JPH07120519A - 導体の温度監視装置 - Google Patents

導体の温度監視装置

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JPH07120519A
JPH07120519A JP5262852A JP26285293A JPH07120519A JP H07120519 A JPH07120519 A JP H07120519A JP 5262852 A JP5262852 A JP 5262852A JP 26285293 A JP26285293 A JP 26285293A JP H07120519 A JPH07120519 A JP H07120519A
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Katsuaki Senba
克秋 仙波
Hiroshi Ishikawa
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 通電部導体の過熱を、簡単な構成により高感
度でしかも電気絶縁強度とは無関係に検出することがで
きるようにする。 【構成】 非磁性体からなるボルト1の軸部2を頭部近
傍に達するまでくりぬき、感温磁性体11をこのくりぬ
き穴3に嵌め込み、感温磁性体11の両端の凹部12,
13に第一,第二の永久磁石14,16を対向する磁極
が同極性となるように配置し、ボルト1を螺合した導体
の温度が感温磁性体11の動作温度以上になると二つの
永久磁石の反発力で第二の永久磁石16が感温磁性体1
1からとびだし、ボルト頭部4で導体電流による交番磁
界と第二の永久磁石16の磁界とによる電磁力が働いて
振動を生じ、この振動で第二の永久磁石16が振動板部
5をたたくことによって発生する超音波を超音波マイク
45で検出して警報器49を鳴らすことで導体の異常過
熱を知覚させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば電力機器等の
通電部導体の接触部分の接触不良による異常過熱を検出
するために使用される導体の温度監視装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電力機器の通電部導体には高電圧が印加
され、しかも大電流が流れるために、その導体が異常に
過熱することがある。このため、電力機器がガス絶縁開
閉装置のような場合には導体がタンクに囲まれていて、
導体の異常過熱を検出するには導体にサーモラベルを貼
ってサーモラベルの色の変化を遠方から観察したり、サ
ーモカメラを用いている。この他、導体の過熱を間接的
に検出するために導体近傍のタンク壁の温度を熱電対や
測温抵抗体又はサーミスタを使用して計測している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、サーモラベ
ルは安価であるけれども色の変化を検出する方法を検討
しないと常時監視できない問題があるとともに耐久性に
劣る問題もある。
【0004】また、サーモカメラは高価であり、センサ
部分の長期安定性に問題がある。さらに、熱電対や測温
抵抗体やサーミスタは、導体の電気的絶縁が困難である
ため導体に直接取り付けられないという問題がある。こ
れらの各温度センサはガスや絶縁物へ伝達する温度を計
測するので、感度が低いという問題があるとともに、他
の熱源の影響が大きい。
【0005】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、耐久性があるとともに、導体への取り付けが容易に
でき、しかも導体の過熱を、振動により発生する超音波
の有無を検出することによって検出できる導体の温度監
視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】斯る目的を達成するため
の本発明の構成は、柱状の部材の一端から他端近傍まで
くりぬき穴を設けることにより他端に振動板部を有する
有底筒形状に形成されるとともに開口部側から被測定導
体に埋設される非磁性体のケースを設け、温度上昇に伴
って強磁性体状態から常磁性体状態に変化する感温磁性
体をこのくりぬき穴に嵌め込むとともに当該感温磁性体
の軸方向の両端から軸方向に第一,第二の凹部を形成
し、感温磁性体の第一の凹部に第一の永久磁石を嵌合す
る一方、第一の永久磁石と対向する端部が同磁極の第二
の永久磁石を、当該第二の永久磁石を貫通し非磁性材か
らなるガイド棒を第二の凹部の底に固定することで軸方
向へ移動自在に設け、ガイド棒の反固定端側に当該ガイ
ド棒の外径寸法が先端へ向かうにつれて小さくなるテー
パ部を形成し、第一の永久磁石との反発力でケースの振
動板部側へ移動した第二の永久磁石が、被測定導体に流
れる電流がつくる外部磁界と第二の永久磁石がつくる磁
界との間で生じる電磁力により外部磁界の方向へ振動
し、第二の永久磁石が振動板部への衝突を繰り返すこと
により生じる超音波振動音を検出する超音波マイクを設
け、超音波マイクを判定器を介して表示手段に接続した
ことを特徴とする。
【0007】
【作用】感温磁性体が動作温度(キュリー点)以下のと
きには、感温磁性体自身が強磁性状態になって磁気シー
ルドとして作用し、同極性の磁極が対向して配置されて
いる第一,第二の永久磁石の磁界はお互いに影響を及ぼ
さない。このため、第二の永久磁石が反発力により移動
することはない。しかし、感温磁性体が動作温度以上に
なると常磁性状態となり第一,第二の永久磁石の磁界は
お互いに影響し合うようになって、第二の永久磁石は反
発力によって感温磁性体の外部にとび出し、導体に流れ
る電流により形成される交番磁界との作用により振動
し、振動板部に繰り返し衝突することによって超音波が
発生する。この超音波を超音波マイクで検出し、判定器
を介して表示手段に表示することによって導体の過熱を
検知することができる。
【0008】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図1,図2において、1は非磁性体のケースと
しての六角ボルトであり、この六角ボルトの軸部2は図
中の下部から上部に向かってくりぬき穴3が形成されて
いる。このくりぬき穴3は六角ボルト1のねじ部6の部
分に対して頭部4の部分が少し偏心した状態に形成さ
れ、くり抜き穴3は頭部4の端面近傍まで達して、振動
板部5を形成する。
【0009】10は温度センサ本体であり、この温度セ
ンサ本体10は次のように構成されている。11は両端
から軸方向に向けて円柱形の第一,第二の凹部12,1
3が穿設された略円柱状の感温磁性体で、感温磁性体1
1はMn−Zn系あるいはNi−Zn系のソフトフェラ
イトから構成されている。感温磁性体11の第一の凹部
12には円柱状の第一の永久磁石14が例えば図示の磁
極の向きに嵌め込まれて接着されている。
【0010】一方、感温磁性体11の第二の凹部13に
はパイプ状の第二の永久磁石16が嵌め込まれている。
そして、非磁性材からなるガイド棒17が設けられ、ガ
イド棒17は第二の永久磁石16の中空部へ挿通するこ
とにより第二の永久磁石16を軸方向へ移動自在に案内
するようになっている。ガイド棒17の下端は第一の凹
部12と第二の凹部13を連通させる連通孔18に嵌め
込まれ、その上端は六角ボルト1の振動板部5との間に
わずかな間隙を保って組み込まれている。ここで、図3
(b)に示すようにガイド棒17の位置はくりぬき穴3
のうちの下部に対しては軸心位置であるが上部に対して
は軸心位置から偏心した位置になるように配設される。
ガイド棒17における第二の永久磁石16に挿通されて
いる部分では第二の永久磁石16との間隙が極めて小さ
く設定され、第二の永久磁石16から突出した部分には
先端へ向かうにつれて外径寸法が順次に小さくなるテー
パ部17aが形成されている。そして、くりぬき穴3の
下端の開口部に非磁性体からなる底蓋15が装着されて
いる。
【0011】図4に示すように、絶縁ガスを充填したタ
ンク40内に設けた導体41a,41bにおける接触子
42a,42bの間に一対のリングバネ44を介して複
数のコンタクト43が設けられることにより導体41
a,41bが接続され、このようにして接続された導体
41aに温度センサ本体10を収容した六角ボルト1が
螺合されている。このとき、ガイド棒17の偏心方向が
磁界Hの方向と一致するように設定される。そして、タ
ンク40におけるボルト1と対向する位置にはガスシー
ルコネクタ46を介して気密に超音波マイク45が取り
付けられており、超音波マイク45はアンプ47,レベ
ル判定器48を介して警報器49に接続されている。
【0012】次に、斯る導体の温度監視装置の作用を説
明する。第二の永久磁石16は、感温磁性体11が動作
温度以下であると強磁性状態を示すので、図2に示す位
置からは移動しない。しかし、動作温度以上になると、
感温磁性体11は常磁性状態となって永久磁石に対する
影響が小さくなり、第一,第二の永久磁石14,16の
相互間での磁気反発力で、第二の永久磁石16が図示の
上方へ移動して振動板部5まで達する。
【0013】動作温度以上になって第二の永久磁石16
が移動したときのボルトの頭部4の付近の拡大図を図3
(a)に示す。振動板部5の厚みtは薄く、くりぬき穴
3の上部で第二の永久磁石16がガイド棒17の軸心と
直交してかつ紙面と直角な軸を中心とする往復の揺動運
動である電磁振動を行い、電磁振動により振動板部5を
繰り返したたくことから、タンク40内の絶縁ガス中に
超音波を発生させる。前述したようにくりぬき穴3の上
部でガイド棒17の位置が偏心していることから、第二
の永久磁石16の上部の外周側が振動板部5の中心部を
叩き、絶縁ガス中に発生する超音波の音圧が大きくな
る。
【0014】そして、ガイド棒17と第二の永久磁石1
6との間の隙間が極めて小さいことから、動作温度付近
での外部磁界による第二の永久磁石16の前記の電磁振
動が小さく、振動板部5へ向かって移動しにくいことか
ら動作温度のバラツキが小さい。一方、第二の永久磁石
16が振動板部5へ向かって移動した後は、第二の永久
磁石16とガイド棒17との隙間が大きいために第二の
永久磁石16が大きく傾いて振動板部5への衝撃力が大
きくなり絶縁ガス中へ発する超音波の量が多くなる。こ
のため、導体41aの過熱状態をより確実に検出でき
る。
【0015】ここで振動板部5の振動周波数fは振動板
部5の厚さ寸法tと外径寸法Dとヤング率Eとによって
(1)式で与えられる。
【0016】
【数1】
【0017】ただし、ρは振動板部の密度,σは振動板
部のポアソン比,Kは定数である。
【0018】ボルト頭部4に達した第二の永久磁石16
が導体41a,41b間に流れる電流(I)により発生
する磁界(H)と第二の永久磁石16の磁界との相互作
用により、ほぼ1(回/サイクル)の間隔で第二の永久
磁石16が振動を生じて振動板部5に繰り返し衝突し振
動音を生じる。この振動音が図4に示すように超音波の
形でタンク40の内壁に取り付けた超音波マイク45に
より検出される。この時超音波マイク45の出力信号
は、アンプ47により検波・増幅された後、監視温度に
連動するように整定した超音波のレベル判定器48で基
準値以上になると警報器49へ信号を送り、警報を出し
て外部の者に知らせる。
【0019】なお、本実施例ではケースとしてボルトを
用いたが、これに限らず、導体に嵌合孔を形成してケー
スを当該嵌合孔に嵌合するようにしてもよい。また、表
示手段としては警報器に限らず視覚に訴える構成のもの
でもよい。
【0020】
【発明の効果】以上述べたように、請求項1に係る発明
によれば、第一および第二の永久磁石を感温磁性体で取
り囲んだため、温度変化が第一の永久磁石から第二の永
久磁石に作用する力の変化に変換され、動作温度(キュ
リー点)以上では双方の永久磁石の反発力が大きくな
る。このため、超音波マイクと表示手段とによって導体
の過熱を容易に検出して知覚できる。また、被測定導体
に固着されるケースの内部に温度センサ本体が内蔵され
ているので、被測定導体との温度差が少なくなり測定誤
差が小さい。更に、被測定導体にケースを埋め込む部分
を形成すればよく、温度センサ本体の取り付けが容易で
ある。
【0021】また更に、ガイド棒の先端にテーパ部分を
形成したので、ガイド棒と第二の永久磁石との隙間が大
きくなって第二の永久磁石の振動板部への当たりが強く
なり、発生する超音波の音圧が増大する。従って、導体
の過熱がより確実に知覚できる。
【0022】請求項2に係る発明によれば、くり抜き穴
に対するガイド棒の取り付け位置が偏心しているため、
ボルト頭部の振動板部の中心付近が第二の永久磁石の電
磁振動の振動接点となり、発生する超音波の音圧が大き
くなる。従って、導体の過熱がより確実に知覚できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による導体の温度監視装置の一実施例を
示す要部の分解斜視図。
【図2】本発明による導体の温度監視装置の一実施例を
示す断面図。
【図3】(a)は第二の永久磁石に反発力が働いてボル
ト上部に移動した状態のボルト上部の拡大図、(b)は
六角ボルトの頭部の断面図。
【図4】導体に温度センサ本体を組み込んだ状態を示す
断面図。
【符号の説明】
1…六角ボルト 2…軸部 3…くりぬき穴 4…頭部 5…振動板部 10…温度センサ本体 11…感温磁性体 12…第一の凹部 13…第二の凹部 14…第一の永久磁石 16…第二の永久磁石 17…ガイド棒 17a…テーパ部 18…連通孔 41a,41b…導体 45…超音波マイク 48…判定器 49…警報器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 柱状の部材の一端から他端近傍までくり
    ぬき穴を設けることにより他端に振動板部を有する有底
    筒形状に形成されるとともに開口部側から被測定導体に
    埋設される非磁性体のケースを設け、温度上昇に伴って
    強磁性体状態から常磁性体状態に変化する感温磁性体を
    このくりぬき穴に嵌め込むとともに当該感温磁性体の軸
    方向の両端から軸方向に第一,第二の凹部を形成し、感
    温磁性体の第一の凹部に第一の永久磁石を嵌合する一
    方、第一の永久磁石と対向する端部が同磁極の第二の永
    久磁石を、当該第二の永久磁石を貫通し非磁性材からな
    るガイド棒を第二の凹部の底に固定することで軸方向へ
    移動自在に設け、ガイド棒の反固定端側に当該ガイド棒
    の外径寸法が先端へ向かうにつれて小さくなるテーパ部
    を形成し、第一の永久磁石との反発力でケースの振動板
    部側へ移動した第二の永久磁石が、被測定導体に流れる
    電流がつくる外部磁界と第二の永久磁石がつくる磁界と
    の間で生じる電磁力により外部磁界の方向へ振動し、第
    二の永久磁石が振動板部への衝突を繰り返すことにより
    生じる超音波振動音を検出する超音波マイクを設け、超
    音波マイクを判定器を介して表示手段に接続したことを
    特徴とする導体の温度監視装置。
  2. 【請求項2】 くりぬき穴に対してガイド棒の取り付け
    位置を外部磁界の方向へ偏心させた請求項1に記載の導
    体の温度監視装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102338273B1 (ko) * 2020-06-11 2021-12-14 한국전력공사 가스절연개폐장치용 자력지지 관통형 스페이서

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