JPH02122276A

JPH02122276A - 断路器の電極消耗率計測装置

Info

Publication number: JPH02122276A
Application number: JP63274493A
Authority: JP
Inventors: Masaru Takimoto; 勝滝本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-11-01
Filing date: 1988-11-01
Publication date: 1990-05-09
Anticipated expiration: 2012-10-27
Also published as: JP2667473B2

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】「発明の目的」（産業上の利用分野）本発明は、ガス絶縁開閉装置に使用される断路器に係り
、主接点の交換時期を外部より判定することのできる断
路器の電極消耗率計測装置に関するものである。

（従来の技術）従来の電力用断路器は、それが組入れられた電力系統の
状態より、年間光たりの動作回数は数回から数百回とい
う差がある上、各種の定格と形式の製品か存在するため
、開閉エネルギーによる主接点の電極消耗率は各種断路
器により大きく異なっている。従って、保守上問題とな
る主接点の交換に際しては、適当な時期に断路器内部を
目視点検して、主接点の交換の必要性の有無を判定して
いた。そのため、−仕向に一定の点検作業が要求され、
保守員の確保や点検に伴う計画停電手続や機器の停止な
ど、無駄な要素が生じていた。

一方、近年、絶縁性に優れたＳＦ６ガスを充填したタン
ク内に主接点を収納した断路器の普及に伴い、据付スペ
ースもコンパクト化した反面、ＳＦ６ガスの回収や充填
作業の追加により、点検のための付帯作業時間が従来の
断路器に比べて数倍も必要となるという欠点も生じてい
た。従って、この様な点検回数を減らずことか望ましく
、各々の断路器について、開閉アークエネルギーを詳細
に実算累積し、主接点の電極消耗に伴う主接点交換時期
を明確に外部から把握した上で点検作業を実施する必要
がある。

ところで、電力系統に使用される断路器の電流開閉責務
の一つに、ループ電流開閉責務かある。

この様なループ電流開閉責務について、第６図（Ａ）（
Ｂ）に基づいて、複母線構成における母線切替時のルー
プ電流開閉責務を例にして説明する。なお、第６図にあ
いでは、発電機３が断路器４．５を介して第１の主母線
１及び第２の主母線２に接続され、また、変圧器１０が
断路器６，７を介して第１の主母線１及び第２の主母線
２に接続されている。また、第１の主母線１及び第２主
母線２は、遮断器８及び遮断電流測定用の変流器９を含
む母線連絡回線によって連結されている。

この様な構成を有する複母線方式の電力系統においては
、第６図（Ａ）に示した様に、母線連絡回線によって第
１の主母線１と第２の主母線２とが連結されている状態
で、断路器７が投入されると、第６図（Ｂ）に示した様
に、負荷電流Ｉは１と１２に分流され、いわゆるループ
が構成される。この１１と１２の分流比はループインピ
ーダンスに逆比例するが、大半が１１として流れる。

この状態で、断路器６か回路されると、第６図（Ｃ）に
示した様に、ループ電流１１を１２経路側に転流させる
責務が生じる。従って、断路器の遮断すべきループ電流
値は、最大値として定格電流値まで考慮する必要がある
。

一方、遮断器、断路器などの開閉機器の主接点の電極消
耗率を外部から計測する方法としては、特公昭４９−４
６５８３号公報にその一例が提案されている。これは、
接点寿命が遮断した電流値とその回数により、概略決定
されることに着目したものである。即ち、遮断電流を「
、遮断回数をＮとすると、ＥｘＮ＝一定という式で接点
寿命を概略算出することができる。この関係を第７図に
ボした。即ち、遮断電流がｅ＋　ＫＡであれば、ｎ１回
の遮断か可能でおり、遮断電流が０２ＫＡであれば、ｎ
２回の遮断が可能となる。

また、前述した様にループ電流開閉においては、定格電
流値に近い電流を遮断する必要があるため、進み小電流
開閉や遅れ小電流開閉などの責務と比較して、主接点寿
命に与える影響が大きい。そこで、ループ電流の遮断電
流値及び遮断回数の累積値を求めることにより、主接点
の電極消耗度を推定することか考えられる。電気協同研
究会報告（第３３巻第４号）によると、ループ電流開閉
責務に関して、無点検遮断回数は定格４０００△以上に
ついては１００回、４０００Ａ未満については２００回
としているが、この方法により、各断路器毎の主接点の
電極消耗度を推定できれば、主接点の交換時期を明確に
把握できるため、点検や保守の周期を長期化することが
できる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記の様な主接点の電極消耗度を推定す
る方法を実施するには、以下に述べる様な解決プベき課
題があった。即ち、断路器か遮断するループ電流を￥１
測するためには、断路器に直列に変流器を追加して設置
する必要があるか、カス絶縁開閉装置に用いられる変流
器は、ケイ素鋼板にコイルを巻き付けて成る鉄心タイプ
の変流器コアにより構成されているため、機器が複雑で
大型なものとなり、重量も大きくなり、］ス１へも増大
してしまう。また、近年、光ファイバーを用いた計測技
術が注目されているが、光ファイバーが光電異部に配さ
れるため、絶縁信頼性の点で問題がある他、センサの熱
歪特性、電子回路の複雑化などの点で問題が残されてお
り、未だ実用化には至っていない。

本発明は以上の欠点を解消するために提案されたちので
、その目的は、ループ電流遮断時の遮断電流値を正確に
計測でき、断路器の主接点部の寿命を推定することので
きる断路器の電極消耗率計測装置を提供することにある
。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、断路器の動作回数と主接点の開閉電流値とか
ら、その電極消耗率を則測する断路器の電極消耗率計測
装置において、断路器の開路動作のタイミングを検出す
る手段と、母線連絡回線に設けた主回路電流検出手段と
、前記開路動作のタイミングを検出する手段によって開
路信号が送出された時に、前記主回路電流検出手段によ
って主回路電流を測定し、断路器の開路動作前後におけ
る主回路電流の変化分を算出するデータ処理部と、前記
データ処理部により算出された主回路電流の変化分を累
積演算することにより接点寿命を監視する累積演算部を
備えたことを特徴とするものである。

（作用）本発明の断路器の電極消耗率計測装置は、断路器に新た
に変流器をイ」加することなく、母線連絡回線に設けた
主回路電流検出手段を用いて、断路器の開路動作前後に
おける主回路電流の変化分を測定し、その変化分を累積
演算することによって接点寿命を推定することができる
。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図乃至第５図に基づいて
具体的に説明する。

■第１実施例本実施例においては、第１図に示した様に、母線連絡主
回路１１に、主回路電流検出手段として変流器１２と、
断路器の開路動作のタイミングを検出するための指令検
出センサ１６及び開路状態検出センサ１７が配設されて
いる。前記指令検出センサ１６は、貫通型の小形変流器
で、断路器の制御回路の制御線１５が貫通ずるように取
付けられ、断路器動作指令電流の立上がりのタイミング
を検出するものである。また、前記開路状態検出センサ
１７はマイクロスイッチなどの機械スイッチで、第２図
に示した様に、断路器の主軸２５に連動して動作し、開
路完了状態でＯＮとなり、他の状態ではＯＦＦとなるよ
うに構成され、操作機構部内に配設されている。

また、前記変流器１２から出力された母線連絡回線の主
回路電流値は、ピークホールド回路１３を介してアナロ
グ入力インタフェース１４に入力され、その後、アナロ
グ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換され、データ処理部２１に
入力されるように構成されている。なお、前記ピークホ
ールド回路１３は、変流器１２の出力を全波整流して、
そのピク値を出力するように構成され、システムに必要
な応答速度と測定波形の周期から、適当な減衰時定数を
有するように設定されている。

一方、前記指令検出センサー６の出力は、受信器１８に
入力され、デジタル入力インタフェース２０を介してデ
ータ処理部２１に入力される。また、開路状態検出セン
サー７の出力は、中継リレー１９に入り、デジタル入力
インタフェース２０を介してデータ処理部２１に入力さ
れる。これら指令検出センサー６、開路状態検出センサ
ー７、受信器１８、中継リレー１９、デジタル入力イン
タフェース２０は、それぞれループ電流開閉責務を有す
る断路器の数だ（ブ設けられている。また、前記データ
処理部２１には、指令検出信号や動作位置検出信号か人
力された時点で計測されたピークボールド回路１３の出
力Ｉａ、Ｉｂを記憶し、また、Δｌ−１−Ｉａの演算処
理を行うプログラムを有するマイクロコンピュータが用
いられている。また、前記データ処理部２１は図示しな
い累積演算部に接続されている。

この様な構成を有する本実施例の断路器の電極消耗率計
測装置においては、以下に述べる様にして電極消耗率が
計測される。即ち、第６図（Ｂ）に示した様に、断路器
６及び断路器７の様に第１の主母線１と第２の主母線２
を連結する１組の断路器が、いずれも閉路状態であるこ
とが開路状態検出センサ１７により検出されている状態
において、いずれか一方の断路器の開路動作指令が検出
されると、データ処理部２１はループ遮断電流算出処理
を開始する。そして、第３図に示したタイムチャートに
おいて、指令検出センサ１６が断路器開路動作指令を検
出し、その出力３０が変化すると、データ処理部２１で
は、プログラムに従って、この時のピークホールド回路
出力３５の値Ｉａをデータ処理部２１内のメモリに記憶
する。

次に、断路器の接点が開いてループ電流が遮断され、開
路状態を検出する開路状態検出センサ１７の出力３２が
ＯＮされると、データ処理部２１では、プログラムに従
って、この時のピークホールド回路出力３５の値１ｂを
データ処理部２１内のメモリに記憶し、さらにループ遮
断電流値に相当するΔＩ＝Ｉｂ−Ｉａを演算により求め
る。そして、動作した断路器の識別コードを△Ｉに付加
して、累積演算部（図示ゼず）に送出する。この累積演
算部においては、各断路器の累積遮断電流値をメモリに
記憶しており、データ処理部２１から送られてきた新し
いデータ△■を、該当する断路器のデータに加算して主
接点の電極消耗度を推定する。

この様に本実施例によれば、断路器開路動作の前後にお
いて、母線連絡回線に設Ｃブられた変流器によって検出
された電流値の差から、断路器のループ遮断電流値を求
めているので、断路器毎に変流器などの電流検出手段を
設置する必要がなく、システムの構成か大幅に簡略化さ
れる。また、断路器と同様に遮断器の電極消耗率の計測
にもイガ用できるため、システム構成はより簡略化され
る。

■第２実施例本実施例においては、第４図に示した様に、第１実施例
と同様の回路にｄ３いて、中継リレー１９とデジタル入
力インタフェース２０の間に、遅延回路３６が設けられ
、開路状態検出センサ１７の出力がデータ処理部２１に
入力される時間を、任意の設定時間だけ遅らせることが
できるように構成されている。

この様な構成を有する本実施例の断路器の電極消耗率計
測装置においては、開路状態検出センサ１７の出力が遅
延回路３６を介してデータ処理部２１に入力されるので
、断路器開路動作完了後の母線連絡主回路電流を検出す
るタイミングを任意の設定時間Ｔｏだけ遅らせることが
できる。これは以下に述べる理由による。即ら、断路器
の接点か消耗してくると、電流遮断時間が長くなるため
、遮断完了から開路完了までの時間が短くなる。また、
ピークホールド回路１３の出力３５は、ある時定数を持
っているため、電流か急に変化した場合に、正確な出力
値となるまでには、ある程度の時間が必要であり、断路
器開路動作の時点ですぐにピークホールド回路の出力３
５の値を記憶すると、測定誤差が人ぎくなる可能性があ
るからである。そのため、断路器開路完了時から丁０だ
け遅れた時点で、ピークホールド回路の出力値３５を記
憶できるようにすることにより、測定精度を大幅に向上
することができる。

■第３実施例本実施例においては、第５図に示した様に、第１実施例
と同様の回路において、指令検出センサ１６と受信器１
８の代りに、閉路状態検出センサ３７と中継リレー１９
が配設されている。また、閉路状態検出センサ３７は、
マイクロスイッチなどの機械スイッチで、第２図に示し
た様に、断路器の主軸２５に連動して動作し、閉路完了
状態でＯＮとなり、他の状態ではＯＦＦとなるように操
作機構部内に取（−Ｊ　Ｃブられている。そして、断路
器が開路動作を開始し、閉路状態検出センサ３７の出力
がＯＮからＯＦＦに変化した時点で、断路器がループ電
流を遮断する前の母線連絡主回路電流値を検出するよう
に構成されている。

この様な構成を有する本実施例の断路器の電極消耗率計
測装置は、閉路状態検出センサ３７の出力が変化してか
ら、断路器がループ電流を遮断するまでの時間が比較的
長く、母線連絡主回路電流値を検出、記憶する時間的余
裕が充分である場合に有効であり、構成をより簡略化す
ることかできる。

■他の実施例なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、例えば、母線切替時に断路器が同時に操作されない
場合には、送電線の回線数がさらに多い場合でも適用が
可能であり、また、母線連絡回線が複数個設けられてい
る場合には、各母線連絡回線にそれぞれ電流検出手段を
設け、それらの検出電流の合成値を求めることにより、
本発明を適用することができる。

［発明の効果］以上述べた様に、本発明によれば、断路器の開路動作の
タイミングを検出１−る手段によって開路信号か送出さ
れた時に、主回路電流検出手段によって主回路電流を測
定し、データ処理部において断路器の開路動作前後にお
ける主回路電流の変化分を算出し、この主回路電流の変
化分を累積演算するという簡単な手段によって、ループ
電流遮断時の遮断電流値を正確に計測でき、断路器の主
接点部の寿命を推定することのできる断路器の電極消耗
率ｈ」副装置を提供することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の断路器の電極消耗率ｈ１測装置の第１
実施例の計測システムを示覆ブロック図、第２図は開路
状態検出センサまたは閉路状態検出センサの構成を示ず
要部分解斜視図、第３図は第１実施例の各部の信号を示
すタイムヂＶ−ト、第４図は本発明の第２実施例の計測
システムを示すブ［１ツク図、第５図は本発明の第３実
施例の計測システムを示すブロック図、第６図はループ
電流の経路を示す単線結線図で、（Ａ）は片母線運転時
、（Ｂ）は両母線併用時、（Ｃ）は母線切替後を示し、
第７図は遮断電流と遮断回数の関係を示す図である。１・・・第１の主母線、２・・・第２の主母線、３・・
・発電機、４，５，６．７・・・断路器、８・・・遮断
器、９変流器、１０・・・変圧器、１１・・・母線連絡
主回路、１２・・・変流器、１３・・・ピークホールド
回路、１４・・・アナログ入力インタフェース、１５・
・・制御線、１６・・・指令検出センサ、１７・・・開
路状態検出センサ、１８・・・受信器、１９・・・中継
リレー、２０・・・デジタル入力インタフェース、２１
・・・データ処理部、２２・・・モータ、２３・・・歯
車、２４・・・ウォームキア、２５・・・主軸、２６・
・・ホイール、２７・・・カム、２８・・・ストッパー
、２９・・・ス１〜［１−り、３０・・・指令検出セン
サ出力、３１・・・閉路状態検出センサ出力、３２・・
・開路状態検出センサ出力、３３・・・断路器主回路電
流、３１Ｉ・−・母線連絡主回路電流、３５・・・ピー
ホールド回路出力、３６・・・遅延回路、３７・・・閉
路状態検出センサ。

Claims

【特許請求の範囲】断路器の動作回数と主接点の開閉電流値とから、その電
極消耗率を計測する断路器の電極消耗率計測装置におい
て、前記断路器の開路動作のタイミングを検出する手段と、
母線連絡回線に設けた主回路電流検出手段と、前記開路
動作のタイミングを検出する手段によつて開路信号が送
出された時に、前記主回路電流検出手段によつて主回路
電流を測定し、断路器の開路動作前後における主回路電
流の変化分を算出するデータ処理部と、前記データ処理
部により算出された主回路電流の変化分を累積演算する
ことにより接点寿命を監視する累積演算部を備えたこと
を特徴とする断路器の電極消耗率計測装置。