(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線を収納したタンク内に冷却媒体を封入し、ブッシングによって巻線リードを外部に引き出した直流機器巻線の温度測定装置において、
前記ブッシングに接続された直流変流器を含み、この直流変流器で得られた２次電流から出力電圧値を得る直流電流測定装置と、
前記直流電流測定装置で得られた出力電圧値を変換してヒータ加熱用電流を得る電圧・電流変換器と、
前記タンク内上部の冷却媒体中に配置された保護容器部と、
前記保護容器部内に挿入され、前記電圧・電流変換器で得られたヒータ加熱用電流が流されるヒータと、
前記保護容器部内に前記ヒータと共に挿入され、前記ヒータによって加熱される測温抵抗体と、
前記ヒータによって加熱された前記測温抵抗体の抵抗値に基づいて前記巻線の温度を測定する温度計測器
を有することを特徴とする直流機器巻線の温度測定装置。
【請求項２】
巻線を収納したタンク内に冷却媒体を封入し、ブッシングによって巻線リードを外部に引き出した直流機器巻線の温度測定装置において、
前記ブッシングに接続された直流変流器を含み、この直流変流器で得られた２次電流から出力電圧値を得る直流電流測定装置と、
前記タンク内上部の冷却媒体中に配置された保護容器部と、
前記保護容器部内に挿入された測温抵抗体と、
前記直流電流測定装置で得られた出力電圧値と前記測温抵抗体の抵抗値とに基づいて、前記巻線の温度を算出する演算装置
を有することを特徴とする直流機器巻線の温度測定装置。
【請求項３】
巻線を収納したタンク内に冷却媒体を封入し、ブッシングによって巻線リードを外部に引き出した直流機器巻線の温度測定装置において、
前記ブッシングに接続された直流変流器を含み、この直流変流器で得られた２次電流から出力電圧値を得る直流電流測定装置と、
前記直流電流測定装置で得られた出力電圧値を変換してヒータ加熱用電流を得る電圧・電流変換器と、
前記タンク内上部の冷却媒体中に配置された保護容器部と、
前記保護容器部内に挿入され、前記電圧・電流変換器で得られたヒータ加熱用電流が流されるヒータと、
前記保護容器部内に前記ヒータと共に挿入された感温部を含み、この感温部の温度に基づいて前記巻線の温度を測定するダイヤル温度計
を有することを特徴とする直流機器巻線の温度測定装置。
【請求項４】
巻線を収納したタンク内に冷却媒体を封入し、ブッシングによって巻線リードを外部に引き出した直流機器巻線の温度測定装置において、
前記ブッシングに接続された直流変流器を含み、この直流変流器で得られた２次電流から出力電圧値を得る直流電流測定装置と、
前記直流電流測定装置で得られた出力電圧値を変換してヒータ加熱用電流を得る電圧・電流変換器と、
前記タンク内上部の冷却媒体中に配置された保護容器部と、
前記保護容器部内に挿入された感温部と、前記電圧・電流変換器で得られたヒータ加熱用電流が流されるヒータとこのヒータによって加熱される液溜りを内蔵した本体部とを備え、前記感温部と液溜りの温度に基づいて前記巻線の温度を測定するダイヤル温度計
を有することを特徴とする直流機器巻線の温度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流機器のうち、交直変換装置用として使用されて直流電流を平滑化し、回路短絡時に発生する過電流を限流するための直流リアクトルに係り、特に、その巻線の温度を測定するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
変圧器や直流リアクトルなどの直流機器の巻線温度を運転中に測定し、運転状態で監視することができれば、その機器の信頼性が確保され、巻線温度に応じて冷却器を制御運転すれことにより補機損を低減することができる。
【０００３】
従来、変圧器や分路リアクトルなどの交流機器の巻線温度を測定する方式としては、図５に示すような間接式巻線測温装置と呼ばれる方式の温度測定装置が存在している。
ここで、図５は、このような間接式巻線測温装置を変圧器に適用した例であり、鉄心（図示していない）と変圧器巻線１がタンク２に収納され、冷却媒体である絶縁油３が封入され、巻線リードがブッシング４にて外部に引き出され、そのブッシング４には交流変流器５が取り付けられている。なお、冷却媒体としては絶縁油やＳＦ6 ガスなどが存在するが、ここでは、代表例として絶縁油の場合について説明する。
【０００４】
この装置においては、交流変流器５の２次側から、変圧器巻線１に流れる負荷電流ｉａに比例する２次電流ｉ２が取り出され、電流調整器６により温度特性に適合したヒータ加熱用電流ｉＨが得られる。このヒータ加熱用電流ｉＨは、タンク内上部の絶縁油３中に配置された保護筒７内に挿入されたヒータ８に流される。このヒータ８と共に保護筒７内に挿入された測温抵抗体９が、ヒータ８によって加熱される。
【０００５】
この場合、測温抵抗体９は、タンク２の上部にある絶縁油３の温度すなわち絶縁油の最高温度と、巻線温度を模擬したヒータ８による加熱に応じた温度上昇値との重畳である温度、すなわち変圧器巻線の最高点温度θｗによって加熱されるので、この測温抵抗体９の抵抗値Ｒは、温度θｗに応じて決定されることになる。そのため、図５の装置においては、温度計測器１０により、抵抗値Ｒに基づいて温度θｗを測定している。
【０００６】
また、温度計測器１０は、このようにして測定した温度θｗの信号を温度指示器１１に対して発信し、その結果、温度指示器１１によって温度θｗが指示される。その一方で、温度計測器１０は、測定された温度θｗが一定の温度を越えた場合には、温度指示器１１に対して巻線温度警報指令ＫＡを発信すると共に、冷却器制御盤１２に対して冷却器制御指令ＫＢを発信する。その結果、温度指示器１１によって巻線温度警報が発せられると共に、冷却器制御盤１２によって、冷却器１３の制御運転が行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような交流機器の温度測定用の間接式巻線測温装置を、本発明で対象としているような直流リアクトルなどの直流機器に対して適用することはできない。その理由は、次の通りである。すなわち、直流リアクトル巻線などの直流機器巻線に流れる負荷電流の成分はほとんど直流分によって占められていることから、図５に示すような交流変流器５を取り付けても、この交流変流器５の２次側に、巻線に流れる付加電流に比例する２次電流は発生しない。そのため、ヒータ８には電流が供給されず、測温抵抗体９を加熱することはできない。
【０００８】
本発明は、以上のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、従来の間接式巻線測温装置を適用できない直流リアクトル巻線などの直流機器巻線の温度を容易かつ確実に測定することが可能な、小型かつ簡略な構成の温度測定装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、巻線を収納したタンク内に冷却媒体を封入し、ブッシングによって巻線リードを外部に引き出した直流機器巻線の温度測定装置において、前記ブッシングに接続した直流変流器を含む直流電流測定装置を使用してヒータ加熱用電流を得て、このヒータ加熱用電流をヒータに流し、このヒータによって加熱された部分の温度に基づいて前記巻線の温度を測定するように構成したことを特徴としている。
【００１０】
請求項１記載の発明は、前記直流電流測定装置、電圧・電流変換器、保護容器部、ヒータ、測温抵抗体、および温度計測器を有する。このうち、直流電流測定装置は、前記ブッシングに接続された前記直流変流器を含み、この直流変流器で得られた２次電流から出力電圧値を得るように構成される。電圧・電流変換器は、前記直流電流測定装置で得られた出力電圧値を変換してヒータ加熱用電流を得るように構成される。保護容器部は、前記タンク内上部の冷却媒体中に配置される。ヒータは、前記保護容器部内に挿入され、前記電圧・電流変換器で得られたヒータ加熱用電流が流されるように構成される。測温抵抗体は、前記保護容器部内に前記ヒータと共に挿入され、前記ヒータによって加熱されるように構成される。温度計測器は、前記ヒータによって加熱された前記測温抵抗体の抵抗値に基づいて前記巻線の温度を測定するように構成される。
【００１１】
以上のような構成を有する請求項１記載の発明によれば、次のような作用が得られる。なお、直流電流測定装置には、ゼロフラックス形やクレーマ形などのものが存在するが、ここでは、前者の場合について説明する。
すなわち、ゼロフラックス形の直流電流測定装置を使用した場合には、この装置に含まれる直流変流器は、測定しようとする直流電流Ｉｄが流れているブッシングに接続される。この直流変流器の具体的な接続に当たっては、例えば、直流変流器がブッシングに直接取り付けられる形態や、または、直流変流器が巻線リードの途中に取り付けられる形態、あるいは、ブッシングと整流器とを接続するリードの途中に直流変流器が取り付けられる形態などが考えられる。
【００１２】
そして、このようにしてブッシングに接続された直流変流器の鉄心中に発生する磁束としては、直流電流Ｉｄによるものと、その鉄心に巻装された２次巻線に流れる２次電流Ｉ２によるものとがあり、直流変流器は、これらの磁束が互いに打ち消すように構成されている。これらの電流のうち、２次電流Ｉ２を調整して鉄心中の磁束を零にした場合には、この２次電流Ｉ２から直流電流Ｉｄを知ることができるようになっている。
【００１３】
そして、このような直流変流器を含む直流電流測定装置は、磁束零となる２次電流Ｉ２を抵抗器に流し、その抵抗器に発生する出力電圧値Ｅを測定することにより、測定しようとする直流電流Ｉｄを求めることができるようになっている。しかしながら、この場合に、直流電流測定装置の出力電圧値Ｅから得られる電力は非常に小さく、とても、図５の交流変流器を使用した従来の間接式巻線測温装置のように、ヒータを加熱できるだけの電力を得ることはできない。
【００１４】
これに対して、請求項１記載の発明においては、直流電流測定装置で得られた出力電圧値Ｅを、電圧・電流変換器によって変換し、この出力電圧値Ｅに比例したヒータ加熱用電流ＩＨを提供することができる。このように、電圧・電流変換器によって得られるヒータ加熱用電流ＩＨの大きさは、図５の従来の間接式巻線測温装置の電流調整器６によって得られるヒータ加熱用電流ｉＨと同様に、巻線温度を模擬した温度上昇に適合した値であり、一般的には実測によって調整される。
そして、このようなヒータ加熱用電流ＩＨが流れるヒータによって測温抵抗体を加熱し、温度計測器により、測温抵抗体の抵抗値に基いて巻線の温度θｗを測定することができる。このように測温抵抗体の抵抗値に基づいて巻線の温度θｗを測定する方法は、抵抗体の抵抗値が温度により温度係数で変化する特性を利用したものであり、図５の従来技術でも利用されている通り、一般的に良く利用されている。
【００１５】
さらに、本発明の温度計測器は、従来技術と同様に、一般的には、以上のようにして測定した巻線の温度θｗの信号を温度指示器に対して発信すると共に、冷却器制御盤に冷却器制御指令を発信するように構成される。また、測定された温度θｗが一定の温度を越えた場合に、温度指示器に対して巻線温度警報指令を発信するように構成される。
【００１６】
請求項２記載の発明は、前記直流電流測定装置、保護容器部、測温抵抗体、および演算装置を有する。すなわち、請求項２記載の発明は、前記請求項１記載の発明におけるヒータと電圧・電流変換器に代えて、演算装置を使用したものである。この場合、直流電流測定装置および保護容器部は、請求項１記載の発明のそれらと同様の構成を有するが、保護容器部内には、測温抵抗体のみが挿入され、この測温抵抗体は、ヒータによってではなく、タンク内上部の冷却媒体によって加熱される。そして、演算装置は、前記直流電流測定装置で得られた出力電圧値と前記測温抵抗体の抵抗値とに基づいて、前記巻線の温度を算出するように構成される。
【００１７】
以上のような構成を有する請求項２記載の発明においては、直流電流測定装置で得られた出力電圧値Ｅに基づいて、巻線に流れる直流電流Ｉｄを求めることができる。また、測温抵抗体の抵抗値Ｒに基づいて、冷却媒体の最高温度を求めることができる。したがって、演算装置により、これらの出力電圧値Ｅおよび抵抗値Ｒに基づいて、直流電流Ｉｄや冷却媒体の最高温度を求め、巻線の温度θｗをディジタル的に算出することができる。
【００１８】
さらに、本発明の演算装置は、請求項１記載の発明の温度計測器と同様に、一般的には、以上のようにして測定した巻線の温度θｗの信号を温度指示器に対して発信すると共に、冷却器制御盤に冷却器制御指令を発信するように構成される。また、測定された温度θｗが一定の温度を越えた場合に、温度指示器に対して巻線温度警報指令を発信するように構成される。
【００１９】
請求項３記載の発明は、前記直流電流測定装置、電圧・電流変換器、保護容器部、ヒータ、およびダイヤル温度計を有する。すなわち、請求項３記載の発明は、前記請求項１記載の発明における測温抵抗体と温度計測器に代えて、ダイヤル温度計を使用したものである。この場合、直流電流測定装置、電圧・電流変換器、保護容器、およびヒータは、請求項１記載の発明のそれらと同様の構成を有するが、保護容器内には、測温抵抗体に代えて、ダイヤル温度計の感温部が挿入される。そして、ダイヤル温度計は、この感温部の温度に基づいて、前記巻線の温度を算出するように構成される。
【００２０】
以上のような構成を有する請求項３記載の発明においては、前記請求項１記載の発明と同様に、直流電流測定装置で得られた出力電圧値Ｅを、電圧・電流変換器によって変換し、この出力電圧値Ｅに比例したヒータ加熱用電流ＩＨを提供することができる。このように、電圧・電流変換器によって得られるヒータ加熱用電流ＩＨの大きさは、前述したように、巻線温度を模擬した温度上昇に適合した値であり、一般的には実測によって調整される。
そして、このようなヒータ加熱用電流ＩＨが流れるヒータによってダイヤル温度計の感温部を加熱し、ダイヤル温度計により、この感温部の温度に基づいて巻線の温度θｗを測定することができる。すなわち、感温部は、冷却媒体の最高温度によって加熱されるため、この感温部のヒータによる加熱に応じた温度上昇値は、冷却媒体の最高温度に対する巻線最高点の温度上昇値に相当する。したがって、ダイヤル温度計は、この感温部の温度に基づいて巻線の温度θｗを容易に測定することができる。
【００２１】
さらに、ダイヤル温度計は、一般的には、以上のようにして測定した巻線の温度θｗを、その温度指針によって指示すると共に、それが内蔵している継電器によって冷却器制御盤に冷却器制御指令を発信するように構成される。また、このダイヤル温度計は、測定された温度θｗが一定の温度を越えた場合に、温度指示器に対して巻線温度警報指令を発信するように構成される。
【００２２】
請求項４記載の発明は、前記直流電流測定装置、電圧・電流変換器、保護容器部、およびヒータを内蔵したダイヤル温度計を有する。すなわち、請求項４記載の発明は、前記請求項３記載の発明において、保護容器内に感温部とヒータを挿入した構成に代えて、保護容器内に感温部のみを挿入し、ダイヤル温度計に、ヒータとそれによって加熱される液溜りを内蔵させたものである。
【００２３】
以上のような構成を有する請求項４記載の発明においては、前記請求項１および３記載の発明と同様に、直流電流測定装置で得られた出力電圧値Ｅを、電圧・電流変換器によって変換し、この出力電圧値Ｅに比例したヒータ加熱用電流ＩＨを提供することができる。このように、電圧・電流変換器によって得られるヒータ加熱用電流ＩＨの大きさは、前述したように、巻線温度を模擬した温度上昇に適合した値であり、一般的には実測によって調整される。
そして、このようなヒータ加熱用電流ＩＨが流れるヒータによってダイヤル温度計に内蔵の液溜りを加熱し、ダイヤル温度計により、この液溜りと感温部の温度に基づいて巻線の温度θＷを測定することができる。すなわち、感温部は、前記請求項３記載の発明と同様に、冷却媒体の最高温度によって加熱され、また、液溜りのヒータによる加熱に応じた温度上昇値は、冷却媒体の最高温度に対する巻線最高点の温度上昇値に相当する。したがって、ダイヤル温度計は、この感温部と液溜りの温度に基づいて巻線の温度θｗを容易に測定することができる。
【００２４】
さらに、本発明のダイヤル温度計は、前記請求項３記載の発明と同様に、一般的には、以上のようにして測定した巻線の温度θｗを、その温度指針によって指示すると共に、それが内蔵している継電器によって冷却器制御盤に冷却器制御指令を発信するように構成される。また、このダイヤル温度計は、測定された温度θｗが一定の温度を越えた場合に、温度指示器に対して巻線温度警報指令を発信するように構成される。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下には、本発明による直流機器巻線の温度測定装置を直流リアクトルに適用した場合の複数の実施の形態について、図１〜図４を参照して具体的に説明する。
【００２６】
［１．第１の実施の形態］
図１は、本発明による第１の実施の形態として、特に、請求項１記載の発明を適用した直流リアクトル巻線の温度測定装置の一つの実施の形態を示す構成図である。この図１に示すように、直流リアクトル巻線２１と磁気シールド（図示していない）がタンク２に収納され、冷却媒体である絶縁油３が封入され、巻線リードがブッシング４にて外部に引き出され、そのブッシング４には、直流変流器２２が直接取り付けられている。
【００２７】
この直流変流器２２を含む直流電流測定装置２３は、直流変流器２２の２次電流Ｉ２から出力電圧値Ｅを得るように構成されている。そして、この直流電流測定装置２３には、得られた出力電圧値Ｅを変換してヒータ加熱用電流ＩＨを得る電圧・電流変換器２４が接続されている。この電圧・電流変換器２４には、タンク２内の上部の絶縁油３中に配置された保護筒（保護容器部）７に挿入されたヒータ８が接続されている。この場合、保護筒７内には、図５に示した従来技術と同様に、ヒータ８と共に測温抵抗体９が挿入されており、この測温抵抗体９には、測温抵抗体９の抵抗値Ｒに基づいて巻線の温度θｗを測定する温度計測器１０が接続されている。さらに、この温度計測器１０には、温度指示器１１が接続されると共に、冷却器１３を制御する冷却器制御盤１２が接続されている。
【００２８】
以上のような構成を有する第１の実施の形態の温度測定装置の作用は次の通りである。すなわち、直流リアクトル巻線２１に流れる直流電流Ｉｄは、直流変流器２２によって２次電流Ｉ２に変換され、この２次電流Ｉ２は、直流電流測定装置２３によって出力電圧値Ｅとして取り出される。次に、この出力電圧値Ｅは、電圧・電流変換器２４によってヒータ加熱用電流ＩＨに変換される。このヒータ加熱用電流ＩＨは、保護筒７内のヒータ８に流され、このヒータ８によって測温抵抗体９が加熱される。
【００２９】
この場合、測温抵抗体９の抵抗値Ｒは、タンク２の上部にある絶縁油３の最高温度と、ヒータ８による加熱に応じた温度上昇値とを重畳した温度、すなわち直流リアクトル巻線２１の最高点温度θｗによって決定される。温度計測器１０は、このように決定される抵抗値Ｒに基づいて、温度θｗを測定し、この温度θｗの信号を温度指示器１１に対して発信し、その結果、温度指示器１１によって温度θｗが指示される。また、温度計測器１０は、測定された温度θｗが一定の温度を越えた場合には、温度指示器１１に対して巻線温度警報指令ＫＡを発信すると共に、冷却器制御盤１２に対して冷却器制御指令ＫＢを発信する。その結果、温度指示器１１によって巻線温度警報が発せられると共に、冷却器制御盤１２によって、冷却器１３の制御運転が行われる。
【００３０】
以上のような第１の実施の形態の温度測定装置が、図５に示した従来技術の間接式巻線測温装置と異なる点は、ヒータ８に流す電流の変換方式の差である。すなわち、図５の従来技術では、交流変流器５によって２次電流ｉ２を得て、この２次電流ｉ２から電流調整器６によってヒータ加熱用電流ｉＨを得ていたが、図１に示す第１の実施の形態においては、直流変流器２２によって２次電流Ｉ２を得て、この２次電流Ｉ２から直流電流測定装置２３によって出力電圧値Ｅを得た後、この出力電圧値Ｅから、電圧・電流変換器２４によってヒータ加熱用電流ＩＨを得ている。本実施の形態の温度測定装置においては、このように、図５の従来技術に比べて電流の変換方式は異なるが、得られるヒータ加熱用電流ＩＨは、図５の従来技術と同様に、巻線温度を模擬した温度上昇に適合した値であり、一般的には実測によって調整される。
【００３１】
したがって、本実施の形態の温度測定装置によれば、従来の間接式巻線測温装置を適用できない直流リアクトル巻線の温度を容易かつ確実に測定することが可能である。また、図５に示した従来技術における交流変流器５と電流調整器６に代えて、直流変流器２２を含む直流電流測定装置２３と電圧・電流変換器２４を使用し、それ以外の部分については、図５の従来技術と同様に構成しているため、装置全体の構成は小型かつ簡略である。
【００３２】
［２．第２の実施の形態］
図２は、本発明による第２の実施の形態として、特に、請求項２記載の発明を適用した直流リアクトル巻線の温度測定装置の一つの実施の形態を示す構成図であり、実質的に、前記第１の実施の形態の変形例に相当する。すなわち、この図２に示すように、直流変流器２２を含む直流電流測定装置２３を使用する点は、前記第１の実施の形態と同様であるが、この第２の実施の形態においては、ヒータ８および電圧・電流変換器２４を使用する代わりに、演算装置２５を使用している点で異なる。
【００３３】
すなわち、図２に示すように、第２の実施の形態においては、保護筒７内には、測温抵抗体９のみが挿入されており、この測温抵抗体９は、直流電流測定装置２３と共に、演算装置２５に接続されている。ここで、演算装置２５は、直流電流測定装置２３で得られた出力電圧値Ｅと測温抵抗体９と抵抗値Ｒとに基づいて、直流リアクトル巻線２１の温度θｗを算出するように構成されている。なお、これ以外の部分については、前記第１の実施の形態と同様に構成されている。
【００３４】
以上のような構成を有する第２の実施の形態の温度測定装置の作用は次の通りである。すなわち、直流リアクトル巻線２１に流れる直流電流Ｉｄは、直流変流器２２によって２次電流Ｉ２に変換され、この２次電流Ｉ２は、直流電流測定装置２３によって出力電圧値Ｅとして取り出される。一方、保護筒７内に挿入された測温抵抗体９の抵抗値Ｒは、タンク２の上部にある絶縁油３の最高温度によって決定される。演算装置２５は、これらの出力電圧値Ｅと抵抗値Ｒの信号を入力し、これらの信号に基づいて、次に示す（１）式により、直流リアクトル巻線２１の温度θｗをディジタル的に算出する。
【００３５】
【数１】
0003643630.tif 000002
ただし、
θA ：タンク外部の冷却媒体（空気または水）の温度
θO ：巻線に流れている電流が直流電流Ｉｄである場合の絶縁油３の最高温度上昇値
θC ：定格直流電流ＩｄＲが流れた場合の絶縁油の最高温度に対する巻線の最高点温度上昇値
ｎ  ：巻線の冷却方式により定まる係数で、１．６または２．０
である。
【００３６】
前述したように、直流電流Ｉｄは出力電圧値Ｅにより決定され、絶縁油３の最高温度（θA ＋θO ）は抵抗値Ｒにより決定される。したがって、演算装置２５は、出力電圧値Ｅと抵抗値Ｒに基づいて、直流リアクトル巻線２１の温度θｗを容易かつ確実に算出することができる。
【００３７】
演算装置２５は、このようにして算出した温度θｗの信号を温度指示器１１に対して発信し、その結果、温度指示器１１によって温度θｗが指示される。また、演算装置２５は、測定された温度θｗが一定の温度を越えた場合には、温度指示器１１に対して巻線温度警報指令ＫＡを発信すると共に、冷却器制御盤１２に対して冷却器制御指令ＫＢを発信する。その結果、温度指示器１１によって巻線温度警報が発せられると共に、冷却器制御盤１２によって、冷却器１３の制御運転が行われる。
【００３８】
したがって、本実施の形態の温度測定装置によれば、前記第１の実施の形態と同様に、従来の間接式巻線測温装置を適用できない直流リアクトル巻線の温度を容易かつ確実に測定することが可能である。また、図１に示した第１の実施の形態におけるヒータ８と電圧・電流変換器２４に代えて、演算装置２５を使用し、それ以外の部分については、第１の実施の形態と同様に構成しているため、装置全体の構成は小型かつ簡略である。特に、絶縁油３内に配置する保護筒７内には、測温抵抗体９のみを挿入しているため、ヒータ８と共に挿入した場合に比べて、保護筒７部分の構成を簡略化できる。そしてまた、本実施の形態においては、演算装置２５を使用したディジタル演算によって巻線の温度θｗを求めているため、測定精度に優れており、さらに、ヒータ８が不要であるため、その分だけ消費電力を低減できるという利点がある。
【００３９】
［３．第３の実施の形態］
図３は、本発明による第３の実施の形態として、特に、請求項３記載の発明を適用した直流リアクトル巻線の温度測定装置の一つの実施の形態を示す構成図であり、実質的に、前記第１の実施の形態の変形例に相当する。すなわち、この図３に示すように、直流変流器２２を含む直流電流測定装置２３と電圧・電流変換器２４を使用する点は、前記第２の実施の形態と同様であるが、この第３の実施の形態においては、測温抵抗体９と温度計測器１０を使用する代わりに、ダイヤル温度計３０を使用している点で異なる。
【００４０】
すなわち、図３に示すように、第３の実施の形態においては、保護筒７内には、ヒータ８と共にダイヤル温度計３０の感温筒（感温部）３１が挿入されており、この感温筒３１がヒータ８によって加熱されるようになっている。そして、ダイヤル温度計３０は、この感温筒３１の温度に基づいて、直流リアクトル巻線２１の温度θｗを算出するように構成されている。
【００４１】
この場合、ダイヤル温度計３０の本体部には、ベローズ３２、リンク機構３３、カム３４、温度指針３５、および温度目盛板３６が設けられている。このうち、ベローズ３２は、感温筒３１と共に一つの閉じた液体系統を構成しており、加圧充填された液体の膨脹・収縮に応じて伸縮するようになっている。また、リンク機構３３とカム３４は、このようなベローズ３２の伸縮量を温度指針３５に伝達するように構成されており、温度指針３５は、温度目盛板３６に対する位置によって温度を指示するようになっている。
【００４２】
さらに、ダイヤル温度計３０の本体部には、カム３４によって駆動される一対の継電器３７，３８が設けられている。これらの継電器３７，３８としては、一般的にはマイクロスイッチが使用されるが、一方の継電器３７には、温度警報器２６が接続されており、他方の継電器３８には、冷却器１３を制御する冷却器制御盤１２が接続されている。なお、このようなダイヤル温度計３０およびその周辺の構成以外の部分については、前記第１の実施の形態と同様に構成されている。
【００４３】
以上のような構成を有する第３の実施の形態の温度測定装置の作用は次の通りである。すなわち、電圧・電流変換器２４でヒータ加熱用電流ＩＨが得られ、このヒータ加熱用電流ＩＨがヒータ８に流されるまでは、前記第１の実施の形態と同様であるが、本実施の形態においては、このヒータ８によって、ダイヤル温度計３０の感温筒３１が加熱される。
【００４４】
この場合、絶縁油３の温度は、前記（１）式中の（θA ＋θO ）で表される絶縁油の最高温度であり、ヒータ８により加熱された感温筒３１の温度上昇値は、この（１）式中のθC ×（Ｉｄ／ＩｄＲ）n で表される、絶縁油の最高温度に対する巻線最高点の温度上昇値である。したがって、ダイヤル温度計３０は、前記（１）式で求められる直流リアクトル巻線２１の温度θｗを容易かつ確実に測定することができる。
【００４５】
すなわち、ダイヤル温度計３０において、その感温筒３１の中に加圧充満された液体が、温度変化により膨脹収縮すると、それによってベローズ３２が伸縮し、その変位量が、リンク機構３３とカム３４を介して温度指針３５を動かし、この温度指針３５の温度目盛板３６上の位置によって巻線の温度θｗが指示される。この場合、測定された温度θｗが一定の温度を越えた場合には、カム３４の動作に伴い、一方の継電器３７が動作し、温度警報器２６に対して巻線温度警報指令ＫＡが発信され、その結果、温度警報器２６によって巻線温度警報が発せられる。また、カム３５の動作に伴い、他方の継電器３８が動作した場合には、冷却器制御盤１２に対して冷却器制御指令ＫＢが発信され、その結果、冷却器制御盤１２によって冷却器１３の制御運転が行われる。
【００４６】
したがって、本実施の形態の温度測定装置によれば、前記第１の実施の形態と同様に、従来の間接式巻線測温装置を適用できない直流リアクトル巻線の温度を容易かつ確実に測定することが可能である。また、図１に示した第１の実施の形態における測温抵抗体９と温度計測器１０、および温度指示器１１に代えて、感温部３１を含むダイヤル温度計３０と温度警報器２６を使用し、それ以外の部分については、第１の実施の形態と同様に構成しているため、装置全体の構成は小型かつ簡略である。特に、本実施の形態においては、既存のダイヤル温度計を使用することができるため、実用性に優れている。また、このダイヤル温度計３０自身によって温度を指示することができるため、温度警報器２６は、巻線温度警報を発するだけの機能があれば十分であり、従来の温度指示器１１よりも簡略化することができる。
【００４７】
［４．第４の実施の形態］
図４は、本発明による第４の実施の形態として、特に、請求項４記載の発明を適用した直流リアクトル巻線の温度測定装置の一つの実施の形態を示す構成図であり、実質的に、前記第３の実施の形態の変形例に相当する。すなわち、この図４に示すように、ダイヤル温度計を使用する点は、前記第３の実施の形態と同様であるが、この第４の実施の形態のダイヤル温度計４０は、ヒータ４１とそれによって加熱される液溜り４２を有する点で、前記第３の実施の形態のダイヤル温度計と異なる。
【００４８】
すなわち、図４に示すように、第４の実施の形態においては、保護筒７内に、感温筒３１のみが挿入されると共に、ダイヤル温度計４０の本体部に、ヒータ４１と液溜り４２が内蔵されている。このうち、ヒータ４１は、電圧・電流変換器２４に接続されている。また、液溜り４２は、感温筒３１およびベローズ３２と共に、一つの閉じた液体系統を構成している。なお、これ以外の部分については、前記第３の実施の形態と同様に構成されている。
【００４９】
以上のような構成を有する第４の実施の形態の温度測定装置の作用は次の通りである。すなわち、電圧・電流変換器２４で得られたヒータ加熱用電流ＩＨは、ダイヤル温度計４０に内蔵されたヒータ４１に流され、このヒータ４１によって、ダイヤル温度計４０に内蔵された液溜り４２が加熱される。
【００５０】
この場合、絶縁油３の温度は、前記（１）式中の（θA ＋θO ）で表される絶縁油の最高温度であり、ヒータ４１により加熱された液溜り４２の温度上昇値は、この（１）式中のθC ×（Ｉｄ／ＩｄＲ）n で表される、絶縁油の最高温度に対する巻線最高点の温度上昇値である。したがって、ダイヤル温度計４０は、前記（１）式で求められる直流リアクトル巻線２１の温度θｗを容易かつ確実に測定することができる。
【００５１】
すなわち、ダイヤル温度計４０において、その感温筒３１と液溜り４２の中に加圧充填された液体が、各々の温度変化により膨脹収縮すると、両部分における膨脹収縮分が重畳されてベローズ３２が伸縮し、その変位量が、リンク機構３３とカム３４を介して温度指針３５を動かし、この温度指針３５の温度目盛板３６上の位置によって巻線の温度θｗが指示される。この場合、測定された温度θｗが一定の温度を越えた場合には、カム３４の動作に伴い、一方の継電器３７が動作し、温度警報器２６に対して巻線温度警報指令ＫＡが発信され、その結果、温度警報器２６によって巻線温度警報が発せられる。また、カム３５の動作に伴い、他方の継電器３８が動作した場合には、冷却器制御盤１２に対して冷却器制御指令ＫＢが発信され、その結果、冷却器制御盤１２によって冷却器１３の制御運転が行われる。
【００５２】
したがって、本実施の形態の温度測定装置によれば、前記第３の実施の形態と同様に、従来の間接式巻線測温装置を適用できない直流リアクトル巻線の温度を容易かつ確実に測定することが可能である。また、図３に示した第３の実施の形態におけるヒータ８とダイヤル温度計３０に代えて、ヒータ４１と液溜り４２を内蔵したダイヤル温度計４０を使用し、それ以外の部分については、第３の実施の形態と同様に構成しているため、装置全体の構成は小型かつ簡略である。特に、絶縁油３内に配置する保護筒７内には、感温部３１のみを挿入しているため、ヒータ８と共に挿入した場合に比べて、保護筒７部分の構成を簡略化できる。また、前記第３の実施の形態と同様に、既存のダイヤル温度計を使用することができ、温度警報器２６を簡略化できるなどの利点が得られる。
【００５３】
［５．他の実施の形態］
本発明は、前記各実施の形態に限定されるものではなく、他にも、多種多様な変形例が考えられる。例えば、前記各実施の形態においては、直流変流器２２をブッシング４に直接取り付ける場合について説明したが、直流変流器２２とブッシング４との具体的な接続の形態は自由に変更可能であり、例えば、巻線リードの途中に直流変流器２２を取り付ける形態や、ブッシング４と整流器とを接続するリードの途中に直流変流器２２を取り付ける形態などが考えられる。
【００５４】
また、前記各実施の形態においては、直流リアクトル巻線２１の温度θｗを指示すると共に、巻線温度警報指令ＫＡおよび冷却器制御指令ＫＢを発するように構成したが、これらの３種類の信号のうち、不要な信号を省略して、いずれか一種類または２種類の信号のみを発するように構成することも可能である。これに関連して、前記各実施の形態においては、説明の簡略化の観点から、巻線温度警報指令ＫＡと冷却器制御指令ＫＢを発信する温度レベルを同一としたが、これらの指令を発信するために、個別の温度レベルまたは温度範囲を自由に設定することが可能である。さらに、場合によっては、巻線温度トリップ（遮断）指令を発することも可能であり、あるいはまた、警報とトリップの両指令を発するように構成しても良い。
【００５５】
一方、前記第１と第２の実施の形態においては、測温抵抗体を使用した方式を適用し、前記第３と第４の実施の形態においては、ダイヤル温度計を使用した方式を適用したが、これらの方式を、合わせて適用することも可能である。例えば、ダイヤル温度計を使用した方式を現場監視用として適用すると同時に、測温抵抗体を使用した方式を遠方監視用として適用する構成などが考えられる。
【００５６】
また、前記第１と第２の実施の形態の変形例としては、直流リアクトル巻線の温度θｗすなわち前記（１）式による値を指示しないで、直流リアクトル巻線の温度上昇値Δθｗを指示するように構成しても良い。この場合、温度上昇値Δθｗは、前記（１）式のθｗからθA を引算すれば求められるが、θO とθC ×（Ｉｄ／ＩｄＲ）n との和でもある。なお、空気などの外部冷却媒体の温度θA は、測温抵抗体により測定すれば良い。
【００５７】
さらに、巻線の温度θｗや温度上昇値Δθｗを指示するだけでなく、印字記録するように構成しても良い。また、前記各実施の形態においては、絶縁油が冷却媒体である場合について説明したが、本発明は、ＳＦ6 ガスなどの別の流体が冷却媒体である場合にも同様に適用可能であり、前記各実施の形態と同様に優れた効果を得ることができる。そしてまた、本発明の適用機器は直流リアクトルに限定されるものでなく、直流電流が流れる直流機器であれば、同様に適用可能であり、前記各実施の形態と同様に優れた効果を得ることができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、直流変流器を含む直流電流測定装置を使用して、直流機器の巻線に流れる直流電流Ｉｄに比例する２次電流Ｉ２を得、この２次電流を出力電圧値Ｅに変換した後に、ヒータ加熱用電流ＩＨを得ることにより、冷却媒体の最高温度に対する巻線温度上昇値を間接的に模擬することができる。そして、このように模擬した巻線温度上昇値に、冷却媒体の最高温度を重畳することによって、巻線の温度θｗを容易かつ確実に測定することができ、しかも、小型かつ簡略な構成の直流機器巻線の温度測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の直流リアクトル巻線の温度測定装置を示す構成図。
【図２】本発明の第２の実施の形態の直流リアクトル巻線の温度測定装置を示す構成図。
【図３】本発明の第３の実施の形態の直流リアクトル巻線の温度測定装置を示す構成図。
【図４】本発明の第４の実施の形態の直流リアクトル巻線の温度測定装置を示す構成図。
【図５】従来の変圧器巻線の温度測定装置の一例を示す構成図。
【符号の説明】
１：変圧器巻線
２：タンク
３：絶縁油
４：ブッシング
５：交流変流器
６：電流調整器
７：保護筒
８：ヒータ
９：測温抵抗体
１０：温度計測器
１１：温度指示器
１２：冷却器制御盤
１３：冷却器
２１：直流リアクトル巻線
２２：直流変流器
２３：直流電流測定装置
２４：電圧・電流変換器
２５：演算装置
２６：温度警報器
３０：ダイヤル温度計
３１：感温筒
３２：ベローズ
３３：リンク機構
３４：カム
３５：温度指針
３６：温度目盛板
３７，３８：継電器
４０：ダイヤル温度計
４１：ヒータ
４２：液溜り
ｉａ：負荷電流
Ｉｄ：直流電流
ｉ２，Ｉ２：２次電流
Ｅ：出力電圧値
ｉＨ，ＩＨ：ヒータ加熱用電流
Ｒ：抵抗値
θｗ：巻線の温度
ＫＡ：巻線温度警報指令
ＫＢ：冷却器制御指令
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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