JPH05288654A - 微量溶解ガスの濃縮採取装置およびその採取方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 油中に微量に溶解しているガスを高濃度に採
取できる微量溶解ガスの濃縮採取装置およびその採取方
法を提供する。 【構成】 油中の微量の溶解ガスを不活性ガスを用いて
バブリング抽出する抽出手段１と、前記抽出手段１によ
り不活性ガス中に抽出した微量の溶解ガスをトラップ管
２０内で冷却して凝縮させる凝縮手段２と、凝縮して液
化または／および固化しているトラップ管２０内の微量
の溶解ガスを加熱して気化させ、これを真空引きした捕
集容器３０内に濃縮採取する採取手段３とを有する。バ
ブリング抽出した微量の溶解ガスをこのトラップ管２０
内に凝縮させつつ蓄積し、最後にこの微量の溶解ガスを
まとめて気化させて採取するようにしているため、捕集
容器３０内に高濃度の微量の溶解ガスを集めることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は変圧器の絶縁油等に微
量に溶解しているガスを精度よく分析するために用いら
れる微量溶解ガスの濃縮採取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば油入変圧器では内部の巻線や鉄心
が絶縁油中に浸され、これらの冷却および絶縁が図られ
ているが、このような変圧器の内部で局所加熱等の異常
が発生すると、絶縁油が熱劣化し、ガスを発生させる。
そしてこのガスは泡となって外部に放出されるが、一部
は絶縁油中に溶解するため、この絶縁油中の溶解ガスを
分析することにより、変圧器内で生じている異常の種類
やその進行状況を知ることができる。このため、従来よ
り絶縁油中に溶解している一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化
炭素（ＣＯ₂）、所定の炭化水素が異常診断技術の指標
成分として分析されている。さらに、近年においては上
記の一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ₂）、所定
の炭素水素以外に絶縁油中に微量に溶解しているガスを
も分析することにより、変圧器の異常診断技術の精度の
向上が図られるようになってきている。

【０００３】従来、油入変圧器の絶縁油中の溶解ガスの
採取は、資料油として取られた絶縁油中に不活性ガスを
バブリングし、不活性ガス中に溶解ガスを抽出させ、不
活性ガスとともに、溶解ガスをガス採取器に採取してい
た。その後、採取された溶解ガスをガスクロマトグラフ
で分析し、変圧器の異常診断していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この油
入変圧器の絶縁油中の溶解ガスの採取は、資料油として
取られた絶縁油中に不活性ガスをバブリングし、この不
活性ガス中に抽出された溶解ガスをガス採取器で採取し
ているので、溶解ガスの採取濃度が希薄となってしま
い、つまり、微量の溶解ガスの不活性ガス中の抽出濃度
が低いためガスクロマトグラフの検出感度が悪くなると
いう課題があった。

【０００５】この発明は、かかる課題を解決するために
なされたものであり、油中に微量に溶解しているガスを
高濃度に採取できる微量溶解ガスの濃縮採取装置および
その採取方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の第１発明にか
かる微量溶解ガスの濃縮採取装置は、油中の微量の溶解
ガスを不活性ガスを用いてバブリング抽出する抽出手段
と、抽出手段により不活性ガス中に抽出した微量の溶解
ガスをトラップ管内で冷却して凝縮させる凝縮手段と、
トラップ管内に凝縮された微量の溶解ガスを加熱して気
化させ、これを真空引きした捕集容器内に濃縮採取する
採取手段とを有するものである。

【０００７】この発明の第２発明にかかる微量溶解ガス
の採取方法は、油中に不活性ガスをバブリングして油中
に溶解している溶解ガスを不活性ガスとともにバブリン
グ抽出し、ついで不活性ガスとともに抽出された溶解ガ
スを冷却して溶解ガスをトラップ管内に凝縮蓄積し、さ
らにトラップ管内に凝縮蓄積された溶解ガスを加熱気化
させ、真空引きされた捕集容器内に溶解ガスを採取する
ものである。

【０００８】

【作用】この発明の第１発明においては、抽出手段が油
中の微量の溶解ガスを不活性ガスとともにバブリング抽
出し、凝縮手段が抽出された溶解ガスをトラップ管内に
凝縮蓄積し、採取手段がトラップ管を加熱して凝縮蓄積
された溶解ガスを気化して、真空引きした捕集容器内に
採取でき、この捕集容器内に高濃度の微量の溶解ガスを
採取できる。

【０００９】また、この発明の第２発明においては、油
中に不活性ガスをバブリングして油中に溶解している溶
解ガスを不活性ガスとともにバブリング抽出し、ついで
不活性ガスとともに抽出された溶解ガスを冷却してトラ
ップ管内に凝縮蓄積し、さらにトラップ管内に凝縮蓄積
された溶解ガスを加熱気化させ、真空引きされた捕集容
器内に溶解ガスを採取しているので、油中に微量溶解し
ている溶解ガスを高濃度に採取することができる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。

【００１１】実施例１．図１はこの発明の実施例１を示
す微量溶解ガスの濃縮採取装置の系統図である。

【００１２】図において、１は資料油Ａ内に微量に溶解
しているガス（以下微量溶解ガスという）を不活性ガ
ス、例えばヘリウムガス中にバブリング抽出する抽出手
段としての抽出装置である。この抽出装置１において、
１０は資料注入口１０ａが設けられた資料油Ａをバブリ
ングするための密閉状態の抽出容器、１１は抽出容器１
０内の資料油Ａを加熱するためのヒータ、１２はヘリウ
ムガスのボンベ、１３は一端部側が抽出容器１０内に挿
入され、他端部側がボンベ１２に連結されるバブリング
管である。

【００１３】また、２は不活性ガス中にバブリング抽出
された資料油Ａ内の微量溶解ガスを冷却し、この微量溶
解ガスを凝縮させる凝縮手段としての凝縮装置である。
この凝縮装置２において、２０は上端部にコック２０
ａ，２０ｂが設けられたＵ字形のトラップ管、２１は内
部に冷却剤である液体窒素Ｂが満たされた冷却槽であ
り、必要により液体窒素Ｂ内にトラップ管２０を浸しこ
のトラップ管２０内を冷却するものである。２２は抽出
容器１０内のガスをトラップ管２０に導く連絡管であ
る。

【００１４】さらに、３はトラップ管２０内に凝縮した
微量溶解ガスを加熱して気化させ、高濃度の微量溶解ガ
スを採取する採取手段としての採取装置である。この採
取装置３において、３０は可撓性のプラスチック材から
構成される捕集容器としてのガス採取袋、３１は真空ポ
ンプ、３２はガス放出管、３３はガス採取袋３０と真空
ポンプ３１との連結、トラップ管２０とガス放出管３２
との連結、またはトラップ管２０とガス採取袋３０とを
連結する２方選択弁、３４は連絡管、３５はトラップ管
２０を加熱するドライヤである。

【００１５】つぎに以上のような抽出装置１、凝縮装置
２、採取装置３からなる微量溶解ガスの濃縮採取装置に
よる溶解ガスの採取方法について説明する。なお、例え
ば資料油Ａとして油入変圧器中の絶縁油を採り、この絶
縁油中に溶解している微量溶解ガスを分析する場合につ
いて説明する。

【００１６】まず、２方選択弁３３によりガス採取袋３
０と真空ポンプ３１とを連結し、この真空ポンプ３１に
よりガス採取袋３０内を所定圧力まで真空引きする。つ
ぎに２方選択弁３３を切り替え、ガス採取袋３０を真空
引き状態で保持した後、ガス放出管３２とトラップ管２
０とを連結し、ボンベ１２からヘリウムガスを放出す
る。この場合、抽出容器１０をヒータ１１にて６０℃程
度まで加熱するようにする。したがって、ボンベ１２か
らのヘリウムガスはバブリング管１３、抽出容器１０、
連絡管２２、トラップ管２０を通って、ガス放出管３２
から外部に放出され、これらの管および容器内がヘリウ
ムガスにて置換される。なお、この時点では抽出容器１
０内には資料油Ａはなく、かつトラップ管２０は冷却槽
２１の液体窒素Ｂ内には浸されていない。

【００１７】つぎに上記管および容器内のヘリウムガス
置換を充分に行なった後、数十ミリリットルの資料油Ａ
を資料注入口１０ａを介して抽出容器１０内に注入する
と共に、トラップ管２０を冷却槽２１の液体窒素Ｂ内に
浸し、トラップ管２０内の冷却を行う。そしてヘリウム
ガスの流量を約１００ミリリットル／分まで増加させ
る。このことにより、バブリング管１３から抽出容器１
０内に放出されたヘリウムガスは加熱された資料油Ａ中
をバブリングしつつ上昇し、資料油Ａ中から微量溶解ガ
スを抽出すると共に、トラップ管２０内で冷却され、抽
出した微量溶解ガスをこのトラップ管２０内に凝縮させ
る。

【００１８】上記バブリング抽出を約３０分行なった
後、ポンベ１２を閉じ、ヘリウムガスの流出を停止す
る。そして２方選択弁３３を切り替えトラップ管２０と
ガス採取袋３０とを連結すると共にコック２０ｂを閉
じ、トラップ管２０を冷却槽２１の液体窒素Ｂから取り
だし、これをその温度が室温になるまで放置する。この
ことにより、トラップ管２０内に凝縮して液化したり固
化している微量溶解ガスは気化してガス採取袋３０内に
取り込まれる。そしてトラップ管２０の温度が室温まで
達すると、ドライヤ３５にてトラップ管２０を加熱し、
トラップ管２０内に残存している液状・固体状の微量溶
解ガスをガス採取袋３０内に取り込む。さらに、加熱の
終了後、コック２０ｂを開けボンベ１２からヘリウムガ
スを少量放出して、トラップ管２０内の微量溶解ガスを
ガス採取袋３０内に全て取り込む。

【００１９】このように、上記実施例１によれば、資料
油Ａ内の微量溶解ガスをバブリング抽出したガスをトラ
ップ管２０内に通して冷却し、この微量溶解ガスをこの
トラップ管２０内に凝縮させつつ蓄積した後、最後に凝
縮して液状または／および固体状態の微量溶解ガスをま
とめて気化させ、これをガス採取袋３０内に採取するよ
うにしているため、このガス採取袋３０内にヘリウムガ
スとともに高濃度の微量溶解ガスを集めることができ
る。したがって、ガス採取袋３０を密封して取り外し、
このガス採取袋３０内のガスをガスクロマトグラフで分
析すれば、絶縁油中の微量溶解ガスの高精度な分析がで
きることとなる。

【００２０】ここで表１は種々の溶剤を油中に溶解した
後、上記装置によりこの溶剤をバブリング抽出した場合
の抽出時間（バブリング時間）と抽出率との関係を示し
ている。この表より少なくとも３０分のバブリング抽出
を行なえば油中の微量溶解ガスは全て抽出できることが
わかる。また、図２は微量溶解ガスのガスクロマトグラ
フによる分析結果を示すガスクロマトグラムであり、こ
のグラフから微量溶解ガスが精度よく分析されているの
がわかる。なお、グラフ中縦軸Ｙは分析ガスの種類を示
す記録計の読みを示し、横軸Ｘは分析経過時間を示して
いる。

【００２１】

【表１】

【００２２】実施例２．図３はこの発明実施例２の微量
横軸ガスの濃縮採取装置の系統図である。

【００２３】この実施例２では上記実施例１で用いた採
取装置３のガス採取袋３０の代わりにテニスボール大の
可撓性ゴム球３６を使用し、このゴム球３６をコック２
０ａを介してトラップ管２０に、コック２０ｃを介して
連絡管３４に取り付けると共に、２方選択弁３３の代わ
りに、トラップ管２０と真空ポンプ３１の連結、または
トラップ管２０とガス放出管３２との連結を行う２方選
択弁３７を使用した。

【００２４】この実施例２では、まず、２方選択弁３７
を切り替えトラップ管２０とガス放出管３２とを連結
し、ボンベ１２からヘリウムガスを放出してバブリング
管１３、抽出容器１０、連絡管２２、トラップ管２０、
ゴム球３６、連絡管３４、ガス放出管３２内の充分なヘ
リウムガス置換を行なった後、抽出容器１０に資料油Ａ
を注入すると共に、トラップ管２０を冷却槽２１内の液
体窒素Ｂで冷却する。そして資料油Ａ中の微量溶解ガス
をヘリウムガスでバブリング抽出すると共に、このガス
をトラップ管２０内で冷却して、このトラップ管２０内
に微量溶解ガスを凝縮させて蓄積させる。

【００２５】つぎにコック２０ａ，２０ｂを閉じるとと
もに２方選択弁３７を切り替えゴム球３６と真空ポンプ
３１とを連結し、ゴム球３６内を真空ポンプ３１により
所定圧まで真空引きする。その後、トラップ管２０の液
体窒素Ｂによる冷却を止めて、コック２０ａを開けてト
ラップ管２０を室温になるまで置換し、ゴム球３６内に
トラップ管２０内で気化する微量溶解ガスを採取する。
この場合、ゴム球３６の膨らみでゴム球３６内への微量
溶解ガスの取り込みが認識できる。つぎにトラップ管２
０をドライヤ３５にて加熱して、トラップ管２０内の残
りの微量溶解ガスをゴム球３６内に取り込む。さらに、
コック２０ｂを開けてボンベ１２からヘリウムガスを少
量放出してトラップ管２０内の微量溶解ガスをゴム球３
６内に全て取り込む。ガス分析は、ガス球３６にガス分
析用注射器を直接さし込み、ガスを採取して、ガスクロ
マトグラフで分析する。

【００２６】以上のようにこの実施例２においても、ゴ
ム球３６内に油中の微量溶解ガスを高濃度の状態で集め
ることができ、ガスクロマトグラフにより絶縁油中の微
量溶解ガスの高精度な分析ができる。

【００２７】実施例３．上記実施例２では、トラップ管
２０内に溶解ガスを凝縮蓄積させた後、コック２０ａ，
２０ｂを閉じ、ゴム球３６内を真空引きした後、トラッ
プ管２０内の溶解ガスを気化させ、コック２０ａを開け
て、気化した溶解ガスをゴム球３６内に取り込むものと
しているが、この実施例３では、トラップ管２０内に溶
解ガスを凝縮蓄積させた後、コック２０ｂを閉じ、ゴム
球３６とともにトラップ管２０内も真空引きし、その
後、トラップ管２０内の溶解ガスを気化させて、ゴム球
３６内に取り込むものとしている。

【００２８】上記実施例３によれば、トラップ管２０内
の不活性ガスがなくなるので、ゴム球３６に取り込まれ
る溶解ガス濃度が一層高濃度となる。

【００２９】なお、資料油Ａは絶縁油に限らず、油中の
微量溶解ガスの分析が必要なものであればどのようなも
のであってもよいのは勿論である。

【００３０】また、上記実施例では、不活性ガスとして
ヘリウムガスを用いるものとして説明しているが、不活
性ガスとしては、窒素ガス等を用いてもよい。

【００３１】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３２】この発明の第１発明によれば、油中の微量
の溶解ガスを不活性ガスを用いてバブリング抽出する抽
出手段と、抽出手段により不活性ガス中に抽出した微量
の溶解ガスをトラップ管内で冷却して凝縮させる凝縮手
段と、トラップ管内に凝縮された微量の溶解ガスを加熱
して気化させ、これを真空引きした捕集容器に濃縮採取
する採取手段とを有しているので、油中に微量に溶解し
ているガスを捕集容器内に高濃度に採取でき、微量の溶
解ガスの分析を精度よく行なうことができる。

【００３３】また、この発明の第２発明によれば、油中
に不活性ガスをバブリングして油中に溶解している溶解
ガスを不活性ガスとともにバブリング抽出し、ついで不
活性ガスとともに抽出された溶解ガスを冷却して溶解ガ
スをトラップ管内に凝縮蓄積し、さらにトラップ管内に
凝縮蓄積された溶解ガスを加熱気化させ、真空引きされ
た捕集容器内に溶解ガスを採取しているので、油中に微
量に溶解している溶解ガスを高濃度の状態で採取するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す微量溶解ガスの濃縮
採取装置の系統図である。

【図２】微量溶解ガスのガスクロマトグラフによる分析
結果の一例を示すガスクロマトグラムである。

【図３】この発明の実施例２を示す微量溶解ガスの濃縮
採取装置の系統図である。

【符号の説明】

１ 抽出装置（抽出手段） ２ 凝縮装置（凝縮手段） ３ 採取装置（採取手段） ２０ トラップ管 ３０ ガス採取袋（捕集容器） ３６ ゴム球（捕集容器）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油中の微量の溶解ガスを不活性ガスを用
   いてバブリング抽出する抽出手段と、前記抽出手段によ
   り前記不活性ガス中に抽出した微量の溶解ガスをトラッ
   プ管内で冷却して凝縮させる凝縮手段と、前記トラップ
   管内に凝縮された微量の溶解ガスを加熱して気化させ、
   これを真空引きした捕集容器内に濃縮採取する採取手段
   とを有することを特徴とする微量溶解ガスの濃縮採取装
   置。
2. 【請求項２】 油中に不活性ガスをバブリングして前記
   油中に溶解している溶解ガスを前記不活性ガスとともに
   バブリング抽出し、ついで前記不活性ガスとともに抽出
   された前記溶解ガスを冷却して前記溶解ガスをトラップ
   管内に凝縮蓄積し、さらにトラップ管内に凝縮蓄積され
   た前記溶解ガスを加熱気化させ、真空引きされた捕集容
   器内に前記溶解ガスを採取することを特徴とする微量溶
   解ガスの採取方法。