JP3535504B2 - ガスセンサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ガス絶縁機器内
部の、部分放電や地絡等の異常部位を検出するガスセン
サに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のガスセンサの構成を説明する。従
来のガスセンサは、被検出ガスに接触する第１多孔性電
極、被検出ガスに接触する第２多孔性電極、第１及び第
２多孔性電極間に介在するイオン導電性の固体電解質に
より構成され、第１及び２多孔性電極、固体電解質から
なる積層体で検出対象ガスを検出する電気化学的素子
（ガスセンサ）が構成されている。

【０００３】また、第１、第２多孔性電極にはリード線
を介して直流電源が接続され、スイッチにより直流電源
から第１、第２多孔性電極への電流をオン、オフする。
また、電流計はスイッチを介して上記電気化学的素子に
流れる電流を測定する。

【０００４】次にこの電気化学的素子を用いてＧＩＳ
（Ｇas Ｉnsulated Ｓwitchgear：ガス絶縁開閉装置）
内ＳＦ_６ガスの放電分解生成物であるＨＦガスの検出動
作について説明する。まず、ＧＩＳ内で部分放電や地絡
等の異常が発生すると以下の反応が起こる。

【０００５】 ＳＦ_６＋Ｃｕ→ＣｕＦ_２＋ＳＦ_４ (1) ＳＦ_４＋Ｈ_２Ｏ→ＳＯＦ_２＋２ＨＦ (2) ＳＯＦ_２＋Ｈ_２Ｏ→ＳＯ_２＋２ＨＦ (3)

【０００６】式（１）におけるＣｕはＧＩＳの構成要素
の成分、式（２）、（３）におけるＨ_２ＯはＧＩＳ内吸
着剤に吸着されずＳＦ_６中に拡散している水分である。
続いて、被検出ガスのうちＨＦガスが電気化学的素子の
例えばＡｕでできた第１多孔性電極１に到達し、ここで
スイッチ６をオンすると、第１多孔性電極１で以下の反
応が起こる。

【０００７】 ２ＨＦ＋２ｅ⁻→Ｈ_２＋２Ｆ⁻ (4)

【０００８】上記、反応で生成したフッ素イオンは例え
ばＰｂＦ_２，ＬａＦ_３等でできたフッ素イオン導電性の
固体電解質３中を移動して、例えばＡｕでできた第２多
孔性電極２で上記反応式の場合とは逆の反応が起こる。

【０００９】 ２Ｆ⁻→Ｆ_２＋２ｅ⁻ (5)

【００１０】このようにして、直流電源４で第１及び第
２多孔性電極１，２に適当な印加電圧を設定することで
電流計７はＨＦガス濃度に対応した電流値を示し、ガス
センサとしての機能を発揮する（例えば、特許文献１参
照）。

【００１１】

【特許文献１】特開平４−５６１０９号公報

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来のガスセンサは以
上のように構成されているが、ガス流路空間の異常部位
の確定が困難であるという問題点があった。

【００１３】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、ガス流路空間の異常検出に最適
な構成を有したガスセンサを提供することを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明に係るガスセン
サは、ガスをイオン化して検出する第１及び第２多孔性
電極、これら第１及び第２多孔性電極間に介在するイオ
ン導電性の固体電解質からなる複数の電気化学的素子
と、第１及び第２多孔性電極間に直流電圧を印加する複
数の電源と、複数の電気化学的素子を複数個のガス配管
取付用の絶縁スペーサのガス流路空間にそれぞれ組込
み、これら電気化学的素子の出力比較によりガス流路空
間の異常部位を判断する比較手段とを備え、各ガス流路
空間に組み込んだ複数の電気化学的素子でホイートスト
ンブリッジを構成して、ホイートストンブリッジの差電
位変動でガス流路空間の異常部位を標定するものであ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態を説明する。図１は本実施の形態に関連する
電気的化学素子の構成図である。図１において、被検出
ガスに接触するガス分子よりも粗い凹凸をガス接触表面
に持つ第１多孔性電極１ａ、同様に被検出ガスに接触す
るガス分子よりも粗い凹凸をガス接触表面に持つ第２多
孔性電極２ａ、第１及び第２多孔性電極間に介在するイ
オン導電性の固体電解質３により構成され、第１及び２
多孔性電極１ａ、２ａ、固体電解質３からなる積層体で
検出対象ガスを検出する電気化学的素子（ガスセンサ）
が構成されている。

【００１６】また、第１、第２多孔性電極１ａ，２ａに
はリード線５を介して直流電源４が接続され、スイッチ
６により直流電源４から第１、第２多孔性電極１ａ、２
ａへの電流をオン、オフする。また、電流計７はスイッ
チ６を介して上記電気化学的素子に流れる電流を測定す
る。次に動作について説明する。第１、第２多孔性電極
１ａ，２ａはその表面に凹凸をほどこすことにより、電
極表面積が増すのでＨＦガスのイオン化が促進され、感
度が向上する。また、凹凸を施すことにより同一感度で
よければ電極の全体形状を小さくできる。

【００１７】上記、図１では第１多孔性電極１ａ、第２
多孔性電極２ａに印加する直流電圧の極性方向は単一で
あったが、図２では印加する電圧の極性を反転できる極
性切り換えスイッチ６ａを直流電源４に設け、極性切り
換えスイッチ６ａの可動子の投入方向を変えることで第
１多孔性電極１、第２多孔性電極２に印加される直流電
圧の極性が反転する。次に、図２の動作について説明す
る。電気化学的素子に常に一定方向の直流電圧４を印加
してガス測定後にスイッチ６を切ると、電極表面にフッ
素イオンが残留して次の測定時に影響を及ぼす。そこ
で、極性切り換えスイッチ６ａを通常と逆方向に切替え
ると第１多孔性電極１、第２多孔性電極２に印加される
直流電圧４の極性が反転して逆方向に反応が起こって電
極表面に残留したフッソイオンが離れて電気化学的に素
子をクリーニングすることができ、次回以降も高い精度
の測定を行うことができる。

【００１８】上記、図１，２では第１多孔性電極１、１
ａ、第２多孔性電極２、２ａに印加される電源を直流電
源のみとしたが、図３では直流電源４と交流電源８とを
備え、これら電源の一方をスイッチ６ｂにより選択切り
換えする。他の構成に関しては図１，２と同様である。
次に、図３の動作について説明する。スイッチ６ｂを交
流電源８側にすると電気化学的素子固有の交流抵抗が測
定できる。このため電極に発生する不純物或いは電解質
の変質等に起因する抵抗成分を検出できるため電気化学
的素子を検査対象に組込んだままで健全性確認が可能と
なる。

【００１９】図４は図１ないし３にその構成を示した電
気化学的素子１３の取り付け構造を示した図である。図
において、ＧＩＳ９はＨＦガスを外部に噴出させるガス
配管１０を有し、圧力計１１はガス配管１０より吐出し
たＨＦガスを計測する。ガス導入空間１２はガス配管１
０と圧力計１１とを結合し、ＨＦガスを圧力計１１に導
入する。ガス導入空間１２の内、圧力計１１に挿入され
ている部分の内面に電気化学的素子１３が設置されてい
る。次に、図４の動作について説明する。ガスセンサの
うち電気化学的素子１３を圧力計１１のガス導入空間１
２に組込むと、ガスセンサの取付け、取外しが容易かつ
コンパクトである。また圧力計１１は、ＧＩＳ９のガス
区分毎に取付けられているので、ガスセンサにも無駄が
ないし、１ケ所で圧力を含めた監視が可能となるので省
力化につながる。このように、ガス圧力計のガス導入空
間に直接電気化学的素子を導入することで、ガス圧と共
にＨＦガスの監視も同時に行えるため監視の一元化が実
現する。

【００２０】上記、図４ではガス配管１０と圧力計１１
を結合するガス導入空間１２内に電気化学的素子１３を
設置したが、図５に示すようにガス圧を抵抗変化にて検
出するひずみゲージ１６を金属ダイヤフラム１５上に配
置してＮ_２密封空間１７に設置したガス導入空間１２ａ
内に電気化学的素子１３を設置することもできる。尚、
端子板１８はひずみゲージ１６に接続されたリード線を
うける。オンラインでの測定の場合等は、圧力センサ１
４のガス導入空間１２ａに電気化学的素子１３を取込
む。そしてガス導入空間１２ａをガス配管１０に結合す
ると、電気化学的素子１３はガス排管１０より吐出され
たガスよりＨＦガスを検出する。このように、ガスの圧
力センサを内蔵した筺体内に電気化学的素子を導入する
ことで、ガス圧と共にＨＦガスの監視も同時に行えるた
め監視の一元化が実現する。

【００２１】図６は温度補償圧力スイッチ１９に電気化
学的素子１３を適用した場合の図を示すものである。ガ
ス導入空間１２ｂはガス配管１０よりガスを導入する。
ベローズ２０はガス導入空間１２ｂの端部を形成し、ま
た、ベローズ２０ａはベローズ２０と感圧レバー２２で
結合されている。基準ガス封入空間２１はベローズ２０
ａの他端に結合され、レバー２３は感圧レバー２２の中
央部に可動自在に結合され、支点２４を持つ。スイッチ
２５は感圧レバー２２に移動によりレバー２３が可動す
るとオンする。図６ではベローズ２０内に電気化学的素
子１３が設置されている。

【００２２】次に、図６の動作を説明する前に、まず温
度補償圧力スイッチ１９の動作を説明する。ＧＩＳ９側
のガス導入空間１２ｂ、ＳＦ_６ガスが同圧力で封入され
ている基準ガス封入空間２１はそれぞれ感圧レバー２２
でつながれており、ベローズ２０，２０ａで釣り合いの
取れた位置で静止している。仮にＧＩＳ９でガス漏れが
発生するとガス導入空間１２ｂ側の圧力が低下し、よっ
て感圧レバー２２は左側へ移動する。この時、支点２４
をもつレバー２３も一方が感圧レバー２２とつながれて
いることで右回りに移動する。許容限界を越えてガスが
漏れると警報出力用のスイッチ２５がレバー２３により
オンされる。このガス導入空間１２ｂに電気化学的素子
１３を組込むことでＨＦガスを検出しＧＩＳ９の地絡事
故等を検知することができる。このように、温度補償圧
力スイッチ１９の被検出ガス導入部１２ｂに電気化学的
素子１３を内蔵してガス圧を検知すると共に、ＨＦガス
の監視も同時に行えるため監視の一元化が実現する。

【００２３】上記、図６ではＧＩＳ９よりガス圧を受け
るガス導入空間１２ｂ内に電気化学的素子１３を設置し
たが、図７では基準ガス封入空間２１よりの基準ガスが
充填されるガス導入空間１２ｂ_２にも電気化学的素子１
３ａを設置する。各電気化学的素子１３，１３ａを流れ
る電流は比較器２６に入力されて比較される。次に、図
７の動作について説明する。通常、電気化学的素子１
３，１３ａはガス配管１０より吐出されたＳＦ_６ガス、
基準ガス封入空間２１に封入されたＳＦ _６を検出してい
るため、同レベルのガス検出電流を比較器２６に出力し
ている。従って電流レベルに差がないためＨＦガスの発
生はないと判断する。

【００２４】ＧＩＳ９に地絡事故が発生しガス配管１０
よりガス導入空間１２ｂ_１に吐出されるガスにＨＦガス
が混入すると電気化学的素子１３はＨＦガスを検出して
ガス検出電流レベルをあげる。その結果、比較器２６は
電流レベル差より地絡事故発生を検知する。さらに、電
流レベル差の変化の傾向を検知することで事故の拡大の
様子を自動的に判定できる。このように、温度補償圧力
スイッチ１９の被検出ガス導入部１２ｂ_１に電気化学的
素子１３を内蔵すると共に、温度補償圧力スイッチ１９
の基準ガス封入空間２１にガスセンサを構成する電気化
学的素子１３ａを組み込み、これらガスセンサの出力の
比較することで微小のＨＦガスの発生を検出できると共
に、ＨＦガスの変化傾向をも自動的に検知できる。

【００２５】図８は本実施の形態に係るガスセンサの取
り付け構造を説明する図である。図において、ＧＩＳ９
は外被２７によって周囲を覆われている。導体２８はＧ
ＩＳ９内に敷設され、スペーサ２９は導体２８をＧＩＳ
９内の中心に支持する。フランジ３０はガス配管の先端
の周囲に形成され、絶縁スペーサ３１はガス導入空間１
２ｃを内包し、フランジ３０に載置されている。フラン
ジ付きのガス配管１０ａ_１は絶縁スペーサ３１に載置さ
れる。次に、図８の動作について説明する。ガス配管１
０ａ_１は、ＧＩＳ９の外被２７を流れるループ電流を考
慮して、ＧＩＳ９側に形成したフランジ３０との間に絶
縁スペーサ３１を介して取付けられる。そして、絶縁ス
ペーサ３１の内部に電気化学的素子１３を組込むこと
で、よりＨＦガスが発生し易い箇所、即ちＨＦガスが拡
散してき易い場所に電気化学的素子１３を設けたことに
なり、ＨＦガス検出感度が向上する。このように、電気
化学的素子１３をガス配管取付用の絶縁スペーサ３１の
ガス流路空間に組み込むことで、ＨＦガスが発生した場
合にそのガスが拡散し易い箇所に電気化学的素子１３を
設置できるためガス検出感度が向上する。

【００２６】図８に示した構成のガスセンサを、スペー
サ２９によって区分されたＧＩＳ９の各ブロック毎に設
置しても良い。図９は本実施の形態のガスセンサの取り
付け構造を示す図である。ブロックＢにはブロックＡと
同様な構成でガス導入空間１２ｄが内蔵された絶縁スペ
ーサ３１ａが設置され、この絶縁スペーサ３１ａに電気
化学的素子１３ｂが内蔵されている。そして、各電気化
学的素子１３，１３ｂより流れた電流は比較器２６に入
力されて比較される。次に、図９の動作について説明す
る。通常、電気化学的素子１３，１３ｂはブロックＡ，
ブロックＢより吐出されたＳＦ_６ガスを検出しているた
め、同レベルのガス検出電流を比較器２６に出力してい
る。従って電流レベルに差がないためＨＦガスの発生は
ないと判断する。

【００２７】ブロックＡに地絡事故が発生しガス導入空
間１２ｃに吐出されるガスにＨＦガスが混入すると電気
化学的素子１３はＨＦガスを検出してガス検出電流レベ
ルをあげる。その結果、比較器２６は電流レベル差より
地絡事故発生を検知する。さらに、電流レベル差の変化
の傾向を検知することで事故の拡大の様子を自動的に判
定できる。このように、複数の電気化学的素子を複数個
のガス配管取付用の絶縁スペーサのガス流路空間にそれ
ぞれ組込、これら電気化学的素子の出力比較によりガス
流路空間の異常部位を判断することで異常部位の確定が
容易となる。

【００２８】上記、図４〜９ではガス圧力計、或いはＧ
ＩＳ９に固定型タイプのガスセンサを示したが、ガスセ
ンサをＧＩＳ９のメンテナンス用に携行タイプにまとめ
ることもできる。図１０は携行タイプのガスセンサをＧ
ＩＳ９のガス配管１０に結合する様子を示した図であ
る。図において、ガスセンサを収納する有底の筒型の筐
体３３内には、電気化学的素子１３を内包したガス導入
管１２ｅとガス検出電流を測定する電流計７とが収納さ
れている。尚、ＧＩＳ９のガス配管１０にメンテナンス
時に封入させたガスを吐出させるバルブ３２を備え、ま
たガス導入管１２ｅのガス導入路にもガス導入或いはガ
ス遮断用のバルブ３２ａを備えている。

【００２９】次に、図１０の動作について説明する。Ｇ
ＩＳ９のメンテナンス時に、ガス導入空間１２ｅを通し
て筐体３３をガス配管１０に結合した後に、ガス配管１
０側のバルブ３２を開放してＧＩＳ９に封入されたガス
をガス導入空間１２ｅに吐出させる。この時、ガス導入
空間１２ｅ側のバルブ３２ａも開放する。この結果、ガ
ス導入空間１２ｅに設置された電気化学的素子１３はガ
スを検出してガス検出電流を電流計７に流す。この時、
電気化学的素子１３がＨＦガスを検出すると電流レベル
は上昇する。このようにバルブ３２ａでしきることので
きるガス導入空間１２ｅを備え、その中に電気化学的素
子１３を組込んでガスセンサ３３をポータブルな構造と
したので、電気化学的素子１３が監視対象に対して高価
である場合、又、オンラインのシステムを構築できない
場合等は、点検時もしくは異常時のみガスセンサで測定
すれば安価でフレキシブルな対応が可能となる。このよ
うに、筒型筺体３３に収納したガス導入空間１２ｅに電
気化学的素子１３を収めて携行型に構成したことで、必
要に応じて電気化学的素子１３をガス検出部位に着脱で
き、機動性が向上する。

【００３０】上記、図１０では筐体にガスセンサを構成
するガス導入管を１本だけ収納したが、このガス導入管
以外にＳＦガスを基準ガスとした基準ガス封入空間を設
けて筐体を構成しても良い。図１１はガス導入管のほか
に基準ガス封入区間を収納した筐体から構成されるガス
センサの構成図である。尚、図中、図１０と同一符号は
同一又は相当部分を示す。図において、基準ガス封入空
間２１はＳＦガスを基準ガスとして封入され、この基準
ガス封入空間２１にはガス検出用の電気化学的素子１３
ｃが収められている。切り換えスイッチ６ｃはガス導入
空間１２ｅに収められた電気化学的素子１３のガス検出
電流と、基準ガス封入空間２１ａに収められた電気化学
的素子１３ｃのガス検出電流とを電流計７に切り換え出
力する。

【００３１】次に、図１１の動作について説明する。基
準ガス封入空間２１ａの中に組み込んだ電気化学的素子
１３ｃは通常封入されたＳＦガスを検出して一定レベル
のガス検出電流を出力している。一方、電気化学的素子
１３はＨＦガスを検出するとレベルの高いガス検出電流
を出力するため、切り換えスイッチ６ｃにより電流計７
に入力するガス検出電流を切り換えてレベル差を比較す
ることで、地絡事故によるＨＦガスの発生を更に感度良
く検知することができる。このように、筒型筺体３３ａ
に収納したガス導入空間に電気化学的素子１３を収める
と共に、同ガス導入空間とは別に基準ガス封入空間２１
ａを設けて基準ガス検出用の電気化学的素子１３ｃを収
納し、２つの電気化学的素子の検出出力を比較すること
で微小のＨＦガスの検出が可能となり、更にＨＦガスの
変化傾向を把握することができる。

【００３２】実施の形態２．上記、実施の形態１では２
つの電気化学的素子からのガス検出電流の大小比較より
ＧＩＳ９に発生したＨＦガスを検出したが、２つの電気
化学的素子の抵抗変化を電圧変化に変換して電圧差より
ＨＦガスを検出するようにしても良い。図１２は２つの
ガスセンサと、同ガスセンサと同抵抗値の抵抗とをブリ
ッジ接続してホイートストンブリッジを構成している。
図において、測定ガス導入空間１２ｆに封入されている
電気化学的素子１３の対向辺には抵抗３４ａが、比較対
象ガス空間１２ｇに封入されている電気化学的素子１３
ｄの対向辺には抵抗３４が配置され、それぞれをブリッ
ジ型に接続されている。そして、各抵抗３４，３４ｄの
接続点と各電気化学的素子１３，１３ｄの接続点との間
にリード線５ａで直流電源４が接続され、電気化学的素
子１３と抵抗３４の接続点ａ、電気化学的素子１３と抵
抗３４の接続点ｂの間に、ａ点とｂ点の差電位を測定す
る電圧計３５が接続されている。

【００３３】次に、本実施の形態の動作について説明す
る。ガス導入空間１２ｆ，１２ｇのガス濃度の違いによ
り電気化学的素子１３，１３ｄに流れる電流が異なるこ
とから、抵抗３４，３４ａでの電圧降下に差ができ、結
果としてａ−ｂ間に差電位を生じる。この変動を電圧計
３５で測定することで、簡単にガス濃度の微小変化や濃
度変化の傾向を検知することが可能となる。このよう
に、各ガス流路空間に組み込んだ複数の電気化学的素子
でホイートストンブリッジを構成し、このブリッジの差
電位変動でガス流路空間の異常部位を標定することで高
感度にＨＦガスの発生を検出できる。

【００３４】実施の形態３．上記、各実施の形態ではガ
ス配管１０の近傍で起きた地絡事故により発生したＨＦ
ガスを検出する際には問題はないが、ガス配管１０より
離隔した地点で起きた地絡事故により発生したＨＦガス
は十分に検出できない．そのため封入したガスを２つの
ガス吐出口を結ぶガス配管に対流させ、そのガス配管に
電気化学的素子を配置しても良い。

【００３５】図１３は本実施の形態に関連するガスセン
サをＧＩＳ９に取り付けた状態を示した図である。図に
おいて、ガス配管１０はスペーサ２９，２９ａで区分け
された１ガス区分ブロック内にあるガス吐出口を連結
し、このガス配管１０の中央部にはガス吐出口よりガス
吐出口にガスを対流させるファン３６と、対流している
ガスを検出する電気化学的素子１３を内蔵している。次
に、本実施の形態の動作について説明する。スペーサ２
９，２９ａで挟まれたガス区分ブロック内のｃ点で部分
放電や地絡等の異常が発生したとする。異常箇所で発生
したＨＦガスはこのままではなかなか拡散せず、ガス配
管１０等に組込んだ電気化学的素子１３での検出が十分
にできなくなることが考えられる。

【００３６】そこでガス対流装置としてのファン３６で
ＳＦ_６ガスを対流させて電気化学的素子１３にＨＦガス
も到達するようにする。これで、電気化学的素子１３は
組込む場所に制約を受けず、ガス区分ブロックの容量が
大きくても１つのガス区分にガス対流装置が１台あれば
その目的を達することができる。このように、電気化学
的素子１３を設置したガス流路空間のガスを対流させる
ことで、電気化学的素子１３を設置した箇所より離れた
箇所でＨＦガス発生してもＨＦガスを電気化学的素子１
３に拡散させることができるため、ＨＦガスを即座に検
出できる。

【００３７】実施の形態４．上記、各実施の形態では電
気化学的素子に常に電圧を印加してガス検出状態にあっ
たが、ＧＩＳ９を複数のブロックに区分けして各ブロッ
ク毎にガスセンサを設置するとガスセンサによるトータ
ル的な電力消費が大きくなったり、バックグランドノイ
ズによる事故誤検出が発生することもある。

【００３８】本実施の形態は、各ブロック毎に設置した
ガスセンサをＧＩＳ９に故障電流が流れた時に起動させ
る。図１４は本実施の形態によるガスセンサのＧＩＳ９
への適用例を示す図である。図において、ガスセンサ３
７，３７ａ〜３７ｃはＧＩＳ９の各ブロック毎に設置さ
れる。故障電流検出器３８はＧＩＳ９中に敷設された導
体２８に例えば地絡による故障電流を検出するＣＴのよ
うな検出器である。制御演算装置３９は、故障電流検出
器３８の電流検出信号に下がって各ガスセンサ３７，３
７ａ〜３７ｃを起動（電圧印加）させると共に、隣接す
る各ブロック毎のガスセンサのガス検出電流を入力して
比較し、電流差より地絡発生部位を特定する。

【００３９】次に、本実施の形態に動作について説明す
る。今、仮にｄ点で地絡が発生し、故障電流が図の矢印
方向に流れると故障検出器３８は検出信号を制御演算装
置３９に出力する。制御演算装置３９は、故障電流の検
出器３８がカバーしているガス区分ブロックのガスセン
サ３７，３７ａ，３７ｂ，３７ｃを起動し、各出力を比
較することで、地絡の詳細位置（ｄ点を含むガス区分）
を標定できる。このようにすることで、バックグランド
ノイズによる誤検出を防止するとともに、システム全体
の省エネを図ることができる。このように、複数の電気
化学的素子を設置したガス流路空間の電流路に発生した
異常をブロック単位で検出した後に、当該ブロックの組
み込まれた電気化学的素子を起動し、ガス流路空間の異
常部位を特定することで、バックグランドノイズによる
ＨＦガス誤検出を阻止できると共に、複数の電気化学的
素子に印加する電源電圧の省エネとなる。

【００４０】ガスセンサのみの検出であれば、部分放
電、検出器３８と両方の検出であれば、地絡との識別ア
ルゴリズムとすることも可能である。また、制御演算装
置３９で図１３のガス対流装置３６を起動させるように
しても良い。

【００４１】実施の形態５．上記、各実施の形態では、
事故によって導体２８と外被２７との間に発生した放電
によるＨＦガスを検出するようにしたが、図１５ではＧ
ＩＳ９内の導体２８に接続された電流経路を、切り換え
用の開閉器の動作時の放電によって発生したＨＦガスの
検出を阻止させるようにしてガスセンサを構成する。図
において、開閉装置４０は導体２８に接続され、動作時
には、ガスセンサ３７に機能停止信号を出力する。本実
施の形態によれば、開閉装置（開閉器）４０が動作する
と、アーク電流４１が発生して一時的にＨＦガスが生成
される。従って開閉装置４０が動作してのち、ＨＦガス
が消滅するまでの一定時間、ガスセンサ３７の検出を停
止させるように開閉装置４０の動作信号をガスセンサ３
７に入力する。これにより、異常の誤検出が防止でき
る。このように、複数の電気化学的素子を設置したガス
流路空間の電流路中の各区分ブロックに設けた開閉器４
０への動作信号入力時に、当該開閉器４０を設けた区分
ブロックに設置された電気化学的素子の動作を一時停止
することで電気化学的素子のＨＦガス誤検出を阻止でき
るため信頼性が向上する。

【００４２】実施の形態６．上記、各実施の形態は多孔
性電極に印加する直流電源は、交流電源を直流化したも
のを用いたが、ＧＩＳ９とガスセンサとの間の絶縁性を
考えると直流電源はバッテリが望ましく、また各計器の
表示部に太陽電池を設けて直流電源として取り出しても
良い。図１６は電源４にバッテリを使用した場合のガス
センサの構成図であり、原理的には従来のガスセンサと
変わらない。従来のガスセンサの課題の１つとして、直
流電源４の設置方法があげられる。特にオフラインで使
用する時の電源の準備、数量が多い場合のコスト、又Ｇ
ＩＳ９の構成によっては直流電源４の共有の困難、ＧＩ
Ｓ９との絶縁等その設置条件は限定される。そこでまず
バッテリ等が考えられる。

【００４３】しかしメンテナンスフリーの見地からは、
図４における圧力計１１の表示部４２を太陽電池として
しまうことが良い。これにより、設置スペースをとら
ず、メンテナンスフリーのガスセンサが簡単にできる。
電流計７は表示部４２にサブメータとして表示させれば
良い。なお、太陽電池とするのは、圧力計１１だけに限
定しないのはもちろんである。このように、電気化学的
素子を駆動させる電源を、バッテリ或いは計器の表示パ
ネルに備えた太陽電池により供給することで、交流電源
ラインの敷設が不要となり、無人化効率が向上すると共
に、メンテナンスが容易となる。

【００４４】

【発明の効果】この発明によれば、ガスをイオン化して
検出する第１及び第２多孔性電極、これら第１及び第２
多孔性電極間に介在するイオン導電性の固体電解質から
なる複数の電気化学的素子と、第１及び第２多孔性電極
間に直流電圧を印加する複数の電源と、複数の電気化学
的素子を複数個のガス配管取付用の絶縁スペーサのガス
流路空間にそれぞれ組込、これら電気化学的素子の出力
比較によりガス流路空間の異常部位を判断する比較手段
とを備え、各ガス流路空間に組み込んだ複数の電気化学
的素子でホイートストンブリッジを構成して、ホイート
ストンブリッジの差電位変動でガス流路空間の異常部位
を標定するようにしたので、各電気化学的素子の出力比
較によりガス流路空間の異常部位を判断することで異常
部位の確定が容易となるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に関連したガスセン
サの構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態１に関連したガスセン
サの構成図である。

【図３】 この発明の実施の形態１に関連したガスセン
サの構成図である。

【図４】 この発明の実施の形態１に関連したガスセン
サの構成図である。

【図５】 この発明の実施の形態１に関連したガスセン
サの構成図である。

【図６】 この発明の実施の形態１に関連したガスセン
サの構成図である。

【図７】 この発明の実施の形態１に関連したガスセン
サの構成図である。

【図８】 この発明の実施の形態１に関連したガスセン
サの構成図である。

【図９】 この発明の実施の形態１によるガスセンサの
構成図である。

【図１０】 この発明の実施の形態１に関連したガスセ
ンサの構成図である。

【図１１】 この発明の実施の形態１に関連したガスセ
ンサの構成図である。

【図１２】 この発明の実施の形態２によるガスセンサ
の構成図である。

【図１３】 この発明の実施の形態３によるガスセンサ
の構成図である。

【図１４】 この発明の実施の形態４によるガスセンサ
の構成図である。

【図１５】 この発明の実施の形態５によるガスセンサ
の構成図である。

【図１６】 この発明の実施の形態６によるガスセンサ
の構成図である。

【符号の説明】

１，１ａ 第１多孔性電極、２，２ａ 第２多孔性電
極、３ 固体電解質、４直流電源、５，５ａ リード
線、６，６ａ〜６ｃ スイッチ、８ 交流電源、１０，
１０ａ ガス配管、１１ 圧力計、１２，１２ａ〜１２
ｇ ガス導入空間、１４ 圧力センサ、１５ 金属ダイ
ヤフラム、１７ ひずみゲージ、１９ 温度補償圧力ス
イッチ、２０，２０ａ ベローズ、２５ スイッチ、２
６ 比較器、２７ 外被、２８ 導体、２９，２９ａ
スペーサ、３０，３０ａ フランジ、３３，３３ａ ポ
ータブガスセンサ（筺体）、３４，３４ａ 抵抗、３８
故障電流検出器、３９ 制御演算装置、４０ 開閉
器。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−288974（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−222104（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−188024（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−66215（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−258278（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−241009（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 27/26 - 27/49 G01R 31/08 - 31/20 H02B 13/00 - 13/08

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスをイオン化して検出する第１及び第
   ２多孔性電極と、 前記第１及び第２多孔性電極間に介在するイオン導電性
   の固体電解質からなる電気化学的素子と、 前記第１及び第２多孔性電極間に直流電圧を印加する電
   源とを有するガスセンサにおいて、 前記電気化学的素子と電源とを複数有し、前記複数の電
   気化学的素子を複数個のガス配管取付用の絶縁スペーサ
   のガス流路空間にそれぞれ組込み、前記電気化学的素子
   の出力比較によりガス流路空間の異常部位を判断する比
   較手段を備え、 前記各ガス流路空間に組み込んだ複数の電気化学的素子
   でホイートストンブリッジを構成して、前記ホイートス
   トンブリッジの差電位変動で前記ガス流路空間の異常部
   位を標定する ことを特徴とするガスセンサ。
2. 【請求項２】 前記電気化学的素子を設置したガス流路
   空間のガスを対流させるガス対流手段を備えたことを特
   徴とする請求項１に記載のガスセンサ。
3. 【請求項３】 ガスをイオン化して検出する第１及び第
   ２多孔性電極と、 前記第１及び第２多孔性電極間に介在するイオン導電性
   の固体電解質からなる電気化学的素子と、 前記第１及び第２多孔性電極間に直流電圧を印加する電
   源とを有するガスセンサにおいて、 前記電気化学的素子を複数有し、前記複数の電気化学的
   素子を設置したガス流路空間の電流路に発生した異常を
   所定ブロック単位で検出する各ブロック毎の故障検出手
   段と、 前記故障検出手段による故障検出結果より前記ブロック
   の組み込まれた前記電気化学的素子を起動し、前記ガス
   流路空間の異常部位を特定する制御演算手段とを備えた
   ことを特徴とするガスセンサ。
4. 【請求項４】 ガスをイオン化して検出する第１及び第
   ２多孔性電極と、 前記第１及び第２多孔性電極間に介在するイオン導電性
   の固体電解質からなる電気化学的素子と、 前記第１及び第２多孔性電極間に直流電圧を印加する電
   源とを有するガスセンサにおいて、 前記電気化学的素子を複数有し、前記複数の電気化学的
   素子を設置したガス流路空間の電流路中の各区分ブロッ
   クに設けた開閉器への動作信号入力時に、前記開閉器を
   設けた区分ブロックに設置した前記電気化学的素子の動
   作を一時停止する動作停止手段を備えたことを特徴とす
   るガスセンサ。