JPH0287915A

JPH0287915A - ガス絶縁機器の分解ガス検出装置

Info

Publication number: JPH0287915A
Application number: JP63234778A
Authority: JP
Inventors: Shin Hasegawa; 伸長谷川; Takaaki Sakakibara; 榊原　高明; Isao Kamata; 功鎌田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-09-21
Filing date: 1988-09-21
Publication date: 1990-03-28

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、電力機器をコンパクトに収納したガス絶縁開
閉装置に係り、特にそれらの収納機器の信頼度確認と監
視に好適な予防保全システムに用いられる分解ガス検出
システムに関するものである。

（従来の技術）近年、用地の高騰や都市部における電力供給量の増大に
伴う変電設備の増強化の必要性から、絶縁性及び消弧性
に優れたＳＦ、ガスを用いて、断路器、遮断器等の変電
機器を密閉容器内に収納配置し、耐環境性とＫＶ−Ａ当
たりの据付は体積をコンバクｌ−化し、た７いわゆるガ
ス絶縁開閉装置が普及し稼働している。

上記の様なガス絶縁開閉装置はコンパクト化５接地タン
クの露出充電部の削減等、種々の利点がある反面、高性
能化１□３伴う保守診断の困難さ、保守修復作業時間の
増大等、容器内部に異常が生じた場合、その信頼性が著
しく低下するという欠点があった。

そこで、従来から、ガス絶縁開閉装置全体の信頼性の向
上を実現するために、装置の適切な設計・製作に努めて
いるが、電力供給能力の質の向上の一貫として、装置全
体の信頼度確認及び監視が必要となり、その有効な手段
が種々検討されてきた。

現時点にお（する問題点を、第３図に示した代表的なガ
ス絶縁開閉装置の系統図を参照しで説明する。

即ち、第３図に示した様に、密封圧力容器２内に避雷器
７、変成器８．接地開閉器９、断路器１２、変流器１７
、遮断器１８、母線１９が配設され、充填ガス３として
ＳＦ、ガスが封入され、課電部と接地電位にある密封圧
力容器２間が電気的に絶縁されている。

また、密封圧力容器２内に母線１９を配置するために、
絶縁スペーサ１１が適当な間隔をおいて配設され、母線
１９の機械的強度と絶縁耐力を保持できるように構成さ
れている。

さらに、主回路はブッシング１を介して、断路器１２．
遮断器１８を経由して変圧器２０に接続されている。な
お、第３図においては、１回線受電上回路を示している
が、第３図の右側に図示していない受電主回路より断路
器１２を介して変圧器２０へ電力供給する場合もある。

一方、ガス絶縁開閉装置は、配電盤１５１：より制御さ
れ、電圧要素は変成器８により、また、電流要素は変流
器１７による得ら扛、主回路切換や遮断操作は操作キユ
ービクル１４を介して開閉器類（断路器４遮断器、接地
開閉器）の操作器１３に付勢信号を与えることにより行
なわれる。

また、開閉器類の機械的駆動源としては　コンプレッサ
設備１６より所定の圧力（例えばｔ５ｋｇ／ｉが一般）
を得て操作キユービクル１４を介して操装置構成上より
、充填ガスの封入区画を行なう作用も兼用させているの
で、バルブ４を介して、ＳＦ。

ガスボンベ６よりガスキユービクル５を介して各区画に
ＳＦ、ガスを充填し、ガスキユービクル５で圧力もわか
るようにしている。

上記の様な構成を有する従来のガス絶縁開閉装置におい
ては、ＳＦ、ガスの特性によって、収納機器の小型化が
可能となり、全体としてコンパクト化が実現できる。（
ＫＶ−Ａ当たりの占有体積が小さくなり、設置用地の有
効な活用が図れる。）また、ガス母線を用いて２段〜３
段の積み重ね構成が可能となり、ブロック積立てとなる
ので、小さな面積で大きな体積の構成がとれるという利
点があった。

さらに、密封圧力容器が接地されているので。

課電中に近接しても感電の危険はなく、塩害・風雨など
による環境外乱図に対し、課電部が直接にさらされるこ
とがないので、影響を受けることはない。

また、各種の開閉器類は、消弧能力の高いＳＦ６ガス中
でアーク処理されるため、１主接点当たりの遮断容量の
大幅な向上が可能となるという利点もあった。

一方、上述した様な利点がある反面、以下に述べる様な
欠点があった。

即ち、ガス絶縁開閉装置全体をコンパクト化したことに
より、収納機器の保守・点検時に、解体作業あるいは再
組立作業の寸法制限が小さくなり、保守・点検作業に時
間がかかり１作業効率が著しく低下していた。

また、容器内部に封入されるＳＦ、ガスは高価で。

外部へのガス漏れ防止上の製作技術が高級となると共に
、絶縁性の良さからｋｖ／ｍｍが大きいため。

ガス圧低下は絶縁裕度に敏感に関係し、ガス漏れ修復は
緊急を要するものとなっていた。

さらに、密封圧力容器を用いているため、収納機器の目
視による監視ができないという問題点があった。

また、各種開閉機器の主接点の消耗に伴う交換作業は、
ＳＦ、ガスの回収・再充填作業に多大な時間を要し、ガ
ス絶縁開閉装置の停止時間が長くなるという欠点もあっ
た。

以上説明した様な利点及び欠点に対して、性能的には利
点のメリットが大きいため、ガス絶縁開閉装置の普及は
目覚ましいが、設置箇所も増え。

量産体制がとられる様になると、その保守や緊急修復体
制の準備と品質のばらつきも無視できない問題となって
いる。

その対策として、徨働運転状態が正常であることの信頼
度確認と２異常発生時の早期検出監視が可能な予防保全
システムの確立が切望されている。

この様な予防保全システムの導入により、ガス絶縁開閉
装置の事故を未然に防止することができ、電力の安定供
給や事故に起因する経済的損失等を除去することができ
る。

ところで、上記の様な予防保全システムにおいて、ガス
絶縁機器内部で発生した局部加熱や部分放電等の前兆現
象を早期に検知することが、事故未然防止の上からも重
要である。

これらの現象の検出方式の１つとしては、ＳＦ。

ガス中での局部加熱や部分放電により発生する分解ガス
を検出する方式が考えられる。

気中ガス成分を検出する方式は、従来より２゜３の方式
が提案されており、その−例を第２図に示す６第２図において５３は水晶振動子であり、この対向する
両面に金蒸着膜５２が設けである。５１は高分子膜であ
り、これにはＳＦ、ガス等の絶縁ガスの分解ガスを吸着
する様な微小孔が生成されている。

分解ガスが発生し、分解ガス分子がこの高分子膜に吸着
されると、それにより水晶発振子５３および発振回路５
５より成る回路の発振周波数、又は。

回路出力が変化するため、分解ガス量、レベル等を検知
することができる。

（発明が解決しようとする課題）第２図に示す様な検出システムをガス絶縁機器等に適用
する場合、以下の様な問題点がある。

ます、第１に１発振回路°等を駆動する電源の問題であ
る。即ち、センサの出力は微弱であるため、センサ出力
をケーブルにて長距離伝送することはできない。従って
１発振回路をセンサ近傍か、センサに直付けすることに
なるが、この場合、センサおよび発振回路をガス絶縁機
器の接地金属容器（タンク）部に設けることになり、こ
れらの電子回路駆動用電源を遠方より電線にて供給する
場合、開閉機器動作時の誘導サージにより電子回路部が
破損するという問題や、配線するケーブル本数が増大す
ること、およびケーブルをセンサ回路部に接続する端子
部が必要となり、コストの増大および、センサ回路部寸
法の増大といった問題がある。

また、センサ回路部を電池にて駆動する方法もあるが、
電池の寿命が現状数年と早いため、システムの保守性能
上好ましくない。

本発明は、以上の様な問題を除去するために。

提案されたもので、外部からの電源供給を必要としない
、コンパクトで保守性の高い、分解ガス検出装置を提案
することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明の分解ガス検出装置は、その検出用電子回路の電
源をガス絶縁機器主回路から供給するようにしたもので
ある。

具体的には、前記電子回路収納部の導電性カバーを電気
的に浮遊させ、そこに主回路からの容量分圧にて流れ込
んで来るＡＣＣ充電流流整流し、コンデンサに充電する
ことにより、前記電子回路を駆動するようにしたもので
ある。

（作　用）この様な構成により、センサ部に電池等が必要なくなり
、センサシステムの保守性が向上するばかりか、電源線
取付用端子が不要となるのでセンサ部の縮小化にもつな
がる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図に基づいて具体的に説
明する。

第１図は本発明の一実施例を示したものである。

１０２は接地金属容器（タンク）で、その中には、高電
圧導体１０１が絶縁ガス１°０３とともに収納されてい
る。１０４は浮遊電極であり、分解ガスを通過させるた
め所々に貫通孔が設けである。１０５はローパスフィル
タ回路であり、主回路導体１０１から容量分圧により、
流れ込んで来るＡＣＣ充電滴流通し、開閉機器動作時に
発生する高周波サージをカットするものである。

１０６は充電回路であり、ＡＣＣ充電滴流整流し、直流
にした後、コンデンサに充電する機能を持つものであり
、　その出力はシールドボックス１０８内に配置された
センサ部電子回路へ、ノイズフィルタ１０７を介して供
給される。

シールドボックス１０８内には第２図に示すセンサ１０
９、発振回路１１０および発振出力を光信号に変換する
Ｅ１０変換回路１１１が収納されている。

１１２は気密端子で、　ここには光コネクタが接続され
る。充電回路１０６の出力がある電圧以上になると発振
回路１１０が駆動し、高周波光パルスが受信部１１４へ
、光ケーブル１１３にて伝送される。受信部１４では、
これら高周波光パルスを電気信号に変換した後、周波数
カウンタ１１６にて、計測することによりセンサ部の発
振周波数を求めることができる。周波数カウンタ１１６
の出力はデジタル値で上位処理系へ伝送され、また一定
時間内の計測が終了すると、上位系より、周波数カウン
タ１１６がリセットされる様になる。

本システムにおいては、センサ部におけるＣ１がせいぜ
い数十ＰＦと小さいため、　センサ部回路を連続的に駆
動することは困難である。従って、充電電流を一定時間
充電した後、一定期間センサ回路を駆動することになる
。

本実施例においては、センサ１０９、およびセンサ部電
子回路をタンク１０２から絶縁したシールドボックス１
０７内に収納されており、　かつ、それら回路の駆動用
電源はノイズフィルタ１０７を介して供給され、また発
振回路出力は光信号にて受信部側に伝送されることによ
り、開閉機器動作時の誘導サージの影響も受けることは
なく信頼性が高い。

また、内部に電池も塔載しないので保守性も良い。

〔発明の効果〕

以上、本発明によれば、外部からの電源供給を必要とし
ない、コンパクトで信頼性が高く、がっ保守性にすぐれ
た分解ガス検出装置を提供することができる。

また、以上、本発明の内容をガス絶縁開閉装置を例に説
明したが、他のガス絶縁機器、例えばガス絶縁変圧器に
も適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すガス絶縁機器の分解ガ
ス検出装置の構成図、第２図は第１図に示すセンサの詳
細構成図、第３図は一般的なガス絶縁機器のガス系統図
である。１・・・ブッシング、　　　２・・・密封圧力容器、３
・・・充填ガス、　　　　４・・・バルブ、５・・・ガ
スキユービクル、６・・・ＳＦ、ガスボンベ、７・・・
避雷器、　　　　　　８・・・変成器、９・・・接地開
閉器、　　　１１・・・絶縁スペーサ、１２・・・断路
器、　　　　　１３・・・操作器、１４・・・操作キユ
ービクル、１５・・・配電盤、１６・・・コンプレッサ
設備、１７・・・変流器、１８・・・遮断器、　　　　
　１９・・・母線、２０・・・変圧器、　　　　　５１
・・・高分子膜、５２・・・金蒸着膜、　　　　５３・
・・水晶発振子、５４・・・発振回路、　　　　１０１
・・・導体、１０２・・・タンク、　　　　　１０３・
・・ＳＦＧガス、１０４・・・センサ部カバーｌＯ５・・・ローパスフィルタ回路、１０６・・・充電回路、　　　　１０７・・・ノイズフ
ィルタ、１０８・・・シールドボックス、１０９・・・センサ、　　　　　１１０・・・発振回路
。１１１・・・Ｅ１０変換回路、１１２・・・気密端子、
１１３・・・光ケーブル、　　　１１４・・・受信部。１１５、Ｏ／Ｅ変換回路、１１６・・・周波数カウンタ
、１．１７・・・リセット回路。代理人　弁理士　　則　近　憲・　体向　　　　　第子丸　　　健ＳＦｂ傅力パス第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）高電圧導体を絶縁ガスと共に接地金属容器内に収
納して成るガス絶縁機器内部に、発生する分解ガスを検
出する方式において、表面に高分子膜を生成した発振振
動子を組み合わせた発振回路、およびその回路出力の電
・光変換回路等の電子回路を１つの収納容器内に配置し
、かつ前記電子回路駆動用電源をガス絶縁機器接地金属
容器内又は、前記収納容器内に設けた浮遊電極を介して
、ガス絶縁機器主回路より供給することを特徴とするガ
ス絶縁機器の分解ガス検出装置。
（２）前記浮遊電極を介して主回路から得られる充電々
流を整流、充電し、ある時間間隔にて、前記電子回路を
駆動することを特徴とする請求項１記載のガス絶縁機器
の分解ガス検出装置。
（３）測定間隔を受信器側から光信号にて可変すること
を特徴とする請求項１記載のガス絶縁機器の分解ガス検
出装置。
（４）前記振動子、および、電子回路を収納する箱を前
記収納容器内部に容器から絶縁して設けることを特徴と
する請求項１記載のガス絶縁機器の分解ガス検出装置。