JP6805346B2 - ガス漏れ判定装置、ガス漏れ判定プログラム、及びガス漏れ判定方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態のガス漏れ判定装置10の概要を示す図である。
上述したようにガス漏れ判定装置10は、ガス絶縁開閉装置にガス漏れが発生しているか否かを判定する装置である。ガス絶縁開閉装置は、複数のタンク910(図示するタンク910−1〜910−n)と、複数のスペーサ920(図示するスペーサ920−1〜920−n)と備える。nとは、自然数である。複数のタンク910は、連結された構成になっており、隣接するタンク910同士は、絶縁材料によって形成されるスペーサ920によって区切られる。以降の説明において、タンク910と、スペーサ920とによって区切られた空間をガス区分SC(図示するガス区分SC1〜SCn)と記載する。ガス区分SCには、ガスが所定の圧力によって封入される。各ガス区分SCを貫通する母線電線路900は、ガスによって絶縁される。
大気圧センサ40は、日光の影響による気圧の変化が少ない位置に設置されることが好ましい。大気圧センサ40は、例えば、ガス絶縁開閉装置に接して設置され、かつガス絶縁開閉装置の鉛直方向下側に設置される。ここで、ガス絶縁開閉装置の鉛直方向下側とは、ガス絶縁開閉装置の鉛直方向の上下方向に分割した場合、下側に位置する領域のいずれかである。大気圧センサ40は、測定した大気圧を示す情報(以下、大気圧情報AP)をガス漏れ判定装置10に出力する。なお、ゲージ圧センサ20、及び温度センサ30についても、大気圧センサ40と同様にガス絶縁開閉装置の鉛直方向下側に設置される構成であってもよい。また、ゲージ圧センサ20は、ガス区分SCのゲージ圧力を測定可能であれば、いずれの場所に設置されていてもよい。また、温度センサ30は、タンク910の表面の温度を測定できれば、いずれの場所に設置されていてもよい。また、大気圧センサ40は、ガス絶縁開閉装置が設置される位置の大気圧と、大気圧が合致する位置であれば、いずれの場所に設置されていてもよい。
ガス漏れ判定装置10は、入力されたゲージ圧情報GPと、温度情報TMと、大気圧情報APとに基づいて、ガス絶縁開閉装置にガス漏れが発生しているか否かを判定する。具体的には、ガス漏れ判定装置10は、ゲージ圧情報GPと、温度情報TMと、大気圧情報APとを1年間取得し、温度情報TMが示す温度をガス区分SC内のガスの温度に補正する際に用いられる係数(以下、温度補正係数CF)を算出する。ガス漏れ判定装置10は、算出した温度補正係数CFと、ゲージ圧情報GPと、大気圧情報APと、温度情報TMとに基づいて、ガス絶縁開閉装置にガス漏れが発生しているか否かを判定する。
まず、ガス漏れ判定装置10が、温度補正係数CFを算出する処理について説明し、次に、ガス漏れ判定装置10が温度補正係数CFに基づいて、ガス絶縁開閉装置にガス漏れが発生しているか否かを判定する処理について説明する。
以下、図2を参照して、ガス漏れ判定装置10の具体的な構成について説明する。
図2は、本実施形態のガス漏れ判定システム1の構成の一例を示す構成図である。
図2に示す通り、ガス漏れ判定システム1は、ガス漏れ判定装置10と、複数のゲージ圧センサ20と、温度センサ30と、大気圧センサ40とを備える。ガス漏れ判定装置10には、複数のゲージ圧センサ20と、温度センサ30と、大気圧センサ40とが接続される。
記憶部300には、測定情報300−1と、ガス情報300−2と、補正情報300−3と、換算情報300−4とが記憶される。測定情報300−1は、各種センサが測定した値と、各種センサが測定を行った日時とが対応付けられた情報である。ガス情報300−2は、ガス区分SCに封入されたガスの詳細を示す情報である。補正情報300−3は、ガス漏れ判定装置10が算出したガス区分SC毎の温度補正係数CFを示す情報である。換算情報300−4は、ゲージ圧センサ20が測定したガス区分SCの圧力を補正した補正圧力(以下、補正圧力CP)を、ガス区分SC毎に示す情報である。
図3は、本実施形態のガス情報300−2の一例を示す図である。
本実施形態の一例では、ガス情報300−2には、ガス区分識別情報IDと、ガス区分SCに封入されたガスの種別(以下、ガス種別情報GI)と、当該ガスが封入された際のガス区分SCのガス密度を示す情報(以下、初期ガス密度FD)とが対応付けられた情報である。図3に示す通り、ガス情報300−2には、各ガス区分SCに「六フッ化硫黄ガス(ガス種別情報GI)」が「15気圧(初期ガス密度FD1)」によって封入されることが示される。なお、ガス区分SCに封入されるガスの種別や、初期ガス密度FDは、ガス区分SC毎に異なる種別や圧力であってもよい。
図5は、本実施形態の相関直線と理論直線との関係を示す図である。図5に示す波形W1は、測定情報300−1が示すあるガス区分SCの1年間の絶対圧力情報ABPと、温度情報TMとの関係を最小二乗法によって直線回帰した値を示す波形である。つまり、波形W1は、あるガス区分SCの1年間の絶対圧力情報ABPと、温度情報TMとの相関を示す相関直線である。また、波形W2は、当該あるガス区分SCに封入されたガスの圧力と、温度との関係を示す波形である。
ここで、ガス絶縁開閉装置(タンク910)の表面の温度の値をTMと記載し、ガス区分内平均温度TgasをTgasと記載する場合、TMと、Tgasとの関係は、式(1)によって示される。
温度補正係数算出部150は、算出した温度補正係数CFと、算出対象のガス区分SCのガス区分識別情報IDとを対応付けて記憶部300に補正情報300−3として記憶させる。
以下、図6を参照して補正情報300−3の詳細について、説明する。
図6は、本実施形態の補正情報300−3の一例を示す図である。
図6に示す通り、補正情報300−3は、ガス区分識別情報IDと、温度補正係数算出部150が算出した温度補正係数CFとが対応付けられた情報である。
以下、図2を参照して、ガス漏れ判定装置10がガス絶縁開閉装置にガス漏れが発生しているか否かを判定する構成について説明する。
ガス漏れ判定装置10が、ガス絶縁開閉装置にガス漏れが発生しているか否かを判定する時点において、記憶部300には、上述した構成によって取得された補正情報300−3が記憶される。
絶対圧力算出部140は、取得したゲージ圧情報GPと、大気圧情報APとに基づいて、絶対圧力を算出する。また、絶対圧力算出部140は、算出した絶対圧力を示す絶対圧力情報ABPと、ガス区分識別情報IDとを換算部160に供給する。温度情報取得部130は、温度センサ30から温度情報TMを取得する。温度情報取得部130は、取得した温度情報TMを換算部160に供給する。換算部160は、取得した絶対圧力情報ABPと、温度情報TMと、温度補正係数CFとに基づいて、絶対圧力情報ABPが示す絶対圧力を、所定の基準温度における圧力に換算する。以降の説明において、換算部160が、ガス区分SCの絶対圧力を所定の基準温度における圧力に換算した値を補正圧力CPと記載する。本実施形態の一例において、基準温度とは、20度である。換算部160は、例えば、絶対圧力情報ABPと、温度情報TM、と、温度補正係数CFと、基準温度(この一例では、20度)とを変数としたBeattie-Bridgeman状態方程式を用いて絶対圧力情報ABPを補正圧力CPに換算する。
図7に示す通り、換算情報300−4は、換算対象の絶対圧力情報ABPの元データ(ゲージ圧情報GPや、大気圧情報AP)が測定された日時と、ガス区分識別情報IDと、補正圧力CPとが対応付けられた情報である。記憶部300には、各日の測定に応じて換算情報300−4(図示する換算情報300−4:1〜300−4:m)が記憶される。
傾き算出部170は、記憶部300から取得した1年間分の補正圧力CPに基づいて、補正圧力CPの近似直線の傾きをガス区分SC毎に算出する。傾き算出部170は、算出した近似直線の傾きを示す情報(以下、傾き情報)と、算出対象のガス区分SCのガス区分識別情報IDとを判定部180に供給する。
以下、図8、及び図9を参照して、ガス漏れ判定装置10の動作について説明する。
図8は、本実施形態のガス漏れ判定装置10の動作の一例を示す第1の流れ図である。具体的には、図8は、ガス漏れ判定装置10が温度補正係数CFを算出する動作の一例を示す流れ図である。ガス漏れ判定装置10は、温度補正係数CFを算出する際に用いられるデータの測定を開始してから所定の期間(この一例では、1年間)ステップS120〜ステップS160までの処理を繰り返す(ステップS110)。ゲージ圧情報取得部110は、ゲージ圧センサ20からゲージ圧情報GPを取得する(ステップS120)。本実施形態の一例では、ゲージ圧情報取得部110は、1日毎に各ゲージ圧センサ20からゲージ圧情報GPを取得する。ここで、ゲージ圧情報取得部110は、所定の時刻においてゲージ圧センサ20がゲージ圧力を測定したゲージ圧情報GPを取得することが好ましい。所定の時刻とは、例えば、日光の影響によるタンク910、及びガス絶縁開閉装置周辺の外気の温度変化が少ない時刻である。具体的には、所定の時刻とは、日の出前の時刻である。ゲージ圧情報取得部110は、例えば、各日の日の出時刻を示す情報に基づいて、日の出直前(例えば、日の出時刻の5分前)にゲージ圧センサ20が測定したゲージ圧力を示すゲージ圧情報GPを取得する。ガス漏れ判定装置10は、例えば、ネットワークを介して各日の日の出時刻を示す情報を取得する構成であってもよく、判定対象のガス絶縁開閉装置が設置される経度、緯度、標高、及び年月日を示す情報に基づいて、各日の日の出時刻を算出する構成であってもよい。
ゲージ圧情報取得部110は、上述したステップS120と同様の構成によってゲージ圧センサ20からゲージ圧情報GPを取得する(ステップS220)。大気圧情報取得部120は、上述したステップS130と同様の構成によって大気圧センサ40から大気圧情報APを取得する(ステップS230)。温度情報取得部130は、上述したステップS140と同様の構成によって温度センサ30から温度情報TMを取得する(ステップS240)。絶対圧力算出部140は、上述したステップS150と同様の構成によってガス区分SCの絶対圧力を算出する(ステップS250)。
以下、図10を参照して、ガス漏れ判定装置10がガス絶縁開閉装置にガス漏れが発生していると判定する場合の詳細について説明する。図10は、本実施形態の補正圧力CPと、時間との関係を示す図である。図10の縦軸には、あるガス区分SCの補正圧力CPが示され、横軸には、当該補正圧力CPが算出された日付が示される。また、図10には、換算部160が換算した補正圧力CPの値を示す点が複数示される。傾き算出部170は、換算情報300−4に基づいて、所定の期間内に算出された複数の補正圧力CPの近似直線の傾きをガス区分SC毎に求める。図10に示す波形W3は、「2017年1月1日」から「2018年1月1日」までに算出されたあるガス区分SCの補正圧力CPに基づいて、傾き算出部170が算出した近似直線である。また、波形W4は、傾き算出部170が「2018年1月1日」から「2019年1月1日」までに算出された当該あるガス区分SCの補正圧力CPに基づいて、傾き算出部170が算出した近似直線である。また、波形W5は、「2019年1月1日」から「2020年1月1日」までに算出された当該ガス区分SCの補正圧力CPに基づいて、傾き算出部170が算出した近似直線である。
本実施形態のガス漏れ判定装置10は、複数のタンク910がスペーサ920を介して連結され、タンク910それぞれとスペーサ920とにより密閉構造のガス区分SCが形成され、それぞれのガス区分SCにガスが封入されるガス絶縁開閉装置に対して、ガス区分SCにおけるガスの圧力変化を計測することにより、タンク910からのガスのガス漏れを判定する。
なお、上述では、大気圧情報取得部120は、大気圧センサ40が測定した大気圧を示す大気圧情報APを取得する場合について説明したが、これに限られない。大気圧情報取得部120は、例えば、大気圧情報APを提供するサーバから大気圧情報APを取得する構成であってもよい。大気圧情報APを提供するサーバとは、例えば、気象庁のサーバである。この場合、ガス漏れ判定装置10は、ネットワークを介して当該サーバにアクセスし、ガス絶縁開閉装置が設置される位置の近傍において測定された大気圧を示す情報を大気圧情報APとして取得する。これにより、ガス漏れ判定装置10は、大気圧センサ40を備えない場合であっても、大気圧情報APを取得し、ガス絶縁開閉装置にガス漏れが発生しているか否かを判定することができる。なお、大気圧情報取得部120は、気象庁のサーバが送信する大気圧情報APを単に受信する構成であってもよい。
また、上述では、ガス絶縁開閉装置には、配管930を介してゲージ圧センサ20が設置される場合について説明したが、これに限られない。ガス絶縁開閉装置は、例えば、配管930を介してガス区分SC内の圧力の絶対圧力を測定する絶対圧力センサが設置されていてもよい。この場合、ガス漏れ判定装置10は、ゲージ圧情報取得部110、大気圧情報取得部120、及び絶対圧力算出部140に代えて、絶対圧力情報取得部を備えていてよい。
また、上述では、出力部190が、判定部180の判定結果がガス絶縁開閉装置にガス漏れが発生していることに伴って、ガス絶縁開閉装置の管理者に対して警報を出力する場合について説明したが、これに限られない。出力部190は、例えば、判定部180が連続して複数回(例えば、2回連続で)ガス絶縁開閉装置にガス漏れが発生していると判定する場合、ガス絶縁開閉装置の管理者に対して警報を出力する構成であってもよい。ここで、近似直線の傾きが所定の傾きと合致する時期において、判定部180の判定が一意に定まらない場合がある。具体的には、ある時期において、判定部180が、ガス漏れが発生していると判定した場合であっても、次の時期(例えば、1か月後)には、ガス漏れが発生していないと判定する場合がある。出力部190は、判定部180の判定結果が複数回連続して(例えば、2回連続で)ガス漏れが発生していることを示す場合に警報を出力し、ガス漏れが発生している可能性が高い場合に管理者に通知することができる。
また、上述では、出力部190が判定部180の判定結果に基づいて、警報を出力する場合について説明したが、これに限られない。出力部190は、判定結果を示す情報を出力する構成であってもよい。また、出力部190は、換算部160が算出した補正圧力CPと、時間との関係(例えば、図10)を示す情報を出力する構成であってもよい。また、出力部190は、傾き算出部170が算出した近似直線を示す情報を出力する構成であってもよい。また、出力部190から各種情報が入力される装置(例えば、サーバ装置)は、当該各種情報をウェブ(Web)ページによって提示する機能を備えていてもよい。この場合、サーバ装置は、ガス漏れ判定装置10から入力された各種情報を閲覧可能なウェブページを開設し、当該ウェブページにより各種情報を公開する。なお、サーバ装置が、換算部160が算出した補正圧力CPと、時間との関係を示す情報を提示する場合、当該補正圧力CPは、最新の1年間に算出された値であってもよく、それ以外の期間(1年以上や1年未満等)に算出された値であってもよい。また、サーバ装置が、傾き算出部170が算出した近似直線を示す情報を出力する場合、補正圧力CPと、時間との関係を示す情報に重畳して提示する構成であってもよい。
また、上述では、傾き算出部170は、所定の期間(第1の期間から第2の期間まで)の補正圧力CPに基づいて、近似直線の傾きを算出する場合について説明したが、これに限られない。傾き算出部170は、例えば、所定の期間(第1の期間から第2の期間まで)の補正圧力CPのうち、近似直線の傾きを算出する際の参考データとして適した補正圧力CPに基づいて、当該傾きを算出する構成であってもよい。
図11は、本実施形態の傾き算出部170の処理の一例を示す図である。図11に示す通り、補正圧力CPの値には、他の値と近似するもの(図示する波形W6から波形W7の範囲の値)と、バラついているもの(図示する波形W6以上、及び波形W7以下の値)とが存在する。ここで、各センサの設置場所、日照条件、天候の影響、及びセンサ信号のノイズ等によっては、ゲージ圧センサ20、温度センサ30、及び大気圧センサ40が正確な値を測定することが困難である場合がある。このような場合に取得されたゲージ圧情報GP、大気圧情報AP、及び温度情報TMに基づいて、換算部160が補正圧力CPを算出すると、補正圧力CPの値にバラつきが生じる。
Claims (12)
- 複数のタンクがスペーサを介して連結され、前記タンクそれぞれと前記スペーサとにより密閉構造のガス区分が形成され、それぞれの前記ガス区分に絶縁性ガスが封入されるガス絶縁開閉装置の前記ガス区分における前記絶縁性ガスの圧力変化を計測することにより、前記タンクからの前記絶縁性ガスのガス漏れを判定するガス漏れ判定装置であって、
ゲージ圧センサが測定した前記ガス区分のゲージ圧力を示すゲージ圧力情報を取得するゲージ圧情報取得部と、
絶対圧センサが測定した大気圧を示す大気圧情報を取得する大気圧情報取得部と、
前記ゲージ圧力情報が示す前記ガス区分のゲージ圧力と、前記大気圧情報が示す前記大気圧とに基づいて、前記ガス区分の絶対圧力を示す絶対圧力情報を前記ガス区分毎に取得する絶対圧力情報取得部と、
前記タンクの表面の温度を示す温度情報を取得する温度情報取得部と、
所定の期間に取得された前記温度情報と、前記所定の期間に取得された絶対圧力情報に基づき、前記ガス区分の温度を補正する温度補正係数をガス区分毎に算出する温度補正係数算出部と、
前記所定の期間に並行して取得された前記絶対圧力情報および前記温度情報と、前記温度補正係数算出部が算出した前記温度補正係数とに基づいて、前記ガス区分の絶対圧力を所定の基準温度における絶対圧力に換算する換算部と、
前記換算部が換算した前記所定の基準温度における絶対圧力に基づいて、前記タンクから前記絶縁性ガスのガス漏れが発生しているか否かを判定する判定部と、
を備えるガス漏れ判定装置。 - 前記判定部は、前記換算部により換算された前記所定の基準温度における絶対圧力の経時変化に基づき、前記タンクから前記絶縁性ガスのガス漏れが発生しているか否かを判定する、
請求項1に記載のガス漏れ判定装置。 - 前記判定部は、第1の時期と、前記第1の時期よりも過去の第2の時期との間における前記所定の基準温度における絶対圧力の経時変化に基づき、前記タンクから前記絶縁性ガスのガス漏れが発生しているか否かを判定する、
請求項4に記載のガス漏れ判定装置。 - 前記大気圧情報取得部は、前記ガス絶縁開閉装置が設置される位置において絶対圧センサが測定した測定データを前記大気圧情報として取得する、
請求項1、又は、請求項4から請求項5のいずれか一項に記載のガス漏れ判定装置。 - 前記大気圧情報取得部は、大気圧情報を提供するサーバから前記大気圧情報を取得する、
請求項1、又は、請求項4から請求項5のいずれか一項に記載のガス漏れ判定装置。 - 前記絶対圧センサは、前記ガス絶縁開閉装置の表面または近傍に設置され、かつ日光の直射を受けない位置に設置される、
請求項6に記載のガス漏れ判定装置。 - 前記絶対圧センサは、前記ガス絶縁開閉装置の鉛直方向下側に配置される、
請求項8に記載のガス漏れ判定装置。 - 前記ゲージ圧情報取得部は、前記ゲージ圧センサが、日の出前に前記ゲージ圧力を測定した前記ゲージ圧力情報を取得し、
前記温度情報取得部は、温度センサが、日の出前に前記タンクの表面の温度を測定した前記温度情報を取得する、
請求項1、又は、請求項4から請求項9のいずれか一項に記載のガス漏れ判定装置。 - 前記判定部は、所定の期間毎に前記タンクからの前記絶縁性ガスのガス漏れが発生しているか否かを判定する、
請求項1、又は、請求項4から請求項10のいずれか一項に記載のガス漏れ判定装置。 - 前記判定部が判定した結果を出力する出力部
を更に備え、
前記出力部は、前記判定部が、前記絶縁性ガスのガス漏れが発生していると連続して複数回判定した場合、ガス漏れが発生していることを示す情報を出力する、
請求項1、又は、請求項4から請求項11のいずれか一項に記載のガス漏れ判定装置。 - 複数のタンクがスペーサを介して連結され、前記タンクそれぞれと前記スペーサとにより密閉構造のガス区分が形成され、それぞれの前記ガス区分に絶縁性ガスが封入されるガス絶縁開閉装置の前記ガス区分における前記絶縁性ガスの圧力変化を計測することにより、前記タンクからの前記絶縁性ガスのガス漏れを判定するガス漏れプログラムであって、
ゲージ圧センサが測定した前記ガス区分のゲージ圧力を示すゲージ圧力情報を取得するゲージ圧情報取得機能と、
絶対圧センサが測定した大気圧を示す大気圧情報を取得する大気圧情報取得機能と、
前記ゲージ圧力情報が示す前記ガス区分のゲージ圧力と、前記大気圧情報が示す前記大気圧とに基づいて、前記ガス区分の絶対圧力を示す絶対圧力情報を前記ガス区分毎に取得する絶対圧力情報取得機能と、
前記タンクの表面の温度を示す温度情報を取得する温度情報取得機能と、
所定の期間に取得された前記温度情報と、前記所定の期間に取得された絶対圧力情報に基づき、前記ガス区分の温度を補正する温度補正係数をガス区分毎に算出する温度補正係数算出機能と、
前記所定の期間に並行して取得された前記絶対圧力情報および前記温度情報と、前記温度補正係数算出機能によって算出された前記温度補正係数とに基づいて、前記ガス区分の絶対圧力を所定の基準温度における絶対圧力に換算する換算機能と、
前記換算機能によって換算された前記所定の基準温度における絶対圧力に基づいて、前記タンクから前記絶縁性ガスのガス漏れが発生しているか否かを判定する判定機能と、
を実現するガス漏れ判定プログラム。 - 複数のタンクがスペーサを介して連結され、前記タンクそれぞれと前記スペーサとにより密閉構造のガス区分が形成され、それぞれの前記ガス区分に絶縁性ガスが封入されるガス絶縁開閉装置の前記ガス区分における前記絶縁性ガスの圧力変化を計測することにより、前記タンクからの前記絶縁性ガスのガス漏れを判定するガス漏れ判定方法であって、
ゲージ圧センサが測定した前記ガス区分のゲージ圧力を示すゲージ圧力情報を取得し、
絶対圧センサが測定した大気圧を示す大気圧情報を取得し、
前記ゲージ圧力情報が示す前記ガス区分のゲージ圧力と、前記大気圧情報が示す前記大気圧とに基づいて、前記ガス区分の絶対圧力を示す絶対圧力情報を前記ガス区分毎に取得し、
前記タンクの表面の温度を示す温度情報を取得し、
所定の期間に取得された前記温度情報と、前記所定の期間に取得された絶対圧力情報に基づき、前記ガス区分の温度を補正する温度補正係数をガス区分毎に算出し、
前記所定の期間に並行して取得された前記絶対圧力情報および前記温度情報と、算出された前記温度補正係数とに基づいて、前記ガス区分の絶対圧力を所定の基準温度における絶対圧力に換算し、
換算された前記所定の基準温度における絶対圧力に基づいて、前記タンクから前記絶縁性ガスのガス漏れが発生しているか否かを判定する、
ガス漏れ判定方法。
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