(57)【要約】      （修正有）【課題】環境負荷の少ない植物油を絶縁油として使用しつつ、メンテナンス負担や、製品コスト並びに製造コストが上昇する問題を解決することのできる植物油入の油入電気機器を提供する。【解決手段】電気機器本体を収納するタンク内に一般用の植物油を絶縁油として充填し、少なくとも該タンクの開口部とこれを閉塞する蓋体間に、コルク又はニトリルゴム、塩素ゴム或いは、フッ素ゴムの何れかからなるガスケットを介在させて、タンク内を空気密封構造に構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器本体を収納するタンク内に一般用の植物油を絶縁油として充填し、少なくとも該タンクの開口部とこれを閉塞する蓋体間に、コルク又はニトリルゴム、塩素ゴム或いは、フッ素ゴムの何れかからなるガスケットを介在させて、タンク内を空気密封構造に構成したことを特徴とする油入電気機器。
【請求項２】
電気機器本体を収納するタンク内に絶縁油用の植物油を充填し、少なくとも該タンクの開口部とこれを閉塞する蓋体間に、コルク又はニトリルゴム、塩素ゴム或いは、フッ素ゴムの何れかからなるガスケットを介在させて、タンク内を空気密封構造に構成したことを特徴とする油入電気機器。
【請求項３】
前記植物油中の溶存酸素濃度を２００００［ｐｐｍ］以下とすることを特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載の油入変圧器。
【請求項４】
前記植物油中の水分量を１００［ｐｐｍ］以下とすることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の油入電気機器。
【請求項５】
前記植物油を窒素飽和油又はアルゴン飽和油としたことを特徴とする請求項1乃至請求項４の何れかに記載の油入電気機器。
【請求項６】
一般用の植物油又は絶縁油用の植物油を脱気処理して、或いは脱気処理しないで電気機器のタンク内に充填し、当該タンクの開口部にコルク又はニトリルゴム、塩素ゴム、或いは、フッ素ゴムの何れかからなるガスケットを介在させて蓋体を取り付けることにより、前記タンク内を空気密封構造とすることを特徴とする油入電気機器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メンテナンスの負担を軽減し、かつ、製品コスト並びに製造コストを低減できる植物油入電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、変圧器や遮断器、コンデンサー等の電気機器には、絶縁および冷却を目的として絶縁油が使用されている。当該絶縁油としては、原油を精製処理して得られる鉱油や合成系の絶縁油、或いは、鉱油と合成油の混合油（以下、鉱油等という）が長年使用されてきた。しかし、これらの絶縁油は自然生態系で容易に分解されないため、環境負荷低減の観点から使用上好ましくない。
【０００３】
そこで、近年、自然生態系で容易に分解される生分解性に優れた植物性の絶縁油（以下、植物油という）を使用する電気機器が提案されている。絶縁油用の植物油は一般用の絶縁油から絶縁性能を低下させる可能性のある水分や不純物を除去する精製過程を経る。
【０００４】
しかし、この精製過程において一般用の植物油にもともと含まれる天然の酸化防止剤も除去されるので、鉱油等と比較して酸化安定性が劣り、酸やスラッジが生成しやすい。生成した酸は変圧器等の金属部を腐食させ、また、コアやコイルの表面および冷却チューブ等の表面に付着した酸化生成物が油の冷却効果を減少させる問題が発生する。
【０００５】
そこで、上記問題を解消するため、精製後の絶縁用植物油に人工の酸化防止剤を添加して、酸化劣化を抑制する方法が採用される。また、酸化防止剤の添加に加えて、植物油の上方空間に存在する空気を窒素等の不活性ガスに置換したり、当該空間にある酸素を除去する酸素脱徐装置を設置する提案もなされている（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４２９８７９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
然るに、酸化防止剤を添加する工程や、植物油の上方の気相部に存在する空気を窒素等の不活性ガスに置換するための工程が必要となり、手間と負担がかかるばかりでなく、一旦封入した窒素ガスの経年による残存量管理などメンテナンスが必要となる。
【０００８】
また、酸素脱徐装置を設置すれば、その分、製品コストや製造コストが上がるといった欠点もある。
【０００９】
そこで、本発明は、環境負荷の少ない植物油を絶縁油として使用しつつ、メンテナンス負担や、製品コスト並びに製造コストが上昇する問題を解決することのできる植物油入の油入電気機器を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、電気機器本体を収納するタンク内に一般用の植物油を絶縁油として充填し、少なくとも該タンクの開口部とこれを閉塞する蓋体間に、コルク又はニトリルゴム、塩素ゴム或いは、フッ素ゴムの何れかからなるガスケットを介在させて、タンク内を空気密封構造に構成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、電気機器本体を収納するタンク内に絶縁油用の植物油を充填し、少なくとも該タンクの開口部とこれを閉塞する蓋体間に、コルク又はニトリルゴム、塩素ゴム或いは、フッ素ゴムの何れかからなるガスケットを介在させて、タンク内を空気密封構造に構成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２の何れかに記載の発明において、前記植物油中の溶存酸素濃度を２００００［ｐｐｍ］以下とすることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の発明において、前記植物油中の水分量を１００［ｐｐｍ］以下とすることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の発明において、前記植物油を窒素飽和油又はアルゴン飽和油としたことを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、一般用の植物油又は絶縁油用の植物油を脱気処理して、或いは脱気処理しないで電気機器のタンク内に充填し、当該タンクの開口部にコルク又はニトリルゴム、塩素ゴム、或いは、フッ素ゴムの何れかからなるガスケットを介在させて蓋体を取り付けることにより、前記タンク内を空気密封構造とすることを特徴とする油入電気機器の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１記載の発明によれば、高価な絶縁用植物油を使用する必要がなく、また、酸化を防止する窒素等不活性ガスの封入工程をなくすことで、不活性ガスの残存量管理などのメンテナンス負担を不要とし、また、酸素脱徐装置等の油劣化防止調整機構を設置する必要をなくすことで、製品コストや製造コストを抑制した。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、一般用植物油と比較して絶縁性能に優れた絶縁用植物油を使用しつつ、酸化を防止する窒素等不活性ガスの封入工程をなくすことで、不活性ガスの残存量管理などのメンテナンス負担を不要とし、また、酸素脱徐装置等の油劣化防止調整機構を設置する必要をなくすことで、製品コストや製造コストを抑制した。
【００１８】
請求項３記載の発明によれば、植物油中の溶存酸素濃度を２００００［ｐｐｍ］以下とすることで、植物油の化学特性に悪影響が加わることを防止し、油入電気機器の性能を維持することができる。
【００１９】
請求項４記載の発明によれば、植物油中の水分量を１００［ｐｐｍ］以下とすることで、電気特性の低下を防止することができる。
【００２０】
請求項５記載の発明によれば、タンク内に充填する植物油を窒素飽和油又はアルゴン飽和油とすることにより、より一層の酸化防止効果を得ることができる。
【００２１】
請求項６記載の発明によれば、植物油に接触する空気を減少させて、植物油が劣化することを極力防止し、酸化安定性を高くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一般用植物油における絶縁油の特性測定結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本件出願人は、一般用の植物油が電気機器の絶縁油として適用可能か調査した。具体的には、国内での供給量が多く、入手しやすい菜種油、大豆油、米油、ごま油、コーン油を対象に絶縁油の特性調査を実施し、植物油系絶縁油の規格値（石油学会規格「エステル系絶縁油の品質指針」JPI-5R-76-2015（平成27年））を満足するか調査した。
【００２４】
その結果、規格値を全て満足したのは、菜種油、米油、ごま油の３種類であり、この中で、菜種油が低温特性（流動点が低い）において特に優れ、米油は酸化安定性（酸価が低い）が特に優れていることを確認した（図１参照）。
【００２５】
また、該特性調査とともに、変圧器用絶縁油として、菜種油及び米油が実用可能であるか試作機による検証をし、変圧器の長期信頼性評価の一つである経年劣化診断に必要なデータを得るため、変圧器の耐用年数とされる３０年相当の加速劣化試験を実施した。
【００２６】
この結果、３０年相当経過後の変圧器性能は、上記特性調査結果とほぼ同等であり、採取した絶縁紙の平均重合度の測定結果も高く（実測値では鉱油の平均重合度残率の平均が４７％に対し、菜種油では５４％、米油では６５％）、菜種油及び米油が絶縁油として実用可能であることを確認できた。
【００２７】
そこで、本願出願人は、絶縁用植物油に代えて、天然の酸化防止剤を含む一般の植物油（特に酸化安定性に優れた米油）を絶縁油として使用する油入電気機器に関する発明を先に出願した（特開２０１４−６３８７６）。
【００２８】
本願は上記発明を更に改良したものである。本願出願人が菜種油を対象に、新油と、空気に暴露した状態で長期間保管した油で、飽和水分濃度と酸価度を測定した結果、飽和水分濃度は、新油（未開封）で１４０７［ｐｐｍ］に対し、長期保管油では１７８８［ppm］であり、長期保管油は、水分が溶け込みやすい状態であることが確認された。
【００２９】
また、油の酸価度は、新油（脱気処理後）で０．０３［mgKOH/g］に対し、長期保管油では０．１３［mgKOH/g］であり、長期保管油に劣化が認められた。
【００３０】
油の劣化は、気相部（空気との接触）が多い状態で長期間保管したことが酸化劣化の要因であると考えられる。また、油が酸化劣化すると飽和水分濃度が高くなるので、簡易な脱気処理では油中水分濃度が１００［ｐｐｍ］以下にならず、含有水分の除去が困難になることが確認された。
【００３１】
つまり、油の劣化を防止するには第一に空気との接触を極力少なくする必要があり、そのために、本発明では、一般用植物油を充填するタンクと、タンク開口部を閉塞する蓋体間にコルク又はニトリルゴム、塩素ゴム、或いは、フッ素ゴムの何れかからなるガスケットを介在させることにより、長期にわたって密封性を保つこととした。
【００３２】
また、一般用の植物油はその保管状態において、不活性ガスで飽和させる（特に窒素飽和油又はアルゴン飽和油とする）ことにより、植物油が保管状態において酸化劣化することを更に防止することも可能である。この場合、タンクに充填する際の油中水分量が１００［ｐｐｍ］を超える場合は脱気処理をし、超えない場合は脱気処理することなく、タンク内に充填する。また、溶存酸素濃度を２００００［ｐｐｍ］以下とすることで、それぞれ電気特性の低下と、化学特性への悪影響を防止する。
【００３３】
なお、窒素はコスト的に優位であり、アルゴンは窒素と比較してコスト的に劣るが不活性度で優位であることから採用するものである。
【００３４】
以上説明したように、本発明によれば、一般用植物油を絶縁油とした油入電気機器を空気密封構造とし、その密封性をコルク等からなるガスケットで長期にわたり維持する構成としたので、タンク内を空気（乾燥空気でも可）の密封構造とした場合でも酸化安定性を高くすることができる。その結果、タンク内の気相部の空気を窒素に置換する工程が不要になり、一旦封入した窒素ガスの経年による残存量管理などメンテナンスも必要ない。
【００３５】
また、酸素脱徐装置の設置も要しないので、製品コストや製造コストを低減できる利点も有する。
【００３６】
なお、前述した一般用植物油に替えて、一般用植物油と比較して絶縁性能に優れた絶縁油用の植物油をタンク内に充填して空気密封構造とすることで、絶縁油用の植物油中に人工の酸化安定剤を添加したり、タンク内の気相部の空気を窒素に置換する工程を不要にする等しても良いことは当然である。
【００３７】
なお、絶縁油用の植物油としては、グリセリン脂肪酸エステルやモノアルコール脂肪酸エステル、或いは、これらの混合物等が好適である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
植物油を絶縁油として使用する油入電気機器に利用可能である。
【図１】
2018006722.tif 000003