JPH04214608A - 電気機器の内部測温装置 - 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】

【０００１】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、変電機器などの各種電
気機器の内部測温装置に係り、特に、内部測温に際して
熱電対を使用するタイプの内部測温装置に関するもので
ある。

【０００３】

【従来の技術】従来、変圧器、リアクトルを中心とする
変電機器においては、運転時の温度測定及び監視が要請
されているものの、耐電圧や、測定系の信頼性の観点か
ら、測温抵抗や、ダイヤル温度計などの測温計が一般に
活用されているにすぎない。このような測温抵抗やダイ
ヤル温度計は、感温部が複雑で、熱電対より大型化して
しまうこと、及び測温の対象物に密着させ難いことなど
の欠点を有しているために、特定点（スポット的な測定
点を含む）の温度測定及び監視には、使用されていない
。

【０００４】これに対し、最近では、変電機器における
このような特定点の温度測定及び監視のための技術とし
て、熱電対が着目され、熱電対を使用する測温装置の実
用化が進められている。特に、変圧器やリアクトルの鉄
心の内部温度測定には、熱電対の適用が切望されている
。このような熱電対について、図３を参照して以下に説
明する。

【０００５】熱電対の基本結線は、図３に示すように、
熱電対と補償導線、及び計測器によって構成されており
、この構成は、ＪＩＳＣ１６０２に規定されている。 より詳細には、熱電対の端子（補償接点）と計測器の基
準接点（冷接点）との間は、熱起電力特性が熱電対とほ
ぼ同等な一対の補償導線によって接続されている。この
ような特別な補償導線を使用するのは、通常の導線を使
用した場合に生じる不都合を回避するためである。すな
わち、両接点間を仮に通常の導線で接続した場合、材質
が異なることから、別の熱電対が形成され、誤差を生じ
てしまうので、このような不都合を回避するために、補
償導線を使用している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、変電機
器の内部における特定点の温度測定及び監視に際して、
熱電対使用型の内部測温装置を適用しようとする場合に
は、従来、次のような問題点が存在していた。

【０００７】すなわち、熱電対は、単純な構成を有する
、極めて小さい素子である反面、前述した通り、補償導
線を使用しないと誤差を生じてしまうという問題点を有
している。特に、容器に内蔵された中身の発熱部の測定
を意図した場合には、導線の容器貫通部の構造による測
温誤差の問題や、補償導線の選定が限定される問題、及
び中継端子箱の介在による測温誤差の問題などが存在し
ていた。これらの問題について、以下に説明する。

【０００８】まず、変電機器の容器貫通部は、容器の加
わる内・外圧の耐圧力（変電機器の場合は、耐真空から
１〜８ｋｇｆ／ｃｍ２　の内圧）を維持すること、及び
１０年乃至２０年程度の長期間の信頼性を要請される。 そのため、容器貫通部の構造として、熱電対線を、シー
ル構造のみを持たせてそのまま貫通させるといった単純
な構造を採用することはまれであり、一般的には、十分
信頼性の高い貫通端子部が採用されている。そして、こ
のような高信頼性を有する貫通端子部においては、その
端子が熱電対用の補償導線とは異なる金属で構成されて
いるため、熱電対使用型の内部測温装置を適用した場合
には、異種金属介在による測温誤差の問題を生じてしま
う。

【０００９】また、変電機器は、屋外で、しかも長期間
に渡って連続運転されることから、通産省の指導により
、補機、継電器、付属品配線に、耐電圧・耐候性の規定
がある上、ダクト内通線時の張力にも耐えることが要求
される。従って、このような変電機器の容器貫通部から
計測器までの外部配線においては、以上の規定及び要求
に十分に適応しなければならないため、熱電対使用型の
内部測温装置を適用した場合には、熱電対用補償導線の
選定が極めて限定される問題を生じてしまう。

【００１０】さらに、以上のような容器貫通部から計測
器までの外部配線は、一本が数十ｍもの長さになる場合
がある上、計器類が機器本体と離れた場所にある場合は
、工事及び保守の面から中継端子箱がある場合が一般的
である。従って、このように、中継端子箱がある場合に
、熱電対使用型の内部測温装置を適用しようとすると、
この中継端子箱の介在による測温誤差の問題を生じてし
まう。

【００１１】なお、以上のような問題は、変電機器に限
らず、各種の電気機器の運転時における温度測定及び監
視のための装置として、熱電対使用型の内部測温装置を
適用した場合にも、同様に生じていた。

【００１２】本発明は、上記の様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、熱電
対の特徴的な長所を十分に発揮させることを可能とする
ことにより、信頼性が高く、誤差の少ない、優れた電気
機器の内部測温装置を提供することである。また、この
目的を達成するためのより具体的な目的は、熱電対の適
用に際して従来生じていた問題、すなわち、容器貫通部
の構造や中継端子箱の介在による測温誤差の問題や、補
償導線の選定が限定される問題を解決することである。 さらに、本発明における特別の目的は、変電機器の運転
時における温度測定及び監視のための装置として最適な
内部測温装置を提供することである。

【００１３】［発明の構成］

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明による電気機器の
内部測温装置は、電気機器の容器内に内蔵される構成物
の温度の監視または測定を行う電気機器の内部測温装置
において、容器内に、第１の熱電対と、比較用感温素子
部、及びこの比較用感温素子部に付属する第２の熱電対
が設けられ、且つ、容器外に、比較用感温素子部及び第
２の熱電対の温度を比較して、第１の熱電対の測温値を
補正する比較・補正手段が設けられていることを特徴と
している。

【００１５】具体的には、第１の熱電対の容器外部への
配線における貫通端子または導線その他の構成要素の種
類と、第２の熱電対の容器外部への配線における貫通端
子または導線その他の構成要素の種類を同一にする。

【００１６】

【作用】本発明の電気機器の内部測温装置を使用して実
際に電気機器の内部測温を行う際には、容器内部の測温
対象部に第１の熱電対を配置し、容器内部の別の位置に
比較用感温素子部、及び第２の熱電対を配置し、それぞ
れについて測温を行う。そして、外部に設けた比較・補
正手段により、比較用感温素子部と第２の熱電対の測温
値比較を行い、第１の熱電対の測温値を補正することで
、測温対象部の正確な測温値を得ることができる。

【００１７】すなわち、本発明においては、容器貫通部
の端子を補償導線とは異なる種類の金属で形成し、また
、補償導線として普通導線を使用し、さらに、外部配線
の途中に中継端子箱を設けた場合においても、これらの
影響による測温誤差を、上記のように、測定値の比較に
基づいて簡単に補正できるため、測温対象部の正確な測
温値を容易に得ることができる。

【００１８】従って、容器貫通部の端子を補償導線とは
異なる種類の金属で形成してその信頼性を向上し、また
、補償導線としても、各種の規定及び要求に十分に適応
できるような信頼性の高い普通導線を使用できるため、
設備全体としての信頼性の向上に貢献できる。

【００１９】そして、以上のような作用を有する本発明
の内部測温装置は、変電機器の運転時における温度測定
及び監視のための装置として最適である。

【００２０】

【実施例】以下に、本発明による電気機器の内部測温装
置の実施例を、図１及び図２を参照して具体的に説明す
る。

【００２１】まず、図１は、本発明を、変圧器またはリ
アクトルの内部温度の測定及び監視のために適用してな
る第１実施例を示す図である。この図１に示すように、
変圧器またはリアクトルの中身（発熱部）１は、運転に
より発熱する部分である。この中身（発熱部）は、容器
２に収納されており、この容器２には、一般に、絶縁油
や絶縁気体などの絶縁媒体が封入されている。

【００２２】図１に示すように、熱電対（第１の熱電対
）３は、変圧器またはリアクトルの鉄心に挿入されてお
り、けい素鋼板の積層部の任意の測温対象部に位置して
いる。補正用熱電対（第２の熱電対）４は、絶縁油や絶
縁気体などの絶縁媒体の温度測定用の測温抵抗５の感温
部と同一箇所に取り付けられており、従って、補正用熱
電対（第２の熱電対）４と測温抵抗５の感温部とは、同
一の温度条件下にある。すなわち、本実施例においては
、測温抵抗５が、本発明における比較用感温素子部に相
当する。

【００２３】また、熱電対（第１の熱電対）３及び補正
用熱電対（第２の熱電対）４の容器貫通部６，７には、
同一種類の端子が使われ、熱電対（第１の熱電対）３及
び補正用熱電対（第２の熱電対）４の配線としては、一
般的材料からなる、高信頼性を有する同一種類の導線８
が使用されている。同様に、測温抵抗（比較用感温素子
部）５の材料及びその配線にも、一般的材料からなる、
高信頼性を有する導線９が使用されている。なお、導線
８，９は、同一種類としてもよく、或いは異なる種類と
しても構わない。また、導線８，９は、容器外部に設け
られた計測器１０に配線されている。

【００２４】計測器１０は、ＣＰＵを使用してなる機器
であり、熱電対（第１の熱電対）３、補正用熱電対（第
２の熱電対）４、及び測温抵抗（比較用感温素子部）５
からの各測温値を、導線８，９を介して入力し、本発明
に従う補正・比較処理の後に、熱電対３部の補正済み測
温値及び測温抵抗５部の測温値を出力するように設定さ
れている。すなわち、計測器１０のＣＰＵには、本発明
における比較・補正手段に相当し、測温抵抗（比較用感
温素子部）５の測温値と補正用熱電対（第２の熱電対）
４の測温値とを比較する比較回路、及びこの比較結果に
基づいて、熱電対（第１の熱電対）３の測温値を補正す
る補正回路が、それぞれ内蔵されている。

【００２５】以上のような構成を有する第１実施例の内
部測温装置を使用して、変圧器またはリアクトルの鉄心
の内部温度の測定を行った場合には、正確な測定値出力
を得られる。このような第１実施例の装置の作用につい
て、以下に説明する。

【００２６】まず、補正用熱電対（第２の熱電対）４と
測温抵抗（比較用感温素子部）５の感温部は同一箇所に
取り付けられているため、信号伝送途中において、誤差
を生じるような何らかの原因がない場合には、論理的に
、計測器１０には同一の測温値が入力されるはずである
。これに対し、実際には、補正用熱電対（第２の熱電対
）４の結線中に、第３図に示す基本結線とは異なる要素
、すなわち、異種金属とその接点が介在しているため、
その分だけ、計測器１０に入力される補正用熱電対（第
２の熱電対）４の測温値信号には、誤差が生じているこ
とになる。一方、測温抵抗（比較用感温素子部）５の測
温値信号は、回路抵抗の変化として入力されるので、正
しい測温値を示している。従って、測温抵抗（比較用感
温素子部）５の測温値と補正用熱電対（第２の熱電対）
４の測温値との差分だけ、補正用熱電対４の結線上で誤
差があることになる。また、この誤差分は、同様に熱電
対（第１の熱電対）３にも発生していることになり、こ
の誤差を補正した測温値が、熱電対３の正しい測温値を
示すことになる。

【００２７】すなわち、計測器１０は、各部からの測温
値信号を入力すると、以上のような理論に基づき、まず
、そのＣＰＵに内蔵された比較回路によって、測温抵抗
（比較用感温素子部）５の測温値と補正用熱電対（第２
の熱電対）４の測温値とを比較し、その差分（誤差分）
を算出する。この後、計測器１０は、そのＣＰＵに内蔵
された補正回路によって、前記算出された差分（誤差分
）に基づき、熱電対（第１の熱電対）３の測温値を補正
する。このような比較・補正処理によって、最終的に、
２種類の正確な測温値、すなわち、熱電対３部の補正済
み測温値（測温対象部の測温値）及び測温抵抗５部の測
温値（容器内絶縁媒体の測温値）が得られ、計測器１０
の外部に出力される。なお、この第１実施例においては
、このような２種類の値を出力するように構成している
が、出力する信号はこれに限らず、必要に応じて他の各
種の信号を出力することも同様に可能である。

【００２８】以上のように、第１実施例においては、熱
電対（第１の熱電対）３、補正用熱電対（第２の熱電対
）４、測温抵抗（比較用感温素子部）５、及び計測器１
０を使用した簡単な構成により、単純な比較・補正処理
を用いて容易に正確な測温値を得ることができる。また
、この第１実施例においては、絶縁媒体の温度測定用の
測温抵抗５を比較用感温素子部として兼用しているため
、専用の比較用感温素子部を設ける必要がなく、その分
だけ構成が簡略化されるという利点もある。

【００２９】次に、図２は、本発明を、前記第１実施例
と同様に、変圧器またはリアクトルの内部温度の測定及
び監視のために適用してなる第２実施例を示す図である
。この図２に示すように、この第２実施例は、容器２内
の絶縁媒体の温度測定用の手段として、第１実施例の測
温抵抗５の代りに、温度測定用ダイヤル温度計１２の温
度計感温部１１を使用したものであり、その他の構成に
ついては、第１実施例の構成と全く同様とされている。

【００３０】この第２実施例に使用しているダイヤル温
度計１２は、一般に、密封された液体または気体中で動
作するため、他の要因に左右されない正確な温度値を示
すものである。この場合、図２においては、ダイヤル温
度計１２の温度計感温部１１に保護管が付されていない
場合を示しているが、保護管の内外いずれかに設ける構
成も勿論可能であり、同様に、正確な温度値を得ること
ができる。従って、このようなダイヤル温度計１２を使
用している図２の第２実施例においては、このダイヤル
温度計１２の指示値を正しい値として、補正用熱電対（
第２の熱電対）４の誤差分を算出し、熱電対（第１の熱
電対）３の測温値を補正することになる。この第２実施
例においても、前記第１実施例と同様の作用効果を得る
ことができる。

【００３１】なお、本発明は、以上の第１、第２実施例
に限定されるものではなく、例えば、比較用感温素子部
の構成は適宜選択可能であり、また、専用の比較用感温
素子部を設ける構成も可能である。一方、温度測定及び
監視の対象となる電気機器も変圧器やリアクトルに限定
されるものではなく、本発明は、各種の電気機器一般に
おける内部温度の測定及び監視に適用可能であり、同様
に、優れた作用効果を得られるものである。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、容
器内に、第１の熱電対と、比較用感温素子部、及びこの
比較用感温素子部に付属する第２の熱電対を設け、且つ
、容器外に、比較用感温素子部及び第２の熱電対の温度
を比較して、第１の熱電対の測温値を補正する比較・補
正手段を設けるという簡単な構成で、熱電対の特徴的な
長所を十分に発揮させることが可能となるため、信頼性
が高く、誤差の少ない、優れた電気機器の内部測温装置
を提供することができる。

【００３３】すなわち、本発明においては、熱電対の適
用に際して従来生じていた問題、すなわち、容器貫通部
の構造や中継端子箱の介在、及び補償導線の選定に基づ
く測温誤差を容易に補正することができるため、測温対
象部の正確な測温値を容易に得ることができる。また、
これらの構成要素を、誤差に関わりなく構成できるため
、設備全体としての信頼性向上に貢献できる利点もある
。そして、このような優れた長所を有する本発明の内部
測温装置は、変電機器の運転時における温度測定及び監
視のための装置として最適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による電気機器の内部測温装置
の第１実施例を示す概略構成図である。

【図２】図２は、本発明による電気機器の内部測温装置
の第２実施例を示す概略構成図である。

【図３】図３は、従来の熱電対使用法を示す基本結線図
である。

【符号の説明】 １　　中身（発熱部） ２　　容器 ３　　熱電対（第１の熱電対） ４　　補正用熱電対（第２の熱電対） ５　　測温抵抗（比較用感温素子部） ６　　（熱電対の）容器貫通部 ７　　（補正用熱電対の）容器貫通部 ８　　（熱電対及び補正用熱電対の）導線９　　（測温
抵抗の）導線 １０　　計測器（比較・補正手段） １１　　温度計感温部（比較用感温素子部）１２　　ダ
イヤル温度計

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電気機器の容器内に内蔵される構成物
   の温度の監視または測定を行う電気機器の内部測温装置
   において、前記容器内に、第１の熱電対と、比較用感温
   素子部、及びこの比較用感温素子部に付属する第２の熱
   電対が設けられ、且つ、容器外に、比較用感温素子部及
   び第２の熱電対の温度を比較して、第１の熱電対の測温
   値を補正する比較・補正手段が設けられていることを特
   徴とする電気機器の内部測温装置。
2. 【請求項２】　　第１の熱電対の容器外部への配線にお
   ける貫通端子または導線その他の構成要素の種類と、第
   ２の熱電対の容器外部への配線における貫通端子または
   導線その他の構成要素の種類が同一であることを特徴と
   する請求項１に記載の電気機器の内部測温装置。