JP2012243323A

JP2012243323A - 故障ガス警報システム

Info

Publication number: JP2012243323A
Application number: JP2012114096A
Authority: JP
Inventors: Roy Trudel Anik; アニク・ロイ・トュルーデル; Barbresque Mariana; マリアナ・バーブレスキュー; Tong Yong Ng; ヨン・エヌジー・トン
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2011-05-20
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2012-12-10
Also published as: US8836523B2; US20120293333A1; EP2525375A1

Abstract

【課題】油入真空型ＯＬＴＣデバイス内におけるガスの存在を監視を容易に行う。
【解決手段】故障ガス警報システムは、油入真空型オンロードタップ切換器（ＯＬＴＣ）内の油弁に流体接続されるように構成されたガスセンサであって、油弁内の油中のガスレベルを監視するためのガスセンサと、ガスセンサに電気接続された２レベル警報システムとを含み、２レベル警報システムは、油中のガスレベルが閾値を超えたことを示す表示を受け取ったことに応答して視覚警報を提供するように構成された視覚警報表示器を含む。
【選択図】図１

Description

本明細書において開示される主題は、オンロードタップ切換器（ＯＬＴＣ）に関する。詳細には、本明細書において開示される主題は、油入真空型ＯＬＴＣのための故障ガス警報システムに関する。

当分野で知られているように、オンロードタップ切換器（すなわちＯＬＴＣ）は、変圧器に電力が供給されている間に変圧器の巻線のタッピング接続を切り換えるために使用される。当分野には様々な形態のＯＬＴＣデバイスが存在するが、本発明の態様は、油入真空型ＯＬＴＣデバイスを対象とする。

米国特許出願公開第２０１０／００４０９３５号明細書

これらの油入真空型ＯＬＴＣデバイスでは、正常（または非警報）状態の間は真空中にはガスは存在しない。トレースレベルを超えるガス（例えば水素および／または一酸化炭素）が真空型ＯＬＴＣ内に現れたときは、一般に何らかの問題がある。油入真空型ＯＬＴＣデバイス内におけるガスの存在を監視するために使用される現在の手法は、精巧かつ高価な監視ハードウェアを必要とし、油入真空型ＯＬＴＣデバイスに特に合わせて調整されていない。

故障ガス警報システムが開示される。一実施形態では、故障ガス警報システムは、油入真空型オンロードタップ切換器（ＯＬＴＣ）内の油弁に流体接続されるように構成された、油弁内の油中のガスレベルを監視するためのガスセンサと、ガスセンサに電気接続された２レベル警報システムを含み、２レベル警報システムは、油中のガスレベルが閾値を超えたことを示す表示を受け取ったことに応答して視覚警報を提供するように構成された視覚警報表示器を含む。

本発明の第１の態様は、油入真空型オンロードタップ切換器（ＯＬＴＣ）内の油弁に流体接続されるように構成された、油弁内の油中のガスレベルを監視するためのガスセンサと、ガスセンサに電気接続された２レベル警報システムとを有する故障ガス警報システムを含み、２レベル警報システムは、油中のガスレベルが閾値を超えたことを示す表示を受け取ったことに応答して視覚警報を提供するように構成された視覚警報表示器を含む。

本発明の第２の態様は、油入真空型オンロードタップ切換器（ＯＬＴＣ）内の油弁に流体接続されるように構成された、油弁内の油中のガスレベルを監視するためのガスセンサと、ガスセンサに電気接続された２レベル警報システムとを有する故障ガス警報システムを含み、２レベル警報システムは、２つの異なる発光ダイオードを有する視覚警報表示器を含み、２つの異なる発光ダイオードの各々は、油中のガスレベルが閾値を超えたことを示す表示を受け取ったことに応答して異なる視覚警報を提供するように構成されている。

本発明の第３の態様は、油入真空型オンロードタップ切換器（ＯＬＴＣ）内の油導管に流体接続されるように構成されたガスセンサであって、油導管内の油中のガスレベルを監視するように構成されたガスセンサと、ガスセンサに電気接続された２レベル警報システムとを備えた故障ガス警報システムを含み、２レベル警報システムは、ガスセンサに動作可能に接続されたマイクロプロセッサ、マイクロプロセッサに動作可能に接続された発光ダイオードを有する視覚警報表示器、およびマイクロプロセッサに動作可能に接続された直接接触リレーを含み、マイクロプロセッサは、油中のガスレベルが閾値を超えたことを示す表示を受け取ったことに応答して直接接触リレーおよび視覚警報表示器をトリガする。

本発明のこれらおよび他の特徴は、本発明の様々な実施形態を示す添付の図面を参照して行う、本発明の様々な態様についての以下の詳細な説明からより容易に理解されよう。
本発明の実施形態による故障ガス警報システムおよびオンロードタップ切換器（ＯＬＴＣ）を示す概略環境を示す図である。

本発明の図面は、必ずしも原寸に比例していないことに留意されたい。これらの図面には、本発明の典型的な態様のみを示すことが意図されており、したがって本発明の範囲を制限するものと見なすべきでない。図において、同様の数字が振られている構成要素は、図面間で同様の構成要素を表す。

本明細書において開示される主題は、オンロードタップ切換器（ＯＬＴＣ）に関する。具体的には、本明細書において開示される主題は、油入真空型ＯＬＴＣのための故障ガス警報システムに関する。

当分野で知られているように、オンロードタップ切換器（すなわちＯＬＴＣ）は、変圧器に電力が供給されている間に変圧器の巻線のタッピング接続を切り換えるために使用される。当分野には様々な形態のＯＬＴＣデバイスがあるが、本発明の態様は、油入真空型ＯＬＴＣデバイスを対象とする。

従来の手法とは対照的に、本発明の態様は、特定のガス（例えば水素および一酸化炭素）に敏感なガスセンサを有するシステムを含み、ガスセンサは、油入真空型ＯＬＴＣデバイス内の油弁に流体接続されている。ガスセンサは、油中に存在するガスの量を監視するように構成することができる。このシステムは、２レベル警報システム（例えば「第１の」警報レベルおよび「第２の」警報レベルのための）をさらに含む。２レベル警報システムは、マイクロプロセッサ、リレー（例えば直接接触リレー）および警報表示器（例えば発光ダイオード）を含むことができる。１つまたは複数の警報レベルに到達したことを示す表示を受け取ると、マイクロプロセッサは、１つまたは複数のリレー、および着色発光ダイオード（ＬＥＤ）の形態であってもよい１つまたは複数の警報表示器をトリガすることができる。場合によっては、第１のカラーＬＥＤは黄色または赤黄色であってもよく、また、第２のカラーＬＥＤは、赤色、紫色または黒色であってもよい。

一実施形態では、本発明の態様は、油入真空型オンロードタップ切換器（ＯＬＴＣ）内の油弁に流体接続されるように構成されたガスセンサであって、油弁内の油中のガスレベルを監視するように構成されたガスセンサと、ガスセンサに電気接続された２レベル警報システムとを有する故障ガス警報システムを含み、２レベル警報システムは、油中のガスレベルが閾値を超えたことを示す表示を受け取ったことに応答して視覚警報を提供するように構成された視覚警報表示器を含む。

図１を参照すると、示されている概略環境は、本発明の実施形態による油入オンロードタップ交換器（ＯＬＴＣ）４と共に故障ガス警報システム２の吹出し図を含む。この吹出し図は、発散する破線を使用して示されている。当分野で知られているように、ＯＬＴＣ４は、ＯＬＴＣ油コンパートメント６、タップおよび切換えセレクタ、真空スイッチまたは断続器８、バイパススイッチ、駆動機構／カムスイッチアセンブリ、および他の従来の付属品を含むことができる。当分野でさらに知られているように、ＯＬＴＣ油コンパートメント６は、多相（例えば３相）セレクタを収納することができる。真空コンパートメント８についてのこれ以上の説明は、簡潔にするために本明細書においては省略する。いずれの場合においても、ＯＬＴＣ４は、ＯＬＴＣ油コンパートメント６のハウジング内の油に流体接続された弁１０を含むことができ、弁１０は、少なくとも部分的にＯＬＴＣ油コンパートメント６内の油の流れと接触している。弁１０は、ＯＬＴＣ油コンパートメント６のハウジング内に配置することができ、あるいは図１に示されているように外部に配置することができることを理解されたい。いずれの場合においても、弁１０は、ＯＬＴＣ油コンパートメント６のハウジング内の油と流体接続される。

図では、故障ガス警報システム２は、故障ガス警報システム２が弁１０の中の油にアクセスすることができるように、弁１０に流体接続することができる（例えば管、ホース、チャネル、等々などの導管１２を介して、あるいは一体形成または一体配置を介して）。故障ガス警報システム２は、油弁１０に流体接続されるように構成されたガスセンサ１４を含むことができる。ガスセンサ１４は、油弁１０内の油中のガスレベルを監視するように構成することができる。一実施形態では、ガスセンサ１４は、油弁１０内の油中における水素の存在を検出するように構成された水素検出センサ（例えば燃料電池センサ）を含むことができる。ガスセンサ（例えば水素検出センサ）１４は、開いた燃料電池回路を閉じることにより、所定のレベルで存在する水素と反応し、それにより信号が燃料電池を通過することができるように構成された従来の燃料電池センサであってもよい。他の実施形態では、ガスセンサ１４は、油弁１０内の油中における一酸化炭素の存在を検出するように構成された従来の一酸化炭素検知デバイスを含むことができる。他の実施形態では、ガスセンサ１４は、閾値量を超えた水素または一酸化炭素のうちのいずれか一方、または両方の量を検出するための組合せ水素／一酸化炭素検出デバイスを含むことができる。他の実施形態では、ガスセンサ１４内に含まれる１つまたは複数のセンサは、非燃料電池タイプのセンサであってもよい。例えば、ガスセンサ１４は、液体（例えば油）と接触している第１の膜（例えばポリマー膜）、および周囲の空気と接触している第２の膜を含むことができる。

故障ガス警報システム２は、さらに、ガスセンサ１４に電気接続された（例えば有線接続または無線接続を介して）２レベル警報システム１６を含むことができる。２レベル警報システム１６は、マイクロプロセッサ１７（例えば従来のマイクロプロセッサ）、警報表示器１８およびリレー２０を含むことができ、これらのうちの１つまたは複数をガスセンサ１４に動作可能に接続することができる（例えば有線接続または無線接続を介して）。リレー２０は、マイクロプロセッサ１７からコマンドを受け取ったことに応答して警報表示器１８をトリガするように構成された従来の直接接触リレーであってもよく、警報表示器１８は、油中のガスレベルが閾値を超えたことを示す表示を受け取る（ガスセンサ１４を介して）。より詳細には、所定の閾値量を超える量のガス（例えば水素または一酸化炭素）が油弁１０内の油中にあることをガスセンサ１４が検出すると、ガスセンサ１４は、マイクロプロセッサ１７に信号を送り、次にマイクロプロセッサ１７は、リレー２０および表示器１８をトリガする。場合によっては、使用者が警報（第２のレベル）のための閾値および／または警告（第１のレベル）のための閾値を設定することができる。場合によっては、警報レベルのための閾値は、約１００ｐｐｍ（ｐａｒｔｓｐｅｒｍｉｌｌｉｏｎ）と５０００ｐｐｍの間にすることができ、また、警告レベル（第１のレベル）は、警報レベルの百分率（例えば約４０パーセントないし約８０パーセント）に設定することができる。場合によっては、デフォルト警報レベルは、約５００ｐｐｍに設定することができる。

ガスセンサ１４が特定のガスレベル（例えば警告または警報）に対応する信号をマイクロプロセッサ１７に送ると、マイクロプロセッサ１７は、状態を変えるために対応するリレー２０および警報表示器１８をトリガし、それにより対応する警報表示器１８を点灯（または点滅）させて、警報事象が発生したことを知らせることができる。マイクロプロセッサ１７は、油中のガスレベルが閾値を超えたことをセンサの読値に基づいて処理すると、それに応答して警報表示器１８および１つまたは複数のリレー２０をトリガするように構成されている。いくつかの実施形態では、警報レベルに対する所定の閾値は約５００ｐｐｍに設定され、また、警告レベルに対する所定の閾値は約４００ｐｐｍに設定される。

いずれの場合においても、警報表示器１８は、リレー２０から中継された信号を受け取ったことに応答して少なくとも１つの警報を発信するように構成することができる。警報表示器１８は、視覚および／または可聴警報のうちの少なくとも１つを含むことができる。例えば警報表示器１８は、リレー２０から信号を受け取ったことに応答して可聴雑音を生成するように構成されたスピーカ、サイレンまたは他の音響デバイス（ＡＤ）２２を含むことができる。上で指摘したように、２レベル警報システム１６は、２つのレベルを有する警報を含むことができる。この場合、警報表示器１８は、第１の警報レベルおよび第２の警報レベルを含むことができる。いくつかの実施形態では、警報表示器１８は、第１の濃度のガスがガスセンサ１４によって検出されたことを示す予備警報または「注意」警報、およびより高い第２の濃度のガスがガスセンサ１４によって検出されたことを示す後続の警報または「厳重」警報を含むことができる。場合によっては、より厳重な第２の警報表示器は、観察者（例えば操作者２２）の注意をより引き付けるように構成されている。例えば第２の警報は、可聴警報の場合であれば、より大きく、および／またはより速いピッチの警報にすることができ、あるいは視覚警報（例えば光）の場合であれば、より明るい警報、または周波数がより高い警報にすることができる。いくつかの実施形態では、警報表示器は１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）２４を含み、これらのＬＥＤ２４は異なる色を有している（重大性が異なる警報を表示することができる）。場合によっては、第１の警報ＬＥＤ２４を黄色または赤黄色にすることができ、また、第２の警報ＬＥＤ２４を、赤色、黒色または紫色にすることができる。

いずれの場合においても、本発明の実施形態に従って開示される故障ガス警報システム２は、油弁１０中のガスレベルが所定の閾値を超えたことをオペレータ（例えば操作者２２）に知らせるように構成することができる。本発明の実施形態に従って開示される故障ガス警報システム２は、従来のシステムおよび手法と比較すると、油入真空型ＯＬＴＣデバイスにおける故障ガス検知のための、単純で、費用効果が高い解決法を提供することができる。すなわち、従来の手法と比較すると、故障ガス警報システム２内で最小限のハードウェアコンポーネントを実施することができ、その一方で、さらに、油入真空型ＯＬＴＣデバイスにおける効果的なガス警報機能を提供することができる。

本明細書において使用される専門用語は、単に特定の実施形態を説明するためのものにすぎず、本開示を制限することは意図されていない。本明細書では、単数形の形態「ａ」「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、別段文脈によって明確に示されていない限り、複数形を含むものとする。また、「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ（備える、含む）」および／または「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える、含む）」という用語は、本明細書において使用される場合、言及されている特徴、整数、ステップ、動作、エレメントおよび／またはコンポーネントの存在を明示しているが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、エレメント、コンポーネントおよび／またはそれらのグループの存在または追加を排除するものではないことは理解されよう。

本書は、最良の形態を含めて本発明を開示するために、また、当業者なら誰でも、任意のデバイスまたはシステムを作成および使用すること、および組み込まれている任意の方法を実施することを含めて本発明の実施を可能にするために、いくつかの例を使用している。本発明の特許性のある範囲は、特許請求の範囲によって定義されており、当業者に思い付く他の例を包含することができる。このような他の例は、特許請求の範囲の文言とは異ならない構造要素を有している場合、あるいは特許請求の範囲の文言とは実質的に異ならない等価な構造要素を含む場合、本特許請求の範囲に包含されるものとする。

２故障ガス警報システム
４油入オンロードタップ交換器（ＯＬＴＣ）
６ＯＬＴＣ油コンパートメント
８真空スイッチ
１０弁
１２導管
１４ガスセンサ
１６２レベル警報システム
１７マイクロプロセッサ
１８警報表示器
２０リレー
２２音響デバイス（ＡＤ）
２４発光ダイオード（ＬＥＤ）

Claims

油入真空型オンロードタップ切換器（ＯＬＴＣ）内の油弁に流体接続されるように構成された、前記油弁内の油中のガスレベルを監視するためのガスセンサと、
前記ガスセンサに電気接続された２レベル警報システムであって、前記油中のガスレベルが閾値を超えたことを示す表示を受け取ったことに応答して視覚警報を提供するように構成された視覚警報表示器を含む２レベル警報システムと
を備える故障ガス警報システム。
前記警報表示器が２つの異なる警報レベルを含む、請求項１記載の故障ガス警報システム。
前記警報表示器が第１の発光ダイオードを含む、請求項１記載の故障ガス警報システム。
前記警報表示器が第２の発光ダイオードを含む、請求項３記載の故障ガス警報システム。
前記第２の発光ダイオードが前記第１の発光ダイオードとは異なる色を有する、請求項４記載の故障ガス警報システム。
前記２レベル警報システムが、
前記ガスセンサに動作可能に接続されたマイクロプロセッサと、
前記マイクロプロセッサに動作可能に接続されたリレーとをさらに含み、
前記マイクロプロセッサが、前記油中のガスレベルが前記閾値を超えたことを示す表示を受け取ったことに応答して前記リレーおよび前記視覚警報表示器をトリガするように構成されている、請求項１記載の故障ガス警報システム。
前記ガスが水素を含む、請求項１記載の故障ガス警報システム。
前記ガスが一酸化炭素を含む、請求項１記載の故障ガス警報システム。
前記ガスセンサが燃料電池タイプのガスセンサである、請求項１記載の故障ガス警報システム。
油入真空型オンロードタップ切換器（ＯＬＴＣ）内の油弁に流体接続されるように構成された、前記油弁内の油中のガスレベルを監視するためのガスセンサと、
前記ガスセンサに電気接続された２レベル警報システムであって、２つの異なる発光ダイオードを有する視覚警報表示器を含み、前記２つの異なる発光ダイオードの各々が、前記油中のガスレベルが閾値を超えたことを示す表示を受け取ったことに応答して異なる視覚警報を提供するように構成されている、２レベル警報システムと
を備える故障ガス警報システム。
前記２つの異なる発光ダイオードが異なるカラー表示器を含む、請求項１０記載の故障ガス警報システム。
前記２レベル警報システムが、
前記ガスセンサに動作可能に接続されたマイクロプロセッサと、
前記マイクロプロセッサに動作可能に接続されたリレーとをさらに含み、
前記マイクロプロセッサが、前記油中のガスレベルが前記閾値を超えたことを示す表示を受け取ったことに応答して前記リレーおよび前記視覚警報表示器をトリガするように構成されている、請求項１０記載の故障ガス警報システム。
前記２レベル警報システムが可聴警報をさらに含む、請求項１０記載の故障ガス警報システム。
前記ガスが水素を含む、請求項１０記載の故障ガス警報システム。
前記ガスが一酸化炭素を含む、請求項１０記載の故障ガス警報システム。
前記ガスセンサが燃料電池タイプのガスセンサである、請求項１０記載の故障ガス警報システム。
油入真空型オンロードタップ切換器（ＯＬＴＣ）内の油導管に流体接続されるように構成された、前記油導管内の油中のガスレベルを監視するためのガスセンサと、
前記ガスセンサに電気接続された２レベル警報システムと
を備え、前記２レベル警報システムが、
前記ガスセンサに動作可能に接続されたマイクロプロセッサと、
前記マイクロプロセッサに動作可能に接続された発光ダイオードを有する視覚警報表示器と、
前記マイクロプロセッサに動作可能に接続された直接接触リレーとを含み、
前記マイクロプロセッサが、前記油中のガスレベルが閾値を超えたことを示す信号を受け取ったことに応答して前記直接接触リレーおよび前記視覚警報表示器をトリガする、故障ガス警報システム。
前記ガスセンサが燃料電池タイプのガスセンサである、請求項１７記載の故障ガス警報システム。
前記ガスが水素を含む、請求項１７記載の故障ガス警報システム。
前記ガスが一酸化炭素を含む、請求項１７記載の故障ガス警報システム。