JP2018006022A - Ｓｆ６ガス密度スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、ＳＦ₆ガス密度スイッチが継手に対してどのような方向に取り付けられても、表示データをユーザに対して正規の方向で表示することができるＳＦ₆ガス密度スイッチを提供することである。
【解決手段】本発明のＳＦ₆ガス密度スイッチは、管路１０内に封入されたＳＦ₆ガスの圧力を検出し、圧力検出信号を出力する圧力センサ３０１と、管路１０内に封入されたＳＦ₆ガスの温度を検出し、温度検出信号を出力する温度センサ３０２と、圧力検出信号と温度検出信号に基づいて、所定の基準温度における圧力である温度補償圧力を演算する制御部３１１と、制御部３１１により演算された温度補償圧力を表示する表示部３２２と、表示部３２２を回転させ、表示部に表示される表示データをユーザに対して正規の方向に回転可能な表示部回転機構とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＳＦ₆ガス密度スイッチに関し、特に、スイッチの取り付けの向きに応じて表示部を回転可能とするＳＦ₆ガス密度スイッチに関する。

ＳＦ₆（六フッ化硫黄）ガスは、工業べースで得られる最も実用性の高い絶縁材料として知られている。このＳＦ₆は、０．１〜０．６ＭＰａ等の高圧に圧縮して、ガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ：Ｇａｓ Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｓｗｉｔｃｈ）、ガス絶縁変圧器、管路気中送電線（ＧＩＬ：Ｇａｓ Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｌｉｎｅ）、ガス遮断器等の絶縁媒体や消弧媒体として広く使用されている。

ＧＩＳは、変電所や発電所、受電設備などにおいて、接地された金属製の密閉容器内に遮断器、断路器、接地開閉器、母線、避雷器、計器用変圧器、変流器等を収納してガス絶縁して縮小化し、高圧電力系統の遮断、接続を行う装置である。一般に高電圧が掛かった状態でスイッチを切るとアーク（電弧）が生じて電気的に遮断できないが、ＧＩＳでは、ＳＦ₆ガス等の絶縁性の高いガスを一定の圧力で封じ込めた容器内で遮断することにより、この電弧を消滅させている。

また、ＧＩＬは、絶縁特性の優れたＳＦ₆ガスを加圧充てんした管路中に、絶縁性支持物のエポキシスペーサ等で支持されたパイプ導体を配置した構造の密閉型大容量送電方式である。従来の電力ケーブルでは、送電電圧の上昇による誘電体損失の急増、送電距離の増加に伴う充電電流の増大等のために、送電容量や送電距離に制限があった。これに対して、ＧＩＬでは、ＳＦ₆ガスの比誘電率がほとんど１に等しく、しかも誘電体損失が無視できるほど小さいうえ、圧縮ガスの対流による冷却効果によって、従来の電力ケーブルに比較して非常に大きな送電容量（架空送電線に匹敵）と、送電距離が冷却設備なしで実現できるという特徴がある。また導体は、接地した金属管に覆われているため、雷害や塩じん害の恐れもなく、安定した送電が達成できるという特徴もある。

このような、ＳＦ₆ガスを使用したＧＩＳなどの装置では、ガス漏れが発生した場合等、気体圧力が低下した場合、絶縁効果や消弧効果がなくなるため、ＳＦ₆ガスの圧力低下を検出する必要があり、また、短絡事故、地絡事故、あるいは、負荷電流の異常増大等があると、気体圧力が上昇するため、ＳＦ₆ガスの圧力上昇を検出する必要もある。従って、ＳＦ₆ガスを使用したＧＩＳなどの装置では、ＳＦ₆ガスの圧力を検出するＳＦ₆ガス密度スイッチが必要となる。

特開平１１−５１７９６号公報 特開２００８−８９３１８号公報

従来、上述のＳＦ₆ガス密度スイッチとして、ブルドン管式密度スイッチが使用されていた。しかしながら、ブルドン管式密度スイッチでは、ブルドン管式圧力ゲージを使用した構成となるため、圧力ゲージが継手への取り付け位置に対して固定されてしまうため、逆向きあるいは、その他の向きでスイッチを取り付けることができなかった。また、スイッチの設置場所が、高所等の視認性の悪い場所になる場合もあり、この場合には、見る角度によっては、ブルドン管式の圧力ゲージの指針を読み取るのが難しいという、視認性の問題もあった。

また、ＳＦ₆ガス密度スイッチとして、特許文献１に記載のように、ブルドン管式でなく、電子式の圧力センサを使用した発明も開示されているが、上述の視認性の問題に言及している発明は、開示されていない。

また、特許文献２には、筐体の取り付け方向が逆になる場合に７セグメントディスプレイの表示パターンを逆方向に表示し、筐体の取り付け方向が上下逆になる場合に、表示データをユーザに対して正規の方向で表示できる流量計についての発明が開示されているが、ＳＦ₆ガス密度センサについての言及はない。

従って、本発明の目的は、ＳＦ₆ガス密度スイッチが継手に対してどのような方向に取り付けられても、表示データをユーザに対して正規の方向で表示することができるＳＦ₆ガス密度スイッチを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明のＳＦ₆ガス密度スイッチは、圧力容器内に封入されたＳＦ₆ガスの圧力を検出し、圧力検出信号を出力する圧力センサと、圧力容器内に封入されたＳＦ₆ガスの温度を検出し、温度検出信号を出力する温度センサと、上記圧力検出信号と上記温度検出信号に基づいて、所定の基準温度における圧力である温度補償圧力を演算する制御部と、上記制御部により演算された上記温度補償圧力を表示する表示部と、上記表示部を回転させ、上記表示部に表示される表示データをユーザに対して正規の方向に回転可能な表示部回転機構とを備える。

また、上記表示部回転機構は、筐体の一方に設けられた開口にはめ込まれた、上記筐体の他方に設けられた円柱形状の突起部の周囲に設けられた、上記筐体の一方の内壁に接して設けられ、摩擦係数の低い材質で形成された止め輪と、上記止め輪に接して回転可能に設けられ、水平面に対して波状に形成された波リングと、上記波リングの上記止め輪の反対側の面に接して設けられ、上記波リングの上下動を防止するＥリングとから構成されるものとしてもよい。

また、上記圧力容器内に封入されたＳＦ₆ガスの現在の状態を、ＬＥＤの色により指示する状態表示部をさらに備えるものとしてもよい。

また、外部電圧に接続できない場合に、上記表示部に上記制御部により演算された上記温度補償圧力を表示するための電力を供給する内部電源をさらに備えるものとしてもよい。

また、上記制御部により演算された上記温度補償圧力が、異常値に達した場合に、警報出力を外部に出力する警報出力装置を備えるものとしてもよい。

また、上記制御部により演算された上記温度補償圧力を電流値に変換して外部へ出力する電流出力部を備えるものとしてもよい。

また、上記表示部に、ガス圧力、ガス温度、及び、上記温度補償圧力を切り換えて表示させるための、表示モード切換スイッチと、現在の表示モードを指示する表示モード指示部とをさらに備えるものとしてもよい。

本発明のＳＦ₆ガス密度スイッチによれば、継手に対してどのような方向に取り付けられても、表示データをユーザに対して正規の方向で表示することができる。

図１（ａ）は、本発明に係るＳＦ₆ガス密度スイッチの一実施形態を示す正面図であり、図１（ｂ）は、本発明に係るＳＦ₆ガス密度スイッチの一実施形態を示す斜視図である。 図２（ａ）は、本発明に係るＳＦ₆ガス密度スイッチの他の実施形態を示す正面図であり、図２（ｂ）は、本発明に係るＳＦ₆ガス密度スイッチの他の実施形態を示す斜視図である。 図１（ａ）、図１（ｂ）に示すＳＦ₆ガス密度スイッチがＳＦ₆ガスの封入された管路に設置される構成の例として、ＳＦ₆ガス密度スイッチが管路気中送電線（ＧＩＬ）に設置される構成を示す構成図である。 図１（ａ）乃至図２（ｂ）に示すＳＦ₆ガス密度スイッチの内部構成を示す図である。 図１（ａ）乃至図２（ｂ）に示すＳＦ₆ガス密度スイッチの制御部の機能ブロック図である。 図１（ａ）乃至図２（ｂ）に示すＳＦ₆ガス密度スイッチの警報出力を送出するフローチャートである。 図７（ａ）は、図１（ａ）乃至図２（ｂ）に示すＳＦ₆ガス密度スイッチの表示部回転機構を示す断面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のｂ部分を拡大して示す拡大図であり、図７（ｃ）は、図７（ａ）に示すｃ−ｃ線に沿った、回転表示部分の断面図であり、図７（ｄ）は、図７（ａ）に示すｄ−ｄ線に沿った、固定部分の断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

図１（ａ）は、本発明に係るＳＦ₆ガス密度スイッチの一実施形態１００を示す正面図であり、図１（ｂ）は、本発明に係るＳＦ₆ガス密度スイッチの一実施形態１００を示す斜視図である。

図１（ａ）、図１（ｂ）において、ＳＦ₆ガス密度スイッチ１００は、ＳＦ₆ガスを絶縁媒体や消弧媒体として、加圧充填して使用するガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）、ガス絶縁変圧器、管路気中送電線（ＧＩＬ）、ガス遮断器等のような装置のＳＦ₆ガスが加圧充填された後述する管路１０などの容器に取り付けて使用するものである。

ＳＦ₆ガス密度スイッチ１００は、管路１０の後述する継手１２に取り付けるためのＳＦ₆ガス導入部１１１と、電源用、あるいは、外部との入出力用等の電線、または、センサ入力用のリード線等が引き出される電線・温度センサ引出部１１２と、ＬＥＤの点滅により現在の表示モードを示す表示モード指示部１２１と、７セグメントディスプレイなどの圧力・温度表示部１２２と、ＬＥＤの色の変化により現在のＳＦ₆ガスの状態を示す状態表示部１２３と、ＬＥＤの点滅により警報を示す警報指示部１２４と、各種操作を行う操作部１３１とを備える。なお、本実施形態で示す構成は限定ではなく、例えば後述する図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、表示や操作を行う構成は、必要とされる用途、機能などに合わせて変更可能である。

ＳＦ₆ガス密度スイッチ１００は、ＳＦ₆ガス導入部１１１を介して、管路１０に設けられた継手１２に取り付けられる。ＳＦ₆ガス導入部１１１は、例えばＧ３／８ネジで継手１２に固定されるが、管路１０への取り付け方法はこれには限定されない。ＳＦ₆ガス導入部１１１の内部には、管路１０から継手１２を介して導入されたＳＦ₆ガスの圧力を検出し、検出された圧力検出信号をリード線３０１ａを介して制御部３１１に送出する圧力センサ３０１が設けられる。圧力センサ３０１は、後述する外部電源から供給される電力、あるいは、後述する内部電源３１４から供給される電力により駆動される電子式の圧力センサを使用する。

電線・温度センサ引出部１１２は、ここでは、ＳＦ₆ガス密度スイッチ１００の筐体に設けられた開口であるコンジット接続部１１２ａに取り付けられるケーブルコンジットであるが、この形状には限定されない。電線・温度センサ引出部１１２には、外部電源から電力が供給される電源線、後述する制御部により演算された温度補償圧力が異常値に達した場合等に警報出力を外部に出力する電線、温度補償圧力を電流値に変換して外部へ出力する電線、あるいは、外部とシリアル通信するためのＲＳ４８５ケーブルなどの電線３０３、及び、管路１０に設置された温度センサ３０２により検出された温度検出信号が送出されるリード線３０２ａ等が配置される。

表示モード指示部１２１は、後述する表示モード切換ボタン１３１ａにより切換えられた表示モードをＬＥＤの点滅により指示する。例えば、表示モード指示部１２１には、後述する温度センサ３０２からの温度検出信号に基づき、現在のガス温度を表示する温度表示モードを指示する［℃］指示部１２１ａと、圧力センサ３０１からの圧力検出信号に基づき、現在のガス圧力を表示する実圧表示モードを指示する［実圧］指示部１２１ｂと、圧力検出信号、及び、温度検出信号に基づき、後述する制御部３１１で演算された、例えば標準大気圧等の所定の基準温度における圧力である温度補償圧力を表示する補正圧表示モードを指示する［補正圧］指示部１２１ｃが含まれる。

圧力・温度表示部１２２には、表示モード切換ボタン１３１ａにより切換えられた表示モードに従い、現在のガス温度、現在のガス圧力、現在の温度補償圧力が切換えて表示される。なお、圧力・温度表示部１２２として、ここでは、７セグメントディスプレイが使用されているが、これには限定されず、他の表示装置を使用するものとしてもよい。

状態表示部１２３は、ＬＥＤの色の変化により、管路１０内に封入されたＳＦ₆ガスの現在の状態を指示する。例えば、ＳＦ₆ガスの温度補償圧力が通常状態の範囲内にあるときには緑色のＬＥＤを点灯させ、ＳＦ₆ガスの温度補償圧力が警報設定値に接近したときには黄色のＬＥＤを点灯させ、ＳＦ₆ガスの温度補償圧力が警報設定値に達したときには赤色のＬＥＤを点灯させるように構成できる。このように、状態表示部１２３を設けることにより、ユーザは容易に管路１０内に封入されたＳＦ₆ガスの状態を把握することができる。

警報指示部１２４には、例えば、後述する内部の自己診断により異常があった場合に点灯する［故障］指示部１２４ａと、後述する温度補償圧力が下限警報値より低下した場合に点灯する［警報１］指示部１２４ｂと、後述する温度補償圧力が上限警報値より上昇した場合に点灯する［警報２］指示部１２４ｃとが含まれる。警報指示部１２４の構成は、例示であって限定ではなく、使用用途や機能によって変更可能である。

操作部１３１には、表示モードを切り換えるための表示モード切換ボタン１３１ａと、後述するように外部電源から電力が供給されていない場合に、後述する内部電源３１４から電力を供給し、圧力・温度表示部１２２に温度補償圧力を表示させる無通電時表示ボタン１３１ｂが含まれる。なお、ここでは、表示モード切換ボタン１３１ａ、及び、無通電時表示ボタン１３１ｂは、共に、トグル式の押しボタンを使用しているがこれには限定されない。

図１（ｂ）に示すように、ＳＦ₆ガス密度スイッチ１００には、圧力・温度表示部１２２、及び、操作部１３１等が配置された前面側の回転表示部分１００Ａが、ＳＦ₆ガス導入部１１１、及び、電線・温度センサ引出部１１２等が配置された後面側の固定部分１００Ｂに対して回転可能に構成される表示部回転機構が設けられる。この表示部回転機構の詳細については、図７（ａ）乃至図７（ｄ）を使用して後述する。このように、表示部回転機構を設けることにより、ＳＦ₆ガス密度スイッチ１００が継手１２に対してどのような方向に取り付けられても、表示データをユーザに対して正規の方向で表示することができ、視認性を向上させることができる。

図２（ａ）は、本発明に係るＳＦ₆ガス密度スイッチの他の実施形態２００を示す正面図であり、図２（ｂ）は、本発明に係るＳＦ₆ガス密度スイッチの他の実施形態を示す斜視図である。

図２（ａ）、図２（ｂ）において、ＳＦ₆ガス密度スイッチ２００は、管路１０の継手１２に取り付けるためのＳＦ₆ガス導入部２１１と、電源用、あるいは、外部との入出力用等の電線、または、センサ入力用のリード線等が引き出される電線・温度センサ引出部２１２と、７セグメントディスプレイなどの圧力・温度表示部２２２と、ＬＥＤの色の変化により現在のＳＦ₆ガスの状態を示す状態表示部２２３と、ＬＥＤの点滅により警報を示す警報指示部２２４と、圧力・温度表示部２２２に温度補償圧力を表示させる無通電時表示ボタン２３１とを備える。

図２（ａ）、図２（ｂ）に示すＳＦ₆ガス密度スイッチ２００は、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すＳＦ₆ガス密度スイッチ１００と比較して、表示モード指示部１２１と、表示モード切換ボタン１３１ａを備えておらず、従って、圧力・温度表示部２２２には、温度補償圧力のみが表示される点が異なる。その他の構成は同じであり、同様の構成には同様の符号を付し、説明を省略する。ＳＦ₆ガス密度スイッチ２００は、このような構成とすることにより、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すＳＦ₆ガス密度スイッチ１００と同様の作用効果を有しつつ、安価な構成とすることができる。

図３は、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すＳＦ₆ガス密度スイッチ１００がＳＦ₆ガスの封入された管路に設置される構成の例として、ＳＦ₆ガス密度スイッチ１００が管路気中送電線（ＧＩＬ）に設置される構成を示す構成図である。

図３において、ＧＩＬは、一定長の複数の金属製パイプである管路１０ａ、１０ｂ、…を互いに接続し、その内部に絶縁性支持物のエポキシスペーサ等で支持された送電線路１１ａ、１１ｂ、…を配置し、管路１０ａ、１０ｂ、…の内部にＳＦ₆ガスを加圧充填して構成される。ＧＩＬは、絶縁特性及び消弧特性の優れたＳＦ₆ガスを管路１０ａ、１０ｂ、…内に加圧充填することにより、従来の電力ケーブルと比較して、非常に大きな送電容量と、送電距離を実現できるという特徴を有する。

このようなＧＩＬでは、ガス漏れが発生した場合等、気体圧力が低下した場合には、ＳＦ₆ガスの絶縁効果や消弧効果がなくなり、送電線路１１ａ、１１ｂ、…から、管路１０ａ、１０ｂ、…に漏電が発生し、事故が発生する可能性がある。また、短絡事故、地絡事故、あるいは、負荷電流の異常増大等があると、気体圧力が上昇する可能性もある。このため、管路１０ａ、１０ｂ、…は、上述のようなガス漏れ等の事故があった場合に早急に対策できるように単独で封入されており、管路１０ａ、１０ｂ、…のそれぞれの継手１２ａ、１２ｂ、…には、１つずつＳＦ₆ガス密度スイッチ１００が接続される。

複数の管路１０ａ、１０ｂ、…に接続された複数のＳＦ₆ガス密度スイッチ１００のそれぞれは、電源線を含む電線３０３を介して外部電源から供給された電力で駆動され、ＳＦ₆ガス導入部１１１内部に設けられた圧力センサ３０１によりガスの圧力を検出し、管路１０ａ、１０ｂ、…のそれぞれに設置された温度センサ３０２によりガスの温度を検出し、後述する制御部３１１で温度補償圧力を演算し、電線３０３を介して、警報出力や、電流値に換算した温度補償圧力等を外部に送出する。警報出力が送出された特定の管路１０ａ、１０ｂ、…については、事故を防止するために、該当する送電線路１１ａ、１１ｂ、…の送電を遮断する等の処置が施される。また、複数のＳＦ₆ガス密度スイッチ１００をＲＳ４８５ケーブルで接続し、中央管理室で一括して制御するように構成することも可能である。

図４は、図１（ａ）乃至図２（ｂ）に示すＳＦ₆ガス密度スイッチ１００、２００の内部構成３００を示す図である。

図４に示すように、ＳＦ₆ガス密度スイッチ１００の内部構成３００には、メイン基板３１０と、表示基板３２０が含まれる。

メイン基板３１０には、外部電源から電力が供給される電源線、後述する制御部３１１により演算された温度補償圧力が異常値に達した場合等に警報出力を外部に送出する電線、温度補償圧力を電流値に変換して外部へ送出する電線、あるいは、外部とシリアル通信するためのＲＳ４８５ケーブルなどの電線３０３が接続される。メイン基板３１０は、これらの電線３０３を介して外部と接続される。また、メイン基板３１０は、リード線３０１ａを介して圧力センサ３０１と接続され、リード線３０２ａを介して温度センサ３０２と接続され、中継ケーブル３０４を介して、表示基板３２０と接続される。

メイン基板３１０には、各種の制御を行う制御部３１１と、各種の警報出力を生成する警報用リレー３１２と、警報用リレー３１２で生成された各種の警報出力を外部に送出する端子台３１３と、外部電源から電力が供給されていない場合に、制御部３１１、及び、後述する７セグメントディスプレイ３２２等に電力を供給する内部電源３１４が実装される。

ＣＰＵなどの制御部３１１は、図５、図６を使用して後述するように、各種の制御を行う。例えば、制御部３１１は、圧力センサ３０１により検出された管路１０内に封入されたＳＦ₆ガスの圧力の圧力検出信号と、温度センサ３０２により検出された管路１０内に封入されたＳＦ₆ガスの温度の温度検出信号に基づいて、例えば標準大気圧等の所定の基準温度における圧力である温度補償圧力を演算する。

警報用リレー３１２は、異常を検出した場合に、リレーを開閉することにより各種の警報出力を生成する。本実施形態では、警報用リレー３１２には、後述する図６に示すように、温度補償圧力が下限警報値より低下した場合に下限警報を発報するリレー接点１、温度補償圧力が上限警報値より上昇した場合に上限警報を発報するリレー接点２、及び、内部の自己診断により異常があった場合に自己診断警報を発報するリレー接点３が含まれるが、上述の例に限定されず、警報の内容は、設置する装置、または、設置場所に合わせて適宜変更できる。

端子台３１３は、警報出力用の電線３０３と接続され、警報用リレー３１２で生成された各種の警報出力を外部に出力する。

内部電源３１４は、例えば配管工事中などの外部電源から電力が供給されない環境で使用する場合に、後述する無通電時表示スイッチ３３１ｂを押すことにより、制御部３１１、及び、後述する７セグメントディスプレイ３２２等に電力を供給し、７セグメントディスプレイ３２２に温度補償圧力を表示させるために設けられる。内部電源３１４として、交換可能な例えば単三型ニッケル水素電池や、充電可能なリチウムイオン電池が使用可能であるが、これには限定されない。

表示基板３２０には、例えば、［℃］指示ＬＥＤ３２１ａ、［実圧］指示ＬＥＤ３２１ｂ、及び、［補正圧］指示ＬＥＤ３２１ｃを含む表示モードＬＥＤ３２１と、７セグメントディスプレイ３２２と、状態表示ＬＥＤ３２３と、［故障］指示ＬＥＤ３２４ａ、［警報１］指示ＬＥＤ３２４ｂ、及び、［警報２］指示ＬＥＤ３２４ｃを含む警報指示ＬＥＤ３２４と、表示モード切換スイッチ３３１ａ、及び、無通電時表示スイッチ３３１ｂを含む操作スイッチ３３１とが実装される。

なお、本実施形態で示す表示基板３２０の構成は限定ではなく、表示や操作を行う構成は必要とされる用途、機能などに合わせて変更可能である。例えば、図２（ａ）、図２（ｂ）に示す構成とするためには、［℃］指示ＬＥＤ３２１ａと、［実圧］指示ＬＥＤ３２１ｂと、［補正圧］指示ＬＥＤ３２１ｃと、表示モード切換スイッチ３３１ａを取り外すことにより構成できる。

図５は、図１（ａ）乃至図２（ｂ）に示すＳＦ₆ガス密度スイッチ１００、２００の制御部３１１の機能ブロック図である。

図５において、ＳＦ₆ガス密度スイッチ１００、２００の制御部３１１には、演算部５０１と、圧力センサ入力部５０２と、温度センサ入力部５０３と、表示部操作部５０４と、記憶部５０５と、リレー出力部５０６と、通信部５０７と、電流出力部５０８とが含まれる。

演算部５０１は、図６を使用して後述するように、各種の演算、及び、制御を行う。

圧力センサ入力部５０２は、圧力センサ３０１により検出された管路１０内に封入されたＳＦ₆ガスの圧力の圧力検出信号をリード線３０１ａを介して入力する。

温度センサ入力部５０３は、温度センサ３０２により検出された管路１０内に封入されたＳＦ₆ガスの温度の温度検出信号をリード線３０２ａを介して入力する。

表示部操作部５０４は、表示モード切換スイッチ３３１ａ、無通電時表示スイッチ３３１ｂ等の操作部からの信号を入力し、［℃］指示ＬＥＤ３２１ａ、７セグメントディスプレイ３２２、状態表示ＬＥＤ３２３、及び、［故障］指示ＬＥＤ３２４ａなどの表示部への信号を出力する。

記憶部５０５は、例えば標準大気圧等の所定の基準温度における圧力である温度補償圧力を演算する演算式などを含む制御データ、及び、７セグメントディスプレイ３２２の表示パターンなど表示データを含む各種のデータを記憶する。

リレー出力部５０６は、例えば温度補償圧力が異常値に達した場合等、異常が発生した場合に、警報用リレー３１２を制御し、各種の警報出力を外部に送出させる。

通信部５０７は、ＲＳ４８５ケーブルが接続された場合等において、外部の中央管理室などと送受信を行う。

電流出力部５０８は、演算部５０１で演算された温度補償圧力を電流値に変換し、外部の中央管理室などでモニタするために外部に出力する。

図６は、図１（ａ）乃至図２（ｂ）に示すＳＦ₆ガス密度スイッチ１００、２００の警報出力を送出するフローチャートである。

図６において、まず、ステップＳ６０１において、圧力センサ３０１により管路１０内に封入されたＳＦ₆ガスの圧力Ｐを検出する。次に、ステップＳ６０２において、温度センサ３０２により管路１０内に封入されたＳＦ₆ガスの温度Ｔを検出する。次に、ステップＳ６０３において、圧力センサ３０１から送出された圧力検出信号と、温度センサ３０２から送出された温度検出信号に基づき、例えば標準大気圧等の所定の基準温度における圧力である温度補償圧力が演算部５０１により演算される。

例えば、封入されたＳＦ₆ガスを理想気体であると仮定すると、ボイル・シャルルの法則により、以下の関係式が成り立つ。

Ｐ＝現在の圧力（ＭＰａ）、Ｐ´＝２０℃（２９３．１５Ｋ）相当の換算圧力（ＭＰａ）、
Ｔ＝現在の温度、Ｔ´＝２０℃＝２９３．１５Ｋ、Ｖ＝密閉空間の容積

ここで容積Ｖは変化しないので、２０℃（２９３．１５Ｋ）での換算圧力、すなわち、標準大気圧における温度補償圧力Ｐ´は、以下の式で演算できる。

続いて、ステップＳ６０４において、表示モード切換ボタン１３１ａにより、補正圧表示モード、温度表示モード、実圧表示モードを含む表示モードが切り換えられる。なお、表示モード切換ボタン１３１ａが設けられていないＳＦ₆ガス密度スイッチ２００では、当該ステップは省略される。

次に、ステップＳ６０５において、温度補償圧力Ｐ´が下限警報値より低いかどうかが判定され、温度補償圧力Ｐ´が下限警報値より低い場合には、ステップＳ６０６に進み、そうでない場合には、ステップＳ６０７に進む。ステップＳ６０６に進むと、表示部操作部５０４が［警報１］指示ＬＥＤ３２４ｂを点灯させ、リレー出力部５０６が警報用リレー３１２を制御し、リレー接点１をＯＮにし下限警報を発報し、ステップＳ６１１に進む。ステップＳ６０７に進むと、表示部操作部５０４が［警報１］指示ＬＥＤ３２４ｂを消灯させ、リレー出力部５０６が警報用リレー３１２を制御し、リレー接点１をＯＦＦにし、下限警報を復旧し、ステップＳ６０８に進む。

次に、ステップＳ６０８において、温度補償圧力Ｐ´が上限警報値より高いかどうかが判定され、温度補償圧力Ｐ´が上限警報値より高い場合には、ステップＳ６０９に進み、そうでない場合には、ステップＳ６１０に進む。ステップＳ６０９に進むと、表示部操作部５０４が［警報２］指示用ＬＥＤ３２４ｃを点灯させ、リレー出力部５０６が警報用リレー３１２を制御し、リレー接点２をＯＮにし、上限警報を発報し、ステップＳ６１１に進む。ステップＳ６１０に進むと、表示部操作部５０４が［警報２］指示用ＬＥＤ３２４ｃを消灯させ、リレー出力部５０６が警報用リレー３１２を制御し、リレー接点２をＯＦＦにし、上限警報を復旧し、ステップＳ６１１に進む。

次に、ステップＳ６１１において、自己診断チェックに異常があるかどうかが判定され、異常がある場合には、ステップＳ６１２に進み、そうでない場合には、ステップＳ６１３に進む。なお、ＳＦ₆ガス密度スイッチの自己診断として、記憶装置のエラー確認、表示装置の点灯確認、配線接続の有無（単純に接続されているかいないかを確認する断線チェックを含む）、及び、通信ラインのエラーチェック（通信信号の有無の確認、断線チェックなどを含む）などが実施できるが、これには限定されず、設置される装置、または、設置場所に合わせて適宜変更可能である。

次に、ステップＳ６１２に進むと、表示部操作部５０４が［故障］指示ＬＥＤ３２４ａを点灯させ、リレー出力部５０６が警報用リレー３１２を制御し、リレー接点３をＯＮにし、自己診断警報を発報し、処理を終了する。ステップＳ６１３に進むと、表示部操作部５０４が［故障］指示ＬＥＤ３２４ａを消灯させ、リレー出力部５０６が警報用リレー３１２を制御し、リレー接点３をＯＦＦにし、自己診断警報を復旧し、処理を終了する。

図７（ａ）は、図１（ａ）乃至図２（ｂ）に示すＳＦ₆ガス密度スイッチ１００、２００の表示部回転機構を示す断面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のｂ部分を拡大して示す拡大図であり、図７（ｃ）は、図７（ａ）に示すｃ−ｃ線に沿った、回転表示部分１００Ａの断面図であり、図７（ｄ）は、図７（ａ）に示すｄ−ｄ線に沿った、固定部分１００Ｂの断面図である。

図７（ａ）乃至図７（ｄ）に示すように、ＳＦ₆ガス密度スイッチ１００には、前面側の回転表示部分１００Ａが、後面側の固定部分１００Ｂに対して回転可能に構成される表示部回転機構が設けられる。回転表示部分１００Ａの内部には表示基板３２０が固定され、固定部分１００Ｂの内部にはメイン基板３１０が固定され、それぞれ筐体の隙間にはパッキン１０４ａ、１０４ｂが配置され、防水、防塵機能が確保されている。回転表示部分１００Ａの後面側の中央には、高さが低く、直径が大きく、中央に開口を有する、円柱形状の突出部１００Ａａが設けられ、固定部分１００Ｂの前面側の中央には、高さが高く、直径が小さく、中央に開口を有する、円柱形状の突出部１００Ｂａが設けられ、円柱形状の突出部１００Ａａの開口に、円柱形状の突出部１００Ｂａが回転可能にはめ込まれる。メイン基板３１０と表示基板３２０は中継ケーブル３０４により接続され、中継ケーブル３０４は、突出部１００Ｂａの開口の内部に配置される。

図７（ｂ）に示すように、回転表示部分１００Ａの内部に突出して、はめ込まれた円柱形状の突出部１００Ｂａの周囲には、回転表示部分１００Ａの筐体の後面側から順に、止め輪１０３、波リング１０２、Ｅリング１０１が設けられる。止め輪１０３は、テフロン（登録商標）等の摩擦係数の低い材質で形成され、回転表示部分１００Ａの筐体の内部の後面に接するように摺動可能に配置される。波リング１０２は、金属等の材質で形成され、リングが水平面に対して波状に形成され、止め輪１０３及びＥリング１０１と固着しないように回転可能に配置される。Ｅリング１０１は、波リング１０２の上下動を防止するために円柱形状の突出部１００Ｂａの周囲に固定して配置される。回転表示部分１００Ａの内部の円柱形状の突出部１００Ａａの内部の開口と、はめ込まれた円柱形状の突出部１００Ｂａとの間には、パッキン１０４ｃが配置され、防水、防塵機能が確保されている。表示部回転機構は、このような構成とすることにより、防水・防塵機能を確保しつつ、回転表示部分１００Ａが固定部分１００Ｂに対して回転可能に構成することができる。

また、回転表示部分１００Ａの内部の円柱形状の突出部１００Ａａの周囲の一辺には、突出部１００Ａａから張り出した長方体の突起部であるストッパー１００Ａｂが設けられ、また、固定部分１００Ｂの円柱形状の突出部１００Ｂａの周囲の一辺から離れた位置には、直方体の突出部であるボス１００Ｂｂが設けられる。このように、ストッパー１００Ａｂと、ボス１００Ｂｂが設けられことにより、回転表示部分１００Ａが固定部分１００Ｂに対して回転する際に、ストッパー１００Ａｂとボス１００Ｂｂが互いに接触し、３６０°以上回転することを防止でき、中継ケーブル３０４がねじれて断線することを防止できる。

また、回転表示部分１００Ａの突出部１００Ａａの先端には、９０°毎に４箇所、直線状の溝である位置決め用溝１００Ａｃが設けられ、固定部分１００Ｂの円柱形状の突出部１００Ｂａの周囲には、９０°毎に４箇所、直線状の山である位置決め用山１００Ｂｃが設けられる。このように、位置決め用溝１００Ａｃと位置決め用山１００Ｂｃを設けることにより、回転表示部分１００Ａが固定部分１００Ｂに対して回転するときに、位置決め用溝１００Ａｃと位置決め用山１００Ｂｃが９０°毎に係合され、回転表示部分１００Ａを０°、９０°、１８０°、２７０°で回転して保持することが可能となる。

なお、本実施形態の表示部回転機構は、上述の構成に限定するものではなく、他の構成を適用することも可能である。

以上説明したように、本発明のＳＦ₆ガス密度スイッチによれば、継手に対してどのような方向に取り付けられても、表示データをユーザに対して正規の方向で表示することができる。

１０、１０ａ、１０ｂ 管路
１１、１１ａ、１１ｂ 送電線路
１２、１２ａ、１２ｂ 継手
１００、２００ ＳＦ₆ガス密度スイッチ
１００Ａ 回転表示部分
１００Ａａ 突出部
１００Ａｂ ストッパー
１００Ａｃ 位置決め用溝
１００Ｂ 固定部分
１００Ｂａ 突出部
１００Ｂｂ ボス
１００Ｂｃ 位置決め用山
１０１ Ｅリング
１０２ 波リング
１０３ 止め輪
１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ パッキン
１１１、２１１ ＳＦ₆ガス導入部
１１２、２１２ 温度センサ引出部
１１２ａ、２１２ａ コンジット接続部
１２１ 表示モード指示部
１２２、２２２ 圧力・温度表示部
１２３、２２３ 状態表示部
１２４、２２４ 警報指示部
１３１ 操作部
１３１ａ 表示モード切換ボタン
１３１ｂ、２３１ 無通電時表示ボタン
３００ 内部構成
３０１ 圧力センサ
３０２ 温度センサ
３０３ 電線
３０４ 中継ケーブル
３１０ メイン基板
３１１ 制御部
３１２ 警報用リレー
３１３ 端子台
３１４ 内部電源
３２０ 表示基板
３２１ 表示モード指示ＬＥＤ
３２２ ７セグメントディスプレイ
３２３ 状態表示ＬＥＤ
３２４ 警報指示ＬＥＤ
３３１ 操作スイッチ
３３１ａ 表示モード切換スイッチ
３３１ｂ 無通電時表示スイッチ
５０１ 演算部
５０２ 圧力センサ入力部
５０３ 温度センサ入力部
５０４ 表示部操作部
５０５ 記憶部
５０６ リレー出力部
５０７ 通信部
５０８ 電流出力部

Claims (7)

1. 圧力容器内に封入されたＳＦ₆ガスの圧力を検出し、圧力検出信号を出力する圧力センサと、
   圧力容器内に封入されたＳＦ₆ガスの温度を検出し、温度検出信号を出力する温度センサと、
   前記圧力検出信号と前記温度検出信号に基づいて、所定の基準温度における圧力である温度補償圧力を演算する制御部と、
   前記制御部により演算された前記温度補償圧力を表示する表示部と、
   前記表示部を回転させ、前記表示部に表示される表示データをユーザに対して正規の方向に回転可能な表示部回転機構と
   を備えることを特徴とするＳＦ₆ガス密度スイッチ。
2. 前記表示部回転機構は、
   筐体の一方に設けられた開口にはめ込まれた、前記筐体の他方に設けられた円柱形状の突起部の周囲に設けられた、
   前記筐体の一方の内壁に接して設けられ、摩擦係数の低い材質で形成された止め輪と、
   前記止め輪に接して回転可能に設けられ、水平面に対して波状に形成された波リングと、
   前記波リングの前記止め輪の反対側の面に接して設けられ、前記波リングの上下動を防止するＥリングとから構成されることを特徴とする請求項１に記載のＳＦ₆ガス密度スイッチ。
3. 前記圧力容器内に封入されたＳＦ₆ガスの現在の状態を、ＬＥＤの色により指示する状態表示部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のＳＦ₆ガス密度スイッチ。
4. 外部電圧に接続できない場合に、前記表示部に前記制御部により演算された前記温度補償圧力を表示するための電力を供給する内部電源をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のＳＦ₆ガス密度スイッチ。
5. 前記制御部により演算された前記温度補償圧力が、異常値に達した場合に、警報出力を外部に出力する警報出力装置を備えることを特徴とする請求項１に記載のＳＦ₆ガス密度スイッチ。
6. 前記制御部により演算された前記温度補償圧力を電流値に変換して外部へ出力する電流出力部を備えることを特徴とする請求項１に記載のＳＦ₆ガス密度スイッチ。
7. 前記表示部に、ガス圧力、ガス温度、及び、前記温度補償圧力を切り換えて表示させるための、表示モード切換スイッチと、
   現在の表示モードを指示する表示モード指示部と
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のＳＦ₆ガス密度スイッチ。

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