JPH04192509A - ガス絶縁電気機器のガス漏れ検出装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は絶縁、冷却媒体である絶縁ガスのタンクからの
漏れを常時監視するガス絶縁電気機器のガス漏れ検出装
置に関する。

（従来の技術） 近年ビルディング、地下街、交通機関及び公共施設など
の都市建造施設は大形化するとともに複雑化しており防
火、防災対策の強化が要請されている。またこれら施設
に設置される受変電設備もコンパクト化及び不燃化する
要求も益々大きくなり、その絶縁媒体として不燃性、無
害、無公害の絶縁ガスである六フッ化硫黄（ＳＦ、）ガ
スを用いたガス絶縁開閉装置やりアクドル・変圧器のよ
うなガス絶縁電気機器が適用されるようになっている。

これらのガス絶縁電気機器は、タンクの中に電気機器本
体と共に絶縁ガスを所定の圧力で封入しており、この絶
縁ガスが電気機器の絶縁及び冷却の役目を果している。

従って、この絶縁ガスが何らかの原因によりタンク外部
に漏れた場合には、絶縁・冷却等の面において電気機器
の性能に大きな影響を与え、著しくは電気機器の運転を
停止する必要が出る場合もあり得る。

従来のガス絶縁電気機器には、このようなタンクからの
絶縁ガスの漏れを監視するためのガス漏れ検出装置とし
てガス密度スイッチというものを取り付けている。一般
にガス絶縁電気機器は、タンクの中に絶縁ガスを所定の
圧力で封入し密封しであるため、絶縁ガスの温度変化に
よりタンク内部のガス圧力も変化し、単にガス圧力だけ
を検知しているだけでは、絶縁ガスの漏れを正しく検知
できない。このためガス密度スイッチは単に絶縁ガスの
圧力を検出するだけでなく、温度変化によるガス圧力の
変化を補正して、常に規定のガス圧（ガス密度）が保た
れていることを監視するものである。

第３図は従来のガス密度スイッチの原理を説明するため
のガス絶縁変圧器を例にとった概念図である。

ガス絶縁変圧器のタンク３２に、タンク３２内に封入さ
れた絶縁ガス３１の温度を感知する温度筒３３を取付け
る。温度筒３３内部には前記の絶縁ガス３１と同しガス
が封入されている。左上はガス密度スイッチで外側ガス
室３５と内側ガス室３６とを有し、接続管３４を介して
外側ガス室３５が前記温度筒３３と連通されている。

一方、ガス密度スイッチ左土の内側ガス室３６は接続管
３７を介して前記タンク３２内と連通されている。外側
ガス室３５と内側ガス室３６とは伸縮自在のへローズ３
８で気密に隔離されている。

タンク３２内と連通された内側ガス室３６内の絶縁ガス
圧力はガス絶縁変圧器のタンク３２内と同様に定格圧力
に設定されているため、変圧器運転前は外側ガス室３５
と内側ガス室３６内のガス圧力は同圧状態である。変圧
器が運転開始され機器本体の発熱によりタンク３２内の
絶縁ガス３１の温度が上昇すると、それに伴ってガス圧
力も上昇し、さらに内側ガス室３６内のガス圧力も上昇
しようとする。しかし、同時に感温筒３３も温度上昇し
たタンク３２内の絶縁ガス３１により暖められ、温度上
昇するため内部のガス圧力が上昇し、これと連通ずる外
側ガス室３５内のガス圧力も上昇し、両ガス室の圧力は
バランスしながら変化する。

しかしながら、タンク３２内の絶縁ガス３１が何らかの
原因により漏れ、圧力が低下した場合、両ガス室のガス
圧力のバランスが崩れてタンク３２内の絶縁ガス３１の
温度にかかわらず外側ガス室３５内のガス圧力の方が高
くなるため、この圧力差によりヘローズ３８が縮んで下
部に押され、このヘローズ３８に取付けられたシャフト
３９を介してマイクロスイッチ４０が押されガス密度ス
イッチ４１が作動することになる。

また別のガス漏れ検出手段として絶縁ガスの平均温度と
ガス圧力を検出し、これらの検出値がらガス密度を演算
してガス密度を監視することによりガス漏れを検出する
ものも考えられており、第４図にその概念図を示す。

絶縁ガスの平均温度を求める手段としては、タンク９内
で上部と下部において絶縁ガス１２の温度差があるため
、温度検出器１４をタンク９の上・下部に夫々取付け、
その出力値を演算装置１７へ送り平均温度を計算する。

さらに演算装置１７で算出した平均ガス温間及び圧力検
出装置１３で検出されたタンク９内の絶縁ガス圧力から
絶縁ガス１２のガス密度を演算装置１９で演算する。演
算装置１９で算出されたガス密度はガス密度判定装置２
１に伝えられここでガス漏れの有無を判定する。変圧器
の構造は密閉系であるため、負荷によって絶縁ガス圧力
が変化してもタンク９内部の絶縁ガス密度は常に一定の
はずである。従ってガス密度判定装置２１によりガス密
度が所定の値よりも低下した場合にはガス漏れが生した
と判定できる。

（発明が解決しようとする課題） 以上、従来例におけるガス漏れ検出手段について説明し
たが、それぞれの手段には次のような問題点がある。

第３図のガス密度スイッチを土は温度筒２３を絶縁ガス
３１の平均温度を感知する部分に取付ける必要がある。

特に自然対流冷却のガス絶縁変圧器ではタンク３２内の
上下部のガス温度差が数十度にもなる場合があり、検出
位置により検出温度が大きく異なる。このため、検出精
度を高めるためには感温筒２３をちょうど平均温度と成
る部分に取付ける必要がある。しかしながら、タンク３
２内の絶縁ガス３１の温度分布は複雑で、タンク壁に取
付けた感温筒３３で正確に絶縁ガス３１の平均温度を検
出するのは難しい。

一般にタンク内部の絶縁ガスの温度分布を考えてみると
、下部では冷却された絶縁ガスが入ってくるため、低く
上部では機器本体で温められた絶縁ガスが上昇するため
高い温度分布にはなっているが、同じ高さ位置でも鉄心
や巻線等機器本体に近い側の絶縁ガス温度は高く１、タ
ンクの壁に近い側は低いといった水平方向での温度差が
ある他タンク壁で冷却され逆流するガスもあるため、仮
に感温筒３３をタンク３２高さ方向の中央に取付けたと
しても平均温度は検出できない。

また、この手段ではガス圧力の差が所定の値を越えてマ
イクロスイッチ４０が働いた時に初めてガス漏れが発見
され、ガス圧力を常時監視し、その低下傾向から事前に
処置するなどの対策はとれない。

また、第４図に示す平均ガス温度を検出しガス密度を演
算しながら監視する手段はガス密度スイッチの欠点を補
なっている。しかしながら、この手段では温度検出器１
４をタンク９の上下２箇所に取付けるなど平均ガス温度
を検出するための特別な対策が必要である。

本発明は上記の点を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、特別な検出装置を追加するなどの対策
をとることなくタンク内部の平均ガス温度を正確に求め
ることができ、検査精度の高いガス絶縁電気機器のガス
漏れ検出装置を捉供することにある。

〔発明の構成］ （課題を解決するための手段及び作用）かかる目的を達
成するために、本発明によればガス絶縁電気機器のタン
ク内の最高ガス温度と負荷率から、タンク内の絶縁ガス
の平均温度及びその平均ガス温度におけるガス圧力を演
算する演算装置により本来あるべきガス圧力を求め、こ
れと実際に圧力測定装置で測定された圧力値とを比較す
ることによりガス漏れを検出を行うようにしたことを特
徴とする。

（実施例） 以下本発明の一実施例をガス絶縁変圧器を例にとって第
１図を参照して説明する。

第１図に示すように、鉄心１０及びこの鉄心１０に巻回
された巻線１１から構成される変圧器中身をタンク９内
に収納すると共にこのタンク９内絶縁ガス１２を所定の
圧力で気密に封入してガス絶縁変圧器が構成され、この
タンク９の上部に絶縁ガスの温度を検出する温度検出器
１４を、同しくタンク９の上部に絶縁ガス１２の圧力を
検出する圧力検出器１３を、更にタンク９を貫通するリ
ード引出し用のブッシング２２に巻線に流れる負荷電流
を測定するブッシングＣＴ２３を取付けたものである。

これらの検出器やＣＴは一般のガス絶縁変圧器に標準的
に取付けられるもので圧力検出器１３としては機械式圧
力ゲージ、温度検出器１４としては測温抵抗体が一般的
に用いられている。

ブッシングＣＴ２３は変圧器の負荷率を求めるために本
発明では使用するが、ブッシングＣＴの取付けていない
変圧器でも変圧器本体以外の系統のどこかで負荷電流は
測定されておりその測定値を取り込むことにより、本発
明の目的は果される。

タンク９の上部の温度検出器１４は絶縁ガス１２のタン
ク９内での最高温度が測定できる位置に取付ける。−船
釣には第２図に示すように鉄心１０や巻線１１で加熱さ
れ温度上昇した絶縁ガス１２が矢印７で示すように冷却
器８へ流れ込むタンク９のガス出口２５近傍が望しい。

変圧器においては冷却媒体（ガス絶縁変圧器では絶縁ガ
ス）の最高温度とその時の変圧器の負荷率が与えられれ
ば、冷却媒体の平均温度が一義的に求まる。更にガス絶
縁変圧器では絶縁ガス１２の平均温度がわかれば絶縁ガ
ス１２のガス圧力も計算できる。絶縁ガス１２の平均温
度とその平均温度における絶縁ガス１２のガス圧力を演
算装置２４で演算する。演算装置２４で算出される圧力
値は測定時の負荷率と最高カス温度における定格ガス圧
力となる。従って、その時点で圧力検出器１３が示す圧
力値とガス漏れ判定装置２６で比較することによりガス
漏れの有無が判定できる。つまり演算装置２４の出力で
ある定格ガス圧に対し圧力検出器が示す実測のガス圧力
値が小さい場合には絶縁ガス１２が漏れていると判定で
きる。

実際の運用に当っては、圧力検出器１３や温度検出器１
４の誤差を考慮して、比較の際には適当な誤差の幅をも
たせておき、圧力検出器１３が示す圧力値と演算装置２
４の出力値との比がその誤差の幅を逸脱した時にガス圧
力に異常ありとの判定を下すようにすればよい。第１図
に示す例は圧力検出器１３の出力を電気信号でガス漏れ
判定装置２６に取込み、演算装置２４からの圧力演算値
と比較判定するようにしているが、演算装置２４からの
圧力値が得られればゲージ式の圧力測定装置の読みとの
簡単な比較計算により漏れの判定が可能である。

なお、上記実施例においては、ガス絶縁変圧器について
述べているが変圧器と同じ電ｒｊｆ！Ｌ誘導機器である
カス絶縁リアクトルについても同様の手段でガス漏れ検
出が可能なことは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば絶縁ガスを所定の圧力でタ
ンク内に機器本体と共に収納したガス絶縁電気機器のガ
ス漏れ検出装置において、前記タンク内の最高ガス温度
を検出する温度検出器と、変圧器の負荷電流（負荷率）
から、絶縁ガスの正常な圧力値を演算する演算装置を設
け、この演算装置により求められた正規のガス圧力と、
前記タンクに取付けた圧力検出装置により測定される実
際のガス圧力値とを比較してガス漏れを検出するように
したので、特別にガス漏れ検出用の検出器などを取付け
ることなく連続的に検出精度の高いガス漏れ監視のでき
るガス絶縁電気機器のガス漏れ検出装置を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す正面図、第２図はガス
絶縁変圧器の内部のガスの流れを示す正面図、第３図お
よび第４図は夫々従来のガス漏れ検出手段を示す正面図
である。 ９・・・タンク、１２川絶縁ガス、１３・・・圧力検出
器、１４・・・温度検出器、２３・・・ブンシングＣＴ
、２４・・・演算装置、２６・・・ガス漏れ判定装置。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁ガスを所定の圧力でタンク内に機器本体と共に収納
   したガス絶縁電気機器のガス漏れ検出装置において、前
   記タンク内の最高ガス温度を測定する温度検出器と、前
   記タンク内のガス圧力を検出する圧力検出器と、前記機
   器本体の負荷率を検出する装置と、前記最高ガス温度と
   変圧器の負荷率から平均ガス温度及びその平均ガス温度
   におけるガス圧力を演算する演算装置から成り、この演
   算装置により求められたガス圧力と前記圧力検出器の出
   力とを比較することによりガス漏れを検出するようにし
   たガス絶縁電気機器のガス漏れ検出装置。