JP2011517129A - 絶縁液で満たされた高電圧設備における膨張容器内への大気からの空気供給を減少させる方法、及び前記方法を実行する装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本方法は、大気圧に対する規定の過圧に至るまでは、膨張容器からガスが外部の緩衝空間内へ受け渡され、前記過圧を上回る場合に初めてガスが大気へ放出され、大気圧に対する規定の負圧に至るまでは、外部の緩衝空間からガスが膨張容器内へ受け渡され、前記負圧を下回る場合に初めて選択的に大気から空気又は不活性ガスが緩衝空間内へ供給され、緩衝空間容積は、高電圧設備内の絶縁液の下方及び上方の作動温度(TU, TO)を用いることで決定されることで特徴付けられる。
【選択図】図1
Description
高電圧設備(例えば変圧器)は、冷却のために絶縁液(例えばミネラルオイル)で満たされている。負荷変更並びに冷却設備出力や外気温度の変動は、充填オイルの明らかな温度変化、従って充填オイルの容積変化をもたらす。充填オイルの容積変化は、変圧器タンク上方の膨張容器により受容(吸収)される。膨張容器内では、大気とオイルレベルの直接接触が成されている。大気に対する圧力平衡は、端部において空気脱湿器(ブリーザ)とオイルヘッドで閉じられている配管を介して行われる。始まる熱劣化により酸素が変圧器の活動部分で消費される場合、並びに再飽和中に絶縁液をガス抜きする場合(新規稼動開始、修理)には、更に大気からの空気供給が発生する。大気に対するこの古典的な隔離システムはヨーロッパで実証されたにも拘らず、開発はそれから遠ざかり、主として酸素を排除するため、更には空気脱湿の手間(面倒さ)を回避するためにも、空気隔離を伴う隔離システムへと向っている。酸素においては、絶縁システムの寿命に対して直接的な関係が見てとれる。しかしそのための基準は欠如していて、その監視のための信頼性のある分析方法も同様である。
− 特に追加装備時にかかるコストが高い。
− 停止状態において追加装備をしなくてはならない。
− 効果のための基準が欠如している。
− 意図する酸素の完全除去が技術的な限界により実行可能ではない。
− 変圧器の新規稼動開始後、変圧器容器オイル(即ち変圧器容器内の絶縁オイル)は6週間から18ヶ月に至るまでの期間で空気飽和に達する(NIS基準)。
− ほぼ32000ppmという空中酸素の飽和濃度は、絶縁システムの熱分解が開始し且つ酸化反応が進行(ないし終了 ablaufen)するまでの間、数年に亘り保たれる。
− 変圧器容器オイル内の酸素濃度の低減は、膨張容器の空気空間内の酸素含有量に影響を及ぼすことはなく(熱異常のある場合にだけ確認される)、これは大気からの迅速な補充が行われるためである。
− 大気圧に対する規定の過圧(オーバープレッシャ Ueberdruck)に至るまでは、膨張容器からガス(気体)が外部の緩衝空間内へ受け渡され、
− 大気圧に対する規定の負圧(アンダープレッシャ Unterdruck)に至るまでは、外部の緩衝空間からガスが膨張容器内へ受け渡され、
− 緩衝(空間)容積が、高電圧設備内の絶縁液の下方及び上方の作動温度(Arbeitstemperatur TU, TO)を用いることで決定されること
により特徴付けられている。
本発明に従う方法、及び本方法を実行する装置は、以下の長所をもたらす:
− 湿気と酸素に促進される絶縁システムの分解が制限され、高電圧設備の寿命を長くすることができる。
− 液内の溶存酸素が対流により高電圧設備内へ達し、絶縁システムにおいて生ずる熱劣化により消費され、外部から新たな酸素が供給されることはない。
− 定期監視から本装置の設置の時点を検出することができ、この時点は遅くとも絶縁システムにおける熱劣化の開始と共に開始すべきものである。
− 本装置の調達と設置は安価であり、設置のために稼動中断を必要とすることもない。
− 酸素低減の効果を、膨張容器のガスの分析により追従することができる。
− 本装置内の絶縁液の充填レベルを介し、酸素低減の効果を変更することができる。
− 複数の本装置の相互接続及び/又は本装置の緩衝バッグとの連結が、膨張容器の大きさへの適合、並びに酸素低減の効果を可能にする。
− 本装置の使用は保全不要(メンテナンスフリー)であり、膨張容器における脱湿(呼吸)器の作動をも負荷軽減する。
− 大気圧に対する前記負圧を下回る場合の不活性ガスの配量(投与量)は、大気からの空気供給のより迅速でより強い減少を可能にする。
− 変圧器の開いた隔離システムは、擬制的に(いわば)閉じたシステムとなり、この際、膨張容器内で近似的なオンライン平衡ガスが発生するが、このことは分析監視にとって極めて興味深いことである。
2 蓋
3 内側のタンク
4 管開口部
5 管
6 蓋
7 接続部材
8 平衡管
9 脱湿(呼吸)器(ないし除湿器、ブリーザ)
10 膨張容器
11 単路活栓(Einweghahn, ワンウェイ弁)
12 フロートスイッチ
13 弁
14 絶縁液
15 緩衝空間
16 補償空間
17 浮動体
18 集合配管(マニホールド)
19 充填配管
20 U字状管
21 開口部
22 蓋
23 圧力センサ
24 弁
25 栓を備えた接続部材
Claims (16)
- 絶縁液で満たされた高圧設備における膨張容器内への大気からの空気供給を減少させる方法であって、
− 大気圧に対する規定の過圧に至るまでは、膨張容器(10)からガスが外部の緩衝空間(15)内へ受け渡され、
− 大気圧に対する規定の負圧に至るまでは、外部の緩衝空間(15)からガスが膨張容器(10)内へ受け渡され、
− 緩衝空間容積が、高電圧設備内の絶縁液の下方及び上方の作動温度(TU, TO)により決定されること
を特徴とする方法。 - 大気圧に対する前記過圧を上回る場合には、緩衝空間(15)からガスが、外側のタンク(1)の蓋(2)に設けられている小型の内側のタンク(3)の外殻部における管開口部(4)を介して放出されること
を特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 大気圧に対する前記負圧を下回る場合には、大気から空気が、平衡管(8)を介し、そして外側のタンク(1)の蓋(2)に設けられている小型の内側のタンク(3)の外殻部における管開口部(4)を介して緩衝空間(15)内へ受け渡されること
を特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 大気圧に対する前記負圧を下回る場合において大気からの空気供給をより迅速に且つより強く減少させるために、不活性ガスが緩衝空間(15)内へ、最大で大気圧に対する前記過圧に達するまで供給されること
を特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 本方法の適用によって直接的に膨張容器(10)及び緩衝空間(15)が不活性ガスを用いて清浄化ないしパージされること
を特徴とする、請求項1又は4に記載の方法。 - 前記タンク(1、3)内における絶縁液(14)の充填容積を減少させることにより、膨張容器(10)内への大気からの空気供給の減少が軽減されること
を特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。 - 膨張容器(10)の脱湿呼吸器(9)に集合配管(18)を介して複数の前記タンク(1、3)を接続することにより、及び/又は、外側のタンク(1)の緩衝空間(15)に接続部材(25)を介して緩衝バッグを接続することにより、膨張容器(10)内への大気からの空気供給の減少が増強されること
を特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。 - 集合配管(18)内の絶対圧が測定され、規定の上限に対してずれがあるときには弁(24)を介して大気との圧力平衡が行われ、下限に対してずれがあるときには弁(24)又は弁(13)を介して大気との圧力平衡が行われること
を特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。 - 膨張容器(10)内への大気からの空気供給の減少の効果を検証するために、膨張容器(10)内の絶対酸素含有量が測定されること
を特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。 - 高電圧設備の液がガスと直接接触状態にある該高電圧設備における膨張容器内の空気の酸素含有量を低減させる装置であって、
− 蓋(2)を有する閉じた外側のタンク(1)(第1のタンク)が、接続部材(7)を介し、膨張容器(10)の脱湿呼吸器(9)と接続されていること、
− 外側のタンク(1)の蓋(2)には、蓋(6)を有する小型の第2の内側のタンク(3)が取り付けられていると共に、該内側のタンク(3)は、下方に向かって開いており、且つ外側のタンク(1)の底部に対して離間して配されており、下外殻領域において管(5)の管開口部(4)を有すること、
− 内側のタンク(3)の外殻部の上部には平衡管(8)が挿入されていて、該平衡管(8)は、水平に外側のタンク(1)の外殻部を通じて外部へ通じ、下方に向かって開口されていること、及び、
− 外側の第1のタンク(1)内には、規定の充填容積を有する絶縁液(14)が含まれていて、それにより外側の第1のタンク(1)内には緩衝空間(15)が形成され、内側の第2のタンク(3)内には補償空間(16)が形成されていること
を特徴とする装置。 - 高電圧設備の液がガスと直接接触状態にある該高電圧設備における膨張容器内の空気の酸素含有量を低減させる装置であって、
− 大型の閉じたタンク(第1のタンク)が、接続部材を介し、膨張容器(10)の脱湿呼吸器(9)と接続されていること、
− 小型の第2のタンクが設けられていて、該第2のタンクが底部を有し、更には1つの壁部が共通して利用され且つ該壁部の下部領域に管接続部が規定の高さで配置されているように外側の前記タンクと並んで配置されていること、
− 小型の第2のタンクの外殻部の上部部分又は蓋には、折り曲げられて下方に向かって開口する平衡管が挿入されていること、及び、
− 規定の充填容積を有する絶縁液が第1、第2の両方のタンク内に含まれていて、それにより大型の第1のタンク内には緩衝空間が形成され、小型の第2のタンク内には補償空間が形成されていること
を特徴とする装置。 - 外側の又は大型の第1のタンク(1)の外殻部にはフロートスイッチ(12)が配置されていて、該フロートスイッチ(12)は、弁(13)を介して不活性ガスの圧力容器と接続されていること
を特徴とする、請求項10又は11に記載の装置。 - 前記第2のタンク(3)内には浮動体(17)が満たされていること
を特徴とする、請求項10、11又は12に記載の装置。 - 前記管(5)はU字状管(20)として形成されていて、該U字状管(20)の底部には開口部(21)が設けられていて、該U字状管(20)及び前記第1、第2のタンク(1、3)内には浮動体(17)が満たされていること
を特徴とする、請求項10、11又は12に記載の装置。 - 緩衝空間(15)及び補償空間(16)の作動容積を拡大するために、複数の本装置が集合配管(18)を介して膨張容器(10)の脱湿呼吸器(9)と相互接続されていて、集合配管(18)には、圧力センサ(23)と、大気と接続されている弁(24)とが含まれていること
を特徴とする、請求項10〜14のいずれか一項に記載の装置。 - 緩衝空間(15)の作動容積を拡大するために、該緩衝空間(15)は接続部材(25)を介して緩衝バッグと接続されていること
を特徴とする、請求項10〜15のいずれか一項に記載の装置。
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