JP3029269B2 - 絶縁物異常検出装置 - Google Patents

絶縁物異常検出装置

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JP3029269B2 JP2052594A JP5259490A JP3029269B2 JP 3029269 B2 JP3029269 B2 JP 3029269B2 JP 2052594 A JP2052594 A JP 2052594A JP 5259490 A JP5259490 A JP 5259490A JP 3029269 B2 JP3029269 B2 JP 3029269B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、例えば引出し形のしゃ断器が電気的に接離
可能な閉鎖配電盤の主回路動態を支持する導体支持絶縁
物に、電路導体と電気的に接続される回路導体が支持固
定又は埋設される電気機器において、前記導体支持絶縁
物の異常を検出する絶縁物異常検出装置に関する。
(従来の技術) 近年、開閉装置(スイッチギヤー)のごとき閉鎖配電
盤内に配設される主回路導体を支持する導体支持絶縁物
の材料としては、エポキシ等の有機絶縁材料が多く用い
られているが、有機絶縁材料は、ある一定温度以上にな
ると特性が急激に劣化する。このため、従来主回路断路
部の充電部の温度を以下のように測定していた。
第4図は、従来の閉鎖配電盤の概略構成を示す側面図
であり、盤本体21内は、背面側にケーブル22と変流器23
を収納したケーブル室20が形成され、また前面側に母線
導体24を収納する母線室25と、例えば3台の引出し形の
しゃ断器31がそれぞれ収納されるしゃ断器室30が形成さ
れている。盤本体21の前面側および背面側には、それぞ
れ扉32,33が開閉可能に設けられている。各しゃ断器31
の背面側に、第5図に示すように1対の上部および下部
端子37,38を備え、この先端にはそれぞれフィンガ接触
子34が設けられ、また各しゃ断器室30の背面側には、第
5図に示すように前記ケーブル22とそれぞれ電気的に接
続する主回路導体35と、これを支持固定するための導体
支持絶縁物36とが設けられている。
第5図は第4図のしゃ断器室30の一つを拡大して示す
構成図であり、前記フィンガ接触子34と、主回路導体35
と、これを支持固定するための導体支持絶縁物36により
主回路断路部が構成され、電気的には母線導体24と前記
主回路断路部としゃ断器31の接点(図示せず)とケーブ
ル22が接続可能に構成されている。図の状態は、しゃ断
器31のフィンガ接触子34と主回路導体34とが接続され、
主回路断路部が閉路状態となっており、この状態からし
ゃ断器30を盤本体21の前面側に引き出すと、主回路断路
部が開路状態となる。
前記導体支持絶縁物36としては、従来エポキシ樹脂等
の有機絶縁材料が使用されることが多くなってきた。こ
の有機絶縁材料は、ある一定温度以上になると、その特
性が急激に劣化する。導体支持絶縁物36が加熱されるの
は、例えば主回路導体35と前記母線導体24を電気的に接
続するために用いるボルトがゆるむことにより電気抵抗
が増大したり、あるいは、主回路断路部の接触抵抗が増
大することにより局部加熱が生ずるからである。
このようなことから、従来導体支持絶縁物36の異常状
態を検出するため、主回路導体35の温度を赤外線放射温
度計(以下赤外線温度計と称する)により測定し、この
測定結果により判断していた。この場合、用いる赤外線
温度計は、主回路導体の温度上昇に基づいて放出される
熱放射エネルギ、つまり電磁波の波長を測定することに
より主回路導体35の温度が測定できるものである。
また、ケーブル22の接続部の温度を測定するに際し、
温度測定者は前述の原理に基づくハンディタイプの赤外
線温度計を盤本体21内に収納して温度測定を行ってい
た。
さらには、引出し形のしゃ断器の断路部の異常温度を
測定する例として、断路部に、整定温度で変形する形状
記憶合金で構成された形状記憶合金温度センサを配置
し、この変形の有無を光電スイッチにより監視すること
により、断路部の異常温度の有無を非接触状態で検出す
るものがある。
(発明が解決しようとする課題) しかし、以上述べた従来の技術においては、次のよう
な問題点がある。
(1)閉鎖配電盤が縮小化傾向にあり、これにともなっ
て盤本体21内で充電部の監視を非接触状態で行うこと
は、極めて困難である。
(2)主回路導体35として用いられる導電材が例えばア
ルミニュウム、銅の場合は、いずれも熱放射率が低く、
かつこの導電材の表面にメッキが施されるので、赤外線
温度計による温度測定精度が悪い。
(3)主回路導体35は、導体支持絶縁物36によりモール
ドされているので、非接触状態で充電部の温度を監視す
ることは困難である。
また従来以上述べた例とは別の例で、形状記憶合金温
度センサによりしゃ断器断路部の異常温度を検出する例
があるが、この例では整定温度になったことを検出する
ことができる。ところが、その整定温度に至るまでの途
中経過温度を検出することはできないので、しゃ断器断
路部の異常温度となったことに対する対策を事前にたて
ることができない。
そこで、本発明は充電部の温度測定を精度よく行え、
回路導体と母線導体を電気的に接続するためのボルトの
ゆるみ、断路部の接触抵抗の増大による局部加熱を検出
でき、導体支持絶縁物の異常を検出でき、導体支持絶縁
物の異常となる徴候を事前に検出できる絶縁物異常検出
装置を提供することを目的とする。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は前記目的を達成するために、以下のように構
成したものである。第1の発明は、有機絶縁材料からな
る導体支持絶縁物に、電路導体と電気的に接続される回
路導体が支持固定又は埋設される電気機器において、 前記導体支持絶縁物に前記回路導体の表面温度の測定
すべき部位に対して光を照射可能な光通過路を形成し、
この光通過路を通して前記温度測定部位に外部からの光
を照射することにより、温度測定部位から反射してくる
電磁波の分布あるいは前記温度測定部位を透過する電磁
波の分布に基づき測定部位の温度を測定可能であって、
前記導体支持絶縁物に直接埋設した光ファイバ温度セン
サの検出端とを備えたものである。
また、第2の発明は、有機絶縁材料からなる導体支持
絶縁物に、電路導体と電気的に接続される回路導体が支
持固定又は埋設される電気機器において、 前記導体支持絶縁物に前記回路導体の表面温度の測定
すべき部位に対して光を照射可能な光通過路を形成し、
この光通過路を通して前記温度測定部位に外部からの光
を照射することにより、温度測定部位から反射してくる
電磁波の分布あるいは前記温度測定部位を透過する電磁
波の分布に基づき測定部位の温度を測定可能であって、
前記導体支持絶縁物に直接埋設した光ファイバ温度セン
サの検出端と、 前記光通過路にシリコーンゲル絶縁物を封入し、この
シリコーンゲル絶縁物と前記導体支持絶縁物の熱膨張係
数の違いに基づき、前記シリコーンゲル絶縁物の温度上
昇を測定するための熱膨張感知用圧力計とを備えたもの
である。
(作用) 本発明によれば、回路導体の温度を連続的に測定で
き、この温度の測定結果から導体支持絶縁物の異常を検
出する事ができ、また、回路導体の温度を連続的に測定
できると共に、シリコーンゲル絶縁物の圧力変化を連続
的に測定でき、この圧力変化の測定結果および回路導体
の温度測定結果に基づいて導体支持絶縁物の異常を検出
する事ができる。
(実施例) 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。第1図はその第1の実施例を示すもので、第5図の
主回路断路部を以下のように構成したものである。すな
わち、主回路導体1としゃ断器等の開閉器のフィンガ接
触子2の接続部を支持する導体支持絶縁物例えば絶縁が
いし3の中央部に軸方向に貫通する穴4を形成し、かつ
絶縁がいし3の端部に埋めこまれている主回路導体1と
接続するための埋込金具6にこの中央部に軸方向に貫通
する穴5が形成され、穴(光通過路を構成する穴)4,5
に光ファイバ温度計7を挿入したものである。主回路導
体1には従来と同様に、電路導体例えば母線導体17がボ
ルト18により接続されている。
絶縁がいし3の下端部は、以下のようにベース11に固
定されている。絶縁がいし3の下端部には取り付け金具
12が埋設され、この取り付け金具12に、前記ベース11を
貫通させて締付けボルト13を螺合させるようにして、ベ
ース11に絶縁がいし3が固定されている。
前記光ファイバ温度計7は、半導体の光吸収端波長が
温度上昇に比例してリニアに波長の長い方向へ移動する
現象を利用すると共に、信号光とロスを補正する参照光
を用いて測定誤差を補正するようにしたものであり、そ
の具体的構成としては、光ファイバ8の先端に検出端9
が設けられ、この検出端9はホルダと、このホルダ内に
設けられ温度で光吸収特性がリニアに変化する反射膜
と、この反射膜と光ファイバ8の先端の間に設けられ、
光吸収端波長が温度上昇に比例してリニアに波長の長い
方向へ移動する半導体とからなっている。前記光ファイ
バ温度計7の出力は、光ファイバ8を経由して図示しな
い光電変換器により電気信号に変換されて信号処理回路
に入力され、ここで主回路導体1の温度に変換されるさ
れるようになっている。
しかして、光ファイバ8が挿入されている穴4内に
は、シリコーンゲル絶縁物10が封入され、光ファイバ温
度計7の検出端9が主回路導体1に密着するように、シ
リコーンゲル絶縁物10の下端部と前記ベース11との間に
コイル状のスプリング14が配設され、また、このスプリ
ング14と前記ベース11の間には圧力の大きさに応じた電
圧を出力する圧力計15が配設されている。この圧力計15
の検出出力は、圧力計出力ケーブル16により取り出せる
ようになっている。
以上述べた実施例によれば、以下のような効果が得ら
れる。
(1)主回路導体1には光ファイバ温度計7の検出端9
が接触するように設けられているので、主回路導体1の
温度を直接連続的に測定できる。この測定結果により、
絶縁がいし3の異常状態を検出することができる。絶縁
がいし3は、有機絶縁材料から構成されているので、あ
る一定温度以上となると、急激に劣化するからである。
(2)主回路導体1の温度以外に、絶縁がいし3の温度
も測定できる事から、絶縁がいし3の異常を精度良く判
断できる。すなわち、絶縁がいし3とシリコーンゲル絶
縁物10が同一条件で温度上昇が生じたとき、両者の熱膨
張係数が異なることから、シリコーンゲル絶縁物10の方
が、絶縁がいし3より熱膨張係数が大きい。このため、
シリコーンゲル絶縁物10が熱膨張し、この熱膨張した分
だけスプリング14が押圧され、これに伴い圧力計15の出
力である電圧信号が生じることから、シリコーンゲル絶
縁物10の温度が測定でき、間接的に絶縁がいし3の温度
も測定できる。このように、圧力計15と光ファイバ温度
計7の両方の出力をみることにより、絶縁がいし3の異
常状態を、光ファイバ温度計7のみの場合に比べて精度
良く検出できる。
(3)従来の絶縁がいし3の形状に近い状態で、光ファ
イバ温度計7および圧力計15とスプリング12とシリコー
ンゲル絶縁物10を設けることができるので、構成が比較
的簡単となるばかりでなく、縮小化された閉鎖配電盤に
も容易に適用できる。
(4)光ファイバ温度計7は、検出端9で検出した信号
が光ファイバ8により伝送されるので、ノイズの影響を
受けずに、上位の信号処理系に伝送できる。
第2図は本発明の第2の実施例を示すものであり、第
1図と同一機能部分には同一符号を付してその説明を省
略するが、第1図の実施例は主回路導体1が絶縁がいし
3の外周面に配設された例であるが、第2図は主回路導
体1が絶縁がいし3の内部に埋設されている場合の例で
ある。従来このような主回路導体1が絶縁がいし3の内
部に埋設されている場合には、直接主回路導体1の温度
を直接測定することが出来ないが、この実施例ではそれ
が可能である。これ以外の効果は第1の実施例と同一で
ある。なお、図中19は仕切りカバーである。
第3図は本発明の第3の実施例を示すものであり、第
1図の主回路断路部を断路機に適用した例である。41は
断路器ブレードである。この実施例も前述の第1の実施
例と同様な効果が得られる。
なお、前述した実施例では主回路断路部および断路器
の場合について説明したが、これ以外に母線、ケーブル
接続部、遮断器など有機絶縁材料からなる導体支持絶縁
物に、電路導体と電気的に接続される回路導体が支持固
定又は埋設される電気機器ならばなんでも良い。
[発明の効果] 以上述べた本発明によれば、充電部の温度測定を精度
よく行え、ボルトのゆるみ、接触抵抗の増大による局部
加熱を検出でき、導体支持絶縁物の異常を検出でき、導
体支持絶縁物の異常となる徴候を事前に検出できる絶縁
物異常検出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による絶縁物異常検出装置の第1の実施
例の要部のみを示す縦断面図、第2図は本発明による絶
縁物異常検出装置の第2の実施例の要部のみを示す縦断
面図、第3図は本発明による絶縁物異常検出装置の第2
の実施例の要部のみを示す構成図、第4図は従来の導体
支持絶縁物を収納した閉鎖配電盤の側面図、第5図は第
4図のしゃ断器室の一つを拡大して示す構成図である。 1……主回路導体、3……絶縁がいし、4,5……穴、7
……光ファイバ温度計、10……シリコーンゲル絶縁物、
14……スプリング、15……圧力計。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02H 5/00 - 5/08 H01B 17/00 - 17/58 G01K 5/00 - 5/52 G01R 31/12

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】有機絶縁材料からなる導体支持絶縁物に、
    電路導体と電気的に接続される回路導体が支持固定又は
    埋設される電気機器において、 前記導体支持絶縁物に前記回路導体の表面温度の測定す
    べき部位に対して光を照射可能な光通過路を形成し、こ
    の光通過路を通して前記温度測定部位に外部からの光を
    照射することにより、温度測定部位から反射してくる電
    磁波の分布あるいは前記温度測定部位を透過する電磁波
    の分布に基づき測定部位の温度を測定可能であって、前
    記導体支持絶縁物に直接埋設した光ファイバ温度センサ
    の検出端とを備え、 前記回路導体の温度を連続的に測定し、この温度の測定
    結果から前記導体支持絶縁物の異常を検出するようにし
    たことを特徴とする絶縁物異常検出装置。
  2. 【請求項2】有機絶縁材料からなる導体支持絶縁物に、
    電路導体と電気的に接続される回路導体が支持固定又は
    埋設される電気機器において、 前記導体支持絶縁物に前記回路導体の表面温度の測定す
    べき部位に対して光を照射可能な光通過路を形成し、こ
    の光通過路を通して前記温度測定部位に外部からの光を
    照射することにより、温度測定部位から反射してくる電
    磁波の分布あるいは前記温度測定部位を透過する電磁波
    の分布に基づき測定部位の温度を測定可能であって、前
    記導体支持絶縁物に直接埋設した光ファイバ温度センサ
    の検出端と、 前記光通過路にシリコーンゲル絶縁物を封入し、このシ
    リコーンゲル絶縁物と前記導体支持絶縁物の熱膨張係数
    の違いに基づき、前記シリコーンゲル絶縁物の温度上昇
    を測定するための熱膨張感知用圧力計とを備え、 前記回路導体の温度を連続的に測定すると共に、前記シ
    リコーンゲル絶縁物の圧力変化を連続的に測定し、この
    圧力変化の測定結果および前記回路導体の温度測定結果
    に基づいて前記導体支持絶縁物の異常を検出するように
    したことを特徴とする絶縁物異常検出装置。
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