(57)【要約】      （修正有）【課題】油入電気機器から絶縁油を採取することなく、絶縁油中の溶存ガスを分析することにより、油入電気機器の内部異常の有無を診断する、油入電気機器の診断方法、油入電気機器の診断装置及びそれを備えた油入電気機器を提供する。【解決手段】弾性袋体１５を有するコンサベータ９を備えた密閉式の油入電気機器の診断方法であって、弾性袋体内のガスを分析することにより、油入電気機器の内部異常の有無を診断する。【選択図】図１
2015165553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性袋体を有するコンサベータを備える密閉式の油入電気機器の診断方法であって、
前記弾性袋体内のガスを分析することにより、前記油入電気機器の内部異常の有無を診断することを特徴とする油入電気機器の診断方法。
【請求項２】
前記弾性袋体内のガスを分析する際に、前記弾性袋体内のガスを採取して分析する、請求項１に記載の油入電気機器の診断方法。
【請求項３】
弾性袋体を有するコンサベータを備えた密閉式の油入電気機器の診断装置であって、
前記弾性袋体内のガスを採取するための採取機構を備える、油入電気機器の診断装置。
【請求項４】
弾性袋体を有するコンサベータを備えた密閉式の油入電気機器の診断装置であって、
前記弾性袋体内のガスを分析するための分析装置を備える、油入電気機器の診断装置。
【請求項５】
前記分析装置によって得られた分析結果に基づいて、前記油入電気機器の内部異常の有無を判定するための判定機能を備える、請求項４に記載の油入電気機器の診断装置。
【請求項６】
油入電気機器本体と、弾性袋体を有するコンサベータと、請求項３〜５のいずれか１項に記載の診断装置とを備え、
前記油入電気機器本体は、絶縁油が貯留される第１の絶縁油貯留部を有し、
前記コンサベータは、前記弾性袋体の周囲に絶縁油が貯留される第２の絶縁油貯留部を有し、
前記第１の絶縁油貯留部と前記第２の絶縁油貯留部とが連通している、油入電気機器。
【請求項７】
さらに、前記第１の絶縁油貯留部内と前記第２の絶縁油貯留部内とにおいて絶縁油を循環させるための循環装置を備える、請求項６に記載の油入電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油入電気機器の診断方法、油入電気機器の診断装置、および、それを備えた油入電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
変圧器等の油入電気機器の状態（異常の度合い）を監視する手法の１つとして、油中ガス分析を行う方法が知られている。
【０００３】
油入電気機器の内部で過熱や放電が発生すると、異常部の温度によって特有の分解ガスが発生し、その大部分は絶縁油中に溶解する。特に密封式変圧器の場合（例えば、特許文献１：特開２００８−２２７２６８号公報参照）、分解ガスが大気に逸散せず絶縁油中に溶解した状態であり、この溶解ガスを分析することによって内部異常の有無やその状況を推定することができる。
【０００４】
具体的には、例えば、油入電気機器から絶縁油を採取し、試料油から抽出した溶解ガス（例えば、油入電気機器の内部異常発生時に発生するＣ２Ｈ２、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ４、Ｈ２、Ｃ３Ｈ８，Ｃ２Ｈ６などの可燃性ガス）をガスクロマトグラフ等を用いて分析し、これらのガス濃度やガス様相から油入電気機器の異常を判定する手法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２２７２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の判定には、油入電気機器の絶縁油を採取する必要があるが、油中に溶存するガスの分析（油中ガス分析）のためには、専用容器を使用し、不要な空気等が混入しないように採油する必要がある。また、採取した絶縁油中の溶存ガスを抽出する操作も必要である。また、採油時に絶縁油をこぼすと環境的に問題となるといった理由から、採油には熟練した技能が必要である。さらに、分析回数が多くなり、油入電気機器内の絶縁油が減少量が多くなると、運転上問題となるため、現状の油入電気機器内の絶縁油量を把握して運転上支障のない採油量であることを確認する必要があり、採油量が運転上支障のある量に達する場合には、絶縁油の補充が必要となる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、油入電気機器から絶縁油を採取することなく、絶縁油中の溶存ガスを分析することにより、油入電気機器の内部異常の有無を診断することのできる、油入電気機器の診断方法、油入電気機器の診断装置、および、それを備えた油入電気機器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】
本発明者らは、内部異常発生時に発生する絶縁油中の可燃性ガスが弾性袋体を透過しやすい性質を利用して、油入電気機器から絶縁油を採取せずに、コンサベータの弾性袋体内のガスを分析することで、容易に絶縁油中の溶存ガスを分析できることを見出し、本発明に到達した。
【０００９】
すなわち、本発明は、弾性袋体を有するコンサベータを備えた密閉式の油入電気機器の診断方法であって、前記弾性袋体内のガスを分析することにより、前記油入電気機器の内部異常の有無を診断することを特徴とする診断方法である。
【００１０】
また、本発明は、弾性袋体を有するコンサベータを備えた密閉式の油入電気機器の診断装置であって、前記弾性袋体内のガスを採取するための採取機構を備える、診断装置に関する。さらに、本発明は、弾性袋体を有するコンサベータを備えた密閉式の油入電気機器の診断装置であって、前記弾性袋体内のガスを分析するための分析装置を備える、診断装置にも関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、油入電気機器から絶縁油を採油することなく、絶縁油中の溶存ガスを分析することができるため、容易に油入電気機器の異常の有無を診断することができる。また、採油による絶縁油量の減少を伴わないため、経済的に油入電気機器の診断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１の油入電気機器の診断装置を説明するための模式図である。
【図２】実施形態２の油入電気機器の診断装置を説明するための模式図である。
【図３】実施形態３の油入電気機器の診断装置を説明するための模式図である。
【図４】実施形態４の油入電気機器を説明するための断面模式図である。
【図５】本発明の診断対象となる油入電気機器の構成の一例を説明するための断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。
【００１４】
（実施形態１）
図５を参照して、本実施形態の診断方法および診断装置は、密閉式の油入電気機器に適用される。診断対象となる油入電気機器には、酸化や吸湿による絶縁油の劣化を防止する目的でコンサベータ（油劣化防止装置）９が設けられている。
【００１５】
コンサベータ９は、絶縁油と空気（外気）が直接接触しないように絶縁油を密閉室内に封入しつつ、弾性袋体１５によって絶縁油１６の体積変化を緩衝する機構を備えている。すなわち、弾性袋体１５の内部は、吸湿呼吸器１８および吸湿呼吸器接続管１４を介して、外気に連通しており、絶縁油１６の体積変化に応じて外気を吸入または排出することで、絶縁油と空気とを接触させずに絶縁油１６の体積変化を緩衝することができる。
【００１６】
弾性袋体１５の材質としては、ゴムなどが挙げられ、好ましくは耐油性のゴムである。耐油性のゴムとしては、例えば、ニトリルゴム（ブタジエンとアクリロニトリルゴムとの共重合体）、シリコーンゴムが挙げられるが、コンサベータに用いる弾性袋体の材質としては、ニトリルゴムが多く使用される。このように、弾性袋体１５の材質の主たる構成元素はＣ（炭素）およびＨ（水素）である。
【００１７】
そして、油入電気機器の異常時に発生する可燃性ガス（Ｃ２Ｈ２、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ４、Ｈ２、Ｃ３Ｈ８，Ｃ２Ｈ６など）も、ＣおよびＨから構成される成分である。このため、これらのガスはニトリルゴムを透過する性質（透過性）が大きい。したがって、油入電気機器本体５の内部で発生し絶縁油１６中に溶存している可燃性ガスは、コンサベータ９の弾性袋体１５を透過して、弾性袋体１５内の空気中に拡散されやすい。
【００１８】
油入電気機器本体５は、接続管１０を介してコンサベータ９に接続されており、油入電気機器本体５内の絶縁油１６は接続管１０を介してコンサベータ９へと流動する。なお、コンサベータ９は、接続管６を介して空気抜栓２および放圧板３を有する放圧管４の上部側に接続されている。また、コンサベータ９は、上部に、空気抜きフランジ７、真空脱気弁１１、真空均圧弁１２および真空均圧管１３を有し、底部に排油弁１７を有しており、油面計８も有している。
【００１９】
図１は、実施形態１の診断装置（コンサベータの弾性袋体から可燃性ガスを採取する構造）を説明するための模式図である。本実施形態の診断装置では、ガス採取用の細管２０を弾性袋体１５内に挿入して、ガスを採取する。
【００２０】
図１を参照して、コンサベータ９の弾性袋体１５には、弾性袋体１５と吸湿呼吸器１８とをつなぐ接続管１４の取付部に孔を有しており、この孔に細管２０を挿入できる構造となっている。細管２０の上部に設けられたコック１９を開通させることで、弾性袋体１５内のガスを吸引し、採取することができる。このように、本実施形態の診断装置は、弾性袋体１５内のガスを採取するための採取機構を備えている。
【００２１】
分析対象となるガスは、好ましくは可燃性ガスである。可燃性ガスとしては、例えば、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８等の飽和型炭化水素や、Ｃ２Ｈ２、Ｃ２Ｈ４、Ｃ３Ｈ６等の不飽和型炭化水素、Ｈ２（水素）が挙げられる。これらのガス成分は、変圧器等の油入電気機器の状態（異常の度合い）を監視するための指標となる。これらのガスのうち１種を分析してもよく、複数種のガスを同時または別々に分析してもよい。
【００２２】
なお、弾性袋体１５の下方に滞留した空気より重いガス（Ｃ３Ｈ８、Ｃ２Ｈ６など）を採取するためには、細管２０の下端（先端）を弾性袋体１５内の下端付近に配置することが望ましい。また、細管２０の下端を上下に可動できる機構を設ければ、空気より軽いガスの採取と、弾性袋体１５の下方に滞留した空気より重いガス（Ｃ３Ｈ８、Ｃ２Ｈ６など）の採取とを１つの機構により行うことも可能である。
【００２３】
（実施形態２）
図２は、実施形態２の診断装置を説明するための模式図である。本実施形態の診断装置では、細管２０の片方（上端）に接続管２１を介してガス分析装置２２が接続されている点で実施形態１とは異なるが、それ以外の点は実施形態１と同様である。
【００２４】
本実施形態では、このような分析装置（ガス分析装置２２）を有しているため、採取現場でのガス分析および異常判定が可能となる利点を有している。
【００２５】
また、かかる分析装置によって得られた分析結果に基づいて、油入電気機器の内部異常の有無を判定するための判定機能をさらに備えている場合、採取現場でのガス分析および異常判定を容易かつ正確に行うことが可能となる。
【００２６】
（実施形態３）
図３は、実施形態３の診断装置を説明するための模式図である。本実施形態は、弾性袋体１５内に、ガス採取用の吸着材２４ａを収容した袋２４ｂ付きの細棒２３を挿入し、弾性袋体１５内のガスを該吸着材２４ａに吸着させて採取する点で、実施形態１と異なるが、それ以外の点は実施形態１と同様である。
【００２７】
図３を参照して、コンサベータ９の弾性袋体１５内に、吸着材付き細棒２３（吸着材２４ａを布または金網製の袋２４ｂに収納した細棒）を挿入し、吸着材２４ａに所望のガスを吸着させる。吸着材を取り出せる構造にしておき、吸着したガスを分析する。
【００２８】
上述の実施形態１〜３のような構成を有する診断装置、および、該診断装置を備えた油入電気機器によれば、油入電気機器から絶縁油を採取することなく、弾性袋体内のガスを採取して分析するか、あるいは、弾性袋体内のガスを直接分析することにより、油入電気機器の内部異常の有無を判定することができる。
【００２９】
（実施形態４）
本実施形態では、本発明の油入電気機器の一例について説明する。本実施形態の油入電気機器は、コンサベータ内と油入電気機器本体内とで絶縁油を循環させるための循環装置（循環構造）を有することを特徴とする。図４は、本実施形態の油入電気機器を説明するための模式図である。
【００３０】
図４を参照して、本実施形態の油入電気機器は、油入電気機器本体５と、弾性袋体１５を有するコンサベータ９と、上記実施形態１〜３に開示されるような診断装置とを備える。なお、診断装置の構成は上記実施形態１〜３と同様であるため、図４では、簡略化のために診断装置は省略している。
【００３１】
油入電気機器本体５は、絶縁油が貯留される第１の絶縁油貯留部１６１を有している。また、コンサベータ９は、弾性袋体１５の周囲に絶縁油が貯留される第２の絶縁油貯留部１６２を有している。第１の絶縁油貯留部１６１と第２の絶縁油貯留部１６２とは、接続管１０ａ，１０ｂを介して２箇所で連通している。
【００３２】
そして、接続管１０ａの途中に設けられた送油ポンプ３１（循環装置）によって、絶縁油を第１の絶縁油貯留部１６１内から第２の絶縁油貯留部１６２内へ送りこむ。これにより、絶縁油は、第１の絶縁油貯留部１６１内と第２の絶縁油貯留部１６２内とにおいて、図中の矢印方向に循環する。
【００３３】
第１の絶縁油貯留部１６１内と第２の絶縁油貯留部１６２内とにおいて、絶縁油を循環させることで、第１の絶縁油貯留部１６１内で発生し絶縁油に溶存したガスが弾性袋体１５内に透過しやすくなる。これにより、分析対象となるガスの分析感度が向上する。また、コンサベータ９内の絶縁油と油入電気機器本体５内の絶縁油を均質化させることができる。これにより、油入電気機器本体５内の絶縁油の状態をより精度良く診断することが可能となる。
【００３４】
また、本実施形態の油入電気機器は、冷却器５１を備えている。冷却器５１の内部配管５１ａは、接続管５２，５３を介して第１の絶縁油貯留部１６１と連通している。接続管５３の途中に設けられた送油ポンプ３２（循環装置）によって、内部配管５１ａ内の絶縁油は第１の絶縁油貯留部１６１内に送り込まれる。これにより、絶縁油は、内部配管５１ａ内と第１の絶縁油貯留部１６１内とにおいて、図中の矢印の方向に循環する。
【００３５】
ここで、コンサベータ９の第２の絶縁油貯留部１６２に接続された接続管１０ｂは、冷却器５１内に接続管５２を介して流入する絶縁油の陰圧によって、第２の絶縁油貯留部１６２内の絶縁油が吸引されるような位置において、第１の絶縁油貯留部１６１に接続されている。これにより、冷却器５１の送油ポンプ３２の駆動力を利用して、第１の絶縁油貯留部１６１内と第２の絶縁油貯留部１６２内とにおける絶縁油の循環が促進される。
【００３６】
油入電気機器において、絶縁油は、通常、絶縁機能だけでなく機器の冷却の役割も有しているため、絶縁油を冷却器内に循環させるための循環装置が設けられている。したがって、このような接続管１０ｂの配置により、冷却器５１の送油ポンプ３２の駆動力を利用すれば、送油ポンプ３１のようなポンプを別途設けずに、診断精度を向上させることができる。なお、送油ポンプ３１を冷却器５１の送油ポンプ３２の駆動力と併用することで、さらに診断精度を向上させることができる。
【００３７】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３８】
１  気体検出装置、２  空気抜栓、３  放圧板、４  放圧管、５  油入電気機器本体、６  接続管、７  空気抜きフランジ、８  油面計、９  コンサベータ、１０，１０ａ，１０ｂ  接続管、１１  真空脱気弁、１２  真空均圧弁、１３  真空均圧管、１４  接続管、１５  弾性袋体（ゴム袋）、１６  絶縁油、１６１  第１の絶縁油貯留部、１６２  第２の絶縁油貯留部、１７  排油弁、１８  吸湿呼吸器、１９  コック、２０  細管、２１  接続管、２２  ガス分析装置、２３  細棒、２４ａ  吸着材、２４ｂ  収容体、３１，３２  送油ポンプ、５１  冷却器、５１ａ  内部配管、５２，５３  接続管。
【図１】
2015165553.tif 000003
【図２】
2015165553.tif 000004
【図３】
2015165553.tif 000005
【図４】
2015165553.tif 000006
【図５】
2015165553.tif 000007