TWI439690B - An electric machine in which a silicone liquid is charged, a transformer filled with a silicone liquid, and a method for measuring a cyclic compound in a silicone liquid used in an electric machine packed with a silicone liquid - Google Patents
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Description
本發明係關於作為絕緣．冷卻媒體而使用矽膠液的電性機器用矽膠液之劣化診斷裝置及電性機器用矽膠液之劣化診斷方法。
先前，在使用絕緣．冷卻媒體的電性機器之變壓器的絶緣．冷卻媒體係使用鑛油等的絕緣油。
代替此鑛油作為變壓器的絕緣．冷卻媒體而藉由使用難燃性的矽膠液，可使變壓器的防火性提高，而且藉由變高運轉溫度而可謀求電性機器的緊緻化。
然而，在作為絕緣．冷卻媒體而使用矽膠液的情況，係若比先前更變高電性機器的運轉溫度，則產生因矽膠液的熱劣化所致之低分子量、低沸點的分解物。
若於矽膠液，此分解物大量地產生，則因為矽膠液的引火溫度(以下，稱為引火點)下降，所以有矽膠液變得容易引火的問題。此分解物的生成量係電性機器的運轉溫度越高則變得越多。
在日本特開平10－332682號公報，係開示：藉由將被使用於油浸電性機器的電性絕緣油進行昇溫加熱而測定化學發光數，評估電性絕緣油的劣化程度之技術。
在日本特開平3－187206號公報，係開示：在油浸變壓
器、油浸電抗器等的油浸電性機器之槽上部配置複數個氣體檢測器的同時，作為如已產生的可燃性氣體為有效率地被導入至各氣體檢測器般的槽構造，確實地檢測電性機器的絕緣破壞或局部加熱等的異常之技術。
在日本特開昭59－176683號公報，係開示：測定電性絕緣用矽膠液的熱重量特性，由該特性曲線求出耐熱指標TGI(℃)，在此成為某個值(325℃)以下時，判定矽膠液已劣化之技術。
在日本特開昭54－114290號公報，係開示：在注入絕緣油的電性機器，藉由從將絕緣油中的氣體成分在常溫起泡(bubbling)而抽出至氣相，進行分析的技術。
專利文獻1：日本特開平10－332682號公報專利文獻2：日本特開平3－187206號公報專利文獻3：日本特開昭59－176683號公報專利文獻4：日本特開昭54－114290號公報
若矽膠液為熱劣化則環聚物產生，其主成分為3聚物、4聚物、5聚物。
了解：劣化越進行，則環聚物的產生量變得越多。3聚物、4聚物、5聚物係沸點低、容易蒸發。在未劣化之初期狀態，係幾乎不包含環量體。
因劣化，亦產生低分子量的直鏈化合物。但是在未劣化的初期狀態，亦含有低分子量的直鏈化合物。因而，即
使在初期狀態，某程度的低分子量的直鏈化合物亦蒸發。
前述專利文獻3，係將矽膠液以一定量抽出，將此以一定溫度梯度加熱，使低分子量的化合物蒸發，由重量減少了10%以及20%時的加熱溫度而求出劣化的指數，但因為於矽膠液係即使在初期狀態亦含有低分子量的直鏈化合物，所以有藉由重量的減少量(也就是蒸發量)係對劣化的判定欠缺正確度的問題。
另外，重量減少20%的溫度亦從350度℃變為370度℃，在如此高的溫度，係可預知：因為正常的矽膠液熱分解而變化為低分子化合物，所以對熱劣化的判定帶來不良影響。
本發明者等，在實驗上確認：在矽膠液中產生的低分子量的環聚物係作為熱劣化的指標而可使用之情事，而達到產生本發明。
也就是，以將矽膠液中的環聚物進行定量分析，而可正確地把握熱劣化的狀態。
藉由矽膠液的熱劣化而產生的低分子量、低沸點的分解物之主成分，係具有與矽膠液相同的基本化學構造之環狀的化合物。因此，在矽膠液中將為矽膠液的分解物之環狀化合物選擇性地分析、定量為困難。
本發明的目的，係在提供：可將作為矽膠液浸電性機器之絕緣．冷卻媒體而使用的矽膠液之熱劣化，正確而且簡便地診斷之電性機器用矽膠液的劣化診斷裝置及電性機器用矽膠液的劣化診斷方法。
本發明之電性機器用的矽膠液的劣化診斷裝置，係具備：電性機器、和將此電性裝置收容於內部的槽、和貯藏於前述槽內而絕緣．冷卻前述電性裝置之矽膠液、和將前述槽內的矽膠液的一部分採取至該槽的外部之採取配管、和加熱以前述採取配管而採取的矽膠液而使含有於矽膠液中的環狀化合物蒸發氣化之氣體成分採取容器、和將在前述氣體成分採取容器已蒸發氣化之環狀化合物進行定量分析之氣體分析裝置、和根據在前述氣體分析裝置進行分析的環狀化合物的分析值而判斷矽膠液的劣化狀況之判定裝置、和顯示在前述氣體分析裝置已進行分析的環狀化合物的分析值、以及/又或是在前述判定裝置已判斷的矽膠液的劣化狀況之顯示裝置，而作為其特徵。
另外，本發明的電性機器用的矽膠液之劣化診斷方法，係被收容於槽的內部，藉由貯藏於該槽內的矽膠液而被絕緣而冷卻之電性機器用的矽膠液之劣化診斷方法，以：將前述槽內的矽膠液之一部分通過採取配管而採取至該槽的外部，將此已採取之矽膠液供給於氣體成分採取容器，加熱該氣體成分採取容器而使被含有於矽膠液中的環狀化合物蒸發氣化，將此已蒸發氣化的環狀化合物供給於氣體分析裝置而以該氣體分析裝置進行定量分析，根據以該氣體分析裝置已分析的環狀化合物之分析值而以判定裝置判斷矽膠液的劣化狀況，將以此氣體分析裝置已分析的環狀
化合物之分析值以及/又或是以判定裝置已判斷之矽膠液的劣化狀況，顯示於顯示裝置，作為其特徵。
如藉由本發明，則因為將由作為矽膠液浸電性機器的絕緣.冷卻媒體而使用的矽膠液之熱劣化而產生的低分子量、低沸點的環狀化合物，在現場(on－site)可效率佳而且簡便地測定，所以可實現：可正確而且簡便地診斷作為矽膠液浸電性機器的絕緣．冷卻媒體而使用的矽膠液的熱劣化之，電性機器用矽膠液之劣化診斷裝置以及電性機器用矽膠液之劣化診斷方法。
接著關於本發明的實施例的矽膠液浸電性機器之矽膠液的劣化診斷裝置及矽膠液的劣化診斷方法，使用圖面而說明。
作為本發明的實施例的矽膠液浸電性機器之一例，說明矽膠液浸變壓器之構成。
第1圖係表示為本發明的一實施例的矽膠液浸變壓器之劣化診斷裝置的構成之物，在此矽膠液浸變壓器，係各具備槽1、與配置於槽1的內部的鐵心2、與被安裝於鐵心2的內側捲線3與外側捲線4、與絕緣筒5。
於槽1的內部，係收容：用以絕緣．冷卻這些鐵心2與內側捲線3及外側捲線4之絕緣．冷卻媒體的矽膠液6、和存在於此矽膠液6的上方之氮氣氣體7。
於槽1的外部，係設置用以冷卻被收容於槽1的內部的絕緣．冷卻媒體之矽膠液6的冷卻器8，此槽1與冷卻器8係通過個別配設於該上部與下部的冷卻配管9a、9b而連接。
被收容於槽1的內部的絕緣．冷卻媒體之矽膠液6，為有機矽化合物的聚合物，為具有下述的(1)式、或(2)式所示之化學構造式的直鏈狀的化合物。亦有被稱為矽油的情況，但基本上兩者為相同之物。這些係單獨使用、混合使用亦佳，但使用表示於(1)式之二甲基矽膠液為理想。
被收容於槽1的內部的絕緣．冷卻媒體之矽膠液6係通過上部的冷卻配管9a而從槽1的內部朝向冷卻器8的內部以箭頭所示的方式流動，在冷卻器8被冷卻之後，通過下
部的冷卻配管9b而從冷卻器8再度送入槽1的內部，將具備於槽1的內部之鐵心2、內側捲線3、外側捲線4冷卻，以奪走從鐵心2、內側捲線3、外側捲線4產生的焦耳熱的方式發揮機能。
鐵心2係於藉由個別被安裝於上部和下部的固定零件10a、10b而夾緊保持。
於內側捲線3和外側捲線4的上部係個別設置絕緣物11、12，於內側捲線3和外側捲線4的下部亦個別設置絕緣物13、14。另外，於鐵心2的中心側係形成冷卻鐵心2的冷卻用之液導入部15。
本實施例的矽膠液浸變壓器，係為了將藉由絕緣.冷卻媒體的矽膠液6之熱劣化而產生的低分子量、低沸點的環狀化合物，藉由加熱矽膠液6而使矽膠液6的液面上之氣相部分蒸發、氣化而作為氣體成分而進行分析，所以設置由以下的構成所形成之分解物分析裝置。
也就是，具備：配設於槽1的下部而採取槽1的內部之矽膠液6的配管16、和連接此配管16而設置，使已採取的矽膠液6加熱蒸發而用以採取氣體成分之氣體成分採取容器17、和連接於氣體成分採取容器17而設置，將使矽膠液6加熱蒸發而已採取之氣體成分從氣體成分採取容器17導出之氣體配管18、和連接此氣體配管18而設置，分析從被導出的矽膠液6採取的氣體成分之氣體分析裝置19、和根據以此氣體分析裝置19分析之氣體成分與劣化的基準值的比較，而判斷矽膠液的劣化狀況之判定裝置30、和顯示：
以氣體分析裝置19分析之氣體成分、或是以判定裝置30判定之矽膠液的劣化狀況之顯示裝置32，而構成電性機器用矽膠液之劣化診斷裝置。
另外，為了使已採取的矽膠液6中的環狀化合物蒸發、氣化，所以於氣體成分採取容器17的外側係設置加熱矽膠液6的加熱器20。在此氣體成分採取容器17，係藉由加熱器20而加熱內部的矽膠液6，使藉由熱劣化而產生的低分子量、低沸點的環狀化合物蒸發、氣化之加熱溫度，係設定為約100℃~220℃、理想為約150℃~200℃。
於第2圖表示矽膠液的加熱溫度與環聚物的離子強度的關係之特性圖。第2圖係為了作為劣化的指標而分析環聚物，而研究：在已提高矽膠液的溫度的情況之3聚物、4聚物、5聚物的各成分之蒸發．氣化舉動的結果。
觀察係藉由產生氣體分析法(EGA－MS：Evolved Gas Analysis－Mass Spectrometry)而進行。
為了提高測定感度，試料係不使用矽膠液的熱劣化品，而使用於矽膠液添加了二甲基矽的3聚物(D3)、4聚物(D4)、5聚物(D5)之物。將試料放入槽之後在以He氛圍使其安定，以昇溫速度10℃/min從50℃開始昇溫加熱試料，至300℃將連續產生的氣體導入質量分析裝置(mass spectrometer)。
作為對應於環聚物D3、D4、D5之特徵離子，選擇M/Z值，也就是離子的質量(M)與電荷數(Z)的比為207、281、355之物，測定各離子強度、和該全離子流(Total
Ion Current)。至50~300℃於He氛圍下加熱矽膠液，於圖2中，顯示將M/Z值207以一點虛線表示，將M/Z值281以實線表示，將M/Z值355以虛線表示之結果。
關於任一之環聚物，都在80~90C左右開始蒸發.氣化，在220℃左右放出全部的環量體。因而，加熱溫度係可作為100℃~220℃左右。
另外，藉由加熱至150℃~220℃而可短縮觀察時間，可效率佳地進行測定。而且，若是設為比230~250℃更高溫，則再次檢測環聚物。此係可預知：藉由作為高溫，而開始矽膠液的分解、和分解生成物的蒸發．氣化。
在表示於第1圖之矽膠液浸變壓器之氣體成分採取容器17，係藉由以加熱器20而加熱已收容於氣體成分採取容器17的內部之特定量的矽膠液6，使因矽膠液6的熱劣化而產生的低分子量、低沸點的環狀化合物，蒸發、氣化為氣體成分採取容器17的內部之矽膠液面上的氣相部分而使氣體成分形成。
作為採取特定量的矽膠液的手段，係例如可舉出：將閥(21a)打開一定時間而採取大略一定量的矽膠液，預先設置測定已採取的矽膠液的重量之手段。
藉由加熱而蒸發、氣化為氣體成分採取容器17的內部的氣相部分之因矽膠液6的熱劣化而產生的低分子量化合物的氣體成分，係通過氣體配管18而被送至氣體分析裝置19，藉由此氣體分析裝置19而僅分析、定量因熱劣化而產生的低分子量、低沸點之環狀化合物的量。也就是，並非
測定因加熱而蒸發之氣體成分全部的量，而僅計測從已蒸發的氣體成分中之環聚物(3聚物、4聚物、5聚物)的總量。
作為從氣體成分採取容器17，取出環狀化合物至氣體分析裝置19的手段，係例如可舉出：流過氮、氦、氬等的惰性氣體。
另外，以於氣體成分採取容器17的內部設置作到可以加熱器加熱之吸附劑，使已蒸發、氣化為氣相部分的環狀化合物之氣體成分暫時吸附之後，加熱吸附劑而將已氣化的環狀化合物的氣體成分，藉由惰性氣體而導入氣體分析裝置19，亦可有效率地取出環狀化合物。
另外，事先將3聚物、4聚物、5聚物的量、和矽膠液的引火點等的劣化狀態的特性附上關連，而可根據藉由氣體分析裝置19而得到的結果之劣化診斷。
例如：在藉由氣體分析結果而得到的分析值、或被算出的環狀化合物之環聚物的量成為特定值以上的情況，矽膠液係判定為劣化。
在本實施例的電性機器用的矽膠液之劣化診斷裝置，係設置：如第1圖所示的判定裝置30、與基準值設定器33、與顯示裝置32、與資料庫31。
然後，矽膠液的劣化診斷，係藉由氣體分析裝置19而將已定量分析之從矽膠液使其蒸發氣化的環狀化合物的氣體成分之測定值，輸入至判定裝置30，在此判定裝置30根據以氣體分析裝置19已分析之環狀化合物的氣體成分的測
定值(分析值、或被算出的環狀化合物的環聚物的量)，進行與：從基準值設定器33輸入之成為環狀化合物的劣化的判斷基準之環聚物的基準值的比較，在環狀化合物的測定值係超過了環聚物的基準值的情況，判斷為矽膠液係已劣化之物。
藉由此判定裝置30的矽膠液的劣化判斷狀況，係可從此判定裝置30輸出而在顯示裝置32使其顯示。
另外，亦可將輸入於判定裝置30之以氣體分析裝置19已分析的環狀化合物的氣體成分的測定值(分析值、或被算出的環狀化合物的環聚物的量)，經由該判定裝置30而使其顯示於顯示裝置32，在此情況，係可將以氣體分析裝置19分析的環狀化合物的氣體成分的測定值之分析值或從氣體分析結果算出的環聚物的量，以判定裝置30監視。
另外，矽膠液的劣化，係因為因應於電性機器的運轉年數而進行，所以為了正確地把握此劣化的進行狀況，使以氣體分析裝置19分析的環狀化合物的氣體成分的測定值，經由該判定裝置30而於資料庫31與運轉期間的經過資料一起輸入而使其先記錄。若如此進行，則如從資料庫31將記憶的過去的資料叫出至前述判定裝置30而使其顯示於顯示裝置32，則成為可正確地把握因電性機器的運轉年數經過之矽膠液的劣化狀況的變遷。
在此，關於判斷矽膠液的劣化狀況之矽膠液的性質狀態，使用第6圖而說明。第6圖係表示被使用於矽膠液浸變壓器之矽膠液的熱劣化促進試驗的結果之特性圖，個別表
示：橫軸為藉由矽膠液的加熱老化試驗(250℃×100小時)的老化時間、左側的縱軸係矽膠液的引火點、右側的縱軸係被包含於矽膠液的環聚物的量。
如由第6圖明暸地，表示於矽膠液的引火點的特性曲線，係在矽膠液為新品的情況係300℃以上，但在矽膠液的劣化進展的老化時間經過的同時，引火點下降。
另外，表示被包含於矽膠液的環聚物(3聚物D3、4聚物D4、5聚物D5)的量之特性曲線，係在矽膠液為新品的情況為少量，但在矽膠液的劣化進展的老化時間經過的同時急增。
然後，矽膠液的引火點，係若下降得比200℃低，則因為有於電性機器引火的可能性，所以，若是將在此引火點200℃的環量體的量，例如將3000，設定為劣化判斷的基準值而定量分析矽膠液並測定環聚物的量，則成為可正確，而且簡便地判斷矽膠液的劣化狀況。
然後在判定為矽膠液為劣化的狀況時，係停止電性機器的運轉、或在日常的檢查項目確認有無電性機器的異常、採取矽膠液而更詳細地分析狀態。
將藉由上述判定裝置30而診斷矽膠液的劣化狀況之矽膠液的狀態，以顯示裝置32顯示之監視器畫面的模式圖，表示於第3圖。在第3圖係顯示：對於電性機器的運轉時間而將以氣體分析裝置19測定之使矽膠液蒸發的氣體成分的環聚物的量，以△表示而畫線之物、和為了判定矽膠液的劣化而事先適宜設定之環聚物量的基準值的值3000(虛線)
。
第3圖係模擬在熱劣化促進試驗以高負荷運轉的變壓器A、與以比較低負荷而運轉的變壓器B之物，橫軸為將老化時間換算為實際運轉年數而顯示。
在求取此特性時，所謂高負荷係將加熱溫度設定為270度C、所謂低負荷係將加熱溫度設定為220度C，而測定在個別的時間軸之環聚物的量。
將至相當於現在運轉年數10年的點為止之測定值，以圓形符號和三角符號畫在圖上。一點虛線，係平滑地連結變壓器A的測定值之假想線，同樣地，實線為變壓器B者。
這些假想線的延長與設定值交叉之點係成為個別的變壓器的矽膠液的使用界限。關於變壓器B，係可推定為如以L所示般地，有約7年的剩餘壽命。
在實際的變壓器，因為如繼續進行環聚物的測定而先保存該資料，則可求出如第3圖般的特性，所以成為可從連結複數的實測資料的各實測值之假想線來預測矽膠液的交換時期。
然後，按照顯示於顯示裝置32的監視器畫面之矽膠液的劣化程度，在定期檢查時等，停止電性機器時，以交換矽膠液的一部分或全部而成為可將電性機器之變壓器的故障防患於未然。
另外，在診斷矽膠液的劣化時，藉由一般周知矽膠液的劣化的手段，例如：將以判定裝置30判定之矽膠液的劣
化判斷顯示於顯示裝置32的監視器畫面，而可容易地進行管理。
例如：在矽膠液的環聚物量係超過了事先設定的特定值的情況，判斷為矽膠液已劣化而使其顯示於顯示裝置32的監視圖畫面。
電性機器的矽膠液的劣化確認頻率為一週一次、一月一次等。因而可使前述判定裝置30定期運轉而在每個特定時間進行劣化的判定。
另外，於前述判定裝置30，係以設置：將氣體成分採取容器17及氣體分析裝置19的運轉操作、進行矽膠液的供給之幫浦或閥21a的操作、及加熱矽膠液的加熱器20的操作，加以各別控制之控制裝置般地構成，藉由來自判定裝置30的操作指令而使未圖示的幫浦以特定的周期作動而將槽1內的矽膠液6採取至氣體成分採取容器17的同時，讓此氣體成分採取容器17的加熱器20入熱而開始矽膠液6的加熱，而且使氣體分析裝置19作動。
首先，藉由來自判定裝置30的操作指令而開放閥21a，從與槽1連接的採取配管16a採取槽1內的矽膠液6，在關閉閥21a之後作動加熱器20，加熱被採取至氣體成分採取容器17的矽膠液6而使被含有於矽膠液中的環狀化合物蒸發氣化，將此已蒸發氣化的環狀化合物在氣體分析裝置19進行定量分析。一
然後，使在氣體分析裝置19分析的環狀化合物的分析值或根據此環狀化合物的分析值而以判定裝置30判斷的矽
膠液的劣化狀況顯示於顯示裝置32。
以氣體分析裝置19分析環聚物量之後，藉由來自判定裝置30的指令而將設置於氣體成分採取容器17的加熱器20加以停止，淨化殘留於分析裝置等的成分。矽膠液6係因為分解物成為少之物，所以不排出至系外，而回到槽1內亦佳。另外，被測定的矽膠液6的量係因為少量(例如：50m1)，所以廢棄亦可。
另外，藉由一台的氣體分析裝置、判定裝置，而亦可監視複數台的變壓器等的電性機器。
按照上述而矽膠液6的劣化的確認頻率，係因為為一周一次或一月一次等，所以對於一台的分析裝置，作為具有數台的電性機器、和具有配管的切換裝置、電性機器用的矽膠液的劣化診斷系統亦佳。
藉由複數台的電性機器，可採取個別的矽膠液6，把握各電性機器的矽膠液的劣化狀態。
使用於一次的判定之矽膠液6的採取，係若矽膠液多則可得到的氣體的定量為容易、若少則矽膠液的加熱成為容易。
矽膠液6的採取係作為1~50ml為理想，在1~5ml左右亦可充分的測定。殘留在劣化判定後之氣體成分採取容器17的矽膠液6，係因為不具有下降引火點之低分子量的化合物，所以可回到槽1而再利用。
此時，設置將矽膠液6回流到槽1的回流配管、和於該配管中使矽膠液6環流的幫浦為理想。
幫浦係可藉由上述的判定裝置30而控制。而且，在判定了劣化之後的矽膠液6，係廢棄，並按照必要而補充之構成亦佳。
如藉由上述的構成之注入矽膠液變壓器，則因為將：藉由在變壓器的運轉中被收容於槽1的內部的絕緣.冷卻媒體的矽膠液6之熱劣化而生成而溶解於矽膠液6中的環狀化合物，藉由加熱矽膠液6而使之蒸發．氣化為矽膠液6的液面上的氣相部分而作為氣體而進行分析般地進行，所以藉由矽膠液6的熱劣化而產生的環狀化合物係因為在現場可效率佳、簡便地定量，所以可容易地謀求矽膠液浸變壓器之預防保全。
被使用於矽膠液浸變壓器之絕緣．冷卻媒體的矽膠液6，係因為：在槽1與冷卻器8之間，經由連接於兩者的冷卻配管9a、9b而循環，將在冷卻器8冷卻的矽膠液6，供給於設置於槽1的內部的鐵心2、內側捲線3和外側捲線4的捲線等而冷卻這些機器之物，所以矽膠液6的黏度低比較理想，特別是在25C的動黏度係數為55mm2
/s以下者為理想。
一般而言，矽膠液6的引火點係相依於該分子量，另外，分子量越小、矽膠液6的黏度變得越低。因而，可預知：黏度越低則矽膠液6的引火點係越變低，因該熱分解之低分子量、低沸點的分解物的生成物係變得越多。
另外，在謀求：變壓器的防火性的提高、或是將運轉溫度變高之機器的緊緻化等之下，矽膠液6係難燃性者為
理想，特別是引火點超過250℃者為理想。
因而，作為被使用於矽膠液浸變壓器之絕縁．冷卻媒體的矽膠液6，而引火點為超過250℃，而且，在25℃的動黏度係數為55mm2
/s以下的矽膠液6為有效。
而且，於本實施例的矽膠液6，係作到加入在鑛油浸變壓器被使用的帶電防止劑等的添加劑亦佳。
如藉由本實施例，則因為將由作為矽膠液浸電性機器的絕緣.冷卻媒體而使用的矽膠液之熱劣化而產生的低分子量、低沸點的環狀化合物，在現場(on－site)可效率佳而且簡便地測定，所以可實現：可正確而且簡便地診斷作為矽膠液浸電性機器的絕緣．冷卻媒體而使用的矽膠液的熱劣化之，電性機器用矽膠液之劣化診斷裝置以及電性機器用矽膠液之劣化診斷方法。
接著使用第4圖而說明本發明的其他實施例的矽膠液浸變壓器用之矽膠液的劣化診斷裝置的構成。在表示於第4圖的本實施例之矽膠液浸變壓器之變壓器，係成為：氣體成分採取容器17為經由與設置於冷卻器8的下部的冷卻配管9b連通之配管16a而配設的構成。
因為使採取此矽膠液6的配管16a，以不直接連通於槽1而連通於冷卻配管9b的方式設置，所以可簡便地進行配管16a的配設。
表示於第4圖之本實施例的矽膠液浸變壓器用的矽膠
液之劣化診斷裝置的構成，係因為與表示於第1圖之先前的實施例1的矽膠液浸變壓器用的矽膠液之劣化診斷裝置基本上的構成為相同，所以省略於兩者共通的構成之說明。
另外，將在第4圖之因本實施例的矽膠液浸變壓器，在運轉中因絕緣．冷卻媒體的矽膠液6之熱劣化而產生的低分子量、低沸點的環狀化合物，在現場進行分析．定量的作法，亦與表示於第1圖之先前的實施例1相同，所以省略在此的說明。
藉由上述之本實施例的矽膠液浸變壓器用的矽膠液之劣化診斷裝置，亦與記載於第1圖之先前的實施例同樣地，因為將由作為矽膠液浸電性機器的絕緣.冷卻媒體而使用的矽膠液之熱劣化而產生的低分子量、低沸點的環狀化合物，在現場(on－site)可效率佳而簡便地測定，所以可實現：可正確而且簡便地診斷作為矽膠液浸電性機器的絕緣．冷卻媒體而使用的矽膠液的熱劣化之，電性機器用矽膠液之劣化診斷裝置以及電性機器用矽膠液之劣化診斷方法。
於第5圖係表示為本發明的更其他實施例的電性機器用的矽膠液之劣化診斷裝置。在本例係使矽膠液6循環於分析裝置內的例子。在本實施例，係將矽膠液6的採取口作為槽本體1、將矽膠液6的放出口作為冷卻器8的配管9b
。用以矽膠液6的循環之幫浦28係設置於配管16a。
開放設置於配管16a的閥21a、設置於配管16b的閥21b，而在連通至氣體成分採取容器17的配管使矽膠液6循環，並在此氣體成分採取容器17的內部的矽膠液，替換了於測定時使用之已採取的特定量的矽膠液6之時間點，關閉閥21a、21b，使氣體成分採取容器17內的特定量的矽膠液6，在設置於氣體成分採取容器17的加熱器20加熱蒸發而採取氣體成分。
接著，將在氣體成分採取容器17已採取的氣體成分，以氣體分析裝置19分析而測定氣體成分中的環聚物量。然後，根據在此氣體分析裝置19分析之氣體成分的測定值(分析值、或算出的環狀化合物的環聚物的量)，進行與從基準值設定器33輸入之成為環狀化合物的劣化的判斷基準之環聚物的基準值的比較，在環狀化合物的測定值係超過了環聚物的基準值的情況，判斷為矽膠液已劣化。
藉由此判定裝置30所致的矽膠液的劣化判斷狀況，係從此判定裝置30輸出而在顯示裝置32顯示。
另外，如能作到將輸入於判定裝置30之以氣體分析裝置19已分析的環狀化合物的氣體成分的測定值(分析值、或被算出的環狀化合物的環聚物的量)，經由該判定裝置30而於顯示裝置32使其顯示，則在此情況，係可將以氣體分析裝置19分析的環狀化合物的氣體成分的測定值之分析值或從氣體分析結果算出的環聚物的量，以判定裝置30監視。
測定後的矽膠液6，係因為僅環聚物減少，所以可開放閥21a、21b而回到槽1。
另外，即使從冷卻配管9b採取矽膠液6也沒有關係，但為了減輕分析時的加熱，所以從冷卻配管9a、或是從槽1本體的上部採取者為有效率。
另外，冷卻配管9a、9b係為了矽膠液6的流速快，所以藉由將矽膠液6的放出口作為配管而產生循環，可省略幫浦的一部分而為理想。
而且，在本實施例，係附有告知矽膠液的劣化診斷裝置的診斷結果之機能。因為不僅顯示以氣體分析裝置19所分析的環狀化合物的氣體成分之測定值(環狀化合物的環聚物的量)，而且在根據環狀化合物的氣體成分的測定值並藉由在判定裝置30的比較運算而超過成為劣化的判斷基準之環聚物的基準值的情況，判斷為矽膠液已劣化，而將此矽膠液的劣化判斷結果顯示於顯示裝置32，所以可將為在氣體分析裝置19已分析的環狀化合物的氣體成分的測定值之分析值、或矽膠液的劣化診斷裝置的診斷結果，以此判定裝置30監視。
管理者，係可藉由本實施例而確認矽膠液6的劣化狀態，進行機器的管理。例如具備：在環聚物的放出量係超過了事先設定的特定值的情況，判斷為矽膠液6已劣化而發出警報的警報裝置等亦佳。
例如：作為輸入至基準值設定器33的基準值，係藉由已劣化的矽膠液而得到的測定值、或如先研究電性傳導性
或著火溫度等的特性而設定亦佳。
而且，閥或警報裝置係可採用適宜周知之物，但在電源停止時開放閥、警報成為ON者為理想。
如藉由本實施例，則因為將由作為矽膠液浸電性機器的絕緣．冷卻媒體而使用的矽膠液之熱劣化而產生的低分子量、低沸點的環狀化合物，在現場(on－site)可效率佳而且簡便地測定，所以可實現：可正確而且簡便地診斷作為矽膠液浸電性機器的絕緣．冷卻媒體而使用的矽膠液的熱劣化之，電性機器用矽膠液之劣化診斷裝置以及電性機器用矽膠液之劣化診斷方法。
接著，說明關於在：具備了表示於第1圖、第4圖、第5圖的矽膠液的劣化診斷裝置之矽膠液浸電性機器的劣化診斷之運轉形式的一例。由矽膠液的劣化診斷裝置所致的診斷，係可以一週一次或一月一次等的設定之頻率、或是恆常反覆進行。
以下，說明使用了每週期進行之矽膠液的劣化診斷裝置的診斷例。矽膠液的劣化診斷裝置的運轉，係主要是可分為測定準備、測定、清掃、恒常狀態的4階段。
而且，於上述的表1的各階段必要的時間，係藉由配管的構成、矽膠液的檢查頻率、或矽膠液的使用期間等而可適宜調整。另外，在每次一定時間經過而進行測定的情況，亦可藉由將複數台的電性機器與一台的分析裝置，以配管連接，切換配管的流路而進行各電性機器的監視。
在矽膠液6的測定準備階段，係藉由來自判定裝置30的操作指令而開放幫浦、閥，使與槽1連接的採取配管、或採取矽膠液6的氣體成分採取容器17中的矽膠液6循環。
在矽膠液6的測定階段，係藉由來自判定裝置30的操作指令而關閉幫浦、閥，作動加熱器20，而加熱於氣體成分採取容器17已採取一定量之矽膠液6，而將已蒸發的環狀化合物的氣體成分，以氣體分析裝置19進行分析，根據已分析的環狀化合物的氣體成分的測定值而以判定裝置30判斷矽膠液的劣化狀況。
在清掃階段，係藉由來自判定裝置30的操作指令而停
止加熱器20，淨化、除去殘留於分析裝置等的成分、或矽膠液。在進行了矽膠液的劣化診斷之後的矽膠液係因為環聚物等被除去，分解物成為少之物，所以不排出至系外，而回到槽1內亦佳。另外，被測定的矽膠液6的量係因為少量(例如：1~50ml左右)，所以廢棄亦可。
根據於矽膠液的測定時已檢測的矽膠液的資訊，進行：藉由來自判定裝置30的操作指令而對管理者告知矽膠液6的劣化的手段、或停止矽膠液浸電性機器之運轉的手段之控制，成為可有效率地防止機器的異常而謀求預防保全。
如適用對於上述之本實施例的矽膠液浸電性機器的矽膠液之劣化診斷裝置的運轉模式，則因為將由作為矽膠液浸電性機器的絕緣．冷卻媒體而使用的矽膠液之熱劣化而產生的低分子量、低沸點的環狀化合物，在現場(on－site)可效率佳而簡便地測定，所以可實現：可正確而且簡便地診斷作為矽膠液浸電性機器的絕緣．冷卻媒體而使用的矽膠液的熱劣化之，電性機器用矽膠液之劣化診斷裝置以及電性機器用矽膠液之劣化診斷方法。
1‧‧‧槽
2‧‧‧鐵心
3‧‧‧內側捲線
4‧‧‧外側捲線
5‧‧‧絕緣筒
6‧‧‧矽膠液
7‧‧‧氮氣氣體
8‧‧‧冷卻器
9a‧‧‧冷卻配管
9b‧‧‧冷卻配管
10a‧‧‧固定零件
10b‧‧‧固定零件
11‧‧‧絕緣物
12‧‧‧絕緣物
13‧‧‧絕緣物
14‧‧‧絕緣物
15‧‧‧冷卻用之液導入部
16‧‧‧配管
16a‧‧‧採取配管
16b‧‧‧配管
17‧‧‧氣體成分採取容器
18‧‧‧氣體配管
19‧‧‧氣體分析裝置
20‧‧‧加熱器
21a‧‧‧閥
21b‧‧‧閥
28‧‧‧幫浦
30‧‧‧判定裝置
31‧‧‧資料庫
32‧‧‧顯示裝置
33‧‧‧基準值設定器
第1圖係表示為本發明的一實施例的矽膠液浸變壓器之劣化診斷裝置的構成之模式圖。
第2圖為表示矽膠液的加熱溫度與環聚物的離子強度的關係之特性圖。
第3圖為設置於第1圖的實施例之劣化診斷裝置的監示器畫面的模式圖。
第4圖係表示為本發明的其他實施例的矽膠液浸變壓器之劣化診斷裝置的構成之模式圖。
第5圖係表示為本發明的更其他實施例，使矽膠液循環於分析裝置內的矽膠液浸變壓器之劣化診斷裝置的構成之模式圖。
第6圖為表示矽膠液的熱劣化之促進試驗結果的特性圖。
1‧‧‧槽
2‧‧‧鐵心
3‧‧‧內側捲線
4‧‧‧外側捲線
5‧‧‧絕緣筒
6‧‧‧絕緣冷卻媒體
7‧‧‧氮
8‧‧‧冷卻器
9a,9b‧‧‧冷卻配管
10a,10b‧‧‧固定零件
11,12,13,14‧‧‧絕緣物
15‧‧‧液導入部
16a‧‧‧配管
17‧‧‧氣體成分採取容器
18‧‧‧氣體配管
19‧‧‧氣體分析裝置
20‧‧‧加熱器
21a‧‧‧閥
30‧‧‧判定裝置
31‧‧‧資料庫
32‧‧‧顯示裝置
33‧‧‧基準值設定器
Claims (14)
- 一種裝入有矽膠液之電性機器，其特徵為具備：將電性裝置收容於內部的槽、和貯藏於前述槽內而絕緣冷卻前述電性裝置之矽膠液、和將前述矽膠液作採取之採取配管、和加熱以前述採取配管所採取的矽膠液而使含有於矽膠液中的環狀化合物蒸發氣化之氣體成分採取容器、和在前述氣體成分採取容器內而對於所採取之環狀化合物進行定量分析之氣體分析裝置，前述氣體成分採取容器，係具備有採取特定量之矽膠液之功能，並進而具備有將前述矽膠液加熱至100~220℃之功能，前述氣體分析裝置，係從在前述氣體成分採取容器中而蒸發氣化後的氣體成分之中來對於矽膠液所分解產生的3聚物、4聚物、5聚物進行定量分析。
- 如申請專利範圍第1項所記載的裝入有矽膠液之電性機器，其中，係具備有基於藉由前述氣體分析裝置所得到的資訊來判定矽膠液之劣化狀況的判定裝置。
- 如申請專利範圍第2項所記載的裝入有矽膠液之電性機器，其中，係具備有基於前述判定裝置之資訊而通知矽膠液之劣化的警報裝置。
- 如申請專利範圍第1項所記載的裝入有矽膠液之電性機器，其中，前述電性裝置係具備有鐵心和捲線。
- 如申請專利範圍第1項所記載的裝入有矽膠液之電性機器，其中，係具備有將殘留於前述氣體成分採取容器 的矽膠液回流至前述槽之回流配管、與使矽膠液在前述回流配管中環流之幫浦。
- 如申請專利範圍第5項所記載的裝入有矽膠液之電性機器，其中，係具備有使前述幫浦以特定之週期而動作或停止之控制裝置，前述控制裝置，係具備有在前述幫浦的停止時加熱前述氣體成分採取容器並且藉由前述氣體分析裝置而對氣體進行分析之功能。
- 如申請專利範圍第1項所記載的裝入有矽膠液之電性機器，其中，係具備有冷卻前述槽內的矽膠液之冷卻器、和配設於前述槽與冷卻器之間而使矽膠液循環之冷卻配管，且具備有與前述冷卻配管相連通之矽膠液的採取配管。
- 如申請專利範圍第1項所記載的裝入有矽膠液之電性機器，其中，前述矽膠液係引火點(flash point)為250℃以上，而且，在25℃的動黏度係數(coefficent of kinematic viscosity)為55mm2 /s以下。
- 一種裝入有矽膠液之變壓器，其特徵為具備：將鐵心和被裝著於前述鐵心處之捲線收容於內部的槽、和充滿於前述槽內並絕緣冷卻前述鐵心以及捲線之矽膠液、和將前述矽膠液作採取之採取配管、和加熱以前述採取配管所採取的矽膠液而使含有於矽膠液中的環狀化合物氣化之氣體成分採取容器、和在前述氣體成分採取容器內而對於所採取之環狀化合物進行定量分析之氣體分析裝置，前述氣體成分採取容器，係具備有採取特定量之矽膠 液之功能，並進而具備有將前述矽膠液加熱至100~220℃之功能，前述氣體分析裝置，係從在前述氣體成分採取容器中而蒸發氣化後的氣體成分之中來對於矽膠液所分解產生的3聚物、4聚物、5聚物進行定量分析。
- 如申請專利範圍第9項所記載的裝入有矽膠液之變壓器，其中，前述採取配管係與前述槽直接相連接地而被作配設。
- 如申請專利範圍第9項所記載的裝入有矽膠液之變壓器，其中，係具備有冷卻前述槽內的矽膠液之冷卻器、和配設於前述槽與冷卻器之間而使矽膠液循環之冷卻配管，和以與前述冷卻配管相連通的方式所配設之採取配管。
- 如申請專利範圍第9項所記載的裝入有矽膠液之變壓器，其中，前述矽膠液，其引火點(flash point)為250℃以上，而且，在25℃的動黏度係數(coefficent of kinematic viscosity)為55mm2 /s以下。
- 一種矽膠液中之環狀化合物之測定方法，該矽膠液，係被使用在具備有將電性裝置收容於內部的槽和絕緣冷卻前述電性裝置之矽膠液的電性裝置中，該矽膠液中之環狀化合物之測定方法，其特徵為：以使前述矽膠液之壓熱溫度成為100~220℃的方式，來加熱前述矽膠液並使前述環狀化合物氣化，從前述氣化後的氣體之中來對於矽膠液所分解產生的 3聚物、4聚物、5聚物進行定量分析。
- 一種裝入有矽膠液之電性機器的維修方法，該裝入有矽膠液之電性機器，係具備有將電性裝置收容於內部的槽、和絕緣冷卻前述電性裝置之矽膠液，該裝入有矽膠液之電性機器的維修方法，其特徵為：在前述裝入有矽膠液之電性機器的動作中，採取前述槽內之矽膠液，以使前述矽膠液之壓熱溫度成為100~220℃的方式，來加熱前述所採取的矽膠液並使在矽膠液中所包含之環狀化合物氣化，從前述氣化後的氣體之中來對於矽膠液所分解產生的3聚物、4聚物、5聚物進行定量分析。
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