JPH01206820A

JPH01206820A - 高電圧機器の保護装置

Info

Publication number: JPH01206820A
Application number: JP63027636A
Authority: JP
Inventors: Akifumi Miki; 幹　昭文; Tsuneji Teranishi; 常治寺西; Hitoshi Okubo; 仁大久保
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-02-10
Filing date: 1988-02-10
Publication date: 1989-08-21
Anticipated expiration: 2013-02-18
Also published as: JP2716716B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、ポリマー絶縁物を絶縁材料として使用した高
電圧機器の故障に至る異常現象の発生を自動的に監視・
検出する機能を持った高電圧機器の保護装置に関する。

（従来の技術）変圧器などの高電圧機器においては、アークや局部加熱
部分放電などの故障に至る異常現象が発生した場合、そ
の異常現象を初期の段階で発見し運転停止や保護手段を
講じて機器本体の事故を未然に防ぐことが非常に重要で
ある。特に、近年、変電所の無人化、自動保全化が進み
、そのために、変圧器などについても、外部より自動的
に運転状況を監視したり、異常現象を検出する機能を持
った保護装置が種々考えられている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、以上のような保護装置においては、事故の発
生を防ぐためにも、−船釣には常時監視を続けることが
必要であり、このことからも保護装置の信頼性、寿命の
確保が機器本体の性能にも増して重要な課題の一つとな
ってきている。

例えば、変圧器ではその寿命が数十年にも及ぶため、そ
の間、保護装置は、万一の事故に備えて一時も休むこと
なく変圧器の監視動作を続け、それと同時に誤動作や故
障なく働き続け、その性能を維持することが要求される
。

また、部分放電に対する保護装置として、電流パルスと
音響信号の両方の検出によって部分放電を検出する方式
をとる装置が存在する。この保護装置においては、電流
パルスと音響信号の両方を発生する他の要因、例えば負
荷時タップ切換器の動作によるノイズ信号によって誤動
作、誤検出する恐れが問題となっている。このような誤
動作、誤検出の恐れは１日数十回から多くは数百回にも
及び、保護装置として性能面での信頼性が低いという欠
点を有していた。加えて、保護装置にて常時監視を続け
るため、保護装置自体の寿命が短くなる欠点も有してい
た。

このような信頼性の低い保護装置に対し、信頼性の高い
異常検出方法の一例として、高電圧機器の容器内の絶縁
媒体を採取し分析する方法が存在する。この方法は、高
電圧機器で異常を発生した際、高電圧機器に用いられて
いる有機絶縁材料からなる絶縁物やＳＦａガスなどが熱
分解して分解ガスが生じ、絶縁媒体中に拡散するという
現象に基づき、採取した絶縁媒体中に分解ガスが混入し
ているか否かを分析し、混入していた場合に異常と判断
する方法である。しかし、この方法では、採取した絶縁
媒体を、−旦研究所または実験所に持ち帰った後にこれ
を分析せねばならず、異常を検知するまでに著しく時間
を要する、連続監視をすることが不可能である、また、
測定に当たって特殊な分析技術が必要であり、作業が複
雑である、などの欠点を有していた。加えて、ガス絶縁
電気機器においては、絶縁媒体を採取して持ち帰る方法
の場合、機器のガス圧に影響するため、−旦機器の運転
を停止しなければならず、これも問題であった。

本発明は、上記のような従来技術の課題を解決するため
に提案されたものであり、その目的は、高電圧機器の異
常を、誤動作や誤検出することなく迅速且つ確実に検出
でき、しかも連続監視が可能で寿命の長い高電圧機器の
保護装置を提供することである。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明の高電圧機器の保護装置は、一般に高電圧機器の
絶縁材料として、ポリマー絶縁物が使用されていること
に着目したものである。

即ち、本発明は、アークや局部加熱、部分放電などの異
常現象の発生要因である過電圧、過電流、過負荷などを
検出する発生要因検出手段と、ポリマー絶縁物の熱分解
生成物と定量的に反応変色する生成物検知手段とを備え
、発生要因検出手段にて異常現象の発生要因を検出した
際に、生成物検知手段に当該高電圧機器の絶縁媒体を導
入する絶縁媒体導入手段を有することを特徴としている
。

（作用）以上のような構成を有する本発明の高電圧機器の保護装
置の作用は次の通りである。

即ち、当該高電圧機器において、加熱または放電などの
熱的異常が発生した場合、その発生要因でおるサージ波
などの侵入、或いは部分放電に伴う過電圧、サージ電圧
、過電流、過負荷、音響信号などを発生要因検出手段に
て検出する一方、これと同時或いは一定期間経過後に、
当該高電圧機器の絶縁媒体を生成物検知手段に導入し、
ポリマー絶縁物の熱分解生成物を検知することにより、
異常発生の初期段階にて確実に機器の異常を検出するこ
とができる。

また、本発明では、発生要因検出手段を常に検出可能な
待機状態とすることで連続的な監視を行える一方、絶縁
媒体導入手段や生成物検知手段については、発生要因を
検出した際のみに動作させれば充分であるため、通常時
にこれらを停止させておくことにより、保護装置全体の
寿命を長くすることができる。

なお、本発明において、生成物検知手段の対象となるポ
リマー絶縁物の熱分解生成物としては、具体的にはアセ
トアルデヒドが考えられる。即ら、第２図に示すように
、ポリマー絶縁物の熱分解の際、１８０°Ｃ前後からア
セトアルデヒドの生成が見られ、その生成量は、２４０
°Ｃ前後から急増するため、高電圧機器の加熱、放電な
どの熱的異常が発生した場合、賀正されたアセトアルデ
ヒドの生成量を定量的に検知することにより、異常の判
断を、初期段階において正確に行うことができる。

（実施例）進んで、本発明による高電圧機器の保護装置を変圧器の
保護装置として適用した一実施例を以下に説明する。

第１図に示すように、変圧器のタンク１内には、鉄心２
と、ポリマー絶縁物を有する巻線３とから成る機器本体
が配置され、巻線３の端子はブッシング４に接続されて
いる。タンク１内には、ＳＦ６ガスなどの絶縁媒体５が
封入されている。

そして、まず、発生要因検出手段としては、ブッシング
４のブッシングタップ６及びタンク１の接地端子７に、
ロゴスキーコイル８，８がそれぞれ取付けられると共に
、タンク１に、タンク１内で発生した異常音響を検出す
るコロナマイク９が取付けられており、ロゴスキーコイ
ル８，８で発生した電流パルス及びコロナマイク９で検
出された音響信号が、それぞれ検出部１０に送られるよ
うになっている。

次に、生成物検知手段としては、アセトアルデヒド検知
装置１１が設けられ、絶縁媒体導入手段としては、タン
ク１とアセトアルデヒド検知装置１１との間に導入配管
１２及びポンプ１３が設けられている。そして、前記検
出部１０にて、異常現象の発生要因、即ち過電圧、サー
ジ電圧、過電流、過負荷、音響信号などが検出された際
には、検出部１０からポンプ１３に動作指令がなされ、
タンク１内の絶縁媒体５が、５０〜５００ｍ吏／ｍｉｎ
の一定流量でアセトアルデヒド検知装＠１１内に送り込
まれるように設定されている。

ここで、アセトアルデヒド検知装＠１１には、多数個の
検知素子１４が収納されている。検知素子１４としては
、アセトアルデヒドと反応して変色反応を呈する試薬を
粒状の吸着剤に含浸させてなるもの、例えばリン酸ヒド
ロキシアミンをシリカゲルに含浸させてなるものが使用
されている。

さらに、アセトアルデヒド検知装置１１には、同装置１
１における検知素子１４の変色反応を電気信号に変換す
る変換器１５、及びこの変換器］５からの電気信号を入
力した際、異常発生を表示し警報を発する監視装置１６
が順次接続されている。

なお、検出部１０は、−旦ポンプ１３に動作指令を送っ
た後、一定時間以上検出されないと、停止指令を送り、
ポンプ１３の動作を停止させるように設定されている。

以上のような構成を有する本実施例の作用は次の通りで
ある。

まず、検出部１０にて、異常現象の発生要因、即ち過電
圧、サージ電圧、過電流、過負荷、音響信号などが検出
された際には、検出部１０からポンプ１３に動作指令が
なされ、タンク１内の絶縁媒体５が、導入配管１２を介
し、アセトアルデヒド検知装置１１内に送り込まれる。

そして、絶縁媒体５中にアセトアルデヒドが存在してい
れば、アセトアルデヒド検知装置１１内の検知素子１４
と反応して、検知素子１４が変色する。この変色反応は
変換器１５にて電気信号に変換され、この電気信号が監
視装置１６に入力される結果、監視装置１６にて異常発
生が表示され警報が発せられる。

従って、本実施例においては、発生要因を検出した後、
自動的に絶縁媒体５を分析できるため、単に電流パルス
と音響信号のみによって異常を検出していた従来技術に
比べ、誤検出、誤動作が少なく、正確な検出及び動作が
可能となっている。

この場合、絶縁媒体を採取し、−旦研究所または実験所
に持ち帰った後にこれを分析するなどの複雑な手間も不
要であるため、迅速に異常を検出できる。また、検出部
１０にて発生要因を常に検出可能であり、発生要因を検
出した際には、常にアセトアルデヒド検知装置１１を動
作させられるため、連続監視が可能となっている。ざら
に、変色反応を利用してアセトアルデヒドを自動的に検
知でき、異常を検知した際には、監視装置１６にて異常
を表示し、警報を発するため、特殊な分析技術を要する
ことなく、誰でも正確に異常発生を確認できる。加えて
、ガス絶縁電気機器においては、絶縁媒体を採取して持
ち帰る方法の場合、機器のガス圧に影響するため、−旦
機器の運転を停止しなければならないという問題があっ
たが、本実施例においては、タンク１内とアセトアルデ
ヒド検知装置１１間に絶縁媒体５を循環させる構成でお
るため、ガス圧変動の問題がなく、従って運転を停止す
る必要もなく、実用面に優れている。

ところで、検出部１０にてサージ波などの異常を検出し
た直後においては、絶縁媒体中にポリマー絶縁物の分解
ガスが拡散、溶解していない場合があるため、このよう
な熱分解、拡散、溶解に要する時間を考慮してポンプ１
３の動作時間を設定しておけば、一定時間を経過した後
には、異常現象を確実且つ迅速に検出することができる
。この場合、異常を検出した時間を起点として、アセト
アルデヒドを検知した時間を測定すれば、異常の度合な
どのより詳細な検出が可能となる。

一方、前記のような絶縁媒体５の循環を一定時間続けた
後、アセトアルデヒドが検知されないと、変圧器内部の
故障に至る異常現象でないと判断され、検出部１０から
ポンプ１１に停止信号が送られ、ポンプ１３及びアセト
アルデヒド検知装置１１が動作を停止する。従って、常
時運転し、誤動作などが多く、寿命が短かった従来技術
に比べて、本実施例では、誤動作もなく、通常時におい
てほぼ非動作状態としておけるため、装置寿命を格段に
長くできる利点もある。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
例えば、ポンプ及びアセトアルデヒド検知装置の動作は
、検出部による異常検出後、一定の時間を単位とする断
続的な動作とすることも可能である。また、前記実施例
ではサージ波などの異常現象発生要因を検出する構成で
おったが、サージ波侵入以外でも、なんらかの原因で発
生する過電圧を全て検出して動作するように構成するこ
とも考えられる。さらに、°本発明は、変圧器に限定さ
れるものではなく、絶縁材料としてポリマー絶縁物を使
用した高電圧機器全般に適用可能である。同様に、絶縁
媒体を絶縁油とする機器にも適用可能である。加えて、
発生要因検出手段や、生成物検知手段、絶縁媒体導入手
段などの詳細な構成は適宜変更可能である。　　　　　
　　　　　　　・・・［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、通常時は保護装
置本体の動作を停止させ、異常現象の発生要因を検出し
た際にのみ一定の期間だけポリマー絶縁物の熱分解生成
物を検知する生成物検知手段を動作させ、異常を検出す
るという構成としたため、迅速且つ確実で、信頼性が高
く、しかも寿命の長い、優れた高電圧機器の保護装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による高電圧機器の保護装置の一実施例
の構成を示す正面図、第２図はポリマー絶縁物の熱分解
によるアセトアルデヒドの生成量と温度の関係を示す特
性線図である。１・・・タンク、２・・・鉄心、３・・・巻線、４・・
・ブッシング、５・・・絶縁媒体、６・・・ブッシング
タップ、７・・・接地端子、８・・・ロゴスキーコイル
、９・・・コロナマイク、１０・・・検出部、１１・・
・アセトアルデヒド検知装置、１２・・・導入配管、１
３・・・ポンプ、１４検知素子、１５・・・変換器、１
６・・・監視装置。

Claims

【特許請求の範囲】ポリマーフィルムを有する高電圧機器の保護装置におい
て、異常現象の発生要因を検出する発生要因検出手段と、ポ
リマー絶縁物の熱分解生成物と定量的に反応変色する生
成物検知手段とを備え、発生要因検出手段にて異常現象
の発生要因を検出した際に、生成物検知手段に当該高電
圧機器の絶縁媒体を導入する絶縁媒体導入手段を有する
ことを特徴とする高電圧機器の保護装置。