JPH01232628A - 遮断器の開閉異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電力用遮断器もしくは断路器等の接触部を有す
る遮断器の開閉異常検出装置に係わり。

特に可動接触子を駆動する操作機構部の異常を高精度に
検出する遮断器の開閉異常検出装置に関する。

〔従来の技術〕

遮断器の故障を発生部位別に統計してみると、操作機構
部が最も多く、これを事前に検知する技術の開発は重要
である。これを実現するため例えば特開昭６１−２０３
８２０号公報では操作機構部に補助接点を設け、投入指
令または引外し指令が発生してから補助接点に信号が得
られるまでの所要時間を検出し、それが基準点より大き
いときには遮断器の操作伝達系に異常が発生したものと
判断する構成とされていた。さらに動作特性に関する情
報収集量を増すため動作時間だけではなく、時間経過と
共に変化する変位量を時刻毎に測定ゆく方法も開発され
ている。この−例である特開昭５８−３３１１９号公報
では反射面と非反射面よりなるバーコードに光ファイバ
ーで導かれた光を投光し、その反射光の有無をカウント
することによりその目的を達している。これらの従来技
術においては、操作機構部の接地電位部に検出装置が設
置されるため、高電位部に操作力を伝達機構部の変形、
ガタ、破損等は直接検出されない。検出（ｎ頼性向上の
観点から可動電極の動作を直接的に求めることが望まれ
ていた。その−手段として前記特開昭５８−３３１１９
号公報等では検出装置を可動電極に直接設置して、光フ
ァイバにより信号を接地電位に伝達することも可能であ
る。しかし、この様な構成では機器本体の絶Ｍ（ｉ頼性
が光ファイバの設置により低下すること、検出装置の保
守点検が不可能で故障時の対応ができないことが問題と
して残っていた。

一方、動作特性そのものではなく、動作に付随して発生
する振動波形を測定し、その形状から摺動面のカジリや
ピン摩耗によりガタ増大を振動センサにより検出する手
法が述べられている。本方法では振動波形そのものを基
準波形と比較するため、高精度で振動波形を測定するこ
とが必要となる。具体的にはセンサの微妙な取付は位置
の変化により測定部位の共振モードが変わって測定波形
が変化すること、外来ノイズによるＳ／Ｎ比の低下等が
問題となる。本発明では低速に駆動してＳ／Ｎ比を向上
する提案がなされているが、耐ノイズ特性を向上し、電
流開閉時の実操作でも異常検出できる方法が望まれてい
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、高電位部に設けられた可動接触子の動
作を、遮断器の絶縁信頼性を損なうことなく、高精度で
測定し、適確に異常の有無を判定することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、接地電位部に振動検出手段を設け、固定接
触子と可動接触子の接触時に発生する振動の有無を監視
し、振動検出をもって両電極の接触時点を求め、これよ
り投入指令信号発令時点との時間差から動作時間を求め
、正常時に測定した動作時間との差が基準値を上堰わっ
たとき異常と判定することにより達成される。

〔作用〕

代表的な遮断器容器に加速度ピックアップを設置して投
入動作時の振動波形を測定した結果、固定接触子と可動
接触子の接触以前の振動は約０．０５Ｇ程度であるのに
対し、接触時の衝突で約１０Ｇの振動を発生することが
わかった。両者の値の間にしきい値を設けた信号の有無
判定で両電極の接触時点を知ることが出来る。厳密には
振動の伝搬時間（約２ｍ５）を補正することが必要であ
るが、これにより接地電位から直接的に高電位部の可動
電極の動作が監視可能になる。また波形そのものでなく
、有無のみ検出するため、センサ取付は位置、外部ノイ
ズによる波形電歪の影響が無視できるようになった。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。図は
、加速度ピックアップ１．前置アンプ２゜それらの出力
を系統制御盤より発せられた投入指令信号３とともに入
力する演算装＠４からなる開閉異常検出装置をガス遮断
器５に適用した例を示す。ガス遮断器５は絶縁性能の優
れた消弧性ガス（一般には六弗化イオウガスＳ　Ｆｇ）
６を封入した密閉容器であるタンク７に導体８．遮断部
９等よりなる高電位部１０を絶縁支持筒１１によって絶
縁支持した構成となっている。電流は外部導体１２より
入り導体８．遮断部９を経て対称に構成された他の遮断
部、溝体を通り他端の外部導体１２′より流出する。

第２図に遮断部９の詳細を示す。この図は投入状態を表
わしており、電流は固定接触子１３より、主接触子１４
とワイプ動作するアーク接触子１５よりなる可動接触子
１９．バッファシリンダ１６の中心シャフト１７を経て
他方の遮断部へ流れる。

遮断動作は図示しない操作器によりバッファシリンダ１
６の中心シャフト１７を右方に即動され、固定接触子１
３と可動接触子１９が開離し固接触子１３．１９間にア
ークが発生する。同時にバッファシリンダ１６と固定ピ
ストン１７でＳＦｓ　ガス２０が圧縮され、絶縁ノズル
２１に導びかれてアークに吹き付けられこれを消弧する
。さらに可動接触子１９は所定の位置まで叩動された後
停止する。投入は系統制御盤より操作器の投入励磁コイ
ルに投入指令信号電流が流れることにより動作開始する
。しゃ断動作と逆の過程で可動接触子１９は右方より図
示の位置へ数ｍ７秒のスピードで叩動される。動作過程
の終期に固定接触子１３と可動接触子１９が接触する。

これは固定接触子１３と主接触子１４のテーパ部及びア
ーク接触子１５の先端部で衝突が起こり、その後面電極
１３゜１９の摺動運動が続く。始めの衝突で生じた衝撃
は振動として主に固体構造物中を伝達し、第１図の例で
は固定側支持導体２０．絶縁支持筒１１を通ってタンク
７に伝搬される。この振動は前記可速度ピックアップ１
．前置アンプ２により検出される。検出された波形例を
第３図に示す。図は投入指令信号電流Ｉ、可動接触子１
９の変位Ｓ、接触子１３．１９間の導通Ｃ１及びタンク
振動Ｖを時間Ｔに対して表わしたものである。投入指令
電流■が流れ始める時刻ｔｏよりやや遅れて変位Ｓが遮
断位置１１０　ＩＩから投入位置１１　Ｃ＋＋へ動き始
める。動作終期の時刻１１において固接触子１３゜１９
が接触し導通Ｃが立上がる。振動Ｖは動作開始に対応し
て時刻ｔｏ直後にやや大きさの値が検出され、導通時刻
ｔ１より１〜２　ｒｎｓｅｃ遅れて約１ｏＧの比較的大
きな値が得られている。始めの振動は味動系の微少なガ
タ部で衝突が起きているものであり、時刻ｔ１直後にお
けるものは前述接触子１３．１９の衝突及び停止位置で
のストッパーとの衝突による振動が残響で重なり合った
ものである。両者は分離できないが、本発明の目的は時
刻ｔ１を求めることにあり、大きな振動の発生開始を知
ればよく分離する必要はない。第１図の構成における演
算装置の第１の機能は時刻ｔｌを求めることでありこれ
は次の様にして求められる。

まず検出精度を向上するための動作初期に発生する振動
を除去する必要である。これは投入信号発生時刻ｔｏよ
りｔｌより短かい一定時間し２を設定しておきこの間の
信号を検出対象から除去することにより簡単に実現でき
る。次にｔ１以前の信号レベルと以後の信号レベルの間
に設定されたしきい値Ｖｃｈと検出信号Ｖを比較して後
者が前者を上廻った時点をもって時刻ｔ１とする。実際
には振動の伝搬時間１〜２ｍｓを差引いた値が正しい時
刻ｔ１であるがこれは後に述べる基準値に加えておくこ
とで代用できる。演算装置４の第２の機能はあらかじめ
設定された基準値ｔ３．　＋＋と測定値ｔｚ　を比較し
、 ｔａ＜ｔｌ＜ｌａ の関係が満たされていることを確認し、もし基市外の値
であれば警報信号を発することである。さらに特別の場
合として充分遅く設定された時刻ｔ＋経過後も接触振動
波形が検出されない場合は、動作中途でかじり等により
動作停止している可能性があり、地絡等の重大故障に発
展する場合も考えられるのでただちに当該遮断器もしく
はこれと隣接した周辺遮断器に遮断指令を発し系統の通
電を停止する必要がある。

以上述べた原理からも明らかなように加速度ピックアッ
プの設置位置は、操作部からの振動が少ない方がよく、
逆に遮断部からの振動を効率よく検出するため、固定接
触子１３側絶縁支持筒１１の接地電位近傍が望ましい。

本例では投入動作時の動作特性を検出するためアーク放
電のエネルギ発生量が比較的少なく、従って系統構成、
負荷容量等の操作特性に及ぼす影響が小さい。その結果
、特に動作特性を測定するための系統の送電を止めての
無負荷操作試験は必要なく、系統運転時の実操作時に動
作特性を監視できる利点がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、接地電位に設けた振動検出装置で高電
位部の接触子の動作特性を監視できるので、遮断器の絶
縁信頼性を損なうことなく、高精度で開閉異常を検出す
ることが可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成を示す部分断面図、第２図は
その要部を示す断面図、第３図は測定の一例を示す線図
である。 １・・・可速度ピックアップ、２・・・前置アンプ、５
・・・遮断器、７・・・タンク、９・・遮断部、１１・
・・絶縁支竿　１７ ＄２囚

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１対の固定接触子及び可動接触子を有す
   る遮断部を容器内に収納した遮断器において、投入動作
   時に前記固定接触子と前記可動接触子の接触によつて発
   生する振動もしくは音を検出する振動検出手段を設けた
   ことを特徴とする遮断器の開閉異常検出装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、振動検出手段によ
   り検出した固定接触子と可動接触子の接触振動の発生時
   期から該両電極の接触時点を求め、遮断器の投入励磁コ
   イルに付与される投入指令信号の発生時点との差より動
   作時間を求めて、正常時に求めた動作時間と比較し、そ
   の差が基準値を上廻わるとき異常信号を発生することを
   特徴とする遮断器の開閉異常検出装置。 ３、特許請求の範囲第２項において、振動検出手段を固
   定接触子を絶縁支持する絶縁支持体の接地側もしくはそ
   の近傍に設置したことを特徴とする遮断器の開閉異常検
   出装置。 ４、特許請求の範囲第３項において、振動検出手段は圧
   電形加速度ピックアップを用いたことを特徴とする遮断
   器の開閉異常検出装置。 ５、特許請求の範囲第１項において、振動検出手段によ
   り所定の時間内に固定接触子と可動接触子の接触振動が
   検出されなかつたとき、ただちに当該遮断器もしくは隣
   接する遮断器を遮断する指令を発令する遮断器の開閉異
   常検出装置。