KR910000084B1

KR910000084B1 - Element and device for detecting internal faults in an insulating gas charged electrical apparatus

Info

Publication number: KR910000084B1
Application number: KR1019880000882A
Authority: KR
Inventors: 다께오 요시오까; 다다오 미나가와; 도시히로 스즈끼; 이찌로오 야마사끼; 요시후미 마쓰시다
Original assignee: 미쓰비시전기 주식회사; 시끼 모리야
Priority date: 1987-04-17
Filing date: 1988-02-01
Publication date: 1991-01-19
Also published as: KR880013283A

Abstract

내용 없음.No content.

Description

SF6가스봉입 전기기기용 내부 이상 진단장치Internal abnormality diagnosis device for SF6 gas-sealed electric equipment

제1a도는 이 발명의 한 실시예를 표시하는 평면도.1A is a plan view showing one embodiment of the present invention.

제1b도는 제1a도의 B-B선 단면도.FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG. 1A.

제1c도는 이 발명의 다른 실시예를 표시하는 것으로서 제1b도의 부분확대도.Figure 1c shows another embodiment of this invention, and partly enlarged in Figure 1b.

제2도는 제1도에 표시한 내부이상 진단소자를 내부에 설치한 밀폐접지 금속용기를 표시하는 부분단면도표.FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a hermetically sealed ground metal container provided therein with an internal abnormality diagnosis device shown in FIG. 1. FIG.

제3도는 제2도에 표시한 내부이상 진단소자의 저항치 경시(經時)변화를 표시하는 도표.3 is a chart showing changes in resistance over time of the internal abnormality diagnosis device shown in FIG.

제4도는 이 발명의 다른 실시예 및 비교예에 있어서의 내부이상 진단소자의 저항치의 경시변화 표시도.4 is a time-dependent change display diagram of the resistance value of the internal abnormality diagnosis device according to another embodiment and comparative example of the present invention.

제5도는 이 발명에 의하여 제1도에 표시한 내부이상 진단소자를 내부에 설치한 밀폐접지 금속용기를 표시하는 부분단면도.FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a hermetically sealed ground metal container provided with an internal abnormality diagnosis element shown in FIG. 1 according to the present invention; FIG.

제6도는 제5도에 표시한 내부이상 진단소자의 저항치에 대한 경시변화를 표시하는 도표.6 is a chart showing changes over time with respect to the resistance value of the internal abnormality diagnosis device shown in FIG.

제7도는 온도센서를 내부에 설치한 제5도와 같은 밀폐접지 금속용기의 부분단면도.7 is a partial cross-sectional view of a hermetically sealed ground metal container as shown in FIG. 5 with a temperature sensor installed therein.

제8도는 이 발명의 또다른 실시예를 일부단면도로 표시한 블록도.8 is a block diagram showing another embodiment of the invention in partial cross-sectional view.

제9도는 이 발명의 또다른 실시예의 변형을 일부단면도로 표시한 블록도.Figure 9 is a block diagram showing, in partial cross-section, a variant of another embodiment of the present invention.

제10도, 제11도는 이 발명에 사용되는 각 광전다이오우드 발광다이오우드의 전류-광출력관계를 표시하는 도표.10 and 11 are diagrams showing the current-light output relationship of each photodiode light emitting diode used in the present invention.

제12도는 이 발명의 별도 실시예에 의한 절연가스 봉입밀봉형 전기장치의 내부이상 검출장치를 표시하는 개략 단면도.12 is a schematic sectional view showing an internal abnormality detection device of an insulation gas-sealed sealing type electric device according to another embodiment of the present invention.

제13도는 제12도의 분해가스 검출부(121)의 확대정면도.FIG. 13 is an enlarged front view of the cracked gas detector 121 of FIG.

제14도는 밀폐접지 금속용기내에 설치된 종래의 내부이상 진단소자를 표시하는 부분단면도.14 is a partial cross-sectional view showing a conventional internal abnormality diagnosis element installed in the hermetically sealed metal container.

제15도는 종래의 절연가스 봉입밀봉형 전기장치의 내부이상 검출장치를 표시하는 개략단면도이다.15 is a schematic cross-sectional view showing an internal abnormality detection device of a conventional insulating gas encapsulated sealing electric device.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 밀폐접지 금속용기 2 : SF₆가스1: Hermetically sealed metal container 2: SF ₆ gas

4,4A : 내부이상 진단소자 9 : 절연밀봉단자4,4A: Internal fault diagnosis element 9: Insulation sealing terminal

10 : 기판 11 : Au전극10 substrate 11 Au electrode

12 : Ag박막 13 : 전자냉동소자12: Ag thin film 13: Electronic refrigeration element

15,16 : 온도센서 20a : 광전변환부로서의 광전 다이오우드15,16: temperature sensor 20a: photoelectric diode as a photoelectric conversion part

20b : 광전변환부로서의 발광다이오우드20b: Light emitting diode as photoelectric conversion part

21a.21b,21c : 광섬유 22 : 신호처리부21a.21b, 21c: optical fiber 22: signal processor

23 : 원격감시제어반 111 : 가스배관 접합부23: remote monitoring and control panel 111: gas pipe connection

121 : 분해가스검출부 122 : 지지용기121: decomposition gas detection unit 122: support container

122a : 중공부 123 : 분해가스감응물질122a: hollow portion 123: decomposition gas sensitive material

124 : 전극 125 : 내부이상 진단소자124: electrode 125: internal failure diagnosis device

126 : 도선126: lead wire

그리고 각 도면중 동일부호는 동일 또는 상당부분을 표시한다.In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

이 발명은 SF₆가스봉입 전기기기용 내부이상 진단소자, 특히 SF₆가스봉입 전기기기의 내부이상의 존재와 SF₆분해가스의 생성이 대응하는 것을 이용하여 SF₆가스봉입 전기기기용의 내부이상을 검출하는 내부이상 진단장치에 관한 것이다. 제14도는 예를들면 일본특공소 57-38091호 공보에 표시된 종래의 이상진단소자를 조합한 SF₆가스봉입 전기기기용의 내부이상 진단장치를 표시하는 개략부분 단면도이다. 도면에서 SF₆가스봉입 전기기기(도시생략)의 일부에 밀폐접지 금속용기(1)가 설치되고 이 밀폐접지 금속용기(1)의 내부는 SF₆가스(2)로 충전되어 있다. 밀폐접지 금속용기(1)의 대략중앙에 검출소자 지지용기(3)가 설치되어있다.The present invention uses an internal abnormality diagnosis device for SF ₆ gas-filled electrical equipment, in particular, the occurrence of SF ₆ gas-sealed electrical equipment and the generation of SF ₆ cracked gas corresponding to the internal abnormality for SF ₆ gas-filled electrical equipment. It relates to an internal abnormality diagnosis device for detecting. FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing an internal abnormality diagnosis device for SF ₆ gas-enclosed electric equipment incorporating the conventional abnormality diagnosing element shown, for example, in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 57-38091. In the drawing, a part of the SF ₆ gas enclosed electric apparatus (not shown) is provided with a hermetically sealed ground metal container 1, and the interior of the hermetically sealed ground metal container 1 is filled with an SF ₆ gas 2. The detection element support container 3 is provided in approximately the center of the hermetically sealed metal container 1.

이 검출소자 지지용기(3)의 내부상방에는 예를들면 5㎛정도의 얇은 알미늄(Al)금속관으로된 내부이상 검출소자(4)가 지지되어있다. 또 검출소자 지지용기(3)의 저부에는 SF₆가스(2)의 분해가스와 접촉하면은 수분을 방출하는 예를들면 CuSO₄·5H₂O 등의 결정수 함유물질(6)이 수용되어있다. 검출소자 지지용기(3)의 측면에는 기체의 통과가능한 소공인 투과공(7)이 복수개 설치되어있다. 또 밀폐접지 금속용기(1)의 외부에는 외부회로(도시생략)에 접속된 외부도체(8)가 설치되고 이 외부도체(8)의 양단은 밀폐접지 금속용기(1)의 측벽부를 관통하는 절연밀봉단자(9) 및 밀폐접지 금속용기(1) 내부의 내부도체(5)를 통하여 내부이상 검출소자(4) 및 내부도체(5)와 전기적으로 접속되어있다.Inside the detection element support container 3, an internal abnormality detection element 4 made of, for example, a thin aluminum (Al) metal tube of about 5 mu m is supported. In addition, a crystal water-containing substance 6 such as CuSO ₄ · 5H ₂ O, which emits water when the gas comes into contact with the decomposition gas of the SF ₆ gas 2, is housed in the bottom of the detection element support container 3. . On the side of the detection element support container 3, a plurality of permeation holes 7, which are small pores through which gas is allowed, are provided. In addition, an outer conductor 8 connected to an external circuit (not shown) is provided outside the sealed ground metal container 1, and both ends of the outer conductor 8 are insulated through the side wall of the sealed ground metal container 1. It is electrically connected with the internal abnormality detection element 4 and the internal conductor 5 through the internal terminal 5 inside the sealing terminal 9 and the hermetically sealed ground metal container 1.

종래의 내부이상 검출장치는 상술한 바와같이 구성되어 밀폐접지 금속용기(1)내에서 방전등의 이상이 발생하면은 SF₆가스(2)가 분해하여 SF₄등의 활성인 저불화황 화합물가스를 발생한다. 이들의 저불화황 화합물 가스는 대류확산에 의하여 검출소자 지지용기(3)의 측면투과용(7)을 통과하여 그 내부에 침입하며 검출소자 지지용기(3)내의 SF₆가스(2)중에 미량으로 존재하는 물 및 결정수 함유물질(6)에서 방출되는 물등과 반응하여 HF로 변화한다. SF₆분해가스와 수분이 공히 존재하는 분위기로된 검출소자 지지용기(3)내에서는 내부이상 검출소자(4)는 다음 식의 반응에 의하여 AlF₃를 발생한다.The conventional internal abnormality detection device is configured as described above, and when an abnormality such as a discharge occurs in the sealed ground metal container 1, the SF ₆ gas 2 decomposes to remove active low fluoride compound gas such as SF ₄ . Occurs. These low-fluoride compound gases pass through the side permeation (7) of the detection element support vessel (3) by convection diffusion and enter the interior thereof, and are traced in the SF ₆ gas (2) in the detection element support vessel (3). It reacts with water and the water released from the crystal water-containing substance (6) to change to HF. The internal abnormality detection element 4 generates AlF ₃ by the reaction of the following equation in the detection element support container 3 in which the SF ₆ decomposition gas and moisture are present.

이와같이 하여 도전성의 Al금속판으로 된 내부이상 검출소자(4)의 일부는 비도전성의 AlF₃에 변화하므로 그 저항치가 변화하고 그 내부이상 검출소자(4)의 저항치 변화를 외부도체(8)를 통하여 외부회로에서 측정하므로서 전기기기의 이상발생유무를 검출할 수가 있다.In this way, part of the internal abnormality detecting element 4 made of conductive Al metal plate is changed to non-conductive AlF ₃ , so the resistance thereof is changed and the resistance value of the internal abnormality detecting element 4 is changed through the external conductor 8. By measuring in an external circuit, it is possible to detect the occurrence of abnormality of the electric equipment.

종래의 다른 내부이상 검출장치로서는 예를들면 일본실개소 61-40657호 공보에 표시된 것이 있으며 그 구성은 제15도와 같다. 도면에서, 101은 밀봉용기, 102는 가동접촉자, 103은 가동접촉자(102)를 포위하여 설치되어 있는 노즐, 104는 가동접촉자(102)가 접리하는 고정접촉자, 105는 도체를 지지하는 스페이서, 106은 고정접촉자(104)에 접속된 고전압도체, 107은 밀봉용기(101)의 개구부(107a)에 설치되어있는 플랜지커버, 108은 밀봉용기(101)에 봉입되어 있는 SF₆가스, 109는 개구부(107a)내에 설치되어있는 분해가스 검출소자가 있는 분해가스 검출부, 110은 분해가스검출부(109)로부터의 신호를 외부에 도출하기 위한 도선, 111은 SF₆가스(108)의 가스배관과 밀봉용기(101)를 접속하는 가스배관 접합부이다.Other conventional internal abnormality detection apparatuses are those shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-40657, for example, and the configuration thereof is as shown in FIG. In the drawing, reference numeral 101 denotes a sealed container, 102 a movable contactor, 103 a nozzle installed to surround the movable contactor 102, 104 a fixed contactor to which the movable contactor 102 is folded, 105 a spacer to support a conductor, 106 Is a high voltage conductor connected to the fixed contactor 104, 107 is a flange cover provided in the opening 107a of the sealing container 101, 108 is SF ₆ gas enclosed in the sealing container 101, 109 is an opening ( Decomposition gas detection unit having a decomposing gas detection element provided in 107a), 110 is a conductor for deriving a signal from the decomposition gas detection unit 109 to the outside, 111 is a gas piping and sealing vessel of SF ₆ gas 108 ( It is a gas pipe joint part which connects 101).

다음은 상기 종래예의 동작에 관하여 설명한다.Next, the operation of the above conventional example will be described.

SF₆가스봉입의 밀봉형 전기장치 내부의 통전접촉부등에서 방전 혹은 국부과열이 발생하면은 SF₆가스(108)은 SF₄,SOF₂,HF 등의 활성가스로 분해한다. 이들 분해가스는 대류확산에 의하여 분해가스 검출부(109)까지 이동하고 이 분해가스검출부(109)의 감응물질과 반응하여 특성변화를 이르킨다. 이 특성변화를 도선(110)을 통하여 인출하여 신호처리부(도시생략)에 전달하여서 내부이상이 존재하고 있는 것을 나타내는 경보를 발생하도록 구성되어있다. 이 분해가스검출부(109)를 분해가스검출부를 구비하지 않은 기설의 절연가스 봉입형 전기장치에 설치하는 경우는 플랜지커버(107)에 분해가스 검출부가 부착되도록 세로히 가공하여 설치한다.When discharge or local overheating occurs in the energized contact portion inside the sealed electrical device with SF ₆ gas encapsulation, the SF ₆ gas 108 is decomposed into active gases such as SF ₄ , SOF ₂ and HF. These cracked gases move to the cracked gas detector 109 by convective diffusion and react with the sensitive substances of the cracked gas detector 109 to cause a change in properties. The characteristic change is taken out through the conductor 110 and transmitted to the signal processing unit (not shown) to generate an alarm indicating that an internal abnormality exists. When the cracked gas detector 109 is installed in an existing insulated gas enclosed electric device having no cracked gas detector, the flanged gas cover is vertically machined so that the cracked gas detector is attached.

상술한 바와같은 이상검출장치에서는 내부이상 검출소자(4)가 금속판으로 제작되어 있으므로 고농도의 SF₆분해가스가 아니면은 반응이 충분하게 진행되지 않으며 접지사고 등과 같이 SF₆분해가스가 고농도로 존재하는 경우에는 검출이 가능하지만 검출속도가 느리고 또 부분방전이나 국부가열과 같이 SF₆분해가스가 저농도의 경우에는 충분히 이상을 검출할 수 없고 또한 SF₆분해가스와 접촉하면은 수분을 방출하는 물질 예를들면 결정수 함유물질(6) 등을 필요로 한다는 문제점이 있었다. 그리고 종래의 SF₆가스봉입 전기기기용 내부이상 진단장치에서는 밀봉접지 금속용기(1)의 내외에 있는 도선(7)이하의 신호전달을 포함하여 신호처리가 모두 전기적으로 행하여지고 있으므로 고전자계등의 환경하에서는 검출정도가 낮다는 문제점이 있었다.The abnormality detecting apparatus as described above because of an internal failure detecting element 4 is made of a metal plate a high concentration of SF ₆ is not going to or decomposition gas reaction is sufficient that the SF ₆ decomposition gas present in a high concentration, such as ground faults case, the material for example to detect a possible, but if the detected speed is slow also in contact with SF ₆ for decomposing gas is a low concentration can not be detected for more than sufficient also SF ₆ decomposition gas, such as partial discharge or local heating is emitting water For example, there is a problem that the crystal water-containing substance 6 or the like is required. In the conventional fault diagnosis apparatus for SF ₆ gas-filled electrical equipment, all signal processing is performed electrically, including the signal transmission under the lead wire 7 inside and outside the sealed ground metal container 1. There was a problem that the detection degree was low under the environment.

또한 종래의 절연가스봉입 밀봉형 전기장치의 내부이상 검출장치는 제15도에 표시된 바와같이 분해가스 검출부가 플랜지의 내측에 고정되기 때문에 기설의 절연가스 봉입밀봉형 전기장치에 설치하기 위하여는 점검시등의 기간을 이용하여 새로히 분해가스 검출부의 설치가 가능하도록 플랜지에 가공하여야되는 문제점도 있었다.In addition, the internal abnormality detection device of the conventional insulation gas encapsulated sealing type electrical equipment is fixed to the inside of the flange as shown in FIG. There was also a problem in that the flange has to be processed to enable the installation of the cracked gas detector using a period of time.

이 발명은 이와같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서 저농도의 SF₆분해가스에 대하여도 감도좋게 SF₆분해가스를 검출할 수 있는 내부진단소자를 제공함을 목적으로 한다. 또 이 발명은 신호전달에 모두 광신호를 사용하므로서 전자 유도장애가 없고, 저손실임을 이용하여 보다 원격모니터가 가능한 SF₆가스봉입 전기기기용 내부이상 진단장치를 얻는 것을 목적으로 한다. 또한 이 발명은 기설의 절연가스 봉입밀봉형 전기장치에 특히 가공할 필요없이 분해가스 검출부를 용이하게 설치할 수 있는 SF₆가스봉입 전기기기용 내부이상 진단장치를 제공함을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an internal diagnostic device capable of detecting SF ₆ cracked gas with high sensitivity even with low concentration of SF ₆ cracked gas. It is another object of the present invention to obtain an internal abnormality diagnosis apparatus for SF ₆ gas-filled electric equipment by using an optical signal for all signal transmission, without using electromagnetic induction obstacles, and using a low loss. Another object of the present invention is to provide an internal abnormality diagnosing device for SF ₆ gas-sealed electric equipment, which can be easily installed in an existing gas-sealed sealing-type electric device without the need for processing.

이 발명에 의한 내부이상 진단장치는 SF₆가스가 봉입된 전기기기의 내부에 배치되고 이 SF₆가스와 반응하지 않는 절연물로된 기판과, 이 기판상에 설치된 1쌍의 전극과 이들 1쌍의 전극과 상기 기판의 노출표면을 덮고 또한 전기기기의 내부이상에 의하여 분해된 SF₆분해가스와 반응하여 도전성이 낮은 불화물을 생성할 수 있는 금속박막으로된 것이다.The apparatus for diagnosing internal abnormalities according to the present invention includes a substrate made of an insulator which is disposed inside an electrical apparatus in which SF ₆ gas is enclosed and does not react with the SF ₆ gas, a pair of electrodes provided on the substrate, and a pair of these It is made of a metal thin film covering the exposed surface of the electrode and the substrate and reacting with SF ₆ decomposition gas decomposed by an abnormality in the interior of the electric device to generate fluoride having low conductivity.

또 이 발명에 의한 SF₆가스봉입 전기기기용 내부이상 진단장치는 SF₆분해가스 검출소자의 입력측에 접속되어 이 SF₆분해가스 검출소자로 전류를 공급하는 수단과, 상기 SF₆분해가스 검출소자의 출력측에 접속되어 전기지기의 내부이상에 의하여 분해된 SF₆가스를 검출하면은 상기 SF₆분해가스 검출소자가 나타내는 저항변화에 유래하는 전류변화를 광신호에 변환하는 광전변환부 및 이 광전변환부로부터 광섬유를 통하여 보내온 상기 광신호를 처리하는 신호처리부를 구비한 것이다.Also SF ₆ gas filled over inside for electrical equipment diagnosis device according to the invention are SF ₆ decomposition is connected to the input side of the gas detecting element are SF ₆ and the means for supplying a current to the decomposed gas detection element, the SF ₆ decomposition gas detection element And a photoelectric conversion section for converting the current change resulting from the resistance change indicated by the SF ₆ decomposition gas detection element into an optical signal when the SF ₆ gas decomposed by the internal abnormality of the electric machine is detected. It comprises a signal processing unit for processing the optical signal sent through the optical fiber from the unit.

또한 이 발명에 의한 SF₆가스봉입 전기기기용 내부이상 진단장치인 중공상(中空狀)으로 형성되어 있는 판재로된 지지용기를 구비하고 이 지지용기의 중공부에 분해가스 검출소자를 갖춘 분해가스 검출부를 설치하는 동시에 이 분해가스 검출부의 지지용기가 가스배관 접합부에 설치되는 것이다.In addition, a cracked gas having a support vessel made of a plate formed in a hollow shape, which is an internal abnormality diagnosis apparatus for SF ₆ gas-encapsulated electrical equipment according to the present invention, and having a cracked gas detection element in the hollow part of the support container. At the same time as the detection unit is installed, the supporting vessel of the decomposition gas detection unit is provided at the gas pipe joint.

이 발명에 있어서는 SF₆분해가스와의 감응물질인 금속박막으로서 은(Ag)을 사용하고 이 은을 박막화 하므로서 미량의 SF₆분해가스와도 용이하게 반응하여 높은 응답성을 나타내므로 SF₆가스봉입 전기기기내의 부분방전, 국부가열등의 이상을 조기에 발견할 수 있다. 또 이 발명에 있어서는 SF₆분해가스와 감응하는 금속박막으로 표면에 다수의 요철이 있는 기판을 피복하므로서 기관표면이 평안한 경우에 비하여 금속박막의 표면적이 증대하고 금속박막은 미량의 SF₆분해가스와 용이하게 반응하여 높은 응답성을 나타내므로 SF₆가스봉입 전기기기내의 부분방전, 국부가열 등의 이응이 조기에 발견될 수 있다.According to this invention, SF ₆ as a sensitized material is a metal thin film of a decomposed gas using silver (Ag), and exhibits a high response performance is by also readily react very small amount with the SF ₆ decomposition gas hameuroseo thinning the SF ₆ gas filled Abnormalities such as partial discharge and local heating in electrical equipment can be detected early. In this invention, the surface area of the metal thin film is increased compared to the case where the surface of the engine is stable by covering the substrate with a large number of irregularities on the surface with the SF ₆ cracked gas and the metal thin film sensitive to the SF ₆ cracked gas. Because of its easy response and high responsiveness, there can be early detection of partial discharge, local heating, etc. in SF ₆ gas-filled electrical equipment.

그리고 또한 이 발명에 있어서는 SF₆분해가스 검출소자로 전류를 입력시켜 그 저항변화에 의하여 변화한 전류를 광전변환부에서 광신호로 변환하고 광섬유를 통하여 신호처리부에 도입하여 여기서 SF₆가스봉입 전기기기의 내부에 발생한 이상을 검출한다. 그위에 이 발명에 있어서는 판재의 지지용기 중공부에 분해·가스검출소자를 설치하여 가스배관 접합부에 설치하고 있기 때문에 기설의 SF₆가스봉입 밀봉형 전기장치에 설치시 가스배관 접합부의 플랜지간을 약간 넓혀 그 사이에 삽입 고정하므로서 설치된다. 따라서 SF₆가스봉입 밀봉형 전기장치내에서 발생한 부분 방전등으로 생긴 활성인 SF₆분해가스는 대류확산에 의하여 분해가스 검출소자에 도달하고 분해가스 검출소자에 그 특성변화를 발생시켜 이상을 검출한다.In addition, in the present invention, a current is inputted to the SF ₆ cracking gas detection element, and the current changed by the resistance change is converted into an optical signal in the photoelectric conversion section and introduced into the signal processing section through the optical fiber, where the SF ₆ gas-sealed electric equipment Detects abnormality that occurred inside. In this invention, since the decomposition and gas detection elements are installed in the hollow part of the supporting vessel of the plate and installed in the gas pipe joint, the flanges of the gas pipe joint are slightly separated when installed in the existing SF ₆ gas-sealed sealed electrical device. It is installed by widening it and inserting it in between. Accordingly, the active SF ₆ cracked gas generated by the partial discharge light generated in the SF ₆ gas-sealed sealed electric device reaches the cracked gas detector by convective diffusion and generates a characteristic change in the cracked gas detector to detect anomalies.

다음은 이 발명의 실시예를 도면에 의하여 설명한다.Next, an embodiment of this invention will be described with reference to the drawings.

제1a도는 이 발명의 한 실시예를 표시하는 평면도, 제1b도는 제1a도의 B-B선 단면도이다.FIG. 1A is a plan view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a sectional view taken along the line B-B in FIG. 1A.

이들 도면에서 내부이상 진단소자(4A)는 Al₂O₃소결체(燒結體) 등으로 만들어진 기관(10)과 이 기관(10)의 표면 양측부에 설치된 전극 예를들면 금(Au) 전극(11)과 이들 기관(10) 및 Au전극(11)의 표면중앙부분에 설치된 금속박막 예를들면 Ag박막(12)으로 구성되어있다. 내부이상 진단소자(4A)는 예를들면 제2도에 표시한 바와같이 SF₆가스봉입 전기기기(도시생략)내와 일부에 설치된 밀폐접지 금속용기(1)내에 설치되어 내부도체(5) 절연밀봉소자(9) 및 외부도체(8)를 통하여 외부회로(도시생략)와 전기적으로 접속되어있다.In these drawings, the internal abnormality diagnosis element 4A includes an engine 10 made of Al ₂ O ₃ sintered body or the like, and an electrode provided on both sides of the surface of the engine 10, for example, a gold electrode 11. ) And a metal thin film, such as Ag thin film 12, provided in the center portion of the surface of the engine 10 and Au electrode 11. The internal abnormality diagnosis element 4A is insulated from the inner conductor 5 by being installed in a sealed ground metal container 1 installed in a part of SF ₆ gas-filled electric equipment (not shown), for example, as shown in FIG. It is electrically connected to an external circuit (not shown) via the sealing element 9 and the outer conductor 8.

상술한 바와같이 구성된 내부이상 진단소자(4A)에 있어서는 내부이상 진단소자(4A)가 설치된 SF₆가스봉입 전기기기내부에서 방전등의 이상이 발생하면은 SF₆가스(2)가 분해하여 SF₄등의 활성인 SF₆분해가스가 발생한다. 이들의 분해가스는 SF₆가스(2)중에 미량으로 존재하는 물과 반응하여 HF를 생성한다. 생성된 HF는 자연대류 및 확산에 의하여 이동하여 내부이상 진단소자(4A)의 표면에 도달하고 여기서 Ag박막(12)과 다음 식에 따라 반응하여 AgF를 생성한다.Or more of the discharge lamp within the SF ₆ gas filled electrical device is an internal defect diagnosis device (4A) In the internal defect diagnosis device (4A) installed, configured as described above occurs when the SF ₆ gas (2) is decomposed by SF _4, etc. SF ₆ cracking gas is generated which is active. These cracking gases react with water present in traces in the SF ₆ gas (2) to produce HF. The generated HF moves by natural convection and diffusion to reach the surface of the internal abnormality diagnosis device 4A, where it reacts with the Ag thin film 12 to produce AgF.

이와같이 도전체인 Ag박막(12)은 부도체인 AgF 박막으로 변화하므로 저항치가 변화하며 이 저항치 변화를 내부이상 진단소자(4A)용의 외부도체(8)를 통하여 외부회로(도시생략)에서 모니터하므로서 SF₆가스봉입 전기기기내부의 방전등의 이상을 검출할 수가 있다.As described above, since the Ag thin film 12, which is a conductor, changes to an AgF thin film, which is a non-conductor, the resistance value changes, and the change in the resistance value is monitored by an external circuit (not shown) through the external conductor 8 for the internal abnormality diagnosis device 4A. ₆ It is possible to detect an abnormality such as a discharge inside the gas-filled electric equipment.

제3도는 제2도와 같이 구성된 내부이상 진단소자(4A)를 실온 대기압하에서 SF₆가스(농도 1%)에 노출시켰을때의 저항치의 경시변화를 표시한다. 이 도면에서 곡선 A,B,C는 기판(11)상에 각각 100Å, 300Å, 1000Å의 막두께의 Ag박막(12)을 예를들면 스패터법 등에 의하여 형성하여 작성한 내부이상 진단소자(4A)에서의 측정결과를 표시하며 곡선 D는 비교예로서 두께 5㎛의 Al판을 사용한 종래의 내부이상 진단소자(4)에서의 측정결과를 표시한다.FIG. 3 shows changes over time in the resistance value when the internal abnormality diagnosis element 4A configured as shown in FIG. 2 is exposed to SF ₆ gas (concentration 1%) at room temperature atmospheric pressure. In this figure, curves A, B, and C show an internal abnormality diagnosis device 4A formed by forming an Ag thin film 12 having a film thickness of 100 mV, 300 mV and 1000 mV on the substrate 11, for example, by a spatter method or the like. The curve D shows the measurement result of the conventional internal abnormality diagnosis element 4 using an Al plate having a thickness of 5 mu m as a comparative example.

기호 ↓는 SF₄가스의 도입시점이다.The symbol ↓ is the point of introduction of the SF ₄ gas.

이 도면에서 명백한 바와같이 이 발명에 의한 내부이상 진단소자(4A)는 100Å 내지 1000Å의 막두께 어느 것에 있어서나 비교예의 내부이상 진단소자(4)보다도 단시간에 크게 응답하였다. 따라서 SF₆분해가스 농도가 높은 접지사고 등에서는 매우 고감도의 내부이상 검출이 가능하다.As apparent from this figure, the internal abnormality diagnosing element 4A according to the present invention responded to the internal abnormality diagnosing element 4 of the comparative example in a shorter time than in the film thickness of 100 kPa to 1000 kPa. Therefore, it is possible to detect highly sensitive internal abnormalities in ground accidents with high concentration of SF ₆ cracked gas.

다음에 내부이상 진단소자(4A)를 가열 또는 냉각하기 위하여 온도조절소자 예를들면 전자냉동소자(13)을 내부이상 진단소자(4A)에 설치한 밀폐접지 금속용기(1)를 표시하는 부분단면도를 제5도에 표시한다.Next, a partial cross-sectional view showing a sealed ground metal container 1 in which a temperature control element, for example, an electronic refrigeration element 13, is installed in the internal abnormality diagnosis element 4A in order to heat or cool the internal abnormality diagnosis element 4A. Is shown in FIG.

이 도면에서 1,2,4A,8,9는 제2도의 것과 같다. 내부이상 진단소자(4칸)는 전자냉동소자(13)의 한쪽면상에 설치되고 전자냉동소자(13)의 다른면은 밀폐접지 금속용기(1)의 내측벽면에 접하여 설치되어있다. 또 이 전자냉동소자(13)를 가열 또는 냉각하는 전원용도선(14)이 전자냉동소자(13)에 접속되어있다. 전자냉동소자(13)에는 고온측의 면과 저온측의 면이 있으며 이 고온측면에 내부이상 진단소자(4A)를 배치하여 내부이상 진단소자(4A)를 가열할 수가 있다.In this figure, 1,2,4A, 8,9 are the same as those in FIG. An internal abnormality diagnosis element (4 spaces) is provided on one side of the electronic refrigeration element 13 and the other side of the electronic refrigeration element 13 is provided in contact with the inner wall surface of the hermetically sealed ground metal container 1. In addition, a power supply lead 14 for heating or cooling the electronic refrigeration element 13 is connected to the electronic refrigeration element 13. The electronic refrigeration element 13 has a high temperature side and a low temperature side, and the internal abnormality diagnosis element 4A can be heated by arranging the internal abnormality diagnosis element 4A on this high temperature side.

내부이상 진단소자(4A)를 가열한 경우 Ag박막(12)의 감도는 더욱 좋게되며 SF₆가스봉입 전기기기 내부의 부분방전, 부분가열 등의 SF₆분해가스농도의 낮은 내부이상에 대하여도 용이하게 조기 발견할 수 있다. 제6도는 제5도와 같이 구성된 내부이상 진단소자(4A)를 대기압하에서 SF₄가스(농도 100ppm)에 노출하였을때의 저항치의 경시변화를 표시한다. 이 도면에서 곡선 E,F,G는 기판(11)상에 각각 100Å, 300Å, 1000Å의 막두께의 Ag박막(12)을 예를들면 스패터법 등에 의하여 설치하여 작성한 내부이상 진단소자(4A)의 실온에서의 측정결과를 표시하며 곡선 H는 1000Å의 막두께의 Ag박막(12)을 예를들면 스패터법등에 의하여 전자냉동소자(13)상에 설치하고 이 전자냉동소자(13)을 80℃로 가열한 경우의 측정결과를 표시한다.When the internal abnormality diagnosis element 4A is heated, the sensitivity of the Ag thin film 12 is further improved, and it is also easy for the internal abnormality of SF ₆ decomposition gas concentration such as partial discharge and partial heating in SF ₆ gas-sealed electric equipment. Early detection. FIG. 6 shows changes over time in the resistance value when the internal abnormality diagnosis element 4A configured as in FIG. 5 is exposed to SF ₄ gas (concentration 100 ppm) under atmospheric pressure. In this figure, curves E, F, and G show an internal abnormality diagnosis device 4A formed by arranging Ag thin films 12 having a film thickness of 100 mV, 300 mV, and 1000 mV on the substrate 11, for example, by a spatter method or the like. The measurement result at room temperature is displayed, and the curve H shows that the Ag thin film 12 having a film thickness of 1000 kPa is installed on the electronic refrigerator element 13 by, for example, a spatter method, and the electronic refrigerator element 13 is placed at 80 캜. Display the measurement result when heating with.

기호 ↑는 SF₄가스의 도입시점이다.The symbol ↑ is the point of introduction of the SF ₄ gas.

이 도면에서 명백한 바와같이 비교적 막두께가 두꺼운 1000Å의 Ag박막(12)을 사용한 내부이상 진단소자(4A)에서는 감도가 그다지 높지 않지만 이 내부이상 진단소자(4A)를 가열한 경우에는 십분 고감도를 얻게 되며 매우 저농도의 SF₆분해가스라도 검출할 수 있음을 알 수 있다. 또한 내부이상 진단소자(4A)를 가온하여 측정하는 경우에는 고감도로 되기 때문에 1000Å이상의 막두께를 가진 Ag박막(12)의 사용도 가능하게된다. 그리고 상술한 실시예에서는 금속박막 재료로서 Ag를 사용한 것을 표시하였지만 저저항의 박막을 형성하는 것이 가능하며 또한 SF₆분해가스에 접하여 도전성을 저하시키는 불화물을 생성하는 금속이면은 어느 것을 사용하여도 된다.As apparent from this figure, the sensitivity is not very high in the internal abnormality diagnosis element 4A using the 1000-mm Ag thin film 12 having a relatively thick film, but when the internal abnormality diagnosis element 4A is heated, a ten minute high sensitivity is obtained. It can be seen that even a very low concentration of SF ₆ cracked gas can be detected. In addition, when the internal abnormality diagnosis element 4A is heated and measured, the Ag thin film 12 having a film thickness of 1000 kPa or more can be used because of high sensitivity. In the above embodiment, although Ag is used as the metal thin film material, a low resistance thin film can be formed, and any metal can be used as long as it is a metal that generates fluoride which is in contact with SF ₆ decomposition gas to reduce conductivity. .

또 상술한 실시예에서는 온도조절소자로서 전자냉동소자(13)의 고온측을 사용한 경우를 표시하였지만 이 전자냉동소자(13)의 저온측을 사용하고 내부이상 진단소자(4A)를 냉각하여도 된다. 즉 내부이상 진단소자(4A)를 예를들면 SF₆가스(2)의 노점이하로 일단 냉각하고 내부이상 진단소자(4A)의 표면 및 그 근방의 수분과 SF₆분해가스를 응축 또는 고밀도 혹은 고농도로 한후 다시 내부이상 진단소자(4A)를 고온에 가열하여 수분을 개재시켜 상술한 불화물의 생성반응을 촉진하여도 된다. 이경우 Ag박막(12)의 표면 및 그 근방의 물과 SF₆분해가스농도를 높힐 수 있으므로 내부이상 진단소자(4A)의 감도를 높힐 수가 있다. 그리고 전자냉각소자(13)의 냉각 및 가열은 이 전자냉각소자(13)의 전원극성을 바꾸므로서 고온측면과 저온측면을 교체하여도 된다.In addition, although the case where the high temperature side of the electronic refrigeration element 13 was used as a temperature control element was shown in the above-mentioned embodiment, the low temperature side of this electronic refrigeration element 13 may be used and the internal abnormality diagnosis element 4A may be cooled. . That is, the internal abnormality diagnosis element 4A is once cooled, for example, below the dew point of the SF ₆ gas 2, and condensation or high density or high concentration of water and SF ₆ decomposition gas on and near the internal abnormality diagnosis element 4A is achieved. After that, the internal abnormality diagnosis element 4A may be heated again at a high temperature to promote the above-mentioned fluoride generation reaction through moisture. In this case, since the concentration of water and SF ₆ decomposition gas on the surface of and near the Ag thin film 12 can be increased, the sensitivity of the internal abnormality diagnosis device 4A can be increased. The cooling and heating of the electronic cooling element 13 may replace the high temperature side and the low temperature side while changing the power polarity of the electronic cooling element 13.

또 상술한 실시예에서는 기관(10)으로서 Al₂O₃소결체를 사용하였지만 SF₆분해가스와 반응하지 않는 절연물이며 열전도성이 좋고, Au전극(11) 및 Ag벅막(12)의 부착강도가 높은 것이면 BN(질화붕소) 소결체 등 다른 재료를 사용하여도 된다. 또한 제7도에 표시한 바와같이 밀폐접지 금속용기(1)의 내부에 내부이상 진단소자(4A)용의 온도센서(15) 및 SF₆가스(2)용의 온도센서(16)를 설치하고, 이들의 온도센서(15)(16)으로 부터의 출력을 각각 전원용 도선(17)(18)을 통하여 온도제어회로(도시생략)에 접속하고 내부이상 진단소자(4A) 근방온도를 일정하게 유지하여도 되며 이 경우 주위온도의 영향을 받지않고 안정적으로 미량의 SF₆분해가스를 검출할 수가 있다.In the above-described embodiment, the Al ₂ O ₃ sintered body is used as the engine 10, but it is an insulator that does not react with SF ₆ decomposition gas, has good thermal conductivity, and has high adhesion strength between the Au electrode 11 and the Ag buck film 12. If it is, another material, such as a BN (boron nitride) sintered compact, may be used. In addition, as shown in FIG. 7, a temperature sensor 15 for the internal abnormality diagnosis element 4A and a temperature sensor 16 for the SF ₆ gas 2 are provided inside the hermetically sealed ground metal container 1. And outputs from the temperature sensors 15 and 16 to the temperature control circuits (not shown) through the power supply leads 17 and 18, respectively, and maintain a constant temperature near the internal abnormality diagnosis element 4A. In this case, trace amounts of SF ₆ cracked gas can be stably detected without being affected by the ambient temperature.

다음에 이 발명에 의한 다른 실시예를 제1c도 및 제4도에 의하여 설명한다.Next, another embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1C and 4.

이 실시예는 상술한 한 실시예와 대략 동일하나 제1c도에 표시한 바와같이 평활한 기판(10)대신에 수 ㎛에서 수십 ㎛요철표면으로된 기판상에 박막(12)을 형성한 내부이상 진단소자를 설치한 것이다.This embodiment is substantially the same as the above-described embodiment, but as shown in FIG. 1C, the internal abnormality in which the thin film 12 is formed on a substrate having a surface of several micrometers to several tens of micrometers instead of the smooth substrate 10 is shown. Diagnosis element is installed.

제4도는 내부이상 진단소자(4A)를 SF₄가스(농도 10ppm)를 함유하는 SF₆가스(대기압)에 노출하였을때에 저항치의 경시변화를 표시한다. 이 도면에서 곡선 A는 표면이 수 ㎛ 내지 수십 ㎛의 다수 요철로 된 기판(10)상에 막두께 300Å의 Ag박막(12)을 예를들면 스패터법에 의하여 형성하여 작성한 내부이상 진단소자(4A)의 측정결과를, 곡선 B는 비교예로서 표면이 평활한 기판상에 막두께 300Å의 Ag박막(12)를 예를들면 스패터법에 의하여 형성하여 작성한 내부이상 진단소자의 측정결과를, 그리고 곡선 C는 비교예로서 두께 5㎛의 알미늄판을 사용한 종래의 내부이상 진단소자(4)에서의 측정결과를 각각 표시한다. 각 소자의 온도는 80℃이었다. 기호 ↓는 SF₄가스의 도입시점이다.4 shows the change over time in the resistance value when the internal abnormality diagnosis element 4A is exposed to SF ₆ gas (atmospheric pressure) containing SF ₄ gas (concentration 10 ppm). In this figure, the curve A shows an internal abnormality diagnosis element 4A formed by forming, for example, a thin film Ag 300 thin film 12 on the substrate 10 having a surface of several micrometers to several tens of micrometers by the spatter method. The curve B shows a measurement result of the internal abnormality diagnosis element formed by forming a thin film Ag 300 thin film of 300 상 에 on a smooth surface substrate, for example, by the spatter method. C shows the measurement results in the conventional internal abnormality diagnosis element 4 using the aluminum plate of 5 micrometers in thickness as a comparative example, respectively. The temperature of each element was 80 degreeC. The symbol ↓ is the point of introduction of the SF ₄ gas.

이 도면에서 명백한 바와같이 종래의 알미늄판을 사용한 내부이상 진단소자(4)는 매우 감도가 나쁘지만 요철면으로 된 기판(10)상에 Ag박막(12)을 성막한 내부이상 진단소자(4A)에서는 SF₆분해가스인 SF₄가스에 대하여 고감도로 응답한다. 또 평활한 기판상에 Ag박막(12)을 형성한 내부이상 진단소자와 비교하여도 이 발명에 의한 내부이상 진단소자(4A)는 매우 고감도였다.As apparent from this figure, the internal abnormality diagnosis device 4 using the conventional aluminum plate is very sensitive, but in the internal abnormality diagnosis device 4A in which the Ag thin film 12 is formed on the uneven surface substrate 10. Respond with high sensitivity to SF ₄ gas, SF ₆ cracking gas. The internal abnormality diagnosis device 4A according to the present invention was also very sensitive compared with the internal abnormality diagnosis device in which the Ag thin film 12 was formed on a smooth substrate.

이상이는 요철있는 기판(10)상에 스패터법에 의하여 Ag박막(12)을 형성하면은 균일한 두께의 막이 되지 않고 기판(10)의 요철과 관계되어 Ag박막(12)의 두꺼운 부분과, 얇은부분이 형성되어 막두께의 얇은 부분에서는 반응활성이 높아지기 때문이며 또 요철있는 기판(10)에서는 그 표면적이 크기 때문이라고 생각된다.As described above, when the Ag thin film 12 is formed on the uneven substrate 10 by the sputtering method, the thick film of the Ag thin film 12 and the thin portion of the Ag thin film 12 do not become a film having a uniform thickness. It is considered that the portion is formed and the reaction activity is increased in the thin portion of the film thickness, and the surface area is large in the uneven substrate 10.

이들 점은 양자의 기판을 사용한 소자의 비저항을 비교한 경우 요철있는 기판(10)상에 Ag박막(12)을 형성한 쪽이 비저항이 크다는 결과로 입증된다.These points are proved as a result of the higher resistivity of the Ag thin film 12 formed on the uneven substrate 10 when the resistivity of the elements using both substrates is compared.

이와같이 표면에 수 ㎛ 내지 수십 ㎛의 다수요철이 있는 기판상에 Ag박막(12)을 형성한 내부이상 진단소자(4A)를 사용하므로서 전기기기의 부분방전, 부분가열등의 SF₆분해가스 농도의 낮은 내부이상에 대하여도 조기발견이 가능하게된다. 다음은 이 발명에 의한 또다른 실시예는 제1a도, 제1b도, 제2도, 제3도 및 제8도 내지 제11도에 의하여 상세히 설명한다. 제8도는 이 실시예를 일부 단면도로 표시한 블록도이며 제2도에 표시한 것과 동일한 부품은 동일부호로 표시한다.Thus, by using the internal abnormality diagnosis device 4A in which the Ag thin film 12 is formed on the substrate having a plurality of micrometers to several micrometers of several micrometers on the surface, the concentration of SF ₆ decomposition gas such as partial discharge and partial heating of electric equipment is increased. Early detection of low internal abnormalities is possible. Next, another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1A, 1B, 2, 3, and 8 to 11. 8 is a block diagram showing this embodiment in a partial cross-sectional view, and the same components as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals.

내부이상 진단소자(4A)의 입력측에 접속된 도선(8)의 타단은 증폭기(19a)를 통하여 광전변환부 예를들면 광전다이오우드(20a)에 접속되며, 이 광전다이오우드(20a)의 타단은 광섬유(21a)에 의하여 신호처리부(22)에 접속되어있다. 마찬가지로 내부이상 진단소자(4A)의 출력측에 접속된 도선(8)의 타단은 증폭기(19b)를 통하여 광전변환부 예를들면 발광다이오우드(20b)에 접속되고 이 발광다이오우드(20b)의 타단은 광섬유(21b)에 의하여 신호처리부(22)에 접속되어있다. 이 신호처리부(22)는 또한 광섬유(21c)에 의하여 원격감시제어반(23)에 접속되어있다.The other end of the lead 8 connected to the input side of the internal abnormality diagnosis element 4A is connected to the photoelectric conversion unit, for example, the photodiode 20a through the amplifier 19a, and the other end of the photodiode 20a is an optical fiber. The signal processor 22 is connected to the signal processor 22 by 21a. Similarly, the other end of the lead 8 connected to the output side of the internal abnormality diagnosis element 4A is connected to the photoelectric conversion unit, for example, the light emitting diode 20b through the amplifier 19b, and the other end of the light emitting diode 20b is an optical fiber. The signal processor 22 is connected to the signal processor 22 by 21b. This signal processing unit 22 is also connected to the remote monitoring control panel 23 by the optical fiber 21c.

그리고 증폭기(19a), 광전다이오우드(20a) 및 광섬유(21a)는 전류공급수단을 구성한다. 제9도는 이 또 다른 실시예의 변형을 일부단면도로 표시한 블록도이며 제8도에 표시한 전류공급수단으로서의 증폭기(19a), 광전다이오우드(20a) 및 광섬유(21a)대신에 정전류 발생장치(24)를 사용한 것이다.The amplifier 19a, the photodiode 20a and the optical fiber 21a constitute current supply means. 9 is a block diagram showing a modification of this another embodiment in a partial cross-sectional view, and the constant current generator 24 instead of the amplifier 19a, the photodiode 20a and the optical fiber 21a as the current supply means shown in FIG. ).

제10도는 이 실시예에서 사용되는 광전다이오우드(20a)의 한예인 입사광량과 출력전류의 관계를 표시하는 도표이다. 제11도는 이 실시예에서 사용되는 발광다이오우드(20b)의 한예인 전류와 광출력의 관계를 표시하는 도표이다. 이 실시예의 SF₆가스봉입 전기기용 내부이상 진단장치는 상술과 같이 구성되고, 제8도 중의 신호처리부(22)에서 발신된 광신호는 광섬유(21a)에 의하여 광전다이오우드(20a)에 입력되어 여기서 광신호가 전기신호로 변환되며 이어서 증폭기(19a)에 의하여 1mA 전후에 증폭된다.FIG. 10 is a chart showing the relationship between the incident light quantity and the output current, which is an example of the photodiode 20a used in this embodiment. 11 is a chart showing the relationship between current and light output, which is an example of the light emitting diode 20b used in this embodiment. The internal abnormality diagnosis apparatus for the SF ₆ gas-filled electric machine of this embodiment is configured as described above, and the optical signal transmitted from the signal processor 22 in FIG. 8 is input to the photodiode 20a by the optical fiber 21a, where The optical signal is converted into an electrical signal, which is then amplified around 1 mA by the amplifier 19a.

예를들면 광전다이오우드(20a)에 6×10^-5w의 광을 입사시키면 제10도에서 명백한 바와같이 10^-6A의 출력전류를 얻어 증폭기(19a)에 의하여 1mA에 증폭된다.For example, when 6 × 10 ⁻⁵ w of light is incident on the photodiode 20a, an output current of 10 ⁻⁶ A is obtained and amplified at 1 mA by the amplifier 19a as is clear from FIG.

이와같이 하여 얻은 1mA의 전류는 도선(7)에 의하여 내부이상 진단소자(4A)에 도입된다. 여기서 전기기기의 밀봉접지 금속용기(1)의 내부에 이상이 발생하면은 이 내부이상에 의하여 SF₆가스가 분해되어 SF₄등의 활성인 SF₆분해가스가 발생한다. 이들 SF₆분해가스는 SF₆가스(2)중에 미량 존재하는 물과 반응하여 HF를 생성한다. HF등의 가스는 자연대류 및 확산으로 이동하여 내부이상 진단소자(4A)표면에 도달하며 여기서 제1도의 Ag박판(12)이 AgF를 생성한다.The current of 1 mA thus obtained is introduced into the internal abnormality diagnosis element 4A by the conducting wire 7. If an abnormality occurs in the sealed ground metal container 1 of the electric device, SF ₆ gas is decomposed by the internal abnormality to generate an active SF ₆ decomposition gas such as SF ₄ . These SF ₆ cracked gases react with water present in traces in the SF ₆ gas (2) to produce HF. Gases such as HF move to natural convection and diffusion to reach the surface of the internal abnormality diagnosis element 4A, where the Ag thin plate 12 of FIG. 1 generates AgF.

양도전체인 Ag가 불량도전체의 AgF로 변화하므로 이 저항변화에 의하여 내부이상 진단소자(4A)의 출력측에 접속된 도선(7)에 흐르는 전류가 변화한다. 이 변화후의 전기신호를 증폭기(19b)에 의하여 증폭한후 발광다이오우드(20b)에 의하여 광신호로 변환하여 검출한다. 예를들면 막두께 300Å의 Ag박막(12)을 사용한 경우, 제3도에 표시된 바와같이 정상시에는 저항치가 1.5Ω이었는데 이상 발생시는 10Ω에 변화하였다고 하면 도선(7)에는 전류가 1mA gm르고 있었는데 0.15mA 밖에 흐르지 않게 된다. 이것을 증폭기(19b)에 의하여 50배로 증폭하면은 50mA 흐르고 있었는데 7.5mA로 변화하는 것이 된다.Since the Ag, which is a good conductor, changes to AgF of the defective conductor, the current flowing through the conductive wire 7 connected to the output side of the internal abnormality diagnosis element 4A is changed by this resistance change. The electric signal after the change is amplified by the amplifier 19b, and then converted into an optical signal by the light emitting diode 20b to be detected. For example, when the Ag thin film 12 having a film thickness of 300 kV was used, the resistance value was 1.5 Ω at the normal state as shown in FIG. 3, but when the abnormality was changed to 10 Ω, the current in the conductor 7 was 1 mA gm. Only 0.15mA will flow. If this is amplified 50 times by the amplifier 19b, 50 mA flows but it changes to 7.5 mA.

이 전류변화는 제11도에 기준하여 발광다이오우드(20b)에 의해 광전변환되어 광출력으로 하여 6.5mw에서 1mw로 변화하는 것이 된다. 이렇게하여 검출한 광신호를 광섬유(21b)로 신호처리부(22)에 입력하며 여기서 신호처리를 행한다. 또한 광섬유(21c)로 원격감시 제어반(23)에 보내면은 보다 원격지에서 내부이상을 모니터할 수가 있다.This current change is photoelectrically converted by the light emitting diode 20b and changes from 6.5mw to 1mw as light output based on FIG. The optical signal thus detected is input to the signal processing unit 22 through the optical fiber 21b, where signal processing is performed. In addition, when the optical fiber 21c is sent to the remote monitoring control panel 23, the internal abnormality can be monitored more remotely.

제9도에 표시한 바와같이 정전류 발생장치(24)를 사용한 경우는 예를들면 1mA의 정전류 발생장치(24)에 의하여 발생된 전류가 내부이상 진단소자(4A)에 도입되며 그 이후의 신호변화는 제8도의 경우와 같다.In the case where the constant current generator 24 is used as shown in FIG. 9, for example, the current generated by the constant current generator 24 of 1 mA is introduced into the internal abnormality diagnosis device 4A, and the signal change thereafter. Is the same as the case of FIG.

그리고 제3도의 Ag박막을 사용한 시험예와 병행한 실험에 의하면 단면적 6×10^-4mm²(300×10^-7mm×20mm), 막두께 300Å의 Ag박막에서는 Al₂O₃기판(40mm×20mm)을 사용하면은 500Å/mm²통전하여도 열적으로 현저한 영향이 확인되지 않았다.In parallel with the test example using the Ag thin film of FIG. 3, an Al ₂ O ₃ substrate (40 mm ×) was used for an Ag thin film having a cross-sectional area of 6 × 10 ⁻⁴ mm ² (300 × 10 ⁻⁷ mm × 20 mm) and a film thickness of 300 GPa. 20 mm), the thermally significant effect was not confirmed even if 500 nV / mm ^{2 was} energized.

다음은 이 발명에 의한 별도 실시예를 표시한 도면에 의하여 설명한다. 제12도에서 101-106, 108, 111에 표시하는 것은 종래 장치에서의 동일부호와 동일 또는 동등한 것이다. 또 121은 가스배관 접합부(111)의 플랜지(111a)(111b)간에 끼어서 설치된 이 실시예에 의한 분해가스 검출부이다. 이 분해가스 검출부(121)는 제13도에 표시한 바와같이 구성되어있다. 도면에서, 122는 분해가스 검출부(121)의 지지용기이며, 이 지지용기(122)는 중공상(中空狀)으로 형성되고, 중공부(122a)가 있는 판부재이다. 이 중공부(122a)내에는 분해가스 감응물질(123)과 이 분해가스 감응물질(123)의 변화를 전기적으로 포착하는 전극(124)을 구비한 내부이상 진단소자(125)가 설치되어 있다. 또 전극(124)에는 내부이상 진단소자(125)의 검출신호를 외부로 인출하는 도선(126)이 지지용기(122)를 기밀로 하여 관통설치되어 있다. 그리고 제12도에서, 127은 분해가스 검출부등이 설치되어 있지 않은 단지 개구부를 폐쇄하기 위한 플랜지커버이다.Next will be described with reference to a separate embodiment according to the present invention. In Fig. 12, reference numerals 101-106, 108, and 111 denote the same or equivalent numerals in the conventional apparatus. 121 denotes a cracked gas detection unit according to this embodiment provided between the flanges 111a and 111b of the gas pipe joint 111. This cracked-gas detection part 121 is comprised as shown in FIG. In the figure, reference numeral 122 denotes a support container for the cracked gas detection unit 121, and the support container 122 is a plate member formed in a hollow shape and having a hollow part 122a. Inside the hollow portion 122a, there is provided an internal abnormality diagnosis element 125 having a cracked gas sensitive material 123 and an electrode 124 for electrically capturing a change in the cracked gas sensitive material 123. The electrode 124 is provided with a conductive wire 126 through which the detection signal of the internal abnormality diagnosis element 125 is drawn out to the outside with the support container 122 as hermetic. In Fig. 12, reference numeral 127 denotes a flange cover for closing only the opening where no cracking gas detection unit or the like is provided.

상기와 같이 구성된 이 실시예의 내부이상 진단장치는 이것을 기설의 내부이상 진단장치가 설치되어 있지 않는 절연가스 봉입밀봉형 전기장치에 설치하는 경우에는 가스배관 접합부(111)에서 가스배관을 분리하고 이 양플랜지(111a)(111b)간을 분해가스 검출부(121)의 지지용기(122) 두께이상으로 넓혀서 그 간극에 분해가스 검출부(121)를 삽입한후, 다시 플랜지(111a)(111b)와 분해가스 검출부를 접합한다.The internal abnormality diagnosing device of this embodiment configured as described above separates the gas pipes from the gas pipe joint 111 when the internal abnormality diagnosing device is installed in the insulation gas encapsulated sealing type electric device in which the existing internal abnormality diagnosing device is not installed. The flanges 111a and 111b are widened beyond the thickness of the supporting vessel 122 of the cracked gas detector 121, and the cracked gas detector 121 is inserted into the gap, and then the flanges 111a and 111b and the cracked gas are again. Join the detector.

접합부는 밀봉용기(1)내의 SF₆가스(8)과 내부이상 진단소자(125)의 분해가스 감응물질(123)이 접촉한 상태가 된다. 이와같은 상태에 있어서, 방전 혹은 국부과열이 발생하면은 SF₆가스는 분해하여 분해가스가 발생하며 이 분해가스가 분해가스 감응물질(123)와 반응하여 특성변화가 생긴다. 이 특성변화는 전극(124)에 포착되어서 그 변화신호를 도선(126)을 통하여 송출하며 도시 생략된 장치에 의하여 경보를 발생한다. 또 상기 실시예에서는 기설의 내부이상 진단장치가 설치 안된 절연가스 봉입형 전기장치에 내부이상 진단장치를 설치하는 경우에 관하여 표시하였지만 물론 신규장치에도 설치할 수 있다. 이 경우에는 배관시설시 동시에 설치된다. 또한 태양열 혹은 통전시의 온도상승에 의하여 가스의 흐름은 측정대상의 가스구분에서 외측으로 향하기 때문에 내부이상 진단소자의 감응면을 전기장치측으로 지향하고 있으면은 분해가스와 상기 감응면의 접촉이 보다 확실하게되고 따라서 보다 빨리 또한 정확한 변화를 검출할 수가 있다.The junction portion is in a state in which the SF ₆ gas 8 in the sealed container 1 and the decomposition gas sensitive material 123 of the internal abnormality diagnosis element 125 are in contact with each other. In this state, when discharge or local overheating occurs, the SF ₆ gas is decomposed to generate cracked gas, and the cracked gas reacts with the cracked gas sensitive material 123 to generate a characteristic change. This characteristic change is captured by the electrode 124, and the change signal is sent out through the conducting wire 126, and an alarm is generated by a device not shown. In addition, in the above embodiment, the case where the internal abnormality diagnosis apparatus is installed in the insulation gas-encapsulated electric device in which the existing internal abnormality diagnosis apparatus is not installed is indicated, but of course, it can be installed in the new apparatus. In this case, the plumbing facility is installed at the same time. In addition, because the gas flows outward from the gas class to be measured due to solar heat or temperature rise during energization, when the sensitive surface of the internal abnormality diagnosis element is directed toward the electrical device side, the contact between the decomposition gas and the sensitive surface is more reliable. This allows for faster and more accurate detection of changes.

이 발명은 이상 설명한 바와같이 SF₆가스가 봉입된 전기기기의 내부에 배치되어 이 SF₆가스와 반응하지 않는 절연판으로된 기판과 이 기판상에 설치된 한쌍의 전극과 이들 한쌍의 전극과 상기 기판의 노출표면을 덮고 또한 전기기기의 내부이상에 의하여 분해된 SF₆분해가스와 반응하여 도전성이 낮은 불화물을 생성할 수 있는 금속박막으로 되어 있으므로 저농도의 SF₆분해가스를 감도좋게 검출할 수 있어 SF₆가스봉입 전기기기의 내부이상을 조기에 발명할 수 있으며 SF₆가스봉입 전기기기를 안정적으로 운전할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention provides a substrate made of an insulating plate which is disposed inside an electric apparatus in which SF ₆ gas is enclosed and does not react with the SF ₆ gas, a pair of electrodes provided on the substrate, a pair of electrodes and the substrate covering the exposed surface also electrical conductivity because it is a thin metal film capable of producing a low fluoride can be detected better sensitivity the SF ₆ decomposition gas with a low concentration to the reaction and the decomposition by the inner outside of the electric machine SF ₆ decomposition gas SF ₆ The internal abnormality of the gas-filled electrical equipment can be invented early and the SF ₆ gas-filled electrical equipment can be stably operated.

또 이 발명은 내부이상 진단소자의 입력측에 접속되어 이이상 진단소자에 전류를 공급하는 수단과, 상기 내부이상 진단소자의 출력측에 접속되어 전기기기의 내부이상에 의하여 분해된 SF₆가스를 검출하면은 상기 내부이상 진단소자가 나타내는 저항변화에 유래하는 전류변화를 광신호로 변환하는 광전변환부 및 이 광전변환부에서 광섬유를 통하여 입력된 상기 광신호를 처리하는 신호처리부를 구비하고 있으므로 광섬유에 특유의 고절연, 고내압성, 무유도성, 저손실, 경량, 안정성 등의 이점을 살려 종래장치에서는 곤란하였던 고전자계등의 악환경하에서도 안전, 고속, 고정도인 원격모니터가 가능하다는 효과가 있다.The present invention also provides a means for supplying a current to the abnormality diagnosis element connected to the input side of the internal abnormality diagnosis element, and the SF ₆ gas decomposed by the internal abnormality of the electrical equipment connected to the output side of the internal abnormality diagnosis element. Has a photoelectric conversion section for converting a current change resulting from the resistance change indicated by the internal abnormality diagnosis element into an optical signal, and a signal processing section for processing the optical signal input through the optical fiber from the photoelectric conversion section. Taking advantage of high insulation, high voltage resistance, induction resistance, low loss, light weight, and stability, the remote monitor can be safely, high speed, and high accuracy even in a bad environment such as a high magnetic field, which was difficult in the conventional apparatus.

그리고 또한 이 발명에 의하면 중공상으로 형성되어 있는 판재로된 지지용기의 중공부에 내부이상 진단소자를 설치되어있는 분해가스 검출부가 있는 동시에 이 분해가스 검출부를 가스배관 접합부에 설치되어 있으므로 기설의 절연가스 봉입밀봉형 전기장치에 내부이상 진단장치의 분해가스검출부를 설치하는 경우에는 플랜지커버등의 장치에 가공할 필요없이 단지 가스배관 접합부의 플랜지간에 삽입하면 되며 따라서 분해가스 검출부의 설치작업이 매우 용이한 절연가스 봉입밀봉형 전기장치의 내부이상 진단장치를 얻게되는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, there is a cracked gas detection unit in which an internal abnormality diagnosis element is installed in the hollow part of the support container made of a hollow plate, and the cracked gas detection unit is installed in the gas pipe joint. When installing the cracked gas detector of the internal abnormality diagnosis device in the gas-sealed sealing type electric device, it is not necessary to process the flange cover or the like, but simply inserts it between the flanges of the gas pipe joints, thus making it easy to install the cracked gas detector. It is effective to obtain an internal abnormality diagnosis device of an insulation gas sealed sealing electric device.

Claims

SF₆가스가 봉입된 전기기기의 내부에 배치되고, 이 SF₆가스와 반응하지 않는 절연물로된 기판과, 이 기판상에 설치된 한쌍의 전극과, 이들 한쌍의 전극과 상기 기판의 노출표면을 덮고 있으며 상기 전기기기의 내부이상에 의하여 분해된 SF₆분해가스와 반응하여서 도전성이 낮은 불화물을 생성하는 금속박막으로 된 것을 특징으로 하는 SF₆가스봉입 전기기기용 내부이상 진단장치.SF ₆ gas is disposed inside the enclosed electrical equipment and covers an insulator substrate which does not react with the SF ₆ gas, a pair of electrodes provided on the substrate, these pairs of electrodes, and an exposed surface of the substrate. And an internal abnormality diagnosing device for an SF ₆ gas-encapsulated electric machine, characterized in that it is made of a thin metal film that reacts with SF ₆ decomposition gas decomposed by an internal abnormality of the electric device to generate fluoride having low conductivity.

제1항에 있어서, 금속박막은 은박막인 것을 특징으로 하는 SF₆가스봉입 전기기기용 내부이상 진단장치.The method of claim 1, wherein the metal thin film is SF ₆ gas filled inside the defect diagnosis device for an electric device, characterized in that the silver film.

제1항에 있어서, 기판은 요철표면으로 되고 그 요철의 폭은 수 ㎛ 내지 수십 ㎛인 것을 특징으로 하는 SF₆가스봉입 전기기기용 내부이상 진단장치.2. The apparatus for diagnosing internal abnormalities for an SF ₆ gas-filled electric machine according to claim 1, wherein the substrate is an uneven surface and the width of the unevenness is several micrometers to several tens of micrometers.

SF₆가스가 봉입된 전기기기의 내부에 배치되고 이 전기기기의 내부이상에 의하여 분해된 상기 SF₆가스를 검출하여 저항변화를 나타내는 내부이상 진단소자와, 이 내부이상 진단소자의 입력측에 접속되고 상기 내부이상 진단소자로 전류를 공급하는 수단과, 상기 내부이상 진단소자의 출력측에 접속되고 상기 저항변화에 유래하는 전류변화를 광신호로 변환하는 광전변환부와, 그리고 이 광전변환부로부터 광섬유를 통하여 입력되는 상기 광신호를 처리하는 신호처리부를 구비한 SF₆가스봉입 전기기기용 내부이상 진단장치.An internal abnormality diagnosing element which is disposed inside an electrical apparatus in which SF ₆ gas is enclosed and which is decomposed by the internal abnormality of the electrical apparatus and detects the SF ₆ gas and shows a resistance change, and is connected to the input side of the internal abnormality diagnosing element; Means for supplying current to the internal abnormality diagnosing element, a photoelectric conversion part connected to an output side of the internal abnormality diagnosing element and converting a current change resulting from the resistance change into an optical signal, and an optical fiber from the photoelectric conversion part Internal abnormality diagnosis apparatus for SF ₆ gas-filled electrical equipment having a signal processing unit for processing the optical signal input through.

제4항에 있어서, 내부이상 진단소자는 가스배관 접합부에 설치된 중공상의 판재로 형성되는 지지용기의 중공부에 설치한 것을 특징으로 하는 SF₆가스봉입 전기기기용 내부이상 진단장치.5. The apparatus for diagnosing internal abnormality of an SF ₆ gas-filled electric machine according to claim 4, wherein the internal abnormality diagnosing element is installed in the hollow part of the support container formed of a hollow plate installed in the gas pipe joint.