JPH11251154A - 異常検出装置 - Google Patents

異常検出装置

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JPH11251154A
JPH11251154A JP5371298A JP5371298A JPH11251154A JP H11251154 A JPH11251154 A JP H11251154A JP 5371298 A JP5371298 A JP 5371298A JP 5371298 A JP5371298 A JP 5371298A JP H11251154 A JPH11251154 A JP H11251154A
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JP
Japan
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gas
sensor
abnormality detection
abnormality
power device
Prior art date
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Pending
Application number
JP5371298A
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English (en)
Inventor
Chieko Nishida
智恵子 西田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス絶縁電力機器内部の異常を検出するガス
センサにおいて、ガス濃度の分布から最も高感度に検出
できる箇所にセンサを配置し、より確実に異常を検出す
ることを目的とする。 【解決手段】 ガスをイオン化して検出する、第1,第
2多孔性電極と、これら両者間に介在するイオン導電性
の固体電解質からなる電気化学的素子を持つガスセンサ
6が内包されたガススペーサ9にガス導入空間8を形成
し、ガス密封容器1の異常検出部位の上に立設する。

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、ガス絶縁電力機
器内部の部分放電や地絡等の異常部位をガスセンサを用
いて検出する異常検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4、5は例えば特開平8−27147
7号公報に示された従来のガスセンサを用いた異常検出
装置の構成およびこの装置に用いるガスセンサの構成を
示した図である。図4に示した異常検出装置において、
1はガス密封容器、3はガス密封容器1において各ガス
密封区域を密封して区分するガス区分スペーサ、2はガ
ス密封容器1内においてガス区分スペーサ3で中心部に
支持された中心導体、4は中心導体2とガス密封容器1
間の絶縁不良により発生した地絡(発生点)である。
【0003】8はガススペーサ9に内包されたガス導入
空間であり、このガス導入空間8には先端にフランジを
取り付けたガス配管10にてガス密封容器1よりSF6
分解ガス(例えばHFガス)が導入される。また、ガス
スペーサ9の他端にもフランジ付きのガス配管11が取
り付けられ、その先端に圧力計等が取り付けられる。
【0004】そしてガス導入空間8には地絡により発生
するSF6分解ガス(HFガス)を検出するガスセンサ
6が収められている。ガスセンサ6からの信号はセンサ
信号処理装置7にて処理される。
【0005】図5はガスセンサ6の構造を示す図であ
り、図5において、12は被検出ガスに接触するガスセ
ンサ6の第1多孔性電極、13は第1多孔性電極12と
対をなすガスセンサ6の第2多孔性電極、14は第1及
び第2多孔性電極12、13間に介在するイオン導電性
の固体電解質である。センサ信号処理装置7において、
35は第1及び第2多孔性電極12、13間に印加され
る直流電源である。
【0006】次に、従来装置の動作を、GIS(Gas Ins
ulated Switchgear:ガス絶縁開閉装置)において内部異
常(地絡事故等)により発生したSF6分解ガスを検出
する例で説明する。GIS内部は純粋なSF6ガスが充
填されており、部分放電や地絡等の異常が発生するとS
4,HF,SOF2などのSF6分解ガスが発生する。
GISの内部はガス区分スペーサ3により複数のガス密
封空間に分割されており、各ガス密封空間毎に取り付け
られたガスセンサ6によりSF6分解ガスを検出する。
【0007】例えば、図5において、SF6分解ガスで
ある例えばHFガスがガスセンサ6の第1多孔性電極1
2に到達したとき、外部に接続された直流電圧35の作
用によりHFガスはH2とF-イオンとに分離し、このF
-イオンは固体電解質14中を移動して対向する第2多
孔性電極13に到達する。
【0008】このイオンの移動が電流の流れとして外部
に接続した電流計で検出される。このように電流計で測
定された電流値によりガス密封空間においてSF6分解
ガスが検出された場合、SF6分解ガスが検出されたガ
ス密封空間を地絡等の内部異常発生箇所と判定する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来のガスセンサは以
上のように構成されているが、ガスセンサを検出対象と
なるSF6分解ガスの拡散後のガス密封空間における濃
度分布を考慮に入れてガス密封容器に取り付けることは
なかった。このため、ガスセンサの取り付け位置によっ
てSF6分解ガスの検出感度が異なっていた。また、検
出感度が最も良くなる位置を選択してガスセンサの取り
付けることもなかったため、SF6分解ガス検出におい
ては効率的なセンサ取り付けをしていなかった。
【0010】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、ガス絶縁電力機器において、最
も感度良く分解ガスを検出できる位置にガスセンサを配
置した異常検出装置を得ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る異
常検出装置は、ガスをイオン化して検出する電気化学的
素子から成るガスセンサが内包されたセンサ内包部にガ
ス導入部を形成し、ガス絶縁電力機器の異常検出部位の
上方に立設したものである。
【0012】請求項2の発明に係る異常検出装置は、ガ
ス絶縁電力機器内の発生アークによる温度上昇で起きた
対流作用で前記ガス絶縁電力機器内の上方に溜まった分
解ガスをガス導入部を通してセンサ内包部に導入するも
のである。
【0013】請求項3の発明に係る異常検出装置は、ガ
ス絶縁電力機器の異常検出部位は円筒形状を成し、この
異常検出部位の外周面における頂点より左および右周方
向に、円周の長さの少なくとも1/24ずつの幅の範囲
内にガス導入部を立設したものである。
【0014】
【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態1を図について説明する。図1は本実施の形
態に係る異常検出装置の構成図である。尚、図4と同一
符号は同一または相当部分を示す。また、図2はガス密
封容器内で拡散したSF6分解ガスの容器内濃度が一定
時間経過後に均一となった様子をシミュレーションした
結果を示すガス濃度変化特性図である。図2において、
15−aの特性図はガス密封空間1aの内部で上方にお
けるガス濃度を、15−bの特性図はガス密封空間1a
の内部で下方におけるガス濃度をシミュレーションした
結果である。
【0015】次に本実施の形態の動作について説明す
る。ガス密封空間1a内部において、地絡4が発生した
場合、そのアークエネルギーによりHFガス等のSF6
分解ガスが発生する。このとき、アーク近傍に発生した
SF6分解ガスは、アークによる圧力上昇、温度上昇に
よりガス密封空間1aの内部を移動していく。だが、こ
のとき、SF6分解ガスは温度上昇による対流の作用に
より、先ずガス密封空間1aの内部において上方に拡散
し、その後、ガス密封空間1a内全体に広がり、やがて
ある一定時間経過後にガス密封空間1a内のガス濃度は
均一となる。
【0016】図2は上記のようなSF6分解ガスの挙動
をシミュレーションした時に結果が得られるガス密封空
間1aの内部の上方/下方のガス濃度である。上方にお
いては15−aのように地絡発生直後にガス濃度が上昇
しその後、徐々に下降していく。一方、下方においては
15−bのように時間をかけて濃度が徐々に上昇してい
き、やがて上方と同一濃度となる。
【0017】ガス密封空間1a内部のガス濃度は地絡発
生からの経過時間が短いほど上方の濃度が高い。このよ
うなガス密封空間1a内部のガス拡散の挙動を考慮して
ガス密封容器1から分岐するガス配管10をガス密封容
器1の外周の上部に設け、ガス配管10に接続されるガ
ス導入空間8にガスセンサ6を取り付けることで、ガス
密封容器1の外周の下部にガスセンサ6の取り付けのた
めのガス導入空間1を設けた場合よりも高感度にしかも
早期に異常を検出することができる。
【0018】ここでは、ガスセンサ6の取り付けのため
のガス導入空間8として、ガス流路空間であるガス配管
10を利用した場合について説明した。だが、例えば、
配管を介さずガス密封容器1に直付した場合や、ガス密
封容器1に直付けのフランジ部に取り付けた場合でもガ
ス密封容器1の外周の下方にガス導入空間8を取り付け
る方法よりも高感度にSF6分解ガスが得られるという
効果は上述した場合と同様である。
【0019】尚、上記説明ではガス導入空間8をガス密
封容器1を通して中心導体2に平行に設けているが、S
6分解ガスは温度上昇による対流の作用により、先ず
ガス密封空間1aの内部において上方に拡散するという
ことを考慮に入れると、ガス密封容器1の外面の上部に
ガス流路空間であるガス配管10'を設け、このガス配
管10'にガスセンサ6'を内包するガス導入空間8'を
形成したガススペーサ9'を設けても良い。
【0020】実施の形態2.上記実施の形態1ではガス
導入空間8を単にガス密封容器1の外周面および外面の
上部に設けたものとしたが、ガス密封容器1を地面に対
して平行に配置した場合はSF6分解ガスは温度上昇に
よる対流作用によりガス密封空間1a内において中心導
体2を中心に上方向の左右一定幅の空間ほどSF6分解
ガスの濃度が高い。
【0021】従って、ガス導入空間8は中心導体2の中
心より直上部分に当たるガス密封容器外周面に設けず、
円筒形状のガス密封容器外周面の頂点より左右の周方向
に向けて円周の長さの1/24ずつの幅の領域内の何れ
かにガス導入空間8を設けてガスセンサ6を内包させて
も確実に最も高濃度のSF6分解ガスをガスセンサ6で
検出することができる。即ち、中心導体2の中心より上
方に向けた中心角を30゜とした場合にガス密封容器外
周面に得られる円弧幅内にガス導入空間8を設ける。こ
れは地絡発生直後のSF6分解ガスの濃度は中心角30
゜以内が高いことを示す。
【0022】この結果、ガス密封容器1と周辺機器との
配置関係でガス導入空間8を中心導体2の中心より直上
部分に当たるガス密封容器外周面に設けることができな
くてもガス密封容器外周面に設定された領域内にガス導
入空間8を設ければ確実に高濃度のガスをガスセンサ6
で検出することができる。従ってガス導入空間8の設置
の自由度が広がる。
【0023】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、ガスをイオン
化して検出する電気化学的素子から成るガスセンサが内
包されたセンサ内包部にガス導入部を形成し、ガス絶縁
電力機器の異常検出部位の上に立設したので、検出感度
が最も良くなる位置を選択してガスセンサを取り付ける
ことができるという効果がある。
【0024】請求項2の発明によれば、ガス絶縁電力機
器内の発生アークによる温度上昇で起きた対流作用で前
記ガス絶縁電力機器内の上方に溜まった分解ガスをガス
導入部を通してセンサ内包部に導入することで、分解ガ
ス検出においては効率的にガスセンサを取り付けること
ができるという効果がある。
【0025】請求項3の発明によれば、ガス絶縁電力機
器の異常検出部位は円筒形状を成し、この異常検出部位
の外周の頂点より左右の周方向に向けて円周の長さの少
なくとも1/24ずつ広げた領域内にガス導入部を立設
したので、ガスセンサの取り付け位置の自由度を広げる
ことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による異常検出装置
の構成図である。
【図2】 ガス密封容器内におけるガス濃度の時間的変
化を示したガス濃度特性図である。
【図3】 この発明の実施の形態2による異常検出装置
の構成図である。
【図4】 従来の異常検出装置の構成図である。
【図5】 一般的なガスセンサの構造を示す図である。
【符号の説明】 1 ガス密封容器、1a ガス密封空間、2 中心導
体、3 ガス区分スペーサ、4 地絡(アーク)、5 S
6分解ガス、6,6' ガスセンサ、7,7' センサ信
号処理装置、8,8' ガス導入空間、9,9' スペー
サ、10,10' ガス配管、11,11’ ガス配管、
12 第1多孔性電極、13 第2多孔性電極、14
イオン導電性の固体電解質、15−a,b ガス濃度、
35 直流電源。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガスをイオン化して検出する電気化学的
    素子から成るガスセンサが内包されたセンサ内包部にガ
    ス導入部を形成し、このガス導入部をガス絶縁電力機器
    の異常検出部位の上方に立設したことを特徴とする異常
    検出装置。
  2. 【請求項2】 ガス絶縁電力機器内の発生アークによる
    温度上昇で起きた対流作用で前記ガス絶縁電力機器内の
    上方に溜まった分解ガスをガス導入部を通してセンサ内
    包部に導入することを特徴とする請求項1に記載の異常
    検出装置。
  3. 【請求項3】 ガス絶縁電力機器の異常検出部位は円筒
    形状を成し、この異常検出部位の外周面における頂点よ
    り左および右周方向に、円周の長さの少なくとも1/2
    4ずつの幅の範囲内にガス導入部を立設したことを特徴
    とする請求項1または2に記載の異常検出装置。
JP5371298A 1998-03-05 1998-03-05 異常検出装置 Pending JPH11251154A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114035038A (zh) * 2021-11-23 2022-02-11 国网浙江省电力有限公司 基于sf6分解产物时域曲线分析的gis故障定位方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114035038A (zh) * 2021-11-23 2022-02-11 国网浙江省电力有限公司 基于sf6分解产物时域曲线分析的gis故障定位方法
CN114035038B (zh) * 2021-11-23 2023-09-08 国网浙江省电力有限公司 基于sf6分解产物时域曲线分析的gis故障定位方法

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