JPH0631700Y2

JPH0631700Y2 - 静止誘導機器の巻線温度検出装置

Info

Publication number: JPH0631700Y2
Application number: JP8778089U
Authority: JP
Inventors: 哲司吉川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-07-26
Filing date: 1989-07-26
Publication date: 1994-08-22
Anticipated expiration: 2004-07-26
Also published as: JPH0327015U

Description

【考案の詳細な説明】［考案の目的］（産業上の利用分野）本考案は、巻線の温度を光ファイバ温度センサにより検
出するようにした静止誘導機器の巻線温度検出装置、特
には巻線を冷却するためのダクトをその巻線間にダクト
ピースを介在させることにより形成して成る静止誘導機
器の巻線温度検出装置に関する。

（従来の技術）例えば変圧器においては、巻線の異常温度上昇に対処す
るために巻線温度を継続的に監視することが行われてい
る。このように巻線温度の検出を行う場合、その検出精
度に対して電界及び磁界による悪影響が及ぶことがない
光ファイバ温度センサを利用することが考えられてお
り、斯様な構成を採用した温度検出装置としては例えば
実開昭５９−９８６２４号公報に示されたものがある。
即ち、この公報に示される巻線温度検出装置は、巻線導
体間に絶縁物より成る保護ガイドを挟み込むと共に、こ
の保護ガイドに形成した溝に光ファイバ温度センサを収
納する構成となっており、これにより光ファイバ温度セ
ンサに荷重がかからないようにしている。

（考案が解決しようとする課題）しかしながら上記従来構成では、光ファイバ温度センサ
を設置するに当たっては、巻線導体間に特別に保護ガイ
ドを設けることが必要となって、巻線全体の仕様に変更
を加えねばならず、その製造が面倒になるという問題点
がある。また、巻線導体中に保護ガイドが存在する結
果、その保護ガイド部分において電流密度及び磁束の乱
れを生じて変圧器そのものの特性変化を来たすばかり
か、巻線の占積率が悪化するという問題点もある。

本考案は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目
的は、静止誘導機器の巻線温度を検出するための光ファ
イバ温度センサを、巻線温度の検出に好適した位置へ静
止誘導機器の製造作業性の悪化を来たすことなく設置で
きると共に、静止誘導機器の特性変化及び巻線の占積率
の悪化を来たす虞がなくなる静止誘導機器の巻線温度検
出装置を提供するにある。

［考案の構成］（課題を解決するための手段）本考案は上記目的を達成するために、巻線間の冷却用媒
体を流通させるダクトを形成するためにダクトピースに
前記巻線と対応するようにして凹部を形成し、この凹部
内に光ファイバ温度センサを配置する構成としたもので
ある。

（作用）光ファイバ温度センサが配置される凹部は、巻線と対応
するように形成されたものであるから、その光ファイバ
温度センサによる検出温度は、巻線温度に良く追随した
ものとなる。このとき、上記凹部は、元々存在するダク
トピースに形成される構成であるから、巻線自体に特別
な加工を施すという仕様変更を伴うことがなく、従って
静止誘導機器の製造作業性の悪化を招くことがないと共
に、静止誘導機器の特性変化並びに巻線の占積率の低下
を招くこともなくなるものである。

（実施例）以下、本考案を変圧器に適用した第１乃至第３の実施例
について図面を参照しながら説明するに、まず、第１図
乃至第６図に示した第１の実施例について述べる。

第１図において、たがいに所定間隔を存した状態で同心
状に配置された複数個の円筒形巻線１は、夫々図示しな
い絶縁筒上に巻線導体２をトロイダル状に巻回して形成
されている。これら各巻線１間には、長尺な矩形棒状を
なす複数本の絶縁材料製ダクトピース３が互いに所定間
隔を存した状態で介在されており、これによって上下方
向へ伸びるダクト４が形成されている。そして、上記ダ
クト４には、例えばＳＦ_６ガスのような冷却媒体が下方
から上方へ流通するようになっている。

ダクトピース３のうち例えば最外周の巻線１と最外周か
ら数えて第２層目の巻線１との間に位置した所定の１個
には、第２図及び第３図にも示すような凹部たる長尺状
の溝部５が形成されている。この溝部５は、ダクトピー
ス３の内側面（第２周目の巻線１と接した側面）及び下
面で開口した形状となっており、その内部には、光ファ
イバ温度センサ６が挿入されていると共に、この温度セ
ンサ６の挿入状態を保持するためにシリコンゲル７が充
填されている。特に、この場合において、光ファイバ温
度センサ６の検出ヘッド部８は、巻線１の上端から５cm
〜当該巻線１の軸方向寸法の1/3程度の寸法だけ下がっ
た位置範囲に存するように設けられている。

上記光ファイバ温度センサ６は、例えば半導体の光透過
率変化を利用したもので原理的に周知であるが、その構
造を第４図に基づいて概略的に説明する。即ち、光ファ
イバ温度センサ６は、前記検出ヘッド部８に光ファイバ
９を連結して構成されたもので、検出ヘッド部８は、光
ファイバ９の先端に機械的及び光学的に接続された状態
の感温素子１０をセラミックス製の保護管１１内に収納
すると共に、その収納状態で保護管１１内に例えばエポ
キシ樹脂１２を充填することにより構成されている。上
記感温素子１０は、ＧａＡｓ，ＣｄＴｅなどの半導体を
ロッド状に形成すると共に、先端面（光ファイバ９の連
結端面と反対側の面）に誘電体多層膜より成る反射膜１
０ａを形成したもので、その温度上昇に伴い光透過率が
反比例的に変化する性質を有する。

この結果、例えば第５図に示すように、発光ダイオード
１３からの光を、光分合波器１４，光コネクタ１５及び
光ファイバ９を通じて感温素子１０に入射させると共
に、これに応じた反射膜１０ａでの反射光を光ファイバ
９，光コネクタ１５及び光分合波器１４を通じてホトダ
イオード１６により受光する構成とした場合、そのホト
ダイオード１６での受光量は、感温素子１０の温度上昇
に応じて第６図に示す如く変化するようになり、その受
光量にて感温素子１０の温度を判定することができる。
尚、第５図は光ファイバ温度センサ６と接続される信号
処理装置１７の概略構成を示したもので、ホトダイオー
ド１６による受光信号を受光回路１８を通じて受ける信
号処理回路１９を、その入力信号（つまりホトダイオー
ド１６での受光量を示す信号）と前記第６図に示すよう
な温度−受光量特性とに基づいて感温素子１０の温度を
演算し、その演算結果を巻線１の温度を示す検出信号Ｓ
ｄとして出力するようになっている。

上記した本実施例によれば、光ファイバ温度センサ６の
検出ヘッド部８は、ダクトピース３に巻線１と対応する
ように形成された溝部５内に配置されているから、その
検出ヘッド部８による検出温度、ひいては最終的に信号
処理回路１９から出力される検出信号Ｓｄにより示され
る温度は、巻線１の温度に良く追随したものとなる。こ
のとき、上記溝部５内にはシリコンゲル７が充填されて
いるから、巻線１及び検出ヘッド部８間の熱伝導が良好
になると共に、ダクト４を流れる冷却媒体の熱が検出ヘ
ッド部８による検出温度に対して悪影響を及ぼすことが
抑制されるようになり、結果的に前記検出信号Ｓｄの精
度が高くなる。尚、検出ヘッド部８は、最外周から数え
て２層目の巻線１、つまり温度上昇度合が比較的大きい
巻線１に対応して設けられ、しかも巻線１の上端から５
cm〜当該巻線１の軸方向寸法の1/3程度の寸法だけ下が
った位置範囲、つまりダクト４を下方から上方へ流通す
る冷却媒体により巻線１を冷却する場合に最も高温とな
る部分に対応した位置範囲に存するように設けられてい
るから、検出ヘッド部８による検出温度を巻線１の異常
温度上昇の監視に用いる場合に好都合となる。

また、光ファイバ温度センサ６を配置するための溝部５
は、元々存在するダクトピース３に形成される構成であ
るから、巻線１自体に特別な加工を施すという仕様変更
が不要となり、その巻線１ひいては変圧器の製造作業性
の悪化を招くことがなくなる。勿論、このように巻線１
自体の仕様変更が伴わない結果、従来のような変圧器の
特性変化や巻線１の占積率の低下を招くこともなくなる
ものである。さらに、光ファイバ温度センサ６の光ファ
イバ９は、溝部５の下方、つまり温度が比較的低い部分
へ引き出される構成であるから、その耐熱性をそれ程高
くする必要がなくなる利点もある。

尚、上記実施例では、溝部５の内部にシリコンゲル７を
充填する構成としたが、粉末状の絶縁物或はソリッド状
絶縁物など他の物質を充填しても良いものである。ま
た、上記実施例では、ダクトピース３の側面及び下面に
のみ開口した形状の溝部５を設ける構成としたが、ダク
トピース３の上下方向全体に渡って伸びる形状の溝部を
設ける構成としても良いものである。

第７図及び第８図には本考案の第２の実施例が示されて
おり、以下これについて前記第１の実施例と異なる部分
のみ説明する。即ち、この実施例は、ダクト４に対し溝
部５に代わるて凹部たる穴部２０を形成した点に特徴を
有する。この穴部２０は、ダクトピース３の上面に、巻
線１上部の温度上昇度合が比較的高い部分と対応する深
さで形成されたものであり、その内部に光ファイバ温度
センサ６が挿入されると共に、シリコンゲル７が充填さ
れる。従って、このように構成した本実施例においても
第１の実施例と同様の効果を奏するものであり、特に本
実施例によれば光ファイバ温度センサ６を比較的浅い位
置まで上方から挿入するだけで済むから、そのメンテナ
ンスが容易になるなどの効果を奏することができる。

尚、上記した各実施例では、円筒形の巻線１を備えた変
圧器について述べたがが、第９図に示す本考案の第３の
実施例のように、円板状の巻線２１を備えた変圧器に適
用しても同様の効果を奏するものである。即ち、この第
３図の実施例では、積重ね状に配置された単位巻線２１
の各間に、複数個の矩形ブロック状ダクトピース２２を
放射状配置にて介在させており、これによって巻線２１
間にその径方向へ伸びるダクト２３を形成している。そ
して、ダクトピース２２のうち例えば最上部に位置した
所定の１個には、そのダクトピース２２の内側面（巻線
２１の内周側の面）で開口した凹部たる穴部２４が形成
されており、この穴部２４内に、光ファイバ温度センサ
６を挿入すると共に、シリコンゲル７を充填している。

［考案の効果］本考案によれば以上説明したように、巻線冷却用のダク
トを備えた静止誘導機器において、前記ダクト形成用の
ダクトピースに凹部を形成すると共に、この凹部内に巻
線温度検出用の光ファイバ温度センサを配置する構成と
したので、光ファイバ温度センサを巻線温度の検出に好
適した位置へ設置するに当たって静止誘導機器の製造作
業性が悪化する虞がなくなる上に、静止誘導機器の特性
変化及び巻線の占積率の悪化を来たす虞もなくなるとい
う実用的効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本考案の第１の実施例を示すもの
で、第１図は静止誘導機器の部分斜視図、第２図及び第
３図は要部の縦断正面図及び側面図、第４図は光ファイ
バ温度センサの拡大断面図、第５図は信号処理のための
装置の概略的回路構成図、第６図は光ファイバ温度セン
サの特性図である。また、第７図及び第８図は本考案の
第２の実施例を示す夫々第２図及び第３図相当図、第９
図は本考案の第３の実施例を示す第１図相当図である。図中、１，２１は巻線、３，２２はダクトピース、４，
２３はダクト、５は溝部（凹部）、６は光ファイバ温度
センサ、７はシリコンゲル、８は検出ヘッド部、９は光
ファイバ、１０は感温素子、１７は信号処理装置、２
０，２４は穴部（凹部）を示す。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】巻線間にダクトピースを介在させることに
より冷却用媒体を流通させるためのダクトを形成して成
る静止誘導機器において、前記ダクトピースに前記巻線
と対応するようにして凹部を形成し、この凹部内に光フ
ァイバ温度センサを配置したことを特徴とする静止誘導
機器の巻線温度検出装置。