JPH0213223A - 内部故障検出装置 - 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］ この発明はガス絶縁開閉装置など密閉形電気装置の地絡
、相間短絡等の検出をする内部故障検出装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 第７図は特開昭５８−１１５３７０に示されるような内
部故障検出装置をガス絶縁開閉装置に取り付けた例を示
したものである。図において１は故障の被検出体である
ガス絶縁開閉装置の一部を示し、２は特開昭５８−１１
５３７０による内部故障検出装置を、３は内部故障検出
装置の接点情報を表示するための表示装置をそれぞれ示
す。第８図は従来の故障検出装置の断面図であり、被検
出体の急激な圧力の上昇に応じてベローズ２ａが伸縮し
、マイクロスイッチ３１の接点が閉じるよう構成されて
いる。

次に従来例の動作について説明する。ガス絶縁開閉装置
１の内部で地絡、または相間短絡などが生じた場合アー
クエネルギー等の注入によりこの空間の温度は一旦急激
に上昇しそれに応じて圧力も上昇する。ガス空間の急激
な圧力上昇に応じて内部故障検出装置２のマイクロスイ
ッチ３１が閉じる。この接点によって表示装置３に圧力
の上昇があったことを示す表示を出すことにより、外部
からは直接監視できない密閉形の電気装置の故障を検出
することが可能となる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の内部故障検出装置２は以上のように構成されてい
るので、マイクロスイッチ３１が検出装置の容器の内部
に組み込まれており、特にマイクロスイッチ３１の可動
部である接点の信頼性および保守に問題があった。また
このマイクロスイッチ３１を使用することにより内部故
障検出装置自体が大きくなり、設置場所も太き（取る必
要があった。

またマイクロスイッチの接点信号の取り出し口の気密性
を保つため特別の処理が必要となり、構成が複雑になる
などの問題があった。

また被検出体の容積の大小により同じアークエネルギー
等の注入があったときでも容器の圧力上昇速度が異なる
という制約があり、内部故障検出の限界が被検出体のガ
ス空間の大きさによって変化することになっていた。こ
れを調整するためにガス空間の容積に応じて内部故障検
出装置２の調整を行う等の配慮が必要であり、そのよう
なことは構成の自由度を制約するものであった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、内部故障検出装置を小型化しかつメンテナン
スを容易にすることを目的とする。

また、接点信号ではなく、圧力変化の連続的な情報を得
ることにより、装置内部の短絡等の故障の検出感度が高
く、被検出体のガス空間の容積に対する依存性の少ない
内部故障検出装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段］ 第１の発明に係る内部故障検出装置は、密閉されたガス
空間内に高電圧部材を設置したガス容器と、ガス容器と
連通しているベローズと、ベローズのしゃばら部の変動
を監視するために検出装置の容器に取り付けられている
窓と、窓を通してベローズのしゃばら部の変動を監視す
る光電的手段とを具備するものである。

第２の発明に係る内部故障検出装置は、密閉されたガス
空間内に高電圧部材を設置したガス容器と、ガス容器と
連通しているベローズと、ベローズを内包しガス容器に
固定されている検出容器と、ベローズの端面の変動を監
視するために検出容器に取り付けられている窓と、窓を
通してベローズの端面の変動を監視する光電的手段とを
具備するものである。

［作用］ 第１の発明において密閉されたガス容器の内部で地絡ま
たは相聞短絡などが生じた場合、ガス容器内にアークエ
ネルギー等が注入され一旦温度は急激に上昇する。それ
に応じて圧力も急激に変化する。これに応じてガス容器
連通しているベローズは伸長・収縮を（りかえず。この
ベローズのじ中ばら部の凹凸面を反射面として、光電的
手段により反射光量を検出する。この反射光量を検出し
て、光信号によりマイクロコンピュータへ光ファイバを
介して電気信号に変換して伝達される。これにより監視
対象機器内の状態をマイクロコンピュータにより判断す
る。

第２の発明においても、被検出体であるガス容器内部で
地絡または相間短絡などが生じた場合内部故障検出装置
内のベローズは第１の発明における作用において述べら
れている同じ理由により伸長・収縮をくりかえす。この
ベローズの端面を反射板としている光電的手段により、
反射光量の時間的変化を検出容器に取り付けである窓を
通して検出する。この光信号の出力は電気信号に変換さ
れマイクロコンピュータへ伝達され、これによりマイク
ロコンピュータは監視対象機器内の状態を判断する。

［実施例コ 以下束１の発明の実施例を図に基づいて説明する。第１
図は本発明による内部故障検出装置の−部所面図を含む
ブロック図、第２図は光ファイバ４とベローズ２ａの反
射点との相対位置を示す概念図、第３図はホトダイオー
ド受光量と反射点の相対位置との関係図である。これら
の図に基づいて第１の発明の実施例について説明する。

検出容器２２はガス絶縁開閉装置ｌに内部故障検出装置
を固定するものである。ベローズ２ａは被検出体である
ガス絶縁開閉装置１内の圧力に反応して伸縮し、窓２ｂ
を通してその反応を光信号により監視される。ファイバ
支持台２ｃは検出容器２２に固定され光信号を伝達する
ための光ファイバ４を支持している。ＬＥＤ発先口先回
路５信号を発生させ、ホトダイオード受光回路６はベロ
ーズ２ａのじゃばら部の凹凸面で反射した光信号を光フ
ァイバ４を介して受光する。これら送光信号と受光信号
は光分岐結合器７により分岐される。入力信号処理回路
８はホトダイオード受光回路６にて受光した光信号を電
気信号に変換して各種演算処理するためのマイクロコン
ピュータ９に伝達するインターフェイスの機能を果して
いる。表示装置３はマイクロコンピュータ９により処理
された結果を表示するものである。

上記の第１図の第１の発明の実施例の動作について説明
する。ガス絶縁開閉装置１の内部で地絡または相聞短絡
などが生じた場合、ガス容器内にアークエネルギー等が
注入され一旦急激に上昇する。それに応じてこの空間の
圧力も一旦急激に上昇しその後エネルギーの注入がなけ
れば通常の状態に復帰する。これに応じて検出容器２２
に内蔵されたベローズ２ａが伸長・収縮をくりかえす。

内部故障検出装置は常時稼働しており、光ファイバ４の
一端から検出容器２２に取り付けである窓２ｂを通して
ベローズ２ａのじゃばら部の凹凸面に向けて、一定光量
の光信号が照射されている。これによりガス絶縁開閉装
置ｌの内部における故障発生時にベローズ２ａが伸縮し
、ベローズ２ａのじゃばら部の凹凸面からの反射光量が
変化する。反射面が凹面のときと凸面のときで、第２図
及び第３図に示すように変化する。例えば、第２図に示
すように通常時に光ファイバ４の端部から発光し、ベロ
ーズ２ａのしゃばら面の凸点ａ１を反射点とするときの
ホトダイオード受光回路６に入る受光量をマイクロコン
ピュータ９に記憶させておく。次に、被検出装置内にお
いて短絡等の事故によりアークエネルギーが注入され、
急激に温度が上昇し、−旦圧力が高くなる。この異常時
において、ベローズ２ａは一旦伸長する。例えばこの時
、反射点が凹点ｂｌに達したとすると、通常時より反射
距離は長くなり、受光量は減少する。但しベローズの表
面は乱反射面と仮定する。これらの反射光量の変化は光
ファイバ４を介して充電変換素子とＤ／Ａ変換回路を経
て電気信号に変換されマイクロコンピュータ９へ伝達さ
れる。そしてマイクロコンピュータ９により監視し処理
する。ベローズ２ａの伸縮により反射光量は第３図のよ
うにベローズ２ａのしゃばらの形状に従った変化となり
、これをマイクロコンピュータ９へ伝達することにより
被検出装置の内部状態は監視可能となる。

また、上記実施例ではガス絶縁開閉装置の場合について
説明したが、その池にも密閉された空間内で急激な温度
変化を生じる装置であれば、この内部故障検出装置が使
用可能である。

次に第２の発明の実施例を図に基づいて説明する。第４
図は第２の発明による内部故障検出装置の一部断面図を
含むブロック図である。第５図は第２の発明のホトダイ
オードの受光量と、光フアイバ端面とベローズ端面間の
距離との関係図、第６図は第２の発明のホトダイオード
の受光量の故障発生後の変化図である。第２の発明の実
施例の内部構造は第１の発明の実施例の内部構造と同じ
であるため１復した記述を省略し、第１の発明と異なる
ｉｔｓの部分について説明する。ＬＥＤ発先口先回路５
信号を発生させ、ホトダイオード受光回路６はベローズ
２ａの端面で反射した光信号を光ファイバ４を介して受
光する。これら送光信号と受光信号は光分岐結合器７に
より分岐される。人力信号処理回路８はホトダイオード
受光回路６にて受光した光信号を光電変換素子とＤ／Ａ
変換回路を経て電気信号に変換して各種演算処理するた
めのマイクロコンピュータ９に伝達するインターフェイ
スの機能を果している。

上記の第４図の実施例の動作について説明する。

ガス絶縁開閉装置の内部で地絡または相間短絡などが生
じた場合、ガス容器内にアークエネルギー等が注入され
一旦急激に上昇する。それに応じてこの空間の圧力も一
旦急激に上昇しその後エネルギーの注入がなければ通常
の状態に復帰する。これに応じて検出容器２２に内蔵さ
れたベローズ２ａが伸長・収縮をくりか尤す。内部故障
検出装置は常時稼働しており、光ファイバ４の一端から
検出容器２２に取り付けである窓２ｂを通してベローズ
２ａの端面に向けて、一定光量の光信号が照射されてい
る。これによりガス絶縁開閉装置１の内部故障発生時に
はベローズ２ａが伸縮し、ベローズ２ａの端面からの反
射光量が変化する。例えば第２図に示すように光ファイ
バ４の端部とベローズ２ａの端面の距離が近づけばホト
ダイオード受光回路６に入る受光量は増加する。但し反
射面は乱反射面と仮定する。これらの反射光量の変化は
光電変換素子とＤ／Ａ変換回路を経て電気信号に変換さ
れマイクロコンピュータ９に伝達される。そしてマイク
ロコンピュータ９により監視し処理する。この第２の発
明の場合、被検出体であるガス容器の容積による検出装
置の補正は容易である。例えば被検出体であるガス絶縁
開閉装置の容器の容積が大きい場合、同じ短絡等による
アークエネルギーを注入されてもガス容器の容積が小さ
い装置に比べて、被検出体の圧力は低くなる。このよう
にガス容器が大きくなると、ガス容器内の圧力に反応す
るベローズ２ａの変化量も小さくなる。このようにガス
容器が大きくなるとベローズ２ａの変化量も小さくなり
光ファイバ４の端面とベローズ２ａの端面との接近距離
も遠くなる。これによりホトダイオード受光量は小さく
なる。第５図は第２の発明におけるホトダイオード受光
量と反射距離との関係を表わしている。同じ短絡等によ
るアークエネルギーを注入されても被検出体であるガス
容器の容積によりホトダイオード受光量は変化する。し
かしマイクロコンビ１−夕９における判定値を変えるこ
とだけで補正することができる。例えばガス容器が大き
い場合、第５図において判定値をＡ点からＢ点へずらす
ことにより容易に補正可能となる。このように同じ故障
規模（アークエネルギー）であれば被検出体であるガス
容器の容積に依存しないでガス容器内部の監視をするこ
とができる。また、ホトダイオード受光量は故障発生後
に第６図のような時間的変化をするため、連続監視を行
うことにより、この時間的変化の立上がり速度、ピーク
値等によりその故障規模（アークエネルギー）をマイク
ロコンビニ−タ９により算出することが可能となる。

［発明の効果］ 第１の発明による内部故障検出装置は装置内部に組み込
まれているマイクロスイッチである機械的接点を使用せ
ずベローズの変動をガス容器外部に設けた充電的手段で
しゃばら部の位置を検出することにより、被検出体であ
るガス容器の内部状態を監視するようにしたものである
。これにより、装置の小型化と信頼性の向上が達成され
、保守も容易となった。また光電的手段を使用すること
により、検出感度が良くなり、応答も早くなるなどの効
果がある。

第２の発明によれば内部故障検出装置は装置内部に組み
込まれているマイクロスイッチである機械的接点を使用
せずベローズの変動をガス容器外部に設けた光電的手段
により監視し、その判定処理をマイクロコンピュータで
行うようにしたので、被検出体であるガス容器の容積に
よる補正が容易となり、ガス容器内部の故障規模の推定
も容易となる。また検出感度の向上、メンテナンスが容
易になるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の一実施例による内部故障検出装置
の一部断面図を含むブロック図、第２図は第１の発明の
光ファイバとベローズの反射点との相対位置を示す概念
図、第３図は第１の発明のホトダイオード受光１と反射
点の相対位置との関係図、 第４図は第２の発明の一実施例による内部故障検出装置
の一部断面図を含むブロック図、第５図は第２の発明の
ホトダイオードの受光量と距離との関係図、第６図は第
２の発明のホトダイオードの受光量の故障発生後の変化
図、第７図は内部故障検出装置の配置図、第８図は従来
の内部故障検出装置の断面図である。 ２ａはベローズ、２ｂは窓、２１はガス容器、２２は検
出容器、４１は光電的手段である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）密閉されたガス空間内に高電圧部材を設置したガ
   ス容器、 ガス容器と連通しているベローズ、 ベローズを内包しガス容器に固定されている検出容器 ベローズのじゃばら部の変動を監視するために検出容器
   に取り付けられている窓、 窓を通してベローズのじゃばら部の変動を監視する光電
   的手段、 を具備することを特徴とする内部故障検出装置。
2. （２）密閉されたガス空間内に高電圧部材を設置したガ
   ス容器、 ガス容器と連通しているベローズ、 ベローズを内包しガス容器に固定されている検出容器、 ベローズの端面の変動を監視するために検出容器に取り
   付けられている窓、 窓を通してベローズの端面の変動を監視する光電的手段
   、 を具備することを特徴とする内部故障検出装置。