JPH09229775A - モールドされた巻線の温度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 課電されている運転中でも巻線の温度を連続
的に正確に、時間遅れがなく測定・表示が行え、温度計
本体や感温部が金属製であっても使用でき、熱電対温度
計や測温抵抗体などの温度検出器や温度計の種類を問わ
ずに使用できるモールド変圧器類の巻線の温度測定装置
を提供する。 【解決手段】 樹脂でモールドされたモールド巻線３の
測温部のモールド樹脂部４に、不燃性樹脂製でパイプ状
のヒートポンプ１の下部を挿入し、その下端は巻線３の
上端に接触するように固定し、ヒートポンプ１の上部は
前記モールド樹脂部４の外部に出して、ヒートポンプ１
の上端に設けられた凹部に温度計の感温部５を挿入す
る。このように、ヒートポンプ１は、上部に温度計の感
温部５を挿入し、下部を巻線３に直接接触するようにモ
ールド樹脂部４に挿入して、モールド変圧器類の巻線の
温度測定装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モールドされた巻
線の温度測定装置に係り、特に、モールド変圧器類の運
転中の巻線温度の連続測定を行って、運転状況の監視、
巻線絶縁物の温度による劣化および寿命の推定等を行う
巻線の温度測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常のモールド変圧器類（樹脂モールド
された変圧器、リアクトル等）には、ダイヤル指示型温
度計（以下、ダイヤル温度計と称する）が付属されてい
る。しかし、このダイヤル温度計は温度計本体および感
温部が金属製のために、感温部を直接に巻線に接触する
ように埋め込むことはできず、巻線と感温部の間に必要
な空気中絶縁距離を保った位置（通常は加熱された空気
が上昇する冷却ダクトの上部が多い）に温度計の感温部
を固定し、巻線によって加熱された空気の温度を測定
し、間接的に巻線の温度測定や温度変化等を推定してい
る。

【０００３】図２は従来のモールド変圧器類の巻線の温
度測定装置の取付状態を示す要部断面図で、図２に示す
ように、鉄心２１の外側に低圧巻線２２と高圧巻線２４
（変圧器の場合は２個以上の巻線、リアクトルの場合は
１個の巻線）が冷却ダクト２３を介して巻装され、これ
らの巻線２２、２４はそれぞれ樹脂２５によりモールド
されている。ダイヤル温度計の感温部２６は前記冷却ダ
クト２３（リアクトルの場合は、鉄心と巻線の間または
巻線）の上部に、所要の空気中絶縁距離をおいた位置に
固定されている。ダイヤル温度計の温度表示部２８は前
記感温部２６と蛇管２７により接続されている。

【０００４】このように、このダイヤル温度計は温度表
示部２８、蛇管２７および感温部２６が金属製のため
に、感温部２６を直接に低圧巻線２２と高圧巻線２４に
接触するように埋め込むことはできず、巻線２２と２４
および感温部２６の間に必要な空気中絶縁距離を保った
位置（通常は加熱された空気２９が上昇する冷却ダクト
２３の上が多い）に温度計の感温部２６を固定し、巻線
によって加熱された空気２９の温度を測定し、間接的に
巻線の温度測定や温度変化等を推定している。

【０００５】この場合、感温部は金属製であるため、巻
線の上部との間には空気中絶縁距離が必要で、このため
巻線部分との温度差と時間遅れがあって巻線の温度を正
確に測定することは困難であり、巻線の温度の変化の検
出にも時間的に遅れがでる。

【０００６】図３は従来のモールド変圧器類の巻線の温
度測定装置の取付状態の他の例を示す要部断面図で、図
３に示すように、樹脂によりモールドされた巻線３１
（低圧巻線または高圧巻線）の上部の樹脂部３２の中の
所要の固体絶縁距離Ｌだけ離れた位置に温度計の感温部
３３の下部を埋め込み、巻線３１の温度を測定する。

【０００７】この場合も、感温部は金属製であるため、
巻線の上部との間には固体絶縁距離Ｌが必要で、このた
め巻線部分との温度差と時間遅れがあって巻線温度を正
確に測定することは困難であり、巻線温度の変化の検出
にも時間的に遅れがでる。

【０００８】ダイヤル温度計の他に、測温抵抗体や熱電
対温度計を使用する場合も、前記と同様な機器配置およ
び測定方法で、温度測定や巻線温度の推定を行ってい
る。これらの巻線の温度測定方法により巻線温度を正確
に測定することは困難であり、巻線温度の変化の検出に
も時間的に遅れができる。

【０００９】また、常温における変圧器類の巻線抵抗と
温度を測定しておき、運転停止直後に巻線抵抗を測定
し、運転中の平均温度を算出する方法があるが、この方
法では運転停止後に巻線の温度は急激に低下するので、
抵抗の測定は素早く行う必要があり、平均温度が判明す
るだけで運転中の温度変化を連続して測定することはで
きない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたモ
ールド変圧器類の巻線の温度測定装置では、運転中に、
巻線温度を極力直接的に連続測定を行って、監視や各管
理を行っていたが、 （１）課電されている巻線から必要な空気中絶縁距離を
保った位置に温度計の感温部を固定し、巻線上の加熱さ
れた空気温度を測定する現在の巻線温度測定方法では、
巻線温度を正確に測定することは困難であり、巻線温度
の変化の検出にも時間的に遅れがある。

【００１１】（２）変圧器の常温における変圧器類の巻
線抵抗と温度を測定しておき、運転停止直後に巻線抵抗
を測定し、運転中の平均温度を算出する方法があるが、
この方法では運転中の温度変化を連続して測定すること
はできない。

【００１２】（３）通常のモールド変圧器類に付属する
温度計類は、温度計本体や感温部が金属製のために、常
に高電圧が課電されている運転中に、感温部を巻線内部
へ埋め込んで巻線に接触させて巻線温度を測定しようと
すれば、巻線と感温部との間に機器の試験電圧に耐える
絶縁物（空気よりも熱伝導率は良い）が必要なため、結
局、巻線の温度を直接測定しているとはいえず、現状よ
りも改善されるが、巻線の温度変化の表示に時間遅れが
でてしまう。

【００１３】という問題点を有していた。

【００１４】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたもので、課電されている運転中
でも巻線の温度を連続的に正確に、時間遅れがなく測定
・表示が行え、温度計本体や感温部が金属製であっても
使用でき、熱電対温度計や測温抵抗体などの温度検出器
や温度計の種類を問わずに使用できるモールド変圧器類
の巻線の温度測定装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明において、上記の
課題を解決するための手段は、不燃性樹脂製で、必要な
沿面絶縁距離を確保する長さのパイプ状のヒートポンプ
の下端を、巻線の測温部に直接接触するように巻線のモ
ールド樹脂部に挿入し、かつ、ヒートポンプの上部は前
記モールド樹脂部の外部に出し、このヒートポンプの上
端に設けられた凹部に温度計の感温部を直接接触するよ
うに挿入して組み合わせて温度の測定装置を構成するよ
うにしたものである。

【００１６】このように、不燃性樹脂製でパイプ状のヒ
ートポンプの下端を巻線の上端に直接接触するように巻
線上部のモールド樹脂部に挿入し、かつ、ヒートポンプ
の上部は前記モールド樹脂部の外部に出し、このヒート
ポンプの上端に設けられた凹部に温度計の感温部を直接
接触するように挿入することにより、課電されている運
転中でも巻線温度を連続的に正確に、時間遅れがなく測
定・表示が行え、温度計本体や感温部が金属製であって
も使用でき、熱電対温度計や測温抵抗体などの温度検出
器や温度計の種類を問わずに温度測定装置として使用で
きる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて説明する。

【００１８】図１は本発明の実施の形態におけるモール
ド変圧器類の巻線の温度測定装置の取付状態を示す要部
断面図で、図１において、１はヒートポンプで、耐電圧
特性と耐熱性が良好（Ｈ種・Ｆ種のモールド変圧器類の
温度特性と同等以上）な絶縁物（例えば、シリコン系や
エポキシ樹脂系など）で、必要な沿面絶縁距離を確保す
る長さのパイプを製作し、内部の空気を排出した後に、
不燃性で適度に蒸発しやすい封入液体２を適量封入して
ヒートポンプ１を構成する。

【００１９】樹脂でモールドされたモールド巻線３の測
温部のモールド樹脂部４に、不燃性樹脂製でパイプ状の
ヒートポンプ１の下部を挿入し、その下端は巻線３の測
温部に接触するように固定する。そして、ヒートポンプ
１の上部は前記モールド樹脂部４の外部に出し、ヒート
ポンプ１の上端に凹部を設け、この凹部に温度計の感温
部５を挿入する。このように、ヒートポンプ１は、上部
に温度計の感温部５を挿入し、下部は巻線３に直接接触
するようにモールド樹脂部４に挿入して巻線の温度測定
装置として組み合わせる。

【００２０】ヒートポンプ１の内部に封入された封入液
体２は、ヒートポンプ１の内部の下部で巻線３から熱を
吸収して気化して矢印６で示すように上昇し、上部で前
記感温部５に熱を放出して液化して矢印７で示すように
下部に戻り、巻線３と温度計の感温部５との熱交換が行
われ、巻線３の温度を測定することができる。なお、感
温部５（温度計）は熱電対温度計や測温抵抗体などの温
度検出器やその他の温度計と種類を問わずに交換するこ
とが可能である。

【００２１】このように、巻線接触部（高温側）で内部
の液体が熱を吸収・蒸発すると、蒸気は温度計の感温部
（低温側）へ移動し、熱を放出・液化する。液化した液
体は巻線接触部（高温側）へ自然に戻り、上記の挙動を
繰り返す。上記の作用のため、ヒートポンプの部分は熱
伝導効率が極端に大きくなるので、巻線の温度が現状に
比べて十分に正確に測定され、温度変化に対する時間遅
れも短くなる。

【００２２】

【発明の効果】本発明のモールド変圧器類の巻線の温度
測定装置は、不燃性樹脂製でパイプ状のヒートポンプの
下端を、巻線の測温部に直接接触するように巻線上部の
モールド樹脂部に挿入し、かつ、ヒートポンプの上部は
前記モールド樹脂部の外部に出し、このヒートポンプの
上端に設けられた凹部に温度計の感温部を直接接触する
ように挿入して組み合わせて温度測定装置を構成してい
るので、次に記載する効果を奏する。

【００２３】（１）モールド変圧器類が課電されている
運転中でも、巻線の温度を連続的に現状よりも十分に正
確で、時間遅れがなく測定・表示を行える。

【００２４】（２）使用する温度計（温度計本体や感温
部が金属製でもよい）や温度検出器（熱電対温度計や測
温抵抗体温度計など）も、ヒートポンプに図１に示すよ
うに装着すれば、温度計の種類を問わずに使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における巻線の温度測定装
置の取付状態を示す要部断面図。

【図２】従来のモールド変圧器類の巻線の温度測定装置
の取付状態を示す要部断面図。

【図３】従来のモールド変圧器類の巻線の温度測定装置
の取付状態の他の例を示す要部断面図。

【符号の説明】

１…ヒートポンプ ２…封入液体 ３…巻線 ４…モールド樹脂部 ５…感温部 ６…封入液体の気化した気体の上昇 ７…封入液体の下降

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂モールドされた巻線の温度を測定す
   る巻線温度測定装置において、不燃性樹脂製のヒートポ
   ンプの下端を、巻線の測温部に直接接触するように巻線
   のモールド樹脂部に挿入し、かつ、前記ヒートポンプの
   上部はモールド樹脂部の外部に出し、このヒートポンプ
   の上端に設けられた凹部に温度計の感温部を直接接触す
   るように挿入して組み合わせて温度測定装置を構成した
   ことを特徴とするモールドされた巻線の温度測定装置。