JP4596531B2 - ガス絶縁電力機器及びその異常検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えばＳＦ_６ガスやＳＦ_６ガスを含む混合ガス等を主絶縁媒体あるいはアーク消弧媒体等として用いたガス絶縁電力機器、例えば、ガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）、ガス遮断器（ＧＣＢ）、キュービクル形ガス開閉装置（Ｃ−ＧＩＳ）、ガス絶縁変圧器、管路気中ガス絶縁送電線路（ＧＩＬ）などのガス絶縁電力機器、及びその異常検出方法に関する。

ガス絶縁電力機器は大気圧以上の絶縁ガスを絶縁媒体に使用するため、電気回路となる高電圧中心導体（主回路）を固体支持絶縁物とともに金属製の接地タンク（機器外被）内に格納し、密閉構造を成している。そのため、外部環境の影響を受けない、機器のコンパクト化を図れる、保守面で安全であるなど種々の利点を有し、わが国では極めて多用されている。反面、機器外部からは内部の状態を監視しにくく、万一、主回路の導通や機器絶縁に異常が発生しても、その異常を検出しにくいとの問題がある。そこで、機器の内部の状態、特に絶縁性能を外部から検出する技術の開発が強く求められている。

これまでに、電気的あるいは音響的手法によって局所的な通電異常や絶縁異常（部分放電）を検出する方法、絶縁性能を損なう可能性がある異物の混入を音響的手法で検出する方法、通電異常や絶縁異常に伴う部分放電あるいはアーク放電によってＳＦ_６ガスから分解生成された各種の派生ガス（以下、分解ガスという）を化学的に検出する方法など、多種の方法が提案されている。

しかしながら、通電異常や絶縁異常を検出するための電気的手法および音響的手法は、ガス絶縁機器が設置されている変電所などの環境下では背景雑音の存在によってその性能を十分に発揮できていない。なぜなら、異常の検出感度を高めるために電気的・音響的検出センサの感度を高めても、背景雑音をも検出することになり、異常を示す真の情報と背景雑音の識別（いわゆるＳ／Ｎ比）を高めることは極めて困難だからである。

この点、化学的手法はこのような背景雑音の問題はなく、しかも、部分放電などの異常が極めて軽微であっても、ＳＦ_６ガスの分解ガスは通常蓄積されるため、次第に濃度が増えて検出が容易となる利点がある。ところが、ＳＦ_６ガスの分解ガスの多くは金属を腐食するなど、機器に有害な影響を与えるものが多いため、通常は機器の内部に分解ガスを吸着・除去するための吸着材が封入され、機器に有害な影響を与えない程度の濃度に抑えるようにしている。なお、吸着材をガス密閉容器内に封入したガス絶縁開閉装置として、例えば特開２００２−１５２９３１号公報に開示されたものがある。

特開２００２−１５２９３１号

このように、ガス絶縁電力機器の通電異常検出、絶縁異常検出、さらに開閉接点の損耗量の検出などへの適用も鑑みて、ＳＦ_６ガスの分解ガス（たとえばＳＯ_２，ＨＦ，Ｆ⁻，ＳＦ_４，ＳＯＦ_４，ＳＯＦ_２，ＳＯ_２Ｆ_２，ＣＦ_４など）を検出し、その種類や発生量から、異常の要因や異常の程度の推定を図る手法は、電気的・音響的な背景雑音の影響を受けない、蓄積型の検出が可能であるなどの特長を有する。しかしながら、従来のガス絶縁電力機器では、機器内部に分解ガスを吸着する吸着材が封入されているため、通電異常あるいは絶縁異常等をＳＦ_６ガスの分解ガスに基づいて検出しようとしても、センサ等によって分解ガスを検出する前に分解ガスが吸着材に吸着されてしまい、分解ガスを良好に検出することができず、その実用化が難しい。つまり、吸着材に接触した後のガスに基づいてガス中の分解ガスを検出するので、分解ガスの検出感度に劣り、異常発生を良好に検出することが困難である。

また、機器内部に吸着材が収容されているため、吸着材を交換等するために取り出す場合には密閉されている機器内部を開放する必要があり、しかもその為にはガス絶縁電力機器の運転を停止する必要がある。

本発明は、内部の異常を高感度に検出することができるガス絶縁電力機器及びその異常検出方法を提供することを目的とする。また、本発明は、運転を続けながら吸着材を取り出すことが可能なガス絶縁電力機器及びその異常検出方法を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために請求項１記載の発明は、絶縁ガスが封入された接地タンク内に導体を電気的に絶縁した状態で収容すると共に、接地タンク内で発生した絶縁ガスの分解ガスを吸着材によって吸着除去するガス絶縁電力機器において、吸着材を接地タンクとは別の密閉容器に収容すると共に、密閉容器を接地タンクに切り離し可能に接続して密閉容器内と接地タンク内とを連通させ、接地タンクから吸着材に至るまでの間の連通路に吸着材に接する前のガスを採取する採取口を設けると共に、密閉容器を切り離す場合に接地タンク側連通路を閉じる第１の開閉弁を備えるものである。

接地タンク内で通電異常や絶縁異常等の異常が発生すると、絶縁ガスから分解ガスが発生し、分解ガスの濃度が増加する。接地タンク内と密閉容器内とは連通されており、接地タンク内で発生した分解ガスは密閉容器内で吸着材によって吸着除去される。このため、接地タンク内の分解ガスの濃度が減少する。密閉容器を切り離す場合、第１の開閉弁によって接地タンク側連通路を閉じることで接地タンク内の気密性を維持できる。つまり、接地タンク内の気密性を維持しながら吸着材を取り出すことができる。
また、接地タンクから吸着材に至るまでの間の連通路に吸着材に接する前のガスを採取する採取口を設けたので、吸着材に触れる前のガス、即ち分解ガスを含んだ状態のガスを採取することができる。
また、請求項２記載のガス絶縁電力機器は、接地タンク内と密閉容器内とを連通する連通路を往路と復路とを有する循環路にすると共に、接地タンク内のガスを往路から密閉容器に導いて吸着材に接触させた後、復路から接地タンクへと循環させる循環装置を備えるものである。したがって、循環装置はガスの強制的な流れを形成する。接地タンク内のガスは、接地タンク→往路→密閉容器→復路→接地タンクへと循環される。このガスの流れに乗って分解ガスも密閉容器へと流れ、吸着材に接触し除去される。分解ガスが除去された残りのガスが復路を通って接地タンク内に戻される。
また、請求項３記載の発明は、絶縁ガスが封入された接地タンク内に導体を電気的に絶縁した状態で収容すると共に、接地タンク内で発生した絶縁ガスの分解ガスを吸着材によって吸着除去するガス絶縁電力機器において、吸着材を接地タンクとは別の密閉容器に収容すると共に、密閉容器を接地タンクに切り離し可能に接続して密閉容器内と接地タンク内とを連通路によって連通させ、連通路は接地タンク内の同一のガス区画に接続された往路と復路とを有する循環路になっており、接地タンク内のガスを往路から密閉容器に導いて吸着材に接触させた後、復路から接地タンクの元のガス区画へと循環させる循環装置と、密閉容器を切り離す場合に接地タンク側連通路を閉じる第１の開閉弁を備えるものである。
接地タンク内で通電異常や絶縁異常等の異常が発生すると、絶縁ガスから分解ガスが発生し、分解ガスの濃度が増加する。接地タンク内と密閉容器内とは連通されており、接地タンク内で発生した分解ガスは密閉容器内で吸着材によって吸着除去される。このため、接地タンク内の分解ガスの濃度が減少する。密閉容器を切り離す場合、第１の開閉弁によって接地タンク側連通路を閉じることで接地タンク内の気密性を維持できる。つまり、接地タンク内の気密性を維持しながら吸着材を取り出すことができる。
また、連通路を往路と復路とを有する循環路にすると共に、接地タンク内のガスを往路から密閉容器に導いて吸着材に接触させた後、復路から接地タンクへと循環させる循環装置を備えているので、接地タンク内のガスは、接地タンク→往路→密閉容器→復路→接地タンクへと循環される。このガスの流れに乗って分解ガスも密閉容器へと流れ、吸着材に接触し除去される。分解ガスが除去された残りのガスが復路を通って接地タンク内に戻される。
また、請求項４記載のガス絶縁電力機器は、接地タンクから吸着材に至るまでの間の連通路に吸着材に接する前のガスを採取する採取口を設けたものである。したがって、吸着材に触れる前のガス、即ち分解ガスを含んだ状態のガスを採取することができる。

また、請求項５記載のガス絶縁電力機器は、接地タンク側連通路は接地タンクの給排気管であり、第１の開閉弁は給排気管に設けられた開閉弁である。ガス絶縁電力機器には、絶縁ガスを封入するための給排気管と、給排気管を開閉する開閉弁が予め設けられている。これらを利用することができる。即ち、給排気管を利用して密閉容器を接続することができる。また、開閉弁を利用して接地タンク側連通路を閉じることができる。

また、請求項６記載のガス絶縁電力機器は、密閉容器を切り離す場合に密閉容器側連通路を閉じる第２の開閉弁を備えるものである。したがって、密閉容器を切り離す場合、第２の開閉弁によって密閉容器側連通路を閉じることで密閉容器内の気密性を維持できる。

また、請求項７記載のガス絶縁電力機器は、往路と復路を二重管状に配置された内管と外管とによって構成したものである。したがって、例えば内管と外管の間の空間（以下、外側通路という）を往路とし、内管内の空間（以下、内側通路という）を復路とした場合には、接地タンク内のガスは、接地タンク→外側通路→密閉容器→内側通路→接地タンクへと循環する。また、内側通路を往路とし、外側通路を復路とした場合には、接地タンク内のガスは、接地タンク→内側通路→密閉容器→外側通路→接地タンクへと循環する。これらのガスの流れに乗って分解ガスも密閉容器へと流れ、吸着材に接触し除去される。

また、請求項８記載のガス絶縁電力機器は、往路と復路を別々に設けた配管によって構成したものである。したがって、接地タンク内のガスは、接地タンク→往路の配管→密閉容器→復路の配管→接地タンクへと循環する。このガスの流れに乗って分解ガスも密閉容器へと流れ、吸着材に接触し除去される。往路と復路とを既存の給排気管とは別の配管によって構成しても良く、往路と復路のうちいずれか一方を既存の給排気管を利用して構成しても良い。

さらに、請求項９記載のガス絶縁電力機器の異常検出方法は、絶縁ガスが封入されている接地タンク内で発生した分解ガスを吸着する吸着材を接地タンクとは別の密閉容器に収容すると共に、密閉容器を接地タンクに切り離し可能に接続して密閉容器内と接地タンク内とを連通路によって連通し、連通路は接地タンク内の同一のガス区画に接続された往路と復路とを有する循環路になっており、接地タンク内のガスを密閉容器内に導いて分解ガスを吸着材によって吸着除去した後、接地タンク内の元のガス区画に戻すように循環装置によって循環させる一方、異常検出を行う場合には、接地タンク側連通路を閉じた状態で接地タンクから密閉容器を切り離し吸着材を分析して接地タンク内での異常の発生を検出するものである。

接地タンク内で通電異常や絶縁異常等の異常が発生すると、絶縁ガスから分解ガスが発生し、分解ガスの濃度が増加する。接地タンク内と密閉容器内とは連通されており、接地タンク内で発生した分解ガスは密閉容器内で吸着材によって吸着除去される。このため、接地タンク内の分解ガスの濃度は減少し、吸着材に分解ガスが蓄積される。密閉容器を接地タンクから切り離し、吸着材を取り出して分析し、分解ガスの検出に基づいて接地タンク内での異常発生を検出する。接地タンク側連通路を閉じた状態で密閉容器を切り離すので、接地タンク内の気密性を維持できる。つまり、接地タンク内の気密性を維持しながら吸着材を取り出し分析にかけることができる。
また、循環装置はガスの強制的な流れを形成する。接地タンク内のガスは、接地タンク→往路→密閉容器→復路→接地タンクへと循環される。このガスの流れに乗って分解ガスも密閉容器へと流れ、吸着材に接触し除去される。分解ガスが除去された残りのガスが復路を通って接地タンク内に戻される。

また、請求項１０記載のガス絶縁電力機器の異常検出方法は、絶縁ガスが封入されている接地タンク内で発生した分解ガスを吸着する吸着材を接地タンクとは別の密閉容器に収容すると共に、密閉容器内と接地タンク内とを連通し、分解ガスを密閉容器内に導いて吸着材によって吸着除去する一方、異常検出を行う場合には、接地タンクから吸着材に至るまでの間の連通路に吸着材に接する前のガスを採取する採取口を設け、当該採取口から採取したガスを分析して接地タンク内での異常の発生を検出するものである。

接地タンク内で通電異常や絶縁異常等の異常が発生すると、絶縁ガスから分解ガスが発生し、分解ガスの濃度が増加する。接地タンク内と密閉容器内とは連通されており、接地タンク内で発生した分解ガスは密閉容器内で吸着材によって吸着除去される。このため、接地タンク内の分解ガスの濃度は減少する。採取口から吸着材に接する前のガスを採取するので、分解ガスをより多く含むガスを分析に使用することができる。また、接地タンク内を開放することはなく、接地タンク内の気密性を維持しながらガスを採取することができる。

また、請求項１１記載のガス絶縁電力機器の異常検出方法は、接地タンクの給排気管に密閉容器を接続するものである。ガス絶縁電力機器には、絶縁ガスを封入するための給排気管が予め設けられている。給排気管を利用して密閉容器を接続することができる。

さらに、請求項１２記載のガス絶縁電力機器の異常検出方法は、接地タンク内のガスを密閉容器内へと循環装置によって循環させるものである。したがって、接地タンク内のガスを密閉容器へと強制的に循環させることができる。

請求項１記載のガス絶縁電力機器では、吸着材を接地タンクとは別の密閉容器に収容すると共に、密閉容器を接地タンクに切り離し可能に接続して密閉容器内と接地タンク内とを連通させ、接地タンクから吸着材に至るまでの間の連通路に吸着材に接する前のガスを採取する採取口を設けると共に、密閉容器を切り離す場合に接地タンク側連通路を閉じる第１の開閉弁を備えているので、接地タンク内で発生した分解ガスを密閉容器内の吸着材で吸着し除去することができる。このため、腐食性のある分解ガスの濃度の増加を抑えることができる。また、接地タンク内を大気に開放することなく密閉容器を切り離して吸着材を取り出すことができるので、ガス絶縁電力機器の運転を止めずに吸着材を取り出したり交換することができる。また、万一、密閉容器に何らかの不具合が生じたとしても、密閉容器ごと交換することができる。また、接地タンクから吸着材に至るまでの間の連通路に吸着材に接する前のガスを採取する採取口を設けているので、吸着材に触れる前の分解ガスを含むガスを採取することができる。このため、ガスの分析を行う場合、吸着材を接地タンク内に配置する構造のガス絶縁電力機器に比べて、分解ガスの検出が容易である。
また、請求項２記載のガス絶縁電力機器では、接地タンク内と密閉容器内とを連通する連通路を往路と復路とを有する循環路にすると共に、接地タンク内のガスを往路から密閉容器に導いて吸着材に接触させた後、復路から接地タンクへと循環させる循環装置を備えているので、接地タンク内のガスを密閉容器へと強制的に循環させることができ、分解ガスを効率的に除去することができる。
また、請求項３記載のガス絶縁電力機器では、吸着材を接地タンクとは別の密閉容器に収容すると共に、密閉容器を接地タンクに切り離し可能に接続して密閉容器内と接地タンク内とを連通路によって連通させ、連通路は接地タンク内の同一のガス区画に接続された往路と復路とを有する循環路になっており、接地タンク内のガスを往路から密閉容器に導いて吸着材に接触させた後、復路から接地タンクの元のガス区画へと循環させる循環装置と、密閉容器を切り離す場合に接地タンク側連通路を閉じる第１の開閉弁を備えているので、接地タンク内で発生した分解ガスを密閉容器内の吸着材で吸着し除去することができる。このため、腐食性のある分解ガスの濃度の増加を抑えることができる。また、接地タンク内を大気に開放することなく密閉容器を切り離して吸着材を取り出すことができるので、ガス絶縁電力機器の運転を止めずに吸着材を取り出したり交換することができる。また、万一、密閉容器に何らかの不具合が生じたとしても、密閉容器ごと交換することができる。また、接地タンク内と密閉容器内とを連通する連通路を往路と復路とを有する循環路にすると共に、接地タンク内のガスを往路から密閉容器に導いて吸着材に接触させた後、復路から接地タンクへと循環させる循環装置を備えているので、接地タンク内のガスを密閉容器へと強制的に循環させることができ、分解ガスを効率的に除去することができる。
また、請求項４記載のガス絶縁電力機器では、接地タンクから吸着材に至るまでの間の連通路に吸着材に接する前のガスを採取する採取口を設けているので、吸着材に触れる前の分解ガスを含むガスを採取することができる。このため、ガスの分析を行う場合、吸着材を接地タンク内に配置する構造のガス絶縁電力機器に比べて、分解ガスの検出が容易である。

また、請求項５記載のガス絶縁電力機器では、接地タンク側連通路が接地タンクの給排気管であり、第１の開閉弁が給排気管に設けられた開閉弁であるので、接地タンクに通常設けられている既存の給排気管を利用して密閉容器を取り付けることができ、既存のガス絶縁電力機器への適用が容易である。また、すでに設置され運転されているガス絶縁電力機器への後付けも可能となり、しかも容易である。また、接地タンクに通常設けられている既存の開閉弁を利用することもでき、既存の給排気管の利用とも相俟って、既存のガス絶縁電力機器への適用がより一層容易になる。さらに、後付けした密閉容器の取り外しも容易であり、取り外すことでガス絶縁電力機器を元の状態に戻すことができるので、既存設備を元の状態に戻したくなった場合にも柔軟に対応することができる。

また、請求項６記載のガス絶縁電力機器では、密閉容器を切り離す場合に密閉容器側連通路を閉じる第２の開閉弁を備えているので、密閉容器を密閉したまま接地タンクから切り離すことができる。このため、吸着材を大気に接触させずに運搬することができ、分解ガスを吸着させたままの状態で吸着材を分析にかけることができる。

また、請求項７記載のガス絶縁電力機器では、往路と復路を二重管状に配置された内管と外管とによって構成しているので、連通路をコンパクトに形成することができる。また、既存の給排気管を利用して連通路を形成することができる。即ち、給排気管を外管として利用し、給排気管内に内管を挿入することで、二重管構造の連通路を構成することができる。このため、既存設備への後付けが容易である。なお、接地タンクに予め設けられている既存の給排気管を利用せずに、新たに内管と外管を設けても良い。この場合には使用する管の径を選択することができるので、連通路の設計の自由度が向上し、ガスの流量を増やして分解ガスの除去効率を向上させることができる。

また、請求項８記載のガス絶縁電力機器は、往路と復路を別々に設けた配管によって構成しているので、使用する配管の径を選択することができ、連通路の設計の自由度が向上し、ガスの流量を増やして分解ガスの除去効率を向上させることができる。また、往路と復路を離して配置することができるので、接地タンク内でガスをより効率的に循環させることができる。

さらに、請求項９記載のガス絶縁電力機器の異常検出方法では、絶縁ガスが封入されている接地タンク内で発生した分解ガスを吸着する吸着材を接地タンクとは別の密閉容器に収容すると共に、密閉容器を接地タンクに切り離し可能に接続して密閉容器内と接地タンク内とを連通路によって連通し、連通路は接地タンク内の同一のガス区画に接続された往路と復路とを有する循環路になっており、接地タンク内のガスを密閉容器内に導いて分解ガスを吸着材によって吸着除去した後、接地タンク内の元のガス区画に戻すように循環装置によって循環させる一方、異常検出を行う場合には、接地タンク側連通路を閉じた状態で接地タンクから密閉容器を切り離し吸着材を分析して接地タンク内での異常の発生を検出するので、接地タンク内の気密性を維持しながら接地タンク内の異常を検出することができる。このため、ガス絶縁電力機器の運転を止めずに、接地タンク内で生じた異常を検出することができる。例えば、分解ガスの種類とその濃度を分析することにより、接地タンク内で何らかの部分放電が発生していること、あるいはその痕跡を確証することが可能となる。また、部分放電以外にも内部の閃絡に伴うアーク状の放電、あるいは電気回路の接触不良に伴うスパーク状の放電も検出することが可能である。また、分解ガスの濃度がわずかであっても、分解ガスを蓄積した吸着材自体を分析の対象にしているので、微量の分解ガスの検出も可能であり、接地タンク内の異常発生をより容易に検出することができる。
また、接地タンク内と密閉容器内とを連通する連通路を往路と復路とを有する循環路にすると共に、接地タンク内のガスを往路から密閉容器に導いて吸着材に接触させた後、復路から接地タンクへと循環させる循環装置を備えているので、接地タンク内のガスを密閉容器へと強制的に循環させることができ、分解ガスを効率的に除去することができる。

また、請求項１０記載のガス絶縁電力機器の異常検出方法では、絶縁ガスが封入されている接地タンク内で発生した分解ガスを吸着する吸着材を接地タンクとは別の密閉容器に収容すると共に、密閉容器内と接地タンク内とを連通し、分解ガスを密閉容器内に導いて吸着材によって吸着除去する一方、異常検出を行う場合には、接地タンクから吸着材に至るまでの間の連通路に吸着材に接する前のガスを採取する採取口を設け、当該採取口から採取したガスを分析して接地タンク内での異常の発生を検出するようにしているので、接地タンク内の気密性を維持しながら接地タンク内の異常を検出することができる。即ち、ガス絶縁電力機器の運転を止めずに、接地タンク内で生じた異常を検出することができる。例えば、分解ガスの種類とその濃度を分析することにより、接地タンク内で何らかの部分放電が発生していること、あるいはその痕跡を確証することが可能となる。また、部分放電以外にも内部の閃絡に伴うアーク状の放電、あるいは電気回路の接触不良に伴うスパーク状の放電も検出することが可能である。また、吸着材に接する前の分解ガスをより多く含む状態のガスを使用して分析を行うことができるので、接地タンク内の異常発生をより容易に検出することができる。

また、請求項１１記載のガス絶縁電力機器の異常検出方法では、接地タンクの給排気管に密閉容器を接続するので、既存の給排気管を利用して密閉容器を取り付けることができる。また、既存設備への後付けが可能であり、しかも後付けが容易である。また、後付けした密閉容器の取り外しも容易であり、取り外すことで既存設備を元の状態に戻すことができるので、既存設備を元の状態に戻したくなった場合にも柔軟に対応することができる。なお、請求項９記載のガス絶縁電力機器の異常検出方法では、採取口を密閉容器側に設けておくことで、これらの効果を奏することができる。

さらに、請求項１２記載のガス絶縁電力機器の異常検出方法では、接地タンク内のガスを密閉容器内へと循環装置によって循環させるので、接地タンク内のガスを密閉容器へと強制的に循環させることができ、異常の発生を素早く検出することができると共に、接地タンク内に分解ガスが残留するのを防止できる。

以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。

図１に本発明のガス絶縁電力機器の第１の実施形態を示す。このガス絶縁電力機器は、絶縁ガス１が封入された接地タンク２内に導体３を電気的に絶縁した状態で収容すると共に、接地タンク２内で発生した絶縁ガス１の分解ガスを吸着材４によって吸着除去するものである。そして、吸着材４を接地タンク２とは別の密閉容器５に収容すると共に、密閉容器５を接地タンク２に切り離し可能に接続して密閉容器５内と接地タンク２内とを連通させ、密閉容器５を切り離す場合に接地タンク側連通路２８を閉じる第１の開閉弁を備えている。

導体（主回路）３は、例えば高電圧中心導体で、例えば円筒形状を成している。導体３は、例えば円筒形状を成す接地タンク（機器外被）２の中心位置に配置され、支持絶縁物（スペーサ）８によって支持されている。絶縁ガス１は、例えばＳＦ_６ガス、ＳＦ_６ガスを含む混合ガス等である。ただし、これらのガスに限るものではなく、例えばＮ_２ガス，ＣＯ_２ガス，Ｃ_３Ｆ_８ガス，ｃ−Ｃ_４Ｆ_８ガス，ＣＦ_３Ｉガス，ＣＦ_４ガスおよびこれらの混合ガス等でも良い。

接地タンク２には、内部の真空引き及び絶縁ガス１の封入に使用する給排気管（ガス配管）６と、この給排気管６を開閉する開閉弁７が設けられている。本実施形態では、接地タンク側連通路２８は接地タンク２の給排気管６であり、第１の開閉弁は給排気管６に設けられた開閉弁７である。つまり、接地タンク２に通常設けられている既存の給排気管６と開閉弁７を利用している。このため、密閉容器５の取り付けが容易である。また、既存の接地タンク２の設計変更を行わずにそのまま密閉容器５を取り付けることができ、特に、既に設置され運転されているガス絶縁電力機器に対しても後付けすることができる。さらに、後付けした密閉容器５を取り外すことでガス絶縁電力機器を元の状態に戻すことができる。なお、既に設置され運転されているガス絶縁電力機器に適用する場合には、接地タンク２内に設けられている吸着材を撤去しておく。

密閉容器５には、密閉容器側連通路１０と、密閉容器５を切り離す場合に密閉容器側連通路１０を閉じる第２の開閉弁１１が設けられている。密閉容器側連通路１０は接地タンク側連通路２８に接続されている。密閉容器側連通路１０と接地タンク側連通路２８とは、互いのフランジ１０ａ，６ａを突き合わせてボルトによって固定することで切り離し可能に接続されている。

また、接地タンク２から吸着材４に至るまでの間の連通路９には吸着材４に接する前のガスを採取する採取口１３が設けられている。本実施形態では、密閉容器５に採取口１３が設けられている。ただし、採取口１３を設ける位置は密閉容器５に限るものではなく、吸着材４に接する前のガスを採取できる位置であれば良い。採取口１３を密閉容器５に設けることで、採取口１３の設置が容易であると共に、一体化したユニットとして取り扱うことができるので、その扱いが容易である。採取口１３には開閉弁１４が設けられており、ガスを採取する時以外の時には採取口１３を閉じておき、接地タンク２内及び密閉容器５内の気密性を確保している。

ガス絶縁電力機器の運転時には、第１及び第２の開閉弁７，１１を開き、接地タンク２内と密閉容器５内とを連通させておく。また、開閉弁１４を閉じておく。接地タンク２内で通電異常や絶縁異常等の異常が発生すると、絶縁ガス１から分解ガスが発生し、分解ガスの濃度が増加する。接地タンク２内と密閉容器５内とは連通されており、分解ガスは自然に拡散して密閉容器５内に到達し、吸着材４によって吸着除去される。このため、接地タンク２内の分解ガスの濃度を減少させることができる。分解ガスの多くは金属を腐食させる腐食性ガスである。吸着材４によって分解ガスを吸着除去するので、接地タンク２や導体３等を腐食させる程には分解ガスの濃度は高くならず、これらの腐食を防止することができる。

密閉容器５を接地タンク２から切り離す場合、第１の開閉弁７によって接地タンク側連通路２８を閉じることで接地タンク２内の気密性を維持できる。このため、ガス絶縁電力機器の運転を止めずに密閉容器５を切り離すことができ、吸着材４を取り出して交換や修理・再生を行うことができる。また、吸着材４自体を分析の対象にすることが可能になる。また、第２の開閉弁１１によって密閉容器側連通路１０を閉じることで密閉容器５内の気密性を維持することができ、密閉容器５内の吸着材４を外気に接触させることなく分析にかけることができる。

接地タンク２内での異常は、以下のようにして検出できる。即ち、本発明のガス絶縁電力機器の異常検出方法は、絶縁ガス１が封入されている接地タンク２内で発生した分解ガスを吸着する吸着材４を接地タンク２とは別の密閉容器５に収容すると共に、密閉容器５を接地タンク２に切り離し可能に接続して密閉容器５内と接地タンク２内とを連通し、分解ガスを密閉容器５内に導いて吸着材４によって吸着除去する一方、異常検出を行う場合には、接地タンク側連通路２８を閉じた状態で接地タンク２から密閉容器５を切り離し吸着材４を分析して接地タンク２内での異常の発生を検出するものである。

接地タンク２内で通電異常や絶縁異常等の異常が発生すると、絶縁ガス１から分解ガスが発生する。本発明の異常検出方法は、外から見ることができない接地タンク２内での異常発生を分解ガスの検出に基づいて検出するものである。

密閉容器５内の吸着材４によって発生した分解ガスを吸着除去することで、吸着材４には分解ガスが蓄積される。第１及び第２の開閉弁７，１１を閉じて密閉容器５を接地タンク２から切り離し、外気を遮断した状態で吸着材４を取り出して分析する。吸着材４の分析によって分解ガスを検出し、これによって接地タンク２内での異常発生を検出する。吸着材４には分解ガスが蓄積されているので、たとえ接地タンク２内の分解ガス濃度が低くても、分解ガスの検出は容易であり、接地タンク２内での異常発生を容易に検出することができる。

なお、分解ガスの検出に基づいて接地タンク２での異常発生の有無を検出するだけでも良いが、検出した分解ガスの種類（たとえばＳＯ_２，ＨＦ，Ｆ⁻，ＳＦ_４，ＳＯＦ_４，ＳＯＦ_２，ＳＯ_２Ｆ_２，ＣＦ_４など）や発生量を特定し、異常の要因や異常の程度を推定するようにしても良い。

また、接地タンク２内での異常発生を、以下のようにして検出することもできる。即ち、本発明のガス絶縁電力機器の異常検出方法は、絶縁ガス１が封入されている接地タンク２内で発生した分解ガスを吸着する吸着材４を接地タンク２とは別の密閉容器５に収容すると共に、密閉容器５内と接地タンク２内とを連通し、分解ガスを密閉容器５内に導いて吸着材４によって吸着除去する一方、異常検出を行う場合には、接地タンク２から吸着材４に至るまでの間の連通路９に吸着材４に接する前のガスを採取する採取口１３を設け、当該採取口１３から採取したガスを分析して接地タンク２内での異常の発生を検出するものである。

この異常検出方法では、開閉弁１４を開けて採取口１３よりガスを採取することで、吸着材４に接する前のガスを採取することができる。このため、分解ガスをより多く含む状態のガスを使用して分解ガスの検出を行うことができ、接地タンク２内での異常発生をより容易に検出することができる。また、接地タンク２内を密閉したままガスを採取することができるので、ガス絶縁電力機器の運転を止めずに異常検出を行うことができる。

なお、本実施形態では、上記２つの方法、即ち、吸着材４自体を分析対象とする方法と、吸着材４に接触する前のガスを分析対象とする方法とを併用して接地タンク２内での異常発生を検出するが、これら２つの方法のうち、いずれか一方のみを使用しても良い。

また、吸着材４に接触する前のガスを分析対象とする方法を使用しない場合等には採取口１３を省略しても良い。

また、接地タンク２から密閉容器５を切り離した場合に、吸着材４が外気に触れても良い場合等には、第２の開閉弁１１を省略しても良い。

次に、本発明のガス絶縁電力機器の第２の実施形態を示す。このガス絶縁電力機器を図２に示す。なお、上述のガス絶縁電力機器の部材と同一の部材には同一の符号を付し、それらの説明は省略する。

このガス絶縁電力機器は、接地タンク２内と密閉容器５内とを連通する連通路９を往路１５と復路１６とを有する循環路にすると共に、接地タンク２内のガスを往路１５から密閉容器５に導いて吸着材４に接触させた後、復路１６から接地タンク２へと循環させる循環装置２２を備えている。本実施形態では、往路１５と復路１６を二重管状に配置された内管１７と外管１８とによって構成している。

二重管状の連通路９は、接地タンク２に既存の給排気管６を利用して形成されている。即ち、給排気管６内に内管２７を挿入することで二重の管路を設けて接地タンク側連通路２８とし、密閉容器側連通路１０を内管１９と外管２９より構成される二重管によって構成し、給排気管６と外管２９、内管２７と内管１９を切り離し可能に接続している。つまり、内管２７と内管１９とによって内管１７を構成し、給排気管６と外管２９とによって外管１８を構成している。

二重管の外管２９は密閉容器５内の空間２０に開口し、内管１９は密閉容器５内の吸着材収容室２１に開口している。また、吸着材収容室２１の入口には、空間２０内のガスを吸着材収容室２１内に送り込む循環装置２２が設置されている。循環装置２２は、例えば図示しないモータによって駆動される電動ファンである。採取口１３は、二重管の外管２９の途中に設けられている。

循環装置２２を始動させると、密閉容器５内の空間２０が負圧、吸着材収容室２１内が正圧となり、強制的なガスの流れが形成される。接地タンク２内のガスは給排気管６と内管２７の間の空間（以下、給排気管外側通路という）に吸い込まれ、二重管の外管２９と内管１９の間の空間（以下、二重管外側通路という）を通って密閉容器５内の空間２０に吸引される。そして、循環装置２２によって吸着材収容室２１内に送り込まれ、吸着材４に接触した後、二重管の内管１９内の空間（以下、二重管内側通路という）→給排気管６内の内管２７の内側の空間（以下、給排気管内側通路という）→接地タンク２内へと強制的に循環される。接地タンク２内で発生した分解ガスは、この流れに乗って吸着材４に到達し、吸着除去される。

このように、連通路を循環路とし、循環装置２２を設けて強制的にガスを循環させるので、分解ガスが自然拡散により吸着材４に到達するのを待つ場合に比べ、素早く分解ガスを吸着除去することができると共に、接地タンク２内への分解ガスの残留防止を図ることができる。

また、二重管外側通路には吸着材４に接触する前のガスが流れているので、採取口１３より吸着材４に接触する前の状態のガスを採取することができる。

なお、上述の説明では、給排気管外側通路と二重管外側通路を往路１５とし、二重管内側通路と給排気管内側通路を復路１６としているが、必ずしもこの構成にする必要はなく、二重管内側通路と給排気管内側通路を往路１５とし、給排気管外側通路と二重管外側通路を復路１６としても良い。

また、上述の説明では、循環装置２２を吸着材収容室２１の入口に設けていたが、ガスの強制的な循環流を発生させることが可能な位置であれば循環装置２２を他の位置に設けても良い。

ここで、連通路９の二重管構造について説明する。連通路９の二重管構造としては、例えばガス絶縁電力機器の運転時等には二重管となっているが、接地タンク２から密閉容器５を切り離す場合には一重管となる構造の採用が考えられる。その一例を図３に示す。連通路９の内管１７は、例えば可撓性のあるチューブで構成されている。密閉容器５内には、チューブ巻取装置２３が設けられている。チューブ巻取装置２３によって内管１７を巻き取ることで、外管１８内から内管１７を引き抜くことができる。また、巻き取った内管１７をチューブ巻取装置２３によって外管１８内に送り出すことができる。内管１７が送り出されることで、連通路９は二重管構造となる。つまり、内管２７と二重管の内管１９を１本のチューブで構成している。

第１の開閉弁７と第２の開閉弁１１は、例えばバルブとして開路の状態で給排気管６又は外管２９の断面と直線性が確保できるフルボアタイプのボールバルブである。第１及び第２の開閉弁７，１１を開くことで外管２９と給排気管６とで構成される外管１８の中に内管１７を送り出すことが可能になる。また、内管１７を巻き取ることで、第１及び第２の開閉弁７，１１を閉じることが可能になる。ただし、第１及び第２の開閉弁７，１１として、フルボアタイプのボールバルブ以外のバルブを使用しても良い。

ガス絶縁電力機器の運転時には、第１及び第２の開閉弁７，１１を開き、内管１７を外管１８の中に送り出しておくことで、連通路９を往路１５と復路１６とからなる循環路にすることができる。そして、接地タンク２から密閉容器５を切り離す場合には、チューブ巻取装置２３によって内管１７を巻き取った後、第１及び第２の開閉弁７，１１を閉じ、給排気管６から外管２９を取り外せば良い。また、切り離した密閉容器５を接地タンク２に取り付ける場合には、絶縁ガス１雰囲気で給排気管６に外管２９を接続した後、第１及び第２の開閉弁７，１１を開き、チューブ巻取装置２３によって内管１７を外管１８の中に送り出せばよい。

なお、電動のチューブ巻取装置２３は密閉容器５の外から遠隔操作される。ただし、電動のチューブ巻取装置２３に代えて、手動のチューブ巻取装置２３を使用しても良く、この場合には、ガスシールが施されたハンドルを操作してチューブ巻取装置２３を駆動させる。

また、内管１７として可撓性のチューブの使用に代えて、蛇腹構造の内管１７を使用し、伸縮させることで外管１８の中に挿入したり引き抜いたりするようにしても良い。蛇腹構造の内管１７を伸縮させる手段としては、例えば内管１７内にロッドを挿入して先端同士を接続しておき、ロッド操作によって蛇腹構造の内管１７を伸縮させることが考えられる。あるいは、内管１７をテレスコープ形シリンダ構造、即ち直径が少しずつ異なる複数のパイプによって内管１７を構成し、各パイプを順次隣のパイプ内に収納したり引き出したりすることで全体として伸縮できる構造にし、伸縮させることで外管１８の中に挿入したり引き抜いたりするようにしても良い。この構造の内管１７を伸縮させる手段としては、例えば内管１７内にロッドを挿入して先端同士を接続しておき、ロッド操作によって内管１７を伸縮させることが考えられる。

また、伸縮可能な内管１７に代えて、例えば金属製のパイプ等の伸縮しない内管１７を使用してもよい。即ち、長尺の内管１７をそのまま軸方向に引き抜くようにしても良い。この場合には、構造を簡単にすることができる。ただし、図３の矢印Ａ方向に内管１７を軸方向に引き抜くことができる空間を必要とするので、かかる空間が確保できる場合に有効である。

また、連通路９の二重管構造としては、上述の接地タンク２から密閉容器５を切り離す場合に一重管にする構造の他に、一重管にすることができずに常時二重管となっている構造の採用も考えられる。この場合、第１及び第２の開閉弁７，１１として、例えば図４に示すように、フルボアタイプのボールバルブのボール７ａ，１１ａ内の貫通孔を連通路９の二重管と同一径で接続される二重構造として、往路１５と復路１６の両方を同時に開閉できる構造とすることが考えられる。

また、上述の説明では、接地タンク２に既存の給排気管６を利用して連通路９を構成していたが、給排気管６とは別に連通路９を設けても良い。この例を図５に示す。この例では、接地タンク２に既設のハンドホールフランジ（開口フランジ）蓋２４に孔を設けて接地タンク側連通路２８となる二重管３０を固着し、これに密閉容器側連通路１０となる二重管３１を連結している。この場合には、各二重管３０，３１の直径をある程度自由に選択できるため、連通路９の設計の自由度が向上し、連通路９の形成が容易である。ただし、二重管３０の固着位置としては、ハンドホールフランジ蓋２４に限るものではない。

次に、本発明のガス絶縁電力機器の第３の実施形態を示す。このガス絶縁電力機器を図６に示す。なお、上述のガス絶縁電力機器の部材と同一の部材には同一の符号を付し、それらの説明は省略する。

このガス絶縁電力機器は、往路１５と復路１６を別々に設けた配管２５，２６，３２，３３によって構成している。配管２５，２６は、例えばハンドホールフランジ蓋２４に孔を設けて固着している。また、配管３２，３３は密閉容器５に固着している。配管３２は配管２５に、配管３３は配管２６にそれぞれ切り離し可能に接続されている。

ハンドホールフランジ蓋２４は給排気管６よりも大径であり、連通路９を二重管構造とした場合に比べて、往路１５と復路１６との間を離して設置することができる。このため、接地タンク２内でガスをより効率よく循環させることができ、接地タンク２内の分解ガスの残留をより一層防止することができる。また、ハンドホールフランジ蓋２４への配管２５，２６の固着は容易であり、ガス絶縁電力機器の製造は簡単である。なお、配管２５，２６をハンドホールフランジ蓋２４以外の部分に固着させても良い。また、各配管２５，２６のいずれか一方を給排気管６を利用して構成しても良い。また、ガス絶縁電力機器の同一ガス区画に２ヵ所以上のハンドホールフランジ蓋２４が設けられている場合には、別々のハンドホールフランジ蓋２４に往路１５となる配管２５と復路１６となる配管２６を固着するようにしても良い。この場合には、往路１５と復路１６をさらに離すことができるため、接地タンク２内でガスをより一層効率よく循環させることができ、接地タンク２内の分解ガスの残留をさらに防止することができる。

なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

例えば、密閉容器５を透明にし、又は密閉容器５の一部に窓を設けて密閉容器５の外から吸着材４を視認できるようにしても良い。この場合、吸着材４として分解ガスの吸着に伴って色が変化するものを使用することで、吸着材４の色の変化に基づいて分解ガスの有無を検出することができ、密閉容器５を接地タンク２から切り離さずに接地タンク２内での異常発生を検出することができる。

本発明のガス絶縁電力機器の第１の実施形態を示す概略構成図である。 本発明のガス絶縁電力機器の第２の実施形態を示す概略構成図である。 連通路の内管を伸縮させる構造の例を示す概略構成図である。 第１及び第２の開閉弁を示し、（Ａ）は開路状態の断面図、（Ｂ）は閉鎖状態の断面図である。 図２のガス絶縁電力機器の変形例を示す概略構成図である。 本発明のガス絶縁電力機器の第３の実施形態を示す概略構成図である。

符号の説明

１ 絶縁ガス
２ 接地タンク
３ 導体
４ 吸着材
５ 密閉容器
６ 接地タンク側連通路
７ 第１の開閉弁
６ 給排気管
７ 開閉弁
９ 連通路
１０ 密閉容器側連通路
１１ 第２の開閉弁
１３ 採取口
１５ 往路
１６ 復路
２２ 循環装置
１７ 内管
１８ 外管
２５，２６ 配管

Claims (12)

1. 絶縁ガスが封入された接地タンク内に導体を電気的に絶縁した状態で収容すると共に、前記接地タンク内で発生した前記絶縁ガスの分解ガスを吸着材によって吸着除去するガス絶縁電力機器において、前記吸着材を前記接地タンクとは別の密閉容器に収容すると共に、前記密閉容器を前記接地タンクに切り離し可能に接続して前記密閉容器内と前記接地タンク内とを連通させ、前記接地タンクから前記吸着材に至るまでの間の連通路に前記吸着材に接する前のガスを採取する採取口を設けると共に、前記密閉容器を切り離す場合に接地タンク側連通路を閉じる第１の開閉弁を備えることを特徴とするガス絶縁電力機器。
2. 前記接地タンク内と前記密閉容器内とを連通する連通路を往路と復路とを有する循環路にすると共に、前記接地タンク内のガスを前記往路から前記密閉容器に導いて前記吸着材に接触させた後、前記復路から前記接地タンクへと循環させる循環装置を備えることを特徴とする請求項１記載のガス絶縁電力機器。
3. 絶縁ガスが封入された接地タンク内に導体を電気的に絶縁した状態で収容すると共に、前記接地タンク内で発生した前記絶縁ガスの分解ガスを吸着材によって吸着除去するガス絶縁電力機器において、前記吸着材を前記接地タンクとは別の密閉容器に収容すると共に、前記密閉容器を前記接地タンクに切り離し可能に接続して前記密閉容器内と前記接地タンク内とを連通路によって連通させ、前記連通路は前記接地タンク内の同一のガス区画に接続された往路と復路とを有する循環路になっており、前記接地タンク内のガスを前記往路から前記密閉容器に導いて前記吸着材に接触させた後、前記復路から前記接地タンクの元のガス区画へと循環させる循環装置と、前記密閉容器を切り離す場合に接地タンク側連通路を閉じる第１の開閉弁を備えることを特徴とするガス絶縁電力機器。
4. 前記接地タンクから前記吸着材に至るまでの間の連通路に前記吸着材に接する前のガスを採取する採取口を設けたことを特徴とする請求項３記載のガス絶縁電力機器。
5. 前記接地タンク側連通路は前記接地タンクの給排気管であり、前記第１の開閉弁は前記給排気管に設けられた開閉弁であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のガス絶縁電力機器。
6. 前記密閉容器を切り離す場合に密閉容器側連通路を閉じる第２の開閉弁を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のガス絶縁電力機器。
7. 前記往路と復路を二重管状に配置された内管と外管とによって構成したことを特徴とする請求項２又は３記載のガス絶縁電力機器。
8. 前記往路と復路を別々に設けた配管によって構成したことを特徴とする請求項２又は３記載のガス絶縁電力機器。
9. 絶縁ガスが封入されている接地タンク内で発生した分解ガスを吸着する吸着材を前記接地タンクとは別の密閉容器に収容すると共に、前記密閉容器を前記接地タンクに切り離し可能に接続して前記密閉容器内と前記接地タンク内とを連通路によって連通し、前記連通路は前記接地タンク内の同一のガス区画に接続された往路と復路とを有する循環路になっており、前記接地タンク内のガスを前記密閉容器内に導いて前記分解ガスを前記吸着材によって吸着除去した後、前記接地タンク内の元のガス区画に戻すように循環装置によって循環させる一方、異常検出を行う場合には、接地タンク側連通路を閉じた状態で前記接地タンクから前記密閉容器を切り離し前記吸着材を分析して前記接地タンク内での異常の発生を検出することを特徴とするガス絶縁電力機器の異常検出方法。
10. 絶縁ガスが封入されている接地タンク内で発生した分解ガスを吸着する吸着材を前記接地タンクとは別の密閉容器に収容すると共に、前記密閉容器内と前記接地タンク内とを連通し、前記分解ガスを前記密閉容器内に導いて前記吸着材によって吸着除去する一方、異常検出を行う場合には、前記接地タンクから前記吸着材に至るまでの間の連通路に前記吸着材に接する前のガスを採取する採取口を設け、当該採取口から採取したガスを分析して前記接地タンク内での異常の発生を検出することを特徴とするガス絶縁電力機器の異常検出方法。
11. 前記接地タンクの給排気管に前記密閉容器を接続することを特徴とする請求項９又は１０記載のガス絶縁電力機器の異常検出方法。
12. 前記接地タンク内のガスを前記密閉容器内へと循環装置によって循環させることを特徴とする請求項１０又は１１記載のガス絶縁電力機器の異常検出方法。

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