JP3146472B2 - Failure detection device for gas insulated electrical equipment - Google Patents

Failure detection device for gas insulated electrical equipment

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JP3146472B2
JP3146472B2 JP04666995A JP4666995A JP3146472B2 JP 3146472 B2 JP3146472 B2 JP 3146472B2 JP 04666995 A JP04666995 A JP 04666995A JP 4666995 A JP4666995 A JP 4666995A JP 3146472 B2 JP3146472 B2 JP 3146472B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ガス絶縁開閉装置やガ
ス絶縁変圧器などのガス絶縁電気機器の内部で、地絡ま
たは短絡故障が発生した際に、故障を検出するガス絶縁
電気機器の故障検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas-insulated electrical device for detecting a fault when a ground fault or a short-circuit fault occurs inside the device, such as a gas-insulated switchgear or a gas-insulated transformer. The present invention relates to a failure detection device.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、ガス絶縁開閉装置は遮断器ある
いは断路器などの機器を金属容器内に収納するととも
に、ある封入圧力値の六フッ化硫黄ガスなどの絶縁ガス
を封入して形成されており、小形化、高信頼性および安
全性に優れている。しかし、万一、ガス絶縁開閉装置の
内部で、地絡あるいは短絡故障が発生した場合には、ガ
ス絶縁開閉装置は密閉構造であるので、故障が発生した
ことを外部から目視により確認することは困難である。
このため、地絡あるいは短絡故障の発生時には、その故
障アークエネルギーによって絶縁ガスのガス圧力が上昇
するので、この圧力上昇を検出することによってガス絶
縁開閉装置の故障を検出することがある。この故障検出
装置は、従来、ガス絶縁開閉装置に圧力センサを設け
て、この圧力センサによって絶縁ガスの圧力値を計測す
る。そして、圧力センサの出力である圧力瞬時値と封入
圧力値との差から圧力上昇値を求め、この圧力上昇値が
予め設定された監視値を越えたときに、故障と判定する
ように構成されている。
2. Description of the Related Art In general, a gas insulated switchgear is formed by accommodating a device such as a circuit breaker or a disconnector in a metal container and sealing an insulating gas such as sulfur hexafluoride gas at a certain pressure. It is excellent in miniaturization, high reliability and safety. However, if a ground fault or short circuit fault occurs inside the gas-insulated switchgear, the gas-insulated switchgear has a sealed structure, so it is not possible to visually confirm that the fault has occurred from the outside. Have difficulty.
For this reason, when a ground fault or short circuit fault occurs, the gas pressure of the insulating gas increases due to the fault arc energy, and a fault of the gas insulated switchgear may be detected by detecting this pressure increase. In this failure detection device, a pressure sensor is conventionally provided in a gas insulated switchgear, and the pressure sensor measures the pressure value of the insulating gas. Then, a pressure rise value is obtained from a difference between the pressure instantaneous value which is the output of the pressure sensor and the sealed pressure value, and when the pressure rise value exceeds a preset monitoring value, it is determined that a failure has occurred. ing.

【0003】また、ガス絶縁開閉装置においては、通
常、その内部は遮断器ガス区画や断路器ガス区画などの
複数のガス区画に区分されており、電力の安定供給の観
点から、故障が発生したガス区画以外の健全なガス区画
で、かつ電圧印加を行っても支障がないガス区画を早期
復旧し、停電時間を短くすることが必要となる。したが
って、故障区画を検出するために、故障区画検出装置が
使用される場合もあり、上記故障検出装置の出力はこの
故障区画検出装置の一入力としても利用される。
[0003] Further, in a gas insulated switchgear, the inside thereof is usually divided into a plurality of gas compartments such as a breaker gas compartment and a disconnector gas compartment, and a failure occurs from the viewpoint of stable power supply. It is necessary to quickly restore a healthy gas section other than the gas section and that does not hinder the application of voltage, and to shorten the power outage time. Therefore, in order to detect a faulty partition, a faulty partition detection device may be used, and the output of the faulty detection device is also used as one input of the faulty partition detection device.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の故障検出装
置においては、以下の課題がある。故障が発生したとき
の絶縁ガスの圧力値は、上記封入圧力値に故障による圧
力上昇分が加算された圧力値となる。このため、圧力セ
ンサで計測した圧力値から封入圧力値を差引くことによ
り、故障による圧力上昇値を求めている。しかし、故障
による圧力上昇値はガス絶縁電気機器のガス容積や故障
アークエネルギーなどに関係し、ガス絶縁電気機器のガ
ス容積が大きい場合、または地絡故障のように故障アー
クエネルギーが小さい場合には、圧力上昇値は非常に小
さく、例えば封入圧力値の数千分の一以下の微小圧力上
昇値となる。したがって、封入圧力値が含まれた圧力値
を計測し、この圧力値からこのような微小圧力上昇値を
抽出する場合には、圧力計測手段の精度は、その微小圧
力上昇値よりさらに小さい誤差にする必要がある。ま
た、圧力センサ出力をアナログ/デジタル変換(A/D
変換)して、デジタル処理により圧力値計測あるいは圧
力上昇値計測などをする場合、そのA/D変換器には、
計測精度と同様に非常に高い分解能が必要となる。例え
ば、封入圧力値が5kgf/cm2 、故障による微小圧
力上昇値が0.001kgf/cm2 とすると、5.0
01kgf/cm2 と5.000kgf/cm2 とを区
別する必要があり、0.02%未満の計測精度あるいは
分解能が必要となる。このような高精度で、かつ高分解
能を実現することは技術的な難易度および経済性の観点
から問題となる。
The above-mentioned conventional fault detecting device has the following problems. The pressure value of the insulating gas when a failure occurs is a pressure value obtained by adding the pressure increase due to the failure to the above-described sealed pressure value. For this reason, the pressure rise value due to the failure is determined by subtracting the sealed pressure value from the pressure value measured by the pressure sensor. However, the pressure rise value due to the failure is related to the gas volume of the gas-insulated electrical equipment and the arc energy of the failure.If the gas volume of the gas-insulated electrical equipment is large or the failure arc energy is small such as a ground fault, The pressure rise value is very small, for example, a minute pressure rise value that is several thousandths or less of the sealed pressure value. Therefore, when the pressure value including the sealed pressure value is measured and such a small pressure rise value is extracted from this pressure value, the accuracy of the pressure measuring means is reduced to an error smaller than the small pressure rise value. There is a need to. In addition, the pressure sensor output is converted from analog to digital (A / D
Conversion) and digital pressure measurement or pressure rise measurement, the A / D converter
Very high resolution is required as well as measurement accuracy. For example, gas pressure value is 5 kgf / cm 2, the micro-pressure increase value due to a failure is to 0.001kgf / cm 2, 5.0
It is necessary to distinguish between 01 kgf / cm 2 and 5.000 kgf / cm 2, and a measurement accuracy or resolution of less than 0.02% is required. Achieving such high precision and high resolution poses a problem in terms of technical difficulty and economy.

【0005】また、封入圧力値は、気温変動などの影響
でガス温度が変化し、それにより故障が発生しない時に
おいても変動する。このため、圧力センサ出力で計測し
た圧力値から差引く封入圧力値を固定した値とすると、
故障以外の平常時の封入圧力値の変動により、誤って圧
力上昇値を検出することがあり、それにより故障と誤検
出することがある。
[0005] In addition, the sealed pressure value fluctuates even when the gas temperature changes due to the influence of air temperature fluctuation and the like, so that no failure occurs. Therefore, assuming a fixed value of the sealed pressure value to be subtracted from the pressure value measured by the pressure sensor output,
Due to fluctuations in the normal sealed pressure value other than the failure, the pressure rise value may be erroneously detected, thereby erroneously detecting a failure.

【0006】そこで、本発明の目的は、圧力センサ出力
から圧力値を計測する場合、その圧力計測手段の精度を
高精度にすることなく、あるいは高分解能のA/D変換
器を使用することなく、故障による微小圧力上昇値をも
検出し、さらに故障以外の平常時の圧力変動により誤っ
て圧力上昇を検出せず、故障を正しく検出することがで
きるガス絶縁電気機器の故障検出装置を提供することで
ある。
Therefore, an object of the present invention is to measure the pressure value from the output of the pressure sensor without increasing the precision of the pressure measuring means or using an A / D converter with high resolution. Provided is a failure detection device for a gas-insulated electrical device that can also detect a minute pressure rise value due to a failure, and also correctly detect a failure without erroneously detecting a pressure rise due to a normal pressure fluctuation other than the failure. That is.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】内部に絶縁性ガスが封入
されたガス絶縁電気機器にガス圧力を検出する圧力セン
サを設ける。この圧力センサの出力信号と基準信号との
差分を増幅する第1の差動増幅部および第2の差動増幅
部を設ける。圧力センサの出力信号から圧力値を一定周
期で計測し、その計測値を交互に読み取り、一方で読み
取った計測値を第1の差動増幅部の基準信号、他方で読
み取った計測値を第2の差動増幅部の基準信号として出
力する基準信号設定部を設ける。第1および第2の差動
増幅部のそれぞれの出力から、現在値とその時点から所
定の過去時間前の過去値とから変化量を検出する第1の
圧力上昇検出部および第2の圧力上昇検出部を設ける。
基準信号設定部が基準信号を出力した時点から上記所定
の過去時間以上経過している前記第1若しくは第2の圧
力上昇検出部の出力を選択する選択部を設ける。この選
択部からの出力と予め設定された監視値とを比較し、そ
の出力が監視値を越えた場合に故障と判定する判定部を
設ける。
A pressure sensor for detecting a gas pressure is provided in a gas-insulated electric device in which an insulating gas is sealed. A first differential amplifier and a second differential amplifier for amplifying the difference between the output signal of the pressure sensor and the reference signal are provided. A pressure value is measured from the output signal of the pressure sensor at a constant cycle, and the measured value is alternately read. On the one hand, the measured value is read as the reference signal of the first differential amplifier, and on the other hand, the measured value is read as the second signal. A reference signal setting unit for outputting as a reference signal of the differential amplifier unit. A first pressure rise detection unit for detecting a change amount from a current value and a past value that is a predetermined past time before the current value from the respective outputs of the first and second differential amplification units, and a second pressure rise detection unit A detection unit is provided.
A selection unit is provided for selecting an output of the first or second pressure rise detection unit that has passed the predetermined past time or more from the time when the reference signal setting unit outputs the reference signal. A determination unit is provided for comparing the output from the selection unit with a preset monitoring value and determining that a failure has occurred when the output exceeds the monitoring value.

【0008】[0008]

【作用】本発明は上記の如く構成することにより、圧力
計測手段を高精度にすることなく、あるいは高分解能の
A/D変換器を使用することなく、故障による微小圧力
上昇値が検出できる。すなわち、差動増幅部への基準信
号は、ある周期で圧力センサで計測した封入圧力値が基
準信号設定部から設定されるため、設定されてから次の
周期で新たな基準信号が設定されるまでに故障が発生し
て圧力上昇した場合、差動増幅部では、封入圧力値から
の上昇分である故障による圧力上昇値のみを増幅した出
力が得られる。このため、圧力計測手段の精度は、封入
圧力値を含んだ計測値に対する精度ではなく、封入圧力
値を差し引いた圧力上昇分の計測値に対する精度が要求
されることになり、高精度な圧力計測手段でなくても、
微小圧力上昇値を検出することができる。また、A/D
変換器の分解能は、封入圧力値を含まない圧力上昇値に
対する分解能が要求されるだけとなり、高分解能のA/
D変換器を使用することなく、微小圧力上昇値を検出す
ることができる。
According to the present invention, as described above, a small pressure rise value due to a failure can be detected without using a high-precision pressure measuring means or using a high-resolution A / D converter. That is, the reference signal to the differential amplifying unit is set from the reference signal setting unit because the sealed pressure value measured by the pressure sensor in a certain cycle is set, so that a new reference signal is set in the next cycle after being set. If a failure occurs before this and the pressure rises, the differential amplifier obtains an output that amplifies only the pressure rise value due to the failure, which is the rise from the sealed pressure value. For this reason, the accuracy of the pressure measuring means is required to be not the accuracy of the measurement value including the sealing pressure value but the accuracy of the measurement value of the pressure rise obtained by subtracting the sealing pressure value. Even if it is not a means,
A minute pressure rise value can be detected. A / D
As for the resolution of the converter, only the resolution for the pressure rise value not including the sealed pressure value is required, and the high resolution A /
A minute pressure rise value can be detected without using a D converter.

【0009】また、圧力上昇値は差動増幅部の出力の現
在値と所定の過去時間前の過去値との変化量で検出して
いるため、適切な過去時間とすることで、故障時の急峻
な圧力上昇に対しては大きな変化量となるが、気温等に
よる緩慢な圧力変動に対しては変化量が非常に小さくな
る。このため、平常時の気温等による封入圧力値の緩慢
な変動で誤って圧力上昇を検出しないことになる。さら
に、圧力上昇値は差動増幅部の出力の現在値と所定の過
去時間前の過去値との変化量で検出するが、それを2組
の差動増幅部と圧力上昇検出部を設け、同一の基準信号
における差動増幅部の現在値と過去値とから変化量を検
出した圧力上昇検出部を選択して、判定部で判定してい
る。このため、封入圧力値の変動で、前の周期で設定し
た基準信号と異なる基準信号が設定され、それにより差
動増幅部の出力が変化し、誤った変化量を検出した圧力
上昇検出部を選択しないことになる。したがって、基準
信号の設定変更による誤った圧力変化で検出した圧力上
昇値を無視でき、故障による圧力上昇値のみを正しく検
出できる。
Further, since the pressure rise value is detected by the amount of change between the current value of the output of the differential amplifying unit and the past value before a predetermined past time, by setting an appropriate past time, it is possible to obtain a value at the time of failure. The amount of change is large when the pressure rises steeply, but the amount of change is extremely small when the pressure changes slowly due to temperature or the like. For this reason, a pressure rise is not erroneously detected due to a slow change in the sealed pressure value due to a normal temperature or the like. Further, the pressure rise value is detected by a change amount between the present value of the output of the differential amplifier and the past value before a predetermined past time, and two sets of the differential amplifier and the pressure rise detector are provided. The pressure rise detection unit that has detected the amount of change from the current value and the past value of the differential amplification unit for the same reference signal is selected, and the determination unit determines. For this reason, a reference signal different from the reference signal set in the previous cycle is set due to a change in the sealed pressure value, thereby changing the output of the differential amplifying unit, and causing the pressure rise detection unit that has detected an erroneous change amount to change. You will not choose. Therefore, the pressure rise value detected due to an erroneous pressure change due to the change in the setting of the reference signal can be ignored, and only the pressure rise value due to the failure can be correctly detected.

【0010】[0010]

【実施例】本発明の一実施例を図1に示す。なお、本実
施例はガス絶縁開閉装置に適用した場合を示すものであ
り、またガス絶縁開閉装置は通常複数のガス区画で区分
されているが、説明を簡単にするため、ガス絶縁開閉装
置の一つのガス区画に対する実施例について説明する。
図1において、ガス絶縁開閉装置のガス区画1は金属容
器1a内に遮断器などの機器(図示せず)が収納される
とともに、六フッ化硫黄などの絶縁ガス1bが封入され
て形成される。ガス区画1には絶縁ガス1bのガス圧力
を検出する圧力センサ2を設ける。圧力センサ2の出力
側に第1の差動増幅部3、第2の差動増幅部4、および
基準信号設定部5を設ける。基準信号設定部5は第1、
第2のサンプルホールド回路51,52、およびそれら
のサンプル状態とホールド状態を制御する制御回路53
で構成される。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. Note that this embodiment shows a case where the present invention is applied to a gas insulated switchgear.Although the gas insulated switchgear is usually divided into a plurality of gas compartments, the gas insulated switchgear is simply described for simplicity. An embodiment for one gas compartment will be described.
In FIG. 1, a gas compartment 1 of a gas insulated switchgear is formed by accommodating a device such as a circuit breaker (not shown) in a metal container 1a and enclosing an insulating gas 1b such as sulfur hexafluoride. . The gas compartment 1 is provided with a pressure sensor 2 for detecting the gas pressure of the insulating gas 1b. A first differential amplifier 3, a second differential amplifier 4, and a reference signal setting unit 5 are provided on the output side of the pressure sensor 2. The reference signal setting unit 5 is the first,
Second sample and hold circuits 51 and 52, and a control circuit 53 for controlling their sample state and hold state
It consists of.

【0011】圧力センサ2の出力信号は、第1、第2の
差動増幅部3,4のそれぞれの信号入力端子、および基
準信号設定部5の第1、第2のサンプルホールド回路5
1,52のそれぞれの入力端子へ入力される。第1、第
2のサンプルホールド回路51,52の出力信号は、第
1、第2の差動増幅部3,4の基準信号入力端子に入力
される。第1、第2の差動増幅部3,4のそれぞれは、
信号入力端子の入力信号と基準信号入力端子の入力信号
との差分を増幅するものである。基準信号設定部5の第
1、第2のサンプルホールド回路51,52のそれぞれ
は、サンプル状態における出力が入力信号と同じ信号と
なり、ホールド状態における出力がサンプル状態からホ
ールド状態に変化する直前の入力信号となり、ホールド
状態が解除されるまでその信号を保持して出力するもの
である。制御回路53は、第1、第2のサンプルホール
ド回路51,52のサンプル、ホールド状態を制御する
回路で、第1のサンプルホールド回路51用の第1の制
御信号、第2のサンプルホールド回路52用の第2の制
御信号を出力する。
The output signal of the pressure sensor 2 is supplied to the signal input terminals of the first and second differential amplifiers 3 and 4 and the first and second sample and hold circuits 5 of the reference signal setting unit 5.
1 and 52 are input to respective input terminals. Output signals of the first and second sample and hold circuits 51 and 52 are input to reference signal input terminals of the first and second differential amplifiers 3 and 4, respectively. Each of the first and second differential amplifiers 3 and 4 includes:
The difference between the input signal of the signal input terminal and the input signal of the reference signal input terminal is amplified. In each of the first and second sample-hold circuits 51 and 52 of the reference signal setting unit 5, the output in the sample state becomes the same signal as the input signal, and the input in the hold state immediately before the output changes from the sample state to the hold state. The signal is held and output until the hold state is released. The control circuit 53 controls the sampling and holding states of the first and second sample and hold circuits 51 and 52. The control circuit 53 includes a first control signal for the first sample and hold circuit 51 and a second sample and hold circuit 52. And outputting a second control signal.

【0012】第1の差動増幅部3の出力側に第1の圧力
上昇検出部6、第2の差動増幅部4の出力側に第2の圧
力上昇検出部7を設ける。第1、第2の圧力上昇検出部
6,7の出力信号は選択部8を介して判定部9に入力さ
れる。第1の圧力上昇検出部6は、入力信号を所定の時
間遅らせて出力する遅延回路61と、2つの入力信号の
差を求める演算回路62とで構成される。第1の差動増
幅部3の出力信号は演算回路62へ直接入力されるとと
もに、遅延回路61を介して入力される。第2の圧力上
昇検出部7も同様な構成で、入力信号を所定の時間遅ら
せて出力する遅延回路71と2つの入力信号の差を求め
る演算回路72で構成され、第2の差動増幅部4の出力
信号が、演算回路72へ直接入力されるとともに、遅延
回路71を介して入力される。なお、遅延回路61,7
1の所定の時間遅れ、すなわち遅延時間Tdは通常同じ
時間とする。
A first pressure rise detector 6 is provided on the output side of the first differential amplifier 3 and a second pressure rise detector 7 is provided on the output side of the second differential amplifier 4. Output signals of the first and second pressure rise detection units 6 and 7 are input to the determination unit 9 via the selection unit 8. The first pressure rise detector 6 includes a delay circuit 61 that delays an input signal by a predetermined time and outputs the delayed signal, and an arithmetic circuit 62 that calculates a difference between the two input signals. The output signal of the first differential amplifier 3 is directly input to the arithmetic circuit 62 and is input via the delay circuit 61. The second pressure rise detecting section 7 has the same configuration, and includes a delay circuit 71 for delaying an input signal for a predetermined time and outputting the same and an arithmetic circuit 72 for calculating a difference between the two input signals, and a second differential amplifying section. 4 are directly input to the arithmetic circuit 72 and input via the delay circuit 71. Note that the delay circuits 61 and 7
The predetermined time delay of 1, ie, the delay time Td, is usually the same time.

【0013】選択部8は、第1、第2の圧力上昇検出部
6,7のいずれか一方を選択して出力するもので、基準
信号設定部5の第1のサンプルホールド回路51がサン
プル状態からホールド状態に変化してから遅延回路61
の所定の遅延時間Td以上経過した場合は第1の圧力上
昇検出部6を選択する。また、基準信号設定部5の第2
のサンプルホールド回路52がサンプル状態からホール
ド状態に変化してから遅延回路71の所定の遅延時間T
d以上経過した場合は第2の圧力上昇検出部7を選択す
る。なお、本実施例では、この選択は制御回路53から
の選択制御信号で行うこととしている。選択部8は例え
ばアナログマルチプレクサで構成することができ、アナ
ログマルチプレクサのチャンネルセレクトを上記のよう
に制御することで実現できる。判定部9は、選択部8の
出力信号と予め設定された監視値とを比較し、選択部8
の出力信号が監視値を越えた場合に圧力上昇「有り」と
判定し、ガス区画1を故障とする判定結果を出力する。
The selecting section 8 selects and outputs one of the first and second pressure rise detecting sections 6 and 7. When the first sample and hold circuit 51 of the reference signal setting section 5 is in the sample state, From the hold state to the delay circuit 61
When the predetermined delay time Td or more has elapsed, the first pressure rise detection unit 6 is selected. The second signal of the reference signal setting unit 5
A predetermined delay time T of the delay circuit 71 after the sample and hold circuit 52 changes from the sample state to the hold state.
When d or more has elapsed, the second pressure rise detection unit 7 is selected. In this embodiment, this selection is performed by a selection control signal from the control circuit 53. The selection unit 8 can be constituted by, for example, an analog multiplexer, and can be realized by controlling the channel selection of the analog multiplexer as described above. The determination unit 9 compares the output signal of the selection unit 8 with a preset monitoring value, and
When the output signal exceeds the monitoring value, it is determined that the pressure rise is “present”, and a determination result indicating that the gas compartment 1 has failed is output.

【0014】次に本発明の動作を図2を用いて説明す
る。図2は、圧力センサ2の出力信号、基準信号設定部
5の制御回路53からの第1、第2のサンプルホールド
回路51,52用の第1、第2の制御信号、第1、第2
のサンプルホールド回路51,52の出力信号、第1、
第2の差動増幅部3,4の出力信号、第1、第2の圧力
上昇検出部6,7の遅延回路61,71および演算回路
62,72のそれぞれの出力信号、基準信号設定部5の
制御回路53からの選択部8用の選択制御信号、および
選択部8の出力信号を示したものである。
Next, the operation of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows the output signal of the pressure sensor 2, the first and second control signals for the first and second sample and hold circuits 51 and 52 from the control circuit 53 of the reference signal setting unit 5, the first and second control signals.
, The output signals of the sample and hold circuits 51 and 52,
The output signals of the second differential amplifiers 3 and 4, the output signals of the delay circuits 61 and 71 and the arithmetic circuits 62 and 72 of the first and second pressure rise detectors 6 and 7, the reference signal setting unit 5 3 shows a selection control signal for the selection unit 8 from the control circuit 53 and an output signal of the selection unit 8.

【0015】基準信号設定部5の制御回路53の第1、
第2の制御信号は、T秒間の最初のTs秒間がサンプル
状態期間、その後のTh秒間がホールド状態期間となる
信号をT秒周期で繰り返す制御信号としている。ただ
し、第2の制御信号は、第1の制御信号のサンプル状態
期間の開始からT/2秒後にサンプル状態期間が開始さ
れるようにしている。なお、サンプル状態期間Tsとホ
ールド状態期間Thとの時間関係はTs<<Thとす
る。したがって、第1、第2のサンプルホールド回路5
1、52は、T/2秒周期で圧力センサ2の出力信号を
計測した圧力値を交互に約T秒間(Ts<<Thのた
め)ずつ保持することになる。図2の場合、第1のサン
プルホールド回路51は、第1の制御信号のt1,t
3,t5,t7時点でサンプルした圧力センサ2からの
圧力値P1,P3,P5,P7をそれぞれT秒間保持し
て出力する。また、第2のサンプルホールド回路52
は、第2の制御信号のt2,t4,t6時点でサンプル
した圧力センサ2からの圧力値P2,P4,P6をそれ
ぞれT秒間保持して出力することになる。これらの出力
信号は第1、第2の差動増幅部3,4の基準信号とな
る。
The first of the control circuits 53 of the reference signal setting unit 5
The second control signal is a control signal that repeats a signal in which the first Ts seconds of the T seconds is a sample state period and the subsequent Th seconds is a hold state period in a T second cycle. However, the second control signal starts the sample state period T / 2 seconds after the start of the sample state period of the first control signal. The time relationship between the sample state period Ts and the hold state period Th is Ts << Th. Therefore, the first and second sample and hold circuits 5
Reference numerals 1 and 52 alternately hold the pressure values obtained by measuring the output signals of the pressure sensor 2 in a T / 2 second cycle for about T seconds (because of Ts << Th). In the case of FIG. 2, the first sample and hold circuit 51 outputs the first control signals t1, t
The pressure values P1, P3, P5, and P7 from the pressure sensor 2 sampled at time points 3, 3, and 5 are respectively held and output for T seconds. Further, the second sample and hold circuit 52
Means that the pressure values P2, P4, and P6 from the pressure sensor 2 sampled at times t2, t4, and t6 of the second control signal are respectively held and output for T seconds. These output signals serve as reference signals for the first and second differential amplifiers 3 and 4.

【0016】第1の差動増幅部3の出力は、圧力センサ
2で計測している圧力値Pと第1のサンプルホールド回
路51の出力である基準信号との差分を増幅するため、
時点t1からt3までの期間では圧力値PとP1との
差、時点t3からt5までの期間では圧力値PとP3と
の差、時点t5からt7までの期間では圧力値PとP5
との差を増幅した信号となる。また、第2の差動増幅部
4の出力は、圧力センサ2で計測している圧力値Pと第
2のサンプルホールド回路52からの基準信号との差分
を増幅するため、時点t2からt4までの期間では圧力
値PとP2との差、時点t4からt6までの期間では圧
力値PとP4との差を増幅した信号となる。
The output of the first differential amplifier 3 amplifies the difference between the pressure value P measured by the pressure sensor 2 and the reference signal output from the first sample and hold circuit 51.
The difference between the pressure values P and P1 during the period from time t1 to t3, the difference between the pressure values P and P3 during the period from time t3 to t5, and the pressure values P and P5 during the period from time t5 to t7.
And a signal obtained by amplifying the difference. The output of the second differential amplifier 4 is used to amplify the difference between the pressure value P measured by the pressure sensor 2 and the reference signal from the second sample and hold circuit 52. Is a signal obtained by amplifying the difference between the pressure values P and P2 in the period, and the signal obtained by amplifying the difference between the pressure values P and P4 in the period from the time point t4 to t6.

【0017】このようにすることで、第1、第2の差動
増幅部3,4の出力は、ガス区画1の封入圧力値から変
化した圧力変動分のみを増幅することになり、したがっ
て、微小圧力変動分のみを増幅することになる。例えば
微小圧力上昇値0.001kgf/cm2 を計測する場
合、従来の圧力計測手段の誤差は、その計測範囲を5k
gf/cm2 とすると、0.02%未満とする必要があ
った。しかし、本発明において、第1、第2の差動増幅
部3,4の圧力上昇値の計測範囲を0.1kgf/cm
2 とした場合、第1、第2の差動増幅部3,4の計測精
度は1%未満であればよい。また、封入圧力値が気温等
で変動しても、それに追従して第1、第2の差動増幅部
3,4の基準信号が変動するため、第1、第2の差動増
幅部3,4は飽和すること無く、変化した封入圧力値を
基準にして、その基準値からの微小圧力変動分のみを増
幅することになる。したがって、第1、第2の差動増幅
部3,4の計測精度を高精度にすることなく、微小圧力
上昇値を検出できることになる。
By doing so, the outputs of the first and second differential amplifiers 3 and 4 amplify only the pressure fluctuations that have changed from the sealed pressure value of the gas compartment 1, and therefore, Only the minute pressure fluctuation is amplified. For example, when measuring a small pressure rise value of 0.001 kgf / cm 2 , the error of the conventional pressure measurement means is that the measurement range is 5 k
If gf / cm 2 , it was necessary to be less than 0.02%. However, in the present invention, the measurement range of the pressure rise value of the first and second differential amplifiers 3 and 4 is 0.1 kgf / cm.
In the case of 2, the measurement accuracy of the first and second differential amplifiers 3 and 4 may be less than 1%. Further, even if the sealed pressure value fluctuates due to temperature or the like, the reference signals of the first and second differential amplifying units 3 and 4 fluctuate accordingly, so that the first and second differential amplifying units 3 , 4 amplify only the minute pressure fluctuation from the reference value based on the changed sealed pressure value without saturation. Therefore, the minute pressure rise value can be detected without increasing the measurement accuracy of the first and second differential amplifiers 3 and 4.

【0018】第1、第2の圧力上昇検出部6,7では、
第1、第2の差動増幅部3,4の出力から圧力上昇値を
検出することになる。第1、第2の圧力上昇検出部6,
7の動作原理はそれぞれ同じであるため、一方の第1の
圧力上昇検出部6の動作を説明する。演算回路62は、
第1の差動増幅部3の出力信号と、その出力信号を遅延
回路61により所定の遅延時間Tdだけ遅らせた信号と
の差を求めている。したがって、現在値とその時点から
所定の過去時間Td前の過去値との差を求めることにな
り、第1の差動増幅部3の出力の変化量、すなわち圧力
上昇値を検出することができる。
In the first and second pressure rise detecting sections 6 and 7,
The pressure rise value is detected from the outputs of the first and second differential amplifiers 3 and 4. First and second pressure rise detection units 6,
7 have the same operating principle, the operation of one first pressure rise detection unit 6 will be described. The arithmetic circuit 62
The difference between the output signal of the first differential amplifier 3 and a signal obtained by delaying the output signal by the delay circuit 61 by a predetermined delay time Td is obtained. Therefore, the difference between the present value and the past value that is a predetermined past time Td before that time is determined, and the amount of change in the output of the first differential amplifier 3, that is, the pressure rise value can be detected. .

【0019】例えば図2の時点(t1+Td)からt3
までの期間では平常時の温度等による圧力変動のため、
第1の圧力上昇検出部6の出力は非常に小さい変化量と
なるが、時点(t5+Td)からt7までの期間では故
障による急峻な圧力上昇があるため、大きな変化量とな
る。また、第2の圧力上昇検出部7の出力も同様に、時
点(t2+Td)からt4までの期間では非常に小さい
変化量となるが、時点(t4+Td)からt6までの期
間では故障により大きな変化量となる。
For example, from the time point (t1 + Td) in FIG.
In the period up to, due to pressure fluctuations due to normal temperature etc.,
The output of the first pressure rise detecting unit 6 has a very small change amount, but a large change amount during the period from time (t5 + Td) to t7 due to a steep pressure increase due to a failure. Similarly, the output of the second pressure rise detection unit 7 also has a very small change amount during the period from the time (t2 + Td) to t4, but has a large change amount due to the failure during the period from the time (t4 + Td) to t6. Becomes

【0020】選択部8は、第1のサンプルホールド回路
51がホールド状態になった時点から遅延時間Td後に
第1の圧力上昇検出部6を選択開始し、第2のサンプル
ホールド回路52がホールド状態になった時点から遅延
時間Td後に選択終了する。また、第2のサンプルホー
ルド回路52がホールド状態になった時点から遅延時間
Td後に第2の圧力上昇検出部7を選択開始し、第1の
サンプルホールド回路51がホールド状態になった時点
から遅延時間Td後に選択終了する。この選択制御は、
図2に示すように制御回路53からの選択制御信号で行
う。このように選択された選択部8の出力には、第1、
第2の差動増幅部3,4の基準信号の変化により、第
1、第2の圧力上昇検出部6,7からTd時間継続して
出力される誤った変化量が選択されず、正しい変化量の
みが出力されることになる。例えば図2の時点t4から
(t4+Td)までの期間は、第2の差動増幅部4の基
準信号の変化による誤った変化量が第2の圧力上昇検出
部7から出力されるが、それを用いず、第1の圧力上昇
検出部6で検出した正しい変化量を使用することにな
る。
The selecting section 8 starts to select the first pressure rise detecting section 6 after a delay time Td from the point in time when the first sample and hold circuit 51 enters the hold state, and the second sample and hold circuit 52 sets the hold state to the hold state. The selection is terminated after a delay time Td from the point in time when. Further, after the delay time Td from the time when the second sample and hold circuit 52 enters the hold state, the selection of the second pressure rise detection unit 7 is started, and the delay from the time when the first sample and hold circuit 51 enters the hold state is started. After the time Td, the selection ends. This selection control
As shown in FIG. 2, the selection is performed by a selection control signal from the control circuit 53. The output of the selection unit 8 thus selected includes the first,
Due to the change in the reference signals of the second differential amplifiers 3 and 4, an erroneous change output continuously from the first and second pressure rise detectors 6 and 7 for the time Td is not selected, and the change is correct. Only the amount will be output. For example, during the period from time t4 to (t4 + Td) in FIG. 2, an erroneous change due to a change in the reference signal of the second differential amplifying unit 4 is output from the second pressure rise detecting unit 7. Instead, the correct change amount detected by the first pressure rise detection unit 6 is used.

【0021】判定部9では、選択部8からの正しい変化
量と予め設定された監視値とを比較することになり、そ
の監視値を越えた圧力上昇値となった場合に故障と判定
することになり、故障を正しく検出することになる。図
2においては、時点(t5+Td)からt7までの期間
で発生した故障は、正しい変化量を出力する第1の圧力
上昇検出部6が選択されているため、その出力の変化量
から圧力上昇値が検出され、それにより故障が正しく検
出できる。
The determination unit 9 compares the correct change amount from the selection unit 8 with a preset monitoring value. If the pressure rise value exceeds the monitoring value, it is determined that a failure has occurred. And the failure is correctly detected. In FIG. 2, in the failure occurring during the period from the time (t5 + Td) to t7, since the first pressure rise detection unit 6 that outputs the correct change amount is selected, the pressure increase value is calculated based on the change amount of the output. Is detected, whereby the failure can be correctly detected.

【0022】以上はアナログ回路で実現する場合の実施
例であるが、第1、第2の圧力上昇検出部6,7、選択
部8、判定部9の機能をデジタル処理で実現するものと
した場合は、第1、第2の差動増幅部3,4の出力側に
A/D変換器をそれぞれ設けることになる。第1、第2
の差動増幅部3,4の出力は前述した通り、封入圧力値
からの変化分のみを増幅することになり、封入圧力値が
含まれていない。したがって、微小圧力上昇値を高分解
能のA/D変換器を使用することなく検出できることに
なる。
Although the above is an embodiment in which the present invention is realized by an analog circuit, the functions of the first and second pressure rise detecting units 6, 7, the selecting unit 8, and the determining unit 9 are realized by digital processing. In this case, A / D converters are provided on the output sides of the first and second differential amplifiers 3 and 4, respectively. 1st, 2nd
As described above, the outputs of the differential amplifiers 3 and 4 amplify only the change from the sealed pressure value, and do not include the sealed pressure value. Therefore, the small pressure rise value can be detected without using a high-resolution A / D converter.

【0023】例えば微小圧力上昇値0.001kgf/
cm2 を計測する場合、従来の場合のA/D変換器の分
解能は、計測範囲を5kgf/cm2 とすると0.02
%未満とする必要があった。しかし、本発明によれば、
A/D変換器の計測範囲を0.1kgf/cm2 とした
場合、その分解能は1%未満にすればい。また、封入圧
力値が温度等で変動しても、それに追従して第1、第2
の差動増幅部3,4の基準信号が変動するため、変化し
た封入圧力値を基準にして、その基準値からの微小圧力
変動分のみをA/D変換することになり、高分解能のA
/D変換器を使用する必要がない。
For example, a small pressure rise value 0.001 kgf /
When measuring cm 2 , the resolution of the conventional A / D converter is 0.02 when the measurement range is 5 kgf / cm 2.
%. However, according to the present invention,
If the measurement range of the A / D converter is 0.1 kgf / cm 2 , its resolution should be less than 1%. Also, even if the sealing pressure value fluctuates due to temperature, etc., the first and second
Since the reference signals of the differential amplifiers 3 and 4 vary, only the minute pressure variation from the reference value is A / D-converted based on the changed sealed pressure value.
There is no need to use a / D converter.

【0024】上記実施例は、ガス絶縁開閉装置の一つの
ガス区画について説明したが、他のガス区画の場合も同
様に、適用することができる。また、ガス絶縁開閉装置
に限らず、ガス絶縁変圧器などのガス絶縁電気機器にも
適用することができる。
Although the above embodiment has been described with respect to one gas compartment of a gas insulated switchgear, the present invention can be similarly applied to other gas compartments. Further, the present invention is not limited to the gas insulated switchgear, but can be applied to gas insulated electric devices such as gas insulated transformers.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上の通り、本発明により、圧力センサ
出力から圧力値を計測する場合、その圧力計測手段の精
度を高精度にすることなく、あるいは高分解能のA/D
変換器を使用することなく、故障による微小圧力上昇値
を検出し、さらに故障以外の平常時の圧力変動により誤
って圧力上昇を検出せず、故障を正しく検出することが
できる。
As described above, according to the present invention, when measuring a pressure value from the output of a pressure sensor, the accuracy of the pressure measuring means is not increased or the A / D of high resolution is measured.
Without using a converter, a small pressure rise value due to a failure can be detected, and further, a failure can be correctly detected without erroneously detecting a pressure rise due to a normal pressure fluctuation other than the failure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の動作を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガス区画 2 圧力センサ 3 第1の差動増幅部 4 第2の差動増幅部 5 基準信号設定部 6 第1の圧力上昇検出部 7 第2の圧力上昇検出部 8 選択部 9 判定部 REFERENCE SIGNS LIST 1 gas section 2 pressure sensor 3 first differential amplifier 4 second differential amplifier 5 reference signal setting unit 6 first pressure rise detection unit 7 second pressure rise detection unit 8 selection unit 9 determination unit

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 内部に絶縁性ガスが封入されたガス絶縁
電気機器に設けられ、そのガス圧力を検出する圧力セン
サと、 この圧力センサの出力信号と基準信号との差分を増幅す
る第1の差動増幅部および第2の差動増幅部と、 上記圧力センサの出力信号から圧力値を一定周期で計測
し、その計測値を交互に読み取り、一方で読み取った計
測値を前記第1の差動増幅部の基準信号、他方で読み取
った計測値を前記第2の差動増幅部の基準信号として出
力する基準信号設定部と、 前記第1および第2の差動増幅部のそれぞれの出力か
ら、現在値とその時点から所定の過去時間前の過去値と
から変化量を検出する第1の圧力上昇検出部および第2
の圧力上昇検出部と、 前記基準信号設定部が基準信号を出力した時点から上記
所定の過去時間以上経過している前記第1若しくは第2
の圧力上昇検出部の出力を選択する選択部と、 この選択部からの出力と予め設定された監視値とを比較
し、その出力が監視値を越えた場合に故障と判定する判
定部と、 を備えたことを特徴とするガス絶縁電気機器の故障検出
装置。
1. A pressure sensor provided in a gas insulated electric device in which an insulating gas is sealed, for detecting a gas pressure, and a first sensor for amplifying a difference between an output signal of the pressure sensor and a reference signal. A differential amplifier unit and a second differential amplifier unit, and a pressure value is measured at regular intervals from an output signal of the pressure sensor, and the measured values are alternately read, while the measured values are read by the first differential amplifier. A reference signal of the dynamic amplifying unit, a reference signal setting unit that outputs a measurement value read by the other as a reference signal of the second differential amplifying unit, and a reference signal setting unit that outputs the reference signal of the first and second differential amplifying units. A first pressure rise detection unit for detecting an amount of change from a current value and a past value a predetermined past time before the current value, and a second pressure increase detection unit.
The first or second pressure rise detecting section, wherein the predetermined past time or more has passed since the reference signal setting section output the reference signal.
A selection unit that selects the output of the pressure rise detection unit, a comparison unit that compares an output from the selection unit with a preset monitoring value, and determines that a failure has occurred when the output exceeds the monitoring value; A failure detection device for a gas-insulated electrical device, comprising:
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