JPH11150856A - 油入電気機器の監視装置 - Google Patents
油入電気機器の監視装置Info
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- JPH11150856A JPH11150856A JP9313600A JP31360097A JPH11150856A JP H11150856 A JPH11150856 A JP H11150856A JP 9313600 A JP9313600 A JP 9313600A JP 31360097 A JP31360097 A JP 31360097A JP H11150856 A JPH11150856 A JP H11150856A
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
- G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
- G01R31/1263—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation
- G01R31/1281—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation of liquids or gases
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H5/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
- H02H5/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal fluid pressure, liquid level or liquid displacement, e.g. Buchholz relays
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/04—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for transformers
Abstract
(57)【要約】
【課題】 油入電気機器の内部短絡事故を確実に検知す
ることができる油入電気機器の監視装置を得る。 【解決手段】 絶縁媒体の圧力変化を検出する少なくと
も一つの圧力検出装置５、油入電気機器の振動を検出す
る振動検出装置１０、圧力検出装置５及び振動検出装置
１０で検出した信号情報から内部短絡が発生したか否か
を判定する判定装置８を備えた。
ることができる油入電気機器の監視装置を得る。 【解決手段】 絶縁媒体の圧力変化を検出する少なくと
も一つの圧力検出装置５、油入電気機器の振動を検出す
る振動検出装置１０、圧力検出装置５及び振動検出装置
１０で検出した信号情報から内部短絡が発生したか否か
を判定する判定装置８を備えた。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、内部に絶縁用の
油等の媒体を封入した油入電気機器の監視装置に関する
ものである。
油等の媒体を封入した油入電気機器の監視装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は、例えば、特公昭６１−１１０５
４号公報の開示された従来の油入電気機器の監視装置を
示す構成図である。図において、１は変圧器、２は変圧
器１の絶縁媒体である油などが充填された油入容器、３
は油入容器２内に急激な圧力変動があった際には放圧板
４を割って油を外部に排出し油入容器２内を減圧させる
放圧管、５は油入容器２に取り付けられ絶縁媒体の圧力
変化を検出する圧力検出装置、６は過去の事故時の圧力
変化などが記憶されている記憶装置、７は圧力検出装置
５からの圧力値と記憶装置６からの過去の情報から、以
降の圧力、時間特性を計算する演算装置、８は演算装置
７での計算結果から事故の有無を判定する判定装置、９
は判定装置８の結果により動作するリレー回路である。
なお、放圧管３は、放圧板４を境に、油入容器２側は油
で満たされているが、反対側は大気に向かって解放され
ている。
４号公報の開示された従来の油入電気機器の監視装置を
示す構成図である。図において、１は変圧器、２は変圧
器１の絶縁媒体である油などが充填された油入容器、３
は油入容器２内に急激な圧力変動があった際には放圧板
４を割って油を外部に排出し油入容器２内を減圧させる
放圧管、５は油入容器２に取り付けられ絶縁媒体の圧力
変化を検出する圧力検出装置、６は過去の事故時の圧力
変化などが記憶されている記憶装置、７は圧力検出装置
５からの圧力値と記憶装置６からの過去の情報から、以
降の圧力、時間特性を計算する演算装置、８は演算装置
７での計算結果から事故の有無を判定する判定装置、９
は判定装置８の結果により動作するリレー回路である。
なお、放圧管３は、放圧板４を境に、油入容器２側は油
で満たされているが、反対側は大気に向かって解放され
ている。
【０００３】次に動作について説明する。変圧器等の油
入電気機器において、内部短絡が生じた場合、短絡箇所
が熱を持つために、絶縁媒体として封入されている油が
分解する。油の一部が気化することによって、油入容器
２内の油圧が増加して油入容器２が破壊され、漏れた油
が原因で火災になることがある。このため、油圧の上昇
を検知し、高圧となったら放圧板４を割って意図的に油
を放圧管３から外部に放出して、油入容器２内部を減圧
させる。
入電気機器において、内部短絡が生じた場合、短絡箇所
が熱を持つために、絶縁媒体として封入されている油が
分解する。油の一部が気化することによって、油入容器
２内の油圧が増加して油入容器２が破壊され、漏れた油
が原因で火災になることがある。このため、油圧の上昇
を検知し、高圧となったら放圧板４を割って意図的に油
を放圧管３から外部に放出して、油入容器２内部を減圧
させる。
【０００４】放出の動作について、以下に説明する。ま
ず、圧力検出装置５で油入容器２内部の圧力を検出し、
この検出された圧力値のうち、あるしきい値を超える値
のみ演算装置７に入る。これは、正常運転時の微小な圧
力変化は事前に制限して判定対象から外すためである。
次に、演算装置７は、先ほどの検出した圧力値と、記憶
装置６に記憶されている過去の事故時の圧力変化から、
以後の圧力の変化と時間特性を計算し、油入容器２の破
壊に対する許容圧力値に達する時間、または、一定時間
経過後に到達する圧力値を求める。演算装置７の計算結
果は、判定装置８で、油入容器２の破壊に対する許容圧
力値に達する時間、または、一定時間経過後に到達する
圧力値に対応した初期設定値と比較され、合致していれ
ば事故発生と判定してリレー回路９が動作して、放圧作
業が行われる。
ず、圧力検出装置５で油入容器２内部の圧力を検出し、
この検出された圧力値のうち、あるしきい値を超える値
のみ演算装置７に入る。これは、正常運転時の微小な圧
力変化は事前に制限して判定対象から外すためである。
次に、演算装置７は、先ほどの検出した圧力値と、記憶
装置６に記憶されている過去の事故時の圧力変化から、
以後の圧力の変化と時間特性を計算し、油入容器２の破
壊に対する許容圧力値に達する時間、または、一定時間
経過後に到達する圧力値を求める。演算装置７の計算結
果は、判定装置８で、油入容器２の破壊に対する許容圧
力値に達する時間、または、一定時間経過後に到達する
圧力値に対応した初期設定値と比較され、合致していれ
ば事故発生と判定してリレー回路９が動作して、放圧作
業が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の油入電気機器の
監視装置は以上のように構成されており、ある一定以上
の圧力値（例えば、絶対圧で２ｋｇ／ｃｍ2）を越え、
且つその圧力値に短時間（例えば、１ｋｇ／ｃｍ2／ｓ
ｅｃ）に達したときに、放圧作業が行われている。しか
し、内部短絡が発生した場合は当然動作するが、落雷に
よる外部短絡といった事故とは関係ない要因でも放圧作
業が行われ、しばしば誤動作で放圧板４の破壊に至って
いるという問題点があった。誤動作で放圧板が割れてし
まった場合、放圧板の交換に多額の費用を要し、また、
誤動作の原因を確認する必要がある。
監視装置は以上のように構成されており、ある一定以上
の圧力値（例えば、絶対圧で２ｋｇ／ｃｍ2）を越え、
且つその圧力値に短時間（例えば、１ｋｇ／ｃｍ2／ｓ
ｅｃ）に達したときに、放圧作業が行われている。しか
し、内部短絡が発生した場合は当然動作するが、落雷に
よる外部短絡といった事故とは関係ない要因でも放圧作
業が行われ、しばしば誤動作で放圧板４の破壊に至って
いるという問題点があった。誤動作で放圧板が割れてし
まった場合、放圧板の交換に多額の費用を要し、また、
誤動作の原因を確認する必要がある。
【０００６】この発明は、以上のような問題点を解決す
るためになされたものであり、油入電気機器の内部短絡
を確実に検知することができる油入電気機器の監視装置
を得ること目的とする。
るためになされたものであり、油入電気機器の内部短絡
を確実に検知することができる油入電気機器の監視装置
を得ること目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る油入電気
機器の監視装置は、電気機器を絶縁するための絶縁媒体
を封入した油入電気機器を監視するものにおいて、絶縁
媒体の圧力変化を検出する圧力検出装置、油入電気機器
の振動を検出する振動検出装置、圧力検出装置及び振動
検出装置で検出した信号情報から内部短絡が発生したか
否かを判定する判定装置を備えたものである。
機器の監視装置は、電気機器を絶縁するための絶縁媒体
を封入した油入電気機器を監視するものにおいて、絶縁
媒体の圧力変化を検出する圧力検出装置、油入電気機器
の振動を検出する振動検出装置、圧力検出装置及び振動
検出装置で検出した信号情報から内部短絡が発生したか
否かを判定する判定装置を備えたものである。
【０００８】また、判定装置での判定結果を上位制御系
に伝送する伝送装置を備えたものである。
に伝送する伝送装置を備えたものである。
【０００９】また、電気機器を絶縁するための絶縁媒体
を封入した油入電気機器を監視するものにおいて、絶縁
媒体の圧力変化を検出する複数個の圧力検出装置、油入
電気機器の振動を検出する振動検出装置、複数個の圧力
検出装置及び振動検出装置で検出した信号情報から内部
短絡が発生したか否かを判定する判定装置、判定装置で
内部短絡と判定されたとき複数個の圧力検出装置の信号
情報から内部短絡の発生位置を推定する発生位置推定装
置を備えたものである。
を封入した油入電気機器を監視するものにおいて、絶縁
媒体の圧力変化を検出する複数個の圧力検出装置、油入
電気機器の振動を検出する振動検出装置、複数個の圧力
検出装置及び振動検出装置で検出した信号情報から内部
短絡が発生したか否かを判定する判定装置、判定装置で
内部短絡と判定されたとき複数個の圧力検出装置の信号
情報から内部短絡の発生位置を推定する発生位置推定装
置を備えたものである。
【００１０】また、判定装置は、圧力検出装置で検出し
た圧力値の微分値が任意の圧力微分しきい値以上で、且
つ振動検出装置で検出した加速度の微分値が任意の加速
度微分しきい値以下であれば内部短絡と判定するもので
ある。
た圧力値の微分値が任意の圧力微分しきい値以上で、且
つ振動検出装置で検出した加速度の微分値が任意の加速
度微分しきい値以下であれば内部短絡と判定するもので
ある。
【００１１】また、圧力検出装置は、絶対圧型圧力セン
サである。
サである。
【００１２】また、振動検出装置は、加速度センサ、振
動センサ、衝撃センサ、速度センサ及び変位センサのい
ずれかである。
動センサ、衝撃センサ、速度センサ及び変位センサのい
ずれかである。
【００１３】また、圧力検出装置及び振動検出装置から
の信号波形を記憶する記憶装置を備えたものである。
の信号波形を記憶する記憶装置を備えたものである。
【００１４】また、判定装置での判定結果及び発生位置
推定装置での内部短絡の発生位置の推定場所を上位制御
系に伝送する伝送装置を備えたものである。
推定装置での内部短絡の発生位置の推定場所を上位制御
系に伝送する伝送装置を備えたものである。
【００１５】また、判定装置で内部短絡と判定されたと
きに電気機器の運転を停止させるものである。
きに電気機器の運転を停止させるものである。
【００１６】また、判定装置で内部短絡と判定されたと
きに油入電気機器の内部の圧力を外部へ逃がす減圧装置
を備えたものである。
きに油入電気機器の内部の圧力を外部へ逃がす減圧装置
を備えたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１による油入電気機器の監視装置を示す構
成図である。図において、１は変圧器、２は変圧器１の
絶縁媒体である油などが充填された油入容器、３は油入
容器２内に急激な圧力変動があった際には放圧板４を割
って油を外部に排出し油入容器２内を減圧させる放圧
管、５は油入容器２に取り付けられ絶縁媒体の圧力変化
を検出する圧力検出装置、１０は油入容器２の振動を検
出する振動検出装置、６は圧力検出装置５と振動検出装
置１０からの信号を受け取り信号波形などのデータを記
憶する記憶装置、８は圧力検出装置５や振動検出装置１
０からの信号、または記憶装置６に記憶されている信号
から、内部短絡であるのか外部短絡であるのかを判定す
る判定装置である。なお、放圧管３は、放圧板４を境
に、油入容器２側は油で満たされているが、反対側は大
気に向かって解放されている。
の実施の形態１による油入電気機器の監視装置を示す構
成図である。図において、１は変圧器、２は変圧器１の
絶縁媒体である油などが充填された油入容器、３は油入
容器２内に急激な圧力変動があった際には放圧板４を割
って油を外部に排出し油入容器２内を減圧させる放圧
管、５は油入容器２に取り付けられ絶縁媒体の圧力変化
を検出する圧力検出装置、１０は油入容器２の振動を検
出する振動検出装置、６は圧力検出装置５と振動検出装
置１０からの信号を受け取り信号波形などのデータを記
憶する記憶装置、８は圧力検出装置５や振動検出装置１
０からの信号、または記憶装置６に記憶されている信号
から、内部短絡であるのか外部短絡であるのかを判定す
る判定装置である。なお、放圧管３は、放圧板４を境
に、油入容器２側は油で満たされているが、反対側は大
気に向かって解放されている。
【００１８】圧力検出装置５としては、油圧の絶対圧を
計測するタイプ、ゲージ圧で計測するタイプのどちらで
も用いることができる。しかし、ゲージ圧で計測するタ
イプは、油入容器２の内圧の上昇によって、圧力検出装
置５の検出部が破損した際に、油入容器２が外気（大
気）に向かって解放されるため、不用意に油入容器２内
の油が外に出てしまい好ましくない。その点から、本発
明に用いるものは、絶対圧タイプの方が好ましい。
計測するタイプ、ゲージ圧で計測するタイプのどちらで
も用いることができる。しかし、ゲージ圧で計測するタ
イプは、油入容器２の内圧の上昇によって、圧力検出装
置５の検出部が破損した際に、油入容器２が外気（大
気）に向かって解放されるため、不用意に油入容器２内
の油が外に出てしまい好ましくない。その点から、本発
明に用いるものは、絶対圧タイプの方が好ましい。
【００１９】また、振動検出装置１０としては、内部短
絡と外部短絡の際の周波数帯域が、５０Ｈｚあるいは６
０Ｈｚの整数倍振動が顕著に現れるため、１００Ｈｚ台
以上の比較的高い周波数帯域の計測も可能な装置が適し
ているが、高帯域が２０ｋＨｚ程度まで計測できるもの
でも問題はない。振動検出装置１０としては、一般的
に、振動加速度を測定する加速度センサ、振動センサ、
衝撃センサを用いるが、振動変位を測定する変位セン
サ、振動の速度を測定する速度センサなどでも良い。
絡と外部短絡の際の周波数帯域が、５０Ｈｚあるいは６
０Ｈｚの整数倍振動が顕著に現れるため、１００Ｈｚ台
以上の比較的高い周波数帯域の計測も可能な装置が適し
ているが、高帯域が２０ｋＨｚ程度まで計測できるもの
でも問題はない。振動検出装置１０としては、一般的
に、振動加速度を測定する加速度センサ、振動センサ、
衝撃センサを用いるが、振動変位を測定する変位セン
サ、振動の速度を測定する速度センサなどでも良い。
【００２０】次に動作について説明する。まず、圧力検
出装置５で油入容器２の内部の油圧変化、及び振動検出
装置１０によって油入容器２の振動を検出する。圧力検
出装置５及び振動検出装置１０では常時測定が行われて
おり、一定時間、例えば１分間といった範囲で記憶装置
６に計測データが記憶されると共に、判定装置８にも計
測データが送付されている。
出装置５で油入容器２の内部の油圧変化、及び振動検出
装置１０によって油入容器２の振動を検出する。圧力検
出装置５及び振動検出装置１０では常時測定が行われて
おり、一定時間、例えば１分間といった範囲で記憶装置
６に計測データが記憶されると共に、判定装置８にも計
測データが送付されている。
【００２１】判定装置８は、圧力検出装置５及び振動検
出装置１０で検出したデータから、内部短絡が発生した
か否かを判定する。なお、判定装置８は、圧力検出装置
５及び振動検出装置１０で検出したデータを直接利用し
ても、記憶装置６に一旦記憶されたデータを利用しても
良い。また、記憶装置６と判定装置８は常時、あるいは
必要に応じてデータのやりとりを行うことができる。
出装置１０で検出したデータから、内部短絡が発生した
か否かを判定する。なお、判定装置８は、圧力検出装置
５及び振動検出装置１０で検出したデータを直接利用し
ても、記憶装置６に一旦記憶されたデータを利用しても
良い。また、記憶装置６と判定装置８は常時、あるいは
必要に応じてデータのやりとりを行うことができる。
【００２２】次に、判定装置８の動作について説明す
る。図２は、この発明の実施の形態１による油入電気機
器の監視装置の判定装置の動作を示すフローチャートで
ある。まず、圧力検出装置５から検出された圧力値Ｐ
が、ある圧力しきい値Ｐ0以上であるか否かを判定する
（ステップ１）。圧力しきい値Ｐ0は、一般的に、明ら
かに内部短絡と判断される高い圧力、例えば絶対圧で３
ｋｇｆ／ｃｍ2といった値である。圧力しきい値Ｐ0以上
であれば、内部短絡と判定される（ステップ２）。圧力
しきい値Ｐ0以下であれば、圧力値Ｐを微分し（ステッ
プ３）、この値が、ある圧力微分しきい値Ｐｄ0以上で
あるか否かを判定する（ステップ４）。この判定は、即
ち、圧力が短時間に急激に変化したか否かを判定するも
のである。圧力微分しきい値Ｐｄ0以上であれば、圧力
が短時間に急激に変化したとしてステップ５へ進み、圧
力微分しきい値Ｐｄ0以下であれば、圧力が短時間に急
激に変化していないので判定を終了して、今までの作業
を繰り返すことになる。
る。図２は、この発明の実施の形態１による油入電気機
器の監視装置の判定装置の動作を示すフローチャートで
ある。まず、圧力検出装置５から検出された圧力値Ｐ
が、ある圧力しきい値Ｐ0以上であるか否かを判定する
（ステップ１）。圧力しきい値Ｐ0は、一般的に、明ら
かに内部短絡と判断される高い圧力、例えば絶対圧で３
ｋｇｆ／ｃｍ2といった値である。圧力しきい値Ｐ0以上
であれば、内部短絡と判定される（ステップ２）。圧力
しきい値Ｐ0以下であれば、圧力値Ｐを微分し（ステッ
プ３）、この値が、ある圧力微分しきい値Ｐｄ0以上で
あるか否かを判定する（ステップ４）。この判定は、即
ち、圧力が短時間に急激に変化したか否かを判定するも
のである。圧力微分しきい値Ｐｄ0以上であれば、圧力
が短時間に急激に変化したとしてステップ５へ進み、圧
力微分しきい値Ｐｄ0以下であれば、圧力が短時間に急
激に変化していないので判定を終了して、今までの作業
を繰り返すことになる。
【００２３】一方、振動検出装置１０で検出された加速
度Ａは微分され（ステップ６）、この値が、ある加速度
微分しきい値ａｄ0以上であるか否かを判定する（ステ
ップ５）。この判定は、即ち、加速度が短時間に急激に
変化したか否かを判定するものである。加速度微分しき
い値ａｄ0以上であれば、加速度が短時間に急激に変化
したとして、外部短絡と判定される（ステップ７）。加
速度微分しきい値ａｄ0以下であれば、加速度が短時間
に急激に変化していないので、内部短絡と判定される
（ステップ２）。
度Ａは微分され（ステップ６）、この値が、ある加速度
微分しきい値ａｄ0以上であるか否かを判定する（ステ
ップ５）。この判定は、即ち、加速度が短時間に急激に
変化したか否かを判定するものである。加速度微分しき
い値ａｄ0以上であれば、加速度が短時間に急激に変化
したとして、外部短絡と判定される（ステップ７）。加
速度微分しきい値ａｄ0以下であれば、加速度が短時間
に急激に変化していないので、内部短絡と判定される
（ステップ２）。
【００２４】以上のような判定装置８の処理をまとめる
と、内部短絡と判定されるケースは、圧力検出装置５で
検出した圧力値が一定値を超えた場合、または、検出し
た圧力値が一定値を超えず、圧力値が短時間に急激に変
化したが、振動検出装置１０で検出した加速度が短時間
に変化していない場合である。また、外部短絡と判定さ
れるケースは、圧力値が一定値を超えず、圧力、加速度
共に短時間に急激に変化した場合である。
と、内部短絡と判定されるケースは、圧力検出装置５で
検出した圧力値が一定値を超えた場合、または、検出し
た圧力値が一定値を超えず、圧力値が短時間に急激に変
化したが、振動検出装置１０で検出した加速度が短時間
に変化していない場合である。また、外部短絡と判定さ
れるケースは、圧力値が一定値を超えず、圧力、加速度
共に短時間に急激に変化した場合である。
【００２５】判定装置８で内部短絡が発生したと判定さ
れると、上記従来例と同様に、放圧板４を割って意図的
に油を放圧管３から外部に放出する作業を行う。
れると、上記従来例と同様に、放圧板４を割って意図的
に油を放圧管３から外部に放出する作業を行う。
【００２６】なお、内部短絡と判定した場合や外部短絡
と判定した場合は、判定した時点の前後の信号を記憶装
置６に保持することができる。
と判定した場合は、判定した時点の前後の信号を記憶装
置６に保持することができる。
【００２７】次に、参考として、内部短絡と外部短絡と
の圧力変動、加速度変動の波形を示す。図３は、油入容
器２の４カ所に圧力検出装置５を取り付け、内部短絡が
発生した際の圧力変動を模擬した解析データを示す図で
ある。内部短絡が生じた場合、短絡箇所が熱を持つため
に封入されている油が分解する。その際、油の一部が気
化することによって、油入機器内の油圧を単調に増加さ
せることになる。上記図３は、実測ではなく解析データ
のため、３０ｍｓｅｃ以降に圧力変動の脈動が見られる
が、実際には密閉された空間では油圧が減少することは
通常考えられない。図に示すように、内部短絡の場合、
短時間に急激に圧力値が上昇していることが分かる。な
お、振動検出装置１０による振動データはここでは示し
ていないが、後述する外部短絡の場合の振動データと比
べて、短時間に急激な変動は見られない。
の圧力変動、加速度変動の波形を示す。図３は、油入容
器２の４カ所に圧力検出装置５を取り付け、内部短絡が
発生した際の圧力変動を模擬した解析データを示す図で
ある。内部短絡が生じた場合、短絡箇所が熱を持つため
に封入されている油が分解する。その際、油の一部が気
化することによって、油入機器内の油圧を単調に増加さ
せることになる。上記図３は、実測ではなく解析データ
のため、３０ｍｓｅｃ以降に圧力変動の脈動が見られる
が、実際には密閉された空間では油圧が減少することは
通常考えられない。図に示すように、内部短絡の場合、
短時間に急激に圧力値が上昇していることが分かる。な
お、振動検出装置１０による振動データはここでは示し
ていないが、後述する外部短絡の場合の振動データと比
べて、短時間に急激な変動は見られない。
【００２８】図４（ａ）は、外部短絡（雷）が発生した
際の圧力変動を模擬して実験した実測データを示す図で
あり、図４（ｂ）は、外部短絡が発生した際の加速度変
動を模擬して実験した実測データである。外部短絡
（雷）によるサージ電流が変圧器１に流入した場合、コ
イルに働く電磁力によってコイルが振動し、この振動に
より油入容器２内の油も振動して、圧力検出装置５から
得られる油圧、及び振動検出装置１０から得られる振動
データが適当なオフセット上昇分を含みながら脈動す
る。図４（ａ）に示すように、圧力の変化は、上記図３
に示す内部短絡の場合と同様に短時間に急激に圧力変動
しているが、圧力値自体はさほど高くないことが分か
る。また、図４（ｂ）に示すように、振動検出装置１０
から得られる振動データも極めて短時間、１０ｍｓｅｃ
内でも正負に加速度が振れていることが分かる。
際の圧力変動を模擬して実験した実測データを示す図で
あり、図４（ｂ）は、外部短絡が発生した際の加速度変
動を模擬して実験した実測データである。外部短絡
（雷）によるサージ電流が変圧器１に流入した場合、コ
イルに働く電磁力によってコイルが振動し、この振動に
より油入容器２内の油も振動して、圧力検出装置５から
得られる油圧、及び振動検出装置１０から得られる振動
データが適当なオフセット上昇分を含みながら脈動す
る。図４（ａ）に示すように、圧力の変化は、上記図３
に示す内部短絡の場合と同様に短時間に急激に圧力変動
しているが、圧力値自体はさほど高くないことが分か
る。また、図４（ｂ）に示すように、振動検出装置１０
から得られる振動データも極めて短時間、１０ｍｓｅｃ
内でも正負に加速度が振れていることが分かる。
【００２９】なお、上記実施の形態１における判定装置
８の動作は、圧力検出装置５と振動検出装置１０とが単
数の場合を想定したが、圧力検出装置５と振動検出装置
１０とが複数個設置されることも考えられる。この場合
判定には、複数のデータの最大値や微分値の最大を採る
方式が考えられる。また、複数のデータの掛け合わせを
行って判定することも考えられる。
８の動作は、圧力検出装置５と振動検出装置１０とが単
数の場合を想定したが、圧力検出装置５と振動検出装置
１０とが複数個設置されることも考えられる。この場合
判定には、複数のデータの最大値や微分値の最大を採る
方式が考えられる。また、複数のデータの掛け合わせを
行って判定することも考えられる。
【００３０】また、本発明による油入電気機器の監視装
置は、内部短絡の検出を主たる目的としているが、地震
などの振動データを蓄積する意味から帯域が比較的低い
振動検出装置１０を別途設けて、記憶装置６に記憶する
こともでき、事故ではないが同様に、外部短絡時の圧力
検出装置５と振動検出装置１０による計測データを記憶
装置６に記憶しても良い。
置は、内部短絡の検出を主たる目的としているが、地震
などの振動データを蓄積する意味から帯域が比較的低い
振動検出装置１０を別途設けて、記憶装置６に記憶する
こともでき、事故ではないが同様に、外部短絡時の圧力
検出装置５と振動検出装置１０による計測データを記憶
装置６に記憶しても良い。
【００３１】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、絶縁媒体の圧力変化を検出する圧力検出装置５、油
入容器２の振動を検出する振動検出装置１０、圧力検出
装置５及び上記振動検出装置１０で検出した信号情報か
ら内部短絡が発生したか否かを判定する判定装置８を備
えたので、内部短絡事故を確実に検知することができる
効果が得られる。
ば、絶縁媒体の圧力変化を検出する圧力検出装置５、油
入容器２の振動を検出する振動検出装置１０、圧力検出
装置５及び上記振動検出装置１０で検出した信号情報か
ら内部短絡が発生したか否かを判定する判定装置８を備
えたので、内部短絡事故を確実に検知することができる
効果が得られる。
【００３２】実施の形態２．図５は、この発明の実施の
形態２による油入電気機器の監視装置を示す構成図であ
る。図において、１１は判定装置８で内部短絡と判定さ
れたとき、その発生位置を推定する発生位置推定装置で
ある。
形態２による油入電気機器の監視装置を示す構成図であ
る。図において、１１は判定装置８で内部短絡と判定さ
れたとき、その発生位置を推定する発生位置推定装置で
ある。
【００３３】油入容器２の複数箇所に圧力検出装置５を
設置した場合、上記図３で示したように、内部短絡の発
生位置に位置が近い圧力検出装置５が、一番高い圧力値
を示すと考えられる。そこで、図６に示すように、圧力
検出装置５を複数箇所設け、判定装置８で内部短絡と判
定されたら、発生位置推定装置１１により、複数の圧力
検出装置５の中で、最初に油圧が急上昇した圧力検出装
置５、または最初に油圧がある一定値、例えば絶対圧で
２ｋｇｆ／ｃｍ2を越えた圧力検出装置５の近傍を内部
短絡の発生位置と推定する。これにより、内部短絡の発
生位置がある程度特定され、変圧器１の修理が容易にな
る。
設置した場合、上記図３で示したように、内部短絡の発
生位置に位置が近い圧力検出装置５が、一番高い圧力値
を示すと考えられる。そこで、図６に示すように、圧力
検出装置５を複数箇所設け、判定装置８で内部短絡と判
定されたら、発生位置推定装置１１により、複数の圧力
検出装置５の中で、最初に油圧が急上昇した圧力検出装
置５、または最初に油圧がある一定値、例えば絶対圧で
２ｋｇｆ／ｃｍ2を越えた圧力検出装置５の近傍を内部
短絡の発生位置と推定する。これにより、内部短絡の発
生位置がある程度特定され、変圧器１の修理が容易にな
る。
【００３４】なお、ここでは、判定装置８と発生位置推
定装置１１は別々の演算装置として記載されているが、
同一の演算装置としても良い。
定装置１１は別々の演算装置として記載されているが、
同一の演算装置としても良い。
【００３５】実施の形態３．図６は、この発明の実施の
形態３による油入電気機器の監視装置を示すブロック図
である。図において、１２は判定装置８によって判定さ
れた判定結果、発生位置推定装置１１で推定された内部
短絡の発生位置、及び記憶装置６に記憶された信号波形
を上位制御系１３へ伝送する伝送装置である。
形態３による油入電気機器の監視装置を示すブロック図
である。図において、１２は判定装置８によって判定さ
れた判定結果、発生位置推定装置１１で推定された内部
短絡の発生位置、及び記憶装置６に記憶された信号波形
を上位制御系１３へ伝送する伝送装置である。
【００３６】双方向通信機能を有する伝送装置１２の具
体例としては、準国際標準規格のフィールドバスといっ
た伝送するための有線のケーブル以外にも、無線通信な
どがある。また、上位制御系１３は、例えば、複数の変
圧器１を同時に監視する監視室や、遠方にて集中監視す
る監視局のことである。
体例としては、準国際標準規格のフィールドバスといっ
た伝送するための有線のケーブル以外にも、無線通信な
どがある。また、上位制御系１３は、例えば、複数の変
圧器１を同時に監視する監視室や、遠方にて集中監視す
る監視局のことである。
【００３７】上位制御系１３では記憶装置６を大幅に上
回る大容量の記憶媒体を有しており、判定装置８や発生
位置推定装置１１よりも高度な演算機能を有している。
圧力検出装置５や振動検出装置１０から得られた値を上
位制御系１３で常時蓄積することによって、内部短絡の
予兆を過去に蓄積された油圧、振動データから分析する
ことが可能となる。
回る大容量の記憶媒体を有しており、判定装置８や発生
位置推定装置１１よりも高度な演算機能を有している。
圧力検出装置５や振動検出装置１０から得られた値を上
位制御系１３で常時蓄積することによって、内部短絡の
予兆を過去に蓄積された油圧、振動データから分析する
ことが可能となる。
【００３８】また、例えば上位制御系１３で圧力検出装
置５の一つに劣化や故障と思われるような信号が検出さ
れる際に、その異常と判断された圧力検出装置５によっ
て計測されるデータを外した監視システムをおこなうよ
うに判定装置８や発生位置推定装置１１に指示するよう
な形で、上位制御系１２から判定装置８や発生位置推定
装置１１に命令を送ることも双方向通信であるため可能
である。
置５の一つに劣化や故障と思われるような信号が検出さ
れる際に、その異常と判断された圧力検出装置５によっ
て計測されるデータを外した監視システムをおこなうよ
うに判定装置８や発生位置推定装置１１に指示するよう
な形で、上位制御系１２から判定装置８や発生位置推定
装置１１に命令を送ることも双方向通信であるため可能
である。
【００３９】実施の形態４．上記実施の形態１では、内
部短絡と判定された場合、放圧板４を割って意図的に油
を放圧管３から外部に放出し、油入容器２内の圧力を減
圧させるという作業を行っている。しかし、本実施の形
態では、判定装置８で内部短絡と判定された場合、判定
装置８は、変圧器１と電力系統とを接続する遮断機を開
放させる信号を発して、変圧器１の運転を停止させるも
のである。これにより、放圧管３、放圧板４を省略させ
ることができ、また、変圧器１の運転自体を停止させる
ので、変圧器１が加圧されて破損するようなことは発生
しない。
部短絡と判定された場合、放圧板４を割って意図的に油
を放圧管３から外部に放出し、油入容器２内の圧力を減
圧させるという作業を行っている。しかし、本実施の形
態では、判定装置８で内部短絡と判定された場合、判定
装置８は、変圧器１と電力系統とを接続する遮断機を開
放させる信号を発して、変圧器１の運転を停止させるも
のである。これにより、放圧管３、放圧板４を省略させ
ることができ、また、変圧器１の運転自体を停止させる
ので、変圧器１が加圧されて破損するようなことは発生
しない。
【００４０】実施の形態５．本実施の形態では、放圧管
３の先端に減圧装置を設けるものである。減圧装置内部
は、一般的に用いらている電気式の電磁弁と、例えば窒
素などの気体が充填された減圧室とからなる。判定装置
８で内部短絡と判定されると、電気式の電磁弁を開放し
て、油入容器２内の油を放出するが、窒素などの気体が
充填された減圧室により減圧して放出することができ
る。従って、油入容器２内部の圧力を上昇させることな
く油を密閉しているタンクの破裂を未然に防ぐことが可
能となる。
３の先端に減圧装置を設けるものである。減圧装置内部
は、一般的に用いらている電気式の電磁弁と、例えば窒
素などの気体が充填された減圧室とからなる。判定装置
８で内部短絡と判定されると、電気式の電磁弁を開放し
て、油入容器２内の油を放出するが、窒素などの気体が
充填された減圧室により減圧して放出することができ
る。従って、油入容器２内部の圧力を上昇させることな
く油を密閉しているタンクの破裂を未然に防ぐことが可
能となる。
【００４１】液体は気体と違い、わずかな体積膨張、例
えば体積比１％の膨張でも、圧力が１０ｋｇｆ／ｃｍ2
以上に達するため、減圧室の容積は、油入容器２の容積
の１％あれば充分に減圧室としての機能を達することが
できる。
えば体積比１％の膨張でも、圧力が１０ｋｇｆ／ｃｍ2
以上に達するため、減圧室の容積は、油入容器２の容積
の１％あれば充分に減圧室としての機能を達することが
できる。
【００４２】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、電気機器を絶縁するための絶縁媒体を封入した油
入電気機器を監視するものにおいて、絶縁媒体の圧力変
化を検出する圧力検出装置、油入電気機器の振動を検出
する振動検出装置、圧力検出装置及び振動検出装置で検
出した信号情報から内部短絡が発生したか否かを判定す
る判定装置を備えたので、内部短絡事故を確実に検知す
ることができる効果が得られる。
れば、電気機器を絶縁するための絶縁媒体を封入した油
入電気機器を監視するものにおいて、絶縁媒体の圧力変
化を検出する圧力検出装置、油入電気機器の振動を検出
する振動検出装置、圧力検出装置及び振動検出装置で検
出した信号情報から内部短絡が発生したか否かを判定す
る判定装置を備えたので、内部短絡事故を確実に検知す
ることができる効果が得られる。
【００４３】また、請求項２記載の発明によれば、判定
装置での判定結果を上位制御系に伝送する伝送装置を備
えたので、油入電気機器の運転状態を遠隔監視でき、更
に、大容量の記憶装置に過去のデータを蓄積して分析す
ることができる効果が得られる。
装置での判定結果を上位制御系に伝送する伝送装置を備
えたので、油入電気機器の運転状態を遠隔監視でき、更
に、大容量の記憶装置に過去のデータを蓄積して分析す
ることができる効果が得られる。
【００４４】また、請求項３記載の発明によれば、電気
機器を絶縁するための絶縁媒体を封入した油入電気機器
を監視するものにおいて、絶縁媒体の圧力変化を検出す
る複数個の圧力検出装置、油入電気機器の振動を検出す
る振動検出装置、複数個の圧力検出装置及び振動検出装
置で検出した信号情報から内部短絡が発生したか否かを
判定する判定装置、判定装置で内部短絡と判定されたと
き複数個の圧力検出装置の信号情報から内部短絡の発生
位置を推定する発生位置推定装置を備えたので、内部短
絡事故を確実に検知すると共に、事故の発生位置を特定
して、油入電気機器の修理を容易に行える効果が得られ
る。
機器を絶縁するための絶縁媒体を封入した油入電気機器
を監視するものにおいて、絶縁媒体の圧力変化を検出す
る複数個の圧力検出装置、油入電気機器の振動を検出す
る振動検出装置、複数個の圧力検出装置及び振動検出装
置で検出した信号情報から内部短絡が発生したか否かを
判定する判定装置、判定装置で内部短絡と判定されたと
き複数個の圧力検出装置の信号情報から内部短絡の発生
位置を推定する発生位置推定装置を備えたので、内部短
絡事故を確実に検知すると共に、事故の発生位置を特定
して、油入電気機器の修理を容易に行える効果が得られ
る。
【００４５】また、請求項４記載の発明によれば、判定
装置は、圧力検出装置で検出した圧力値の微分値が任意
の圧力微分しきい値以上で、且つ振動検出装置で検出し
た加速度の微分値が任意の加速度微分しきい値以下であ
れば内部短絡と判定するので、内部短絡事故を確実に検
知することができる効果が得られる。
装置は、圧力検出装置で検出した圧力値の微分値が任意
の圧力微分しきい値以上で、且つ振動検出装置で検出し
た加速度の微分値が任意の加速度微分しきい値以下であ
れば内部短絡と判定するので、内部短絡事故を確実に検
知することができる効果が得られる。
【００４６】また、請求項５記載の発明によれば、圧力
検出装置は、絶対圧型圧力センサであるので、内部短絡
事故を確実に検知することができる効果が得られる。
検出装置は、絶対圧型圧力センサであるので、内部短絡
事故を確実に検知することができる効果が得られる。
【００４７】また、請求項６記載の発明によれば、振動
検出装置は、加速度センサ、振動センサ、衝撃センサ、
速度センサ及び変位センサのいずれかであるので、内部
短絡事故を確実に検知することができる効果が得られ
る。
検出装置は、加速度センサ、振動センサ、衝撃センサ、
速度センサ及び変位センサのいずれかであるので、内部
短絡事故を確実に検知することができる効果が得られ
る。
【００４８】また、請求項７記載の発明によれば、圧力
検出装置及び振動検出装置からの信号波形を記憶する記
憶装置を備えたので、高度な判定処理ができる効果が得
られる。
検出装置及び振動検出装置からの信号波形を記憶する記
憶装置を備えたので、高度な判定処理ができる効果が得
られる。
【００４９】また、請求項８記載の発明によれば、判定
装置での判定結果及び発生位置推定装置での内部短絡の
発生位置の推定場所を上位制御系に伝送する伝送装置を
備えたので、油入電気機器の遠隔監視ができると共に、
高度な判定処理ができる効果が得られる。
装置での判定結果及び発生位置推定装置での内部短絡の
発生位置の推定場所を上位制御系に伝送する伝送装置を
備えたので、油入電気機器の遠隔監視ができると共に、
高度な判定処理ができる効果が得られる。
【００５０】また、請求項９記載の発明によれば、判定
装置で内部短絡と判定されたときに電気機器の運転を停
止させるので、内部短絡発生時の油入電気機器本体の破
損を防止できる効果が得られる。
装置で内部短絡と判定されたときに電気機器の運転を停
止させるので、内部短絡発生時の油入電気機器本体の破
損を防止できる効果が得られる。
【００５１】また、請求項１０記載の発明によれば、判
定装置で内部短絡と判定されたときに油入電気機器の内
部の圧力を外部へ逃がす減圧装置を備えたので、油入容
器内部の圧力を上昇させることなく油を密閉しているタ
ンクの破裂を未然に防ぐことができる効果が得られる。
定装置で内部短絡と判定されたときに油入電気機器の内
部の圧力を外部へ逃がす減圧装置を備えたので、油入容
器内部の圧力を上昇させることなく油を密閉しているタ
ンクの破裂を未然に防ぐことができる効果が得られる。
【図１】 この発明の実施の形態１による油入電気機器
の監視装置を示す構成図である。
の監視装置を示す構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による油入電気機器
の監視装置の判定装置の動作を示すフローチャートであ
る。
の監視装置の判定装置の動作を示すフローチャートであ
る。
【図３】 内部短絡時の圧力変動を示す波形図である。
【図４】 外部短絡時の圧力変動及び加速度変動を示す
波形図である。
波形図である。
【図５】 この発明の実施の形態２による油入電気機器
の監視装置を示す構成図である。
の監視装置を示す構成図である。
【図６】 この発明の実施の形態３による油入電気機器
の監視装置を示すブロック図である。
の監視装置を示すブロック図である。
【図７】 従来の油入電気機器の監視装置を示す構成図
である。
である。
１ 変圧器、２ 油入容器、３ 放圧管、４ 放圧板、
５ 圧力検出装置、６記憶装置、８ 判定装置、１０
振動検出装置、１１ 発生位置推定装置、１２伝送装
置、１３ 上位制御系
５ 圧力検出装置、６記憶装置、８ 判定装置、１０
振動検出装置、１１ 発生位置推定装置、１２伝送装
置、１３ 上位制御系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平位 隆史 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 新土井 賢 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内
Claims (10)
- 【請求項１】 電気機器を絶縁するための絶縁媒体を封
入した油入電気機器を監視するものにおいて、上記絶縁
媒体の圧力変化を検出する圧力検出装置、上記油入電気
機器の振動を検出する振動検出装置、上記圧力検出装置
及び上記振動検出装置で検出した信号情報から内部短絡
が発生したか否かを判定する判定装置を備えたことを特
徴とする油入電気機器の監視装置。 - 【請求項２】 判定装置での判定結果を上位制御系に伝
送する伝送装置を備えたことを特徴とする請求項１記載
の油入電気機器の監視装置。 - 【請求項３】 電気機器を絶縁するための絶縁媒体を封
入した油入電気機器を監視するものにおいて、上記絶縁
媒体の圧力変化を検出する複数個の圧力検出装置、上記
油入電気機器の振動を検出する振動検出装置、上記複数
個の圧力検出装置及び上記振動検出装置で検出した信号
情報から内部短絡が発生したか否かを判定する判定装
置、判定装置で内部短絡と判定されたとき上記複数個の
圧力検出装置の信号情報から内部短絡の発生位置を推定
する発生位置推定装置を備えたことを特徴とする油入電
気機器の監視装置。 - 【請求項４】 判定装置は、圧力検出装置で検出した圧
力値の微分値が任意の圧力微分しきい値以上で、且つ振
動検出装置で検出した加速度の微分値が任意の加速度微
分しきい値以下であれば内部短絡と判定することを特徴
とする請求項１または３記載の油入電気機器の監視装
置。 - 【請求項５】 圧力検出装置は、絶対圧型圧力センサで
あることを特徴とする請求項１または３記載の油入電気
機器の監視装置。 - 【請求項６】 振動検出装置は、加速度センサ、振動セ
ンサ、衝撃センサ、速度センサ及び変位センサのいずれ
かであることを特徴とする請求項１または３記載の油入
電気機器の監視装置。 - 【請求項７】 圧力検出装置及び振動検出装置からの信
号情報を記憶する記憶装置を備えたことを特徴とする請
求項１または３記載の油入電気機器の監視装置。 - 【請求項８】 判定装置での判定結果及び発生位置推定
装置での内部短絡の発生位置の推定場所を上位制御系に
伝送する伝送装置を備えたことを特徴とする請求項３記
載の油入電気機器の監視装置。 - 【請求項９】 判定装置で内部短絡と判定されたとき
に、判定装置は電気機器の運転を停止させることを特徴
とする請求項１から７のいずれか一項に記載の油入電気
機器の監視装置。 - 【請求項１０】 判定装置で内部短絡と判定されたとき
に油入電気機器の内部の圧力を外部へ逃がす減圧装置を
備えたことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項
に記載の油入電気機器の監視装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31360097A JP3846519B2 (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 油入電気機器の監視装置 |
| US09/057,399 US5949343A (en) | 1997-11-14 | 1998-04-09 | Supervisory apparatus for oil-filled electrical equipment |
| DE19819472A DE19819472B4 (de) | 1997-11-14 | 1998-04-30 | Überwachungsvorrichtung für eine mit Öl gefüllte elektrische Einrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31360097A JP3846519B2 (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 油入電気機器の監視装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11150856A true JPH11150856A (ja) | 1999-06-02 |
| JP3846519B2 JP3846519B2 (ja) | 2006-11-15 |
Family
ID=18043274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31360097A Expired - Fee Related JP3846519B2 (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 油入電気機器の監視装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5949343A (ja) |
| JP (1) | JP3846519B2 (ja) |
| DE (1) | DE19819472B4 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115248070A (zh) * | 2022-09-23 | 2022-10-28 | 北京航空航天大学 | 一种兼顾多标准的电磁阀充油测试方法 |
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| DE102009001276B3 (de) * | 2009-03-02 | 2010-07-15 | Geiger Automotive Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Kunststoffteils |
| CN102998544A (zh) * | 2011-09-16 | 2013-03-27 | 河南电力试验研究院 | 变压器短路时绕组工作状态诊断方法 |
| CN103529352B (zh) * | 2013-10-29 | 2015-09-30 | 国家电网公司 | 可监测在运变压器所受短路力的在线监测系统 |
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-
1997
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