JPH0364008A - 誘導電器の液レベル検出法 - 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〕 本発明は、タンク内に液相とガス相をもつ誘導電器の液
レベルの検出方法に関する。

〔従来の技術〕

変圧器やりアクドルの巻線や鉄心等発熱部の冷却方法に
はいろいろな方式があるが、特に、大容量器になると冷
却媒体として効率の良い液体を使用するのが一般的であ
る。また、最近では、巻線と鉄心のみを囲う容器内に不
燃性液体を入れ、これとタンク間に加圧したＳＦａガス
を充填した大容量不燃変圧器が研究、開発されている。

これらの機器では、液体の温度変化に伴う体積変化に対
応して液のレベルが自由に変化できるように、液の上面
をガス空間に開放している。また、ガスの溶解による液
の絶縁特性の低下の防止のために、液とガスの界面に可
撓性の膜を設置するのが一般的である。

一方、最近の電力需要の都市集中化に伴い、大容量器の
地下変電所設置化が進む中で、機器の遠方監視化が不可
欠となってきている。

液レベルの検出法は、液をタンク外へ導管で引出しガス
側と連通させて、液レベルの変化を、直接、みるように
した、いわゆる、棒状レベル計があるが、これは、ガス
が液に溶解する点で不適である。また、液とガスの界面
に設けた膜の上、あるいは、下にフロートを設けこれに
連結するアームで磁石を介してタンク外に設置した指針
を回転させるようにした。いわゆる、マグネット式間接
形ダイヤル液面計があるが、これは、不燃変圧器のよう
に、加圧したＳＦｇガスを充填して板厚を大きくする圧
力容器としてのタンクには不適である。

間接形で遠方監視対応の液レベル検出法として超音波式
のものがある。超音波式は、タンク壁に設置した発信器
より液とガスの界面に向けて発信された超音波が界面で
反射して戻ってくるまでの時間からその走行距離を演算
して界面の位置、即ち、液のレベルを検出するものであ
る。しかし、この超音波式では、乱反射によるノイズレ
ベルを小さく押えるために１発信器上界面間の距離を充
分大きくする必要があり、従って、発信器の設置位置が
高くなって、それだけ機器全体の高さが高くなるという
欠点があり、更に、超音波が走行する空間のガスの種類
、温度、圧力により変化する音速の補正が困難であり、
それだけ誤差が生じ易いという欠点があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために、誘導電器の液レ
ベル検出手段として、液相とガス相関に発生する差圧に
より液のレベルを検出する、いわゆる、差圧式液面計を
使用したりのである。

また温度により液の比重が変化しても、確実に液レベル
を検出できる様に、差圧検出部を想定される最高温度に
対する液のレベル以上の高さに設置し、温度変化による
液レベル、および、液比型の変化に対し、検知される差
圧と液レベルを一点で対応させるようにしたものである
。

尚、差圧を検出する装置には、例えば、特開昭５９−２
０３９３６号、特開昭６０−１８５１３０号公報がある
。

〔作用〕

タンク内のガス相の圧力Ｐは、ガスの種類に関係なく、
温度その他の影響で変化する圧力に応じて、常に、液と
ガスの界面で等しい圧力で液側に伝わる。ガス相内の各
部位は、常に、はぼ−様に等しく、圧力が変化するとき
も、−様に変化する。

タンク内のガス相の圧力Ｐはそのまま、差圧検出部のガ
ス相側圧力導入圧力となる。一方、液相内の圧力は、静
圧のみを考えた場合、その位置と界面との高さの差に応
じた液のヘッド圧に、ガス相の圧力を加算した圧力とな
る。ガス相の圧力が変化するとき、液相内の各部位もそ
の変化分だけ一様に変化する。今、第２図に示すように
、液レベルを差圧検出部と液面との高さの差りで表わせ
ば、差圧検出部の液側導入圧力は、ガス相の圧力Ｐと、
ｈに相当する液ヘッド圧ρｈ（ρは液の比重）との差、
即ち、Ｐ−ρｈとなる。従って、差圧検出部では、ｐ−
（ｐ−ρｈ）＝ρｈの差圧が検出される。つまり、界面
、即ち、タンク内の液レベルの変化は、差圧ρｈの変化
として検出されるので、液レベルの計測が可能となる。

温度ｔに対して液レベルｈおよび液の比重ρは概略次式
で表わされる。

ｈ　＝　ｈｏ＋Ａ　（ｔｏ　−ｔ　）　　　　　　　　
　”’（１）ｐ　＝　ｐｏ＋　Ｂ　（ｔｏ　−ｔ　）　
　　　　　　　　−（２）ここに、ｔｏは想定する液の
最高温度、ｈｏ。

ρ０は各々温度ｔｏにおける液レベルおよび液の比重、
Ａ、Ｂは定数である。上記（１）　、　（２）式より、
検知される差圧ρｈと液レベルｈの関係は、で極小とな
る放物線となり、指定される液の最低温度ｔ、における
液レベルおよび液の比重を各々ｈ。

ρ１とすれば、液レベルｈおよび検出される差圧ρｈの
変動範囲は各々、 ｈｏ＜ｈ＜ｈ、　　　　　　　　　　　−（４）ｐｏ−
ｈｏくρｈ〈ρ１・ｈｌＩ　　　　　　・・・（５）と
なる、即ち、検出される差圧ρｈは極小点を通過するこ
となく、常に、液レベルｈに対して単調に増加する範囲
にあるので、温度ｔの変化による液レベルｈ、および、
液の比重ρの変化に対し、検知される差圧ρｈと液レベ
ルｈを一点で対応させることができ、正しい液レベルを
検出することができる。

以上の作用は、差圧検出部に導入される液側圧力が静圧
の場合に成立つものである。誘導電器の運転時には、地
震や、冷却のための液強制循環により、液相内に動圧が
発生する。しかし、差圧検出装置自体や、タンク内の液
相部から差圧検出部に至る導管に設けた動圧吸収手段に
より、これらの動圧は吸収されて、差圧検出部の液側導
入圧力は静圧のみとすることができるので、液レベル検
出作用を正常に行わせることができる。

尚、温度による液レベルｈの変化を検知される差圧ρｈ
の間の特性は、実際に使用する差圧検出器を別の装置で
あらかじめ校正しておけば良い。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

鉄心１と巻線２を囲う容器３の中には不燃性液体４が満
たされており、この外側には加圧されたＳＦｅガス５が
充填されてタンク６に収納されている。容器３の上面に
は可撓性の膜７が取付けられて液とガス間を仕切ってい
る。タンク６の外側には予め温度校正された差圧検出装
置８が想定される最高液レベルよりｈａ（ｍ）だけ高い
位置に設置され、一方は、液側導管９により容器３に連
結され、他方はガス側導管１０によりタンクのガス空間
へ連結されている。液側導管９の内部は、差圧検出装置
８の液側圧力導入部１１まで含めて真空置換により注入
された液で満たされている。この液と導管１０により導
入されるガスは差圧検出装置８内の差圧検出部で仕切ら
れる。液はこの部分で外気とも仕切られるので、容器３
内の液のレベル、即ち、膜７の水平面１２の高さが変動
しても差圧検出装置８内の液は変動することなく一定位
置に固定される。

１３は冷却器で１４は液を循環するポンプである。液側
の導管９には螺旋管部１５が設けられ、さらに、金属ベ
ロー１６が取付けられている。ポンプ１４の運転や地震
により液内に発生する動圧のうち、高周波分は螺旋管内
で減衰吸収され、低周波分は金属ベローの伸縮により吸
収される。

この構成に於いて、温度が変化してこれに伴い容器３内
の液のレベル、即ち、膜７の水平面１２の高さが差圧検
出装置８よりもｈ　（ｍ）だけ低い位置になった場合を
考える。このとき、ガス側の圧力も変化してＰ　（ｋｇ
／ｃｓｆ）になったとすれば。

この圧力は、直ちに、導管１０により差圧検出装置８に
伝わり、そのガス側導入圧力をＰ　（ｋｇ／Ｊ）にする
と同時に、液とガスの界面、即ち、膜７を介して液側に
も伝わり、膜７の水平面１２に接する部分で液の圧力を
Ｐ　（ｋｇ／ｃｄ）にすると共に、導管９により差圧検
出装置８にも伝わりその液側導入圧力（静圧）をＰ　−
ｐ　ｈ　／　１０　（ｋｇ／ａＪ）にする、但し、ρは
液の比重である。ポンプの運転等により液側に動圧が発
生していても、これらの動圧は、前述のように、螺旋管
部１５および金属ベロー１６により吸収されるから差圧
検出装置の液側導入圧力は静圧のみとなる。従って、差
圧検出装置で検出される差圧は、ガス側導入圧力Ｐと液
側導入圧力Ｐ−ρｈ／１０との差、即ち、ρｈ／１０　
（ｋｇ／ａＪ）となる、こうして検出された差圧は、（
３）式に示す放物線上に於いて（５）式で示す範囲で単
調に変化して正しい液レベルを検出する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、タンク内のガスの種類、温度。

圧力の影響を受けることなく、液のレベルを検出するこ
とができるので信頼性の高い誘導電器の液レベル検出法
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の系統図、第２図。 第３図は本発明の原理説明図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．タンク内に液相とガス相をもつ誘導電器の液レベル
   検出法に於いて、 前記液相と前記ガス相の間に発生する差圧により液のレ
   ベルを検出する、いわゆる、差圧式液面計を使用したこ
   とを特徴とする誘導電器の液レベル検出法。
2. ２．差圧検出部を、想定される最高温度に対する液のレ
   ベル以上の高さに設置したことを特徴とする請求項１に
   記載の誘導電器の液レベル検出法。