(57)【要約】【課題】  開放型の油入電気機器において、絶縁油として充填する植物油の絶縁性能を長期間維持することができる油入電気機器の保護装置を提供する。【解決手段】  開放型のコンサベータ５を有する真空バルブ式の切換開閉器本体２ａを収納した容器２ｂ内に植物系油のパームヤシ脂肪酸エステル油を絶縁油７として充填し、コンサベータ５と外部を繋ぐ呼吸管９上に切換開閉器２ａの作動時に発生するガスを外部へ放出すると共に吸湿剤の再生機構を備えたり、通過する空気中の水分を除去する中空糸膜を吸湿呼吸器８内に充填することで長期間にわたり植物油の絶縁性能に支障をきたす水分を確実に除去することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開放型のコンサベータを有する真空バルブ式の切換開閉器を収納した容器内に植物系油のパームヤシ脂肪酸エステル油を絶縁油として充填し、コンサベータと外部を繋ぐ呼吸経路上に切換開閉器の作動時に発生するガスを容器外へ放出すると共に長期間にわたり吸湿機能を維持できる吸湿呼吸器を備えた負荷時タップ切換装置。
【請求項２】
請求項１記載の植物系油のパームヤシ脂肪酸エステル油を絶縁油として充填した真空バルブ式の切換開閉器であって、コンサベータと吸湿呼吸器を繋ぐ呼吸経路上に透過する気体中の水分を除去する中空糸膜を内蔵した吸湿呼吸器と、前記コンサベータと前記吸湿呼吸器を繋ぐ呼吸経路上にオイルミストトラップを備えた負荷時タップ切換装置。
【請求項３】
請求項２記載の吸湿呼吸器であって、呼吸経路と吸湿呼吸器を接続する部分に吸湿呼吸器の外部から流入する空気と呼吸経路からの空気を別の経路に分岐する分岐部と前記分岐部において外部からの空気と呼吸経路からの空気がそれぞれの経路へ逆流しないための逆流防止装置を配置し、吸湿呼吸器内部に吸湿呼吸器の下部から流入する外部の空気に含まれる水分を除去する中空糸膜を使用した水分除去手段と呼吸経路からの空気を前記水分除去手段の外側に接触させる排気経路を備えた吸湿呼吸器
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷時タップ切換装置に充填する絶縁油の絶縁性能を維持する保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境負荷を低減すべく、絶縁油に植物油を使用した変圧器が提案されている（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５２０９５８１号
【特許文献２】特開２０１５−１１５３９７
【０００４】
特許文献１記載の変圧器はタップ切換装置を有し、タップ切換装置の容器内に菜種油等の植物油を絶縁油として充填している。当該絶縁油は、タップ切換装置に接続される油膨張室（コンサベータ）内の袋体（ゴム袋）によって空気との接触を回避し、絶縁油が酸化劣化することを防止している。
【０００５】
また、タップ切換装置の切換開閉器に真空バルブ式の接点を採用することによって、当該接点の接点切換時のアークによってスラッジが生成し、植物油が汚れることを防止できる特徴も有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
然るに、タップ切換装置は、切換開閉器によるタップ切換動作によって絶縁油中に絶縁油の分解ガスが発生するので、当該分解ガスをコンサベータから吸湿呼吸器を介して外部へ放出する必要がある。そのため、コンサベータは、ゴム膜やゴム袋を設けない、所謂、開放型に構成されるのが通常である（上記特許文献２参照）。
【０００７】
しかし、開放型のコンサベータで絶縁油に植物油を使用した場合は、空気と接触することで空気中に含まれる水分の吸湿と酸素による酸化により植物油の絶縁性能に支障をきたす可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明では、前述の問題点を解決すべく、開放型のコンサベータを有する負荷時タップ切換装置において、絶縁油に空気中の酸素に対する酸化安定性の高い植物系油を使用し、切換開閉器の切換動作によって発生するガスを容器の外部に排気すると共に植物油の絶縁性能に支障をきたす水分を確実に除去する吸湿機構を備えた負荷時タップ切換装置を提示する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明は、開放型のコンサベータを有する真空バルブ式の切換開閉器を収納した容器内に植物系油のパームヤシ脂肪酸エステル油を絶縁油として充填し、コンサベータと外部を繋ぐ呼吸経路上に切換開閉器の作動時に発生するガスを容器外へ放出すると共に長期間にわたり吸湿機能を維持できる吸湿呼吸器を備えたことに特徴を有する。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の植物系油のパームヤシ脂肪酸エステル油を絶縁油として充填した真空バルブ式の切換開閉器において、コンサベータと吸湿呼吸器を繋ぐ呼吸経路上に透過する気体中（以下、空気中）の水分を除去する中空糸膜を内蔵した吸湿呼吸器と、前記コンサベータと前記吸湿呼吸器を繋ぐ呼吸経路上にオイルミストトラップを備えたことに特徴を有する。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の吸湿呼吸器に呼吸経路を接続する部分に吸湿呼吸器の外部から流入する空気と呼吸経路からの空気を別の経路に分岐する分岐部と前記分岐部において外部からの空気と呼吸経路からの空気がそれぞれの経路へ逆流しないための逆流防止装置を配置し、吸湿呼吸器内部に吸湿呼吸器の下部から流入する外部の空気に含まれる水分を除去する中空糸膜を使用した水分除去手段と呼吸経路からの空気を前記水分除去手段の外側に接触させる排気経路を備えたことを特徴とする吸湿呼吸器
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、開放型のコンサベータと外部を繋ぐ呼吸経路上に長期間にわたり吸湿機能を維持できる吸湿呼吸器を有する真空バルブ式の切換開閉器を収納した容器内に、脱気処理した植物系油のパームヤシ脂肪酸エステル油を絶縁油に使用することで、鉱物系絶縁油と同様に空気に接触した状態でも長期間、絶縁性能を低下させることを防止することができる。
【００１３】
また、長期間にわたり吸湿機能を維持するために吸湿呼吸器に充填された吸湿剤を自動再生する機構を備えることで、吸湿剤が飽和して空気中の水分を除去できなくなることを防止することができる。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、吸湿呼吸器に切換開閉器の作動時に発生するガスは透過するが、通過する空気中の水分を除去する中空糸膜を内蔵することで、パームヤシ脂肪酸エステル油が水分を吸収して絶縁性能を低下させることを防止することができる。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の吸湿呼吸器において水分を含まない呼吸経路から空気と水分を含む外部からの空気の経路を分離して、外部からの空気だけを水分を除去する中空糸膜を通過させることで効率的に水分を除去することで、パームヤシ脂肪酸エステル油が水分を吸収して絶縁性能を低下させることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１に係る負荷時タップ切換装置の断面図である。
【図２】本発明の実施例２に係る負荷時タップ切換装置の断面図である。
【図３】本発明の実施例２に係る吸湿呼吸器の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施例１について図１を用いて説明する。図１は変圧器に付属した負荷時タップ切換装置１を拡大して示している。図１において、２は変圧器タンク３に取り付けられた負荷時タップ切換装置１を構成する切換開閉器であり、４はタップ選択器である。
【００１８】
２ａは切換開閉器部２の容器２ｂ内に収納される切換開閉器本体であり、切換開閉器本体２ａには、タップ切換用の接点として図示しない真空バルブ式の接点が採用されている。
【００１９】
５は負荷時タップ切換装置１に連通管６を介して接続されるコンサベータであり、７は切換開閉器部２の容器２ｂ内から連通管６を介してコンサベータ５内に絶縁油として充填されるパームヤシ脂肪酸エステル油である。
【００２０】
８はコンサベータ５に呼吸管９を介して接続される吸湿呼吸器であり、８ａは吸湿呼吸器の筐体、８ｂは空気中の水分を除去するために、吸湿呼吸器の筐体８ａ内に充填されたシリカゲルやモレキュラーシーブ等の吸湿剤である。 
【００２１】
また、吸湿呼吸器８には吸湿剤８ｂの再生機構として、図示しないヒータなどの加熱装置が採用される。
なお、負荷時タップ切換装置１は変圧器タンク３内に収納する図示しない変圧器本体と電気的に接続されている。
【００２２】
上記構成の負荷時タップ切換装置１は、植物系油であるパームヤシ脂肪酸エステル油７を切換開閉器部２の絶縁油として使用しているので、仮に漏油事故が発生した場合でも環境に与える影響が少ない。
【００２３】
切換開閉器２は、タップ切換用の接点として真空バルブ式の接点を採用しており、接点部分がパームヤシ脂肪酸エステル油７と接触しない構造となっているので、切換時のアークによって発生するスラッジによってパームヤシ脂肪酸エステル油７が汚れることを防いでいる。
【００２４】
ただし、真空バルブ式の接点であっても、その切換動作によってガス（水素やエタン等の可燃性ガスや二酸化炭素）は発生する。具体的には、切換動作１回当たり０．０１〜０．１［ｐｐｍ］のガスが発生する。
【００２５】
コンサベータが開放型の場合は、コンサベータ内の絶縁油面から吸湿呼吸器８を介して外部へガスを放出できる。しかし、開放型のコンサベータを使用すると絶縁油であるパームヤシ脂肪酸エステル油７は、外部から流入した空気中の水分を吸収して絶縁性能が低下する。
【００２６】
そこで、本発明の実施例１では、パームヤシ脂肪酸エステル油が空気中の水分を吸収しなしように長期間にわたり吸湿機能を維持できる吸湿呼吸器８をコンサベータ５に呼吸管９を介して接続する。
【００２７】
つまり、切換開閉器部２の、容器２ｂ内のパームヤシ脂肪酸エステル油７の温度が上昇又は下降すると、パームヤシ脂肪酸エステル油７はその温度変化にしたがって体積を変化する。このパームヤシ脂肪酸エステル油７の体積変化によって、コンサベータ５内の空気は呼吸管９と吸湿呼吸器８を介して外部へ吐出又は吸引される。
【００２８】
このコンサベータ５の呼吸運動によって、コンサベータ５及び呼吸管９に外部から吸引される空気は吸湿呼吸器８内の除湿剤８ｂで水分を除去されるため、コンサベータ５内のパームヤシ脂肪酸エステル油７が、空気中の水分を吸収して絶縁性能を低下させることが防止できる。
【００２９】
なお、切換開閉器の期待寿命である２０年の長期におよぶ吸湿性能を維持するために、吸湿呼吸器にシリカゲルを絶縁油１Ｌあたり１０ｇ以上充填すればよい。呼吸時以外に接触する空気からの吸湿を考慮し、絶縁油１Ｌあたり３０g以上充填することが望ましい。さらに多湿な環境に設置する場合を考慮し、絶縁油１Ｌあたり６０g以上充填することが望ましい。
【００３０】
さらに、除湿剤８ｂとして充填されているシリカゲル等の除湿剤を定期的に吸湿呼吸器の筐体８ａに取り付けられた図示しないヒータなどの加熱装置で加熱乾燥させて再生することで、吸湿剤が飽和して空気中の水分を除去できなくなることを防止することが防止できる。
【００３１】
本発明の実施例２について図２を用いて説明する。図２は変圧器に付属した負荷時タップ切換装置１を拡大して示している。図２において、２は変圧器タンク３に取り付けられた負荷時タップ切換装置１を構成する切換開閉器であり、４はタップ選択器である。
【００３２】
２ａは切換開閉器部２の容器２ｂ内に収納される切換開閉器本体であり、切換開閉器本体２ａには、タップ切換用の接点として図示しない真空バルブ式の接点が採用されている。
【００３３】
５は負荷時タップ切換装置１に連通管６を介して接続されるコンサベータであり、７は切換開閉器部２の容器２ｂ内から連通管６を介してコンサベータ５内に絶縁油として充填されるパームヤシ脂肪酸エステル油である。
【００３４】
８はコンサベータ５に呼吸管９を介して接続される吸湿呼吸器であり、８ａは吸湿呼吸器の筐体である。１０は通過する空気中の水分を除去する中空糸膜であり、中空糸膜１０を通過した空気が呼吸管９に流入するように筐体８ａ内に充填されている。
【００３５】
１１はコンサベータ５からの空気に含まれるオイルミストを除去するオイルミストトラップであり、コンサベータ５と吸湿呼吸器の間の連通管９に接続されている。
【００３６】
本発明の実施形態１と同様、切換開閉器２ａは、タップ切換用の接点として真空バルブ式の接点を採用しており、その切換動作によってガス（水素やエタン等の可燃性ガスや二酸化炭素）が発生する。具体的には、切換動作１回当たり０．０１〜０．１［ｐｐｍ］のガスが発生する。
【００３７】
コンサベータが開放型の場合は、コンサベータ内の絶縁油面から吸湿呼吸器８を介して外部へガスを放出できる。しかし、開放型のコンサベータを使用すると絶縁油であるパームヤシ脂肪酸エステル油７は、外部から流入した空気中の水分を吸収して絶縁性能が低下する。
【００３８】
そこで、本発明の実施形態２では、通過する空気中の水分を除去する性能を有する中空糸膜１０を充填した吸湿呼吸器８をコンサベータ５に呼吸管９を介して接続する。
【００３９】
つまり、切換開閉器の容器２ｂ内のパームヤシ脂肪酸エステル油７の温度が上昇又は下降すると、パームヤシ脂肪酸エステル油７はその温度変化にしたがって体積を変化する。このパームヤシ脂肪酸エステル油７の体積変化によって、コンサベータ５内の空気は呼吸管９と吸湿呼吸器８を介して外部へ吐出又は吸引される。
【００４０】
このコンサベータ５の呼吸運動によって、コンサベータ５及び呼吸管９に外部から吸引される空気は吸湿呼吸器８内の中空糸膜８ｃで水分を除去される。このため、コンサベータ５内のパームヤシ脂肪酸エステル油７が、空気中の水分を吸収して絶縁性能を低下させることが防止できる。
【００４１】
さらに、本発明の実施例２で使用する吸湿呼吸器８について図３を用いて説明する。８ａは吸湿呼吸器８の筐体であり、１０は通過する空気中の水分を除去する中空糸膜である。１２は吸湿呼吸器の下部から吸引する空気中の水分を除去できる長さを確保するために中空糸膜１０を束ねた水分除去手段である。
【００４２】
１３は呼吸経路９と吸湿呼吸器８を接続する部分において吸湿呼吸器８の外部から流入する空気と呼吸経路９からの空気を別の経路に分岐する分岐部であり、１４は分岐部１３で呼吸経路９からの空気と水分除去手段１２を通過してきた空気をそれぞれの経路へ逆流させない逆流防止装置である。
【００４３】
１５は筐体８ａ内で呼吸経路９からの空気を水分除去手段１２と接触させるための排気経路である。
【００４４】
この吸湿呼吸器８は、筐体８ａ内で水分を含まない呼吸経路９からの空気を水分除去手段１２の中空糸膜１０に接触させることで、中空糸膜１０内部を通過する外部の空気と呼吸経路９の空気間の水蒸気圧差を利用できる。このため、中空糸膜１０による水分を除去する能力を高めることができる。
【００４５】
以上説明したように、本発明の保護装置によれば、電気機器の絶縁油に植物系油のパームヤシ脂肪酸エステル油を使用しても空気中の水分の吸収による絶縁性能の低下を確実に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
パームヤシ脂肪酸エステル油を絶縁油として使用する各種電気機器に利用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１    負荷時タップ切換装置
２    切換開閉器部
２ａ  切換開閉器本体
２ｂ  切換開閉器の容器
３    変圧器タンク
４    タップ選択器
５    コンサベータ
６    連結管
７    絶縁油（パームヤシ脂肪酸エステル油）
８    吸湿呼吸器
８ａ  筐体
８ｂ  吸湿剤  
９    呼吸管
１０  中空糸膜
１１  オイルミストトラップ
１２  水分除去手段
１３  分岐部
１４  逆流防止装置
１５  排気流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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