(57)【要約】【課題】  油面の変化に基づくことなく、微小な油漏れを検出することが可能な変圧器の微小漏油検出装置を提供する。【解決手段】  空気通路１４を介してコンサベータ１０内に出入りする空気の流量を検知する空気流量センサ２１と、空気通路１４を流れる空気の温度を検知する空気温度センサ２２と、絶縁油Ｆの温度を検出する絶縁油温度センサ２４と、空気流量センサ２１からの信号と空気温度センサ２２からの信号とに基づき温度変化による絶縁油Ｆの体積の増減を算出する油量増減換算手段２５と、絶縁油温度センサ２４からの信号と油量増減換算手段２５による絶縁油Ｆの体積の増減の算出値に基づき絶縁油Ｆの油温と油量増減との相関性データＧを蓄積し、相関性データＧの管理値に基づき絶縁油Ｆの外部への漏れの異常の有無を判定する絶縁油漏れ判定手段２６を備える。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変圧器の上部に取付けられたコンサベータ内に大気を導くための空気通路に設けられ、前記変圧器内の絶縁油の温度変化に伴う前記絶縁油の体積変化に応じて前記空気通路を介して前記コンサベータ内に出入りする空気の流量を検知する空気流量センサと、
前記空気通路を流れる前記空気の温度を検知する空気温度センサと、
前記絶縁油の温度を検出する絶縁油温度センサと、
前記空気流量センサからの信号と前記空気温度センサからの信号とに基づき、温度変化による前記絶縁油の体積の増減を算出する油量増減換算手段と、
前記絶縁油温度センサからの信号と前記油量増減換算手段による前記絶縁油の体積の増減の算出値に基づき前記絶縁油の油温と油量増減との相関性データを蓄積し、前記相関性データの管理値に基づき前記絶縁油の外部への漏れの異常の有無を判定する絶縁油漏れ判定手段と、
を備えたことを特徴とする変圧器の微小漏油検出装置。
【請求項２】
前記絶縁油漏れ判定手段には、前記絶縁油の漏れの異常警報を遠隔地にある集中制御所に出力する警報出力手段が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の変圧器の微小漏油検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コンサベータを有する変圧器からの微小な油漏れを検出することが可能な変圧器の微小漏油検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発変電所に設置されている大型変圧器には絶縁油が封入されており、絶縁油の外部への漏れが有無の確認が定期的に行われている。絶縁油の漏れの有無は、例えば変圧器と連通しているコンサベータの油面計と絶縁油の温度とを巡回時に確認し、トレンド管理による変化により判断している。大型変圧器からの絶縁油の漏れは、たとえ少量であっても用水路など流出すれば影響が大きいので、油漏れを早急に発見することが求められている。
【０００３】
従来から油漏れに関する先行技術として、油入電器の異常監視装置や油圧エレベータの油漏検出装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）特許文献１の油入電器の異常監視装置は、コンサベータの油面検出器からの油面信号と変圧器の絶縁油の油温検出器からの油温信号を一定周期毎にサンプリングし、油温度変化に対する油面変化率あるいは油量変化率を演算するようにしている。特許文献２の油圧エレベータの油漏検出装置は、作動油の入ったタンク内にフロートを浮かせておき、フロートと連動する差動トランスからの信号によって油漏れを検出するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１８２８３８号公報
【特許文献２】特開２００７−３０２３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、変圧器内の絶縁油は温度変化が著しく、膨張および収縮による油漏れ以外でも油面が大きく変化する。変圧器は、温度変化による絶縁油の膨張および収縮を吸収するために、上部に変圧器内部と連通するコンサベータを備えており、コンサベータの形状はさまざまであることから、以下のような問題が存在する。
【０００６】
図６は、コンサベータ１０の形状と絶縁油Ｆの油面の関係を示しており、円筒状のコンサベータ１０では、油面で管理する際に、例えば最大油面の場合と中間油面の場合とでは、油量の増減に対する油面変化が大幅に異なることになる。つまり、図６の横向き円筒形のコンサベータ１０において、図６（ａ）に示すように、仮に油量が５０％から４９％に変化した際の油面Ｆ１の変化と，図６（ｂ）に示すように、油量が９５％から９４％に変化した際の油面Ｆ２の変化とでは、図６（ｂ）のほうが油面の変化が大きくなり、油面の変化に基づく油漏れの検知には問題がある。上述の特許文献１、２に関する技術は、図６と同様に油面に基づく検知であるため、高精度の検知が難しく、微小な油漏れの検知には限界がある。
【０００７】
そこで本発明は、油面の変化に基づくことなく、微小な油漏れを検出することが可能な変圧器の微小漏油検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、変圧器の上部に取付けられたコンサベータ内に大気を導くための空気通路に設けられ、前記変圧器内の絶縁油の温度変化に伴う前記絶縁油の体積変化に応じて前記空気通路を介して前記コンサベータ内に出入りする空気の流量を検知する空気流量センサと、前記空気通路を流れる前記空気の温度を検知する空気温度センサと、前記絶縁油の温度を検出する絶縁油温度センサと、前記空気流量センサからの信号と前記空気温度センサからの信号とに基づき、温度変化による前記絶縁油の体積の増減を算出する油量増減換算手段と、前記絶縁油温度センサからの信号と前記油量増減換算手段による前記絶縁油の体積の増減の算出値に基づき前記絶縁油の油温と油量増減との相関性データを蓄積し、前記相関性データの管理値に基づき前記絶縁油の外部への漏れの異常の有無を判定する絶縁油漏れ判定手段と、を備えたことを特徴とする変圧器の微小漏油検出装置である。
【０００９】
この発明によれば、空気流量センサからの信号と空気温度センサからの信号とに基づき、温度変化による絶縁油の体積の増減が油量増減換算手段によって算出される。そして、絶縁油温度センサからの信号と油量増減換算手段による絶縁油の体積の増減の算出値に基づき絶縁油の油温と油量増減との相関性データが蓄積され、相関性データの管理値に基づき絶縁油漏れ判定手段によって絶縁油の外部への漏れの異常の有無が判定される。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の変圧器の微小漏油検出装置において、前記絶縁油漏れ判定手段には、前記絶縁油の漏れの異常警報を遠隔地にある集中制御所に出力する警報出力手段が接続されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、温度変化に対する変圧器の絶縁油の体積の変化を、空気流量センサおよび空気温度センサを用いてコンサベータに出入りする空気の体積に置換するので、コンサベータの形状に関わらず、温度変化に対する絶縁油の体積の増減を精度よく算出することができ、変圧器からの微小な油漏れを早急に発見することが可能となる。したがって、変圧器から漏れた絶縁油が用水路などに流出するのを未然に防止することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、絶縁油漏れ判定手段には、絶縁油の漏れの異常警報を遠隔地にある集中制御所に出力する警報出力手段が接続されているので、変圧器が遠隔地に設置されている場合であっても、変圧器からの絶縁油の漏れに対し早期に対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係わる変圧器の微小漏油検出装置の概要を示すブロック図である。
【図２】図１の変圧器の微小漏油検出装置に関するコンサベータの拡大断面図である。
【図３】図２のコンサベータを横方向から見た場合の断面図である。
【図４】図１の変圧器の微小漏油検出装置の全体構成図である。
【図５】図５の変圧器の微小漏油検出装置における検出処理手順の流れを示すフローチャートである。
【図６】変圧器のコンサベータにおける油面の変化の差異を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
つぎに、この発明の実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。
【００１５】
図１ないし図５は、本発明の実施の形態を示しており、とくに電力供給事業者の施設に配置された大型の変圧器１に適用した場合を示している。図２に示すように、変圧器１の上部にはコンサベータ１０が設けられている。コンサベータ１０は、タンク本体１１と、連結管１２と、排油弁１３と、空気通路としてのブリーザ管１４と、ゴム膜１５と、油面計１６と、空気抜弁１７と、真空弁１８、遮断防止弁１９とを有している。
【００１６】
連結管１２は、変圧器１とコンサベータ１０とを連通する機能を有しており、変圧器１内の絶縁油Ｆが温度変化によって膨張または収縮した際に、コンサベータ１０内の絶縁油Ｆの油量が増減するようになっている。コンサベータ１０内の上部とゴム膜１５との間は負圧になっており、ゴム膜１５は負圧によって膨らんでいる。ゴム膜１５内は、ブリーザ管１４を介して大気と連通しており、ゴム膜１５内には大気側からの空気Ａ１が流入している。油面計１６は、コンサベータ１０内に設けられたフロート１６ａと連動しており、外部からダイヤル式の油面計１６によって絶縁油Ｆの油面の位置が把握できるようになっている。
【００１７】
変圧器１の近傍には、変圧器の微小漏油検出装置２０が設けられている。変圧器の微小漏油検出装置２０は、図１に示すように、空気流量センサ２１と、空気温度センサ２２と、絶縁油温度センサ２４と、油量増減換算手段２５と、絶縁油漏れ判定手段２６と、警報出力手段２７を備えている。
【００１８】
図４に示すように、空気通路としてのブリーザ管１４の途中には、空気流量センサ２１と空気温度センサ２２が設けられている。ブリーザ管１４の終端には、ブリーザ２３が取付けられている。ブリーザ２３は、呼吸器の役割を果たすもので、コンサベータ１０内への大気の導入や、コンサベータ１０内の空気Ａ１を大気側に放出する機能を有している。ブリーザ２３は、通過する空気Ａ２に含まれる水分を除去する除湿機能も有している。この実施の形態においては、  空気温度センサ２２とブリーザ２３との間に、空気流量センサ２１が配置されている。
【００１９】
空気流量センサ２１は、変圧器１内の絶縁油Ｆの温度変化に伴う絶縁油Ｆの体積変化に応じて空気通路としてのブリーザ管１４を介してコンサベータ１０内に出入りする空気Ａ２の流量を検知する機能を有している。空気温度センサ２２は、空気通路としてのブリーザ管１４を流れる空気Ａ２の温度を検知する機能を有している。空気流量センサ２１からの信号と空気温度センサ２２からの信号は、油量増減換算手段２５に入力されている。油量増減換算手段２５は、通過空気量（密度）検出回路２５ａと油量増減換算回路２５ｂとから構成されている。油量増減換算手段２５は、空気流量センサ２１からの信号と空気温度センサ２２からの信号とに基づき、温度変化による絶縁油Ｆの体積の増減を算出する機能を有している。
【００２０】
変圧器１側には、変圧器１内の絶縁油Ｆの温度を検出する絶縁油温度センサ２４が設けられている。油量増減換算手段２５からの出力信号と絶縁油温度センサ２４からの出力信号は、絶縁油漏れ判定手段２６に入力されている。絶縁油漏れ判定手段２６は、油温検出回路２６ａと、油温―油量増減相関性データ蓄積回路２６ｂと、新品時・改修後ばらつき許容値決定回路２６ｃと、油量減少傾向検出回路２６ｄと、油量減少連続性評価回路２６ｅと、管理値逸脱検出回路２６ｆと、を有している。絶縁油漏れ判定手段２６は、絶縁油温度センサ２４からの信号と油量増減換算手段２５による絶縁油Ｆの体積の増減の算出値に基づき絶縁油Ｆの油温と油量増減との相関性データＧを蓄積し、相関性データＧの管理値に基づき絶縁油Ｆの外部への漏れの異常の有無を判定する機能を有している。絶縁油漏れ判定手段２６の管理値逸脱検出回路２６ｆには、絶縁油Ｆの漏れの異常警報を遠隔地にある集中制御所に出力する警報出力手段２７が接続されている。
【００２１】
相関性データＧには、油漏れの検出精度を高める観点から、変圧器１の設置や改修の完了時期から例えば数か月程度の期間について、絶縁油Ｆの油温と油量との関係を定期的に測定した値がデータベースとして蓄積されている。図４に示すように、相関性データＧでは、平均ラインと警報判定ラインが設定されており、警報判定ラインが油漏れの管理値として使用される。
【００２２】
つぎに、変圧器の微小漏油検出装置２０における検出処理手順および作用について説明する。
【００２３】
図５は、微小漏油検出装置２０における検出処理手順の流れを示している。図５に示すように、ステップ４１では、空気通路としてのブリーザ管１４を介してコンサベータ１０内に出入りする空気Ａ２の流量が空気流量センサ２１によって検知される。つぎに、ステップ４２に進み、空気通路としてのブリーザ管１４を介してコンサベータ１０内に出入りする空気Ａ２の温度が空気温度センサ２２によって検知される。つぎに、ステップ４３に進み、空気流量センサ２１からの信号と空気温度センサ２２からの信号とに基づき、温度変化による絶縁油Ｆの体積の増減が油量増減換算手段２５により算出される。ステップ４４では、絶縁油温度センサ２４によって変圧器１内の絶縁油Ｆの温度が検知される。ステップ４５においては、絶縁油温度センサ２４からの信号と油量増減換算手段２５による絶縁油Ｆの体積の増減の算出値に基づき、絶縁油Ｆの油温と油量との関係を定期的に測定した値がデータベースとして蓄積される。
【００２４】
ステップ４６においては、油量減少傾向検出回路２６ｄによって油量が減少傾向にあるか否かが判定される。ここで、油量が減少傾向にない場合は、ステップ４１に戻り、上述の処理が繰り返される。ステップ４６において、油量が減少傾向にあると判定された場合は、ステップ４７に進む。ステップ４７では、油量減少連続性評価回路２６ｅによって油量減少に連続性があるか否かについて判定される。ステップ４７で油量が減少傾向に連続性がないと判定された場合は、ステップ４１に戻り、上述の処理が繰り返される。ステップ４７において、油量減少傾向に連続性があると判定された場合は、ステップ４８に進む。ステップ４８において、管理値逸脱検出回路２６ｆによって油量減少について油漏れ管理値を逸脱しているか否かが判定される。ステップ４８で油量減少について油漏れ管理値を逸脱していないと判断された場合は、ステップ４１に戻り、上述の処理が繰り返される。ステップ４８において、油量減少について油漏れ管理値を逸脱していると判定された場合は、ステップ４９に進み、警報出力手段２７によって絶縁油Ｆの漏れの異常警報が出力され、この異常警報は遠隔地にある集中制御所などに送信される。
【００２５】
このように、本発明では、温度変化に対する変圧器１の絶縁油Ｆの体積の変化を、空気流量センサ２１および空気温度センサ２２を用いてコンサベータ１０に出入りする空気の体積に置換するので、コンサベータ１０の形状に関わらず、温度変化に対する絶縁油Ｆの体積の増減を精度よく算出することができ、変圧器１からの微小な油漏れを早急に発見することが可能となる。したがって、変圧器１から漏れた絶縁油Ｆが用水路などに流出するのを未然に防止することができる。すなわち、図６に示すように、横置き円筒型図６の横向き円筒形のコンサベータ１０においては、上述したように、絶縁油Ｆが温度によって同じ体積だけ増減する場合であっても、図６（ａ）の油面Ｆ１の変化と，図６（ｂ）油面Ｆ２の変化とでは、図６（ｂ）のほうが油面の変化が大きくなり、油面の変化に基づく油漏れの検知には問題があるが、本発明のように、温度変化に対する変圧器１の絶縁油Ｆの体積の変化をコンサベータ１０に出入りする空気の体積に置換することで、コンサベータ１０の形状に関わらず、精度よく変圧器１の絶縁油Ｆの体積の変化を把握することができ、変圧器１からの微小な油漏れを早急に発見することが可能となる。
【００２６】
そして、絶縁油漏れ判定手段２６には、絶縁油Ｆの漏れの異常警報を遠隔地にある集中制御所に出力する警報出力手段２７が接続されているので、変圧器１が遠隔地に設置されている場合であっても、絶縁油Ｆの漏れに対し早期に対応することが可能となる。
【００２７】
以上、この発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、この実施の形態においては、絶縁油Ｆの温度を変圧器１側に設けられた絶縁油温度センサ２４のみで検知しているが、コンサベータ１０や連結管１２など複数個所で測定し、その平均値を絶縁油Ｆの温度として用いる構成としてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１                変圧器
１０              コンサベータ
１２              連結管
１４              ブリーザ管（空気通路）
２１              空気流量センサ
２２              空気温度センサ
２４              絶縁油温度センサ
２５              油量増減換算手段
２５ａ            通過空気量検出回路
２５ｂ            油量増減換算回路
２６              絶縁油漏れ判定手段
２６ａ            油温検出回路
２６ｂ            油温―油量増減相関性データ蓄積回路
２６ｃ            新品時・改修後ばらつき許容値決定回路
２６ｄ            油量減少傾向検出回路
２６ｅ            油量減少連続性評価回路
２６ｆ            管理値逸脱検出回路
２７              警報出力手段
Ｆ                絶縁油
【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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【図６】
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