JPH03256518A - 絶縁物異常検出装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えば引出し形のしゃ断器が電気的に接離可
能な閉鎖配電盤の主回路導体を支持する導体支持絶縁物
に、電路導体と電気的に接続される回路導体が支持固定
又は埋設される電気機器において、前記導体支持絶縁物
の異常を検出する絶縁物異常検出装置に関する。

（従来の技術） 近年、開閉装置（スイッチギヤー）のごとき閉鎖配電盤
内に配設される主回路導体を支持する導体支持絶縁物の
材料としては、エポキシ等の有機絶縁材料が多く用いら
れているが、有機絶縁材料は、ある一定温度以上になる
と特性が急激に劣化する。このため、従来主回路断路部
の充電部の温度を以下のように測定していた。

第４図は、従来の閉鎖配電盤の概略構成を示す側面図で
あり、盤本体２１内は、背面側にケーブル２２と変流器
２３を収納したケーブル室２０が形成され、また前面側
に母線導体２４を収納する母線室２５と、例えば３台の
引出し形のしゃ断器３１がそれぞれ収納されるしゃ断器
室３０が形成されている。盤本体２１の前面側および背
面側には、それぞれ扉３２．３３が開閉可能に設けられ
ている。各しゃ断器３１の背面側に、第５図に示すよう
に１対の上部および下部端子３７．３８を備え、この先
端にはそれぞれフィンガ接触子３４が設けられ、また各
しゃ断器室３０の背面側には、第５図に示すように前記
ケーブル２２とそれぞれ電気的に接続する主回路導体３
５と、これを支持固定するための導体支持絶縁物３６と
が設けられている。

第５図は第４図のしゃ断器室３０の一つを拡大して示す
構成図であり、前記フィンガ接触子３４と、主回路導体
３５と、これを支持固定するための導体支持絶縁物３６
により主回路断路部が構成され、電気的には母線導体２
４と前記主回路断路部としゃ断器３１の接点（図示せず
）とケーブル２２が接続可能に構成されている。図の状
態は、しゃ断器３１のフィンガ接触子３４と主回路導体
３４とが接続され、主回路断路部が閉路状態となってお
り、この状態からしゃ断器３０を盤本体２１の前面側に
引き出すと、主回路断路部が開路状態となる。

前記導体支持絶縁物３６としては、従来エポキシ樹脂等
の有機絶縁材料が使用され７ることが多くなってきた。

この有機絶縁材料は、ある一定温度以上になると、その
特性が急激に劣化する。導体支持絶縁物３６が加熱され
るのは、例えば主回路導体３５゛と前記母線導体２４を
電気的に接続するために用いるボルトがゆるむことによ
り電気抵抗が増大したり、あるいは、主回路断路部の接
触抵抗が増大することにより局部加熱が生ずるからであ
る。

このようなことから、従来導体支持絶縁物３６の異常状
態を検出するため、主回路導体３５の温度を赤外線放射
温度計（以下赤外線温度計と称する）により測定し、こ
の測定結果により判断していた。この場合、用いる赤外
線温度計は、主回路導体の温度上昇に基づいて放出され
る熱放射エネルギ、つまり電磁波の波長をｔｉ＋＋＋定
することにより主回路導体３５の温度がａＰｊ定できる
ものである。

また、ケーブル２２の接続部の温度をｆｉｌｌ定するに
際し、温度測定者は前述の原理に基づくｌ＼ンディタイ
ブの赤外線温度計を盤本体２１内に収納して温度測定を
行っていた。

さらには、引出し形のしゃ断器の断路部の異常温度を測
定する例として、断路部に、整定温度で変形する形状記
憶合金で構成された形状記憶合金温度センサを配置し、
この変形の有無を光電スイッチにより監視することによ
り、断路部の異常温度の有無を非接触状態で検出するも
のがある。

（発明が解決しようとする課題） しかし、以上述べた従来の技術においては、次のような
問題点がある。

（１）閉鎖配電盤が縮小化傾向にあり、これにともなっ
て盤本体２１内で充電部の監視を非接触状態で行うこと
は、極めて困難である。

（２）主回路導体３５として用いられる導電材が例えば
アルミニュウム、銅の場合は、いずれも熱放射率が低く
、かつこの導電材の表面にメツキが施されるので、赤外
線温度計による温度測定精度が悪い。

（３）主回路導体３５は、導体支持絶縁物３６によりモ
ールドされているので、非接触状態で充電部の温度を監
視することは困難である。

また従来以上述べた例とは別の例で、形状記憶合金温度
センサによりしゃ断器新路部の異常温度を検出する例が
あるが、この例では整定温度になったことを検出するこ
とができる。ところが、その整定温度に至るまでの途中
経過温度を検出することはできないので、しゃ断器断路
部の異常温度となったことに対する対策を事前にたてる
ことができない。

そこで、本発明は充電部の温度測定を精度よく行え、回
路導体と母線導体を電気的に接続するためのボルトのゆ
るみ、断路部の接触抵抗の増大による局部加熱を検出で
き、導体支持絶縁物の異常を検出でき、導体支持絶縁物
の異常となる徴候を事前に検出できる絶縁物異常検出装
置を提供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） 本発明は前記目的を達成するため、以下のように構成し
たものである。第１の発明は、有機絶縁材料からなる導
体支持絶縁物に、電路導体と電気的に接続される回路導
体が支持固定又は埋設される電気機器において、前記導
体支持絶縁物に前記回路導体の表面の温度ｎｊ定すべき
部位に対して光を照射可能な光通過路を形成し、この光
通過路を通して前記温度測定部位に外部からの光を照射
することにより、温度測定部位から反射してくる電磁波
の分布あるいは前記温度測定部位を透過する電磁波の分
布に基づき測定部位の温度を測定可能な光ファイバ温度
センサとを備えたものである。

また、第２の発明は、有機絶縁材料からなる導体支持絶
縁物に、電路導体と電気的に接続される回路導体が支持
固定又は埋設される電気機器において、前記導体支持絶
縁物に前記回路導体の表面の温度測定すべき部位に対し
て光を照射可能な光通過路を形成し、この光通過路を通
して前記温度ＩＰＪ定部位に外部からの光を照射するこ
とにより、温度１ＩＰＩ定部位から反射してくる電磁波
の分布あるいは前記温度＋１１１１定部位を透過する電
磁波の分布に基づき測定部位の温度を測定可能な光ファ
イバ温度センサと、 前記光通過路にシリコーンゲル絶縁物を封入し、このシ
リコーンゲル絶縁物と前記導体支持絶縁物の熱膨張係数
の違いに基づき、前記シリコーンゲル絶縁物の温度上昇
を１ＩＰＩ定するための熱膨張感知用圧力計とを備えた
ものである。

（作用） 本発明によれば、回路導体の温度を連続的に測定でき、
この温度の測定結果から導体支持絶縁物の異常を検出す
る事ができ、また、回路導体の温度を連続的にｎ１定で
きると共に、シリコーンゲル絶縁物の圧力変化を連続的
に測定でき、この圧力変化の測定結果および回路導体の
温度測定結果に基づいて導体支持絶縁物の異常を検出す
る事ができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。第１図はその第１の実施例を示すもので、第５図の主
回路断路部を以下のように構成したものである。すなわ
ち、主回路導体１としゃ断器等の開閉器のフィンガ接触
子２の接続部を支持する導体支持絶縁物例えば絶縁がい
し３の中央部に軸方向に貫通する穴４を形成し、かつ絶
縁がいし３の端部に埋めこまれている主回路導体１と接
続するための埋込金具６にこの中央部に軸方向に貫通す
る穴５が形成され、穴（光通過路を構成する穴）４．５
に先ファイバ温度計７を挿入したものである。主回路導
体１には従来と同様に、電路導体例えば母線導体】７が
ボルト１８により接続されている。

絶縁がいし３の下端部は、以下のようにベース１１に固
定されている。絶縁がいし３の下端部には取り付は金具
１２が埋設され、この取り付け金具］２に、前記ベース
１１を貫通させて締付はボルト１３を螺合させるように
して、ベース１１に絶縁がいし３が固定されている。

前記光ファイバ温度計７は、半導体の光吸収端波長が温
度上昇に比例してリニアに波長の長い方向へ移動する現
象を利用すると共に、信号光とロスを補正する参照光を
用いて測定誤差を補正するようにしたものであり、その
具体的構成としては、光ファイバ８の先端に検出端９が
設けられ、この検出端９はホルダと、このホルダ内に設
けられ温度で光吸収特性がリニアに変化する反射膜と、
この反射膜と光ファイバ８の先端の間に設けられ、光吸
収端波長が温度上昇に比例してリニアに波長の長い方向
へ移動する半導体とからなっている。

前記光ファイバ温度計７の出力は、光ファイバ８を経由
して図示しない光電変換器により電気信号に変換されて
信号処理回路に入力され、ここで主回路導体１の温度に
変換されるされるようになっている。

しかして、先ファイバ８が挿入されている穴４内には、
シリコーンゲル絶縁物１０が封入され、光ファイバ温度
計７の検出端９が主回路導体１に密着するように、シリ
コーンゲル絶縁物１０の下端部と前記ベース１１との間
にコイル状のスプリング１４が配設され、また、このス
プリング１４と前記ベース１１の間には圧力の大きさに
応じた電圧を出力する圧力計１５が配設されている。こ
の圧力計】５の検出出力は、圧力計用カケ−プル１６に
より取り出せるようになっている。

以上述べた実施例によれば、以下のような効果が得られ
る。

（１）主回路導体１には先ファイバ温度計７の検出端９
が接触するように設けられているので、主回路導体１σ
温度を直接連続的に測定できる。

このＪＦＩ定結定結上り、絶縁がいし３の異常状態を検
出することができる。絶縁がいし３は、有機絶縁材料か
ら構成されているので、ある一定温度以上となると、急
激に劣化するからである。

（２）主回路導体１の温度以外に、絶縁がいし３の温度
も測定できる事から、絶縁がいし３の異常を精度良く判
断できる。すなわち、絶縁がいし３とシリコーンゲル絶
縁物１０が同一条件で温度上昇が生じたとき、両者の熱
膨張係数が異なることから、シリコーンゲル絶縁物１０
の方が、絶縁がいし３より熱膨張係数が大きい。このた
め、シリコーンゲル絶縁物１０が熱膨張し、この熱膨張
した分だけスプリング１４が押圧され、これに伴い圧力
計１５の出力である電圧信号が生じることから、シリコ
ーンゲル絶縁物１０の温度が８１１定でき、間接的に絶
縁がいし３の温度も測定できる。

このように、圧力計１５と光ファイバ温度計７の両方の
出力をみることにより、絶縁がいし３の異常状態を、光
ファイバ温度計７のみの場合に比べて精度良く検出でき
る。

（３）従来の絶縁がいし３の形状に近い状態で、光ファ
イバ温度計７および圧力計１５とスプリング１２とシリ
コーンゲル絶縁物１０を設けることができるので、構成
が比較的簡単となるばかりでなく、縮小化された閉鎖配
電盤にも容易に適用できる。

（４）光ファイバ温度計７は、検出端９で検出した信号
が光ファイバ８により伝送されるので、ノイズの影響を
受けずに、上位の信号処理系に伝送できる。

第２図は本発明の第２の実施例を示すものであり、第１
図と同一機能部分には同一符号をイｔｊシてその説明を
省略するが、第１図の実施例は主回路導体１が絶縁がい
し３の外周面に配設された例であるが、第２図は主回路
導体１が絶縁がいし３の内部に埋設されている場合の例
である。従来このような主回路導体１が絶縁がいし３の
内部に埋設されている場合には、直接主回路導体１の温
度を直接測定することが出来ないが、この実施例ではそ
れが可能である。これ以外の効果は第１の実施例と同一
である。なお、図中１９は仕切リカバーである。

第３図は本発明の第３の実施例を示すものであり、第１
図の主回路断路部を断路器に適用した例である。４１は
断路器ブレードである。この実施例も前述の第１の実施
例と同様な効果が得られる。

なお、前述した実施例では主回路断路部および断路器の
場合について説明したが、これ以外に母線、ケーブル接
続部、遮断器など有機絶縁材料からなる導体支持絶縁物
に、電路導体と電気的に接続される回路導体が支持固定
又は埋設される電気機器ならばなんでも良い。

［発明の効果］ 以上述べた本発明によれば、充電部の温度Ｍ１定を精度
よく行え、ボルトのゆるみ、接触抵抗の増大による局部
加熱を検出でき、導体支持絶縁物の異常を検出でき、導
体支持絶縁物の異常となる徴候を事前に検出できる絶縁
物異常検出装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による絶縁物異常検出装置の第１の実施
例の要部のみを示す縦断面図、第２図は本発明による絶
縁物異常検出装置の第２の実施例の要部のみを示す縦断
面図、第３図は本発明による絶縁物異常検出装置の第２
の実施例の要部のみを示す構成図、第４図は従来の導体
支持絶縁物を収納した閉鎖配電盤の側面図、第５図は第
４図のしゃ断器室の一つを拡大して示す構成図である。 １・・・主回路導体、３・・・絶縁がいし、４．５・・
・穴、７−・・・光ファイバ温度計、１０・・・シリコ
ーンゲル絶縁物、１４・・・スプリング、１５・・・圧
力計。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）有機絶縁材料からなる導体支持絶縁物に、電路導
   体と電気的に接続される回路導体が支持固定又は埋設さ
   れる電気機器において、前記導体支持絶縁物に前記回路
   導体の表面の温度測定すべき部位に対して光を照射可能
   な光通過路を形成し、この光通過路を通して前記温度測
   定部位に外部からの光を照射することにより、温度測定
   部位から反射してくる電磁波の分布あるいは前記温度測
   定部位を透過する電磁波の分布に基づき測定部位の温度
   を測定可能な光ファイバ温度センサとを備え、前記回路
   導体の温度を連続的に測定し、この温度の測定結果から
   前記導体支持絶縁物の異常を検出するようにしたことを
   特徴とする絶縁物異常検出装置。
2. （２）有機絶縁材料からなる導体支持絶縁物に、電路導
   体と電気的に接続される回路導体が支持固定又は埋設さ
   れる電気機器において、前記導体支持絶縁物に前記回路
   導体の表面の温度測定すべき部位に対して光を照射可能
   な光通過路を形成し、この光通過路を通して前記温度測
   定部位に外部からの光を照射することにより、温度測定
   部位から反射してくる電磁波の分布あるいは前記温度測
   定部位を透過する電磁波の分布に基づき測定部位の温度
   を測定可能な光ファイバ温度センサと、前記光通過路に
   シリコーンゲル絶縁物を封入し、このシリコーンゲル絶
   縁物と前記導体支持絶縁物の熱膨張係数の違いに基づき
   、前記シリコーンゲル絶縁物の温度上昇を測定するため
   の熱膨張感知用圧力計とを備え、 前記回路導体の温度を連続的に測定すると共に、前記シ
   リコーンゲル絶縁物の圧力変化を連続的に測定し、この
   圧力変化の測定結果および前記回路導体の温度測定結果
   に基づいて前記導体支持絶縁物の異常を検出するように
   したことを特徴とするた絶縁物異常検出装置。