JP3186357B2 - ガス中超音波発生型温度検出装置 - Google Patents
ガス中超音波発生型温度検出装置Info
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- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/36—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using magnetic elements, e.g. magnets, coils
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- G—PHYSICS
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は例えば電力機器等の通
電部導体の接触部分の接触不良による異常過熱を検出す
るために使用される温度検出装置に関する。
電部導体の接触部分の接触不良による異常過熱を検出す
るために使用される温度検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電力機器の通電部導体には高電圧が印加
され、しかも大電流が流れるために、その導体が異常過
熱されることがある。このため、その導体にサーモラベ
ルを貼って色の変化を遠方から観察して異常過熱の検出
を行ったり、サーモカメラを用いて導体の異常過熱状態
を検出する手段を採っている。この他、導体の過熱を間
接的に検出するためにタンク壁温度を熱電対、測温抵抗
体およびサーミスタを使用して計測している。
され、しかも大電流が流れるために、その導体が異常過
熱されることがある。このため、その導体にサーモラベ
ルを貼って色の変化を遠方から観察して異常過熱の検出
を行ったり、サーモカメラを用いて導体の異常過熱状態
を検出する手段を採っている。この他、導体の過熱を間
接的に検出するためにタンク壁温度を熱電対、測温抵抗
体およびサーミスタを使用して計測している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、電力機
器がガス絶縁開閉装置の様な場合には導体がタンクに囲
まれているため、導体の異常過熱を検出するには、一般
にサーモラベル、サーモカメラが用いらえる。しかし、
サーモラベルは安価であるけれども色の変化を検出する
方法を検討しないと常時監視できない問題があるととも
に耐久性に劣る問題もある。
器がガス絶縁開閉装置の様な場合には導体がタンクに囲
まれているため、導体の異常過熱を検出するには、一般
にサーモラベル、サーモカメラが用いらえる。しかし、
サーモラベルは安価であるけれども色の変化を検出する
方法を検討しないと常時監視できない問題があるととも
に耐久性に劣る問題もある。
【０００４】また、サーモカメラの場合には高価であ
り、センサ部分の長期安定性に問題がある。さらに、熱
電対、測温抵抗体やサーミスタの場合、導体の電気的絶
縁が困難であるため導体に直接取り付けられない問題が
ある。これらの各温度センサはガスや絶縁物に伝達する
温度を計測するので、感度が低い問題があるとともに、
他の熱源の影響が大きい。
り、センサ部分の長期安定性に問題がある。さらに、熱
電対、測温抵抗体やサーミスタの場合、導体の電気的絶
縁が困難であるため導体に直接取り付けられない問題が
ある。これらの各温度センサはガスや絶縁物に伝達する
温度を計測するので、感度が低い問題があるとともに、
他の熱源の影響が大きい。
【０００５】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、耐久性があるとともに、測定物への取り付けが容
易にでき、しかも測定物の温度を振動により発生する超
音波の有無により検出できる超音波温度検出装置を提供
することを目的とする。
ので、耐久性があるとともに、測定物への取り付けが容
易にでき、しかも測定物の温度を振動により発生する超
音波の有無により検出できる超音波温度検出装置を提供
することを目的とする。
【０００６】この発明のガス中超音波発生型温度検出装
置は、頭部の一部を振動板となるように残して軸方向に
くりぬかれたくりぬき穴を有する、ガス絶縁電力機器の
被測定導体に固着される非磁性体からなるボルトと、軸
方向の両端に形成された第１、第２の凹部とこの第１、
第２の凹部を連結する連結穴を有し、前記ボルトのくり
ぬき穴に第２の凹部がボルト頭部側となるように嵌め込
まれた、温度変化に応じて強磁性体状態から常磁性体状
態に変化する感温磁性体と、この感温磁性体の第１の凹
部に嵌めこまれた第１の永久磁石と、前記第２の凹部と
ボルト頭部振動板との間を軸方向に移動可能に配設され
た第２の永久磁石とを備え、前記第２の永久磁石は一定
温度以上になると前記第１の永久磁石との反発力で前記
ボルト頭部振動板に達するように移動すると共に、前記
被測定導体からの磁界の影響を受けて振動するように構
成したことを特徴とするものである。
置は、頭部の一部を振動板となるように残して軸方向に
くりぬかれたくりぬき穴を有する、ガス絶縁電力機器の
被測定導体に固着される非磁性体からなるボルトと、軸
方向の両端に形成された第１、第２の凹部とこの第１、
第２の凹部を連結する連結穴を有し、前記ボルトのくり
ぬき穴に第２の凹部がボルト頭部側となるように嵌め込
まれた、温度変化に応じて強磁性体状態から常磁性体状
態に変化する感温磁性体と、この感温磁性体の第１の凹
部に嵌めこまれた第１の永久磁石と、前記第２の凹部と
ボルト頭部振動板との間を軸方向に移動可能に配設され
た第２の永久磁石とを備え、前記第２の永久磁石は一定
温度以上になると前記第１の永久磁石との反発力で前記
ボルト頭部振動板に達するように移動すると共に、前記
被測定導体からの磁界の影響を受けて振動するように構
成したことを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】感温磁性体が動作温度（キュリー点）以下のと
きには、それ自身が強磁性状態になって磁気シールドと
して働き、同極性の磁極が対向して配置されている第
１、第２の永久磁石の磁界がはそれぞれお互いに影響を
及ぼさない。このため、第２の永久磁石が反発力により
移動することはない。しかし、感温磁性体が動作温度以
上になると常磁性状態となり第１、第２の永久磁石の磁
界はお互いに影響し合うようになって、第２の永久磁石
は第１の永久磁石との間で反発力が働き、感温磁性体外
部にとび出し、導体に流れる電流により形成される交番
磁界との作用により第２の永久磁石が振動し、ボルト頭
部との間での電磁振動による超音波が発生する。ただ
し、ここで使用している永久磁石のキュリー点は感温磁
性体のキュリー点に比べてはるかに高い強磁性体で構成
されている。
きには、それ自身が強磁性状態になって磁気シールドと
して働き、同極性の磁極が対向して配置されている第
１、第２の永久磁石の磁界がはそれぞれお互いに影響を
及ぼさない。このため、第２の永久磁石が反発力により
移動することはない。しかし、感温磁性体が動作温度以
上になると常磁性状態となり第１、第２の永久磁石の磁
界はお互いに影響し合うようになって、第２の永久磁石
は第１の永久磁石との間で反発力が働き、感温磁性体外
部にとび出し、導体に流れる電流により形成される交番
磁界との作用により第２の永久磁石が振動し、ボルト頭
部との間での電磁振動による超音波が発生する。ただ
し、ここで使用している永久磁石のキュリー点は感温磁
性体のキュリー点に比べてはるかに高い強磁性体で構成
されている。
【０００８】
【実施例】以下この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１、図２において、１は六角ボルトで、この六
角ボルトの軸部２は図示下部から上部に向かってくりぬ
き穴３を穿設する。このくりぬき穴３はその一部が六角
ボルト１の頭部４のボルト頭部振動板部５の位置まで達
する。６は六角ボルト１のネジ部である。
する。図１、図２において、１は六角ボルトで、この六
角ボルトの軸部２は図示下部から上部に向かってくりぬ
き穴３を穿設する。このくりぬき穴３はその一部が六角
ボルト１の頭部４のボルト頭部振動板部５の位置まで達
する。６は六角ボルト１のネジ部である。
【０００９】１０は温度センサ本体で、この温度センサ
１０は次のように構成されている。１１は両端から軸方
向に向けて第１、第２の凹部１２、１３が穿設された円
柱状の感温磁性体で、感温磁性体１１はＭｎ−Ｚｎ系あ
るいはＮｉ−Ｚｎ系のソフトフェライトから構成されて
いる。感温磁性体１１の第１の凹部１２には円柱状の第
１の永久磁石１４が例えば図示の磁極の向きに嵌め込ま
れて接着されている。１５は前記六角ボルト１のくりぬ
き穴３に装着される非磁性体からなる底蓋である。
１０は次のように構成されている。１１は両端から軸方
向に向けて第１、第２の凹部１２、１３が穿設された円
柱状の感温磁性体で、感温磁性体１１はＭｎ−Ｚｎ系あ
るいはＮｉ−Ｚｎ系のソフトフェライトから構成されて
いる。感温磁性体１１の第１の凹部１２には円柱状の第
１の永久磁石１４が例えば図示の磁極の向きに嵌め込ま
れて接着されている。１５は前記六角ボルト１のくりぬ
き穴３に装着される非磁性体からなる底蓋である。
【０００１０】また、感温磁性体１１の第２の凹部１３
にはパイプ状の第２の永久磁石１６を嵌め込む。１７は
非磁性材からなるガイド棒で、このガイド棒１７は第２
の永久磁石１６の中空部内を挿通させ、第２の永久磁石
の動作をスムースするようにするものである。ガイド棒
１７の一端は前記第１の凹部１２と第２の凹部１３を連
通させる穴１８に嵌め込まれ、その他端は六角ボルト１
の頭部４内にわずかな間隙を保ちながら組み込まれてい
る。なお、ガイド棒１７の位置はくりぬき穴３の中心位
置より外れた位置になるように配設される。
にはパイプ状の第２の永久磁石１６を嵌め込む。１７は
非磁性材からなるガイド棒で、このガイド棒１７は第２
の永久磁石１６の中空部内を挿通させ、第２の永久磁石
の動作をスムースするようにするものである。ガイド棒
１７の一端は前記第１の凹部１２と第２の凹部１３を連
通させる穴１８に嵌め込まれ、その他端は六角ボルト１
の頭部４内にわずかな間隙を保ちながら組み込まれてい
る。なお、ガイド棒１７の位置はくりぬき穴３の中心位
置より外れた位置になるように配設される。
【００１１】次に上記のように構成された温度センサ本
体１０を有する六角ボルト１を図示しない被測定物であ
る導体に螺着させる。このとき、第２の永久磁石１６は
感温磁性体１１が動作温度以下であると強磁性状態を示
すので、図２に示す位置からは移動しないが、動作温度
以上になると、感温磁性体１１は常磁性体となり永久磁
石に対する影響が小さくなり、第１、第２の永久磁石１
４、１６は磁気反発力で、第２の永久磁石１６が図示上
方に移動しボルト頭部４まで達する。
体１０を有する六角ボルト１を図示しない被測定物であ
る導体に螺着させる。このとき、第２の永久磁石１６は
感温磁性体１１が動作温度以下であると強磁性状態を示
すので、図２に示す位置からは移動しないが、動作温度
以上になると、感温磁性体１１は常磁性体となり永久磁
石に対する影響が小さくなり、第１、第２の永久磁石１
４、１６は磁気反発力で、第２の永久磁石１６が図示上
方に移動しボルト頭部４まで達する。
【００１２】図３（Ａ）に、第２の永久磁石１６が動作
温度以上で移動したときのボルト頭部４付近の拡大図を
示す。ボルト頭部振動板部５の厚みｔは薄く、ここで永
久磁石１６の電磁振動によりガス中に超音波を発生させ
る。また、図３（Ｂ）に示すようにボルト頭部穴ぐり内
部のガイド棒の偏心は磁石の振動がボルト頭部振動板部
５の中心部を叩き、ガス中に発生させる超音波を大きく
させるためのものである。
温度以上で移動したときのボルト頭部４付近の拡大図を
示す。ボルト頭部振動板部５の厚みｔは薄く、ここで永
久磁石１６の電磁振動によりガス中に超音波を発生させ
る。また、図３（Ｂ）に示すようにボルト頭部穴ぐり内
部のガイド棒の偏心は磁石の振動がボルト頭部振動板部
５の中心部を叩き、ガス中に発生させる超音波を大きく
させるためのものである。
【００１３】ここでボルト頭部振動板部５の共振周波数
ｆは振動部の厚みｔ、径Ｄ、ヤング率Ｅによって（１）
式で与えられる。
ｆは振動部の厚みｔ、径Ｄ、ヤング率Ｅによって（１）
式で与えられる。
【００１４】
【数１】
【００１５】永久磁石１６の動作は図４に示すように、
ボルト頭部４に達した第２の永久磁石１６が導体１ａ，
ｂに流れる電流（Ｉ）により発生する磁界（Ｈ）との相
互作用によりほぼ１（回／サイクル）の間隔で振動を生
じる。この振動音が超音波の形でタンク内壁に取り付け
た超音波マイク４５に検出される。この時、タンク内壁
に取り付けた受信センサの出力信号は、増幅器により検
波・増幅された後、監視温度に連動するように整定した
超音波レベル判定器で基準値以上になると警報を出し、
外部の者に知らせる働きをする。
ボルト頭部４に達した第２の永久磁石１６が導体１ａ，
ｂに流れる電流（Ｉ）により発生する磁界（Ｈ）との相
互作用によりほぼ１（回／サイクル）の間隔で振動を生
じる。この振動音が超音波の形でタンク内壁に取り付け
た超音波マイク４５に検出される。この時、タンク内壁
に取り付けた受信センサの出力信号は、増幅器により検
波・増幅された後、監視温度に連動するように整定した
超音波レベル判定器で基準値以上になると警報を出し、
外部の者に知らせる働きをする。
【００１６】
【発明の効果】（１）以上述べたように、この発明によ
れば、第１および第２の永久磁石を感温磁性体で取り囲
んだため、温度による第２の永久磁石に作用する力の変
化を大きくでき、動作温度（キュリー点）付近では反発
力が大きくなる。このため、第２の永久磁石の動作感度
が向上する。
れば、第１および第２の永久磁石を感温磁性体で取り囲
んだため、温度による第２の永久磁石に作用する力の変
化を大きくでき、動作温度（キュリー点）付近では反発
力が大きくなる。このため、第２の永久磁石の動作感度
が向上する。
【００１７】（２）被測定導体と嵌合されたボルト内部
に温度センサが内蔵されているので、被測定物との温度
差が少なくなり誤差が小さい。
に温度センサが内蔵されているので、被測定物との温度
差が少なくなり誤差が小さい。
【００１８】（３）被測定物に、この温度センサを埋め
込むタップ穴だけあければよく、温度センサの取付が容
易になった。
込むタップ穴だけあければよく、温度センサの取付が容
易になった。
【００１９】（４）六角ボルト頭部振動板の厚みｔで決
まる共振周波数を調整することにより、他の温度センサ
からの超音波と区別できる。
まる共振周波数を調整することにより、他の温度センサ
からの超音波と区別できる。
【００２０】（５）ガイド棒の取り付け位置が偏心して
いるため、ボルト頭部振動板の中心付近が第２の永久磁
石との電磁振動の振動接点となり、発生する超音波音が
大きくなる。
いるため、ボルト頭部振動板の中心付近が第２の永久磁
石との電磁振動の振動接点となり、発生する超音波音が
大きくなる。
【００２１】（６）タンク内ガス中超音波を検出してい
るので、降雨や虫の鳴き声等によるタンク振動による誤
動作がなくなる。
るので、降雨や虫の鳴き声等によるタンク振動による誤
動作がなくなる。
【図１】この発明の一実施例を示す分解斜視図である。
【図２】図１の実施例を組み立てたときの縦断面図であ
る。
る。
【図３】（Ａ）図は第２の永久磁石に反発力が働いて、
タンク上部に移動した状態のタンク上部拡大図で、
（Ｂ）図は六角ボルト頭部の横断面図である。
タンク上部に移動した状態のタンク上部拡大図で、
（Ｂ）図は六角ボルト頭部の横断面図である。
【図４】導体に温度センサを組み込んだ状態での超音波
測定実施例。
測定実施例。
１…六角ボルト ２…軸部 ３…くりぬき穴 ４…頭部 ５…振動板部 ６…ネジ部 １０…温度センサ本体 １１…感温磁性体 １２…第１の凹部 １３…第２の凹部 １４…第１の永久磁石 １５…底蓋 １６…第２の永久磁石 １７…ガイド棒 １８…孔 ４１ａ、４１ｂ…導体 ４２ａ、４２ｂ…接触子 ４３…コンタクト ４４…リングバネ ４５…超音波マイク ４６…ガスシールコネクター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−122123（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−99975（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−223655（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−306959（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 31/00 G01K 7/36 G01R 31/08
Claims (3)
- 【請求項１】 頭部の一部を振動板となるように残して
軸方向にくりぬかれたくりぬき穴を有する、ガス絶縁電
力機器の被測定導体に固着される非磁性体からなるボル
トと、 軸方向の両端に形成された第１、第２の凹部とこの第
１、第２の凹部を連結する連結穴を有し、前記ボルトの
くりぬき穴に第２の凹部がボルト頭部側となるように嵌
め込まれた、温度変化に応じて強磁性体状態から常磁性
体状態に変化する感温磁性体と、 この感温磁性体の第１の凹部に嵌めこまれた第１の永久
磁石と、前記第２の凹部とボルト頭部振動板との間を軸
方向に移動可能に配設された第２の永久磁石とを備え、 前記第２の永久磁石は一定温度以上になると前記第１の
永久磁石との反発力で前記ボルト頭部振動板に達するよ
うに移動すると共に、前記被測定導体からの磁界の影響
を受けて振動するように構成したことを特徴とするガス
中超音波発生型温度検出装置。 - 【請求項２】 前記ボルト頭部振動板の厚み及び径を調
整することによりボルト頭部振動板の共振周波数を調整
したことを特徴とした特許請求の範囲第１項記載のガス
中超音波発生型温度検出装置。 - 【請求項３】 第１の永久磁石との反発力でボルト頭部
に移動した第２の永久磁石が、被測定導体に流れる電流
のつくる外部磁界と第２の永久磁石の磁極との間に生じ
る電磁力による振動によりボルト頭部振動板との間で生
じる超音波振動音を前記ガス絶縁電力機器のタンク側に
設けた超音波マイクで検出することを特徴とした特許請
求の範囲第１項、第２項記載のガス中超音波発生型温度
検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19219893A JP3186357B2 (ja) | 1993-08-03 | 1993-08-03 | ガス中超音波発生型温度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19219893A JP3186357B2 (ja) | 1993-08-03 | 1993-08-03 | ガス中超音波発生型温度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0743223A JPH0743223A (ja) | 1995-02-14 |
| JP3186357B2 true JP3186357B2 (ja) | 2001-07-11 |
Family
ID=16287313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19219893A Expired - Fee Related JP3186357B2 (ja) | 1993-08-03 | 1993-08-03 | ガス中超音波発生型温度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3186357B2 (ja) |
-
1993
- 1993-08-03 JP JP19219893A patent/JP3186357B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0743223A (ja) | 1995-02-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |