JP2022032335A - 変圧器及び部分放電判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部分放電を検出するための物理量を適切に計測することができる変圧器及び部分放電判定方法を提供することである。【解決手段】実施形態の変圧器は、絶縁性を有するガスを密閉する筐体と、コイル装置と、冷却部と、ファンと、センサとを持つ。コイル装置は、筐体内に位置する。冷却部は、筐体に位置し、ガスから熱を奪う。ファンは、コイル装置と冷却部との間に位置し、ガスを圧送する。センサは、筐体のうちファンが位置する箇所と異なる箇所に位置し、コイル装置から生じる部分放電に関する物理量を測定する。【選択図】図１

Description

本発明の実施態様は、変圧器及び部分放電判定方法に関する。

電力機器の絶縁破壊の前触れとして、電力機器から部分放電が発生することがある。このような特性を利用し、部分放電によって変化する物理量をセンサを用いて計測することによって、電力機器の絶縁破壊を予測する技術が知られている。

特許第６５８８７８１号公報

電力機器の一具体例として、コイルを、絶縁性を有するガスを密閉するタンクに格納することで、巻線とタンクとの絶縁を確保した変圧器がある。このような変圧器について、部分放電の検出を行うことが望まれる。
本発明が解決しようとする課題は、部分放電を検出するための物理量を適切に計測することができる変圧器及び部分放電判定方法を提供することである。

実施形態の変圧器は、絶縁性を有するガスを密閉する筐体と、コイル装置と、冷却部と、ファンと、センサとを持つ。コイル装置は、筐体内に位置する。冷却部は、筐体に位置し、ガスから熱を奪う。ファンは、コイル装置と冷却部との間に位置し、ガスを圧送する。センサは、筐体のうちファンが位置する箇所と異なる箇所に位置し、コイル装置から生じる部分放電に関する物理量を測定する。

第１の実施形態に係る変圧器の構成を示す斜視図である。 第１の実施形態に係る変圧器の断面図である。 第１の実施形態に係る検査装置の構成を示す概略ブロック図である。 第２の実施形態に係る変圧器の構成を示す斜視図である。 第３の実施形態に係る変圧器の構成を示す斜視図である。 第３の実施形態に係る検査装置の構成を示す概略ブロック図である。 第３の実施形態に係る検査装置による部分放電の判定方法を示すフローチャートである。 第４の実施形態に係る変圧器の構成を示す斜視図である。 第５の実施形態に係る変圧器の構成を示す斜視図である。 第６の実施形態に係る変圧器の構成を示す斜視図である。 第７の実施形態に係る変圧器の構成を示す斜視図である。 第８の実施形態に係る変圧器の構成を示す斜視図である。

以下、実施形態の変圧器及び部分放電判定方法を、図面を参照して説明する。
〈第１の実施形態〉
《変圧器１０の構成》
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
図１は、第１の実施形態に係る変圧器１０の構成を示す斜視図である。図２は、第１の実施形態に係る変圧器１０の断面図である。第１の実施形態に係る変圧器１０は、三相三巻線変圧器である。
変圧器１０は、図１に示すように、３つのコイル装置１１、コイルタンク１３、熱交換器１５、接続管１７、センサ１９を備える。

３つのコイル装置１１は、コイルタンク１３内に収容される。コイルタンク１３は、加圧空気を密閉する。加圧空気は、少なくとも１気圧以上で加圧される。コイルタンク１３は、例えば鋼板により構成される。熱交換器１５は、コイルタンク１３に充填される加圧空気から熱を奪い、大気中に放出する。接続管１７は、コイルタンク１３と熱交換器１５とを接続し、加圧空気を流通させる。センサ１９は、コイルタンク１３のＴＥＶ（Transient Earth Voltage、過渡設置電圧）を計測する。具体的には、センサ１９は、コイル装置１１との間で形成される浮遊容量を介して検出されるコイルタンク１３の表面電位を検出する。コイル装置１１の部分放電が生じると、コイルタンク１３の接地電圧が過渡的に変化する。そのため、センサ１９によりＴＥＶを計測することで、部分放電の検出を行うことができる。つまり、ＴＥＶは、部分放電に関する物理量の一例である。

加圧空気は、コイルタンク１３、熱交換器１５、及び接続管１７によって密封される。つまり、コイルタンク１３、熱交換器１５、及び接続管１７は、変圧器１０の筐体を構成する。

《コイル装置１１の構成》
３つのコイル装置１１は、図１に示すように、それぞれコイルタンク１３内に、一列に並べて設置される。すなわち、コイルタンク１３は、コイル装置１１を収容する第１筐体の一例である。３つのコイル装置１１は、それぞれＵ相、Ｖ相、及びＷ相に対応する。各コイル装置１１は、図２に示すように、鉄心１１１とコイル１１２と口出し線１１３とを備える。

コイル１１２は、高圧側巻線１１２ａ、低圧側巻線１１２ｂ、空隙部１１２ｃ、及び被覆部１１２ｄを有する。
高圧側巻線１１２ａ及び低圧側巻線１１２ｂは、鉄心１１１に巻回されて構成される。高圧側巻線１１２ａは、変圧器１０を電力系統に適用する際に高圧電力が入力される一次側の巻線として機能する。低圧側巻線１１２ｂは、変圧器を電力系統に適用する際に低圧電力を出力する二次側の巻線として機能する。高圧側巻線１１２ａは、低圧側巻線１１２ｂの外側に設けられる。
空隙部１１２ｃは、高圧側巻線１１２ａと低圧側巻線１１２ｂとの間に形成される。
被覆部１１２ｄは、エポキシ樹脂などの絶縁性の高い絶縁部材で形成される。高圧側巻線１１２ａ及び低圧側巻線１１２ｂを被覆する。被覆部１１２ｄは、例えば高圧側巻線１１２ａ及び低圧側巻線１１２ｂを絶縁部材に浸漬させ、当該絶縁部材を硬化させることで形成される。
口出し線１１３は、高圧側巻線１１２ａから引き出される高圧側口出し線１１３ａ及び低圧側巻線１１２ｂから引き出される低圧側口出し線１１３ｂを備える。

《コイルタンク１３の構成》
コイルタンク１３は、脚部１３１、底板１３２、側壁１３３、蓋板１３４、高圧側端子１３５、低圧側端子１３６、上部クランプ１３７、下部クランプ１３８、接地極１３９を備える。

脚部１３１は、コイルタンク１３を下方から支持する。
底板１３２は、脚部１３１の上に設けられる。底板１３２の上にはコイル装置１１が設置される。側壁１３３は、底板１３２の端縁から上方に立ち上がるように設けられる。蓋板１３４は、側壁１３３の上部を覆うように設けられる。底板１３２、側壁１３３及び蓋板１３４は、鋼板によって構成される。

側壁１３３には、コイルタンク１３の周方向にコイルタンク１３を補強するための複数の補強部１３３ａが設けられる。補強部１３３ａは、側壁１３３から外方向に突出する水平方向に伸びる部分である。つまり、側壁１３３の外面は、補強部１３３ａによって一方向に伸びる凹部と凸部が形成される。
補強部１３３ａは、例えば鋼板を折り曲げて形成された断面Ｃ字状のチャンネル部材（リップ溝形鋼）や角形鋼管であってよい。この場合、補強部１３３ａのリップが側壁１３３に接着又は溶接される。また、補強部１３３ａは、例えば側壁１３３が波型に折り曲げて形成されることで生じる凸部であってもよい。

高圧側端子１３５及び低圧側端子１３６は、蓋板１３４を上下方向に貫通して設けられる。高圧側端子１３５及び低圧側端子１３６は、例えばＴ型ブッシングやダイレクトモールドブッシングによって構成される。高圧側端子１３５のコイルタンク１３内側の端は、高圧側口出し線１１３ａを介して高圧側巻線１１２ａに接続される。低圧側端子１３６のコイルタンク１３内側の端は、低圧側口出し線１１３ｂを介して低圧側巻線１１２ｂに接続される。高圧側端子１３５及び低圧側端子１３６は、コイル装置１１と電気的に接続された取出端子である。

上部クランプ１３７は、３つのコイル装置１１に亘って設けられ、各コイル装置１１の鉄心１１１の上端部を挟み込んだ状態で固定される。
下部クランプ１３８は、３つのコイル装置１１に亘って設けられ、各コイル装置１１の鉄心１１１の下端部を挟み込んだ状態で固定される。下部クランプ１３８は、底板１３２に固定される。
上部クランプ１３７及び下部クランプ１３８は、例えば鋼板を折り曲げて形成されるチャンネル部材（溝形鋼）やアングル部材（山形鋼）によって構成されてよい。
接地極１３９は、大地に埋設され、接地線を介してコイルタンク１３の外壁（例えば、側壁１３３）に接続される。これにより、コイルタンク１３の底板１３２、側壁１３３及び蓋板１３４、並びにコイルタンク１３に接続される接続管１７及び熱交換器１５が接地される。

《熱交換器１５の構成》
熱交換器１５は、コイルタンク１３に対してコイル装置１１の並び方向に交差する方向に設けられる。例えば、コイル装置１１の並び方向をコイルタンク１３の左右方向と定義すると、熱交換器１５は、コイルタンク１３の後方に設けられる。熱交換器１５は、例えば加圧空気が通る複数のチューブと大気との表面積を稼ぐフィンとからなる熱交換部を有する。すなわち、熱交換器１５は、冷却部（熱交換部）を有する第２筐体の一例である。
接続管１７は、熱交換器１５の上部とコイルタンク１３の上部とを接続する上部接続管１７１と、熱交換器１５の下部とコイルタンク１３の下部とを接続する下部接続管１７２とを有する。上部接続管１７１は、コイル装置１１により熱せられた加圧空気を熱交換器１５に流通させる。下部接続管１７２は、熱交換器１５により冷却された加圧空気をコイルタンク１３に流通させる。下部接続管１７２には、熱交換器１５からコイルタンク１３へ加圧空気を圧送するファン１７２ａが設けられる。ファン１７２ａは、必ずしも送風機でなくてよく、圧力比の高いブロワ等であってもよい。また、他の実施形態では、上部接続管１７１に、コイルタンク１３から熱交換器１５へ加圧空気を圧送するファンが設けられてもよい。

《センサ１９の配置》
センサ１９は、コイルタンク１３の側壁１３３の外面に取り付けられる。
具体的には、センサ１９は、側壁１３３のうち、熱交換器１５と対向する面の反対側の面であって、並んで設けられた３つのコイル装置１１のうち中央のコイル装置１１に対向する位置に取り付けられる。すなわち、センサ１９は、コイルタンク１３の前面に設けられる。また、センサ１９は、側壁１３３の補強部１３３ａを避けて、補強部１３３ａのない凹部平面に取り付けられる。なお、第１の実施形態において、側壁１３３のうち３つのコイル装置１１のうち中央のコイル装置１１に対向する位置は、コイル装置１１の外周面との距離が最も短い箇所である。

つまり、第１の実施形態に係るセンサ１９は、ファン１７２ａが設けられた下部接続管１７２と異なる位置に取り付けられる。これにより、センサ１９の計測値に、ファン１７２ａの駆動によって生じるノイズが混入することを防ぐことができる。
また、センサ１９が補強部１３３ａ、高圧側端子１３５及び低圧側端子１３６を避けて取り付けられる。これにより、センサ１９とコイル装置１１との距離を短くすることができる。センサ１９とコイル装置１１との距離が短いほど、センサ１９はコイル装置１１から発せられるＴＥＶを感度よく検出することができる。

《変圧器１０の部分放電の検知方法》
第１の実施形態に係る変圧器１０の部分放電の有無は、変圧器１０の外部に設けられた検査装置３０によって判定される。検査装置３０は、ＰＣ（Personal Computer）などのコンピュータである。検査装置３０は、演算装置３１とディスプレイ３２とを備える。

図３は、第１の実施形態に係る検査装置３０の構成を示す概略ブロック図である。
検査装置３０は、取得部３１１、判定部３１２、及び出力部３１３を備える。
取得部３１１は、センサ１９から計測値を取得する。
判定部３１２は、取得部３１１が取得した計測値に基づいて部分放電の発生の有無を判定する。
出力部３１３は、判定部３１２による判定結果をディスプレイ３２に出力する。

判定部３１２は、例えば以下の方法で部分放電を検知する。
判定部３１２は、取得部３１１がセンサ１９から取得した計測値から、所定の中心周波数に係る電圧波形を抽出する。中心周波数は、実験等によりコイル装置１１のＴＥＶに係る周波数を計測しておくことなどで定められる。判定部３１２は、抽出した波形を観測し、部分放電の発生の有無を判定する。部分放電の発生の有無は、例えば、電圧波形の大きさが所定の閾値を超えた状態の継続時間、電圧が閾値を超える頻度等によって判定される。閾値は、実験等により３つのコイル装置１１のうちセンサ１９から最も遠いもののＴＥＶの値を計測しておくことなどで定められる。部分放電は、間欠放電となって現れることが多いことから、判定部３１２は、例えば電圧が所定の閾値を超える回数が所定回数を超えたときに、部分放電が発生していると判定する。

なお、判定部３１２は、例えば以下の方法で部分放電を検知してもよい。取得部３１１は、接地極１３９に接続された図示しないセンサによる計測値をさらに取得し、判定部３１２は、接地極１３９に係る計測値と、センサ１９の計測値の差分を算出する。判定部３１２は、当該差分に係る電流波形を観測し、パルス電流の発生の有無を判定する。センサによる計測値に重畳されるノイズが強い場合、判定部３１２は、部分放電の可能性がある箇所の計測値と部分放電がない箇所の計測値の差分を取ることで、ノイズを打ち消すことができる。

すなわち、変圧器１０の部分放電の検査を行う検査者は、コイルタンク１３の側壁１３３のうち、熱交換器１５と対向する面の反対側の面であって、並んで設けられた３つのコイル装置１１のうち中央のコイル装置１１に対向する位置にセンサ１９を取り付ける。そして、センサ１９と検査装置３０とを接続し、検査装置３０に部分放電検査プログラムを実行させる。これにより、検査装置３０は、センサ１９の計測値に基づいてコイル装置１１の部分放電の有無を判定する。検査装置３０は、判定結果をディスプレイ３２に出力する。

《作用・効果》
このように、第１の実施形態に係る変圧器１０のセンサ１９は、コイルタンク１３のうちファン１７２ａが配置された位置と異なる位置に取り付けられる。これにより、変圧器１０は、センサ１９の計測値に、ファン１７２ａの駆動によるノイズが重畳することを防ぐことができる。したがって、第１の実施形態に係る検査装置３０は、センサ１９の計測値に基づいて精度よく部分放電の有無を判定することができる。

また、第１の実施形態に係る変圧器１０のセンサ１９は、コイルタンク１３のうち熱交換器１５に対向しない面に取り付けられる。熱交換器１５とコイルタンク１３との間は狭いため、センサ１９は、コイルタンク１３のうち熱交換器１５に対向しない面に取り付けられることで、検査者は、センサ１９に容易にアクセスすることができる。

また、第１の実施形態に係るセンサ１９は、３つのコイル装置１１のうち中央のコイル装置１１に対向する位置に取り付けられる。これにより、１つのセンサ１９によって３つのコイル装置１１のＴＥＶを検出することができる。なお、他の実施形態において、コイル装置１１が偶数個である場合には、センサ１９は、中央の２つのコイル装置１１の間に対応する箇所に取り付けられてもよい。

〈第２の実施形態〉
図４は、第２の実施形態に係る変圧器１０の構成を示す斜視図である。
第１の実施形態に係るセンサ１９は、コイルタンク１３の前面に取り付けられる。これに対し、第２の実施形態に係るセンサ１９は、コイルタンク１３の蓋板１３４に取り付けられる。

《センサ１９の配置》
第２の実施形態に係る変圧器１０の構成は、第１の実施形態とセンサ１９の取り付け位置のみが異なる。
第２の実施形態に係るセンサ１９は、コイルタンク１３の蓋板１３４のうち、並んで設けられた３つのコイル装置１１のうち中央のコイル装置１１に対向する位置に取り付けられる。また、センサ１９は、蓋板１３４の高圧側端子１３５及び低圧側端子１３６を避けて、端子のない平面に取り付けられる。これにより、センサ１９とコイル装置１１との距離が短くなり、センサ１９は、コイル装置１１のＴＥＶを感度よく計測することができる。

〈第３の実施形態〉
図５は、第３の実施形態に係る変圧器１０の構成を示す斜視図である。
第１の実施形態に係る変圧器１０は、１つのセンサ１９によって、３つのコイル装置１１の何れかから発生されるＴＥＶを検出する。これに対し、第２の実施形態に係る変圧器１０は、２つのセンサ１９によってＴＥＶを検出することで、検査装置３０がいずれのコイル装置１１に部分放電が生じているかを特定する。

《センサ１９の配置》
第３の実施形態に係る変圧器１０は、センサ１９に代えて、第１センサ１９ａ及び第２センサ１９ｂを備える。
第１センサ１９ａは、側壁１３３のうち、熱交換器１５と対向する面と反対の面であって、並んで設けられた３つのコイル装置１１のうち、並び方向の第１側の端に位置するコイル装置１１に対向する位置に取り付けられる。例えば、第１センサ１９ａは、最も左側に位置するコイル装置１１に対向する位置に取り付けられる。
第２センサ１９ｂは、側壁１３３のうち、熱交換器１５と対向する面と反対の面であって、並んで設けられた３つのコイル装置１１のうち、並び方向の第２側の端に位置するコイル装置１１に対向する位置に取り付けられる。例えば、第２センサ１９ｂは、最も右側に位置するコイル装置１１に対向する位置に取り付けられる。
第１センサ１９ａ及び第２センサ１９ｂは、側壁１３３の補強部１３３ａを避けて、補強部１３３ａのない凹部平面に取り付けられる。

《検査装置３０の構成》
図６は、第３の実施形態に係る検査装置３０の構成を示す概略ブロック図である。
第３の実施形態に係る検査装置３０は、第１の実施形態の構成に加え、さらに特定部３１４を備える。
取得部３１１は、第１センサ１９ａ及び第２センサ１９ｂと有線又は無線で接続され、第１センサ１９ａ及び第２センサ１９ｂそれぞれから計測値を取得する。
判定部３１２は、第１センサ１９ａ及び第２センサ１９ｂそれぞれの計測値に基づいて、部分放電の有無を判定する。
特定部３１４は、第１センサ１９ａ及び第２センサ１９ｂそれぞれの計測値に基づいて、３つのコイル装置１１の何れに部分放電が発生しているかを特定する。
出力部３１３は、判定部３１２及び特定部３１４による判定結果をディスプレイ３２に出力する。

《変圧器１０の部分放電の検知方法》
第３の実施形態に係る検査装置３０は、例えば以下の方法で部分放電を検知する。
図７は、第３の実施形態に係る検査装置３０による部分放電の判定方法を示すフローチャートである。
検査装置３０の判定部３１２は、第１センサ１９ａ及び第２センサ１９ｂそれぞれについて、第１の実施形態と同様の方法により、部分放電の有無を判定する（ステップＳ１）。判定部３１２が第１センサ１９ａ及び第２センサ１９ｂの両方の計測値について、部分放電が発生していないと判定した場合（ステップＳ１：ＮＯ）、出力部３１３は、変圧器１０に部分放電が発生していないことを示す判定結果を出力する（ステップＳ２）。

他方、判定部３１２が第１センサ１９ａ及び第２センサ１９ｂの少なくとも一方の計測値について、部分放電が発生していると判定した場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、特定部３１４は、第１センサ１９ａが計測したＴＥＶと第２センサ１９ｂが計測したＴＥＶの差が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。第１センサ１９ａが計測したＴＥＶと第２センサ１９ｂが計測したＴＥＶの差が所定値未満である場合（ステップＳ３：ＮＯ）、出力部３１３は、３つのコイル装置１１のうち中央に設置されたものに、部分放電が生じていることを示す判定結果を出力する（ステップＳ４）。

第１センサ１９ａが計測したＴＥＶと第２センサ１９ｂが計測したＴＥＶの差が所定値以上である場合（ステップＳ３：ＮＯ）、特定部３１４は、第１センサ１９ａが計測したＴＥＶが第２センサ１９ｂが計測したＴＥＶより大きいか否かを判定する（ステップＳ５）。第１センサ１９ａが計測したＴＥＶが第２センサ１９ｂが計測したＴＥＶより大きい場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、出力部３１３は、３つのコイル装置１１のうち第１センサ１９ａに対向するもの、すなわち最も左側に位置するコイル装置１１に、部分放電が生じていることを示す判定結果を出力する（ステップＳ６）。
他方、第１センサ１９ａが計測したＴＥＶが第２センサ１９ｂが計測したＴＥＶより小さい場合（ステップＳ５：ＮＯ）、出力部３１３は、３つのコイル装置１１のうち第２センサ１９ｂに対向するもの、すなわち最も右側に位置するコイル装置１１に、部分放電が生じていることを示す判定結果を出力する（ステップＳ７）。

このように、第３の実施形態によれば、検査装置３０は、第１センサ１９ａ及び第２センサ１９ｂによって、３つのコイル装置１１の何れに部分放電が発生しているかを特定することができる。

〈第４の実施形態〉
図８は、第４の実施形態に係る変圧器１０の構成を示す斜視図である。
第３の実施形態に係る第１センサ１９ａ及び第２センサ１９ｂは、コイルタンク１３の前面に取り付けられる。これに対し、第４の実施形態に係る第１センサ１９ａ及び第２センサ１９ｂは、コイルタンク１３の側面に取り付けられる。

《センサ１９の配置》
第４の実施形態に係る変圧器１０の構成は、第３の実施形態と第１センサ１９ａ及び第２センサ１９ｂの取り付け位置のみが異なる。
第４の実施形態に係る第１センサ１９ａは、コイル装置１１の並び方向の第１側の側壁１３３のうち、並び方向の第１側の端に位置するコイル装置１１に対向する位置に取り付けられる。例えば、第１センサ１９ａは、コイルタンク１３の左側面のうち、最も左側に位置するコイル装置１１に対向する位置に取り付けられる。
第４の実施形態に係る第２センサ１９ｂは、コイル装置１１の並び方向の第２側の側壁１３３のうち、並び方向の第２側の端に位置するコイル装置１１に対向する位置に取り付けられる。例えば、第１センサ１９ａは、コイルタンク１３の右側面のうち、最も右側に位置するコイル装置１１に対向する位置に取り付けられる。
第１センサ１９ａ及び第２センサ１９ｂは、側壁１３３の補強部１３３ａを避けて、補強部１３３ａのない凹部平面に取り付けられる。

〈第５の実施形態〉
図９は、第５の実施形態に係る変圧器１０の構成を示す斜視図である。
第３の実施形態に係る第１センサ１９ａ及び第２センサ１９ｂは、コイルタンク１３の前面に取り付けられる。これに対し、第５の実施形態に係る第１センサ１９ａ及び第２センサ１９ｂは、コイルタンク１３の背面に取り付けられる。

《センサ１９の配置》
第５の実施形態に係る変圧器１０の構成は、第３の実施形態と第１センサ１９ａ及び第２センサ１９ｂの取り付け位置のみが異なる。
第５の実施形態に係る第１センサ１９ａは、側壁１３３のうち、熱交換器１５と対向する面であって、並んで設けられた３つのコイル装置１１のうち、並び方向の第１側の端に位置するコイル装置１１に対向する位置に取り付けられる。例えば、第１センサ１９ａは、最も左側に位置するコイル装置１１に対向する位置に取り付けられる。
第５の実施形態に係る第２センサ１９ｂは、側壁１３３のうち、熱交換器１５と対向する面であって、並んで設けられた３つのコイル装置１１のうち、並び方向の第２側の端に位置するコイル装置１１に対向する位置に取り付けられる。例えば、第２センサ１９ｂは、最も右側に位置するコイル装置１１に対向する位置に取り付けられる。
第１センサ１９ａ及び第２センサ１９ｂは、側壁１３３の補強部１３３ａを避けて、補強部１３３ａのない凹部平面に取り付けられる。また、第１センサ１９ａ及び第２センサ１９ｂは、ファン１７２ａを有する下部接続管１７２が配置された位置と異なる位置に取り付けられる。これにより、センサ１９の計測値に、ファン１７２ａの駆動によって生じるノイズが混入することを防ぐことができる。

〈第６の実施形態〉
図１０は、第６の実施形態に係る変圧器１０の構成を示す斜視図である。
第３の実施形態に係る第１センサ１９ａ及び第２センサ１９ｂは、コイルタンク１３の前面に取り付けられる。これに対し、第６の実施形態に係る第１センサ１９ａ及び第２センサ１９ｂは、コイルタンク１３の底面に取り付けられる。

《センサ１９の配置》
第６の実施形態に係る変圧器１０の構成は、第３の実施形態と第１センサ１９ａ及び第２センサ１９ｂの取り付け位置のみが異なる。
第６の実施形態に係る第１センサ１９ａは、側壁１３３のうち、並び方向の第１側の端に位置するコイル装置１１に対向する位置よりも外側に取り付けられる。例えば、第１センサ１９ａは、最も左側に位置するコイル装置１１に対向する位置よりさらに左側に取り付けられる。
第６の実施形態に係る第２センサ１９ｂは、側壁１３３のうち、並び方向の第２側の端に位置するコイル装置１１に対向する位置よりも外側に取り付けられる。例えば、第２センサ１９ｂは、最も右側に位置するコイル装置１１に対向する位置よりさらに右側に取り付けられる。

第６の実施形態に係る変圧器１０の第１センサ１９ａ及び第２センサ１９ｂは、コイルタンク１３の底面に取り付けられる。コイルタンク１３の底面の高さは低いため、第１センサ１９ａ及び第２センサ１９ｂが、コイルタンク１３のうち熱交換器１５に対向しない面に取り付けられることで、検査者は、第１センサ１９ａ及び第２センサ１９ｂに容易にアクセスすることができる。

〈第７の実施形態〉
図１１は、第７の実施形態に係る変圧器１０の構成を示す斜視図である。
第１の実施形態に係る熱交換器１５は、コイルタンク１３の後方に設けられる。これに対し、第７の実施形態に係る熱交換器１５は、コイルタンク１３の上に設けられる。すなわち、第７の実施形態において、熱交換器１５とコイル装置１１とは互いに高さが異なる位置に設けられる。

《センサ１９の配置》
センサ１９は、側壁１３３のうち、熱交換器１５と対向する面の反対側の面であって、並んで設けられた３つのコイル装置１１のうち中央のコイル装置１１に対向する位置に取り付けられる。また、センサ１９は、側壁１３３の補強部１３３ａを避けて、補強部１３３ａのない凹部平面に取り付けられる。

〈第８の実施形態〉
図１２は、第８の実施形態に係る変圧器１０の構成を示す斜視図である。
第１の実施形態に係る検査装置３０は、変圧器１０と別個に設けられる。これに対し、第８の実施形態に係る変圧器１０は、変圧器１０に備えられる制御装置２１が検査装置として機能する。

例えば、図１２に示す例では、制御装置２１は、変圧器１０の蓋板１３４の上に設けられる。制御装置２１は、変圧器１０の挙動を制御しながら、定期的にセンサ１９の計測値に基づいて部分放電の検出を行う。

〈他の実施形態〉
以上、図面を参照していくつかの実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。すなわち、他の実施形態においては、上述の処理の順序が適宜変更されてもよい。また、一部の処理が並列に実行されてもよい。
上述した実施形態に係る検査装置３０は、単独のコンピュータによって構成されるものであってもよいし、検査装置３０の構成を複数のコンピュータに分けて配置し、複数のコンピュータが互いに協働することで検査装置３０として機能するものであってもよい。このとき、検査装置３０を構成する一部のコンピュータが変圧器１０に搭載され、他のコンピュータが変圧器１０の外部に設けられてもよい。

上述した実施形態に係るセンサ１９は、コイル装置１１のＴＥＶを計測するが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係るセンサ１９は、コイル装置１１の部分放電に由来する電流、電磁波、音波又は振動を測定できるセンサであればどのようなセンサであってもよい。

上述した実施形態に係る変圧器１０は、３つのコイル装置１１を備えるが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る変圧器１０は、２つ以下のコイル装置１１を備えるものであってもよいし、４つ以上のコイル装置１１を備えるものであってもよい。

上述した実施形態では、冷却部としてラジエータによる熱交換器１５を備えるが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る冷却部は、ヒートポンプによって加圧空気を冷却するものであってもよい。

上述した実施形態では、変圧器１０が加圧空気を密閉するが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、変圧器１０がＳＦ６ガスなどの他の絶縁性を有するガスを密閉してもよい。また、他の実施形態では、コイル１１２は必ずしもモールドされなくてよい。

上述した実施形態では、変圧器１０の筐体がコイルタンク１３と熱交換器１５と接続管１７で構成されるが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る変圧器１０は、コイルタンク１３と熱交換器１５とが一体となった筐体を有していてもよい。

〈コンピュータ構成〉
検査装置３０及び制御装置２１は、バスで接続されたプロセッサ、メモリ、補助記憶装置などを備え、部分放電検出プログラムを実行することによって、取得部３１１、判定部３１２、及び出力部３１３を備える装置として機能する。プロセッサの例としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）、マイクロプロセッサなどが挙げられる。
部分放電検出プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えば磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の記憶装置である。部分放電検出プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
なお、検査装置３０又は制御装置２１の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）等のカスタムＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）を用いて実現されてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ(Programmable Array Logic)、ＧＡＬ(Generic Array Logic)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が挙げられる。このような集積回路も、プロセッサの一例に含まれる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、変圧器１０が、筐体のうちファン１７２ａが配置された箇所と異なる箇所に、部分放電に関する物理量を測定するセンサを持つことにより、部分放電を検出するための物理量を適切に計測することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０…変圧器、１１…コイル装置、１３…コイルタンク、１５…熱交換器、１７…接続管、１７１…上部接続管、１７２…下部接続管、１７２ａ…ファン、１９…センサ、３０…検査装置、３１１…取得部、３１２…判定部、３１３…出力部、３１４…特定部

Claims (17)

1. 絶縁性を有するガスを密閉する筐体と、
   前記筐体内に位置するコイル装置と、
   前記筐体に位置し、前記ガスから熱を奪う冷却部と、
   前記コイル装置と前記冷却部との間に位置し、前記ガスを圧送するファンと、
   前記筐体のうち前記ファンが位置する箇所と異なる箇所に位置し、前記コイル装置から生じる部分放電に関する物理量を測定するセンサと
   を備える変圧器。
2. 前記筐体は、前記コイル装置を収容する第１筐体と、前記冷却部を有する第２筐体と、前記第１筐体と前記第２筐体とを接続する接続管とを備え、
   前記ファンは前記接続管内に位置し、
   前記センサは前記第１筐体に位置する
   請求項１に記載の変圧器。
3. 前記センサは、前記第１筐体のうち前記第２筐体に対向しない面に取り付けられる
   請求項２に記載の変圧器。
4. 前記センサは、前記第１筐体のうち前記第２筐体に対向する面であって、前記接続管が配置された箇所と異なる箇所に位置する
   請求項２に記載の変圧器。
5. 前記冷却部と前記コイル装置とが互いに高さが異なる箇所に位置し、
   前記センサは、前記筐体のうち前記コイル装置に対向する面に位置する
   請求項１から請求項４の何れか１項に記載の変圧器。
6. 前記コイル装置を含む、前記筐体内に一方向に並んだ複数のコイル装置を備え、
   前記センサは、前記筐体のうち前記複数のコイル装置の中央部分に対向する面に位置する
   請求項１から請求項５の何れか１項に記載の変圧器。
7. 前記コイル装置を含む、前記筐体内に一方向に並んだ複数のコイル装置を備え、
   前記センサは、前記物理量を測定する第１センサ及び第２センサとを備え、
   前記第１センサは、前記筐体のうち前記複数のコイル装置のうち前記一方向の第１端に設けられたものに対向する面に位置し、
   前記第２センサは、前記筐体のうち前記複数のコイル装置のうち前記一方向の第２端に設けられたものに対向する面に位置する
   請求項１から請求項５の何れか１項に記載の変圧器。
8. 前記第１センサは、前記筐体の前記第１端側の面に位置し、
   前記第２センサは、前記筐体の前記第２端側の面に位置する
   請求項７に記載の変圧器。
9. 前記センサは、前記筐体の面のうち前記コイル装置の外周面との距離が最も短い箇所に位置する
   請求項１から請求項８の何れか１項に記載の変圧器。
10. 前記筐体の外面は、一方向に伸びる凹部と凸部とを有し、
    前記センサは前記凹部に位置する
    請求項１から請求項９の何れか1項に記載の変圧器。
11. 前記筐体の外面に、前記コイル装置と電気的に接続された取出端子が位置し、
    前記センサは、前記取出端子が配置された箇所と異なる箇所に位置する
    請求項１から請求項１０の何れか１項に記載の変圧器。
12. 前記センサは、前記筐体の下面であって、前記コイル装置に対向しない箇所に位置する
    請求項１または請求項２に記載の変圧器。
13. 前記筐体は１気圧以上の前記ガスを密閉し、
    前記コイル装置の表面は、絶縁部材で覆われている
    請求項１から請求項１２の何れか１項に記載の変圧器。
14. 前記センサは、前記筐体の外面に位置する
    請求項１から請求項１３の何れか１項に記載の変圧器。
15. 前記センサの計測値に基づいて、前記コイル装置の部分放電の有無を判定する判定部を備える
    請求項１から請求項１４の何れか１項に記載の変圧器。
16. 前記第１センサの計測値と前記第２センサの計測値とに基づいて、前記複数のコイル装置のうち部分放電を生じているコイル装置を特定する特定部を備える
    請求項７または請求項８に記載の変圧器。
17. 絶縁性を有するガスを密閉する筐体と、前記筐体内に位置するコイル装置と、前記筐体に位置し、前記ガスから熱を奪う冷却部と、前記コイル装置と前記冷却部との間に位置し、前記ガスを圧送するファンと、を備える変圧器の前記筐体のうち、前記ファンが位置する箇所と異なる箇所に、前記コイル装置から生じる部分放電に関する物理量を測定するセンサを取り付けるステップと、
    前記センサの計測値に基づいて、前記コイル装置の部分放電の有無を判定するステップと
    を有する部分放電判定方法。

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