JPH05315147A - 油入電気機器の診断方法および診断装置 - Google Patents

油入電気機器の診断方法および診断装置

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JPH05315147A
JPH05315147A JP4113471A JP11347192A JPH05315147A JP H05315147 A JPH05315147 A JP H05315147A JP 4113471 A JP4113471 A JP 4113471A JP 11347192 A JP11347192 A JP 11347192A JP H05315147 A JPH05315147 A JP H05315147A
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hydroxymethylfurfural
furfural
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貞雄 難波
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 油入電気機器の絶縁紙の寿命を診断すること
により、油入電気機器の診断を行う。 【構成】 油入電気機器の油中および絶縁紙中のヒドロ
キシメチルフルフラール量と上記油中および絶縁紙中の
フルフラール量との比率を測定し、この比率に応じて上
記絶縁紙の寿命を推定し、上記油入電気機器の寿命を診
断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は油入変圧器、油入リアク
トルなどの油入電気機器の絶縁紙の劣化診断を行うこと
により、機器の診断を行う油入電気機器の診断方法およ
び診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】油入変圧器、油入リアクトルなど油入電
気機器において、その異常が絶縁紙の異常に起因する場
合、その異常の影響は重大である。絶縁紙の異常程度を
知るには、絶縁油に溶解している絶縁紙の劣化生成物で
ある一酸化炭素(CO)、二酸化炭素(CO2)などの分
析による診断が行われていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】絶縁紙の劣化生成物で
あるCO、CO2 は絶縁油を採取して分析できるので、
油入電気機器の運転中に異常診断できる利点がある。し
かし、油入電気機器の定期点検時には、パッキン、油ポ
ンプ等の部品の交換が行われので絶縁油は油入電気機器
から一旦抜き取られ、抜き取られた絶縁油は脱気処理さ
れ、再充填される。CO、CO2 はこのような脱気処理
工程で抜け去るので測定することができず、また、定期
点検の脱気前に毎回測定して積算して行くのは繁雑であ
るという問題点があった。
【0004】一方、油入電気機器の絶縁紙から発生する
ヒドロキシメチルフルフラール、フルフラールなどフラ
ン類は、絶縁油中に溶解し、脱気処理工程を経ても絶縁
油中に残存するが、後述するように、溶解しているフラ
ン類のみを分析しても、絶縁紙にも吸着されているので
フラン類の総量を知ることはできないという知見を得る
に至った。即ち、絶縁油に溶解しているフラン類の分析
結果から絶縁紙の異常診断をすると、実際に発生したフ
ラン類の量よりも、絶縁紙に吸着されているフラン類の
量の分だけ少なく算定してしまう。このため、異常診断
の精度が悪くなるという問題点があった。
【0005】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、絶縁油の脱気処理に関係なく、
また、絶縁油に溶解しているフラン類だけでなく、絶縁
紙等の絶縁部材に吸着されているフラン類も考慮して、
絶縁部材の診断を行うことにより機器の診断を行う油入
電気機器の診断方法および診断装置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】この発明に係る油入電気
機器の診断方法は、油入電気機器の油中および絶縁部材
中の少なくとも一方のヒドロキシメチルフルフラール量
と上記油中および絶縁部材中の少なくとも一方のフルフ
ラール量との比率を測定し、この比率に応じて油入電気
機器の寿命を診断するものである。
【0007】また、油入電気機器の油中および絶縁部材
中の少なくとも一方のヒドロキシメチルフルフラールを
検出し、この検出量に応じて絶縁部材の異常を診断する
ものである。
【0008】さらに、この発明に係る油入電気機器の診
断装置は、油入電気機器の油中および絶縁部材中の少な
くとも一方のヒドロキシメチルフルフラールとフルフラ
ールを抽出する抽出手段、この抽出手段で抽出されたヒ
ドロキシメチルフルフラールとフルフラールを分析する
分析手段、この分析結果からヒドロキシメチルフルフラ
ール量とフルフラール量を測定し、この両者の測定値の
比率を演算し、この演算値から油入電気機器の寿命を診
断する第1の処理手段、および上記分析結果からヒドロ
キシメチルフルフラール量を測定し、この測定量に応じ
て絶縁部材の異常を診断する第2の処理手段の少なくと
も一方の処理手段を有するデータ処理手段、上記の抽出
手段と分析手段とデータ処理手段が連係動作を行うよう
制御する制御手段を備えたものである。
【0009】
【作用】この発明における油入電気機器の診断方法は、
ヒドロキシメチルフルフラール量とフルフラール量との
比率から絶縁部材の寿命を推定し、油入電気機器の寿命
を知ることにより、油入電気機器を診断する。
【0010】また、油入電気機器の油中および絶縁部材
中の少なくとも一方のヒドロキシメチルフルフラール量
に応じて絶縁部材の異常を診断する。
【0011】
【実施例】
実施例1.この発明では、絶縁紙が劣化すると重合度が
下り、ヒドロキシメチルフルフラールとフルフラールの
フラン類が生成することに着眼して、このフラン類を検
出し、絶縁紙の寿命、ひいては油入電気機器の寿命を診
断するようにした。そのために、まず、生成したフラン
類の存在状態を解明した。
【0012】図1は初期濃度を100 とした場合の油中の
ヒドロキシメチルフルフラールおよびフルフラールの残
率と加熱日数を示すグラフである。このグラフを求める
ために、一定量のヒドロキシメチルフルフラールとフル
フラールとを溶解させた絶縁油と絶縁紙を測定タンクに
入れ、55℃および100 ℃の一定温度で加熱し、加熱途中
にこの測定タンクから絶縁油を採取して液体クロマトグ
ラフでフラン類の分析を行った。結果は図1に示すとお
り、ヒドロキシメチルフルフラール、フルフラールのい
ずれも時間と共に減少している。一方、ヒドロキシメチ
ルフルフラールおよびフルフラールを添加した絶縁油の
みで、絶縁紙を入れない状態で、100 ℃加熱の経時変化
を別途測定したが、油中のヒドロキシメチルフルフラー
ルおよびフルフラールは初期値とほとんど変化しなかっ
た。従って、油中のこのフラン類が経時的に減少するの
は、フラン類が絶縁紙に吸着されて起こった現象であ
る。図1において、加熱日数を経て濃度が一定になる値
が吸着平衡濃度であるが、油中のヒドロキシメチルフル
フラールはほとんど絶縁紙に吸着され、また、フルフラ
ールは油中に約15%、絶縁紙に約85%に分配される。こ
のことから、ヒドロキシメチルフルフラールが少しでも
油中で検出されれば相当多量のヒドロキシメチルフルフ
ラールが生成して紙が劣化していると推定され、また、
フルフラールは油中または絶縁紙中のどちらか一方の量
を測定すれば生成しているフルフラールの全量を推定す
ることができる。
【0013】図2は、ヒドロキシメチルフルフラール/
フルフラールの値と絶縁紙の加熱温度との関係を求めた
もので、両者は良好な相関にある。即ち、油入電気機器
の絶縁紙の加熱温度を予測するには、全ヒドロキシメチ
ルフルフラール(油中および紙中のヒドロキシメチルフ
ルフラール)と全フルフラール(油中および紙中のフル
フラール)との比率から図2で求めることができる。な
お、紙中のヒドロキシメチルフルフラールとフルフラー
ルの抽出は、例えば、メチルアルコール対水が4対1の
溶液に試料の紙を所定時間浸漬すれば、紙中のフルフラ
ール類がこの溶液中に移り、全量抽出することができ
る。油中のフルフラール類の抽出も同様な溶液と操作で
全量抽出することができる。
【0014】次に、絶縁紙の劣化試験を行い、絶縁紙の
寿命と加熱温度との関係である図3を求め、この図3を
アレニウス式にあてはめて定数を決定し寿命と加熱温度
の関係である実験式を導き、この式に図2で求めた加熱
温度を代入して絶縁紙の寿命を算出するので、以下に詳
述する。図3は、絶縁紙の平均重合度残率50%の時点を
寿命とした時の寿命と温度との関係を示している。図3
の寿命時間と温度との関係は次のアレニウス式で表わさ
れる。 t=t0 exp (−E/RT)…(1) ここで、tは絶縁紙の寿命時間、t0 は定数、Eは活性
化エネルギー、Rは気体定数の1,987 cal/mol.deg.、T
は絶対温度である。この式と図3とから(2)式が得ら
れる。 t=9.86×10-3exp (11190 /RT)…(2) 即ち、上述のヒドロキシメチルフルフラール/フルフラ
ールの値から図2で予測した加熱温度Tにより、寿命時
間tが(2)式で求められる。絶縁紙の余寿命は、
(2)式で求められた寿命時間tと実働時間との差から
得られる。
【0015】実施例2.図2と図3とを合成すると図4
を求めることができ、ヒドロキシメチルフルフラール/
フルフラールの比率から直接、寿命時間を得ることがで
きる。
【0016】実施例3.実施例1、実施例2では、絶縁
油中および絶縁紙中のヒドロキシメチルフルフラールと
フルフラールを情報入手の対象としたが、絶縁油中と絶
縁紙中の概略の分配率も明らかになっているので、絶縁
油中と絶縁紙中のどちらか一方の情報を利用して診断す
ることも可能である。
【0017】実施例4.正常に運転中の油入電気機器で
は、油中からヒドロキシメチルフルフラールはほとんど
検出されないが、変圧器で絶縁紙を過熱する試験をした
場合は、絶縁油中からヒドロキシメチルフルフラールが
多量に検出される。この違いは勿論、過熱の有無に起因
するが、図1でヒドロキシメチルフルフラールが絶縁紙
にほとんど吸着されると解釈されたにもかかわらず油中
でこれが多量に検出された理由は、過熱分解のような高
温ではヒドロキシメチルフルフラールが絶縁紙に吸着さ
れないこと、また、油中のヒドロキシメチルフルフラー
ルが他の健全な絶縁紙に吸着されるまでに時間が多少か
かることによる。従って、絶縁油中にヒドロキシメチル
フルフラールが検出されると絶縁紙が分解中であり、絶
縁紙および油入電気機器が異常であると診断することが
できる。
【0018】実施例5.図5は油入電気機器の診断装置
を示す構成図である。図において、1は油入電気機器、
2はバルブ、3は抽出手段、4は液体クロマトグラフで
構成される分析手段、5はデータ処理手段、6は表示手
段、7は制御手段、8は油入電気機器の診断装置であ
る。次に動作を説明する。油入電気機器1よりバルブ2
を介して油入電気機器1内の絶縁油を抽出手段3に導入
する。この抽出手段3の中で、メチルアルコール対水が
4対1の溶液を用いて、絶縁油中のヒドロキシメチルフ
ルフラールとフルフラールとを抽出する。この抽出液を
液体クロマトグラフからなる分析手段4に導き、ピーク
パターン分析により、ヒドロキシメチルフルフラールと
フルフラールを分析し、つぎのデータ処理手段5では上
記ピークパターンの面積計算をして、ヒドロキシメチル
フルフラールとフルフラールの量を演算し、このデータ
処理された結果を表示手段6に表示する。制御手段7は
バルブ2、抽出手段3、分析手段4、データ処理手段
5、表示手段6が連係動作を行うよう制御する。
【0019】実施例6.実施例5では、油入電気機器1
内の絶縁油のみの分析を油入電気機器の診断装置8で行
ったが、この診断装置8では絶縁紙中のヒドロキシメチ
ルフルフラールとフルフラールとを分析して診断するこ
ともできる。即ち、油入電気機器1内の絶縁紙を採取し
て、この絶縁紙を抽出手段3の中に入れて、上記と同様
な抽出溶液で抽出するならば、あとは実施例5で述べた
と同様なステップを経て診断を行うことができる。
【0020】実施例7.油入電気機器に組み込まれた絶
縁紙は、油入電気機器の解体点検の時以外は入手し難い
試料である。そこで、絶縁紙の試料を予め油入電気機器
の中に入れておき、随時取り出せるようにしておくとよ
い。例えば、絶縁油の油流があり、しかもこの試料を油
入電気機器から取り出し易い部位に収納しておくなら
ば、好都合にこの絶縁紙試料を活用しうる。
【0021】実施例8.上記では絶縁紙に吸着されてい
るヒドロキシメチルフルフラールやフルフラールを診断
のための情報として活用したが、絶縁紙の他、絶縁布や
木材等の絶縁部材全般に吸着されているこれらフルフラ
ール類の量を診断のための情報として利用することがで
きる。
【0022】
【発明の効果】この発明は、ヒドロキシメチルフルフラ
ール量とフルフラール量の比率を求めて油入電気機器の
寿命を診断し、また、油中のヒドロキシメチルフルフラ
ールの検出量に応じて絶縁部材の異常を診断するように
したので、絶縁油の脱気や絶縁紙へのフルフラール類の
吸着に関係なく油入電気機器の診断を行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の油中ヒドロキシメチルフルフラー
ル、フルフラールの残率と加熱日数との関係を示すグラ
フである。
【図2】この発明のヒドロキシメチルフルフラール/フ
ルフラールと温度との関係を示すグラフである。
【図3】この発明の寿命と温度との関係を示すグラフで
ある。
【図4】この発明の寿命とヒドロキシメチルフルフラー
ル/フルフラールとの関係を示すグラフである。
【図5】この発明の油入電気機器の診断装置を示す構成
図である。
【符号の説明】
1 油入電気機器 2 バルブ 8 油入電気機器の診断装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 油入電気機器の油中および絶縁部材中の
    少なくとも一方のヒドロキシメチルフルフラール量と上
    記油中および絶縁部材中の少なくとも一方のフルフラー
    ル量との比率を測定し、この比率に応じて上記油入電気
    機器の寿命を診断することを特徴とする油入電気機器の
    診断方法。
  2. 【請求項2】 油入電気機器の油中および絶縁部材中の
    少なくとも一方のヒドロキシメチルフルフラールを検出
    し、この検出量に応じて絶縁部材の異常を診断すること
    を特徴とする油入電気機器の診断方法。
  3. 【請求項3】 油入電気機器の油中および絶縁部材中の
    少なくとも一方のヒドロキシメチルフルフラールとフル
    フラールを抽出する抽出手段、この抽出手段で抽出され
    たヒドロキシメチルフルフラールとフルフラールを分析
    する分析手段、この分析結果からヒドロキシメチルフル
    フラール量とフルフラール量を測定し、この両者の測定
    値の比率を演算し、この演算値から油入電気機器の寿命
    を診断する第1の処理手段、および上記分析結果からヒ
    ドロキシメチルフルフラール量を測定し、この測定量に
    応じて絶縁部材の異常を診断する第2の処理手段の少な
    くとも一方の処理手段を有するデータ処理手段、上記抽
    出手段と上記分析手段と上記データ処理手段が連係動作
    を行うよう制御する制御手段を備えたことを特徴とする
    油入電気機器の診断装置。
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