ガスブロア及びその内部異常検出方法
【課題】ガスブロアの内部異常を検出することにより、修理や交換の準備作業を事前に効率よく進めて、ガスブロアの修理・交換に伴う電力機器の停止期間を短縮化することが可能なガスブロア及びその内部異常検出方法を提供する。
【解決手段】ガスブロア２０には、複数のブロード２７を有する回転自在なインペラ２１と、インペラ２１を覆うケーシング２３と、インペラ２１を回転させるモータ２６とが設けられている。また、インペラ２１にはインペラ２１に直流電圧を供給する直流電源２２が接続され、ケーシング２３近傍にはフロート電極２４が配置されている。なお、インペラ２１およびフロート電極２４は電気的に絶縁されている。フロート電極２４には電位測定端子２５を介して電圧測定器２８が接続され、さらに電圧測定器２８には監視モニタ３２が接続されている。
【解決手段】ガスブロア２０には、複数のブロード２７を有する回転自在なインペラ２１と、インペラ２１を覆うケーシング２３と、インペラ２１を回転させるモータ２６とが設けられている。また、インペラ２１にはインペラ２１に直流電圧を供給する直流電源２２が接続され、ケーシング２３近傍にはフロート電極２４が配置されている。なお、インペラ２１およびフロート電極２４は電気的に絶縁されている。フロート電極２４には電位測定端子２５を介して電圧測定器２８が接続され、さらに電圧測定器２８には監視モニタ３２が接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にガス絶縁電力機器にて絶縁ガスを強制的に循環させるために使用されるガスブロアの監視技術に係るものであり、特に、内部異常を検出可能なガスブロア及びその内部異常検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、変圧器やリアクトルといったガス絶縁電力機器は、鉄心や巻線の損失により発熱する。そのため、機器本体タンク内に封入される絶縁ガスに対しては、絶縁媒体としての機能と共に、冷却媒体としての機能も要求される。特に、発熱量の大きい大容量電力機器に封入される絶縁ガスは、高い冷却能力を持つ必要がある。したがって、大容量電力機器では機器を冷却する方式として、絶縁ガスを自然に循環させる自冷方式ではなく、絶縁ガスを強制的に循環させる強制循環方式が採用されている。
【０００３】
強制循環方式を採用するガス絶縁電力機器には、ガスブロアやガス冷却器が接続配管を介して機器本体タンクに取り付けられている。このうち、ガスブロアは、複数のブレードを有するインペラを回転させてガス流を発生させる送風機であって、絶縁ガスを強制的に機器本体タンク内に送り込み、これを循環させている。
【０００４】
ところで、ガスブロアの内部に何らかの異常が起き、絶縁ガスの循環流量が所定量よりも少なくなると、機器内部の熱が十分に排出されなくなり、内部温度が上昇する。機器本体タンク内部にて高温状態が長く続くか、または短時間とはいえ温度が異常に高くなって局所的に異常過熱が生じた場合、周辺の絶縁物の変質や劣化が急速に進む。
【０００５】
その結果、機器の寿命を著しく縮めてしまい、最悪の場合、絶縁破壊を起こして、機器の損傷に至る恐れがあった。このような最悪な事態を避けるために、強制循環方式のガス絶縁電力機器では、ガスブロアの故障を検出した時点で、機器の運転を緊急停止する制御を行い、機器の損傷を回避するようになっている。
【０００６】
上記の緊急停止制御を行う電力機器では、ガスブロアの故障を確実に検出することが重要である。このため、ガスブロアの動作状態を監視する技術が、種々提案されている。例えば、特許文献１では、羽車発電機の発生電力を測定することで、ガスブロアの動作状態を監視している。より詳しくは、ガスブロアとガス冷却器の間の接続配管内に羽車発電機が配置されている。そして、絶縁ガスの流れが羽車発電機を動作させ、発生電力量が所定の基準値よりも小さくなれば、絶縁ガスの流量が低減したと判断することができる。
【０００７】
また、ガス流量以外を監視対象とした従来技術としては、ガスブロア表面の振動の大きさを監視する技術や、ガスブロア駆動用のモータ電流値を監視する技術などが知られている。前者ではガスブロア外部からガスブロアの異常を感知することができ、後者ではガスブロアの電気的な故障を感知することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１９９３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の従来技術は、ガスブロアの不具合が電力機器に深刻な影響を与えることがないよう、ガスブロアの故障を検知した時点で、電力機器を緊急停止させている。つまり、電力機器を停止させた時にはガスブロアは完全に故障しており、運転不能に陥っているケースが殆どである。したがって、停止させた電力機器を復旧させる際には、ガスブロアの修理あるいは交換を行うことが不可欠であった。
【００１０】
このようなガスブロアの修理・交換作業は、その準備作業も含めると、時間がかかることが多い。具体的には、ガスブロアの修理・交換作業に要する期間、つまりガス絶縁電力機器の停止を余儀なくされる期間は、数週間から数ヶ月にも及ぶことがあった。
【００１１】
中でも、ガスブロアの修理・交換作業に含まれる作業のうち、その準備作業は長期化する傾向にある。これは、準備作業には、破損状況を確認する内部点検から始まり、故障原因の究明、修理部品あるいは代替ブロアの手配、さらには機器を停止させた後の機器本体タンク内の絶縁ガスの処理など複数の作業が含まれるためである。
【００１２】
しかも、これらの準備作業は、故障原因を判明させてから、それに対応した修理部品あるいは代替ブロアを手配するというように、段階的に進めなくてはならない作業が大半を占める。したがって、ガスブロアの修理・交換に関する準備作業では、複数の作業を同時並行的に進めることが難しく、作業効率が低かった。
【００１３】
そこで、ガスブロアの修理・交換の準備作業に関しては、ガスブロアが完全に故障してから準備作業を始めるのではなく、準備し得る作業に取ついては、できる限り早い段階で取りかかることが望まれていた。この要望に応えるためには、ガスブロア内部に異変が起きた時点でこれを高感度に検出し、早期に故障の予兆を察知することが有効である。
【００１４】
しかしながら、従来技術では、ガスブロアが完全に故障したことを想定した上で、電力機器の緊急停止制御を行っている。すなわち、従来のガスブロア監視技術は、ガスブロアの故障具合が十分に進行したことを判定するものであって、仮にガスブロア内部に機械的な異常が発生したとしても、ガスブロアの運転が続行可能であれば、そのような内部異常を検知していなかった。
【００１５】
なお、ガスブロアの故障原因になる可能性があるものの、とりあえずはガスブロアの運転が継続可能である内部異常としては、インペラの持つ多数のブレードのうち数枚程度が喪失することなどが代表的である。従来のガスブロアの監視技術では、このような内部異常をいちいち検出することはなく、上述したようにガスブロアが完全に故障したことを検出するだけであった。
【００１６】
このように、従来技術においては、即座に故障に結びつくことのないガスブロアの内部異常については、検出しないでいた。このため、ガスブロアが完全に故障してから準備作業に取りかかるほかなく、準備作業の作業効率は低かった。したがって、ガスブロアの修理・交換作業を実施する際のガス絶縁電力機器の停止期間は、長引かざるを得なかった。
【００１７】
本発明は、このような状況を鑑みて提案されたものであり、ガスブロアの故障を検出するのではなく、故障の予兆となるガスブロアの内部異常を検出することにより、修理や交換の準備作業を事前に効率よく進めることができ、ガスブロアの修理・交換に伴う電力機器の停止期間を短縮化することが可能なガスブロア及びその内部異常検出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】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明は、電力機器に対し絶縁ガスを強制的に循環させるガスブロアにおいて、ケーシング内にはモータが収納され、前記モータには該モータに交流電圧を供給する交流電圧供給手段が接続され、前記モータの回転軸には電気的に絶縁した状態でインペラが取り付けられ、前記インペラには該インペラに直流電圧を供給する直流電圧供給手段が接続され、前記ケーシング近傍には電気的に絶縁した状態でフロート電極が取り付けられ、前記フロート電極には当該フロート電極の電位を外部に引き出す電位測定端子が設置され、前記電位測定端子には前記フロート電極に誘起される電圧を測定する電圧測定手段が接続され、さらに前記電圧測定手段には当該電圧測定手段にて測定した電圧を監視する電圧監視手段が接続され、前記電圧監視手段は、前記電圧測定手段の測定した電圧について、直流電圧に重畳された交流電圧成分の変動幅を監視するように構成されたことを特徴としている。
【００１９】
また、本発明は、ケーシング内の駆動モータの回転軸には電気的に絶縁した状態でインペラが取り付けられると共に、前記ケーシング近傍には電気的に絶縁した状態でフロート電極が取り付けられたガスブロアの内部異常を検出する方法において、ガスブロアの運転中、前記インペラに直流電圧を供給する直流電圧供給ステップと、前記フロート電極に誘起される電圧を測定する電圧測定ステップと、前記電圧測定ステップにて測定した電圧を監視する電圧監視ステップを含み、前記電圧監視ステップでは、前記電圧測定ステップにて測定した電圧について、直流電圧に重畳された交流電圧成分の変動幅を監視することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のガスブロア及びその内部異常検出方法によれば、本来は無電圧であるインペラに直流電圧を印加した状態でガスブロアを運転し、インペラが正常に回転する時はインペラ近傍に位置するフロート電極の誘起電圧は周期的に変動することを利用して、フロート電極に誘起された電圧に関して、直流電圧に重畳された交流電圧成分の変動幅を監視することにより、この変動幅がインペラ正常時の所定範囲を越えた場合に、ガスブロア内部の異常を検出することができ、故障の予兆を早期に察知してガスブロアの修理・交換の準備作業を効率よく進めることが可能であり、これによりガスブロアの修理・交換に伴う電力機器の停止期間を短縮化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のガスブロアの第１の実施形態の構成図。
【図２】第１の実施形態の正常動作を上面より模式的に示す模式図。
【図３】第１の実施形態の異常時動作を上面より模式的に示す模式図。
【図４】正常時のフロート電極電圧波形を示すグラフ。
【図５】インペラが１枚喪失されたときのフロート電極電圧波形を示すグラフ。
【図６】本発明の第２の実施形態の構成図。
【図７】本発明の第３の実施形態の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（１）第１の実施形態
（１−１）構成
以下、本発明に係る第１の実施形態の構成について、図１〜図５を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施形態の概要を示す構成図、図２、図３は、図１に示したガスブロア２０を上面より見た模式図であって、図２は正常動作時の状態、図３は異常動作時の状態を示している。図４はインペラ２１が正常に運転されている時のフロート電極２４の電圧波形を示すグラフ、図５はインペラ２１に取付けられた１枚のブレード２７が喪失した上で運転された時のフロート電極２４の電圧波形を示すグラフである。
【００２３】
図１に示すように、ガスブロア２０は、電力機器に絶縁ガスを強制的に循環させるかご型形状となっている。ガスブロア２０にはケーシング２３が設けられている。ケーシング２３は、径の異なる２つの円筒形を繋げた形状から構成され、径の大きい上部側には導電性のインペラ２１が、径の小さい下部側にはインペラ２１駆動用のモータ２６が、それぞれ収納されている。
【００２４】
インペラ２１は回転軸を上下方向にして回転自在に配置され、モータ２６の回転軸に対して電気的に絶縁した状態で取り付けられている。また、インペラ２１はケーシング２３に覆われて周囲構造物より電気的に絶縁されている。さらに、インペラ２１の外周部には円周部分に沿って複数枚のブレード２７が取り付けられている。
【００２５】
モータ２６には交流電源端子３１を設けられている。交流電源端子３１には交流電源３０が接続されている。交流電源３０はモータ２６に交流電圧を供給するものである。また、交流電源端子３１近傍には直流電圧印加端子２９が設置されている。直流電圧印加端子２９には直流電源２２が接続されている。直流電源２２はインペラ２１に直流電圧を供給するものである。
【００２６】
さらに、ケーシング２３近傍にはフロート電極２４が固定されている。フロート電極２４は接地から電気的に絶縁されており、電位測定端子２５が接続されている。電位測定端子２５は、フロート電極２４の電位をケーシング２３の外部に引き出すためのものであって、電圧測定器２８が接続されている。
【００２７】
電圧測定器２８はフロート電極２４に誘起される電圧を測定する機器であって、監視モニタ３２が接続されている。監視モニタ３２は電圧測定器２８の測定結果を表示する表示モニタを有しており、電圧測定器２８の測定した電圧について、直流電圧に重畳された交流電圧成分の変動幅を監視するようになっている。
【００２８】
（１−２）ガスブロアの内部異常検出方法
以上の構成を有するガスブロア２０では、監視モニタ３２による監視により、次のようにして、ガスブロア２０の内部異常を検出する。まず、ガスブロア２０の内部異常の検出に先だって、電位測定端子２５に電圧測定器２８を接続する。そして、ガスブロア２０を動作させた状態で直流電圧印加端子２９を介して直流電源２２からインペラ２１に直流電圧を供給しておく（直流電圧供給ステップ）。
【００２９】
図２および図３に示すように、インペラ２１に直流電圧が供給されたことで、各ブレード２７は正電荷４１を持ち、インペラ２１全体は一様の電位を持つことになる。このとき、ブレード２７とフロート電極２４間には静電容量４２が、フロート電極２４とケーシング２３間には静電容量４３が、それぞれ存在する。ここで、インペラ２１に印加された直流電圧は、ブレード２７とフロート電極２４間の静電容量４２と、フロート電極２４とケーシング２３間の静電容量４３とで分圧されるため、フロート電極２４には電圧が誘起される。
【００３０】
この電圧誘起現象は、モータ２６の駆動力によりインペラ２１が回転するガスブロア２０の運転状態であっても成立する。したがって、ガスブロア２０を運転した状態で、電圧測定器２８によりフロート電極２４に誘起される電圧を測定し（電圧測定ステップ）、さらに監視モニタ３２にて電圧測定器２８の測定結果を常時監視する（電圧監視ステップ）。
【００３１】
今、運転中のガスブロア２０のインペラ２１に直流電源２２から直流電圧４１を供給したとき、インペラ２１にＮ枚取り付けられたｉ番目のブレード２７について考察する。このときのフロート電極２４の発生電圧をベクトルＶｉ、ｉ番目のブレード２７とフロート電極２４間の静電容量４２をＣ１ｉ、フロート電極２４とケーシング２３間の静電容量４３をＣ２、直流電源２２からインペラ２１に供給した直流電圧をＥとすると、フロート電極２４に発生する電圧のベクトルＶｉの大きさは、次の式１で表すことができる。
【数１】
【００３２】
ここで、フロート電極２４はケーシング２３近傍に固定されているので、フロート電極２４とケーシング２３間の距離は変化することがない。したがって、フロート電極２４とケーシング２３間の静電容量４３のＣ２は変化しない。一方、ガスブロア２０は運転中であり、インペラ２１のブレード２７は円周上を一定速度で移動しているので、ブレード２７およびフロート電極２４間の距離は一定周期で変化する。
【００３３】
インペラ２１の半径をr、インペラ２１の角周波数をω、円周率をπ、ブレード２７とフロート電極２４の最短距離をａ、インペラ２１に取付けられたブレード２７の枚数をＮ、ブレード２７の番号をｉ(ｉ＝０、…Ｎ−１)として、上記ｉ番目のブレード２７とフロート電極２４間の距離を、複素数表記にてベクトルｌｉで表すと、以下の式２になる。
【数２】
【００３４】
また、対向する平板間の静電容量は両者の距離に反比例する。このことから、ブレード２７とフロート電極２４との距離が最短距離ａ時の静電容量をＣｍとすれば、ｉ番目のブレード２７とフロート電極２４間の静電容量Ｃ１ｉは、下記の式３で表すことができる。
【数３】
【００３５】
ここで、ｉ番目のブレード２７とフロート電極２４間の距離、つまりベクトルｌｉの大きさは次の式４から導くことができる。
【数４】
そのときのｉ番目のブレード２７からフロート電極２４に誘起される電圧Ｖｉは、上記式４により、次の式５のベクトルとして表される。
【数５】
【００３６】
上記の式５から鑑みると、このｉ番目のブレード２７からフロート電極２４に誘起される電圧Ｖｉは、インペラ２１の角周波数で周期的に変動することになる。式５は、インペラ２１に取り付けられたＮ枚のブレード２７内の１枚に対して考慮した場合なので、全ブレード数Ｎ枚から誘起される電圧ベクトルＶは、次の式６となる。
【数６】
【００３７】
（１−３）ガスブロア２０が正常な場合
上記の式６より、インペラ２１に取付けられたブレード２７の枚数が、例えば５１枚（Ｎ＝５１）とすると、この場合におけるフロート電極２４の誘起電圧の時間変化を図４のグラフに示す。このグラフは監視モニタ３２にて表示される。
【００３８】
図４に示したグラフから明らかなように、フロート電極２４の誘起電圧は、直流電圧に小さな交流電圧が重畳しているのが分かる。監視モニタ３２では、電圧測定器２８の測定した電圧について、直流電圧に重畳された交流電圧成分の変動幅を監視しており、図４のグラフでは、前記変動幅は所定の範囲内に収まっていることになる。
【００３９】
つまり、フロート電極２４の誘起電圧における周期的な波形には乱れが生じていない。したがって、各ブレード２７およびフロート電極２４間の距離は一定周期で変化している。これは、インペラ２１が正常に回転していることを示しており、ガスブロア２０は正常に動作していると見なすことができる。
【００４０】
（１−４）ガスブロア２０に内部異常が生じた場合
一方、インペラ２１に取り付けられているブレード２７の内、１枚が喪失した場合、ブレード２７から誘起される電圧ベクトルＶは、次の式７にて計算することができる。
【数７】
【００４１】
この式７より、インペラ２１に取付けられたブレード２７の枚数が例えば５１枚から５０枚に減った場合におけるフロート電極２４の誘起電圧の時間変化は図５のグラフのようになる。このグラフも監視モニタ３２にて表示可能である。図５のグラフにおいても、上記図４のグラフと同じく、直流電圧に交流電圧が重畳しているのが見てとれる。
【００４２】
ただし、喪失したブレード２７の位置では、フロート電極２４の前を通過する際に対地静電容量Ｃ１ｉが大きくならない。このため、前記式１に基づき、フロート電極２４の誘起電圧は小さくなり、喪失したブレード２７の位置がフロート電極２４の前を通過するタイミングで、大きな電圧の落ち込みが起きる。
【００４３】
ここで、監視モニタ３２では、電圧測定器２８の測定した電圧について、直流電圧に重畳された交流電圧成分の変動幅を監視しているが、その変動幅が所定の範囲を越えたことになり、フロート電極２４の誘起電圧における周期的な波形に乱れが生じている。この監視結果を受けて、インペラ２１では１枚のブレード２７が喪失していると判断することができ、ガスブロア２０の内部異常を検出することが可能である。
【００４４】
（１−５）他のガスブロア２０の内部異常の例
なお、上記の説明では、ガスブロア２０内部に生じる異常として、ブレード２７の喪失を一例として挙げたが、本実施形態ではインペラ２１の軸受異常や、インペラ２１のアンバランスによる回転異常についても、ガスブロア２０の内部異常として検出可能である。
【００４５】
すなわち、フロート電極２４の誘起電圧は、フロート電極２４とブレード２７間の距離の変化に応じて変動する。そのため、ベアリング破損などによりインペラ２１の軸受がぶれた場合や、インペラ２１のアンバランスにより回転軸が偏心した場合も、フロート電極２４とブレード２７間の距離が、周期的な変化から外れることになる。
【００４６】
そこで、インペラ２１の軸受や回転軸に関して、インペラ２１が正常である場合のフロート電極２４の周期的な電圧変動を予め測定しておく。そして、フロート電極２４の電圧変動に関して、直流電圧に重畳された交流電圧成分の変動幅が正常な範囲を越えた場合には、インペラ２１の軸受異常、あるいはインペラ２１のアンバランスによる回転異常を、内部異常として検出することができる。
【００４７】
（１−６）作用効果
上述した第１の実施形態の作用効果は次の通りである。すなわち、第１の実施形態では、電気的に絶縁状態にあるインペラ２１に対し直流電源２２が直流電圧を印加した状態でガスブロア２０を運転する。そしてケーシング２３近傍に固定したフロート電極２４に発生する誘起電圧を、監視モニタ３２にて監視する。
【００４８】
その際、所定変動幅を超えた振幅を持つ交流電圧成分が、直流電圧に重畳された誘導電圧波形が観測された場合には、ブレード２７とフロート電極２４と間の距離に異常が生じていることになる。このようにして、ガスブロア２０の内部異常の発生を高感度に検出することができる。
【００４９】
上記のガスブロア２０の内部異常は、それが生じたことで即座にガスブロア２０が運転不能となるような重大な故障となるものではなく、とりあえずはガスブロア２０の継続運転が可能である。このため、ガスブロア２０が完全な故障に至るまでには時間的な猶予ができる。
【００５０】
したがって、このような内部異常は、故障の予兆として察知することにより、これを検出した時点から、ガスブロア２０の修理・交換に関する準備作業を進めることができる。より具体的には、修理が予想される部品あるいは代替ブロアの手配や、機器本体タンク内の絶縁ガスを処理するための準備作業など、いわば修理・交換の準備作業のための準備作業を、可能な範囲で進めておくことができる。
【００５１】
その結果、ガスブロア２０の内部異常を検出してから相応の時間が経過した後、ガスブロア２０が完全に故障したことでガス絶縁電力機器を緊急停止させたとしても、十分な準備が整っており、ガスブロア２０の修理・交換作業を非常にスムーズに行うことができる。これにより、数週間から数ヶ月にわたるような長期の電力機器停止期間を、大幅に短縮化することができ、経済性の向上に寄与することが可能である。
【００５２】
（２）第２の実施形態
（２−１）構成
続いて、本発明の第２の実施形態に係るガスブロアについて図６を参照して説明する。図６は第２の実施形態の概要を示す構成図である。
【００５３】
図６に示すように、第２の実施形態に係るガスブロア２０Ａには、モータ２６の駆動用である交流電源端子３１と電気的に並列に、整流器５１が設置されている。つまり、モータ２６への電力供給と整流器５１への電力供給は同時に行えるように構成されている。このような第２の実施形態では直流電源２２の代替として、交流電圧を整流する整流器５１がガスブロア２０Ａ内に取り付けられていることになる。
【００５４】
（２−２）作用効果
以上の第２の実施形態では、整流器５１より得られた直流電圧をインペラ２１に供給することが可能であり、第１の実施形態と比べて、直流電圧印加端子２９および直流電源２２を省くことができる。したがって、前記第１の実施形態の持つ作用効果に加えて、構成の簡略化をより進めることができるといった作用効果がある。
【００５５】
（３）第３の実施形態
（３−１）構成
続いて、本発明の第３の実施形態に係るガスブロアについて図７を参照して説明する。図７は、第３の実施形態の概要を示す構成図である。
【００５６】
図７に示すガスブロア２０Ｂにおいて、インペラ２１を覆う部分のケーシング２３の下面と、インペラ２１下面とは、互いに対向しており、一方には高帯電体６１が（図７ではケーシング２３側に）、他方には低帯電体６２が（図７ではインペラ２１側に）、それぞれ貼り付けられている。
【００５７】
高帯電体６１はナイロン等の帯電列位の高い物質からなり、低帯電体６２は塩化ビニル等の帯電列位の低い物質からなる。これらの帯電体６１、６２は、互いに常時接触し、インペラ２１の回転時に、両者の摩擦により静電気を発生させてインペラ２１に直流電圧を供給するように構成されている。
【００５８】
（３−２）作用効果
このような第３の実施形態では、帯電体６１、６２から静電気を発生させることで、インペラ２１に対し直流電圧を印加することができる。そのため、第１および第２の実施形態と比べて、直流電圧印加端子２９、直流電源２２さらには整流器５１といった部材を省略することが可能である。これにより、第２の実施形態と比較して、構成の簡略化をいっそう進めることが可能である。
【００５９】
（４）他の実施形態
本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、各部材の構成や配置箇所などは適宜変更可能である。具体的にはフロート電極２４はケーシング２３側面近傍ではなく、ケーシング２３上面に固定するようにしても構わない。このような実施形態では、ガスブロア２０の振動はケーシング２３の上面が最も顕著であるため、インペラ２１の異常振動の検出に有利である。また、フロート電極２４の誘起電圧を測定、監視するだけではなく、電源の電圧や電流、周波数なども合わせて測定、監視することで、より正確にガスブロア２０の内部異常を検出することも可能となる。
【符号の説明】
【００６０】
２０、２０Ａ、２０Ｂ…ガスブロア
２１…インペラ
２２…直流電源
２３…ケーシング
２４…フロート電極
２５…電位測定端子
２６…モータ
２７…ブレード
２８…電圧測定器
２９…直流電圧印加端子
３０…交流電源
３１…交流電源端子
３２…監視モニタ
４１…ブレードの正電荷
４２…ブレードとフロート電極間の静電容量
４３…フロート電極とケーシング間の静電容量
５１…整流器
６１…高帯電体
６２…低帯電体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にガス絶縁電力機器にて絶縁ガスを強制的に循環させるために使用されるガスブロアの監視技術に係るものであり、特に、内部異常を検出可能なガスブロア及びその内部異常検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、変圧器やリアクトルといったガス絶縁電力機器は、鉄心や巻線の損失により発熱する。そのため、機器本体タンク内に封入される絶縁ガスに対しては、絶縁媒体としての機能と共に、冷却媒体としての機能も要求される。特に、発熱量の大きい大容量電力機器に封入される絶縁ガスは、高い冷却能力を持つ必要がある。したがって、大容量電力機器では機器を冷却する方式として、絶縁ガスを自然に循環させる自冷方式ではなく、絶縁ガスを強制的に循環させる強制循環方式が採用されている。
【０００３】
強制循環方式を採用するガス絶縁電力機器には、ガスブロアやガス冷却器が接続配管を介して機器本体タンクに取り付けられている。このうち、ガスブロアは、複数のブレードを有するインペラを回転させてガス流を発生させる送風機であって、絶縁ガスを強制的に機器本体タンク内に送り込み、これを循環させている。
【０００４】
ところで、ガスブロアの内部に何らかの異常が起き、絶縁ガスの循環流量が所定量よりも少なくなると、機器内部の熱が十分に排出されなくなり、内部温度が上昇する。機器本体タンク内部にて高温状態が長く続くか、または短時間とはいえ温度が異常に高くなって局所的に異常過熱が生じた場合、周辺の絶縁物の変質や劣化が急速に進む。
【０００５】
その結果、機器の寿命を著しく縮めてしまい、最悪の場合、絶縁破壊を起こして、機器の損傷に至る恐れがあった。このような最悪な事態を避けるために、強制循環方式のガス絶縁電力機器では、ガスブロアの故障を検出した時点で、機器の運転を緊急停止する制御を行い、機器の損傷を回避するようになっている。
【０００６】
上記の緊急停止制御を行う電力機器では、ガスブロアの故障を確実に検出することが重要である。このため、ガスブロアの動作状態を監視する技術が、種々提案されている。例えば、特許文献１では、羽車発電機の発生電力を測定することで、ガスブロアの動作状態を監視している。より詳しくは、ガスブロアとガス冷却器の間の接続配管内に羽車発電機が配置されている。そして、絶縁ガスの流れが羽車発電機を動作させ、発生電力量が所定の基準値よりも小さくなれば、絶縁ガスの流量が低減したと判断することができる。
【０００７】
また、ガス流量以外を監視対象とした従来技術としては、ガスブロア表面の振動の大きさを監視する技術や、ガスブロア駆動用のモータ電流値を監視する技術などが知られている。前者ではガスブロア外部からガスブロアの異常を感知することができ、後者ではガスブロアの電気的な故障を感知することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１９９３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の従来技術は、ガスブロアの不具合が電力機器に深刻な影響を与えることがないよう、ガスブロアの故障を検知した時点で、電力機器を緊急停止させている。つまり、電力機器を停止させた時にはガスブロアは完全に故障しており、運転不能に陥っているケースが殆どである。したがって、停止させた電力機器を復旧させる際には、ガスブロアの修理あるいは交換を行うことが不可欠であった。
【００１０】
このようなガスブロアの修理・交換作業は、その準備作業も含めると、時間がかかることが多い。具体的には、ガスブロアの修理・交換作業に要する期間、つまりガス絶縁電力機器の停止を余儀なくされる期間は、数週間から数ヶ月にも及ぶことがあった。
【００１１】
中でも、ガスブロアの修理・交換作業に含まれる作業のうち、その準備作業は長期化する傾向にある。これは、準備作業には、破損状況を確認する内部点検から始まり、故障原因の究明、修理部品あるいは代替ブロアの手配、さらには機器を停止させた後の機器本体タンク内の絶縁ガスの処理など複数の作業が含まれるためである。
【００１２】
しかも、これらの準備作業は、故障原因を判明させてから、それに対応した修理部品あるいは代替ブロアを手配するというように、段階的に進めなくてはならない作業が大半を占める。したがって、ガスブロアの修理・交換に関する準備作業では、複数の作業を同時並行的に進めることが難しく、作業効率が低かった。
【００１３】
そこで、ガスブロアの修理・交換の準備作業に関しては、ガスブロアが完全に故障してから準備作業を始めるのではなく、準備し得る作業に取ついては、できる限り早い段階で取りかかることが望まれていた。この要望に応えるためには、ガスブロア内部に異変が起きた時点でこれを高感度に検出し、早期に故障の予兆を察知することが有効である。
【００１４】
しかしながら、従来技術では、ガスブロアが完全に故障したことを想定した上で、電力機器の緊急停止制御を行っている。すなわち、従来のガスブロア監視技術は、ガスブロアの故障具合が十分に進行したことを判定するものであって、仮にガスブロア内部に機械的な異常が発生したとしても、ガスブロアの運転が続行可能であれば、そのような内部異常を検知していなかった。
【００１５】
なお、ガスブロアの故障原因になる可能性があるものの、とりあえずはガスブロアの運転が継続可能である内部異常としては、インペラの持つ多数のブレードのうち数枚程度が喪失することなどが代表的である。従来のガスブロアの監視技術では、このような内部異常をいちいち検出することはなく、上述したようにガスブロアが完全に故障したことを検出するだけであった。
【００１６】
このように、従来技術においては、即座に故障に結びつくことのないガスブロアの内部異常については、検出しないでいた。このため、ガスブロアが完全に故障してから準備作業に取りかかるほかなく、準備作業の作業効率は低かった。したがって、ガスブロアの修理・交換作業を実施する際のガス絶縁電力機器の停止期間は、長引かざるを得なかった。
【００１７】
本発明は、このような状況を鑑みて提案されたものであり、ガスブロアの故障を検出するのではなく、故障の予兆となるガスブロアの内部異常を検出することにより、修理や交換の準備作業を事前に効率よく進めることができ、ガスブロアの修理・交換に伴う電力機器の停止期間を短縮化することが可能なガスブロア及びその内部異常検出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】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明は、電力機器に対し絶縁ガスを強制的に循環させるガスブロアにおいて、ケーシング内にはモータが収納され、前記モータには該モータに交流電圧を供給する交流電圧供給手段が接続され、前記モータの回転軸には電気的に絶縁した状態でインペラが取り付けられ、前記インペラには該インペラに直流電圧を供給する直流電圧供給手段が接続され、前記ケーシング近傍には電気的に絶縁した状態でフロート電極が取り付けられ、前記フロート電極には当該フロート電極の電位を外部に引き出す電位測定端子が設置され、前記電位測定端子には前記フロート電極に誘起される電圧を測定する電圧測定手段が接続され、さらに前記電圧測定手段には当該電圧測定手段にて測定した電圧を監視する電圧監視手段が接続され、前記電圧監視手段は、前記電圧測定手段の測定した電圧について、直流電圧に重畳された交流電圧成分の変動幅を監視するように構成されたことを特徴としている。
【００１９】
また、本発明は、ケーシング内の駆動モータの回転軸には電気的に絶縁した状態でインペラが取り付けられると共に、前記ケーシング近傍には電気的に絶縁した状態でフロート電極が取り付けられたガスブロアの内部異常を検出する方法において、ガスブロアの運転中、前記インペラに直流電圧を供給する直流電圧供給ステップと、前記フロート電極に誘起される電圧を測定する電圧測定ステップと、前記電圧測定ステップにて測定した電圧を監視する電圧監視ステップを含み、前記電圧監視ステップでは、前記電圧測定ステップにて測定した電圧について、直流電圧に重畳された交流電圧成分の変動幅を監視することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のガスブロア及びその内部異常検出方法によれば、本来は無電圧であるインペラに直流電圧を印加した状態でガスブロアを運転し、インペラが正常に回転する時はインペラ近傍に位置するフロート電極の誘起電圧は周期的に変動することを利用して、フロート電極に誘起された電圧に関して、直流電圧に重畳された交流電圧成分の変動幅を監視することにより、この変動幅がインペラ正常時の所定範囲を越えた場合に、ガスブロア内部の異常を検出することができ、故障の予兆を早期に察知してガスブロアの修理・交換の準備作業を効率よく進めることが可能であり、これによりガスブロアの修理・交換に伴う電力機器の停止期間を短縮化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のガスブロアの第１の実施形態の構成図。
【図２】第１の実施形態の正常動作を上面より模式的に示す模式図。
【図３】第１の実施形態の異常時動作を上面より模式的に示す模式図。
【図４】正常時のフロート電極電圧波形を示すグラフ。
【図５】インペラが１枚喪失されたときのフロート電極電圧波形を示すグラフ。
【図６】本発明の第２の実施形態の構成図。
【図７】本発明の第３の実施形態の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（１）第１の実施形態
（１−１）構成
以下、本発明に係る第１の実施形態の構成について、図１〜図５を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施形態の概要を示す構成図、図２、図３は、図１に示したガスブロア２０を上面より見た模式図であって、図２は正常動作時の状態、図３は異常動作時の状態を示している。図４はインペラ２１が正常に運転されている時のフロート電極２４の電圧波形を示すグラフ、図５はインペラ２１に取付けられた１枚のブレード２７が喪失した上で運転された時のフロート電極２４の電圧波形を示すグラフである。
【００２３】
図１に示すように、ガスブロア２０は、電力機器に絶縁ガスを強制的に循環させるかご型形状となっている。ガスブロア２０にはケーシング２３が設けられている。ケーシング２３は、径の異なる２つの円筒形を繋げた形状から構成され、径の大きい上部側には導電性のインペラ２１が、径の小さい下部側にはインペラ２１駆動用のモータ２６が、それぞれ収納されている。
【００２４】
インペラ２１は回転軸を上下方向にして回転自在に配置され、モータ２６の回転軸に対して電気的に絶縁した状態で取り付けられている。また、インペラ２１はケーシング２３に覆われて周囲構造物より電気的に絶縁されている。さらに、インペラ２１の外周部には円周部分に沿って複数枚のブレード２７が取り付けられている。
【００２５】
モータ２６には交流電源端子３１を設けられている。交流電源端子３１には交流電源３０が接続されている。交流電源３０はモータ２６に交流電圧を供給するものである。また、交流電源端子３１近傍には直流電圧印加端子２９が設置されている。直流電圧印加端子２９には直流電源２２が接続されている。直流電源２２はインペラ２１に直流電圧を供給するものである。
【００２６】
さらに、ケーシング２３近傍にはフロート電極２４が固定されている。フロート電極２４は接地から電気的に絶縁されており、電位測定端子２５が接続されている。電位測定端子２５は、フロート電極２４の電位をケーシング２３の外部に引き出すためのものであって、電圧測定器２８が接続されている。
【００２７】
電圧測定器２８はフロート電極２４に誘起される電圧を測定する機器であって、監視モニタ３２が接続されている。監視モニタ３２は電圧測定器２８の測定結果を表示する表示モニタを有しており、電圧測定器２８の測定した電圧について、直流電圧に重畳された交流電圧成分の変動幅を監視するようになっている。
【００２８】
（１−２）ガスブロアの内部異常検出方法
以上の構成を有するガスブロア２０では、監視モニタ３２による監視により、次のようにして、ガスブロア２０の内部異常を検出する。まず、ガスブロア２０の内部異常の検出に先だって、電位測定端子２５に電圧測定器２８を接続する。そして、ガスブロア２０を動作させた状態で直流電圧印加端子２９を介して直流電源２２からインペラ２１に直流電圧を供給しておく（直流電圧供給ステップ）。
【００２９】
図２および図３に示すように、インペラ２１に直流電圧が供給されたことで、各ブレード２７は正電荷４１を持ち、インペラ２１全体は一様の電位を持つことになる。このとき、ブレード２７とフロート電極２４間には静電容量４２が、フロート電極２４とケーシング２３間には静電容量４３が、それぞれ存在する。ここで、インペラ２１に印加された直流電圧は、ブレード２７とフロート電極２４間の静電容量４２と、フロート電極２４とケーシング２３間の静電容量４３とで分圧されるため、フロート電極２４には電圧が誘起される。
【００３０】
この電圧誘起現象は、モータ２６の駆動力によりインペラ２１が回転するガスブロア２０の運転状態であっても成立する。したがって、ガスブロア２０を運転した状態で、電圧測定器２８によりフロート電極２４に誘起される電圧を測定し（電圧測定ステップ）、さらに監視モニタ３２にて電圧測定器２８の測定結果を常時監視する（電圧監視ステップ）。
【００３１】
今、運転中のガスブロア２０のインペラ２１に直流電源２２から直流電圧４１を供給したとき、インペラ２１にＮ枚取り付けられたｉ番目のブレード２７について考察する。このときのフロート電極２４の発生電圧をベクトルＶｉ、ｉ番目のブレード２７とフロート電極２４間の静電容量４２をＣ１ｉ、フロート電極２４とケーシング２３間の静電容量４３をＣ２、直流電源２２からインペラ２１に供給した直流電圧をＥとすると、フロート電極２４に発生する電圧のベクトルＶｉの大きさは、次の式１で表すことができる。
【数１】
【００３２】
ここで、フロート電極２４はケーシング２３近傍に固定されているので、フロート電極２４とケーシング２３間の距離は変化することがない。したがって、フロート電極２４とケーシング２３間の静電容量４３のＣ２は変化しない。一方、ガスブロア２０は運転中であり、インペラ２１のブレード２７は円周上を一定速度で移動しているので、ブレード２７およびフロート電極２４間の距離は一定周期で変化する。
【００３３】
インペラ２１の半径をr、インペラ２１の角周波数をω、円周率をπ、ブレード２７とフロート電極２４の最短距離をａ、インペラ２１に取付けられたブレード２７の枚数をＮ、ブレード２７の番号をｉ(ｉ＝０、…Ｎ−１)として、上記ｉ番目のブレード２７とフロート電極２４間の距離を、複素数表記にてベクトルｌｉで表すと、以下の式２になる。
【数２】
【００３４】
また、対向する平板間の静電容量は両者の距離に反比例する。このことから、ブレード２７とフロート電極２４との距離が最短距離ａ時の静電容量をＣｍとすれば、ｉ番目のブレード２７とフロート電極２４間の静電容量Ｃ１ｉは、下記の式３で表すことができる。
【数３】
【００３５】
ここで、ｉ番目のブレード２７とフロート電極２４間の距離、つまりベクトルｌｉの大きさは次の式４から導くことができる。
【数４】
そのときのｉ番目のブレード２７からフロート電極２４に誘起される電圧Ｖｉは、上記式４により、次の式５のベクトルとして表される。
【数５】
【００３６】
上記の式５から鑑みると、このｉ番目のブレード２７からフロート電極２４に誘起される電圧Ｖｉは、インペラ２１の角周波数で周期的に変動することになる。式５は、インペラ２１に取り付けられたＮ枚のブレード２７内の１枚に対して考慮した場合なので、全ブレード数Ｎ枚から誘起される電圧ベクトルＶは、次の式６となる。
【数６】
【００３７】
（１−３）ガスブロア２０が正常な場合
上記の式６より、インペラ２１に取付けられたブレード２７の枚数が、例えば５１枚（Ｎ＝５１）とすると、この場合におけるフロート電極２４の誘起電圧の時間変化を図４のグラフに示す。このグラフは監視モニタ３２にて表示される。
【００３８】
図４に示したグラフから明らかなように、フロート電極２４の誘起電圧は、直流電圧に小さな交流電圧が重畳しているのが分かる。監視モニタ３２では、電圧測定器２８の測定した電圧について、直流電圧に重畳された交流電圧成分の変動幅を監視しており、図４のグラフでは、前記変動幅は所定の範囲内に収まっていることになる。
【００３９】
つまり、フロート電極２４の誘起電圧における周期的な波形には乱れが生じていない。したがって、各ブレード２７およびフロート電極２４間の距離は一定周期で変化している。これは、インペラ２１が正常に回転していることを示しており、ガスブロア２０は正常に動作していると見なすことができる。
【００４０】
（１−４）ガスブロア２０に内部異常が生じた場合
一方、インペラ２１に取り付けられているブレード２７の内、１枚が喪失した場合、ブレード２７から誘起される電圧ベクトルＶは、次の式７にて計算することができる。
【数７】
【００４１】
この式７より、インペラ２１に取付けられたブレード２７の枚数が例えば５１枚から５０枚に減った場合におけるフロート電極２４の誘起電圧の時間変化は図５のグラフのようになる。このグラフも監視モニタ３２にて表示可能である。図５のグラフにおいても、上記図４のグラフと同じく、直流電圧に交流電圧が重畳しているのが見てとれる。
【００４２】
ただし、喪失したブレード２７の位置では、フロート電極２４の前を通過する際に対地静電容量Ｃ１ｉが大きくならない。このため、前記式１に基づき、フロート電極２４の誘起電圧は小さくなり、喪失したブレード２７の位置がフロート電極２４の前を通過するタイミングで、大きな電圧の落ち込みが起きる。
【００４３】
ここで、監視モニタ３２では、電圧測定器２８の測定した電圧について、直流電圧に重畳された交流電圧成分の変動幅を監視しているが、その変動幅が所定の範囲を越えたことになり、フロート電極２４の誘起電圧における周期的な波形に乱れが生じている。この監視結果を受けて、インペラ２１では１枚のブレード２７が喪失していると判断することができ、ガスブロア２０の内部異常を検出することが可能である。
【００４４】
（１−５）他のガスブロア２０の内部異常の例
なお、上記の説明では、ガスブロア２０内部に生じる異常として、ブレード２７の喪失を一例として挙げたが、本実施形態ではインペラ２１の軸受異常や、インペラ２１のアンバランスによる回転異常についても、ガスブロア２０の内部異常として検出可能である。
【００４５】
すなわち、フロート電極２４の誘起電圧は、フロート電極２４とブレード２７間の距離の変化に応じて変動する。そのため、ベアリング破損などによりインペラ２１の軸受がぶれた場合や、インペラ２１のアンバランスにより回転軸が偏心した場合も、フロート電極２４とブレード２７間の距離が、周期的な変化から外れることになる。
【００４６】
そこで、インペラ２１の軸受や回転軸に関して、インペラ２１が正常である場合のフロート電極２４の周期的な電圧変動を予め測定しておく。そして、フロート電極２４の電圧変動に関して、直流電圧に重畳された交流電圧成分の変動幅が正常な範囲を越えた場合には、インペラ２１の軸受異常、あるいはインペラ２１のアンバランスによる回転異常を、内部異常として検出することができる。
【００４７】
（１−６）作用効果
上述した第１の実施形態の作用効果は次の通りである。すなわち、第１の実施形態では、電気的に絶縁状態にあるインペラ２１に対し直流電源２２が直流電圧を印加した状態でガスブロア２０を運転する。そしてケーシング２３近傍に固定したフロート電極２４に発生する誘起電圧を、監視モニタ３２にて監視する。
【００４８】
その際、所定変動幅を超えた振幅を持つ交流電圧成分が、直流電圧に重畳された誘導電圧波形が観測された場合には、ブレード２７とフロート電極２４と間の距離に異常が生じていることになる。このようにして、ガスブロア２０の内部異常の発生を高感度に検出することができる。
【００４９】
上記のガスブロア２０の内部異常は、それが生じたことで即座にガスブロア２０が運転不能となるような重大な故障となるものではなく、とりあえずはガスブロア２０の継続運転が可能である。このため、ガスブロア２０が完全な故障に至るまでには時間的な猶予ができる。
【００５０】
したがって、このような内部異常は、故障の予兆として察知することにより、これを検出した時点から、ガスブロア２０の修理・交換に関する準備作業を進めることができる。より具体的には、修理が予想される部品あるいは代替ブロアの手配や、機器本体タンク内の絶縁ガスを処理するための準備作業など、いわば修理・交換の準備作業のための準備作業を、可能な範囲で進めておくことができる。
【００５１】
その結果、ガスブロア２０の内部異常を検出してから相応の時間が経過した後、ガスブロア２０が完全に故障したことでガス絶縁電力機器を緊急停止させたとしても、十分な準備が整っており、ガスブロア２０の修理・交換作業を非常にスムーズに行うことができる。これにより、数週間から数ヶ月にわたるような長期の電力機器停止期間を、大幅に短縮化することができ、経済性の向上に寄与することが可能である。
【００５２】
（２）第２の実施形態
（２−１）構成
続いて、本発明の第２の実施形態に係るガスブロアについて図６を参照して説明する。図６は第２の実施形態の概要を示す構成図である。
【００５３】
図６に示すように、第２の実施形態に係るガスブロア２０Ａには、モータ２６の駆動用である交流電源端子３１と電気的に並列に、整流器５１が設置されている。つまり、モータ２６への電力供給と整流器５１への電力供給は同時に行えるように構成されている。このような第２の実施形態では直流電源２２の代替として、交流電圧を整流する整流器５１がガスブロア２０Ａ内に取り付けられていることになる。
【００５４】
（２−２）作用効果
以上の第２の実施形態では、整流器５１より得られた直流電圧をインペラ２１に供給することが可能であり、第１の実施形態と比べて、直流電圧印加端子２９および直流電源２２を省くことができる。したがって、前記第１の実施形態の持つ作用効果に加えて、構成の簡略化をより進めることができるといった作用効果がある。
【００５５】
（３）第３の実施形態
（３−１）構成
続いて、本発明の第３の実施形態に係るガスブロアについて図７を参照して説明する。図７は、第３の実施形態の概要を示す構成図である。
【００５６】
図７に示すガスブロア２０Ｂにおいて、インペラ２１を覆う部分のケーシング２３の下面と、インペラ２１下面とは、互いに対向しており、一方には高帯電体６１が（図７ではケーシング２３側に）、他方には低帯電体６２が（図７ではインペラ２１側に）、それぞれ貼り付けられている。
【００５７】
高帯電体６１はナイロン等の帯電列位の高い物質からなり、低帯電体６２は塩化ビニル等の帯電列位の低い物質からなる。これらの帯電体６１、６２は、互いに常時接触し、インペラ２１の回転時に、両者の摩擦により静電気を発生させてインペラ２１に直流電圧を供給するように構成されている。
【００５８】
（３−２）作用効果
このような第３の実施形態では、帯電体６１、６２から静電気を発生させることで、インペラ２１に対し直流電圧を印加することができる。そのため、第１および第２の実施形態と比べて、直流電圧印加端子２９、直流電源２２さらには整流器５１といった部材を省略することが可能である。これにより、第２の実施形態と比較して、構成の簡略化をいっそう進めることが可能である。
【００５９】
（４）他の実施形態
本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、各部材の構成や配置箇所などは適宜変更可能である。具体的にはフロート電極２４はケーシング２３側面近傍ではなく、ケーシング２３上面に固定するようにしても構わない。このような実施形態では、ガスブロア２０の振動はケーシング２３の上面が最も顕著であるため、インペラ２１の異常振動の検出に有利である。また、フロート電極２４の誘起電圧を測定、監視するだけではなく、電源の電圧や電流、周波数なども合わせて測定、監視することで、より正確にガスブロア２０の内部異常を検出することも可能となる。
【符号の説明】
【００６０】
２０、２０Ａ、２０Ｂ…ガスブロア
２１…インペラ
２２…直流電源
２３…ケーシング
２４…フロート電極
２５…電位測定端子
２６…モータ
２７…ブレード
２８…電圧測定器
２９…直流電圧印加端子
３０…交流電源
３１…交流電源端子
３２…監視モニタ
４１…ブレードの正電荷
４２…ブレードとフロート電極間の静電容量
４３…フロート電極とケーシング間の静電容量
５１…整流器
６１…高帯電体
６２…低帯電体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力機器に対し絶縁ガスを強制的に循環させるガスブロアにおいて、
ケーシング内にはモータが収納され、
前記モータには該モータに交流電圧を供給する交流電圧供給手段が接続され、
前記モータの回転軸には電気的に絶縁した状態でインペラが取り付けられ、
前記インペラには該インペラに直流電圧を供給する直流電圧供給手段が接続され、
前記ケーシング近傍には電気的に絶縁した状態でフロート電極が取り付けられ、
前記フロート電極には当該フロート電極の電位を外部に引き出す電位測定端子が設置され、
前記電位測定端子には前記フロート電極に誘起される電圧を測定する電圧測定手段が接続され、
さらに前記電圧測定手段には当該電圧測定手段にて測定した電圧を監視する電圧監視手段が接続され、
前記電圧監視手段は、前記電圧測定手段の測定した電圧について、直流電圧に重畳された交流電圧成分の変動幅を監視するように構成されたことを特徴とするガスブロア。
【請求項２】
前記直流電圧供給手段として、交流電圧を整流する整流器が、前記交流電圧供給手段と電気的に並列に設置されたことを特徴とする請求項１記載のガスブロア。
【請求項３】
前記インペラおよび前記ケーシングの互いに対向する面のうち、一方には帯電列位の高い高帯電体が、他方には帯電列位の低い物質からなる低帯電体が、互いに常時接触するように貼り付けられ、
これら高帯電体および低帯電体は、前記インペラが回転する時、摩擦により静電気を発生させて前記インペラに直流電圧を供給するように構成されたことを特徴とする請求項１記載のガスブロア。
【請求項４】
ケーシング内の駆動モータの回転軸には電気的に絶縁した状態でインペラが取り付けられると共に、前記ケーシング近傍には電気的に絶縁した状態でフロート電極が取り付けられたガスブロアの内部異常を検出する方法において、
ガスブロアの運転中、前記インペラに直流電圧を供給する直流電圧供給ステップと、
前記フロート電極に誘起される電圧を測定する電圧測定ステップと、
前記電圧測定ステップにて測定した電圧を監視する電圧監視ステップを含み、
前記電圧監視ステップでは、前記電圧測定ステップにて測定した電圧について、直流電圧に重畳された交流電圧成分の変動幅を監視することを特徴とするガスブロアの内部異常検出方法。
【請求項１】
電力機器に対し絶縁ガスを強制的に循環させるガスブロアにおいて、
ケーシング内にはモータが収納され、
前記モータには該モータに交流電圧を供給する交流電圧供給手段が接続され、
前記モータの回転軸には電気的に絶縁した状態でインペラが取り付けられ、
前記インペラには該インペラに直流電圧を供給する直流電圧供給手段が接続され、
前記ケーシング近傍には電気的に絶縁した状態でフロート電極が取り付けられ、
前記フロート電極には当該フロート電極の電位を外部に引き出す電位測定端子が設置され、
前記電位測定端子には前記フロート電極に誘起される電圧を測定する電圧測定手段が接続され、
さらに前記電圧測定手段には当該電圧測定手段にて測定した電圧を監視する電圧監視手段が接続され、
前記電圧監視手段は、前記電圧測定手段の測定した電圧について、直流電圧に重畳された交流電圧成分の変動幅を監視するように構成されたことを特徴とするガスブロア。
【請求項２】
前記直流電圧供給手段として、交流電圧を整流する整流器が、前記交流電圧供給手段と電気的に並列に設置されたことを特徴とする請求項１記載のガスブロア。
【請求項３】
前記インペラおよび前記ケーシングの互いに対向する面のうち、一方には帯電列位の高い高帯電体が、他方には帯電列位の低い物質からなる低帯電体が、互いに常時接触するように貼り付けられ、
これら高帯電体および低帯電体は、前記インペラが回転する時、摩擦により静電気を発生させて前記インペラに直流電圧を供給するように構成されたことを特徴とする請求項１記載のガスブロア。
【請求項４】
ケーシング内の駆動モータの回転軸には電気的に絶縁した状態でインペラが取り付けられると共に、前記ケーシング近傍には電気的に絶縁した状態でフロート電極が取り付けられたガスブロアの内部異常を検出する方法において、
ガスブロアの運転中、前記インペラに直流電圧を供給する直流電圧供給ステップと、
前記フロート電極に誘起される電圧を測定する電圧測定ステップと、
前記電圧測定ステップにて測定した電圧を監視する電圧監視ステップを含み、
前記電圧監視ステップでは、前記電圧測定ステップにて測定した電圧について、直流電圧に重畳された交流電圧成分の変動幅を監視することを特徴とするガスブロアの内部異常検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−８７６５４（Ｐ２０１２−８７６５４Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３３９３１（Ｐ２０１０−２３３９３１）
【出願日】平成２２年１０月１８日（２０１０．１０．１８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１８日（２０１０．１０．１８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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