JP5831706B2 - Breather for switchgear using humidity control agent and method for determining humidity control area - Google Patents
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Description
本発明は開閉機器などの油入り電力機器などに利用されるブリーザーに関する。 The present invention relates to a breather used for oil-filled power equipment such as switchgear.
変圧器は、鉄心や巻線に加わる電圧の絶縁を目的として絶縁油を用いるものがある。この絶縁油は日々の負荷変動に伴って熱変化が生じるため、膨張あるいは収縮が生じる。絶縁油の体積膨張あるいは収縮により生じる圧力は変圧器外箱に加わるが、外箱を密閉系として設計した場合には高強度の構造が必要となり、甚だ不経済となることから開放系としている。 Some transformers use insulating oil for the purpose of insulating the voltage applied to the iron core and windings. This insulating oil undergoes thermal changes with daily load fluctuations, and therefore expands or contracts. The pressure generated by the volume expansion or contraction of the insulating oil is applied to the outer box of the transformer. However, when the outer box is designed as a closed system, a high-strength structure is required, which is extremely uneconomical and is therefore an open system.
変圧器の構造の一例としては、図27に示すように変圧器10の変圧部12は絶縁油13に浸っており、変圧器10の上部には中空の接続部14を通じてコンサベータ15が設置されており、絶縁油13は接続部14を通じてコンサベータ15をほぼ満たしている。 As an example of the structure of the transformer, as shown in FIG. 27, the transformer 12 of the transformer 10 is immersed in the insulating oil 13, and a conservator 15 is installed on the top of the transformer 10 through a hollow connection 14. The insulating oil 13 almost fills the conservator 15 through the connecting portion 14.
コンサベータ15の内部にはゴム性の柔軟な隔膜16がある。隔膜16の内部は気相であり、絶縁油13が膨張すると隔膜16が収縮し、隔膜16内の空気が配管17を通じて外気へ排出される。 Inside the conservator 15 is a rubbery flexible diaphragm 16. The inside of the diaphragm 16 is a gas phase, and when the insulating oil 13 expands, the diaphragm 16 contracts and the air in the diaphragm 16 is discharged to the outside air through the pipe 17.
一方、絶縁油13が収縮した場合には隔膜16内へと外気を取り込む。外気の湿気をそのままとりこんでしまうと、絶縁油13の経年劣化が生じて絶縁耐力が低下するために絶縁油13の交換が必要となる。 On the other hand, when the insulating oil 13 contracts, outside air is taken into the diaphragm 16. If the moisture of the outside air is taken in as it is, the insulating oil 13 will deteriorate over time and the dielectric strength will be reduced, so that the insulating oil 13 needs to be replaced.
絶縁油13の劣化要因として、水分が隔膜16を透過することが挙げられる。隔膜16は主にニトリルゴム製であるが、水分を完全に遮断できるわけでは無い。また、大気中の微量のオゾンは、湿度が40%以上で分解反応が早く進む傾向があり、ニトリルゴムは耐オゾン性が劣るため、高湿度環境下では隔膜16の劣化が進みやすくなり、より一層水分透過性が高くなる恐れがある。 As a deterioration factor of the insulating oil 13, moisture permeates the diaphragm 16. Although the diaphragm 16 is mainly made of nitrile rubber, it cannot completely block moisture. In addition, a very small amount of ozone in the atmosphere has a tendency for the decomposition reaction to proceed quickly when the humidity is 40% or more, and the nitrile rubber is inferior in ozone resistance. There is a possibility that the moisture permeability is further increased.
絶縁油13の絶縁耐力の低下は電気事故の要因となり、安定的な電力供給を阻害する。また、絶縁油13や隔膜16が劣化した場合の交換には変圧器10やコンサベータ15の解体作業が必要となるため、高額な修理費用や長期の機器停止が生じてしまう。このため、外気を取り込む際には除湿を行うように、乾燥剤18を封入したブリーザー20を設けている。 A decrease in the dielectric strength of the insulating oil 13 causes an electrical accident and hinders stable power supply. In addition, when the insulating oil 13 and the diaphragm 16 are deteriorated, the transformer 10 and the conservator 15 need to be disassembled for replacement, which causes expensive repair costs and long-term equipment stoppage. For this reason, the breather 20 which enclosed the desiccant 18 is provided so that it may dehumidify when taking in external air.
ブリーザー20の構造例を図28に示す。ブリーザー20は乾燥剤18を収納する乾燥剤容器23を上蓋21と下蓋22とでボルト24により締め付けて密閉している。上蓋21は配管17と接続されている。また、下蓋22には外気導通管29が接続されており、隔膜16から排出された空気は配管17を通じて乾燥剤容器23に入り、外気導通管29を通じて屋外に放出されるため、乾燥剤18を通過しない。 An example of the structure of the breather 20 is shown in FIG. In the breather 20, a desiccant container 23 for storing the desiccant 18 is sealed with an upper lid 21 and a lower lid 22 by bolts 24. The upper lid 21 is connected to the pipe 17. Further, an external air conduction pipe 29 is connected to the lower lid 22, and the air discharged from the diaphragm 16 enters the desiccant container 23 through the pipe 17 and is released to the outside through the external air conduction pipe 29. Do not pass through.
一方、外気を取り込む場合には外気吸入管30を通じて取り込まれ、その後乾燥剤18を通過して水分を吸収し、乾燥した空気が配管17を通じて隔膜16へ吸入されるために絶縁油13への水分透過が生じにくくなるとともに、隔膜16の劣化も生じにくくなる。なお、外気吸入管30は、吸入時のみ負圧により外気を取り込む構造となっているとともに、シリコン油32を介して空気を吸入していることから、常に外気と隔膜16は直接には接しないようになっている。 On the other hand, when taking in the outside air, it is taken in through the outside air suction pipe 30, then passes through the desiccant 18 to absorb moisture, and the dried air is sucked into the diaphragm 16 through the pipe 17, so Permeation is less likely to occur, and deterioration of the diaphragm 16 is less likely to occur. The outside air intake pipe 30 has a structure that takes in outside air by negative pressure only at the time of inhalation, and since air is sucked in through the silicone oil 32, the outside air is not always in direct contact with the diaphragm 16. It is like that.
一般的に乾燥剤18にはA型シリカゲルが利用されている。A型シリカゲルは長期間の吸湿によってブリーザー20の下部から劣化して変色が進む。この変色率が全体の容積の一定割合(例えば70%)となった際にはA型シリカゲルの交換を行う必要がある。劣化したA型シリカゲルの除去は、図23の乾燥剤排出用キャップ27より排出を行うが、従来のブリーザーでは下部の劣化したA型シリカゲルよりも上部の劣化していないA型シリカゲルが先に排出されてしまうため、変色していない30%のA型シリカゲルも交換せざるを得ない実態にある。 In general, A-type silica gel is used as the desiccant 18. The A-type silica gel deteriorates from the lower part of the breather 20 due to long-term moisture absorption, and discoloration proceeds. When this discoloration rate reaches a certain ratio (for example, 70%) of the entire volume, it is necessary to replace the A-type silica gel. The removal of the deteriorated A-type silica gel is performed by discharging from the desiccant discharge cap 27 in FIG. 23, but the conventional breather discharges the upper undegraded A-type silica gel earlier than the deteriorated A-type silica gel in the lower part. Therefore, 30% A-type silica gel that has not been discolored must be replaced.
電力の負荷変動が大きく隔膜の呼吸量が多い場合には、乾燥剤の交換周期が短くなってしまい、交換作業頻度が頻繁となり高コストとなる。また、A型シリカゲルは乾燥処理を行うことによって、再生利用が可能であるものの乾燥経費が高額であるため、産業廃棄物として処理しており、廃棄物が増加することとなる。 When the load fluctuation of electric power is large and the respiration rate of the diaphragm is large, the replacement cycle of the desiccant becomes short, the replacement work frequency becomes frequent, and the cost becomes high. In addition, although the A-type silica gel can be recycled by carrying out a drying treatment, the cost of drying is high, so that it is treated as industrial waste, and waste increases.
この課題を解決するため、例えば特許文献1のように乾燥剤をパックに包装して部分的に交換するようにしたものがある。 In order to solve this problem, for example, as disclosed in Patent Document 1, a desiccant is packaged in a pack and partially exchanged.
特許文献1の方法によれば、全ての乾燥剤を交換する必要は無くなるものの、概ね半年毎の定期的な取替作業が生じる点に変わりはなく、乾燥剤の産業廃棄物処理が必要である点にも変わりは無い。 According to the method of Patent Document 1, although it is not necessary to replace all the desiccant, there is no change in that a regular replacement work occurs approximately every six months, and it is necessary to treat the desiccant with industrial waste. There is no change in the point.
また、外気を取り込む吸入部には、封入油として主にシリコン油32が利用されるが、やはり経年劣化が生じるために定期的な交換が必要となり、A型シリカゲル交換と同様な課題が生じることとなる。 In addition, silicon oil 32 is mainly used as the sealing oil in the intake section for taking in the outside air, but since it also deteriorates over time, it needs to be replaced regularly, and the same problem as in A-type silica gel replacement occurs. It becomes.
特に電力会社においては、このような油入り電力機器を大量に保有しており、これらの品質管理を行うための労力や費用の削減が課題となっている。 In particular, electric power companies have a large amount of such oil-filled electric power equipment, and reduction of labor and cost for performing quality control has been an issue.
本発明では、前述のような除湿剤や封入油の交換作業を低減可能であって、品質管理コストを削減できるブリーザーを提供する。 The present invention provides a breather that can reduce the dehumidifying agent and encapsulated oil replacement work as described above and can reduce the quality control cost.
請求項1の発明は、油入り電力用機器のコンサベータ内の隔膜へ空気を導通するブリーザーであって、乾燥剤容器内に乾燥剤容器に収納可能な外径としたドーナツ状に形成された複数の調湿剤を設置するとともに、調湿剤の間には一定の高さを有するスペーサーによって形成された外気との接触面積を確保するための空隙を設けたことを特徴とする。
従って、乾燥剤が不要となり乾燥剤の交換作業や産業廃棄物処理が不要となるとともに、乾燥剤容器は既存の備え付けの乾燥剤容器を流用し、対策費用を抑制することが出来る。また、スペーサーを用いることで乾燥剤容器内における調湿剤と外気との接触面積を増加させて吸湿特性を向上させることができる。
The invention of claim 1 is a breather that conducts air to a diaphragm in a conservator of an oil-filled power device, and is formed in a donut shape having an outer diameter that can be stored in the desiccant container. A plurality of humidity control agents are installed, and a gap is provided between the humidity control agents to secure a contact area with the outside air formed by a spacer having a certain height .
Accordingly, the desiccant is not required, and the replacement of the desiccant and the industrial waste treatment are unnecessary, and the desiccant container can be diverted from the existing desiccant container, thereby reducing the cost of measures. Further, by using the spacer, the contact area between the humidity control agent and the outside air in the desiccant container can be increased to improve the moisture absorption characteristics.
請求項2の発明は、調湿剤の吸湿特性をバックアップするために前記乾燥剤容器との空気が導通可能なように、乾燥剤を充填した容器を接続することを特徴とする。
従って、乾燥剤容器内の湿度が調湿剤の水分吸収能を上回る場合には、除湿剤が機能を補完して水分の吸収を行うことができる。また、低湿度の外気を吸入した場合においても隔膜内の湿度を抑制することができる。
The invention of claim 2 is characterized in that a container filled with a desiccant is connected so as to allow air to communicate with the desiccant container in order to back up the moisture absorption characteristics of the humidity control agent.
Therefore, when the humidity in the desiccant container exceeds the moisture absorbing ability of the humidity control agent, the dehumidifying agent can complement the function and absorb moisture. Moreover, even when low humidity outside air is inhaled, the humidity in the diaphragm can be suppressed.
請求項3の発明は、ブリーザーの外気吸入箇所には、除塵フィルターと透湿防水材を内包した容器からなる呼吸口を接続したことを特徴とする。
従って、塵埃や水滴の侵入をフィルターによって抑制できるため、封入油を利用することなく、外気の乾燥剤容器への取り込みや乾燥剤容器内の空気の外気への排出が可能となる。
The invention of claim 3 is characterized in that a breathing port made of a container containing a dust removing filter and a moisture-permeable waterproof material is connected to the breathing-out portion of the breather.
Accordingly, since intrusion of dust and water droplets can be suppressed by the filter, it is possible to take in the outside air into the desiccant container and discharge the air in the desiccant container to the outside air without using the enclosed oil.
本発明によれば、乾燥剤の管理を簡素化して品質管理コストの削減が可能となる。 According to the present invention, it is possible to simplify the management of the desiccant and reduce the quality control cost.
以下に本発明における実施例を説明する。はじめに乾燥剤および調湿剤の特性を説明する。従来用いていた乾燥剤(乾燥剤)のうち、代表的に用いられるA型シリカゲルは微細な多孔質を有しており、表面吸着や毛細管凝縮によって空気中の水分をトラップする。しかしながら、多孔質による表面積が大きいため、主には低湿度での表面吸着作用が支配的な作用となり、高湿度下で生じる毛細管凝縮ではあまり水分を吸収しない特性がある。 Examples of the present invention will be described below. First, the characteristics of the desiccant and the humidity control agent will be described. Among the conventionally used desiccants (desiccants), A-type silica gel typically used has a fine porosity, and traps moisture in the air by surface adsorption or capillary condensation. However, since the surface area due to the porous material is large, the surface adsorption action mainly at low humidity is dominant, and the capillary condensation that occurs at high humidity has a characteristic of not absorbing much moisture.
このため、室内などの比較的低湿度環境下での適用では望ましいが、屋外に設置され、雨天時や朝夕の高湿度環境下で利用されている電力用機器においては、吸湿性能が充分機能しない恐れがある。 For this reason, it is desirable for application in a relatively low humidity environment such as indoors, but moisture absorption performance does not function sufficiently in power equipment installed outdoors and used in high humidity environments in the rainy weather or in the morning and evening There is a fear.
また、A型シリカゲルは150度以上の高温に熱することで、トラップした水分を放出する性質を持っている。従って、前述のとおり加熱乾燥処理によって再生利用が可能であるが、反面、常温では水分をトラップする一方で、放出しない非可逆性を有している。 In addition, A-type silica gel has a property of releasing trapped moisture when heated to a high temperature of 150 ° C. or higher. Therefore, as described above, it can be recycled by heating and drying treatment. However, while it traps moisture at room temperature, it has irreversibility that does not release it.
このA型シリカゲルの特性から、コンサベータ内の隔膜による呼吸の繰り返しによって、乾燥剤容器の容積が一定量、すなわち収容されているシリカゲルの量が一定量である限り、時間を経るとシリカゲルの吸湿能力は飽和してしまい、必然的に交換作業を要し、先述の課題を生じることとなる。 Due to the characteristics of this type A silica gel, the moisture absorption of the silica gel over time as long as the volume of the desiccant container is constant, that is, the amount of silica gel contained is constant, due to repeated breathing through the diaphragm in the conservator. The ability will be saturated and will inevitably require replacement work, resulting in the aforementioned problems.
これに対して調湿剤は、鉱物や金属、炭、繊維を利用したものなど種々のものがあるが、高湿度では水分を吸着し、低湿度時には吸着した水分を外気の湿度の降下とともに放出する可逆的な性質を有する。 On the other hand, there are various types of humidity control agents, such as those using minerals, metals, charcoal, and fibers. At high humidity, moisture is adsorbed, and at low humidity, adsorbed moisture is released as the humidity of the outside air decreases. Has reversible properties.
従って、加熱による再生処理などを必要とせず、長期に渡って利用することができる。 Therefore, it can be used for a long time without requiring a regeneration treatment by heating.
また、高湿度状態を防止するとともにその可逆性によって極端な乾燥状態をも防止することができるため、保護の対象である隔膜を一定の湿度環境に保ち、材料への乾湿サイクルによるストレスを低減することができる。 In addition to preventing high humidity conditions and its reversibility, extreme dry conditions can also be prevented, so that the diaphragm to be protected is maintained in a constant humidity environment, reducing stress due to the wet and dry cycle on the material. be able to.
さらに、高湿度時の水分の吸着特性が良いため、雨天時や夜間時の高湿度時間帯における水分吸収能力が高く、室外環境が高湿度状態であっても湿度を抑制しやすい。 Furthermore, since the moisture adsorption property at high humidity is good, the moisture absorption capacity is high in the high humidity time zone during rainy weather or at night, and it is easy to suppress the humidity even when the outdoor environment is in a high humidity state.
加えて湿度を40%以下に抑制し、オゾンの分解反応が生じやすい湿度環境を回避することによって、耐オゾン性に劣るニトリルゴムを利用した隔膜の劣化進行を抑制できる。 In addition, by suppressing the humidity to 40% or less and avoiding a humidity environment in which ozone decomposition reaction is likely to occur, it is possible to suppress the progress of deterioration of the diaphragm using nitrile rubber that is inferior in ozone resistance.
調湿剤による外気の除湿は速やかに行われること、すなわち湿度上昇時の水分吸収の応答性が高いことが望ましく、そのためには外気との接触面積を大きくする必要がある。 It is desirable that dehumidification of the outside air with the humidity control agent is performed promptly, that is, it is desirable to have a high water absorption response when the humidity rises. For this purpose, it is necessary to increase the contact area with the outside air.
しかしながら、このような装置を全く新たに製造するには開発費もかかるし、設備を取り替えるには多額の工事費用が必要となる。本発明の考案では、従来のブリーザー20を利用して調湿剤を充分に機能させる方法を考案した。以下に説明を行う。 However, it takes a development cost to manufacture such a device completely, and a large construction cost is required to replace the equipment. In the idea of the present invention, a method of fully functioning the humidity control agent using the conventional breather 20 has been devised. A description will be given below.
図1に調湿剤の外観形状の一例を示す。調湿剤40は乾燥剤容器23に収納が可能な形状に形成する。具体的には、図1(a)に示す調湿剤の上視図の調湿剤40の外形を、乾燥剤容器23に収納可能な外径とするとともに、外気導通管29に差し込むことができるような内径の孔を有するドーナツ状に形成する。 FIG. 1 shows an example of the external shape of the humidity control agent. The humidity control agent 40 is formed in a shape that can be stored in the desiccant container 23. Specifically, the external shape of the humidity control agent 40 in the top view of the humidity control agent shown in FIG. 1A is set to an outer diameter that can be stored in the desiccant container 23, and can be inserted into the outside air conduction pipe 29. It is formed in a donut shape having a hole with an inner diameter as possible.
また、図1(b)に示す調湿剤40の側面図において、調湿剤40は一定の高さ(側面図の上下方向の寸法)を有する。ここで、調湿剤40は固形物や繊維状のものをこのような形状に形成しても良い。 Moreover, in the side view of the humidity control agent 40 shown in FIG.1 (b), the humidity control agent 40 has fixed height (dimension of the up-down direction of a side view). Here, the humidity control agent 40 may form a solid substance or a fibrous thing in such a shape.
この調湿剤40と外気との接触面積を確保するために、スペーサーを用いて調湿剤の間に空隙を形成する。スペーサーの例を図2に示す。スペーサー50は図3,図4に示すように調湿剤40、40の間にスペーサー50を挟み込むようにするとともに、中央部のリングを外気導通管29に通して使用する。 In order to secure a contact area between the humidity control agent 40 and the outside air, a gap is formed between the humidity control agents using a spacer. An example of the spacer is shown in FIG. As shown in FIGS. 3 and 4, the spacer 50 is used by inserting the spacer 50 between the humidity control agents 40 and 40 and passing the ring at the center through the outside air conduction pipe 29.
図2(a)はスペーサー50の上視図であり、本例では、中央のリング部材51に支え部材52を四方に突出するように配置し、支え部材52の先端および中間部には空隙確保用部材53を設けている。 FIG. 2A is a top view of the spacer 50. In this example, a support member 52 is arranged so as to protrude in the four directions on the center ring member 51, and a space is secured at the tip and the middle of the support member 52. A member 53 is provided.
図2(b)はスペーサー50の側面図を示す。リング部材51並びに空隙確保用部材53は一定の高さ(側面図の上下方向の寸法)を有する。従って、図4のようにスペーサー50を調湿剤40、40の間に挟み込むと吸入時の外気が、このすきまを通過するために調湿剤40と外気との接触面積を増加させて吸湿量や吸湿速度などの吸湿特性を向上させることができる。 FIG. 2B shows a side view of the spacer 50. The ring member 51 and the gap securing member 53 have a certain height (dimension in the vertical direction in the side view). Therefore, when the spacer 50 is sandwiched between the humidity control agents 40 and 40 as shown in FIG. 4, the outside air at the time of inhalation passes through this gap, so that the contact area between the humidity control agent 40 and the outside air is increased and the amount of moisture absorption is increased. And moisture absorption characteristics such as moisture absorption speed can be improved.
リング部材51は外気導通管29に差し込むことが可能な内径を有する環状に形成する。また、スペーサー50の外形は乾燥剤容器23内に収納が可能なように形成することにより、調湿剤40と同様にスペーサー50を既存のブリーザー20に収納することができる。 The ring member 51 is formed in an annular shape having an inner diameter that can be inserted into the outside air conducting tube 29. Further, by forming the outer shape of the spacer 50 so as to be accommodated in the desiccant container 23, the spacer 50 can be accommodated in the existing breather 20 in the same manner as the humidity control agent 40.
スペーサー50の形状は、あくまでも一例であり、調湿剤40が外気との接触面積を充分確保するための空隙を得られればどのような形状でも良い。スペーサー50の材質については、加工が容易で劣化しにくい合成樹脂材などを利用すると良い。 The shape of the spacer 50 is merely an example, and any shape may be used as long as the humidity control agent 40 can obtain a gap for ensuring a sufficient contact area with the outside air. As for the material of the spacer 50, it is preferable to use a synthetic resin material that is easy to process and hardly deteriorates.
調湿剤の形状の他の例として、調湿剤を乾燥剤注入口から充填可能な外径とするとともに球形状としても良い。乾燥剤注入口から充填可能な外径とすることで、乾燥剤容器の注入口から容易に調湿剤を入れることができるため、上蓋や下蓋が容易に開閉できないタイプの既設の乾燥剤容器においても調湿剤を利用することができる。また、調湿剤を球形状に形成することで、容器に収容された調湿剤は規則的に整列して隣合う調湿剤の間には空隙が出来るため、外気を効果的に調湿できる。なお、空隙の形成方法として、図5に示すように複数の平面状の調湿剤を組み合わせて効果的に空隙を形成するようにしても良い。 As another example of the shape of the humidity control agent, the humidity control agent may have an outer diameter that can be filled from the desiccant injection port and may have a spherical shape. By making the outer diameter fillable from the desiccant inlet, it is possible to easily put in the humidity control agent from the inlet of the desiccant container, so the existing desiccant container of the type that the upper and lower lids cannot be easily opened and closed A humidity control agent can also be used in In addition, by forming the humidity control agent into a spherical shape, the humidity control agent contained in the container is regularly aligned and a gap is formed between the adjacent humidity control agents. it can. In addition, as a formation method of a space | gap, as shown in FIG. 5, you may make it form a space | gap effectively combining several planar humidity control agents.
次ぎに調湿剤の必要面積の決定方法について説明する。乾燥剤容器23の高さは一定であり、その設置数量は限定されるが、調湿剤40の高さやスペーサー50の高さを小さくすることによって、より多くの数量の調湿剤を設置して吸湿の応答性を向上することが出来る。 Next, a method for determining the required area of the humidity control agent will be described. The height of the desiccant container 23 is constant, and the number of the desiccant containers 23 is limited. However, by reducing the height of the humidity control agent 40 and the height of the spacer 50, a larger amount of the humidity control agent can be installed. Thus, the moisture responsiveness can be improved.
しかしながら、必要とする接触面積は設備毎、環境毎に異なる。具体的には、機器毎に変圧器の運転状況は異なるため、その熱サイクルや電流量が異なることから、外気の取り入れ頻度や取り入れ量が異なる。また、外気の環境条件が海浜地域や山間部では高湿度の時間帯が長く、都市部では比較的低湿度の乾燥時間が長い。以上のことから、このような諸条件を考慮して接触面積を考慮することが必要であり、本発明では以下のような方法で実験的に接触面積を決定した。 However, the required contact area varies from facility to facility and from environment to environment. Specifically, since the operation state of the transformer is different for each device, the heat cycle and the amount of current are different, so the outside air intake frequency and the intake amount are different. In addition, the environmental conditions of the outside air are long in the high humidity period in the coastal area and the mountainous area, and the drying time in the relatively low humidity is long in the urban area. From the above, it is necessary to consider the contact area in consideration of such various conditions. In the present invention, the contact area was experimentally determined by the following method.
はじめにブリーザーが一日に外気を吸入する量ΣQ(m3)を求める。(図6のステップ1)一日の温度変化範囲Δtを例えば外気温の変化が10℃、変圧による絶縁油の温度変化が20℃とし、その和である30℃をΔt(℃)とする。これに変圧器の総油量V(m3)と絶縁油の熱膨張係数αを乗じて、ΣQ(m3)を得る。
ΣQ=Δt×α×V・・・式(1)
First, the amount ΣQ (m 3 ) that the breather inhales outside air per day is obtained. (Step 1 in FIG. 6) The daily temperature change range Δt is, for example, 10 ° C. for the outside air temperature change, 20 ° C. for the temperature change of the insulating oil due to transformation, and the sum of 30 ° C. is Δt (° C.). This is multiplied by the total oil amount V (m 3 ) of the transformer and the thermal expansion coefficient α of the insulating oil to obtain ΣQ (m 3 ).
ΣQ = Δt × α × V (1)
式(1)によって一日における変圧器の外気の吸入量ΣQ(m3)が明らかになったので、この値を変圧器の運転データより、変圧器負荷が下がって行く時間t(s)で除することで、外気の吸入速度U(m3/s)を得る。(図6のステップ2)変圧器負荷が下がって行く時間tにおいては絶縁油が温度低下により体積が縮小して隔膜が膨張し、外気を取り込むので、この際の外気の吸入速度を求めることで、単位時間あたりに調湿剤が吸湿すべき適切な外気量を得ることができる。
U=ΣQ/t・・・式(2)
Since the amount of intake air outside the transformer ΣQ (m 3 ) in one day is clarified by the equation (1), this value is calculated from the operation data of the transformer at the time t (s) when the transformer load decreases. The outside air suction speed U (m 3 / s) is obtained. (Step 2 in FIG. 6) At time t when the transformer load is lowered, the volume of the insulating oil is reduced due to the temperature drop, the diaphragm expands, and the outside air is taken in. Thus, it is possible to obtain an appropriate amount of outside air that the humidity control agent should absorb per unit time.
U = ΣQ / t (2)
式(2)によって求めた外気の吸入速度Uで外気湿度を模擬した空気を一定面積の調湿剤を設けたブリーザーに送風し、このときの調湿剤を通過した後の湿度の経時変化を記録する。(図6のステップ3,ステップ4)そして、調湿剤の総面積をパラメーターとして2以上の湿度の飽和値を取得し(図6のステップ5)、各々の調湿剤の総面積に対する飽和した湿度値から近似曲線を作成し(図6のステップ6)、所定の湿度値以下の調湿能力を有する調湿剤の面積Sを決定する(図6のステップ7)。 Air that simulates the outside air humidity at the outside air suction speed U obtained by the equation (2) is blown to a breather provided with a humidity control agent of a certain area. Record. (Steps 3 and 4 in FIG. 6) Then, a saturation value of 2 or more humidity was obtained using the total area of the humidity control agent as a parameter (Step 5 in FIG. 6), and the humidity was saturated with respect to the total area of each humidity control agent. An approximate curve is created from the humidity value (step 6 in FIG. 6), and the area S of the humidity control agent having the humidity control ability equal to or lower than the predetermined humidity value is determined (step 7 in FIG. 6).
具体的には、図7に示すように調湿剤の総面積S1およびS2の調湿剤を設けたブリーザーに対して、前述の吸入速度Uで外気湿度を模擬した湿度変化を持つ空気を送風し、調湿剤を通過した後の空気の湿度変化を計測する。発明者らの実験の結果では、この湿度変化は当初は上昇傾向を示すが、試験時間の経過とともに飽和することを確認した。この飽和した湿度値をそれぞれH1、H2とする。なお、外気湿度を模擬した空気とは、例えば現地の温湿度変化を記録し、恒温恒湿試験装置によってこれを再現すると良い。 Specifically, as shown in FIG. 7, air having a humidity change simulating the outside air humidity at the above-described suction speed U is blown to a breather provided with the humidity adjusting agent having the total area S1 and S2. The humidity change of the air after passing through the humidity control agent is measured. As a result of experiments by the inventors, it has been confirmed that this change in humidity initially shows an upward trend, but saturates as the test time elapses. The saturated humidity values are assumed to be H1 and H2, respectively. Note that the air simulating the outside air humidity may be recorded, for example, on a local temperature and humidity change and reproduced by a constant temperature and humidity test apparatus.
次ぎに図8に示すように、飽和した湿度値H1,H2を用いて、調湿剤の総面積S1,S2に対する近似曲線を作成する。そして、この近似曲線からグラフや計算によって管理すべき所定の湿度H以下の吸湿能力を持つ調湿剤の面積Sを求める。ここで、所定の湿度Hはオゾンの分解が促進すると考えられる湿度40%を所定の湿度としても良い。また、送風時間すなわち試験時間は、調湿剤の吸湿の飽和特性を確認するために、数日から2週間程度の充分な日数をとることが望ましい。なお、本例において近似曲線は本例では直線近似としたが、最適な近似を行うため最小二乗法などの適切な方法を選定すれば良い。 Next, as shown in FIG. 8, approximate curves for the total areas S1 and S2 of the humidity control agent are created using the saturated humidity values H1 and H2. And the area S of the humidity control agent which has the moisture absorption ability below the predetermined humidity H which should be managed by a graph or calculation from this approximated curve is calculated | required. Here, the predetermined humidity H may be a predetermined humidity of 40% which is considered to promote the decomposition of ozone. Further, it is desirable that the air blowing time, that is, the test time, takes a sufficient number of days from several days to about two weeks in order to confirm the moisture absorption saturation characteristics of the humidity control agent. In this example, the approximate curve is a straight line approximation in this example, but an appropriate method such as a least square method may be selected in order to perform an optimal approximation.
次ぎに、一般的に同一の変電所内には複数の開閉器や変圧器が設置されているが、前述のような試験を全ての機器毎に行って、調湿剤の必要面積を決定するとなると大変な時間と労力を要する。そこで、例えば絶縁油の熱膨張率や運転状況がほぼ同様であるとともに、同一変電所などであって外気環境がほぼ同じであると判断される場合には、変圧器の総油量Vと調湿剤の必要面積Sは単純比例するものと考え、他の変圧器のブリーザーに用いる調湿剤の必要面積S’を決定することが出来る。 Next, a plurality of switches and transformers are generally installed in the same substation, but when the above-mentioned test is performed for every device, the required area of the humidity control agent is determined. It takes a lot of time and effort. Therefore, for example, when it is determined that the thermal expansion coefficient and operating conditions of the insulating oil are substantially the same, and the outside air environment is substantially the same in the same substation, etc., the total oil amount V of the transformer is adjusted. The required area S of the wetting agent is considered to be simply proportional, and the required area S ′ of the humidity adjusting agent used for the breather of another transformer can be determined.
具体的には、図9に示すように前述の開閉機器の総油量Vに対する調湿剤の必要面積Sの傾きS/Vに対して、求めようとする他の変圧器の総油量V‘を乗じて、求めようとする他の変圧器のブリーザーに用いる調湿剤の必要面積S’を決定する。
S’=S/V×V’・・・式(3)
以上の方法により、開閉機器毎に調湿剤の必要面積を求めるための試験を繰り返すこと無く、調湿剤の必要面積を求めることが出来るので省力化を図ることが出来る。
Specifically, as shown in FIG. 9, the total oil amount V of the other transformer to be obtained with respect to the slope S / V of the required area S of the humidity control agent with respect to the total oil amount V of the aforementioned switchgear. Multiply 'to determine the required area S' of the humidity control agent used for the breather of the other transformer to be obtained.
S ′ = S / V × V ′ (3)
According to the above method, the required area of the humidity control agent can be determined without repeating the test for determining the required area of the humidity control agent for each switchgear, so that labor saving can be achieved.
図10に乾燥剤充填容器の構造を示す。乾燥剤充填容器60は、調湿剤40の吸湿能が一時的に飽和状態となった場合や、低湿度状態における調湿剤40の吸湿特性をカバーし、湿度調整機能のバックアップや応答特性を向上させるために用いる。 FIG. 10 shows the structure of the desiccant-filled container. The desiccant-filled container 60 covers the moisture absorption characteristics of the humidity conditioner 40 when the moisture absorption capacity of the humidity conditioner 40 is temporarily saturated or in a low humidity state. Used to improve.
図10(a)は、乾燥剤充填容器60の上視図であり、図10(b)は側面図である。乾燥剤充填容器60は、容器キャップ61と乾燥剤容器62からなる。容器キャップ61の上部には内包する乾燥剤の使用状態を外観目視点検するために点検窓63を設けている。 FIG. 10A is a top view of the desiccant-filled container 60, and FIG. 10B is a side view. The desiccant filling container 60 includes a container cap 61 and a desiccant container 62. An inspection window 63 is provided on the upper portion of the container cap 61 to visually inspect the use state of the desiccant contained therein.
図11に乾燥剤充填容器60の断面図を示す。乾燥剤容器62は、乾燥剤64を充填する。また、乾燥剤容器23と接続するための接続部67を設けている。この接続部67は乾燥剤容器23からの空気が導通可能なように、例えばニップル等を利用して乾燥剤容器23に接続される。 FIG. 11 is a sectional view of the desiccant filling container 60. The desiccant container 62 is filled with a desiccant 64. Moreover, the connection part 67 for connecting with the desiccant container 23 is provided. The connecting portion 67 is connected to the desiccant container 23 using, for example, a nipple so that air from the desiccant container 23 can be conducted.
接続部67の上面には乾燥剤64が乾燥剤容器23へ落下しないようなフィルター66を設ける。そして、上部から容器キャップ61で封じることができるように構成する。容器キャップ61との接続は乾燥剤容器62の内部が密閉されるような方法であればどのような方法でも良いが、乾燥剤64の交換が容易に可能な方法として、ねじ構造やバンド止め、クリップ止めなどの方法を用いると良い。溶接や接着剤、シール材などは、密閉は可能であるが点検や交換時の開封が困難であり、不経済となる。 A filter 66 is provided on the upper surface of the connection portion 67 so that the desiccant 64 does not fall into the desiccant container 23. And it comprises so that it can seal with the container cap 61 from upper part. The connection with the container cap 61 may be any method as long as the inside of the desiccant container 62 is hermetically sealed, but as a method in which the desiccant 64 can be easily replaced, a screw structure, a band stopper, It is better to use a method such as clipping. Welding, adhesives, sealing materials, etc. can be sealed, but are difficult to open at the time of inspection or replacement, which is uneconomical.
また、乾燥剤容器62と容器キャップ61の接続部には必要に応じてパッキン65を設けることで、外気を遮断することが望ましい。 In addition, it is desirable to block outside air by providing a packing 65 as necessary at the connecting portion between the desiccant container 62 and the container cap 61.
図12は容器キャップ61を締めた状態の断面図であり、内包した乾燥剤64が外気から密閉された状態で封入される。なお、乾燥剤64としては粒状のA型シリカゲルなどを利用すると良い。 FIG. 12 is a cross-sectional view of the state in which the container cap 61 is fastened, and the encapsulated desiccant 64 is sealed in a state of being sealed from the outside air. As the desiccant 64, granular A-type silica gel or the like may be used.
図13に呼吸口の構造を示す。呼吸口52は、シリコン油などを用いずに乾燥剤容器23内への外気の取り込み(または放出)の際に塵埃や水の侵入を防止するために用いる。 FIG. 13 shows the structure of the breathing opening. The breathing port 52 is used to prevent intrusion of dust and water when taking in (or releasing) outside air into the desiccant container 23 without using silicon oil or the like.
図13(a)は呼吸口70の側面図である。呼吸口70はフィルター容器71と呼吸口キャップ72とからなる。図13(b)に呼吸口キャップ72の下面図を示す。呼吸キャップ72には呼吸穴73を設け、フィルター容器71内部への外気の吸入や排出などの導通ができるようになっている。 FIG. 13A is a side view of the breathing opening 70. The breathing port 70 includes a filter container 71 and a breathing port cap 72. FIG. 13B shows a bottom view of the breathing port cap 72. A breathing hole 73 is provided in the breathing cap 72 so that conduction such as inhalation and discharge of outside air into the filter container 71 can be performed.
図14に呼吸口70の断面図を示す。フィルター容器71には外気からの水分や塵埃の侵入を防止するためのフィルターを複数層設けている。本実施例では、フィルターは呼吸穴73側から視て、エアフィルター74、透湿防水材75を設け、さらに二次フィルター76を設けている。 FIG. 14 shows a cross-sectional view of the breathing port 70. The filter container 71 is provided with a plurality of layers of filters for preventing moisture and dust from entering from outside air. In this embodiment, the filter is provided with an air filter 74 and a moisture-permeable waterproof material 75 as viewed from the breathing hole 73 side, and further provided with a secondary filter 76.
エアフィルター74は、防塵を目的とするフィルターである。また、透湿防水材75は水滴を通さずに湿気のみを透過するため、防水を図ることができる。そして、二次フィルター76は基本的には防塵を目的とするフィルターであるが、環境条件によってガス吸着フィルターを用いるなど適宜選択すると良い。 The air filter 74 is a filter for the purpose of dust prevention. Further, since the moisture-permeable waterproof material 75 transmits only moisture without passing water droplets, waterproofing can be achieved. The secondary filter 76 is basically a filter intended to prevent dust, but may be appropriately selected depending on environmental conditions such as using a gas adsorption filter.
透湿防水材75は必要に応じて二次フィルター76、76間に設けても良い。例えば、粉塵環境などでエアフィルター74では、充分に粉塵の除去ができず、透湿防水材75の目詰まりが生じる恐れがある場合などである。 The moisture permeable waterproof material 75 may be provided between the secondary filters 76 and 76 as needed. For example, the air filter 74 may not be able to sufficiently remove dust in a dust environment or the like, and the moisture-permeable waterproof material 75 may be clogged.
呼吸口70は乾燥剤容器23の下端に接続するが、接続のためにフィルター容器71の上部に接続部78を設ける。接続部78は各種のフィルターを経由して水滴や粉塵、ガスを除去した外気の乾燥剤容器23への経路でもある。 The breathing port 70 is connected to the lower end of the desiccant container 23, and a connection part 78 is provided on the upper part of the filter container 71 for connection. The connection part 78 is also a path to the desiccant container 23 of the outside air from which water droplets, dust and gas have been removed via various filters.
また、乾燥剤容器23の下部を密閉して吸入口70を接続するためには既存の下蓋22を利用できないため、接続板80を用いる。接続板80は、下蓋22と同様、上蓋21と接続するためのボルト孔82を設けるとともに、吸入口70の接続部78と乾燥剤容器23間の外気の経路を確保するための貫通孔を接続部81として設けている。なお、接続部78は本例では中央部に孔を設けたが、既設下蓋22の孔に接続できるように外気導通管29や外気吸入管30の孔を利用して接続するような構造として改造部品を必要最低限に留めるようにしても良い。 Further, since the existing lower lid 22 cannot be used to seal the lower part of the desiccant container 23 and connect the suction port 70, the connection plate 80 is used. Similarly to the lower lid 22, the connection plate 80 is provided with a bolt hole 82 for connecting to the upper lid 21, and a through-hole for securing a path of outside air between the connection portion 78 of the suction port 70 and the desiccant container 23. The connecting portion 81 is provided. In addition, although the connection part 78 provided the hole in the center part in this example, as a structure which connects using the hole of the external air conduction pipe | tube 29 or the external air suction pipe 30 so that it can connect with the hole of the existing lower cover 22. The modified parts may be kept to the minimum necessary.
図15に呼吸口70及び接続板80の組み立て断面図を示す。呼吸口キャップ72は、各種フィルターの交換が容易なようにねじ構造やバンド止め、クリップ止め構造を用いて、フィルター容器71を密閉するように接続する。また、フィルター容器71と呼吸口キャップ72との接続部には必要に応じてパッキン77を用いて外気を遮断することが望ましい。 FIG. 15 shows an assembled cross-sectional view of the breathing port 70 and the connection plate 80. The breathing port cap 72 is connected so as to seal the filter container 71 using a screw structure, a band stopper, or a clip stopper structure so that various filters can be easily exchanged. In addition, it is desirable to block outside air using a packing 77 as necessary at the connecting portion between the filter container 71 and the breathing port cap 72.
接続部78、接続部81は、乾燥剤容器23と呼吸口70との空気の導通が可能な構造とする。例えば、中空構造のニップル90を利用して乾燥剤容器23に接続すると良い。 The connection part 78 and the connection part 81 have a structure capable of air conduction between the desiccant container 23 and the breathing port 70. For example, it may be connected to the desiccant container 23 using a nipple 90 having a hollow structure.
以下、図16〜図26に調湿剤40、乾燥剤充填容器60、呼吸口70の装填や接続の方法を詳細に説明する。 Hereinafter, a method of loading and connecting the humidity control agent 40, the desiccant filling container 60, and the breathing port 70 will be described in detail with reference to FIGS.
調湿剤40の装填方法を説明する。図16は一般的に使用されているブリーザー20であり、乾燥剤18が充填されている状態である。 A method for loading the humidity control agent 40 will be described. FIG. 16 shows a breather 20 that is generally used and is filled with a desiccant 18.
はじめに調湿剤を装填するために、乾燥剤18を除去する。図17に示すように、乾燥剤排出用キャップ27を外して適当な容器に乾燥剤18を受け、乾燥剤18を全て除去する。 First, the desiccant 18 is removed to load the humidity control agent. As shown in FIG. 17, the desiccant discharge cap 27 is removed to receive the desiccant 18 in a suitable container, and the desiccant 18 is completely removed.
次ぎに、図18に示すように傾斜板28を外し、上蓋21から下蓋22の間には外気導通管29のみが残るようにした後に、図19に示すように上蓋21側のナット25を外して、乾燥剤容器23の上部を開放し、乾燥剤40とスペーサー50を交互に重ね、外気導通管29に差し込むように装填する。 Next, after the inclined plate 28 is removed as shown in FIG. 18 so that only the outside air conducting tube 29 remains between the upper lid 21 and the lower lid 22, the nut 25 on the upper lid 21 side is removed as shown in FIG. Then, the upper part of the desiccant container 23 is opened, and the desiccant 40 and the spacer 50 are alternately stacked and loaded so as to be inserted into the outside air conduction pipe 29.
そして図20に示すように、ボルト24とナット25により、乾燥剤容器23と上蓋21を接続して装填が完了する。以上のように、既設の乾燥剤容器23を利用して容易に調湿剤40を装填することができる。なお、調湿剤を乾燥剤注入口から充填可能な外径を有する球形状のものとした場合には、図18の状態で乾燥剤注入キャップ26を外して、注入口から必要量を充填すれば良い。 Then, as shown in FIG. 20, the desiccant container 23 and the upper lid 21 are connected by bolts 24 and nuts 25 to complete the loading. As described above, the humidity control agent 40 can be easily loaded using the existing desiccant container 23. When the humidity control agent has a spherical shape having an outer diameter that can be filled from the desiccant injection port, the desiccant injection cap 26 is removed in the state of FIG. 18 and the required amount is filled from the injection port. It ’s fine.
次ぎに乾燥剤充填容器60の接続方法について説明する。はじめに図21に示すとおり、上蓋21の乾燥剤注入用キャップ26を外す。そして、図22に示すようにニップルなどのように中空の接続金具68を介して、乾燥剤注入口へ乾燥剤充填容器60を接続する。図23は接続後の状態を示す図であり、乾燥剤充填容器60についても既設の乾燥剤容器23を利用して容易に取り付けすることが可能である。 Next, a method for connecting the desiccant filling container 60 will be described. First, as shown in FIG. 21, the desiccant injection cap 26 of the upper lid 21 is removed. Then, as shown in FIG. 22, the desiccant filling container 60 is connected to the desiccant injection port via a hollow connection fitting 68 such as a nipple. FIG. 23 is a diagram showing a state after connection, and the desiccant filling container 60 can also be easily attached using the existing desiccant container 23.
次ぎに呼吸口70の接続方法について説明する。図24に示すように、乾燥剤容器23を空にした上で下蓋22のナット25を緩めて外す。この際、下蓋22とシリコン油容器31は再利用しないため、一体で外して良い。外気導通管29は再利用できるため、下蓋22から外しておく。 Next, a method for connecting the breathing port 70 will be described. As shown in FIG. 24, after the desiccant container 23 is emptied, the nut 25 of the lower lid 22 is loosened and removed. At this time, since the lower lid 22 and the silicon oil container 31 are not reused, they may be removed integrally. Since the outside air conducting tube 29 can be reused, it is removed from the lower lid 22.
そして、図25に示すように呼吸口70と接続板80とを接続部78,81を通して接続管90の一方端と接続する。また、接続管90の他方端には外気導通管29を接続する。その後、ボルト24に接続板80のボルト孔82を通じてナット25により締め付け、乾燥剤容器23を密閉し、図26のような完成状態となる。このように呼吸口70についても、既設の乾燥剤容器23を利用して容易に取り付けすることが出来る。 Then, as shown in FIG. 25, the breathing port 70 and the connection plate 80 are connected to one end of the connection pipe 90 through the connection portions 78 and 81. In addition, the outside air conduction pipe 29 is connected to the other end of the connection pipe 90. Thereafter, the bolt 24 is tightened by the nut 25 through the bolt hole 82 of the connection plate 80, the desiccant container 23 is sealed, and a completed state as shown in FIG. 26 is obtained. As described above, the breathing port 70 can be easily attached using the existing desiccant container 23.
以上により、本発明によれば電力機器用のブリーザーの除湿剤や封入油の交換作業を低減し、品質管理コストを削減できる。 As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the replacement work of the dehumidifying agent and the encapsulated oil of the breather for electric power equipment, and reduce the quality control cost.
本発明は変圧器や開閉器などの油入り電力機器のブリーザーに利用出来る。 The present invention can be used for a breather of oil-filled electric power equipment such as a transformer and a switch.
10・・・変圧器、11・・・変圧器外箱、12・・・変圧部、13・・・絶縁油、14・・・接続部、15・・・コンサベータ、16・・・隔膜、17・・・配管、18・・・除湿剤、20・・・ブリーザー、
21・・・上蓋、22・・・下蓋、23・・・乾燥剤容器、24・・・ボルト、25・・・ナット、26・・・乾燥剤注入用キャップ、27・・・乾燥剤排出用キャップ、28・・・傾斜板、29・・・外気導通管、30・・・外気吸入管、31・・・シリコン油容器、32・・・シリコン油
40・・・調湿剤、
50・・・スペーサー、51・・・リング部材、52・・・支え部材、53・・・空隙確保用部材、
60・・・乾燥剤充填容器、61・・・容器キャップ、62・・・乾燥剤容器、63・・・点検窓、64・・・乾燥剤、65・・・パッキン、66・・・フィルター、67・・・接続部、68・・・接続金具
70・・・呼吸口、71・・・フィルター容器、72・・・呼吸口キャップ、73・・・呼吸穴、74・・・エアフィルター、75・・・透湿防水材、76・・・二次フィルター、77・・・パッキン、78・・・接続部、
80・・・接続板、81・・・接続部、82・・・ボルト孔
90・・・ニップル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Transformer, 11 ... Transformer outer box, 12 ... Transformer part, 13 ... Insulating oil, 14 ... Connection part, 15 ... Conservator, 16 ... Diaphragm, 17 ... pipe, 18 ... dehumidifier, 20 ... breather,
21 ... upper lid, 22 ... lower lid, 23 ... desiccant container, 24 ... bolt, 25 ... nut, 26 ... cap for desiccant injection, 27 ... desiccant discharge Cap, 28 ... inclined plate, 29 ... outside air conduction pipe, 30 ... outside air suction pipe, 31 ... silicone oil container, 32 ... silicone oil 40 ... humidity control agent,
50... Spacer, 51... Ring member, 52... Support member, 53.
60 ... desiccant-filled container, 61 ... container cap, 62 ... desiccant container, 63 ... inspection window, 64 ... desiccant, 65 ... packing, 66 ... filter, 67 ... Connection part, 68 ... Connection fitting 70 ... Breathing port, 71 ... Filter container, 72 ... Breathing port cap, 73 ... Breathing hole, 74 ... Air filter, 75 ... moisture permeable waterproof material, 76 ... secondary filter, 77 ... packing, 78 ... connection part,
80 ... Connection plate, 81 ... Connection, 82 ... Bolt hole 90 ... Nipple
Claims (3)
The breather according to claim 1 , wherein a breathing port including a container containing a dust filter and a moisture permeable waterproof material is connected to an outside air intake portion of the breather.
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