JPH08105811A - ガス絶縁電気機器のガス漏れ監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガス圧力センサで検出したガス圧力実測値
を、通電電流や日射、風雨などの外乱に影響されること
なく、高精度な温度補正を常時行い基準温度におけるガ
ス圧力換算値を求め、ガス漏れを早期に検出することの
できる低廉で保守の容易な監視装置を提供する。 【構成】 ガス絶縁電気機器の密閉タンク１に、封入さ
れた絶縁ガス３の圧力を検出するガス圧力センサ４を設
け、密閉タンク１に隣接する箱５の内部で、密閉タンク
１と箱５とを隔てる隔壁６の表面に、隔壁表面温度を検
出する温度センサ７を設ける。ガス圧力センサ４で検出
したガス圧力実測値を、温度センサ７で検出した隔壁表
面温度で補正して基準温度におけるガス圧力換算値を算
出する温度補正手段９を設け、算出したガス圧力換算値
を、あらかじめ設定しておいた判定値と比較してガス漏
れの有無を判定するガス漏れ判定手段１０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス絶縁開閉装置など
の密閉タンクに封入された絶縁ガスの漏れを監視するガ
ス絶縁電気機器のガス漏れ監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガス絶縁電気機器に封入された六フッ化
硫黄などの絶縁ガスは、通電部などの電気的構成部品を
密閉タンクから電気的に絶縁し、また対流作用により密
閉タンク内を冷却する機能を備えている。したがって絶
縁ガスの漏れは電気機器の性能に大きな影響を与えるの
で、従来はガス密度スイッチを用いて監視していた。

【０００３】また近年では、特開平３−２２２６１３号
公報にみられるようにガス圧力センサと気温センサを組
合せたガス漏れ監視装置や、特開平４−１９２５０９号
公報にみられるように最高ガス温度とガス圧力と負荷率
とを検出するガス漏れ検出装置が導入されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術のうち、
ガス密度スイッチを用いた監視では、ガス平均温度に相
当する箇所にガス密度スイッチを取付ければ良いが、実
際には密閉タンク内の温度分布は通電電流による内部発
熱と日射や風雨などの外乱の影響を受けて複雑に変化す
るために誤差を生じ、ガス漏れの判定値を厳しくすると
誤動作が発生し、判定値を緩くするとガス漏れの検出が
遅れる難点があった。また、この方法はあらかじめ設定
しておいた所定の判定値に達した時点で初めて警報を発
する方式であり、ガス圧力を常時監視してその低下傾向
から微少なガス漏れを早期に判定して、ガス漏れ箇所の
調査、修理や絶縁ガスの補充などの処置を計画的に行う
ことが困難であった。

【０００５】上記の難点を改善するために、ガス圧力セ
ンサを用いてガス圧力の値を常時検出する装置が導入さ
れているが、ガス圧力は温度に依存して変化するので、
ガス圧力の低下が温度低下に起因するものかあるいはガ
ス漏れに起因するものかを判断することが難しい。すな
わち、前記ガス圧力センサと気温センサを組合せたガス
漏れ監視装置では、ガス平均温度の代用として外気温度
を用いて補正を行うために、通電電流が小さく、かつ日
射や風雨の影響を受けないことがガス漏れ判定時の前提
となり、適用上の制約がある。また、前記最高ガス温度
とガス圧力と負荷率とを検出する装置では、時間的に変
化する負荷率からガス平均温度を求めるために、電気機
器の熱容量や温度変化の時定数を考慮した繁雑な演算処
理が必要であり、監視装置は高価なものとなり、なおか
つ日射や風雨の影響による誤差を免れない。さらに、最
高ガス温度を測定する温度検出器は密閉タンク内に設け
られるため、温度検出器の点検、修理、交換などに際し
ては電気機器を停止してガス処理を行う必要があり、保
守に手間を要していた。

【０００６】そこで、本発明の目的は、ガス圧力センサ
で検出したガス圧力実測値を、通電電流や日射、風雨な
どの外乱に影響されることなく、高精度な温度補正を常
時行い、基準温度におけるガス圧力換算値を求め、ガス
漏れを早期に検出することのできる低廉で保守の容易な
監視装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明においては、ガス
絶縁電気機器の密閉タンクに、封入された絶縁ガスの圧
力を検出するガス圧力センサを設け、密閉タンクに隣接
する箱の内部で、密閉タンクと箱とを隔てる隔壁の表面
に、隔壁表面温度を検出する温度センサを設ける。さら
に、前記ガス圧力センサで検出したガス圧力実測値を、
前記温度センサで検出した隔壁表面温度で補正して、基
準温度におけるガス圧力換算値を算出する温度補正手段
を設け、算出したガス圧力換算値を、あらかじめ設定し
ておいた判定値と比較してガス漏れの有無を判定するガ
ス漏れ判定手段を設ける。

【０００８】

【作用】前記のように構成された本発明の監視装置によ
れば、ガス圧力実測値を補正して基準温度におけるガス
圧力換算値を算出する際に隔壁表面温度を用いること
で、通電電流と日射、風雨などの外乱の影響を低減する
ことができる。すなわち、通電電流による内部発熱でガ
ス平均温度が外気温度よりも上昇した場合、隔壁の厚さ
方向の熱伝導により隔壁表面温度も上昇するので、ガス
平均温度を隔壁の表面で間接的に検出することができ
る。また、日射や風雨などの外乱の影響によりガス平均
温度が外気温度から変化した場合、これらの外乱は密閉
タンクだけでなく隣接する箱にも同等の作用を及ぼすの
で、密閉タンク内の絶縁ガス、箱内の空気、および両者
を隔てる隔壁の三者は同様の温度履歴をたどり、ガス平
均温度を隔壁の表面で間接的に検出することができる。
実際には、前記の通電電流と外乱は同時に重なりあって
ガス平均温度に影響を及ぼすが、隔壁表面温度を用いる
ことによりこれらの影響を受けずに、高精度な温度補正
を行うことができ、ガス漏れを早期に検出することがで
きる。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明によるガス絶縁電気機器のガ
ス漏れ監視装置の一実施例である。ガス絶縁電気機器の
密閉タンク１の内部の空隙には電気的構成部品２を密閉
タンク１から電気的に絶縁し、また対流作用により密閉
タンク１の内部を冷却するために絶縁ガス３が所定の圧
力で封入されている。このガス圧力を検出するために、
密閉タンク１に配管やフランジなどを用いてガス圧力セ
ンサ４を設ける。一方、密閉タンク１に隣接する箱５の
内側で、密閉タンク１と箱５を隔てた隔壁６の表面に、
隔壁表面温度を検出する温度センサ７を設ける。また、
ガス圧力センサ４と温度センサ７から出力される電気信
号を取り込み、ガス圧力センサ４から出力されたガス圧
力実測値を温度センサ７から出力された隔壁６の表面温
度で補正して、基準温度におけるガス圧力換算値を算出
する温度補正手段９を設ける。さらに、温度補正手段９
から出力される温度補正後のガス圧力換算値を取り込
み、このガス圧力換算値をあらかじめ設定しておいた判
定値と比較してガス漏れの有無を判定するガス漏れ判定
手段１０を設ける。

【００１０】なお、ガス圧力センサ４には半導体式歪ゲ
ージやポテンショメータ付圧力計、温度センサ７には白
金測温抵抗体や熱電対、温度補正手段９やガス漏れ判定
手段１０にはマイクロプロセッサやパーソナルコンピュ
ータなどをそれぞれ用いる。

【００１１】次に、上記のように構成された実施例にお
けるガス漏れ監視の方法について説明する。密閉タンク
１の内部のガス圧力は、図２中の曲線Ａに示すようにガ
ス平均温度に依存して変化するので、定格封入ガス圧力
として、通常は図２の状態０、すなわち基準温度ｔ０に
おけるガス圧力Ｐ０で表現される。実際の機器運転時に
は、外気温度の変化に加えて、通電電流や日射、風雨な
どの外乱の影響を受けてガス平均温度は複雑に変化し、
またこれに伴いガス圧力も変化する。今、機器が図２の
状態Ｂに相当する、ガス平均温度ｔ１、ガス圧力Ｐ１で
ある場合を想定すると、ガス圧力センサ４ならびに温度
センサ７は、それぞれ圧力Ｐ１と温度ｔ１を検出して、
これに相当する電気信号を出力する。温度補正手段９は
これらの電気信号を取り込み、所定の補正式を用いるこ
とで図２の状態Ｃで示される基準温度ｔ０でのガス圧力
換算値Ｐ２を求めることができる。ガス漏れ判定手段１
０は、ガス圧力換算値Ｐ２があらかじめ設定しておいた
判定値ＰＮよりも小さければガス漏れと判定して、接点
出力やランプ点灯などの異常通報を行う。

【００１２】上記のようなガス漏れ監視の方法において
は、ガス平均温度を正確に求めることが高精度な温度補
正に不可欠であり、隔壁６の表面で温度を求める有効性
について以下に説明する。通電電流により密閉タンク１
の内部で発熱がある場合には、絶縁ガス３のガス温度Ｔ
Ｇ、隔壁６の隔壁表面温度ＴＷ、および箱５内の空気８
の空気温度ＴＩは外気温度ＴＯよりも上昇し、それぞれ
の熱抵抗や対流伝熱特性に従って、概略図３に示すよう
な温度分布を示す。この時、ガス温度ＴＧは密閉タンク
１の高さ方向で異なり、ガス平均温度ＴＧ０は通常密閉
タンク１の中央付近で求められる。隔壁６が比較的薄い
場合には、その熱抵抗は小さく隔壁６の厚さ方向の温度
低下△Ｔは小さいため、隔壁６の中央付近の温度ＴＷ０
はガス平均温度ＴＧ０にほぼ一致する。隔壁６が厚くな
るに従って、温度低下△Ｔは大きくなり、無視できなく
なる。この温度低下△Ｔによる誤差を取り除くために２
つの方法が考えられる。第１は、隔壁６の中央付近の温
度ＴＷ０を求めておいて、温度低下△Ｔに相当する値を
上乗せする方法であり、第２は図３に示すように隔壁６
の中央よりも高い位置で、ガス平均温度ＴＧ０に相当す
る隔壁表面温度ＴＷ１を得られる箇所に、温度センサ７
を設ける方法である。なお、第１の方法における温度低
下△Ｔに相当する値や、第２の方法における隔壁表面温
度ＴＷ１を得られる箇所については、実際の電気機器を
用いて実験的に求めることができる。上記のいずれかの
方法を用いることにより、隔壁６が厚い場合にも隔壁表
面温度ＴＷ１を検出することで、通電電流が流れている
場合のガス平均温度ＴＧ０を求めることができる。

【００１３】次に、日射や風雨などの外乱がある場合に
ついて説明する。屋外に設置されたガス絶縁電気機器で
は、日射による放射伝熱により、密閉タンク１や箱５の
外壁温度は上昇し、これに伴い密閉タンク１の内部の絶
縁ガス３ならびに箱５内の空気８の温度も上昇する。逆
に、風雨の影響がある場合にはこれらの温度は下降す
る。この時、外乱の影響は密閉タンク１と箱５に同等の
作用を及ぼすため、ガス温度と箱５内の空気温度は同様
の温度履歴をたどる。したがって、その中間に存在する
隔壁６の隔壁表面温度も同様の温度履歴をたどるので、
外乱の影響により変化したガス温度を間接的に求めるこ
とができる。

【００１４】上記で述べたガス温度と箱５内の空気温度
の温度履歴は、厳密には密閉タンク１や箱５の形状や材
質、厚さおよび絶縁ガス３と空気８の熱的特性の違いに
より完全には一致せず、したがって隔壁表面温度をその
ままガス温度とは見なせない場合もある。この場合に
は、隔壁表面温度とガス温度の誤差をあらかじめ実験的
に求めておき、温度補正手段９におけるガス圧力の温度
補正の際に誤差を補償してやれば良い。

【００１５】以上の説明のとおり、隔壁表面温度を検出
することにより、通電電流や日射、風雨などの外乱の影
響を受けずに、ガス平均温度を正確に求めることができ
る。したがって、ガス圧力の高精度な温度補正を行い、
ガス漏れを早期に検出することができる。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、ガス平均温度に相当す
る隔壁表面温度でガス圧力の温度補正を行うので、補正
の高精度化が図れて、ガス漏れの早期検出が可能とな
る。また、負荷率などの二次的な信号が不要であり、演
算処理の簡略化による監視装置の簡素化、低価格化がで
き、さらに密閉タンク内への温度センサ取付けも不要で
あるので、保守も容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガス絶縁電気機器のガス漏れ監視
装置の一実施例を示す図である。

【図２】本発明によるガス圧力の温度補正の方法を示す
図である。

【図３】本発明によりガス平均温度を求める方法を示す
図である。

【符号の説明】

１ 密閉タンク ２ 電気的構成部品 ３ 絶縁ガス ４ ガス圧力センサ ５ 箱 ６ 隔壁 ７ 温度センサ ８ 箱内の空気 ９ 温度補正手段 １０ ガス漏れ判定手段

フロントページの続き (72)発明者 山田 剛彦 愛知県西春日井郡西枇杷島町芳野町３丁目 １番地 株式会社高岳製作所名古屋事業所 内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉タンク内に通電部などの電気的構成
   部品を収納して、空隙に絶縁ガスを所定の圧力で封入し
   たガス絶縁電気機器において、 前記密閉タンクに設けられて、封入された絶縁ガスの圧
   力を検出するガス圧力センサと、 前記密閉タンクに隣接する箱の内部で、密閉タンクと箱
   とを隔てる隔壁の表面に設けられて、隔壁表面温度を検
   出する温度センサと、 前記ガス圧力センサで検出したガス圧力実測値を、前記
   温度センサで検出した隔壁表面温度で補正して、基準温
   度におけるガス圧力換算値を算出する温度補正手段と、 算出したガス圧力換算値を、あらかじめ設定しておいた
   判定値と比較してガス漏れの有無を判定するガス漏れ判
   定手段と、 を有するガス絶縁電気機器のガス漏れ監視装置。