JP2777304B2 - パーフルオロカーボン入電気装置の異常診断装置および診断方法 - Google Patents
パーフルオロカーボン入電気装置の異常診断装置および診断方法Info
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- JP2777304B2 JP2777304B2 JP4053498A JP5349892A JP2777304B2 JP 2777304 B2 JP2777304 B2 JP 2777304B2 JP 4053498 A JP4053498 A JP 4053498A JP 5349892 A JP5349892 A JP 5349892A JP 2777304 B2 JP2777304 B2 JP 2777304B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はパーフルオロカーボン
（以下、ＰＦＣと云う）入電気装置の異常診断装置に係
り、特に該電気装置内の熱的，電気的異常によって発生
する分解ガスを分析し、その分析結果に基づき電気装置
内の異常を診断する異常診断装置および診断方法に関す
る。
（以下、ＰＦＣと云う）入電気装置の異常診断装置に係
り、特に該電気装置内の熱的，電気的異常によって発生
する分解ガスを分析し、その分析結果に基づき電気装置
内の異常を診断する異常診断装置および診断方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】変圧器で代表される鉱油入電気装置、あ
るいはＳＦ6ガス絶縁電気装置においては、内部に軽微
な故障あるいは徐々に進行する故障が生じた場合、絶縁
物、絶縁油、ＳＦ6ガス等が劣化，分解してガスを発生
する。こうした鉱油中の分解生成ガスや絶縁ガス中の分
解生成ガスを分析することによって、当該電気装置の故
障や異常（以下単に異常と云う）を診断する方法が提案
され（特開平１−２２７０４５号、特開昭６３−２４２
１２５号公報）、実用化されている。
るいはＳＦ6ガス絶縁電気装置においては、内部に軽微
な故障あるいは徐々に進行する故障が生じた場合、絶縁
物、絶縁油、ＳＦ6ガス等が劣化，分解してガスを発生
する。こうした鉱油中の分解生成ガスや絶縁ガス中の分
解生成ガスを分析することによって、当該電気装置の故
障や異常（以下単に異常と云う）を診断する方法が提案
され（特開平１−２２７０４５号、特開昭６３−２４２
１２５号公報）、実用化されている。
【０００３】一方、変圧器、リアクトル、整流器などの
ＰＦＣ入電気装置は、ＰＦＣが不燃性であることから、
都市の変電所等において省スペースを図るために地下に
設置される電気装置に適用されはじめた。こうしたＰＦ
Ｃ入電気装置においてもＰＦＣが熱分解してガスを生成
することが知られている（特開平３−５９４３７号公
報）。
ＰＦＣ入電気装置は、ＰＦＣが不燃性であることから、
都市の変電所等において省スペースを図るために地下に
設置される電気装置に適用されはじめた。こうしたＰＦ
Ｃ入電気装置においてもＰＦＣが熱分解してガスを生成
することが知られている（特開平３−５９４３７号公
報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記ＰＦＣ入電気装置
においても、同様にその異常診断が必要なことが考えら
れる。しかし、ＰＦＣが熱分解によって発生するガス
は、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ6、Ｃ3Ｆ8、Ｃ
4Ｆ8、Ｃ4Ｆ10、ＨＦガスなどのフッ素系ガスである。
こうしたフッ素系ガスを高感度で検出するガスセンサ、
特に、こうしたＨＦガス等の腐食性ガスによっても、そ
の検出感度の低下の少ないガスセンサとして適当なもの
が見出せなかったこと、また、高炭素数のフッ素系分解
生成物によるガス分離部の汚損防止が必要であるなど、
ＰＦＣ入電気装置の異常診断を行う上で隘路となる点が
多かった。従って、分解ガスも腐食性の成分を含み、そ
の診断も容易でないと考えられていた。しかし、近年、
ＰＦＣ入電気装置の実用化に伴って、こうしたＰＦＣ入
電気装置の異常診断の確立が望まれるようになってき
た。
においても、同様にその異常診断が必要なことが考えら
れる。しかし、ＰＦＣが熱分解によって発生するガス
は、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ6、Ｃ3Ｆ8、Ｃ
4Ｆ8、Ｃ4Ｆ10、ＨＦガスなどのフッ素系ガスである。
こうしたフッ素系ガスを高感度で検出するガスセンサ、
特に、こうしたＨＦガス等の腐食性ガスによっても、そ
の検出感度の低下の少ないガスセンサとして適当なもの
が見出せなかったこと、また、高炭素数のフッ素系分解
生成物によるガス分離部の汚損防止が必要であるなど、
ＰＦＣ入電気装置の異常診断を行う上で隘路となる点が
多かった。従って、分解ガスも腐食性の成分を含み、そ
の診断も容易でないと考えられていた。しかし、近年、
ＰＦＣ入電気装置の実用化に伴って、こうしたＰＦＣ入
電気装置の異常診断の確立が望まれるようになってき
た。
【０００５】本発明の目的は、ＰＦＣ入電気装置内の異
常診断装置並びに診断方法を提供することにある。
常診断装置並びに診断方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明者らは、ＰＦＣ入電気装置内から採取したＰ
ＦＣ中の溶存ガスを分析し、該電気装置の異常の有無、
異常の種類およびその規模を診断する方法について検討
を重ね、本発明に到達した。本発明の要旨は次のとおり
である。
め、本発明者らは、ＰＦＣ入電気装置内から採取したＰ
ＦＣ中の溶存ガスを分析し、該電気装置の異常の有無、
異常の種類およびその規模を診断する方法について検討
を重ね、本発明に到達した。本発明の要旨は次のとおり
である。
【０００７】（１） パーフルオロカーボン入電気装置
内のパーフルオロカーボン中のガスを採取するガス採取
手段と、該採取ガスを成分別に分離するガス分離手段
と、分離ガスのうち少なくともＣ2Ｆ4、Ｃ3Ｆ6、ＣＯの
成分ガスの濃度を検出する検出手段を備え、前記成分ガ
スの濃度、成分比に基づき電気装置内の異常発生の有
無、異常の種類およびその規模を診断できる診断手段を
備えたパーフルオロカーボン入電気装置の異常診断装
置。
内のパーフルオロカーボン中のガスを採取するガス採取
手段と、該採取ガスを成分別に分離するガス分離手段
と、分離ガスのうち少なくともＣ2Ｆ4、Ｃ3Ｆ6、ＣＯの
成分ガスの濃度を検出する検出手段を備え、前記成分ガ
スの濃度、成分比に基づき電気装置内の異常発生の有
無、異常の種類およびその規模を診断できる診断手段を
備えたパーフルオロカーボン入電気装置の異常診断装
置。
【０００８】（２） パーフルオロカーボン入電気装置
内のパーフルオロカーボンの所定量を採取し該パーフル
オロカーボン中の溶存ガスを採取する工程、該溶存ガス
をガス分離手段により成分別に分離する工程、該分離ガ
スのうちの少なくともＣ2Ｆ4、Ｃ3Ｆ6、ＣＯの成分ガス
の濃度を分析する工程、該分析結果に基づき前記成分ガ
スの各濃度を算出する工程を含み、算出された前記成分
ガスの濃度比（Ｃ3Ｆ6／Ｃ2Ｆ4）をαとしたとき、α≦
Ａでは部分放電、Ａ＜α≦Ｂではアーク放電、α＞Ｂで
は局部過熱（但し、Ａは０．２〜１．２未満で、Ａ＜Ｂ
である）と診断するパーフルオロカーボン入電気装置の
異常診断方法。
内のパーフルオロカーボンの所定量を採取し該パーフル
オロカーボン中の溶存ガスを採取する工程、該溶存ガス
をガス分離手段により成分別に分離する工程、該分離ガ
スのうちの少なくともＣ2Ｆ4、Ｃ3Ｆ6、ＣＯの成分ガス
の濃度を分析する工程、該分析結果に基づき前記成分ガ
スの各濃度を算出する工程を含み、算出された前記成分
ガスの濃度比（Ｃ3Ｆ6／Ｃ2Ｆ4）をαとしたとき、α≦
Ａでは部分放電、Ａ＜α≦Ｂではアーク放電、α＞Ｂで
は局部過熱（但し、Ａは０．２〜１．２未満で、Ａ＜Ｂ
である）と診断するパーフルオロカーボン入電気装置の
異常診断方法。
【０００９】本発明は、前記のように少なくともＣ
2Ｆ4、Ｃ3Ｆ6、ＣＯの成分ガスを分析し、該ガスの濃
度、濃度比に基づいて異常診断を行う点が特徴である。
また、これらの各成分ガスの濃度比のパターンからも異
常の種類を診断することができる。異常の種類として
は、アーク放電または部分放電、ＰＦＣだけの局部過
熱、あるいは固体絶縁材（クラフト紙、プレスボード、
不織布など）の局部過熱、アークまたは部分放電による
分解等がある。
2Ｆ4、Ｃ3Ｆ6、ＣＯの成分ガスを分析し、該ガスの濃
度、濃度比に基づいて異常診断を行う点が特徴である。
また、これらの各成分ガスの濃度比のパターンからも異
常の種類を診断することができる。異常の種類として
は、アーク放電または部分放電、ＰＦＣだけの局部過
熱、あるいは固体絶縁材（クラフト紙、プレスボード、
不織布など）の局部過熱、アークまたは部分放電による
分解等がある。
【００１０】本発明者らは、ＰＦＣあるいはＰＦＣ中の
固体絶縁物が局部的な過熱を受けた場合、または、部分
放電，アーク放電にさらされた場合について、絶縁モデ
ルおよびモデル変圧器を用いて一連の模擬実験を行な
い、本診断装置並びに診断方法を発明するに至った。具
体的には、 Ｃ3Ｆ6／Ｃ2Ｆ4の濃度の比をαとすると、α≦０．
５では部分放電、０．５＜α≦１．２ではアーク放電、
α＞１．２では局部過熱の発生と診断することができ
る。図１〜図５にガス濃度比（Ｃ3Ｆ6またはＣ2Ｆ4の多
い方のガス量を１として表す）とその異常の種類並びに
過熱温度または放電エネルギーとの関係を示す。
固体絶縁物が局部的な過熱を受けた場合、または、部分
放電，アーク放電にさらされた場合について、絶縁モデ
ルおよびモデル変圧器を用いて一連の模擬実験を行な
い、本診断装置並びに診断方法を発明するに至った。具
体的には、 Ｃ3Ｆ6／Ｃ2Ｆ4の濃度の比をαとすると、α≦０．
５では部分放電、０．５＜α≦１．２ではアーク放電、
α＞１．２では局部過熱の発生と診断することができ
る。図１〜図５にガス濃度比（Ｃ3Ｆ6またはＣ2Ｆ4の多
い方のガス量を１として表す）とその異常の種類並びに
過熱温度または放電エネルギーとの関係を示す。
【００１１】 Ｃ2Ｆ4／Ｃ2Ｆ6比とＣ3Ｆ6／Ｃ2Ｆ6比
と異常原因とは図６に示す関係がある。これから部分放
電、アーク放電、局部過熱等を診断することができる。
と異常原因とは図６に示す関係がある。これから部分放
電、アーク放電、局部過熱等を診断することができる。
【００１２】 Ｃ2Ｆ4濃度（volｐｐｍ：ＰＦＣ溶存
ガス量／ＰＦＣ液量）とＣ3Ｆ6濃度（volｐｐｍ：上記
と同じ）と異常原因とは図７に示す関係がある。これか
らも部分放電、アーク放電、局部過熱等の診断ができ
る。
ガス量／ＰＦＣ液量）とＣ3Ｆ6濃度（volｐｐｍ：上記
と同じ）と異常原因とは図７に示す関係がある。これか
らも部分放電、アーク放電、局部過熱等の診断ができ
る。
【００１３】本発明の異常診断システムをまとめた診断
フローチャートの一例を図８に示す。これは、各成分ガ
スの濃度から、Ｃ3Ｆ6／Ｃ2Ｆ4の濃度比とＣＯ濃度（vo
lｐｐｍ）を用いた場合である。まず、ガスデータを取
り込んだ後データチェックし、要注意か正常かを診断
し、要注意の場合には演算処理し、ガスの濃度比α（Ｃ
3Ｆ6／Ｃ2Ｆ4）とＣＯ濃度βが自動演算される。次い
で、α＜Ａでは部分放電、Ａ＜α≦Ｂではアーク放電、
α＞Ｂでは局部放電と診断される。
フローチャートの一例を図８に示す。これは、各成分ガ
スの濃度から、Ｃ3Ｆ6／Ｃ2Ｆ4の濃度比とＣＯ濃度（vo
lｐｐｍ）を用いた場合である。まず、ガスデータを取
り込んだ後データチェックし、要注意か正常かを診断
し、要注意の場合には演算処理し、ガスの濃度比α（Ｃ
3Ｆ6／Ｃ2Ｆ4）とＣＯ濃度βが自動演算される。次い
で、α＜Ａでは部分放電、Ａ＜α≦Ｂではアーク放電、
α＞Ｂでは局部放電と診断される。
【００１４】更に、異常が部分放電或いは局部放電と診
断された場合にその異常が絶縁物で発生しているかどう
かをＣＯ濃度βが、β＜Ｃ（volｐｐｍ）かβ≧Ｃ（vol
ｐｐｍ）かによって診断される。更にまた、異常が局部
過熱の場合にその過熱の規模（温度）はＣ3Ｆ6／Ｃ2Ｆ4
の値から自動計算される。
断された場合にその異常が絶縁物で発生しているかどう
かをＣＯ濃度βが、β＜Ｃ（volｐｐｍ）かβ≧Ｃ（vol
ｐｐｍ）かによって診断される。更にまた、異常が局部
過熱の場合にその過熱の規模（温度）はＣ3Ｆ6／Ｃ2Ｆ4
の値から自動計算される。
【００１５】なお、上記において、絶縁モデルおよびモ
デル変圧器の一連の故障模擬試験から、前記Ａは０．
５、Ｂは１．２、そしてＣは５００〜６００volｐｐｍ
が一般的な値である。
デル変圧器の一連の故障模擬試験から、前記Ａは０．
５、Ｂは１．２、そしてＣは５００〜６００volｐｐｍ
が一般的な値である。
【００１６】次に、本発明の異常診断装置について図面
を用いて具体的に説明する。図９に本発明の異常診断装
置の概略構成図の一例を示す。ガス抽出部８に試料ＰＦ
Ｃを２〜５０μｌ注入してＰＦＣを気化することにより
ＰＦＣ中の溶存ガス（分解ガス）も同時に気化される
（液直接法）。ＰＦＣが気化するのは、一般に低沸点
（５０〜１５０℃）のものが使用されているためであ
る。なお、そのほかに溶存ガスの抽出は、鉱油中の溶存
ガスの抽出に一般に用いられているガスバブリング法、
さらにＰＦＣに不溶で、ＰＦＣよりも低比重の液体で表
面をシールし加熱抽出する液シール法（特開平３−５９
４３７号公報）なども利用することができる。
を用いて具体的に説明する。図９に本発明の異常診断装
置の概略構成図の一例を示す。ガス抽出部８に試料ＰＦ
Ｃを２〜５０μｌ注入してＰＦＣを気化することにより
ＰＦＣ中の溶存ガス（分解ガス）も同時に気化される
（液直接法）。ＰＦＣが気化するのは、一般に低沸点
（５０〜１５０℃）のものが使用されているためであ
る。なお、そのほかに溶存ガスの抽出は、鉱油中の溶存
ガスの抽出に一般に用いられているガスバブリング法、
さらにＰＦＣに不溶で、ＰＦＣよりも低比重の液体で表
面をシールし加熱抽出する液シール法（特開平３−５９
４３７号公報）なども利用することができる。
【００１７】ガス検出部６，６´にはガスクロマトグラ
フ用のＴＣＤ(Ｔhermo ＣondactionＤetector)、ＦＩＤ
(Ｆlame Ｉonization Ｄetector)検出器、あるいは各種
ガスセンサを用いることができるが、簡便さと感度およ
び寿命から熱線型半導体ガスセンサが好ましい。ガス検
出部６，６´で検出された信号は、制御診断部４でデー
タ処理され表示出力部５より出力，表示される。なお、
制御診断部４では予め入力されたデータに基づき演算さ
れる。例えば、前記の各種成分ガスの濃度、あるいは図
１〜図５に示すような種々のガス濃度比と比較演算でき
るよう予め必要データを入力しておき、該入力データと
ガス分析結果を対比することによって異常診断を行な
い、表示出力部５により、異常の有無、異常の種類、そ
の規模（温度、放電エネルギー）等を自動表示できるよ
うにすることによって自動化することができる。
フ用のＴＣＤ(Ｔhermo ＣondactionＤetector)、ＦＩＤ
(Ｆlame Ｉonization Ｄetector)検出器、あるいは各種
ガスセンサを用いることができるが、簡便さと感度およ
び寿命から熱線型半導体ガスセンサが好ましい。ガス検
出部６，６´で検出された信号は、制御診断部４でデー
タ処理され表示出力部５より出力，表示される。なお、
制御診断部４では予め入力されたデータに基づき演算さ
れる。例えば、前記の各種成分ガスの濃度、あるいは図
１〜図５に示すような種々のガス濃度比と比較演算でき
るよう予め必要データを入力しておき、該入力データと
ガス分析結果を対比することによって異常診断を行な
い、表示出力部５により、異常の有無、異常の種類、そ
の規模（温度、放電エネルギー）等を自動表示できるよ
うにすることによって自動化することができる。
【００１８】次にＰＦＣ入変圧器の具体的な診断例につ
いて説明する。図１０において、ＰＦＣ試料採取部９と
して自動サンプラーを用い、シーケンスコントローラ２
０により自動採取できるように構成されている。分取カ
ラム１６にはガス分離カラム１７の長さ（２〜３ｍ）の
約１／３〜１／５の長さのものを用い、ＣＦ4、Ｃ
2Ｆ6、Ｃ2Ｆ4、Ｃ3Ｆ8、Ｃ3Ｆ6、Ｃ4Ｆ10およびＣＯ、
ＣＯ2などをまとめて分取し、Ｃ5Ｆ12以上の成分は切換
弁１５´を切換えることによりニードル１９を開放し排
出口１４より排出し、Ｃ4Ｆ10以上の成分ガスが分離カ
ラム１７，ガス検出部６に流入しないようにしてその汚
損を防いだ。
いて説明する。図１０において、ＰＦＣ試料採取部９と
して自動サンプラーを用い、シーケンスコントローラ２
０により自動採取できるように構成されている。分取カ
ラム１６にはガス分離カラム１７の長さ（２〜３ｍ）の
約１／３〜１／５の長さのものを用い、ＣＦ4、Ｃ
2Ｆ6、Ｃ2Ｆ4、Ｃ3Ｆ8、Ｃ3Ｆ6、Ｃ4Ｆ10およびＣＯ、
ＣＯ2などをまとめて分取し、Ｃ5Ｆ12以上の成分は切換
弁１５´を切換えることによりニードル１９を開放し排
出口１４より排出し、Ｃ4Ｆ10以上の成分ガスが分離カ
ラム１７，ガス検出部６に流入しないようにしてその汚
損を防いだ。
【００１９】さらに分取カラム１６で採取された前記Ｃ
Ｆ4〜Ｃ4Ｆ10、ＣＯ、ＣＯ2のガスは、ガス分離カラム
１７で短時間（１０〜１５分）に分離することができ、
ガス検出器６（ＴＣＤ検出器）でそれぞれの成分ガスの
量（濃度）が検出され、該検出信号はデータ処理器２１
に送られてその濃度が演算される。なお、成分ガスの濃
度は、標準ガス１（既知濃度のＣ2Ｆ6、Ｃ2Ｆ4、Ｃ
3Ｆ6、ＣＯの４成分混合ガス）を注入し、切替弁１５，
１５´を介してガス検出器６に送り検量線を求め、これ
をデータ処理器２１に入力しておき測定値を補正する。
Ｆ4〜Ｃ4Ｆ10、ＣＯ、ＣＯ2のガスは、ガス分離カラム
１７で短時間（１０〜１５分）に分離することができ、
ガス検出器６（ＴＣＤ検出器）でそれぞれの成分ガスの
量（濃度）が検出され、該検出信号はデータ処理器２１
に送られてその濃度が演算される。なお、成分ガスの濃
度は、標準ガス１（既知濃度のＣ2Ｆ6、Ｃ2Ｆ4、Ｃ
3Ｆ6、ＣＯの４成分混合ガス）を注入し、切替弁１５，
１５´を介してガス検出器６に送り検量線を求め、これ
をデータ処理器２１に入力しておき測定値を補正する。
【００２０】ガス分離カラム１７は４０℃から９０℃ま
で自動制御による昇温式で加熱され、次いで９０℃で約
２０分保持して空焼き後、次のサンプルが注入される。
で自動制御による昇温式で加熱され、次いで９０℃で約
２０分保持して空焼き後、次のサンプルが注入される。
【００２１】このようにしてＰＦＣ入変圧器のＰＦＣ試
料の採取からガスの分離、検出、データ処理まで自動的
に操作ができるようになっている。さらにパソコンを内
蔵したデータ処理器２１により前記のガス濃度比の演
算、異常の有無、異常の種類、異常の規模を自動表示す
ることができる。なお、ＴＣＤ検出器６を取外し、空気
ポンプ、ニードル弁を有するガスセンサを使用すればガ
スセンサ型装置として用いることができる。つまり、本
発明によってＴＣＤ検出器またはガスセンサの２種のガ
ス検出器を任意に選択することができる。
料の採取からガスの分離、検出、データ処理まで自動的
に操作ができるようになっている。さらにパソコンを内
蔵したデータ処理器２１により前記のガス濃度比の演
算、異常の有無、異常の種類、異常の規模を自動表示す
ることができる。なお、ＴＣＤ検出器６を取外し、空気
ポンプ、ニードル弁を有するガスセンサを使用すればガ
スセンサ型装置として用いることができる。つまり、本
発明によってＴＣＤ検出器またはガスセンサの２種のガ
ス検出器を任意に選択することができる。
【００２２】
【作用】本発明のＰＦＣ入電気装置の異常診断におい
て、図１〜図７で示されるように分解ガスの成分および
濃度比に対して、過熱温度、放電エネルギー量が定量的
な関係を示すのは、ＰＦＣおよび固体絶縁材の分解生成
ガスの成分と生成量、分解エネルギーが化学量論的に一
定の関係があるためと考えられる。
て、図１〜図７で示されるように分解ガスの成分および
濃度比に対して、過熱温度、放電エネルギー量が定量的
な関係を示すのは、ＰＦＣおよび固体絶縁材の分解生成
ガスの成分と生成量、分解エネルギーが化学量論的に一
定の関係があるためと考えられる。
【００２３】
〔実施例１〜８〕次に本発明を実施例により具体的に説
明する。図１０の装置を用い、ガス検出部６にガスクロ
マトグラフ用のＴＣＤ検出器を用いてＰＦＣ５０ｌ入り
の小形変圧器に各種の異常を発生させた場合の各成分ガ
ス量を分析し、データ処理器で異常内容を診断した。そ
の結果を表１に示す。
明する。図１０の装置を用い、ガス検出部６にガスクロ
マトグラフ用のＴＣＤ検出器を用いてＰＦＣ５０ｌ入り
の小形変圧器に各種の異常を発生させた場合の各成分ガ
ス量を分析し、データ処理器で異常内容を診断した。そ
の結果を表１に示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】実施例１はＰＦＣ中の局部過熱で加熱温度
約５５０℃、実施例２は絶縁物の過熱で加熱温度約６０
０℃、実施例３も同じく絶縁物の過熱であるが加熱温度
５２０〜５３０℃によると診断された。また実施例４は
約１００ＪのＰＦＣ中の部分放電、実施例５は約２９０
Ｊの絶縁物中の部分放電、実施例６は約３１０Ｊの絶縁
物中の部分放電、実施例７はＰＦＣ中の約１００ｋＷ・
Ｓのアーク放電と診断された。なお、実施例８は正常な
場合を示す。
約５５０℃、実施例２は絶縁物の過熱で加熱温度約６０
０℃、実施例３も同じく絶縁物の過熱であるが加熱温度
５２０〜５３０℃によると診断された。また実施例４は
約１００ＪのＰＦＣ中の部分放電、実施例５は約２９０
Ｊの絶縁物中の部分放電、実施例６は約３１０Ｊの絶縁
物中の部分放電、実施例７はＰＦＣ中の約１００ｋＷ・
Ｓのアーク放電と診断された。なお、実施例８は正常な
場合を示す。
【００２６】前記表１の結果と図１〜図７の異常診断図
による診断結果は、実際の異常原因とよく一致してお
り、本発明の異常診断方法が高精度なことが立証され
た。
による診断結果は、実際の異常原因とよく一致してお
り、本発明の異常診断方法が高精度なことが立証され
た。
【００２７】さらに発生ＣＯ量から、固体絶縁物の過熱
あるいは部分放電の発生の有無が診断することができ
た。
あるいは部分放電の発生の有無が診断することができ
た。
【００２８】〔実施例９〕 次に、ＰＦＣ中でクラフト紙またはノーメックス紙（du
Pont社のポリアミド紙）を４００〜７００℃で加熱分解
した場合のＣＯ発生量を表２に、また、ＰＦＣ中でクラ
フト紙またはノーメックス紙を巻回したコイルを部分放
電した場合のＣＯ発生量を表３に示す。
Pont社のポリアミド紙）を４００〜７００℃で加熱分解
した場合のＣＯ発生量を表２に、また、ＰＦＣ中でクラ
フト紙またはノーメックス紙を巻回したコイルを部分放
電した場合のＣＯ発生量を表３に示す。
【００２９】ＣＯ発生量は、表２から絶縁物の過熱温度
の上昇に伴い増大することが分かる。また、表３からも
部分放電のエネルギーの大きさに伴って増大することが
分かる。
の上昇に伴い増大することが分かる。また、表３からも
部分放電のエネルギーの大きさに伴って増大することが
分かる。
【００３０】
【表２】
【００３１】
【表３】
【００３２】〔実施例１０〕次に、ＰＦＣ中ガスをガス
バブリング法により抽出し、その抽出ガスを図１１の装
置に示す装置により診断した場合について説明する。
バブリング法により抽出し、その抽出ガスを図１１の装
置に示す装置により診断した場合について説明する。
【００３３】試料採取管２４から試料ＰＦＣを３０ｍｌ
脱気容器２２に採取し、空気ポンプ３１により空気を一
定流速で系内に循環させると共に、空気をガスバブル管
２３を通じてＰＦＣ中にバブリングさせる。一定時間
（約１０分）バブリングした後に検量管２５によって採
取した一定量（５〜１０ｍｌ）の抽出ガスをガス分離カ
ラム１７で分離し、熱線型半導体ガスセンサ６に導き、
その検出電圧（ｍＶ）をアンプ３８で増幅し、ｍＶ検出
部３９、測定部４０によりガス量を測定する。上記測定
部４０にはパソコンを装備したデータ処理器を用い、前
記図１０の場合と同様にガスの濃度比の演算、異常の有
無、異常の種類、異常の規模等を診断した。
脱気容器２２に採取し、空気ポンプ３１により空気を一
定流速で系内に循環させると共に、空気をガスバブル管
２３を通じてＰＦＣ中にバブリングさせる。一定時間
（約１０分）バブリングした後に検量管２５によって採
取した一定量（５〜１０ｍｌ）の抽出ガスをガス分離カ
ラム１７で分離し、熱線型半導体ガスセンサ６に導き、
その検出電圧（ｍＶ）をアンプ３８で増幅し、ｍＶ検出
部３９、測定部４０によりガス量を測定する。上記測定
部４０にはパソコンを装備したデータ処理器を用い、前
記図１０の場合と同様にガスの濃度比の演算、異常の有
無、異常の種類、異常の規模等を診断した。
【００３４】なお、予め標準ガス１として既知濃度のＣ
Ｆ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ2Ｆ4、Ｃ3Ｆ8、Ｃ3Ｆ6、ＣＯの６成分
混合ガスを注入し、ガス分離カラム１７で分離し、熱線
型半導体ガスセンサ６でガス濃度を測定した。上記混合
ガスは濃度を変えて注入し、濃度とセンサ出力のピーク
面積との関係を調べた。また、各ガスについての検出限
界濃度を表４に示す。
Ｆ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ2Ｆ4、Ｃ3Ｆ8、Ｃ3Ｆ6、ＣＯの６成分
混合ガスを注入し、ガス分離カラム１７で分離し、熱線
型半導体ガスセンサ６でガス濃度を測定した。上記混合
ガスは濃度を変えて注入し、濃度とセンサ出力のピーク
面積との関係を調べた。また、各ガスについての検出限
界濃度を表４に示す。
【００３５】
【表４】
【００３６】熱線型半導体ガスセンサの検出限界濃度
は、Ｃ2Ｆ4、Ｃ3Ｆ6、ＣＯが２〜５volｐｐｍと極めて
小さく非常に高感度で検出できることが分かる。これに
対してＣＦ4では３００００〜５００００volｐｐｍと最
も感度が悪く、次いでＣ2Ｆ6が５０００volｐｐｍ、Ｃ3
Ｆ8が１０００volｐｐｍであった。また表４に合わせて
示すＴＣＤ検出器の検出感度に比べて熱線型半導体ガス
センサは、Ｃ2Ｆ4、Ｃ3Ｆ6、ＣＯに対する検出感度が特
に高いことが分かる。
は、Ｃ2Ｆ4、Ｃ3Ｆ6、ＣＯが２〜５volｐｐｍと極めて
小さく非常に高感度で検出できることが分かる。これに
対してＣＦ4では３００００〜５００００volｐｐｍと最
も感度が悪く、次いでＣ2Ｆ6が５０００volｐｐｍ、Ｃ3
Ｆ8が１０００volｐｐｍであった。また表４に合わせて
示すＴＣＤ検出器の検出感度に比べて熱線型半導体ガス
センサは、Ｃ2Ｆ4、Ｃ3Ｆ6、ＣＯに対する検出感度が特
に高いことが分かる。
【００３７】〔実施例１１〕図１２において、標準ガス
として各成分の濃度が１０００volｐｐｍのＣ2Ｆ4、Ｃ3
Ｆ6の混合ガスを注入し、ガス分離カラム１７で分離
し、熱線型半導体ガスセンサをガス検出器６として用
い、該検出電圧（ｍＶ）を自動記録した。混合ガスの注
入を３００回くり返して検出電圧を測定し、その変化率
から熱線型半導体ガスセンサの寿命を評価した。また、
比較のため上記混合ガスを３０回注入、検出電圧を測定
毎にＨ2５００volｐｐｍの出力電圧を測定し、寿命評価
の基準とした。
として各成分の濃度が１０００volｐｐｍのＣ2Ｆ4、Ｃ3
Ｆ6の混合ガスを注入し、ガス分離カラム１７で分離
し、熱線型半導体ガスセンサをガス検出器６として用
い、該検出電圧（ｍＶ）を自動記録した。混合ガスの注
入を３００回くり返して検出電圧を測定し、その変化率
から熱線型半導体ガスセンサの寿命を評価した。また、
比較のため上記混合ガスを３０回注入、検出電圧を測定
毎にＨ2５００volｐｐｍの出力電圧を測定し、寿命評価
の基準とした。
【００３８】
【表５】
【００３９】表５に示すように熱線型半導体ガスセンサ
の３００回測定後の出力電圧は初期の６０％以上であ
る。なお、測定回数３００回とは、１週間に１回測定し
たとすると約５年分に相当する。従って、熱線型半導体
ガスセンサはＣ2Ｆ4、Ｃ3Ｆ6ガスの高感度，長寿命セン
サとして本発明の異常診断装置のガス検出器に極めて適
したものであることが分かった。
の３００回測定後の出力電圧は初期の６０％以上であ
る。なお、測定回数３００回とは、１週間に１回測定し
たとすると約５年分に相当する。従って、熱線型半導体
ガスセンサはＣ2Ｆ4、Ｃ3Ｆ6ガスの高感度，長寿命セン
サとして本発明の異常診断装置のガス検出器に極めて適
したものであることが分かった。
【００４０】〔実施例１２〕図１２の装置を用い、熱線
型半導体ガスセンサを用いてＰＦＣ５０ｌ入りの小形変
圧器で前記実施例２，５，８と同様のテストを行い、各
成分ガスを分析し、データ処理して異常内容の診断を行
った。その結果、表１と同様の診断結果が得られた。
型半導体ガスセンサを用いてＰＦＣ５０ｌ入りの小形変
圧器で前記実施例２，５，８と同様のテストを行い、各
成分ガスを分析し、データ処理して異常内容の診断を行
った。その結果、表１と同様の診断結果が得られた。
【００４１】なお、本実施例においては、キャリヤガス
としてはＨｅガスを用いた。空気をキャリヤガスとした
場合に比べて、ガス分離カラム１７の寿命が３倍以上と
なるので、キャリヤガスとしてはガス分離カラムの寿命
上から、Ｈｅ等の不活性ガスを用いることが望ましい。
としてはＨｅガスを用いた。空気をキャリヤガスとした
場合に比べて、ガス分離カラム１７の寿命が３倍以上と
なるので、キャリヤガスとしてはガス分離カラムの寿命
上から、Ｈｅ等の不活性ガスを用いることが望ましい。
【００４２】また、本発明が云うＰＦＣとは、Ｃ
6Ｆ14、Ｃ7Ｆ16、Ｃ8Ｆ18、Ｃ9Ｆ20、cyclo−Ｃ7Ｆ
14Ｏ、cyclo−Ｃ8Ｆ16Ｏ、（Ｃ3Ｆ7）3Ｎ、（Ｃ4Ｆ9）3
Ｎ、cyclo−Ｃ8Ｆ16ＯとＣ8Ｆ18の混合物または（Ｃ3Ｆ
9）3Ｎとcyclo−Ｃ8Ｆ16の混合物等を指す。これ以外の
ＰＦＣを用いている場合でも、分離カラム１７とガス検
出器６を選択することにより測定可能である。
6Ｆ14、Ｃ7Ｆ16、Ｃ8Ｆ18、Ｃ9Ｆ20、cyclo−Ｃ7Ｆ
14Ｏ、cyclo−Ｃ8Ｆ16Ｏ、（Ｃ3Ｆ7）3Ｎ、（Ｃ4Ｆ9）3
Ｎ、cyclo−Ｃ8Ｆ16ＯとＣ8Ｆ18の混合物または（Ｃ3Ｆ
9）3Ｎとcyclo−Ｃ8Ｆ16の混合物等を指す。これ以外の
ＰＦＣを用いている場合でも、分離カラム１７とガス検
出器６を選択することにより測定可能である。
【００４３】
【発明の効果】本発明は、ＰＦＣ入電気装置内の局部過
熱、部分放電、アーク放電などの異常により発生する分
解生成ガスのうち、少なくともＣ2Ｆ4、Ｃ3Ｆ6、ＣＯに
ついて、ガス濃度、ガス濃度比、成分ガスのパターンに
より、異常の種類、異常の規模（温度、放電エネルギ
ー）を診断することができる。
熱、部分放電、アーク放電などの異常により発生する分
解生成ガスのうち、少なくともＣ2Ｆ4、Ｃ3Ｆ6、ＣＯに
ついて、ガス濃度、ガス濃度比、成分ガスのパターンに
より、異常の種類、異常の規模（温度、放電エネルギ
ー）を診断することができる。
【００４４】さらに、ＰＦＣ試料のサンプリング、ガス
抽出、ガスの分離、ガス濃度、ガス濃度比などを自動的
に測定，診断できる異常診断装置を提供することができ
る。特に、本異常診断装置のガスセンサとしては熱線型
半導体ガスセンサが高感度、長寿命で優れており、これ
によってポータブル型の異常診断装置を提供することが
できる。
抽出、ガスの分離、ガス濃度、ガス濃度比などを自動的
に測定，診断できる異常診断装置を提供することができ
る。特に、本異常診断装置のガスセンサとしては熱線型
半導体ガスセンサが高感度、長寿命で優れており、これ
によってポータブル型の異常診断装置を提供することが
できる。
【図１】Ｃ2Ｆ4ガスとＣ3Ｆ6ガスの濃度比とＰＦＣの局
部過熱温度との関係を示す異常診断図である。
部過熱温度との関係を示す異常診断図である。
【図２】Ｃ2Ｆ4ガスとＣ3Ｆ6ガスの濃度比と絶縁物／Ｐ
ＦＣの局部過熱温度との関係を示す異常診断図である。
ＦＣの局部過熱温度との関係を示す異常診断図である。
【図３】Ｃ2Ｆ4ガスとＣ3Ｆ6ガスの濃度比とＰＦＣのア
ーク放電エネルギーとの関係を示す異常診断図である。
ーク放電エネルギーとの関係を示す異常診断図である。
【図４】Ｃ2Ｆ4ガスとＣ3Ｆ6ガスの濃度比とＰＦＣの部
分放電エネルギーとの関係を示す異常診断図である。
分放電エネルギーとの関係を示す異常診断図である。
【図５】Ｃ2Ｆ4ガスとＣ3Ｆ6ガスの濃度比と絶縁物／Ｐ
ＦＣの部分放電エネルギーとの関係を示す異常診断図で
ある。
ＦＣの部分放電エネルギーとの関係を示す異常診断図で
ある。
【図６】Ｃ2Ｆ4／Ｃ2Ｆ6比とＣ3Ｆ6／Ｃ2Ｆ6比と異常原
因との関係を示す異常診断図である。
因との関係を示す異常診断図である。
【図７】Ｃ2Ｆ4濃度（volｐｐｍ）とＣ3Ｆ6濃度（volｐ
ｐｍ）と異常原因との関係を示す異常診断図である。
ｐｍ）と異常原因との関係を示す異常診断図である。
【図８】本発明の異常診断システムをまとめた診断フロ
ーチャート図である。
ーチャート図である。
【図９】本発明の異常診断装置の概略構成を示す構成図
である。
である。
【図１０】本発明の実施例１の異常診断装置の概略構成
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図１１】本発明の実施例９の異常診断装置の概略構成
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図１２】本発明の他の実施例の異常診断装置の概略構
成を示す構成図である。
成を示す構成図である。
１…標準ガス、２…外部入出力部、３…データ収納部、
４…制御診断部、５…表示出力部、６…ガス検出器、７
…ガス分離部、８…ガス抽出部、９…ＰＦＣ試料採取
部、１０…弁、１１…ＰＦＣ入電気装置、１２…キャリ
ヤガス、１３…ガス流量調節部、１４…排出口、１５…
切替弁、１６…ガス分取カラム、１７…ガス分離カラ
ム、１９…ニードル弁、２０…シーケンスコントロー
ラ、２１…データ処理器、２２…脱気容器、２３…ガス
バブル管、２４…試料採取管、２５…検量管、２８…フ
ィルタ、３１…空気ポンプ、３２…乾燥管、３３…圧力
計、３４…バルブ、３８…アンプ、３９…ｍＶ検出部、
４０…測定部、４１…アンプ電源、４３…指示部、４５
…Ｈｅガス、４６…ガス抽出部。
４…制御診断部、５…表示出力部、６…ガス検出器、７
…ガス分離部、８…ガス抽出部、９…ＰＦＣ試料採取
部、１０…弁、１１…ＰＦＣ入電気装置、１２…キャリ
ヤガス、１３…ガス流量調節部、１４…排出口、１５…
切替弁、１６…ガス分取カラム、１７…ガス分離カラ
ム、１９…ニードル弁、２０…シーケンスコントロー
ラ、２１…データ処理器、２２…脱気容器、２３…ガス
バブル管、２４…試料採取管、２５…検量管、２８…フ
ィルタ、３１…空気ポンプ、３２…乾燥管、３３…圧力
計、３４…バルブ、３８…アンプ、３９…ｍＶ検出部、
４０…測定部、４１…アンプ電源、４３…指示部、４５
…Ｈｅガス、４６…ガス抽出部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 悦紀 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所 国分工場内 (72)発明者 川嶋 啓三郎 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所 国分工場内 (72)発明者 小川 明栄 愛知県名古屋市東区東新町１番地 中部 電力株式会社内 (72)発明者 堀出 昭彦 東京都千代田区内幸町二丁目２番１号 中部電力株式会社東京支社内 (56)参考文献 特開 昭63−242125（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−59437（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−98153（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 27/12 G01N 1/22 G01N 27/04 H02H 5/00
Claims (12)
- 【請求項１】パーフルオロカーボン入電気装置内のパー
フルオロカーボン中のガスを採取するガス採取手段と、
該採取ガスを成分別に分離するガス分離手段と、分離ガ
スのうち少なくともＣ2Ｆ4、Ｃ3Ｆ6、ＣＯの成分ガスの
濃度を検出する検出手段を備え、前記成分ガスの濃度、
成分比に基づき電気装置内の異常発生の有無、異常の種
類およびその規模を診断できる診断手段を備えたことを
特徴とするパーフルオロカーボン入電気装置の異常診断
装置。 - 【請求項２】前記診断手段が、Ｃ2Ｆ4とＣ3Ｆ6の濃度比
によって電気装置内の部分放電、アーク放電または局部
過熱による異常を診断できるよう構成されていることを
特徴とする請求項１に記載のパーフルオロカーボン入電
気装置の異常診断装置。 - 【請求項３】前記診断手段が、Ｃ2Ｆ4とＣ3Ｆ6の濃度比
とＣＯ濃度とによって電気装置内のパーフルオロカーボ
ンおよび／または固体絶縁材の部分放電、アーク放電ま
たは局部過熱による異常が診断できるよう構成されてい
ることを特徴とする請求項１に記載のパーフルオロカー
ボン入電気装置の異常診断装置。 - 【請求項４】前記診断手段が、パーフルオロカーボン量
に対するＣ2Ｆ4の濃度（volｐｐｍ）とＣ3Ｆ6の濃度（v
olｐｐｍ）とによって、電気装置内の部分放電、アーク
放電または局部過熱による異常を診断できるよう構成さ
れていることを特徴とする請求項１に記載のパーフルオ
ロカーボン入電気装置の異常診断装置。 - 【請求項５】前記診断手段が、Ｃ2Ｆ4／Ｃ2Ｆ6の濃度比
とＣ3Ｆ6／Ｃ2Ｆ6の濃度比とによって、電気装置内の部
分放電、アーク放電または局部過熱による異常を診断で
きるよう構成されていることを特徴とする請求項１に記
載のパーフルオロカーボン入電気装置の異常診断装置。 - 【請求項６】前記診断手段が、Ｃ3Ｆ6／Ｃ2Ｆ4の濃度比
をαとしたとき、α≦Ａでは部分放電、Ａ＜α≦Ｂでは
アーク放電、α＞Ｂでは局部過熱（但し、Ａは０．２〜
１．２未満で、Ａ＜Ｂである）と診断できるよう構成さ
れていることを特徴とする請求項１に記載のパーフルオ
ロカーボン入電気装置の異常診断装置。 - 【請求項７】前記診断手段が、Ｃ3Ｆ6／Ｃ2Ｆ4の濃度比
をαとしたとき、α≦０．５では部分放電、０．５＜α
≦１．２ではアーク放電、α＞１．２では局部過熱と診
断できるよう構成されていることを特徴とする請求項１
に記載のパーフルオロカーボン入電気装置の異常診断装
置。 - 【請求項８】前記検出手段が熱線型半導体ガスセンサで
あることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の
パーフルオロカーボン入電気装置の異常診断装置。 - 【請求項９】パーフルオロカーボン入電気装置内のパー
フルオロカーボンの所定量を採取し該パーフルオロカー
ボン中の溶存ガスを採取する工程、該溶存ガスをガス分
離手段により成分別に分離する工程、該分離ガスのうち
の少なくともＣ2Ｆ4、Ｃ3Ｆ6、ＣＯの成分ガスの濃度を
分析する工程、該分析結果に基づき前記成分ガスの各濃
度を算出する工程を含み、算出された前記成分ガスの濃
度比（Ｃ3Ｆ6／Ｃ2Ｆ4）をαとしたとき、α≦０．５で
は部分放電、０．５＜α≦１．２ではアーク放電、α＞
１．２では局部過熱と診断することを特徴とするパーフ
ルオロカーボン入電気装置の異常診断方法。 - 【請求項１０】前記採取ガスのキャリアーガスがＨｅガ
スであり、かつ、Ｃ2Ｆ4、Ｃ3Ｆ6、ＣＯの成分ガスの濃
度分析工程におけるガスセンサが熱線型半導体ガスセン
サであることを特徴とする請求項９に記載のパーフルオ
ロカーボン入電気装置の異常診断方法。 - 【請求項１１】前記採取ガスのガス分離工程におけるキ
ャリアーガスが空気であり、Ｃ2Ｆ4、Ｃ3Ｆ6、ＣＯの成
分ガスの濃度分析工程におけるキャリアーガスが空気で
あり、ガスセンサが熱線型半導体ガスセンサであること
を特徴とする請求項１０に記載のパーフルオロカーボン
入電気装置の異常診断方法。 - 【請求項１２】前記パーフルオロカーボン入電気装置が
パーフルオロカーボンを絶縁冷却媒体とする変圧器であ
ることを特徴とする請求項９，１０または１１に記載の
パーフルオロカーボン入電気装置の異常診断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4053498A JP2777304B2 (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | パーフルオロカーボン入電気装置の異常診断装置および診断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4053498A JP2777304B2 (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | パーフルオロカーボン入電気装置の異常診断装置および診断方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05256747A JPH05256747A (ja) | 1993-10-05 |
| JP2777304B2 true JP2777304B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=12944499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4053498A Expired - Lifetime JP2777304B2 (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | パーフルオロカーボン入電気装置の異常診断装置および診断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2777304B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4236174B2 (ja) * | 2003-12-26 | 2009-03-11 | フィガロ技研株式会社 | フルオロカーボンガスの検出装置 |
| JP2010139421A (ja) * | 2008-12-12 | 2010-06-24 | Hitachi Ltd | ガス成分分析装置 |
| CN112420136B (zh) * | 2020-11-27 | 2023-05-23 | 国网陕西省电力公司电力科学研究院 | 一种六氟化硫高压设备潜伏性故障溯源的方法 |
| CN113092679A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-07-09 | 国网陕西省电力公司电力科学研究院 | 一种六氟化硫分解产物的分析传感器及其检测方法 |
-
1992
- 1992-03-12 JP JP4053498A patent/JP2777304B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05256747A (ja) | 1993-10-05 |
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