JPH066977A - センサ用電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 誘導機器の漏洩磁界中にコイル５を配置す
る。このコイル５に整流装置６及び二次電池７を接続
し、二次電池７にセンサ３を接続する。 【効果】 変圧器等の誘導機器は、巻線を流れる電流に
より誘導される漏洩磁界が発生する。コイル５の両端に
は、コイル５と鎖交する漏洩磁界の磁束密度とコイル５
の巻回数に比例して変圧器の電源周波数と同じ周波数の
交流電圧が得られる。この交流電圧を整流装置６を介し
て直流にすれば、二次電池７の充電が可能になる。二次
電池７は充電と放電が可能であるため、交換の必要のな
いセンサ３用電源を構成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば変圧器等に用
いられるセンサ類の電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の高度情報社会の進展により、その
主たるエネルギーを供給している電源機器に対してきわ
めて高い信頼性が要求されるようになってきた。このよ
うな要求に対応するため、機器の異常をごく初期の段階
で検出して事故拡大を未然に防いだり、あるいは機器の
余寿命判断を行うための種々のセンサを装着した、いわ
ゆるインテリジェント受変電機器が実用化しつつある。
図３に、このようなインテリジェント化をはかるため、
受変電機器の構成要素のひとつである変圧器へセンサを
装着した例を示す。

【０００３】図３において、１は鉄心と巻線とからなる
変圧器中身、２は変圧器中身を収納した外箱であり、３
は変圧器中身の温度を測定するための温度センサ、４は
温度センサの出力を変圧器外部へ導くための光ファイバ
である。

【０００４】一般に変圧器の寿命は、変圧器中身１に用
いる絶縁材料の寿命で決定される。従って温度センサ３
は、変圧器中身１の最高点温度が測定できるように、高
電圧が印加されている巻線に近接して配設される。この
ため絶縁上の理由から、温度センサ３の出力は光ファイ
バ４を介して変圧器外部へ導き出す。

【０００５】変圧器をインテリジェント化するためのセ
ンサは、温度センサ以外に、変圧器内に侵入した水分を
検出する水分センサ、微小放電を検出するコロナセン
サ、異常音を検出する音響センサ、変圧器内の冷媒（絶
縁油やＳＦ６などのガス）が分解して発生するガスを検
出するガスセンサなどが実用化されている。このような
センサはいずれも変圧器中身に近接して設置するほど、
その検出感度の向上が図れるものが多く、それらの出力
は、前述した温度センサ同様光ファイバにより変圧器外
部へ導くことが必要になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上に述べ
たセンサ類の中には、その機能を維持するために電源を
必要とするものがある。従来、センサの電源には放電寿
命の長いリチウム電池などの一次電池を用いている。そ
して変圧器の定期点検などに合わせて、これらセンサ電
源用電池を交換する。センサが変圧器外部に配設されて
いる場合は、電池の交換は比較的容易であるが、前述し
たように変圧器内部に配設したセンサの場合には冷媒の
再処理などの手間を要していた。本発明は上記事情に鑑
みてなされたもので、その目的は、交換作業を必要とし
ないセンサ用電源装置を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のセンサ用電源装
置は、誘導機器の漏洩磁界中におかれ前記漏洩磁界と鎖
交することでその両端に交流電圧を発生するコイルと、
このコイルにより発生した交流電圧を整流する整流装置
と、整流装置から得られた直流により充電する二次電池
とからなるものである。

【０００８】この場合、コイルは誘導機器巻線の端部に
配置し、このコイル中には開放形鉄心を設け、その開放
形鉄心の巻線との対向部に鍔部を設けた構成とすること
が好ましい。またコイルは誘導機器巻線の端部を軸方向
に締付ける締付ボルトに巻回して設けることもできる。

【０００９】

【作用】例えば変圧器等の誘導機器においては、巻線を
流れる電流により誘導した漏洩磁界が発生する。その大
きさは巻線に近いほど大きく、数千ｋＶＡの変圧器の巻
線近傍では、数百ガウスにもなる。この漏洩磁界中にコ
イルを配置すると、その両端には、コイルと鎖交する漏
洩磁界の磁束密度とコイルの巻回数に比例して変圧器の
電源周波数と同じ周波数の交流電圧が得られる。この交
流電圧を整流装置を介して直流にすれば、二次電池の充
電が可能になる。二次電池は充電と放電が可能であるた
め、これらでもって、交換の必要のないセンサ用電源を
構成することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１及び図２を参
照して説明する。図１において、１乃至４は、従来の構
成である図３と同様の構成である。そして５は漏洩磁界
中に設置されたコイルであり、６はコイル５に接続され
た整流装置、７は整流装置６に接続された二次電池であ
る。温度センサ３へは二次電池７により直流電圧が供給
される。

【００１１】図１の構成のうち、センサ３への電源部分
を表したのが図２である。図２において、変圧器巻線に
流れる電流により誘導した交流磁束Φがコイル５と鎖交
すると、コイル５の両端には交流電圧ｅ_a を生じる。交
流電圧ｅ_a は、整流装置６により整流されて直流電圧ｅ
_d となる。直流電圧ｅ_d は、二次電池７の両端に印加さ
れ、これを充電する。二次電池７は、図１のごとく温度
センサ３の電源として機能する。従ってリチウム電池の
電源を用いた場合のように電池交換を行う必要がない。

【００１２】なお、図２では、整流装置としてダイオー
ドによる単相ブリッジ整流回路を採用した例を説明した
が、これをサイリスタとし、ゲート制御をおこなって直
流電圧一定制御ができるように構成しても良い。ゲート
制御は、負荷変動が激しく、漏洩磁束Φが大きく変動す
る場合などには有効である。サイリスタには、光ゲート
制御する光サイリスタを採用すれば、制御部を変圧器外
に設置できる。

【００１３】変圧器中身の漏洩磁束をより確実にコイル
へ導くにためには、図１のようにコイル５を変圧器巻線
の近傍に配設することが好ましく、そして例えば図３の
ようにコイル５中に開放形鉄心８を設け、その開放形鉄
心８の巻線と対向する部分に鍔部８ａを設けることによ
り、開放形鉄心８を通して漏洩磁束を確実に導くことが
できる。

【００１４】また図４に示すように変圧器中身１の巻線
を軸方向に締付けている締付ボルト９を利用して、この
締付ボルト９にコイル５に巻回して設けても同様の効果
を奏することができる。上記実施例は、温度センサの電
源を例にして説明したが、他のセンサの電源として適用
できることは勿論である。

【００１５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のセンサ用電源によれば、電池交換の必要がなく、変圧
器などの内部に設置することが可能なセンサ用電源を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略構成図

【図２】本発明の主要部の構成及び作用を説明する回路
図

【図３】センサ用電源のコイル取付構造の一実施例を示
す概略構成図

【図４】センサ用電源のコイル取付構造の更に他の実施
例を示す概略構成図

【図５】従来のセンサ付き変圧器の一例を示す概略構成
図

【符号の説明】

１は変圧器中身、５はコイル、６は整流装置、７は二次
電池、８は開放形鉄心、８ａは鍔部、９は締付ボルトを
示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘導機器の漏洩磁界中におかれ前記漏洩
   磁界と鎖交することでその両端に交流電圧を発生するコ
   イルと、このコイルにより発生した交流電圧を整流する
   整流装置と、整流装置から得られた直流により充電する
   二次電池とからなるセンサ用電源装置。
2. 【請求項２】 コイルを誘導機器巻線の端部に配置し、
   このコイル中に開放形鉄心を設け、その開放形鉄心の巻
   線との対向部に鍔部を設けたことを特徴とする請求項１
   記載のセンサ用電源装置。
3. 【請求項３】 誘導機器巻線の端部を軸方向に締付ける
   締付ボルトにコイルを巻回して設けたことを特徴とする
   請求項１記載のセンサ用電源装置。