專利名稱：油浸電氣設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如油浸變壓器等油浸電氣設(shè)備。
背景技術(shù)：
對于油浸變壓器等油浸電氣設(shè)備，在絕緣性的油中配置有通電介質(zhì)即線圈。該線 圈例如是由銅形成的銅線圈，在該銅線圈上卷繞絕緣紙，從而形成銅線圈在相鄰匝之間不 會短路的結(jié)構(gòu)。另一方面，油浸變壓器所使用的礦物油(所述絕緣性的油)中包含硫磺成分，該硫 磺成分與油浸變壓器中使用的銅或銀等容易硫化的金屬進(jìn)行反應(yīng)，生成導(dǎo)電性的硫化物。 例如，硫磺成分與配置在油中的銅零部件進(jìn)行反應(yīng)，在絕緣紙表面析出導(dǎo)電性的硫化銅，在 銅線圈的相鄰匝之間形成導(dǎo)電通路，可知存在發(fā)生絕緣破壞等問題(例如，參照非專利文 獻(xiàn)1) O另一方面，作為與上述的硫化銅向絕緣紙表面的析出所不同的現(xiàn)象，以前就已知 有在金屬表面析出的硫化銅。這種情況下，若硫化銅的生成量增加，則硫化銅從金屬表面剝 離并漂浮在絕緣油中，從而會使設(shè)備的絕緣性能下降。作為對該現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)防保養(yǎng)的方法， 有在設(shè)備內(nèi)設(shè)置檢測向金屬表面生成硫化銅的檢測構(gòu)件的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。 在該方法中，對環(huán)氧樹脂制的絕緣板的表面噴射銅粉使其分散固定而形成檢測構(gòu)件，通過 該檢測構(gòu)件的表面電阻的下降來檢測硫化銅的生成，能診斷設(shè)備的異常。專利文獻(xiàn)1 日本專利特開平04-176108號公報非專利文獻(xiàn)1 =CIGRE TF A2. 31，"Copper Sulphide in transformer insulation"，ELECTRA, No. 224，pp.20-23,2006.

發(fā)明內(nèi)容
上述專利文獻(xiàn)1所示的診斷方法是涉及以前就已知的在金屬表面析出的硫化銅 的方法，將與硫化銅向絕緣紙表面的析出所不同的現(xiàn)象作為對象。此外，在該診斷方法中， 利用原材料與由纖維素形成的線圈絕緣紙不同的環(huán)氧樹脂制的絕緣板，很有可能無法正確 地檢測出硫化銅向線圈絕緣紙的析出。此外，在專利文獻(xiàn)1中，環(huán)氧樹脂制的絕緣板必須通過噴射銅粉使其分散固定的 復(fù)雜方法來制造。而且，在固定的銅粉從環(huán)氧樹脂制的絕緣板剝離的情況下，成為金屬異物 而漂浮在絕緣油中，可能會使變壓器內(nèi)的絕緣性能下降。此外，在其他部位比檢測部更早地析出硫化銅的情況下，存在無法檢測出設(shè)備異 常的問題。本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于提供一種油浸電氣設(shè)備，該油 浸電氣設(shè)備檢測硫磺化合物在覆蓋設(shè)備主體所包含的通電介質(zhì)(例如線圈)的絕緣構(gòu)件 (例如線圈絕緣紙)上的析出程度，能預(yù)先防止線圈匝之間的絕緣破壞等通電介質(zhì)之間的 絕緣破壞。
為了解決上述問題、達(dá)到目的，本發(fā)明所涉及的油浸電氣設(shè)備在充入有絕緣油的 容器內(nèi)配置電氣設(shè)備主體，在所述電氣設(shè)備主體中包括表面被絕緣構(gòu)件覆蓋的通電介質(zhì)， 其特征在于，將由與所述絕緣構(gòu)件相同的原材料形成、且在其表面具有兩個電極的固體絕 緣物作為檢測構(gòu)件，并將該檢測構(gòu)件設(shè)置成與所述絕緣油接觸，從而檢測所述電極之間的 絕緣電阻的變化。根據(jù)本發(fā)明，通過檢測構(gòu)件檢測出電極之間的絕緣電阻的變化，從而可檢測出硫 磺化合物在由與固體絕緣物相同的原材料形成的絕緣構(gòu)件上的析出程度。因此，能預(yù)先防 止在電氣設(shè)備內(nèi)發(fā)生的通電介質(zhì)之間的絕緣惡化。


圖1是實施方式1的油浸變壓器的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是實施方式1中的檢測構(gòu)件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。
圖3是表示檢測構(gòu)件的動作的曲線圖。
圖4是用于規(guī)定實施方式1中的加熱器的長度的說明圖。
圖5是實施方式2中的檢測構(gòu)件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。
圖6是實施方式3中的檢測構(gòu)件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。
標(biāo)號說明
1油浸變壓器
2箱體
3絕緣油
4檢測構(gòu)件
5引線
6密封端子
7絕緣電阻計
8加熱器控制裝置
11壓板
12電極
13表面電阻測定引線
14、18加熱器
15,19加熱器用引線
16硫化銅
17絕緣物
具體實施例方式下面，基于附圖詳細(xì)說明本發(fā)明所涉及的油浸電氣設(shè)備的實施方式。另外，本發(fā)明 并不限于該實施方式。實施方式1.下面，以變壓器作為示例，詳細(xì)說明本實施方式所涉及的油浸電氣設(shè)備。圖1是本 實施方式的油浸變壓器的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，油浸變壓器1包括箱體2、絕緣油3、檢測構(gòu)件4、引線5、密封端子6、絕緣電阻計7、以及加熱器控制裝置8。油浸變壓器1具有在箱體2內(nèi)容納有未圖示的電氣設(shè)備主體即鐵心、以及卷繞于 鐵心的線圈的結(jié)構(gòu)，在箱體2的內(nèi)部充入有絕緣油3。未圖示的線圈例如是由銅形成的銅線 圈，在該銅線圈上卷繞絕緣紙，以使得相鄰匝之間不會短路。此外，檢測硫化物的生成的檢 測構(gòu)件4也浸泡在絕緣油3中。檢測構(gòu)件4與引線5相連接。該引線5經(jīng)由密封端子6引 出到箱體2外，并與設(shè)置在箱體2外的絕緣電阻計7及加熱器控制裝置8相連接。接下來，根據(jù)圖2說明檢測構(gòu)件4的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。圖2是實施方式1中的檢測構(gòu)件4 的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，檢測構(gòu)件4包括壓板11、電極12、以及表面電阻測定引線13。 檢測構(gòu)件4具有可通過加熱器14進(jìn)行加熱的結(jié)構(gòu)，加熱器14與加熱器用引線15相連接。 此外，在固體絕緣物11上析出硫化銅16。檢測構(gòu)件4構(gòu)成為在由固體絕緣物形成的例如板狀的壓板11的一個表面上設(shè)置 兩個電極12。構(gòu)成壓板11的固體絕緣物的原材料由與覆蓋通電介質(zhì)即線圈的絕緣構(gòu)件即 線圈絕緣紙相同的纖維素形成。此外，兩個電極12例如是銅電極。兩個電極設(shè)置在壓板11 的兩端。壓板11的至少這一個表面與絕緣油3接觸。在壓板11的另一表面?zhèn)扰渲眉訜崞?4，壓板11的另一表面與加熱器14接觸，檢 測構(gòu)件4成為可通過加熱器14進(jìn)行加熱的結(jié)構(gòu)。兩個電極12與表面電阻測定引線13相 連接，通過該表面電阻測定引線13與圖1所示的絕緣電阻計7相連接。此外，加熱器14與 加熱器用引線15相連接，通過該加熱器用引線15與圖1所示的加熱器控制裝置8相連接。 絕緣電阻計7檢測兩個電極之間的表面電阻。此外，加熱器控制裝置8控制加熱器14的發(fā) 熱。圖1所示的引線5是包括圖2所示的表面電阻測定引線13以及加熱器用引線15而標(biāo) 示的部件。已經(jīng)知道油浸變壓器1所使用的礦物油中包含硫磺成分，該硫磺成分與油中的 例如銅零部件進(jìn)行反應(yīng)，在覆蓋未圖示的線圈的絕緣紙表面析出導(dǎo)電性的硫化銅。如圖2 所示的那樣，在壓板11的表面析出的硫化銅16逐漸在兩個電極12之間形成導(dǎo)電性電路， 最終使電極之間的電阻(壓板11的表面電阻)下降。在本實施方式中，由于壓板11由與線圈絕緣紙相同的纖維素所形成的固體絕緣 物構(gòu)成，因此，能在壓板11上再現(xiàn)硫化銅向線圈絕緣紙的析出。硫化銅16通過礦物油中的硫磺成分與銅零部件的化學(xué)反應(yīng)而析出。一般，化學(xué)反 應(yīng)的溫度越高，其反應(yīng)速度越快，硫化銅的析出反應(yīng)也相同，在溫度高的部位析出變顯著。接下來，根據(jù)圖3說明檢測構(gòu)件4的動作。圖3是表示檢測構(gòu)件4的動作的曲線 圖。橫軸表示油浸變壓器的運行時間，縱軸表示沿面(或表面)電阻。圖3中的表面電阻 的閾值是若線圈絕緣紙的表面電阻在該值以下、則成為絕緣不良的值，為1Χ107Ω/ □ 1 X IO9 Ω / 口。另一方面，未析出硫化銅16的線圈絕緣紙的表面電阻為1 X IO14 Ω / □以上， 表面電阻下降數(shù)位。因而，能容易捕捉到表面電阻的變化。檢測構(gòu)件4通過加熱器14進(jìn)行加熱，設(shè)定在比設(shè)備主體的通電介質(zhì)即線圈部要高 的溫度。硫化銅16根據(jù)其析出反應(yīng)的溫度相關(guān)性，在設(shè)備內(nèi)的溫度高的部位優(yōu)先析出。通 過使檢測構(gòu)件4的溫度比線圈部要高，能在線圈部析出硫化銅16之前，使得在檢測構(gòu)件4 析出硫化銅16。因此，由于通過硫化銅16的析出，使檢測構(gòu)件4的表面電阻在線圈部的絕 緣性能下降以前就下降，因此，能預(yù)先防止設(shè)備異常。在圖3中，示出了檢測構(gòu)件4的表面電阻的變化和設(shè)備主體(線圈絕緣紙)的表面電阻的變化，之所以檢測構(gòu)件4的表面電阻 比設(shè)備主體(線圈絕緣紙)的表面電阻更早地下降到閾值以下，是由于通過加熱器14對檢 測構(gòu)件4進(jìn)行加熱。絕緣油3還起到作為線圈的冷卻介質(zhì)的作用，隨著在線圈間流動，油溫上升，變壓 器上表面的油溫比底面的油溫要高。因而，通過將檢測構(gòu)件4配置在箱體2內(nèi)的上部，能在 線圈部析出硫化銅16之前，使得在檢測構(gòu)件4析出硫化銅16，從而，減少利用加熱器14進(jìn) 行加熱的必要性，具有可減輕其功耗的效果。圖4是與加熱器14的長度相關(guān)的說明圖，在該圖中，加熱器14的長度比兩個電極 12之間的距離要短。在該情況下，僅加熱兩個電極12的中央部，雖然硫化銅16在壓板11 的中央部析出，但在兩個電極12之間無法形成導(dǎo)電性電路，或者到形成電路為止的時間變 長，有可能無法事前檢測到線圈部的絕緣破壞。因而，為了預(yù)先防止線圈部的絕緣下降，優(yōu) 選使得加熱器14的長度(加熱范圍)比兩個電極12之間的距離要長。根據(jù)本實施方式，由于使構(gòu)成檢測構(gòu)件4的壓板11的原材料為與線圈絕緣紙的原 材料相同的材料(纖維素)，并對電極12之間的表面電阻(絕緣電阻)進(jìn)行檢測，因此，可 在壓板11上再現(xiàn)硫化銅向線圈絕緣紙的析出。然后，通過檢測出電極12之間的表面電阻 下降，能預(yù)先防止線圈匝之間的絕緣惡化。即，在電極12之間的表面電阻下降到閾值以下 之前的階段，能檢測出線圈部的絕緣惡化。此外，通過利用加熱器14對檢測構(gòu)件4進(jìn)行加熱，能將壓板11設(shè)定在比線圈部要 高的溫度，從而能在線圈部析出硫化銅16之前，使得在檢測構(gòu)件4析出硫化銅16。因而，通 過檢測出檢測構(gòu)件4的表面電阻下降，能更可靠地預(yù)先防止設(shè)備異常。此外，絕緣油3還起到作為線圈的冷卻介質(zhì)的作用，從而變壓器上表面的油溫比 底面的油溫要高。因而，通過將檢測構(gòu)件4配置在箱體2內(nèi)的上部，容易使檢測構(gòu)件4的溫 度比線圈部的溫度要高，具有可減輕加熱器14的功耗的效果。此外，通過使加熱器14的長度(加熱范圍)包含兩個電極12、且比兩個電極12之 間的距離要長，能更可靠地事前檢測出線圈部的絕緣破壞。此外，通過在板狀的壓板11的一個表面上設(shè)置電極12作為硫化銅16的析出面、
并使另一表面與加熱器14接觸，從而可簡化結(jié)構(gòu)。另外，在本實施方式中，雖然檢測構(gòu)件4采用在板狀的壓板11上設(shè)置電極12的結(jié) 構(gòu)，但也可采用在其他形狀的固體絕緣物上設(shè)置電極12的結(jié)構(gòu)。此外，在本實施方式中，對于油浸變壓器的示例，雖然以檢測出在線圈的絕緣紙上 析出的硫化銅的情況為例進(jìn)行了說明，但并不限于此，對于覆蓋配置在油浸變壓器內(nèi)的通 電介質(zhì)的絕緣構(gòu)件上產(chǎn)生的硫化物的析出，當(dāng)然可通過使用由與絕緣構(gòu)件相同的原材料形 成的固體絕緣物所構(gòu)成的檢測構(gòu)件來檢測出。實施方式2.圖5是實施方式2中的檢測構(gòu)件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。另外，對于與圖1相同的結(jié)構(gòu)要 素附加相同的標(biāo)號。在本實施方式中，構(gòu)成為利用兩塊例如壓板11夾著電極12，從而能提 供更高可靠性的檢測構(gòu)件4。S卩，在圖5中，構(gòu)成為將兩塊板狀的壓板11配置成相互平行且 相對，并在這兩塊壓板11之間夾著兩個電極12。此外，在各壓板11的與相對面相反的表面 上，分別將加熱器14配置成與壓板11接觸。兩塊壓板11的溫度通過加熱器14設(shè)定在同一溫度。該溫度設(shè)定為比線圈部的溫度要高的溫度。在檢測構(gòu)件4中，兩塊壓板11共有電 極12。另外，作為固體絕緣物的壓板11的特性與實施方式1相同。例如，在漂浮于絕緣油3中的絕緣體異物吸附在壓板11上的情況下、或壓板11的 表面被皮脂等弄臟的情況下，有可能妨礙硫化銅16的析出。這種情況下，像本實施方式那 樣，通過具有多個(在圖示例中為兩個)表面電阻的檢測面，能力圖提高可靠性。另外，在本實施方式中，將兩塊壓板11相對配置，使各相對面成為表面電阻的檢 測面。然而，也可以是除此以外的方式，檢測面的個數(shù)也并不限于兩個。但是，通過構(gòu)成為 本實施方式那樣，檢測構(gòu)件4能構(gòu)成得較為緊湊。實施方式3.圖6是實施方式3中的檢測構(gòu)件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。另外，對于與圖1、圖2相同的結(jié) 構(gòu)要素附加相同的標(biāo)號。在本實施方式中，將兩塊壓板11配置成相互平行且相對，在各壓 板的相對面上的兩端部配置兩個電極12，在設(shè)置于一個壓板11的電極12與設(shè)置于另一壓 板11的電極12之間夾著絕緣構(gòu)件17而構(gòu)成檢測構(gòu)件14。S卩，在圖5中，兩塊壓板11共 有電極12，但在本實施方式中，在兩塊壓板11上分別設(shè)置一對電極12，并夾設(shè)絕緣構(gòu)件17 以使上下壓板11之間絕緣，從而能獨立檢測出各一對電極12之間的表面電阻。設(shè)置于壓 板11的電極12與表面電阻測定引線13相連接，這是與實施方式1相同的。另外，為了將 圖簡化，省略與設(shè)置于下側(cè)壓板11的電極12相連接的表面電阻測定引線13。在一個壓板11的與相對面相反的表面上，將加熱器14配置成與該壓板11接觸。 此外，在另一壓板11的與相對面相反的表面上，將加熱器18配置成與該壓板11接觸。加 熱器14與加熱器用引線15相連接，加熱器18與加熱器用引線19相連接，通過加熱器控制 部8能獨立控制加熱器14和加熱器18的加熱程度，從而能將兩塊壓板11設(shè)定在不同溫度。 這些不同溫度均設(shè)定為比線圈部的溫度要高的溫度。在本例中，由于使下側(cè)壓板11的溫度 比上側(cè)要低，因此，在下側(cè)壓板11上析出的硫化銅20的量比在上側(cè)壓板11上析出的硫化 銅20的量要少。對于設(shè)置于電力主干系統(tǒng)的變壓器，即使在發(fā)現(xiàn)異常的情況下，有時也無法容易 進(jìn)行維護(hù)工程。對于這種設(shè)備，需要盡早檢測設(shè)備的異常，另一方面也需要監(jiān)視異常的進(jìn)展 狀態(tài)。圖6所示的實施方式是能適用于這種變壓器的檢測構(gòu)件4，是兼具有表面電阻比 圖2所示的檢測構(gòu)件4的表面電阻還要早地下降的檢測構(gòu)件4的檢測構(gòu)件。在本實施方式 中，在溫度設(shè)定得較高的上側(cè)壓板11上析出了可使表面電阻下降的數(shù)量的硫化銅，但由于 下側(cè)壓板11的溫度較低，因此，雖然在壓板11上析出了硫化銅，但還不至于形成電路。因 而，從利用上側(cè)壓板11檢測出設(shè)備的異常起、到設(shè)備發(fā)生故障為止有比較長的時間，在這 期間能進(jìn)行維護(hù)工程的準(zhǔn)備。對于下側(cè)壓板11，在確認(rèn)表面電阻下降之前，也可確保設(shè)備的 健全性，適用于有計劃地進(jìn)行維護(hù)。另外，不限于上述結(jié)構(gòu)，通過利用多個固體絕緣物以準(zhǔn)備多個檢測面、并將各固體 絕緣物的溫度設(shè)定為不同溫度，能得到與本實施方式相同的效果。但是，通過構(gòu)成為本實施 方式那樣，檢測構(gòu)件4能構(gòu)成得較為緊湊。工業(yè)上的實用性本發(fā)明可適用于將卷繞有絕緣紙的銅線圈配置在絕緣油中的例如變壓器等油浸電氣設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種油浸電氣設(shè)備，在充入有絕緣油的容器內(nèi)配置電氣設(shè)備主體，在所述電氣設(shè)備 主體中包括表面被絕緣構(gòu)件覆蓋的通電介質(zhì)，其特征在于，將由與所述絕緣構(gòu)件相同的原材料形成、且在其表面具有兩個電極的固體絕緣物作為 檢測構(gòu)件，并將該檢測構(gòu)件設(shè)置成與所述絕緣油接觸，從而檢測所述電極之間的絕緣電阻 的變化。
2.如權(quán)利要求1所述的油浸電氣設(shè)備，其特征在于，所述固體絕緣物是板狀，所述兩個電極設(shè)置在所述固體絕緣物的一個表面，在所述固 體絕緣物的另一表面設(shè)置加熱器。
3.如權(quán)利要求2所述的油浸電氣設(shè)備，其特征在于，通過所述加熱器，將所述檢測構(gòu)件的溫度設(shè)定得比所述通電介質(zhì)的溫度要高。
4.如權(quán)利要求2或3所述的油浸電氣設(shè)備，其特征在于， 所述加熱器的加熱范圍比所述電極之間的距離要長。
5.如權(quán)利要求1至4的任一項所述的油浸電氣設(shè)備，其特征在于， 所述通電介質(zhì)是線圈，所述絕緣構(gòu)件是卷繞在所述線圈上的絕緣紙。
6.如權(quán)利要求5所述的油浸電氣設(shè)備，其特征在于， 所述線圈是銅線圈。
7.如權(quán)利要求5或6所述的油浸電氣設(shè)備，其特征在于， 所述固體絕緣物由纖維素形成。
8.如權(quán)利要求1至7的任一項所述的油浸電氣設(shè)備，其特征在于， 所述固體絕緣物由壓板構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求1至8的任一項所述的油浸電氣設(shè)備，其特征在于， 將所述檢測構(gòu)件設(shè)置在所述容器內(nèi)的上部。
10.如權(quán)利要求1至9的任一項所述的油浸電氣設(shè)備，其特征在于， 所述檢測構(gòu)件具有多個所述固體絕緣物。
11.如權(quán)利要求10所述的油浸電氣設(shè)備，其特征在于，所述檢測構(gòu)件包括相對配置的一對板狀的固體絕緣物、以及配置成夾在所述一對固體 絕緣物之間的所述兩個電極。
12.如權(quán)利要求1至9的任一項所述的油浸電氣設(shè)備，其特征在于，所述檢測構(gòu)件具有多個所述固體絕緣物，將各所述固體絕緣物的溫度設(shè)定得比所述通 電介質(zhì)的溫度要高、且為不同的溫度。
13.如權(quán)利要求12所述的油浸電氣設(shè)備，其特征在于，所述檢測構(gòu)件包括相對配置的一對板狀的固體絕緣物、分別設(shè)置在所述各固體絕緣物 的相對面上的所述電極、以及設(shè)置在設(shè)置于一個所述固體絕緣物的所述電極和設(shè)置于另一 個所述固體絕緣物的所述電極之間的絕緣構(gòu)件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能檢測出線圈絕緣紙上析出的硫化銅的油浸變壓器等油浸電氣設(shè)備。在充入有絕緣油的容器內(nèi)配置有表面被絕緣紙覆蓋的線圈的油浸變壓器中，將在由與絕緣紙相同的原材料形成的板狀壓板的表面上設(shè)置有兩個電極的部件作為檢測構(gòu)件，并將該檢測構(gòu)件設(shè)置成與絕緣油接觸，根據(jù)電極之間的表面電阻的下降來檢測硫化銅的生成。此外，將檢測構(gòu)件的溫度設(shè)定得比線圈溫度要高，從而比線圈部更早生成硫化銅。
文檔編號H01F27/00GK102144268SQ20088013110
公開日2011年8月3日 申請日期2008年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者外山悟, 曾根孝典, 橘孝造, 永尾榮一, 細(xì)川登, 網(wǎng)本剛, 谷之內(nèi)健太郎, 谷村純二 申請人:三菱電機(jī)株式會社