(57)【要約】【課題】  隔膜式のコンサベータを付属した密封型の負荷時タップ切換装置において、切換開閉器から発生するガスによって、絶縁油の絶縁性能や隔膜による密封性能に悪影響が及ぶことを防止する保守管理方法を提供する。【解決手段】  負荷時タップ切換装置１の製造時、酸素及び窒素のガス濃度合計が２０，０００［ｐｐｍ］以下に脱気処理した絶縁油を切換開閉器２内に充填することで、切換開閉器２の切換動作によって発生するガスを絶縁油７中に余裕をもって溶解させる。経年の使用に伴って絶縁油７中のガス濃度が増加するが、絶縁油７中でガスが気泡化する前のタイミングで再び脱気処理する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素及び窒素のガス濃度合計を２万［ｐｐｍ］以下に脱気処理した絶縁油を、切換開閉器の容器内に密封しておき、真空バルブ式切換開閉器のタップの切換えに伴って可燃性ガスや二酸化炭素が発生した場合において、該絶縁油に対して溶解度の低いガスが気泡化する前のタイミングで、前記絶縁油を再び脱気処理することを特徴とする負荷時タップ切換装置の管理保守方法。
【請求項２】
前記タイミングは、前記絶縁油中の水素濃度が２万［ｐｐｍ］、または、酸素濃度が３万［ｐｐｍ］、または、窒素濃度が６万［ｐｐｍ］の何れか１つに達する前の時点であることを特徴とする請求項１記載の負荷時タップ切換装置の管理保守方法。
【請求項３】
前記タイミングは、前記真空バルブ式の切換開閉器の動作回数が１０万回及びその倍数回に達した時点であることを特徴とする請求項１記載の負荷時タップ切換装置の管理保守方法。
【請求項４】
前記タイミングは、真空バルブ式の切換開閉器の運転開始後１０年及びその倍数年に達した時点であることを特徴とする請求項１記載の負荷時タップ切換装置の管理保守方法。
【請求項５】
前記絶縁油は植物系油であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の負荷時タップ切換装置の管理保守方法。
【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管理保守方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
油膨張室（コンサベータ）内の袋体（ゴム袋）によって、油膨張室に接続される負荷時タップ切換装置の容器内に充填した絶縁油が空気と接触することを防止する構造の変圧器は従来から知られている（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記載の変圧器のように、負荷時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することで、環境負荷の低減に貢献することが近年増加しつつある傾向である。
【０００５】
また、特許文献１記載の変圧器は、負荷時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しており、当該装置の接点開閉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、負荷時タップ切換装置は、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】
これは、絶縁油に植物油を使用した場合同様である。また、切換開閉器に真空バルブ式の接点を採用した場合は、接点開閉時のアークによる分解ガスは発生しないが、タップ切換動作による分解ガスは発生する。上記特許文献１の如く、絶縁油をゴム袋（或いはゴム膜）で密封した場合は、絶縁油内のガスが増加し気泡化することによって、絶縁油の絶縁性能に支障をきたしたり、コンサベータのゴム膜やゴム袋の密封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、密封型の負荷時タップ切換装置においても、切換開閉器のタップ切換動作によって発生するガスが絶縁油の絶縁性能やゴム袋（ゴム膜）の密封性能に支障をきたすことのない管理保守方法を提示する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明は、酸素及び窒素のガス濃度合計を２万［ｐｐｍ］以下に脱気処理した絶縁油を、切換開閉器の容器内に密封しておき、真空バルブ式切換開閉器のタップの切換えに伴って、水素、エタン等の可燃性ガスや二酸化炭素が発生した場合において、該絶縁油に対して溶解度の低い水素、酸素、窒素等のガスが気泡化する前のタイミングで、前記絶縁油を再び脱気処理することで、絶縁油の絶縁性能やゴム袋（ゴム膜）の密封性能に支障をきたすことを防止することに特徴を有する。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のタイミングを、絶縁油中の水素濃度が２万［ｐｐｍ］、または、酸素濃度が３万［ｐｐｍ］、または、窒素濃度が６万［ｐｐｍ］の何れか１つに達する前の時点としたことに特徴を有する。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載のタイミングを、負荷時タップ切換開閉器の動作回数が１０万回およびその倍数回に達した時点としたことに特徴を有する。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１記載のタイミングを、負荷時タップ切換開閉器の運転開始後１０年及びその倍数年に達した時点としたことに特徴を有する。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４記載の絶縁油を植物系油としたことに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、絶縁油の脱気処理を、絶縁油中の酸素及び窒素のガス濃度合計が２万［ｐｐｍ］以下に脱気処理して切換開閉器の容器内に密封しておくことで、負荷時タップ切換開閉器のタップ切換えに伴って発生する可燃性ガスや二酸化炭素を、余裕をもって溶解できる。
【００１５】
また、絶縁油中のガス濃度が上昇した場合でも、溶解度の低いガスが気泡化する前のタイミングで、絶縁油を再び脱気処理するので、絶縁油の絶縁性能やゴム袋やゴム膜の密封性能に支障をきたすことを防止することができる。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、絶縁油に対して溶解度の低いガスが気泡化する前のタイミングを明確化することができ、保守管理の精度を高めることができる。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、絶縁油に対して溶解度の低いガスが気泡化する前のタイミングを、保守管理の担当者が把握しやすい切換開閉器の動作回数として明確化することができる。
【００１８】
請求項４記載の発明によれば、絶縁油に対して溶解度の低いガスが気泡化する前のタイミングを、保守管理の担当者が把握しやすい切換開閉器の運転年数として明確化することができる。
【００１９】
請求項５記載の発明によれば、絶縁油に植物系油を使用することで、環境負荷の低減に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る負荷時タップ切換装置の正面図である。
【図２】運転年数の経過による可燃性ガス増加を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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部であり、４はタップ選択器である。
【００２２】
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。
【００２３】
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内に充填される絶縁油である。絶縁油７としては、パームヤシ脂肪酸エステル油等、鉱油と同等かより粘度の低い植物系油を使用してもよい。
【００２４】
５ａは絶縁油７がコンサベータ５内の空気と接触することを防止する隔膜（ゴム膜）であり、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（ブリーザー）である。
【００２５】
絶縁油に植物系油を使用する場合、植物系油としてはパームヤシ脂肪酸エステルが好適ではあるが、これに限定するということではなく、鉱油系絶縁油と動粘度が同等または低い植物油系絶縁油を使用することもできる。また、このような条件を満たせば、鉱油と植物系油を混合しても使用することも可能である。
【００２６】
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。
【００２７】
上記構成の負荷時タップ切換装置１は、切換開閉器部２の絶縁油として植物系油を使用した場合は、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。また、植物系油として、菜種油等と比較して粘度の低いパームヤシ脂肪酸エステル油を使用すれば、切換開閉器部２の性能を損なうことはない。
【００２８】
絶縁油はコンサベータ５内の隔膜５ａによって空気と隔絶され、酸化防止剤を添加しなくても酸化劣化することはなく、仮に漏油した場合にも生分解されやすい植物系油であれば、環境負荷が小さい利点を有する。
【００２９】
切換開閉器本体２ａの切換動作に伴って、容器２ｂ内の絶縁油の温度が上昇／下降すると、絶縁油はその温度変化にしたがって体積を変化させるが、この絶縁油の体積変化は、コンサベータ５内の隔膜５ｂによって適宜吸収される。この隔膜の吸収動作によって、コンサベータ５内の空気は呼吸管９と吸湿呼吸器８を介して外部へ放出／吸引される。
【００３０】
切換開閉器部２は、負荷時タップ切換用の接点に真空バルブ式を採用しており、接点部分が絶縁油と接触しない構造となっているので、接点切換時のアークによって発生するスラッジが絶縁油の油汚れを生じさせることはない。
【００３１】
ただし、真空バルブ式の負荷時タップ切換器であっても、そのタップ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。真空バルブ式のタップ切換動作１回当たりのガス発生量は仕様や運転条件により異なるが、例えば０．０１〜０．１［ｐｐｍ］である。
【００３２】
図２に可燃性ガスの増加（最も多く発生する場合と最も少なく発生する場合）をグラフ化して示す。
【００３３】
従来技術で説明した開放型であれば、コンサベータ内の絶縁油面からブリーザ（吸湿呼吸器）を介して外部へガスを放出できるが、密封型の負荷時タップ切換装置ではコンサベータ５内の隔膜５ａによってガスを外部へ放出することはできない。
【００３４】
発生したガスは絶縁油中に溶解し、絶縁油中のガス濃度が増加すると、溶解度の低い水素や酸素、窒素が絶縁油中で気泡化する。ガスが気泡化することによって絶縁油の絶縁性能に支障をきたしたり、隔膜５ａの密封性能に支障をきたす可能性がある。
【００３５】
そこで、本発明は、負荷時タップ切換装置１に充填する絶縁油を予め脱気しておく。脱気のレベルとしては、絶縁油中のガス濃度を酸素と窒素の濃度合計で２０，０００［ｐｐｍ］以下、より好ましくは１０，０００［ｐｐｍ］以下とする。
【００３６】
つまり、切換開閉器本体２ａの動作に伴って絶縁油中のガスが増加することを想定して、負荷時タップ切換装置１の製造時において、予め絶縁油に対して溶解度の低い水素や酸素、窒素が気泡化するに至らないよう余裕を持たせておく。
【００３７】
また、装置１の経年の使用によって絶縁油７中にガスが貯留してきた場合は再度、脱気処理を行う。脱気処理をするタイミングとしては、絶縁油中の水素濃度が２万［ｐｐｍ］、または、酸素濃度が３万［ｐｐｍ］、または、窒素濃度が６万［ｐｐｍ］の何れか１つに達する前の時点とする。
【００３８】
本発明が想定するパームヤシ脂肪酸エステル油の二酸化炭素の飽和溶解度は１００万［ｐｐｍ］であるが、絶縁油には個々のガスが個々の飽和溶解度まで溶解できるわけではなく、溶解できる量には限界がある。このため、個々のガスの飽和溶解度に余裕をもたせるべく、上記判定基準となるガス濃度を設定した。
【００３９】
上記判定基準に従って脱気処理を行った後は、再度、上記判定基準に達した時点で脱気処理を行い、以後、同様の保守管理を繰り返し実行する。
【００４０】
また、上記タイミングは、切換開閉器本体２ａの切換動作回数が規定回数に到達した時点、例えば１０万回に達した時点でもよい。１０万回に達した時点で脱気処理し、その後も同様の保守管理を繰り返し実行する。
【００４１】
前記規定回数としての１０万回は至適なタイミングであるが、機器の特性や負荷などにより、これより短い回数や長い回数を設定してもよい。
【００４２】
なお、真空バルブ式のタップ切換動作１回当たりのガス発生量は仕様や運転条件により異なるが、例えば０．０１〜０．１［ｐｐｍ］であるとすると、切換動作が２０万回に達した時点においてもガスの発生量は２，０００〜２０，０００［ｐｐｍ］となる。因みに、絶縁油に植物系油を使用した場合、本発明が想定するパームヤシ脂肪酸エステル油の代表的分解ガスの二酸化炭素の飽和溶解度は１００万［ｐｐｍ］である。
【００４３】
さらに別のタイミングとしては、切換開閉器の運転開始後１０年としてもよい。密封性能を持つ隔膜５ａを採用しても、隔膜５ａを介して大気中の酸素や窒素が徐々に絶縁油中に溶解し濃度が増加する。設置環境や負荷にもよるが絶縁油中の酸素や窒素が気泡化する濃度に達するのは概ね２０年から３０年後である。酸素や窒素の濃度が高まる前の１０年の時点で脱気処理することで、確実に負荷時タップ切換装置に支障をきたさないようにすることができる。
【００４４】
したがって、運転開始後１０年で一旦脱気処理を行い、その後、さらに１０年経過した時点で再度脱気処理を行うのである。その後も同様に１０年の倍数年に達した時点で脱気処理をする。
【００４５】
前記規程年数としての１０年およびその倍数年は至適なタイミングであるが、機器の特性や負荷などにより、これにより短い期間や長い期間を設定してもよい。
【００４６】
上記タイミングで保守管理（脱気処理）することにより、絶縁油（植物系油）を隔膜で密封した場合でも、絶縁油中の水素や酸素、窒素が気泡化して、種々の弊害を生じることを防止できる。
【００４７】
なお、上記実施例では、コンサベータ５に隔膜５ａを備えた場合について説明したが、ゴム袋を備えた場合についても適用可能であることは当然である。また、本発明の技術は、負荷時タップ切換装置に限定されず、絶縁油を密封した電気機器全般に利用可能であることは勿論である。
【００４８】
以上説明したように、本発明の保守管理方法によれば、密封型に構成した負荷時タップ切換装置において、切換開閉器のタップ切換動作によって発生し絶縁油（植物系油）中に溶解したガスが気泡化することを防止できるので、絶縁油（植物系油）の絶縁性能に悪影響を与えたり、隔膜の密封性能に支障をきたすことを確実に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
絶縁油を密封した各種電気機器に利用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１，１０  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
５ａ  隔膜（ゴム膜）
６  連結管
７  絶縁油（植物系油）
８  吸湿呼吸器
９  呼吸管
【図１】
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【図２】
2019068009.tif 000004