説明

ガス取出装置及びそれを用いたガス分析装置

【課題】止め板を取り外すことなくガスの採取を可能とするガス取出装置を用い、簡便かつ短時間でSOの有無が確認できる低コストな分析装置を提供する。
【解決手段】ガス絶縁開閉装置10のガス区画10A内に連なるガス給排口19に設けられるガス取出装置であって、ガス給排口19にはそれを覆う止め板25と、止め板25に取り付けられた弁体63と、ガス回収袋110に繋がる接続管80が取り付けられることで接続管80が弁体63を押圧してガス流路を開放させる流路カプラ50とが設けられている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ガス絶縁開閉装置におけるガス取出装置とそれを用いたガス分析装置に関する。
【背景技術】
【0002】
この種のガス絶縁開閉装置は遮断器、断路器等を絶縁性の高いSF等のガスが充填された容器内に設置し、点検や不具合を考慮して複数のガス区画によって分割・管理している。各ガス区画にはメンテナンス用の監視箱が取り付けられており、その中にはバルブによる開閉可能なガス給排口が設けられている。そして、ガス給排口にはガス流出防止や異物侵入防止のために止め板が取り付けられている。
【0003】
ところで、ガス区画内に充填されたSFガスは内部放電又は経年により劣化してSOガスを生じる。そこでSOガスの有無を確認することによってガスの劣化を判定するガス区画毎のSOガス分析が有効な手段として実施されている。
【0004】
ガス絶縁開閉装置の事故等の復旧にはガスの劣化区画の早期判定が必要不可欠であるが、ガス区画の数が50区画程度になるガス絶縁開閉装置もあり、ガス区画の全数確認に費やされる時間と労力は大きい。更に、ガス給排口に取り付けられている止め板の固定ボルトはメーカー毎に異なる為、多種類のレンチを準備しておかねばならず、ガス分析の際の止め板の取り外し時の障害となっている。
【0005】
その解決策の一つとして特許文献1にはガス開閉容器に直接ストップバルブを直接取り付けたものが開示されている。このガス開閉容器はガス給排口部分をストップバルブに交換することで止め板の取り外し作業を省く手法が開示されている。
【0006】
また、上記のようなガス絶縁開閉装置からのガス採取法とそのガス分析手法は次のようなものが周知である。
【0007】
ガスの採取にはガス区画内の圧力と外気圧との差を利用したガス給排口からの吹き出しガスを採取する方法が用いられている。それにはまず上述した止め板を取り外し、給排口にガス回収袋が取り付けられているチューブを取り付ける。そして、ガス給排口に取り付けられているバルブを開くことで分析用のガスをガス回収袋に採取する。
【0008】
採取した分析用のガスは持ち運び可能なアナログ式ガス検知器(例えば北川式ガス検知器)によって測定される。この検知器はガス回収袋に分析用の検知管を挿入し、対象とするガスを検知管内に取り込むことでSOの有無を確認する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開平4-337172号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
ところが、ガス絶縁開閉装置に直接ストップバルブを取り付ける手法はストップバルブを取り付けるために改造が必要であることに加え、ストップバルブの破損を保護するためのケース取り付け等が必要となってくる。結局、ガスを採取するためにケースの取り外しを実施するなど、時間の短縮は難しい。更に、全てのガス区画において改造及びケースの取り付けを実施するとコストが非常に高くなるといった問題があった。
【0011】
また、SOガスの採取面においては測定対象とするガス区画のガスを採取する必要があるが、予めガス給排口とガス区画との間を繋ぐ長い配管内の正常なガスを取り除く必要がある。その為、大量の正常なガスを別途用意した回収袋へ回収した後、測定用のガス回収袋に交換するといった煩雑な作業が発生する。更に、北川式ガス検知器は変色反応によってSOの有無を確認しているため、変色に要する時間や読み取り誤差を懸念して繰返し測定が行われる等、多くの時間が費やされるといった問題があった。
【0012】
以上のことから、簡便かつ短時間に測定可能な低コストで実現可能な分析手法が求められていた。
【0013】
本発明では上記のような事情に基づいて完成されたものであって、止め板を取り外すことなくガスの採取を可能とするガス取出装置を用い、簡便かつ短時間でSOの有無が確認できる低コストな分析装置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】
【0014】
上記の目的を達するための手段として本発明は、ガス絶縁開閉装置のガス区画内に連なるガス給排口に設けられるガス取出装置であって、前記ガス給排口を着脱可能に覆う止め板と、前記止め板に取り付けられ弁体により常時はガス流路を閉鎖状態となしガス回収容器に繋がる接続管が取り付けられることで前記接続管が前記弁体を押圧して前記ガス流路を開放させる流路カプラとを備えたところに特徴を有する。
【0015】
このような構成のガス取出装置では、止め板を取り外すことなく流路カプラに接続管を取り付けることでガス区画内のガスを採取することができる。これは、ボルトで取り付けられた止め板を取り外してガス採取する手段に比べて飛躍的に時間を短縮させることができる。
【0016】
本発明の実施の態様として、以下の構成が望ましい。
前記流路カプラは前記弁体を収容した本体筒部の先端に螺子筒部を有し、前記止め板には前記流路カプラの前記螺子筒部を螺合させる雌ネジ孔が形成され、その雌ネジ孔はテーパー状に形成されていることが望ましい。
【0017】
このような構成にすると、流路カプラを取り付ける際に螺子筒部をテーパー加工された雌ネジ孔に螺合させて組み付けることによって、テーパー加工されていない場合に比べてガス区画からの耐圧力性能を約5倍にすることができる。これにより、ガス区画内の圧力が大幅に上がった状態になったとしても止め板からの流路カプラの抜けを防止することができる。
【0018】
前記螺子筒部は前記本体筒部より小径に形成され、前記雌ネジ孔の周縁部には前記本体筒部を受け入れる凹部が形成されていることが望ましい。
このような構成にすると、流路カプラの本体筒部の前方部分を凹部に収容することができる。止め板が取り付けられたガス給排口は例えば監視箱等のような小さなケース内に設けられていることが一般的である為、止め板からの流路カプラの全長が短縮できたことにより流路カプラを止め板に取り付けた状態のままケース内に収納することができる。
【0019】
前記流路カプラはステンレス鋼で形成され、前記凹部と前記雌ネジ孔とにはフッ素系液体シール材が塗布され、前記流路カプラには前記弁体に形成されたフランジが当接することによってガス流路を完全に閉鎖状態とするフッ素樹脂系の弁座リングが装着されていることが望ましい。
【0020】
このような構成にすると、凹部と雌ネジ孔との隙間の封止能力を向上させると共に、SF分解ガス(例えば、SO,HFなど)に対する耐腐食性能を向上させることができる。
【0021】
また、本発明は前記ガス取出装置の前記接続管と前記ガス回収容器との間にはガス検知器が取り付けられ、前記接続管が前記流路カプラに取り付けられている構成としてもよい。
【0022】
このような構成にすると、ガス給排口から吹き出すガスをガス検知器で分析すると同時にガス回収容器で回収することができる。これによって、分析対象のガスを採取するまでの不要なガスを別に用意した容器に取り除く必要が無く、ガスが吹き流れると同時にガス中のSOの濃度分析することができる。
【0023】
前記ガス検知器にはそれに設けられた検出部にキャップが取り付けられ、前記キャップには前記接続管に繋がる流入口と前記ガス回収容器に繋がる排出口とが設けられ、前記流入口は前記検出部のガス検出面の近傍において前記ガス検出面に沿った方向にガスを流すように設定されていることが望ましい。
【0024】
このような構成にすると、流入口より吹き込まれるガスがガス検知器の検出部内のガス検出面に吹き付けることを防ぐことができる。ガス検出面にガスが直接吹き込まれると検出素子の早期劣化を招くことになる為、これによりガス検知器の寿命を伸ばすことができる。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、止め板を取り外すことなくガスの採取を可能とするガス取出装置を用い、簡便かつ短時間でSOの有無が確認できる低コストな分析装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】ガス絶縁開閉装置の構成図
【図2】監視箱の構成図
【図3】止め板に流路カプラを取り付けた状態を示したガス取出装置の斜視図
【図4】接続管の嵌合前状態を示したガス取出装置の側断面図
【図5】接続管の嵌合前状態を示した流路カプラ部分の拡大断面図
【図6】接続管の嵌合後状態を示した流路カプラ部分の拡大断面図
【図7】ガス分析装置の全体構成図
【図8】アダプタの正面図
【図9】ガス検知器にアダプタを取り付けた状態を示した断面図
【発明を実施するための形態】
【0027】
<実施形態>
以下、本発明の一実施形態を図1乃至図9によって説明する。
図1は本実施形態を適用するガス絶縁開閉装置10の構成図である。ガス絶縁開閉装置10は、ガス区分スペーサ11によって3つに区切られたガス区画10Aを有している。各ガス区画10Aの内部にはガス遮断器12、断路器13、変流器14、接地開閉器15、母線16が設置され、絶縁ガスであるSFガスが充填密閉されている。各ガス区画10Aにはガス区画内の充填ガスやガス区画内の状況を監視するための監視箱17が設けられている。
【0028】
この監視箱17の蓋17Aを開けるとそこには圧力計18と、ガス給排口19と、開閉バルブ20とが備えられている。ガス給排口19の直前には常時閉じられた開閉バルブ20が取り付けられ、ガス給排口19はガス区画10Aから延びているガス配管21の末端部に設けられている(図2参照)。
【0029】
末端部は図3及び図4に示すように正面視菱形状を成す金属製の固定板22によって構成され、固定板22の中心部にガス給排口19が設けられている。固定板22の表面にはガス給排口19を囲んで固定板Oリング23が取り付けられ、この固定板Oリング23の外側には上下二箇所に固定用ナット部24が形成されている。ガス給排口19は固定板22よりやや薄い同じ形状をなす金属製の止め板25で完全に覆われている。
【0030】
止め板25には固定板22の固定用ナット部24と一致する位置に二つの貫通孔26が形成されている。各貫通孔26には固定用ボルト27が挿入され、この固定用ボルト27は固定板22に形成された固定用ナット部24に螺合することで、止め板25を固定板22に圧着させている。
【0031】
さて、止め板25にはこの中心部に止め板25の1/3厚さ程度の凹部28が形成されている。凹部28の開口縁部は外側が大きくなるようにテーパー加工され、この奥壁部の中心には雌ネジ孔29が形成されている。雌ネジ孔29はテーパー状に止め板25を貫通して形成され、止め板25を固定板22に圧着させたときにはガス給排口19と連なる位置に設定されている。
【0032】
凹部28には図3に示されるように一般的に市販されている小型のステンレス製の流路カプラ50が取り付けられることでガス取出装置が構成されている。流路カプラ50はガス給排口19を利用しない時には、埃などから流路カプラ50を保護する為、合成樹脂製の保護キャップ(図示せず)が取り付けられる。
【0033】
流路カプラ50は図5に示すように円筒状の本体筒部51の前方端面から円筒状の螺子筒部52を突設した形状を成し、その螺子筒部52を止め板25の雌ネジ孔29に螺合して止め板25に取り付けられている。流路カプラ50は止め板25に取り付けた際に止め板25から突設する長さを短縮するため凹部28内に本体筒部51の前方側縁部を収容する形で取り付けられている。
【0034】
止め板25から突出した流路カプラ50の長さは固定用ボルト27が止め板25から突出した長さの二倍程度の寸法に設定され、流路カプラ50を含むガス取出装置の全体が監視箱17に収納できる寸法になっている。
【0035】
螺子筒部52は本体筒部51の1/3直径程度に形成されており、流路カプラ50が凹部28に取り付けられた状態で本体筒部51と螺子筒部52との境界である段付部53と凹部28との間にフッ素樹脂系のパッキン54が挟持されている。
【0036】
本体筒部51の螺子筒部52とは反対側に中央筒部57が設けられ、これを螺子筒部52の後端部に螺合することでフッ素樹脂系の弁座リング58を螺子筒部52の先端との間に挟みつけている。中央筒部57の前方にはスリーブリング59が装着され、これがスリーブスプリング60によって前方に付勢されている。
スリーブリング59の前端は中央筒部57の前端に形成したボール収容孔61内に納めたロックボール62により前止まり状態にある。
【0037】
一方、中央筒部57内には後端部を閉じた円筒形を成す弁体63が前後にスライド可能な状態で装着されている。弁体63の後端部よりやや前方にフランジ64が形成され、その前方には流路孔65が形成されている。
弁体63の前方にはOリング66とスライドリング67が取り付けられ、このスライドリング67によってボール収容孔61内に納めたロックボール62が中央筒部57の内部へ進入できないようになっている。
【0038】
弁体63の後方には弁体63のフランジ64と本体筒部51の後方内面との間にバルブスプリング68が取り付けられ、弁体63を前方に付勢することで弁体63のフランジ64と弁座リング58とが当接して本体筒部51の内部が前後に遮断される。
【0039】
一方、流路カプラ50の本体筒部51の前方開口縁からは接続管80が挿入可能となっている。
この接続管80の前方部分に形成された挿入部81を流路カプラ50の前方開口縁から挿入すると弁体63が挿入部81に押圧されて後方にスライドすると共にスライドリング67とOリング66とが挿入部81に押圧されて後方にスライドする。すると、弁体63の流路孔65を通して本体筒部51内は前後方向に連通する(図6参照)。
【0040】
スライドリング67が後方にスライドするとロックボール62が中央筒部57内に進入し、ロックボール62が接続管80の挿入部81に形成されたボール溝81Aに係合して接続管80の抜け止めが行われる。
これにより、流路カプラ50に接続管80を取り付けた状態が維持され、止め板25のガス給排口19と接続管80との間にはガス流路が構成される。
【0041】
接続管80の後方にはチューブ取付管82が形成されており、これをフッ素樹脂チューブ90に圧入することでこれら二つを接続できる。チューブ取付管82に取り付けられたフッ素樹脂チューブ90は図7に示すように流量計91を介して合成樹脂製のキャップ100に取り付けられる。
【0042】
キャップ100は図8に示すようにその一端を閉じた蓋部101を有する円筒形状を成し、キャップ100の側面には流入口102A及び排出口102Bとしての二つの側面孔102が対向位置に設けられている。側面孔102には樹脂管103がその外周に形成されたネジ溝を側面孔102に螺合させることで組みつけられている。
【0043】
樹脂管103の一方には接続管80に取り付けられたフッ素樹脂チューブ90Aが取り付けられ、もう一方の樹脂管103にはガス回収容器に相当する柔軟なプラスチックフィルム製のガス回収袋110に取り付けられたフッ素樹脂チューブ90Bに取り付けられている。
【0044】
ガス回収袋110の容量はガス絶縁開閉装置10からガス給排口19まで延びるガス配管21内に充填されているガスの容量より僅かに大きく、ガス区画10A内のガスが測定できる容量に設定されていることが望ましい。
これにより、ガスを吹き流した際に途中で袋を取り替えることなくガス分析までを一度に実施することができる。
【0045】
キャップ100の下部は図9に示すように携帯型のSO測定用のガス検知器120(例えば個人装着型の二酸化硫黄測定器)に突設された円筒状の検出部121に嵌合されている。
【0046】
ガス検知器120は扁平な箱型状をなし、この正面には矩形の表示部122が設けられている検出部121内には検出素子123が収められ、その上部には検出孔124が形成されている。そして、検出素子123の上面のガス検出面125にSOガスが接することでガスの濃度が測定される。SOガスの測定はSOが所定の濃度以上になるとガス検知器120の表示部122にその濃度に応じた数値が出力される。
【0047】
本実施形態のガス分析装置は以上のような構成であって、次にガスの分析手順を説明する。
まず、ガス回収袋110に取り付けられたフッ素樹脂チューブ90Bをキャップ100の樹脂管103の一方に取り付け、キャップ100の下部にはガス検知器120の検出部121を圧入することでガス検知器120を取り付ける。
キャップ100の樹脂管103のもう一方には流量計91を介してフッ素樹脂チューブ90Aに取り付けた接続管80を取り付ける。
【0048】
次に、測定対象とするガス区画10Aの監視箱17内の流路カプラ50に取り付けられている保護キャップを取り外し、流路カプラ50の先端を露出させる。
【0049】
そして、接続管80の挿入部81を本体筒部51内に挿入する。すると、挿入の途中で挿入部81の先端部が流路カプラ50に内蔵された弁体63に当接することで弁体63が前方にスライドして弁体63の開放状態に至る。このとき、本体筒部51のボール収容孔61内のロックボール62が中央筒部57の内部に落ち込み、挿入部81のボール溝81Aと係合する。
【0050】
ロックボール62はボール溝81Aと係合状態となることで接続管80を抜け止めし、接続管80が本体筒部51で保持されている間、弁体63は開放状態を維持することになる。そして、この間、ガス給排口19に連なる流路カプラ50と接続管80との間にはガス流路が構成されることになる。
【0051】
そこで、監視箱17内の開閉バルブ20を開くと、ガス区画10A内に充填されているガスが止め板25の流路カプラ50を通じてキャップ100の流入口102Aからキャップ内に流れ込み、その後、排出口102Bを通してガス回収袋110まで流れる。
このとき、キャップ100内に流れるガスのほとんどは流入口102Aから排出口102Bに向かって真っ直ぐ流れ、ガス検出面125に直接吹きかかることはない。
【0052】
ガス回収袋110に流し込むガスの容量は各ガス区画によって異なるが、ガス絶縁開閉装置10からガス給排口19まで延びるガス配管21内の容積に相当するガス量が流れた後には、ガス区画10A内の分析すべきガスがガス回収袋110内に流れ込む。
【0053】
ガスがキャップ100内を流れることによってガス検知器120の表示部122にSOガスの濃度が表示されるため、所定の基準値よりも低い数値が示されていれば、測定対象のガス区画内のSFガスは正常状態にあると判別できる。
【0054】
ところが、ガス区画内の充填ガスが劣化している状態においては、SOガスが含まれているため、ガス検知器120の表示部122に表示されるSOガス濃度は所定の基準値よりも高い数値が示されることになり、測定対象のガス区画内のガスは劣化状態にあると判別できる。
【0055】
SO2ガスの測定が終了したところで、開閉バルブ20を閉じ、流路カプラ50に取り付けた接続管80を流路カプラ50のスリーブリング59を後方にスライドさせることで取り外す。
【0056】
この後、別の区画のガス分析を行うにはガス回収袋110を交換した上で、上述したと同様に接続管80を流路カプラ50に接続して開閉バルブ20を開け、その区画のガスを新しいガス回収袋110に流し込めばよい。
【0057】
以上説明したように本実施形態によれば、止め板25を流路カプラ50付きのものに交換しておくことで、機種毎に異なるボルトの取り外しを必要とする止め板25の着脱作業を不要としながら各区画のガス分析を実施することができる。また、本発明のガス取出装置では工具類は一切使用せずにワンタッチでガスの取出準備が完了するから、分析のための作業時間を飛躍的に短くすることができる。
【0058】
また、ガス分析に関してはガス検知器120に連なる接続管80を流路カプラ50に挿入して開閉バルブ20を開放操作するだけでガス区画10AのSO濃度の測定が可能となることから、分析時間を飛躍的に短縮化することができる。また、従来の分析方法である例えば北川式ガス検知器のようにガス回収袋からガスを繰り返し吸引して測定する必要が無いため、初心者であっても容易にかつ正確に作業を実施することができる。
【0059】
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【0060】
(1)本実施形態では、流路カプラ50からキャップ100を通じてガス回収袋110にガスを流すと共に、キャップ100に繋がるガス検知器120でガス測定を行う構成としたが、本発明はこのような態様に制限されるものではない。本発明は、例えば流路カプラ50から一度ガス回収袋にガスを採取し、例えば北川式ガス検知器や携帯型のSO測定用のガス検知器等を用いてSOガスの濃度を測定してもよい。
【0061】
(2)本実施形態では、ガス回収袋110の容量をガス絶縁開閉装置10からガス給排口19まで延びるガス配管21内に充填されているガスの容量より僅かに大きい構成としたが、本発明はこのような態様に制限されるものではない。本発明は、例えば、小さい容量の袋を複数回交換することでガス回収を行ってもよい。
【0062】
(3)本実施形態では、ガス回収容器として柔軟なプラスチックフィルム製の袋を用いる構成としたが、本発明はこのような態様に制限されるものではなく、内部を排気して減圧された鋼製のガスボンベなどを用いてもよい。
【符号の説明】
【0063】
10...ガス絶縁開閉装置
10A...ガス区画
19...ガス給排口
25...止め板
28...凹部
29...雌ネジ孔
50...流路カプラ
51...本体筒部
52...螺子筒部
58...弁座リング
63...弁体
64...フランジ
80...接続管
100...キャップ
103A...流入口
103B...排出口
110...ガス回収袋
120...ガス検知器
121...検出部
125...ガス検出面

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガス絶縁開閉装置のガス区画内に連なるガス給排口に設けられるガス取出装置であって、前記ガス給排口を着脱可能に覆う止め板と、前記止め板に取り付けられ弁体により常時はガス流路を閉鎖状態となしガス回収容器に繋がる接続管が取り付けられることで前記接続管が前記弁体を押圧して前記ガス流路を開放させる流路カプラとを備えたガス絶縁開閉装置のガス取出装置。
【請求項2】
前記流路カプラは前記弁体を収容した本体筒部の先端に螺子筒部を有し、前記止め板には前記流路カプラの前記螺子筒部を螺合させる雌ネジ孔が形成され、その雌ネジ孔はテーパー状に形成されていることを特徴とする前記請求項1記載のガス絶縁開閉装置のガス取出装置。
【請求項3】
前記螺子筒部は前記本体筒部より小径に形成され、前記雌ネジ孔の周縁部には前記本体筒部を受け入れる凹部が形成されていることを特徴とする前記請求項1又は請求項2記載のガス絶縁開閉装置のガス取出装置。
【請求項4】
前記流路カプラはステンレス鋼で形成され、前記凹部と前記雌ネジ孔とにはフッ素系液体シール材が塗布され、前記流路カプラには前記弁体に形成されたフランジが当接することによってガス流路を完全に閉鎖状態とするフッ素系の弁座リングが装着されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3記載の何れか一項に記載のガス取出装置。
【請求項5】
請求項1乃至請求項4記載の何れか一項に記載の前記ガス取出装置の前記接続管と前記ガス回収容器との間にはガス検知器が取り付けられ、前記接続管が前記流路カプラに取り付けられていることを特徴とするガス分析装置。
【請求項6】
前記ガス検知器にはそれに設けられた検出部にキャップが取り付けられ、前記キャップには前記接続管に繋がる流入口と前記ガス回収容器に繋がる排出口とが設けられ、前記流入口は前記検出部のガス検出面の近傍において前記ガス検出面に沿った方向にガスを流すように設定されていることを特徴とする請求項5記載のガス分析装置。

【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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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2011−64220(P2011−64220A)
【公開日】平成23年3月31日(2011.3.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−213386(P2009−213386)
【出願日】平成21年9月15日(2009.9.15)
【出願人】(509257905)中部システム工業株式会社 (3)
【出願人】(000213297)中部電力株式会社 (811)
【Fターム(参考)】