JPH03226653A - ガス絶縁電気機器 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ガス絶縁変圧器などのカス絶縁電気機器、
特にアーク放電や過熱などの内部異常を検出する手段′
を備えたガス絶縁電気機器に関するものである。

従来の技術 ガス絶縁変圧器なとのガス絶縁電気機器においては、大
事故を未然に防止するという観点から、アーク放電や過
熱なとの内部異常を発生の初期段階で検出することが非
常に重要である。これは異常の発生によって絶縁材料か
ら分解ガスが生成されるため、これを分析する形で行わ
れるが、　Ｓ　Ｆ　６ガスを封入したガス絶縁変圧器な
どにおいては、変圧器からＳ　Ｆ　６ガスを採取してこ
れを持ち帰り、ガスクロマトグラフや質量分析器などの
分析器を用いて分解成分を分析することが行われていた
。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のガス絶縁電気機器は以上のように、分解ガスを分
析することによって内部異常を検出していたため、ガス
採取から分析結果のアウトプットまでに多くの人手と時
間が必要であるばかりでなく、分析に際して専門的知識
が必要であるなどの問題点があった。

この発明はこのような問題点を解消するためになされた
もので、ガスの採取や分析作業をすることなく内部異常
を検出することかてきるガス絶縁電気機器を提供しよう
とするものて゛ある。

１−課即を解決するための手段 二の発明に係るカス絶縁電気機器は　電気機器の本体の
一部に光透過部材を装着して本体の内外に光を透過させ
るようにすると共に、光源から光透過部材を介して本体
内の絶縁ガスに光を投射し、絶縁カスを透過した光を受
光部によって受光するようにしたものである。

〔作用〕

この発明は、内部異常によって生成される分解ガスの影
響で、ＳＦ６ガスの屈折率が変化することを利用するも
のである。即ち、純粋なガスに別のガスが混合されると
屈折率が変化することはすでに知られている。

この場合、混合ガスの屈折率ｒは、分子間相互作用が小
さい場合には次の式で示される。

１００ｒ＝ｐ、・　ｒ＋＋Ｐ、・　ｒ２＋−−−−−Ｐ
　−−ｒ　１ｌ（１１ ここでＰｌ、Ｐ２・ｐ　、　　は混合された成分ガスの
比率 ｒ　、、ｒ　２・・・ｒｎ　　は各成分ガ２力比屈折率
ところで、ＳＦＡカスを絶縁主体とした電気機器におい
ては、内部異常か発生するとＳＣ）：、Ｈ２ＳＮＯ２、
Ｃｏ、ＣＯ２などのガ′スが生成することが知られてい
る。これらのガスの屈折率はそれぞれ次の通りである。

なお、各数値はく絶対屈折率−１）ＸＩＯ’を示してい
る。

ＳＯ２→６７６　　　　Ｃｏ　　→３３４Ｈ２Ｓ　　−
６５３ＣＯ２−４４９ ＮＯ２→５０９　　　　ＳＦ６→７６９ここで、絶縁物
損傷′の内部異常の発生を想定し、ＣＯおよびＣＯ２を
主成分とした次のようなガスパターンの混合ガスを仮定
してＳ　Ｆ　６カスの屈折率の変化を試算してみる。

Ｓ○２→０，０１％　　　ＣＯ→　０，２％Ｈ，Ｓ　→
０．Ｏ１％　　　ＣＯ２→　０．３％Ｎ　Ｏ２→０．Ｏ
１χ　　　ＳＦ、→９９．４７％それぞれの濃度（％）
と上述したそれぞれの屈折率とを式（１）に代入して混
合カスの屈折率を求めると約７６７となり、電気機器か
正常な場合のＳ　Ｆ　６ウスａ）屈折率７６９より小さ
くなる。

屈折率の変化は、式（１）の構成から、ＳＦ６カスとの
屈折率の差が大きい成分の濃度か大きい程、また混合さ
れるガスの種類が多い程、大きくなることか明らかであ
る。

Ｃ発明の実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例によるガス絶縁変圧器の概略構
成を示すものである。

二の図において（１）はガス絶縁変圧器の本体を構成す
る変圧器タンク、０）は変圧器タンクに封入されたＳ　
Ｆ　６ガス、（３）はＳＦ６ガスの循環流路で、その上
端および下端がそれぞれ結合パイプ（イ）（５１によっ
て変圧器タンク（１）に結合されている。（６）は結合
パイプ（９に配設されたガス循環用のポンプ、何および
（８）は循環流路の上端部近傍および下端部近傍にそれ
そ１１設けられたバルブで、これらのバルブをそれぞれ
閉塞することによりｍｓ流路（３）内のガスの流通を停
止させることかできる。

１９）および叫は一対のバルブｊ７ｉ（＋３１によって
仕切られた循環流路（３）に設けられた光透過部材で、
一方、り）光透過部材１（Ｊｉｈじ、入射した光が循環
流路（３１内の↓スを透Ｊ＋た憶、他方の光透過部材θ
Ｏ１を経て循環流路外に導かれるように両者の位置関係
が設定されている。

（１１）は一方の光透過部材（９）に向けて単色光（１
２）を投射する単色光源、＜１３）は他方の光透過部材
０〔を透過してくる透過光を受光する受光部、（１４）
は循環流路（３）内のガスが純粋なＳ　Ｆ　＆ガスであ
る場合の透過光、（１５）は同じく分解ガスを含むＳＦ
、ガスである場合の透過光である。

このように構成されたガス絶縁変圧器において単色光源
（１１）から投射された単色光（１２）は、一方の光透
過部材（９）に入射角ｉで入射され循環流路（３）内の
ＳＦ、ガスに投射される。ここでＳ　Ｆ　＆ガスの屈折
率によって屈折角ｒだけ屈折したあと、他方の光透過部
材側を経て透過光（１４）は、受光部＜１３ｊに到達す
る。受光部（１３）への透過光１１４！の到達位１は、
単色光源（１１）、光透過部材！９１　Ｇｏ！、受光部
＜１３１の位置関係が一定で、バルブロおよび（ａで閉
塞された循環流路（３）内のＳ　Ｆ　４ガスの密度が一
定の場合、一定となる。

ところで、変圧器内部で異常が発生すると、絶縁材料が
分解し、各種の分解ガスが生成するが、これら′のガス
の屈折率はＳＦ６ガスと異なるため生成ガスを含むＳＦ
、ガスの屈折率は、上述のように、純粋なＳＦ、ガスの
場合とは異なる。従ってＳＦ６ガスに分解ガスが混合し
た場合には第１図において点線で示すように、循環流路
（３）内における屈折角が、ｒからＳに変化し、（分解
ガスが含まれる場合の屈折角は純粋なＳＦ６カスの場合
よりも大きくなるとは限らない）他方の光透過部材００
１から出た透過光（１５）は、純粋なＳＦ６カスの透過
光（１４）の到達位置とは異なった位置で受光部（１３
）に到達する。

従って、受光部（１３）に到達する透過光の位置のずれ
を検出することにより、カス絶縁変圧器の内部異常を検
出することかできる。

第２図は、この発明の他の実施例を示す概略図で、第１
図に示す実施例の他方の光透過部材００）の位置に光反
射部材１１６）を配置し、その反射光を再度光透過部材
（９）を透過させて受光部（１３）に導くよ；】にした
ものである　ぞの他の横或は第１図の実施例と同様であ
るため、相当部分に同一符号を付して説明を省略する。

この実施例においても内部異常の発生によって分解ガス
が生成した場合には、単色光源（１１）からの投射光（
１２）は第２図に点線で示すように、純粋なＳＦ６ガス
の場合とは屈折角が異なり、それか又、光反射部材（１
６）によって反射されるため、透過光（１５）は第１図
の実施例と同様に、受光部（１３）への到達位置がずれ
ることになる。なお、ガス中での光の屈折は、ガスの密
度に依存するため、循環流路（３）のバルブ（７１（８
）を−時的に閉塞し、循環流路内のガス圧を一定にすれ
ば、精度のよい測定ができるので、循環流路（３１に温
度調節装置や圧力調節装置を付加してもよい。

又、以上の説明では、ガス絶縁電気機器として、ガス絶
縁変圧器の例を示したか、その他のガス絶縁電気機器に
実施しても同様な効果を期待することができるものであ
る。

ｒ発明の効果］ １゛Ｊ、上、説明したように、この発明のカス絶縁電気
機器は、内部異常の発生によって生成する分解ガスが混
合することにより、絶縁ガスの屈折率が変化することを
利用するようにしたため、ガスの採取や分析作業を行な
うことなく、内部異常を早期に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略図、第２図はこ
の発明の他の実施例を示す概略図である。 図において、（１）は変圧器タンク、（２）はＳＦ６ガ
ス、（３）は循環流路、口（８）はバルブ、（９１００
１は光透過部材、（１１）は単色光源、（１３）は受光
部、（１６）は光反射部材である。 なお、図中、同一符号は夫々相当部分を示す。 代理友　　弁理士　　大　岩　増　雄 第１図 １３：ｌ梵飾

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　絶縁ガスを封入した電気機器の本体、この本体の一部
   に装着され、上記本体の内外に光を透過させる光透過部
   材、この光透過部材を介して上記絶縁ガスに光を投射す
   る光源、及び上記絶縁ガスを透過した光を受光する受光
   部を備えたガス絶縁電気機器