発生を検出するものである。 Also, an abnormality in the ground tank 2 can be detected as follows. That is, according to the abnormality detection method for gas-insulated power equipment of the present invention, the adsorbent 4 that adsorbs the decomposition gas generated in the ground tank 2 in which the insulating gas 1 is sealed is placed in a sealed container 5 separate from the ground tank 2. While accommodating, the closed container 5 is connected to the ground tank 2 so as to be separable, the inside of the closed container 5 and the inside of the ground tank 2 are communicated, and the decomposition gas is guided into the sealed container 5 and is adsorbed and removed by the adsorbent 4. , the abnormality detection in the case of performing the a grounded tank side communication channel 28 in a closed state in the grounded tank 2 based on the detection of SO 2 F 2 performs an analysis of adsorbent 4 to disconnect the closed container 5 from the grounded tank 2 It detects the occurrence of an abnormality in

吸着材4によって分解ガスを吸着除去することで、吸着材4には分解ガスが蓄積される。第1及び第2の開閉弁7,11を閉じて密閉容器5を接地タンク2から切り離し、外気を遮断した状態で吸着材4を取り出して分析する。吸着材4の分析によってSOを検出し、これによって接地タンク2内での異常発生を検出する。吸着材4には分解ガスが蓄積されているので、たとえ接地タンク2内の分解ガス濃度が低くても、分解ガスの検出は容易であり、接地タンク2内での異常発生をより高感度に検出することができる。 By decomposing the cracked gas by the adsorbent 4, the cracked gas is accumulated in the adsorbent 4. The first and second on-off valves 7 and 11 are closed, the sealed container 5 is disconnected from the ground tank 2, and the adsorbent 4 is taken out and analyzed in a state where the outside air is shut off. The SO 2 F 2 is detected by analyzing the adsorbent 4, thereby detecting the occurrence of abnormality in the ground tank 2. Since the decomposition gas is accumulated in the adsorbent 4, the detection of the decomposition gas is easy even if the concentration of the decomposition gas in the ground tank 2 is low, and the occurrence of abnormality in the ground tank 2 is made more sensitive. Can be detected.

ここで、ガスを分析するためには吸着材4に吸着されている分解ガスを放出させる必要があるが、吸着材4に吸着されているガスの放出は、例えば吸着材4を加熱することで行なわれる。吸着材4から放出されたガスを、例えばフーリエ変換赤外分光光度計(FTIR)、ガスクロマトグラフ等によって分析し、SO、場合によってはSOに加えて、SFとSOFとSOFのうち少なくとも一のガスの有無を調べる。ただし、ガスを分析する装置としては、これらに限るものではなく、その他の装置を使用しても良い。 Here, in order to analyze the gas, it is necessary to release the decomposition gas adsorbed on the adsorbent 4. For example, the gas adsorbed on the adsorbent 4 is released by heating the adsorbent 4. Done. The gas released from the adsorbent 4 is analyzed by, for example, a Fourier transform infrared spectrophotometer (FTIR), a gas chromatograph, or the like, and in addition to SO 2 F 2 and , in some cases, SO 2 F 2 , SF 4 and SOF 4 And SOF 2 are checked for the presence of at least one gas. However, the gas analyzing device is not limited to these, and other devices may be used.

なお、本実施形態では、上記2つの方法、即ち、吸着材4に接触する前のガスを採取して分析する方法と、吸着材4に吸着されたガスを分析する方法とを併用しているが、これら2つの方法のうち、いずれか一方のみを使用しても良い。   In the present embodiment, the above two methods, that is, the method of collecting and analyzing the gas before contacting the adsorbent 4 and the method of analyzing the gas adsorbed on the adsorbent 4 are used in combination. However, only one of these two methods may be used.

また、吸着材4に接触する前のガスを分析対象とする方法を使用しない場合等には採取口13を省略しても良い。   Further, the sampling port 13 may be omitted when a method for analyzing the gas before contacting the adsorbent 4 is not used.

また、接地タンク2から密閉容器5を切り離した場合に、吸着材4が外気に触れても良い場合等には、第2の開閉弁11を省略しても良い。   In addition, when the sealed container 5 is separated from the ground tank 2, the second opening / closing valve 11 may be omitted when the adsorbent 4 may touch the outside air.

また、異常検出のモニタリングガスとして、SOに加えて、SFとSOFとSOFのうち少なくとも一のガスの検出に基づいて接地タンク2内での異常の発生を検出することもできる。 In addition to SO 2 F 2 as an abnormality detection monitoring gas, it is also possible to detect the occurrence of an abnormality in the ground tank 2 based on detection of at least one of SF 4 , SOF 4 and SOF 2. it can.

本発明者らは、接地タンク2内で発生する分解ガスについての新規の研究において、分解ガスの中でもSF、SOF、SOFの寿命が短いことを知見するに至った。実験では、例えば図16(a)(b)に示すように、部分放電を発生させる電圧の印加を停止すると、SF、SOF、SOFの濃度がすぐに減少することが観察され、寿命が比較的短いことが確認された。このため、SOと一緒に少なくともSF、SOF、SOFのうちいずれか一つのガスが検出された場合には異常の発生が最近であることがわかり、SOが検出されたが、SF、SOF、SOFのいずれも検出されない場合には異常の発生は最近ではなく、異常の発生からある程度の時間が経過していことがわかる。 The present inventors have come to know that the life of SF 4 , SOF 4 , and SOF 2 among the cracked gases is short in a new study on the cracked gas generated in the ground tank 2. In the experiment, for example, as shown in FIGS. 16A and 16B, it is observed that the concentration of SF 4 , SOF 4 , and SOF 2 immediately decreases when the application of the voltage for generating the partial discharge is stopped. Was confirmed to be relatively short. Therefore, notice that at least SF 4, SOF 4, occurrence of abnormality when any one of the gas of the SOF 2 is detected with the SO 2 F 2 is recently, SO 2 F 2 is detected However, when none of SF 4 , SOF 4 , and SOF 2 is detected, the occurrence of abnormality is not recent, and it can be seen that a certain amount of time has passed since the occurrence of abnormality.

なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。   The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、図2に示すガス絶縁電力機器に適用しても良い。なお、上述のガス絶縁電力機器の部材と同一の部材には同一の符号を付し、それらの説明は省略する。   For example, you may apply to the gas insulated power apparatus shown in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as the member of the above-mentioned gas insulated power apparatus, and those description is abbreviate | omitted.

このガス絶縁電力機器は、接地タンク2内と密閉容器5内とを連通する連通路9を往路15と復路16とを有する循環路にすると共に、接地タンク2内のガスを往路15から密閉容器5に導いて吸着材4に接触させた後、復路16から接地タンク2へと循環させる循環装置22を備えている。本実施形態では、往路15と復路16を二重管状に配置された内管17と外管18とによって構成している。   In this gas insulated power device, the communication path 9 that connects the inside of the ground tank 2 and the inside of the sealed container 5 is used as a circulation path having the forward path 15 and the return path 16, and the gas in the ground tank 2 is sealed from the forward path 15 to the sealed container. A circulation device 22 that circulates from the return path 16 to the ground tank 2 after being guided to 5 and brought into contact with the adsorbent 4 is provided. In the present embodiment, the forward path 15 and the return path 16 are constituted by an inner pipe 17 and an outer pipe 18 arranged in a double tubular shape.

二重管状の連通路9は、接地タンク2に既存の給排気管6を利用して形成されている。即ち、給排気管6内に内管27を挿入することで二重の管路を設けて接地タンク側連通路28とし、密閉容器側連通路10を内管19と外管29より構成される二重管によって構成し、給排気管6と外管29、内管27と内管19を切り離し可能に接続している。つまり、内管27と内管19とによって内管17を構成し、給排気管6と外管29とによって外管18を構成している。   The double tubular communication passage 9 is formed in the ground tank 2 using the existing air supply / exhaust pipe 6. That is, by inserting the inner pipe 27 into the air supply / exhaust pipe 6, a double pipe is provided as the ground tank side communication path 28, and the sealed container side communication path 10 is constituted by the inner pipe 19 and the outer pipe 29. It is constituted by a double pipe, and the supply / exhaust pipe 6 and the outer pipe 29, and the inner pipe 27 and the inner pipe 19 are detachably connected. That is, the inner pipe 17 is constituted by the inner pipe 27 and the inner pipe 19, and the outer pipe 18 is constituted by the air supply / exhaust pipe 6 and the outer pipe 29.

二重管の外管29は密閉容器5内の空間20に開口し、内管19は密閉容器5内の吸着材収容室21に開口している。また、吸着材収容室21の入口には、空間20内のガスを吸着材収容室21内に送り込む循環装置22が設置されている。循環装置22は、例えば図示しないモータによって駆動される電動ファンである。採取口13は、二重管の外管29の途中に設けられている。   The double tube outer tube 29 opens into the space 20 in the sealed container 5, and the inner tube 19 opens into the adsorbent housing chamber 21 in the sealed container 5. Further, a circulation device 22 for sending the gas in the space 20 into the adsorbent accommodating chamber 21 is installed at the entrance of the adsorbent accommodating chamber 21. The circulation device 22 is an electric fan driven by a motor (not shown), for example. The sampling port 13 is provided in the middle of the double tube outer tube 29.

循環装置22を始動させると、密閉容器5内の空間20が負圧、吸着材収容室21内が正圧となり、強制的なガスの流れが形成される。接地タンク2内のガスは給排気管6と内管27の間の空間(以下、給排気管外側通路という)に吸い込まれ、二重管の外管29と内管19の間の空間(以下、二重管外側通路という)を通って密閉容器5内の空間20に吸引される。そして、循環装置22によって吸着材収容室21内に送り込まれ、吸着材4に接触した後、二重管の内管19内の空間(以下、二重管内側通路という)→給排気管6内の内管27の内側の空間(以下、給排気管内側通路という)→接地タンク2内へと強制的に循環される。接地タンク2内で発生した分解ガスは、この流れに乗って吸着材4に到達し、吸着除去される。   When the circulation device 22 is started, the space 20 in the sealed container 5 has a negative pressure, and the adsorbent storage chamber 21 has a positive pressure, so that a forced gas flow is formed. The gas in the ground tank 2 is sucked into a space between the air supply / exhaust pipe 6 and the inner pipe 27 (hereinafter referred to as an air supply / exhaust pipe outer passage), and a space between the outer pipe 29 and the inner pipe 19 of the double pipe (hereinafter referred to as the internal pipe 19). (Referred to as a double pipe outer passage) and sucked into the space 20 in the sealed container 5. Then, after being sent into the adsorbent accommodating chamber 21 by the circulation device 22 and contacting the adsorbent 4, the space in the inner pipe 19 of the double pipe (hereinafter referred to as the double pipe inner passage) → inside the air supply / exhaust pipe 6 The inner space of the inner pipe 27 (hereinafter referred to as an air supply / exhaust pipe inner passage) is forcedly circulated into the ground tank 2. The cracked gas generated in the ground tank 2 reaches this adsorbent 4 on this flow and is adsorbed and removed.

このように、連通路を循環路とし、循環装置22を設けて強制的にガスを循環させるので、分解ガスが自然拡散により吸着材4に到達するのを待つ場合に比べ、素早く分解ガスを吸着除去することができると共に、接地タンク2内への分解ガスの残留防止を図ることができる。   In this way, the communication path is a circulation path, and the circulation device 22 is provided to forcibly circulate the gas, so that the decomposition gas is adsorbed more quickly than when waiting for the decomposition gas to reach the adsorbent 4 by natural diffusion. In addition to being able to be removed, it is possible to prevent the decomposition gas from remaining in the ground tank 2.

また、二重管外側通路には吸着材4に接触する前のガスが流れているので、採取口13より吸着材4に接触する前の状態のガスを採取することができる。   Moreover, since the gas before contacting the adsorbent 4 flows through the double pipe outer passage, the gas in the state before contacting the adsorbent 4 can be collected from the sampling port 13.

なお、上述の説明では、給排気管外側通路と二重管外側通路を往路15とし、二重管内側通路と給排気管内側通路を復路16としているが、必ずしもこの構成にする必要はなく、二重管内側通路と給排気管内側通路を往路15とし、給排気管外側通路と二重管外側通路を復路16としても良い。   In the above description, the supply / exhaust pipe outer passage and the double pipe outer passage are defined as the forward path 15, and the double pipe inner path and the supply / exhaust pipe inner passage are defined as the return path 16. The double pipe inner passage and the supply / exhaust pipe inner passage may be the forward path 15, and the supply / exhaust pipe outer passage and the double pipe outer passage may be the return path 16.

また、上述の説明では、循環装置22を吸着材収容室21の入口に設けていたが、ガスの強制的な循環流を発生させることが可能な位置であれば循環装置22を他の位置に設けても良い。   In the above description, the circulation device 22 is provided at the inlet of the adsorbent accommodating chamber 21, but the circulation device 22 is moved to another position as long as it is a position where a forced circulation flow of gas can be generated. It may be provided.

ここで、連通路9の二重管構造について説明する。連通路9の二重管構造としては、例えばガス絶縁電力機器の運転時等には二重管となっているが、接地タンク2から密閉容器5を切り離す場合には一重管となる構造の採用が考えられる。その一例を図3に示す。連通路9の内管17は、例えば可撓性のあるチューブで構成されている。密閉容器5内には、チューブ巻取装置23が設けられている。チューブ巻取装置23によって内管17を巻き取ることで、外管18内から内管17を引き抜くことができる。また、巻き取った内管17をチューブ巻取装置23によって外管18内に送り出すことができる。内管17が送り出されることで、連通路9は二重管構造となる。つまり、内管27と二重管の内管19を1本のチューブで構成している。   Here, the double pipe structure of the communication path 9 will be described. As the double pipe structure of the communication passage 9, for example, a double pipe is used when the gas insulated power device is operated, but when the sealed container 5 is separated from the ground tank 2, a single pipe structure is adopted. Can be considered. An example is shown in FIG. The inner tube 17 of the communication passage 9 is formed of a flexible tube, for example. A tube winding device 23 is provided in the sealed container 5. By winding the inner tube 17 with the tube winding device 23, the inner tube 17 can be pulled out from the outer tube 18. Further, the wound inner tube 17 can be fed into the outer tube 18 by the tube winding device 23. By communicating the inner pipe 17, the communication path 9 has a double pipe structure. That is, the inner tube 27 and the double tube inner tube 19 are formed of a single tube.

第1の開閉弁7と第2の開閉弁11は、例えばバルブとして開路の状態で給排気管6又は外管29の断面と直線性が確保できるフルボアタイプのボールバルブである。第1及び第2の開閉弁7,11を開くことで外管29と給排気管6とで構成される外管18の中に内管17を送り出すことが可能になる。また、内管17を巻き取ることで、第1及び第2の開閉弁7,11を閉じることが可能になる。ただし、第1及び第2の開閉弁7,11として、フルボアタイプのボールバルブ以外のバルブを使用しても良い。   The first on-off valve 7 and the second on-off valve 11 are, for example, full-bore type ball valves that can ensure the cross section and linearity of the air supply / exhaust pipe 6 or the outer pipe 29 in the open state as valves. By opening the first and second on-off valves 7 and 11, the inner pipe 17 can be fed into the outer pipe 18 constituted by the outer pipe 29 and the air supply / exhaust pipe 6. In addition, the first and second on-off valves 7 and 11 can be closed by winding up the inner pipe 17. However, valves other than the full bore type ball valve may be used as the first and second on-off valves 7 and 11.

ガス絶縁電力機器の運転時には、第1及び第2の開閉弁7,11を開き、内管17を外管18の中に送り出しておくことで、連通路9を往路15と復路16とからなる循環路にすることができる。そして、接地タンク2から密閉容器5を切り離す場合には、チューブ巻取装置23によって内管17を巻き取った後、第1及び第2の開閉弁7,11を閉じ、給排気管6から外管29を取り外せば良い。また、切り離した密閉容器5を接地タンク2に取り付ける場合には、絶縁ガス1雰囲気で給排気管6に外管29を接続した後、第1及び第2の開閉弁7,11を開き、チューブ巻取装置23によって内管17を外管18の中に送り出せばよい。   During operation of the gas-insulated power device, the first and second on-off valves 7 and 11 are opened, and the inner pipe 17 is sent into the outer pipe 18 so that the communication path 9 includes the forward path 15 and the return path 16. It can be a circuit. When the sealed container 5 is separated from the ground tank 2, after the inner tube 17 is wound up by the tube winding device 23, the first and second on-off valves 7 and 11 are closed and the outer supply pipe 6 is removed from the supply / exhaust tube 6. The tube 29 may be removed. When the separated sealed container 5 is attached to the ground tank 2, after connecting the outer pipe 29 to the supply / exhaust pipe 6 in the atmosphere of the insulating gas 1, the first and second on-off valves 7 and 11 are opened, and the tube The inner tube 17 may be sent out into the outer tube 18 by the winding device 23.

なお、電動のチューブ巻取装置23は密閉容器5の外から遠隔操作される。ただし、電動のチューブ巻取装置23に代えて、手動のチューブ巻取装置23を使用しても良く、この場合には、ガスシールが施されたハンドルを操作してチューブ巻取装置23を駆動させる。   The electric tube winding device 23 is remotely operated from the outside of the sealed container 5. However, a manual tube winding device 23 may be used in place of the electric tube winding device 23. In this case, the tube winding device 23 is driven by operating a handle provided with a gas seal. Let

また、内管17として可撓性のチューブの使用に代えて、蛇腹構造の内管17を使用し、伸縮させることで外管18の中に挿入したり引き抜いたりするようにしても良い。蛇腹構造の内管17を伸縮させる手段としては、例えば内管17内にロッドを挿入して先端同士を接続しておき、ロッド操作によって蛇腹構造の内管17を伸縮させることが考えられる。あるいは、内管17をテレスコープ形シリンダ構造、即ち直径が少しずつ異なる複数のパイプによって内管17を構成し、各パイプを順次隣のパイプ内に収納したり引き出したりすることで全体として伸縮できる構造にし、伸縮させることで外管18の中に挿入したり引き抜いたりするようにしても良い。この構造の内管17を伸縮させる手段としては、例えば内管17内にロッドを挿入して先端同士を接続しておき、ロッド操作によって内管17を伸縮させることが考えられる。   Further, instead of using a flexible tube as the inner tube 17, the inner tube 17 having a bellows structure may be used, and the inner tube 17 may be inserted into or pulled out from the outer tube 18 by expanding and contracting. As a means for expanding and contracting the bellows-structured inner tube 17, for example, it is conceivable to insert a rod into the inner tube 17 to connect the tips thereof, and to extend and contract the bellows-structured inner tube 17 by operating the rod. Alternatively, the inner tube 17 can be expanded and contracted as a whole by forming the inner tube 17 with a telescopic cylinder structure, that is, a plurality of pipes having slightly different diameters, and sequentially storing and pulling each pipe into and from the adjacent pipe. The structure may be inserted into the outer tube 18 or pulled out by expanding and contracting. As a means for expanding and contracting the inner tube 17 having this structure, for example, it is conceivable to insert a rod into the inner tube 17 to connect the tips thereof, and to expand and contract the inner tube 17 by operating the rod.

また、伸縮可能な内管17に代えて、例えば金属製のパイプ等の伸縮しない内管17を使用してもよい。即ち、長尺の内管17をそのまま軸方向に引き抜くようにしても良い。この場合には、構造を簡単にすることができる。ただし、図3の矢印A方向に内管17を軸方向に引き抜くことができる空間を必要とするので、かかる空間が確保できる場合に有効である。   Further, instead of the extendable inner tube 17, for example, a non-expandable inner tube 17 such as a metal pipe may be used. That is, the long inner tube 17 may be pulled out in the axial direction as it is. In this case, the structure can be simplified. However, since a space in which the inner tube 17 can be pulled out in the axial direction in the direction of arrow A in FIG. 3 is required, it is effective when such a space can be secured.

また、連通路9の二重管構造としては、上述の接地タンク2から密閉容器5を切り離す場合に一重管にする構造の他に、一重管にすることができずに常時二重管となっている構造の採用も考えられる。この場合、第1及び第2の開閉弁7,11として、例えば図4に示すように、フルボアタイプのボールバルブのボール7a,11a内の貫通孔を連通路9の二重管と同一径で接続される二重構造として、往路15と復路16の両方を同時に開閉できる構造とすることが考えられる。   Moreover, as a double pipe structure of the communication path 9, in addition to the structure in which the closed container 5 is separated from the ground tank 2 described above, a single pipe cannot be used and a double pipe is always used. It is also possible to adopt the structure that is used. In this case, as the first and second on-off valves 7 and 11, for example, as shown in FIG. 4, the through holes in the balls 7 a and 11 a of the full bore type ball valve have the same diameter as the double pipe of the communication passage 9. As a double structure to be connected, it can be considered that both the forward path 15 and the return path 16 can be opened and closed simultaneously.

また、上述の説明では、接地タンク2に既存の給排気管6を利用して連通路9を構成していたが、給排気管6とは別に連通路9を設けても良い。この例を図5に示す。この例では、接地タンク2に既設のハンドホールフランジ(開口フランジ)蓋24に孔を設けて接地タンク側連通路28となる二重管30を固着し、これに密閉容器側連通路10となる二重管31を連結している。この場合には、各二重管30,31の直径をある程度自由に選択できるため、連通路9の設計の自由度が向上し、連通路9の形成が容易である。ただし、二重管30の固着位置としては、ハンドホールフランジ蓋24に限るものではない。   In the above description, the communication path 9 is configured using the existing air supply / exhaust pipe 6 in the ground tank 2, but the communication path 9 may be provided separately from the air supply / exhaust pipe 6. An example of this is shown in FIG. In this example, a hole is formed in an existing handhole flange (opening flange) lid 24 in the ground tank 2, and a double pipe 30 serving as a ground tank side communication path 28 is fixed to the sealed tank side communication path 10. The double pipe 31 is connected. In this case, since the diameter of each double pipe 30 and 31 can be freely selected to some extent, the degree of freedom in designing the communication path 9 is improved, and the formation of the communication path 9 is easy. However, the fixing position of the double pipe 30 is not limited to the hand hole flange cover 24.

また、例えば、図6に示すガス絶縁電力機器に適用しても良い。なお、上述のガス絶縁電力機器の部材と同一の部材には同一の符号を付し、それらの説明は省略する。   Further, for example, the present invention may be applied to the gas insulated power device shown in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as the member of the above-mentioned gas insulated power apparatus, and those description is abbreviate | omitted.

このガス絶縁電力機器は、往路15と復路16を別々に設けた配管25,26,32,33によって構成している。配管25,26は、例えばハンドホールフランジ蓋24に孔を設けて固着している。また、配管32,33は密閉容器5に固着している。配管32は配管25に、配管33は配管26にそれぞれ切り離し可能に接続されている。   This gas-insulated power device is constituted by pipes 25, 26, 32, and 33 in which an outward path 15 and a return path 16 are separately provided. For example, the pipes 25 and 26 are fixed by providing holes in the hand hole flange lid 24. The pipes 32 and 33 are fixed to the sealed container 5. The pipe 32 is connected to the pipe 25 and the pipe 33 is connected to the pipe 26 so as to be separable.

ハンドホールフランジ蓋24は給排気管6よりも大径であり、連通路9を二重管構造とした場合に比べて、往路15と復路16との間を離して設置することができる。このため、接地タンク2内でガスをより効率よく循環させることができ、接地タンク2内の分解ガスの残留をより一層防止することができる。また、ハンドホールフランジ蓋24への配管25,26の固着は容易であり、ガス絶縁電力機器の製造は簡単である。なお、配管25,26をハンドホールフランジ蓋24以外の部分に固着させても良い。また、各配管25,26のいずれか一方を給排気管6を利用して構成しても良い。また、ガス絶縁電力機器の同一ガス区画に2ヵ所以上のハンドホールフランジ蓋24が設けられている場合には、別々のハンドホールフランジ蓋24に往路15となる配管25と復路16となる配管26を固着するようにしても良い。この場合には、往路15と復路16をさらに離すことができるため、接地タンク2内でガスをより一層効率よく循環させることができ、接地タンク2内の分解ガスの残留をさらに防止することができる。   The handhole flange cover 24 has a larger diameter than the air supply / exhaust pipe 6 and can be installed with a distance between the forward path 15 and the return path 16 as compared with the case where the communication path 9 has a double pipe structure. For this reason, it is possible to circulate the gas more efficiently in the ground tank 2 and to further prevent the decomposition gas from remaining in the ground tank 2. Further, the pipes 25 and 26 are easily fixed to the handhole flange lid 24, and the manufacture of the gas insulated power device is simple. The pipes 25 and 26 may be fixed to portions other than the hand hole flange lid 24. Moreover, you may comprise either one of each piping 25 and 26 using the air supply / exhaust pipe 6. FIG. Further, when two or more handhole flange lids 24 are provided in the same gas section of the gas-insulated power device, a pipe 25 serving as the forward path 15 and a pipe 26 serving as the return path 16 are provided in different handhole flange lids 24. May be fixed. In this case, since the forward path 15 and the return path 16 can be further separated from each other, the gas can be circulated more efficiently in the ground tank 2, and the residual cracked gas in the ground tank 2 can be further prevented. it can.

分解ガスの経時変化を調べる実験を行なった。
(1)まず最初に、分解ガスの生成メカニズムについて説明する。
An experiment was conducted to examine the change over time of the cracked gas.
(1) First, the generation mechanism of the cracked gas will be described.

加熱や再結合により,化学式1に示すように、SFガスはイオウ原子とフッ素原子に解離し,多くの基やイオン,中性分子を形成する。 By heating and recombination, as shown in Chemical Formula 1, SF 6 gas dissociates into sulfur atoms and fluorine atoms to form many groups, ions, and neutral molecules.

ここで、エネルギーΔEの入力がなくなれば,イオウ原子やフッ素原子のほとんどは再結合によりもとのSFに戻るが,一部は酸素や水分,装置の構成材料と結合して分解ガスとなる。化学式1において主に発生するガスはX=4のSFである。コロナ放電やスパークオーバに伴う分解ガスは,SFが酸素原子や水分と反応して酸素を含んだフッ化イオウを形成しやすい。これらの分解ガスの発生メカニズムを図7に示す。破線はSFガスが分解されている期間中でのみ生じる反応である。特に再結合時,機器内に酸素原子などが存在すると,化学式2〜化学式5のように酸素を含んだフッ化物であるSOF,SOF,SOなどが発生する。ここでは,これらの分解ガスの中から本発明に適する分解ガス種を,検出感度,経時変化等の観点から実験的に検討した。 Here, when the energy ΔE is not input, most of the sulfur atoms and fluorine atoms return to the original SF 6 by recombination, but a part is combined with oxygen, moisture, and the constituent materials of the apparatus to become a decomposition gas. . The main gas generated in Chemical Formula 1 is SF 4 with X = 4. The cracked gas accompanying corona discharge or sparkover tends to form sulfur fluoride containing oxygen when SF 4 reacts with oxygen atoms or moisture. The generation mechanism of these cracked gases is shown in FIG. The broken line is a reaction that occurs only during the period in which the SF 6 gas is being decomposed. In particular, when oxygen atoms or the like are present in the apparatus during recombination, SOF 4 , SOF 2 , SO 2 F 2, etc., which are fluorides containing oxygen, are generated as shown in chemical formulas 2 to 5. Here, among these cracked gases, cracked gas species suitable for the present invention were experimentally examined from the viewpoints of detection sensitivity, change with time, and the like.

(2)次に、実験方法について説明する。
部分放電によるSF分解ガス生成実験は,小型でハンドリングの容易な基礎実験タンクと大型で実機を模擬できる実規模タンクを用いて行った。基礎実験タンクは,容積が15.5リットルと小さいために,比較的容易に高濃度の分解ガスを生成することができる。このため,分解ガスの種類の同定や性状の分析,部分放電電荷量と分解ガス濃度との関係の定量的評価,前述した吸着剤ユニットの評価などに適する。実規模タンクは,容積が900リットルと大きく,実機と同程度の圧力も達成できるために,実機を想定した実験を行うことができる。いずれの実験の場合も極力不純物の混入を避けるため,1時間以上の真空引きを行い,さらにSFガスによる置換を数回行った後に規定圧力のSFガスを充填した。また,実験は室温(25℃)にて行った。以下に,それぞれの実験系と使用機器を説明する。
(2) Next, an experimental method will be described.
The SF 6 cracked gas generation experiment by partial discharge was performed using a small-scale basic experiment tank that is easy to handle and a large-scale actual tank that can simulate an actual machine. Since the basic experimental tank has a small volume of 15.5 liters, it can generate a high concentration cracked gas relatively easily. Therefore, it is suitable for identifying the type of cracked gas, analyzing its properties, quantitatively evaluating the relationship between the partial discharge charge amount and cracked gas concentration, and evaluating the adsorbent unit described above. The actual tank has a large capacity of 900 liters and can achieve the same level of pressure as the actual machine. In any of the experiments, in order to avoid contamination of impurities as much as possible, evacuation for 1 hour or more was performed, and after replacement with SF 6 gas several times, SF 6 gas of a specified pressure was filled. The experiment was performed at room temperature (25 ° C.). The following describes each experimental system and the equipment used.

(2.1)基礎実験タンク実験系
まず、実験配置について説明する。基礎実験タンクにおける電極配置図を図8に示す。タンクはエポキシ樹脂製の絶縁筒と金属フランジで構成され,上部フランジに高電圧を印加する。内径は240mm,高さは360mmである。内部に電極や部分放電検出回路などを設置した状態でのガス容積は15.5リットル(実測値)である。SFガス圧力は0.1MPa(abs.)とした。また,実験は電磁波に対して40dBの遮蔽性能を有するシールドルーム内で実施した。
(2.1) Basic Experiment Tank Experiment System First, the experimental arrangement will be described. FIG. 8 shows an electrode layout in the basic experiment tank. The tank consists of an insulating tube made of epoxy resin and a metal flange. A high voltage is applied to the upper flange. The inner diameter is 240 mm and the height is 360 mm. The gas volume in the state where an electrode, a partial discharge detection circuit, etc. are installed inside is 15.5 liters (actual measurement value). The SF 6 gas pressure was 0.1 MPa (abs.). The experiment was conducted in a shield room having a shielding performance of 40 dB against electromagnetic waves.

電極は,高電圧側は平坦部直径130mmの平板電極,接地側は直径0.5mm,長さ35mmの針電極であり,ギャップ長は15mmとした。図9に同電極系の電界を示す。この針電極は,下部の接地側平板電極から絶縁スペーサで絶縁されており,針で発生する部分放電に伴う電流は高周波シャント(50Ω)を介して接地へ流れる。このときの高周波シャント抵抗の電位差をオシロスコープ(Tektronix社製TDS7254B,アナログ帯域2.5GHz,20GS/s)で測定する。オシロスコープの入力インピーダンスは50Ω,サンプリングは800ps/pt,レコード長25×106ワード,計測時間は20ms(商用周波数50Hzの1サイクル)とした。このとき各部分放電パルスの電荷量Qは,数式1で表される。   The electrode was a flat plate electrode having a flat portion diameter of 130 mm on the high voltage side, a needle electrode having a diameter of 0.5 mm and a length of 35 mm on the ground side, and a gap length of 15 mm. FIG. 9 shows the electric field of the same electrode system. This needle electrode is insulated from the lower ground-side flat plate electrode by an insulating spacer, and the current accompanying the partial discharge generated by the needle flows to the ground through a high-frequency shunt (50Ω). The potential difference of the high frequency shunt resistance at this time is measured with an oscilloscope (Tektronix TDS7254B, analog band 2.5 GHz, 20 GS / s). The input impedance of the oscilloscope was 50Ω, sampling was 800 ps / pt, record length 25 × 106 words, and measurement time was 20 ms (one cycle of commercial frequency 50 Hz). At this time, the charge amount Q of each partial discharge pulse is expressed by Equation 1.

但し,Q:部分放電パルスの電荷量、V:オシロスコープの観測電圧、Rs:シャント抵抗(50Ω)である。 Where Q: charge amount of partial discharge pulse, V: observation voltage of oscilloscope, Rs: shunt resistance (50Ω).

さらに商用周波数50Hzの1サイクル中の総電荷量Qtotalは数式2で表される。
但し,t1−t0=20msである。
Further, the total charge amount Qtotal in one cycle at a commercial frequency of 50 Hz is expressed by Equation 2.
However, t1-t0 = 20 ms.

部分放電は針先の状態により大きく変化する。本試験では安定した部分放電を発生させるために,ギャップの最低破壊電圧(V50−3σ)の80%程度の電圧を8時間程度印加してエージングを行った針電極を使用した。   The partial discharge varies greatly depending on the state of the needle tip. In this test, in order to generate a stable partial discharge, a needle electrode which was aged by applying a voltage of about 80% of the minimum breakdown voltage (V50-3σ) of the gap for about 8 hours was used.

試験電圧は交流(商用周波数50Hz)であり,東京変圧器製のコロナフリー型の試験用変圧器(100kV,10kVA)より印加した。   The test voltage was alternating current (commercial frequency 50 Hz), and was applied from a corona-free type test transformer (100 kV, 10 kVA) manufactured by Tokyo Transformer.

次に、分析装置配置について説明する。
基礎実験タンクにおけるガス流路および分析装置配置を図10に示す。なお、図中、V.Pは真空ポンプ、D.Pはドライポンプ、P.Gは真空ゲージである。ガス循環システムを有する閉ループ構成とし,ループ内に吸着剤ユニット,ガス循環用ドライポンプ,分析用ガス採取ボンベ,および2種類の分析装置を配置し,ガス検知管用の汎用ポートを設けた。分析装置の詳細は後述するが,FTIR(フーリエ変換赤外分光光度計)は分解ガス種の同定および定量化が可能であり,DILO社製ガス分析装置は,主に水分を計測する目的で設置した。今回,対象ガス(SO)の定量化,およびFTIRの絶対値校正を行うために,別途対象ガスを図10中の分析用ガス採取ボンベに採取し,ガスクロマトグラフを用いた分析を実施した。それぞれの装置のガス入出力口にはバイパスを設けておき,必要に応じて装置を系から切り離す(系に入れる)ことが可能である。強制循環させるガスの流量は3リットル/min程度とした。
Next, analyzer arrangement will be described.
FIG. 10 shows the gas flow path and analyzer arrangement in the basic experiment tank. In FIG. P is a vacuum pump; P is a dry pump; G is a vacuum gauge. It has a closed loop configuration with a gas circulation system, and an adsorbent unit, a gas circulation dry pump, an analytical gas sampling cylinder, and two types of analyzers are arranged in the loop, and a general-purpose port for a gas detector tube is provided. Details of the analyzer will be described later, but the FTIR (Fourier Transform Infrared Spectrophotometer) can identify and quantify decomposed gas species, and the DILO gas analyzer is installed mainly for the purpose of measuring moisture. did. This time, in order to quantify the target gas (SO 2 F 2 ) and to calibrate the absolute value of FTIR, the target gas is separately collected in an analytical gas sampling cylinder in FIG. 10 and analyzed using a gas chromatograph. did. A bypass is provided in the gas input / output port of each device, and the device can be disconnected from the system (entered into the system) as necessary. The gas flow rate for forced circulation was set to about 3 liters / min.

(2.2)実規模タンク実験系
まず、実験配置について説明する。実規模タンクの電極配置を図11に示す。実規模タンクは内径1000mm,高さ1000mmである。ガス容積は約900リットルである。SFガス圧力は0.5MPa(abs.)とした。実験はすべてシールドルーム内で行った。
(2.2) Full-scale tank experiment system First, the experimental arrangement will be described. The electrode arrangement of the actual scale tank is shown in FIG. The actual scale tank has an inner diameter of 1000 mm and a height of 1000 mm. The gas volume is about 900 liters. The SF 6 gas pressure was 0.5 MPa (abs.). All experiments were performed in a shielded room.

電極は,高電圧側は平坦部直径360mmの平板電極,接地側は直径0.5mm,長さ28mmの針電極でありギャップ長は15mmとした。基礎実験タンクの場合と若干針長が異なるが,ギャップ長は等しく,結果的にギャップ間の電位分布は基礎実験タンクの場合(図9)とほぼ等しい配置とした。基礎実験タンクの場合と同様,この針電極は,下部の接地側平板電極から絶縁スペーサで絶縁されており,針で発生する部分放電に伴う電流は高周波シャントを介して接地へ流れる。このときの高周波シャント抵抗の電位差をオシロスコープ(Tektronix社製TDS7254B,アナログ帯域2.5GHz,20GS/s)で測定する。   The electrode was a flat plate electrode having a flat portion diameter of 360 mm on the high voltage side, a needle electrode having a diameter of 0.5 mm and a length of 28 mm on the ground side, and a gap length of 15 mm. Although the needle length is slightly different from that of the basic experimental tank, the gap length is the same, and as a result, the potential distribution between the gaps is almost the same as that of the basic experimental tank (Fig. 9). As in the case of the basic experimental tank, this needle electrode is insulated from the lower ground-side plate electrode by an insulating spacer, and the current associated with the partial discharge generated by the needle flows to the ground through the high-frequency shunt. The potential difference of the high frequency shunt resistance at this time is measured with an oscilloscope (Tektronix TDS7254B, analog band 2.5 GHz, 20 GS / s).

試験電圧は交流(商用周波数50Hz)であり,Haefely製のコロナフリー型の試験変圧器(200kV,25kVA)より印加した。   The test voltage was alternating current (commercial frequency 50 Hz), and was applied from a corona-free test transformer (200 kV, 25 kVA) manufactured by Haefely.

次に、分析装置配置について説明する。
実規模タンクにおける分析装置配置(ガス配管)は,図10に示す基礎実験タンクの配置とほぼ等しい。ガスの循環はタンクの側面に対向して設置されたガスポートより行う(図11参照)。
Next, analyzer arrangement will be described.
The analyzer arrangement (gas piping) in the actual tank is almost the same as that of the basic experiment tank shown in FIG. The gas is circulated from a gas port installed facing the side of the tank (see FIG. 11).

(2.3)ガス分析装置および分析手法
(a) FTIR(フーリエ変換赤外分光光度計)
赤外線を気体分子に照射すると,分子を形成している原子間の振動エネルギーに相当する赤外線を吸収する。この吸収度合いを調べることによって化合物の構造推定や定量を行う(赤外分光法)ことが可能である。赤外分光法を行う装置として,現在では,レーザ光による波数モニタ・移動鏡を有する干渉計・コンピュータによる電算処理部を有するフーリエ変換赤外分光光度計(FTIR)が主流となっている。SFおよびそれに成分が近い分解ガスは地球温暖化ガスであり,大気の窓と呼ばれる赤外線を吸収する特徴を有しており,FTIRによる検出が可能である。使用した装置の概要は以下の通りである。
(2.3) Gas analyzer and analysis method (a) FTIR (Fourier transform infrared spectrophotometer)
When infrared rays are irradiated to gas molecules, the infrared rays corresponding to vibration energy between atoms forming the molecules are absorbed. By examining the degree of absorption, the structure of the compound can be estimated and quantified (infrared spectroscopy). At present, as a device for performing infrared spectroscopy, a wave number monitor using a laser beam, an interferometer having a moving mirror, and a Fourier transform infrared spectrophotometer (FTIR) having a computer processing unit are mainly used. SF 6 and the cracked gas whose components are close to it are global warming gases, have a feature of absorbing infrared rays called an atmospheric window, and can be detected by FTIR. The outline of the equipment used is as follows.

・名称:MATTSON Infinity Gold
・内部構成:マイケルソン干渉計,コーナーキューブミラー使用,レーザークワドラチュア方式
・赤外光源:高輝度空冷セラミック中赤外光源
・ビームスプリッタ:Ge/KBr
・スペクトル範囲:7000〜700 cm−1 (分解能:0.5〜32cm−1
・ガスセル:超低容量・ロングパス型ガスセル(パス長さ:2.0m)
・ Name: MATTSON Infinity Gold
・ Internal configuration: Michelson interferometer, corner cube mirror, laser quadrature system ・ Infrared light source: High-intensity air-cooled ceramic mid-infrared light source ・ Beam splitter: Ge / KBr
-Spectral range: 7000-700 cm -1 (resolution: 0.5-32 cm -1 )
・ Gas cell: Ultra low capacity ・ Long pass type gas cell (pass length: 2.0 m)

(b) DILO社製ガス分析装置
イオン・モビリティー・スペクトル法による分解生成物の発生,水分量,SFガス純度の計測ができるが,今回の実験では主に水分量の計測を行った。使用した装置の概要は以下の通りである。
(B) Gas analyzer manufactured by DILO The generation of decomposition products, water content, and SF 6 gas purity can be measured by the ion mobility spectrum method. In this experiment, the water content was mainly measured. The outline of the equipment used is as follows.

・ 分解生成物測定機能
測定範囲:0〜5000ppm Vol.
精度 :2%(100/5000ppm Vol.)
・ 水分測定機能
計測範囲:露点−50〜+10℃
精度 :±2% 露点+10〜40℃の範囲
±4% 露点−40℃以下
・ 体積百分比%(純度)測定機能
計測範囲:0〜100 Vol.%SF
精度 :±1% SF−N−混合基準
Decomposition product measurement function Measurement range: 0 to 5000 ppm Vol.
Accuracy: 2% (100 / 5000ppm Vol.)
・ Moisture measurement function Measurement range: dew point -50 ~ + 10 ℃
Accuracy: ± 2% Dew point + 10-40 ° C range
± 4% Dew point -40 ° C or less · Volume percentage% (purity) measurement function Measurement range: 0 to 100 Vol. % SF 6
Accuracy: ± 1% SF 6 -N 2 -mixing standard

(c) ガスクロマトグラフによるガス分析
ガスクロマトグラフによるガス分析は株式会社東レリサーチセンターにおいて実施した。分析手法の詳細は特許第3318473号において公開されているので,ここでは本手法の概要を述べる。本手法の優れた点は,SFガス中に微量に存在するSF分解ガスの分離が可能である点(通常は,元のSFガスに構成が類似しているために分離が困難),今回のように標準ガスの入手の困難なガスの定量化が可能な点,および分解能に優れる点である。すなわち,別途標準ガスを必要とせず,試験で生成した分析対象ガスから標準ガスを生成し,ガスの定量分析を行うことができる。一連の分析手順は以下の通りである。SFガス中の分解ガス(今回はSOガス)は,専用のキャピラリーカラムと手法により分離され,原子発光検出器(GC/AED)により定量化される。このガスを希釈して標準ガスとして用い,高分解能分析装置である電子捕獲型ガスクロマトグラフ(GC/ECD)のキャリブレーションカーブを取得する。以降,試験において生成された分解ガスはキャリブレーションの実施されているGC/ECDにより定量分析することが可能となる。分解能は0.5ppb Vol.で誤差0.5%以内である(ppbはppmの1/1000)。
(C) Gas analysis by gas chromatograph Gas analysis by gas chromatograph was conducted at Toray Research Center, Inc. Details of the analysis method are disclosed in Japanese Patent No. 3318473, so an outline of this method will be described here. Excellent points of the present approach is that it is possible to separate the SF 6 decomposition gases present in trace amounts in the SF 6 gas (typically difficult to separate in order to configure the original SF 6 gas are similar) As mentioned above, it is possible to quantify a gas for which standard gas is difficult to obtain, and it has excellent resolution. That is, a standard gas can be generated from the analysis target gas generated in the test without separately requiring a standard gas, and the gas can be quantitatively analyzed. A series of analysis procedures are as follows. The cracked gas (in this case, SO 2 F 2 gas) in SF 6 gas is separated by a dedicated capillary column and technique and quantified by an atomic emission detector (GC / AED). This gas is diluted and used as a standard gas, and a calibration curve of an electron capture gas chromatograph (GC / ECD) which is a high resolution analyzer is obtained. Thereafter, the decomposition gas generated in the test can be quantitatively analyzed by GC / ECD for which calibration is performed. Resolution is 0.5ppb Vol. The error is within 0.5% (ppb is 1/1000 of ppm).

(d) ガス検知管
ガス検知管は,ガスと指示薬が反応し変色することで,対象ガスの濃度を示す。電力の現場においても容易にガス分析を行うことができるために,機器の定期点検時などに用いられている。今回は光明理化学工業製の北川式ガス検知器と専用の検知管を使用した。ガス検知管は対象ガスだけでなく,その他各種のガス(妨害ガス)にも反応するため,今回のように様々な分解ガスの発生が予想される場合,指示値は対象ガスの絶対量を示すものではない。ただし,清浄なSFガスに対しては反応することがないため,分解ガスの有無(部分放電の有無)を判断することが可能である。今回は表1に示すガス検知管を使用した。
(D) Gas detector tube The gas detector tube shows the concentration of the target gas when the gas reacts with the indicator and changes color. It is used for periodic inspections of equipment because gas analysis can be performed easily even at the power site. This time, a Kitagawa type gas detector manufactured by Komyo Chemical Co., Ltd. and a dedicated detector tube were used. Since the gas detection tube reacts not only with the target gas but also with various other gases (interfering gases), when the generation of various cracked gases is expected as in this case, the indicated value indicates the absolute amount of the target gas. It is not a thing. However, since there is no reaction with clean SF 6 gas, it is possible to determine the presence or absence of decomposition gas (the presence or absence of partial discharge). This time, the gas detector tube shown in Table 1 was used.

(3)次に、実験結果および考察について説明する。
基礎実験タンクでは,分解ガスの蓄積効果の検証,分解ガス種の同定,分解ガスの経時変化特性の取得,部分放電と分解ガスの定量的評価および外部吸着剤ユニットの効果の検証を目的とした実験を行った。SFガス圧力は0.1MPa(abs.)とし,電圧印加時間は連続8時間とした。実規模タンクでは実機を想定し,比較的小規模な部分放電を発生させ,長時間にわたる分解ガスの蓄積を行い,分解ガス検出の検証を行った。SFガス圧力は0.5MPaとし,電圧印加時間は連続72時間とした。各実験における部分放電の詳細は後述するが,それぞれ概要を表2に示し,一例として観測された部分放電電流波形を図12に示す。また,同表には実験後のSFガスの含有水分量を併記する。基礎実験タンクの実験において,比較的含有水分量が多いが,これは実験タンク(エポキシ製)の器壁に吸着している水分がガス中に放出されたためと考えられる。今回の実験では後述するとおり,含有水分量58ppm以下(実規模実験タンク)の場合でも分析に十分な分解ガスが生成されている。また,印加電圧に交流(商用周波数50Hz)を使用し,部分放電について1時間に10回のサンプリングを行った。表2の値は,最大電荷量については実験中の最大値,平均電荷量は1パルスあたりの平均値,他については取得したデータの平均値(商用周波数(50Hz)1サイクルあたり)を示した。
(3) Next, experimental results and discussion will be described.
The purpose of the basic experimental tank was to verify the accumulation effect of the cracked gas, identify the cracked gas species, obtain the characteristics of the cracked gas over time, quantitative evaluation of partial discharge and cracked gas, and verify the effect of the external adsorbent unit The experiment was conducted. The SF 6 gas pressure was 0.1 MPa (abs.), And the voltage application time was continuous 8 hours. The actual scale tank was assumed to be an actual machine, a relatively small partial discharge was generated, cracked gas was accumulated for a long time, and cracked gas detection was verified. The SF 6 gas pressure was 0.5 MPa, and the voltage application time was continuous 72 hours. The details of the partial discharge in each experiment will be described later. The outline is shown in Table 2, and the partial discharge current waveform observed as an example is shown in FIG. The table also shows the moisture content of SF 6 gas after the experiment. In the experiment of the basic experimental tank, the water content is relatively high, which is thought to be because the moisture adsorbed on the wall of the experimental tank (made of epoxy) was released into the gas. In this experiment, as will be described later, sufficient cracked gas is generated for analysis even when the water content is 58 ppm or less (full-scale experimental tank). Further, alternating current (commercial frequency 50 Hz) was used as the applied voltage, and partial discharge was sampled 10 times per hour. The values in Table 2 indicate the maximum value during the experiment for the maximum charge amount, the average value for the average charge amount per pulse, and the average value of the acquired data (for one cycle of commercial frequency (50 Hz)) for the others. .

(3.1) FTIRによる分解ガス種の同定と蓄積効果の検証
FTIRを用いる場合,分析結果は波数(wave number[cm−1])に対する吸光度(Absorbance)のスペクトルとして表される。したがって,このスペクトルからガス種の同定を行う必要があるが,今回は発生する分解ガスがある程度判明していることから,これらのガスのライブラリデータおよび文献データより実測データとの照合を行った。
(3.1) Identification of decomposition gas species by FTIR and verification of accumulation effect When FTIR is used, the analysis result is expressed as a spectrum of absorbance with respect to wave number (wave number [cm -1 ]). Therefore, it is necessary to identify the gas species from this spectrum, but since the generated cracked gas is known to some extent this time, we compared it with the measured data from the library data and literature data of these gases.

図13にライブラリ(lib)および文献(Ref)による分解ガスを実線,参考として実測(mes)したSFのスペクトルを破線で示す。横軸は波数,縦軸は吸光度である。図13中の縦軸に平行な実線はガス種の同定に使用した波数を示し,図13の上部に対応するガス種を示す(波数の決定理由は後述する)。 FIG. 13 shows the spectrum of SF 6 obtained by measuring the cracked gas from the library (lib) and the literature (Ref) as a solid line, and actually measuring (mes) as a reference. The horizontal axis is wave number and the vertical axis is absorbance. The solid line parallel to the vertical axis in FIG. 13 indicates the wave number used for identifying the gas type, and the gas type corresponding to the upper part of FIG. 13 (the reason for determining the wave number will be described later).

吸光度は,FTIR本体,使用するガスセルおよびガス種(波数)によって異なり,同一ガス種(波数)の場合,濃度に対して相対的な値となる(すなわち,同じ波数(同一ガス種)の場合,吸光度が大きいほど濃度が高いが,波数が異なる(異種ガス)場合,吸光度が大きい方が濃度が高いとは限らない)。したがって,ガスの定量化を行う場合は,別途標準ガスを用いて校正する等の手法が必要である。今回の実験では,標準ガスの入手が困難であることから,実験で生成した分解ガス(濃度3種類)をガスクロマトグラフにおいて定量分析し,吸光度の定量値校正を行った。校正を行ったガス種は経時安定性に優れるSOとした。本来,ある種類のガスが分解や再結合により,別のガスに変換することでガスの割合が変化すると,先に述べたとおりFTIRにおいて元のガスの吸光度は減少する。しかし,今回の実験では,部分放電により発生する分解ガスは極微量であり,分解後においてもなおSFガスが大半を占めるために,SFガスに対応するスペクトルに変化はない。したがって,FTIRにおける測定では,通常バックグラウンドの測定をした後,サンプルの測定を実施し,その差分からガスの評価を行うが,今回はバックグラウンドにSFガス(ボンベからの新ガス)を用い,分解ガスのスペクトルのみが出力されるようにした。図14に0.1MPaのSFをバックグラウンドにした場合に実測した放射率(Emissivity)を示す。放射率はFTIR計測において「窓」と呼ばれるもので,放射率がゼロの部分は感度がない(「窓」が閉じている)。図14より,SFガスの濃度が高いために図13の波線で示すSFの吸光度の大きなピークに対応する波数部分は感度がないことがわかる。したがって,分解ガスの測定には,分解ガスのスペクトルが既知であるもののうち,「窓」の開いている部分から選択した。表3に分解ガスの種類と対応する波数を示し,図13および図14に実線で示す。分解ガスの生成過程より(図7参照),HFの発生が予想されるが,HFはFTIRの波数3500〜4000に感度を有しており,この付近は水分(HO)に感度があるために計測が困難である。 The absorbance depends on the FTIR body, the gas cell used, and the gas type (wave number). In the case of the same gas type (wave number), the absorbance is relative to the concentration (that is, in the case of the same wave number (same gas type), The higher the absorbance, the higher the concentration, but when the wave numbers are different (different gases), the higher the absorbance, the higher the concentration is not necessarily). Therefore, when quantifying gas, a method such as calibration using a standard gas is required. In this experiment, it was difficult to obtain standard gas, so the decomposition gas (concentration of 3 types) generated in the experiment was quantitatively analyzed in a gas chromatograph, and the absorbance was calibrated. The gas species that was calibrated was SO 2 F 2 that was excellent in stability over time. Originally, when a certain kind of gas is converted into another gas by decomposition or recombination, and the ratio of the gas changes, the absorbance of the original gas decreases in FTIR as described above. However, in this experiment, the decomposition gas generated by the partial discharge is extremely small, and the SF 6 gas occupies most of the decomposition gas after decomposition, so the spectrum corresponding to the SF 6 gas does not change. Therefore, in the FTIR measurement, the background is usually measured, then the sample is measured, and the gas is evaluated from the difference. This time, SF 6 gas (new gas from the cylinder) is used for the background. , Only the spectrum of cracked gas is output. FIG. 14 shows the measured emissivity when 0.1 MPa SF 6 is used as the background. The emissivity is called a “window” in FTIR measurement, and the portion where the emissivity is zero has no sensitivity (the “window” is closed). From FIG. 14, it can be seen that the wave number portion corresponding to the large absorbance peak of SF 6 indicated by the wavy line in FIG. 13 has no sensitivity because the concentration of SF 6 gas is high. Therefore, for the measurement of cracked gas, the cracked gas spectrum was selected from the open part of the window. Table 3 shows the types of cracked gas and the corresponding wave numbers, and FIGS. 13 and 14 show solid lines. From the generation process of cracked gas (see Fig. 7), HF is expected to be generated, but HF is sensitive to FTIR wave number 3500-4000, and this area is sensitive to moisture (H 2 O). Therefore, measurement is difficult.

図15に電圧印加前,4時間後,6時間後,8時間後に測定した分解ガスのスペクトルの一例を示す。いずれの波数においても,ライブラリおよび文献データとほぼ一致するピークが認められ,良好にガス種を同定することができる。また,時間の経過とともに分解ガスの濃度が高くなっている(分解ガスが蓄積されている)ことがわかる。FTIRにおける計測では,分析対象となるガスの圧力を高くすることにより計測が高感度になる(より大きな吸光度を示す)場合がある。ただし,ベースとなるガス(今回の場合SF)の圧力も高くなるので,結果的に「窓」も狭くなるが,今回の対象ガスでは,ガス圧力0.5MPaにおいてSOFおよびSOの感度に向上が認められた。これに対しSOFの波数は感度がなくなった。参考として,後述の(4)に分析ガス圧力0.5MPa(abs.)として計測した場合の結果を示す。 FIG. 15 shows an example of a spectrum of cracked gas measured before, 4 hours, 6 hours, and 8 hours before voltage application. At any wave number, a peak almost consistent with the library and literature data is recognized, and the gas species can be identified well. It can also be seen that the concentration of the cracked gas increases with the passage of time (the cracked gas is accumulated). In the measurement in FTIR, there are cases where the measurement becomes highly sensitive (indicating greater absorbance) by increasing the pressure of the gas to be analyzed. However, the pressure of the base gas (SF 6 in this case) also increases, and as a result, the “window” also narrows. However, in the current target gas, SOF 2 and SO 2 F 2 at a gas pressure of 0.5 MPa are used. An improvement in sensitivity was observed. In contrast, the wave number of SOF 4 has lost sensitivity. For reference, the results when measured at an analysis gas pressure of 0.5 MPa (abs.) Are shown in (4) below.

(3.2)分解ガスの経時変化特性
前節において,分解ガスは蓄積する(濃度が高くなる)ことが判明した。ガスを直接分析する手法として,現地においてガス検知管などを用いて簡易に・直ちに分析することもできるが,詳細分析を行う場合はガスを持ち帰り,後日分析を行うことになる。この場合は,寿命の長い(安定して存在する)ガス種について分析を行う必要がある。いずれの手法においても,ガスを直接分析する場合,外部吸着剤ユニットを一時的に休止させ,分解ガスの蓄積を図る必要があるが,外部吸着剤ユニットの休止期間はできるだけ短い方が好ましい。したがって,容易に異常を検出するためには,部分放電により効率的に生成され,かつ寿命の長いものが分析対象ガスに適するものと考えられる(高感度な異常検出が可能となるガス)。これは吸着剤からの分解ガスを分析する場合も同様である。ただし,寿命の短いガスが検出された場合には,至近に部分放電が発生していることを示唆している。このように,検出された分解ガス種と検出量などを総合的に考慮することにより,部分放電の規模,発生期間および発生箇所など,機器の内部状況を推定できる。また,併せてトレンド管理を行うことで,より詳細な状態管理が可能となる。
(3.2) Characteristics of cracked gas over time In the previous section, it was found that cracked gas accumulates (concentration increases). As a method of analyzing gas directly, it can be easily and immediately analyzed using a gas detector tube etc. in the field, but when performing detailed analysis, the gas is taken home and analyzed later. In this case, it is necessary to analyze gas species with a long life (stable existence). In either method, when directly analyzing the gas, it is necessary to temporarily stop the external adsorbent unit and accumulate the decomposition gas. However, it is preferable that the external adsorbent unit be stopped as short as possible. Therefore, in order to easily detect an abnormality, it is considered that a gas that is efficiently generated by partial discharge and has a long life is suitable for the analysis target gas (a gas that enables highly sensitive abnormality detection). The same applies to the case of analyzing cracked gas from the adsorbent. However, if a short-lived gas is detected, it indicates that a partial discharge has occurred in the immediate vicinity. Thus, by comprehensively considering the detected cracked gas species and the detected amount, it is possible to estimate the internal state of the device, such as the scale, generation period, and location of partial discharge. In addition, by performing trend management together, more detailed status management becomes possible.

ここでは分解ガスの経時変化を評価するために,8時間の連続課電により分解ガスを生成させ,電圧印加停止後279時間(11.6日)までの各分解ガスの経時変化をFTIRにより取得した。計測を容易にするために,比較的高濃度の分解ガスを生成させることとし,部分放電量は平均して交流1サイクルに2000以上の部分放電パルスが発生する程度とした(今回の実験ではもっとも激しい放電量となる。詳細は,前出の表2参照)。   Here, in order to evaluate the change over time of the cracked gas, the cracked gas is generated by continuous power application for 8 hours, and the change over time of each cracked gas up to 279 hours (11.6 days) after the voltage application is stopped is obtained by FTIR. did. In order to facilitate measurement, a relatively high concentration of cracked gas is generated, and the partial discharge amount is set to an extent that, on average, 2000 or more partial discharge pulses are generated in one AC cycle. (See Table 2 above for details.)

図16に各分解ガスの経時変化結果を示す。同図より各種の分解ガスは電圧の印加とともに着実に蓄積されて(増加して)いることがわかる。また,SF,SOFおよびSOF(図16(a)および図16(b))は電圧印加停止直後から減少していることから,寿命が比較的短いことがわかる。これに対しSOは電圧印加停止後も増加し続け,約30時間経過時点から平衡し,計測を終了した279時間経過時点まで安定して存在している。これは図7に示すとおり,SOは部分放電により直接生成されるわけではなく,SF,SOFおよびSOFが転換して生成されるためであると考えられる。特に,波数1503cm−1のSOは,今回選択したガス種・波数のうち,もっとも吸光度が高く(感度が良く)FTIRによる分析においては有望であるといえるが,前述の通りSF,SOFおよびSOFの有無も機器の状態診断の重要な要素となり得る。また,後述の(5)に本試験で発生させた部分放電の詳細を示す。 FIG. 16 shows the change over time of each cracked gas. From the figure, it can be seen that the various cracked gases are steadily accumulated (increased) as the voltage is applied. In addition, SF 4 , SOF 4, and SOF 2 (FIGS. 16A and 16B) are decreased immediately after the voltage application is stopped, and it can be seen that the lifetime is relatively short. On the other hand, SO 2 F 2 continues to increase even after the voltage application is stopped, equilibrates from the point of about 30 hours, and exists stably until the point of 279 hours after the end of the measurement. As shown in FIG. 7, this is considered to be because SO 2 F 2 is not directly generated by partial discharge, but is generated by converting SF 4 , SOF 4 and SOF 2 . Particularly, SO 2 F 2 wavenumber 1503cm -1, of the currently selected gas species and wavenumber, can be said to be promising in most absorbance is high (more sensitive) FTIR Analysis, as described above SF 4, The presence / absence of SOF 4 and SOF 2 can also be an important factor in device status diagnosis. Details of the partial discharge generated in this test are shown in (5) below.

(3.3)部分放電と分解ガスの定量的評価
一般的な電気信号による部分放電の検出手法では,検出された信号から部分放電のパラメータを推定する。この場合,検出される電気信号は個々(単パルス)の部分放電の電荷量(C/pulse)に対応している。これに対し,本手法においては分解ガスの時間的な蓄積が重要な要素となるために,対応する部分放電のパラメータは蓄積期間中の総電荷量と考えられる。ここでは分解ガスと部分放電量相互の関係を明確にするために,表4に示す3レベルの部分放電量を設定して分解ガスの特性を取得した。分解ガスの生成時間(電圧印加時間)は8時間である。
(3.3) Quantitative Evaluation of Partial Discharge and Decomposed Gas In the general method for detecting partial discharge using electrical signals, parameters of partial discharge are estimated from the detected signals. In this case, the detected electrical signal corresponds to the charge amount (C / pulse) of an individual (single pulse) partial discharge. On the other hand, since the temporal accumulation of cracked gas is an important factor in this method, the corresponding partial discharge parameter is considered to be the total charge amount during the accumulation period. Here, in order to clarify the relationship between the cracked gas and the partial discharge amount, the characteristics of the cracked gas were acquired by setting the three levels of partial discharge amounts shown in Table 4. The generation time (voltage application time) of the cracked gas is 8 hours.

図17に商用周波数(50Hz)1サイクル(20ms)あたりのパルス数,総電荷量,平均電荷量,および最大電荷量の時間的推移を示し,表4には部分放電量に関するパラメータと定量化したSO濃度,およびガス検知管により得られた電圧印加直後の各種ガス濃度を示す。今回の実験では,部分放電について1時間に10回のサンプリングを行っており,図17および表4中の値は,最大電荷量,平均電荷量は1パルスあたりの最大値および平均値,部分放電パルス数および総電荷量については商用周波数(50Hz)1サイクルあたりの平均値として示した。今回実験で得られたSOの発生割合は,1300〜4800μmol/C程度であった。 FIG. 17 shows the number of pulses per cycle (20 ms) of commercial frequency (50 Hz), total charge amount, average charge amount, and maximum charge amount over time, and Table 4 quantifies parameters related to partial discharge amount. The SO 2 F 2 concentration and various gas concentrations immediately after voltage application obtained by the gas detector tube are shown. In this experiment, partial discharge was sampled 10 times per hour. The values in Fig. 17 and Table 4 are the maximum charge amount, the average charge amount is the maximum value and average value per pulse, and the partial discharge. The number of pulses and the total charge amount are shown as average values per cycle of commercial frequency (50 Hz). The generation rate of SO 2 F 2 obtained in this experiment was about 1300 to 4800 μmol / C.

図17および表4より,「レベル1〜3」までの部分放電量を比較すると,平均電荷量においてはほぼ等しく,最大電荷量においても,最も高い数値を示す「レベル3」の場合でも「レベル1」のたかだか2倍程度しかない。しかし,パルス数は「レベル1」の20倍程度あり,結果的に総電荷量は25倍程度となる。(5)に各実験における部分放電の極性,1パルスあたりの部分放電電荷量のヒストグラムなどを示す。   From FIG. 17 and Table 4, when comparing the partial discharge amounts up to “levels 1 to 3”, the average charge amount is almost equal, and even in the case of “level 3” indicating the highest numerical value even in the maximum charge amount, There is only about twice as much as "1". However, the number of pulses is about 20 times “level 1”, and as a result, the total charge amount is about 25 times. (5) shows the polarity of partial discharge in each experiment, a histogram of partial discharge charge amount per pulse, and the like.

ガス検知管による分析については,すべての場合で電圧印加停止後,時間の経過とともに感度が低下し,HF用検知管は停止後40時間程度では検出不能となり,SO用検知管は停止後70時間程度で初期値の1/3以下となった。 As for the analysis using the gas detector tube, in all cases, after the voltage application is stopped, the sensitivity decreases with time, the HF detector tube becomes undetectable about 40 hours after the stop, and the SO 2 detector tube is stopped after the stop. It became 1/3 or less of the initial value in about time.

図18に総電荷量とFTIR吸光度の関係を示す。同図において縦軸の吸光度は,計測における最大値である。すなわち,(a)SF,SOF,および(b)SOFは電圧印加停止直後の値,(c)のSOについては,電圧印加停止後も徐々に濃度が上昇するために(図16(c)参照),濃度が安定している電圧印加停止70時間後の値とした。いずれの分解ガスも,部分放電の総電荷量と吸光度(分解ガス濃度)に顕著な相関が認められ,総電荷量が多いほど分解ガス濃度が高いことがわかる。 FIG. 18 shows the relationship between the total charge amount and the FTIR absorbance. In the figure, the absorbance on the vertical axis is the maximum value in the measurement. That is, (a) SF 4 , SOF 4 , and (b) SOF 2 are values immediately after the voltage application is stopped, and (c) SO 2 F 2 has a concentration that gradually increases after the voltage application is stopped ( FIG. 16 (c)), and the value was 70 hours after the voltage application was stopped when the concentration was stable. All the cracked gases have a significant correlation between the partial charge total charge amount and the absorbance (decomposed gas concentration), and it can be seen that the larger the total charge amount, the higher the cracked gas concentration.

また,SOについては,濃度が安定している電圧印加停止70時間後にガスクロマトグラフによる定量分析を行った。図19に,総電荷量と定量分析により得られたSO濃度を示す。両者の関係は以下の実験式(数式3)で表すことができる。 For SO 2 F 2 , quantitative analysis by gas chromatography was performed 70 hours after the voltage application was stopped when the concentration was stable. FIG. 19 shows the total charge amount and the SO 2 F 2 concentration obtained by quantitative analysis. The relationship between the two can be expressed by the following empirical formula (Formula 3).

但し,C'SO2F2:SO濃度[ppm]、Qtotal:AC1サイクル中の総電荷量[pC]、電圧印加時間:8時間、ガス体積:15.5リットルである。 However, C 'SO2F2: SO 2 F 2 concentration [ppm], Q total: AC1 total charge amount in the cycle [pC], voltage application time: 8 hours, the gas volume: 15.5 liters.

SOについては定量分析により濃度が判明しているため,FTIRのSOに関する吸光度のうち,最も感度のある波数(1503[cm−1]:図18(c)参照)についてキャリブレーションカーブを求め,濃度の時間的推移を定量的に示したものを図20に示す。同図よりSOの生成量は,電圧印加直後よりも,数時間を経過したあたりから急速に増加し,電圧印加停止後60〜70時間程度で電圧印加停止時のおよそ2倍程度の値に収束することがわかる。電圧印加直後のSOの生成量が伸びないのは,SF,SOFおよびSOFがSOに変換する(図7参照)までにある程度の時間を必要とするため,時間遅れが生じているものと考えられる。これは電圧印加停止後もSOの量が徐々に増加していることからも類推することができる。したがって,SF,SOFおよびSOFの生成量が一定で,SOへの変換割合が一定であれば,前述した時間遅れ経過後,SOは一定に増加するものと考えられる。ここでは前述の仮定に基づくものとすると,数式3について印加時間およびガス体積を考慮した一般式は数式4で与えられる。 Since the concentration of SO 2 F 2 is known by quantitative analysis, calibration is performed for the most sensitive wave number (1503 [cm −1 ]: see FIG. 18C) among the absorbances of SO 2 F 2 of FTIR. FIG. 20 shows a measurement curve obtained and a quantitative transition of concentration over time. From the figure, the amount of SO 2 F 2 generated increases rapidly after several hours from immediately after the voltage application, and is approximately twice as high as when the voltage application is stopped in about 60 to 70 hours after the voltage application is stopped. It can be seen that the value converges. The amount of SO 2 F 2 generated immediately after voltage application does not increase because a certain amount of time is required until SF 4 , SOF 4 and SOF 2 are converted to SO 2 F 2 (see FIG. 7). It seems that there is a delay. This can be inferred from the fact that the amount of SO 2 F 2 gradually increases even after the voltage application is stopped. Accordingly, in the amount of SF 4, SOF 4 and SOF 2 is constant, if the conversion ratio of the SO 2 F 2 is constant, after the delay time described above, SO 2 F 2 is believed to increase the constant It is done. Here, if it is based on the above-mentioned assumption, the general formula which considered application time and gas volume about Formula 3 is given by Formula 4.

但し,CSO2F2:SO濃度[ppm]、Qtotal:AC1サイクル中の総電荷量[pC]、t:印加時間[時間]、Vg:0.1MPa換算時のガス体積[リットル]である。 However, C SO2F2: SO 2 F 2 concentration [ppm], Q total: total amount of charge in the AC1 cycles [pC], t: application time [time], Vg: gas volume at 0.1MPa terms [l] is there.

数式4は先に述べたとおり,いくつかの仮定の上に成り立っており,各パラメータの精度向上が必要であるが分解ガスの濃度推定の基本式となる。   As described above, Equation 4 is based on several assumptions, and although it is necessary to improve the accuracy of each parameter, it is a basic equation for estimating the concentration of cracked gas.

各分解ガスについて,電圧印加開始から約80時間までのFTIR吸光度の推移をまとめたものを後述の(6)に示す。   A summary of the transition of FTIR absorbance from the start of voltage application to about 80 hours for each cracked gas is shown in (6) below.

(3.4)外部吸着剤ユニットの検証
本節では,外部吸着剤ユニット(吸着材4を接地タンク2とは別の密閉容器5に収容してユニット化したもので、接地タンク2に接続して密閉容器5内と接地タンク2内とを連通させたもの)による分解ガスの清浄化を検証するために,分解ガス濃度が既知である高濃度分解ガス(前節におけるレベル3のガス,SO濃度560ppm)に対して吸着剤ユニットを適用した場合と,部分放電の発生と吸着剤ユニットの運転を同時に行った場合の2つの実験を行った。先の試験においては,吸着後のガスについてSOの定量分析を行い,吸着ユニットの効果を定量的に評価した。吸着剤は,東ソー株式会社製の合成ゼオライト系吸着剤「ゼオラム」,種類:F−9,球状品,サイズ4〜8#を使用した。吸着剤は,いずれの場合も50gとし(約100cc),吸着剤ユニットへのガスの送量は毎分3リットル程度とした。
(3.4) Verification of the external adsorbent unit In this section, the external adsorbent unit (the adsorbent 4 is housed in a sealed container 5 separate from the ground tank 2 and unitized; In order to verify the purification of the cracked gas by the closed container 5 and the grounded tank 2 in communication), the high-concentrated cracked gas having a known cracked gas concentration (level 3 gas, SO 2 F in the previous section) Two experiments were carried out: the case where the adsorbent unit was applied to 2 concentrations (560 ppm) and the case where the partial discharge and the operation of the adsorbent unit were performed simultaneously. In the previous test, SO 2 F 2 was quantitatively analyzed for the gas after adsorption, and the effect of the adsorption unit was quantitatively evaluated. As the adsorbent, a synthetic zeolite adsorbent “Zeoram” manufactured by Tosoh Corporation, type: F-9, spherical product, size 4-8 # was used. In each case, the adsorbent was 50 g (about 100 cc), and the amount of gas sent to the adsorbent unit was about 3 liters per minute.

図21に前節におけるレベル3のガス(SO濃度560ppm)に対して吸着剤ユニットを適用した場合(1時間程度運転),図22に部分放電と吸着剤ユニットの運転を同時に行った場合のFTIRによる分析結果を示す。また,表5にそれぞれの結果をまとめる。 When the adsorbent unit is applied to the level 3 gas (SO 2 F 2 concentration 560 ppm) in the previous section (operating for about 1 hour) in FIG. 21, and when partial discharge and the adsorbent unit are operated simultaneously in FIG. The analysis result by FTIR is shown. Table 5 summarizes the results.

図21より吸着剤ユニットを運転することにより,分解ガスがほとんど吸着されていることがわかる。また表5に示すとおり,運転前後のSOガス検知管の指示値は100ppmから0(変化無し)ppmとなり,SOの定量分析結果は560ppmから0.011ppmと約1/50000にまで減少していた。SF中の含有水分量も定量下限値未満(<56ppm)となった。また,部分放電と吸着剤ユニットの運転を同時に行った場合(図22)の部分放電量は表2に示すとおりであり,部分放電に関する各パラメータから前節のレベル3(SO濃度560ppm)と同程度の分解ガスが発生しているものと推定される。しかし,図22より,FTIRにおいては感度がないほど清浄化されていることがわかる。実験終了時にガス検知管による検査を行った結果,SOについては感度がなく,HFについては定量下限値(0.17ppm)未満であった(ガス吸気口付近の試薬が極わずか変色する程度であり,色もHFによる指定色とは異なる)。以上より,吸着剤ユニットを外部に設け,強制的にガスを循環させることにより,十分に機器内のガスを清浄に保つことができることが判明した。(5)に本試験で発生させた部分放電の詳細を示す。 FIG. 21 shows that the decomposition gas is almost adsorbed by operating the adsorbent unit. Moreover, as shown in Table 5, the indicated value of the SO 2 gas detector tube before and after the operation is changed from 100 ppm to 0 (no change) ppm, and the quantitative analysis result of SO 2 F 2 is from 560 ppm to 0.011 ppm to about 1/50000. It was decreasing. The water content in SF 6 was also less than the lower limit of quantification (<56 ppm). In addition, the partial discharge amount when the partial discharge and the operation of the adsorbent unit are performed simultaneously (FIG. 22) is as shown in Table 2. From the parameters related to partial discharge, level 3 in the previous section (SO 2 F 2 concentration 560 ppm) It is estimated that the same level of cracked gas is generated. However, it can be seen from FIG. 22 that the FTIR is so clean that there is no sensitivity. As a result of the inspection by the gas detection tube at the end of the experiment, there was no sensitivity for SO 2 and it was less than the lower limit of quantification (0.17 ppm) for HF (the reagent near the gas inlet was only slightly discolored). Yes, the color is different from the color specified by HF). From the above, it has been found that the gas in the equipment can be kept sufficiently clean by installing an adsorbent unit outside and forcibly circulating the gas. (5) shows the details of the partial discharge generated in this test.

(3.5)実規模実験系における分解ガスの検出
本実験では実機を想定し,大型の実規模タンク(ガス容量900リットル)に0.5MPa(abs.)のSFガスを封入して実験を行った。したがって,使用したガスの量は,基礎実験タンクの場合の約290倍である。発生させた部分放電は,総電荷量ベースで前述基礎実験タンクの場合の約1/2000の27pC程度とし,電圧の印加時間は連続72時間とした。実験で発生させた部分放電について,商用周波数(50Hz)1サイクル(20ms)あたりのパルス数,総電荷量,平均電荷量,および最大電荷量の時間的推移を図23に示す。また,表6には部分放電の概要とガス分析結果をまとめて示す。いずれも1時間あたり10回の計測を行ったが,最大電荷量,平均電荷量は1パルスあたりの最大値および平均値,部分放電パルス数および総電荷量については商用周波数(50Hz)1サイクルあたりの平均値として示した。表6より,最大電荷量が比較的大きい印象をうけるが,これは72時間の実験中において極めて稀に発生するものであり,平均電荷量は4.6pCと極小さい。図24に本試験において計測された全部分放電パルスの電荷量をヒストグラムで整理したものを示す。同図の縦軸はもっとも多かったもの(3.8pC以下)で規格化されており,20pCを超える部分放電は殆ど無いことがわかる。
(3.5) Detection of cracked gas in an actual scale experimental system In this experiment, an actual machine was assumed, and 0.5 MPa (abs.) Of SF 6 gas was sealed in a large actual scale tank (gas capacity 900 liters). Went. Therefore, the amount of gas used is about 290 times that of the basic experimental tank. The generated partial discharge was about 1/2000, about 27 pC in the case of the basic experimental tank, based on the total charge amount, and the voltage application time was continuous 72 hours. FIG. 23 shows temporal transitions of the number of pulses per commercial frequency (50 Hz) per cycle (20 ms), total charge amount, average charge amount, and maximum charge amount for the partial discharge generated in the experiment. Table 6 summarizes the partial discharge and the gas analysis results. Both measurements were performed 10 times per hour, but the maximum charge amount and average charge amount were the maximum and average values per pulse, and the number of partial discharge pulses and total charge amount were per commercial frequency (50 Hz) per cycle. It was shown as an average value. According to Table 6, the impression that the maximum charge amount is relatively large is received, but this occurs very rarely during the 72-hour experiment, and the average charge amount is extremely small at 4.6 pC. FIG. 24 shows the histogram of the charge amounts of all partial discharge pulses measured in this test. The vertical axis of the figure is standardized by the largest number (3.8 pC or less), and it can be seen that there is almost no partial discharge exceeding 20 pC.

本試験においても,ガス検知管による分析と電圧印加停止後70時間程度のガスについてSOの定量分析を行った。FTIRでは分解ガスを検出することができなかった。ガス検知管では電圧印加停止直後にHFにおいて,定量下限値(0.17ppm)未満ではあるが,指示薬がわずかに変色し分解ガスの存在を示した。ただし,24時間後に再度ガス検知管による検査を行った際には,いずれの検知管にも変化はなかった。また,ガスクロマトグラフによるSOの定量分析の結果,0.029[ppm]が確認された。以上より,今回の実験条件(ガス体積,部分放電レベル)であれば,72時間程度の蓄積により十分に部分放電を検出することができることが判明した。 Also in this test, SO 2 F 2 was quantitatively analyzed for the gas for about 70 hours after the gas detector tube and the voltage application were stopped. The decomposition gas could not be detected by FTIR. In the gas detector tube, immediately after the voltage application was stopped, in HF, the indicator was slightly discolored, indicating the presence of decomposition gas, although it was less than the lower limit of determination (0.17 ppm). However, when the inspection with the gas detector tube was performed again 24 hours later, there was no change in any of the detector tubes. As a result of quantitative analysis of SO 2 F 2 by gas chromatography, 0.029 [ppm] was confirmed. From the above, it was found that the partial discharge can be sufficiently detected by accumulation for about 72 hours under the present experimental conditions (gas volume, partial discharge level).

また,この実験条件におけるSOの濃度は,数式5より求めると以下の通りである。 In addition, the concentration of SO 2 F 2 under these experimental conditions is calculated as follows using Equation 5.

計算結果と実測値には若干の差があるが,数式4は現時点における限られた実験データから提案しており,ここで取り扱っているオーダーがppb(ppmの1/1000)である点を考慮すれば,今後実験を重ねることにより,さらに精度の高い実験式を得ることは十分可能であると考えられる。   Although there is a slight difference between the calculation result and the actual measurement value, Formula 4 is proposed based on the limited experimental data at the present time, considering that the order handled here is ppb (1/1000 of ppm) By doing so, it is considered possible to obtain a more accurate empirical formula by repeating experiments in the future.

(3.6)吸着剤ユニットからの分解ガスの検出
上述の(3.4)節において,吸着剤ユニットの効果を検証するために,高濃度分解ガスを吸着剤に吸着させたが(表5における実験1),この吸着剤からの分解ガスの検出を行った。今回使用した吸着剤(合成ゼオライト系吸着剤)は物理吸着タイプであるので,吸着剤に吸着したガスの追い出しには「加熱追い出し法」を用いた。これは吸着剤を300℃に加熱して分解ガスを追い出す手法であり,追い出したガス中のSOについて定量分析を行った。追い出しに用いた吸着剤の量は20[g]であり,追い出しに用いた加熱容器の容量は0.028リットルである。この結果,気相部の成分濃度は1.5ppmであった。したがって,加熱容器中のSOの体積(VSO2F2)は,数式6となる。
(3.6) Detection of cracked gas from adsorbent unit In the above section (3.4), in order to verify the effect of the adsorbent unit, high concentration cracked gas was adsorbed on the adsorbent (Table 5). In Experiment 1), the decomposition gas was detected from this adsorbent. Since the adsorbent used this time (synthetic zeolite adsorbent) is a physical adsorption type, the "heated expulsion method" was used to expel the gas adsorbed on the adsorbent. This is a method of heating the adsorbent to 300 ° C. to drive out the decomposition gas, and quantitative analysis was performed on SO 2 F 2 in the discharged gas. The amount of the adsorbent used for expulsion was 20 [g], and the capacity of the heating container used for expulsion was 0.028 liter. As a result, the component concentration in the gas phase portion was 1.5 ppm. Therefore, the volume of SO 2 F 2 in the heating container (V SO2F2 ) is expressed by Equation 6.

[数6]
SO2F2=1.5×10−6×0.028=4.2×10−8[リットル]
[Equation 6]
VSO2F2 = 1.5 × 10 −6 × 0.028 = 4.2 × 10 −8 [liter]

これを質量(MSO2F2)に変換すると,数式7となる。
[数7]
SO2F2=4.2×10−8/24.46×102.07
=0.18×10−6[g]
=0.18[μg]
但し,24.46:25℃における理想気体1molの体積[リットル],102.07:SOの分子量である。
When this is converted into mass (M SO2F2 ), Equation 7 is obtained.
[Equation 7]
M SO2F2 = 4.2 × 10−8 / 24.46 × 102.07
= 0.18 × 10 −6 [g]
= 0.18 [μg]
However, 24.46: volume of 1 mol of ideal gas at 25 ° C. [liter], 102.07: molecular weight of SO 2 F 2 .

追い出しに使用した吸着剤の量は20gであるので,単位質量あたりの吸着剤からのSOの分離量は約0.01[μg/g]となる。また,吸着剤の総量は50gであったので,吸着剤全体からは0.5μgの分離が可能となる。一方,吸着剤通過前のSOは560ppm,総ガス量は15.5リットルであることから,同様にSOの質量を求めると36.2[mg]となる。したがって,吸着剤から分離されたSOは全体のわずか0.0014[%]に過ぎず,ほとんどのSOが吸着剤に吸着されたままであるものと思われる。この原因としては,加熱追い出し法における加熱温度が不足していることが考えられる。但し,現時点においても吸着剤から追い出しされたSOは1.5ppm(1500ppb)の濃度を有しており,ガスクロマトグラフの分解能(0.5ppb)を考慮した場合,十分な感度を有していると言える。 Since the amount of adsorbent used for expulsion is 20 g, the separation amount of SO 2 F 2 from the adsorbent per unit mass is about 0.01 [μg / g]. Further, since the total amount of the adsorbent was 50 g, 0.5 μg can be separated from the entire adsorbent. On the other hand, since SO 2 F 2 before passing through the adsorbent is 560 ppm and the total gas amount is 15.5 liters, the mass of SO 2 F 2 is similarly determined to be 36.2 [mg]. Therefore, it is considered that SO 2 F 2 separated from the adsorbent is only 0.0014 [%] of the whole, and most of the SO 2 F 2 remains adsorbed on the adsorbent. This may be due to the lack of heating temperature in the heat removal method. However, SO 2 F 2 expelled from the adsorbent has a concentration of 1.5 ppm (1500 ppb) even at present, and has sufficient sensitivity when considering the resolution of gas chromatograph (0.5 ppb). It can be said that.

(4)次に、FTIR分析においてガス圧力を0.5MPaとした場合のスペクトルについて説明する。
図25にFTIR分析においてガス圧力を0.5MPaとした場合のスペクトルを示す。同図(a)よりSOFについて感度がないことがわかる。但し,ガス圧力0.1MPaの場合に比べ,SOFおよびSOの感度に向上が認められた。
(4) Next, the spectrum when the gas pressure is 0.5 MPa in the FTIR analysis will be described.
FIG. 25 shows a spectrum when the gas pressure is 0.5 MPa in the FTIR analysis. From FIG. 5A, it can be seen that SOF 4 has no sensitivity. However, the sensitivity of SOF 2 and SO 2 F 2 was improved compared to the case where the gas pressure was 0.1 MPa.

(5)次に、基礎実験タンクにおいて発生させた部分放電に関する詳細について説明する。
図26に基礎実験タンクを使用して行った試験((3.2)節:分解ガス経時変化特性評価,(3.4)節:外部吸着剤ユニットの検証)において発生させた部分放電に関する詳細を示す(ガス圧力0.1MPa,連続印加時間8時間)。同図は商用周波数50Hzの1サイクル(20ms)中のパルス数,総電荷量,平均電荷量および最大電荷量について時間的推移を示したものである。いずれも1時間あたり10回の計測を行ったが,最大電荷量については計測中の最大値,他については平均値とした。同図中には,参考としてSOの生成量が定量化できている部分放電量のうちもっとも大きいもの((3.3)節におけるレベル3)を併せて示す。同図からわかるとおり,「分解ガス経時変化特性評価」および「吸着剤ユニットの検証」については,「レベル3」と同等程度の部分放電量が発生しており,分解ガスも同等程度生成されているものと考えられる。
(5) Next, the details regarding the partial discharge generated in the basic experiment tank will be described.
Fig. 26 shows the details of the partial discharge generated in the test conducted using the basic experimental tank (Section (3.2): Evaluation of degradation gas aging characteristics, Section (3.4): Verification of external adsorbent unit). (Gas pressure 0.1 MPa, continuous application time 8 hours). This figure shows the temporal transition of the number of pulses, total charge amount, average charge amount, and maximum charge amount in one cycle (20 ms) at a commercial frequency of 50 Hz. In all cases, measurements were performed 10 times per hour, and the maximum charge amount was the maximum value during measurement, and the others were average values. In the figure, the largest partial discharge amount (level 3 in section (3.3)) in which the amount of SO 2 F 2 produced can be quantified is also shown for reference. As can be seen from the figure, the partial discharge amount equivalent to “Level 3” was generated for “degradation gas aging characteristics evaluation” and “verification of adsorbent unit”, and the cracked gas was also generated to the same extent. It is thought that there is.

図27にそれぞれの実験における部分放電の極性および,1パルスあたりの電荷量の分布を表すヒストグラムを表す。ヒストグラムは計測したすべての計測値を累積しており,分解ガス(SO)の定量化ができているレベル3のうちもっとも多いもので規格化した値である(すなわち,レベル3において最大値が1となる)。いずれの場合も負極性の部分放電が支配的であることがわかる(針電極は接地側に設置されている点に注意)。 FIG. 27 shows a histogram representing the polarity of partial discharge and the distribution of charge amount per pulse in each experiment. The histogram is a cumulative value of all measured values, and is a standardized value with the highest number of levels 3 in which cracked gas (SO 2 F 2 ) can be quantified (ie, the maximum at level 3). The value is 1). In either case, it can be seen that negative partial discharge is dominant (note that the needle electrode is placed on the ground side).

(6)次に、分解ガスの経時変化(FTIRによる分析結果)について説明する。
図28〜図30に,部分放電レベルを変化させた場合の各分解ガスに対するFTIR吸光度の時間的推移を示す。
(6) Next, the change with time of the cracked gas (analysis result by FTIR) will be described.
28 to 30 show temporal transitions of the FTIR absorbance for each cracked gas when the partial discharge level is changed.

本発明の異常検出方法を実施するガス絶縁電力機器の第1の実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows 1st Embodiment of the gas insulated power apparatus which implements the abnormality detection method of this invention. 本発明の異常検出方法を実施するガス絶縁電力機器の第2の実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows 2nd Embodiment of the gas insulated power apparatus which implements the abnormality detection method of this invention. 連通路の内管を伸縮させる構造の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the example of the structure which expands / contracts the inner pipe | tube of a communicating path. 第1及び第2の開閉弁を示し、(A)は開路状態の断面図、(B)は閉鎖状態の断面図である。The 1st and 2nd on-off valve is shown, (A) is sectional drawing of an open circuit state, (B) is sectional drawing of a closed state. 図2のガス絶縁電力機器の変形例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the modification of the gas insulated power apparatus of FIG. 本発明の異常検出方法を実施するガス絶縁電力機器の第3の実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows 3rd Embodiment of the gas insulated power apparatus which implements the abnormality detection method of this invention. 分解ガスの発生メカニズムを示す図である。It is a figure which shows the generation | occurrence | production mechanism of cracked gas. 電極配置を示す図である。It is a figure which shows electrode arrangement | positioning. 針先の等電位面と電位分布(r=0で回転対称)を示す図である。It is a figure which shows the equipotential surface of a needle point, and electric potential distribution (r = 0 is rotational symmetry). ガス配管と各装置の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of gas piping and each apparatus. 電極配置を示す図である。It is a figure which shows electrode arrangement | positioning. 観測された部分放電電流の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the observed partial discharge current. 各種SF分解ガスのFTIRスペクトル(ライブラリ及び文献値)を示す図である。Is a diagram illustrating the FTIR spectra of various SF 6 decomposition gas (library and literature value). SF(0.1MPa(abs.))をバックグラウンドにした場合の放射率を示す図である。 SF 6 (0.1MPa (abs.) ) Is a diagram showing an emissivity in the case of the background. 分解ガスのスペクトルの一例を示し、(a)は波数700〜950についての図、(b)は波数1200〜1400についての図、(c)は波数1400〜1600についての図である。An example of the spectrum of cracked gas is shown, (a) is a figure about wave numbers 700-950, (b) is a figure about wave numbers 1200-1400, (c) is a figure about wave numbers 1400-1600. 各分解ガスの経時変化を示し、(a)はSFとSOFについての図、(b)はSOFについての図、(c)はSOについての図である。Shows the time course of the decomposition gas, which is a diagram for (a) drawing of SF 4 and SOF 4 is, (b) the figure for the SOF 2, (c) the SO 2 F 2. 部分放電量の時間的推移を示し、(a)は部分放電パルス数についての図、(b)は総電荷量についての図、(c)は平均電荷量についての図、(d)は最大電荷量についての図である。FIG. 7 shows the temporal transition of the partial discharge amount, (a) is a diagram regarding the number of partial discharge pulses, (b) is a diagram regarding the total charge amount, (c) is a diagram regarding the average charge amount, and (d) is the maximum charge. It is a figure about quantity. 総電荷量とFTIR吸光度との関係を示し、(a)はSFとSOF(電圧印加停止直後の吸光度)についての図、(b)はSOF(電圧印加停止直後の吸光度)についての図、(c)はSO(電圧印加停止約70時間後の吸光度)についての図である。The relationship between the total charge amount and the FTIR absorbance is shown, (a) is a diagram for SF 4 and SOF 4 (absorbance immediately after voltage application is stopped), and (b) is a graph for SOF 2 (absorbance immediately after voltage application is stopped). a diagram of (c) is SO 2 F 2 (absorbance after the voltage application is stopped for about 70 hours). 総電荷量とSO濃度の関係を示す図である。It is a diagram showing the relationship between total charge and SO 2 F 2 concentration. SOの生成量の時間的推移を示し、(a)はレベル1についての図、(b)はレベル2についての図、(c)はレベル3についての図である。FIG. 5 shows the temporal transition of the amount of SO 2 F 2 produced, where (a) is a diagram for level 1, (b) is a diagram for level 2, and (c) is a diagram for level 3. FIG. 高濃度分解ガスに対する吸着材ユニットの検証結果を示し、(a)はSFとSOFについての図、(b)はSOFについての図、(c)はSOについての図である。Results of the validation of the adsorbent unit to high concentrations cracked gas, is a diagram for (a) drawing of SF 4 and SOF 4 is, (b) the figure for the SOF 2, (c) the SO 2 F 2 . 部分放電の発生と吸着材ユニットの同期運転の結果を示し、(a)はSFとSOFについての図、(b)はSOFについての図、(c)はSOについての図である。The partial discharge occurrence and the result of the synchronous operation of the adsorbent unit are shown, (a) is a diagram for SF 4 and SOF 4 , (b) is a diagram for SOF 2 , and (c) is a diagram for SO 2 F 2 . It is. 部分放電の時間的推移(実規模タンクによる基礎実験)を示し、(a)は部分放電パルス数についての図、(b)は総電荷量についての図、(c)は平均電荷量についての図、(d)は最大電荷量についての図である。FIG. 5 shows the time course of partial discharge (basic experiment using an actual scale tank), where (a) is a diagram regarding the number of partial discharge pulses, (b) is a diagram regarding the total charge amount, and (c) is a diagram regarding the average charge amount. (D) is a diagram regarding the maximum charge amount. 部分放電電荷量のヒストムグラムである。It is a histogram of a partial discharge charge amount. FTIR分析においてガス圧力を0.5MPaとした場合のスペクトルを示し、(a)はSFとSOFについての図、(b)はSOFについての図、(c)はSOについての図である。FTIR analysis shows a spectrum when the gas pressure is 0.5 MPa, (a) is a diagram for SF 4 and SOF 4 , (b) is a diagram for SOF 2 , and (c) is a diagram for SO 2 F 2 . FIG. 部分放電量の時間的推移を示し、(a)は部分放電数についての図、(b)は総電荷量についての図、(c)は平均電荷量についての図、(d)は最大電荷量についての図である。FIG. 7 shows the temporal transition of the partial discharge amount, (a) is a diagram regarding the number of partial discharges, (b) is a diagram regarding the total charge amount, (c) is a diagram regarding the average charge amount, and (d) is the maximum charge amount. It is a figure about. 各部分放電の電荷量のヒストムグラムを示し、(a)はレベル1についてのヒストムグラム、(b)はレベル2についてのヒストムグラム、(c)はレベル3についてのヒストムグラム、(d)は分解ガス経時変化特性評価についてのヒストムグラム、(e)は吸着材ユニットの検証についてのヒストムグラムである。The histogram of the charge amount of each partial discharge is shown, (a) is the histogram for level 1, (b) is the histogram for level 2, (c) is the histogram for level 3, and (d) is the decomposition gas aging characteristic. A histogram for evaluation, (e) is a histogram for verification of the adsorbent unit. FTIRによる分析結果(部分放電量:レベル1、SO濃度:5.7ppm)を示し、(a)はSFとSOFについての図、(b)はSOFについての図、(c)はSOについての図である。The analysis result by FTIR (partial discharge amount: level 1, SO 2 F 2 concentration: 5.7 ppm) is shown, (a) is a diagram for SF 4 and SOF 4 , (b) is a diagram for SOF 2 , and (c ) Is a diagram for SO 2 F 2 . FTIRによる分析結果(部分放電量:レベル2、SO濃度:33ppm)を示し、(a)はSFとSOFについての図、(b)はSOFについての図、(c)はSOについての図である。The analysis results by FTIR (partial discharge amount: level 2, SO 2 F 2 concentration: 33 ppm) are shown, (a) is a diagram for SF 4 and SOF 4 , (b) is a diagram for SOF 2 , and (c) is it is a diagram for SO 2 F 2. FTIRによる分析結果(部分放電量:レベル3、SO濃度:560ppm)を示し、(a)はSFとSOFについての図、(b)はSOFについての図、(c)はSOについての図である。The analysis results by FTIR (partial discharge amount: level 3, SO 2 F 2 concentration: 560 ppm) are shown, (a) is a diagram for SF 4 and SOF 4 , (b) is a diagram for SOF 2 , and (c) is it is a diagram for SO 2 F 2.

符号の説明Explanation of symbols

1 絶縁ガス
2 接地タンク
4 吸着材
5 密閉容器
9 連通路
13 採取口
1 Insulating gas 2 Ground tank 4 Adsorbent 5 Sealed container 9 Communication path 13 Sampling port

Claims (3)

絶縁ガスが封入されている接地タンク内で発生した分解ガスを吸着する吸着材を前記接地タンクとは別の密閉容器に収容すると共に、前記密閉容器内と前記接地タンク内とを連通し、前記分解ガスを前記密閉容器内に導いて前記吸着材によって吸着除去する一方、異常検出を行う場合には、前記接地タンクから前記吸着材に至るまでの間の連通路に設けた採取口から前記吸着材に接する前のガスを採取し、SOの検出に基づいて前記接地タンク内での異常の発生を検出することを特徴とするガス絶縁電力機器の異常検出方法。 The adsorbent that adsorbs the decomposition gas generated in the grounding tank in which the insulating gas is sealed is housed in a sealed container different from the grounded tank, and the sealed container and the grounded tank communicate with each other, When the cracked gas is introduced into the sealed container and adsorbed and removed by the adsorbent, when an abnormality is detected, the adsorption is performed from a sampling port provided in a communication path from the ground tank to the adsorbent. A method for detecting an abnormality in a gas-insulated power device, comprising: collecting a gas before contacting a material and detecting the occurrence of an abnormality in the grounded tank based on detection of SO 2 F 2 . 絶縁ガスが封入されている接地タンク内で発生した分解ガスを吸着する吸着材を前記接地タンクとは別の密閉容器に収容すると共に、前記密閉容器を前記接地タンクに切り離し可能に接続して前記密閉容器内と前記接地タンク内とを連通し、前記分解ガスを前記密閉容器内に導いて前記吸着材によって吸着除去する一方、異常検出を行う場合には、接地タンク側連通路を閉じた状態で前記接地タンクから前記密閉容器を切り離して前記吸着材の分析を行ないSOの検出に基づいて前記接地タンク内での異常の発生を検出することを特徴とするガス絶縁電力機器の異常検出方法。 The adsorbent that adsorbs the decomposition gas generated in the grounding tank in which the insulating gas is sealed is housed in a sealed container different from the grounded tank, and the sealed container is detachably connected to the grounded tank. In the closed container and the ground tank, the cracked gas is introduced into the sealed container and adsorbed and removed by the adsorbent. On the other hand, when abnormality detection is performed, the ground tank side communication path is closed. Then, the closed container is separated from the grounded tank, the adsorbent is analyzed, and an abnormality in the grounded tank is detected based on the detection of SO 2 F 2. Detection method. 前記SOに加えて、SFとSOFとSOFのうち少なくとも一のガスの検出に基づいて前記接地タンク内での異常の発生を検出することを特徴とする請求項1又は2記載のガス絶縁電力機器の異常検出方法。 In addition to the SO 2 F 2, SF 4 and SOF 4 and based on the detection of at least one gas of SOF 2 and detecting the occurrence of abnormality in said ground tank according to claim 1 or 2 The method for detecting an abnormality of the gas-insulated power equipment described.
JP2006243946A 2006-09-08 2006-09-08 Method for detecting abnormality in gas insulated power apparatus Pending JP2008067535A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006243946A JP2008067535A (en) 2006-09-08 2006-09-08 Method for detecting abnormality in gas insulated power apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006243946A JP2008067535A (en) 2006-09-08 2006-09-08 Method for detecting abnormality in gas insulated power apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008067535A true JP2008067535A (en) 2008-03-21

Family

ID=39289723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006243946A Pending JP2008067535A (en) 2006-09-08 2006-09-08 Method for detecting abnormality in gas insulated power apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008067535A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010206962A (en) * 2009-03-04 2010-09-16 Central Res Inst Of Electric Power Ind Method of detecting abnormal conditions in gas-insulated power apparatus
KR20180068885A (en) * 2016-12-14 2018-06-22 유호전기공업주식회사 Method for providing graphic user interface capable of intuitive partial discharge diagnosis and partial discharge remote diagnosis system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5421551A (en) * 1977-07-18 1979-02-17 Mitsubishi Electric Corp Electric machine having defectiveness detection means
JPS5983518A (en) * 1982-11-01 1984-05-15 住友電気工業株式会社 Gas insulated electric device
JPH0287913A (en) * 1988-09-21 1990-03-28 Toshiba Corp Gas insulating equipment
JPH11337457A (en) * 1998-05-25 1999-12-10 Fuji Electric Co Ltd Decomposed gas detecting device and method of gas insulating machinery

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5421551A (en) * 1977-07-18 1979-02-17 Mitsubishi Electric Corp Electric machine having defectiveness detection means
JPS5983518A (en) * 1982-11-01 1984-05-15 住友電気工業株式会社 Gas insulated electric device
JPH0287913A (en) * 1988-09-21 1990-03-28 Toshiba Corp Gas insulating equipment
JPH11337457A (en) * 1998-05-25 1999-12-10 Fuji Electric Co Ltd Decomposed gas detecting device and method of gas insulating machinery

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010206962A (en) * 2009-03-04 2010-09-16 Central Res Inst Of Electric Power Ind Method of detecting abnormal conditions in gas-insulated power apparatus
KR20180068885A (en) * 2016-12-14 2018-06-22 유호전기공업주식회사 Method for providing graphic user interface capable of intuitive partial discharge diagnosis and partial discharge remote diagnosis system
KR101991075B1 (en) * 2016-12-14 2019-06-19 유호전기공업주식회사 Method for providing graphic user interface capable of intuitive partial discharge diagnosis and partial discharge remote diagnosis system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101799458B (en) Method for analyzing decomposition products of SF6 in electrical device
Kurte et al. Application of infrared spectroscopy to monitoring gas insulated high-voltage equipment: electrode material-dependent SF 6 decomposition
JP2016126013A (en) Sample introduction device
EP3245503B1 (en) Method for determining a property of a fluid component of a fluid present in a compartment of an electrical apparatus and a measurement device for carrying out the method and the use of the device
CN105911032A (en) Apparatus and method for detecting SO2 in SF6 electrical equipment based on ultraviolet fluorescence
CN103344735A (en) Method for positioning discharging fault in gas insulated switchgear (GIS)
KR102056235B1 (en) Apparatus for measuring dissolved gas and oil immersed transformer having the same
US20140233034A1 (en) Apparatus and method for on-line, real-time analysis of chemical gasses dissolved in transformer oil
Zhao et al. Partial discharge early-warning through ultraviolet spectroscopic detection of SO2
CN111239573A (en) Online diagnosis method and device for internal fault of sulfur hexafluoride electrical equipment
CN105651565A (en) Field sampling device for SF6 gas analysis
CN114002158A (en) Method and device for detecting SF6 decomposition component gas based on photoacoustic spectrometry
CN105181615A (en) Detection device and detection method for gas concentration of sulfur dioxide and hydrogen sulfide
JP2006254614A (en) Gas-insulated power apparatus and its abnormality detecting method
CN109142994B (en) Method and device for diagnosing discharge degree based on sulfur hexafluoride electrical equipment
JP2008067535A (en) Method for detecting abnormality in gas insulated power apparatus
JP3343524B2 (en) Gas analyzer in electrical insulating oil
CN211955717U (en) On-line monitoring device
JP5827776B2 (en) Measuring method, nuclear fuel damage detection method using the same, measuring device and method of using the same
JP2008067536A (en) Gas insulated power apparatus and abnormality detection method therefor
US6609415B2 (en) Method of evaluating adsorption of contaminant on solid surface
CN215339515U (en) Gas/solid decomposition product detection system in operation equipment
JP2008067538A (en) Method for detecting abnormality in gas insulated power apparatus
CN108444516A (en) A kind of method and apparatus of assessment sulfur hexafluoride decomposition product detecting system performance
JP2010206962A (en) Method of detecting abnormal conditions in gas-insulated power apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090724

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091207

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110725

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110802

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20111129