JPH02198351A - ガス洩れ検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、ガス絶縁式静止機器などにおけるガス洩れ
検出装置に関する。

（従来の技術） ＳＦ、ガスのような絶縁ガスを使用する、変圧器その他
の静止機器において、そのガス洩れは絶縁低下の原因と
なるところから、それを速やかに検出することが要求さ
れる。

従来ではその検出のために、絶縁ガスを封入したタンク
の上下２個所の温度から、タンク内の平均温度を検出し
、その温度からタンク封入時のガスの圧力を補正する。

そしてこの補正ガス圧と実測されたガス圧との差が一定
値を超えたとき、ガス洩れがあったものと判断し、所要
の警報を出すようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしこのような構成による検出装置によると。

タンク内の温度を上下２点で計測しているため、測温計
の取り付は位置によって測定値が影響を受は易い。また
タンク内の温度が上下方向に直線状分布をしていないと
、平均温度を計測することができないため、誤差が生ず
る。

この発明はガスの温度変化からガスの圧力の変化を求め
、これからガス量の変化を知ることによって、ガス洩れ
を検出するにあたり、精度よくガス洩れを検出すること
を目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明はガスを封入したタンク内に上下にわたって抵
抗線を張り渡し、タンク内の温度変化による前記抵抗線
の抵抗変化を検出し、その抵抗変化によりガス封入時の
ガス圧力を補正し、この補正ガス圧力と、別途検出した
前記タンク内のガス圧力とを比較することにより、タン
ク内のガス量の変化を知ることによって、ガス洩れを検
出するようにしたことを特徴とする。

（作用） タンク内に上下に渡って抵抗線を張り渡しであるため、
その抵抗変化はタンク内の温度分布に極めてよく対応し
、したがってタンク内の温度変化によるガス圧力の変化
に極めてよく対応するようになる。そのためこの抵抗変
化により封入時のガス圧力を補正し、ガス圧力の実測値
と比較するようにすれば、ガス洩れを高精度で検知する
ことができる。

（実施例） この発明の実施例を図によって説明する。１はコイル、
鉄心などからなる。たとえば変圧器のような静止機器の
機器本体、２はこれを収納するタンク、３はタンク２内
に封入されている絶縁ガス。

４は放熱器である。

この発明にしたがい、抵抗変化が温度変化に比例するた
とえば銅、白金などの金属線からなる抵抗線５を、タン
ク２の頂部から底部の近くまで上下に往復して張り渡す
、抵抗線５は適当な絶縁物で支持するか、非断熱性のケ
ースに収納する。

６は抵抗線５の引出端子で、直流であることが望ましい
一定の電流源Ｅに接続されているＩＩＶＬは検出された
抵抗線５の電圧である。７は圧力−電圧変換器で、配管
８によりタンク２内の任意の個所に連通しており、タン
ク２内のガスの圧力に比例した電圧ｖ２を出力する。

９は演算装置で、電圧Ｖｔ＝　Ｖｘを入力して後記する
ような演算を行なうことによって、あらかじめ設定した
封入時のガスの圧力に比例する電圧を、電圧ｖ１により
タンク２内の上下温度分布に対応したガス圧に相当する
電圧に補正する。

そしてこれを実際に計測したガス圧に相当する電圧ｖ２
と比較し、その差が一定値以上になると警報を出す、こ
の警報の発生によってガス洩れがあったものとする。演
算装置９の構成ならびに動作については、第２図により
詳細に説明する。

次にこの発明による計測原理を説明する。

今基準温度（たとえばガスを封入したときの温度）Ｔ、
における抵抗線５の固有抵抗をρ。、温度係数をβとす
る。抵抗線の断面積をＳ、長さをり、抵抗線の一端から
Ｘにおける温度の、基準温度との差をΔｔとすれば、抵
抗線の抵抗は次式で示される。

ここにＲ，は基準温度Ｔ、における抵抗線の抵抗値であ
って、 ρ Ｒ，＝ って積分することを示す。

一方タンク内の任意の場所の微小体積ｄＶにおける温度
をＴとすれば、タンク内のガス圧は次式％式％ ただしＰ、は温度Ｔ、におけるガス圧を示し、ま積全体
にわたって積分することを示す。

ここで温度変化があまり大きくないとすれば、ΔＴ／Ｔ
＜＜１であるから、 １／（１＋ΔＴ／Ｔ、）＝１−ΔＴ／Ｔ、より、２二で
タンク内の温度分布が抵抗線に沿う高さ方向の温度分布
にほぼ等しいと考えれば、第（２）式のＶがり、ｄＶが
ｄＸ、ΔＴがΔｔと置き換えられるから、 Ｐ０ また第（１）式より また より。

となる、この第（３）式、第（４）式より、Ｒの変化率
に１７βＴ０を乗すると、Ｐの変化率が求めるられるこ
とが判明する。

次に具体的数値例を挙げて、抵抗値から圧力変化を求め
る場合を説明するその一例として、Ｔ０＝０℃＝２７３
Ｋ　（Ｋは絶対温度）とし、抵抗線に銅を使用するとす
れば、β＝４．３　ｘ　１０−３であるから、ｌ／βＴ
、＝０．８５２となる。したがって抵抗線の抵抗変化を
ΔＲとすると、ガス圧力は、 により計算される。

上側で△Ｔ＝５０℃とし、温度がタンクの高さ方向に直
線分布すると仮定して、直接第（１′）式からＰを計算
すると、Ｔ＝Ｔ０＋（５０／Ｌ）・ｘ（ｘはタンク底か
らの高さ）となるから。

Ｔ、＋　　−ｘ となる。

一方抵抗値は。

＝Ｒ，（１＋４．３Ｘ１０−３Ｘ２５）＝１．１０７５
Ｒ０ これから第（５）式によりＰの変化分を計算すれば。

ΔＰ＝０．８５２ｘ　（１，１０７５−１）　Ｐ、＝０
．０９２Ｐ。

となる、したがってＲの変化から求めたＰは、１．０９
２Ｐ、と、さきに直接計算した１、０８９Ｐ、と極めて
近い値となる。

これから実際に計測した抵抗値より求めた抵抗の変化率
に、１／βＴ０を乗じることによって得られる値は、圧
力の変化率としてみなしてもよいことが判明する。

次に第１図における演算装置９の一例を第２図によって
説明する。同図において、設定器１１には基準温度での
タンク２内の圧力Ｐ０が設定されてあり、設定器１２に
は基準温度での抵抗線５の抵抗値Ｒ６が設定されである
。

設定器１２による設定値Ｒ０は抵抗線５の電圧Ｖ□とと
もに引算器１３に与えられ、ここで両値の差すなわち（
Ｒ−Ｒ，）に相当する演算値を出力する。この演算値は
予め（１／Ｒ，）が係数として設定されである係数器１
４に入力され、ここで係数と掛算される。したがってそ
の出力は抵抗値Ｒの変化率に相当する値となる。

係数５１４からの出力は、予め（１／βＴ６）が係数と
して設定されである係数器１５に入力され、ここでその
係数と掛算される。したがってその出力は前記したよう
に圧力Ｐの変化率（Δｐ　／　ｐ　ｅ　）に相当する値
となる。

係数器１５の出力は掛算器１６に与えられ、ここで設定
器１１の設定値Ｐ。と掛算される。その出力は圧力Ｐの
変化分ΔＰに相当する。その出力と設定器１１の設定値
とは加算器１７によって加算され、（ｐｏ＋Δｐ＝ｐ）
に相当する値を出力する。この値が抵抗値によって補正
された圧力値に他ならない。

したがってこの出力と圧力−電圧変換器７の出力とを、
比較器１８によって比較し、その差が一定値以上になっ
たとき、タンク２よりガス洩れがあったものと判断する
ことができる。たとえば前記の差が一定値以上となった
とき、比較器１８より出力を出して警報するようにすれ
ばよい。

なお第２図に示す構成に代えて、たとえばマイコンを用
いた構成としてもよいこともちろんである。

（発明の効果） 以上詳述したようにこの発明によれば、タンク内に上下
に張り渡した抵抗線の抵抗変化が、温度変換によるガス
圧力の変化に極めてよく対応するするところから、その
抵抗変化から封入時のガス圧力を補正し、ガス圧力の実
測値と比較することにより、ガス洩れが高精度で検知が
できると効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す断面図、第２図は演算
装置の一例を示すブロック線図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガスを封入したタンク内に上下にわたって張り渡された
   抵抗線と、前記タンク内の温度変化による前記抵抗線の
   抵抗変化を検出する検出手段と、前記検出手段によって
   検出された抵抗変化分に、係数値（１／βＴ＿０）（た
   だしβは前記抵抗線の温度係数、Ｔ＿０は基準温度）を
   乗じて、前記タンク内のガス圧の変化率を算出する乗算
   手段と、前記乗算手段によって得られた前記タンク内の
   ガス圧の変化率を前記タンク内のガス封入時のガス圧に
   乗じて運転時のガス圧を算出する算出手段と、前記算出
   手段によって算出されたガス圧と前記タンク内のガス圧
   の実測値とを比較する比較手段とを備え、前記比較手段
   による比較結果から、前記タンク内のガス量の変化を判
   定してなるガス洩れ検出装置。