JP2006115614A - ガス絶縁開閉装置の事故検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＧＩＳの内部事故を判別するための通電電流検出を、そのＧＩＳの内部に触れることなく、外部への簡単な付加（アタッチメント）構成だけでもって的確に行えるようにする
【解決手段】ＧＩＳ１０の引き込み導体１１を環状に囲んでロゴスキー２１を装着するとともに、このロゴスキーコイルを、上記ＧＩＳ１０の導体引出し部（１１１）に設けられている突起状の絶縁ブッシング１２を囲む位置に設置し、ＧＩＳの内部事故を判別するための通電電流を検出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）の内部事故を通電電流に基づいて検出するガス絶縁開閉装置の事故検出装置に関する。

ＧＩＳを含む回路において事故が発生した場合、その原因個所（事故区間あるいは事故発生個所）を特定するために、ＧＩＳ内部での事故発生の有無を判別する必要が生じる。つまり、事故個所がＧＩＳの内部か外部かを検出する必要がある。

ＧＩＳにおける事故判別は、ＣＴ（変流器）などの電流センサにより検出される通電電流のモニターにより行うことができる。事故個所がＧＩＳの内部か外部かを判別するためには、そのＧＩＳの内部で上記通電電流を検出し、この検出に基づいて事故判別を行えばよい。このためには、ＧＩＳ内部にあらかじめＣＴなどの電流センサを設置して通電電流の検出を行わせればよい。ＧＩＳ内部にて検出される通電電流の異常有無（たとえば漏れ電流やサージ電流の有無）を外部からモニターすることにより、そのＧＩＳの内部に事故個所があるか否かを判別することができる。

電力系統に使用されている開閉設備は新旧も含めて多種多様であり、ＧＩＳにおいては、内部事故判別ための電流センサが内部に設置されていないものも少なくない。しかし、事故発生時にはその原因個所を特定するために、上記センサが内部に設置されていないＧＩＳについても、内部事故の有無を判別する必要がある。このためには、そのＧＩＳ内部に上記電流センサを新たに設置する必要が生じる。

しかし、ＧＩＳの内部には絶縁ガスとして六フッ化硫黄（ＳＦ６）などが封入されている。したがって、その内部に上記電流センサを設置しようとすると、その絶縁ガスを抜いてから内部を分解し、電流センサを設置してから再度、絶縁ガスを封入するといった、大規模かつ面倒な作業および工事が発生することになる。また、絶縁気体として多用されているＳＦ６は、絶縁ガスとしての適性にはすぐれているが、強力な温室効果ガスの可能性があるとの指摘もあって、その扱いや処理に苦慮させられる。

本発明は以上のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＧＩＳの内部事故を判別するための通電電流検出を、そのＧＩＳの内部に触れることなく、外部への簡単な付加（アタッチメント）構成だけでもって的確に行えるようにしたＧＩＳの事故検出装置を提供することにある。

本発明の手段は、次の（１）の構成を特徴とする。
（１）ＧＩＳの内部事故を通電電流に基づいて検出するＧＩＳの事故検出装置において、上記通電電流のセンサ部にロゴスキーコイルを使用するとともに、このロゴスキーコイルを、上記開閉装置の導体引出し部に設けられている突起状の絶縁ブッシングを囲む位置に設置したことを特徴とするＧＩＳの事故検出装置。

上記手段においては、さらに次の（２）以降の形態がとくに有効または好適である。
（２）（１）において、上記絶縁ブッシングを取り囲む位置にシールドリングが設置されているとともに、このシールドリングの設置に使用されている固定具を使って上記ロゴスキーコイルがそのシールドリングに対して同心状に設置されていることを特徴とするＧＩＳの事故検出装置。

（３）（２）において、上記ロゴスキーコイルを上記シールドリングと同心状に保持する環状保持具に保持させるとともに、この保持具を上記シールドリングの固定具に取り付けて固定したことを特徴とするＧＩＳの事故検出装置。

（４）（２）または（３）において、上記ロゴスキーコイルは、上記シールドリングと上記ＧＩＳの筐体の間に設置されていることを特徴とするＧＩＳの事故検出装置。

（５）（１）〜（４）のいずれかにおいて、上記ロゴスキーコイルは、両端がジョイント部で互いに連結されることにより環状に閉じるボビンにコイルが巻回されて形成されるとともに、上記ジョイント部は、ボビンの一端がその他端に螺入するネジ連結により形成されていることを特徴とするＧＩＳの事故検出装置。

ＧＩＳの内部事故を判別するための通電電流検出を、そのＧＩＳの内部に触れることなく、外部への簡単な付加（アタッチメント）構成だけでもって的確に行うことができる。これにより、内部に事故判別用の電流センサが設置されていないＧＩＳを含む回路においても、大規模かつ面倒な作業および工事を発生することなく、事故区間の検出を的確に行うことができるようになる。

図１は、本発明による事故検出装置の一実施形態を示す。同図に示す装置は、その要部をなす電流センサとして、ロゴスキーコイル２１を使用している。このロゴスキーコイル２１は、ＧＩＳ（ガス絶縁開閉装置）１０の外部にアタッチメント形式で設置されて使用され、そのＧＩＳ１０の通電電流を検出する。この検出出力（検出情報）は、アナログ前置回路３０を経てデジタル処理システム４０へ伝送される。

ＧＩＳ１０の導体引出し部には絶縁ブッシング１２が設けられている。このブッシング１２はＧＩＳ１０の筐体外部に突出する突起状をなす。ＧＩＳ１０の筐体を貫通する引き込み導体（配電線）１１は、上記ブッシング１２内を縦貫することにより絶縁されている。

上記ブッシング１２の外周囲にはシールドリング１３が設置されている。このシールドリング１３は電界の集中を防止するためのものであって、ブッシング１２を中心とする大きなサークルを形成するように、そのブッシング１２を取り囲む状態で取り付けられている。

ロゴスキーコイル２１は、上記ＧＩＳ１０の導体引出し部に設けられている突起状の絶縁ブッシング１２を取り囲む位置に設置されている。そして、上記シールドリング１３と同様、ブッシング１２を中心とする大きなサークルを形成するように取り付けられている。このように設置されたロゴスキーコイル２１は、上記ＧＩＳ１０の引き込み導体１１を環状に取り囲むことにより、その引き込み導体１１に流れる通電電流を検出する。

ロゴスキーコイル２１の検出出力は同軸ケープルなどの信号ラインを介して前置回路３０に入力され、そこで、積分、フィルタリング、インピーダンス変換などのアナログ処理を経た後、デジタル変換されてデジタル処理システム４０に入力される。デジタル処理システム４０はマイクロコントローラを用いて構成され、電流モニター４１、周波数弁別フィルタ４２、信号解析４３、事故判定４４などの機能をデジタル処理により実行する。

以上のような構成により、ＧＩＳ１０の通電電流を検出することができる。ここで注目すべきは、ロゴスキーコイル２１が、上記ＧＩＳ１０の導体引出し部に設けられている突起状の絶縁ブッシング１２を囲む位置に設置されて、この設置個所にて通電電流の検出を行うようになっていることである。この設置個所では、ブッシング１２内の導体部分いわゆる碍管内導体１１１に流れる電流を検出することになるが、被検出個所である碍管内導体１１１はＧＩＳ１０の内外に跨っており、この個所に上記ロゴスキーコイル２１を設置することにより、ＧＩＳ１０内部にＣＴ等の電流センサを設置したのとほぼ等価の条件で通電電流を検出して内部事故判別を行えることが、本発明者らによってあきらかにされた。

さらに注目すべきは、上記ロゴスキーコイル２１で囲まれた被測定個所の導体１１１は、ブッシング１２で高圧絶縁されている個所でもある。これにより、新たな絶縁設備を付加することなく、ＧＩＳ１０外部への簡単な付加（アタッチメント）構成だけでもって、ＧＩＳ１０内部の通電電流を的確に検出することができる。

以上のようにして、ＧＩＳ１０の内部事故を判別するための通電電流検出を、そのＧＩＳ１０の内部に触れることなく、外部への簡単な付加（アタッチメント）構成だけでもって的確に行うことができる。これにより、内部に事故判別用の電流センサが設置されていないＧＩＳを含む回路においても、大規模かつ面倒な作業および工事を発生することなく、事故区間の検出を的確に行うことができるようになる。

図２は、上記ロゴスキーコイル２１の設置に関する具体的な実施形態を示す。同図に示すように、ロゴスキーコイル２１は、絶縁ブッシング１２を囲んで設置されているシールドリング１３の固定具１６を使って設置されている。シールドリング１３は、環状の固定具１６に取り付けられて保持・固定されている。その固定具１６は、ブラケット１５によりブッシング１２の外側に取り付けられている。

ロゴスキーコイル２１は、上記シールドリング１３と同心状の環状保持具１６１に保持されている。この保持具１６１は、上記シールドリング１３の固定具１６に同心状に取り付けられて固定されている。

図示の形態では、ロゴスキーコイル２１がシールドリング１３とＧＩＳ１０の筐体との間に設置されているが、この位置はシールドリング１３の電界シールド効果により、落雷等のサージによる影響を受けにくいところでもある。したがって、そこにロゴスキーコイル２１を置くことは、ロゴスキーコイル２１自体の破壊防止に加えて、そのロゴスキーコイル２１に接続している回路３０やシステム４０のサージ破壊防止に有効である。

図３は、上記ロゴスキーコイル２１の検出出力を処理する回路部分の実施形態を示す。ロゴスキーコイル２１はアナログの検出電流を出力する。このアナログ出力は前置回路３０に入力されてアナログ処理される。

前置回路３０は、積分器３１、ＬＰＦ（ロー・パス・フィルタ）３２、およびＡ／Ｄ変換器３３などを有し、上記検出電流を予備処理する。この処理出力はＡ／Ｄ変換器３３にてデジタル変換され、前述のデジタル処理システム４０へ引き渡される。

なお、前置回路３０やデジタル処理システム４０などの処理機能は、フロントエンドアンプなどのように、ロゴスキーコイル２１の至近に置くことが望ましい回路を除いた主要部を、たとえば光ファイバなどを用いた通信回線を介して遠隔設置するようにしてもよい。

図４は、本発明で使用するロゴスキーコイル２１の概略構成を示す。同図に示すように、ロゴスキーコイル２１は、環状ボビン２５に沿って巻回された巻線２２と、この巻線２２がワンターンを形成しないようにするための戻し巻線２３とにより形成される。ボビン２５は樹脂等からなる可撓性の絶縁管を用いて構成され、円環状に屈曲させられるとともに、その両端がジョイント部２６にて互いに連結されている。

このロゴスキーコイル２１は空芯コイルであって、その円環の略中央を上記導体１１１が貫通するように設置することにより、その導体１１１を流れる電流による磁束変化を検出する。検出出力は誘導起電力Ｅｒとして巻線２２，２３の両端に現れる。

ロゴスキーコイル２１は、その特徴の一つとして大きな環内径を持つことができることにより、高電圧部の電流測定に適している。既設ＧＩＳへの設置は、上記ジョイント部２６の着脱により、アタッチメント形式で簡単に行うことができる。

図５は、上記ジョンイト部２６の実施形態を示す。同図に示すジョイント部２６は、ボビン２５の一端と他端に嵌め込み凸部２７１と嵌め込み凹部２７２を振り分けて設け、両者２７１と２７２を嵌合連結させるとともに、その連結状態を止めネジ２７３で抜け止め固定する構成としてある。このジョイント構造は構成が単純で着脱も簡単であるが、非巻線部分となるジョイント部２６の長さ（ｄ）は、止めネジ２７２の存在により、ある程度以上を確保する必要がある。

図６は、上記ジョンイト部２６の別の実施形態を示す。同図に示すジョイント部２６は、ボビン２５の一端と他端に雄ネジ部２８１と雌ネジ部２７２を振り分けて設け、両者２８１と２８２を互いにネジ連結させる。雄ネジ部２８１は、これと一体のネジ頭部（フランジ部）２８１ａと共に、ボビン２５の一端に回動可能に軸結されている。

このジョイント構造は、図５に示したものと同様に構成が単純で着脱も簡単であるが、さらに、上記止めネジ２７２による抜け止めが不要なことにより、ジョイント部２６の長さ（ｄ）を大幅に縮小できるという特徴がある。ジョイント部２６は非巻線部分となるが、この非巻線部分の幅（ｄ）を小さくすることができる。

これにより、たとえば、ロゴスキーコイル２１を貫通する導体の位置が多少偏心していても、その偏心による測定誤差を大幅に少なくすることができることが判明した。このようなジョイント構造を有するロゴスキーコイル２１は、本発明の用途にとくに適している。

以上、本発明をその代表的な実施形態に基づいて説明したが、本発明は上述した以外にも種々の形態が可能である。また、上述した実施形態は、事故発生時にＧＩＳの通電電流を検出して事故区間を特定する用途を前提としていたが、たとえば事故に至る前の部分放電を検出するという用途も考えられる。

ＧＩＳの内部事故を判別するための通電電流検出を、そのＧＩＳの内部に触れることなく、外部への簡単な付加（アタッチメント）構成だけでもって的確に行うことができる。これにより、内部に事故判別用の電流センサが設置されていないＧＩＳを含む回路においても、大規模かつ面倒な作業および工事を発生することなく、事故区間の検出を的確に行うことができるようになる。

本発明によるガス絶縁開閉装置の事故検出装置の一実施形態を示す概略図である。 本発明におけるロゴスキーコイルの設置に関する実施形態の要部を示す平面図および側断面図である。 ロゴスキーコイルの検出出力をアナログ処理する前置回路の概略構成例を示すブロック図である。 ロゴスキーコイルの概略構成を示す概念図である。 ロゴスキーコイルのジョイント部に関する実施形態を示す側面図である。 ロゴスキーコイルのジョイント部に関する、より好ましい実施形態を示す側面図である。

符号の説明

１０ ガス密閉構造を有するＧＩＳ １１ 引き込み導体（配電線）
１１１ ブッシング内導体（碍管内導体）
１２ 絶縁ブッシング １３ シールドリング
１５ ブラケット １６ シールドリング１３の固定具
１６１ ロゴスキーコイル２１の保持具
２１ ロゴスキーコイル ２２ 巻線
２３ 戻し巻線 ２５ 環状ボビン
２６ ジョイント部
２７１ 嵌め込み凸部 ２７２ 嵌め込み凹部
２７３ 止めネジ ２８１ 雄ネジ部
２８１ａ ネジ頭部（フランジ部） ２８２ 雌ネジ部
３０ 前置回路 ３１ 積分器
３２ ＬＰＦ（ロー・パス・フィルタ） ３３ Ａ／Ｄ変換器
４０ デジタル処理システム ４１ 電流モニター部
４２ 周波数弁別フィルタ ４３ 信号解析部
４４ 事故判定部

Claims (5)

1. ガス絶縁開閉装置の内部事故を通電電流に基づいて検出するガス絶縁開閉装置の事故検出装置において、上記通電電流のセンサ部にロゴスキーコイルを使用するとともに、このロゴスキーコイルを、上記開閉装置の導体引出し部に設けられている突起状の絶縁ブッシングを囲む位置に設置したことを特徴とするガス絶縁開閉装置の事故検出装置。
2. 請求項１において、上記絶縁ブッシングを取り囲む位置にシールドリングが設置されているとともに、このシールドリングの設置に使用されている固定具を使って上記ロゴスキーコイルがそのシールドリングに対して同心状に設置されていることを特徴とするガス絶縁開閉装置の事故検出装置。
3. 請求項２において、上記ロゴスキーコイルを上記シールドリングと同心状に保持する環状保持具に保持させるとともに、この保持具を上記シールドリングの固定具に取り付けて固定したことを特徴とするガス絶縁開閉装置の事故検出装置。
4. 請求項２または３において、上記ロゴスキーコイルは、上記シールドリングと上記ＧＩＳの筐体の間に設置されていることを特徴とするガス絶縁開閉装置の事故検出装置。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、上記ロゴスキーコイルは、両端がジョイント部で互いに連結されることにより環状に閉じるボビンにコイルが巻回されて形成されるとともに、上記ジョイント部は、ボビンの一端がその他端に螺入するネジ連結により形成されていることを特徴とするガス絶縁開閉装置の事故検出装置。
   
   

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