JPH05164754A - 変圧器の油中ガス自動監視装置 - Google Patents

変圧器の油中ガス自動監視装置

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JPH05164754A
JPH05164754A JP3331061A JP33106191A JPH05164754A JP H05164754 A JPH05164754 A JP H05164754A JP 3331061 A JP3331061 A JP 3331061A JP 33106191 A JP33106191 A JP 33106191A JP H05164754 A JPH05164754 A JP H05164754A
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JP
Japan
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gas
oil
sensor
transformer
gases
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JP3331061A
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English (en)
Inventor
Toshio Suzuki
敏夫 鈴木
Tsuneo Kobayashi
恒夫 小林
Toshiyuki Nakano
俊之 中野
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 変圧器の油中の多成分のガスをオンラインで
監視することができる変圧器の油中ガス自動監視装置を
提供する。 【構成】 変圧器の絶縁油の系内にプラスチックの透過
膜をもった油中ガス抽出装置を設置し、その抽出装置で
複数の油中ガスを抽出し、一部のガスを選択性の良いガ
スセンサで検出し、他のガスを高速のガスクロで自動的
に監視する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は変圧器の絶縁油をサンプ
リングせずに、油中の多成分のガスを自動的に監視する
変圧器の油中ガス自動監視装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電気機器中の絶縁物は時間の経過ととも
に劣化する。変圧器においては絶縁紙及び絶縁油が劣化
し、それとともに油中の溶存ガスが増加する。
【0003】そのガスは主にCo,Co2 ,H2 ,CH
4 ,C2 4 ,C2 6 ,C2 2等である。Co,C
2 は主に絶縁紙から発生し、他のガスは絶縁油から発
生すると言われる。これ等のガスのうち一部を除いては
正常運転でも増加するが、種々の形の異常によりガスの
分布が特殊な形になるか、増加率が急激に高くなるか、
異常により特別のガスが発生する(例えば油中放電では
2 2 が発生する)等がある。従って油中のガスの含
有量を追跡することで変圧器の運転状態を知ることがで
きる。診断のガイドとしては電気協同研究“油中ガス分
析による油入機器の保守管理”があり、電気機器ユーザ
ー、メーカーは古くから油中ガス含有量の追跡による診
断を行っている。
【0004】従来油中ガス量を知るには変圧器の絶縁油
をサンプリングし、それを試験室に持ち帰り、油中ガス
を抽出し、ガスクロにより分析していた。油中ガスの抽
出方法としてはトリチェリー,テプラポンプ,ピスト
ン,バブリングその他の方式があり、各試験者は得意と
する方式を用いている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】試験室での測定は正確
を期することはできても、サンプル油の移動、ガスクロ
の動作等に時間がかかるという問題がある。
【0006】近年高度情報化時代ということも一つの大
きな要因となり、良質な電気を使えることが、益々望ま
れている。既ち電気機器の高い信頼性が益々強く望まれ
ている。
【0007】そこで電気機器の診断も出来るかぎり速や
かに、かつ正確に行うことが望まれる。このことから試
験室にサンプル油を持ち帰るのではなく現地で速やかに
診断する。あるいは絶縁油をサンプリングせずに油中ガ
スを自動監視する方法等が望まれている。
【0008】現地で絶縁油をサンプリングして診断する
装置は検出器にガスセンサを使うものが多く、一次診断
を目的としておりガスの種類もH2 単一又はH2 の他2
〜3種類である。サンプリングした絶縁油中のガスをバ
ブリングにより抽出し、センサに接触させ油中ガス量を
知るという方法である。
【0009】自動監視装置としては絶縁油を系外に出さ
ずに油中ガスを抽出する方法をとるため、プラスチック
フィルム、ゴム等の透過膜による抽出あるいは絶縁油系
内にピストン方式の抽出装置を設ける等の方法がとられ
る。検出ガスは単一又は数種類のガスセンサを用いてい
る。ガスクロを用いる方法もあるが分離カラムを限定す
るため検出ガスの種類は少なく検出時間も長い。
【0010】以上の通り、油中の多成分のガスを比較的
短時間で検出する装置は絶縁油をサンプリングする方法
あるいはサンプリングせずオンラインで自動的に検出す
る方法ともになく、切に望まれる。本発明は以上の点に
鑑みて油中の多成分のガスをオンラインで監視すること
ができる変圧器の油中ガス自動監視装置を提供すること
を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は以上の目的を達
成するために大きな表面積をもったプラスチック製のガ
ス透過膜を絶縁油の系内に配置して油中ガスを抽出し、
このガスをガス選択性のよいガスセンサと高速のガスク
ロにより検出する。更にこれ等の一連の操作を制御装置
により自動的に行なわせる。
【0012】
【作用】ガスの濃度の時間変化を把握しておき、ガスが
透過し始めてから一定時間経過後にガス量を測定すれ
ば、ガスの真の油中濃度を知ることが可能となる。
【0013】ガス量の測定にはセンサと高速のガスクロ
の単独あるいは組み合わせを使う。水素センサはセンサ
をスタンバイ状態にしておけば水素ガスが接触してから
1分程度で応答する。キャピラリーカラムを使った高速
のガスクロは試料ガス1ccで多成分のガスを1分以内で
測定することが可能である。
【0014】以上のことから油中のガスを透過により抽
出し、そのガスをセンサ・高速のガスクロにより検出す
れば1分以内で多成分の油中ガスの測定が可能である。
又これ等一連の動作を制御装置により動作させればオン
ラインで油中ガスの監視が可能となる。
【0015】
【実施例】図1に本発明の一実施例の構成を示す。
【0016】1はガス抽出セルでこの中にPTFE(四
弗化エチレン)その他のプラスチック製のパイプ型透過
膜2が設置されている。抽出セルには絶縁油3が流れ透
過膜2に接触する。内径0.38mm、外径0.68mm、長さ22cm
のPTFEのパイプ40本でできたパイプ型透過膜の表面
積は約 146cm2 、内部容積は約10cm3 となる。パイプ外
側にガスを含んだ絶縁油を接触させると時間経過ととも
にパイプ内部へガスが透過する。絶縁油3は変圧器本体
あるいはクーラーなどの補機から来てまた元に戻る閉ル
ープになるようにする。
【0017】透過膜2の出口は配管4,5に接続され電
磁弁15を通して高速ガスクロ16に、あるいはポンプ8,
9、電磁弁10を通してセンサ室21に接続される。センサ
室22には水素センサが設置される。その他配管系は配管
6、電磁弁11,12,13,14等で構成される。
【0018】信号線群18はセンサ22、高速ガスクロ16、
電磁弁、ポンプ等に接続され、これ等の動作は制御装置
17により制御される。信号線7は高速ガスクロ16、セン
サ22の電気信号を制御装置17に伝達するもので、制御装
置17の出力部でプリントアウト又はディスプレイ上に表
示される。
【0019】高速のガスクロ16はカラムを複数設け、多
成分のガスを一度のサンプリングで分離、測定できるよ
うにする。キャリアガスは感度上の問題からHeが望ま
しい。信号線群19の1つは制御装置17から出て中央制御
装置20に接続される。中央制御装置20には他の監視装置
あるいは電気機器からの信号線群19が接続される。
【0020】図1において接続装置17の指示により電磁
弁10, 12, 14, 15を閉とし、電磁弁13を開とし、ポンプ
8を動作させる。絶縁油3をガス抽出セル内に流し、透
過膜2に接触させると、油中のガスは透過膜を通過し、
パイプ型透過膜の内部にたまる。ポンプ8が動作してい
るためたまったガスは配管4,5をまわり、配管4,5
透過膜内部がガス室となり濃度は均一となる。
【0021】予め制御装置17の指示によりセンサ22を動
作状態にしておく。一定時間経過後制御装置17の指示に
より電磁弁10を開にし、ポンプ9を動作させる。配管
4,5内のガスはセンサ室21に導入されセンサ22に接触
し、H2 濃度が測定される。この信号は信号線7を通っ
て制御装置17へ送られる。
【0022】同じく制御装置17の指示により電磁弁15を
開とし、配管4,5内のガスを高速ガスクロ16に導入す
る。高速ガスクロに同時動作可能な2系統の分離カラ
ム、例えばモレキュラーシーブ、ポラパックQをもち、
キャリアガスにHeを使った場合、CH4 ,CO,CO
2 ,C2 6 ,C2 2 ,C2 4 等が同時に測定でき
る。これ等の信号は信号線7を通って制御装置7に送ら
れる。
【0023】図2にパイプ外部がガスを含んだ絶縁油が
接触した場合のパイプ内部のガスの濃度増加を示す。こ
の場合の縦軸の比1は油中のガス濃度と平衡するはずの
気相のガス濃度である。温度により違いはあるものの30
時間以内でほぼ80〜90%の濃度となる。
【0024】測定が終了すると再び、ガス透過のステー
ジに戻り同じ動作が繰り返される。もし配管系内をクリ
ーニングする必要が生じた時は複数電磁弁の開閉の組み
合わせ及びポンプの動作により外気を吸入あるいは配管
系内のガスを排出して行う。電磁弁11, 12, 14等を開に
することにより外気と通ずる。これ等一連の動作は制御
装置内のプログラムによって行なわれ、この指示は信号
線群18を通って各部分に伝えられる。制御装置17に送ら
れたセンサ22、高速ガスクロ16の信号は一次の処理を施
され、更に中央制御装置20に送られて上位の処理が施さ
れる。
【0025】ここに示した実施例はセンサ22にH2 セン
サを使っているが、選択性のよいセンサであれば単一の
ものとは限らず、複数個のセンサを使うことも可能であ
る。その場合、センサ室21内に複数個のセンサを設置す
るか、センサの相互作用をさけるために10,9の系路を
複数個設けるかである。本発明を利用すれば変圧器の絶
縁油をサンプリングせずにオンラインで油中の多成分の
溶存ガスを自動監視できる。
【0026】次に本発明の他の実施例を説明する。多成
分のガスに感応するセンサを使える場合、図1において
センサ室21の系統を除いた系統図3において図1の高速
のガスクロ16の代りにガス検知部を置き替えることも可
能である。ガス検知部は図4に示すものである。
【0027】多成分からなるガスは配管2を通ってポン
プ8により分離カラム3に導入される。分離された各々
のガス成分は配管4を通って順次センサ室に入る。この
中でセンサに接触し、濃度に応じた電気信号が順次信号
線7を通って信号処理部へ伝わる。
【0028】この場合、単一のセンサで検出するのでな
く複数のセンサで検出を受け持つようにすることも可能
である複数のセンサですべての部分をカバーする。この
時はセンサ室5に複数のセンサを設置する方法と、お互
いのセンサの相互作用をさける場合は複数個のセンサ室
を設け分離されたガスを順次各々のセンサ室に導入す
る。
【0029】選択性のよいセンサがあれば分離カラムを
なくし、多成分からなるガスを直接複数のセンサを設置
したセンサ室に導入する。但し選択性があってもセンサ
の相互作用がある場合はガスを分離カラムで分離し、各
ガス成分に対応するセンサを設置したセンサ室に導入す
る。選択性がよく、ガス濃度に全く影響を与えないセン
サを使用する場合はガス抽出、ガス検出のプロセスを同
時に行うことも可能となる。
【0030】図5において絶縁油1はガス抽出セル2を
通過する。ガス抽出セル2には油中ガスの各成分に対応
するセンサ3が設置され、センサの頭部にはガス透過膜
4がとりつけられている。透過膜4とセンサ頭部には微
少なガス室が形成されている。
【0031】ガス抽出セル2を通過する絶縁油1は各セ
ンサの透過膜4に接触し、ガスは透過してセンサ頭部の
微少なガス室にたまる。次いでセンサがガスを検知し、
濃度に応じた電気信号が信号線5を通って制御装置に伝
わる。
【0032】
【発明の効果】以上のように本発明によれば変圧器の絶
縁油の系内にプラスチックスの透過膜をもった油中ガス
抽出装置を設置し、その抽出装置で複数の油中ガスを抽
出し、一部のガスを選択性のよいガスセンサで検出し、
他のガスを高速のガスクロで自動的に監視するようにし
たもので、変圧器の絶縁油をサンプリングせずにオンラ
インで油中の多成分の溶存ガスを監視することが可能に
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図。
【図2】ガス濃度の変化を示す特性図。
【図3】本発明の他の実施例を示すブロック図。
【図4】本発明の他の実施例におけるガス検知部を示す
正面図。
【図5】本発明の更に他の実施例におけるガス検知部を
示す正面図。
【符号の説明】
1…ガス抽出セル 2…透過膜 3…絶縁油 7…信号線 8…ポンプ 9…ポンプ 16…高速ガスクロ 17…制御装置 20…中央制御装置 21…センサ室 22…センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01N 27/416 6923−2J G01N 27/46 341 M

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 変圧器の絶縁油の系内にプラスチックス
    の透過膜をもった油中ガス抽出装置を設置し、その抽出
    装置で複数の油中ガスを抽出し、一部のガスを選択性の
    よいガスセンサで検出し、他のガスを高速のガスクロで
    自動的に監視する変圧器の油中ガス自動監視装置。
  2. 【請求項2】 抽出された複数の油中ガスをカラムその
    他で分離し、すべてをガスセンサで検出するようにした
    請求項1記載の変圧器の油中ガス自動監視装置。
  3. 【請求項3】 すべてのガスを分離せずに選択性のよい
    ガスセンサで検出するようにした請求項1記載の変圧器
    の油中ガス自動監視装置。
  4. 【請求項4】 透過膜を選択性のよいガスセンサの前面
    につけ、更にこの複数のセンサを絶縁油の系の中に設置
    し、油中のガスを自動的に監視するようにした請求項1
    記載の変圧器の油中ガス自動監視装置。
JP3331061A 1991-12-16 1991-12-16 変圧器の油中ガス自動監視装置 Pending JPH05164754A (ja)

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