JPH0631701Y2 - 静止誘導機器の巻線温度検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） 本考案は、巻線の温度を光ファイバ温度センサにより検
出するようにした静止誘導機器の巻線温度検出装置、特
には導体を筒状に巻回して成る巻線を有した静止誘導機
器の巻線温度検出装置に関する。

（従来の技術） 例えば変圧器においては、巻線の異常温度上昇に対処す
るために巻線温度を継続的に監視することが行われてい
る。このように巻線温度の検出を行う場合、その検出精
度に対して電界及び磁界による悪影響が及ぶことがない
光ファイバ温度センサを利用することが考えられてお
り、斯様な構成を採用した温度検出装置としては例えば
実開昭５９−９８６２４号公報に示されたものがある。
即ち、この公報に示された巻線温度検出装置は、導体を
方形板状に巻回して成る巻線の導体間に絶縁物より成る
保護ガイドを挟み込むと共に、この保護ガイドに形成し
た溝に光ファイバ温度センサを収納する構成となってお
り、これにより光ファイバ温度センサに荷重がかからな
いようにしている。

しかしながら、上記構成のものでは、光ファイバ温度セ
ンサを設置するに当たっては、導体間に保護ガイドを挟
み込むため、巻線全体の仕様に変更を加えねばならず、
その製造が面倒になるという問題点がある。また、巻線
導体中に保護ガイドが存在する結果、その保護ガイド部
分において電流密度及び磁束の乱れを生じて変圧器その
ものの特性変化を来たすばかりか、巻線の占積率が悪化
するという問題点もある。

そこで、このような問題点に対処して、例えば導体を筒
状に巻回して成る筒状巻線を有した変圧器において、巻
線間に介在されて冷却用ダクトを形成するためのダクト
ピースに溝状の凹部を形成し、この凹部に光ファイバ温
度センサを配置することが考えられている。

（考案が解決しようとする課題） ところで、光ファイバ温度センサのケーブルである光フ
ァイバは曲げ応力に対して強くないという事情があるた
め、その光ファイバの導出は困難を要する。上記したよ
うに筒状巻線を有した配電用あるいは電力用変圧器の場
合、巻線の上下両端部には絶縁バーリヤが配置される構
造であるため、絶縁性能を悪化させずに光ファイバを外
部へ導出するためには、巻線の端部と絶縁バーリヤとの
間で光ファイバを９０度近く曲げる必要があり、このた
め光ファイバに過大な曲げ応力が加わってしまうという
問題点がある。

また、一般に光ファイバ温度センサの寿命は変圧器の寿
命に比べて短く、変圧器の寿命まで温度監視をするには
光ファイバ温度センサを取り替える必要がある。ところ
が、光ファイバ温度センサの取り外しはともかく、新し
い光ファイバ温度センサを所定の位置へ設置すること
は、巻線を分解しない限り非常に困難であるという問題
点もある。

本考案は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目
的は、導体を筒状に巻回して成る巻線を有した静止誘導
機器において、その巻線の温度を検出するための光ファ
イバ温度センサを、絶縁性能を低下させず、しかも光フ
ァイバに過大な曲げ応力を加えることなく設置でき、ま
た、巻線を分解するようなことなくその光ファイバ温度
センサの取り替えができる静止誘導機器の巻線温度検出
装置を提供するにある。

［考案の構成］ （課題を解決するための手段） 本考案は、導体を筒状に巻回すると共にその口出し線を
端面側に導出して成る巻線を有した静止誘導機器におい
て、前記巻線の側面にこの巻線から前記口出し線に沿っ
て直線状に延びる収納凹部を有するガイド部材を設け、
前記収納凹部に、光ファイバの先端部に検出ヘッドを連
結して成る光ファイバ温度センサをその検出ヘッドが前
記巻線と対応するように挿入配置する構成としたもので
ある。

（作用） 筒状巻線の口出し線は、巻線の端面側、即ち巻線の端面
から導体の巻回方向に対して直交するように巻線の軸方
向へ導出されており、光ファイバ温度センサが挿入配置
される収納凹部は、巻線の側面にこの巻線から上記口出
し線に沿って直線状に延びるように形成されているか
ら、光ファイバ温度センサの光ファイバは曲げることな
く直線状に導出させることができる。このとき、この光
ファイバは口出し線と共に外部へ導出させるので、絶縁
性能を悪化させるようなことはない。また、光ファイバ
温度センサは収納凹部に巻線の口出し線に沿って挿入配
置するのであるから、その取り替えも容易に行うことが
できる。

（実施例） 以下、本考案を変圧器に適用した一実施例につき図面を
参照して説明する。

第１図及び第２図において、互いに所定間隔を存した状
態で同心状に配置された複数個の筒状巻線１は、夫々図
示しない絶縁筒上に導体２を例えば円筒状に巻回して形
成されている。巻線１の口出し線３は、巻線１の端面
側、即ち導体２の巻回方向と直交した巻線１の軸方向で
ある図中上方へ向けられており、巻線１の上端部に配置
された絶縁バーリヤ４の筒部５を貫通して上方へ導出さ
れている。

この巻線１の側面には、矩形棒状をなす絶縁材料製のガ
イド部材６を口出し線３と共に上記筒状５を上下方向に
貫通した状態で配置している。このガイド部材６には一
方の側面及び上面が開口した溝状の収納凹部７を形成し
ており、この収納凹部７は、巻線１の側面に対応する部
分から口出し線３に沿って直線状に延びている。そし
て、この収納凹部７は、光ファイバ８の先端部に検出ヘ
ッド９を連結して成る光ファイバ温度センサ１０を、そ
の検出ヘッド９が巻線１の側面と対応するように挿入配
置しており、従って光ファイバ温度センサ１０の光ファ
イバ８は口出し線３に沿って直線状に外方（上方）へ導
出されている。尚、収納凹部７の上端部分には密閉栓１
１を配置している。

上記光ファイバ温度センサ１０は、例えば半導体の光透
過率変化を利用したもので、原理的には周知であるが、
その構造は第３図に基づいて概略的に説明する。即ち、
光ファイバ温度センサ１０は、前述したように光ファイ
バ８の先端部に検出ヘッド部９を連結して構成されたも
んで、その検出ヘッド部９は、光ファイバ８の先端に機
械的及び光学的に接続された状態の感温素子１２をセラ
ミックス製の保護管１３内に収納すると共に、その収納
状態で保護管１３内に例えばエポキシ樹脂１４を充填す
ることにより構成されている。上記感温素子１２は、Ｇ
ａＡｓ，ＣｄＴｅなどの半導体をロッド状に形成すると
共に、先端面（光ファイバ８の連結端面と反対側の面）
に誘電体多層膜より成る反射膜１２ａを形成したもの
で、その温度上昇に伴い光透過率が反比例的に変化する
性質を有する。

この結果、例えば第４図に示すように、発光ダイオード
１５からの光を、光分合波器１６，光コネクタ１７及び
光ファイバ８を通じて感温素子１２に入射させると共
に、これに応じた反射膜１２ａでの反射光を光ファイバ
８，光コネクタ１７及び光分合波器１６を通じてホトダ
イオード１８により受光する構成とした場合、そのホト
ダイオード１８での受光量は、感温素子１２の温度上昇
に応じて第５図に示す如く変化するようになり、その受
光量にて感温素子１２の温度を判定することができる。
尚、第４図は光ファイバ温度センサ１０と接続される信
号処理装置１９の概略構成を示したもので、ホトダイオ
ード１８による受光信号を受光回路２０を通じて受ける
信号処理回路２１は、その入力信号（つまりホトダイオ
ード１８での受光量を示す信号）と前記第５図に示すよ
うな温度−受光量特性とに基づいて感温素子１２の温度
を演算し、その演算結果を巻線１の温度を示す検出信号
Ｓｄとして出力するようになっている。

上記した本実施例によれば、光ファイバ温度センサ１０
の検出ヘッド９は巻線１の側面に面した部位に位置され
ているから、その検出ヘッド９による検出温度、ひいて
は最終的に信号処理回路２１から出力される検出信号Ｓ
ｄにより示される温度は、巻線１の温度に良く追随した
ものとなる。このとき、光ファイバ温度センサ１０を挿
入配置した収納凹部７は、上面が密閉栓１１により閉塞
されていると共に、側面が巻線１の側面及び口出し線３
の側面により閉塞されており、その収納凹部７は巻線１
間の図示しないダクトを流れる冷却媒体から隔離されて
いるから、冷却媒体の熱が検出ヘッド９による検出温度
に対して悪影響を及ぼすことが抑制されるようになり、
結果的に検出温度の精度は高くなる。

また、光ファイバ温度センサ１０は収納凹部７に直線状
に挿入配置できるから、その光ファイバ温度センサ１０
の光ファイバ８はこれを曲げることなく直線状に導出さ
せることができ、よって光ファイバ８に過大な曲げ応力
が加わることを防止できる。このとき、その光ファイバ
８は巻線１の口出し線３と共に絶縁バーリヤ４を貫通し
て外部へ導出させているので、口出し線３とは別に新た
な絶縁バーリヤ４を貫通させる必要がなく、絶縁性能を
悪化させるようなこともない。さらに、光ファイバ温度
センサ１０は収納凹部７に口出し線３に沿って挿入配置
するのであるから、その取り替えも容易に行うことがで
きる。勿論、この場合、光ファイバ温度センサ１０はガ
イド部材６の収納凹部７内に配置しているのであるか
ら、光ファイバ温度センサ１０には荷重は加わらない。

尚、上記した実施例では、ガイド部材６としては光ファ
イバ温度センサ１０を配置するための専用のものを例示
したが、そのガイド部材６はダクトピースを利用して延
長させて設けても良い。また、ガイド部材６が巻線端面
から突出することが巻線作業上支障となるような場合
は、着脱自在にして、巻線作業完了後挿入して取付けよ
うにしても良い。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案によれば、筒状巻線を有し
た静止誘導機器において、その巻線の側面に巻線から口
出し線に沿って延びる収納凹部を有するガイド部材を設
け、その収納凹部に、光ファイバ温度センサをその検出
ヘッドが巻線と対応するように挿入配置する構成とした
ので、光ファイバ温度センサを、絶縁性能を低下させ
ず、しかも光ファイバに過大な曲げ応力を加えることな
く設置でき、また、巻線を分解するようなことなくその
光ファイバ温度センサの取り替えができるという優れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示し、第１図は要部の破断斜
視図、第２図は同縦断側面図、第３図は光ファイバ温度
センサの拡大断面図、第４図は信号処理のための装置の
概略的回路構成図、第５図は光ファイバ温度センサの特
性図である。 図面中、１は巻線、２は導体、３は口出し線、４は絶縁
バーリヤ、６はガイド部材、７は収納凹部、８は光ファ
イバ、９は検出ヘッド、１０は光ファイバ温度センサ、
１１は密閉栓、１２は感温素子、１９は信号処理装置を
示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】導体を筒状に巻回すると共にその口出し線
   を端面側に導出して成る巻線を有した静止誘導機器にお
   いて、前記巻線の側面にこの巻線から前記口出し線に沿
   って直線状に延びる収納凹部を有するガイド部材を設
   け、前記収納凹部に、光ファイバの先端部に検出ヘッド
   を連結して成る光ファイバ温度センサをその検出ヘッド
   が前記巻線と対応するように挿入配置したことを特徴と
   する静止誘導機器の巻線温度検出装置。