JP4822293B2 - 変圧器の爆発及び火災を防止及び保護する方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、変圧器の爆発及び／またはそれに伴う火災の防止、保護及び／または検出に関する。より具体的には、本発明は、事前に、すなわち可燃性の冷却液／絶縁オイルが分解する前に、爆発及び／またはそれに伴う火災の可能性を防止及び検出することに関する。

変圧器は、巻線及びコアの双方において損失が発生するため、それにより発生した熱を放散させる必要がある。そこで、高出力型の変圧器は、一般にオイルなどの流体を用いて冷却される。使用されるオイルは絶縁性(dielectric)であり、１４０℃以上の温度で発火しうる。変圧器は非常に高価であることから、その保護には特に留意しなくてはならない。絶縁が破れるとまず強い電気アークが発生して、電気的な保護システムが作動し、変圧器の電力供給リレーが遮断される（ブレーカー）。また、電気アークによってエネルギーが消失することとなり、絶縁オイルの分解によるガス、特に水素及びアセチレンの放出を引き起こす。ガスが放出された後、変圧器の封入体内部の圧力が急激に上昇し、その結果しばしば非常に激しいデフラグネーションとなる。デフラグネーションによって、変圧器の封入体内における機械的接続（ボルト、溶接）が広範囲にわたって破壊され、前記ガスは周囲空気の酸素と接触することになる。アセチレンは酸素の存在下において自発的に発火しうるため、即座に燃焼が始まり、可燃性の製品を大量に含む施設内の他の装置へと火災が広がる。過負荷、電圧サージ、絶縁の進行性劣化、不十分なオイルレベル、水または湿気の存在、または絶縁部材の破損により引き起こされるアークに対して、火災保護システム及びそれを作動させる燃焼または火災検出器が先行技術として知られている。しかし、これらのシステムの作動には重大な時間差があり、作動時には変圧器のオイルはすでに燃えている。従って、燃焼を問題となる装置にとどめ、火災が隣接するプラントへと延焼するのを防ぐ必要がある。電気アークによる絶縁流体の分解を遅らせるために、従来の鉱物オイルに代えてシリコーンオイルを使用することができる。、しかしながら、変圧器封入体の内部圧力の上昇による爆発は、極めて短時間、数ミリ秒の単位でしか遅らせることができない。この時間長によって、爆発を防止する手段を関与させることが可能となる。

文献ＷＯ−Ａ−９７／１２３７９号は、圧力センサを用いて変圧器の絶縁が破壊されるのを検出し、バルブを用いて封入体内の冷媒を減圧し、加圧した不活性ガスを封入体下部から噴出して冷却液を撹拌することによって、冷却液の加熱された部分を冷却すると共に、変圧器の封入体に酸素が侵入するのを防ぐことによって、可燃性の冷却液を満たした封入体を備える変圧器における、爆発及び／またはそれに伴う火災を防止、保護及び／または検出する方法を開示している。この方法は、満足できるものであり、変圧器の封入体が爆発するのを、ある程度防ぐことができる。しかしながら、この方法は、事前に修正措置を取るための指標をもたらすものでは無い。また、修正措置が取られるまでに、多数の電気絶縁が破壊される。

変圧器は、内在的に巻線及びコアの双方において損失が発生するため、自然空冷、自然オイル冷、強制空冷または強制オイル冷によって発生した熱を放散させる必要がある。大型の変圧器は、通常、可燃性の冷却液であるオイルにより冷却される。大型の変圧器は、変圧器タンク内部の可燃性冷却液が膨張して発生した圧力を検出及び開放して、爆発を防ぐ装置を備えている。

インド特許出願ＩＮ１８９０８９号には、変圧器の爆発及び／またはそれに伴う火災を防止、保護及び／または検出する方法または装置が教示されている。この特許は、可燃性の冷却液で満たされた封入体を有する変圧器の爆発及び／またはそれに伴う火災を防止、保護及び／または検出することによって、変圧器の劣化を保護、防止及び／または検出する方法を提供するものであり、当該方法には圧力センサを用いて変圧器の電気絶縁の破壊を検出する工程と、バルブを用いて封入体内部の冷却材の一部を排出する工程と、加圧した不活性ガスを封入体下部から噴出して冷却液を撹拌することによって、冷却液の加熱された部分を冷却すると共に、近辺の酸素を流し出す工程とを有している。この特許は、特に、変圧器の爆発及び／またはそれに伴う火災を防止、保護及び／または検出するための圧力手段に言及しているが、それは本発明とは異なっている。この特許は、圧力手段の性質についての説明が明らかに欠如している。

アメリカ特許６，８０４，０９２号には、変圧器の封入体を減圧することによって、可燃性冷却液で満たされた封入体を有する変圧器の爆発及び／またはそれに伴う火災を防止、保護及び／または検出する装置が開示されている。減圧手段は爆発検出器と一体に備えられた破裂素子を有しており、他の部分と比べて薄く、当該素子が破裂すると破片とならずに破れる第１のゾーンと、他の部分と比べて薄く、当該素子が破裂すると破れることなく折り畳まれる第２のゾーンとを有する保持部を備えている。破裂素子は、封入体内部の圧力が所定の値を超えたときに破壊されうる。破裂ディスクと一体となった爆発検出器からの信号によって、冷却システムが作動し、オイルがアークと接触して発生した爆発性のガスが酸素と接触するのを防止する。

ＵＳ特許６，８０４，０９２号には、“減圧手段”について簡単に解説しており、破裂素子が変圧器タンク内部の圧力が増加して所定の値を超えると破れると解説されている。しかし、これは変圧器の爆発を検出及び防止する確実なシステムではない。

どちらの先行技術のシステムも、発生した圧力と破裂ディスクあるいは“圧力手段”を使ったそれに対する防止措置について論じている。先行技術のシステム、すなわちIN189089及びUS6804092のどちらにおいても、内部アークの発生から破裂が起こるまでに重大な遅れがあるといった、内在的な不利が存在する。従って、圧力の検出に遅れが起こると、爆発及びまたはそれに伴う火災が変圧器で発生するであろう。何れの先行技術文献も、遅れることなく破裂を検出または防止するシステムまたは方法を教示していない。

これより、双方の先行技術の上記欠点を克服して、最短の遅れで防止及び保護措置を取ることのできる、変圧器の爆発及び／またはそれに伴う火災を防止、保護及び／または検出する装置及び方法を発明することが必要である。

本発明の目的は、上述の先行技術における欠点の無いシステムを提供することである。

本発明の主たる目的は、事前に、すなわち可燃性の冷却液／絶縁オイルが分解する前に、爆発及びそれに伴う火災の可能性を防止及び検出するシステムを提供することである。

本発明のさらなる目的は、最短の遅れで変圧器から爆発及び／またはそれに伴う火災を防止、保護し、及び／またはそれを検出する確実なシステムを提供することである。

本発明のさらなる目的は、入力電圧と出力電圧を有する昇圧器または降圧器を爆発またはそれに伴う火災から防止、保護し、及び／またはそれを検出するシステムを提供することである。

本発明のさらなる目的は、圧力センサ、温度センサ、または上記センサ手段を持たないシステムを提供することである。

本発明のさらなる目的は、経済的で操作が複雑でなく最小限である装置を提供することである。

従って、事前に変圧器を爆発及び／またはそれに伴う火災から防止、保護及び／またはそれを検出するシステムまたは方法に関し、当該システムは、最大レベルに対する入力電流と出力電流の差分の最大値を算出して、入力電流の出力電流に対する比が、所定の限度を超える場合に、制御部に第１の入力を与える１つまたはそれ以上の差分電流検知電気リレーと、前記変圧器の過剰なオイルサージを検知して、前記制御部に第２の入力を与える１つまたはそれ以上のブッフホルツリレーと、ブッフホルツリレー及び／またはその他の検知手段から入力信号を取得して、前記制御部に第３の入力を与える１つまたはそれ以上の回路ブレーカと、前記第１、第２及び第３の入力信号をそれぞれ前記差分電流検知電気リレー、ブッフホルツリレー及び回路ブレーカから取得し、排出バルブを通じて前記可燃性冷却液を排出すると共に、次いで窒素放出バルブを通じて変圧器タンクの底部から不活性ガスを噴出して前記可燃性冷却液を撹拌すると共に温度及び酸素含有量を低下させるつり上げ磁石に通電させる制御信号を生成し、変圧器における爆発及び／またはそれに伴う火災に対する予防的な対策とする１つまたはそれ以上の制御部を有する。

＜発明の陳述＞
可燃性冷却液／絶縁オイルの分解前に、事前に変圧器（３０）を爆発及び／またはそれに伴う火災から防止、保護及び／またはそれを検出するシステムであって、最大レベルに対する入力電流と出力電流の差分の最大値を算出して、入力電流の出力電流に対する比が、所定の限度を超える場合に、制御部（１）に第１の入力を与える１つまたはそれ以上の差分電流検知電気リレー（２６）であって、前記入力電流と出力電流は、それぞれ変圧器（３０）の高圧導体（２２）及び低圧導体（２３）からの電流である、と、
前記変圧器の過剰なオイルサージを検知して、前記制御部（１）に第２の入力を与える１つまたはそれ以上のブッフホルツリレー（１８）と、
前記電流検知電気リレー（２６）及びブッフホルツリレー（１８）から入力信号を取得して、前記制御部（１）に第３の信号を与える１つまたはそれ以上の回路ブレーカと、
前記第１、第２及び第３の入力信号をそれぞれ前記差分電流検知電気リレー（２６）、ブッフホルツリレー（１８）及び回路ブレーカ（２４，２８）から受け取り、排出バルブ（４）を通じて前記可燃性冷却液（１１）を排出すると共に、次いで窒素放出バルブ（６）を通じて変圧器タンク（１４）の底部から不活性ガスを噴出して前記可燃性冷却液（１１）を撹拌すると共に温度及び酸素含有量を低下させるつり上げ磁石（５）に通電させる制御信号を生成することで、変圧器（３０）における爆発及び／またはそれに伴う火災に対する予防的な対策とする１つまたはそれ以上の制御部（１）、を有するシステム。

請求項１に記載のシステムを用いて、事前に（電気アークの発生前に）、変圧器（３０）を爆発及び／またはそれに伴う火災から保護、及び／またはそれを防止、検出する方法であって、
ａ）１つまたはそれ以上の差分電流検知電気リレー（２６）を用いて前記変圧器の入力電流と出力電流の差分の最大値を算出して、前記入力電流の出力電流に対する比が所定の限度を超える場合に第１の入力信号を制御部（１）に与える工程であって、前記入力電流と出力電流はそれぞれ前記変圧器（３０）の高圧導体（２２）と低圧導体（２３）の電流である、と、
ｂ）ブッフホルツリレー（１８）によって前記変圧器の過剰なオイルサージを検知／検出して、第２の入力信号を前記制御部（１）に与える工程と、
ｃ）回路ブレーカが前記ブッフホルツリレー（１８）及び電流検知電気リレー（２６）からの入力信号を受けている間に、第３の信号を前記回路ブレーカ（２４，２８）を介して前記制御部（１）に与える工程と、
ｄ）それぞれ前記差分電流検知電気リレー（２６）、ブッフホルツリレー（１８）及び回路ブレーカから前記制御部（１）に与えられる、前記第１，第２及び第３の入力信号に基づいて制御信号を生成することによって、排出バルブ（４）を通じて可燃性冷却液（１１）を排出すると共に、次いで窒素放出バルブ（６）を通じて変圧器タンク（１４）の底部から不活性ガスを噴出して前記冷却液を撹拌すると共にその酸素含有量を低下させるつり上げ磁石（５）に給電し、前記変圧器（３０）における爆発及び／またはそれに伴う火災に対する予防的対策とする工程、を有する方法。

＜図面の詳細な説明＞
図１は、変圧器の爆発及び／またはそれに伴う火災を防止、保護及び／または検出する装置の全体図である。図１によると、変圧器（３０）は、高電圧または低電圧の変圧器ブッシング（１５）に接続された高電圧または低電圧が流れる導電体（２２）を備える変圧器タンク（１４）を有する。場合によっては、さらなる高電圧または低電圧導体（２３）が他の高電圧または低電圧変圧器ブッシング（１６）に接続されている。変圧器タンク（１４）は、可燃性の冷却液（１１）で満たされている。変圧器（３０）は、パイプまたは導管（１９）を介して変圧器タンク（１４）と連通する変圧器保護装置（２１）に接続されている。パイプまたは導管（１９）は変圧器保護装置遮断バルブ（ＴＣＩＶ）（２０）を備えており、可燃性の冷却液（１１）が、変圧器保護装置（２１）から変圧器タンク（１４）へと急速に移動するのを検知するとすぐに、パイプまたは導管（１９）を閉鎖する。パイプまたは導管（１９）には、ガスの発生及び／または変圧器タンク（１４）から変圧器保護装置（２１）への可燃性の冷却液（１１）のサージを検知するブッフホルツリレー（１８）が取り付けられている。高電圧または低電圧を流す導電体（２２）、及び場合に応じて高電圧または低電圧を流す導電体（２３）は、昇圧または降圧及び電流の変換用の変圧器や、入力高または低電圧導電体（２２）と、出力高または低電圧導電体（２３）との差分電流を測定する差分電流検知電気リレー（２６）に電流を通すことができる。差分電流検知電気リレー（２６）には、電流値について所定の差分限度が設定される。電流値の所定の差分限度を超えた場合、差分電流検知電気リレー（２６）は、回路ブレーカを介して変圧器（３０）を遮断する。ブッフホルツリレーもまた、可燃性冷却液（１１）の突然のサージが起こった場合に遮断を行う。差分電流検知電気リレー（２６）及びブッフホルツリレーからの出力信号によって、入力側の（並列に接続される場合は、高及び低電圧変圧器ブッシング（１５）及び（１６）の出力接続部）回路ブレーカを遮断すると同時に、制御部（１）に信号を与える。制御部（１）は、変圧器（３０）を分離する差分電流検知電気ブレーカ（２６）からの信号と、変圧器（３０）を分離するブッフホルツリレーからの信号の双方を受けた場合にのみ、オイル排出バルブ（４）への信号を生成する。排出を開始するつり上げ磁石に給電を行う、制御部（１）により生成された制御信号を受けると、可燃性冷却液（１１）の排出バルブ（４）が作動し、次いで窒素ガス放出バルブ（６）を通じてタンクの底から窒素ガスが噴出されて、オイルを撹拌すると共にタンク内の可燃性冷却液（１１）上部の空間に存在する酸素を減少させて、変圧器タンク（１４）内の可燃性冷却液（１１）を防止及び保護する。高または低電圧変圧器ブッシングの何れかが破裂した場合は、窒素ガスは、爆発により生じた何らかの破裂部または開口部を通じて上昇し、その周囲を包みこんで酸素を減少させる。窒素ガスは、高圧窒素シリンダ（７）に格納されている。窒素ガスの噴出もまた、制御部（１）の制御信号により統制されている。図１に示すシステムはさらに、変圧器の爆発及び／またはそれに伴う火災の防止、保護及び／または検出を確実にする火災検出器などの他の構造部を備えている。図面で用いる参照符号は別記の通りである。

図３は、電源（３０１）、切替を行うセレクタスイッチ（３０２）、差分電流検知リレーシグナルのための機械式ラッチ接触器（３０３）、ブッフホルツリレーシグナル用の接触器（３０４）、回路ブレーカ遮断信号用の接触器（３０５）、火災検出器遮断信号用の接触器（３０６）、ケーブル監視システム（３０７）、周辺の機器を始動させるリレー／接触器（３０８）からなる制御部を図示している。機械式ラッチ接触器（３０３）、接触器（３０４）及び接触器（３０５）が給電されると、制御信号がつり上げ磁石（５）に与えられ、可燃性冷却液の排出が開始され、次いで変圧器の底部から窒素ガスが噴出される。接触器（３０６）、（３０４）及び（３０５）が給電されると、制御信号がつり上げ磁石（５）に与えられて可燃性冷却液の排出が開始され、次いで変圧器の底から窒素ガスが噴出される。

＜発明の詳細な説明＞
従って、本発明は、変圧器（３０）の爆発及び／またはそれに伴う火災を事前に防止、保護及び検出するシステムに関し、前記システムは、入力電流と出力電流の差分を最大値と共に算出して、出力電流に対する入力電流の比が所定の限度を超える場合は、制御部（１）に第１の入力を与える１つまたはそれ以上の差分電流測定電気リレー（２６）と、変圧器における過剰なオイルのサージを測定して、制御部（１）に第２の入力を与えるブッフホルツリレー（１８）と、ブッフホルツリレー（１８）及び／またはその他の検知手段からの入力信号を取得して、制御部（１）に第３の入力信号を与える１つまたはそれ以上の回路ブレーカと、第１，第２及び第３の入力信号を、それぞれ前記差分電流測定電気リレー（２６）、ブッフホルツリレー（１８）及び回路ブレーカ（２４，２８）から取得して、排出バルブ（４）を介して可燃性の冷却媒体（１１）を排出するつり上げ磁石（５）に給電を行うための制御信号を生成し、次いで変圧器タンク（１４）の底から窒素放出バルブ（６）を通じて不活性ガスを噴出し可燃性の冷却液（１１）を撹拌し、変圧器（３０）の爆発及び／またはそれに伴う火災の予防的措置として、温度及び酸素含有量を低下させる１つまたはそれ以上の制御回路（１）、を有する。

本発明の実施例の１つは、差分電流検知電気リレー（２６）の入力電流と出力電流が、それぞれ高圧導体（２２）及び定圧導体（２３）からの電流であるシステムに関する。

本発明の実施例の１つは、前記変圧器（３０）が可燃性の冷却液（１１）で満たされた変圧器タンク（１４）を有するシステムに関する。

また、他の本発明の実施例は、窒素放出バルブ（６）が窒素ガスを噴出して、冷却液を撹拌すると共に酸素含有量を下げるシステムに関する。

また、他の本発明の実施例は、入力電流と出力電流の比が１：４０を超えた場合に差分電流検知電気リレー（２６）が第１の信号を制御部（１）に与えるシステムに関する。

また、他の本発明の実施例は、制御部（１）が制御信号を生成し、排出バルブ（４）を介して可燃性冷却液（１１）を排出し、次いで変圧器タンク（１４）の底から不活性ガスを噴出する工程が５０乃至７００ミリ秒の範囲内に行われるシステムに関する。

また、他の本発明の実施例は、変圧器（３０）は、導管またはパイプ（１９）を介して変圧器保護装置分離バルブ（ＴＣＩＶ）（２０）及び変圧器保護装置（２１）に接続され、、変圧器保護装置（２１）から変圧器タンク（１４）へ急激に可燃性冷却液（１１）が移動したときに変圧器（３０）の分離を行うシステム関する。

本発明のさらなる実施例は、変圧器の爆発及び／またはその結果を前記システムを用いて事前に防止、保護及び検出する方法に関し、当該方法は、ａ）１つまたはそれ以上の差分電流検知電気リレー（２６）を用いて、変圧器（３０）間の入力電流と出力電流の差分の最大値を算出し、出力電流に対する入力電流の比が所定の限度を超える場合に、制御部（１）に第１の制御信号を与える工程と、ｂ）ブッフホルツリレー（１８）を用いて前記変圧器における過剰なオイルのサージを検知／検出し、制御部（１）に第２の信号を与える工程と、ｃ）回路ブレーカ（２４，２８）がブッフホルツリレー（１８）及び／または検知手段から入力信号を受けている間、前記回路ブレーカを介して第３の信号を制御部（１）に与える工程と、ｄ）前記差分電流検知電気ブレーカ（２６）、ブッフホルツリレー（１８）及び回路ブレーカから第１、第２及び第３の入力信号を取得している間、制御部（１）において制御信号を生成し、つり上げ磁石（５）に給電して排出バルブ（４）を介して可燃性冷却液（１１）を排出し、次いで窒素放出バルブ（６）を通じて変圧器タンク（１４）の底から不活性ガスを噴出して冷却液を撹拌すると共に酸素含有量を低下させて、変圧器（３０）の爆発及びそれに伴う火災に対する予防措置とする、方法である。

また、他の本発明の実施例は、工程ａ）において、差分電流検知電気リレー（２６）の入力電流と出力電流が、それぞれ高圧導体（２２）からの電流と低圧導体（２２）からの電流である。

また、他の本発明の実施例は、工程ａ）において、差分電流検知電気リレー（２６）は、入力電流と出力電流の比が１：４０を超える場合に、第１の入力信号を制御部（１）に与える。

また、他の本発明の実施例は、制御部（１）からの制御信号の生成と、排出バルブ（４）を通じた可燃性冷却液（１１）の排出と、それに続く変圧器タンク（１４）の底からの不活性ガスの噴出とが、５０から７００ミリ秒の時間内に行われる。

また、他の本発明の実施例は、工程ｄ）において、窒素放出バルブ（６）が窒素ガスを噴出して冷却液を撹拌し、酸素含有量を低下させる。

また、他の本発明の実施例は、工程ｄ）において、可燃性冷却液（１１）が変圧器ほぼ装置（２１）から変圧器タンク（１４）へと急激に移動した時に、変圧器（３０）が変圧器保護装置分離バルブ（ＴＣＩＶ）２０を用いて分離される。

変圧器（３０）における、入力側電流と出力側電流の不均衡が、入力電流と出力電流間の差分を検出する差分電流検知電気リレーにより測定されることが、実験により示された。入力側と出力側電流、あるいはその逆の不均衡が所定の限度を超えるとすぐに、差分電流検知電気リレーは、変圧器（３０）に接続された入力側及び出力側回路ブレーカへの信号を遮断してこれを遮断し、変圧器が入力側電源（変圧器の出力側が他の変圧器の出力側と並列接続されている場合は、さらに出力側）から分離される。また、、突然の乱れ(turbulence)による可燃性冷却液のサージがある場合は、ブッフホルツリレーにより検出される。ブッフホルツリレーは、変圧器の入力側及び出力側回路ブレーカを信号を送って遮断し、変圧器は分離される。可燃性冷却液で満たされた封入体を有する変圧器の爆発及び／またはそれに伴う火災を防止、保護及び／または検出する方法は、次の工程を有する：差分電流検知電気リレーを用いて入力側電流と出力側電流の差を検知することによって異状を検出することと；ｉｉ）ブッフホルツリレーを用いて過剰なオイルサージを検出することと；ｉｉｉ）前記差分電流検知電気リレー及びブッフホルツリレーの双方の出力信号を制御部に伝達して制御信号を生成することと；ｉｖ）可燃性冷却液を前記制御部により生成された制御信号により作動されたバルブを用いて排出することと、ｖ）変圧器タンクの底から窒素ガスを噴出して可燃性冷却液を撹拌することその温度を下げると共にその酸素含有量を低下させること。ここで、前記差分電流検知電気リレーは、所定の限度に対して入力電流と出力電流の差分を検出し、前記所定の限度を超えるとすぐに、変圧器の入力側及び出力側回路ブレーカを遮断して、変圧器を分離する。また、本発明は、変圧器の爆発及びそれに伴う火災を防止、保護及び／または検出する方法または装置を提供するものであり、当該装置は：
ｉ）所定のレベルに対する入力電流と出力電流の差を検出する差分電流検知電気リレー；
ｉｉ）過剰なオイルサージを検出するブッフホルツリレー；
ｉｉｉ）ブッフホルツリレー及び／またはその他の検知手段からの入力信号を受ける回路ブレーカ；
ｉｖ）制御信号を生成して、可燃性冷却液を排出するつり上げ磁石を作動させ、次いでバルブを通じて窒素ガスを噴出して可燃性冷却液を撹拌すると共に酸素の存在量を減少させる制御部；
ｖ）差分電流検知電気リレー、ブッフホルツリレー及び回路ブレーカからの出力信号が制御部に伝達されると、制御部は可燃性冷却液の排出と窒素ガスの噴出を作動する制御信号を生成して、起こりうる変圧器の爆発及び／またはそれに伴う火災に対する、予防的、保護的及び／または検知的な対策を開始する。

また、本発明によれば、窒素ガスは高圧シリンダに貯蔵され、その噴出は、制御部により生成された制御信号により作動するバルブによって、所定の速度に制御される。

＜発明の効果＞
１．本発明は、事前に、すなわち可燃性冷却液／絶縁オイルの分解前に、爆発及び／またはそれに伴う火災の可能性を防止及び検出することができる。
２．また、本発明のその他の効果は、最短の遅れで変圧器を爆発及び／またはそれに伴う火災から防止、保護及び／またはそれを検出する確実なシステムまたは方法を提供することに関する。
３．また、本発明のその他の効果は、入力電圧と出力電圧を有する昇圧または降圧変圧器に対するものである。
４．また、本発明のその他の効果は、システムが圧力センサ、温度センサまたは蒸気センサを有さないことである。

変圧器の爆発及び／それに伴う火災を防止、保護及び／または検出するシステムの全体図である。 本発明の装置の動作方法の論理を示す概略図である。 制御部のレイアウト及び論理を示す概略図である。

符号の説明

１ 制御部
２ 供給装置
３ ＦＥＣ
４ 排出バルブ
５ つり上げ磁石
６ 窒素放出バルブ
７ 窒素シリンダ
８ オイル溜め
９ 変圧器オイル排出バルブ
１０ 信号ボックス
１１ 可燃性冷却液
１２ 地面
１３ ホイール(wheels)
１４ 変圧器タンク
１５ 高電圧変圧器ブッシング（またはその逆）
１６ 低電圧変圧器ブッシング（またはその逆）
１７ 火災検出器
１８ ブッフホルツリレー
１９ パイプまたは導管
２０ 変圧器保護装置分離バルブ（ＴＣＩＶ）
２１ 変圧器保護装置
２２ 高電圧導電体（またはその逆）
２３ 低電圧導電体（またはその逆）
２４ 入力側回路ブレーカ
２５ 入力線
２６ 差分電流検知電気リレー
２７ 出力線
２８ 出力側回路ブレーカ
２９ ケーブル
３０ 変圧器

Claims (12)

1. 可燃性冷却液（１１）／絶縁オイルの分解前に、事前に変圧器（３０）を爆発及び／またはそれに伴う火災から防止、保護及び／またはそれを検出するシステムであって、最大レベルに対する入力電流と出力電流の差分の最大値を算出して、入力電流の出力電流に対する比が、所定の限度を超える場合に、制御部（１）に第１の入力を与える１つまたはそれ以上の差分電流検知電気リレー（２６）であって、前記入力電流と出力電流は、それぞれ変圧器（３０）の高圧導体（２２）及び低圧導体（２３）からの電流である、と、前記変圧器（３０）の過剰なオイルサージを検知して、前記制御部（１）に第２の入力を与える１つまたはそれ以上のブッフホルツリレー（１８）と、
   前記電流検知電気リレー（２６）及びブッフホルツリレー（１８）から入力信号を取得して、前記制御部（１）に第３の信号を与える１つまたはそれ以上の回路ブレーカ（２４）と、
   前記第１、第２及び第３の入力信号をそれぞれ前記差分電流検知電気リレー（２６）、ブッフホルツリレー（１８）及び回路ブレーカ（２４，２８）から受け取り、排出バルブ（４）を通じて前記可燃性冷却液（１１）を排出すると共に、次いで窒素放出バルブ（６）を通じて変圧器タンク（１４）の底部から不活性ガスを噴出して前記可燃性冷却液（１１）を撹拌すると共に温度及び酸素含有量を低下させるつり上げ磁石（５）に通電させる制御信号を生成することで、変圧器（３０）における爆発及び／またはそれに伴う火災に対する予防的な対策とする１つまたはそれ以上の制御部（１）、を有するシステム。
2. 前記変圧器（３０）は、前記可燃性冷却液（１１）で満たされた前記変圧器タンク（１４）を有する、請求項１に記載のシステム。
3. 前記窒素放出バルブ（６）は、窒素ガスを噴出して、前記冷却液（１１）を撹拌し、温度及び酸素含有量を低下させる、請求項１に記載のシステム。
4. 前記差分電流検知電気リレー（２６）は、前記入力電流と出力電流の比が１：４０を超えた場合、前記第１の信号を前記制御部（１）に与える、請求項１に記載のシステム。
5. 前記制御部（１）が制御信号を生成し、前記排出バルブ（４）を通じて前記可燃性冷却液（１１）を排出し、次いで前記変圧器タンク（１４）の底部から不活性ガスを噴出することが、５０から７００ミリ秒の時間内に行われる、請求項１に記載のシステム。
6. 前記変圧器（３０）は、変圧器保護装置分離バルブ（ＴＣＩＶ）（２０）及び変圧器保護装置（２１）にパイプまたは導管（１９）を介して接続され、前記可燃性冷却液（１１）が前記変圧器保護装置（２１）から変圧器タンク（１４）へと急激に移動した時に前記変圧器（３０）を分離する、請求項１に記載のシステム。
7. 請求項１に記載のシステムを用いて、事前に（電気アークの発生前に）、変圧器（３０）を爆発及び／またはそれに伴う火災から保護、及び／またはそれを防止、検出する方法であって、ａ）１つまたはそれ以上の差分電流検知電気リレー（２６）を用いて前記変圧器の入力電流と出力電流の差分の最大値を算出して、前記入力電流の出力電流に対する比が所定の限度を超える場合に第１の入力信号を制御部（１）に与える工程であって、前記入力電流と出力電流はそれぞれ前記変圧器（３０）の高圧導体（２２）と低圧導体（２３）の電流である、と、ｂ）ブッフホルツリレー（１８）によって前記変圧器（３０）の過剰なオイルサージを検知／検出して、第２の入力信号を前記制御部（１）に与える工程と、ｃ）回路ブレーカ（２４）が前記ブッフホルツリレー（１８）及び電流検知電気リレー（２６）からの入力信号を受けている間に、第３の信号を前記回路ブレーカ（２４，２８）を介して前記制御部（１）に与える工程と、
   ｄ）それぞれ前記差分電流検知電気リレー（２６）、ブッフホルツリレー（１８）及び回路ブレーカ（２４，２８）から前記制御部（１）に与えられる、前記第１，第２及び第３の入力信号に基づいて制御信号を生成することによって、排出バルブ（４）を通じて可燃性冷却液（１１）を排出すると共に、次いで窒素放出バルブ（６）を通じて変圧器タンク（１４）の底部から不活性ガスを噴出して前記冷却液（１１）を撹拌すると共にその酸素含有量を低下させるつり上げ磁石（５）に給電し、前記変圧器（３０）における爆発及び／またはそれに伴う火災に対する予防的対策とする工程、を有する方法。
8. 前記工程ａ）において、前記入力電流と出力電流の比が１：４０を超える場合に、前記差分電流検知電気リレー（２６）は、前記第１の信号を前記制御部（１）与える方法。
9. 前記工程ｄ）において、前記制御部からの制御信号の生成、前記排出バルブ（４）を通じた可燃性冷却液（１１）の排出、及びそれに次ぐ変圧器タンク（１４）の底部からの不活性ガスの噴出は、５０から７００ミリ秒の時間内に行われる、クレーム７に記載の方法。
10. 工程ｄ）において、前記窒素放出バルブ（６）は、窒素ガスを噴出して冷却液を撹拌すると共にその酸素含有量を低下させる、請求項７に記載の方法。
11. 工程ｄ）において、前記可燃性冷却液（１１）の変圧器保護装置（２１）から変圧器タンク（１４）への急激な移動を検知した時に、変圧器保護装置分離バルブ（ＴＣＩＶ）（２０）を用いて前記変圧器（３０）を分離する、請求項７に記載の方法。
12. 変圧器（３０）を爆発及び／またはそれに伴う火災から防止、保護及び／またはそれを検出する請求項１に記載のシステムを有する変圧器（３０）。

Images