JP4616069B2 - Sf6ガス中の水分濃度検出装置 - Google Patents
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Description
また、水をイオン化して検出する第1、第2の多孔電極と、この第1、第2の多孔電極間に介在するイオン導電固体電解質からなる電気化学的素子を備え、第1、第2の多孔電極間に直流電圧を印加し、その電流信号によりガス中の水分濃度を測定するものが示されている(例えば、特許文献1)。
以下、この発明の実施の形態1を図に基づいて説明する。
図1において、SF6ガス中の水分濃度検出器100は、対向して設けられた多孔性電極1間に、この電極1に固着された固体電解質膜2が設けられている。この多孔性電極1と固体電解質膜2とによってインピーダンス素子50が構成され、SF6ガス絶縁機器3内に設置される。SF6ガス絶縁機器3の外部には、交流電源4、電圧計5、分担抵抗6によって構成される計測手段60が設けられ、リード線7で多孔性電極1に接続されている。
交流電源4は、例えば50Hz、60Hzの商用電源あるいはそれ以上で1KHz程度の交流電源を使用する。この交流電源4から多孔性電極1に交流電圧を印加して固体電解質膜2の交流インピーダンスを測定する。
なお、交流電圧値は、水の電気分解が生じない程度の低電圧(約10mv〜約1V)とする。固体電解質膜2の交流インピーダンスは、SF6ガス絶縁機器3の外部に設けられた分担抵抗6の両端電圧が電圧計5で計測されることにより算出される。ここで電極1を多孔性としているのは、SF6ガス中の水分が固体電解質膜2に浸透し易くするためである。
この交流インピーダンスの変化を捉えるため、外部に設けた分担抵抗6の両端電圧を電圧計5で測定する。分担抵抗6の電気抵抗は一定であり、固体電解質膜2の交流インピーダンスがSF6ガス機器3内の水分濃度に対応して変化することから、分担抵抗6の両端電圧がSF6ガス中の水分濃度に応じて変化する。図3はこの両端電圧とSF6ガス中の水分濃度との関係を示したグラフである。SF6ガス中の水分が低下すると、固体電解質膜2の交流インピーダンスが増加するので、分担抵抗6の両端電圧は逆に低下する。一方、SF6ガス中の水分が増加すると、固体電解質膜2の交流インピーダンスが低下するので、分担抵抗6の両端電圧は逆に増加する。結果として、SF6ガス中の水分濃度に応じて、分担抵抗6の両端電圧が変化するので、この関係を利用して、SF6ガス中の水分濃度を測定することができる。図3の縦軸は、分担抵抗6の両端電圧と交流電源4の印加電圧との比をプロットしており、分担抵抗6として10Ωの抵抗素子を用いている。例えば、SF6ガス中の水分濃度が100ppmの低濃度である場合、固体電解質膜2の交流インピーダンスが大きくなり大部分の交流電圧が固体電解質膜2に分担されるので、縦軸に示す前記比は0.1以下となる。一方、SF6ガス中の水分濃度が1000ppmの高濃度である場合、固体電解質膜2の交流インピーダンスが逆に小さくなり大部分の交流電圧が分担抵抗6に分担されるので、比は0.8以上となる。
SF6ガス絶縁機器3内の水分濃度測定は、通常定期点検時に行われているが、その水分濃度の管理値は、1例として電流を切らない機器では500ppm、電流を切る機器では150ppmを目途として定められている。
この実施の形態1によるSF6ガス中の水分濃度測定装置100では、図2において前記所定の管理値150〜500ppm付近では、水分濃度に対する固体電解質膜2の交流インピーダンスの変化率が大きい特性を有していることから、SF6ガス中の水分濃度の増分変化を把握し易いという効果がある。また固体電解質膜2は強酸性膜であり、分解ガス(強酸性)によるダメージがなく、繰り返し使用可能である。
実施の形態2を図に基づいて説明する。
図4に示すように、この実施の形態2の計測手段60aには前記実施の形態1の計測手段60に判定手段8を追加して設けたものである。
この判定手段8には、前記したSF6ガス中の水分濃度の所定の管理値に相当する電極間電気量としての所定の電極両端電圧値が定められており、電圧計5によって測定される電圧値が前記所定の管理値を越えている場合に、音声や表示等を行うための信号を出力するものである。
このような判定手段8を設けることにより、定期点検時の保守管理基準が明確となり、かつ点検作業の単純化、効率化がはかれる。
60,60a 計測手段、100 水分濃度検出装置。
Claims (5)
- 対向して設けられた多孔性電極と、該多孔性電極間に設けられSF6ガス中の水分濃度と平衡状態にある水素イオン導電性の固体電解質膜と、前記多孔性電極に交流電圧を印加するとともに、SF6ガス中の水分濃度に対応して変化する電極間電気量を計測する計測手段とが設けられたことを特徴とするSF6ガス中の水分濃度検出装置。
- 前記計測手段には判定手段が設けられており、該判定手段は前記電極間電気量が所定値以上の場合に、信号を出力することを特徴とする請求項1に記載のSF6ガス中の水分濃度検出装置。
- 前記多孔性電極に印加する交流電圧値は、水の電気分解が生じない電圧値とすることを特徴とする請求項1に記載のSF6ガス中の水分濃度検出装置。
- 前記電極間電気量が電極間電圧値であることを特徴とする請求項1に記載のSF6ガス中の水分濃度検出装置。
- 前記多孔性電極は、前記固体電解質膜に白金の無電解メッキまたは炭素粉末体が塗布されることによって形成されていることを特徴とする請求項1に記載のSF6ガス中の水分濃度検出装置。
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