JP6514598B2 - ガスリーク検知装置およびガスリーク検知方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガス絶縁開閉装置などの密閉容器に封入された絶縁性ガスの微少な漏れを検知するガス絶縁電気機器のガスリーク検知装置および検知方法（検査方法）に関する。

ガス絶縁開閉装置は、落雷などで異常電流が流れた場合、変電所の設備を保護するために、電流を瞬時に遮断する設備である。ガス絶縁開閉装置は複数のガス圧力容器が連結された構造となっており、ガス圧力容器内には遮断器や断路器が不活性ガスと共に収納されている。ガス圧力容器に封入する絶縁性ガスとしては不活性ガスが使用される。不活性ガスとしては、一般的に六フッ化イオウ（以下ＳＦ_６と略す）が使用されている。ＳＦ_６は、地球温暖化係数がＣＯ_２の２４,０００倍と高いため管理の対象となっており、ガス絶縁開閉装置を含むガス絶縁電気機器では、ガスリーク検知が必要とされている。

従来のガスリーク検知に係る技術として、特開２０１０−１９３６１６号公報（特許文献１）に記載がある。本文献には、ガス圧力が外部温度の変化を追うように遅れて変化することに着目し（段落００１３及び図３参照）、ガス圧力容器の外部に温度センサを設置し、任意の時刻に測定した温度値（外部温度）とその時刻から所定の遅延時間後に測定される圧力値（ガス圧力）とにより、所定温度に換算した換算圧力を求める方式が示されている（要約参照）。

また、従来のガスリーク検知に係る技術として、特開２０１１−１３０５８１号公報（特許文献２）に記載がある。本文献には、２４時間周期で定義される所定の時間帯で測定される圧力値と温度値との時系列的な推移からなる特性曲線の傾きから、密閉容器（ガス圧力容器）内外の不確定な温度差の影響を無くすことで、密閉容器内の換算圧力を高精度に求め、ガス漏れの早期検知を可能にするガス圧監視装置が記載されている（要約参照）。さらに本文献には、密閉容器の内部と外部の温度を測定し、この２つの温度差が小さな時間帯に測定される圧力値と温度値（密閉容器の内部温度又は外部温度のいずれか）との組み合わせから得られる特性曲線を用いることで、再現性の高い特性曲線の傾きが得られることが示されている（段落００２２参照）。

特開２０１０−１９３６１６号公報 特開２０１１−１３０５８１号公報

ガスリークの検出、すなわちガス量を経時的にモニタリングするために、ガス圧力を測定するのが一般的である。しかしながら、ガス圧力はガス温度によって大きく変動する。ガス温度が変動する原因として、上記特許文献１，２に記載されているような環境温度変化の影響のほか、ガス絶縁開閉装置への通電条件（通電電流値）が変わることにより、導体発熱量が変化することが挙げられる。このため、通電条件の変化によるガス温度の変動に起因するガス圧力の変動を補正して、基準温度（例えば２０℃）におけるガス圧力への換算を行う必要がある。

特許文献１で開示される方式では、ガス圧力容器の外部温度とガス圧力との関係を、遅延時間で関係づけ、ガス圧力を外部温度で補正している。しかしながら、通電条件の変化によるガス温度の変動については、配慮がない。また、外部温度とガス圧力を１対１で対応させるのは困難であり、外部温度を用いて補正したガス圧力には誤差が生じやすくなる。

特許文献２のガス圧監視装置では、換算圧力を求めることなく、特性曲線の傾きからガス圧力容器内に封入されたＳＦ_６ガスの増減を知ることができる。しかし、換算圧力を求めるために、通電条件の変化によるガス温度の変動を考慮することについては、配慮がない。また特許文献２のガス圧監視装置では、ガス圧力容器内部の温度測定が一箇所である。ガス圧力容器内部ではガス対流により温度分布が生じており、ガス温度が均一でない。ガス圧力を補正するには、平均化したガス温度が必要であるが、容器内部の温度測定が一箇所では、平均ガス温度を求めることができない。また、ガス絶縁開閉装置は複数のガス圧力容器から構成されるため、全てのガス圧力容器の内部に温度センサを設置し、内部温度を測定するのは、設置コストの観点から現実的でない。

本発明の目的は、ガス圧力容器内部のガス温度に大きな影響を及ぼす通電条件を考慮してガス圧力の温度補正を行い、ＳＦ_６などの絶縁性ガスのリークを高精度に検出可能にすることにある。

上記目的を達成するために、本発明のガスリーク検知装置は、
絶縁性ガスが封入されたガス圧力容器の内部に導体が配設されたガス絶縁電気機器に用いられ、前記絶縁性ガスのリークを検知するガスリーク検知装置であって、
前記ガス圧力容器の内部のガス圧力値を測定する圧力センサと、前記ガス圧力容器の内部のガス温度と相関を有する前記ガス圧力容器の外部温度を測定する温度センサと、を備え、
前記圧力センサで測定されるガス圧力値を、前記温度センサで測定される外部温度に基づいて基準温度のガス圧力値に補正すると共に、補正したガス圧力値に基づいて前記絶縁性ガスのリークを検知するガスリーク検知装置において、
前記導体を流れる電流値を取り込む電流データ取り込み部と、
学習期間において、前記電流値に対応する前記ガス圧力容器の内部のガス温度と前記ガス圧力容器の外部温度との相関をデータベース化する学習部と、
診断期間において計測した電流値と前記ガス圧力容器の外部温度とに対応するガス温度を前記学習部から抽出し、前記ガス温度を用いて前記外部温度に対応するガス圧力値を基準温度のガス圧力値に補正し、補正した前記ガス圧力値に基づいて前記絶縁性ガスのリークを検知する診断部と、を備え、
前記学習部は、前記学習期間において、
前記導体に電流を流していない無負荷時においては、前記圧力センサで測定されるガス圧力値と前記ガス圧力容器の外部温度とを収集し、前記ガス圧力値と前記外部温度とを用いて前記絶縁性ガスのモル容積を算出し、前記導体に電流を流す通電時においては、前記通電時に前記圧力センサで測定されるガス圧力値と前記モル容積とを用いてガス温度を算出することにより、ガス温度と前記ガス圧力容器の外部温度との相関をデータベース化する。

また上記目的を達成するために、本発明のガスリーク検知方法は、
絶縁性ガスが封入されたガス圧力容器の内部に導体が配設されたガス絶縁電気機器に用いられ、前記ガス圧力容器の内部のガス圧力値を測定することにより、前記ガス圧力容器からのガスリークを検知するガスリーク検知方法において、
前記導体を流れる電流値に対応する前記ガス圧力容器の内部のガス温度と前記ガス圧力容器の外部温度との相関をデータベース化する学習期間と、
計測した電流値と前記ガス圧力容器の外部温度とに対応するガス温度を前記データベースから抽出し、前記ガス温度を用いて前記外部温度に対応するガス圧力値を基準温度のガス圧力値に補正し、補正した前記ガス圧力値に基づいて前記絶縁性ガスのリークを検知する診断期間と、を備え、
前記学習期間における、前記導体に電流を流していない無負荷時において、
前記ガス圧力容器の内部のガス圧力値を圧力センサにより測定するステップと、
前記ガス圧力容器の内部のガス温度と相関を有する前記ガス圧力容器の外部温度を温度センサにより測定するステップと、
前記ガス圧力値と前記外部温度とを用いて前記絶縁性ガスのモル容積を算出するステップと、を実行し、
前記学習期間における、前記導体に電流を流す通電時において、
前記導体を流れる電流値を、電流データ取り込み部を介して取得するステップと、
前記ガス圧力容器の内部のガス圧力値を圧力センサにより測定するステップと、
前記モル容積と前記通電時に前記圧力センサで測定されるガス圧力値とを用いてガス温度を算出するステップと、
前記電流値に対応するガス温度と前記ガス圧力容器の外部温度との相関を作成してデータベースに保存するステップと、を実行し、
前記診断期間において、
診断期間中に測定した前記導体に流れる電流の電流値に対応する前記ガス温度と前記ガス圧力容器の外部温度との相関を前記データベースより抽出するステップと、
前記データベース中のガス温度と前記ガス圧力容器の外部温度との相関を用いて、測定したガス圧力容器の外部温度からガス温度を求めるステップと、
前記ガス温度と前記圧力センサで測定されるガス圧力値とを用いて、前記絶縁性ガスのモル容積を算出するステップと、
前記モル容積を用いて、測定したガス圧力値を基準温度におけるガス圧力値に補正するステップと、
前記補正したガス圧力値を直線回帰するステップと、
前記回帰直線の傾きが規定許容濃度のガスリーク直線の傾きを上回るかどうかを判定するステップと、を実行し、
前記回帰直線の傾きが規定許容濃度のガスリーク直線の傾きを上回った場合に、ガスリーク有と判定する。

本発明によれば、通電条件を考慮してガス圧力値の温度補正を行い、ＳＦ_６などの絶縁性ガスのリークを高精度に検出することができる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第一実施例に係るガスリーク検知装置の構成図。 本発明の第一実施例において、学習データ記録部に記録される測定データフォーマットの一例を示す図。 本発明の第一実施例において、ガス温度演算部に記録されるデータフォーマットの一例を示す図。 本発明の第一実施例において、ガス温度ＤＢに記録されるデータフォーマットの一例を示す図。 本発明の第一実施例において、ガス温度ＤＢに記録されるデータベースの一例を示す図。 本発明の第一実施例において、診断データ記録部に記録される測定データフォーマットの一例を示す図。 本発明の第一実施例において、ガス温度抽出部に記録されるデータフォーマットの一例を示す図。 本発明の第一実施例において、圧力演算部に記録されるデータフォーマットの一例を示す図。 本発明の第一実施例において、学習期間のガスリークの検知フローを示すブロック図。 本発明の第一実施例において、診断期間のガスリークの検知フローを示すブロック図。 本発明の第一実施例において、診断データ記録部に記録された電流値とガス温度ＤＢの電流範囲を照合する図。 本発明の第一実施例において、ガス温度とガス圧力容器の表面温度との相関よりガス温度を求める方法を示す図。 本発明の第一実施例において、補正ガス圧力データのフィルタリングを示す図。 本発明の第一実施例において、補正ガス圧力データの直線回帰を示す図。 本発明の第一実施例において、補正ガス圧力の回帰直線の傾きを示す図。 本発明の第二実施例に係るガスリーク検知装置の構成図。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、後述する実施の形態は一例であって、各実施の形態同士の組み合わせ、公知又は周知の技術との組み合わせや置換による他の態様も可能である。

図１は、本発明の第一実施例に係るガスリーク検知装置の構成図である。

図１に示したように、ガス絶縁開閉装置１は複数のガス圧力容器２ａ〜２ｃが連結された構造になっており、これらのガス圧力容器２ａ〜２ｃと同軸方向（ガス圧力容器２ａ〜２ｃの並び方向）にその中心部を導体５が貫通している。電流データ取り込み部６は、導体５に流れている電流値を、変電所の保護制御システム１００から取り込む。電流データ取り込み部６は、保護制御システム１００と、有線（通信線）または無線通信システムを介して接続される。

ガス圧力容器２ａ〜２ｃには所定のガス圧力の絶縁性ガスＳＦ_６が封入されている。ＳＦ_６などの絶縁性ガスは、電気的に高い絶縁性を有する。ガス圧力の監視はガス圧力容器２ａ〜２ｃごとに行うため、配管３ａ〜３ｃ及びバルブ４ａ〜４ｃを介してガス圧力センサ１０ａ〜１０ｃが接続されている。これらのガス圧力センサ１０ａ〜１０ｃにより、ガス圧力容器２ａ〜２ｃ内部のガス圧力（ガス圧力値）が測定される。

ガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面には温度センサ１１ａ〜１１ｃが設置されており、ガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面温度を測定する。なお、直射日光の影響を考慮し、ガス圧力容器２ａ〜２ｃの地面側半分の領域において表面温度を測定するのが好ましく、ガス圧力容器２ａ〜２ｃの底部（最下部）で表面温度を測定するのがより好ましい。温度センサ１１ａ〜１１ｃはガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面に配設されるため、既存の施設又は機器に本実施例に係るガスリーク検知装置を容易に追加することができる。

収集部２０は、ガス圧力センサ１０ａ〜１０ｃ、温度センサ１１ａ〜１１ｃ及び電流データ取り込み部６と、有線（通信線）または無線通信システム(図示せず)を介して接続される。収集部２０は、各種センサのデータを定周期で収集し、学習部３０または診断部４０に書き込む。収集部２０は、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ/Ｄ変換器を備える。

学習部３０は、学習データ記録部３１、モル容積算出部３２、ガス温度演算部３３及びガス温度ＤＢ３４から構成されている。

学習データ記録部３１は収集部２０に接続されている。学習データ記録部３１には、学習期間の無負荷時(後述)において収集したガス圧力とガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面温度とが記録される。ここで、無負荷時とは導体５に電流を流していない状態である。

モル容積算出部３２では、上記ガス圧力とガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面温度とを使用して、ガスのモル容積が算出される。

ガス温度演算部３３では、学習期間の通電時(後述)において収集したガス圧力と、モル容積算出部３２に記録されたモル容積とを使用して、ガス温度を算出する。ここで、通電時とは、導体５に電流を流している状態である。

ガス温度ＤＢ３４では、ガス温度演算部３３で算出したガス温度と、ガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面温度との関係（相関）がデータベースとして記録される。

診断部４０は、診断データ記録部４１、ガス温度抽出部４２、圧力演算部４３、検定部４４及び表示部４５から構成されている。

診断データ記録部４１は収集部２０に接続されている。診断データ記録部４１には、診断期間(後述)において収集したガス圧力、ガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面温度及び導体５を流れる電流値が記録される。

ガス温度抽出部４２は、ガス温度ＤＢ３４と診断データ記録部４１とに接続されている。ガス温度抽出部４２では、診断データ記録部４１に記録された電流値に対応するガス温度とガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面温度との関係をガス温度ＤＢ３４から抽出する。抽出したガス温度とガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面温度との関係を用いて、診断データ記録部４１に記録されたガス圧力容器表面温度に対応するガス温度を求める。

圧力演算部４３では、上記ガス温度を使用して、ガス圧力を基準温度（例えば２０℃）におけるガス圧力へと温度補正する。

検定部４４では、上記のように温度補正された補正ガス圧力の経時変化が規定濃度のガスリークを上回るかを検定する。

表示部４５では、上記補正ガス圧力の経時変化が示されている。

上述したモル容積算出部３２、ガス温度演算部３３、ガス温度抽出部４２、圧力演算部４３及び検定部４４は、各処理を実行する処理部である。これらの処理部は、一つ又は複数の演算処理装置（ＣＰＵ）と、各処理部の処理を行うために演算処理装置で実行されるプログラムとにより構成される。すなわち、学習部３０に設けた一つの演算処理装置で各部の処理を実行してもよいし、或いは、複数の演算処理装置に各処理部の処理を分割してもよい。複数の演算処理装置に各処理部の処理を分割する場合は、一つの演算処理装置が複数の処理部の処理を実行するようにしてもよい。

次に、図９および図１０を用いてガスリークの検知フローを説明する。図９は、本発明の第一実施例において、学習期間のガスリークの検知フローを示すブロック図である。図１０は、本発明の第一実施例において、診断期間のガスリークの検知フローを示すブロック図である。

ガスリークの検知は、学習期間（図９：ステップ１〜９）と診断期間（図１０：ステップ１０〜１８）とから構成される。

（ステップ1）
電流が流れていない無負荷の条件において、ガス圧力センサ１０ａ〜１０ｃにより、ガス圧力容器２ａ〜２ｃ内部のガス圧力を測定する。また温度センサ１１ａ〜１１ｃにより、ガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面温度を測定する。このとき、温度センサ１１ａ〜１１ｃの設置をガス圧力容器２ａ〜２ｃの底部とすることで、日照の影響を受けにくく、より正確な表面温度を得ることができる。収集部２０は、各種センサのデータを定周期で収集し、アナログ信号をデジタル信号にＡ/Ｄ変換する。

（ステップ２）
ステップ１において収集されたガス圧力容器２ａ〜２ｃ内部のガス圧力及びガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面温度は、収集部２０から学習データ記録部３１に送られ、図２に示すようにガス圧力とガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面温度が時系列で学習データ記録部３１に記録される。図２は、本発明の第一実施例において、学習データ記録部に記録される測定データフォーマットの一例を示す図である。

（ステップ３）
モル容積算出部３２において、学習データ記録部３１に記録されたガス圧力およびガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面温度を用いてガスのモル容積を算出する。モル容積の算出には、式（１）に示される実在気体の状態方程式 Ｂｅａｔｔｉｅ-Ｂｒｉｄｇｅｍａｎ を用いて行う。

ｐｖ^２＝ＲＴ（ｖ＋Ｂ）−Ａ （１）
ここで、ｐはガス圧力（Ｐａ）、ｖはモル容積（ｍ^３ / ｍｏｌ）、Ｒはガス定数（８．３１Ｊ / ｍｏｌ・Ｋ）、Ｔはガス温度（Ｋ）である。電流が流れていない無負荷の状態では、ガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面温度とガス温度がほぼ一致する。そこで、モル容積の算出の際、ガス温度の代替としてガス圧力容器の表面温度を使用する。

式（１）のＡ と Ｂ は下記で示される。
Ａ＝15.78×10^-1（1−0.1062×10^-3/ ｖ） （２）
Ｂ＝0.366×10^-3（1−0.1236×10^-3/ ｖ） （３）
式（２）および式（３）を式（１）に代入すると、式（４）のように、モル溶積ｖに関する三次方程式として整理される。
ａｖ^３＋ｂｖ^２＋ｃｖ＋ｄ＝０ （４）
ａ＝ｐ
ｂ＝−8.3143Ｔ
ｃ＝15.78×10^-1−3.043×10^-3Ｔ
ｄ＝−1.679×10^-4＋3.761×10^-7Ｔ
ここで、

とおくと、三次方程式の解の公式を用いることにより、ガスのモル溶積 ｖ が式（６）として求められる。

時系列のガス圧力とガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面温度に対応するモル容積を算出した後、平均化したモル容積をモル容積算出部３２に保存する。

（ステップ４）
次に、導体５に電流を流して、通電状態とする。これにより、異なる電流値におけるガス圧力と、ガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面温度の取得が可能となる。

（ステップ５）
通電状態において、ガス圧力センサ１０ａ〜１０ｃにより、ガス圧力容器２ａ〜２ｃ内部のガス圧力を測定する。また温度センサ１１ａ〜１１ｃにより、ガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面温度を測定する。さらに、導体５に流れている電流値を、電流データ取り込み部６から取り込む。

（ステップ６）
ステップ５において測定されたガス圧力、ガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面温度、及び電流値はガス温度演算部３３に送られ、図３に示すようにガス圧力とガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面温度、さらに電流値が時系列でガス温度演算部３３に記録される。図３は、本発明の第一実施例において、ガス温度演算部に記録されるデータフォーマットの一例を示す図である。なお、ガス温度は次のステップにおいて追記される。

（ステップ７）
ガス温度演算部３３において、ガス温度を算出する。ガス温度の算出方法を以下に示す。式（２）及び式（３）を式（１）に代入すると、式（７）のように、ガス温度Ｔはガス圧力ｐとモル容積ｖとで表される。

なお、式（７）におけるａ〜ｄは、式（４）におけるａ〜ｄとは関係がない。

ステップ６で記録されたガス圧力と、モル容積算出部３２に記録されたモル容積を式（７）に代入することで、ガス温度が求められる。求めたガス温度を図３のフォーマットに追記する。

（ステップ８）
ガス温度ＤＢ３４において、ガス温度演算部３３に保存されたガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面温度とガス温度とについて、電流値をパラメータとしてソートする（図４）。図４は、本発明の第一実施例において、ガス温度ＤＢに記録されるデータフォーマットの一例を示す図である。電流値の間隔は、１００〜２００Ａが好ましい。ソートしたデータをガス温度ＤＢ３４に記録する。

（ステップ９）
ステップ８でソートしたガス温度とガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面温度との関係に基づき、ガス温度とガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面温度との一次近似直線をガス温度ＤＢ３４に記録する（図５）。図５は、本発明の第一実施例において、ガス温度ＤＢに記録されるデータベースの一例を示す図である。

本実施例では、温度センサ１１ａ〜１１ｃはガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面温度を検出するために、ガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面に配設している。しかし、温度センサ１１ａ〜１１ｃで検出する温度は、ガス圧力容器２ａ〜２ｃの内部のガス温度と相関を有する、ガス圧力容器２ａ〜２ｃの外部温度であればよい。

以上、通電条件（電流値）に応じて、ガス温度とガス圧力容器の表面温度との相関を取得するのが学習期間となる。これ以降のステップは、ガスリークの診断期間となる。

（ステップ１０）
通電状態において、ガス圧力センサ１０ａ〜１０ｃにより、ガス圧力容器２ａ〜２ｃ内部のガス圧力を測定する。また温度センサ１１ａ〜１１ｃにより、ガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面温度を測定する。さらに、導体５に流れている電流値を、電流データ取り込み部６から取り込む。収集部２０は、各種センサのデータを定周期で収集し、Ａ/Ｄ変換する。

（ステップ１１）
ステップ１０において収集されたガス圧力、ガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面温度及び電流値は収集部２０から診断データ記録部４１に送られ、図６に示すように時系列で記録される。図６は、本発明の第一実施例において、診断データ記録部に記録される測定データフォーマットの一例を示す図である。

（ステップ１２）
ガス温度抽出部４２において、診断データ記録部４１に記録された電流値に対応するガス温度ＤＢ３４の電流範囲を照合する（図１１参照）。図１１は、本発明の第一実施例において、診断データ記録部に記録された電流値とガス温度ＤＢの電流範囲を照合する図である。

（ステップ１３）
ステップ１２において照合したガス温度ＤＢ３４のガス温度とガス圧力容器表面温度との相関を用いて、図１２に示すように、ガス圧力容器２ａ〜２ｃの表面温度からガス温度を求める。図１２は、本発明の第一実施例において、ガス温度とガス圧力容器の表面温度との相関よりガス温度を求める方法を示す図である。

上記ガス温度と測定したガス圧力を、図７に示すように、ガス温度抽出部４２に記録する。図７は、本発明の第一実施例において、ガス温度抽出部に記録されるデータフォーマットの一例を示す図である。

（ステップ１４）
圧力演算部４３において、上記算出したガス温度を用いてガス圧力を温度補正する。ガス圧力の温度補正は、ステップ３と同様に、式（１）に示される実在気体の状態方程式 Ｂｅａｔｔｉｅ-Ｂｒｉｄｇｅｍａｎ を用いて行う。式（１）〜（６）を用いて、ガスのモル溶積ｖが求められる。算出したモル溶積と、基準温度２０℃（２９３Ｋ）を式（９）に代入することで、基準温度２０℃におけるガス圧力ｐ_２０に補正することができる。
Ｔ_２０＝２０＋２７３［Ｋ］ （８）
ｐ_２０＝（ＲＴ_２０（ｖ＋Ｂ）−Ａ）/ｖ^２ （９）
温度補正したガス圧力を、図８に示すように、圧力演算部４３に記録する。図８は、本発明の第一実施例において、圧力演算部に記録されるデータフォーマットの一例を示す図である。

（ステップ１５）
ステップ１４において得られた補正ガス圧力の経時変化の一例を図１３に示す。図１３は、本発明の第一実施例において、補正ガス圧力データのフィルタリングを示す図である。急激な気候変動や電気的ノイズ等により、補正ガス圧力にバラツキが残る場合がある。そこで、検定部４４において例えば、補正ガス圧力の標準偏差の３倍（±３σ）の範囲を超える外れデータをフィルタリングすることで、バラツキを抑制することができる。

（ステップ１６）
ステップ１５においてフィルタリングした補正ガス圧力が規定濃度以上のガスリークに相当するか否かの判定を検定部４４において行う。まず、補正ガス圧力の経時変化データを直線回帰する。圧力データの直線回帰は、例えば最小二乗法により行う。直線回帰の具体例を、図１４を用いて説明する。図１４は、本発明の第一実施例において、補正ガス圧力データの直線回帰を示す図である。図１４に示されるように、時間（Ｘ軸）に対してガス圧力（Ｙ軸）をプロットし、ｙ = −ａｘ ＋ ｂ の直線に回帰する。ここで、表示部４５に、補正ガス圧力の経時変化および回帰直線を表示することで、管理者がガス圧力容器２ａ〜２ｃの状況を認識しやすくできる。

（ステップ１７）
ステップ１６において圧力データの直線回帰を行った後、回帰直線ｙ = −ａｘ ＋ ｂの傾きａを一日に一回、検定部４４に記録する。検定部４４には予め、許容されるガスリーク濃度の直線の傾きｃが保存されている。傾きａと傾きｃの関係について、図１５を用いて説明する。図１５は、本発明の第一実施例において、補正ガス圧力の回帰直線の傾きを示す図である。なお、図１５では、傾きａが傾きｃよりも小さい場合、すなわちリーク量が許容範囲内にある場合を示している。日々更新される回帰直線の傾きａと許容ガスリーク直線の傾きｃとの比較を検定部４４にて行い、ガスリークの有無を判断する。

（ステップ１８）
ステップ１７において圧力データの回帰直線の傾きａが許容ガスリーク直線の傾きｃを上回った場合、ガスリークと判断し、警報を発する。

上記実施例１によれば、通電条件を考慮してガス温度を算出し、求めたガス温度を用いてガス圧力の補正を行うため、従来の表面温度を用いた圧力補正よりも高精度なガスリーク検知装置を提供することができる。

図１６に本発明の第二実施例を示す。図１６は、本発明の第二実施例に係るガスリーク検知装置の構成図である。

本実施例は、導体５に流れている電流の情報を得るために、電流センサ７と変流器８を設けた点が実施例１と異なる。導体５に変流器８を設置し、導体５に流れる一次側の大きな電流を二次側に小さく落とし、電流センサ７に接続する。例えば、一次電流と二次電流の変流比が４００の場合、導体を流れる一次電流４０００Ａは、二次電流１０Ａに変成されて電流センサ７に入力される。

電流センサ７及び変流器８は、導体５に流れている電流値を、収集部２０を介して学習部３０及び診断部４０に取り込む電流データ取り込み部６を構成する。

このように、電流センサ７及び変流器８以外の基本的な構造は実施例１と同様であり、電流データが変電所の保護制御システム１００から取り込めない場合の代替手段として、電流情報を得ることができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加，削除，置換をすることが可能である。

１…ガス絶縁開閉装置、２ａ，２ｂ，２ｃ…ガス圧力容器，３ａ，３ｂ，３ｃ…配管、４ａ，４ｂ，４ｃ…バルブ，５…導体、６…電流データ取り込み部、７…電流センサ、８…変流器、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…ガス圧力センサ、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…温度センサ、２０…収集部、３０…学習部、３１…学習データ記録部、３２…モル容積算出部、３３…ガス温度演算部、３４…ガス温度ＤＢ、４０…診断部、４１…診断データ記録部、４２…ガス温度抽出部、４３…圧力演算部、４４…検定部、４５…表示部。

Claims (7)

1. 絶縁性ガスが封入されたガス圧力容器の内部に導体が配設されたガス絶縁電気機器に用いられ、前記絶縁性ガスのリークを検知するガスリーク検知装置であって、
   前記ガス圧力容器の内部のガス圧力値を測定する圧力センサと、前記ガス圧力容器の内部のガス温度と相関を有する前記ガス圧力容器の外部温度を測定する温度センサと、を備え、
   前記圧力センサで測定されるガス圧力値を、前記温度センサで検出される外部温度に基づいて基準温度のガス圧力値に補正すると共に、補正したガス圧力値に基づいて前記絶縁性ガスのリークを検知するガスリーク検知装置において、
   前記導体を流れる電流値を取り込む電流データ取り込み部と、
   学習期間において、前記電流値に対応する前記ガス圧力容器の内部のガス温度と前記ガス圧力容器の外部温度との相関をデータベース化する学習部と、
   診断期間において計測した電流値と前記ガス圧力容器の外部温度とに対応するガス温度を前記学習部から抽出し、前記ガス温度を用いて前記外部温度に対応するガス圧力値を基準温度のガス圧力値に補正し、補正した前記ガス圧力値に基づいて前記絶縁性ガスのリークを検知する診断部と、
   を備え、
   前記学習部は、前記学習期間において、
   前記導体に電流を流していない無負荷時においては、前記圧力センサで測定されるガス圧力値と前記ガス圧力容器の外部温度とを収集し、前記ガス圧力値と前記外部温度とを用いて前記絶縁性ガスのモル容積を算出し、前記導体に電流を流す通電時においては、前記通電時に前記圧力センサで測定されるガス圧力値と前記モル容積とを用いてガス温度を算出することにより、ガス温度と前記ガス圧力容器の外部温度との相関をデータベース化するガスリーク検知装置。
2. 請求項１に記載のガスリーク検知装置において、
   前記診断部は、前記補正したガス圧力値を直線回帰し、回帰直線の傾きが規定濃度のガスリークの傾きを上回るかどうかを判定することにより、前記絶縁性ガスのリークを検知することを特徴とするガスリーク検知装置。
3. 請求項２に記載のガスリーク検知装置において、
   前記温度センサは、前記ガス圧力容器の地面側半分の領域に配設され、前記ガス圧力容器の表面温度を測定することを特徴とするガスリーク検知装置。
4. 請求項３に記載のガスリーク検知装置において、
   前記温度センサは、前記ガス圧力容器の底部に配設されることを特徴とするガスリーク検知装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載のガスリーク検知装置において、
   前記電流データ取り込み部は、前記導体を流れる電流を測定する電流センサによって構成されることを特徴とするガスリーク検知装置。
6. 請求項１に記載のガスリーク検知装置を用いたガスリーク検知方法であって、
   前記診断部において前記圧力センサで測定したガス圧力値を基準温度のガス圧力値に補正した後、補正したガス圧力値が所定の標準偏差を上回るデータをフィルタリングして排除し、フィルタリング後の補正ガス圧力値について直線回帰を行い、回帰直線の傾きが規定許容濃度のガスリーク直線の傾きを上回るかどうかを判定することでガスリークの有無を判定することを特徴とするガスリーク検知方法。
7. 絶縁性ガスが封入されたガス圧力容器の内部に導体が配設されたガス絶縁電気機器に用いられ、前記ガス圧力容器の内部のガス圧力値を測定することにより、前記ガス圧力容器からのガスリークを検知するガスリーク検知方法において、
   前記導体を流れる電流値に対応する前記ガス圧力容器の内部のガス温度と前記ガス圧力容器の外部温度との相関をデータベース化する学習期間と、
   計測した電流値と前記ガス圧力容器の外部温度とに対応するガス温度を前記データベースから抽出し、前記ガス温度を用いて前記外部温度に対応するガス圧力値を基準温度のガス圧力値に補正し、補正した前記ガス圧力値に基づいて前記絶縁性ガスのリークを検知する診断期間と、を備え、
   前記学習期間における、前記導体に電流を流していない無負荷時において、
   前記ガス圧力容器の内部のガス圧力値を圧力センサにより測定するステップと、
   前記ガス圧力容器の内部のガス温度と相関を有する前記ガス圧力容器の外部温度を温度センサにより測定するステップと、
   前記ガス圧力値と前記外部温度とを用いて前記絶縁性ガスのモル容積を算出するステップと、を実行し、
   前記学習期間における、前記導体に電流を流す通電時において、
   前記導体を流れる電流値を、電流データ取り込み部を介して取得するステップと、
   前記ガス圧力容器の内部のガス圧力値を圧力センサにより測定するステップと、
   前記モル容積と前記通電時に前記圧力センサで測定されるガス圧力値とを用いてガス温度を算出するステップと、
   前記電流値に対応するガス温度と前記ガス圧力容器の外部温度との相関を作成してデータベースに保存するステップと、を実行し、
   前記診断期間において、
   診断期間中に測定した前記導体に流れる電流の電流値に対応する前記ガス温度と前記ガス圧力容器の外部温度との相関を前記データベースより抽出するステップと、
   前記データベース中のガス温度と前記ガス圧力容器の外部温度との相関を用いて、測定したガス圧力容器の外部温度からガス温度を求めるステップと、
   前記ガス温度と前記圧力センサで測定されるガス圧力値とを用いて、前記絶縁性ガスのモル容積を算出するステップと、
   前記モル容積を用いて、測定したガス圧力値を基準温度におけるガス圧力値に補正するステップと、
   前記補正したガス圧力値を直線回帰するステップと、
   回帰直線の傾きが規定許容濃度のガスリーク直線の傾きを上回るかどうかを判定するステップと、を実行し、
   前記回帰直線の傾きが規定許容濃度のガスリーク直線の傾きを上回った場合に、ガスリーク有と判定することを特徴とするガスリーク検知方法。

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