JP2007020301A - 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、外部へロゴスキーコイルを付加するだけの簡単な構成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、取付治具５０により、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のフランジ下部１３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。取付治具５０は、ロゴスキーコイル２１を保持する保持部５２と、この保持部５２に、絶縁ブッシング１２に対する進退位置を調整可能に取り付けられた押え部材５６とを備え、押え部材５６の先端部が当て板５８を介して絶縁ブッシング１２のフランジ下部１３に押し当てられる。
【選択図】 図６

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ある。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、外部へロゴスキーコイルを取り付けるだけの簡単な構成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。

上記の目的を達成するため、本発明は、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、前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、取付治具により、前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のフランジ下部を囲む位置に取り付けたことを特徴とする。

この場合、前記取付治具は、前記ロゴスキーコイルを保持する保持部と、前記絶縁ブッシングに対する進退位置を調整できるように前記保持部に取り付けられた押え部材とを備え、前記押え部材の先端部が前記絶縁ブッシングのフランジ下部の外周面に直接的又は間接的に押し当てられることにより前記ロゴスキーコイルが前記絶縁ブッシングのフランジ下部を囲む位置に取り付けられる構成としてもよい。

また、請求項１又は２において、前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、前記ジョイント部は、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構成としてもよい。この場合、前記ボビンはヒンジを介して連結された複数部分に分割されていてもよい。

本発明によれば、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、ロゴスキーコイルを外部へ付加するだけの簡単な構成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の外部に取り付けられて、この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。この絶縁ブッシング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、絶縁ブッシング１２内を縦貫することにより絶縁されている。

ロゴスキーコイル２１は、上記絶縁ブッシング１２のフランジ下部１３を取り囲む位置に、このフランジ下部１３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、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から、高電圧部の電流測定に適しており、その円環の略中央を上記碍管内導体１１１が貫通するように設置することにより、その碍管内導体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として巻線の両端に現れる。

ロゴスキーコイル２１の上記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。本実施形態では、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。この設置個所では、絶縁ブッシング１２内の導体部分すなわち碍管内導体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うことができる。

また、上記ロゴスキーコイル２１で囲まれた被測定個所の碍管内導体１１１は、絶縁ブッシング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、後述するようにＧＩＳ１０外部への簡単な付加構成だけでもって、ＧＩＳ１０内部の通電電流を的確に検出することができる。

図２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３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、環状のボビン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。また、ボビン２５は複数（図３の例では４つ）の部分に分割され、各分割箇所にヒンジ２９が設けられている。これにより、ジョイント部２６での連結を外した状態でヒンジ２９の箇所でボビン２５を外側に大きく開くことによって、ロゴスキーコイル２１を絶縁ブッシング１２のフランジ下部１３の周囲へ容易に取り付けることができるようになっている。

図４は、上記ジョイント部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、これら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２７３の存在により、ある程度以上を確保する必要がある。

図５は、上記ジョイント部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２８２を振り分けて設け、これら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４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２７３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、本発明の用途に特に適している。

図６〜図８は、ロゴスキーコイル２１の取付構造と共に示す図であり、図６は絶縁ブッシング１２の正面から見た状態を、図７は、図６中矢印Ａの方向から見た状態を、図８は、図６中矢印Ａ’の方向から見た状態を夫々示す。これらの図面に示すように、ロゴスキーコイル２１は複数組（本例では４組）の取付治具５０を介して絶縁ブッシング１２のフランジ下部１３に保持されている。各取付治具５０は、ロゴスキーコイル２１を保持する保持部５２と、保持部５２にナット５４（図６を参照）により取り付けられた押え部材５６と、押え部材５６の先端部と絶縁ブッシング１２との間に介装される当て板５８とにより構成されている。押え部材５６は、周囲にネジ切りされた棒状の部材であり、そのネジ部にナット５４が螺着されている。したがって、ナット５４の螺着位置を変えることにより、押え部材５６の、絶縁ブッシング１２に対する進退方向（つまりロゴスキーコイル２１の径方向）の位置を調整できるようになっている。また、上記したように、ロゴスキーコイル２１はその両端がジョイント部２６で連結されていると共に、環状のボビンが分割されてその分割部にてヒンジ２９により連結されている。

ロゴスキーコイル２１を絶縁ブッシング１２のフランジ下部１３に取り付ける場合、先ず、各取付治具５０の保持部５２をロゴスキーコイル２１に取り付ける。次に、ロゴスキーコイル２１のジョイント部２６での連結を外した状態でヒンジ２９の箇所で外側に大きく開き、絶縁ブッシング１２のフランジ下部１３を取り囲むようにロゴスキーコイル２１を配置して再びヒンジ２９の箇所で閉じ、ジョイント部２６で両端を連結する。そして、各取付治具５０のナット５４により押え部材５６の絶縁ブッシング１２に対する進退位置を調節して、各当て板５８がほぼ均等な力で絶縁ブッシング１２のフランジ下部１３へ押し当てられるようにする。これにより、ロゴスキーコイル２１が絶縁ブッシング１２のフランジ下部１３の周囲に固定される。なお、本例では、押え部材５６の先端が当て板５８を介して間接的に絶縁ブッシング１２へ押し当てられる構成としたが、押え部材５６の先端が直接的に絶縁ブッシング１２へ押し当てられる構成としてもよい。

以上説明したように、本実施形態では、取付治具５０を用いることにより、簡単な取付操作でロゴスキーコイル２１を絶縁ブッシング１２のフランジ下部１３の周囲に取り付けることができ、これによって、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、簡単な構成だけでもって的確に行うことができる。

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。

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。 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。 ロゴスキーコイルの取付構造を示す正面図である。 ロゴスキーコイルの取付構造を図６中矢印Ａの方向から見た図である。 ロゴスキーコイルの取付構造を図６中矢印Ａ’の方向から見た図である。

符号の説明

１０ ＧＩＳ １１ 引き込み導体（配電線）
１２ 絶縁ブッシング １３ フランジ下部
２１ ロゴスキーコイル ２２ 巻線
２３ 戻し巻線 ２５ ボビン
２６ ジョイント部 ２９ ヒンジ
５０ 治具 ５２ 保持部
５４ ナット ５６ 押え部材
５８ 当て板 １１１ 碍管内導体
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

Claims (4)

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、前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、取付治具により、前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のフランジ下部を囲む位置に取り付け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、前記取付治具は、前記ロゴスキーコイルを保持する保持部と、前記絶縁ブッシングに対する進退位置を調整できるように前記保持部に取り付けられた押え部材とを備え、前記押え部材の先端部が前記絶縁ブッシングのフランジ下部の外周面に直接的又は間接的に押し当てられることにより前記ロゴスキーコイルが前記絶縁ブッシングのフランジ下部を囲む位置に取り付けら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１又は２において、前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、前記ジョイント部は、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。
4. 請求項３において、前記ボビンはヒンジを介して連結された複数部分に分割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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