CN101483114B - 真空开关装置的真空压力诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够简单地进行真空压力的健全性的诊断的真空开关装置。该真空开关装置具备：内部为真空且在该内部具有由固定电极及可动电极构成的至少一对主回路的浮动电位的金属容器；进行上述可动电极的与固定电极的开关操作的操作机构；对上述主回路供给电力的母线；以及向负载侧供给来自上述主回路的电力的电缆，并将这些部件容纳在机箱内而成，其特征在于，在上述机箱具备可拆装地连接诊断上述金属容器内的真空压力的真空压力诊断机构的连接机构。

Description

真空开关装置的真空压力诊断方法

技术领域

本发明涉及真空开关装置及其真空压力诊断方法，尤其涉及适于具有在运转中诊断真空阀内的真空压力的健全性的功能的装置的真空开关装置及其真空压力诊断方法。 

背景技术

一般，真空开关装置在真空容器内部进行电极的开关动作，因此真空容器内部的压力(真空压力)对装置的耐电压性能及遮断性能带来影响。图4是表示真空中的放电特性的所谓帕邢曲线，表示在电极间的真空绝缘间隙长度设为5mm时的压力与放电开始电压的相互关系。如该图所示，放电开始电压依赖于真空压力，从这里可知真空容器的耐电压性能及遮断性能依赖于真空压力。因而，真空开关装置为了保证这些性能，需要定期地诊断真空压力是否合适，即对真空压力的健全性进行诊断。 

该真空压力的健全性诊断如下进行，在将开关部向配电盘的外部运出之后，对极之间施加规定的高电压，并通过的有无闪络来诊断真空压力的健全性。该场合，在进行真空压力诊断时，必须使装置停电，而且另外需要用于施加高电压的高电压电源，因此诊断时的负担增大。为了防止诊断时的负担增大，最好在运转中进行诊断，即不使装置停电而进行诊断，而作为可进行这种诊断的真空开关装置，例如有专利文献1(日本特开2007-80594号公报)记载的装置。 

在专利文献1中记载了如下真空开关装置，与浮动电位的金属容器相对地配置真空压力诊断用的测定端子，该测定端子与上述金属容器一起模制在绝缘物内，该测定端子与一方接地的电容器连接，用比较仪将产生于该电容器两端的电压与预先设定好的阈值进行比较，使用由以该比较仪的输出功率动作的转换接点进行通断的警报灯，诊断真空压力的健全性。 

在上述装置中，通过诊断员在定期诊断时以目视来确认上述警报灯，可以 诊断真空压力的健全性。 

但是，对于配置在需求房屋就近的二次变电所(设置在路肩的受电箱)而言，真空开关装置被外箱覆盖，为了以目视确认上述装置的警报灯，需要进入外箱的内部，诊断真空压力的健全性比较困难。 

另外，有机会看到警报灯仅限于多年一次的定期诊断的时候。因此，在真空压力恶化而使警报灯长期继续亮灯的场合，在定期诊断时警报灯自身恶化、故障，结果看漏真空压力的恶化，可能使真空压力的诊断的可靠性受损。 

所以，在如上所述的装置中，从安全思想的观点考虑，必须通过以使信号电压在健全时接通且恶化时断开的方式重新设置反向电路，或者设置警报灯诊断用的另外的电路，诊断警报灯的健全性，构造变得复杂，而且不可避免地导致成本的上升。 

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其第一目的在于提供一种能够简单地进行真空压力的健全性的诊断的真空开关装置。 

而且，本发明的第二目的在于提供一种可靠性提高且能够简单地进行真空压力的健全性的诊断的真空开关装置的真空压力诊断方法。 

本发明的真空开关装置为了达到上述第一目的，具备：内部为真空且在该内部具有由固定电极及可动电极构成的至少一对主回路的浮动电位的金属容器；进行上述可动电极的与固定电极的开关操作的操作机构；对上述主回路供给电力的母线；以及向负载侧供给来自上述主回路的电力的电缆，并将这些部件容纳在机箱内而成，其特征在于，在上述机箱上具备可拆装地连接诊断上述金属容器内的真空压力的真空压力诊断机构的连接机构。 

而且，本发明的真空开关装置的真空压力诊断方法为了达到上述第二目的，其特征在于，在通过将来自主回路的电力向负载侧供给的负载侧导体而施加电压的连接机构上，可拆装地连接判别上述主回路是否带电的诊断机构，通过用该诊断机构基于施加在上述连接机构的电压来判别上述主回路是否带电，从而诊断该诊断机构的健全性，在判别了该诊断机构健全之后，在其他连接机构上可拆装地连接上述诊断机构，用该诊断机构诊断上述金属容器的真空压力的健全性。 

本发明具有以下效果。 

根据本发明的真空开关装置，能够简单地进行真空压力的健全性的诊断。 

而且，根据本发明的真空压力诊断方法，可靠性提高，而且能够简单地进行真空压力的健全性的诊断。 

附图说明

图1是表示本发明的实施例1的真空开关装置的侧剖视图。 

图2是搭载在本发明的实施例1的真空开关装置上的开关部的剖视图。 

图3是表示本发明的真空压力诊断方法的流程图。 

图4是表示压力与放电开始电压的关系的特性图。 

图中： 

1-真空开关装置，2-机箱，3-操作机构，4-母线，5-电缆，12-金属容器，20-绝缘物，21-导电涂装部，50-端子，100-开关部，101、102-真空阀，110、114-固定电极，111、115、143-固定导体，112、116-导体，117-衬套，118、140-陶瓷筒，119-电弧屏蔽件，120、121、146-可动电极，122、123、144-可动导体，124、149-连接导体，125-陶瓷杆，126-操作杆，127、151-绝缘杆，130、148-波纹管，141、142-端子板，150-金属零件，152-电压检测用电容器，1001-电压检测用耦合电容器，1002-正面板，1003、1006-连接插头，1004、1007-同轴配线，1005-真空压力诊断用电容器，2000-电压检测器。 

具体实施方式

以下，使用图1及图2说明本发明的真空开关装置的实施例1。 

如图1及图2所示，真空开关装置1大致包括：开关部100；设在该开关部100的上部并进行该开关部100的电极的开关操作的操作机构3；与上述开关部100连接并对该开关部100供给电力的母线4；与开关部100连接并向负载侧供给来自该开关部100的电力的电缆5；以及将这些部件容纳在其内部的金属制的机箱2。 

上述开关部100包括遮断器及断路开关器用的真空阀101、接地开关器用的真空阀102、连接该真空阀101与母线4的母线侧的导体112、连接该母线侧的导体112与母线4的衬套113、连接真空阀101与电缆5的负载侧的导体 116、连接该导体116与电缆5的衬套117、以及一端与负载侧的导体116连接的电压检测用电容器152。 

设置在开关部100内的具有遮断及断路功能的真空阀101大致包括：作为浮动电位的内部为真空的金属容器12；容纳在该金属容器12的内部并互相相对且构成主回路的两对固定电极110、114及可动电极120、121。固定电极110支撑于固定导体111的一端，该固定导体111的另一端与母线侧的导体112连接。可动电极120支撑于可动导体122的一端，该可动导体122的另一端与连接导体124的一侧连接。而且，可动电极121支撑于可动导体123的一端，该可动导体123的另一端与上述连接导体124的另一侧连接。固定电极114支撑于固定导体115的一端，该固定导体115的另一端与导体116连接。 

在固定电极110和可动电极120及固定电极114和可动电极121的周围，分别配置有电弧屏蔽件119，该电弧屏蔽件119被覆盖电极周围的绝缘性的陶瓷筒118夹持。陶瓷筒118利用电弧屏蔽件119防止了在可动电极的接通及断开时从电极放出的电弧附着。另外，上述连接导体124通过陶瓷杆125与操作杆126连接。在操作杆126与金属容器12之间，设有用于在维持真空状态的同时操作操作机构3的波纹管130，而且操作杆126突出至真空阀101的外部，相对于陶瓷杆125位于相反侧的端部被绝缘杆127支撑并与操作机构3连接。 

如图2所示，开关部100的各部位及真空压力诊断用的导电性的端子50用环氧等绝缘物20成为一体而模制，真空阀101和端子50互相被绝缘。端子50位于金属容器12的外部，并与金属容器12相对地配置，而且在该绝缘物20的表面上施加了导电涂装部21，该导电涂装部21成为接地电位。 

另一方面，接地开关用的真空阀102大致包括由绝缘性的陶瓷筒140及位于其两端的端子板141、142覆盖周围的固定电极145及与该固定电极145相对的可动电极146。上述固定电极145支撑于固定导体143的一端，固定导体143的一端与导体116连接。而且，上述可动电极146支撑在通过波纹管148支撑于端子板141上的可动导体144的一端，该可动导体144其一部分从陶瓷筒140及端子板141、142向外突出。波纹管148追随可动导体144的运动，而且通过设置该波纹管148，可以对可动导体144与端子板141之间进行密封。在可动导体144中，与支撑有可动电极146的部位相反的一侧的端部与接地的 连接导体149连接，该连接导体149通过金属零件150与绝缘杆151连接。该绝缘杆151在其上部与操作机构3连接。在真空阀102内，通过在真空炉中进行高温钎焊，进行各部的接合。 

上述电压检测用电容器152的与导体116相反的一侧的端部与电压检测用耦合电容器1001的一端连接，该电压检测用耦合电容器1001的另一端接地。另外，在设置于机箱2的正面板1002上，设有用于判别上述主回路是否带电的诊断机构、即连接作为真空开关装置1中的外部设备的插入式类型的电压检测器2000的连接插头1003，该连接插头1003通过同轴配线1004与电压检测用耦合电容器1001的两端电连接，从而可施加电压检测用耦合电容器1001的电压。电压检测器2000例如由LED以及可插入连接插头1003的端子构成。 

另一方面，与开关部100的各部位成为一体而模制的真空压力诊断用的端子50位于金属容器12的外部，并与金属容器12相对地配置。该端子50容纳在机箱2的内部，并通过导体与另一端接地的真空压力诊断用电容器1005连接。另外，该真空压力诊断用电容器1005的两端通过同轴配线1007与设在机箱2的正面板1002上的连接插头1006电连接，可以使真空压力诊断用电容器1005的电压施加在连接插头1006上。在这里，连接插头1006与上述连接插头1003构造共同(相同构造)，能够可拆装地连接电压检测器2000。 

其次，对设置在开关部100内的接地开关真空阀102的开关机构进行说明。伴随着利用操作机构3使绝缘杆151沿上下方向驱动，可动电极146也上下运动，进行与固定电极145的开关操作。固定导体143一端与导体116连接，而且连接导体149接地，因此通过真空阀102的接通动作使负载接地。 

在这里，对开关部100内的电流的流动及动作机构进行说明。通过上述结构，在开关部100上，来自母线4的电力以衬套113-导体112-固定导体111-固定电极110-可动电极120-可动导体122-连接导体124-可动导体123-可动电极121-固定电极141-固定导体115-导体116-衬套117的路径通电，并通过电缆5向负载侧供给。利用操作机构3，伴随着绝缘杆127上下驱动，可动电极120、121移动到在与固定电极110、114之间形成的接通位置Y0、切断位置Y1、断路位置Y2的三个位置，用接通位置Y0-切断位置Y1之间的操作起到遮断功能，用切断位置Y1-断路位置Y2之间的操作起到断 路功能。 

以下，使用图3对使用上述电压检测器2000判别真空开关装置1是否带电及诊断真空压力的健全性的方法进行说明。 

首先，将用于判别主回路是否带电的作为外部设备的电压检测器2000与作为连接机构的连接插头1003连接(符号200)。在导体116带电的场合，电压检测用电容器152与电压检测用耦合电容器1001之间的电位，与由电压检测用电容器152的静电电容C152和电压检测用耦合电容器1001的静电电容C1001决定的系统电压V相对于对地电压 

的分压电压V1相等，  $V1=V/\sqrt{3}\×C152/(C152+C1001).$ 从而，通过同轴配线1004电连接，在连接插头1003上被施加与分压电压V1成比例的电压，因此若电压检测器2000亮灯，则可以判别主回路为带电状态，同时，诊断出电压检测器2000正常(符号204)。另一方面，在电压检测器2000不亮灯的场合，调查可动电极120、121是否在闭合位置，在不在闭合位置的场合，操作操作机构3将可动电极120、121接通到闭合位置，观察电压检测器2000的亮灯情况。在亮灯了的场合，诊断电压检测器2000正常(符号204)。在不亮灯的场合，或者在可动电极120、121处于闭合位置的情况下不亮灯的场合，诊断为电压检测器2000已故障(符号203)，进行修理或者使用其他电压检测器2000进行相同的步骤。 

从而，根据电压检测器2000的LED的是否亮灯，还可以判别真空开关装置1是否带电及诊断电压检测器2000的健全性(符号204)。 

然后，将电压检测器2000与作为连接机构的连接插头1006连接(符号205)。作为浮动电位的金属容器12与接地的导电涂装部21之间的静电电容Cg与真空阀101内的主回路-金属容器12之间的静电电容Cm比较足够大(Cg＞＞Cm)，因此，在真空压力健全时，金属容器12的电位与接地电位大致相等。另一方面，真空压力恶化且在真空阀101内的主回路与金属容器12之间发生放电的场合，金属容器12的电位上升至系统电压V的对地电压 

换言之，金属容器12与真空压力诊断用的端子50及真空压力诊断用电容器1005之间的电位，虽然在真空压力健全时与接地电位大致相等，但是在真空压力恶化且在主回路与金属容器12之间产生放电的场合，与由端子50和金属容器12之间的静电电容C0和真空压力诊断用电容器1005的静电电容 C1005决定的系统电压V的相对于对地电压 

的分压电压V2相等， $V2=$ $V/\sqrt{3}\×C0/(C0+C1005).$

因此，在通过同轴配线1007与真空压力诊断用电容器1005电连接的连接插头1006上，被施加与分压电压V2成比例的电压。在该场合，若电压检测器2000亮灯，则诊断为真空压力健全(符号206)，在不亮灯的场合诊断为真空阀101内的真空压力恶化(符号207)。在诊断出真空压力恶化的场合，真空阀101或开关部100需要修理或更换。 

在这里，在将电压检测器2000的工作电压设为v时，对上述电压检测用电容器152的静电电容C152和电压检测用耦合电容器1001的静电电容C1001所要求的关系需要至少满足v≤V1， $(C1001/C152)\≤\{(V/\sqrt{3})-v\}/v.$

因此，若电压检测用耦合电容器1001的静电电容C1001及电压检测用电容器152的静电电容C152的比为系统电压V的 

与电压检测器2000的工作电压v的差及电压检测器2000的工作电压v的比以下，则通过作为诊断真空压力的诊断机构的电压检测器2000与可拆装地连接的连接插头1006连接，能够判别带电状态并且能够降低警报灯的恶化和故障的可能性。 

另外，就对上述端子50与金属容器12之间的静电电容C0和真空压力诊断用电容器1005的静电电容C1005所要求的关系，也需要至少满足v≤V2，  $(C1005/C0)\≤\{(V/\sqrt{3})-v\}/v.$

因此，若真空压力诊断用电容器1005的静电电容C1005及端子50与金属容器12之间的静电电容C0的比为系统电压V的 

与电压检测器2000的工作电压v的差相对于电压检测器2000的工作电压v的比以下，则通过作为诊断真空压力的诊断机构的电压检测器2000与可拆装地连接的连接插头1003连接，能够诊断真空压力的健全性。 

在本实施例中，将主回路的带电状态的判别和使用了电压检测器2000的真空压力的健全性诊断作为一个步骤进行了说明，但是既可以只进行使用了电压检测器2000的真空压力的健全性诊断，也可以简单地进行真空压力的健全性诊断。 

在本实施例中，通过具备与金属容器12相对地配置的端子50、一端通过导体与该端子50连接且另一端接地的真空压力诊断用电容器1005、以及通过 同轴配线1007与该真空压力诊断用电容器1005电连接并可拆装地连接作为外部设备的电压检测器2000的连接插头1006，并且在诊断时连接作为外部设备的电压检测器2000，从而可以诊断真空压力的健全性，并且可以简单地诊断。而且，由于在连接插头1006上可拆装地连接电压检测器2000，因此在诊断后可以搬运该电压检测器2000，对其他真空开关装置也能进行相同的真空压力的健全性诊断，可以用一台诊断多个真空开关装置，方便且经济。 

在本实施例中，在金属容器12的外部与该金属容器12相对地配置了端子50，但是也可以使用导电材料来代替端子，在与金属容器12之间产生静电电容，并进行上述真空压力的健全性诊断。 

根据本实施例，由于连接插头1003和上述连接插头1006构造共同，所以在诊断真空压力的健全性之前，使用电压检测器2000，预先能够判别真空开关装置1是否带电。而且，通过该判别，也能够同时进行电压检测器2000的健全性诊断。由此，不需要特别设置用于诊断电压检测器2000自身的另外的电路和使信号电压在健全时接通而在恶化时断开的新的反向电路，不会使构造变得复杂和提高成本，能够提高真空压力的健全性诊断的可靠性。 

在本实施例中，由于开关部100的各部位及真空压力诊断用的端子50用环氧等绝缘物20模制成一体，并在表面上施加了作为接地电位的导电涂装部21，所以作业时即使与该绝缘物20接触也能确保操作员的安全。 

在本实施例中，虽然电压检测用耦合电容器1001及真空压力诊断用电容器1005的一端接地，但是无需一定接地，如果电位比产生了绝缘破坏的场合的端子50还低且该电位已知，则以使电压V2成为电压检测器2000的工作电压以上的方式，选择端子50与金属容器12之间的静电电容C0和真空压力诊断用电容器1005的静电电容C1005，就可以将电压检测器2000连接在连接插头1006上，能够诊断真空压力的健全性。 

在本实施例中，虽然电压检测用电容器152及电压检测用耦合电容器1001、真空压力诊断用电容器1005容纳在机箱的内部，但是即使设置在例如机箱的外部，也能够应用本诊断方法。 

在本实施例中，连接机构为连接插头1003及1006，但是例如螺纹固定等，除了连接插头以外，只要各个连接机构的构造共同，则即使不设置用于诊断电 压检测器2000自身的另外的电路和使信号电压在健全时接通而在恶化时断开的新的反向电路，也能判别真空开关装置1是否带电，在判别了电压检测器2000的健全性之后，进行真空压力的健全性诊断，就可以进行基于安全思想的诊断。 

因此，不会使构造变得复杂和成本上升，能够提高真空压力的健全性诊断的可靠性。而且，在电压检测器2000上具有例如可插入连接插头1003、1006的多个端子的场合等，若判别真空开关装置1是否带电，并且在判别电压检测器2000的健全性的同时进行真空压力的健全性诊断，则能够进行基于安全思想的诊断。 

在本实施例中，连接作为诊断机构的电压检测器2000的作为连接机构的连接插头1003及1006设在机箱2的正面板1002上，从而提高了操作性及安全性，但是不限于机箱2的正面板，只要设置在诊断员从机箱2的外部能连接电压检测器2000之类的诊断机构的位置上，就能得到同样的效果。 

在本实施例中，由于连接插头1003与真空压力诊断用电容器1005，连接插头1006与电压检测用耦合电容器1001，通过同轴配线1007及1004连接，因此配线间距离在配线上的任意位置上相等，其结果，在流过电流的配线彼此上产生的静电电容在配线上的任意位置上相等，因此仅利用真空压力诊断用电容器1005或电压检测用耦合电容器1001的静电电容，就可以调整施加在连接插头1003及连接插头1006上的电压值。 

在本实施例中，对作为进行带电状态判别及真空压力诊断的机构的电压检测器2000具备例如LED的情况进行了说明，但是不言而喻，除了LED以外例如蜂鸣器等，只要基于施加在连接插头1003及1006的电压，诊断员能够识别处于异常状态即可。 

Claims (2)

1.一种真空开关装置的真空压力诊断方法，用于诊断浮动电位的金属容器内的真空压力的健全性，该浮动电位的金属容器至少具有由一对固定电极和可动电极构成的主回路，其特征在于，

可拆装地将连接机构与判别上述主回路是否带电的诊断机构连接，且电压通过将来自上述主回路的电力向负载侧供给的负载侧导体施加在上述连接机构上，用该诊断机构基于施加在上述连接机构的电压来判别上述主回路是否带电，从而诊断该诊断机构的健全性，在判别了该诊断机构健全之后，在连接诊断上述金属容器内的真空压力的真空压力诊断机构的其他连接机构上可拆装地连接上述诊断机构，用该诊断机构诊断上述金属容器的真空压力的健全性。

2.一种真空开关装置的真空压力诊断方法，用于诊断浮动电位的金属容器内的真空压力的健全性，该浮动电位的金属容器至少具有由一对固定电极和可动电极构成的主回路，其特征在于，包含以下步骤，

步骤1：可拆装地将连接机构与判别上述主回路是否带电的诊断机构连接，上述连接机构通过同轴配线与电压检测用耦合电容器连接，该电压检测用耦合电容器与电压检测用电容器的一端连接，该电压检测用电容器的另一端连接在将来自上述主回路的电力向负载侧供给的负载侧导体上，并且该电压检测用耦合电容器的电压施加在上述连接机构上；

步骤2：用该诊断机构基于施加在上述连接机构的电压来判别上述主回路是否带电，从而诊断该诊断机构的健全性；

步骤3：在步骤2之后进行，可拆装地将其他连接机构与上述诊断机构连接，上述其他连接机构通过同轴配线与真空诊断用电容器连接，上述真空诊断用电容器与位于上述金属容器的外部并与该金属容器相对且与该金属容器绝缘地设置的端子连接，并且该真空压力诊断用电容器的电压施加在该其他连接机构上；

步骤4：用该诊断机构基于施加在上述其他连接机构上的电压来诊断上述金属容器内的真空压力的健全性。

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