JP6118627B2 - Vacuum leak monitoring device for vacuum valve - Google Patents
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Description
本発明は変電所や開閉所等に適用される真空遮断器、真空開閉器の真空漏れ監視装置に関する。 The present invention relates to a vacuum circuit breaker applied to a substation, switchgear, etc., and a vacuum leak monitoring device for a vacuum switch.
一般に発電所で発電された電力は変電所などの電力流通設備を経由して、工場、ビルなどの需要家に電力を供給することになる。これらの電力流通設備である送変電設備、受配電設備においては、安定した電力供給を行うために設備状態監視に基づく機器診断により、事故を未然に防止する保守・保全技術の確立が強く要請されている。この中でも高電圧設備の絶縁性能が低下すると重大な絶縁破壊事故につながる可能性があるため、初期の段階で異常信号を検知して、事前に対策することにより事故を未然に防止することが可能である。 Generally, electric power generated at a power plant supplies power to customers such as factories and buildings via power distribution facilities such as substations. These power distribution facilities, such as transmission / transformation facilities and receiving / distributing facilities, are strongly requested to establish maintenance / maintenance technology to prevent accidents by equipment diagnosis based on facility condition monitoring in order to provide stable power supply. ing. Among them, if the insulation performance of high-voltage equipment deteriorates, it may lead to a serious dielectric breakdown accident, so it is possible to prevent accidents by detecting abnormal signals at an early stage and taking countermeasures in advance. It is.
受配電設備の一つである真空遮断器において、真空バルブの真空度の低下は絶縁性能に直結するため、万が一真空バルブが真空漏れを起こして真空度が低下した場合には早急に真空漏れを検出する必要がある。しかしながら、真空バルブ内の真空度そのものを計測することは真空バルブの構造上不可能であるため、真空度と関連性のある指標を検出する必要がある。 In a vacuum circuit breaker, which is one of the power distribution facilities, a decrease in the vacuum level of the vacuum valve directly affects the insulation performance. It needs to be detected. However, since it is impossible to measure the degree of vacuum in the vacuum valve because of the structure of the vacuum valve, it is necessary to detect an index related to the degree of vacuum.
真空度と関連性のある指標の一つとして、真空バルブ内の真空度低下により発生する放電を検出する手法があり、放電により発生する電磁波をアンテナで検出する方法や、電圧変動を電位計測により計測する方法が提案されている。 One of the indicators related to the degree of vacuum is a method to detect the discharge that occurs due to a decrease in the degree of vacuum in the vacuum bulb. A method of measuring has been proposed.
特許文献１では真空遮断器の近辺に設けられたアンテナや静電分圧（Ｃ分圧）によって検出し、放電の連続性と放電の持続時間とで判定している。また、特許文献２では、アンテナによって検出された信号が所定の閾値以上かどうかを確認し、所定の周期ごとに信号が発生しているかどうかを検出することにより、真空バルブの真空度が劣化しているかどうかを判定する真空度監視が行われている。 In patent document 1, it detects with the antenna provided in the vicinity of the vacuum circuit breaker, and electrostatic partial pressure (C partial pressure), and determines with the continuity of discharge and the duration of discharge. Further, in Patent Document 2, it is confirmed whether the signal detected by the antenna is equal to or greater than a predetermined threshold, and by detecting whether a signal is generated every predetermined period, the degree of vacuum of the vacuum valve is deteriorated. The degree of vacuum is monitored to determine whether or not
従来の真空遮断器の真空度監視装置においては放電を検出することが可能であるが、該当する真空遮断器以外からも様々なノイズ信号が発生しており、それらのノイズ信号による誤動作を防止する必要がある。 In a conventional vacuum circuit breaker vacuum degree monitoring device, it is possible to detect discharge, but various noise signals are generated from other than the corresponding vacuum circuit breaker, and malfunction due to these noise signals is prevented. There is a need.
開閉サージなどによる不連続に発生するノイズは商用周波数との同期性や連続性を考慮することにより識別可能である。しかしながら、商用周波数との同期性が高いノイズ信号、特に気中ブッシングや架空線で発生する気中コロナは雨天時や大気の湿度が高い状態になると発生しやすく、この気中コロナにより、非常に大きな高周波の電磁波信号が商用周波数である５０Ｈｚや６０Ｈｚに同期して信号が発生する。 Noise generated discontinuously due to switching surges can be identified by considering synchrony and continuity with commercial frequencies. However, noise signals that are highly synchronized with commercial frequencies, especially airborne corona generated in air bushings and overhead wires, are likely to occur when it is raining or when the humidity of the atmosphere is high. A large high frequency electromagnetic wave signal is generated in synchronization with commercial frequencies of 50 Hz and 60 Hz.
この気中コロナは発生しないことが望ましいが、ブッシングや架空線で気中コロナが発生したとしても設備の異常ではないことから、誤検出で真空遮断器の真空漏れとして判定することは避けなければならない。気中コロナ信号と真空度劣化により発生する放電信号は両者とも商用周波数である５０Ｈｚや６０Ｈｚと同期して繰り返し発生する信号であるので、両者を識別することは非常に困難である。 It is desirable that this air corona does not occur, but even if air corona occurs in a bushing or overhead wire, it is not a malfunction of the equipment. Don't be. Since both the air corona signal and the discharge signal generated due to the deterioration of the degree of vacuum are signals that are repeatedly generated in synchronization with the commercial frequencies of 50 Hz and 60 Hz, it is very difficult to distinguish them.
また、真空遮断器を有するキュービクル型ガス絶縁開閉装置の場合には真空漏れと同様に内部のガス絶縁開閉装置内の絶縁異常が存在すると部分放電が発生する。部分放電が進展すると絶縁破壊事故に結びつく可能性があるため、この装置内の絶縁異常も同時に識別できると有効である。 Further, in the case of a cubicle type gas insulated switchgear having a vacuum circuit breaker, a partial discharge occurs when there is an insulation abnormality in the gas insulated switchgear inside as in the case of a vacuum leak. Since partial discharge may lead to dielectric breakdown accidents, it would be useful to be able to identify insulation abnormalities in this device at the same time.
本発明は、真空バルブ内の真空漏れを確実に検出し、気中コロナなどのノイズの多い状況下でも真空漏れを確実に検出することで監視装置として実用性の高い装置を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a highly practical device as a monitoring device by reliably detecting a vacuum leak in a vacuum valve and reliably detecting a vacuum leak even under noisy conditions such as an air corona. It is said.
上記目的を達成するために、本発明に係る真空漏れ監視装置は、真空バルブを有する金属容器内で放電信号成分を検出する検出センサと、前記信号成分を増幅する手段と、増幅された前記信号成分の包絡線を検出する包絡線検波手段と、前記包絡線検波された信号成分のうち商用周波の２倍の周波数の信号成分を抽出する第一のバンドパスフィルタと、増幅された前記信号成分のうち１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの周波数帯の信号成分を抽出する第二のバンドパスフィルタと、前記商用周波の２倍の周波数の信号成分と前記１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの周波数帯の信号成分が同時に閾値を越えたときに前記真空バルブから真空漏れが生じたと判定する判定手段と、前記判定を表示する表示部を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a vacuum leak monitoring apparatus according to the present invention includes a detection sensor for detecting a discharge signal component in a metal container having a vacuum valve, means for amplifying the signal component, and the amplified signal. An envelope detector for detecting an envelope of the component, a first bandpass filter for extracting a signal component having a frequency twice as high as a commercial frequency from the signal components detected by the envelope, and the amplified signal component A second band pass filter for extracting a signal component in a frequency band of 10 kHz to 100 kHz, a signal component having a frequency twice the commercial frequency, and a signal component in the frequency band of 10 kHz to 100 kHz simultaneously exceeded a threshold value. It is characterized by having determination means for determining that a vacuum leak has sometimes occurred from the vacuum valve, and a display unit for displaying the determination.
本発明によれば、真空漏れを確実に検出することができるため、異常監視による真空遮断器を有するスイッチギヤや真空遮断器を有するガス絶縁開閉装置の信頼性を向上させることが可能である。 According to the present invention, it is possible to reliably detect a vacuum leak, and therefore it is possible to improve the reliability of a switchgear having a vacuum circuit breaker by abnormality monitoring and a gas insulated switchgear having a vacuum circuit breaker.
以下、本発明の実施例を図面により説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１は真空漏れ監視装置のブロック図を示している。工場やビルなどの受配電設備の一つであるスイッチギヤ内に設置された真空遮断器において、真空バルブ３の真空度の低下は絶縁性能に直結するため、万が一真空バルブ３が真空漏れを起こして真空度が低下した場合には早急に真空漏れを検出する必要がある。 FIG. 1 shows a block diagram of a vacuum leak monitoring apparatus. In vacuum circuit breakers installed in switchgears, which are one of the power distribution facilities in factories and buildings, the vacuum level of the vacuum valve 3 is directly connected to the insulation performance. When the degree of vacuum drops, it is necessary to detect a vacuum leak as soon as possible.
スイッチギヤの金属容器１内は大気、乾燥空気、ＳＦ6ガスといった絶縁ガス雰囲気の場合があり、真空バルブ３の真空漏れ時は真空バルブ３の外部の雰囲気の絶縁ガスが真空バルブ３内に侵入することになる。 The switchgear metal container 1 may have an insulating gas atmosphere such as air, dry air, or SF 6 gas. When the vacuum valve 3 leaks, the insulating gas outside the vacuum valve 3 enters the vacuum valve 3. Will do.
真空バルブの内部は正常時には高真空に保たれて絶縁性能、消弧性能を満足する機能を有するが、真空度が低下し外部の絶縁ガスが入り込むと絶縁性能、消弧性能とも満足することができなくなる。真空バルブが投入状態の場合は絶縁性能が満足する可能性があるが、開放状態の場合は電極間の絶縁性能を満足するとは言い難く、最終的には絶縁破壊事故に至る可能性がある。 The inside of the vacuum valve is normally kept at a high vacuum and has the function of satisfying the insulation performance and arc extinguishing performance. However, if the degree of vacuum drops and external insulation gas enters, both the insulation performance and arc extinguishing performance may be satisfied. become unable. When the vacuum valve is turned on, the insulation performance may be satisfied, but when the vacuum valve is open, it is difficult to say that the insulation performance between the electrodes is satisfied, and eventually an insulation breakdown accident may occur.
高真空から真空度が低下してくると必ずパッシェンミニマムを通過する。パッシェンミニマム時には最低放電電圧となり放電しやすい状態となる。このため真空バルブが投入状態にあるときは真空漏れを検出して、真空バルブが開放状態にならないように動作をロックすることで事故を未然に防止することが可能となる。 Whenever the degree of vacuum drops from high vacuum, it passes through the Paschen minimum. At the Paschen minimum, the discharge voltage is minimum and the battery is easily discharged. For this reason, it is possible to prevent an accident by detecting a vacuum leak when the vacuum valve is in the on state and locking the operation so that the vacuum valve is not opened.
しかしながら、真空バルブに直接圧力計を取り付けて真空バルブ内の真空度を計測することは真空バルブの構造上困難であるため、真空度と関連性のある指標を検出する必要がある。真空度と関連性のある指標の一つとして、真空バルブ内の真空度低下により内部電極間や内部電極と内部シールド間に発生する放電を検出する手法があり、放電により発生する電磁波をアンテナで検出する方法や、電圧変動を電位計測により計測する方法が提案されている。 However, since it is difficult to attach a pressure gauge directly to the vacuum valve and measure the degree of vacuum in the vacuum valve due to the structure of the vacuum valve, it is necessary to detect an index related to the degree of vacuum. One of the indicators related to the degree of vacuum is to detect the discharge generated between the internal electrodes or between the internal electrode and the internal shield due to the reduced vacuum level in the vacuum bulb. A method of detecting and a method of measuring voltage fluctuation by potential measurement have been proposed.
上記の真空度が低下した低真空での放電は、一般にタウンゼント型の放電と言われており、放電パルスとしては比較的低周波の放電である。図２に代表的な放電であるタウンゼント型の放電および大気圧空気中で発生するストリーマ型の放電の電流波形の模式図を示す。（ａ）タウンゼント型の放電は荷電粒子の平均自由行程が大きいために比較的ゆっくりした放電進展となり、ストリーマ型の放電に比べて時間の長い数十μ秒に至る放電波形となる。一方、（ｂ）ストリーマ型の放電は非常に放電進展が早いために数μ秒の放電波形となる。さらに（ｃ）ＳＦ6ガス中のストリーマ型の放電はＳＦ6ガスの強い電界依存性の影響でさらに急峻な放電波形となることがわかる。 The discharge at a low vacuum with a reduced degree of vacuum is generally referred to as a Townsend type discharge and is a relatively low frequency discharge as a discharge pulse. FIG. 2 shows a schematic diagram of current waveforms of a townsend type discharge, which is a typical discharge, and a streamer type discharge generated in atmospheric pressure air. (A) The Townsend type discharge has a relatively slow discharge progression due to the large mean free path of the charged particles, resulting in a discharge waveform that lasts several tens of microseconds longer than the streamer type discharge. On the other hand, (b) the streamer type discharge has a discharge waveform of several microseconds because the discharge progresses very quickly. Further (c) streamer type discharge of SF 6 gas is seen to be a more abrupt discharge waveform by the influence of a strong electric field dependence of SF 6 gas.
図２に示す放電電流波形に起因して電磁波が発生するため、この電磁波をアンテナで検出する場合には図２の波形に起因した周波数成分を有する電磁波信号が検出されることになる。図２の放電電流波形を周波数成分で示すと図３のようになり、（ａ）（ｂ）（ｃ）の周波数帯が異なることがわかる。 Since an electromagnetic wave is generated due to the discharge current waveform shown in FIG. 2, when the electromagnetic wave is detected by an antenna, an electromagnetic wave signal having a frequency component due to the waveform of FIG. 2 is detected. When the discharge current waveform of FIG. 2 is shown by frequency components, it becomes as shown in FIG.
以上のことから、検出する周波数を選択することにより放電形態の違いを識別することが可能である。すなわち、（ａ）は１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、（ｂ）は数百ｋＨｚ〜数十ＭＨｚ、（ｃ）は数十ＭＨｚ〜数ＧＨｚの周波数帯域を示している。 From the above, it is possible to identify the difference in discharge mode by selecting the frequency to be detected. That is, (a) shows a frequency band of 10 kHz to 100 kHz, (b) shows a frequency band of several hundred kHz to several tens of MHz, and (c) shows a frequency band of several tens of MHz to several GHz.
真空漏れに起因する放電は（ａ）タウンゼント型の放電であることから、１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの周波数帯を検出すると真空漏れの可能性があるといえる。また、数百ｋＨｚ以上の信号成分はストリーマ型の放電形態でありスイッチギヤやガス絶縁開閉装置内部の異常放電、もしくは外部の気中コロナを検出していることになる。 Since the discharge caused by the vacuum leak is (a) a Townsend type discharge, it can be said that there is a possibility of a vacuum leak when a frequency band of 10 kHz to 100 kHz is detected. Further, a signal component of several hundred kHz or more is a streamer type discharge form, and an abnormal discharge inside the switchgear or gas insulated switchgear or an external air corona is detected.
図３では真空漏れと空気中のコロナ放電（ストリーマ型の放電）の周波数は違っているためバンドパスフィルタで検出周波数を選択することで現象を識別することが可能といえる。しかしながら、例えば空気中のコロナ放電が非常に大きい場合には図４のような周波数特性となる。この場合には、気中コロナ信号が１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚでも検出されてしまうために真空漏れに起因するタウンゼント型の放電と識別することが困難である。 In FIG. 3, since the frequency of the vacuum leak and the corona discharge (streamer type discharge) in the air are different, it can be said that the phenomenon can be identified by selecting the detection frequency with a band-pass filter. However, for example, when the corona discharge in the air is very large, the frequency characteristics are as shown in FIG. In this case, since an air corona signal is detected even at 10 kHz to 100 kHz, it is difficult to distinguish it from a Townsend type discharge caused by vacuum leakage.
このように波形の周波数成分の検出だけを使って真空漏れ監視をすることは困難であるため、信号発生の周期性や発生位相角特性を検出する方法も考えられる。しかしながら、真空漏れに起因するタウンゼント型の放電と気中コロナに起因するストリーマ型の放電はどちらも商用周波数である交流５０Ｈｚや６０Ｈｚに同期しているため識別することは難しい。 As described above, since it is difficult to monitor the vacuum leak using only the detection of the frequency component of the waveform, a method of detecting the periodicity of the signal generation and the generated phase angle characteristic is also conceivable. However, the Townsend type discharge caused by vacuum leakage and the streamer type discharge caused by air corona are both synchronized with commercial frequencies of 50 Hz and 60 Hz, and are difficult to distinguish.
図５に（ａ）真空漏れに起因する放電、（ｂ）気中コロナに起因する放電、（ｃ）気中フロートに起因する放電それぞれの信号の位相特性を示す。（ａ）は交流の正負サイクルのピーク付近を中心に正サイクルにも負サイクルにも同様の信号が発生していることがわかる。（ｂ）は交流のピーク付近を中心に信号が発生しているが正サイクルは比較的大きな信号がまばらに発生しているが、負サイクルは小さな信号が多数発生しており、非常に極性差が大きくなっている。（ｃ）は交流のピークより前の部分で信号が発生しており、正負サイクルは同じように信号が発生しているが、正負サイクルとも発生数はまばらである。この気中フロートは、接地されていないフロート電極が課電部の近傍に存在することにより、そのフロート電極が課電部からの静電誘導を受けて電位を持つことにより発生する放電信号であり、発生する信号は大きいがフロート電極の静電容量の影響で充電時定数が長いために発生間隔は長くなり、せいぜい交流１サイクルに数発の発生頻度である。 FIG. 5 shows the phase characteristics of signals of (a) discharge caused by vacuum leakage, (b) discharge caused by air corona, and (c) discharge caused by air float. (A) shows that the same signal is generated in both the positive and negative cycles around the peak of the positive and negative AC cycles. In (b), signals are generated around the AC peak, but relatively large signals are sparsely generated in the positive cycle, but many small signals are generated in the negative cycle. Is getting bigger. In (c), a signal is generated in the portion before the peak of alternating current, and the signal is generated in the same way in the positive and negative cycles, but the number of occurrences is sparse in both positive and negative cycles. This air float is a discharge signal that is generated when a float electrode that is not grounded exists in the vicinity of the power application section, and that the float electrode has a potential due to electrostatic induction from the power application section. Although the generated signal is large, the charging time constant is long due to the influence of the capacitance of the float electrode, so the generation interval becomes long, and at most, the frequency of occurrence is several in one AC cycle.
図５の（ａ）（ｂ）（ｃ）はいずれも信号発生の周期性を有しているため識別することは困難である。前述したような発生信号の位相特性の違いや極性差の観点で識別するには非常に高価な計測装置が必要となるために現実的ではない。 Each of (a), (b), and (c) in FIG. 5 has a periodicity of signal generation and is difficult to identify. It is not realistic to identify from the viewpoint of the difference in the phase characteristics of the generated signals and the difference in polarity as described above because a very expensive measuring device is required.
図１に示す本発明はその発生信号の位相特性の違いや極性差の違いを考慮した監視装置であり、増幅器１２、包絡線検波回路１３、全波整流回路１４、バンドパスフィルタ１５、Ａ／Ｄ変換部１６、判定部１８、表示部１９からなる。真空バルブ３の真空漏れに起因する放電が発生し、アンテナもしくは内部電極等の検出器５で信号を検出し、金属容器１に密封端子を通して監視装置１１に入力する。監視装置１１では、前段で増幅器１２を通して判定に必要な信号の大きさに増幅する。この増幅器は装置外にプリアンプとして配置しても良い。 The present invention shown in FIG. 1 is a monitoring device that takes into consideration the difference in the phase characteristics and the difference in polarity of the generated signal. The amplifier 12, the envelope detection circuit 13, the full-wave rectifier circuit 14, the band-pass filter 15, the A / It consists of a D conversion unit 16, a determination unit 18, and a display unit 19. Discharge due to the vacuum leakage of the vacuum bulb 3 is generated, and a signal is detected by a detector 5 such as an antenna or an internal electrode, and is input to the monitoring device 11 through a sealed terminal in the metal container 1. In the monitoring device 11, the signal is amplified to the magnitude required for the determination through the amplifier 12 in the previous stage. This amplifier may be arranged as a preamplifier outside the apparatus.
図１では増幅器１２通過後に信号を分岐させ、一方は包絡線検波回路１３、全波整流回路１４を介して商用周波数の２倍周波のバンドパスフィルタ１５ａを通して信号を計測し、もう一方は、包絡線検波回路１３、全波整流回路１４を介さずに、１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚのバンドパスフィルタ１５ｂを通して信号を計測する。判定部１８は、双方の信号成分を検出した場合に真空漏れが生じたと判定し、表示部１９がその結果を表示する。 In FIG. 1, the signal is branched after passing through the amplifier 12, one of which measures the signal through a band-pass filter 15a having a frequency twice the commercial frequency via the envelope detection circuit 13 and the full wave rectification circuit 14, and the other is the envelope. A signal is measured through a bandpass filter 15b of 10 kHz to 100 kHz without passing through the line detection circuit 13 and the full wave rectification circuit 14. The determination unit 18 determines that a vacuum leak has occurred when both signal components are detected, and the display unit 19 displays the result.
本監視装置では、包絡線検後の商用周波数の２倍周波の信号成分を計測し判定に利用している。その理由を図６を用いて説明する。（ａ）タウンゼント型の放電の場合は位相特性は正負極性差のない多数のパルス発生があることから包絡線を描かせると、正負のピーク付近の信号発生の影響で商用周波の２倍の周波数の波形となる。図１に示すように、包絡線検波回路１３と全波整流回路１４を用いることで、図６（ａ）に示す商用周波の２倍の周波数の波形を形成することができる。 In this monitoring apparatus, a signal component having a frequency twice the commercial frequency after the envelope detection is measured and used for determination. The reason will be described with reference to FIG. (A) In the case of Townsend type discharge, the phase characteristic has many pulses that do not have a difference between positive and negative. Therefore, if an envelope is drawn, the frequency is twice the commercial frequency due to the signal generation near the positive and negative peaks. It becomes the waveform. As shown in FIG. 1, by using the envelope detection circuit 13 and the full wave rectification circuit 14, a waveform having a frequency twice the commercial frequency shown in FIG. 6A can be formed.
一方、図６（ｂ）（ｃ）では商用周波に同期して周期的に信号が発生しているにもかかわらず、図６（ｂ）は極性差があるため周波数の２倍の信号成分は小さいままであり、図６（ｃ）は信号発生頻度が少ないために商用周波の２倍の信号成分は大きくならない。 On the other hand, in FIG. 6B and FIG. 6C, although the signal is periodically generated in synchronization with the commercial frequency, FIG. Since the signal generation frequency is low in FIG. 6C, the signal component that is twice the commercial frequency does not increase.
このことから商用周波の２倍の周波数の信号成分を監視することで、真空漏れに起因する放電を気中コロナや気中フロートに起因する放電と区別して検出することが可能となる。 Therefore, by monitoring a signal component having a frequency twice that of the commercial frequency, it is possible to detect the discharge caused by the vacuum leakage separately from the discharge caused by the air corona or the air float.
なお上記によれば、商用周波の２倍の信号成分だけを監視することで真空漏れを監視することが可能とも考えられるが、商用周波の電源ノイズが増加した場合に誤った判定をしてしまう可能性があり、高い判定精度を得るためには、別途１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの信号も検出して判定する必要がある。このため、本実施例では、図１に示すように、包絡線検波回路１３と全波整流回路１４を経ずに１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚのバンドパスフィルタ１５ｂを別途設ける構成とする。 In addition, according to the above, it is considered possible to monitor the vacuum leakage by monitoring only the signal component twice the commercial frequency. However, when the power frequency noise of the commercial frequency increases, an erroneous determination is made. In order to obtain high determination accuracy, it is necessary to separately detect and determine a signal of 10 kHz to 100 kHz. For this reason, in this embodiment, as shown in FIG. 1, a bandpass filter 15 b of 10 kHz to 100 kHz is separately provided without passing through the envelope detection circuit 13 and the full wave rectification circuit 14.
本実施例では、増幅器１２により増幅された信号成分を包絡線検波回路１３を経て商用周波の２倍の周波数の信号成分を抽出するバンドパスフィルタ１５ａを介して判定部１８に送る構成と、増幅された信号成分を１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの周波数帯の信号成分を抽出するバンドパスフィルタ１５ｂを介して判定部１８に送る構成を併設し、判定部１８が双方の信号成分を同時に検出した場合に真空漏れが生じたと判定する構成とすることで、真空遮断器やＳＦ6ガスを封入したガス絶縁開閉装置内の絶縁異常の影響を受けず精度の高い真空漏れ監視装置を提供することができる。 In the present embodiment, a configuration in which the signal component amplified by the amplifier 12 is sent to the determination unit 18 via the envelope detection circuit 13 via the bandpass filter 15a that extracts a signal component having a frequency twice the commercial frequency, The signal component is sent to the determination unit 18 via the bandpass filter 15b that extracts the signal component in the frequency band of 10 kHz to 100 kHz. When the determination unit 18 detects both signal components at the same time, a vacuum leak occurs. Therefore, it is possible to provide a high-accuracy vacuum leak monitoring apparatus that is not affected by an insulation abnormality in the gas insulated switchgear in which a vacuum circuit breaker or SF 6 gas is sealed.
図８は気中盤などに適用されている真空遮断器の真空漏れを検出する一実施例である。実施例１の構成に１００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚのバンドパスフィルタ１５ｃを追加した構成となっており、図１の回路では判定しにくかった図４の空気中のコロナ放電が非常に大きい場合でも、それによるノイズの影響を受けずに真空漏れを検出することが可能である。 FIG. 8 shows an embodiment for detecting a vacuum leak of a vacuum circuit breaker applied to an airboard or the like. Even if the corona discharge in the air of FIG. 4 that is difficult to determine in the circuit of FIG. 1 is very large, noise due to the bandpass filter 15c of 100 kHz to 10 MHz is added to the configuration of the first embodiment. It is possible to detect a vacuum leak without being affected by the above.
また、図９は、ＳＦ6ガスを封入したキュービクル型のガス絶縁開閉装置に適用する真空遮断器の真空漏れを検出する一実施例である。図８の構成に加えて、１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚのバンドパスフィルタ１５ｄを追加した構成となっている。 FIG. 9 shows an embodiment of detecting a vacuum leak of a vacuum circuit breaker applied to a cubicle type gas insulated switchgear in which SF 6 gas is enclosed. In addition to the configuration of FIG. 8, a bandpass filter 15d of 100 MHz to 1 GHz is added.
図７は各ケースでの出力信号の周波数成分の大きさを模式的に示している。（ａ）タウンゼント型の放電の場合は商用周波の２倍の成分である１００Ｈｚもしくは１２０Ｈｚの信号と、１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの周波数帯域の信号がともに閾値を超えていることから真空バルブの真空漏れが発生していると判断することが可能である。（ｂ）は１００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの周波数帯域のみ信号が閾値を超えていることから、真空遮断器の場合には金属容器内の気中放電が生じていると判断できる。ＳＦ6ガスを封入したキュービクル型のガス絶縁開閉装置においてこの周波数帯域の信号が閾値を超えた場合は、金属容器内部に気中の放電箇所はないので、気中ブッシング部や外部ノイズであると判断できる。（ｃ）は１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの周波数帯域の信号のみ閾値を超えているため、ガス絶縁開閉装置の金属容器内部のＳＦ6ガスに起因する放電が発生していると判断できる。 FIG. 7 schematically shows the magnitude of the frequency component of the output signal in each case. (A) In the case of Townsend type discharge, the vacuum leak of the vacuum valve occurs because the signal of 100 Hz or 120 Hz, which is a component twice the commercial frequency, and the signal in the frequency band of 10 kHz to 100 kHz both exceed the threshold value. It is possible to judge that In (b), since the signal exceeds the threshold only in the frequency band of 100 kHz to 10 MHz, it can be determined that the air discharge in the metal container is generated in the case of the vacuum circuit breaker. In the cubicle type gas insulated switchgear in which SF 6 gas is sealed, if the signal in this frequency band exceeds the threshold value, there is no air discharge point inside the metal container. I can judge. Since (c) exceeds the threshold value only for signals in the frequency band of 100 MHz to 1 GHz, it can be determined that discharge due to SF 6 gas inside the metal container of the gas insulated switchgear is generated.
このように、各種のバンドパスフィルタを有することで種々の放電に対する識別が可能となり、真空バルブの真空漏れ監視が可能となるだけでなく、開閉装置内部の異常までも検出することが可能となる。 As described above, by having various band-pass filters, it is possible to identify various discharges, and it is possible not only to monitor the vacuum leak of the vacuum valve but also to detect abnormalities inside the switchgear. .
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、図９に示す実施例において１００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚのバンドパスフィルタ１５ｃを除いた構成を採ることも可能である。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. The above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. For example, it is possible to adopt a configuration in which the bandpass filter 15c of 100 kHz to 10 MHz is excluded from the embodiment shown in FIG.
１ 金属容器
３ 真空バルブ
５ 検出器
１１ 監視装置
１２ 増幅器
１３ 包絡線検波回路
１４ 全波整流回路
１５ バンドパスフィルタ
１６ Ａ／Ｄ変換部
１８ 判定部
１９ 表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal container 3 Vacuum valve 5 Detector 11 Monitoring apparatus 12 Amplifier 13 Envelope detection circuit 14 Full wave rectification circuit 15 Band pass filter 16 A / D conversion part 18 Judgment part 19 Display part
Claims (3)
前記信号成分を増幅する手段と、
増幅された前記信号成分の包絡線を検出する包絡線検波手段と、
前記包絡線検波された信号成分のうち商用周波の２倍の周波数の信号成分を抽出する第一のバンドパスフィルタと、
増幅された前記信号成分のうち１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの周波数帯の信号成分を抽出する第二のバンドパスフィルタと、
前記商用周波の２倍の周波数の信号成分と前記１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの周波数帯の信号成分が同時に閾値を越えたときに前記真空バルブから真空漏れが生じたと判定する判定手段と、
前記判定を表示する表示部を有することを特徴とする、
真空バルブの真空漏れ監視装置。 A detection sensor for detecting a discharge signal component in a metal container having a vacuum bulb;
Means for amplifying the signal component;
Envelope detection means for detecting an envelope of the amplified signal component;
A first band-pass filter that extracts a signal component having a frequency twice the commercial frequency from the envelope-detected signal component;
A second band-pass filter that extracts a signal component in a frequency band of 10 kHz to 100 kHz among the amplified signal components;
Determining means for determining that a vacuum leak has occurred from the vacuum valve when a signal component having a frequency twice the commercial frequency and a signal component in the frequency band of 10 kHz to 100 kHz simultaneously exceed a threshold;
It has a display unit for displaying the determination,
Vacuum leak monitoring device for vacuum valves.
増幅された前記信号成分のうち１００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの周波数帯の信号成分を抽出する第三のバンドパスフィルタをさらに有し、
前記１００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの周波数帯の信号成分が閾値を超えたときに前記判定手段が気中コロナが発生したと判定することを特徴とする、
真空バルブの真空漏れ監視装置。 In claim 1,
A third band-pass filter that extracts a signal component in a frequency band of 100 kHz to 10 MHz among the amplified signal components;
When the signal component in the frequency band of 100 kHz to 10 MHz exceeds a threshold value, the determination unit determines that an aerial corona has occurred,
Vacuum leak monitoring device for vacuum valves.
前記金属容器内にはＳＦ6ガスが封入され、
増幅された前記信号成分のうち１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの周波数帯の信号成分を抽出する第四のバンドパスフィルタをさらに有し、
前記１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの周波数帯の信号成分が閾値を超えたときに前記判定手段が前記金属容器内のＳＦ6ガス雰囲気中に絶縁異常が生じたと判定することを特徴とする、
真空バルブの真空漏れ監視装置。 In claim 1 or 2,
SF6 gas is sealed in the metal container,
A fourth band-pass filter that extracts a signal component in a frequency band of 100 MHz to 1 GHz out of the amplified signal component;
When the signal component in the frequency band of 100 MHz to 1 GHz exceeds a threshold value, the determination unit determines that an insulation abnormality has occurred in the SF6 gas atmosphere in the metal container,
Vacuum leak monitoring device for vacuum valves.
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