特許 6969721 変圧冷却回路中でのセンサ利用のためのシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6969721

(24)【登録日】2021年11月1日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】変圧冷却回路中でのセンサ利用のためのシステム

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/12 20060101AFI20211111BHJP

   H01F 27/02 20060101ALI20211111BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20211111BHJP

   H01F 27/40 20060101ALI20211111BHJP

【ＦＩ】

   H01F27/12 Z

   H01F27/02 150

   H05K7/20 M

   H01F27/40 120

【請求項の数】15

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2020-536558(P2020-536558)

(86)(22)【出願日】2018年12月31日

(65)【公表番号】特表2021-508952(P2021-508952A)

(43)【公表日】2021年3月11日

(86)【国際出願番号】US2018068143

(87)【国際公開番号】WO2019133972

(87)【国際公開日】20190704

【審査請求日】2020年7月22日

(31)【優先権主張番号】62/612,377

(32)【優先日】2017年12月30日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】519431812

【氏名又は名称】ヒタチ・エナジー・スウィツァーランド・アクチェンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】ＨＩＴＡＣＨＩ ＥＮＥＲＧＹ ＳＷＩＴＺＥＲＬＡＮＤ ＡＧ

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】チェイム，ルイズ

(72)【発明者】

【氏名】ロリン，ピエール

【審査官】 木下 直哉

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００３−５０６８６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−０６９２１１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平１１−１４２０７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１０１１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００６−５０５７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１７／０１６８０３４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｆ ２７／１２

Ｈ０１Ｆ ２７／０２

Ｈ０５Ｋ ７／２０

Ｈ０１Ｆ ２７／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コア、少なくとも１つのコイル巻き線、および絶縁流体を収容するタンクと、
前記タンクから前記絶縁流体を受け取るためのラジエータとを備え、
前記ラジエータは、前記絶縁流体を冷却するためのフィンと、前記ラジエータから冷却された前記絶縁流体を受け取るための導管およびヘッダのうち少なくとも１つとを含み、
前記導管および前記ヘッダのうち前記少なくとも１つから出た前記絶縁流体を受け取るために垂直ヘッダが設けられ、前記垂直ヘッダは、前記垂直ヘッダの上流端および下流端のそれぞれに第１の弁および第２の弁を備え、
前記垂直ヘッダは、その中の前記絶縁流体への測定アクセスのためのポートを含み、
前記垂直ヘッダの少なくとも一部は、垂直に方向付けられて前記ラジエータから下方に向かって延在しており、前記ポートは、垂直に方向付けられた前記一部に位置づけられ、
さらに、
前記ポートを通じて前記絶縁流体の特性を測定するためのセンサを備える、変圧器。

【請求項2】

前記センサは、湿度センサ、溶解ガスセンサ、抵抗温度検知器、光音響センサ、圧力センサ、マルチガス検知センサ、油量センサ、および前述のセンサの何らかの組合せからなる群から選択されるものである、請求項１に記載の変圧器。

【請求項3】

前記絶縁流体の測定された前記特性は、前記絶縁流体中の少なくとも１つの成分の存在、前記絶縁流体中の少なくとも１つの成分の成分濃度、前記絶縁流体の圧力、絶縁流体の温度、絶縁流体のレベル、界面張力、力率、誘電強度、含水率、酸化防止剤率、酸性度、色、および前述のものの何らかの組合せからなる群から選択されるものである、請求項１に記載の変圧器。

【請求項4】

前記センサは、前記絶縁流体の少なくとも１つの測定値を通信するために動作可能である、請求項１に記載の変圧器。

【請求項5】

前記センサは、前記垂直ヘッダの前記ポートに実装されている、請求項１に記載の変圧器。

【請求項6】

前記ヘッダと前記センサとの間に第３の弁をさらに備える、請求項５に記載の変圧器。

【請求項7】

タンクを備え、前記タンクは、コア、少なくとも１つのコイル巻き線、および前記タンク内に配置された絶縁流体を収容し、
さらに、
前記タンクから前記絶縁流体を受け取るためのラジエータを備え、
前記ラジエータは、前記絶縁流体を冷却するためのフィンと、前記タンクから絶縁流体を受け取るための第１のヘッダと、冷却された絶縁流体を前記フィンから受け取るための第２のヘッダとを含み、
前記第２のヘッダから出た前記絶縁流体を受け取るために垂直ヘッダが設けられ、
前記垂直ヘッダは、その中の前記絶縁流体への測定アクセスのためのポートを含み、
前記垂直ヘッダの少なくとも一部は、垂直に方向付けられて前記ラジエータから下方に向かって延在しており、前記ポートは、垂直に方向付けられた前記一部に位置づけられ、
さらに、
前記ポートを通じて前記絶縁流体の特性を測定するためのセンサを備える、変圧器。

【請求項8】

センサハウジングは、前記センサによる測定のための絶縁流体を集めるための前記垂直ヘッダに取り付けられており、前記ポートは、前記センサハウジング上に設けられており、前記センサは、前記ポートに取り付けられている、請求項７に記載の変圧器。

【請求項9】

前記垂直ヘッダは、前記ラジエータの底部の下に配置されている、請求項７に記載の変圧器。

【請求項10】

第１の導管は、前記第１のヘッダを前記タンクに接続し、第２の導管は、前記第２のヘッダを前記タンクに接続する、請求項７に記載の変圧器。

【請求項11】

第１の導管は、前記第１のヘッダを前記タンクに接続し、第２および第３の導管は、前記第２のヘッダを前記ラジエータの出口に接続する、請求項７に記載の変圧器。

【請求項12】

前記垂直ヘッダは、センサとの接続のための複数のポートを含む、請求項７に記載の変圧器。

【請求項13】

タンクを備え、前記タンクは、コア、少なくとも１つのコイル巻き線、および前記タンク内に配置された絶縁流体を収容し、
さらに、
前記タンクから前記絶縁流体を受け取るためのラジエータを備え、
前記ラジエータは、前記絶縁流体を冷却するためのフィンと、前記タンクから絶縁流体を受け取るための第１のヘッダと、冷却された絶縁流体を受け取るための第２のヘッダとを含み、
さらに、
前記絶縁流体が冷却される前に前記絶縁流体を受け取る第１の導管を以て前記ラジエータに接続された補助ラジエータを備え、
前記補助ラジエータは、前記絶縁流体を冷却するためのフィンと、前記補助ラジエータからの冷却された絶縁流体を受け取るための第２の導管とを含み、
前記第２の導管から出た前記絶縁流体を受け取るために垂直ヘッダが設けられ、前記垂直ヘッダは、その中の前記絶縁流体への測定アクセスのための少なくとも１つのポートを含み、
前記垂直ヘッダの少なくとも一部は、垂直に方向付けられて前記補助ラジエータから下方に向かって延在しており、前記ポートは、垂直に方向付けられた前記一部に位置づけられ、
さらに、
前記ポートを通じて前記絶縁流体の特性を測定するためのセンサを備える、変圧器。

【請求項14】

前記第２の導管と前記センサとの間に弁を備える、請求項１３に記載の変圧器。

【請求項15】

前記垂直ヘッダは、センサとの接続のための複数のポートを含む、請求項１３に記載の変圧器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、運転中の変圧冷却回路の絶縁流体のさまざまな特性のモニタリングを可能にするセンサに向けられている。

【背景技術】

【0002】

変圧ガスおよび湿度センサは、典型的には、（誘電性流体のような）絶縁流体を内部に流通させ、その流体を読取りのためのセンサに供給するポンプシステムを要求する。ポンプシステムは、新たな絶縁流体がセンサと接触するために連続的に循環することを確実にする。これらおよびその他の問題は、他の特徴の中でも、流体を流通させるポンプを要求すること無しに絶縁流体の特性を測定することができるシステムのための技術の必要性を示す。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0003】

ある実施の形態では、変圧器は、コアと、少なくとも１つのコイル巻き線と、タンクの内部に配置された絶縁流体とを含む。冷却フィンを有するラジエータと、変圧タンクとラジエータとの間で絶縁流体を移動させるための第１の導管および第２の導管とが設けられる。第１および第２の導管の少なくとも１つは、その中の絶縁流体への測定アクセスのためのポートと、ポートを通る絶縁流体の特性の測定のためのセンサとを有する。

【0004】

もうひとつの実施の形態では、変圧器は、コアと、少なくとも１つのコイル巻き線と、タンクの内部に配置された絶縁流体とを含む。冷却フィンを有するラジエータと、タンクとラジエータとの間で絶縁流体を移動させるための第１のヘッダおよび第２のヘッダとが設けられる。第１および第２のヘッダの少なくとも１つは、その中の絶縁流体への測定アクセスのためのポートと、ポートを通る絶縁流体の特性の測定のためのセンサとを有する。

【0005】

本願の実施の形態は、変圧器絶縁流体の特性を測定するための方法、システム、および装置を含む。本願の実施の形態は、変圧器流体特性のセンシングのための方法、システム、および装置を含む。他の実施の形態は、変圧器流体センサのための、装置、システム、デバイス、ハードウェア、方法、および組合せを含む。本願のさらなる実施の形態、形式、特徴、局面、利益、および優位性は、ここにもたらされる記述と図面から明らかになるであろう。

【0006】

添付する図面において、構造的な実施の形態が図示されており、この実施の形態は、以下に提供される詳細な説明と共に、変圧器冷却システムと一体化されたセンサの典型的な実施の形態を説明する。当業者は、１つの構成要素が複数の構成要素として設計されてもよいこと、または、複数の構成要素が単一の構成要素として設計されてもよいことを、正しく理解するだろう。

【0007】

さらに、添付する図面および以下に続く記述において、類似のパーツは、図面および記載された説明を通じて同じ参照符号でそれぞれ示される。図面は、縮尺どおりに描かれておらず、いくつかのパーツの比率は説明の便宜のために誇張されている。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】変圧器タンクと連通する先行技術の変圧器冷却システムを描く図である。

【図2】センサのための代替の絶縁流体フロー経路と、そのポートに設置されたセンサとを有する変圧器冷却システムを描く図である。

【図3A】弁を通って方向付けられた絶縁流体フロー経路、および、ヘッダを通る絶縁流体フローに直接接触するように設置されたセンサを伴う水平指向のヘッダを有する変圧器冷却システムを描く図である。

【図3B】ラジエータと変圧器タンクとの間にモニタリング接触するように設置されたセンサを伴う垂直指向のヘッダを通って方向付けられた絶縁流体フローを有する変圧器冷却システムを描く図である。

【図3C】ラジエータと、センサを有する変圧器タンクとの間のもうひとつの実施の形態の垂直指向のヘッダを描く図である。

【図3D】ラジエータと、センサを有する変圧器タンクとの間のもうひとつの実施の形態の垂直指向のヘッダを描く図である。

【図4】弁とラジエータとの間のヘッダの中に設置されたセンサを有するラジエータを描く図である。

【図5】フランジで終わっており、フランジ付きのセンサハウジングまたはフランジ付きのセンサポートと接合することが可能な、上端および／または下端のヘッダを有するラジエータを描く図である。

【図6】ポートが設けられた上端および／または下端のヘッダを有するラジエータを描く図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１を参照して、第１および第２の導管２１，２２を有する典型的なラジエータ２０を有する変圧器１が示されており、第１および第２の導管２１，２２は、ラジエータ２０を変圧器１０のタンクに接続する。変圧器１はコア１１と、少なくとも１つのコイル巻き線１２と、タンク１０の内部の絶縁流体１３とを有する。典型的なラジエータ２０は、フィン２６と、絶縁流体を、変圧器タンク１０へ、および、変圧器タンク１０から移動させるための第１および第２の導管とを有する。あるいは、ラジエータ２０は、チューブ状の形状に形成されたフィンを有するが、または、強制的絶縁流体冷却システムにおけるような、冷却器が変圧器に設けられている。「ラジエータ」という用語の本開示および使用は、前述のアレンジのいずれも予期するものと理解されるべきである。

【0010】

ラジエータ２０は、典型的には、フィン２６を有し、タンク１０の上端から来る熱い絶縁流体がフィン２６を通って自然循環（ＯＮＡＮ）または強制循環（ＯＮＡＦ／ＯＦＡＦ／ＯＤＡＦ）を通じて冷却される。いくつかの実施の形態では、冷却プロセスは、フィンまたは／およびポンプ上へ空気を吹き付けて誘電性流体の速度を増して冷却を容易にするファンの使用によって助けられる。

【0011】

よく知られているように、誘電性流体のような絶縁流体は、変圧器１０のタンクとラジエータ２０との間で移動させられ、熱は放散され、フィン２６を通じて周囲環境に移され、その結果、ラジエータ２０を出て、第２の導管２２を通じて変圧器タンク１０に入る冷却流体は、第１の導管２１に入る絶縁流体よりも低い温度となる。

【0012】

たとえば図２に示されるように、本開示によるセンサ３０の配置が示される。センサ３０は、ラジエータ２０の低い部分または下端の近傍に配置され、センサ３０は循環する絶縁流体に、ラジエータ２０の上端における絶縁流体の温度に比べて低い温度で、直接接触することが可能となる。

【0013】

第１および第２のヘッダ２３，２４は、それぞれ対応する第１および第２の導管２１，２２および、冷却システムと変圧器タンク１０との間で絶縁流体を移動させるためのラジエータ２０に関連して設けられてもよい。絶縁流体は、第１の導管２１を通って第１のヘッダ２３へと流れ、弁２５のうちの第１の弁を通って、ラジエータ２０を通って、熱が放散して絶縁流体が冷却された後で、第２のヘッダ２４またはセンサ担持コンパートメントへと流れる。第２のヘッダ２４を通って流れる絶縁流体は、第２のヘッダ２４の中でのポート４０を通じてのセンサ３０による測定にアクセス可能である。絶縁流体は、センサ３０の下流で第２の導管２２へと戻ってもよい。絶縁流体の特性は、間接的手段またはセンサ３０を通じての絶縁流体との直接接触によって測定されてもよい。他の弁２５は、第２のヘッダ２４の下流端に設けられていてもよく、図２に示されるように、センサ３０の設置およびメンテナンスを容易にするように、センサ３０と第２のヘッダ２４との間にも設けられてもよい。

【0014】

非限定的な例として、センサ３０には、絶縁流体に直接接触するプローブが設けられてもよい。ある実施の形態では、センサ３０は、光の異なる波長で音を測定するための光音響センサ、またはＦＴＩＲ（フーリエ変換赤外線）分光センサ、または金属板のような固体センサにおけるような光学的検出器である。さらに、導管２１，２２および／またはヘッダ２３，２４，３４に設けられたポート４０を通る絶縁流体の特性を測定することができる、膜タイプのセンサまたはその他の何らかのタイプの技術は、本開示によって予期される。あるいは、センサ３０は、弁２５または他のフィッティングに、または、その近くに設置されるか、または、ヘッダ２４またはラジエータ２０の他の回路の一部として、設置されてもよい。センサ３０には、電子機器、電源および絶縁流体の１以上の特性を測定するためのその他の部品が設けられてもよい。

【0015】

ある実施の形態においては、センサ３０は、抵抗温度検知器である。このような抵抗温度検知器は、応用に依存して２−ワイヤ、３−ワイヤ、または４−ワイヤの配列を有する。センサ３０は、温度が上昇するにつれて抵抗の線形増加をもたらす。センサ３０のさらに他のタイプは、絶縁流体の特性を測定するために予期される。そのようなセンサの例は、圧力、油量、およびマルチガス検知のセンサである。もうひとつの実施の形態では、センサ３０は、ABB Inc.から入手可能で、変圧器絶縁流体の中の、水素および湿度を含むガスの連続的なオンライン・モニタリングを提供するCoreSense（登録商標）である。

【0016】

引き続き図２を参照して、絶縁流体温度はその場所では低いので、センサ３０は、ラジエータ２０の下端もしくはベース２９の近傍または下方にあるヘッダ２４に設置される。測定場所での絶縁流体温度は、センサ３０の電子機器の動作に影響を与えないだろう。

【0017】

センサ３０は、絶縁流体の温度、分解されたガスおよび／または湿度特性を測定する。測定値は、絶縁流体中のさまざまな分解されたガスおよび／または湿度および水の、存在および濃度を含むがこれらに限定されない。非限定的な例として、分解されたガスのセンサは、変圧器絶縁流体の中で分解された水素ガスの検出のために設けられるが、一酸化炭素、二酸化炭素、アセチレン、エチレン、メタン、および変圧器絶縁流体の中で分解されたさまざまな他のガスをも検出してもよい。あるいは、湿度センサは、変圧器絶縁流体の中の水を検出するためにポート４０と関連して設けられてもよい。電子機器および通信モジュール６０は、分解されたガス、湿度、およびその他の測定のためのセンサ機能を動作させるために設けられてもよい。

【0018】

センサ３０は、変圧器絶縁流体のための多くの知られたセンサおよび測定システムによって必要とされていたように、新たな、または、連続的な絶縁流体に接触してモニターするためにポンプを必要としない。絶縁流体は、変圧器タンク１０から第１の導管２１を通ってラジエータ２０の中へと連続的に移動し、ラジエータ２０を出て第２の導管２２を通ってヘッダ２４を通過する間に変圧器タンク１０へと戻る。それゆえ本開示は、絶縁流体の特性を連続的に測定することを可能とする。そのような特性は、絶縁流体の構成成分の存在および濃度、誘電損失、抵抗率、および絶縁流体中の粒子を含む。測定されてもよい絶縁流体の他の化学的および物理的な特性は、界面張力、力率、誘電強度、含水率、酸化防止剤率、酸性度、色、および絶縁流体のさまざまな他の特性であってよい。

【0019】

その上、第１および第２の導管２１，２２は、その外周に沿って配置された１以上のポート４０を有してもよく、これらのポート４０は、絶縁流体が、センサ３０のプローブを通じてのように直接的にセンサ３０によって測定され、または、ポート４０を通じて光学的に音響的に、もしくは、ポート４０との接触を通じてのように間接的に測定されることを可能にする。

【0020】

図３Ａを参照して、ラジエータ２０は、弁２８を通じて、水平方向に設けられて絶縁流体の流れがインラインであるヘッダ２４の上流端４８へと接続された第２の導管２２を有するものとして示される。第１および第２のベンド２７は、ラジエータ２０のフィン２６の周りで絶縁流体の流れを方向付け、かつ、ラジエータ２０をバイパスして直接タンク１０に戻るためにヘッダ２４の中に設けられる。ラジエータフィン２６は、ベンド２７のエリアでサイズを縮小されてもよい。しかしながら、フィン２６の表面積の減少による冷却システムへの影響は、２〜３枚のフィン２６のみの表面積の減少により最小限に維持される。ヘッダ２４の形状は、自由な絶縁流体流れを可能とするように設計される。１以上のポート４０は、絶縁流体の直接的または間接的な測定のための１以上のセンサ３０による測定アクセスを可能とするためにヘッダ２４の中に設けられる。

【0021】

図３Ｂを参照して、ラジエータ２０は、変圧器タンク１０のサイドに垂直方向に実装されたヘッダ３４へと接続された第２の導管を有するものとして示される。センサ３０は、ポート４０を通じてアクセス可能な絶縁流体の流れにインラインに設けられる。絶縁流体は、ラジエータ２０を出て、垂直ヘッダ３４を形成するチューブまたはパイプを通って通過して、変圧器タンク１０の下端近傍の開口４２に入る。センサ３０の場所は、変圧器１の絶縁流体の流れの最も冷えた領域において絶縁流体へのアクセスを提供しており、センサ３０の電子機器を妨げない。図３Ｂの実施の形態では、追加的なガスケット接続および機械加工されたフランジは必要とされず、絶縁流体の漏れが起こりうる箇所を最小化する。

【0022】

図３Ｃおよび３Ｄを参照して、ラジエータ２０は、第１の隔離弁４４、第２の導管２２、ヘッダ３４、および第２の隔離弁４６を通じて変圧器タンクに接続したものとして示される。ヘッダ３４が取り外されうるように、第１および第２の隔離弁４４，４６は、絶縁流体の流れを、ラジエータ２０の第２の導管２２との接続、および、変圧器タンク１０への接続においてオフに切り換えることを可能とする。センサ３０は、プローブを用いる絶縁流体への測定アクセスを有するか、または、ヘッダ３４のポート４０を通じて光学的もしくは音響的に、もしくは、ヘッダ３４を通じて直接的に、特性を測定する。第１および第２の隔離弁４４，４６は、絶縁流体を隔離して、ヘッダ３４をラジエータ２０と変圧器タンク１０との間の接続から取り外すために、用いられうる。

【0023】

ポート４０は、図３Ｃおよび３Ｄの例におけるセンサ３０による測定アクセスのために、第１の導管２１、第２の導管２２、およびヘッダ３４の少なくとも１つの中に設けられうる。センサ３０は、前述したいずれのタイプのものであってもよい。ラジエータ２０における、もしくはラジエータ２０のベースの下方におけるヘッダ３４の場所、および、ラジエータ２０から変圧器タンク１０への絶縁流体の移動のための隔離弁４４の近くの下方入り口ポイントは、絶縁流体の冷却に寄与する。このような配列は、絶縁流体の流れにインラインなセンサ３０の追加を可能とする。

【0024】

図４を参照して、予備のラジエータとして使用可能な補助ラジエータ２０′が示される。ラジエータ２０′は、必要とされた絶縁流体の流れを生み出し、絶縁流体をサンプリングまたは測定するために求められた温度範囲を達成するために、既存の変圧器ラジエータ２０または新たな変圧器ラジエータ２０に第１の導管２１で接続されうる。ポート４０は、絶縁流体の特性を感知するために、補助ラジエータ２０′の下端において第２の導管２２の中に設けられうる。補助ラジエータ２０′のサイズに起因して、センサ３０は、ラジエータ２０′またはラジエータ２０′が接続される変圧器タンク１０の設置面積に影響を与えることなく、弁２５とラジエータ２０′の第２の導管２２との間に設けられてもよい。

【0025】

図５を参照して、ラジエータ２０は、第１および第２のフランジ付きセンサハウジング５２，５４と、センサ３０を受け入れるための１以上のポート４０とを有するものとして示される。第１のフランジ付きセンサハウジング５２は、絶縁流体の上端油温を測定するために用いられてもよい。下方または下端のフランジ付きセンサハウジング５４は、ポート４０において１以上のセンサ３０に接続されうる。センサハウジング５３，５４は、絶縁流体を受け入れて貯蔵する容器を形成し、複合ポート４０から流体の中へと延在するためのセンサ要素のための追加的なスペースを提供する箱形状を含んでよい。

【0026】

図６を参照して、ラジエータ２０は、センサ３０を絶縁流体に直接結合する、または、接続するための複合ポート４０が設けられた第１および第２のヘッダ２３，２４を含む。第１および第２のヘッダ２３，２４内での絶縁流体への直接的測定アクセスは、それによって、１以上のセンサ３０に提供される。ポート４０は、ここに記載した、第１および第２の導管２１，２２、第１および第２の水平ヘッダ２３，２４、垂直ヘッダ３４、および／または第１および第２のフランジ付きセンサハウジング５２，５４のいずれかまたは全てに設けられうるものと理解されるべきである。さらに、弁は、センサ３０の取外しおよび取付けを容易にするために、ここに開示されたポート４０のいずれかにおいて接続されうる。

【0027】

センサ３０は、用途に依存して垂直または水平に実装される。センサ３０は、アナログまたはデジタルな方法でのセンサ３０または何らかのシステムの読み出しのための有線または無線の通信を提供する。センサ３０と処理ユニットとの間の有線の通信の例は、油中に溶解した１つまたは複数のガスを表す４〜２０ｍＡのアナログ出力をもたらす。溶解したガスの測定値を表すデジタル信号は、センサ３０から、有線通信を介して、または金属対、光ファイバ、または他の媒体を用いた無線でもたらされうる。変圧器のモニタリングのための他のシステムへの通信は、MODBUS、DNP 3.0およびIEC61850プロトコルを用いて可能である。通信のこの同じタイプは、ここで言及したセンサ・タイプの全てに適用される。

【0028】

本開示のさまざまな局面が予期される。ある１つの局面によれば、変圧器はタンクを含み、タンクは、コアと、少なくとも１つのコイル巻き線と、絶縁流体と、絶縁流体をタンクから受け取るためのラジエータとを収容する。ラジエータは、絶縁流体を冷却するためのフィンと、冷却された絶縁流体をラジエータから受け取るための導管およびヘッダのうち少なくとも一方とを含む。導管およびヘッダのうち少なくとも一方は、その中の絶縁流体への測定アクセスのためのポートを含む。センサは、ポートを通じて絶縁流体の特性を測定するために設けられる。

【0029】

ある１つの実施の形態では、センサは、湿度センサ、溶解ガスセンサ、抵抗温度検知器、光音響センサ、圧力センサ、マルチガス検知センサ、油量センサ、および前述のセンサの何らかの組合せからなる群から選択される。もうひとつの実施の形態では、センサは、絶縁流体の少なくとも１つの測定値を通信するために動作可能である。

【0030】

さらにもうひとつの実施の形態では、絶縁流体の測定された特性は、絶縁流体中の少なくとも１つの成分の存在、絶縁流体中の少なくとも１つの成分の成分濃度、絶縁流体の圧力、絶縁流体の温度、絶縁流体のレベル、界面張力、力率、誘電強度、含水率、酸化防止剤率、酸性度、色、および前述のものの何らかの組合せからなる群から選択される。

【0031】

さらなる実施の形態では、ヘッダは、冷却された絶縁流体を受け取るために設けられ、さらにヘッダの上流側の端および下流側の端のそれぞれに第１および第２の弁を備える。この実施の形態の改良では、センサがヘッダの中のポートへと実装される。さらなる改良においては、ヘッダとセンサとの間に第３の弁が設けられる。この実施の形態のもうひとつの改良では、ヘッダの少なくとも一部は、ラジエータに沿って水平に方向付けられ、ポートは、水平に方向付けられた当該一部に位置する。この実施の形態のさらにもうひとつの改良では、ヘッダの少なくとも一部が垂直に方向付けられ、ラジエータから下方に向かって延在し、ポートは、垂直に方向付けられた当該一部に位置する。

【0032】

もうひとつの局面によれば、変圧器はタンクを含み、タンクは、コアと、少なくとも１つのコイル巻き線と、タンクの内部に配置された絶縁流体と、タンクから絶縁流体を受け取るためのラジエータとを収容する。ラジエータは、絶縁流体を冷却するためのフィンと、タンクから絶縁流体を受け取るための第１のヘッダと、フィンから冷却された絶縁流体を受け取るための第２のヘッダとを含む。第２のヘッダは、その中の絶縁流体への測定アクセスのためのポートを含み、センサは、ポートを通じて絶縁流体の特性を測定するために設けられる。

【0033】

ある１つの実施の形態では、センサハウジングは、センサによる測定のための絶縁流体を集めるための第２のヘッダに取り付けられており、ポートは、センサハウジングに設けられており、そして、センサはポートに取り付けられている。もうひとつの実施の形態では、第２のヘッダの少なくとも一部は、垂直に方向付けられてラジエータから下方に向かって延在しており、ポートは、垂直に方向付けられた一部に位置付けられている。

【0034】

さらにもうひとつの実施の形態では、第２のヘッダの少なくとも一部は、ラジエータに沿って水平に方向付けられており、ポートは、水平に方向付けられた一部に位置づけられている。この実施の形態の改良では、第２のヘッダは、ラジエータの底部の下に配置されている。

【0035】

さらになおもう１つの実施の形態では、第１の導管は、第１のヘッダをタンクに接続し、第２の導管は、第２のヘッダをタンクに接続する。もうひとつの実施の形態では、第１の導管は、第１のヘッダをタンクに接続し、第２および第３の導管は、第２のヘッダをラジエータの出口に接続する。さらになおもう１つの実施の形態では、第２のヘッダは、センサとの接続のための複数のポートを含む。

【0036】

もうひとつの局面によれば、変圧器はタンクを含み、タンクは、コアと、少なくとも１つのコイル巻き線と、タンクの内側に配置された絶縁流体と、タンクからの絶縁流体を受け取るためのラジエータとを収納する。ラジエータは、絶縁流体を冷却するためのフィンと、タンクからの絶縁流体を受け取るための第１のヘッダと、冷却された絶縁流体を受け取るための第２のヘッダとを含む。補助ラジエータは、絶縁流体が冷却される前に絶縁流体を受け取る第１の導管を以て第１のラジエータに接続される。補助ラジエータは、絶縁流体を冷却するためのフィンと、冷却された絶縁流体を補助ラジエータから受け取る第２の導管とを含む。第２の導管は、その中にある絶縁流体への測定アクセスのための少なくとも１つのポートを含み、センサは、ポートを通じて絶縁流体の特性を測定するために設けられる。

【0037】

ある１つの実施の形態では、弁は、第２の導管とセンサとの間に設けられる。もう１つの実施の形態では、第１および第２の導管の各々は、センサとの接続のための複数のポートを含む。

【0038】

明細書またはクレームにおいて「含む」または「含んでいる」という語が用いられる範囲では、「備える」という語がクレームにおける移行句として採用されるときに解釈されるのと同様の方法で、包括的であることが意図される。さらに「または」という語が採用される範囲（たとえば、ＡまたはＢ）では、「ＡまたはＢまたは両方」を意味することが意図される。出願人が「両方ではなくＡまたはＢの一方のみ」を指し示すことを意図するときには、「両方ではなくＡまたはＢの一方のみ」という語が採用されるだろう。このように、ここでの「または」という語の使用は包括的であり、排他的使用ではない。Bryan A. GarnerによるA Dictionary of Modern Legal Usage 624（第２版、１９９５年）を参照されたい。明細書またはクレームにおいて「の中」または「の中へ」という語が用いられる範囲では、「の上」または「の上へ」を追加的に意味することが意図される。さらに、明細書またはクレームにおいて「接続する」という語が用いられる範囲では、「直接…に接続される」ということのみでなく、もうひとつの要素または複数の要素を通じて接続されるように「間接的に…に接続される」ということも意味することが意図される。

【0039】

本出願は、さまざまな実施の形態を解説しつつ、これらの実施の形態はいくらか詳細に記述されてきたが、添付されたクレームの範囲をそのような詳細に限定することまたはいかなる制限をすることも、出願人の意図ではない。追加的な有利性および変形例は、当業者にとって容易に見受けられるだろう。それゆえ、発明は、その広い局面において、特定の詳細、代表的実施の形態、および示され記載された解説的な例に制限されない。その結果、そのような詳細からの発展は、出願人の一般的な発明の概念の精神または範囲から外れることなく、なされうる。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4】

【図5】

【図6】