JPH11102822A - 油入変圧器内の絶縁油の流速測定方法 - Google Patents
油入変圧器内の絶縁油の流速測定方法Info
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- JPH11102822A JPH11102822A JP9261267A JP26126797A JPH11102822A JP H11102822 A JPH11102822 A JP H11102822A JP 9261267 A JP9261267 A JP 9261267A JP 26126797 A JP26126797 A JP 26126797A JP H11102822 A JPH11102822 A JP H11102822A
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- Japan
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- oil
- insulating oil
- bubbles
- immersed transformer
- particulates
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Abstract
(57)【要約】
【課題】絶縁上まったく無害な微粒子を変圧器内の絶縁
油に混入させることにより超音波ドプラー流速計で流速
測定ができるようにする。 【解決手段】絶縁油9中にガスを気泡8状に注入すると
ともに送油ポンプ2の回転翼で前記気泡8を微粒子10
状に粉砕し、絶縁油9中に浮遊する気泡(微粒子10)
に超音波を照射し気泡(微粒子10)から反射してくる
超音波の波長が気泡(微粒子10)の移動によって変化
するドプラー効果を利用して超音波で照射された気泡
(微粒子10)が流れている位置(矢印10A部)の絶
縁油9の流速と流れの方向を求めて表示する。
油に混入させることにより超音波ドプラー流速計で流速
測定ができるようにする。 【解決手段】絶縁油9中にガスを気泡8状に注入すると
ともに送油ポンプ2の回転翼で前記気泡8を微粒子10
状に粉砕し、絶縁油9中に浮遊する気泡(微粒子10)
に超音波を照射し気泡(微粒子10)から反射してくる
超音波の波長が気泡(微粒子10)の移動によって変化
するドプラー効果を利用して超音波で照射された気泡
(微粒子10)が流れている位置(矢印10A部)の絶
縁油9の流速と流れの方向を求めて表示する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、強制送油冷却方
式の油入変圧器内の絶縁油の流速を測定する方法に関す
る。
式の油入変圧器内の絶縁油の流速を測定する方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】油入変圧器内の絶縁油の流速分布を把握
することによって、油入変圧器の最適な冷却設計を行う
ことができる。一般に、流体の速度を測定する方法とし
ては、熱線流速計やピトー管や回転翼法などがある。熱
線流速計は、流体中に浸された抵抗線に電流が流され、
その抵抗線の抵抗値から流体の速度を求めるものであ
る。また、ピトー管は、先端が開口した細い管を流体の
流れに対向させて配置し、その部分の圧力ヘッドから流
体の速度を求めるものである。さらに、回転翼法は、流
体中に置かれたプロペラの回転速度から流体の速度を求
めるものである。これらの内、後の2者は、流体の速度
が大きくないと充分な計測感度がでない。一方、前者の
熱線流速計は、流速に依存して流体が抵抗線から奪う熱
量が異なることを測定原理としているために流体の速度
が小さくても充分な計測感度がある。しかしながら、前
述した測定方法は、いずれも絶縁油の流れの方向を直ち
に知ることができないと言うという厄介な問題があっ
た。すなわち、熱線流速計の抵抗線は流れの方向に直角
に張る必要があるし、ピトー管は、その開口部を流れの
方向に正確に向ける必要がある。また、回転翼法も流れ
の方向に依存してプロペラの回転速度が変わる。そのた
めに、測定中にこれらのセンサーの向きを変えて計測す
る必要があると言う厄介さがあった。また、センサー自
体が、流体の測定部分に直接接触しているので、測定し
たい部分の流速分布が乱され測定精度にも問題があっ
た。
することによって、油入変圧器の最適な冷却設計を行う
ことができる。一般に、流体の速度を測定する方法とし
ては、熱線流速計やピトー管や回転翼法などがある。熱
線流速計は、流体中に浸された抵抗線に電流が流され、
その抵抗線の抵抗値から流体の速度を求めるものであ
る。また、ピトー管は、先端が開口した細い管を流体の
流れに対向させて配置し、その部分の圧力ヘッドから流
体の速度を求めるものである。さらに、回転翼法は、流
体中に置かれたプロペラの回転速度から流体の速度を求
めるものである。これらの内、後の2者は、流体の速度
が大きくないと充分な計測感度がでない。一方、前者の
熱線流速計は、流速に依存して流体が抵抗線から奪う熱
量が異なることを測定原理としているために流体の速度
が小さくても充分な計測感度がある。しかしながら、前
述した測定方法は、いずれも絶縁油の流れの方向を直ち
に知ることができないと言うという厄介な問題があっ
た。すなわち、熱線流速計の抵抗線は流れの方向に直角
に張る必要があるし、ピトー管は、その開口部を流れの
方向に正確に向ける必要がある。また、回転翼法も流れ
の方向に依存してプロペラの回転速度が変わる。そのた
めに、測定中にこれらのセンサーの向きを変えて計測す
る必要があると言う厄介さがあった。また、センサー自
体が、流体の測定部分に直接接触しているので、測定し
たい部分の流速分布が乱され測定精度にも問題があっ
た。
【0003】流体の測定部分に非接触で、且つ、流速値
と同時に流れの方向も計測可能な測定器として、超音波
ドプラー流速計なるものが市販されている。例えば、ノ
ールウエイのSonTek社(日本での販売代理店は、
アレック電子株式会社)製のものがある。図3は、超音
波ドプラー流速計の構成を示す側面図であり、図4は図
3のA矢視図である。センサ5の中央部に超音波11A
(点線で表示)を発振する発振部14が設けられてい
る。また、このセンサ5には、3つの受信部5A,5
B,5Cが3方に伸びた腕23の先端部に配されてい
る。発振部14から超音波11Aが距離Lだけ離れた位
置に浮遊している微粒子7を照射している。受信部5
A,5B,5Cは、超音波11Aが微粒子7で反射した
超音波のうち超音波11Aに対して角度θで反射した超
音波12A,12B,12C(いずれも点線で表示)を
受信し信号処理装置13に送るようになっている。さら
に、信号処理装置13は、その受信信号を処理してケー
ブル20を介してプロセッサ6に送り、このプロセッサ
6が、微粒子7の移動速度と移動方向、すなわち、流体
の速度および流れの方向を演算して表示するようになっ
ている。
と同時に流れの方向も計測可能な測定器として、超音波
ドプラー流速計なるものが市販されている。例えば、ノ
ールウエイのSonTek社(日本での販売代理店は、
アレック電子株式会社)製のものがある。図3は、超音
波ドプラー流速計の構成を示す側面図であり、図4は図
3のA矢視図である。センサ5の中央部に超音波11A
(点線で表示)を発振する発振部14が設けられてい
る。また、このセンサ5には、3つの受信部5A,5
B,5Cが3方に伸びた腕23の先端部に配されてい
る。発振部14から超音波11Aが距離Lだけ離れた位
置に浮遊している微粒子7を照射している。受信部5
A,5B,5Cは、超音波11Aが微粒子7で反射した
超音波のうち超音波11Aに対して角度θで反射した超
音波12A,12B,12C(いずれも点線で表示)を
受信し信号処理装置13に送るようになっている。さら
に、信号処理装置13は、その受信信号を処理してケー
ブル20を介してプロセッサ6に送り、このプロセッサ
6が、微粒子7の移動速度と移動方向、すなわち、流体
の速度および流れの方向を演算して表示するようになっ
ている。
【0004】上記において、微粒子7の移動速度と移動
方向とを同時に且つ非接触で知ることができるのはドプ
ラー効果を基にしているためである。一般に、ある物体
が移動しながら一定の波長の波を発生している場合に、
その物体からの波の波長をある距離だけ離れた観測点で
調べたとする。物体が観測点へ近づいている場合は、そ
の物体からの波の波長が短くなって観測点に伝わって来
るが、物体が観測点から遠ざかっている場合は、波の波
長が長くなって観測点に伝わる。この現象をドプラー効
果と言い、一般に、よく知られている。
方向とを同時に且つ非接触で知ることができるのはドプ
ラー効果を基にしているためである。一般に、ある物体
が移動しながら一定の波長の波を発生している場合に、
その物体からの波の波長をある距離だけ離れた観測点で
調べたとする。物体が観測点へ近づいている場合は、そ
の物体からの波の波長が短くなって観測点に伝わって来
るが、物体が観測点から遠ざかっている場合は、波の波
長が長くなって観測点に伝わる。この現象をドプラー効
果と言い、一般に、よく知られている。
【0005】図3において、微粒子7が物体となって超
音波11Aを反射させ(波を発生させ)、微粒子7の移
動速度に依存した波長の超音波12A,12B,12C
をそれぞれ受信部5A,5B,5Cが受けるようになっ
ている。超音波11Aと、超音波12A,12B,12
Cとのそれぞれの波長差が分かるので、プロセッサ6が
物体である微粒子7の移動速度を演算することができる
とともに、受信部5A,5B,5Cと言う3つの観測点
であるので、微粒子7の移動方向も同時に演算すること
ができる。
音波11Aを反射させ(波を発生させ)、微粒子7の移
動速度に依存した波長の超音波12A,12B,12C
をそれぞれ受信部5A,5B,5Cが受けるようになっ
ている。超音波11Aと、超音波12A,12B,12
Cとのそれぞれの波長差が分かるので、プロセッサ6が
物体である微粒子7の移動速度を演算することができる
とともに、受信部5A,5B,5Cと言う3つの観測点
であるので、微粒子7の移動方向も同時に演算すること
ができる。
【0006】さらに、図3において、微粒子7と発振部
14との離隔距離Lを変える(角度θを変える)ことよ
り、異なった位置の流体の速度および流れの方向を演算
して表示させることができる。上述のように、超音波ド
プラー流速計は、センサ5自体が、流体の測定部分に直
接接触していないので、その部分の流速を精度良く測定
できると言う利点がある。なお、センサ5としては、受
信部が2個だけのものや、受信部が信号処理装置13に
対して直角に曲がったものなど種々の構成のものがあ
り、その用途や測定場所によって使い分けされる。
14との離隔距離Lを変える(角度θを変える)ことよ
り、異なった位置の流体の速度および流れの方向を演算
して表示させることができる。上述のように、超音波ド
プラー流速計は、センサ5自体が、流体の測定部分に直
接接触していないので、その部分の流速を精度良く測定
できると言う利点がある。なお、センサ5としては、受
信部が2個だけのものや、受信部が信号処理装置13に
対して直角に曲がったものなど種々の構成のものがあ
り、その用途や測定場所によって使い分けされる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような超音波ドプラー流速計は、実製品の油入変圧器
に混入できる適切な微粒子7がないと言う問題があっ
た。すなわち、従来は、絶縁油中の微粒子7として、直
径が数十μm前後のアルミニウム粒子やプラスチック粒
子を用いていた。そのために、超音波ドプラー流速計
は、試作研究用の油入変圧器や冷却モデルにしか適用で
きなかった。これらの固体粒子は、油入変圧器の運転に
絶縁上の支障をきたすので、実製品の油入変圧器に超音
波ドプラー流速計を用いることができなかった。また、
これらの固体粒子は、一度油入変圧器の巻線内に入る
と、完全には除外することもできない。したがって、実
製品の油入変圧器の流速測定は、前述のように多少測定
方法が厄介であっても熱線流速計に頼らざるを得なかっ
た。
たような超音波ドプラー流速計は、実製品の油入変圧器
に混入できる適切な微粒子7がないと言う問題があっ
た。すなわち、従来は、絶縁油中の微粒子7として、直
径が数十μm前後のアルミニウム粒子やプラスチック粒
子を用いていた。そのために、超音波ドプラー流速計
は、試作研究用の油入変圧器や冷却モデルにしか適用で
きなかった。これらの固体粒子は、油入変圧器の運転に
絶縁上の支障をきたすので、実製品の油入変圧器に超音
波ドプラー流速計を用いることができなかった。また、
これらの固体粒子は、一度油入変圧器の巻線内に入る
と、完全には除外することもできない。したがって、実
製品の油入変圧器の流速測定は、前述のように多少測定
方法が厄介であっても熱線流速計に頼らざるを得なかっ
た。
【0008】なお、超音波ドプラー流速計は、絶縁油の
流速測定以外にも、河川や海洋での水の流速測定に応用
された例がある。そのような場合は、微流子としては故
意に混入させるのではなく、水に元々含まれている砂や
プランクトンなどを用いている。この発明の目的は、絶
縁上まったく無害な微粒子を変圧器内の絶縁油に混入さ
せることにより超音波ドプラー流速計で流速の測定がで
きるようにすることにある。
流速測定以外にも、河川や海洋での水の流速測定に応用
された例がある。そのような場合は、微流子としては故
意に混入させるのではなく、水に元々含まれている砂や
プランクトンなどを用いている。この発明の目的は、絶
縁上まったく無害な微粒子を変圧器内の絶縁油に混入さ
せることにより超音波ドプラー流速計で流速の測定がで
きるようにすることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の方法によれば、送油ポンプでもって絶縁
油を放熱器を介して循環させてなる油入変圧器の絶縁油
の流速を測定する方法であって、絶縁油中にガスを気泡
状に注入するとともに送油ポンプの回転翼で前記気泡を
微粒子状に粉砕し、絶縁油中に浮遊する気泡に超音波を
照射し気泡から反射してくる超音波の波長が気泡の移動
によって変化するドプラー効果を利用して超音波で照射
された気泡が流れている位置の絶縁油の流速を求めて表
示するとよい。それによって、絶縁油中に注入された気
泡の直径が数mmであっても油ポンプの回転翼によって
粉砕され、直径が数十ミクロン前後の細かい気泡になっ
て絶縁油の流れとともに油入変圧器内を循環する。した
がって、この気泡が超音波ドプラー式流速計の計測で必
要な微粒子となる。気泡は、流速の測定後、真空引きに
よって脱気したり、一旦絶縁油を容器から抜いて再注油
すれば、気泡は完全になくなり、絶縁上全く無害であ
る。
に、この発明の方法によれば、送油ポンプでもって絶縁
油を放熱器を介して循環させてなる油入変圧器の絶縁油
の流速を測定する方法であって、絶縁油中にガスを気泡
状に注入するとともに送油ポンプの回転翼で前記気泡を
微粒子状に粉砕し、絶縁油中に浮遊する気泡に超音波を
照射し気泡から反射してくる超音波の波長が気泡の移動
によって変化するドプラー効果を利用して超音波で照射
された気泡が流れている位置の絶縁油の流速を求めて表
示するとよい。それによって、絶縁油中に注入された気
泡の直径が数mmであっても油ポンプの回転翼によって
粉砕され、直径が数十ミクロン前後の細かい気泡になっ
て絶縁油の流れとともに油入変圧器内を循環する。した
がって、この気泡が超音波ドプラー式流速計の計測で必
要な微粒子となる。気泡は、流速の測定後、真空引きに
よって脱気したり、一旦絶縁油を容器から抜いて再注油
すれば、気泡は完全になくなり、絶縁上全く無害であ
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、この発明を実施例に基づい
て説明する。図1は、この発明の実施例にかかる油入変
圧器内の絶縁油の流速測定方法を示す断面図である。容
器1内には、油入変圧器本体22とともに絶縁油9が充
填されている。この絶縁油9は、矢印Bの方向に循環し
て流れる。すなわち、絶縁油9が、上部の配管21を介
して放熱器3に導かれ、下部の配管21の途中に介装さ
れた送油ポンプ2を経て容器1に強制的に押し戻されて
いる。上部の配管21は、窒素ガスのボンベ4の口金が
取り付けられ、窒素ガスの気泡8が矢印4Aの方向に流
れるように注入され、絶縁油9と一緒に矢印Bの方向に
流れている。この気泡8は、このままでは、直径が数m
m程度にしか小さくならないが、送油ポンプ2内部の図
示されていない回転翼によって粉砕され、直径が数十ミ
クロン前後の細かい気泡(微粒子10)になる。この微
粒子10が絶縁油9とともに容器1内を矢印Bの方向に
循環して流れる。超音波ドプラー式流速計のセンサ5
は、容器1内の油入変圧器本体22の上部に配され、矢
印10A部の流速および方向が測定されている。センサ
5の出力信号は、容器1外部の信号処理装置13を介し
てプロセッサ6へ入力されている。センサ5を備えた超
音波ドプラー式流速計の詳細構成は、図3と全く同じで
ある。容器1の内部において、測定箇所である矢印10
A部からセンサ5までの距離(図3における距離L)
は、数十mmから百mm程度離すことができるので、セ
ンサ5が絶縁油9の流れを乱すことは全くない。また、
気泡8や微粒子10は、流速の測定後、真空引きによっ
て脱気したり、一旦絶縁油を容器から抜いて再注油すれ
ば、気泡は完全になくなる。そのために、絶縁上からは
全く無害である。注入されるガスは種類を問わず、した
がって、単なる空気であってもよい。しかし、空気の場
合、乾燥空気とし、絶縁油9自体が水分を吸わないよう
に注意をする必要がある。
て説明する。図1は、この発明の実施例にかかる油入変
圧器内の絶縁油の流速測定方法を示す断面図である。容
器1内には、油入変圧器本体22とともに絶縁油9が充
填されている。この絶縁油9は、矢印Bの方向に循環し
て流れる。すなわち、絶縁油9が、上部の配管21を介
して放熱器3に導かれ、下部の配管21の途中に介装さ
れた送油ポンプ2を経て容器1に強制的に押し戻されて
いる。上部の配管21は、窒素ガスのボンベ4の口金が
取り付けられ、窒素ガスの気泡8が矢印4Aの方向に流
れるように注入され、絶縁油9と一緒に矢印Bの方向に
流れている。この気泡8は、このままでは、直径が数m
m程度にしか小さくならないが、送油ポンプ2内部の図
示されていない回転翼によって粉砕され、直径が数十ミ
クロン前後の細かい気泡(微粒子10)になる。この微
粒子10が絶縁油9とともに容器1内を矢印Bの方向に
循環して流れる。超音波ドプラー式流速計のセンサ5
は、容器1内の油入変圧器本体22の上部に配され、矢
印10A部の流速および方向が測定されている。センサ
5の出力信号は、容器1外部の信号処理装置13を介し
てプロセッサ6へ入力されている。センサ5を備えた超
音波ドプラー式流速計の詳細構成は、図3と全く同じで
ある。容器1の内部において、測定箇所である矢印10
A部からセンサ5までの距離(図3における距離L)
は、数十mmから百mm程度離すことができるので、セ
ンサ5が絶縁油9の流れを乱すことは全くない。また、
気泡8や微粒子10は、流速の測定後、真空引きによっ
て脱気したり、一旦絶縁油を容器から抜いて再注油すれ
ば、気泡は完全になくなる。そのために、絶縁上からは
全く無害である。注入されるガスは種類を問わず、した
がって、単なる空気であってもよい。しかし、空気の場
合、乾燥空気とし、絶縁油9自体が水分を吸わないよう
に注意をする必要がある。
【0011】図2は、この発明の異なる実施例にかかる
油入変圧器内の絶縁油の流速測定方法を示す断面図であ
る。センサ5が、容器1内部の側面側に配され、油入変
圧器本体22の側面を上昇するような矢印10B部の絶
縁油9の流速および方向が測定されている。図2のその
他の構成は、図1と同じである。センサ5の種類として
は、図2のように、直角に曲がったタイプのものもあ
り、絶縁油9の流れを乱すことがないようにセンサ5を
配置することができる。
油入変圧器内の絶縁油の流速測定方法を示す断面図であ
る。センサ5が、容器1内部の側面側に配され、油入変
圧器本体22の側面を上昇するような矢印10B部の絶
縁油9の流速および方向が測定されている。図2のその
他の構成は、図1と同じである。センサ5の種類として
は、図2のように、直角に曲がったタイプのものもあ
り、絶縁油9の流れを乱すことがないようにセンサ5を
配置することができる。
【0012】
【発明の効果】この発明は前述のように、絶縁油中にガ
スを気泡状に注入するとともに送油ポンプの回転翼で前
記気泡を微粒子状に粉砕し、絶縁油中に浮遊する気泡に
超音波を照射し気泡から反射してくる超音波の波長が気
泡の移動によって変化するドプラー効果を利用して超音
波で照射された気泡が流れている位置の絶縁油の流速を
求めて表示する。混入された微粒子は、完全に消えるの
で絶縁上は全く無害である。実製品での絶縁油の流速と
方向とが正確に測定可能になり、強制送油冷却方式の油
入変圧器の最適な冷却設計ができるようになった。
スを気泡状に注入するとともに送油ポンプの回転翼で前
記気泡を微粒子状に粉砕し、絶縁油中に浮遊する気泡に
超音波を照射し気泡から反射してくる超音波の波長が気
泡の移動によって変化するドプラー効果を利用して超音
波で照射された気泡が流れている位置の絶縁油の流速を
求めて表示する。混入された微粒子は、完全に消えるの
で絶縁上は全く無害である。実製品での絶縁油の流速と
方向とが正確に測定可能になり、強制送油冷却方式の油
入変圧器の最適な冷却設計ができるようになった。
【図1】この発明の実施例にかかる油入変圧器内の絶縁
油の流速測定方法を示す断面図
油の流速測定方法を示す断面図
【図2】この発明の異なる実施例にかかる油入変圧器内
の絶縁油の流速測定方法を示す断面図
の絶縁油の流速測定方法を示す断面図
【図3】超音波ドプラー流速計の構成を示す側面図
【図4】図3のA矢視図
2:送油ポンプ、8:気泡、9:絶縁油、10:微粒子
Claims (1)
- 【請求項1】送油ポンプでもって絶縁油を放熱器を介し
て循環させてなる油入変圧器の絶縁油の流速を測定する
方法であって、絶縁油中にガスを気泡状に注入するとと
もに送油ポンプの回転翼で前記気泡を微粒子状に粉砕
し、絶縁油中に浮遊する気泡に超音波を照射し気泡から
反射してくる超音波の波長が気泡の移動によって変化す
るドプラー効果を利用して超音波で照射された気泡が流
れている位置の絶縁油の流速を求めて表示することを特
徴とする油入変圧器内の絶縁油の流速測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9261267A JPH11102822A (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 油入変圧器内の絶縁油の流速測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9261267A JPH11102822A (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 油入変圧器内の絶縁油の流速測定方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11102822A true JPH11102822A (ja) | 1999-04-13 |
Family
ID=17359459
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9261267A Withdrawn JPH11102822A (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 油入変圧器内の絶縁油の流速測定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11102822A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106504861A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-03-15 | 李国朋 | 一种工业用双向散热变压器 |
CN112083185A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-12-15 | 西安交通大学 | 一种液态金属泵叶片表面处液态金属流速测量实验系统 |
CN114300226A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-04-08 | 徐州鑫贝克电力设备股份有限公司 | 一种安全防爆的油浸式变压器 |
CN115201638A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-10-18 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局 | 变压器的绝缘故障检测方法、装置、程序产品和存储介质 |
-
1997
- 1997-09-26 JP JP9261267A patent/JPH11102822A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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