JP4322467B2

JP4322467B2 - 振動検出装置及び振動検出システム

Info

Publication number: JP4322467B2
Application number: JP2002121126A
Authority: JP
Inventors: 正幸佐藤; 正広花井; 伸光小林
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-04-23
Filing date: 2002-04-23
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2022-04-23
Also published as: JP2003319516A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ガス絶縁機器などにおいて、不特定位置で発生する振動を検出する技術に係り、特に、その振動位置を精度良く検出する振動検出装置及び振動検出システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガス絶縁機器の内部のある位置において、絶縁破壊が発生した場合には、その位置に振動が発生する。このような絶縁破壊が発生した位置を評定する手段として、振動を検出した場合にランプを発光するロケータと呼ばれる振動検出装置が開発されている。つまり、この振動検出装置をガス絶縁機器の任意の位置に設置し、ランプの発光状態を確認することによって、機器内部の絶縁破壊位置を評定していた。
【０００３】
ここで、上記のような振動検出装置として、一般的なものの一例を、図９及び図１０を参照して説明する。すなわち、図９（ａ）（ｂ）に示すように、振動検出装置は、振動を検出するためのセンサ３と、振動を検出した時に発光するランプ２を有する。また、図９における１は、検出した振動をリセットし、検出レディー状態（検出待ち状態）に復帰させるためのスイッチ１である。
【０００４】
このような振動検出装置を用いて、ガス絶縁機器の内部振動を検出する方法を、図１０を参照して説明する。すなわち、図１０に示すように、ガス絶縁機器における接地タンク５の内部には、高電圧導体４が挿入されている。また、接地タンク５と高電圧導体４との間には、高電圧導体４を絶縁支持するための絶縁支持物６が設けられている。このガス絶縁機器の接地タンク５内には、絶縁ガス７が封入されており、絶縁支持物６によって、複数のガス区分に区分けされている。
【０００５】
以上のようなガス絶縁機器の外面に、ガス区分ごとにそれぞれ振動を検出する振動検出装置８〜１０が設置されている。ここで、例えば、高電圧導体４に定格電圧を超える過電圧が印加され、図中の一番左のガス区分の内部において、高電圧導体４から接地タンク５に向かって絶縁破壊が発生すると、センサ３が絶縁破壊による振動を検知し、振動検出装置８の表面のランプ２が点灯する。従って、このランプ２の発光状態を確認することによって、機器内部の絶縁破壊位置を推定することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように、振動位置に基づいて絶縁破壊位置を確認する方法では、振動が大きい場合、正確な位置の確認が困難になる可能性がある。例えば、図１０における一番左のガス区分の内部で絶縁破壊が発生した場合を考える。もし、絶縁破壊によって生じた振動が大きければ、振動検出装置８だけでなく隣接している振動検出装置９も振動を検知してランプ２が発光する可能性がある。このような場合、２つのランプ２が発光するため、絶縁破壊位置を評定することはできない。
【０００７】
また、複雑な形状を有するガス絶縁機器の場合、絶縁破壊による振動の大きさによっては、３つ以上の振動検出装置が反応してランプが発光する可能性もあり、やはり絶縁破壊位置の評定は困難となる。さらに、振動検出装置により機器内の絶縁破壊位置を確認するには、振動検出装置本体に取付けられたランプの発光状態を肉眼で確認しなければならない。このため、高電圧が印加された機器に、人間が近づく必要がある。
【０００８】
本発明は、以上のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、振動発生位置を正確に評定することができる振動検出装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、人間が機器に近づく必要がなく、振動発生位置を正確に評定することができる振動検出システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ガス絶縁機器の絶縁破壊現象に基づく振動を検出するためのセンサを備えた振動検出装置において、他の振動検出装置との間で前記センサからの振動の検出を含む情報を送受信する通信手段と、他の振動検出装置から受信した情報を分析することで振動を検出した順位を判定する順位判定手段と、前記順位判定手段によって判定された順位に応じた表示を出力する順位表示手段とを、備えたことを特徴とする。請求項１の発明は、２つ以上のセンサが振動を検出した場合でも、振動検出順位が、１番早いセンサを確認することによって、振動発生位置を評定することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記通信手段は、電磁波信号を介して通信可能に構成されていることを特徴とする。以上のような請求項２記載の発明では、検出する振動波よりも高速に伝播する電磁波信号を利用することにより、瞬時に振動発生位置を評定することができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の振動検出装置において、前記センサによって振動が検出された場合に、音響を出力する音響出力手段を備えたことを特徴とする。請求項３記載の発明では、センサが振動を検出した場合に、音響出力手段から音響を発するので、機器に近づくことなく振動発生位置を確認することができる。従って、機器に近づく必要がなくなり、作業効率が向上するばかりでなく、不慮の事故を回避することができる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の振動検出装置において、前記センサにおける検出対象とは反対側に、弾性体が取り付けられていることを特徴とする。以上のようなる請求項４記載の発明では、検出対象に接触させるセンサの背後に弾性体を取付けた構造となっているため、機器とセンサとの接触不良を避けることができ、感度良く振動を検出することができる。従って機器内の振動発生源を精度良く評定することができる。
【００１５】
請求項５記載の発明である振動検出システムは、ガス絶縁機器の絶縁破壊現象に基づく振動を検出するセンサを備えた複数の振動検出装置と、前記振動検出装置からの信号に基づいて、振動箇所を判定する中央処理装置と、振動検出時に、前記振動検出装置と前記中央処理装置との間で信号を送受信する通信手段を備え、前記中央処理装置には、前記振動検出装置を、振動検出待ちの状態に復帰させるスイッチを有することを特徴とする。以上のような請求項５記載の発明では、振動を検出したセンサから信号が送信され、この信号を中央処理装置で受信するため、例えば、中央処理装置を振動機器から離れた位置に設置すれば、振動機器に近づくことなく中央処理装置にて振動の有無を検出することができる。従って、振動機器に近づくことによる万一の被災の可能性がなくなる。また、例えば、複数回振動する機器の振動評定を行う場合においても、振動を検出する毎に中央処理装置のスイッチを押すことによって、振動検出装置が自動的に振動検出待ちの状態に復帰するので、振動した回数毎に振動を検出することができる。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の振動検出システムにおいて、前記信号は、振動検出時刻、振動強度、振動検出装置の番号、振動検出装置の取付位置のうち少なくとも一つに関する情報を含むことを特徴とする。以上のような請求項６記載の発明では、例えば、振動検出装置からの送信信号として、振動検出時刻を送信した場合、２個以上の振動検出装置が反応したとしても、中央処理装置において、１番早い時刻を送信した振動検出装置を検出することによって、振動発生位置を評定できる。また、例えば、振動検出装置からの送信信号として、振動強度を送信した場合、２個以上の振動検出装置が反応したとしても、中央処理装置において、１番大きい強度の信号を送信した振動検出装置を検出することによって、振動発生位置を評定できる。また、例えば、送信信号として振動検出装置の番号若しくは取付位置を送信した場合、中央処理装置において、機器のどの位置に取付けたセンサが放電を検出し、機器のどの位置で放電が発生したのかを評定することができる。
【００１７】
請求項７記載の発明は、請求項５又は請求項６記載の振動検出システムにおいて、前記通信手段は、リアルタイム通信可能に構成されていることを特徴とする。以上のような請求項７記載の発明では、振動検出装置からの信号をリアルタイムで送受信することができるので、中央処理装置において瞬時に振動の有無を確認することができる。
【００１８】
請求項８記載の発明は、請求項５〜７のいずれか１項に記載の振動検出システムにおいて、前記通信手段は、他で利用されていない専用の周波数を使用して送受信を行うように構成されていることを特徴とする。以上のような請求項８記載の発明では、現在、他で使用されていない周波数を利用して信号の送受信を行うため、他の通信手段による妨害電波の悪影響を受けたり、他の通信手段に悪影響を与えたりする可能性が少ない。従って、中央処理装置において正確な評定を行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下、実施形態とする）の一例について、図面を参照して具体的に説明する。なお、図９及び図１０に示した従来技術と同一の部材に関しては同一の符号を付し、説明は省略する。
【００２１】
［第１の実施形態］
［構成］
第１の実施形態を、図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は、本実施形態に係る振動検出装置Ｓの裏面図（ａ）及び表面図（ｂ）、図２は制御装置のブロック図である。すなわち、図１（ｂ）に示すように、振動検出装置Ｓの表面には、表示部１１が設けられている。この表示部１１に表示される情報は、図２に示すように、所定のプログラムによって動作するコンピュータ若しくは専用の回路によって構成される制御装置１００によって処理される。
【００２２】
つまり、制御装置１００は、センサ３からの検出信号と、図示しない内蔵のタイマ（時刻計測手段）からの時刻に関する情報とに基づいて、振動を検出した時刻を判定する時刻判定部１１０と、センサ３からの検出信号に基づいて、振動の強度を算出する振動強度算出部１１１と、外部から入力された各振動検出装置における振動検出時刻若しくは振動強度を比較して、振動が発生した順番若しくは振動強度の順位を判定する順位判定部１１２とを有している。
【００２３】
また、制御装置１００は、時刻判定部１１０、振動強度算出部１１１及び順位判定部１１２からのデータを登録するデータ登録部１１３と、振動発生時刻、振動強度、振動が発生した順番若しくは振動の強度の順番を表す表示を、表示部１１に表示させるとともに、振動発生時にランプ２を点灯させる表示制御部１１４、電磁波信号を介して他の制御装置との通信を行なう通信制御部１１５を有している。さらに、制御装置１００には、表示部１１の表示モードを切り替える入力部１０２が接続されている。なお、請求項に記載の表示手段は、表示部１１及び表示制御部１１４に対応する。
【００２４】
［作用効果］
以上のような本実施形態によれば、ガス絶縁機器の内部において絶縁破壊が発生し、センサ３が振動を検出した場合には、ランプ２が点灯する。このとき、複数の振動検出装置Ｓにおけるランプ２が点灯した場合であっても、以下のように振動発生位置を評定できる。すなわち、時刻判定部１１０によって振動発生時刻が判定され、この時刻がデータ登録部１１３に登録される。また、その振動の強度が振動強度算出部１１１によって算出され、データ登録部１１３に登録される。そして、順位判定部１１２は、データ登録部に登録された振動発生時刻若しくは振動強度と、電磁波信号を介して通信制御部１０１に入力された他の振動検出装置Ｓからの振動発生時刻若しくは振動強度に基づいて、振動が発生した順位若しくは振動の強度の順位を判定し、この順位がデータ登録部１１３に登録される。
【００２５】
このような順位判定部１１２による順位の判定は、振動発生時刻若しくは振動強度の比較による場合ばかりでなく、他の振動検出装置Ｓからの電磁波信号の発振順に基づいて判定することもできる。例えば、ある信号検出装置Ｓにおいて、センサ３によって振動を検出した場合に、その後の振動を検出した他の振動検出装置Ｓからの電磁波信号を受信してカウントすることによって、カウント数に応じて、個々の信号検出装置Ｓが振動を検出した順位を判定することができる。
【００２６】
そして、入力部１０２から入力された表示モードの設定に応じて、表示制御部は、表示部１１に、振動を検出した時刻、検出した振動の強度、振動を検出した順番を表す表示若しくは振動の強度の順番を表す表示を表示させる。この場合の表示は、上記例でのカウント数そのもの（カウント数の多いものほど早く振動検出）であっても、順位を表す番号、マーク、キャラクター等であってもよい。
【００２７】
従って、例えば、２つ以上の振動検出装置１０が振動を検出したとしても、最も早い時刻、最も大きな振動の強度、１番早い検出の順番を表す表示若しくは１番大きな振動の強度の順番を表す表示の振動検出装置Ｓを確認することにより、その近傍で振動が発生していることを評定することができる。また、振動検出装置１０間の通信に、検出する振動波より高速に伝播する電磁波信号を利用しているので、瞬時に機器内の振動発生位置を推定することができる。
【００２８】
［第２の実施形態］
［構成］
第２の実施形態を、図３を参照して説明する。なお、図３は、本実施形態に係る振動検出装置Ｓの裏面図（ａ）、表面図（ｂ）である。すなわち、図３（ｂ）に示すように、本実施形態においては、振動検出装置Ｓの表面に、振動検出時に音響を発生するスピーカ１２が設けられている。このスピーカ１２は、上記の第１の実施形態と同様の制御装置１００に接続されている。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００２９】
［作用効果］
以上のような本実施形態によれば、発生した振動を振動検出装置Ｓのセンサ３が検出した場合、装置表面のランプ２を発光させるだけでなく、スピーカ１２から音響も発生する。このため、人間がランプ２の状態を確認するために振動発生機器に近づく必要がなく、音によって機器内に振動が発生したことを確認することができる。従って、新たな振動が発生し、機器に近づいた人間が災害を受ける可能性を避けることができる。
【００３０】
［第３の実施の形態］
［構成］
第３の実施形態を、図４を参照して説明する。なお、図４は、本実施形態に係る振動検出装置Ｓの裏面図（ａ）、側面図（ｂ）、表面図（ｃ）である。すなわち、本実施形態は、振動検出装置Ｓに設けられているセンサ３の背後（振動を発生する機器と接触する側と反対側）に、弾性体１３が取り付けられている。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００３１】
［作用効果］
以上のような本実施形態によれば、振動検出装置Ｓのセンサ３の背後に、弾性体１３が存在するため、振動を発生する機器とセンサ３との接触状態が良好となる。従って、例えば、機器の振動が弱いものであったとしても、センサ３は、感度良く振動を検出することができる。
【００３２】
［第４の実施形態］
［構成］
第４の実施形態を、図５及び図６を参照して説明する。なお、図５は、本実施形態に係る振動検出システムの構成図であり、図６は、制御装置２００のブロック図である。すなわち、本実施形態における振動の検出対象であるガス絶縁機器においては、絶縁ガス７を封入した接地タンク５が、高電圧導体４を支持する絶縁支持物６によってガス区分されている。そして、複数の振動検出装置Ｓ１〜Ｓ３は、接地タンク５の外側面に、ガス区分ごとに取り付けられている。振動検出装置Ｓ１〜Ｓ３における制御装置２００には、センサ３が振動を検出した際に、振動の発生を通知する電磁波信号１５０〜１５２を生成する信号生成部２１０を有している。
【００３３】
さらに、中央処理装置１４は、各振動検出装置Ｓ１〜Ｓ３からの信号を受信して、いずれの位置で振動が発生したかを表示装置等によって確認できるように構成されている。これは、例えば、中央処理装置１４を、上記の第１の実施形態で示した順位判定部１１２と同様の機能を実現するように、所定のプログラムで動作するコンピュータによって構成することが考えられる。
【００３４】
［作用効果］
上記のような本実施形態によれば、ガス絶縁機器の内部において、絶縁破壊による振動が発生した場合に、いずれかの振動検出装置Ｓ１〜Ｓ３から、その振動が発生したことを通知する電磁波信号１５０〜１５２が中央処理装置１４に送信されるので、振動発生位置を評定できる。このように、全ての振動検出装置Ｓ１〜Ｓ３における検出状態を、中央処理装置１４において確認することができるので、従来のように、振動検出装置Ｓ１〜Ｓ３におけるランプ２の発光状況を確認するために、人間が機器に近づく必要がなく、安全に絶縁破壊の有無を確認できる。
【００３５】
［第５の実施の形態］
［構成］
第５の実施形態を、図７を参照して説明する。なお、図７は、本実施形態に係る制御装置３００のブロック図である。すなわち、本実施形態は、基本的には、図５に示した第４の実施形態と同様の構成である。また、制御装置３００は、第１の実施形態と同様に、時刻判定部３１０、振動強度算出部３１１、データ登録部３１３、表示制御部３１４、通信制御部３１５を有している。但し、本実施形態においては、電磁波信号１５０〜１５２を生成する信号生成部３１２を有している。また、データ登録部３１３においては、あらかじめセンサ番号（振動検出装置Ｓ１〜Ｓ３の識別番号）、センサ取付位置が登録されている。そして、信号生成部３１２は、振動が検出された場合に生成する電磁波信号１５０〜１５２が、振動の検出時刻、振動の強度、センサ番号、センサ取付位置のうちの少なくとも１つの情報を含むように設定されている。
【００３６】
［作用効果］
上記の構成では、複数の振動検出装置Ｓ１〜Ｓ３を、ガス絶縁機器に取付けた場合において、例えば、２つ以上の振動検出装置が反応した場合においても、送信される信号の中に、振動検出時刻、振動の強度、センサ番号若しくはセンサ取付位置の情報が含まれている。このため、中央処理装置１４において受信した信号の中で、振動検出時刻が最も早いセンサ３若しくは振動強度が最も大きいセンサ３の番号若しくは取付位置を判別することによって、機器内部の放電位置を評定することができる。
【００３７】
［第６の実施形態］
［構成］
第６の実施形態を以下に説明する。すなわち、本実施形態は、基本的には、図５に示した第４の実施形態と同様の構成を有し、図６若しくは図７に示した制御装置２００若しくは３００と同様の構成を有している。但し、制御装置２００若しくは３００における通信制御部２１１若しくは３１５、中央処理装置１４は、振動発生時に電磁波信号１５０〜１５２をリアルタイムに送受信する機能を有している。
【００３８】
［作用効果］
上記のようは本実施形態では、電磁波信号１５０〜１５２の送受信に、リアルタイム送受信機能を利用しているため、センサ３からの送信信号を、瞬時に中央処理装置１４にて処理することができる。従って、機器内の振動発生位置を瞬時に評定することができる。
【００３９】
［第７の実施の形態］
［構成］
第７の実施形態を、以下に説明する。すなわち、本実施形態は、図５に示した第４の実施形態と同様の構成を有し、図６若しくは図７に示した制御装置２００若しくは３００と同様の構成を有している。但し、制御装置２００若しくは３００における通信制御部２１１若しくは３１５、中央処理装置１４は、現在、他の通信装置等で使用されていない専用の周波数を利用して、電磁波信号１５０〜１５２の送受信を行なう機能を有している。
【００４０】
［作用効果］
以上のような本実施形態によれば、振動検出装置Ｓ１〜Ｓ３と中央処理装置１４との間の電磁波信号１５０〜１５２の送受信を、専用の周波数を用いて行なうことによって、外部からの妨害電波を受信する可能性が少なく、また、外部への悪影響を及ぼす可能性も少ない。従って、センサ３からの信号を誤信することなく、正確に放電位置を評定することができる。
【００４１】
［第８の実施形態］
［構成］
第８の実施形態を、図８を参照して説明する。すなわち、本実施形態は、基本的には、図５に示した第４の実施形態と同様の構成である。但し、本実施形態では、中央処理装置１４に、ガス絶縁機器に取付けた振動検出装置Ｓ１〜Ｓ３の状態を、検出待ち状態に復帰させるためのスイッチ（図示せず）が設けられている。このスイッチは、中央処理装置１４に設けられた自動復帰ボタン１６を押圧操作することによって切替可能に構成されている。
【００４２】
［作用効果］
以上のような本実施形態によれば、中央処理装置１４に設置した自動復帰ボタン１６を押すだけで、機器に取り付けた振動検出装置Ｓ１〜Ｓ３が、自動的に検出待ちの状態になるため、例えば、断続的に振動する機器のそれぞれの振動を検出する際に、連続的に振動を検出することができる。
【００４３】
［他の実施形態］
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、各部材の数や種類、形状等は適宜変更可能である。例えば、振動検出装置の設置数は、上記のものには限定されず、自由に増減変更可能である。また、１つのガス区分に複数の振動検出装置を設置してもよいし、設置しないガス区分があってもよい。表示部としては、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、ＰＤ（プラズマディスプレイ）等、公知のあらゆる表示装置が適用可能である。また、通信制御部による通信は、無線であっても、通信線を介した有線であってもよい。さらに、本発明による振動の検出対象は、ガス絶縁機器には限定されず、他のあらゆる装置に適用可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、振動発生位置を正確に評定可能な振動検出装置を提供することができる。
また、本発明によれば、人間が機器に近づく必要がなく、振動発生位置を正確に評定可能な振動検出システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の振動検出装置の第１の実施形態を示す裏面図（ａ）、表面図（ｂ）。
【図２】図１の実施形態における制御装置を示すブロック図。
【図３】本発明の振動検出装置の第２の実施形態を示す裏面図（ａ）、表面図（ｂ）。
【図４】本発明の振動検出装置の第３の実施形態を示す裏面図（ａ）、側面図（ｂ）、表面図（ｃ）。
【図５】本発明の振動検出システムの第４の実施形態を示す構成図。
【図６】図５の実施形態における制御装置を示すブロック図。
【図７】本発明の振動検出システムの第５の実施形態における制御装置を示すブロック図。
【図８】本発明の振動検出システムの第８の実施形態を示す構成図。
【図９】従来の振動検出装置の一例を示す裏面図（ａ）、表面図（ｂ）。
【図１０】従来の振動検出装置の設置例を示す構成図。
【符号の説明】
１…スイッチ
２…ランプ
３…センサ
４…高電圧導体
５…接地タンク
６…絶縁支持物
７…絶縁ガス
８〜１０、Ｓ，Ｓ１〜Ｓ３…振動検出装置
１１…表示部
１２…スピーカ
１３…弾性体
１４…中央処理装置
１００，２００，３００…制御装置
１０１，２１１…通信制御部
１０２…入力部
１１０，３１０…時刻判定部
１１１，３１１…振動強度算出部
１１２…順位判定部
１１３，３１３…データ登録部
１１４，３１４…表示制御部
１１５，３１５…通信制御部
１５０〜１５２…電磁波信号
１６…自動復帰ボタン
２１０，３１２…信号生成部

Claims

ガス絶縁機器の絶縁破壊現象に基づく振動を検出するためのセンサを備えた振動検出装置において、
他の振動検出装置との間で前記センサからの振動の検出を含む情報を送受信する通信手段と、
他の振動検出装置から受信した情報を分析することで振動を検出した順位を判定する順位判定手段と、
前記順位判定手段によって判定された順位に応じた表示を出力する順位表示手段とを、備えたことを特徴とする振動検出装置。
前記通信手段は、電磁波信号を介して通信可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載の振動検出装置。
前記センサによって振動が検出された場合に、音響を出力する音響出力手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の振動検出装置。
前記センサにおける検出対象とは反対側に、弾性体が取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の振動検出装置。
ガス絶縁機器の絶縁破壊現象に基づく振動を検出するセンサを備えた複数の振動検出装置と、前記振動検出装置からの信号に基づいて、振動箇所を判定する中央処理装置と、振動検出時に、前記振動検出装置と前記中央処理装置との間で信号を送受信する通信手段を備え、
前記中央処理装置には、前記振動検出装置を、振動検出待ちの状態に復帰させるスイッチを有することを特徴とする振動検出システム。
前記信号は、振動検出時刻、振動強度、振動検出装置の番号、振動検出装置の取付位置のうち少なくとも一つに関する情報を含むことを特徴とする請求項５記載の振動検出システム。
前記通信手段は、リアルタイム通信可能に構成されていることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の振動検出システム。
前記通信手段は、他で利用されていない専用の周波数を使用して送受信を行うように構成されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の振動検出システム。