JPH0433093B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本発明は、真空インタラプタの真空度低下検出
装置に関するものである。

Ｂ 発明の概要 本発明は、中間シールドを備えた真空インタラ
プタの真空度低下を検出する装置において、 系統電位部材と中間シールドとの間で、真空度
低下時にしや断不能領域に至る以前で固定側又は
可動側のいずれか一方のみにて放電する真空ギヤ
ツプを設けるとともに、中間シールドの対地電位
検出信号と系統線路の対地電位検出信号との位相
ずれを検出する位相ずれ検出部を設け、該検出部
が位相ずれを検出した時刻から中間シールドの対
地電位検出値が所定の設定値まで上昇する時間
と、中間シールドの対地電位検出値が前記設定値
に到達した時刻から中間シールドの対地電位検出
値が系統線路の対地電位検出値と等しくなるまで
の時間とを各々演算し、それら演算結果に基づい
て真空インタラプタの真空度低下速度を求めるよ
うに構成することによつて、 真空度低下を確実に、しかも真空度がまだ高い
時点（リークの初期）で検出することができると
ともに、通電中において常時真空度監視を行うこ
とができるようにし、且つ真空度低下情況を常時
把握して真空度低下速度に応じて警報を発令した
り、真空インタラプタの遮断可能表示又は遮断不
能表示を行うことができるようにしたものであ
る。

Ｃ 従来の技術 本来、真空インタラプタは、他の開閉器具に比
べ電気的にも機械的にも長寿命であり、保守点検
がほとんど不要である。しかし、しや断回数の増
大に伴う真空度低下に加え、非常に稀ではある
が、ベローズや気密接合部等から真空漏れして真
空度が低下することがある。真空インタラプタ
（電流しや断部）は、その真空度低下により真空
しや断器としてのしや断性能が低下し、ひいては
しや断不能に至る。したがつて、その真空度を定
期的にまたは常時点検することが要求されてい
る。いかも、真空インタラプタは、操作機構と組
立てられて真空しや断器を構成した後、通電状態
で真空度を正確かつ簡便に検査し得ることが望ま
れている。

一方、真空インタラプタの真空度と真空ギヤツ
プの放電開始電圧とは、第７図に示すように、パ
ツシエンの法則に近似した関係にある。第７図
は、横軸に真空インタラプタ内部圧力、縦軸に放
電開始電圧をとつたもので、図中実線（一部破
線）ｍは真空ギヤツプが10mmの場合の特性を示
す。第７図から伴るように、真空インタラプタ内
の真空度が10^-4mmHg（13.33ｍPa）以下の高真空
であれば放電開始電圧は非常に高い。しかし真空
度が劣化して10^-1mmHg（13.33Pa）程度になると
500Vで閃絡してしまう。

従来このような法則を利用して、真空インタラ
プタの真空度低下を検出する手段が知られてお
り、その一例を第８図、第９図に示す。

先ず第８図に示すものは、中間シールドの対地
電位上昇を検出して真空度を判定しようとするも
のである。

同図において１は真空インタラプタ、２は中間
シールドであり、この中間シールド２は固定電極
棒４ａや可動電極棒４ｂ等の系統電位部材（系統
電路と同電位を有する部材）とは絶縁して設けら
れている。２１はインピーダンス、２２は検出器
であり、中間シールド２はインピーダンス２１及
び検出器２２を介して大地に接続されている。３
ａ，３ｂは補助シールド、４０はベローズ、４１
ａ，４１ｂは金属端板、４２ａ，４２ｂは電極で
ある。また４３，４４は夫々絶縁筒及び封着金具
であり、金属端板４１ａ，４１ｂと共に真空容器
を構成している。

このような構成においては、真空劣化が生じた
場合、中間シールド２と系統電位部材との間に絶
縁は破壊され、中間シールド２の電位はほぼ系統
電位まで上昇し、その結果検出器２２に電気信号
が供給され、こうして真空度低下を検出すること
ができる。

ところで、真空インタラプタにあつては開極時
における耐電圧特性の向上を図るため、電界分布
状態が固定側と可動側とでほぼ対称となるように
構成されているのが一般的である。即ち、中間シ
ールド２と補助シールド３ａ，３ｂ、金属端板４
１ａ，４１ｂ等との間の真空ギヤツプは固定側と
可動側とで同一寸法ギヤツプとなつている。

このために、第８図の手段では、固定側と可動
側とは先述したように対称形に構成されているの
で、ほぼ同じ真空度で中間シールド２と固定側及
び可動側の両者との間で夫々放電を生じてしま
う。従つてたとえしや断可能な真空領域で真空度
低下を検知し、操作機構（図示省略）を作動させ
て電極４２ａ，４２ｂを開極しても固定側と可動
側とは中間シールド２を介して閃絡しているの
で、結局電流をしや断することができない。

更にこのような問題点に加えて、中間シールド
２のみの電位上昇にもとづく検知であるから、系
統電路の電圧変動等の影響を避けるためには、中
間シールド２の対地電位E₃がほぼ系統電圧E₁に
まで上昇した時点で検出するようにしておかねば
ならない。このため、真空度低下を検出した時点
ではもはや定格負荷電流さえもしや断することが
できないほど真空度は低下しているのが現状であ
つた。

また第９図に示すものは電極４２ａ，４２ｂ間
を開き、その状態で電圧を印加すると共に電圧の
比較によつて真空度低下の有無を判定しようとす
るものである（特公昭50−114号公報参照）。

即ち同図においてC_Vは開路状態の真空インタ
ラプタのキヤパシタンス、C_A，C_Bは夫々固定電
極棒４ａ及び可動電極棒４ｂの対地キヤパシタン
スである。今真空インタラプタ１が開路の状態
で、これに対地電圧E_Oを印加したとすると、 ａ−ｅ間の端子電位E_aはE_a＝E_p ｂ−ｅ間の端子電圧E_bはE_b＝C_V／C_V＋C_BE_O となる。即ちE_a＞E_bである。しかし真空インタ
ラプタ１が真空不良であるとａ−ｂ間はアーク放
電となつて導通し、しかもこの場合のアーク電圧
は数10V以下で印加電圧E_Oに比して十分小さいの
でE_a≒E_bとみなせる。従つて真空インタラプタ
開路のときにE_a＞E_bなら正常であり、E_a≒E_bな
ら真空不良であると判定できる。尚実際には安全
性等の点から各端子電圧はコンデンサ分圧器で測
定するようにしている。

しかしながらこのような手段では、開極状態で
検出を行つているため通電中の常時真空度監視が
できないという問題点がある。

ところで、第８図と第９図との技術を合せた状
態、すなわち、第８図において中間シールドの電
位のみでなく、系統電位を考慮して、中間シール
ド電位と系統電位との両者に基づき、真空度を判
定することを試みた。

つまり、系統電位を考慮してこれを基準にして
中間シールド電位を検出することによつて、電圧
変動の悪影響をなくそうとするものである。

しかしながらこのようなことによつても、第８
図に示す手段の場合と同様な問題が生じた。即ち
固定側と可動側とが対称形に構成されていること
から、ほぼ同じ真空度で中間シールド２と固定側
及び可動側の両者との間で夫々放電を生じてしま
い、電極４２ａ，４２ｂを開極しても、結局中間
シールド２を介して固定側と可動側との間で閃絡
が起こり電流をしや断することができない。

Ｄ 発明が解決しようとする問題点 以上のように従来技術では真空度低下に伴い
ほぼ同じ真空度で中間シールドと固定側及び可動
側の両者との間で夫々閃絡してしまうことから真
空度低下を検出しても負荷電流をしや断できな
い、電圧変動等の影響を避けるためには検出電
圧を高くせざるを得ず真空度低下検出時にはもは
やしや断できない真空度となつている、通電中
の常時真空度監視ができない。

という問題点がある。

本発明はこのような問題点を解決するためにな
されたものである。

Ｅ 問題点を解決するための手段 本発明者等は、真空インタラプタにおける放電
現象につき検討した結果、第６図に示す特性を得
た。第６図は、横軸に真空インタラプタ内部圧
力、縦軸に放電開始電圧をとつたものである。第
６図中、実線m₁、実線m₂および実線m₃は、それ
ぞれ真空ギヤツプＡ、ＢおよびＣの特性を示すも
ので、Ａ＞Ｂ＞Ｃの関係にある。

一般に、長ギヤツプは短ギヤツプよりも放電開
始電圧が高いことが知られていたが、このこと
は、第６図から伴るように、高真空又は大気圧近
傍での現象であり、10^-2mmHg（1.333Pa）前後の
領域では、逆に短ギヤツプの方が長ギヤツプより
も放電開始電圧は高くなつている。そして、短ギ
ヤツプは、その10^-2mmHg（1.333Pa）前後の領域
で十分な耐電圧を保有していた。

上記のように中間シールドを有するとともに、
長ギヤツプ部分を設けて成る真空インタラプタで
真空度低下が発生すると、系統電路電圧と中間シ
ールド電圧は次のように変化する。

(1) まず真空度低下の初期段階では前記長ギヤツ
プにおいて微少放電が始まる。このとき中間シ
ールド電圧は波高値は変化しないが、中間シー
ルド電圧波形は歪み、系統電路電圧の波形に対
して位相ずれが生じる。

(2) 次に真空度低下が進むと前記長ギヤツプにお
ける放電は連続放電状態となり、中間シールド
電圧の波高値は上昇して系統電路電圧の波高値
に近づく。

(3) さらに真空度低下が進行して前記長ギヤツプ
にて完全放電状態になると、中間シールド電圧
の波高値および波形は系統電路電圧と同一とな
り、歪みは無くなる。

上記のような真空度低下過程において、前記(1)
項の状態から前記(2)の状態に至るまでの所要時間
t₁と、前記(2)項の状態から前記(3)項の状態に至る
までの所要時間t₂を各々検出すれば、真空度低下
速度を認識することができる。そして前記所要時
間t₁，t₂の長さと所定の設定時間、例えば電源側
の断路器を開放させるに要する最大時間とを比較
すれば、真空インタラプタを開極して電流を遮断
することが可能な状態であるのか、あるいは真空
度低下速度が速すぎて電流遮断が不可能な状態に
あるのか等を判定することができる。

上記のように真空度低下速度を求めて遮断可能
領域であるか否かの判定を行なう方法は、前述し
た長ギヤツプを有する真空インタラプタに適用す
ることに限り有効となる。何故ならば真空度と中
間シールド電位の関係を表わす第５図に示すよう
に短ギヤツプの場合（曲線l₂）よりも長ギヤツプ
の場合（曲線l₁）のほうが早期に中間シールド電
位が上昇し始めるからである。第５図において
P_t1は前記長ギヤツプ部分において微少放電が始
まつたときの真空度を示し、P_t2は長ギヤツプ部
分において連続放電状態となつたときの真空度を
示し、P₁は長ギヤツプ部分において完全放電状
態となつたときの真空度を示し、P₂は前記短ギ
ヤツプ部分において完全放電状態となつたときの
真空度を示している。第５図の真空度P_t1，P_t2は
第６図、第７図の曲線の谷部より左側の真空度に
相当し、真空度P₁，P₂は第６図、第７図の曲線
の谷部より右側の真空度に相当している。

真空漏れの初期P_t1，P_t2では、真空インタラプ
タの真空中の金属、絶縁物表面のガス分子の吸着
が少なく、真空空間のガス分子が真空中の放電
（しや断動作時はアーク放電）により電離したガ
ス分子がこれらの物質に吸着し、ガス空間の分子
数が減る（見かけ上内部圧力が減少する）。これ
により連続した放電になりにくい状態にあり、微
少放電が生じる。

第５図の真空度P₁，P₂では空間のガスが吸着
しても、放電が停止するほど真空度は良くならな
い。このことは第６図、第７図の真空度と放電開
始電圧の変化が、P_t1，P_t2の部分（曲線の谷部よ
り左側）とP₁，P2の部分（曲線の谷部より右側）
ではその傾斜が異なつていることより理解でき
る。従つて第５図のP₁，P₂においては完全放電
が生じる。ここで前述した所要時間t₁は、P_t1か
らP_t2へ真空度が低下する時間に相当し、所要時
間t₂はP_t2からP₁へ真空度が低下する時間に相当
する。このため遮断器が遮断し、電源側の断路器
を開放させるまでの最大時間をＴとすると、遮断
可能な条件は次式となる。

P₂−P₁／Ｔ＞（P_t2−P_t1／t₁），（P₁−P_t2／t₂）
……(1) 前記(1)式は、真空インタラプタ内部圧力上昇の
スピードに対する条件を示している。この(1)式の
条件が成立しない場合、すなわちP_t1，P_t2で放電
を検出しても、圧力上昇のスピードが早い場合
は、前述のようなガス吸着による内部圧力の低下
現象による放電開始電圧上昇が現れず、極めて短
時間で電流しや断が不可能な状態となつてしま
う。

第５図における電流しや断可能な真空度は真空
インタラプタの大きさにより異なり（ガス吸着の
面積の大小による）、その値は第６図より求める
ことができる。実線m₁では約５×10^-2mmHg、実
線m₂では約10^-1mmHgとなる。すなわち、放電開
始電圧が最小となる値より左側の範囲である。

本発明はこのような知見にもとづき、先ず金属
性の中間シールドを電極に対し絶縁して設け、こ
の中間シールドと固定側又は可動側のずれか一方
の系統電位部材との間に、真空度低下時であつて
かつしや断可能領域で放電する真空ギヤツプを形
成する。そして系統電位部材例えば系統電路と大
地との間、及び中間シールドと大地との間に夫々
第１のインピーダンス及び第２のインピーダンス
を設けるとともに、 前記第１のインピーダンスを介して得た系統電
位部材の対地電位の検出信号と前記第２のインピ
ーダンスを介して得た中間シールドの対地電位の
検出信号との位相ずれを検出する位相ずれ検出部
と、 この位相ずれ検出部が位相ずれを検出した時刻
から、前記第２のインピーダンスを介して得た中
間シールドの対地電位検出値が所定の設定値に到
達するまでの時間を演算する第１の演算部と、 前記第２のインピーダンスを介して得た中間シ
ールドの対地電位検出値が前記設定値を超えてか
ら、前記第１のインピーダンスを介して得た系統
電位部材の対地電位検出値に到達するまでの時間
を演算する第２の演算部と、 前記第１および第２の演算部の演算時間が所定
の設定時間よりも長いか短いかを各々判定する判
定部とを設けて成る。

Ｆ 作用 通電中（閉極時）に真空インタラプタの真空度
が低下してくると、しや断不能領域に至る前に固
定側又は可動側いずれか一方に設けている長ギヤ
ツプの部分で放電が始まる。この際他の真空ギヤ
ツプ（短ギヤツプ）では放電を生じず、短ギヤツ
プが前記長ギヤツプの放電に誘発されて放電する
ことはない。真空度低下の初期段階では、前記長
ギヤツプにおける放電は微少であり、第２のイン
ピーダンスを介して得た中間シールドの対地電位
の波高値はほとんど変化しない。しかし前記中間
シールドの対地電位の検出波形は歪み、該検出波
形は第１のインピーダンスを介して得た系統電位
部材の対地電位の検出波形に対して位相ずれが生
じる。このような検出波形の位相ずれは位相ずれ
検出部によつて検出される。

次に真空度低下が進むと、前記長ギヤツプにお
ける放電は連続放電状態となり、中間シールド検
出電圧（第２のインピーダンスを介して得た検出
電圧）の波高値が上昇して系統電路検出電圧（第
１のインピーダンスを介して得た検出電圧）の波
高値に近ずく。このように位相ずれ検出部が長ギ
ヤツプにて生じた微少放電による電圧波形の位相
ずれを検出してから、前記中間シールド検出電圧
が所定の設定値まで上昇する時間は第１の演算部
によつて演算される。

さらに真空度低下が進行して前記長ギヤツプに
て完全放電状態になると、前記中間シールド検出
電圧の波高値は前記系統電路検出電圧の波高値と
同一値となる。第２の演算部は、前記中間シール
ド検出電圧が所定の設定値を超えてから前記系統
電路検出電圧と同一値になるまでの時間を演算す
る。

上記のように第１および第２の演算部によつて
求められた時間は、判定部にて所定の設定時間、
例えば真空インタラプタに開極指令を発してから
系統電路に介挿された断路器を開放させるまでの
所要時間よりも長いか短いかが判定される。

ここで前記第１および第２の演算部で求められ
た演算結果（真空度低下時間）が前記設定時間よ
りも長い場合は、真空度低下速度が緩やかであ
り、遮断可能領域であることがわかる。このため
遮断可能表示を行なうとともに真空インタラプタ
の開極指令を発すれば良い。この場合前記長ギヤ
ツプのみが放電している段階で検出しているの
で、電流を確実に遮断することができる。

また、前記第１および第２の演算部で求められ
た演算結果（真空度低下時間）が前記設定時間よ
りも短い場合は、真空度低下速度が急速であり、
遮断不能領域であることがわかる。この場合前記
長ギヤツプのみが放電している段階で検出してい
るので、遮断不能領域になつたことを迅速に把握
することができる。

Ｇ 実施例 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例を
説明する。第１図において第８図と同一部分は同
一符号を持つて示し、その説明は省略する。この
実施例では、補助シールド３ａの軸方向の長さを
小さくし、中間シールド２の固定端板４１ａ側の
端部を補助シールド３ａの端部よりも軸方向に十
分長く突出させて、その突出部分が補助シールド
３ａをはさむことなくギヤツプを介して直接固定
電極棒４ａと対向するように構成している。前記
ギヤツプのギヤツプ長ｌは、真空度低下時であつ
てしや断可能な真空領域で放電する長さであり、
真空インタラプタ１内の異電位部材間の最大距離
とされる。

尚異電位部材間で電子が飛行する場合、等電位
線と直交する方向に飛行するので、ここで述べる
距離とは電子の飛行距離を意味する。図中４ｂは
可動電極棒である。

通電中（閉極時）に真空インタラプタ１の真空
度が低下してくると、しや断不能領域に至る前に
前記長ギヤツプの部分で放電が始まる。この際他
の真空ギヤツプ（短ギヤツプ）では放電を生じ
ず、短ギヤツプが前記長ギヤツプの放電に誘発さ
れて放電することはない。

５は、系統電路の対地電位E₁を検出する第１
のインピーダンス分圧器であり、例えば真空イン
タラプタ１の近傍において電源側電路と大地との
間に設けられている。この第１のインピーダンス
分圧器５は、コンデンサや抵抗等のインピーダン
ス成分Z₁，Z₂により構成される。

６は中間シールド２の対地電位E₃を検出する
第２のインピーダンス分圧器であり、例えば容量
が夫々0.1μF、100pFのコンデンサC₁，C₂で構成
される。尚第２のインピーダンス分圧器６はコン
デンサを用いることに限定されるものではない。
７は負荷を示している。

第１のインピーダンス分圧器５の検出電圧e₁と
第２のインピーダンス分圧器６の検出電圧e₃は位
相ずれ検出部８および比較器９に供給される。位
相ずれ検出部８は前記検出電圧e₁，e₃の電圧波形
に位相ずれが生じているか否かを検出し、位相ず
れありのときに所定のパルス信号およびトリガー
信号Ｓを発する。比較器９の前記位相ずれ検出部
８から供給されるパルス信号により起動され、前
記検出電圧e₁，e₃の波高値差を整流した直流レベ
ルと第１、第２の設定値とを各々比較する回路で
あり、前記直流レベルが第１の設定値を超えたと
きトリガー信号Ａを発し、前記直流レベルが第２
の設定値を超えたときトリガー信号Ｂを発するよ
うに構成されている。

ここで比較部９における第１の設定値は、例え
ば前述した真空度低下中期における中間シールド
電圧、すなわち第５図における真空度がP_t2のと
きの中間シールド電圧に設定しておく。また、比
較部９における第２の設定値は、例えば前述した
真空度低下により完全放電状態となつたときの中
間シールド電圧、すなわち第５図における真空度
がP₁のときの中間シールド電圧に設定しておく。
１０は前記位相ずれ検出部８が位相ずれを検出し
た時刻から前記検出電圧e₃が前記第１の設定値に
到達するまでの時間を演算する第１の演算部であ
る。この演算部１０は、例えば位相ずれ検出部８
よりトリガー信号Ｓが供給されてから比較部９よ
りトリガー信号Ａが供給されるまでの時間t₁を発
振器およびカウンタから成るタイマー（図示省
略）により計数するように構成されている。１１
は前記検出電圧e₃が前記第１の設定値を超えてか
ら前記第２の設定値に到達するまでの時間を演算
する第２の演算部である。この演算部１１は、例
えば比較部９よりトリガー信号Ａが供給されてか
ら比較部９よりトリガー信号Ｂが供給されるまで
の時間t₂を発振器およびカウンタから成るタイマ
ー（図示省略）により計数するように構成されて
いる。１２は前記第１、第２の演算部１０，１１
で計数された時間t₁，t₂が所定の設定時間よりも
長いか短いかを各々判定する判定部である。この
判定部１２は前記時間t₁，t₂と所定の設定時間と
を各々比較することによつて真空インタラプタ１
が遮断可能であるか不可能であるかを判定し、そ
れらの表示や警報を行なうように構成されてい
る。

次に前記位相ずれ検出部８、比較部９、第１、
第２の演算部１０，１１および判定部１２の具体
的な回路の一例を第２図に示す。第２図において
位相ずれ検出部８は、前記インピーダンス分圧器
５，６の検出電圧e₁，e₃の正弦波信号を各々方形
波信号に波形整形する波形整形回路５１ａ，５１
ｂと、これら波形整形回路５１ａ，５１ｂの方形
波出力の否定論理積条件を求めるNAND回路５
２と、このNAND回路５２の出力パルス信号の
１周期よりも幅の大きなパルス信号を発生するパ
ルス発生器５３と、このパルス発生器５３の出力
信号によりトリガー信号Ｓを発するトリガー回路
５４ｓとで構成されている。

前記インピーダンス分圧器５の検出電圧e₁は比
較器９のゲート回路５５のスイツチ５６ａを介し
て差動増幅器５７の一方の入力端子に供給され
る。前記インピーダンス分圧器６の検出電圧e₃は
ゲート回路５５のスイツチ５６ｂを介して前置増
幅器５８に供給される。前置増幅器５８は前記検
出電圧e₃の振幅が前記検出電圧e₁の振幅と等しく
なるように増幅し、その出力電圧を差動増幅器５
７の他方の入力端子に供給する。差動増幅器５７
の出力電圧は全波整流器５９によつて整流された
後第１のコンパレータ６０ａに供給される。第１
のコンパレータ６０ａは全波整流器５９の直流出
力電圧と第１の基準電圧設定器６１ａの設定電圧
とを比較する。前記基準電圧設定器６１ａの設定
電圧は、例えば真空度低下中期における中間シー
ルド電圧、すなわち第５図における真空度がP_t2
のときの中間シールド電圧に設定しておく。第１
のコンパレータ６０ａの出力信号が正レベルであ
るとき、該信号によつてＲ−Ｓフリツプフロツプ
６２ａがセツトされ、そのときのＲ−Ｓフリツプ
フロツプ６２ａの出力信号によりトリガー回路５
４ａはトリガー信号Ａを発する。前記全波整流器
５９の直流出力電圧は、前記コンパレータ６０ａ
の出力信号が正レベルであるときON制御される
スイツチ５６ｃを介して第２のコンパレータ６０
ｂにも供給される。第２のコンパレータ６０ｂは
全波整流器５９の直流出力電圧と第２の基準電圧
設定器６１ｂの設定電圧とを比較する。前記基準
電圧設定器６１ｂの設定電圧は、例えば真空度低
下により前述した長ギヤツプ部分で完全放電状態
となつたときの中間シールド電圧、すなわち第５
図における真空度がP₁のときの中間シールド電
圧に設定しておく。第２のコンパレータ６０ｂの
出力信号が正レベルであるとき、該信号によつて
Ｒ−Ｓフリツプフロツプ６２ｂがセツトされ、そ
のときのＲ−Ｓフリツプフロツプ６２ｂの出力信
号によりトリガー回路５４ｂはトリガー信号Ｂを
発する。

第１の演算部１０は発振器およびカウンタから
成る第１のタイマー１０ａで構成されている。こ
のタイマー１０ａは、前記トリガー回路５４ｓか
らトリガー信号Ｓが供給されることにより、発振
器出力のカウントを開始し、そのカウント出力を
判定部１２のデイジタルコンパレータ６３ａに設
けられたラツチ回路（図示省略）に順次供給す
る。そして前記トリガー回路５４ａからトリガー
信号Ａが供給されると発振器出力のカウントが停
止される。このとき前記トリガー信号Ａは、デイ
ジタルコンパレータ６３ａに設けられたラツチ回
路（図示省略）にも同時に供給されるので、該ラ
ツチ回路は一時記憶していたデータ、すなわちタ
イマー１０ａのカウント出力（時間t₁に相当する
デイジタル量）をデイジタルコンパレータ６３ａ
に供給する。

第２の演算部１１は発振器およびカウンタから
成る第２のタイマー１１ａで構成されている。こ
のタイマー１１ａは、前記トリガー回路５４ａか
らトリガー信号Ａが供給されることにより、発振
器出力のカウントを開始し、そのカウント出力を
判定部１２のデイジタルコンパレータ６３ｂに設
けられたラツチ回路（図示省略）に順次供給す
る。そして前記トリガー回路５４ｂからトリガー
信号Ｂが供給されると発振器出力のカウントが停
止される。このとき前記トリガー信号Ｂは、デイ
ジタルコンパレータ６３ｂに設けられたラツチ回
路（図示省略）にも同時に供給されるので、該ラ
ツチ回路は一時記憶していたデータ、すなわちタ
イマー１１ａのカウント出力（時間t₂に相当する
デイジタル量）をデイジタルコンパレータ６３ｂ
に供給する。

前記デイジタルコンパレータ６３ａはタイマー
１０ａのカウント出力（時間t₁に相当するデイジ
タル量）と基準時間設定器６４ａの出力（設定時
間Ｔに相当するデイジダル量）とを比較する。前
記デイジタルコンパレータ６３ｂはタイマー１１
ａのカウント出力（時間t₂に相当するデイジタル
量）と基準時間設定器６４ｂの出力（設定時間Ｔ
に相当するデイジタル量）とを比較する。尚前記
基準時間設定器６４ａ，６４ｂの設定時間Ｔは、
前記「Ｅ 問題点を解決するための手段」の項で
述べた第(1)式より、電源側の断路器を開放させる
に要する最大時間にしておく。

前記デイジタルコンパレータ６３ａ，６３ｂの
出力信号は、遮断可能表示や警報又は遮断不能表
示等を行なうために次のように利用される。すな
わち、デイジタルコンパレータ６３ａの比較結果
がＴ＜t₁である（真空度低下速度が遅い）ときの
出力信号によつて「リーク小」や「遮断可能」の
表示又は警報を行なうとともに、トリガー回路５
４ｃを起動させる。このトリガー回路５４ｃの出
力信号がタイマー６５の設定時間以上継続した場
合、タイマー６５から遮断器６６に遮断指令が発
せられるとともに、OR回路６７に遮断不能を示
す信号が供給される。デイジタルコンパレータ６
３ａの比較結果がＴ＞t₁である（真空度低下速度
が速い）ときの出力信号はOR回路６８に供給さ
れる。デイジタルコンパレータ６３ｂの比較結果
がＴ＞t₂である（真空度低下速度が速い）ときの
出力信号はOR回路６８に供給される。デイジタ
ルコンパレータ６３ｂの比較結果がＴ＜t₂である
（真空度低下速度が遅い）ときの出力信号はOR
回路６８に供給されるとともに、該信号によつて
「リーク小」の表示又は警報を行なう。OR回路
６８の出力信号は前記OR回路６７に供給され
る。このOR回路６７の出力信号により遮断不能
の表示を行なつたり警報を発する。

次に真空度低下判定手順を第３図に示し、第３
図に沿つて実施例の動作を説明する。まず 通電中（閉極時）に真空インタラプタ１の真空
度が低下してくると、真空インタラプタ１内の異
電位部材間の最大距離とされる前記ギヤツプの部
分で放電が始まる。ここでステツプS₁では検出電
圧e₁，e₃の間で位相ずれが生じているかどうかを
位相ずれ検出部８によつて検出する。位相ずれあ
りのときタイマー１０ａにカウント開始用の信号
（トリガー信号Ｓ）が供給されるとともに、ゲー
ト回路５５のスイツチ５６ａ，５６ｂをONさせ
るための信号（パルス信号）が供給される。尚ス
テツプS₁において、位相ずれありの場合パルス発
生器５３又はトリガー回路５４ｓの出力信号を利
用して位相ずれありの表示を行なつたり警報を発
するようにすれば初期の警報、表示が行なえる。
次にステツプS₂では検出電圧e₃が基準電圧設定器
６１ａの設定値を超えたかどうかを第１のコンパ
レータ６０ａによつて判定する。このステツプS₂
において検出電圧e₃が前記設定値を超えた場合、
スイツチ５６ｃをONさせるための信号（コンパ
レータ６０ａの正レベル出力信号）が供給される
とともに、タイマー１０ａにカウント停止用の信
号（トリガー信号Ａ）が供給され、且つタイマー
１１ａにカウント開始用の信号（トリガー信号
Ａ）が供給される。次にステツプS₃では検出電圧
e₃が基準電圧設定器６１ｂの設定値を超えたかど
うかを第２のコンパレータ６０ｂによつて判定す
る。このステツプS₃において検出電圧e₃が前記設
定値を超えた場合、タイマー１１ａにカウント停
止用の信号（トリガー信号Ｂ）が供給される。次
にステツプS₄では、前記タイマー１０ａ，１１ａ
により求められた時間t₁，t₂が設定時間Ｔよりも
短いかどうかを判定部１２によつて判定する。そ
の結果によつて「リーク大」又は「リーク小」の
表示を行なうとともに、Ｔ＞t₁，t₂であれば遮断
不能の表示を行なつたり警報を発し、Ｔ＜t₁，t₂
であれば遮断可能の表示を行なつたり警報を発す
る。

尚、上記実施例では、固定電極棒４ａと中間シ
ールド２との間に前記最大距離をもつたギヤツプ
を設けているが、本発明では固定側及び可動側で
の閃絡を避けることから固定側又は可動側のいず
れか一方であれば、電極棒に限らず金属端板４１
ａ，４１ｂ等の系統電位部材と中間シールド２と
の間に、真空度低下時であつてかつしや断可能な
真空領域で放電する真空ギヤツプを設ける構成と
してもよい。

尚、真空度低下初期における第１および第２の
インピーダンス分圧器５，６の検出電圧e₁，e₃は
第４図ａに示すような波形となり、真空度低下中
期における第１および第２のインピーダンス分圧
器５，６の検出電圧e₁，e₃は第４図ｂに示すよう
な波形となる。第４図ｂにおいて検出電圧e₃の波
高値が検出電圧e₁の波高値を超えているのは、第
１のインピーダンス分圧器５の分圧比と第２のイ
ンピーダンス分圧器６の分圧比が互いに異なるた
めである。

Ｈ 発明の効果 以上のように本発明によれば次のような効果が
得られる。

(1) 中間シールドと固定側又は可動側のいずれか
一方の系統電位部材との間に、真空度低下時で
あつてかつしや断可能領域で放電する真空ギヤ
ツプを形成しているので、真空度低下のリーク
初期（高真空）時に固定側か可動側かの一方で
放電を生じる。この際、他の真空ギヤツプは十
分な耐電圧を保有している。しかも中間シール
ドの対地電位の検出信号と系統電位部材の対地
電位の検出信号との位相ずれを検出する構成で
あるため、系統電路の電圧変動や重畳ノイズに
よる影響を受けることなく、真空度低下による
局部放電の段階で検出することができる。これ
によつて短ギヤツプ部分で放電が始まる以前に
いち早く真空度低下を検出することができる。
この結果真空度低下検出後に電流を遮断するこ
とができる。

(2) 第１、第２の演算部により真空度が低下する
時間を求めているので、真空度低下速度が検出
できる。このため真空度低下状況が把握でき、
真空インタラプタ耐電圧不良の原因を知るため
の情報が得られる。

(3) 判定部を設けたので、真空インタラプタを開
極して電流を遮断できる状態であるのか、又は
真空度低下速度が速すぎて電流遮断が不可能な
状態にあるのか等を判定することができる。こ
のため遮断可能又は遮断不可能の表示を行なつ
たり、警報を発令することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す回路図、第２図
は本発明の実施例の要部回路図、第３図は本発明
の実施例を説明するためのフローチヤート、第４
図ａは真空度低下初期を示す電圧波形図、第４図
ｂは真空度低下中期を示す電圧波形図、第５図は
中間シールド電位と真空度の関係を示すグラフ、
第６図は真空ギヤツプが異なる場合の真空度とギ
ヤツプ間の放電開始電圧との関係を示す曲線図、
第７図はパツシエンの法則を示す曲線図、第８
図、第９図は各々従来の真空度低下検出装置の原
理を示す原理図である。 １……真空インタラプタ、２……中間シール
ド、３ａ，３ｂ……補助シールド、４ａ……固定
電極棒、４ｂ……可動電極棒、５……第１のイン
ピーダンス分圧器、６……第２のインピーダンス
分圧器、７……負荷、８……位相ずれ検出部、９
……比較部、１０……第１の演算部、１１……第
２の演算部、１２……判定部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 筒体の両端を端板で閉塞して真空容器を形成
   し、この真空容器に一方の端板から固定電極棒を
   気密に導入しかつ他方の端板から固定電極棒に接
   近離反自在の可動電極棒をベローズを介して気密
   に導入し、これら両電極棒の各内端部に対をなし
   て接離自在の固定、可動電極を設けるとともに、 真空容器内に少なくとも前記電極の外周を囲繞
   する金属製の中間シールドを電極に対し絶縁して
   設けて成る系統電路開閉自在の真空インタラプタ
   の真空度低下を検出する装置において、 前記中間シールドと固定側又は可動側のいずれ
   か一方の系統電位部材との間に、真空度低下時で
   あつてかつしや断可能な真空領域で放電する真空
   ギヤツプを形成し、 系統電位部材と大地との間に設けられた第１の
   インピーダンスと、 前記中間シールドと大地との間に設けられた第
   ２のインピーダンスと、 前記第１のインピーダンスを介して得た系統電
   位部材の対地電位の検出信号と前記第２のインピ
   ーダンスを介して得た中間シールドの対地電位の
   検出信号との位相ずれを検出する位相ずれ検出部
   と、 この位相ずれ検出部が位相ずれを検出した時刻
   から、前記第２のインピーダンスを介して得た中
   間シールドの対地電位検出値が所定の設定値に到
   達するまでの時間を演算する第１の演算部と、 前記第２のインピーダンスを介して得た中間シ
   ールドの対地電位検出値が前記設定値を超えてか
   ら、前記第１のインピーダンスを介して得た系統
   電位部材の対地電位検出値に到達するまでの時間
   を演算する第２の演算部と、 前記第１および第２の演算部の演算時間が所定
   の設定時間よりも長いか短いかを各々判定する判
   定部とを備え、 前記判定部の判定結果に基づいて真空インタラ
   プタの遮断可能又は遮断不能の表示又は警報を行
   なうことを特徴とする真空インタラプタの真空度
   低下検出装置。