(57)【要約】      （修正有）【課題】油入電気機器の機器中身を乾燥させ、絶縁特性および絶縁寿命を向上させることのできる油入電気機器の乾燥方法を提供する。【解決手段】タンク１内の鉱油５ａを抜油し、代わりに飽和水分量の高いエステル油等５ｂを注油する。エステル油等５ｂを絶縁油循環装置１６を利用して加熱循環させることにより、機器中身２の絶縁物中の水分をエステル油等５ｂ側へ移行させる。その後、エステル油等５ｂを抜油して、先に抜油して脱気および濾過処理した鉱油を注油し直す。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油入電気機器の絶縁油として使用される鉱油を抜油した後、鉱油と比較して飽和水分量の高い絶縁油を注油し、該飽和水分量の高い絶縁油を熱油循環させることにより、機器中身の絶縁物中の水分を当該飽和水分量の高い絶縁油に移行させて機器中身を乾燥させることを特徴とする油入電気機器の乾燥方法。
【請求項２】
油入電気機器の絶縁油として使用される鉱油を抜油した後、鉱油と比較して飽和水分量の高い絶縁油を注油し、該飽和水分量の高い絶縁油を熱油循環させることにより、機器中身の絶縁物中の水分を当該飽和水分量の高い絶縁油に移行させ、抜油した鉱油を脱気処理および濾過工程を経て清浄化した後、再度、飽和水分量の高い絶縁油と鉱油を入れ替えることにより、機器中身を乾燥させることを特徴とする油入電気機器の乾燥方法。
【請求項３】
前記飽和水分量の高い絶縁油は、エステル油又はシリコーン油であることを特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載の油入電気機器の乾燥方法。
【請求項４】
前記飽和水分量の高い絶縁油は、熱油循環に先立ち、加熱手段によって粘度を鉱油相当の粘度まで低下させることにより、熱油循環において効率的な乾燥を実現することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の油入電気機器の乾燥方法。
【請求項５】
前記鉱油又は飽和水分量の高い絶縁油の抜油に際し、油入電気機器内に乾燥剤を介して乾燥空気を供給することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の油入電気機器の乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油入電気機器の機器中身を乾燥させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
変圧器等の油入電気機器が過負荷運用に耐えられるか否かは、油入電気機器内に充填される絶縁油中のガス分析を行うことにより判断される。油中ガス分析の結果、絶縁油中に判定規準より多く可燃ガスが発生していた場合は、油入電気機器は過負荷運用に耐えられないと判断される。
【０００３】
また、絶縁油中に可燃ガスが発生していない場合であっても、機器中身を構成する絶縁物中の水分量が許容値を越える場合は過負荷運用ができないと判断される。絶縁物中の水分量は絶縁油中の水分量を測定することにより推定される。
【０００４】
そして、絶縁物である絶縁紙中の水分量が１％未満であれば、過負荷運用が可能であると判断され、絶縁紙中の水分量が１％以上であれば過負荷運用は不可能であると判断される。過負荷運用が不可能であると判断された場合は、機器中身の絶縁物を脱水処理することにより、絶縁紙中の水分量が１％未満となるように調節することが必要である。
【０００５】
前記脱水処理としては、機器中身を完成させた状態で、機器中身を構成する巻線に通電することにより発生するジュール熱を利用して、機器中身を加熱乾燥する方法が知られている。
【０００６】
この加熱方法によれば、巻線の近傍部分の乾燥を短時間で実現することができる利点を有する反面、巻線から離れた部分にはジュール熱が及び難く、巻線の近傍部分と離れた部分の間で乾燥ムラが生じる欠点があった。
【０００７】
この問題を解消するために、機器中身の水分を絶縁油へ移動させることにより乾燥させる方法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６３−１２１１８号公報
【０００９】
この方法によれば、加熱した機器中身をタンク内に収納し、保温された絶縁油中に浸すことによって、機器中身の水分の蒸気圧が絶縁油側より大幅に高いことを利用して、機器中身の水分を比較的短時間のうちに絶縁油側へ移動させ、機器中身をムラなく乾燥させることができる。
【００１０】
また、乾燥処理後に機器中身を速やかに新たな絶縁油で浸すことにより、乾燥処理後の機器中身の吸湿を抑えることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
然るに、上記特許文献１記載の乾燥方法は、あらかじめ、機器中身の巻線に通電して巻線の温度を１００℃以上にし、かつ、絶縁油をタンク内に注入するに際して絶縁油を４０℃〜５０℃程度に保温しておかなければならず、また、タンク内に絶縁油を注入した後も、引き続き巻線に通電して機器中身を高温状態に保つことにより、絶縁油への水分の移動作用の低下を抑える必要があり、非常に手間と時間がかかるという欠点があった。
【００１２】
また、タンク内に注油する絶縁油は通常鉱油であり、飽和水分量が小さいため、機器中身から絶縁油への水分の移行速度が遅く移行量も少ない。また、機器中身の乾燥は機器の停止状態で行わなければならず、停電可能な時間の制約により必然的に乾燥時間にも限界がある。
【００１３】
さらに、機器中身を構成するプレスボード中の水分はほとんど除去することができず、上記乾燥方法を実践した後、所定時間経過後に絶縁油中の水分量を測定した場合、上記乾燥処理を行う前と同程度の油中水分量となってしまう欠点があった。
【００１４】
そこで、本発明は、上記の問題を解決するために、機器中身からの水分の移動に飽和水分量の高い絶縁油を使用し、かつ、当該絶縁油を熱油循環させることにより、効率的に機器中身の乾燥をムラなく行うことのできる油入電気機器の乾燥方法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】
【００１５】
請求項１記載の発明は、油入電気機器の絶縁油として使用される鉱油を抜油した後、鉱油と比較して飽和水分量の高い絶縁油を注油し、該飽和水分量の高い絶縁油を熱油循環させることにより、機器中身の絶縁物中の水分を当該飽和水分量の高い絶縁油に移行させて機器中身を乾燥させることを特徴とする。
【００１６】
請求項２記載の発明は、油入電気機器の絶縁油として使用される鉱油を抜油した後、鉱油と比較して飽和水分量の高い絶縁油を注油し、該飽和水分量の高い絶縁油を熱油循環させることにより、機器中身の絶縁物中の水分を当該飽和水分量の高い絶縁油に移行させ、抜油した鉱油を脱気処理および濾過工程を経て清浄化した後、再度、飽和水分量の高い絶縁油と鉱油を入れ替えることにより、機器中身を乾燥させることを特徴とする。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２の何れかに記載の発明において、前記飽和水分量の高い絶縁油は、エステル油又はシリコーン油であることを特徴とする。
【００１８】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の発明において、前記飽和水分量の高い絶縁油は、熱油循環に先立ち、加熱手段によって粘度を鉱油相当の粘度まで低下させることにより、熱油循環において効率的な乾燥を実現することを特徴とする。
【００１９】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の発明において、前記鉱油又は飽和水分量の高い絶縁油の抜油に際し、油入電気機器内に乾燥剤を介して乾燥空気を供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１記載の発明によれば、油入電気機器から絶縁油として使用される鉱油を抜油した後、鉱油と比較して飽和水分量の高い絶縁油を注油して熱循環させることにより、油入電気機器の機器中身を構成する絶縁物中の水分を短時間で当該飽和水分量の高い絶縁油側へ良好に移行させることができ、機器中身の絶縁物から水分を除去しこれをムラなく乾燥させることができる。
【００２１】
請求項２記載の発明によれば、油入電気機器から抜油した鉱油を脱気処理および濾過工程を経ることにより確実に清浄化することにより、油入電気機器に注油した飽和水分量の高い絶縁油を抜油した後、再度、油入電気機器内に注油することにより、一旦、抜油した鉱油を再利用することができる。
【００２２】
また、請求項２記載の発明によれば、油入電気機器の機器中身を乾燥させた後は、エステル油等から鉱油に再度入れ換えることにより、粘度が高く熱膨張率が大きなエステル油等によって、油入電気機器の運転中に冷却性が低下したり、温度の上昇に伴いコンサベータの隔膜を破損することを確実に防止することができる。
【００２３】
請求項３記載の発明によれば、飽和水分量の高い絶縁油として入手が容易なエステル油又はシリコーン油を利用し、また、当該エステル油等が鉱油と混和した場合であっても油入電気機器の電気的特性に与える影響を排除することができる。
【００２４】
請求項４記載の発明によれば、熱油循環に先立ち、飽和水分量の高い絶縁油を加熱することにより、当該絶縁油の粘度を鉱油相当の粘度まで低下させることができ、油入電気機器の機器中身を構成する絶縁物から絶縁油への水分の移行および脱気を促進することができる。
【００２５】
請求項５記載の発明によれば、油入電気機器から鉱油又はエステル油等を抜油するに際して、乾燥剤を介して乾燥空気を油入電気機器内部に供給することにより、油入電気機器内の絶縁油を湿気を含んだ空気に接触させることなく、乾燥空気の供給圧力を利用して良好に抜油することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の乾燥方法を適用する油入電気機器の正面図である。
【図２】（ａ）は前記油入電気機器から絶縁油を抜油する工程を説明する図であり、（ｂ）前記油入電気機器へ絶縁油を注油する工程を説明する図である。
【図３】本発明の乾燥方法による熱油循環を説明する図である。
【図４】本発明の乾燥方法による乾燥時間と絶縁紙中の水分量の関係を表すグラフである。
【図５】前記絶縁油の抜油作業を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図１乃至図５を用いて説明する。図１は本発明に係る乾燥方法を適用する油入電気機器の一例を示す正面図である。図１において、Ａは油入変圧器であり、１は油入変圧器Ａのタンクを示している。
【００２８】
２はタンク１内に収納した鉄心３や巻線４を組み立ててなる変圧器本体（以下、機器中身という）である。
【００２９】
５はタンク１内に注油した絶縁油であり、６はタンク１の上部に設置され、内装する隔膜７によって、空気が直接、タンク１内の絶縁油５と接触することを阻止し、絶縁油５や機器中身２を構成する絶縁物が、空気中の水分と接触して酸化したり、電気特性が低下することを防止するコンサベータを示している。
【００３０】
８はコンサベータ６の上部に通気管９を介して取り付けられる吸湿呼吸器であり、コンサベータ６およびタンク１内の絶縁油５や隔膜９の劣化を防止している。
【００３１】
以上のように構成された油入変圧器Ａにおいて、当該機器Ａの使用が継続された場合、機器中身２を構成する絶縁紙等の絶縁物が水の発生を伴いながら劣化していく。発生した水は絶縁油５側へ殆ど移行することなく絶縁物中に留まる。
【００３２】
絶縁物中に留まる水は、絶縁物の劣化を促進し、更に絶縁物の劣化を進展させる。絶縁物の劣化が進展し、絶縁物中の水が増加することは、過負荷運転時のボイド（空隙）が発生し、絶縁破壊に至る部分放電のリスクが高まることとなる。
【００３３】
このような危険を回避するため、本発明に係る乾燥方法は適用されるものである。以下、本発明に係る油入電気機器の乾燥方法について説明する。まず、図１に示すように、油入変圧器Ａのタンク１の下部に取り付けられたバルブ（以下、抜油バルブという）１０を開放し、タンク１内に充填されている絶縁油（鉱油）５ａを抜油する。
【００３４】
このとき、タンク１内の鉱油５ａは抜油バルブ１０の開放直後こそ、その自重によって抜油バルブ１０を介してタンク１外へ抜油されるが、抜油に伴いタンク１内が負圧となることによって、その自重によっても抜油バルブ１０からタンク１外へ抜油されなくなる。
【００３５】
そこで、タンク１の上部に設けた給油バルブ１１に乾燥空気や窒素を高圧で供給するガス供給装置１２を接続し、これら高圧ガスをタンク１内へ供給することにより、供給ガスの圧力を利用して鉱油５ａをタンク１内から抜油バルブ１０を介してタンク１外へ効率的に抜油する。
【００３６】
前述の如く、乾燥空気や窒素をタンク１内に供給するのは、タンク１内の鉱油５ａが空気中の水分と接触することを防止するためである。
【００３７】
抜油バルブ１０を介して抜油された鉱油５ａは、図２（ａ）に示す脱気処理装置１３によって脱気および濾過処理され、清浄化した状態で鉱油貯油タンク１４内に貯油される。次に、予めエステル油やシリコーン油といった飽和水分量の高い絶縁油（以下、エステル油等という）５ｂを貯留した乾燥用絶縁油貯油タンク１５を、同図（ｂ）に示すように、図１のガス供給装置１２に換えて、油入変圧器Ａの給油バルブ１１を介して接続する。
【００３８】
そして、当該タンク１５からエステル油等５ｂを油入変圧器Ａのタンク１内に注油する。タンク１内にエステル油等５ｂが注油されたら、タンク１５とタンク１の接続状態を解除し、つづいて、図３に示す絶縁油循環装置１６をタンク１に接続する。
【００３９】
絶縁油循環装置１６は、タンク１内のエステル油等５ｂを通油管１７を介して循環させるものであり、内部にエステル油等５ｂを加熱する図示しないヒータを備えて構成されている。そして、当該ヒータによってエステル油等５ｂを所定の温度に加熱しながら通油管１７を介してタンク１内を熱油循環させる。
【００４０】
エステル油等５ｂは、ヒータによって所定温度に加熱されることにより、その粘度が鉱油相当の粘度まで上昇し、機器中身２を構成する絶縁物からエステル油等５ｂ側への水分移行、つまり乾燥処理を促進することができる。当該エステル油等５ｂは前述したように、鉱油５ａと比較してその飽和水分量が遥かに高いので、機器中身２に使用されている絶縁紙等の絶縁物中に発生する水をエステル油等５ｂ側へ良好に移行させることができる。
【００４１】
これにより、機器中身２をムラなく短時間で乾燥させることができ、また、過負荷時のボイド（空隙）発生の危険を減少させることができる。
【００４２】
次に、タンク１と絶縁油循環装置１６の接続を解除し、図１に示す抜油バルブ１０から水を移行させたエステル油等５ｂを抜油する。このとき、前述した鉱油５ａをタンク１から抜油する場合と同様、ガス供給装置１２を給油バルブ１１に接続して、当該装置１２からタンク１内に乾燥空気や窒素等の高圧ガスを供給することにより、抜油バルブ１０を介してタンク１内からエステル油等５ｂを抜油する。
【００４３】
抜油されたエステル油等５ｂは、図２（ａ）に示すように、脱気処理装置１３によって脱気処理され、乾燥用絶縁油貯油タンク１５内に保管される。
【００４４】
一方、先に脱気処理され鉱油貯油タンク１４内に貯油された鉱油５ａは、当該鉱油貯油タンク１４を同図（ｂ）に示すようにタンク１の給油バルブ１１に接続し、油入変圧器Ａのタンク１内に戻される。
【００４５】
タンク１内の絶縁油５を機器中身２から水分を移行させたエステル油等５ｂから再度鉱油５ａに戻すのは、エステル油等５ｂと鉱油５ａ間の粘度等の特性の相違により、変圧器Ａの冷却が不十分となることを防止し、運転温度の上昇によって変圧器Ａを構成する絶縁物の劣化が促進したり、ポンプ等の機械系部品に悪影響を及ぼすことを確実に阻止するためである。
【００４６】
以上の乾燥方法を適用することにより、経年劣化によって水分が発生した絶縁物を含む機器中身２を良好に乾燥させることが可能となる。この結果、過負荷運転時のボイド（空隙）の発生を確実に抑制し、絶縁破壊に至る部分放電のリスクを解消することができる。
【００４７】
ここで、タンク１内に注油するエステル油等５ｂの水分量は、５０［ｐｐｍ］以下が望ましいが、２００［ｐｐｍ］までなら充分に上述の熱油循環に利用することが可能である。
【００４８】
図４は本発明の乾燥方法を適用した紙中水分量と絶縁油中の水分量の推移を示すグラフである。この図から明らかなように、乾燥時間の経過とともに絶縁紙中の水分量が減少していき、これとは逆に、エステル油中の水分量が増加している。このことは、当該乾燥方法により、絶縁紙中の水分が確実にエステル油等５ｂ側に移行したことを示している。
【００４９】
図５はタンク１内から鉱油５ａやエステル油等５ｂを抜油バルブ１０を介して抜油する場合の他の実施例を示すものである。前述の如く、タンク１内から鉱油５ａやエステル油等５ｂを抜油する場合、図１に示すように、乾燥空気や窒素等を高圧ガス供給装置１２からタンク１内に供給することにより、良好に絶縁油５をタンク１から抜油することができる。
【００５０】
しかし、本実施例は、乾燥空気や窒素を用いる代わりに、吸湿剤の収容容器１８を介して空気を高圧ガス供給装置１２よりタンク１内に供給するものである。高圧ガス供給装置１２から供給された空気は吸湿剤の収容容器１８により空気中の水分が当該収容容器１８内に収容されるシリカゲル等の吸湿剤によって確実に吸湿されて乾燥空気を生成し、タンク１内に供給されることとなる。
【００５１】
この結果、図１に示す第１実施例と同様、タンク１内に充填する鉱油５ａやエステル油等５ｂは、空気中の水分と接触することなく、タンク１内に供給される乾燥空気の圧力を利用して、タンク１下部に取り付けた抜油バルブ１０を介して、確実にタンク１外へ抜油することができる。
【００５２】
なお、抜油された絶縁油５が図２（ａ）に示す脱気処理装置１３によって脱気処理され、鉱油貯油タンク１４或いは乾燥用絶縁油貯油タンク１５内に貯油されることは第１実施例と同様である。
【００５３】
また、本発明の乾燥方法においては、鉱油５ａやエステル油等５ｂをタンク１から抜油するに際し、充分な時間をかけて抜油することに留意する。鉱油５ａとエステル油等５ｂがタンク１内に残存した状態で注油した場合、鉱油５ａとエステル油等５ｂが混和して粘度等の物理特性が混合比率に応じて変化するため、これを防止する必要があるからである。したがって、抜油時間を充分確保することにより、当該混和を避け、絶縁油の性状変化を極力抑制することが重要である。
【００５４】
なお、上記実施例では、コンサベータ６を備えた密封式の油入電気機器Ａ（図１，５参照）を例にとり説明したが、本発明の乾燥方法はこれに限定することなく、所謂、開放型の油入電気機器や、密封式の油入電気機器であっても窒素封入式やゴム袋式の油入電気機器についても利用可能であることは当然である。
【００５５】
以上説明したように、本発明の油入電気機器の乾燥方法によれば、油入電気機器を新たに製造する場合は、機器中身を確実に乾燥させて、変圧器の絶縁特性および絶縁寿命を向上させることができる。
【００５６】
また、経年劣化によって電気機器の機器中身の絶縁物中に水分が発生した場合には、機器中身を確実に乾燥させて、過負荷時のボイド（空隙）の発生を抑制し、絶縁破壊に至る部分放電のリスクを解消することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
油入電気機器の機器中身を乾燥させ、絶縁特性および絶縁寿命を向上させることのできる油入電気機器の乾燥に利用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１  タンク
２  機器中身
３  鉄心
４  巻線
５  絶縁油
５ａ  鉱油
５ｂ  エステル油等
６  コンサベータ
７  隔膜
８  吸湿呼吸器
９  通気管
１０  抜油バルブ
１１  給油バルブ
１２  高圧ガス供給装置
１３  脱気処理装置
１４  鉱油貯油タンク
１５  乾燥用絶縁油貯油タンク
１６  絶縁油循環装置
１７  通油管
１８  吸湿剤の収容容器
Ａ  油入変圧器
【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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