KR101442064B1 - In insulating oil gas analyzer apparatus and method - Google Patents
In insulating oil gas analyzer apparatus and method Download PDFInfo
- Publication number
- KR101442064B1 KR101442064B1 KR1020070047996A KR20070047996A KR101442064B1 KR 101442064 B1 KR101442064 B1 KR 101442064B1 KR 1020070047996 A KR1020070047996 A KR 1020070047996A KR 20070047996 A KR20070047996 A KR 20070047996A KR 101442064 B1 KR101442064 B1 KR 101442064B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- gas
- sample
- concentration
- supply system
- insulating oil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 956
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 114
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 79
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims description 57
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 55
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 47
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 47
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 47
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 43
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 38
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 36
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 34
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 32
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 30
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 25
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims description 17
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 claims description 15
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 15
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 13
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 8
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 29
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 27
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 27
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 26
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 24
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 description 17
- DOTMOQHOJINYBL-UHFFFAOYSA-N molecular nitrogen;molecular oxygen Chemical compound N#N.O=O DOTMOQHOJINYBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 8
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 7
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 7
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 7
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 4
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 3
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 3
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 3
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PYVHTIWHNXTVPF-UHFFFAOYSA-N F.F.F.F.C=C Chemical compound F.F.F.F.C=C PYVHTIWHNXTVPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 238000012951 Remeasurement Methods 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- KDRIEERWEFJUSB-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide;methane Chemical compound C.O=C=O KDRIEERWEFJUSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
- G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
- G01N35/1009—Characterised by arrangements for controlling the aspiration or dispense of liquids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/26—Oils; Viscous liquids; Paints; Inks
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
본 발명은 절연유가 내장된 변압기 등의 기기의 절연유중 가스분석장치 및 절연유가 내장된 변압기 등의 기기의 절연유중 가스의 분석방법에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 범용성이 있는 반도체센서를 사용하여 검출의 재현성이 높은 각종 가스의 농도의 검출을 가능하게 한 절연유중 가스분석장치 및 절연유중 가스의 분석방법을 실현할 수 있다. The present invention relates to a method for analyzing gas in dielectric oil of an apparatus such as a transformer in which a dielectric oil is embedded and a gas analyzer in an insulating oil and a transformer in which dielectric oil is embedded. According to the present invention, The gas analyzer in the insulating oil and the analyzing method in the insulating oil that can detect the concentrations of various gases with high reproducibility can be realized.
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예인 절연유입 변압기에 설치되는 절연유중 가스분석장치의 구성을 나타내는 전체 구성도,BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a general view showing the configuration of a gas analyzer in an insulating oil installed in an insulating inflow transformer according to an embodiment of the present invention;
도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 일 실시예인 절연유중 가스분석장치에서의 절연유중 가스분석의 순서를 나타내는 플로우도,Fig. 2 is a flow chart showing a procedure of analyzing gas in insulating oil in a gas analyzer of insulating oil, which is one embodiment of the present invention shown in Fig. 1; Fig.
도 3은 도 1에 나타낸 본 발명의 일 실시예인 절연유중 가스분석장치에서 유중 용존 가스 추출시의 사방밸브의 개폐상황을 나타내는 전체 구성도,FIG. 3 is a general view showing the open / close state of the four-way valve at the time of extracting the dissolved gas in the oil in the insulating oil gas analyzer according to the embodiment of the present invention shown in FIG.
도 4는 도 1에 나타낸 본 발명의 일 실시예인 절연유중 가스분석장치에서 시료가스 측정시의 사방밸브의 개폐상황을 나타내는 전체 구성도,Fig. 4 is a general view showing an open / close state of a four-way valve when measuring a sample gas in an insulating oil gas analyzer according to an embodiment of the present invention shown in Fig.
도 5는 도 1에 나타낸 본 발명의 일 실시예인 절연유중 가스분석장치에서 용존되어 있는 각종 가스의 가스농도를 검출하는 반도체센서의 출력을 모식적으로 나타내는 특성도,FIG. 5 is a characteristic diagram schematically showing the output of a semiconductor sensor for detecting the gas concentration of various gases dissolved in an insulating oil gas analyzer according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1;
도 6은 도 1에 나타낸 본 발명의 일 실시예인 절연유중 가스분석장치의 연산장치에서 용존되어 있는 각종 가스의 가스농도를 산출하는 시퀀스를 나타내는 연산블럭도,FIG. 6 is a calculation block diagram showing a sequence for calculating the gas concentration of various gases dissolved in the calculator of the gas analyzer in the insulating oil, which is one embodiment of the present invention shown in FIG. 1;
도 7은 본 발명의 다른 실시예인 가반형의 절연유중 가스분석장치의 구성을 나타내는 전체 구성도,FIG. 7 is a general view showing the configuration of a gas analyzer of a portable type which is another embodiment of the present invention;
도 8은 도 7에 나타낸 본 발명의 다른 실시예인 절연유중 가스분석장치에 어서의 절연유중 가스분석의 순서를 나타내는 플로우도,Fig. 8 is a flow chart showing a procedure of analyzing gas in insulating oil in a gas analyzer of insulating oil, which is another embodiment of the present invention shown in Fig. 7;
도 9는 도 7에 나타낸 본 발명의 다른 실시예인 절연유중 가스분석장치에서 절연유중 용존 가스 추출시의 사방밸브의 개폐상황을 나타내는 전체 구성도,Fig. 9 is an overall view showing the open / close state of the four-way valve at the time of extracting the dissolved gas from the insulating oil in the insulated oil gas analyzer according to another embodiment of the present invention shown in Fig.
도 10은 도 7에 나타낸 본 발명의 다른 실시예인 절연유중 가스분석장치에서의 시료가스 측정시의 사방밸브의 개폐상황을 나타내는 전체 구성도,Fig. 10 is an overall view showing the open / close state of the four-way valve when measuring the sample gas in the insulating gas oil analyzer according to another embodiment of the present invention shown in Fig. 7;
도 11은 도 7에 나타낸 본 발명의 다른 실시예인 절연유중 가스분석장치에서의 연산장치에 있어서 용존되어 있는 각종 가스의 가스농도를 산출하는 시퀀스를 나타내는 연산블럭도,Fig. 11 is a calculation block diagram showing a sequence for calculating the concentration of gas of various gases dissolved in an arithmetic unit in an insulating oil gas analyzing apparatus according to another embodiment of the present invention shown in Fig. 7,
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예인 절연유중 가스분석장치를 구비한 변압기의 감시장치를 나타내는 전체 구성도,12 is a general view showing a monitoring apparatus for a transformer having a gas analyzer in insulating oil according to still another embodiment of the present invention.
도 13은 본 발명의 다른 실시예인 절연유중 가스분석장치의 가스 채취부의 구조를 나타내는 도,13 is a view showing the structure of a gas sampling unit of a gas analyzer in insulating oil according to another embodiment of the present invention,
도 14는 도 13에 나타낸 본 발명의 다른 실시예의 가스 채취부의 홈부착 플랜지의 구조를 나타내는 도,Fig. 14 is a view showing the structure of a groove attachment flange of a gas collecting portion according to another embodiment of the present invention shown in Fig. 13;
도 15는 도 13에 나타낸 본 발명의 다른 실시예의 가스 채취부의 홈형상 가스 저장실이 원호형상의 홈부착 플랜지를 구비한 것을 나타내는 도,Fig. 15 is a view showing the groove-like gas storage chamber of the gas sampling unit of another embodiment of the present invention shown in Fig. 13,
도 16은 도 13에 나타낸 본 발명의 다른 실시예의 가스 채취부의 홈형상 가스 저장실이 지그재그형상의 홈부착 플랜지를 구비한 것을 나타내는 도,FIG. 16 is a view showing a groove-like gas storage chamber of a gas collecting portion of another embodiment of the present invention shown in FIG. 13 provided with a groove attachment flange having a zigzag shape;
도 17은 도 13에 나타낸 본 발명의 다른 실시예의 가스 채취부의 홈형상 가스 저장실이 소용돌이형상의 홈부착 플랜지를 구비한 것을 나타내는 도면이다.Fig. 17 is a view showing that the groove-shaped gas storage chamber of the gas sampling section of another embodiment of the present invention shown in Fig. 13 is provided with a groove attachment flange in a spiral shape.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 [Description of Drawings]
1 : 유입 변압기 2 : 절연유 1: Inflow transformer 2: Insulating oil
3 : 가스 추출기 4 : 개방밸브 3: Gas extractor 4: Open valve
5A, 5B : 송유펌프 6 : 질소봄베 5A, 5B: Oil feed pump 6: Nitrogen bombardment
7 : 산소봄베 8A, 8B : 레귤레이터 7:
9A, 9B : 유량계 10 : 사방변환밸브 9A, 9B: Flow meter 10: Four-way switching valve
11 : 에어펌프 12 : 필터 11: air pump 12: filter
13 : 가스조정장치 14 : 온도조절기 13: gas regulating device 14: thermostat
15 : 가스검출기 16 : 컴퓨터 15: gas detector 16: computer
17 : 체크밸브 18A : 질소공급배관 17:
18B : 산소공급배관 18C1 : 가스공급계 배관 18B: oxygen supply pipe 18C1: gas supply system pipe
18C2 : 가스추출계 배관 18C2: Gas extraction system piping
18D : 유중 용존 가스 혼합가스공급배관18D: Dissolved gas mixture in gas supply piping
18E : 시료가스공급배관 18F : 공기공급배관 18E: sample
18G : 배출 배관 20, 30 : 유중 가스 분석장치 18G:
31 : 공기정화장치31: air purifier
201, 202, 203, 204, 205 : 연산기201, 202, 203, 204, 205:
210 : 감시장치 220 : 설정장치 210: Monitoring device 220: Setting device
230 : 표시장치 301, 302, 303 : 연산기 230:
310 : 감시장치 320 : 설정장치 310: Monitoring device 320: Setting device
330 : 표시장치 501 : 절연유 주입기 330: Display device 501: Insulating oil injector
502 : 오일 배출구 502: Oil outlet
401, 402, 403 : 통신수단부착의 유중 가스 분석장치401, 402, 403: In-line gas analyzer with communication means
420 : 중앙감시장치 430 : 전화 회선 420: central monitoring device 430: telephone line
450 : 휴대전화 회선 440 : 무선 회선 450: cellular phone line 440: wireless line
S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 : 반도체센서 S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7:
1101 : 홈부착 플랜지 1102 : 가스 투과막 1101: Groove attachment flange 1102: Gas permeable membrane
1103 : 홈형상 가스 저장실 1104 : 캐리어 가스 공급구 1103: groove-shaped gas storage chamber 1104: carrier gas supply port
1105 : 캐리어 가스 추출구 1106a, 1106b, 1106c : 밸브1105: carrier
1107 : 패킹 1201 : 배유구 1107: packing 1201:
1202 : 배유밸브 1203 : 절연유 1202: Inlet valve 1203: Insulating oil
1300 : 캐리어 가스공급부 1400 : 가스 측정부 1300: Carrier gas supply unit 1400: Gas measurement unit
1501 : 배관 1502 : 배관 1501: piping 1502: piping
1503 : 배관 1503: Piping
본 발명은 절연유가 내장된 변압기 등의 기기의 절연유중 가스분석장치 및 절연유가 내장된 변압기 등의 기기의 절연유중 가스의 분석방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for analyzing gas in insulating oil of an apparatus such as a transformer with a built-in insulating oil and a transformer with a built-in insulating oil.
오일이 봉입, 또는 내장된 기기인 변압기의 오일에 관한 절연유중 가스분석장치의 종래기술의 하나로서, 일본국 특개소59-160745호 공보에는 가스 투과재를 사용하여 절연유중의 가스를 분리하고, 분리한 가스를 수종류의 가스에 반응하는 반도체센서를 복수개 사용하여 검지하고, 가스농도와 반응특성과의 관계를 나타낸 복수의 연산식을 다원 연립방정식으로 하여 가스농도에 대하여 해석함으로써 유중 가스 중의 수소, 일산화탄소, 이산화탄소 메탄, 에탄, 에틸렌, 아세틸렌의 농도를 구하는 기술이 개시되어 있다. Japanese Patent Laid-Open Publication No. 59-160745 discloses a method for separating gas in dielectric oil by using a gas permeable material as one of the prior arts of gas oil analyzing apparatus in insulating oil relating to the oil of the transformer, A plurality of arithmetic expressions showing the relationship between the gas concentration and the reaction characteristic are detected by using a plurality of semiconductor sensors which react with the separated gases in the several kinds of gases, , Carbon monoxide, carbon dioxide methane, ethane, ethylene, and acetylene.
또, 절연유중 가스분석장치에 관한 종래기술의 하나로서, 일본국 특개평5-52787호 공보에는, 각종 가스 추출법에 의하여 추출한 유중 용존 가스를 단일 가스로 분리하지 않고 수소에만 반응하는 센서, 아세틸렌에만 반응하는 센서 등의 반도체센서에 의하여 각각 수소, 아세틸렌을 검지하는 기술이 개시되어 있다. As a conventional technique relating to a gas analysis apparatus for insulating oil, Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-52787 discloses a sensor which reacts only with hydrogen without separating the dissolved gas in oil extracted by various gas extraction methods into a single gas, Discloses a technique of detecting hydrogen and acetylene by a semiconductor sensor such as a sensor to be reacted.
마찬가지로 절연유중 가스분석장치에 관한 종래기술의 하나로서, 일본국 특개평6-160329호 공보에는, 각종 가스 추출법에 의하여 추출한 유중 용존 가스를 단일 가스로 분리하지 않고 수소에만 반응하는 센서, 일산화탄소에만 반응하는 센서, 수소, 일산화탄소, 메탄, 에탄, 에틸렌, 아세틸렌 등의 총가연성 가스에 반응하는 센서 등의 반도체센서에 의하여 각각 수소, 일산화탄소, 총가연성 가스를 검지하는 기술이 개시되어 있다. In the same way, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-160329 discloses a sensor for reacting only with hydrogen without separating the dissolved gas in oil extracted by various gas extraction methods into a single gas, Carbon monoxide, and total combustible gas by a semiconductor sensor such as a sensor which responds to a total combustible gas such as hydrogen, carbon monoxide, methane, ethane, ethylene, or acetylene.
또, 절연유중 가스분석장치에 관한 종래기술의 하나로서, 일본국 특개평5-346414호 공보에는 추출한 유중 용존 가스의 온도변화에 따라 온도 보정 계수를 수 정하여 반도체센서의 검출값을 온도 보상하는 기술이 개시되어 있다. As a conventional technique relating to a gas analyzer in insulating oil, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-346414 discloses a technique of correcting the temperature correction coefficient in accordance with the temperature change of the extracted dissolved gas in the oil, .
또, 유입 변압기의 내부에서 방전이나 과열의 발생이나, 봉입 또는 내장된 절연유가 열화하는 등의 이상이 생기면, 절연유가 분해되어 유중에 가스가 발생한다. 변압기의 내부에서 생기는 이상의 종류에 따라 유중에서 발생하는 가스의 발생량이나 가스의 발생 패턴이 다르다. 따라서 가스의 발생량이나 가스발생의 패턴을 조사하여 과거의 사례와 참조함으로써 이상의 종류나 정도를 판정하는 것이 가능하다. 그래서 종래부터 유입 변압기의 오일의 열화나 이상진단방법의 하나로서, 절연유중에 용존되는 가스의 분석(이하, 유중 가스분석이라 부른다)이 행하여져 왔다. If an abnormality such as discharge or overheating inside the inflow transformer, sealing or deterioration of the built-in insulating oil occurs, the insulating oil is decomposed and gas is generated in the oil. The amount of gas generated in the oil and the pattern of gas generation vary depending on the type of the inside of the transformer. Therefore, it is possible to determine the type and degree of the above by examining the amount of gas generation or the pattern of gas generation and referring to past cases. Therefore, conventionally, as an oil deterioration or abnormality diagnosis method of an oil inflow transformer, analysis of gas dissolved in insulating oil (hereinafter referred to as oil gas analysis) has been carried out.
[특허문헌 1][Patent Document 1]
일본국 특개소59-160745호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-160745
[특허문헌 2][Patent Document 2]
일본국 특개평5-52787호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-52787
[특허문헌 3][Patent Document 3]
일본국 특개평6-160329호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-160329
[특허문헌 4][Patent Document 4]
일본국 특개평5-346414호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-346414
그런데, 각종 가스추출법에 의거하여 유중 가스 분석장치에서 가스를 검출하는 범용의 반도체센서인 산화주석, 산화텅스텐, 산화지르코늄 등의 금속 산화물로 이루어지는 반도체센서는, 각종 가스에 반응한다는 특성이 있는 반면, 특정한 가스 의 농도를 정밀도 좋게 검출할 수 없다는 문제가 있다. 또한 반도체센서의 특성으로서, 농도 일정한 특정의 가스에 대해서도 그 센서의 출력은 일정하게는 되지 않고 센서출력이 변화된다는 문제가 있다. 이것은 반도체센서 표면에 부착된 수분이나 오염물질의 영향이 원인이라고 생각되고 있다. A semiconductor sensor comprising a metal oxide such as tin oxide, tungsten oxide, or zirconium oxide, which is a general-purpose semiconductor sensor that detects gas in a gas analysis apparatus based on various gas extraction methods, has characteristics of reacting with various gases, There is a problem that the concentration of a specific gas can not be accurately detected. In addition, as a characteristic of a semiconductor sensor, there is a problem that the output of the sensor is not constant even with respect to a specific gas constant in concentration, and the sensor output is changed. It is believed that this is caused by the influence of moisture or contaminants attached to the semiconductor sensor surface.
특허문헌 1 및 특허문헌 4에 기재된 가스의 검출방법에서는 절연유중의 가스만을 반도체센서로 측정하고 있으나, 그래도 센서출력이 일정하게 되지 않아 측정 재현성이 얻어지지 않는다는 문제가 있다. In the gas detection methods described in
특허문헌 2 및 특허문헌 3에 기재된 가스의 검출방법에서도 절연유중의 가스만을 반도체센서로 측정하고 있으나, 센서출력이 일정하게 되지 않아 측정 재현성이 얻어지지 않는다. In the gas detection method described in
또, 특허문헌 2 및 특허문헌 3에 의한 가스의 검출방법은, 가스 선택성이 있는 반도체센서를 사용하여 가스농도를 구하나, 가스 선택성이 있는 반도체센서는 수소, 일산화탄소, 아세틸렌에 대해서만 검출 가능하게 고정되어 있고, 메탄, 에탄, 에틸렌의 각 가스 성분농도를 검출할 수 없다. In the gas detection method according to
본 발명의 목적은 범용성이 있는 반도체센서를 사용하여 검출의 재현성이 높은 각종 가스의 농도의 검출을 가능하게 한, 절연유중 가스분석장치 및 절연유중 가스의 분석방법을 제공하는 것에 있다. It is an object of the present invention to provide a gas analyzer in insulating oil and a method of analyzing gas in insulating oil which enable detection of concentration of various gases having high reproducibility of detection using a versatile semiconductor sensor.
본 발명의 절연유중 가스분석장치는, 기기에 내장되어 있는 절연유를 기기로 부터 인출하는 가스 추출기와, 이 가스 추출기에 인출된 절연유에 포함되는 복수의 성분가스로부터 성분가스의 농도를 검출하는 복수의 반도체센서를 가지는 가스검출기와, 가스 추출기에 인출된 절연유중에서 포함되어 있는 복수의 성분가스를 채취하여 측정대상의 시료가스로서 가스검출부에 공급하는 시료가스의 공급계통과, 반도체센서의 검출값의 기준이 되는 기준가스를 가스검출기에 공급하는 기준가스의 공급계통과, 이 시료가스의 공급계통과 기준가스의 공급계통을 변환하여 가스검출기에 공급하는 변환 공급수단과, 가스 추출기에 인출된 절연유로부터 채취한 시료가스 및 기준가스를 가스검출기의 복수의 반도체센서에 의하여 각각 측정한 각 검출값을 기초로 절연유에 용존되는 복수의 성분가스의 농도를 산출하는 연산장치를 가지는 절연유중 가스분석장치를 구비하도록 구성한 것을 특징으로 한다. A gas analyzing apparatus for insulated oil according to the present invention comprises a gas extractor for extracting an insulating oil contained in a device from an apparatus and a plurality of gas sensors for detecting the concentration of the component gas from a plurality of component gases contained in the insulating oil drawn into the gas extractor A supply system of a sample gas for sampling a plurality of component gases contained in the insulating oil drawn out to the gas extractor and supplying the same to the gas detector as a sample gas to be measured; And a reference gas supply system for converting the supply system of the sample gas and the supply system of the reference gas to supply the gas to the gas detector; A sample gas and a reference gas are detected based on the respective detection values measured by the plurality of semiconductor sensors of the gas detector And a gas analyzer in an insulating oil having an arithmetic unit for calculating the concentration of a plurality of component gases dissolved in the insulating oil.
또, 본 발명의 절연유중 가스의 분석방법은, 기기에 내장되어 있는 절연유를 인출하여 가스 추출기에 공급하고, 가스 추출기에 인출한 절연유로부터 절연유중에 포함되어 있는 복수의 성분가스를 채취하여 측정대상의 시료가스로서 시료가스의 공급계통을 통하여 가스검출기에 공급 가능하게 하고, 가스검출기에 구비한 복수의 반도체센서의 검출값의 기준이 되는 기준가스를 기준가스의 공급계통을 통하여 가스검출기에 공급 가능하게 하고, 시료가스의 공급계통을 통하여 공급되는 시료가스와 기준가스의 공급계통을 통하여 공급되는 기준가스를 변환하여 가스검출기에 선택하여 공급을 행하고, 이 시료가스에 포함되는 복수의 성분가스로부터 성분가스의 농도 및 기준가스의 농도를 가스검출기에 구비한 복수의 반도체센서에 의하여 검출하고, 시료가스 및 기준가스에 대하여 가스검출기의 복수의 반도체센서에 의하여 각각 측정한 각 검출값을 기초로 시료가스에 포함되는 복수의 성분가스의 농도를 연산에 의하여 구하도록 구성한 것을 특징으로 한다. In the method for analyzing gas in insulating oil according to the present invention, the insulating oil contained in the device is taken out and supplied to the gas extracting device, a plurality of component gases contained in the insulating oil are extracted from the insulating oil drawn out to the gas extracting device, The reference gas serving as a reference of the detection values of a plurality of semiconductor sensors provided in the gas detector can be supplied to the gas detector through the supply system of the reference gas The reference gas supplied through the supply system of the sample gas and the reference gas supplied through the supply system of the reference gas are converted and supplied to the gas detector to select and supply the sample gas from the plurality of component gases contained in the sample gas. And the concentration of the reference gas are detected by a plurality of semiconductor sensors provided in the gas detector, Fee is characterized in that is configured to obtain, by the concentration of a plurality of gas components contained in the gas and the reference plurality of sample gas on the basis of the respective detection values are measured by a semiconductor sensor of a gas detector with respect to the gas in the operation.
다음에 본 발명의 실시예인 절연유입 변압기에 설치되는 절연유중 가스분석장치에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. Next, a gas analyzer in insulating oil installed in an insulated inflow transformer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(실시예 1)(Example 1)
본 발명의 제 1 실시예로서, 도 1은 본 발명의 일 실시예인 절연유입 변압기에 설치되는 절연유중 가스분석장치(20)의 구성을 나타내는 것으로, 내부에 절연유가 봉입 또는 내장된 변압기에 설치하는 타입의 절연유중 가스분석장치이다. 본 실시예의 절연유입 변압기에 설치되는 절연유중 가스분석장치는, 수소, 일산화탄소, 아세틸렌, 에틸렌, 메탄, 에탄에 대하여 유중 가스분석을 행한다. As a first embodiment of the present invention, FIG. 1 shows the construction of a
도 1에서 절연유입 변압기(1)의 내부에는 절연유(2)가 충전되어 있다. 절연유중 가스분석장치(20)는, 절연유입 변압기(1)와는 배관(25A) 및 배관(25B)을 통하여 연통되고, 절연유입 변압기(1)로부터 절연유(2)가 유입, 유출되는 가스 추출기(3)를 설치함으로써 이 가스 추출기(3)로 버블링법에 의하여 상기 절연유입 변압기(1)의 내부에 봉입 또는 내장된 절연유(2)의 유중에 발생하는 가스의 추출을 행한다. In Fig. 1, the insulating
가스 추출기(3)의 본체에는 개방밸브(4)가 설치되어 있다. 배관(25A 및 25B)에는 송유펌프(5A 및 5B)가 각각 설치되어 있고, 송유펌프(5A)는 유입 변압기(1)의 절연유(2)를 가스 추출기(3)에 소정량만큼 공급한다. 또 송유펌프(5B)는 가스 추출후의 절연유(2)를 가스 추출기(3)로부터 유입 변압기(1)에 반환한다.An opening valve (4) is provided in the body of the gas extractor (3). The
질소를 공급하는 질소봄베(6)가 설치되어 있고, 질소봄베(6)로부터 질소공급배관(18A)을 통하여 질소를 뒤에서 설명하는 사방변환밸브(10)로 유도하고 있다. 또 산소를 공급하는 산소봄베(7)가 설치되어 있고, 산소봄베(7)로부터 산소공급배관(18B)을 통하여 산소를 뒤에서 설명하는 가스조정장치(13)로 유도하고 있다. A nitrogen bomb 6 for supplying nitrogen is provided and the nitrogen is led from the nitrogen bomb 6 through the
상기 질소공급배관(18A) 및 산소공급배관(18B)에는 레귤레이터(8A 및 8B)가 각각 설치되어 있고, 질소봄베(6) 및 산소봄베(7)로부터 사방변환밸브(10) 및 가스조정장치(13)에 각각 공급되는 질소 및 산소의 압력을 조정하도록 되어 있다.
마찬가지로 상기 질소공급배관(18A) 및 산소공급배관(18B)에는 유량계(9A 및 9B)가 각각 설치되어 있고, 질소봄베(6) 및 산소봄베(7)로부터 사방변환밸브(10) 및 가스조정장치(13)에 각각 공급되는 질소 및 산소의 유량을 계측하고 있다. Similarly,
사방변환밸브(10)는, 질소봄베(6)로부터 질소를 공급하는 질소공급배관(18A)과, 이 질소공급배관(18A)을 통하여 공급되는 질소를 가스 추출기(3)로 유도하는 가스공급계 배관(18C1)과 접속하도록 구성되어 있다. The four-
그리고 이 사방변환밸브(10)를 변환조작함으로써 질소봄베(6)로부터 질소공급배관(18A) 및 가스공급계 배관(18C1)을 통하여 질소가스를 가스 추출기(3)에 공급하는 유로를 형성한다. Then, the four-
또, 사방변환밸브(10)는, 유입 변압기(1)의 내부에 봉입한 절연유(2)의 유중에 발생한 유중 용존가스 혼합가스를 가스 추출기(3)로부터 도출하는 가스추출계 배관(18C2)과, 이 가스추출계 배관(18C2)을 통하여 유도된 유중 용존 가스 혼합가스를 가스조정장치(13)로 유도하는 유중 용존 가스 혼합가스 공급배관(18D)에 접속 하도록 구성되어 있다. The four-
그리고 이 사방변환밸브(10)를 변환 조작함으로써 가스 추출기(3)로부터 가스 추출계 배관(18C2) 및 유중 용존 가스 혼합가스 공급배관(18D)을 통하여 유중 용존가스 혼합가스를 뒤에서 설명하는 가스검출기(15)에 공급하는 유로를 형성한다. The four-
상기 가스공급계 배관(18C1)에는 에어펌프(11)가 설치되어 있고, 이 에어펌프(11)를 가동시킴으로써 버블링을 행하도록 되어 있다. 그리고 가스 추출기(3)에는 필터(12)가 설치되어 있고, 가스 추출기(3)로 유도된 유입 변압기(1)의 내부에 봉입한 절연유(2)의 유중에 발생한 유중 용존가스 혼합가스를 가스추출계 배관(18C2)을 통하여 가스 추출기(3)로부터 사방변환밸브(10)에 도출할 때에, 유중 용존가스 혼합가스에 안개형상이 되어 혼입한 절연유를 제거한다. An
가스 추출기(3)로 유도된 유입 변압기(1)의 내부에 봉입한 절연유(2)의 유중에 발생한 유중 용존가스 혼합가스는, 사방변환밸브(10)의 변환조작에 의하여 가스추출계 배관(18C2), 유중 용존가스 혼합가스공급배관(18D) 및 시료가스공급배관(18E)을 통하여 가스검출기(15)에 공급된다. The dissolved gas mixture in the oil generated in the oil of the insulating
유중 용존가스 혼합가스공급배관(18D) 및 시료가스공급배관(18E)의 접속부에는 가스조정장치(13)가 설치되어 있고, 이 가스조정장치(13)에는 산소봄베(7)로부터 산소를 공급하는 산소공급배관(18B)이 접속되어 있다. A
그리고 상기 가스조정장치(13)에 의하여 가스검출기(15)에 공급되는 유중 용존가스 혼합가스에 산소를 소정의 비율로 혼합하여 시료가스를 생성하도록 되어 있 다. 가스조정장치(13)에서 생성된 시료가스는 시료가스공급배관(18E)을 통하여 온도조절기(14)에 공급되고, 질소, 산소 및 유중 용존 가스를 가스조정장치(13)로 혼합한 혼합가스인 시료가스의 온도를 이 온도조절기(14)에 의하여 소정의 온도로 조정한다. The oxygen gas is mixed at a predetermined ratio into the dissolved gas mixture in the gas supplied to the
상기 가스검출기(15)에는 산화주석, 산화텅스텐, 산화지르코늄 등의 금속 산화물로 이루어지는 반도체센서가 설치되어 있고, 이 반도체센서에 의하여 기준가스인 질소와 산소와의 혼합가스 및 질소와 산소와 유중 용존 가스의 혼합가스로 이루어지는 시료가스를 각각 측정하여, 그것들의 측정값을 출력신호로서 컴퓨터(16)에 출력한다.A semiconductor sensor composed of a metal oxide such as tin oxide, tungsten oxide, or zirconium oxide is provided in the
컴퓨터(16)에서는 가스검출기(15)에 설치된 반도체센서로부터의 출력신호를 기초로 유중 용존 가스의 가스성분농도를 연산에 의하여 산출하고, 산출된 유중 용존 가스의 가스성분 농도 등을 모니터 등에 표시한다. The
또, 컴퓨터(16)는, 본 발명의 실시예의 유입 변압기에 설치되는 유중 가스 분석장치를 구성하는 펌프류의 ON, OFF나, 변환밸브, 배기밸브류의 변환조작이나 개폐조작을 각 요소에 지시하도록 구성되어 있다. The
가스검출기(15)에 설치된 반도체센서로 검출된 질소, 산소 및 유중 용존 가스가 혼합된 시료가스의 가스성분은, 그것들의 각 가스성분 농도를 검출 후에 배출 배관(18G)을 통하여 외부로 배출되나, 이 배출 배관(18G)에는 체크밸브(17)가 설치되어 있어 외부의 기체가 가스검출기(15)의 내부로 유입하는 것을 방지하고 있다. The gas components of the sample gas in which the nitrogen, oxygen and dissolved dissolved gas detected by the semiconductor sensor provided in the
상기한 배관 중, 가스공급계 배관(18C1)은, 사방변환밸브(10)로부터 상기 가 스공급계 배관(18C1)에 설치한 에어펌프(11), 가스 추출기(3), 상기 가스 추출기(3)에 설치한 필터(12), 가스 추출계 배관(18C2)을 경유하여, 다시 사방변환밸브(10)로 되돌아가는 배관이다.Of the above-mentioned piping, the gas supply system piping 18C1 is connected to the gas supply piping 18C1 from the four-
또, 유중 용존가스 혼합가스공급배관(18D)은, 질소와 유중 용존 가스와의 혼합가스를 온도조절기(14), 가스검출기(15)로 유도하는 배관이다. 시료가스공급배관(18E)은, 가스조정장치(13)에서 생성된 유중 용존 가스와 질소와 산소와의 혼합가스를 온도조절기(14), 가스검출기(15)로 유도하는 배관이다. The oil-dissolved gas mixture
다음에 도 1에 나타낸 본 발명의 일 실시예인 유입 변압기에 설치되는 유중 가스 분석장치에 대하여, 그 유중 가스분석의 각 순서를 도 2에 나타낸다. 도 2에서 측정조작은 먼저 측정준비(101)의 순서를 행한다. Next, FIG. 2 shows the flow chart of the gas analysis on the gas in the gas analyzer installed in the input transformer, which is one embodiment of the present invention shown in FIG. In Fig. 2, the measuring operation is firstly carried out in the order of
다음에 유중 용존 가스 추출(102)의 순서를 행한다. 유중 용존 가스추출(102)의 순서와 병행하여 기준가스인 질소산소 혼합가스 측정(103)의 순서를 행한다. 제일 마지막으로 시료가스측정(104)의 순서를 행한다. 질소산소 혼합가스 측정(103)의 순서 및 시료가스측정(104) 순서의 각 측정결과를 기초로 각 성분가스의 농도를 산출하는 가스농도산출(105)의 순서를 행한다. 또 측정조작의 각 순서는 반복하여 행한다. Next, the procedure of the dissolved
상세하게 설명하면, 측정준비(101)의 순서에서는 사방변환밸브(10)를 도 1에 나타내는 바와 같이 조작하여, 질소봄베(6)로부터 질소를 질소공급배관(18A)을 통하여 사방변환밸브(10)에 공급한다. 공급된 질소는 질소공급배관(18A)에서 사방변환밸브(10)를 경유하여 가스공급계 배관(18C1)으로부터 가스 추출기(3)에 유입된 다. In detail, in the procedure of the
그후, 질소는 이 가스 추출기(3)를 경유하여 가스추출계 배관(18C2) 및 유중 용존가스 혼합가스공급배관(18D)을 유하하여 질소공급배관(18A)으로부터 유중 용존가스 혼합가스공급배관(18D)에 이르는 이들 각 기기 및 유로 내를 질소로 치환한다. Nitrogen then flows down the gas extraction system piping 18C2 and the dissolved gas mixture
또, 산소봄베(7)로부터는 산소공급배관(18B)을 통하여 산소가 가스조정장치(13)에 공급되고, 공급된 산소는 가스조정장치(13)로 질소가스와 혼합하여 기준가스가 되는 질소산소 혼합가스를 생성한다. Oxygen is supplied from the oxygen cylinder 7 through the
그후, 이 가스조정장치(13)에서 생성된 기준가스의 질소산소 혼합가스는 시료가스공급배관(18E)을 통하여 온도조절기(14) 및 가스검출기(15)에 차례로 유하하여 그들 각 기기 및 유로 내를 기준가스의 질소산소 혼합가스로 치환한다. Thereafter, the nitrogen-oxygen mixed gas of the reference gas generated in the
다음에 유중 용존 가스추출(102)의 순서에서는 도 3에 나타내는 바와 같이 사방변환밸브(10)를 조작하여 변환한다. 그리고 이 사방변환밸브(10)의 변환에 의하여 가스공급계 배관(18C1), 가스추출계 배관(18C2) 및 가스 추출기(3)로 폐쇄된 시스템이 되는 바와 같은 유로 A와, 질소를 질소봄베(6)로부터 질소공급배관(18A) 및 사방변환밸브(10)을 경유하여 가스조정장치(13)에 공급하는 바와 같은 유로 B를 형성한다. Next, in the procedure of the dissolved
그리고 산소를 산소봄베(7)로부터는 산소공급배관(18B)을 통하여 가스조정장치(13)에 공급함으로써 가스조정장치(13)에서 유로 B를 유하하는 질소에 산소를 혼합시킨 기준가스가 되는 질소산소 혼합가스를 생성하고, 이 기준가스의 질소산소 혼합가스를 시료가스공급배관(18E)을 통하여 온도조절기(14) 및 가스검출기(15)에 공급한다. The oxygen is supplied from the oxygen cylinder 7 through the
상기 유로 A에서는 가스추출조작을 행한다. 즉, 유로 A에서의 가스추출의 조작으로서, 먼저 가스 추출기(3)에 설치한 개방밸브(4)을 개방한 상태로 하여 두고, 배관(25A)에 설치한 송유펌프(5A)를 가동하여 유입 변압기(1)의 내부에 봉입되어 있는 절연유(2)를 가스 추출기(3)에 공급한다. In the flow path A, a gas extraction operation is performed. That is, as an operation of extracting the gas from the flow path A, the opening valve 4 provided in the
다음에 가스 추출기(3)에의 절연유(2)의 주입이 완료됨과 동시에 개방밸브(4)을 폐쇄하고, 유로 A를 형성하는 가스공급계 배관(18C1)에 설치한 에어펌프(11)를 가동시켜 유로 A 내의 질소를 순환시켜 버블링에 의하여 가스 추출기(3)에 주입한 절연유(2)에 용존되어 있는 용존 가스의 채취를 행한다. Next, the injection of the insulating
버블링이란, 밀폐된 시스템 내에서 시료대상의 가스가 용존하는 액체 내에 질소 등의 불활성 가스를 흡입하여 액체 내의 용존 가스와 액면상의 가스를 평형시킨 후에 액면상의 가스를 채취하는 시료가스의 채취방식의 것을 말한다. Bubbling is a method of collecting a sample gas for sampling a gas on a liquid surface after equilibrium between dissolved gas in the liquid and gas on the liquid surface by sucking an inert gas such as nitrogen into the liquid in which the sample gas is dissolved in the closed system It says.
버블링을 행하는 불활성 가스에 질소를 사용하는 것은, 산소가 절연유중으로 혼입하는 것을 방지하기 위함이다. 변압기(1)에 봉입된 절연유(2)로부터 용존 가스를 채취한 후의 절연유(2)는 가스 추출기(3)로부터 변압기(1)로 되돌려 재사용하나, 절연유(2)에 산소가 혼입한 경우, 산소에 의한 절연유(2)나 절연지의 열화가 염려된다. 그 때문에 버블링에는 질소, 또는 헬륨, 아르곤 등의 불활성 가스를 사용한다. The use of nitrogen as the inert gas for bubbling is to prevent oxygen from mixing into the insulating oil. The insulating
버블링을 행할 때에는 버블링시간과 밀폐된 시스템 내를 순환하는 불활성가 스의 질소 중의 가스농도와의 상관을 사전에 조사하여 두고, 타당한 버블링시간을 선정하여 둔다.When bubbling is performed, the correlation between the bubbling time and the gas concentration in the nitrogen of the inert gas circulating in the closed system is checked in advance, and a proper bubbling time is selected.
또 절연유(2)의 용존 가스의 농도와 버블링에 의하여 시료가스로서 추출되는 가스의 농도와의 관계는 가스성분에 따라 다르다. 따라서 절연유중의 용존 가스량과 버블링에 의하여 추출되는 가스량과의 상관관계를 미리 구하여 둔다. The relationship between the concentration of the dissolved gas in the insulating
다음에 기준가스인 질소산소 혼합가스측정(103)의 순서에서는 사방변환밸브(10)의 변환조작에 의하여 형성되는 유로 B를 통하여 기준가스가 되는 질소산소 혼합가스에 대한 측정을 가스검출기(15)로 행한다. Next, in the procedure of the nitrogen-oxygen mixed
즉, 질소봄베(6)로부터 질소를 질소공급배관(18A) 및 사방변환밸브(10)를 통하여 가스조정장치(13)에 공급하고, 산소봄베(7)로부터 산소를 산소공급배관(18B)을 통하여 가스조정장치(13)에 공급하여, 이 가스조정장치(13)에서 양자의 성분비율을 조정한 기준가스의 질소산소 혼합가스(산소 20%, 질소 80%)를 시료가스공급배관(18E), 온도조절기(14)를 경유하여 가스검출기(15)에 공급한다. That is, nitrogen is supplied from the nitrogen bomb 6 to the
가스검출기(15)에 설치된 반도체센서(S1-S7)에서 검출되는 기준가스의 검출 출력이 안정된 곳에서 그 검출한 출력을 기준가스인 질소산소 혼합가스에 대한 센서출력으로서 컴퓨터(16)에 입력한다. When the detection output of the reference gas detected by the semiconductor sensors S1-S7 provided in the
다음에 시료가스측정(104)의 순서에서는 도 4에 나타내는 바와 같이 사방변환밸브(10)을 변환하여 질소봄베(6)로부터 질소를 질소공급배관(18A), 사방변환밸브(10) 및 가스공급계 배관(18C1)을 통하여 가스 추출기(3)에 공급하고, 공급된 질소를 이 가스 추출기(3)로부터 가스추출계 배관(18C2) 및 유중 용존가스 혼합가스 공급배관(18D)을 통하여 가스조정장치(13)에 유하시킨다. 4, the four-
이들 조작에 의하여 유로 A 내의 채취된 유중 용존가스 혼합가스는 질소봄베(6)로부터 공급된 질소에 의하여 밀어내져 가스조정장치(13)로 유도된다. 유도된 유중 용존가스 혼합가스는, 산소봄베(7)로부터 산소공급배관(18B)를 통하여 공급된 산소를 가스조정장치(13)에서 첨가하여 시료가스를 생성한다. Through these operations, the dissolved gas mixture in the oil collected in the flow path A is pushed out by the nitrogen supplied from the nitrogen bomb 6 and guided to the
그리고 이 가스조정장치(13)에서 생성된 시료가스를 가스검출기(15)에 공급하여 시료가스의 성분농도를 검출하게 된다. 여기서 가스조정장치(13)에서 유중 용존가스 혼합가스에 산소를 첨가하여 시료가스를 생성하는 것은, 가스검출기(15)에 설치된 반도체센서(S1-S7)에 의한 시료가스의 측정에 산소가 필요하기 때문이다. Then, the sample gas generated in the
가스검출기(15)에 설치된 반도체센서(S1-S7)에 공급되는 기체가 기준가스의 질소산소 혼합가스로부터 시료가스로 변환됨으로써 반도체센서(S1-S7)로 검출되는 시료가스의 센서출력은 공급되는 기체의 변환 전후에서 크게 변화된다. 센서출력의 변화후에 센서출력이 대략 일정하게 안정된 곳에서 이들 센서출력을 시료가스에 대한 반도체센서(S1-S7)의 각 센서출력으로서 컴퓨터(16)에 입력한다. The gas supplied to the semiconductor sensors S1-S7 provided in the
그리고 시료가스를 가스검출기(15)의 반도체센서(S1-S7)로 측정한 후에는 배관(25B)에 설치한 송유펌프(5B)를 가동하면서 질소봄베(6)로부터 질소를 가스 추출기(3)에 공급하고, 가스 추출기(3)에 공급한 절연유(2)를 유입 변압기(1)로 되돌린다. 이들 일련의 조작은 컴퓨터(16)로부터의 지시를 받아 자동적으로 행하 도록 하고 있다. After the sample gas is measured by the semiconductor sensors S1 to S7 of the
도 5는 가스검출기(15)에 설치된 반도체센서(S1-S7)로 검출된 가스의 센서출력을 모식적으로 나타낸 도면으로, 가로축은 시간(t), 세로축은 반도체센서(S 1-S7)로 검출되는 센서출력의 전기저항(R)을 나타내고, 센서출력은 도면 중에 곡선으로 표시하고 있다. 5 is a diagram schematically showing the sensor output of the gas detected by the semiconductor sensors S1-S7 provided in the
도 5에서 시간 t = t0 내지 t = t1의 측정기간은, 기준가스인 질소산소 혼합가스(산소 20%, 질소 80%)를 측정하고 있을 때의 센서출력을 나타내고 있다. In FIG. 5, the measurement period from time t = t0 to t = t1 shows the sensor output when measuring the nitrogen gas mixture gas (20% oxygen and 80% nitrogen) as the reference gas.
또, 시간 t = t1 내지 t = t2의 측정기간은, 시료가스를 측정하고 있을 때의 센서출력을 나타내고, 시간 t = t2 내지 t = t3의 측정기간은, 다시 기준가스인 질소산소 혼합가스를 측정하고 있을 때의 센서출력을 나타내고 있다. The measurement period from time t = t1 to t = t2 represents the sensor output when the sample gas is being measured, and the measurement period from time t = t2 to t = t3 is the time when the nitrogen- The sensor output when measuring is shown.
먼저, 시간 t = t0 내지 t = t1의 측정기간에서, 시간 t = t1에서의 기준가스의 센서출력인 전기저항(R)은 R0을 나타낸다. 시간 t = t0 내지 t = t1에 걸쳐 센서출력이 완만하게 변화되고 있는 것은, 센서출력이 드리프트하고 있기 때문이다. First, in the measurement period from time t = t0 to t = t1, the electrical resistance R, which is the sensor output of the reference gas at time t = t1, indicates R0. The reason why the sensor output is gradually changed over time t = t0 to t = t1 is because the sensor output is drifting.
시간 t = t1 내지 t = t2의 측정기간은, 사방변환밸브(10)의 변환조작에 의하여 기준가스로부터 변환하여 공급되는 시료가스를 측정하고 있을 때의 센서출력을 나타내고 있다. 시간 t = t1에서 시료가스의 공급을 개시하여 측정함으로써 센서출력은 급격하게 감소한 후에 점차로 센서출력의 변화는 완만해져 시간 t = t2에서 센서출력은 안정된다. The measurement period from time t = t1 to t = t2 shows the sensor output when measuring the sample gas supplied from the reference gas by the conversion operation of the four-
시간 t = t2에서의 시료가스의 센서출력인 전기저항(R)은 R1을 나타낸다. The electrical resistance R, which is the sensor output of the sample gas at time t = t2, represents R1.
시간 t = t2 내지 t = t3의 측정기간은 사방변환밸브(10)의 변환조작에 의하 여 다시 시료가스로부터 기준가스로 공급을 변환하여 기준가스의 질소산소 혼합가스를 측정하였을 때의 센서출력을 나타내고 있다. 시간 t = t2에서 기준가스의 질소산소 혼합가스의 공급을 개시하여 측정함으로써 센서출력은 급격하게 증가한 후에 점차로 센서출력의 변화는 완만해져 시간 t = t3에서 센서출력은 안정된다. The measurement period from time t = t2 to t = t3 is a time period during which the supply of the reference gas from the sample gas to the reference gas is changed by the conversion operation of the four-
시간 t = t3에서의 기준가스의 센서출력인 전기저항(R)은 R2를 나타낸다. 시간 t = t3 내지 t = t4에 이르기까지의 센서출력은 그 정도 변화되지 않고 안정되어 있는 상황을 나타내고 있다.The electrical resistance R, which is the sensor output of the reference gas at time t = t3, represents R2. The sensor output from the time t = t3 to the time t = t4 shows a state where the sensor output is stable and not changed.
여기서 기준가스의 질소산소 혼합가스에 대하여, 반도체센서에 의한 센서출력의 전기저항(R0)을 미리 검출하여 컴퓨터(16)에 등록하여 둔다. 또 시료가스 에 대해서는 분석대상의 가스성분이 되는 예를 들면 일산화탄소의 가스에 관하여 특정한 농도, 예를 들면 가스농도 10 ppm의 경우에 있어서의 반도체센서에 의한 센서출력의 전기저항(R1)이 되는 RC01을 미리 검출하여 컴퓨터(16)에 등록하여 둔다. 마찬가지로 검출대상이 되는 다른 가스인 수소, 아세틸렌, 에틸렌, 메탄, 에탄에 대해서도 특정한 농도의 경우에 있어서의 상기 반도체센서에 의한 센서출력의 전기저항(R)의 값을 미리 검출하여 컴퓨터(16)에 각각 등록하여 둔다. Here, the electrical resistance R0 of the sensor output by the semiconductor sensor is previously detected with respect to the nitrogen-oxygen mixed gas of the reference gas and registered in the
그리고 상기한 바와 같이 기준가스와 시료가스에 대하여 가스검출기(15)에 설치한 반도체센서(S1-S7)에 의하여 측정함으로써 기준가스에 대한 센서출력의 전기저항(R0)과, 시료가스 중의 측정대상 가스, 예를 들면 일산화탄소의 가스에 대한 센서출력의 전기저항(R1)을 계측하여 이 일산화탄소의 가스에 대한 센서출력의 비(R0/R1)를 계산한다. As described above, by measuring the reference gas and the sample gas by the semiconductor sensors S1 to S7 provided in the
그리고 컴퓨터(16)에 미리 검출한 가스농도 10 ppm의 일산화탄소의 가스의 전기저항(RC01)에 의거하는 센서출력의 비(R0/RC01)를 계산하여 상기한 센서출력의 비(R0/R1)와 비교하면 시료가스 중의 일산화탄소의 가스농도를 정확하게 연산할 수 있다. Then, the ratio (R0 / RC01) of the sensor output based on the electric resistance RC01 of the gas of carbon monoxide of 10 ppm gas concentration detected in advance in the
동일한 방법에 의하여 기준가스와 시료가스에 대하여 가스검출기(15)에 설치한 반도체센서(S1-S7)에 의하여 측정함으로써 시료가스 중의 검출대상이 되는 다른 가스인 수소, 아세틸렌, 에틸렌, 메탄, 에탄에 대해서도 상기한 센서출력의 비(R0/R1)를 연산하여 비교하면, 시료가스 중의 특정성분의 가스농도를 정확하게 연산할 수 있다. By measuring the reference gas and the sample gas by the same method using the semiconductor sensors S1 to S7 provided in the
여기서 드리프트에 의한 측정의 잘못을 방지하기 위하여 기준가스인 질소산소 혼합가스의 측정값은, 시료가스로 변환하기 직전의 시간 t = t1에서의 기준가스의 센서출력인 R0이나, 다시 기준가스의 질소산소 혼합가스로 변환한 후의 출력이 안정된 시간 t = t3에 있어서의 기준가스의 센서출력(R2)을 사용한다. In order to prevent erroneous measurement by the drift, the measured value of the nitrogen-oxygen mixed gas as the reference gas is R0, which is the sensor output of the reference gas at the time t = t1 immediately before conversion into the sample gas, The sensor output R2 of the reference gas at the time t = t3 when the output after the conversion into the oxygen mixed gas is stable is used.
그리고 시료가스의 측정값은 질소산소 혼합가스로 변환하기 직전의 시간 t = t2에서의 시료가스의 센서출력(R1)을 이용하면 드리프트에 의한 측정의 잘못을 방지할 수 있다. 이 경우 산출하는 센서출력의 비는 R0/R1가 아니라, 출력의 비 R2/R1를 연산하면 좋다. The measurement value of the sample gas can be prevented from being erroneously measured by the use of the sensor output (R1) of the sample gas at the time t = t2 immediately before the conversion into the nitrogen-oxygen mixed gas. In this case, the ratio of the sensor output to be calculated is not R0 / R1 but the ratio of output R2 / R1.
또, 시간 t = t1 이후도 기준가스의 질소산소 혼합가스를 계속해서 측정하였다고 가정하고, 시간 t = t2에서의 질소산소 혼합가스에 대한 센서출력(R0')을 추정하여 시료가스 중의 검출대상의 가스농도에 대응하는 출력을 센서출력(R0'/R1)으 로서 산출하여도 좋다. Assuming that the nitrogen-oxygen mixed gas of the reference gas is continuously measured after the time t = t1, the sensor output R0 'for the nitrogen-oxygen mixed gas at time t = t2 is estimated, The output corresponding to the gas concentration may be calculated as the sensor output R0 '/ R1.
도 6은 도 1 내지 도 5에 나타낸 본 발명의 제 1 실시예의 유중 가스분석장치에서의 가스검출기(15)에 설치된 반도체센서(S1-S7)로 검출한 기준가스와 시료가스에 대한 센서출력으로서 컴퓨터(16)에 입력하여 시료가스에 포함되는 검출대상의 각 가스의 가스농도를 연산하는 경우의 연산 시퀀스를 나타낸다. 6 is a graph showing the relationship between the sensor output of the reference gas detected by the semiconductor sensors S1-S7 provided in the
상기한 바와 같이 기준가스 및 검출대상의 각종 가스에 대응시켜 미리 기준가스와, 특정한 농도에 있어서의 검출대상의 각종 가스에 대한 반도체센서(S1-S7)의 센서출력인 전기저항(R)을 얻어 둔다. As described above, the reference gas and the electrical resistance R, which is the sensor output of the semiconductor sensors (S1 to S7), are obtained in advance for the various gases to be detected at the specific concentration in correspondence to the reference gas and various gases to be detected Leave.
도 6에서 기준가스인 질소산소 혼합가스와 시료가스에 대하여 특성이 다른 복수의 반도체센서(S1-S7)에 의하여 검출한 출력을 기초로, 시료가스에 포함되는 측정대상의 각 가스성분의 농도를 컴퓨터(16)에 구비된 연산기(201) 내지 연산기(205)에 의하여 산출한다. 사용하는 반도체센서는 반응하는 가스의 종류가 적은 쪽이 바람직하다. 6, the concentration of each gas component contained in the sample gas, which is included in the sample gas, is calculated based on the output detected by the plurality of semiconductor sensors S1-S7 having different characteristics with respect to the sample gas and the nitrogen- Are calculated by the
시료가스에 포함되는 측정대상의 각종 가스의 가스농도를 산출하는 순서로서, 먼저 반도체센서(S1-S7) 중, 소수의 반도체센서로 검출한 출력에 의하여 농도를 구하는 것이 가능한 가스성분부터 먼저 가스농도를 구하여 간다. As a procedure for calculating the gas concentration of various gases to be measured contained in the sample gas, first, from among the semiconductor sensors (S1 to S7), a gas component capable of obtaining the concentration by the output detected by a small number of semiconductor sensors, .
다음에 나머지 반도체센서로 검출한 출력을 사용하여 반응특성과 가스농도의 관계를 나타낸 계산식에, 먼저 구한 가스성분의 농도를 대입하여 미지의 가스농도를 산출한다. 이와 같은 계산을 반복하여 미지의 가스농도를 구하여 가고, 미지의 가스농도의 수를 계산에 의하여 차례로 줄여 최종적으로 모든 가스성분의 농도를 계산으로 구한다. Next, the output of the remaining semiconductor sensor is used to calculate the unknown gas concentration by substituting the obtained concentration of the gas component into the calculation equation showing the relationship between the reaction characteristic and the gas concentration. By repeating this calculation, the unknown gas concentration is obtained, and the number of unknown gas concentrations is sequentially reduced by calculation, and finally, the concentration of all the gas components is calculated.
본 실시예에서는 수소, 일산화탄소, 아세틸렌, 에틸렌, 메탄, 에탄의 순으로 그 농도를 산출한다. In this embodiment, the concentration is calculated in the order of hydrogen, carbon monoxide, acetylene, ethylene, methane and ethane.
반도체센서(S1-S7) 중, 소수의 반도체센서에 의하여 농도를 구하는 것이 가능한 가스성분부터 먼저 가스농도를 구하여 감으로써 가스농도산출의 계산량을 줄일 수 있고, 또 검출대상 가스에 대한 검출 정밀도도 향상한다. It is possible to reduce the calculation amount of the gas concentration calculation by first obtaining the gas concentration from the gas component capable of obtaining the concentration by the small number of semiconductor sensors among the semiconductor sensors S1 to S7 and to improve the detection accuracy with respect to the gas to be detected do.
또, 도 6에 나타낸 가스농도를 연산하는 연산 시퀀스에서 연산기(201) 내지 연산기(205)에 의하여 산출한 시료가스에 포함되는 검출대상의 수소, 일산화탄소, 아세틸렌, 에틸렌, 메탄, 에탄의 각 가스농도의 연산값을 감시장치(210)에 입력하여 상시 감시하는 것도 가능하다. 6, the concentration of hydrogen, carbon monoxide, acetylene, ethylene, methane, and ethane contained in the sample gas calculated by the
이 경우, 상기 검출대상의 각 가스농도의 허용값을 설정장치(220)로부터 감시장치(210)에 입력하여 두면, 이들 허용값을 넘은 검출대상의 각 가스농도에 대하여 감시장치(210)에서 경보를 내는 것도 가능해진다. 또 표시장치(230)에는 상기 검출대상의 각 가스농도와 경보표시를 감시장치(210)로부터 표시시키는 것도 가능하다.In this case, if the permissible value of each gas concentration to be detected is inputted from the
다음에 본 실시예에서 검출대상의 가스농도와 반도체센서의 검출특성과의 사이에 선형성이 성립하는 경우에 대하여, 가스농도의 산출방법을 설명한다. Next, a method of calculating the gas concentration will be described for the case where linearity is established between the gas concentration of the detection object and the detection characteristic of the semiconductor sensor in the present embodiment.
도 6에서 기준가스인 질소산소 혼합가스 및 시료가스를 검출하는 경우의 가스농도산출에 대하여 설명한다. 먼저 시료가스부터 수소의 농도(NH2)를 구하는 경우, 센서(S1)가 검출한 출력(G1)과 검출대상 가스인 수소의 농도(NH2)에 대한 검량 선(검출농도와 센서출력의 전기저항의 비)은, 연산기(201)에 등록된 함수식 인 수학식 1로 나타내진다. The calculation of the gas concentration in the case of detecting the nitrogen-oxygen mixed gas and the sample gas which are the reference gas will be described with reference to FIG. First, when the concentration (NH2) of hydrogen from the sample gas is obtained, the calibration curve (the concentration of the detected concentration and the electrical resistance of the sensor output) of the output G1 detected by the sensor S1 and the concentration NH2 Is expressed by
여기서 A11, B11은 센서(S1)에 의하여 수소와 공기의 혼합가스를 측정하여 구한 정수이다. Here, A11 and B11 are integers obtained by measuring a mixture gas of hydrogen and air by the sensor S1.
센서(S1)가 검출한 출력을 연산기(201)의 수학식 1에서의 G1에 대입함으로써 수소농도(NH2)가 연산에 의하여 구해진다.The hydrogen concentration NH2 is calculated by substituting the output detected by the sensor S1 into G1 in
다음에 시료가스로부터 일산화탄소의 농도(NC0)를 구하는 경우, 센서(S2)가 검출한 출력(G2)과 수소의 농도(NH2), 일산화탄소의 농도(NC0)에 대한 검량선은, 연산기(202)에 등록된 함수식인 수학식 2로 나타내진다. Next, when the concentration of carbon monoxide (NC0) is obtained from the sample gas, the calibration curve for the output G2, the hydrogen concentration NH2 and the carbon monoxide concentration NC0 detected by the sensor S2 is supplied to the
여기서 A21, A22, B21, B22는 센서(S2)에 의하여 수소와 공기의 혼합가스 및 일산화탄소와 공기의 혼합가스를 측정하여 구한 정수이다. Here, A21, A22, B21 and B22 are integers obtained by measuring a mixed gas of hydrogen and air and a mixed gas of carbon monoxide and air by the sensor S2.
센서(S2)의 출력을 연산기(202)의 수학식 2에서의 G2에, 먼저 구한 수소농도를 NH2에 대입하여 일산화탄소농도(NCO)가 연산에 의하여 구해진다. The output of the sensor S2 is substituted into G2 in Equation (2) of the
다음에 시료가스로부터 아세틸렌의 농도(NC2H2)를 구하는 경우, 센서(S3)가 검출한 출력(C3)과 일산화탄소의 농도(NC0), 아세틸렌의 농도(NC2H2)에 대한 검량 선은, 연산기(203)에 등록된 함수식인 수학식 3으로 나타내진다. Next, when the concentration of acetylene (NC2H2) is obtained from the sample gas, the calibration curve for the output C3, the concentration of carbon monoxide (NC0), and the concentration of acetylene (NC2H2) (3) " (3) "
여기서, A31, A32, B31, B32는 센서(S3)에 의하여 일산화탄소와 공기의 혼합가스 및 아세틸렌과 공기의 혼합가스를 측정하여 구한 정수이다. 센서(S3)의 출력을 식의 G3에, 먼저 구한 일산화탄소농도를 NC0에 대입하여 아세틸렌농도 (NC2H2)가 연산에 의하여 구해진다.Here, A31, A32, B31 and B32 are integers obtained by measuring a mixed gas of carbon monoxide and air and a mixed gas of acetylene and air by the sensor S3. The output of the sensor S3 is substituted into NC0 in the equation G3, and the acetylene concentration NC2H2 obtained by substituting the obtained carbon monoxide concentration into NC0 is calculated.
다음에 시료가스로부터 에틸렌의 농도(NC2H4)를 구하는 경우, 센서(S4)의 출력(G4)과 아세틸렌의 농도(NC2H2), 에틸렌의 농도(NC2H4)에 대한 검량선은 연산기(204)에 등록된 함수식인 수학식 4로 나타내진다. The calibration curve for the output G4 of the sensor S4, the concentration of acetylene (NC2H2) and the concentration of ethylene (NC2H4) in the case of obtaining the concentration of ethylene from the sample gas (NC2H4) Lt; / RTI >
여기서, A41, A42, B41, B42는 센서(S4)에 의하여 아세틸렌과 공기의 혼합가스 및 에틸렌과 공기의 혼합가스를 측정하여 구한 정수이다. Here, A41, A42, B41, and B42 are constants obtained by measuring a mixed gas of acetylene and air and a mixed gas of ethylene and air by the sensor S4.
센서(S4)의 출력을 연산기(204)의 수학식 4에서의 G4에, 먼저 구한 아세틸렌 농도를 NC2H2에 대입하여 에틸렌 농도(NC2H2)가 연산에 의하여 구해진다. The output of the sensor S4 is substituted into G2 in equation (4) of the
다음에 시료가스로부터 메탄의 농도(NCH4), 에탄의 농도(NC2H6)를 구하는 경우, 센서(S5)의 출력(G5)과 수소의 농도(NH2), 일산화탄소의 농도(NC0), 아세틸렌 의 농도(NC2H2), 에틸렌의 농도(NC2H4), 메탄의 농도(NCH4), 에탄의 농도(NC2H6)에 대한 검량선은, 연산기(205)에 등록된 함수식인 수학식 5로 나타내진다. Next, when the methane concentration (NCH4) and the ethane concentration (NC2H6) are obtained from the sample gas, the output G5 of the sensor S5, the hydrogen concentration NH2, the carbon monoxide concentration NC0, The calibration curve for the concentration of ethylene (NC2H2), the concentration of ethylene (NC2H4), the concentration of methane (NCH4), and the concentration of ethane (NC2H6) is expressed by Equation 5, which is a function expression registered in the
여기서 A51, A52, A53, A54, A55, A56, B51, B52, B53, B54, B55, B56은 센서(S5)에 의하여 수소와 공기의 혼합가스, 일산화탄소와 공기의 혼합가스, 아세틸렌과 공기의 혼합가스, 에틸렌과 공기의 혼합가스, 메탄과 공기의 혼합가스, 에탄과 공기의 혼합가스를 측정하여 구한 정수이다. In this case, a mixture gas of hydrogen and air, a mixture gas of carbon monoxide and air, a mixture of acetylene and air, a mixture of hydrogen and air, a mixture of hydrogen and air, Gas, a mixed gas of ethylene and air, a mixed gas of methane and air, and a mixed gas of ethane and air.
또, 시료가스로부터 메탄의 농도(NCH4), 에탄의 농도(NC2H6)를 구하는 경우, 센서(S6)의 출력(G6)과 수소의 농도(NH2), 일산화탄소의 농도(NC0), 아세틸렌의 농도(NC2H2), 에틸렌의 농도(NC2H4), 메탄의 농도(NCH4), 에탄의 농도(NC2H6)에 대한 검량선은, 연산기(205)에 등록된 다른 함수식인 수학식 6으로 나타내진다. When the methane concentration (NCH4) and the ethane concentration (NC2H6) are obtained from the sample gas, the output G6 of the sensor S6, the hydrogen concentration NH2, the carbon monoxide concentration NC0, The calibration curve for the concentration of ethylene (NC2H2), the concentration of ethylene (NC2H4), the concentration of methane (NCH4), and the concentration of ethane (NC2H6) are shown in Equation 6, which is another function formula registered in the
여기서, A61, A62, A63, A64, A65, A66, B61, B62, B63, B64, B65, B66은 센서(S6)에 의하여 수소와 공기의 혼합가스, 일산화탄소와 공기의 혼합가스, 아세틸렌과 공기의 혼합가스, 에틸렌과 공기의 혼합가스, 메탄과 공기의 혼합가스, 에탄과 공기의 혼합가스를 측정하여 구한 정수이다. In this case, the gas mixture of hydrogen and air, the mixed gas of carbon monoxide and air, and the gas of acetylene and air are mixed by the sensor S6, A61, A62, A63, A64, A65, A66, B61, B62, B63, B64, B65, Mixed gas, a mixed gas of ethylene and air, a mixed gas of methane and air, and a mixed gas of ethane and air.
센서(S5), 센서(S6)의 출력을 각각 연산기(205)의 수학식 5에서의 G5, 및 연산기(205)의 수학식 6에서의 G6에, 수학식 5, 수학식 6의 NH2, NC0, NC2H2, NC2H4에 먼저 구한 가스농도를 대입하여 연립방정식으로 한다. NCH4, NC2H6에 대하여 풀이함으로써 메탄과 에탄의 농도가 연산에 의하여 구해진다. The output of the sensor S5 and the output of the sensor S6 are respectively multiplied by G5 in Equation 5 of the
이상에 의하여 수소, 일산화탄소, 메탄, 에탄, 에틸렌, 아세틸렌의 농도가 연산에 의하여 각각 구해진다.Thus, the concentrations of hydrogen, carbon monoxide, methane, ethane, ethylene, and acetylene are calculated.
본 발명의 실시예에 의하면 범용성이 있는 반도체센서를 사용하여 검출의 재현성이 높은 각종 가스의 농도의 검출을 가능하게 한 유중 가스 분석장치, 유중 가스 분석장치를 구비한 변압기 및 유중 가스의 분석방법을 실현하는 것이 가능하게 된다. According to the embodiments of the present invention, it is possible to provide a gas analysis apparatus for a gas in oil, a transformer equipped with a gas analyzer for gas analysis, and a method for analysis of gas in the gas, which enables detection of concentration of various gases with high reproducibility of detection using a versatile semiconductor sensor It becomes possible to realize it.
(실시예 2)(Example 2)
본 발명의 제 2 실시예로서, 도 7은 본 발명의 다른 실시예인 절연유중 가스분석장치의 구성을 나타내는 것으로, 내부에 절연유가 봉입된 기기에 대응한 가반형의 절연유중 가스분석장치이다. 본 실시예의 절연유중 가스분석장치는, 수소 및 아세틸렌에 대하여 절연유중 가스분석을 행한다. As a second embodiment of the present invention, Fig. 7 shows the construction of a gas analyzer in insulating oil, which is another embodiment of the present invention, and is a portable gas analyzer of gas oil type corresponding to an apparatus in which insulating oil is enclosed therein. The gas analyzing apparatus in the insulating oil of this embodiment analyzes the gas in the insulating oil against hydrogen and acetylene.
도 7에 나타낸 본 실시예의 절연유중 가스분석장치(30)는, 도 1, 도 3 및 도 4에 나타낸 제 1 실시예와 기본구성은 공통이기 때문에, 공통구성의 부분에 대해서는 그 설명을 생략하고, 상위하는 부분에 대하여 설명한다. Since the insulating
도 7에서 가반형의 유중 가스 분석장치는, 유중 가스의 분석이 필요한 도시 생략한 분석대상의 기기의 내부에는 절연유(2)가 충전되어 있다. 유중 가스 분석장치(30)는 절연유 주입기(501)를 구비하고 있고, 밸브(503)를 구비한 배관(25C)을 통하여 절연유 주입기(501)와 연통한 가스 추출기(3)를 설치함으로써 가스 추출기(3)로 버블링법에 의하여 절연유 주입기(501)에서 채취한 절연유(2)의 유중에 발생하는 가스의 추출을 행한다. In Fig. 7, the viscous oil gas analyzer of the present invention is filled with insulating
이 절연유 주입기(501)는 실린더형상으로, 유중 가스의 분석대상의 기기에 봉입되어 있는 절연유(2)를 채취하고, 채취한 절연유(2)를 가스 추출기(3)에 소정량만큼 공급한다. 가스 추출기(3)의 바닥부에는 밸브(502)를 구비한 오일 배출구(504)가 설치되어 있고, 분석대상인 유중 가스를 추출한 후의 절연유(2)을 외부로 배출한다. This
공기정화장치(31)가 설치되어 있고, 대기 중에서 도입된 공기로부터 유기가 스를 제거하고, 습도를 조정하여 공기를 청정하게 한 기준가스가 되는 청정한 공기를, 공기공급배관(18F)을 통하여 사방변환밸브(10)로 유도한다. An
사방변환밸브(10)를 변환 조작함으로써, 공기정화장치(31)로부터 공기공급배관(18F) 및 가스공급계 배관(18C1)을 통하여 청정한 공기를 불활성가스로 하여 가스 추출기(3)에 공급하는 유로를 형성한다. 또한 공기정화장치(31) 대신에, 청정한 공기를 저장한 공기봄베를 사용하여도 좋다. The air is supplied from the
또, 사방변환밸브(10)는 절연유(2)의 유중에 발생한 유중 용존가스 혼합가스를 가스 추출기(3)로부터 도출하는 가스추출계 배관(18C2)과, 이 가스추출계 배관(18C2)을 통하여 유도된 유중 용존가스 혼합가스를 가스조정장치(13)로 유도하는 유중 용존가스 혼합가스공급배관(18D)과 접속하도록 구성되어 있다. The four-
그리고 이 사방변환밸브(10)를 변환 조작함으로써 가스 추출기(3)로부터 가스추출계 배관(18C2) 및 유중 용존가스 혼합가스공급배관(18D)을 통하여 유중 용존가스 혼합가스를 뒤에서 설명하는 온도조절기(14)에 유하시켜 소정의 온도로 조정하여 가스검출기(15)에 공급하는 유로를 형성한다. Then, by converting the four-
상기 가스공급계 배관(18C1)에는 에어펌프(11)가 설치되어 있고, 이 에어펌프(11)를 가동시킴으로써 상기한 제 1 실시예와 마찬가지로 버블링을 행하도록 되어 있다. An
그리고 가스 추출기(3)에 필터(12)를 설치하여, 절연유(2)의 유중에 발생한 유중 용존가스 혼합가스를 가스 추출기(3)로부터 사방변환밸브(10)에 도출할 때에, 유중 용존가스 혼합가스에 안개형상이 되어 혼입한 절연유를 제거하고 있다. When the
상기 가스검출기(15)에는 산화주석, 산화텅스텐, 산화지르코늄 등의 금속 산화물로 이루어지는 반도체센서가 설치되어 있고, 이 반도체센서에 의하여 시료가스인 질소와 산소의 혼합가스 및 질소와 산소와 유중 용존 가스와의 혼합가스를 각각 측정하여, 그것들의 측정값을 출력신호로서 컴퓨터(16)에 출력한다. A semiconductor sensor composed of a metal oxide such as tin oxide, tungsten oxide, or zirconium oxide is provided in the
컴퓨터(16)에서는 가스검출기(15)에 설치된 반도체센서로부터의 출력신호를 기초로 유중 용존 가스의 가스성분농도를 연산에 의하여 산출하고, 산출된 유중 용존 가스의 가스성분 농도 등을 모니터 등에 표시한다. 이 컴퓨터(16)는 본 발명의 실시예에 설치되는 유중 가스 분석장치를 구성하는 펌프류의 ON, OFF나, 변환밸브, 배기밸브류의 변환조작이나 개폐조작을 각 요소에 지시하도록 구성되어 있다. The
다음에, 도 7에 나타낸 본 발명의 제 2 실시예인 가반형의 절연유중 가스분석장치에 대하여, 그 절연유중 가스분석의 각 순서를 도 8에 나타낸다. 도 8에서 측정조작은 먼저 측정 준비(111)의 순서를 행한다. Next, Fig. 8 shows a gas analysis apparatus of a portable type insulating oil according to a second embodiment of the present invention shown in Fig. 7, in which the gas analysis in the insulating oil is performed. In Fig. 8, the measuring operation is firstly carried out in the order of
다음에 유중 용존 가스추출(112)의 순서를 행한다. 유중 용존 가스추출(112)의 순서와 병행하여 기준가스인 공기가스측정(113)의 순서를 행한다. 제일 마지막으로 시료가스측정(114)의 순서를 행한다. 공기가스측정(113)의 순서 및 시료가스측정(104)의 순서의 각 측정결과를 기초로 각 성분가스의 농도를 산출하는 가스농도산출(115)의 순서를 행한다. 또 측정조작의 각 순서는 반복하여 행한다. Next, the oil dissolved
상세하게 설명하면, 측정준비(111)의 순서에서는 사방변환밸브(10)를 도 7에 나타내는 바와 같이 조작하여 공기정화장치(31)로부터 청정한 공기를 공기공급배관(18F)을 통하여 사방변환밸브(10)에 공급한다. In detail, in the procedure of the preparation for
공급된 청정한 공기는 공기공급배관(18F)에서 사방변환밸브(10)를 경유하여 가스공급계 배관(18C1)으로부터 가스 추출기(3)에 유입한다. 그후 청정한 공기는 이 가스 추출기(3)를 경유하여 가스추출계 배관(18C2) 및 유중 용존가스 혼합가스공급배관(18D)을 유하하여, 공기공급배관(18F)에서 유중 용존가스 혼합가스공급배관(18D)에 이르는 이들 각 기기 및 유로 내를 청정한 공기로 치환한다. The supplied clean air flows from the
다음에 유중 용존 가스추출(112)의 순서에서는 도 9에 나타내는 바와 같이 사방변환밸브(10)를 조작하여 변환한다. 그리고 이 사방변환밸브(10)의 변환에 의하여 가스공급계 배관(18C1), 가스추출계 배관(18C2) 및 가스 추출기(3)로 폐쇄된 시스템이 되는 바와 같은 유로 A를 형성한다. Next, in the order of the dissolved
또, 사방변환밸브(10)의 변환에 의하여 청정한 공기를 공기정화장치(31)로부터 공기공급배관(18F) 및 사방변환밸브(10)를 경유하여 온도조절기(14)에 공급하는 바와 같은 유로 B를 형성한다. 그리고 온도조절기(14)로 유로 B를 유하하는 청정한 공기를 설정온도로 조정하여 기준가스가 되는 청정한 공기를 생성하고, 이 기준가스의 청정한 공기를 가스검출기(15)에 공급한다. It is also possible to supply clean air from the
상기 유로 A에서는 가스추출조작을 행한다. 유로 A에서의 가스추출의 조작으로서, 먼저 가스 추출기(3)에 설치한 개방밸브(4)를 개방한 상태로 하여 두고, 절연유 주입기(201)로 절연유(2)을 가스 추출기(3)에 주입한다. In the flow path A, a gas extraction operation is performed. The opening valve 4 provided in the
다음에 가스 추출기(3)에의 절연유(2)의 주입이 완료됨과 동시에 개방밸브(4)를 폐쇄하고, 유로 A를 형성하는 가스공급계 배관(18C1)에 설치한 에어펌프(11)를 가동시키고, 유로 A 내의 청정한 공기를 순환시켜 버블링에 의하여 가스 추출기(3)에 주입한 절연유(2)에 용존되어 있는 용존 가스를 청정한 공기 중에 추출하고 채취하여, 시료가스를 제조한다.Next, at the same time that the injection of the insulating
다음에 기준가스인 공기가스측정(113)의 순서에서는 사방변환밸브(10)의 변환조작에 의하여 형성되는 유로 B를 통하여 공기정화장치(31)로부터 온도조절기(14)에 공급되어 온도를 조정한 기준가스가 되는 청정한 공기에 대한 측정을 가스검출기(15)로 한다. Next, in the procedure of the
즉, 공기정화장치(31)로부터 공기공급배관(18F) 및 사방변환밸브(10)를 통하여 청정한 공기를 온도조절기(14)에 공급하고, 온도조절기(14)로 설정온도로 조절한 기준가스가 되는 청정한 공기를 생성하여 가스검출기(15)에 공급한다. 가스검출기(15)에 설치된 반도체센서(S1-S7)로 검출되는 기준가스의 청정한 공기를 검출한 출력이 안정된 곳에서 그 검출한 출력을 기준가스인 청정한 공기에 대한 센서출력으로서 컴퓨터(16)에 입력한다. That is, clean air is supplied from the
다음에 시료가스측정(114)의 순서에서는 도 10에 나타내는 바와 같이 사방변환밸브(10)를 변환하여 공기정화장치(31)로부터 공기공급배관(18F), 사방변환밸브(10) 및 가스공급계 배관(18C1)을 통하여 가스 추출기(3)에 공급하고, 공급된 청정한 공기를 이 가스 추출기(3)로부터 가스추출계 배관(18C2) 및 유중 용존가스 혼합가스공급배관(18D)을 통하여 온도조절기(14)에 유하시킨다. 10, the four-
이들 조작에 의하여 유로 A 내의 채취된 유중 용존가스 혼합가스는 정화장치(31)로부터 공급된 청정한 공기에 의하여 밀어내지고, 사방변환밸브(10)를 경유하여 온도조절기(14)로 유도된다. Through these operations, the dissolved gas mixture in the oil collected in the flow path A is pushed out by the clean air supplied from the
유도된 유중 용존가스 혼합가스는, 온도조절기(14)로 설정온도로 조절되어 시료가스를 생성한다. 그리고 이 생성된 시료가스를 가스검출기(15)에 공급하여 시료가스의 성분농도를 검출하게 된다. The derived dissolved gas mixture is adjusted to the set temperature by the
가스검출기(15)에 설치한 반도체센서(S1, S3, S4)에 공급되는 기체가 기준가스의 공기로부터 시료가스로 변환함으로써 반도체센서(S1, S3, S4)로 검출하는 시료가스의 센서출력은 공급되는 기체의 변환 전후에서 크게 변화된다. The sensor output of the sample gas detected by the semiconductor sensors S1, S3, S4 by converting the gas supplied to the semiconductor sensors S1, S3, S4 provided in the
센서출력의 변화후에 센서출력이 대략 일정하게 안정된 곳에서 이들 센서출력을 시료가스에 대한 반도체센서(S1, S3, S4)의 각 센서출력으로서 컴퓨터(16)에 입력한다. These sensor outputs are input to the
이 가스검출기(15)에 설치한 반도체센서(S1, S3, S4)로 검출되는 기준가스 및 시료가스에 대한 센서출력은, 도시를 생략하나 상기한 도 5와 동일한 것이다. The sensor outputs for the reference gas and the sample gas detected by the semiconductor sensors S1, S3, and S4 provided in the
그리고 이들 기준가스에 대한 센서출력의 전기저항(R0)과, 시료가스 중의 측정대상 가스에 대한 센서출력의 전기저항(R1)을 계측하여 컴퓨터(16)로 양자의 센서출력의 비(R0/R1)를 산출하여 비교하면, 시료가스 중의 측정대상 가스의 가스농도를 정확하게 연산할 수 있다.The electrical resistance R0 of the sensor output with respect to these reference gases and the electrical resistance R1 of the sensor output with respect to the gas to be measured in the sample gas are measured and the
도 11은 도 7 내지 도 10에 나타낸 본 발명의 제 2 실시예의 절연유중 가스분석장치에서의 가스검출기(15)에 설치된 반도체센서(S1, S3, S4)로 검출한 기준가스와 시료가스에 대한 센서출력으로서 컴퓨터(16)에 입력하고, 시료가스에 포함되는 검출대상의 각 가스의 가스농도를 연산하는 경우의 연산 시퀀스를 나타낸다. Fig. 11 is a graph showing the relationship between the reference gas detected by the semiconductor sensors S1, S3, and S4 installed in the
제 1 실시예의 경우와 마찬가지로 기준가스 및 검출대상의 각종 가스에 대응 시켜 미리 기준가스와, 특정한 농도에서의 검출대상의 각종 가스에 대한 반도체센서(S1, S3, S4)의 센서출력인 전기저항(R)을 얻어 둔다. As in the case of the first embodiment, in advance of the reference gas and various kinds of gases to be detected, electric resistance (" R) is obtained.
도 11에서 기준가스인 청정한 공기 및 시료가스에 대하여 특성이 다른 복수의 반도체센서(S1, S3, S4)에 의하여 검출한 출력을 기초로, 시료가스에 포함되는 측정대상의 각 가스성분의 농도를 컴퓨터(16)에 구비된 연산기(301), 연산기(303) 및 연산기(304)에 의하여 산출한다. 사용하는 반도체센서는 반응하는 가스의 종류가 적은 쪽이 바람직하다. 11, the concentration of each gas component contained in the sample gas to be measured is calculated based on the output detected by the plurality of semiconductor sensors S1, S3, and S4 having different characteristics with respect to the clean air and the sample gas, Is calculated by an arithmetic unit (301), an arithmetic unit (303), and an arithmetic unit (304) provided in the computer (16). The semiconductor sensor to be used preferably has a small number of kinds of gases to be reacted.
시료가스에 포함되는 측정대상의 각종 가스의 가스농도를 산출하는 순서로서, 먼저 반도체센서(S1, S3, S4) 중, 소수의 반도체센서로 검출한 출력에 의하여 농도를 구하는 것이 가능한 가스성분부터 먼저 가스농도를 구하여 간다. As a procedure for calculating the gas concentration of various gases to be measured contained in the sample gas, a gas component capable of obtaining the concentration by the output detected by a small number of semiconductor sensors among the semiconductor sensors (S1, S3, S4) The gas concentration is obtained.
다음에 나머지 반도체센서로 검출한 출력을 사용하여, 반응특성과 가스농도와의 관계를 나타낸 계산식에 먼저 구한 가스성분의 농도를 대입하여 미지의 가스농도를 산출한다. 이와 같은 계산을 반복하여 미지의 가스농도를 구하여 가고, 미지의 가스농도의 수를 계산에 의하여 차례로 줄여 최종적으로 모든 가스성분의 농도를 계산으로 구한다. 본 실시예에서는 수소, 아세틸렌, 에틸렌의 순으로 그 농도를 산출한다. Next, the output detected by the remaining semiconductor sensors is used to calculate the unknown gas concentration by substituting the calculated concentration of the gas component in the calculation equation showing the relationship between the reaction characteristic and the gas concentration. By repeating this calculation, the unknown gas concentration is obtained, and the number of unknown gas concentrations is sequentially reduced by calculation, and finally, the concentration of all the gas components is calculated. In this embodiment, the concentration is calculated in the order hydrogen, acetylene, and ethylene.
반도체센서(S1, S3, S4) 중, 소수의 반도체센서에 의하여 농도를 구하는 것이 가능한 가스성분부터 먼저 가스농도를 구하여 감에 따라, 가스농도산출의 계산량을 줄일 수 있고, 또 검출대상의 가스에 대한 검출 정밀도도 향상한다. It is possible to reduce the calculation amount of the gas concentration calculation as the gas concentration is first obtained from the gas components which can be obtained by the small number of semiconductor sensors among the semiconductor sensors S1, S3 and S4, The detection accuracy for the detection is also improved.
또, 도 11에 나타낸 가스농도를 연산하는 연산 시퀀스에 있어서, 연산 기(301), 연산기(303) 및 연산기(304)에 의하여 산출한 시료가스에 포함되는 검출대상의 수소, 아세틸렌, 에틸렌의 각 가스농도의 연산값을 감시장치(310)에 입력하여 상시 감시하는 것도 가능하다. 11. In the calculation sequence for calculating the gas concentration shown in Fig. 11, the hydrogen gas, the acetylene, and the ethylene gas contained in the sample gas calculated by the
이 경우 상기 검출대상의 각 가스농도의 허용값을 설정장치(320)로부터 감시장치(310)에 입력하여 두면, 이들 허용값을 넘은 검출대상의 각 가스농도에 대하여 감시장치(310)에서 경보를 내는 것도 가능하게 된다. 또 표시장치(330)에는 상기 검출대상의 각 가스농도와 경보표시를 감시장치(310)로부터 표시시키는 것도 가능하다. In this case, if the permissible value of each gas concentration to be detected is input from the
다음에 본 실시예에서 검출대상의 가스농도와 반도체센서의 검출특성과의 사이에 선형성이 성립하는 경우에 대하여 가스농도의 산출방법을 설명한다. Next, a method of calculating the gas concentration will be described for the case where linearity is established between the gas concentration of the detection object and the detection characteristic of the semiconductor sensor in the present embodiment.
도 11에서 기준가스인 청정한 공기 및 시료가스를 검출하는 경우의 가스농도 산출에 대하여 설명한다. 먼저 시료가스로부터 수소의 농도(NH2)를 구하는 경우, 센서(S1)가 검출한 출력(G1)과 검출대상의 가스인 수소의 농도(NH2)에 대한 검량선(검출농도와 센서출력의 전기저항의 비)은, 연산기(301)에 등록된 함수식인수학식 7로 나타내진다. The calculation of the gas concentration in the case of detecting the clean air and the sample gas as the reference gas will be described with reference to Fig. First, when the hydrogen concentration (NH2) is obtained from the sample gas, the calibration curve (the concentration of the detected concentration and the electrical resistance of the sensor output) of the output G1 detected by the sensor S1 and the concentration NH2 Is expressed by the functional expression argument 7 registered in the
여기서 A11, Bl1은 센서(S1)에 의하여 수소와 공기의 혼합가스를 측정하여 구한 정수이다. Here, A11 and Bl1 are constants obtained by measuring a mixed gas of hydrogen and air by the sensor S1.
센서(S1)가 검출한 출력을 연산기(301)의 수학식 7에서의 G1에 대입함으로써 수소농도(NH2)가 연산에 의하여 구해진다. The hydrogen concentration NH2 is calculated by substituting the output detected by the sensor S1 into G1 in the equation (7) of the
다음에 시료가스로부터 아세틸렌의 농도(NC2H2)를 구하는 경우, 센서(S3)가 검출한 출력(C3)과 아세틸렌의 농도(NC2H2), 에틸렌의 농도(NC2H4)에 대한 검량선은 연산기(303)에 등록된 함수식인 수학식 8로 나타내진다. Next, when the concentration of acetylene (NC2H2) is obtained from the sample gas, a calibration curve for the output C3, the concentration of acetylene (NC2H2) and the concentration of ethylene (NC2H4) detected by the sensor S3 is registered in the computing unit 303 (8) < / RTI >
여기서, A31, A32, B31, B32는 센서(S3)에 의하여 아세틸렌과 공기의 혼합가스 및 에틸렌과 공기의 혼합가스를 측정하여 구한 정수이다. Here, A31, A32, B31 and B32 are integers obtained by measuring a mixed gas of acetylene and air and a mixed gas of ethylene and air by the sensor S3.
또, 센서(S4)의 출력(G4)과 아세틸렌의 농도(NC2H2), 에틸렌의 농도(NC2H4)에 대한 검량선은 연산기(304)에 등록된 함수식인 수학식 9로 나타내진다. The calibration curve for the output G4 of the sensor S4, the concentration of acetylene (NC2H2) and the concentration of ethylene (NC2H4) is expressed by Equation 9, which is a functional expression registered in the
여기서, A41, A42, B41, B42는 센서(S4)에 의하여 아세틸렌과 공기의 혼합가스 및 에틸렌과 공기의 혼합가스를 측정하여 구한 정수이다. Here, A41, A42, B41, and B42 are constants obtained by measuring a mixed gas of acetylene and air and a mixed gas of ethylene and air by the sensor S4.
센서(S3), 센서(S4)의 각 출력을 연산기(303)의 함수식인 수학식 8의 G3,연산기(304)의 함수식인 수학식 9의 G4에 각각 대입하여 연립방정식으로 한다. NCH4, NC2H6에 대하여 풀이함으로써 에틸렌과 아세틸렌의 농도가 연산에 의하여 구해진다. 이상에 의하여 수소, 아세틸렌의 농도가 연산에 의하여 각각 구해진다.The outputs of the sensor S3 and the sensor S4 are substituted into G3 in Equation 8 and G4 in Equation 9, which are the functional formulas of the
(실시예 3)(Example 3)
본 발명의 제 3 실시예로서 복수의 유입 변압기를 일괄 감시하여 절연유입 변압기에 봉입된 절연유중 가스를 분석하여 감시를 행하는 절연유입 변압기의 감시시스템에 대하여 설명한다. A monitoring system of an insulated inflow transformer for monitoring a plurality of inflow transformers by collectively monitoring a plurality of inflow transformers and inspecting gas in insulating oil sealed in the inflow inflow transformer will be described as a third embodiment of the present invention.
도 12는 복수의 절연유입 변압기(1)를 일괄 감시하고 있는 경우의 감시시스템의 실시예를 나타낸다. 통신수단부착의 유중 가스 분석장치(401, 402, 403)와 중앙감시장치(420)는 전화 회선(430), 휴대전화 회선(450) 및/또는 무선(440)을 거쳐 교신하는 것이 가능하다. 12 shows an embodiment of a surveillance system in a case where a plurality of
통신장치부착의 각각의 유중 가스 분석장치(401, 402, 403)에는 유입 변압기(1)와, 이 유입 변압기(1)에 봉입된 절연유(2)에 함유되는 각종 가스를 채취하여 분석하는 유중 가스 분석장치(20 및 30)와, 이 유중 가스 분석장치(20 및 30)에서 검출된 각종 가스를 감시하는 감시장치(210 및 310)가 복수세트 구비되어 있다. Each of the
그리고 이들 통신장치부착의 유중 가스 분석장치(401, 402, 403)를 LAN으로 연결하여 HUB에 집결하고, 유중 가스 분석장치(20 및 30)에서 채취하여 분석한 각종 가스의 농도나 감시결과의 데이터를 시장치(420)에 송신하도록 구성되어 있다. Then, the
송신되는 데이터의 송수신은 상시 행할 필요는 없고, 정기적으로 데이터를 송수신하면 좋다. 중앙감시장치(420)는 보내져 온 데이터의 재현성을 확인하고 싶은 경우나 감시에 의한 진단결과를 받아 감시를 강화하고 싶은 경우에는, 재측정을 하거나, 측정간격을 짧게 하거나 하여 유중 가스분석의 지시를 할 수 있다. The data to be transmitted need not always be transmitted and received, and data may be transmitted and received periodically. When the
또, 진단결과가 이상이면 더욱 고정밀도한 가스분석이나 유입 변압기의 정지 등의 대책을 취할 수도 있다. 또 중앙감시장치(420)에서는 통신수단부착의 유중 가스 분석장치(401, 402, 403)의 동작의 확인이나, 에어봄베의 공기잔량의 확인을 할 수 있게 되어 있다. If the result of the diagnosis is abnormal, measures such as more precise gas analysis or stop of the inflow transformer can be taken. In addition, the
이 시스템은 원격지에 설치된 유입 변압기나 점재하는 유입 변압기를 일괄감시하는 데 유효하다. 또 통신수단부착의 유중 가스 분석장치(401, 402, 403)와 중앙감시장치(420)를 LAN으로 직접 연결하는 시스템이나 개개의 통신수단부착의 유중 가스 분석장치(401, 402, 403)가 중앙감시장치(420)와 전화회선, 휴대전화회선에 의하여 직접 교신하는 시스템을 구축하여도 좋다. This system is effective for collective surveillance of inflow transformers installed at remote sites or inflowing transformers that are dotted. The system for directly connecting the
또, 각종 가스의 가스농도를 검출하는 각 반도체센서의 검출출력을 중앙감시장치(420)에서 수신하고, 중앙감시장치(420)에서 각종 가스의 가스농도의 산출을 행하여도 좋다. In addition, the
본 발명의 실시예에 의해서도 범용성이 있는 반도체센서를 사용하여 검출의 재현성이 높은 각종 가스의 농도의 검출을 가능하게 한, 절연유중 가스분석장치 및 유중 가스의 분석방법을 실현하는 것이 가능하게 된다. According to the embodiment of the present invention, it is also possible to realize a gas analyzing apparatus for insulated oil and a method for analyzing gas in oil, which enables detection of concentration of various gases having high reproducibility of detection using a versatile semiconductor sensor.
(실시예 4)(Example 4)
다음에 본 발명의 제 4 실시예인 절연유입 변압기에 설치되는 막투과방식은, 제 1 실시예에서 적용되는 가스 추출기 대신에 절연유중 가스분석장치에 적용할 수 있다. 그 때의 접속방법은 가스공급계 배관(18C1)과 뒤에서 설명하는 캐리어 가스 공급구를 접속하고, 이 가스추출계 배관(18C2)과 뒤에서 설명하는 캐리어 가스 추출구를 접속하게 된다. 이하, 본 발명의 제 4 실시예인 절연유입 변압기에 설치되는 막투과방식의 절연유중 가스분석장치에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. Next, the membrane permeation system provided in the insulated inflow transformer according to the fourth embodiment of the present invention can be applied to a gas analyzer in insulating oil instead of the gas extractor applied in the first embodiment. In this connection method, the gas supply system piping 18C1 is connected to the carrier gas supply port described later, and the gas extraction system piping 18C2 is connected to the carrier gas extraction port described later. Hereinafter, a membrane-permeable insulated oil gas analyzer installed in an insulated inflow transformer according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
막투과방식의 절연유중 가스분석장치에 있어서, 가스 저장실 내의 분해생성가스의 농도가 평형상태에 도달하는 시간(t)은, 가스 저장실의 체적을 V, 투과막의 두께를 d, 투과막의 면적을 A라 하고, 하기의 수학식 10으로 나타낼 수 있다. 또한 P는 투과계수, C는 정수이다. In the gas permeation type insulated oil gas analyzer of the membrane permeation type, the time t at which the concentration of the decomposition product gas in the gas storage chamber reaches the equilibrium state is represented by V, the thickness of the gas storage chamber is d, the area of the permeable membrane is A And can be expressed by the following equation (10). P is the permeation coefficient, and C is an integer.
수학식 10에 의하면, 가스투과막의 두께(d) 및 가스 저장실의 용적(V)을 작게 하고, 가스투과막의 면적(A)을 크게 함으로써 평형도달까지의 시간(t)을 작게 할 수 있다. According to the expression (10), the time (t) to reach equilibrium can be reduced by reducing the thickness d of the gas permeable membrane and the volume V of the gas storage chamber and increasing the area A of the gas permeable membrane.
평형도달까지의 시간(t)을 작게 하기 위해서는, 투과막의 두께(d)를 작게 하는 것이 바람직하다. 그러나 가스투과막은 유입 변압기의 배유구에 설치되는 경우가 많고, 설치위치에는 절연유에 의하여 0.2 MPa 전후의 압력이 걸린다. 이 때문에 가스투과막의 두께를 너무 작게 하면 파손된다. In order to reduce the time t until the equilibrium arrives, it is preferable to reduce the thickness d of the permeable membrane. However, the gas permeable membrane is often installed in the discharge port of the inflow transformer, and pressure of about 0.2 MPa is applied to the installation position by the insulating oil. Therefore, if the thickness of the gas permeable membrane is too small, it is broken.
바깥 둘레의 반경이 R1+ r의 원반형상이고, 안쪽의 반경(R1-r)의 부분이 중공인 홈형상 가스 저장실에 대하여 두께(d1)의 가스투과막을 사용한 경우, 가스투과막에 걸리는 압력을 p라 하고, 가스투과막의 주위에 걸리는 전단 응력(τ1)은 하 기의 수학식 11로 나타낼 수 있다. When the gas permeable membrane having the thickness d1 is used for the groove-shaped gas storage chamber having the radius of the outer periphery of R1 + r and the inner radius R1-r hollow, the pressure applied to the gas permeable membrane is denoted by p And the shear stress? 1 applied around the gas permeable membrane can be expressed by the following equation (11).
가스투과막에 걸리는 압력(p)을 0.2 MPa, 허용 전단 응력을 τ라 하면, 홈의 폭(2r)과 가스투과막의 두께(d)의 관계는 하기 수학식 12로 결정된다. The relationship between the groove width 2r and the thickness d of the gas permeable membrane is determined by the following expression (12), assuming that the pressure p applied to the gas permeable membrane is 0.2 MPa and the allowable shear stress is?
이상의 것으부터 본 발명에서는 가스투과막의 재료의 허용 최대 전단 응력 (τ〔MPa〕)과, 홈의 폭(2r)과 가스투과막의 두께(d)와의 관계가 수학식 12가 되 도록 홈형상 가스 저장실의 폭을 규정하여 가스투과막의 두께를 얇게 하는 것이 바람직하다. From the above, in the present invention, the relationship between the allowable maximum shear stress (τ [MPa]) of the material of the gas permeable membrane and the thickness (d) of the gas permeable film is expressed by Equation (12) The thickness of the gas permeable membrane is preferably reduced.
가스측정의 정밀도를 높이기 위해서는, 가스 저장실에 저류되어 있는 분석용 시료가스가 되는 샘플가스를 질소가스 또는 불활성 가스인 캐리어 가스로 희석하지 않고 가스측정기에 공급할 수 있는 것이 바람직하다. In order to increase the precision of the gas measurement, it is preferable that the sample gas, which becomes the sample gas for analysis stored in the gas storage chamber, can be supplied to the gas measuring instrument without being diluted with nitrogen gas or a carrier gas which is an inert gas.
이 때문에 본 발명에서는 가스 저장실의 홈의 단면적을 캐리어 가스 입구의 단면적과 동일하거나 또는 작게 하는 것을 제안한다. 이것에 의하여 가스 저장실 내의 가스가 캐리어 가스에 의하여 희석되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, in the present invention, it is proposed to make the cross-sectional area of the groove of the gas storage chamber equal to or smaller than the cross-sectional area of the carrier gas inlet. As a result, the gas in the gas storage chamber can be prevented from being diluted by the carrier gas.
가스 저장실인 홈의 용적을, 가스측정기에서의 가스측정에 필요한 샘플가스의 용적과 동일하게 함으로써, 가스 저장실에서 가스의 검량을 행하는 것이 가능하게 되어 검량관을 설치하지 않아도 항상 규정량의 가스를 가스측정기에 공급할 수 있게 된다. 이 경우, 캐리어 가스 공급구와 캐리어 가스 추출구는 홈형상 가스 저장실의 끝부에 설치하도록 하여, 규정량의 샘플가스를 공급할 수 있게 하는 것이 바람직하다. It is possible to perform the calibration of the gas in the gas storage chamber by making the volume of the groove serving as the gas storage chamber equal to the volume of the sample gas necessary for measuring the gas in the gas measuring instrument. So that it can be supplied to the measuring instrument. In this case, it is preferable that the carrier gas supply port and the carrier gas extraction port are provided at the end of the groove-shaped gas storage chamber so as to be able to supply a specified amount of sample gas.
본 발명의 유중 가스 분석장치에서는 오일을 교반 또는 진동을 가하여 유동을 주는 오일 유동수단을 설치하는 것이 바람직하다. 유중에 포함되는 분해생성가스가 가스 저장실측을 투과함으로써 가스투과막 근방에서는 오일에 포함되는 분해생성가스의 농도가 국소적으로 낮아져, 가스투과의 효율이 저하한다. 오일을 교반 또는 진동시켜 유동을 줌으로써, 유중의 분해생성가스의 농도를 똑같게 할 수 있어, 가스투과의 효율을 높일 수 있다. 이에 의하여 평형도달까지의 시간(t)을 작게 할 수 있다. In the gas analysis apparatus of the present invention, it is preferable to provide an oil flow means for imparting a flow by stirring or vibrating oil. The decomposition product gas contained in the oil permeates the gas storage chamber side, whereby the concentration of the decomposition product gas contained in the oil is locally lowered in the vicinity of the gas permeation membrane, and the gas permeation efficiency is lowered. By making the oil flow or agitating or vibrating, the concentration of the decomposition product gas in the oil can be made the same, and the gas permeation efficiency can be increased. Thus, the time t to reach the equilibrium can be reduced.
가스투과막의 재료에는 고분자 유기 화합물막, 고분자 유기 화합물 다공질막을 사용할 수 있다. 또 다공질판, 천공판 또는 철망을 보강재로 하여 고분자 유기 화합물막이나 고분자 유기 화합물 다공질막을 일체화한 것 등을 사용할 수 있다.As the material of the gas permeable membrane, a polymer organic compound film and a polymer organic compound porous film can be used. Alternatively, a polymer organic compound film or a polymer organic compound porous film integrated with a porous plate, an apertured plate, or a wire net as a reinforcing material can be used.
본 실시예의 절연유입 변압기의 절연유 중 가스분석장치에 대하여 설명한다. 도 13은 절연유중 가스분석장치에서의 가스 채취부의 구조를 나타낸 것이다. 도 13에 나타낸 실시예의 가스 추출기(3)에 해당하는 가스 채취부(1100)는, 홈부착 플랜지(1101), 가스투과막(1102), 홈형상 가스 저장실(1103), 캐리어 가스 공급 구(1104), 캐리어 가스 추출구(1105), 밸브(1106a), 밸브(1106b)로 구성된다. The gas analyzer in insulating oil of the insulated inflow transformer of this embodiment will be described. 13 shows the structure of the gas sampling unit in the insulating oil gas analyzer. The gas collecting portion 1100 corresponding to the
배유구(1201)는, 배유밸브(1202)와 함께 유입 변압기측에 장비되어 있다. 배유구(1201) 및 배유밸브(1202)는, 원래 불필요한 절연유의 배출구로서 사용되나, 본 실시예에서는 가스 채취부(1100)의 설치부로서 사용된다. 가스 채취시에는 배유밸브(1202)는 개방된 상태로 되어 있고, 가스투과막(1102)은 절연유(1203)에 친밀하게 접하고 있다. The
홈부착 플랜지(1101)는, 배유구(1201)에 체결됨으로써 가스 채취부(1100)를 유입 변압기(1200)에 장비함과 동시에, 가스 투과막(1102)을 주위에서 끼워 넣어 지지한다. The
가스 투과막(1102)은, 절연유(1203)를 유입 변압기 또는 유입 변압기의 바깥쪽 용기 내에 밀봉함과 동시에, 분해생성가스를 홈형상 가스 저장실(1103)측으로 투과시킨다. 가스 투과막(1102)의 재질로서 두께 0.1 mm의 4불화 에틸렌·퍼플로로 알킬 비닐 에테르 공중합물막을 사용하였다. 가스투과막(1102)에 적합한 재료로서는, 4불화 공중합물막이나 폴리에틸렌, 불소고무 등의 유기고분자 화합물막, 다공질의 유기고분자 화합물막, 다공질판에 유기고분자 화합물을 코팅한 것, 천공판이나 철망 등의 보강재와 유기고분자 화합물막을 조합시킨 것 등이 있다. The gas
홈형상 가스 저장실(1103)은, 홈부착 플랜지(1101)에 형성한 홈형상의 오목부와, 가스투과막(1102)에 의하여 형성된 공간으로 샘플가스의 채취와 저류를 행한다. 또 홈형상 가스 저장실(1103)은 샘플가스 공급시에는 캐리어 가스의 유로가 된다. The groove-shaped
캐리어 가스 공급구(1104)는, 홈형상 가스 저장실(1103)의 한쪽 끝에 통해있고, 홈형상 가스 저장실(1103)에 캐리어 가스를 유입시키는 입구이다. The carrier
홈형상 가스 저장실(1103)에서의 캐리어 가스의 유선방향으로 수직한 단면의 면적은, 캐리어 가스 공급구(1104)에서의 캐리어 가스의 유선방향으로 수직한 단면의 면적보다 작게 한다. The area of the cross section of the groove-shaped
캐리어 가스 추출구(1105)는, 홈형상 가스 저장실(1103)의 다른쪽 끝에 통해 있고, 채취 및 저류한 샘플가스나, 캐리어 가스 공급구(1104)로부터 유입한 캐리어 가스의 출구이다. The carrier
밸브(1106a) 및 밸브(1106b)는, 샘플가스 채취시와 저류시에는 폐쇄되고, 가스 저장실을 캐리어 가스에 의하여 치환할 때에는 개방한다. The
패킹(1107)은, 홈부착 플랜지(1101)와 가스투과막(1102)의 체결부 및 배유구(1201)와 가스투과막(1102)의 체결부에 삽입되어 절연유를 유입 변압기 또는 그 바깥쪽 용기 내에 밀봉하는 데 기여한다. The packing 1107 is inserted into the fastening portion of the
도 14는 유중 가스 분석장치에서의 홈부착 플랜지의 구조를 나타낸 것이다. 여기서는 홈형상 가스 저장실(1103)을 직선적인 홈형상으로 하고 있다. 캐리어 가스공급시에 캐리어 가스의 흐름이 흩어지지 않게 하는, 또는 샘플가스와 캐리어 가스가 혼합하지 않도록 하기 위하여 홈형상 가스 저장실(103)의 캐리어 가스의 유선방향으로 수직한 단면의 단면적은, 캐리어 가스 공급구의 단면적과 동일하거나 또는 그것보다도 작게 하는 것이 바람직하다. 14 shows the structure of a groove attachment flange in a gas analysis apparatus for a gas. Here, the groove-shaped
유중 가스 분석의 조작으로서는, 샘플가스 채취의 준비, 샘플가스의 채취와 저류, 측정의 준비, 샘플가스공급, 샘플가스측정이 있다. Examples of operation of the gas analysis include preparation of sample gas, sampling and storage of sample gas, preparation of measurement, sample gas supply, and sample gas measurement.
먼저, 샘플가스 채취의 준비로서, 홈형상 가스 저장실(1103)을 캐리어 가스로 치환한다. 밸브(1106a 및 1106b)를 개방한 상태로 하여, 캐리어 가스공급부로부터 캐리어 가스를 공급한다. First, as a preparation for sample gas sampling, the groove-shaped
다음에 샘플가스의 채취와 저류를 행한다. 홈형상 가스 저장실(1103) 내가 캐리어 가스로 치환되었으면, 밸브(1106a, 1106b)가 폐쇄된 상태로 한다. 절연유에 용해된 분해생성가스가 가스투과막(1102)을 투과하여 홈형상 가스 저장실(1103)로 확산된다. 홈형상 가스 저장실(1103)의 가스농도와 절연유중 분해생성가스의 농도가 평형에 도달할 때까지 대기한다. Next, sample gas is collected and stored. When the groove-shaped
가스농도가 평형에 도달하기까지의 시간은, 측정시험을 실시하여 사전에 파악하여 둔다. 또 수학식 10에서 정수(C)가 기지이면 수학식 10에서 평형에 도달하는 시간을 추정하여도 좋다. The time required for the gas concentration to reach equilibrium is measured and tested beforehand. In Equation (10), if the integer C is known, the time to reach equilibrium in Equation (10) may be estimated.
계속해서 측정의 준비를 행한다. The measurement is then prepared.
캐리어 가스공급부에서 가스측정부에 캐리어 가스를 공급한다. And a carrier gas is supplied from the carrier gas supply unit to the gas measurement unit.
또한 계속해서 샘플가스공급을 행한다. 밸브(1106a) 및 밸브(1106b)를 개방된 상태로 하고, 캐리어 가스를 캐리어 가스공급부로부터 가스 채취부를 경유하여 가스측정부에 공급한다. Further, the sample gas is supplied continuously. The
홈형상 가스 저장실(1103) 내를 캐리어 가스로 치환함으로써 홈형상 가스 저장실(1103) 내에 있던 샘플가스를 가스측정기에 공급하고, 가스측정부에서 가스의 종류나 농도를 측정한다. By replacing the inside of the groove shaped
(실시예 5)(Example 5)
본 실시예에서는 홈형상 가스 저장실(1103)에서 샘플가스의 채취·저류 및 검량, 공급을 행한 경우에 대하여, 도 14를 사용하여 설명한다. 홈형상 가스 저장실(1103)에서 샘플가스를 검량함으로써 따로 검량관을 구비할 필요가 없어져, 검량관 자체나 검량관에 이르기까지의 배관의 용적을 절약할 수 있다. 그 결과, 수학식 10에서의 가스 저장실의 체적(V)을 작게 하여, 평형도달까지의 시간(t)을 단축할 수 있다. In this embodiment, the case where sample gas is sampled, stored, calibrated, and supplied in the groove-shaped
도 14에서 캐리어 가스 공급구(1104)는 반경(r)의 원통형상이다. 또 홈형상 가스 저장실(1103)은, 길이(L), 폭(2r), 홈 깊이(h)의 직육면체형상이고, 또한 양쪽 끝이 반경(r), 깊이(h)의 반원기둥형상이다. 따라서 홈형상 가스 저장실(1103)의 용적은, 2rLh + πr2h 이다. In Fig. 14, the carrier
홈형상 가스 저장실(1103)의 용적은 공급한 샘플가스의 용적이 된다. 그래서 홈형상 가스 저장실(1103)의 용적을 측정에 필요한 샘플가스의 용적과 동등하게 하였다. The volume of the groove shaped
또한, 홈형상 가스 저장실(1103)에서의 캐리어 가스의 유선방향으로 수직한 단면적(2rh)은 10 ㎟이고, 캐리어 가스 공급구(1104)의 단면적(πr2)인 19.6 ㎟보다 작다. The cross-sectional area 2rh perpendicular to the stream direction of the carrier gas in the groove-shaped
유중 가스 분석의 순서로서, 먼저 가스 채취의 준비로서 홈형상 가스 저장실(1103)을 캐리어 가스로 치환하였다. 밸브(1106a)와 밸브(1106b)를 개방상태로 하여, 캐리어 가스공급부로부터 캐리어 가스를 공급하였다. As a procedure of the analysis of the gas in the gas, first, the groove-shaped
다음에, 샘플가스의 채취와 저류를 행하였다. 홈형상 가스 저장실(1103) 내가 캐리어 가스로 치환되었으면 밸브(1106a)와 밸브(1106b)를 폐쇄한 상태로 하여 유지한다. 절연유중에 용해된 분해생성가스가, 가스투과막(1102)을 투과하여 홈형상 가스 저장실(1103)로 확산된다. 홈형상 가스 저장실(1103)의 가스농도가 평형에 도달할 때까지 대기하였다. Next, sample gas was collected and stored. When the groove-shaped
가스농도가 평형에 도달하기까지의 시간은, 사전에 측정시험을 실시하여 구하여, 70〔h〕로 하였다. The time required for the gas concentration to reach equilibrium was determined by conducting a measurement test in advance and was 70 [h].
본 발명에 의하지 않은 검량관을 따로 구비한 경우에는, 가스농도가 평형에 도달하기까지의 시간은 138〔h〕이었다. When a calibration tube not provided according to the present invention was separately provided, the time required for the gas concentration to reach equilibrium was 138 h.
따라서 본 발명에 의하여 가스 채취에 요하는 시간을 약 2분의 1로 단축할 수 있었다.Therefore, according to the present invention, the time required for gas sampling can be shortened to about one half.
계속해서 가스농도가 평형에 도달하고 나서, 측정의 준비를 행하였다. Subsequently, measurement was prepared after the gas concentration reached equilibrium.
캐리어 가스공급부에서 가스측정부에 캐리어가스를 공급한다.And a carrier gas is supplied from the carrier gas supply unit to the gas measurement unit.
또한 계속해서 샘플가스공급을 행하였다. 밸브(1106a)와 밸브(1106b)를 개방된 상태로 하여, 캐리어 가스를 캐리어 가스공급부로부터 가스 채취부를 경유하여 가스측정부에 공급하였다. Further, the sample gas was continuously supplied. The
홈형상 가스 저장실(1103) 내를 캐리어 가스로 치환함으로써 홈형상 가스 저장실(1103) 내에 있던 샘플가스를 가스측정기에 공급하였다. Shaped
(실시예 5)(Example 5)
본 실시예에서는 홈형상 가스 저장실(1103)의 폭을 조절하여 가스투과막의 두께를 작게 하는 경우에 대하여 설명한다. 도 15는 가스 저장실의 형상이 원호형상인 홈부착 플랜지의 구조를 나타낸 것이다. 본 발명의 예로서 홈형상 가스 저장실(1103)이 외경(R1 + r), 내경(R1 - r), 높이(h)의 원통형상이며, 두께(d1)의 가스투과막(1102)을 사용한 경우와, 종래법의 예로서 가스 저장실이 반경(R2),높이(h)의 원주형상이고, 두께(d2)의 가스투과막(1102)을 사용한 경우를 비교한다. In this embodiment, the case where the thickness of the gas-permeable membrane is reduced by adjusting the width of the groove-shaped
본 발명에 의한 경우, 가스투과막(1102)의 주위에 걸리는 전단 응력이 균일하다고 가정하고, 가스투과막(1102)의 주위에 걸리는 전단 응력(τ1)은, 이미 설명한 바와 같이 수학식 11에 의하여 구해진다. According to the present invention, it is assumed that the shear stress applied around the gas
허용 전단 응력을 τ라 하면, 가스투과막(1102)의 두께(d1)는 수학식 13으로 결정된다. When the allowable shear stress is?, The thickness d1 of the gas
이것에 대하여 종래법에 의한 경우에서는 가스투과막(1102)의 주위에 걸리는 전단 응력(t2)은, 수학식 14로 결정된다. On the other hand, in the case of the conventional method, the shear stress t2 hanging around the gas
허용 전단 응력을 τ라 하면, 가스투과막(1102)의 두께(d2)는 수학식 15로 결정된다. When the allowable shear stress is?, The thickness d2 of the gas
막의 두께의 비(d1/d2)는, 수학식 16과 같이 되고, R1에 상관없이 r과 R2에 의하여 결정된다. The ratio (d1 / d2) of the thickness of the film is expressed by Equation (16), and is determined by r and R2 irrespective of R1.
또, V = A·h 이기 때문에 수학식 10은 이하의 수학식 17로 나타낼 수 있다. Further, since V = A · h, equation (10) can be expressed by the following equation (17).
본 발명에 의한 평형도달까지의 시간(t1)은, 수학식 18과 같이 된다. The time t1 until reaching the equilibrium according to the present invention is expressed by Equation (18).
또, 종래법에 의한 평형도달까지의 시간(t2)은, 수학식 19와 같이 된다.The time t2 until reaching the equilibrium by the conventional method is expressed by Equation (19).
따라서 평형도달까지의 시간의 비(t1/t2)는, 수학식 16, 수학식 18, 수학식 19에 의하여 수학식 20과 같이 되고, r과 R2에 의하여 결정된다. Therefore, the ratio (t1 / t2) of the time until reaching the equilibrium is expressed by Equation (20) by Equations (16), (18) and (19), and is determined by r and R2.
본 발명과 종래법에서 가스투과막(1102)의 면적을 동일하게 한 경우, 예를 들면 R1을 50 mm, r을 2 mm, R2를 20 mm라 한 경우에도 본 발명에 의한 평형도달까지의 시간(t1)은 종래법에 의한 평형도달까지의 시간(t2)의 5분의 1로 할 수 있다.When the area of the gas
도 16은 홈형상 가스 저장실의 형상이 지그재그형상인 경우의 홈부착 플랜지의 구조를 나타내는 도면이다. 16 is a view showing a structure of a groove attachment flange when the shape of the groove-shaped gas storage chamber is a zigzag shape.
도 17은 홈형상 가스 저장실의 형상이 소용돌이형상인 경우의 홈부착 플랜지의 구조를 나타내는 도면이다. 17 is a view showing a structure of a groove attaching flange when the shape of the groove-shaped gas storage chamber is a spiral shape.
도 15에 나타낸 홈형상 가스 저장실의 형상이 원호형상인 홈부착 플랜지 대 신에 지그재그형상 또는 소용돌이형상의 홈부착 플랜지를 사용하여도 좋다. A groove attachment flange having a zigzag shape or a spiral shape may be used instead of the groove attachment flange having an arc shape in the shape of the groove-shaped gas storage chamber shown in Fig.
투과막방식의 절연유중 가스분석장치에 있어서, 가스 저장실을 홈형상으로 함으로써, 가스 저장실의 용적을 작게 할 수 있고, 또 가스투과막의 두께를 작게 할 수 있다. 이에 의하여 가스 저장실 내의 분해생성가스의 농도가 평형상태에 도달하기까지의 시간을 단축할 수 있고, 분해생성가스의 채취에 요하기까지의 시간을 단축할 수 있다. 본 실시예에 의하여 절연유중 가스분석장치의 시간간격을 짧게 할 수 있어 실시간으로 변압기 등의 기기의 이상진단이 가능하게 되었다. In the permeable membrane type gas oil analyzer in the gas oil analyzer, the gas storage chamber has a groove shape, whereby the volume of the gas storage chamber can be reduced and the thickness of the gas permeable membrane can be reduced. As a result, the time required for the concentration of the decomposition product gas in the gas storage chamber to reach the equilibrium state can be shortened, and the time required for taking the decomposition product gas can be shortened. According to the present embodiment, the time interval of the gas analyzer in insulating oil can be shortened, and it becomes possible to diagnose abnormality of a transformer or the like in real time.
본 발명은 절연유가 내장된 변압기 등의 기기의 절연유중 가스분석장치 및 절연유가 내장된 변압기 등의 기기의 절연유중 가스의 분석방법에 적용 가능하다.The present invention is applicable to a method for analyzing gas in insulating oil of a device such as a gas analyzer in an insulating oil of a device such as a transformer in which dielectric oil is embedded and a transformer in which dielectric oil is embedded.
본 발명에 의하면 범용성이 있는 반도체센서를 사용하여 검출의 재현성이 높은 각종 가스의 농도의 검출을 가능하게 한 절연유중 가스분석장치 및 절연유중 가스의 분석방법을 실현할 수 있다. According to the present invention, it is possible to realize a gas analyzing apparatus for insulating oil and an analyzing method for gas in insulating oil which can detect concentrations of various gases having high reproducibility of detection using a general-purpose semiconductor sensor.
Claims (18)
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006138740A JP2007309770A (en) | 2006-05-18 | 2006-05-18 | Oil-in-gas analyzer, transformer equipped with oil-in-gas analyzer, and oil-in-gas analysis method |
| JPJP-P-2006-00138740 | 2006-05-18 | ||
| JPJP-P-2007-00012438 | 2007-01-23 | ||
| JP2007012438A JP4331761B2 (en) | 2007-01-23 | 2007-01-23 | Oil-in-gas analyzer for oil-filled equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20070112014A KR20070112014A (en) | 2007-11-22 |
| KR101442064B1 true KR101442064B1 (en) | 2014-09-18 |
Family
ID=39090685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020070047996A Active KR101442064B1 (en) | 2006-05-18 | 2007-05-17 | In insulating oil gas analyzer apparatus and method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101442064B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220039162A (en) | 2020-09-22 | 2022-03-29 | 주식회사 피닉스엔지니어링 | Analog interface system for insulating oil gas analysis |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101303936B1 (en) | 2011-11-28 | 2013-09-05 | 한국과학기술연구원 | Complexed structure having separation membrane used for sensing gas, gas-sensing apparatus comprising the same, method and apparatus for measuring gas concentration |
| KR101990780B1 (en) * | 2012-11-01 | 2019-06-19 | 한국전력공사 | Apparatus for measuring dissolved gas concentrations in oil filled transformer and method thereof |
| KR101494382B1 (en) * | 2013-05-20 | 2015-02-24 | 한국 전기안전공사 | Diagnosis method and apparatus of transformer oil |
| KR101475418B1 (en) * | 2013-09-30 | 2014-12-22 | 한국전력공사 | Removal of moisture device for power transformer |
| KR101840191B1 (en) * | 2016-11-02 | 2018-03-21 | 한국전력공사 | Device for acetylene gas analysis of underground transmission cables and method for acetylene gas analysis |
| KR102363851B1 (en) * | 2017-02-10 | 2022-02-16 | 현대일렉트릭앤에너지시스템(주) | Apparatus for testing dissolved gases |
| CN107991472A (en) * | 2017-12-01 | 2018-05-04 | 无锡市尚沃医疗电子股份有限公司 | Compound expiration detection method and device |
| KR102342454B1 (en) * | 2020-07-03 | 2021-12-24 | 한국전력공사 | Gas sensor probe for measuring dissolved gas of transformer |
| KR102404594B1 (en) * | 2021-01-21 | 2022-06-07 | 한국전력공사 | Diagnosis system based on decomposition gas analysis, portable gas insulation device analysis equipment for the same |
| CN114858946B (en) * | 2022-06-04 | 2024-03-22 | 山东五岳电器有限公司 | Online monitoring device and calibration method for gas in transformer oil |
| KR102726089B1 (en) * | 2023-05-19 | 2024-11-04 | 정인구 | SF6 GAS liquefaction recovery device and method |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60252240A (en) * | 1984-05-29 | 1985-12-12 | Mitsubishi Electric Corp | Equipment for monitoring dissolved gas in oil |
| JPH04118551A (en) * | 1990-09-10 | 1992-04-20 | Toshiba Corp | Multi-component gas monitor |
-
2007
- 2007-05-17 KR KR1020070047996A patent/KR101442064B1/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60252240A (en) * | 1984-05-29 | 1985-12-12 | Mitsubishi Electric Corp | Equipment for monitoring dissolved gas in oil |
| JPH04118551A (en) * | 1990-09-10 | 1992-04-20 | Toshiba Corp | Multi-component gas monitor |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220039162A (en) | 2020-09-22 | 2022-03-29 | 주식회사 피닉스엔지니어링 | Analog interface system for insulating oil gas analysis |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HK1115441A1 (en) | 2008-11-28 |
| KR20070112014A (en) | 2007-11-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101442064B1 (en) | In insulating oil gas analyzer apparatus and method | |
| JP2007309770A (en) | Oil-in-gas analyzer, transformer equipped with oil-in-gas analyzer, and oil-in-gas analysis method | |
| US4402211A (en) | System for monitoring abnormality of oil-filled electric devices | |
| US5569838A (en) | Process and device for measuring a gas medium with a chemical sensor | |
| CN105974062B (en) | A kind of gas sensor calibrating installation and its calibration method | |
| US20030138970A1 (en) | Device to alternately supply a fluid to an analyzer | |
| US6324891B1 (en) | Method and apparatus for monitoring GAS(ES) in a dielectric fluid | |
| EP0509171A1 (en) | Method and apparatus for improving the specificity of an ion mobility spectrometer utilizing sulfur dioxide dopant chemistry | |
| US4829809A (en) | Gas calibration method and apparatus | |
| EP4257956A1 (en) | Method and apparatus for calibrating optical dissolved oxygen sensor | |
| US20100070201A1 (en) | Method and apparatus for measuring multiple parameters in-situ of a sample collected from environmental systems | |
| US20070157969A1 (en) | Dosing method and apparatus for low-pressure systems | |
| CN110687249A (en) | Hydrogen detector detection device and detection method thereof | |
| JP2019045242A (en) | Hydrogen gas analysis kit, hydrogen gas analysis method, and method for controlling quality of hydrogen gas | |
| KR102030278B1 (en) | Breath alcohol analyzer for low range concentration | |
| US6845651B2 (en) | Quick BET method and apparatus for determining surface area and pore distribution of a sample | |
| US10914715B2 (en) | Analysis device and method | |
| HK1115441B (en) | An analytical apparatus for gas in insulating oil and an analytical method for gas in insulating oil | |
| US8191437B2 (en) | Gas sample collection and analysis | |
| CN216956034U (en) | Insulating oil detector | |
| RU2181882C1 (en) | Device determining concentration of gas in liquid | |
| JP2008180524A (en) | Oil-in-gas analyzer for oil-filled equipment | |
| EP4386357A1 (en) | Capture vessel cartridge for permeation testing of prefilled packages and containers | |
| CN117072431B (en) | Infusion pump detection device and detection method for liquid chromatograph | |
| CN222838051U (en) | Verification, calibration and sampling device for micro oxygen analyzer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20070517 |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| A201 | Request for examination | ||
| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20120330 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20070517 Comment text: Patent Application |
|
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| PN2301 | Change of applicant |
Patent event date: 20121101 Comment text: Notification of Change of Applicant Patent event code: PN23011R01D |
|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20130624 Patent event code: PE09021S01D |
|
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20131212 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20130624 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |
|
| AMND | Amendment | ||
| J201 | Request for trial against refusal decision | ||
| PJ0201 | Trial against decision of rejection |
Patent event date: 20140310 Comment text: Request for Trial against Decision on Refusal Patent event code: PJ02012R01D Patent event date: 20131212 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PJ02011S01I Appeal kind category: Appeal against decision to decline refusal Appeal identifier: 2014101001472 Request date: 20140310 |
|
| PB0901 | Examination by re-examination before a trial |
Comment text: Amendment to Specification, etc. Patent event date: 20140310 Patent event code: PB09011R02I Comment text: Request for Trial against Decision on Refusal Patent event date: 20140310 Patent event code: PB09011R01I Comment text: Amendment to Specification, etc. Patent event date: 20130822 Patent event code: PB09011R02I |
|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20140417 Patent event code: PE09021S01D |
|
| B701 | Decision to grant | ||
| PB0701 | Decision of registration after re-examination before a trial |
Patent event date: 20140717 Comment text: Decision to Grant Registration Patent event code: PB07012S01D Patent event date: 20140415 Comment text: Transfer of Trial File for Re-examination before a Trial Patent event code: PB07011S01I |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20140912 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20140915 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170818 Year of fee payment: 4 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20170818 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180816 Year of fee payment: 5 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20180816 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20210830 Start annual number: 8 End annual number: 8 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20220822 Start annual number: 9 End annual number: 9 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20240820 Start annual number: 11 End annual number: 11 |