JP4553212B1 - 遮断器動作監視装置、監視システム、プログラムおよび遮断器の投入操作方式の判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 異なる投入操作方式を区別して遮断器の動作を監視する。
【解決手段】 複数の遮断器に投入操作時の操作電流を供給する第１の電源線に流れる電流値を操作電流値として算出する第１の電流値算出部と、第１の期間における前記操作電流値の最大値に基づいて、前記複数の遮断器の何れかが閉極する入動作をしたか否かを判定する動作判定部と、前記操作電流値が前記最大値となるピークタイミングを検出するピーク検出部と、前記第１の期間のうち、前記ピークタイミングの直前の第２の期間における前記操作電流値に基づいて、前記複数の遮断器のうち前記入動作をした遮断器の投入操作方式を判定する方式判定部と、前記入動作をした遮断器の動作時間が、前記投入操作方式に応じて予め設定された基準入動作時間以上である場合に警報情報を出力する警報出力部と、を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、遮断器動作監視装置、監視システム、プログラム、および遮断器の投入操作方式の判定方法に関する。

電力系統の信頼性を確保するためには、発電所、変電所などの電気所や送電線、配電線などの電線路を適宜監視することが重要である。また、電気所は交通が不便な場所にある場合や電気所運転の効率化のため無人のケースが多く、電気所内に設置されている数多くの機器は、一般に、制御所や給電所などから遠隔制御（遠隔操作）されるとともに、それらの施設において遠隔監視されている。

また、電気所内の機器のうち、特に遮断器は、電力系統が正常に機能している場合に電路の開閉を行うだけでなく、短絡事故や地絡事故などの場合に事故電流を短時間で遮断し、事故の重大な影響を防止する目的で設置されている。そのため、遮断器に対しては、故障のみならず、故障に至る以前の不具合兆候などの異常動作を適時に把握することが望ましい。

例えば、特許文献１では、発変電所機器の遠方監視方法の一例として、変電所に設置された遠制装置（遠隔制御装置）から開閉指令信号を遮断器に入力し、遮断器の開閉動作に応じて作動する補助スイッチの出力信号が変化するまでの応動時間に応じて遮断器の状態を判定する、変電所遮断器の遠方監視方法が開示されている。

また、例えば、特許文献２では、遠方配置の制御監視手段が、真空遮断器に対する操作指令の検出信号および真空遮断器の補助開閉器接点の開閉時間の検出信号に基づいて真空遮断器の動作時間を計算し、予め設定された動作状況データと比較することによって真空遮断器の異常を監視する、真空遮断器の監視装置が開示されている。

また、例えば、特許文献３では、遮断器の動作開始の指令時刻を示す遮断指令信号と音響センサが検出した遮断器の動作音とに基づいて遮断器の動作時間を算出し、遮断器の異常の有無を判定する、遮断器監視装置が開示されている。

また、例えば、特許文献４では、振動検出手段によって遮断器の固定接触子および可動接触子の接触時点を求め、遮断器に対する投入指令信号の発生時点からの動作時間と正常時の動作時間との差が基準値を超える場合に異常信号を発生する、遮断器の開閉異常検出装置が開示されている。

このようにして、補助スイッチ（補助開閉器）を用いたり、遮断器の動作音や接触振動を検出したりすることによって、遮断器に対する指令信号の入力時からの動作時間（応動時間）を算出し、当該動作時間に応じて遮断器の状態を判定することができる。

特開２００５−１６８１２１号公報 特開２００６−１６４６６６号公報 特開２００７−２７３１５７号公報 特開平０１−２３２６２８号公報

ところで、遮断器の動作時間は、遮断器が開極する切動作時と閉極する入動作時とで通常異なる。したがって、電気所内において遮断器の動作を監視する遮断器動作監視装置が切動作および入動作の両方を監視対象とするためには、当該両動作を区別する必要がある。

しかしながら、上記特許文献３に開示されている遮断器監視装置では、遮断指令信号によって開始される切動作しか監視対象とすることができない。また、上記特許文献４に開示されている遮断器の開閉異常検出装置では、投入指令信号によって開始される入動作しか監視対象とすることができない。そのため、これらの装置を用いて、切動作および入動作の両方を監視対象とすることはできない。

また、電気所内には複数の種類の遮断器が設置されている場合もある。この場合、切動作時の動作時間（切動作時間）は、定格遮断時間（サイクル）や標準動作責務に応じて略一様となるのに対して、入動作時の動作時間（入動作時間）は、遮断器の投入操作方式によって異なる。したがって、電気所内に異なる種類の遮断器が混在している場合には、それぞれの遮断器の投入操作方式を区別する必要がある。

例えば、モータ（電動機）を用いて投入ばねを蓄勢する電動ばね操作方式の遮断器と、電磁石を用いて開閉操作する電磁操作方式の遮断器とでは、入動作時間が通常異なるため、当該両方式を区別する必要がある。さらに、電磁操作方式の遮断器のうち、例えば、ＶＣＢ（Vacuum Circuit Breaker：真空遮断器）など、駆動部の質量が小さい小型電磁操作方式の遮断器と、ＯＣＢ（Oil Circuit Breaker：油遮断器）など、駆動部の質量が大きい大型電磁操作方式の遮断器とでも、入動作時間が通常異なるため、当該両方式を区別する必要がある。

しかしながら、上記特許文献１ないし特許文献４では、遮断器の投入操作方式を区別することについて、何ら開示されていない。そのため、これらの文献に開示されている技術を、異なる種類の遮断器が混在している電気所に適用することはできない。

前述した課題を解決する主たる本発明は、複数の遮断器に投入操作時の操作電流を供給する第１の電源線に流れる電流値を操作電流値として算出する第１の電流値算出部と、第１の期間における前記操作電流値の最大値に基づいて、前記複数の遮断器の何れかが閉極する入動作をしたか否かを判定する動作判定部と、前記操作電流値が前記最大値となるピークタイミングを検出するピーク検出部と、前記第１の期間のうち、前記ピークタイミングの直前の第２の期間における前記操作電流値の平均値を算出する平均値算出部と、前記平均値が第１の基準値未満である場合には、前記複数の遮断器のうち前記入動作をした遮断器の投入操作方式を電動ばね操作方式であると判定し、前記平均値が前記第１の基準値以上である場合には、前記入動作をした遮断器の投入操作方式を電磁操作方式であると判定する方式判定部と、前記入動作をした遮断器の動作時間が、前記投入操作方式に応じて予め設定された基準入動作時間以上である場合に警報情報を出力する警報出力部と、を有することを特徴とする遮断器動作監視装置である。

本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。

本発明によれば、異なる投入操作方式を区別して遮断器の動作を監視することができる。

本発明の一実施形態における遮断器動作監視装置の構成を示すブロック図である。 遮断器動作監視装置を備えた監視システム全体の構成の概略を示すブロック図である。 電動ばね操作方式の遮断器の構成の一例を示す展開接続図（シーケンス図）である。 電動ばね操作方式の遮断器の入動作時における操作電流および制御電流の一例を示す図である。 遮断器の切動作時における操作電流および制御電流の一例を示す図である。 電磁操作方式の遮断器の構成の一例を示す展開接続図である。 小型電磁操作方式の遮断器の入動作時における操作電流および制御電流の一例を示す図である。 大型電磁操作方式の遮断器の入動作時における操作電流および制御電流の一例を示す図である。 動作判定部３３、ピーク検出部３４、平均値算出部３５、方式判定部３６、および警報出力部３７の機能をコンピュータに実現させるためのプログラムの動作を説明するフローチャートである。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

＝＝＝監視システム全体の構成の概略＝＝＝
以下、図２を参照して、遮断器動作監視装置を備えた監視システム全体の構成の概略について説明する。
図２に示されている監視システムは、電気所内に設置された遮断器６１ないし６３を監視するためのシステムであり、当該電気所内に設置された直流電源装置１、遮断器動作監視装置３、および遠隔制御子局装置８と、例えば制御所内に設置された遠隔制御親局装置９とを含んで構成されている。なお、図２は単線結線図であり、各電線のうち正側のみを示している。

監視対象である遮断器６１ないし６３は、それぞれ異なる種類の遮断器であり、送電母線７０から分岐した送電線７１ないし７３にそれぞれ設置されている。以下の説明においては、一例として、遮断器６１は電動ばね操作方式の遮断器であり、遮断器６２はＶＣＢなどの小型電磁操作方式の遮断器であり、遮断器６３はＯＣＢなどの大型電磁操作方式の遮断器であるものとする。なお、遮断器６１ないし６３の構成についての詳細な説明は後述する。

直流電源装置１は、例えば交流電源１１、整流器１２、ＭＣＣＢ（Molded Case Circuit Breaker：配線用遮断器）１３、１６、１８、直流母線１４、蓄電池１５、操作電源端子１７、および制御電源端子１９を含んで構成されている。整流器１２は、入力側が交流電源１１に接続され、出力側がＭＣＣＢ１３を介して直流母線１４に接続されている。また、直流母線１４には、ＭＣＣＢ１３と並列に蓄電池１５が接続されている。そして、直流母線１４は、ＭＣＣＢ１６および１８を介して、それぞれ操作電源端子１７および制御電源端子１９に接続されている。

操作電源端子１７は、操作電源線５１（第１の電源線）を介して、遮断器６１ないし６３に分岐して接続されている。また、制御電源端子１９は、制御電源線５２（第２の電源線）を介して、遮断器６１ないし６３に分岐して接続されている。

変流器２１は、例えばクランプ式の計器用変流器であり、ＭＣＣＢ１６および操作電源端子１７間の電線に設置されている。同様に、変流器２２は、ＭＣＣＢ１８および制御電源端子１９間の電線に設置されている。また、変流器２１および２２の二次側は、いずれも遮断器動作監視装置３に接続されている。そして、遮断器動作監視装置３からは、警報情報ＡＬが出力されている。なお、遮断器動作監視装置３の構成についての詳細な説明は後述する。

遠隔制御子局装置８には、警報情報ＡＬが入力され、遠隔制御子局装置８から出力される指令情報ＣＭ１ないしＣＭ３は、それぞれ遮断器６１ないし６３に入力されている。また、遠隔制御子局装置８と遠隔制御親局装置９とは、例えば公衆通信網などを介して接続されている。

＝＝＝監視システム全体の動作の概略＝＝＝
次に、監視システム全体の動作の概略について説明する。
直流電源装置１の整流器１２は、交流電源１１から入力される交流電流を直流電流に変換し、ＭＣＣＢ１３を介して直流母線１４に供給する。また、蓄電池１５は、直流母線１４を介して充電されており、例えば停電などによって整流器１２から直流電流が供給されない場合に、直流母線１４に直流電流を供給する。さらに、当該直流電流は、ＭＣＣＢ１６および１８をそれぞれ流れる操作電源電流Ｉ１および制御電源電流Ｉ２に分岐し、操作電源端子１７および制御電源端子１９を介して、それぞれ操作電源線５１および制御電源線５２に供給される。なお、ＭＣＣＢ１３、１６、および１８は、それぞれに接続される負荷を過電流などから保護する。

操作電源電流Ｉ１は、操作電源線５１を介して操作電流Ｉ１１ないしＩ１３に分岐し、それぞれ遮断器６１ないし６３に供給される。また、制御電源電流Ｉ２は、制御電源線５２を介して制御電流Ｉ２１ないしＩ２３に分岐し、それぞれ遮断器６１ないし６３に供給される。

変流器２１および２２は、それぞれ操作電源電流Ｉ１および制御電源電流Ｉ２を検出し、それぞれの二次側電流Ｉ３およびＩ４は、いずれも遮断器動作監視装置３に入力されている。また、遮断器動作監視装置３は、遮断器６１ないし６３の動作を監視し、故障や不具合兆候などの異常動作を検出した場合に警報情報ＡＬを出力する。なお、遮断器動作監視装置３の動作についての詳細な説明は後述する。

遠隔制御子局装置８は、入力された警報情報ＡＬを遠隔制御親局装置９に送信し、遮断器６１ないし６３の異常動作を制御所に報知する。また、遠隔制御親局装置９は、それぞれ遮断器６１ないし６３に対する指令情報ＣＭ１ないしＣＭ３を送信し、遠隔制御子局装置８は、受信した指令情報に基づいて、対応する遮断器を制御する。なお、遮断器６１ないし６３の動作についての詳細な説明は後述する。

このようにして、監視システムにおいて、遮断器動作監視装置３は、遮断器６１ないし６３の動作を監視し、遠隔制御子局装置８および遠隔制御親局装置９を介してこれらの遮断器の異常動作を制御所に報知する。

＝＝＝電動ばね操作方式の遮断器の構成および動作の一例＝＝＝
以下、図３を参照して、遮断器動作監視装置の監視対象である電動ばね操作方式の遮断器６１の構成について説明する。なお、図３においては、説明の便宜上、主要な構成要素のみを示している。また、５１ｐおよび５１ｎは、操作電源線５１のうち正側および負側をそれぞれ示しており、５２ｐおよび５２ｎは、制御電源線５２のうち正側および負側をそれぞれ示している。

遮断器６１は、例えば入スイッチ６１１、投入コイル６１２、リミットスイッチ６１３、電磁接触器６１４、モータ６１５、切スイッチ６１６、および引外しコイル６１７を含んで構成されている。
投入コイル６１２は、入スイッチ６１１を介して制御電源線５２に接続されている。また、電磁接触器６１４は、リミットスイッチ６１３を介して制御電源線５２に接続されている。さらに、モータ６１５は、電磁接触器６１４の接点を介して操作電源線５１に接続されている。そして、引外しコイル６１７は、切スイッチ６１６を介して制御電源線５２に接続されている。

次に、図３および図４を参照して、遮断器６１の入動作について説明する。なお、図３においては、操作電流Ｉ１１が流れている間の各スイッチおよび電磁接触器６１４の状態を示している。
例えば遠隔制御子局装置８からの投入指令情報ＣＭ１によって、まず、入スイッチ６１１が閉じる。また、入スイッチ６１１が閉じると、投入コイル６１２に制御電流Ｉ２１が供給され、遮断器６１の投入が開始される（図４のｔ１＿０時点）。そして、遮断器６１の投入が完了すると、投入コイル６１２に制御電流Ｉ２１が供給されなくなる（ｔ１＿１時点）。
一方、遮断器６１の投入完了とともに、リミットスイッチ６１３が閉じ、電磁接触器６１４の接点が閉じる。また、電磁接触器６１４の接点が閉じると、モータ６１５に操作電流Ｉ１１が供給され、モータ６１５の回転によって投入ばね（不図示）が蓄勢される。そして、投入ばねの蓄勢が完了すると、リミットスイッチ６１３が開き、電磁接触器６１４の接点が開くため、モータ６１５に操作電流Ｉ１１が供給されなくなる（ｔ１＿２時点）。

ここで、モータ６１５に流れる操作電流Ｉ１１は、突入電流が流れる起動時に最大となるため、操作電流Ｉ１１が最大となるピークタイミングＴｐ１と、遮断器６１の投入完了時との時間差は小さい。したがって、制御電流Ｉ２１の供給開始時ｔ１＿０から操作電流Ｉ１１のピークタイミングＴｐ１までの時間を、遮断器６１の入動作時間とすることができる。なお、投入指令情報ＣＭ１の入力時を、遮断器６１の入動作の開始時としてもよい。また、投入コイル６１２に流れる制御電流Ｉ２１は、遮断器６１の投入完了直前に最大となるため、制御電流Ｉ２１が最大となるピークタイミングＴｐｃｃを、遮断器６１の入動作の完了時としてもよい。

次に、図３および図５を参照して、遮断器６１の切動作について説明する。
例えば遠隔制御子局装置８からの遮断指令情報ＣＭ１によって、まず、切スイッチ６１６が閉じる。また、切スイッチ６１６が閉じると、引外しコイル６１７に制御電流Ｉ２１が供給され、遮断器６１の引外しが開始される（図５のｔ０＿０時点）。そして、遮断器６１の引外しが完了すると、引外しコイル６１７に制御電流Ｉ２１が供給されなくなる（ｔ０＿１時点）。

ここで、引外しコイル６１７に流れる制御電流Ｉ２１は、遮断器６１の引外し完了直前に最大となり、引外し完了後急激に減少するため、制御電流Ｉ２１の供給終了時ｔ０＿１と、遮断器６１の引外し完了時との時間差は小さい。したがって、制御電流Ｉ２１の供給開始時ｔ０＿０から供給終了時ｔ０＿１までの時間を、遮断器６１の切動作時間とすることができる。なお、遮断指令情報ＣＭ１の入力時を、遮断器６１の切動作の開始時としてもよい。また、制御電流Ｉ２１が最大となるピークタイミングＴｐｔｃを、遮断器６１の切動作の完了時としてもよい。

＝＝＝電磁操作方式の遮断器の構成および動作の一例＝＝＝
以下、図６を参照して、遮断器動作監視装置の監視対象である電磁操作方式の遮断器６２および６３の構成について説明する。なお、小型電磁操作方式の遮断器６２と、大型電磁操作方式の遮断器６３とで、遮断器の外形や駆動部の形状などの機械的構成は異なるものの、電気的構成は共通である。また、図６においては、説明の便宜上、主要な構成要素のみを示している。
遮断器６２（または遮断器６３）は、例えば入スイッチ６２１、電磁継電器６２２、投入コイル６２３、切スイッチ６２４、および引外しコイル６２５を含んで構成されている。
電磁継電器６２２は、入スイッチ６２１を介して制御電源線５２に接続されている。また、投入コイル６２３は、電磁継電器６２２の接点を介して操作電源線５１に接続されている。そして、引外しコイル６２５は、切スイッチ６２４を介して制御電源線５２に接続されている。

次に、図６および図７を参照して、遮断器６２の入動作について説明する。なお、図６においては、操作電流Ｉ１２が流れている間の各スイッチおよび電磁継電器６２２の状態を示している。
例えば遠隔制御子局装置８からの投入指令情報ＣＭ２によって、まず、入スイッチ６２１が閉じる。また、入スイッチ６２１が閉じると、電磁継電器６２２の電磁石（不図示）に制御電流Ｉ２２が供給される（図７のｔ２＿０時点）。さらに、電磁石の磁力によって電磁継電器６２２の接点が閉じると、投入コイル６２３に操作電流Ｉ１２が供給され、遮断器６２の投入が開始される（ｔ２＿１時点）。そして、遮断器６２の投入が完了すると、投入コイル６２３に操作電流Ｉ１２が供給されなくなる（ｔ２＿２時点）。

ここで、電磁継電器６２２への制御電流Ｉ２２の供給開始時ｔ２＿０から、投入コイル６２３への操作電流Ｉ１２の供給開始時ｔ２＿１までの時間は、電磁継電器６２２の動作時間であり、遮断器の駆動部の質量によらず略一定となる。また、投入コイル６２３に流れる操作電流Ｉ１２は、遮断器６２の投入完了直前に最大となり、投入完了後急激に減少するため、操作電流Ｉ１２の供給終了時ｔ２＿２と、遮断器６２の投入完了時との時間差は小さい。したがって、制御電流Ｉ２２の供給開始時ｔ２＿０から操作電流Ｉ１２の供給終了時ｔ２＿２までの時間を、遮断器６２の入動作時間とすることができる。なお、投入指令情報ＣＭ２の入力時を、遮断器６２の入動作の開始時としてもよい。また、操作電流Ｉ１２が最大となるピークタイミングＴｐ２を、遮断器６２の入動作の完了時としてもよい。

次に、図６および図８を参照して、遮断器６３の入動作について説明する。なお、図６においては、操作電流Ｉ１３が流れている間の各スイッチおよび電磁継電器６２２の状態を示している。
遮断器６３は、遮断器６２より質量が大きい駆動部（不図示）を有するため、投入コイル６２３が大型で、供給される操作電流Ｉ１３は、遮断器６２の操作電流Ｉ１２より大きくなり、より長く供給される必要がある。したがって、遮断器６２と同様に、制御電流Ｉ２３の供給開始時ｔ３＿０（または投入指令情報ＣＭ３の入力時）から操作電流Ｉ１３の供給終了時ｔ３＿２（またはピークタイミングＴｐ３）までの時間を、遮断器６３の入動作時間とすると、当該入動作時間は、遮断器６２の入動作時間より大きくなる。
遮断器６２および６３の切動作は、切スイッチおよび引外しコイルの符号を除いて、遮断器６１の切動作と同様である。

＝＝＝遮断器動作監視装置の構成＝＝＝
以下、図１を参照して、本発明の一実施形態における遮断器動作監視装置の構成について説明する。
図１に示されている遮断器動作監視装置３は、電流値算出部３１、３２、動作判定部３３、ピーク検出部３４、平均値算出部３５、方式判定部３６、警報出力部３７、および記録部３８を含んで構成されている。

電流値算出部３１（第１の電流値算出部）は、ＡＤＣ（Analog-Digital Converter：アナログ・デジタル変換部）３１１および記憶部３１２を備えている。同様に、電流値算出部３２（第２の電流値算出部）は、ＡＤＣ３２１および記憶部３２２を備えている。また、電流値算出部３１および３２には、変流器２１の二次側電流Ｉ３および変流器２２の二次側電流Ｉ４がそれぞれ入力されている。さらに、電流値算出部３１および３２からそれぞれ出力される操作電流値Ａ１および制御電流値Ａ２は、いずれも動作判定部３３に入力されている。そして、動作判定部３３からは、動作判定結果フラグＳＷが出力されている。

ピーク検出部３４には、操作電流値Ａ１および動作判定結果フラグＳＷが入力され、ピーク検出部３４からは、ピークタイミングＴｐが出力されている。また、平均値算出部３５には、操作電流値Ａ１およびピークタイミングＴｐが入力され、平均値算出部３５から出力される操作電流平均値Ａａは、方式判定部３６に入力されている。そして、方式判定部３６からは、方式判定結果フラグＴＹが出力されている。

警報出力部３７には、操作電流値Ａ１、制御電流値Ａ２、動作判定結果フラグＳＷ、および方式判定結果フラグＴＹが入力され、警報出力部３７から出力される警報情報ＡＬは、当該遮断器動作監視装置３から出力されている。また、記録部３８には、操作電流値Ａ１、制御電流値Ａ２、動作判定結果フラグＳＷ、方式判定結果フラグＴＹ、および警報出力部３７が入力されている。

＝＝＝遮断器動作監視装置の動作＝＝＝
次に、本実施形態における遮断器動作監視装置の動作について説明する。
電流値算出部３１は、ＡＤＣ３１１を用いて電流Ｉ３の電流値をサンプリングし、変流器２１の変流比で適宜除算することによって、操作電源電流Ｉ１の電流値をデジタル値である操作電流値Ａ１として算出する。同様に、電流値算出部３２は、ＡＤＣ３２１を用いて電流Ｉ４の電流値をサンプリングし、変流器２２の変流比で適宜除算することによって、制御電源電流Ｉ２の電流値をデジタル値である制御電流値Ａ２として算出する。

なお、後述するように、操作電流値Ａ１および制御電流値Ａ２は、動作判定部３３以降の処理において、所定の期間や所定のタイミングにおける値が用いられるため、それぞれ記憶部３１２および３２２に一時的に記憶される。一例として、ＡＤＣ３１１および３２１は、それぞれ操作電流値Ａ１および制御電流値Ａ２を１ｍｓ程度ごとにサンプリングし、記憶部３１２および３２２は、それぞれの１０００サンプリング（１０００ｍｓ）程度の時系列データを順次記憶する。

動作判定部３３は、まず、期間Ｔ１（第１の期間）における操作電流値Ａ１の最大値Ｍａｘ［Ａ１］を抽出する。そして、最大値Ｍａｘ［Ａ１］が基準値Ｌ１（第３の基準値）以上である場合に、遮断器６１ないし６３の何れかが入動作をしたと判定し、動作判定結果フラグＳＷ＝１を出力する。一例として、期間Ｔ１は、１０００ｍｓ程度とし、基準値Ｌ１は、数Ａ程度とする。

また、動作判定部３３は、最大値Ｍａｘ［Ａ１］が基準値Ｌ１未満である場合に、期間Ｔ１の判定タイミングＴｊ（所定のタイミング）における制御電流値Ａ２の判断値Ｒｅｆ［Ａ２］を抽出する。そして、判断値Ｒｅｆ［Ａ２］が基準値Ｌ２（第４の基準値）以上であるときには、遮断器６１ないし６３の何れかが切動作をしたと判定し、動作判定結果フラグＳＷ＝０を出力する。一例として、判定タイミングＴｊは、制御電流値Ａ２の上昇開始時（図５のｔ０＿０時点）から数十ｍｓ程度後とし、基準値Ｌ２は、数百ｍＡ程度とする。また、判定タイミングＴｊは、遮断指令情報ＣＭ１ないしＣＭ３の入力時から数十ｍｓ程度後や、制御電流値Ａ２が最大値となるピークタイミング（図５のＴｐｔｃ時点）としてもよく、基準値Ｌ２は、判定タイミングＴｊに応じて適宜設定される。

このようにして、動作判定部３３は、期間Ｔ１における操作電流値Ａ１の最大値Ｍａｘ［Ａ１］、および判定タイミングＴｊにおける制御電流値Ａ２の判断値Ｒｅｆ［Ａ２］に基づいて、遮断器６１ないし６３の入動作および切動作をそれぞれ判定する。なお、動作判定部３３は、遮断器６１ないし６３が入動作または切動作をしたと判定しない場合には、例えば動作判定結果フラグＳＷ＝２を出力する。

ピーク検出部３４は、操作電流値Ａ１が最大値Ｍａｘ［Ａ１］となるピークタイミングＴｐを検出する。また、平均値算出部３５は、期間Ｔ１のうちピークタイミングＴｐの直前の期間Ｔ２（第２の期間）における操作電流値Ａ１の平均値Ａａ＝Ａｖｅ［Ａ１（Ｔｐ）］を算出する。一例として、期間Ｔ２は、数ｍｓ程度とする。そして、方式判定部３６は、平均値Ａａに基づいて、入動作をした遮断器の投入操作方式を判定する。

図４に示したように、電動ばね操作方式の遮断器６１が入動作をした場合、操作電流値Ａ１は、投入完了後急激に上昇する。したがって、方式判定部３６は、平均値Ａａが基準値Ｌａ１（第１の基準値）未満である場合には、入動作をした遮断器を遮断器６１であると判定し、方式判定結果フラグＴＹ＝１を出力する。一例として、基準値Ｌａ１は、数Ａ程度とする。

一方、図７および図８に示したように、電磁操作方式の遮断器６２または６３が入動作をした場合、操作電流値Ａ１は、投入開始後次第に上昇する。したがって、方式判定部３６は、平均値Ａａが基準値Ｌａ１以上である場合には、入動作をした遮断器を遮断器６２または６３であると判定する。

さらに、図７および図８に示したように、駆動部の質量が大きい大型電磁操作方式の遮断器６３は、駆動部の質量が小さい小型電磁操作方式の遮断器６２より平均値Ａａが大きくなる。したがって、方式判定部３６は、平均値Ａａが基準値Ｌａ１より大きい基準値Ｌａ２（第２の基準値）未満であるときには、入動作をした遮断器を遮断器６２であると判定し、方式判定結果フラグＴＹ＝２を出力する。一方、平均値Ａａが基準値Ｌａ２以上であるときには、入動作をした遮断器を遮断器６３であると判定し、方式判定結果フラグＴＹ＝３を出力する。一例として、基準値Ｌａ１は、数十Ａ程度とする。

このようにして、方式判定部３６は、期間Ｔ２における操作電流値Ａ１の平均値Ａａに基づいて、入動作をした遮断器の投入操作方式を判定する。

警報出力部３７は、まず、動作判定結果フラグＳＷおよび方式判定結果フラグＴＹに応じて、操作電流値Ａ１や制御電流値Ａ２などから、入動作または切動作をした遮断器の動作時間Ｔｏｐを求める。

前述したように、ＳＷ＝１、かつＴＹ＝１である場合の動作時間Ｔｏｐ、すなわち、遮断器６１の入動作時間は、例えば、制御電流値Ａ２の上昇開始時（図４のｔ１＿０時点）からピークタイミングＴｐ（図４のＴｐ１時点）までの時間とすることができる。また、ＳＷ＝１、かつＴＹ＝２または３である場合の動作時間Ｔｏｐ、すなわち、遮断器６２または６３の入動作時間は、例えば、制御電流値Ａ２の上昇開始時（図７のｔ２＿０時点または図８のｔ３＿０時点）から操作電流値Ａ１のピークタイミングＴｐ（図７のＴｐ２時点または図８のまたは図８のＴｐ３時点）までの時間とすることができる。

一方、ＳＷ＝０である場合の動作時間Ｔｏｐ、すなわち、遮断器６１ないし６３の切動作時間は、例えば、制御電流値Ａ２の上昇開始時（図５のｔ０＿０時点）から下降終了時（図５のｔ０＿１時点）までの時間とすることができる。

そして、警報出力部３７は、動作時間Ｔｏｐが基準動作時間Ｔｒ（ＳＷ，ＴＹ）以上である場合に警報情報ＡＬを出力する。

ここで、基準動作時間Ｔｒ（ＳＷ，ＴＹ）は、動作判定結果フラグＳＷおよび方式判定結果フラグＴＹに応じて予め設定される。また、ＳＷ＝１である場合の基準入動作時間Ｔｒ（ＳＷ＝１，ＴＹ）は、方式判定結果フラグＴＹに応じて個別に設定されるのに対して、ＳＷ＝０である場合の基準切動作時間Ｔｒ（ＳＷ＝０，ＴＹ）は、方式判定結果フラグＴＹによらず共通に設定される。一例として、基準動作時間Ｔｒ（ＳＷ，ＴＹ）は、いずれも数十から数百ｍｓ程度とするが、大型電磁操作方式に設定される基準入動作時間Ｔｒ（ＳＷ＝１，ＴＹ＝３）は、小型電磁操作方式に設定される基準入動作時間Ｔｒ（ＳＷ＝１，ＴＹ＝２）より大きい。なお、基準切動作時間Ｔｒ（ＳＷ＝０，ＴＹ）は、基準入動作時間Ｔｒ（ＳＷ＝１，ＴＹ）より通常小さい。

このようにして、警報出力部３７は、遮断器の動作時間Ｔｏｐを求め、予め設定された基準動作時間Ｔｒ（ＳＷ，ＴＹ）との比較結果に基づいて、故障や不具合兆候などの異常動作を示す警報情報ＡＬを出力する。

記録部３８は、遮断器６１ないし６３の何れかが入動作または切動作をしたと判定された場合、すなわち、ＳＷ＝１または０である場合に、記憶部３１２および３２２にそれぞれ記憶されている操作電流値Ａ１および制御電流値Ａ２の時系列データを記録する。なお、当該時系列データは、データ量が比較的大きいため、遠隔制御子局装置８は、時系列データを制御所に送信せず、警報情報ＡＬのみを送信することが望ましい。

また、記録部３８は、動作判定結果フラグＳＷに応じて、操作電流値Ａ１または制御電流値Ａ２の何れか一方のみを適宜記録してもよく、記憶部３１２または３２２に記憶されている時系列データの一部のみを適宜記録してもよい。さらに、記録部３８は、時系列データとともに、動作判定結果フラグＳＷ、方式判定結果フラグＴＹ、もしくは警報情報（フラグ）ＡＬ、またはそれらの組み合わせを適宜記録してもよい。

＝＝＝プログラムの動作＝＝＝
遮断器動作監視装置３のうち、動作判定部３３、ピーク検出部３４、平均値算出部３５、方式判定部３６、および警報出力部３７の機能は、電流値算出部３１、３２、および記録部３８を備えるコンピュータによって実現することもできる。以下、図９を参照して、当該コンピュータに、遮断器動作監視装置３の動作判定部３３、ピーク検出部３４、平均値算出部３５、方式判定部３６、および警報出力部３７に相当する機能を実現させるためのプログラムの動作について説明する。

プログラムの動作が開始されると（Ｓ１）、まず、電流値算出部３１および３２からそれぞれ操作電流値Ａ１および制御電流値Ａ２が入力される（Ｓ２）。
次に、期間Ｔ１における操作電流値Ａ１の最大値Ｍａｘ［Ａ１］に基づいて、遮断器６１ないし６３の何れかが入動作をしたか否かを判定する（Ｓ３）。
Ｓ３において、最大値Ｍａｘ［Ａ１］が基準値Ｌ１以上である場合（Ｓ３：ＹＥＳ）には、遮断器６１ないし６３の何れかが入動作をしたと判定し、動作判定結果フラグＳＷ＝１を出力する（Ｓ３１）。
次に、操作電流値Ａ１が最大値Ｍａｘ［Ａ１］となるピークタイミングＴｐを検出する（Ｓ３２）。
次に、期間Ｔ２における操作電流値Ａ１の平均値Ａａ＝Ａｖｅ［Ａ１（Ｔｐ）］を算出する（Ｓ３３）。
次に、平均値Ａａに基づいて、入動作をした遮断器の投入操作方式を判定する（Ｓ３４およびＳ３５）。

Ｓ３４において、平均値Ａａが基準値Ｌａ１未満である場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）には、入動作をした遮断器の投入操作方式を電動ばね操作方式であると判定し、方式判定結果フラグＴＹ＝１を出力する（Ｓ３６）。また、平均値Ａａが基準値Ｌａ１以上である場合（Ｓ３４：ＮＯ）に、Ｓ３５において、平均値Ａａが基準値Ｌａ２（＞Ｌａ１）未満であるとき（Ｓ３５：ＹＥＳ）には、入動作をした遮断器の投入操作方式を小型電磁操作方式であると判定し、方式判定結果フラグＴＹ＝２を出力する（Ｓ３７）。さらに、平均値Ａａが基準値Ｌａ２以上であるとき（Ｓ３５：ＮＯ）には、入動作をした遮断器の投入操作方式を大型電磁操作方式であると判定し、方式判定結果フラグＴＹ＝３を出力する（Ｓ３８）。

一方、Ｓ３において、最大値Ｍａｘ［Ａ１］が基準値Ｌ１未満である場合（Ｓ３：ＮＯ）には、判定タイミングＴｊにおける制御電流値Ａ２の判断値Ｒｅｆ［Ａ２］に基づいて、遮断器６１ないし６３の何れかが切動作をしたか否かを判定する（Ｓ４）。

Ｓ４において、判断値Ｒｅｆ［Ａ２］が基準値Ｌ２以上であるとき（Ｓ４：ＹＥＳ）には、遮断器６１ないし６３の何れかが切動作をしたと判定し、動作判定結果フラグＳＷ＝０を出力する（Ｓ４１）。また、判断値Ｒｅｆ［Ａ２］が基準値Ｌ２未満であるとき（Ｓ４：ＮＯ）には、例えば動作判定結果フラグＳＷ＝２を出力し、操作電流値Ａ１および制御電流値Ａ２の次のサンプリングタイミングにおいて、遮断器６１ないし６３の入動作および切動作を判定する（Ｓ２ないしＳ４）。

遮断器６１ないし６３の何れかが入動作または切動作をしたと判定し、入動作をした遮断器の投入操作方式を判定した場合（Ｓ３６ないしＳ３８、およびＳ４１）には、次に、入動作または切動作をした遮断器の動作時間Ｔｏｐを求め、基準動作時間Ｔｒ（ＳＷ，ＴＹ）と比較する（Ｓ５）。

Ｓ５において、動作時間Ｔｏｐが基準動作時間Ｔｒ（ＳＷ，ＴＹ）未満である場合（Ｓ５：ＹＥＳ）には、警報情報ＡＬを出力せず、操作電流値Ａ１および制御電流値Ａ２の時系列データとともに、ＡＬ＝０の警報情報フラグを記録部３８に記録させる（Ｓ６）。また、動作時間Ｔｏｐが基準動作時間Ｔｒ（ＳＷ，ＴＹ）以上である場合（Ｓ５：ＮＯ）には、警報情報ＡＬを出力し、時系列データとともに、ＡＬ＝１の警報情報フラグを記録部３８に記録させる（Ｓ７）。

前述したように、遮断器動作監視装置３において、ピークタイミングＴｐの直前の期間Ｔ２における操作電流値Ａ１に基づいて、入動作をした遮断器の投入操作方式を判定し、入動作をした遮断器の動作時間Ｔｏｐが基準入動作時間Ｔｒ（ＳＷ＝１，ＴＹ）以上である場合に警報情報ＡＬを出力することによって、異なる投入操作方式を区別して遮断器の動作を監視することができる。

また、期間Ｔ２における操作電流値Ａ１の平均値Ａａを算出することによって、平均値Ａａに基づいて、入動作をした遮断器の投入操作方式を判定することができる。
また、平均値Ａａを基準値Ｌａ１と比較することによって、入動作をした遮断器の投入操作方式が、電動ばね操作方式または電磁操作方式の何れであるかを判別することができる。
さらに、平均値Ａａを基準値Ｌａ１より大きい基準値Ｌａ２と比較することによって、入動作をした遮断器の投入操作方式が、小型電磁操作方式または大型電磁操作方式の何れであるかを判別することができる。

また、操作電流値Ａ１が最大値Ｍａｘ［Ａ１］となるピークタイミングＴｐを検出することによって、投入開始時からピークタイミングＴｐまでの時間を遮断器の入動作時間Ｔｏｐとすることができる。
また、期間Ｔ１における操作電流値Ａ１の最大値Ｍａｘ［Ａ１］を基準値Ｌ１と比較することによって、遮断器６１ないし６３の何れかが入動作をしたか否かを判定することができる。
さらに、判定タイミングＴｊにおける制御電流値Ａ２の判断値Ｒｅｆ［Ａ２］を基準値Ｌ２と比較することによって、遮断器６１ないし６３の何れかが切動作をしたか否かを判定することができる。

また、遮断器６１ないし６３の何れかが入動作または切動作をしたと判定した場合に、操作電流値Ａ１および制御電流値Ａ２の少なくとも一方の時系列データを適宜記録することによって、当該時系列データを用いて、各遮断器の動作を詳細に分析することができる。
また、時系列データとともに、動作判定結果フラグＳＷ、方式判定結果フラグＴＹ、もしくは警報情報（フラグ）ＡＬ、またはそれらの組み合わせを適宜記録することによって、時系列データと各遮断器とを容易に対応付けることができる。
また、図２に示した監視システムにおいて、遠隔制御子局装置８から遠隔制御親局装置９に警報情報ＡＬを送信することによって、電気所内に設置された遮断器６１ないし６３の監視し、これらの遮断器の故障や不具合兆候などの異常動作を制御所に報知することができる。

また、遮断器動作監視装置３の動作判定部３３、ピーク検出部３４、平均値算出部３５、方式判定部３６、および警報出力部３７に相当する機能をコンピュータに実現させるためのプログラムにおいて、ピークタイミングＴｐの直前の期間Ｔ２における操作電流値Ａ１に基づいて、入動作をした遮断器の投入操作方式を判定し、入動作をした遮断器の動作時間Ｔｏｐが基準入動作時間Ｔｒ（ＳＷ＝１，ＴＹ）以上である場合に警報情報ＡＬを出力することによって、異なる投入操作方式を区別して遮断器の動作を監視することができる。

また、期間Ｔ１における操作電流値Ａ１の最大値Ｍａｘ［Ａ１］に基づいて、遮断器６１ないし６３の何れかが入動作をしたか否かを判定するとともに、操作電流値Ａ１が最大値Ｍａｘ［Ａ１］となるピークタイミングＴｐを検出することによって、ことによって、ピークタイミングＴｐの直前の期間Ｔ２における操作電流値Ａ１に基づいて、入動作をした遮断器の投入操作方式を判定することができる。

なお、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

上記実施形態では、操作電源線５１および制御電源線５２には、遮断器６１ないし６３のみが接続されているが、これに限定されるものではない。遮断器動作監視装置３の監視対象でない機器が操作電源線５１に接続されている場合であっても、遠隔制御子局装置８が複数の機器に対する操作を同時に行わず、順次行う場合には、遮断器６１ないし６３の入動作を同様に監視することができる。また、短絡事故時や地絡事故時に遮断器が遠隔制御によらず自動的に遮断する場合などにおいても、同時に複数の遮断器が動作しない場合には、同様に監視することができる。

１ 直流電源装置
３ 遮断器動作監視装置
８ 遠隔制御子局装置
９ 遠隔制御親局装置
１１ 交流電源
１２ 整流器
１３、１６、１８ ＭＣＣＢ（配線用遮断器）
１４ 直流母線
１５ 蓄電池
１７ 操作電源端子
１９ 制御電源端子
２１、２２ 変流器
３１、３２ 電流値算出部
３３ 動作判定部
３４ ピーク検出部
３５ 平均値算出部
３６ 方式判定部
３７ 警報出力部
３８ 記録部
５１ 操作電源線
５１ｐ 正側操作電源線
５１ｎ 負側操作電源線
５２ 制御電源線
５２ｐ 正側制御電源線
５２ｎ 負側制御電源線
６１ （電動ばね操作方式）遮断器
６２ （小型電磁操作方式）遮断器
６３ （大型電磁操作方式）遮断器
７０ 送電母線
７１、７２、７３ 送電線
３１１、３２１ ＡＤＣ（アナログ・デジタル変換部）
３１２、３２２ 記憶部
６１１ 入スイッチ
６１２ 投入コイル
６１３ リミットスイッチ
６１４ 電磁接触器
６１５ モータ
６１６ 切スイッチ
６１７ 引外しコイル
６２１ 入スイッチ
６２２ 電磁継電器
６２３ 投入コイル
６２４ 切スイッチ
６２５ 引外しコイル

Claims (10)

1. 複数の遮断器に投入操作時の操作電流を供給する第１の電源線に流れる電流値を操作電流値として算出する第１の電流値算出部と、
   第１の期間における前記操作電流値の最大値に基づいて、前記複数の遮断器の何れかが閉極する入動作をしたか否かを判定する動作判定部と、
   前記操作電流値が前記最大値となるピークタイミングを検出するピーク検出部と、
   前記第１の期間のうち、前記ピークタイミングの直前の第２の期間における前記操作電流値の平均値を算出する平均値算出部と、
   前記平均値が第１の基準値未満である場合には、前記複数の遮断器のうち前記入動作をした遮断器の投入操作方式を電動ばね操作方式であると判定し、前記平均値が前記第１の基準値以上である場合には、前記入動作をした遮断器の投入操作方式を電磁操作方式であると判定する方式判定部と、
   前記入動作をした遮断器の動作時間が、前記投入操作方式に応じて予め設定された基準入動作時間以上である場合に警報情報を出力する警報出力部と、
   を有することを特徴とする遮断器動作監視装置。
2. 前記方式判定部は、前記入動作をした遮断器の投入操作方式を前記電磁操作方式であると判定した場合に、前記平均値が前記第１の基準値より大きい第２の基準値未満であるときには、前記入動作をした遮断器の投入操作方式を、当該遮断器の駆動部が所定の質量未満である小型電磁操作方式であると判定し、前記平均値が前記第２の基準値以上であるときには、前記入動作をした遮断器の投入操作方式を、当該遮断器の駆動部が前記所定の質量以上である大型電磁操作方式であると判定し、
   前記大型電磁操作方式に設定される前記基準入動作時間は、前記小型電磁操作方式に設定される前記基準入動作時間より大きいことを特徴とする請求項１に記載の遮断器動作監視装置。
3. 前記警報出力部は、前記入動作をした遮断器の投入操作の開始から前記ピークタイミングまでの前記動作時間が、前記基準入動作時間以上である場合に前記警報情報を出力することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の遮断器動作監視装置。
4. 前記動作判定部は、前記最大値が第３の基準値以上である場合に、前記複数の遮断器の何れかが前記入動作をしたと判定することを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の遮断器動作監視装置。
5. 前記複数の遮断器に制御電流を供給する第２の電源線に流れる電流値を制御電流値として算出する第２の電流値算出部をさらに有し、
   前記動作判定部は、前記複数の遮断器の何れかが前記入動作をしたと判定しない場合に、前記第１の期間の所定のタイミングにおける前記制御電流値が第４の基準値以上であるときには、前記複数の遮断器の何れかが開極する切動作をしたと判定し、
   前記警報出力部は、前記切動作をした遮断器の動作時間が、前記複数の遮断器に共通に設定された基準切動作時間以上である場合にも前記警報情報を出力することを特徴とする請求項４に記載の遮断器動作監視装置。
6. 前記動作判定部が、前記複数の遮断器の何れかが前記入動作または前記切動作をしたと判定した場合に、前記操作電流値および前記制御電流値の少なくとも一方の時系列データを記録する記録部をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の遮断器動作監視装置。
7. 前記記録部は、前記時系列データとともに、前記動作判定部の判定結果、前記方式判定部の判定結果、および前記警報情報の少なくとも１つを記録することを特徴とする請求項６に記載の遮断器動作監視装置。
8. 請求項１ないし請求項７の何れかに記載の遮断器動作監視装置と、
   親局および子局からなり、前記複数の遮断器を遠隔制御する遠隔制御装置と、
   を備え、
   前記親局は、前記複数の遮断器に対する指令情報を子局に送信し、
   前記子局は、前記指令情報に基づいて前記複数の遮断器を制御するとともに、前記警報情報を前記親局に送信することを特徴とする監視システム。
9. 複数の遮断器に投入操作時の操作電流を供給する第１の電源線に流れる電流値が操作電流値として入力されるコンピュータに、
   第１の期間における前記操作電流値の最大値に基づいて、前記複数の遮断器の何れかが閉極する入動作をしたか否かを判定する機能と、
   前記操作電流値が前記最大値となるピークタイミングを検出する機能と、
   前記第１の期間のうち、前記ピークタイミングの直前の第２の期間における前記操作電流値の平均値を算出する機能と、
   前記平均値が第１の基準値未満である場合には、前記複数の遮断器のうち前記入動作をした遮断器の投入操作方式を電動ばね操作方式であると判定し、前記平均値が前記第１の基準値以上である場合には、前記入動作をした遮断器の投入操作方式を電磁操作方式であると判定する機能と、
   前記入動作をした遮断器の動作時間が、前記投入操作方式に応じて予め設定された基準入動作時間以上である場合に警報情報を出力する機能と、
   を実現させるためのプログラム。
10. 複数の遮断器に投入操作時の操作電流を供給する第１の電源線に流れる電流値を操作電流値として算出し、
    第１の期間における前記操作電流値の最大値に基づいて、前記複数の遮断器の何れかが閉極する入動作をしたか否かを判定し、
    前記操作電流値が前記最大値となるピークタイミングを検出し、
    前記第１の期間のうち、前記ピークタイミングの直前の第２の期間における前記操作電流値の平均値を算出し、
    前記平均値が第１の基準値未満である場合には、前記複数の遮断器のうち前記入動作をした遮断器の投入操作方式を電動ばね操作方式であると判定し、前記平均値が前記第１の基準値以上である場合には、前記入動作をした遮断器の投入操作方式を電磁操作方式であると判定することを特徴とする遮断器の投入操作方式の判定方法。

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