(57)【要約】【課題】絶縁媒体としてＣＯ２ガスを封入したガス絶縁機器の劣化診断を高精度に行うことができるガス機器診断システムを提供する。【解決手段】ガスタンクの内部に絶縁媒体としてＣＯ２ガスを封入したガス絶縁機器の劣化を診断するガス機器診断システムにおいて、ガス絶縁機器内部に発生したＣＯ成分を検出することができるＣＯ検出装置を備える。このＣＯ検出装置として、（ａ）ＣＯ検出センサ、（ｂ）遮蔽板、変色指示材及び内部観察窓、（ｃ）ガス配管、小型タンク、変色指示材及び内部観察窓、（ｄ）遮蔽板、小型容器、変色指示材、内部観察窓及び内視鏡から成るＣＯ検出装置のいずれか１つあるいは２つ以上の組合せを用いる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタンクの内部に絶縁媒体としてＣＯ２ガスを封入したガス絶縁機器の劣化を診断するガス機器診断システムにおいて、
前記ガス絶縁機器内部に発生したＣＯ成分を検出することができるＣＯ検出装置を備えたことを特徴とするガス機器診断システム。
【請求項２】
前記ＣＯ検出装置が、ＣＯ成分を検出するＣＯ検出センサであることを特徴とする請求項１記載のガス機器診断システム。
【請求項３】
前記ＣＯ検出センサに警報装置を接続し、ＣＯ検出量を自動監視することができるように構成したことを特徴とする請求項２記載のガス機器診断システム。
【請求項４】
前記ＣＯ検出センサの先端部に、絶縁処理を施したことを特徴とする請求項２又は請求項３記載のガス機器診断システム。
【請求項５】
前記ＣＯ検出装置が、ＣＯ成分を吸着させる変色指示材を用いて構成されていることを特徴とする請求項１記載のガス機器診断システム。
【請求項６】
前記変色指示材が、前記ガスタンクの所定の位置に形成された開口部を覆うように取り付けられた遮蔽板と、前記開口部の外側に配設された内部観察窓との間に配設されていることを特徴とする請求項５記載のガス機器診断システム。
【請求項７】
前記変色指示材が、前記ガスタンクの所定の位置に、バルブを備えたガス配管を介して取り付けられた小形タンク内に収納され、前記小形タンクに内部観察窓が設けられていることを特徴とする請求項５記載のガス機器診断システム。
【請求項８】
前記小形タンクに、内部ガス圧力を制御するための圧抜きバルブが設けられていることを特徴する請求項７記載のガス機器診断システム。
【請求項９】
前記変色指示材が、前記ガスタンクの所定の位置に形成された開口部を覆うように取り付けられた遮蔽板を介して前記開口部の外側に配設された小型容器内に収納され、前記小形容器に内視鏡が取り付けられていることを特徴とする請求項５記載のガス機器診断システム。
【請求項１０】
ガスタンクの内部に絶縁媒体としてＣＯ２ガスを封入したガス絶縁機器の劣化を診断するガス機器診断システムにおいて、
前記ガス絶縁機器内部に発生した活性ガスを検出することができる活性ガス検出装置を備えたことを特徴とするガス機器診断システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス絶縁媒体としてＣＯ２ガスを用いたガス絶縁機器の劣化診断手段として、一酸化炭素検出装置（以下、ＣＯ検出装置という）を具備したガス機器診断システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガス絶縁機器の絶縁媒体としては、古くから、絶縁性能に優れたＳＦ６ガスが使用されていたが、現在、ＳＦ６ガスがオゾン層破壊物質として規制されていることから、それに代わるガス絶縁媒体の開発がなされている。その候補としてＳＦ６／Ｎ２混合ガス、ＣＯ２ガス等が用いられ、これらのガスをガス絶縁機器の内部に加圧封入することで、所望の絶縁性能を達成する技術の開発が進んでいる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来から用いられているＳＦ６ガスは極めて安定性の高いガスであり、加熱、コロナ放電、スパーク放電、アーク放電等の種々の放電現象下にさらされると一時的に解離するものの、原子が冷却されるとそのほとんどが元のＳＦ６ガスに戻る。また、ごく一部の低位弗化物が、ガス中に存在するごく微量の水分や酸素、金属蒸気等の不純物原子と結合することによっていわゆる分解ガスとなるが、そのガス成分も機器に付随して設けられた吸着剤により物理・化学吸着されることによって無害化される。そのため、ＳＦ６ガスは、ガス絶縁機器内部で常に高純度で最適乾燥状態を保持することができるため、絶縁性能が低下せず、高い機器信頼性を有することができる。
【０００４】
しかし、ＳＦ６ガスに代わるガス絶縁媒体であるＣＯ２ガスは、ＳＦ６ガスと異なり、上述したような種々の放電現象下にさらされて一旦分解してしまうと、ＣＯや酸素に化学変化し、その後は元のＣＯ２成分になることはないため、機器内部で種々の放電現象が発生してしまうと、高純度な絶縁媒体としての機能を十分に発揮できず、絶縁性能が低下し、機器に対する信頼性も損なわれる可能性がある。
【０００５】
また、従来は、絶縁媒体としてＳＦ６ガスを用いることを前提に開発された種々の部分放電検出器を用いることによって、未然に劣化診断を行うことができたが、これらの部分放電検出器では、ＣＯ２ガス下でその性能を十分に発揮することは難しいため、機器内部で発生している劣化の兆候を外部より診断することは極めて困難であった。
【０００６】
また、ガス絶縁機器においては、機器を運転している状態で、外部から劣化状況を診断することはガス絶縁機器の性質上容易なことではなく、一旦機器を停止し、点検することが保安上も通例となっている。しかしながら、電力供給の停止が及ぼす社会的影響が甚大であることから、機器を停止することは望ましくない。そのため、機器を運転している状態で、常に、劣化の兆候を外部より診断することは、社会的影響を最小限にする意味でも必要不可欠である。
【０００７】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、絶縁媒体としてＣＯ２ガスを封入したガス絶縁機器の劣化診断を高精度に行うことができるガス機器診断システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ガスタンクの内部に絶縁媒体としてＣＯ２ガスを封入したガス絶縁機器の劣化を診断するガス機器診断システムにおいて、前記ガス絶縁機器内部に発生したＣＯ成分を検出することができるＣＯ検出装置を備えたことを特徴とする。
請求項１に記載の発明によれは、ガスタンク内にＣＯ２ガスを加圧封入し、絶縁性能を向上させているガス絶縁機器内で部分放電等の劣化現象が発生した際、ＣＯ２ガスが分解されて発生するＣＯを検出することができるＣＯ検出装置を用いることにより、機器内部のＣＯの発生の有無を容易に判定できるため、簡便に且つ高精度にＣＯ検出が可能となるガス機器診断システムを提供することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のガス機器診断システムにおいて、前記ＣＯ検出装置が、ＣＯ成分を検出するＣＯ検出センサであることを特徴とする。
請求項２に記載の発明によれば、ガス絶縁機器にＣＯ検出センサを取付け、ＣＯ２ガスより分解したＣＯ量を常時検出させることにより、機器の運転状態下で、距離の離れた所からでも内部の劣化状況を常に監視することができる。これにより、高電圧機器に近づくことなく作業が可能となるため、機器保全上安全な作業を容易にし、時系列的にＣＯ量を常時定量把握することで、高度な劣化診断を可能とするガス機器診断システムを提供することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載のガス機器診断システムにおいて、前記ＣＯ検出センサに警報装置を接続し、ＣＯ検出量を自動監視することができるように構成したことを特徴とする。
請求項３に記載の発明によれば、ＣＯ検出センサと電気回路を有する警報装置を連動させ、ＣＯ検出量の値に応じて段階的に発光・音等を変化させて、視覚・聴覚に訴える機能を持たせることにより、常に機器内部のＣＯ成分量を自動監視することができる。その結果、絶縁性能を高度に監視することが可能となり、機器信頼性を大幅に向上させることができるガス機器診断システムを提供することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載のガス機器診断システムにおいて、前記ＣＯ検出センサの先端部に、絶縁処理を施したことを特徴とする。
請求項４に記載の発明によれば、ＣＯ検出センサの先端部（ガス絶縁機器の内部のＣＯ２ガスと触れる表面）に対して、高分子有機化合物レジン材等からなる絶縁材料をコーティングして絶縁処理を施すことにより、ガス絶縁機器内部の電界の乱れを防止したガス機器診断システムを提供することができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のガス機器診断システムにおいて、前記ＣＯ検出装置が、ＣＯ成分を吸着させる変色指示材を用いて構成されていることを特徴とする。
請求項５に記載の発明によれば、ＣＯ２ガスを封入したガス絶縁機器内で部分放電等の劣化現象が発生した際に発生するＣＯ成分と反応することで色彩が変化する変色指示材を用い、その色彩変化を外部より監視することで、機器内部のＣＯの発生の有無を容易に判定できるため、簡便な内部診断を可能とするガス機器診断システムを提供することができる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のガス機器診断システムにおいて、前記変色指示材が、前記ガスタンクの所定の位置に形成された開口部を覆うように取り付けられた遮蔽板と、前記開口部の外側に配設された内部観察窓との間に配設されていることを特徴とする。
請求項６に記載の発明によれば、ガス絶縁機器と内部観察窓の間に変色指示材を固定しておくため、ＣＯ２ガス等の気体低分子成分を通気するガラス不織布等で構成された遮蔽板を設置することで、ガス絶縁機器内部に変色指示材が進入し、機器内部の電界を乱し、甚大なトラブルの発生を防止することができるガス機器診断システムを提供することができる。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載のガス機器診断システムにおいて、前記変色指示材が、前記ガスタンクの所定の位置に、バルブを備えたガス配管を介して取り付けられた小形タンク内に収納され、前記小形タンクに内部観察窓が設けられていることを特徴とする。
請求項７に記載の発明によれば、ガスタンクにガス配管を介して取り付けられた小形タンク内に変色指示材を収納し、その色彩変化を内部観察窓を介して外部から常時監視することができるので、機器を停止あるいは分解することなく、容易に劣化診断を行うことができるガス機器診断システムを提供することができる。また、ガス絶縁機器から小形タンクへＣＯ２ガスを供給するガス配管途中に開閉バルブを設けることにより、劣化診断時に小形タンク容積分のＣＯ２ガスを取込み、診断後、再度そのバルブを閉じることにより、随時ＣＯ発生の有無を判断できるため、必要以上にガス圧力を下げ、絶縁性能に影響を与えることのないガス機器診断システムを提供することができる。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のガス機器診断システムにおいて、前記小形タンクに、内部ガス圧力を制御するための圧抜きバルブが設けられていることを特徴する。
請求項８に記載の発明によれば、小形タンクに一旦取込んだＣＯ２ガスの圧力を保持し、内部状況診断後、圧力を抜くための圧抜きバルブを設けることにより、適時ＣＯ２ガスを外部へ放出することで、小形タンク内の内部ガス圧力を制御し、加えてガス絶縁機器より小形タンクを通じて、万が一ＣＯ２ガスがリークした場合にも、絶縁性能を高度に保ち、機器信頼性を向上させることができるガス機器診断システムを提供することができる。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項５に記載のガス機器診断システムにおいて、前記変色指示材が、前記ガスタンクの所定の位置に形成された開口部を覆うように取り付けられた遮蔽板を介して前記開口部の外側に配設された小型容器内に収納され、前記小形容器に内視鏡が取り付けられていることを特徴とする。
請求項９に記載の発明によれば、変色指示材を封入した小形容器に内視鏡を具備することで、内視鏡より導かれた光が、発生したＣＯによって色彩が変化した変色指示材を照らし、その反射光から変色指示材の変色具合を距離の離れた所からでも監視することができる。これにより、機器運転中も常に内部の劣化状況を監視することができ、高電圧機器に近づくことなく監視作業が可能であるため、機器保全上安全な作業を可能とするガス機器診断システムを提供することができる。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、ガスタンクの内部に絶縁媒体としてＣＯ２ガスを封入したガス絶縁機器の劣化を診断するガス機器診断システムにおいて、前記ガス絶縁機器内部に発生した活性ガスを検出することができる活性ガス検出装置を備えたことを特徴とする。
請求項１０に記載の発明によれば、ＣＨ４やＣ２Ｈ２、Ｃ２Ｈ４、Ｃ２Ｈ６等の活性ガス総量を検出する活性ガスセンサをガス絶縁機器に取付けることにより、ＣＯ２ガスの分解時に機器内部に存在するごく微量の水分と結合して発生するＣＯ以外の活性ガスについても、機器の運転状態下で常に監視・検出することができるので、高度な劣化診断を可能とするガス機器診断システムを提供することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。
（１）基本構成
上述したように、絶縁媒体としてＣＯ２ガスが加圧封入され、絶縁性能を向上させているガス絶縁機器において、コロナ放電、スパーク放電、アーク放電等の種々の放電現象が起こると、ＣＯ２ガスはＣＯや酸素その他微量の活性ガスに分解される。
【００１９】
本発明に係るガス機器診断システムにおいては、絶縁媒体として用いるＣＯ２ガスが、種々の放電現象下にさらされて分解することにより発生するＣＯ成分を検出するために、以下の各実施形態で例示するようなＣＯ検出装置のいずれか１つを、あるいは２つ以上を組み合わせて、ガス絶縁機器のガスタンクに配設したものである。
【００２０】
なお、従来から、ガス絶縁機器の内部を最適な乾燥状態に保つために、ゼオライト等の吸着剤が使用されているが、ＳＦ６ガスに比べてＣＯ２ガス成分のゼオライト吸着率は高く、それよりもＣＯ成分の吸着率は極めて低いため、ゼオライト等の吸着剤の使用は問題とならないことを確認している。
【００２１】
（２）第１実施形態
本実施形態は、ＣＯ検出装置としてＣＯ検出センサを用いたものである。すなわち、本実施形態においては、図１に示したように、ガス絶縁機器１のガスタンク１０にＣＯ検出センサ９を取付け、ＣＯ２ガスより分解したＣＯ量を、運転状態下において常時監視することができるように構成したものである。
【００２２】
なお、本実施形態については、以下のような変形例が考えられる。すなわち、前記ＣＯ検出センサ９に、Ａ／Ｄ回路等の電気回路を有する警報装置を接続しても良い。このように、ＣＯ検出センサ９に警報装置を連動させ、ＣＯ検出量の値に応じて段階的に動作する発光・音等の機能を具備させることにより、ガス絶縁機器内部の絶縁性能を高度に監視することができ、機器信頼性を向上させることができるガス機器診断システムを得ることができる。
【００２３】
また、前記ＣＯ検出センサ９の先端部表面に、高分子有機化合物レジン材からなる絶縁材料をコーティングしても良い。これにより、ガス絶縁機器内部の電界の乱れを防止することができる、精度の高いガス機器診断システムを得ることができる。
【００２４】
（３）第２実施形態
本実施形態は、ＣＯ検出装置を遮蔽板、変色指示材及び内部観察窓から構成したものである。すなわち、本実施形態においては、図１に示したように、ガス絶縁機器１のガスタンク１０の所定の位置に開口部が形成され、この開口部を覆うように取り付けられた遮蔽板８と、ガスタンク１０の前記開口部の外側に配設された内部観察窓１２との間に、変色指示材４が配設されている。
【００２５】
前記変色指示材４としては、例えば、白色のＩ２Ｏ５＋Ｈ２Ｓ２Ｏ７を用いることができる。変色指示材４としてＩ２Ｏ５＋Ｈ２Ｓ２Ｏ７を用いた場合、ＣＯ２ガスより分解したＣＯとこの変色指示材４が反応することによって、５ＣＯ＋Ｉ２Ｏ５＋Ｈ２Ｓ２Ｏ７→Ｉ２＋５ＣＯ２（褐色）の反応が起こる。このように、ＣＯとの反応によって変色指示材４が白色から褐色へと変化するため、ＣＯの発生の有無を外部から容易に判定することができる。
【００２６】
また、前記遮蔽板８は、ガス絶縁機器１内部への変色指示材４の進入を防止し、ガスタンク１０と内部観察窓１２の間に変色指示材４を固定しておくために用いられ、ＣＯ２ガス等の気体低分子成分を通気するガラス不織布等で構成されている。
【００２７】
（４）第３実施形態
本実施形態は、ＣＯ検出装置をガス配管、小型タンク、変色指示材及び内部観察窓から構成したものである。すなわち、本実施形態においては、図１に示したように、ガス絶縁機器１のガスタンク１０の所定の位置に、ガス配管１５を介して小形タンク３が取り付けられ、その内部に、上記第２実施形態で用いたと同様の変色指示材４が収納されている。また、前記小形タンク３の側部には内部観察窓１１が設けられ、内部に収納された変色指示材４の色彩変化を、運転状態下で外部から常時監視することができるように構成されている。
【００２８】
なお、本実施形態については、以下のような変形例が考えられる。すなわち、前記ガス配管１５の途中にバルブ５を設けることにより、診断時にのみバルブ５を開け、小形タンク３内にガスタンク１０内のガスを導入して、ＣＯ２ガスが分解して発生したＣＯ成分を検出し、診断終了後は、再度バルブ５を閉じることにより、ガス絶縁機器１のガス圧力を下げ、絶縁性能に影響を与えることのないガス機器診断システムを得ることが可能となる。
【００２９】
また、前記小形タンク３に圧抜きバルブ６を設け、この圧抜きバルブ６を適時開閉操作することにより、ガス絶縁機器１から小形タンク３へ取込まれたＣＯ２ガスを適時外部へ放出して、小形タンク３内部のガス圧力を制御することができるように構成しても良い。
【００３０】
さらに、前記バルブ５と圧抜きバルブ６を併設することにより、万が一、ガスタンク１０より小形タンク３を通じてＣＯ２ガスがリークした場合でも、前記バルブ５と圧抜きバルブ６の２重バルブ構造によって、絶縁性能を高度に保つことができ、機器信頼性を向上させることができるガス機器診断システムが得られる。
【００３１】
（５）第４実施形態
本実施形態は、ＣＯ検出装置を遮蔽板、小型容器、変色指示材、内部観察窓及び内視鏡から構成したものである。すなわち、本実施形態においては、図１に示したように、ガス絶縁機器１のガスタンク１０の所定の位置に開口部が形成され、この開口部を覆うように取り付けられた遮蔽板７を介して、ガスタンク１０の前記開口部の外側に、内部観察窓１１が設けられた小型容器１３が配設されている。そして、この小形容器１３には内視鏡１４が取り付けられると共に、内部に上記第２実施形態で用いたと同様の変色指示材４が収納されている。そして、小形容器１３内の変色指示材４を内視鏡１４より導かれた光が照らし、その反射光から変色指示材４の変色具合を距離の離れた所から監視することができるように構成されている。なお、本実施形態においては内部観察窓１１を備えているが、内部観察窓１１がなくても内視鏡１４にて監視が可能である。
【００３２】
（６）他の実施形態
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、上記第１実施形態で示したＣＯ検出センサ９の代わりに、ＣＨ４やＣ２Ｈ２、Ｃ２Ｈ４、Ｃ２Ｈ６等の活性ガス総量検出用のセンサを配設し、微量の活性ガス発生量を検知することによって、内部劣化状況を診断するように構成しても良い。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、絶縁媒体としてＣＯ２ガスを封入したガス絶縁機器の劣化診断を高精度に行うことができるガス機器診断システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガス機器診断システムの第１〜第４実施形態の構成を示す概略図
【符号の説明】
１…ガス絶縁機器
２…ＣＯ２ガス
３…小形タンク
４…変色指示材
５…バルブ
６…圧抜きバルブ
７、８…遮蔽板
９…ＣＯ検出センサ
１０…ガスタンク
１１、１２…内部観察窓
１３…小形容器
１４…内視鏡
１５…ガス配管
【図１】
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