(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器を収納し絶縁液を満たした本体タンクと、絶縁ガスが封入された分岐母線容器と、前記本体タンクと前記分岐母線容器に一対の絶縁スペーサを介して接続され、絶縁油を満たした接続容器と、前記本体タンクに取り付けられた第１の無圧密封式コンサベータと、前記接続容器に取り付けられた第２の無圧密封式コンサベータとを備え、
前記第２の無圧密封式コンサベータは、液面が前記第１の無圧密封式コンサベータの液面より低くなるように配置されるとともに、前記第２の無圧密封式コンサベータの液面が一定以上に上昇したときに警報を発する液面計を有することを特徴とする絶縁スペーサの破損検出装置。
【請求項２】
電気機器を収納し絶縁液を満たした本体タンクと、前記本体タンクに絶縁スペーサを介して接続され、絶縁液を満たした接続容器と、前記本体タンクに取り付けられた第１の無圧密封式コンサベータと、前記接続容器に取り付けられた第２の無圧密封式コンサベータとを備え、
前記第２の無圧密封式コンサベータは、液面が前記第１の無圧密封式コンサベータの液面より高くなるように配置されるとともに、前記第２の無圧密封式コンサベータの液面が一定以下に下降したときに警報を発する液面計を有することを特徴とする絶縁スペーサの破損検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電力系統等に用いられる電気機器の接続部に設けた絶縁スペーサの異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統用の静止誘導電気機器として、例えば、油入り変圧器(以下「ＴＲ」という。)が用いられている。このＴＲには、ＴＲの内部を区分する接続部又はＴＲとガス絶縁開閉装置(以下「ＧＩＳ」という。)を区分する接続部に、一つ又は複数の絶縁スペーサが設置されている。
【０００３】
この絶縁スペーサにより、絶縁スペーサで区分された絶縁媒体を確実に分離するとともに、仮に接続部で事故が起こった場合、汚染油、漏油量の拡大、拡散を防ぎ、事故後の復旧期間の短縮化、復旧コストの低減を図っている。
【０００４】
上述したように接続部には一つ又は複数の絶縁スペーサが配置されるが、例えば絶縁スペーサが複数配置される場合は、絶縁スペーサ間の接続容器（緩衝室）にガス又は液体（絶縁油）が封入される。
また、接続容器にガスセンサを設け、接続容器に侵入したガスを検出することにより、絶縁スペーサの破損を検出する技術も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２２３５０９号公報
【特許文献２】特開平１０−３４０８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、電気機器の接続部に設けられた絶縁スペーサに損傷事故が発生した場合、絶縁油のＧＩＳへの浸入や絶縁ガスのＴＲへの流入等が発生し、最悪の場合絶縁破壊に繋がる可能性がある。したがって、絶縁スペーサの破損を検出することは電力系統の安全運用の観点から、非常に重要になっている。
【０００７】
上述した従来の絶縁スペーサの破損検出装置は、接続容器に設けたガスセンサにより絶縁スペーサの破損を検出するものであるが、一つ又は複数の絶縁スペーサを有する種々の構成の接続部に適用することは想定しておらず、汎用性に欠けるものであった。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、接続部の絶縁スペーサが一つ又は複数であっても、また、接続部がどのような構成であっても、絶縁スペーサの破損を確実に検出できる電気機器の絶縁スペーサの破損検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本実施形態によれば、電気機器を収納し絶縁液を満たした本体タンクと、絶縁ガスが封入された分岐母線容器と、前記本体タンクと前記分岐母線容器に一対の絶縁スペーサを介して接続され、絶縁液を満たした接続容器と、前記本体タンクに取り付けられた第１の無圧密封式コンサベータと、前記接続容器に取り付けられた第２の無圧密封式コンサベータとを備えている。また、前記第２の無圧密封式コンサベータは、液面が前記第１の無圧密封式コンサベータの液面より低くなるように配置されるとともに、前記第２の無圧密封式コンサベータの液面が一定以上に上昇したときに警報を発する液面計を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１に係る絶縁スペーサの破損検出装置の構成図。
【図２】実施形態２に係る絶縁スペーサの破損検出装置の構成図。
【図３】実施形態３に係る絶縁スペーサの破損検出装置の構成図。
【図４】実施形態４に係る絶縁スペーサの破損検出装置の構成図。
【図５】実施形態４の変形例１に係る絶縁スペーサの破損検出装置の構成図。
【図６】実施形態４の変形例２に係る絶縁スペーサの破損検出装置の構成図。
【図７】実施形態５に係る絶縁スペーサの破損検出装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（実施形態１）
実施形態１に係る絶縁スペーサの破損検出装置を図１により説明する。
本実施形態１では、ＴＲとＧＩＳとの接続部に一対の絶縁スペーサで区画された接続容器を設け、その中に絶縁油が満たされている。
【００１２】
図１において、静止誘導電気機器であるＴＲを収納する変圧器本体タンク５（以下、「本体タンク」という。）は、ＧＩＳの分岐母線容器３に接続容器４を介して接続されている。本体タンク５と接続容器４には絶縁媒体の液体として絶縁油２が満たされており、分岐母線容器３は、絶縁ガス１が封入されている。導体８が、本体タンク５、接続容器４、分岐母線容器３をそれぞれ貫通し、本体タンク５と接続容器４の間に油／油区分絶縁スペーサ９Ａが配置され、接続容器４と分岐母線容器３の間にガス／油区分絶縁スペーサ９Ｂが配置されている。
【００１３】
本体タンク５には液面の圧力が大気圧に維持されている第１の無圧密封式コンサベータ１０Ａが、接続容器４には液面の圧力が大気圧に維持されている第２の無圧密封式コンサベータ１０Ｂが取り付けられている。
【００１４】
第２の無圧密封式コンサベータ１０Ｂの高さは、第１の無圧密封式コンサベータ１０Ａより低く配置され、いかなる運転状態であっても第２の無圧密封式コンサベータ１０Ｂの液面位置が第１の無圧密封式コンサベータ１０Ａの液面位置より低くなるように調整されている。また、第２の無圧密封式コンサベータ１０Ｂには、液面が一定以上に上昇すると警報を発する上限接点付の液面計１１Ａが設けられている。
【００１５】
このように構成された破損検出装置において、油／油区分絶縁スペーサ９Ａが破損した場合、ヘッド圧の差により本体タンク５から接続容器４に油が流入し、第２の無圧密封式コンサベータ１０Ｂの液面を押し上げ、液面計１１Ａの上限接点を作動させる。これによって油／油区分絶縁スペーサ９Ａの破損を検出できる。
【００１６】
また、接続容器４のように油が密閉された機器では液体の温度変化による体積変化量を吸収するためのコンサベータを取り付けているが、本実施形態においてはそのコンサベータを利用して、絶縁スペーサの破損を検出することができる。
【００１７】
本実施形態１によれば、液面計が設置された無圧密封式コンサベータを接続容器に設け、その高さを調整することにより、絶縁スペーサの破損を確実に検出することができる。
【００１８】
（実施形態２）
実施形態２に係る絶縁スペーサの破損検出装置を図２により説明する。
本実施形態２では、ＴＲの端子接続部を収納する接続容器と本体タンクの間に絶縁スペーサを設けている。
【００１９】
図２において、本体タンク５に、油中−気中ブッシング等の端子取合部を有する接続容器６が接続されている。接続容器６及び本体タンク５の内部は絶縁油２で満たされている。接続容器６は本体タンク５と油／油区分絶縁スペーサ９Ａにより区分されており、接続容器６の上部に取り付けられた気中／油中ブッシング７から伸びた導体８が、接続容器６と本体タンク５を貫通している。
【００２０】
本体タンク５には液面の圧力が大気圧に維持されている第１の無圧密封式コンサベータ１０Ａが、接続容器６の上部には同じく液面の圧力が大気圧に維持されている第２の無圧密封式コンサベータ１０Ｂが取り付けられている。第２の無圧密封式コンサベータ１０Ｂの高さは、第１の無圧密封式コンサベータ１０Ａより高く配置され、第２の無圧密封式コンサベータ１０Ｂの液油位置が第１の無圧密封式コンサベータ１０Ａの液面位置より高くなるように調整されている。
また、第２の無圧密封式コンサベータ１０Ｂには、液面が一定以下に下降すると警報を発する下限接点付の液面計１１Ｂが設けられている。
【００２１】
このように構成された破損検出装置において、油／油区分絶縁スペーサ９Ａが破損した場合、ヘッド圧の差により接続容器６から本体タンク５に油が流出することで、第２の無圧密封式コンサベータ１０Ｂの液面が下がり、液面計１１Ｂの下限接点を作動させる。これによって油／油区分絶縁スペーサ９Ａの破損を検出できる。
【００２２】
通常、コンサベータには液面の低下を検出するために下限接点付の液面計が取り付けられているが、本実施形態２ではコンサベータの配置を調整することで、その液面計により絶縁スペーサの破損を検出することができる。
【００２３】
本実施形態２によれば、液面計が設置された無圧密封式コンサベータを接続容器に設け、その高さを調整することにより、絶縁スペーサの破損を確実に検出することができる。
【００２４】
（実施形態３）
実施形態３に係る絶縁スペーサの破損検出装置を図３により説明する。
本実施形態３では、実施形態１と同様に、ＴＲとＧＩＳとの接続部に一対の絶縁スペーサで区画された接続容器を設け、その中に絶縁油が満たされている。
【００２５】
図３において、本体タンク５には液面の圧力が大気圧に維持されている無圧密封式コンサベータ１０Ａが取り付けられ、本体タンク５と分岐母線容器３の間に設けられた接続容器４には不活性ガス封入された加圧密封式コンサベータ１０Ｃが取り付けられている。
【００２６】
加圧密封式コンサベータ１０Ｃの内圧は、液面が最低位置の場合でも全ての運転温度範囲において接続容器４の圧力が本体タンク５の圧力を上回るように調整されている。加圧密封式コンサベータ１０Ｃには液面が一定以下になったときに警報を発する下限接点付の液面計１１Ｂが取り付けられている。
【００２７】
このように構成された破損検出装置において、油／油区分絶縁スペーサ９Ａが破損した場合、圧力の高い接続容器４から本体タンク５へ油が流出し、加圧密封式コンサベータ１０Ｃの液面を引き下げ、液面計１１Ｂの下限接点を作動させる。これによって油／油区分絶縁スペーサ９Ａの破損を検出する。
【００２８】
本実施形態３によれば、上記実施形態１、２で説明した効果に加え、本体タンク５側の無圧密封式コンサベータ１０Ａの配置に依存せずに、加圧密封式コンサベータ１０Ｃの配置を自由に設計することができる。
なお、実施形態２で示した接続容器６に加圧密封式コンサベータ１０Ｃを取り付けることも可能である。
【００２９】
（実施形態４）
実施形態４に係る絶縁スペーサの破損検出装置を図４により説明する。
本実施形態４では、ＴＲとＧＩＳの間に一つの絶縁スペーサが配置されている。
【００３０】
図４において、ＧＩＳの分岐母線容器３と本体タンク５に設けた管状の導体収納容器５１がガス／油区分絶縁スペーサ９Ｂを介して接続されている。分岐母線容器３は絶縁ガス１が封入されており、本体タンク５は絶縁油２で満たされ、その中を導体８が貫通している。導体収納容器５１の上部のガス／油区分絶縁スペーサ９Ｂ側の近傍に、一定以上のガスを蓄積すると警報を発するガス検知器１２が取り付けられている。
【００３１】
このように構成された破損検出装置において、ガス／油区分絶縁スペーサ９Ｂが破損した場合、高圧のガスが分岐母線容器３から本体タンク５に流入する。流入したガスをガス検知器１２により検出し、ガス／油区分絶縁スペーサ９Ｂの破損を検出する。
【００３２】
本実施形態４は、ガス／油区分絶縁スペーサの破損検出装置であるが、接続容器を設ける必要がないので簡易な構造とすることができる。また、通常ＧＩＳ内の圧力は０．５ＭＰａ程度なのに対し油入り変圧器の圧力は大気圧程度なので、分岐母線容器３から浸入したガスは圧力差により本体タンク５で体積が大きく膨張する。よって少量のガス漏れでも確実にガス検知器１２を作動させることができる。つまり、ガス圧変化によるガス検出原理より精度良く絶縁スペーサの破損を検出することができる。
【００３３】
また、絶縁スペーサの破損検出を非常にコンパクトなスペースで行うことができるので、他の検出手段と合わせて用いることができる。例えば、変圧器とＧＩＳを接続容器を用いて接続する場合、実施形態１、３で説明した油／油区分絶縁スペーサの破損検出装置とともに本実施形態４のガス／油区分絶縁スペーサの破損検出装置を併用することができる。
【００３４】
すなわち、変圧器（油絶縁）−接続容器（油絶縁）間の絶縁スペーサと接続容器（油絶縁）−ＧＩＳ（ガス絶縁）間の絶縁スペーサの破損検出を同時に行うことができる。またどちらの絶縁スペーサが破損したか区別を付けることができる。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態４によれば、接続容器が設置されていない接続部にガス検知器を用いることにより、簡便な構成で絶縁スペーサの破損を確実に検出することができる。また、実施形態１、３にガス検知器を適用することにより、絶縁スペーサの破損をさらに確実に検出することができるとともに、破損した絶縁スペーサの識別もおこなうことができる。
【００３６】
本実施形態４の変形例１を図５により説明する。
本変形例１では、導体収納容器５１のガス検知器１２の取り付け部に、ガスを蓄積することのできる凸状のガス溜まり部１３を形成する。その他の構成については本実施形態の図４の例と同様である。
【００３７】
本変形例１によれば、侵入したガスをより確実に検出することができるとともに、侵入したガスをガス溜まり部１３で捕捉することにより、本体タンク５の内部にガスが侵入するのを防ぐことができる。
【００３８】
本実施形態４の変形例２を図６により説明する。
本変形例２では、導体収納容器５１の上部においてガス検知器１２よりも本体タンク５側に、本体タンク５の内部にガスの浸入を防ぐことのできるガス止め板１４を設け、流入したガスが本体タンク５内部に浸入させないよう配置されている。その他の構成については本実施形態の図４の例と同様である。
【００３９】
本変形例２によれば、侵入したガスをガス止め板１４にて確実に捕捉することで、本体タンク５の内部にガスが浸入するのを防ぐことができる。
更に、ガスはガス／油区分絶縁スペーサ９Ｂとガス止め板１４の間に集積されるので、ガス検知器１２によって流入したガスを確実に検出することができる。
また、ガス止め板１４の取り付けは、本体タンク５の容器形状に加工を加えることなく簡易に行うことができ、製作コストを低くすることができる。
【００４０】
（実施形態５）
実施形態５に係る絶縁スペーサの破損検出装置を図７により説明する。
本実施形態５では、導体収納容器を介さずにＴＲとＧＩＳは直接接続され、その間に一つの絶縁スペーサが配置されている。
【００４１】
図７において、分岐母線容器３は絶縁ガス１が封入されており、本体タンク５は絶縁油２で満たされ、その中を導体８が貫通している。本体タンク５の上部の分岐母線容器３側に、一定以上のガスを蓄積すると警報を発するガス検知器１２が取り付けられている。
【００４２】
このように構成された破損検出装置において、ガス／油区分絶縁スペーサ９Ｂが破損した場合、高圧のガスが分岐母線容器３から本体タンク５に流入する。流入したガスをガス検知器１２により検出し、ガス／油区分絶縁スペーサ９Ｂの破損を検出する。
【００４３】
本実施形態５によれば、ＴＲとＧＩＳが直接接続された接続部の本体タンク側上部にガス検知器を設置することにより、簡便な構成で絶縁スペーサの破損を確実に検出することができる。
【００４４】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組合せ、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４５】
１…絶縁ガス、２…絶縁油、３…分岐母線容器、４…接続容器、５…本体タンク、５１…導体収納容器、６…接続容器、７…気中／油中ブッシング、８…導体、９Ａ…油／油区分絶縁スペーサ、９Ｂ…ガス／油区分絶縁スペーサ、１０Ａ…無圧密封式コンサベータ（第１の無圧密封式コンサベータ）、１０Ｂ…第２の無圧密封式コンサベータ、１０Ｃ…加圧密封式コンサベータ、１１Ａ，１１Ｂ…液面計、１２…ガス検知器、１３…ガス溜まり部、１４…ガス止め板。
【図１】
0005595938.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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