水分浓度检测装置制造方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供一种水分浓度检测装置(30)，包括：封入有从气体绝缘设备(20)作为样本导入的绝缘气体的气室(31)；该在气室(31)内彼此相对地配置的多孔性的电极(1)；被夹持并固定在所述电极(1)之间的氢离子导电性的固体电解质膜(2)；对电极(1)施加电流电压并对电极(1)之间的交流阻抗进行测定的阻抗测定电路(10)；运算部(12)，该运算部(12)基于由阻抗测定单元(10)所测定的交流阻抗，来检测出绝缘气体中的水分浓度；以及吸附剂(42)，该吸附剂(42)在开始测定水分浓度之前，从自气体绝缘设备(20)导入绝缘气体之前的气室(31)内的气氛中除去水分。
【专利说明】水分浓度检测装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及对填充在气体绝缘设备内的绝缘气体中的水分浓度进行检测的水分浓度检测装置。
【背景技术】
[0002]气体绝缘设备中填充有例如SF6气体等绝缘气体。在现有的SF6气体中的水分浓度检测装置中，在气体绝缘设备内设置有对水分进行感测的水分传感器。该水分传感器包括彼此相对设置的多孔性电极，以及设置在该多孔性电极间、并与SF6气体中的水分浓度处于平衡状态的氢离子传导性的固体电解质膜。在该水分浓度检测装置中，对多孔性电极施加交流电压，对根据SF6气体中的水分浓度发生变化的电极之间的交流阻抗进行测量，由此来测量SF6气体中的水分浓度(参照专利文献I)。
现有技术文献 专利文献
[0003]专利文献1:日本专利特开2006 - 308502号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0004]实际运用的气体绝缘设备中的绝缘气体中的水分浓度通常为几十ppm?几百ppm。因而，将上述现有水分浓度检测装置的水分传感器配置在这种环境中。这里，若水分浓度从几百ppm下降到几十ppm，则固体电解质膜的交流阻抗也会随着水分浓度的降低而呈指数函数地从十欧左右开始增加并达到I兆欧以上(参照专利文献I)。
[0005]另一方面，大气环境中的水分浓度为几万ppm或者更高，与气体绝缘设备的内部存在非常大的浓度差。因此，若在测定前将例如与大气环境的水分浓度处于平衡状态的水分传感器的固体电解质膜配置到气体绝缘设备内，则该固体电解质膜会需要相当长的时间来达到与几十ppm?几百ppm的气体绝缘设备内部的水分浓度相平衡的状态，在水分传感器表示固定的测量值之前，会消耗几小时?几天以上的时间，因此存在无法在短时间内得出测定结果的问题。
[0006]本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能在短时间内检测出水分浓度的水分浓度检测装置。
解决技术问题所采用的技术方案
[0007]为了解决上述问题并实现目的，本发明所涉及的水分浓度检测装置对填充在气体绝缘设备内的绝缘气体中的水分浓度进行检测，其特征在于，包括:气室，该气室中封入有从所述气体绝缘设备导入的所述绝缘气体；多孔性的电极，该多孔性的电极在该气室内彼此相对地配置；氢离子导电性的固体电解质膜，该氢离子导电性的固体电解质膜被夹持并固定在这些电极之间；阻抗测定单元，该阻抗测定单元对所述电极施加交流电压并对所述电极间的交流阻抗进行测定；水分浓度检测部，该水分浓度检测部基于由所述阻抗测定单元所测定的所述交流阻抗，来检测出所述绝缘气体中的水分浓度；以及干燥单元，该干燥单元在开始测定所述水分浓度之前，从自所述气体绝缘设备导入所述绝缘气体之前的所述气室内的氛围中除去水分。
发明效果
[0008]根据本发明能获得以下效果:能在短时间内检测出水分浓度。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是实施方式I所涉及的水分浓度检测装置的结构图。
图2是表示绝缘气体中的水分浓度与固体电解质膜的交流阻抗之间的关系的一个示例的曲线图。
图3是表示相对于多个不同水分浓度的、温度与阻抗之间的关系的曲线图。
图4是表示由阻抗元件的7所测定的交流阻抗的时间变化曲线的示例的图。
图5是实施方式2所涉及的水分浓度检测装置的结构图。
图6是实施方式3所涉及的水分浓度检测装置的结构图。
图7是实施方式4所涉及的水分浓度检测装置的结构图。
图8是实施方式5所涉及的水分浓度检测装置的结构图。
【具体实施方式】
[0010]下面，基于附图来详细说明本发明所涉及的水分浓度检测装置的实施方式。另外，本发明并非由这些实施方式所限定。
[0011]实施方式I
图1是本实施方式所涉及的水分浓度检测装置的结构图。图1中示出了填充有例如SF6气体等绝缘气体的气体绝缘设备20、以及安装在该气体绝缘设备20上的水分浓度检测装置30。具体而言，经由阀22将水分浓度检测装置30的安装口 40安装至气体绝缘设备20的配管21，从而使水分浓度检测装置30与气体绝缘设备20相连。若打开阀22，则气体绝缘设备20内的绝缘气体会通过配管21导入到水分浓度检测装置30内，从而作为采样气体进行使用。
[0012]水分浓度检测装置30例如是可移动式的装置，由气室31和信号处理部32构成。气室31由被壁部4相互分隔开的气室31a (第一气室)和气室31b (第二气室)所构成。其中，壁部4上设有对气室31a、31b之间进行连通的通路5、以及能使该通路5打开和闭合的阀6。
[0013]气室31a是经由配管21以及阀22而与气体绝缘设备20直接相连的气室，能通过打开阀22，将来自气体绝缘设备20的绝缘气体作为采样气体进行封入。气室31a内配置有彼此相对配置的一对多孔性的电极1、以及夹持并固定在电极I之间的固体电解质膜2。
[0014]电极I例如通过对钼进行无电解镀敷来形成，微观上为多孔性。通过使用电极1，使得绝缘气体中的水分容易渗透到固体电解质膜2中。固体电解质膜2例如由氢离子导电性聚合物构成，其含水率与绝缘气体中的水分浓度处于平衡状态。也就是说，若绝缘气体中的水分浓度变高，则含水率增大，反过来，若绝缘气体中的水分浓度变低，则含水率降低。作为固体电解质膜2，例如可以使用杜邦公司的Nafion (NAF I O N (注册商标))。如下面所阐述，利用电极I和固体电解质膜2来构成作为水分传感器的阻抗元件7。
[0015]电极I的例如其中一个电极上安装有温度传感器3。温度传感器3具备例如PtlOO(钼电阻)等测温电阻体。由于温度传感器3安装在电极I上，因此能对固体电解质膜2附近的气体温度进行测定。
[0016]在气室31b内配置有吸附剂42。该吸附剂42会吸附气室31内的水分，能使固体电解质膜2附近的气氛成为极其干燥的状态。作为吸附剂42优选使用吸附性较佳的吸附剂。
[0017]在信号处理部32内设有阻抗测定电路10、温度测定电路11、运算部12、及显示器13。
[0018]阻抗测定电路10与电极I相连，通过对电极I施加交流电压来测定电极I之间的交流阻抗(即，固体电解质膜2的交流阻抗)(阻抗测定单元)。阻抗测定电路10构成为例如包括对电极I施加电压的交流电源(未图示)、以及在由该交流电源施加电压的状态下对流过电极I之间的交流电流进行检测的分压电阻(未图示)等。另外，由于其细节记载在例如专利文献I中，因此省略说明。
[0019]温度测定电路11与温度传感器3相连接，能对固体电解质膜2附近的绝缘气体的温度进行测量(温度测定单元)。温度测定电路11构成为例如包括对温度传感器3施加电压的直流电源(未图示)、以及对流过温度传感器3的电流进行检测的分压电阻(未图示)等。
[0020]运算部12具有运算功能及控制处理功能。运算部12尤其具有作为水分浓度检测部的功能，能基于从阻抗测定电路10获得的阻抗值和从温度测定电路11获得的温度测定值，来求出水分浓度。此外，运算部12能对阀6的打开和闭合进行控制。此外，显示器13能显示运算部12的输出。另外，水分浓度检测装置30还具备用于对该装置进行控制等的输入部等，但图中作了省略。
[0021]此处，对运算部12进行的水分浓度检测处理进行具体说明。在绝缘气体的温度固定的条件下，在绝缘气体中的水分浓度与固体电解质膜2的交流阻抗之间，存在例如图2所示的关系。图2是表示温度为某一固定值的情况下的、绝缘气体中的水分浓度(ppm)与固体电解质膜2的交流阻抗(Ω )之间的关系的曲线图，是基于测定结果而生成的。另外，此处作为一个示例，示出了在电源频率50Hz下所获得的结果。如图2所示，交流阻抗随着水分浓度的增加呈单调减小。此外，若预先向运算部12提供表示如图2所示关系的数据，具体而言，预先向运算部12提供将交流阻抗与水分浓度对应起来的数据(或预先保存在与运算部12相连的未图示存储装置中)，则运算部12至少在温度为该固定值的环境下，通过参照预先提供的数据，来求出与从阻抗测定电路10获得的阻抗值相对应的水分浓度。
[0022]另外，若气体绝缘设备20被设置在屋外，则气体绝缘设备20内部的温度通常会有高达数十度的变化，因此，在检测水分浓度时通常需要考虑交流阻抗的温度依赖性。而且，在本实施方式中，利用配置在固体电解质膜2附近的温度传感器3来测量绝缘气体的温度，并且将矩阵数据预先提供给运算部12 (或者，预先保存在与运算部12相连的未图示存储装置中)，该矩阵数据将温度和交流阻抗，与水分浓度对应起来。由此，运算部12能通过参照该矩阵数据，来输出与从阻抗测定电路10获得的阻抗值、和从温度测定电路11获得的温度测定值相对应的水分浓度以作为检测值。另外，例如能通过如下那样来生成矩阵数据。图3是表示相对于多个不同水分浓度的、温度和交流阻抗之间的关系的曲线图，是基于测定结果来生成的。在图3中，5个不同曲线示出水分浓度为100 (ppm)、300 (ppm)、1000 (ppm)、3000 (ppm)> 10000 (ppm)的情况。而且,通过对图3的曲线图的温度及阻抗分别进行离散，从而能得到将阻抗和温度，与水分浓度对应起来的矩阵数据。另外，如图3所示，对于3000 (ppm)以下的水分浓度，随着温度的上升，阻抗也增大。对于3000 (ppm)以上的水分浓度，随着温度的上升，阻抗减小。
[0023]接着，对利用阻抗元件7的水分浓度检测处理进行说明。若绝缘气体被导入到气室31a内，则不久之后，固体电解质膜2的水分的量会处于与绝缘气体中所含水分相平衡的状态。之后，如果从阻抗测定电路10向电极I施加交流电压，则利用阻抗测定电路10来测定与固体电解质膜2的水分浓度对应的交流阻抗。阻抗测定电路10向运算部12输出阻抗测定值。此外，温度测定电路11向运算部12输出由温度传感器3检测出的绝缘气体的温度测定值。如上所述，运算部12参照预先提供的矩阵数据，来求出与阻抗测定值和温度测定值相对应的水分浓度。运算部12将得到的水分浓度送往显示器13并进行显示。
[0024]而且，水分浓度检测装置30的气室31在开始测定水分浓度之前，处于充满大气环境的常规气体或前一次测定中使用的采样气体的状态。空气中的水分浓度通常为数万ppm或者更高。另一方面，实际运用的气体绝缘设备20内的绝缘气体中的水分浓度通常为数十ppm?数百ppm，与空气中的水分浓度存在非常大的浓度差。因此，说明该浓度差对测定带来的影响。
[0025]图4是表示由阻抗元件7所测定的交流阻抗的时间变化曲线的示例的图。图4表示将先前置于大气气氛中的阻抗元件7放置于规定的水分浓度的环境下、来开始测定水分浓度时的交流阻抗的时间变化。图中，Il表示水分浓度为数百ppm时的测定结果，12表示水分浓度为数十PPm时的测定结果。由图4可以确认绝缘气体中的水分浓度较高(更接近大气气氛)的12收敛得较快、而水分浓度较低(远离大气气氛)的Il则需要较长时间来进行收敛这样的趋势。
[0026]由此，在测定开始时，若固体电解质膜2的含水率处于与成为测定对象的绝缘气体中的水分浓度较为接近的状态，则阻抗元件7的响应会在短时间内收敛，而反过来若该含水率与绝缘气体中的水分浓度相差较大，则阻抗元件7的响应难以收敛，因而难以立即获得最终的测定值。
[0027]S卩，为了在短时间内获得最终“测定值”，优选从测定初期开始就将阻抗元件7置于与成为测定对象的绝缘气体的水分状态尽可能接近的状态，由此，能在短时间内获得绝缘气体中的水分浓度的测定结果。
[0028]而且，在本实施方式中，在气室31b内放置具有吸附性的吸附剂42，在例如除测定水分浓度时以外的时间，将阀6打开，使气室31a和气室31b处于通过通路5进行连通的状态，或者，例如在开始测定水分浓度前的规定时间内，将阀6打开，使气室31a和气室31b处于通过通路5进行连通的状态，从而在开始测定水分浓度前，使气室31a内部成为极其干燥的状态。于是，固体电解质膜2处于与该干燥的气氛相平衡的状态，固体电解质膜2中的水分显著减少。此外，开始测定水分浓度时，首先将阀6闭合，使气室31a处于与气室31b相隔绝的状态，使得吸附剂42不会影响水分浓度的测定，然后，打开配管21的阀22，以使绝缘气体设备20内的绝缘气体流入到气室31a中。阀6在测定过程中处于闭合的状态。
[0029]配置于气室31a内的绝缘气体中的固体电解质膜2的含水量已经降低，因此，固体电解质膜2会在短时间内处于与绝缘气体中的水分浓度相平衡的状态。即，在本实施方式中，通过使用吸附剂42，从而使测定开始时的固体电解质膜2的含水率降低到接近绝缘气体中的水分浓度，因此，阻抗值会在测定开始后的短时间内收敛。之后的阻抗测定电路10、温度测定电路11及运算部12所进行的水分浓度检测处理与先前说明的情形相同。吸附剂42的量会影响除湿能力，其量可根据测定对象即绝缘气体中的大致水分浓度(通常为数十ppm?数百ppm)来决定。
[0030]另外，若利用运算部12来控制阀6，以对通路5进行打开和闭合。例如，能通过对水分浓度检测装置30的输入部进行操作，来输入阀6的打开闭合/信号，若运算部12接收到该打开/闭合信号，则根据该信号内容来对阀6进行打开或闭合的控制。此外，运算部12也可以自动识别出水分浓度测定的开始及结束，在测定结束时使阀6成为打开状态，在测定开始时使阀6成为闭合状态。
[0031]由此，在本实施方式中，通过使用作为干燥手段的吸附剂42，来使配置有整个阻抗元件7的气室31a内的气氛预先处于与气体绝缘设备20内部的绝缘气体的水分浓度的状态接近的极其干燥的状态，从而缩短固体电解质膜2的含水率达到与绝缘气体中的水分浓度相平衡的状态为止的时间，因此，具有能在短时间内实施水分浓度的测定的效果。
[0032]通常，水分传感器具有用作大气湿度控制器等的用途，因此，不会以如本实施方式这种水分浓度极低的区域作为对象。但是，在测定气体绝缘设备20内部的绝缘气体中的水分浓度的情况下，会超过常规测定范围来进行测定，因而如上述那样，测定时间的问题会变得显著。在测定大气湿度的情况下，通常，会在测定开始后的数分钟内输出测定结果，但在测定对象的水分浓度和固体电解质膜2的初始含水率之间存在极大的水分浓度差的情况下，尤其在测定对象的水分浓度更低的情况下，需要从固体电解质膜2充分去掉水分，因此，到成为这种状态为止的耗时非常长。因而，在测定气体绝缘设备20内的绝缘气体中的水分浓度时，本实施方式所提供的方法能非常有效地缩短测定时间。
[0033]此外，在本实施方式中，通过对固体电解质膜2的交流阻抗和固体电解质膜2附近的气体温度进行测定，来检测出水分浓度。此时，例如基于交流阻抗测定结果和温度测定结果，并使用预先求得的矩阵数据，来检测出水分浓度。因此，根据本实施方式，能准确地测定水分浓度而不受温度的影响，因此具有能减小水分浓度的测定误差的效果。
[0034]在本实施方式中，为了将固体电解质膜2所具有的温度特性考虑在内来求得水分浓度，预先准备了将阻抗和温度，与水分浓度对应起来的矩阵数据(表格数据)，并通过参照该矩阵数据来求得水分浓度，但并不限于矩阵，只要能将阻抗和温度，与水分浓度对应起来即可，例如也可以利用函数等来进行提供对应关系。
[0035]另外，在绝缘气体温度大致固定的环境下，阻抗的温度依赖性可被忽略，在该情况下，可以不设置温度传感器3和温度测定电路11，而使运算部12中存储有预先准备的将阻抗与水分浓度对应起来的数据(表格数据)，并参照该数据，来根据阻抗值求出水分浓度。
[0036]实施方式2
图5是本实施方式所涉及的水分浓度检测装置的结构图。另外，在图5中，对与图1相同的结构要素标注相同的标号。在实施方式I中，为了使设置有阻抗元件7的气室31a成为与气体绝缘设备20内部的水分状态接近的环境，而在气室31b内设置了吸附剂42，但在本实施方式中，其结构如图5所示，采用在气室31中设置除湿机42的结构，以使得在测定开始前，将气室31内的水分排出到气室31的外部，使气室31内的气氛成为极其干燥状态。
[0037]即，在本实施方式中，不像实施方式I那样设置壁部4、通路5、阀6及吸附剂42，而是将气室31作为单个气室，并在气室31中设置作为干燥单元的除湿机43。除湿机43除去气室31内的气氛中的水分并将该水分排出到水分浓度检测装置30外部，从而能使气室31内的气氛成为极其干燥的状态。在除湿机43上设有打开/关闭用的开关(未图示)，能通过对该开关进行操作，来使除湿机43工作或者停止。
[0038]在本实施方式中，例如通过在开始测定水分浓度前的规定时间内使除湿机43工作，从而在开始测定水分浓度之前，使气室31内部成为极其干燥的状态。根据测定对象即绝缘气体中大致的水分浓度(通常为数十ppm?数百ppm)来设定除湿机43的工作时间。而且，在开始测定水分浓度之前，使除湿机43处于停止状态，使得除湿机43的存在不会影响水分浓度的测定，然后，将配管21的阀22打开，以将气体绝缘设备20内的绝缘气体导入到气室31内。
[0039]配置于气室31a内的绝缘气体中的固体电解质膜2的含水量已经降低，因此，固体电解质膜2会在短时间内处于与绝缘气体中的水分浓度相平衡的状态。即，在本实施方式中，通过使用除湿机43，从而使测定开始时的固体电解质膜2的含水率降低到接近绝缘气体中的水分浓度，因此，测定到的阻抗值会在测定开始后的短时间内收敛。之后的水分浓度检测处理与实施方式I中说明的相同。
[0040]根据本实施方式，在气室31内设置除湿机43，在测定开始前使气室31内的气氛成为极其干燥的状态，从而会缩短固体电解质膜2的含水率达到与绝缘气体中的水分浓度平衡的状态为止的时间，因此具有能在短时间内实施水分浓度的测定的效果。另外，本实施方式的其他结构、动作及效果与实施方式I相同。
[0041]实施方式3
图6是本实施方式所涉及的水分浓度检测装置的结构图。另外，在图6中，对与图5相同的结构要素标注相同的标号。在实施方式2中，为了使设置有阻抗元件7的气室31在测定开始前就处于与气体绝缘设备20内部的水分状态较为接近的环境，而在气室31内设置了除湿机43，但在本实施方式中，如图6所示那样构成为，在水分浓度检测装置30的外部设置真空泵41，将该真空泵41与气室31的排气口 35相连，在测定开始前，使真空泵41工作从而将气室31内的气体及其所含水分一并排出到气室31外部，使气室31内部成为极其干燥的状态。
[0042]S卩，在本实施方式中，设置与气室31相连的排气口 35、并将该排气口 35与作为干燥单元的真空泵41相连接，由此来代替设置实施方式2中的除湿机43。另外，在排气口 35上设有未图示的阀，在对真空泵43进行拆卸时，能通过使该阀闭合来密封气室31。
[0043]在本实施方式中，例如通过在开始测定水分浓度前的规定时间，使真空泵41进行工作，从而至少在即将开始测定水分浓度之前，使气室31内部成为极其干燥的状态。根据测定对象即绝缘气体中大致的水分浓度(通常为数十PPm?数百ppm)来设定真空泵41的工作时间。而且，在开始测定水分浓度时，使真空泵41处于停止状态，以使得真空泵41的存在不会影响水分浓度的测定，然后，将配管21的阀22打开，以将气体绝缘设备20内的绝缘气体导入到气室31内。
[0044]配置于气室31a内的绝缘气体中的固体电解质膜2的含水量已经降低，因此，固体电解质膜2会在短时间内处于与绝缘气体中的水分浓度相平衡的状态。即，在本实施方式中，通过使用真空泵41，从而使测定开始时的固体电解质膜2的含水率降低到接近绝缘气体中的水分浓度，因此，测定到的阻抗值会在测定开始后的短时间内收敛。之后的水分浓度检测处理与实施方式1、2中说明的相同。
[0045]本实施方式与实施方式2同样，具有能在短时间内实施水分浓度的测定的效果。另外，本实施方式的其他结构、动作及效果与实施方式2相同。
[0046]实施方式4
图7是本实施方式所涉及的水分浓度检测装置的结构图。另外，在图7中，对与图1相同的结构要素标注相同的标号。在实施方式I中，为了使设置有阻抗元件7的气室31a处于与气体绝缘设备20内部的水分状态相接近的环境，而在气室31b内设置了吸附剂42，但在本实施方式中，如图7所不那样构成为，在电极I的例如一个电极表面上设置加热器45,利用该加热器45对电极I的表面进行加热，从而促进除去固体电解质膜2所含水分。
[0047]即，在本实施方式中，不像实施方式I那样设置壁部4、通路5、阀6及吸附剂42，而是将气室31作为单个气室，并在气室31内的电极I表面上设置加热器45。此外，在信号处理部32内设置对加热器45的加热进行控制的加热器控制部46。加热器控制部46可构成为例如进一步受到运算部12的控制。可至少在任意一个电极I的表面上设置加热器45，但优选设置在与设有温度传感器3的电极I相对的电极I上(参照图7)。这是为了防止加热器45所进行的局部加热所产生的影响会对温度传感器3进行的温度测量造成影响。
[0048]在本实施方式中，在测定开始前，利用加热器45对阻抗元件7进行加热，从而对固体电解质膜来除去水分。加热时间越长越好，但至少要持续规定时间。而且，在开始测定水分浓度时，使加热器45处于停止状态，然而，将配管21的阀22打开，以将气体绝缘设备20内的绝缘气体导入到气室31中。此外，在测定过程中使加热器45停止。
[0049]对于从气体绝缘设备20流入到气室31内的测定对象的绝缘气体，固体电解质膜2的含水率已预先通过加热器45所进行的加热而减少，因此，固体电解质膜2的含水率会在短时间内处于与绝缘气体中的水分浓度相平衡的状态。之后的水分浓度检测处理与实施方式I?3中说明的相同。
[0050]根据本实施方式，利用加热器45所进行的加热来预先将固体电解质膜2的含水率降低，从而具有能在短时间内实施水分浓度的测定的效果。另外，本实施方式的其他结构、动作及效果与实施方式I?3相同。
[0051]实施方式5
图8是本实施方式所涉及的水分浓度检测装置的结构图。另外，在图8中，对与图1及图7相同的结构要素标注相同的标号。本实施方式是对实施方式I应用了实施方式4的结果，如图8所示，在实施方式I结构的基础上，还设有加热器45和加热器控制部46。
[0052]在本实施方式中，在测定开始前，如实施方式I所说明的那样，利用吸附剂42使气室31内部成为极其干燥的状态，并如实施方式4所说明的那样，利用加热器45来促进除去固体电解质膜2中的水分。由此，具有能进一步缩短水分浓度的测定的效果。本实施方式的其他结构、动作及效果与实施方式1、4相同。
[0053]另外，尽管省略了图，但与本实施方式相同地，可形成将实施方式4应用于实施方式2的结构、将实施方式4应用到实施方式3的结构，将带来与本实施方式相同的效果。 工业上的实用性
[0054]本发明用于对填充在气体绝缘设备内的绝缘气体中的水分浓度进行检测。 标号说明
[0055]I 电极
2固体电解质膜 3温度传感器 4壁部 5通路
6阀
7阻抗元件 10阻抗测定电路 11温度测定电路 12运算部 13显不器 20气体绝缘设备 21配管 22阀
30水分浓度检测装置 31、31a、31b 气室 32信号处理部 35排气口 40安装口 41真空泵 42吸附剂 43除湿机 45加热器 46加热器控制部
【权利要求】
1.一种水分浓度检测装置，对填充在气体绝缘设备内的绝缘气体中的水分浓度进行检测，其特征在于，包括: 气室，该气室中封入有从所述气体绝缘设备导入的所述绝缘气体； 多孔性的电极，该多孔性的电极在该气室内彼此相对地配置； 氢离子导电性的固体电解质膜，该氢离子导电性的固体电解质膜被夹持并固定在所述电极之间； 阻抗测定单元，该阻抗测定单元对所述电极施加交流电压并对所述电极间的交流阻抗进行测定； 水分浓度检测部，该水分浓度检测部基于由所述阻抗测定单元所测定的所述交流阻抗，来检测所述绝缘气体中的水分浓度；以及 干燥单元，该干燥单元在开始测定所述水分浓度之前，从自所述气体绝缘设备导入所述绝缘气体之前的所述气室内的氛围中除去水分。
2.如权利要求1所述的水分浓度检测装置，其特征在于，所述气室由配置有所述电极和所述固体电解质膜的第一气室、以及在与该第一气室之间以壁部隔开的第二气室所构成， 所述壁部上设有对所述第一气室和所述第二气室之间进行连通的通路、以及使该通路打开和闭合的阀， 所述阀在开始测定所述水分浓度之前的至少规定时间内处于打开状态，且在测定所述水分浓度的过程中处于闭合状态， 所述干燥单元是设置在所述第二气室内的具有吸附性的吸附剂。
3.如权利要求1所述的水分浓度检测装置，其特征在于，所述干燥单元是设置于所述气室中且从所述气室除去水分的除湿机。
4.如权利要求1所述的水分浓度检测装置，其特征在于，所述干燥单元是设置于所述气室外部且通过排气口与所述气室相连的真空泵。
5.如权利要求1至4中任一项所述的水分浓度检测装置，其特征在于，包括加热部，该加热部设置在至少任意一个所述电极的表面上， 该加热部在开始测定所述水分浓度之前的至少规定时间内处于加热状态，且在测定所述水分浓度的过程中处于加热停止状态。
6.如权利要求1所述的水分浓度检测装置，其特征在于，包括温度测定单元，该温度测定单元利用配置在所述固体电解质膜附近的温度传感器来测定所述绝缘气体的温度， 所述水分浓度检测部基于由所述阻抗测定单元所测定的所述交流阻抗、和由所述温度测定单元所测定的所述温度，来检测出所述绝缘气体中的水分浓度。
7.如权利要求6所述的水分浓度检测装置，其特征在于，所述水分浓度检测部中预先保存有将温度和交流阻抗、与水分浓度对应起来的矩阵数据，并参照该矩阵数据，来将与由所述阻抗测定单元所测量的所述交流阻抗、和由所述温度测量单元所测量的所述温度相对应的水分浓度作为检测值进行输出。
【文档编号】G01R27/02GK103430015SQ201280014340
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2012年4月2日 优先权日:2011年5月18日
【发明者】西田智惠子, 矢部达也 申请人:三菱电机株式会社