(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油入電気機器のタンクに連結して設けられており、上記タンクと上記タンク内の絶縁油の循環路を形成する第１および第２の配管を介して連結され上記絶縁油が滞留する採油室と、上記第１および第２の配管の途中にそれぞれ連結される第１および第２の切換弁と、上記第１および第２の配管のいずれか一方の途中に連結される第１の油ポンプと、上記採油室の上方に上記採油室と第３の切換弁を介して連結され内部が減圧可能に形成されるガス抽出室と、上記採油室と上記ガス抽出室との間に連結され途中に第４の切換弁および第２の油ポンプがそれぞれ連結される第３の配管と、上記ガス抽出室と第５の切換弁を介して連結され上記ガス抽出室内に抽出された上記絶縁油中の溶解ガスの成分を測定するガス検出手段とを備えたことを特徴とする油中ガス監視装置。
【請求項２】
油入電気機器のタンクに連結して設けられており、上記タンクと上記タンク内の絶縁油の循環路を形成する第１および第２の配管を介して連結され上記絶縁油が滞留する採油室と、上記第１の配管の途中に連結される第１の切換弁と、上記第２の配管の途中に連結される第２の切換弁としての３方切換弁と、上記第２の配管の上記採油室と上記３方切換弁との間に連結される油ポンプと、上記採油室の上方に上記採油室と第３の切換弁を介して連結され内部が減圧可能に形成されるガス抽出室と、上記３方切換弁の残りの一方と上記ガス抽出室との間に連結され途中に第４の切換弁が連結される第３の配管と、上記ガス抽出室と第５の切換弁を介して連結され上記ガス抽出室内に抽出された上記絶縁油中の溶解ガスの成分を測定するガス検出手段とを備えたことを特徴とする油中ガス監視装置。
【請求項３】
ガス抽出室内の所定の位置に、絶縁油の油面を検出する油面検出センサを設けたことを特徴とする請求項１または２記載の油中ガス監視装置。
【請求項４】
採油室内の所定の位置に、絶縁油の油面を検出する油面検出センサを設けたことを特徴とする請求項１または２記載の油中ガス監視装置。
【請求項５】
ガス抽出室とガス検出手段との間に、霧状油滴捕捉用フィルタを設けたことを特徴とする請求項１または２記載の油中ガス監視装置。
【請求項６】
ガス抽出室内に、霧状油滴捕捉用フィルタを設けたことを特徴とする請求項１または２記載の油中ガス監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば油入変圧器等のような油入電気機器の絶縁油中に溶解するガスを検出し、その成分を測定することにより異常を診断する油中ガス監視装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は例えば特公平３−７８９２４号公報に開示された従来の油中ガス監視装置の構成を示す断面図である。
図において、１は例えば油入変圧器等のような油入電気機器のタンクで、電気機器（図示せず）が絶縁油２で浸漬されて収納されている。３は絶縁油２が滞留するガス抽出室で、タンク１と油送出配管４および油送入配管５を介して連結されている。６、７は油送出配管４および油送入配管５の途中にそれぞれ連結される３方切換弁、８はこれら両３方切換弁６、７間を連結するバイパス配管で、油送出配管４および油送入配管５と共に絶縁油循環通路９を形成している。
【０００３】
１０は油送入配管５の３方切換弁７よりガス抽出室３側に連結される絶縁油２循環用のポンプ、１１はガス抽出室３の下部に設けられ、ガス抽出室３内に空間３ａを生じされる空間発生手段で、ガス抽出室３内の容積を変動させるベローズ１２と、このベローズ１２を往復動させるベローズ駆動部１３とで構成されている。１４はガス抽出室３とガス配管１５を介して連結されるガス検知室である。
【０００４】
１６はガス配管１５の途中に開閉弁１７を介して連結される空気配管で、ガス検知室１４内に空気を導くために設けられている。１８はガス配管１５の空気配管１６が連結された位置よりガス検知室１４側に連結される開閉弁、１９、２０はガス配管１５の空気配管１６が連結された位置よりガス抽出室３側に連結される開閉弁、２１はガス配管１５の両開閉１９、２０間に連結される油面検知器、２２、２３は油中溶解ガスを検知しその成分を測定するガス検知素子およびガス測定器である。
【０００５】
従来の油中ガス監視装置は以上のように構成され、空間発生手段１１のベローズ駆動部１３を駆動させてベローズ１２を収縮させることにより、ガス抽出室３の上部に減圧された空間３ａを生じさせる。そして、ポンプ１０を作動させて絶縁油２を、ガス抽出室３→油送入配管５→バイパス配管８→油送出配管４を通って減圧された空間３ａ内に噴出させることにより、油中溶解ガスを空間３ａ内に平衡抽出させ、この抽出された油中溶解ガスをガス検知室１４内に導き、ガス検知素子２２およびガス測定器２３により油中溶解ガスに含まれる成分を測定するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の油中ガス監視装置は、ベローズ１２およびベローズ駆動部１３で構成される空間発生手段１１により、ガス抽出室３内に油中溶解ガスを平衡抽出させるための減圧された空間３ａを生じさせるようにしているので、ベローズ１２の伸長、収縮の位置調整が煩雑となるため、ベローズ駆動部１３の構成が大掛かりとなり、装置として高価になるという問題点があった。
【０００７】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、油中溶解ガスを平衡抽出させるための減圧された空間を、簡単な構成で形成することが可能な油中ガス監視装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る油中ガス監視装置は、油入電気機器のタンクに連結して設けられており、タンクとタンク内の絶縁油の循環路を形成する第１および第２の配管を介して連結され絶縁油が滞留する採油室と、第１および第２の配管の途中にそれぞれ連結される第１および第２の切換弁と、第１および第２の配管のいずれか一方の途中に連結される第１の油ポンプと、採油室の上方に採油室と第３の切換弁を介して連結され内部が減圧可能に形成されるガス抽出室と、採油室とガス抽出室との間に連結され途中に第４の切換弁および第２の油ポンプがそれぞれ連結される第３の配管と、ガス抽出室と第５の切換弁を介して連結されガス抽出室内に抽出された絶縁油中の溶解ガスの成分を測定するガス検出手段とを備えるものである。
【０００９】
又、この発明の請求項２に係る油中ガス監視装置は、油入電気機器のタンクに連結して設けられており、タンクとタンク内の絶縁油の循環路を形成する第１および第２の配管を介して連結され絶縁油が滞留する採油室と、第１の配管の途中に連結される第１の切換弁と、第２の配管の途中に連結される第２の切換弁としての３方切換弁と、第２の配管の採油室と３方切換弁との間に連結される油ポンプと、採油室の上方に採油室と第３の切換弁を介して連結され内部が減圧可能に形成されるガス抽出室と、３方切換弁の残りの一方とガス抽出室との間に連結され途中に第４の切換弁が連結される第３の配管と、ガス抽出室と第５の切換弁を介して連結されガス抽出室内に抽出された絶縁油中の溶解ガスの成分を測定するガス検出手段とを備えるものである。
【００１０】
又、この発明の請求項３に係る油中ガス監視装置は、請求項１または２において、ガス抽出室内の所定の位置に、絶縁油の油面を検出する油面検出センサを設けるものである。
【００１１】
又、この発明の請求項４に係る油中ガス監視装置は、請求項１または２において、採油室内の所定の位置に、絶縁油の油面を検出する油面検出センサを設けるものである。
【００１２】
又、この発明の請求項５に係る油中ガス監視装置は、請求項１または２において、ガス抽出室とガス検出手段との間に、霧状油滴捕捉用フィルタを設けるものである。
【００１３】
又、この発明の請求項６に係る油中ガス監視装置は、請求項１または２において、ガス抽出室内に、霧状油滴捕捉用フィルタを設けるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施の形態１における油中ガス監視装置の構成を示す概略図である。
図において、３１は例えば油入変圧器等のような油入電気機器のタンクで、電気機器（図示せず）が絶縁油３２で浸漬されて収納されている。３３は絶縁油３２が滞留する採油室で、タンク３１から絶縁油３２を送出するための第１の配管３４、および絶縁油３２をタンク３１へ送出するための第２の配管３５を介してタンク３１に連結されている。
【００１５】
３６は第１の配管３４の途中に連結される第１の切換弁、３７は第２の配管３５の途中に連結される第２の切換弁としての３方切換弁、３８は第２の配管３５の採油室３３と３方切換弁３７との間に連結される油ポンプ、３９は採油室３３の上方に配置され、採油室３３と第３の切換弁４０を介して連結されるガス抽出室、４１は３方切換弁３７の残りの一方とガス抽出室３９との間を連結する第３の配管で、途中に第４の切換弁４２が連結されている。
【００１６】
４３、４４はガス抽出室３９内の所定の位置に、上、下に所定の間隔を介して配置され、ガス抽出室３９内に滞留する絶縁油３２の油面を検出する油面検出センサ、４５は第４の配管４６を介してガス抽出室３９と連結されるガス検出手段としてのガス検出部、４７は第４の配管４６のガス抽出室３９近傍に連結される第５の切換弁、４８は第４の配管４６のガス検出部４５近傍に連結される第６の切換弁、４９は第４の配管４６の途中から分岐して連結される第５の配管で、途中に第７の切換弁５０および減圧ポンプ５１が連結されている。
【００１７】
５２は第４の配管４６の第５の切換弁４７よりガス検出部４５側の近傍に連結される霧状油滴捕捉用フィルタ、５３は第４の配管４６の霧状油滴捕捉用フィルタ５２と第６の切換弁４８との間に連結される圧力センサ、５４は各センサ４３、４４、５３からの情報や予め設定された制御条件を基にして、各切換弁３６、３７、４０、４２、４７、４８、５０、および油ポンプ３８、減圧ポンプ５１、ガス検出部４５を駆動制御する制御部であり、３３ないし５４で油中ガス監視装置１００が構成されている。
【００１８】
次に、上記のように構成される実施の形態１における油中ガス監視装置１００の動作を図に基づいて説明する。
まず、油中ガス監視装置１００が停止している場合は、各切換弁３６、４０、４２、４７、４８、５０は閉止の状態、３方切換弁３７は第２の配管３５の採油室３３側と第３の配管４１が連通された状態、油ポンプ３８および減圧ポンプ５１は停止の状態にそれぞれなっている。そして、ガス抽出室３９内の絶縁油３２の油面は、油面検出センサ４３と４４の間にあり、その上方に形成された空間３９ａは減圧されており、採油室３３内は絶縁油３２が充満された状態となっている。
【００１９】
次いで、上記の停止状態から起動指令を受けると、第１の段階として測定準備処理が実行される。まず、第５の切換弁４７を開放にした後、圧力センサ５３によりガス抽出室３９内の空間３９ａの圧力を測定し、測定された値が所定の圧力値以上であれば、減圧ポンプ５１を起動させ第７の切換弁５０を開放することにより、空間３９ａの圧力を所定の圧力値以下に減圧し、第５の切換弁４７および第７の切換弁５０は再び閉止した状態にそれぞれ戻される。
【００２０】
次に、第２の段階として採油処理が実行される。まず、第１の切換弁３６を開放にするとともに、３方切換弁３７を第２の配管３５がタンク３１と採油室３３が連通された状態に切り換え、油ポンプ３８を起動させることにより、採油室３３内の絶縁油３２は第２の配管３５を介してタンク３１内に戻されるとともに、第１の配管３４を介してタンク３１内の絶縁油３２が採油室３３内に導入されて、採油室３３は新しい絶縁油３２で充満される。
【００２１】
次に、第３の段階として置換処理が実行される。まず、第４の切換弁４２を開放にするとともに、３方切換弁３７を第３の配管４１と第２の配管３５の採油室３３側が連通された状態に切り換えることにより、採油室３３内の新しい絶縁油３２をガス抽出室３９内に導入する。次いで、第１の切換弁３６および第４の切換弁４２をそれぞれ閉止するとともに、第３の切換弁４０を開放にし、３方切換弁３７を第２の配管３５がタンク３１と採油室３３が連通された状態に切り換えることにより、ガス抽出室３９内に滞留されていた絶縁油３２は採油室３３内に戻され、ガス抽出室３９内に滞留される絶縁油３２は新しいものに置換される。
【００２２】
次に、第４の段階としてガス抽出処理が実行される。まず、第４の切換弁４２を開放にするとともに、３方切換弁３７を第３の配管４１と第２の配管３５の採油室３３側が連通された状態に切り換え、採油室３３内の絶縁油３２を、油ポンプ３８により採油室３３→第２の配管３５→第３の配管４１→ガス抽出室３９→採油室３３の順に強制循環させ、ガス抽出室３９内の空間３９ａに噴出させることにより、空間３９ａ内にはこの空間３９ａの容積と循環される絶縁油３２の油量から、絶縁油３２内の溶解ガス成分に応じた量のガスが平衡抽出される。
【００２３】
なお、このガス抽出処理工程の強制循環所要時間は、実験の結果、絶縁油３２の温度が２０℃、油量が約１００ｃｃ、空間３９ａの容積が約５０ｃｃ、循環総油量が数リットル／分の条件において、１５分程度で実用的に十分な抽出ができることを確認している。
【００２４】
次に、第５の段階としてガス成分測定処理が実行される。まず、油ポンプ３８を停止し、第３の切換弁４０および第４の切換弁４２を閉止するとともに、第５の切換弁４７および第６の切換弁４８を開放する。そして、ガス検出部４５に内蔵されたガス吸引ポンプ（図示せず）を起動して、ガス抽出室３９の空間３９ａ内に抽出された油中溶解ガスを、ガス検出部４５内に導入しその成分を測定する。この時、空間３９ａ内に抽出された油中溶解ガスをガス検出部４５内に効率良く導入するために、図示はしないが空間３９ａ内に空気を混入し、混合されたガスとしてガス検出部４５内に導入するようにしても良い。
又、霧状油滴捕捉用フィルタ５２は、ガス抽出処理段階において、絶縁油３２がガス抽出室３９内に噴出される際に発生する微細な霧状油滴を捕捉し、ガス検出部５４、減圧ポンプ５１および圧力センサ５３へ浸入するのを防止する。
【００２５】
そして、最後の第６段階として停止処理が実行される。まず、減圧ポンプ５１を起動し、第６の切換弁４８を閉止するとともに第７の切換弁５０を開放し、ガス抽出室３９内に残留する抽出ガスを排出するとともに、空間３９ａ内の圧力を所定の圧力値以下に減圧した後、減圧ポンプ５１を停止し、第５の切換弁４７および第７の切換弁５０を閉止して全て動作が終了する。
【００２６】
このように上記実施の形態１によれば、採油室３３の上方に第３の切換弁４０を介してガス抽出室３９を連結し、このガス抽出室３９内を減圧ポンプ５１で減圧することによって、ガス抽出室３９内の上部に減圧された空間３９ａを形成し、この減圧された空間３９ａ内に採油室３３内の絶縁油３２を噴出させて、絶縁油３２中の溶解ガスを平衡抽出させるようにしているので、従来装置におけるベローズおよびその駆動装置等のように大掛かりな構成を必要とすることなく、容易に減圧された空間３９ａを形成することが可能になり、装置としても安価になるという実用上優れた効果を発揮することができる。
【００２７】
又、ガス抽出室３９内に油面検出センサ４３、４４を設け、ガス抽出室３９内に滞留される絶縁油３２の油面を検出するようにしているので、その上部に形成される減圧された空間３９ａの容積を、正確に算出して噴出させる絶縁油の量を決めることができるため、正確な油中溶解ガスの抽出が可能になり、又、ガス抽出室３９内の下部に常に絶縁油３２を滞留させることができるため、ガス抽出室３９側から採油室３３内への空気の混入を防止し、ひいてはタンク３１内へ空気が浸入して絶縁性が低下するのを防止することが可能になる。
【００２８】
又、ガス抽出室３９とガス検出部４５との間に、霧状油滴捕捉用フィルタ５２を設けたので、ガス抽出室３９内で発生する霧状油滴がガス検出部４５や、圧力センサ５３、減圧ポンプ５１へ浸入するのを防止して信頼性の向上を図ることができる。
なお、上記構成では、第２の切換弁として３方切換弁３７を用い、これを切り換えることにより１台の油ポンプ３８で、採油室３３内の絶縁油３２の置換と、減圧された空間３９ａ内への絶縁油３２の噴出を行うようにしているが、図示はしないけれども、第３の配管４１を採油室３３に直接連結し、これに別の油ポンプを設けて、置換と噴出をそれぞれ別の油ポンプで行うようにしても良いことは言うまでもない。
【００２９】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２における油中ガス監視装置の構成を示す概略図である。
図において、上記実施の形態１におけると同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。５５は採油室３３内の所定の位置に設けられ、絶縁油３２の油面を検出する油面検出センサである。
そして、上記のように油面検出センサ５５で絶縁油３２の油面を検出することにより、採油室３３内に空気の層が存在することを検知し、タンク３１内へ空気が浸入するのを阻止して、絶縁油３２の絶縁性の低下を防止することができる。
【００３０】
実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３における油中ガス監視装置の構成を示す概略図、図４はこの発明の実施の形態４における油中ガス監視装置の図３とは異なる構成を示す概略図である。
図において、上記実施の形態１におけると同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。５６はガス抽出室３９内の所定の位置、すなわち、このガス抽出室３９とガス検出部４５を連結する第４の配管４６が連結される位置近傍に設けられる霧状油滴捕捉用フィルタである。
【００３１】
そして、上記のように霧状油滴捕捉用フィルタ５６をガス抽出室３９内の所定の位置に設けることにより、上記実施の形態１におけると同様に、ガス抽出室３９内で発生する霧状油滴がガス検出部４５や、圧力センサ５３、減圧ポンプ５１に浸入するのを防止して信頼性の向上を図ることができるのは勿論、小型化が可能になり、又、図４に示すように、圧力センサ５３をガス抽出室３９内に設けられた霧状油滴捕捉用フィルタ５６内に設けることにより、さらに小型化を図ることが可能になる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１によれば、油入電気機器のタンクに連結して設けられており、タンクとタンク内の絶縁油の循環路を形成する第１および第２の配管を介して連結され絶縁油が滞留する採油室と、第１および第２の配管の途中にそれぞれ連結される第１および第２の切換弁と、第１および第２の配管のいずれか一方の途中に連結される第１の油ポンプと、採油室の上方に採油室と第３の切換弁を介して連結され内部が減圧可能に形成されるガス抽出室と、採油室とガス抽出室との間に連結され途中に第４の切換弁および第２の油ポンプがそれぞれ連結される第３の配管と、ガス抽出室と第５の切換弁を介して連結されガス抽出室内に抽出された絶縁油中の溶解ガスの成分を測定するガス検出手段とを備えたので、油中溶解ガスを平衡抽出させるための減圧空間を、簡単な構成で形成することが可能な油中ガス監視装置を提供することができる。
【００３３】
又、この発明の請求項２によれば、油入電気機器のタンクに連結して設けられており、タンクとタンク内の絶縁油の循環路を形成する第１および第２の配管を介して連結され絶縁油が滞留する採油室と、第１の配管の途中に連結される第１の切換弁と、第２の配管の途中に連結される第２の切換弁としての３方切換弁と、第２の配管の採油室と３方切換弁との間に連結される油ポンプと、採油室の上方に採油室と第３の切換弁を介して連結され内部が減圧可能に形成されるガス抽出室と、３方切換弁の残りの一方とガス抽出室との間に連結され途中に第４の切換弁が連結される第３の配管と、ガス抽出室と第５の切換弁を介して連結されガス抽出室内に抽出された絶縁油中の溶解ガスの成分を測定するガス検出手段とを備えたので、油中溶解ガスを平衡抽出させるための減圧空間を、簡単な構成で形成することが可能な油中ガス監視装置を提供することができる。
【００３４】
又、この発明の請求項３によれば、請求項１または２において、ガス抽出室内の所定の位置に、絶縁油の油面を検出する油面検出センサを設けたので、正確な油中溶解ガスの抽出が可能になるとともに、絶縁油の絶縁性の低下を防止することが可能な油中ガス監視装置を提供することができる。
【００３５】
又、この発明の請求項４によれば、請求項１または２において、採油室内の所定の位置に、絶縁油の油面を検出する油面検出センサを設けたので、絶縁油の絶縁性の低下を防止することが可能な油中ガス監視装置を提供することができる。
【００３６】
又、この発明の請求項５によれば、請求項１または２において、ガス抽出室とガス検出手段との間に、霧状油滴捕捉用フィルタを設けたので、信頼性の向上を図ることが可能な油中ガス監視装置を提供することができる。
【００３７】
又、この発明の請求項６によれば、請求項１または２において、ガス抽出室内に、霧状油滴捕捉用フィルタを設けたので、信頼性の向上および小型化が可能な油中ガス監視装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１における油中ガス監視装置の構成を示す概略図である。
【図２】  この発明の実施の形態２における油中ガス監視装置の構成を示す概略図である。
【図３】  この発明の実施の形態３における油中ガス監視装置の構成を示す概略図である。
【図４】  この発明の実施の形態３における油中ガス監視装置の図３とは異なる構成を示す概略図である。
【図５】  従来の油中ガス監視装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
３１  タンク、３２  絶縁油、３３  採油室、３４  第１の配管、
３５  第２の配管、３６  第１の切換弁、３７  ３方切換弁（第２の切換弁）、
３８  油ポンプ、３９  ガス抽出室、４０  第３の切換弁、４１  第３の配管、
４２  第４の切換弁、４５  ガス検出部、４７  第５の切換弁、
５３  圧力センサ、５５  油面検出センサ、５６  霧状油滴捕捉フィルタ、
１００  油中ガス監視装置。
【図１】
0003704548.tif 000002
【図２】
0003704548.tif 000003
【図３】
0003704548.tif 000004
【図４】
0003704548.tif 000005
【図５】
0003704548.tif 000006