JP2009074829A - 補助開閉器等の接点間の接触抵抗測定器 - Google Patents

補助開閉器等の接点間の接触抵抗測定器 Download PDF

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Abstract

【課題】特に補助開閉器等が開状態の時に接触抵抗を測定することによって、補助開閉器等が取り付けられた遮断器等が誤動作することを防止する。
【解決手段】補助開閉器等の接点間の接触抵抗測定器10は、前記接点間の電圧を測定する第1電圧測定手段30と、閉状態の接点間に試験電流を通電して前記接点間の接触抵抗を測定する抵抗測定手段40とを備えている。前記接点間が開状態のときに前記接点間に現れる電圧より小さくて、前記接点間が閉状態のときに前記接点間に現れる電圧より大きな基準電圧を設定し、第1電圧測定手段30が測定した前記接点間の電圧が前記基準電圧以下の時に、抵抗測定手段40が前記接点間の接触抵抗の測定を行う。
【選択図】図4

Description

本発明は、補助開閉器等の接点間の接触抵抗測定器に関するものであり、特に補助開閉器等が開状態の時に接触抵抗を測定することによって、補助開閉器等が取り付けられた遮断器等が誤動作することを防止する技術に関するものである。
従来、補助開閉器が送電線の遮断器等に使用されている。この補助開閉器は遮断器等と連動して開閉し、遮断器等の開閉状態をモニターするものである。具体的には、補助開閉器は、主回路となる遮断器等の開閉状態に連動して開閉する低圧回路接点として使用するための部品である。そして、補助開閉器は遮断器等の機能を維持するために重要なものである反面、定期交換が困難な構造のものである。このため、定期点検の都度、補助開閉器の接点の接触抵抗を測定して、補助開閉器の機能のチェック・診断が行われている(例えば特許文献1の図5参照)。
特開2003−66074号公報
しかし、補助開閉器は配線の取り外しが困難であるため、補助開閉器に低圧電圧が印加されたまま補助開閉器の接点の接触抵抗を測定せざるをえない。そのため、前記接点が開状態であると、接点間電圧が発生してしまい、この状態で誤って試験電流を通電して前記接点の接触抵抗測定を行うと、接触抵抗測定器の破損等や遮断器等の誤動作につながるとともに、重大な停電事故に至る危険性がある。
しかし、現状の接触抵抗測定器では、人間系により別の電圧計器を用いて接点間電圧の有無を確認しなければならない。また、近年では、数値トレンド管理による予防保全を行う時流から、補助開閉器のように接点数が多い部位の測定に対して、汎用の接触抵抗測定器では複数の測定値の保存ができず、データ管理が困難な状況にある。
また、このような問題は、補助開閉器に限らず、電磁接触器、補助リレー等の一般的な電装部品の接点の接触抵抗の測定に際しても発生する問題である。
そこで、本発明の目的は、特に補助開閉器等が開状態の時に接触抵抗を測定することによって、補助開閉器等が取り付けられた遮断器等が誤動作することを防止することができる補助開閉器等の接点間の接触抵抗測定器を提供することである。
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、補助開閉器等の接点間の接触抵抗を測定する補助開閉器等の接点間の接触抵抗測定器であって、前記接点間の電圧を測定する第1電圧測定手段と、閉状態の前記接点間に試験電流を通電して前記接点間の接触抵抗を測定する抵抗測定手段とを備え、前記接点間が開状態のときに前記接点間に現れる電圧より小さくて、前記接点間が閉状態のときに前記接点間に現れる電圧より大きな基準電圧を設定し、前記第1電圧測定手段が測定した前記接点間の電圧が前記基準電圧以下の時に、前記抵抗測定手段が前記接点間の接触抵抗の測定を行うことを特徴とする補助開閉器等の接点間の接触抵抗測定器である。
請求項1記載の発明により、前記第1電圧測定手段が測定した前記接点間の電圧が前記基準電圧以下の時には、前記接点間が閉状態であることを確認できるので、前記抵抗測定手段が閉状態の接点間に試験電流を通電して前記接点間の接触抵抗を測定することができる。
さらに、請求項2記載の発明は、請求項1に記載の補助開閉器等の接点間の接触抵抗測定器であって、前記抵抗測定手段は閉状態の前記接点間に試験電流を流す電源と、前記試験電流が流れている閉状態の接点間の電圧を測定する第2電圧測定手段と、前記第2電圧測定手段が測定した電圧値を前記試験電流値で割り算して前記接点間の接触抵抗値を算出する抵抗値算出手段とを備えていることを特徴とする補助開閉器等の接点間の接触抵抗測定器である。
請求項2記載の発明により、抵抗測定手段において、電源が閉状態の前記接点間に試験電流を流し、第2電圧測定手段が前記試験電流が流れている閉状態の接点間の電圧を測定し、抵抗値算出手段が前記第2電圧測定手段が測定した電圧値を前記試験電流値で割り算して前記接点間の接触抵抗値を算出するので、前記閉状態の接点間の接触抵抗を測定することができる。
さらに、請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の補助開閉器等の接点間の接触抵抗測定器であって、前記第1電圧測定手段が測定した前記接点間の電圧が前記基準電圧より大きいときには、前記抵抗測定手段が試験電流を前記接点間に流すことを妨げる電流遮断手段を備えていることを特徴とする補助開閉器等の接点間の接触抵抗測定器である。
請求項3記載の発明により、前記第1電圧測定手段が測定した前記接点間の電圧が前記基準電圧より大きいときは、前記接点間が開状態であることを確認できるので、このときは前記抵抗測定手段が試験電流を前記接点間に流すことを電流遮断手段が妨げる。
請求項1記載の発明によれば、補助開閉器等の接点間の接触抵抗測定器において、特に補助開閉器等が開状態の時に接触抵抗を測定することによって、補助開閉器等が取り付けられた遮断器等が誤動作することを防止することができる。
さらに、請求項2記載の発明により、請求項1記載の発明の効果とともに、前記閉状態の接点間の接触抵抗を自動的に測定することができる。
さらに、請求項3記載の発明により、請求項1または2記載の発明の効果とともに、開状態の接点間に試験電流を流すことを確実に防ぐことができる。
以下、本発明における実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の実施の形態に関わる接触抵抗測定器の外観を示し、図2は図1の接触抵抗測定器の本体のパネルを示し、図3は図1の接触抵抗測定器のプローブを示し、図4は図1の接触抵抗測定器の内部回路を示し、図5は図1の接触抵抗測定器の動作のフローチャートを示し、図6は図1の接触抵抗測定器のブザー音の波形を示し、図7は図1の接触抵抗測定器の表示器のメニュー画面を示し、図8は前記表示器の測定画面を示し、図9は前記表示器のデータ表示画面を示し、図10は前記表示器の設定画面を示す。
図1に示すように、接触抵抗測定器10は、トランク型アルミケースに収納された本体11と本体11のパネル12(図2参照)を覆う開閉可能な蓋25を備えている。なお、本体11の側面には取っ手13が設けられている。このため、接触抵抗測定器10は軽量でコンパクトなポータブル構造になっている。
図2に示すように、パネル12には、電源入力端子14、接地端子15、MCCB(Molded−case circuit breaker:配線用遮断器)型の電源スイッチ16、抵抗測定時の過電流保護用のMCCB17、コネクタ18、表示器19、プリンタ20、操作ボタン21およびキー22が設けられている。
電源入力端子14はAC電源コードを接続する端子であり、接地端子15は接触抵抗測定器10の電気回路の接地点を接地する端子である。電源スイッチ16は接触抵抗測定器10の電源をオンオフするスイッチである。コネクタ18はプローブ24(図3参照)の接続用コネクタであり、表示器19は測定結果を表示するものであり、プリンタ20は測定結果を印刷するものである。なお、20aはプリントボタンである。プリントボタン20aを押すとプリンタ20が印刷する。
具体的には、表示器19はLCD(Liquid Crystal Display)であり、メニュ画面(図7参照)、測定画面(図8参照)、データ表示画面(図9参照)および設定画面(図10参照)を表示する。メニュー画面において、「測定」を選択すると、測定画面が表示され、メニュー画面において、「データ表示」を選択すると、データ表示画面が表示され、メニュー画面において、「設定」を選択すると、設定画面が表示される。
また、図2のプリンタ20が図9のデータ表示画面の内容を印刷する。
図8に示すように、測定画面は接点間電圧表示部19a、抵抗表示部19bおよび判定表示部19cを備えている。接点間電圧表示部19aには第1電圧測定手段30の測定結果が表示され、抵抗表示部19bには抵抗測定手段40による接点接触抵抗の測定結果が表示され、判定表示部19cには接点接触抵抗の判定結果が表示される。
図9のデータ表示画面では、例えばNo.1〜24までの接点間の接触抵抗およびそれらのうち電圧異常(図5参照)とオーバーフロー(図5参照)のデータを除いた接点間の接触抵抗のMax(最大値)、Min(最小値)およびAve(平均値)が表示される。ここで、No.7の「Volt NG」は電圧異常を表し、No.11の「over」はオーバーフローを示す。なお、図8および図9の各測定値は実測値ではなく仮定の値である。
図2に示すように、操作ボタン21は4個であり、具体的にはスタートボタン21a、セットボタン21b、リセットボタン21cおよびストップボタン21dである。また、キー22はESCキー22a、エンターキー22b、メニューキー22c、上向矢キー22d、下向矢キー22eおよび右向矢キー22fである。
なお、キー22の操作により、設定画面(図10参照)の各項目(年月日、時刻表示、基準電圧、判定しきい値A、B、C)の設定、変更をすることができる。まず、上向矢キー22d、下向矢キー22eまたは右向矢キー22fの操作により設定画面における設定または変更をしたい項目(例えば基準電圧)を反転表示した状態で、エンターキー22bを押すと前記項目の数値部分が反転表示になるので、その状態で上向矢キー22dまたは下向矢キー22eを押して数値部分の表示を設定または変更する。そしてエンターキー22bを押すと前記項目が設定または変更される。
そして、メニューキー22cまたはESCキー22aを押すと、メニュー画面(図7参照)に戻る。
図3に示すように、プローブ24は第1電圧端子24a、第2電圧端子24b、第1電流端子24cおよび第2電流端子24dを備え、4端子法による接点間の接触抵抗測定をするためのものである。第1電圧端子24aおよび第2電圧端子24bは測定対象となる接点間の電圧を測る端子であり、第1電流端子24cおよび第2電流端子24dは前記接点間に試験電流を流す端子である。なお、第1電圧端子24aおよび第2電圧端子24bはバネの力で押し出された軸状端子であり、第1電流端子24cは第1電圧端子24aの外側に配置された同軸の筒状端子であり、第2電流端子24dは第2電圧端子24bの外側に配置された同軸の筒状端子である。第1電圧端子24aおよび第2電圧端子24bを測定対象となる接点間に押し付けると、バネの力に抗して第1電圧端子24aおよび第2電圧端子24bが引っ込むので、第1電流端子24cおよび第2電流端子24dが接点間に接触するように構成されている。プローブ24の基部はコネクタ18に接続される接続部24eである。さらに、セットボタン21bがプローブ24にも配設されている。
図4に示すように、補助開閉器等の接点間の接触抵抗測定器10は、接点間の電圧を測定する第1電圧測定手段30と、閉状態の接点間に試験電流を通電して接点間の接触抵抗を測定する抵抗測定手段40とを備えている。
前記接点間が開状態のときに前記接点間に現れる電圧(例えば110ボルト)より小さくて、前記接点間が閉状態のときに前記接点間に現れる電圧より大きな基準電圧(例えば10ボルト)を上述のキー22の操作により設定する。
第1電圧測定手段30が測定した接点間の電圧が前記基準電圧以下の時に、抵抗測定手段40が接点間の接触抵抗の測定を行う。
そして、抵抗測定手段40は閉状態の接点間に試験電流を流す電源41と、前記試験電流が流れている閉状態の接点間の電圧を測定する第2電圧測定手段42と、第2電圧測定手段42が測定した電圧値を前記試験電流値で割り算して接点間の接触抵抗値を算出する抵抗値算出手段43とを備えている。
さらに、接触抵抗測定器10は、第1電圧測定手段30が測定した接点間の電圧が前記基準電圧より大きいときには、抵抗測定手段40が試験電流を接点間に流すことを妨げる電流遮断手段50を備えている。
具体的には、接触抵抗測定器10の内部回路は図4に示すようになっている。ここで、第1電圧端子24aおよび第2電圧端子24bは過入力保護回路61を経由して、切替スイッチ62の入力側に接続され、切替スイッチ62の一方の出力側は整流回路63を経由し第1増幅回路64を経てアナログデジタル変換器(A/D)67の第1のアナログ入力端子に接続され、切替スイッチ62の他方の出力側は第2増幅回路65を経てアナログデジタル変換器(A/D)67の第2のアナログ入力端子に接続されている。なお、例えば第1増幅回路64の電圧増幅度は3/100であり、第2増幅回路65の電圧増幅度は10である。
そして、第1および第2電圧端子24a、24b、過入力保護回路61、切替スイッチ62、整流回路63および第1増幅回路64は第1電圧測定手段30を構成し、第1および第2電圧端子24a、24b、過入力保護回路61、切替スイッチ62および第2増幅回路65は第2電圧測定手段42を構成する。
さらに、アナログデジタル変換器(A/D)67のデジタル出力端子は第1ホトカプラ68の入力端子に接続され、第1ホトカプラ68の出力端子はCPU(Central Processing Unit)70の入力端子に接続されている。
また、CPU70の出力端子は第2ホトカプラ69の入力端子に接続され、第2ホトカプラ69の出力端子は電流遮断手段50となるMCCB17の制御部に接続されている。
そして、CPU70は、測定値を演算、判断、判定し、測定フロー(図5参照)を実行するためのプログラムおよびデータを記憶するメモリを備え、前記メモリに記憶されたプログラムおよびデータに従って自動シーケンス制御をするものである。そして、CPU70は、表示器19、プリンタ20およびブザー23を制御するように接続されている。
また、CPU70の入力手段として操作ボタン21およびキー22がCPU70に接続されている。
交流電源プラグ81は電源スイッチ16を介して電源用トランス83の入力側に接続され、第1電源回路84はトランス83の入力側に並列に接続されている。そして、トランス83の一方の出力側は第2電源回路85に接続されている。第1電源回路84は表示器19、プリンタ20およびブザー23等に電源電圧を供給し、第2電源回路85は第1電源回路84が電源電圧を供給しない部分(CPU70等)に電源電圧を供給する。
また、トランス83の他方の出力側は整流回路86を介して定電流回路87の入力側に接続され、定電流回路87の出力側は基準抵抗88および電流遮断手段50を介して第1および第2電流端子24c、24dに接続されている。なお、定電流回路87は電源41となり、基準抵抗88の値は任意の値(例えば1オーム)である。
また、基準抵抗88に試験電流を流したときの基準抵抗88の電圧を第3増幅回路66が増幅してアナログデジタル(A/D)変換器67の第3のアナログ入力端子に入力するように構成されている。なお、例えば第3増幅回路66の電圧増幅度は5である。そして、CPU70は、抵抗値算出手段43を構成する。なお、試験電流は電源41、基準抵抗88、MCCB17、第1電流端子24c、測定対象となる閉じた接点間、第2電流端子24d、電源41の順に流れる。
また、CPU70が制御信号を第2ホトカプラ69を介して切替スイッチ62に加え、この制御信号により、第1電圧測定手段30が接点間の電圧を測定するときは、切替スイッチ62の出力側は第1電圧測定手段30の整流回路63に接続され、抵抗測定手段40が接点間の抵抗測定をするときは、切替スイッチ62の出力側は第2増幅回路65に接続されている。なお、第1および第2ホトカプラ68、69は電源からのノイズ進入によるCPU70の不具合を防いでいる。
また、ツェナーダイオード89がMCCB17の電源41側端子と第2電流端子24dとの間の電圧が過大にならないようにするために接続されている。
図5に示す接触抵抗測定器10の動作フローチャートによれば、つぎのようになる。
まず、スタートボタン21a(図2参照)を押す(ステップS1)。つぎに、プローブ24(図3参照)の第1および第2電圧端子24a、24bおよび第1および第2電流端子24c、24dを補助開閉器の接点間に接触させて(ステップS2)、第1電圧測定手段30(図4参照)により前記接点間の電圧測定を行う(ステップS3)。
そして、測定した電圧が前記基準電圧以下であれば(ステップS4)、抵抗測定手段40(図4参照)が前記接点間の接触抵抗の測定を行う(ステップS5)。
なお、ステップS3〜S5においては、測定画面(図8参照)において「測定中」が表示される。
接触抵抗測定値が判定しきい値A(例えば300mΩ)以下であれば測定画面(図8参照)の判定表示部19cに「良好」と表示し、チャイム音が鳴る(ステップS6)。また、接触抵抗測定値が判定しきい値Aより大きく判定しきい値B(例えば1000mΩ)以下であれば判定表示部19cに「管理値オーバー」と表示し、ブザー音1(図6参照、なお、図6において横軸は時間軸であり、縦軸は音の大きさを示す。)が鳴る(ステップS7)。また、接触抵抗測定値が判定しきい値Bより大きく判定しきい値C(例えば3000mΩ)以下であれば判定表示部19cに「許容値オーバー」と表示し、ブザー音2(図6参照)が鳴る(ステップS8)。また、接触抵抗測定値が判定しきい値Cより大きいときは判定表示部19cに「オーバーフロー」と表示し、ブザー音2が鳴る(ステップS9)。なお、ブザー音は鳴動タイミングや周波数にて音色を変え、人間の耳でその状態が容易に聞き分けられるようにしている。
一方、測定した電圧値が基準電圧より大きいときは、判定表示部19cに「電圧異常」と表示し、ブザー音3(図6参照)が鳴る(ステップS10)。
そして、ストップボタン21d(図2参照)を押すと、データは保存される。(ステップS11)。また、セットボタン21b(図2参照)を押すと、データは保存され、接点ナンバーは+1となる(ステップS12)。そして、プローブ24を次の接点に接触させて抵抗測定する(ステップS14)。また、リセットボタン21c(図2参照)を押すと、データは破棄され、接点ナンバーはそのままとなる(ステップS13)。最後に演算を実施し、電圧異常とオーバーフローのデータを除いた接点間の接触抵抗のMax(最大値)、Min(最小値)およびAve(平均値)をデータ表示画面(図9参照)に表示する(ステップS15)。
以上の構成の補助開閉器等の接点間の接触抵抗測定器10は、以下の動作をする。
第1電圧測定手段30が測定した前記接点間の電圧が前記基準電圧以下の時には、前記接点間が閉状態であることを確認できるので、抵抗測定手段40が閉状態の接点間に試験電流を通電して前記接点間の接触抵抗を測定することができる。
さらに、抵抗測定手段40において、電源41が閉状態の前記接点間に試験電流を流し、第2電圧測定手段42が前記試験電流が流れている閉状態の接点間の電圧を測定し、抵抗値算出手段43が第2電圧測定手段42が測定した電圧値を前記試験電流値で割り算して前記接点間の接触抵抗値を算出するので、前記閉状態の接点間の接触抵抗値を測定することができる。
さらに、第1電圧測定手段30が測定した前記接点間の電圧が前記基準電圧より大きいときは、前記接点間が開状態であることを確認できるので、このときは抵抗測定手段40が試験電流を前記接点間に流すことを中止する(図5のステップS10参照)とともに、電流遮断手段50が試験電流の通電を妨げる。
このようにして、接触抵抗測定器10は、接点間接触抵抗の測定前に接点間電圧の自動チェックをすることにより、フェールセーフ機能を有する。
また、例えば連続して24接点の接触抵抗を測定し、測定データを自動的に良否判定し、接触抵抗の平均値等の統計演算および接触抵抗データの保存をすることができる。このため、補助開閉器の接点接触抵抗の測定の安全性を向上させるとともに、作業品質の高精度化を図ることができる。さらに、補助開閉器の定期点検業務の高度化を達成することができる。
また、4つの操作ボタン21のみで操作をすることができるので、接触抵抗測定器10の取り扱いが容易になる。このため、接触抵抗測定器10を現場作業で支障なく使用することができる。
さらに、数値トレンド管理によるCBM(コンディションベースドメンテナンス)による補助開閉器の保守点検をすることができる。
なお、上記実施の形態において、補助開閉器の接点間の接触抵抗を測定しているが、これに限定されず、本発明は電磁接触器、補助リレー、配線用遮断器、ナイフスイッチ等の一般的な電装部品の接点間の接触抵抗の測定に際しても適用することができる。さらに、発電、送配電以外の他産業における電気設備の保守業務にも本発明を適用できる。
本発明の実施の形態に係る接触抵抗測定器の外観を示す正面図である。 図1の接触抵抗測定器の本体のパネルを示す部分図である。 図1の接触抵抗測定器のプローブを示す部分図である。 図1の接触抵抗測定器の内部回路図である。 図1の接触抵抗測定器の動作のフローチャートである。 図1の接触抵抗測定器のブザー音の波形図である。 図1の接触抵抗測定器の表示器のメニュー画面を示す部分図である。 図1の接触抵抗測定器の表示器の測定画面を示す部分図である。 図1の接触抵抗測定器の表示器のデータ表示画面を示す部分図である。 図1の接触抵抗測定器の表示器の設定画面を示す部分図である。
符号の説明
10 接触抵抗測定器
30 第1電圧測定手段
40 抵抗測定手段
41 電源
42 第2電圧測定手段
43 抵抗値算出手段
50 電流遮断手段

Claims (3)

  1. 補助開閉器等の接点間の接触抵抗を測定する補助開閉器等の接点間の接触抵抗測定器であって、
    前記接点間の電圧を測定する第1電圧測定手段と、
    閉状態の前記接点間に試験電流を通電して前記接点間の接触抵抗を測定する抵抗測定手段とを備え、
    前記接点間が開状態のときに前記接点間に現れる電圧より小さくて、前記接点間が閉状態のときに前記接点間に現れる電圧より大きな基準電圧を設定し、
    前記第1電圧測定手段が測定した前記接点間の電圧が前記基準電圧以下の時に、前記抵抗測定手段が前記接点間の接触抵抗の測定を行うことを特徴とする補助開閉器等の接点間の接触抵抗測定器。
  2. 請求項1記載の補助開閉器等の接点間の接触抵抗測定器であって、
    前記抵抗測定手段は閉状態の前記接点間に試験電流を流す電源と、
    前記試験電流が流れている閉状態の接点間の電圧を測定する第2電圧測定手段と、
    前記第2電圧測定手段が測定した電圧値を前記試験電流値で割り算して前記接点間の接触抵抗値を算出する抵抗値算出手段とを備えていることを特徴とする補助開閉器等の接点間の接触抵抗測定器。
  3. 請求項1または2記載の補助開閉器等の接点間の接触抵抗測定器であって、
    前記第1電圧測定手段が測定した開状態の前記接点間の電圧が前記基準電圧より大きいときには、前記抵抗測定手段が試験電流を前記接点間に流すことを妨げる電流遮断手段を備えていることを特徴とする補助開閉器等の接点間の接触抵抗測定器。
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