JPH0475225A - 真空開閉機器の動作監視装置 - 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、真空の高絶縁性能を利用して電流の開閉又
は遮断を行う真空開閉機器の可動電極の動作を検出する
ことによって真空開閉機器の予測保全を行うための真空
開閉機器の動作監視装置に関する。

〔従来の技術〕 高真空は良好な絶縁媒体であることを利用して、通常真
空バルブと称されている真空遮断器や真空負荷開閉器な
どの真空開閉機器が広範に使用されている。

第１４図は真空遮断器（以下、ＶＣＢと略称する）の構
成を示す一部断面図を含む概略図である。この図におい
て、ＶＣＢはフレーム１１０から張り出している上部の
絶縁物からなる支え１０９と下部の同じく絶縁物からな
る支え座１０８とで支持されており、支え座１０Ｂに直
接固定されている固定電極１０１　と上下方向に可動の
可動電極１０２とが真空容器である絶縁筒１０３の中に
対向して配置されいてる。固定電極１０１は絶縁筒１０
３に気密に固定されているが、可動電極１０２はベロー
ズ１０４を介して絶縁筒１０３に気密にかつ可動に取付
けられている。

可動電極１０２は操作機構部１１３により操作棒１１１
によるリンク機構で固定電極１０１との接触による投入
、離れることによる遮断ができるようＬこなっている。

可動電極１０２の投入動作や遮断動作における動作速度
はＶＣＨの投入、遮断特性に大きな影響を持つ極めて重
要な性能であり、規定速度の範囲内に絞まるよう維持す
ることが重要であり、ＶＣＢが故障する前に事前に異常
を検出したり寿命を予測したりして事前に対策を講する
予測保全を的確に行うにおいてこの動作速度の監視が強
く要請されている。また、ＶＣＢは遮断を繰り返すと電
極表面の磨耗損傷により遮断時の電極間距離が変化した
り、リンク機構の磨耗により投入、遮断動作時の可動電
極の位ｌがずれてくる可能性があり、これも予測保全上
検出することが要請されている。

これらに対応する技術として、ＶＣＢに採用されている
技術ではないが、以下に述べるような技術が採用されて
いる開閉機器がある。

第１５図は仮に第１４図に示すＶＣＨにこれから述べる
従来技術を適用したとしたときの模式図である。

この図において、可動電極１０２は操作棒１１１　と駆
動軸１１２を介して操作機構部１１３にリンク機構で接
続されでおり、操作機構部１１３が図に矢印で示す上下
方向に駆動軸１１２を駆動することによって、操作棒１
１１が支点Ｐを中心にして回転運動し、この操作棒１１
１の左端に取付けられている可動電極１０２が上下方向
に動くとともに、操作棒１１１の右端に取付けられてい
るバーコード１１４が上下方向に動く、バーコード１１
４の動（方向は可動電極１０２と反対方向であり、運動
量は支点Ｐに対するそれぞれの距離に比例するので、結
局可動電極１０２の運動はバーコード１１４の運動を検
出することによって得られる。

第１６図は第１５図のバーコード１１４拡大してその機
能を説明する模式図である。バーコード１１４には白い
正面に黒のバー１１７が一定間隔で書かれており、この
バーコード１１４表面上に焦点を合わせて絞った光を光
源１１５によって照射し、その反射光を光センサ１１６
で受光する。

光源１１５はＬＥＤなどを連続して発光させて図示しな
いレンズで収束させる構成のものであり、光センサ１１
６は光を受信してその強度におおむね比例した電気信号
に変換するもので一般にホトダイオードに前置増幅器を
組み合わせた回路やホトトランジスタなどが使用される
。バー１１７の反射率は小さいのでその反射光の強度は
小さく、この先を受光した光センサ１１６の出力信号の
強度は小さく、バー１１７から外れた位置の反射率は大
きいのでその反射光を受光した光センサ１１６の出力信
号の強度は大きい、したがって、バーコード１１４が移
動すると、光センサ１１６の出力信号はバー１１７の移
動速度に応じて強度が変化する振動波形となる。この振
動波形の周波敞を求めればバーコード１１４の運動速度
、ひいては可動電極１０２の運動速度が求められたこと
になる。このバーコード１１４を使用した運動速度検出
方式は可動電極１０２の動作距離である動作距離が数１
０ミリ以上の場合に適用されており、ＶＣＢでの可動電
極１０２の動作距離は１０ミリ前後もしくはそれ以下な
ので、第１５図、第１６図の方式の採用は困難なのが実
際である。第１５図の操作棒１１１のバーコード１１４
を取付ける腕の長さを長くして可動電極１０２の動作距
離が１０ミリ程度であってもバーコード１１４の動作距
離を数ｌθミリにすることは原理的には可能であるが、
リンク機構の接続部のガタによる誤差も動作距離の増大
に比例して大きくなって検出感度の向上を余り期待でき
ないと同時に、実際の機器では寸法上の制約があって操
作棒１１１を長くすることも困難なのが実情である。ま
た、この方式は運動速度は検出可能であるが、可動電極
１０２が固定電極１０１に接触して停止する位置を検出
することは不可能であるという問題もある。

バーコード１１４を使用する方式の他に、リミットスイ
ッチを使用して可動電極１０２の位置を検出する方式や
リミットスイッチに代えて光りレイを使用する方式など
も考えられるが、可動電極１０２の振動などもあって、
数ミリの動作距離の運動を精度よく検出するのは困難で
あるし、運動速度の検出は不可能である。

〔発明が解決しようとするｖ４８〕 前述のように、従来の可動電極１０２の速度を検出する
方式は動作距離が大きいときには使用可能であるが、真
空開閉機器のように動作距離が数ミリと小さなものでは
検出精度が悪くて実用的ではないという問題がある。ま
た、従来のどの方式も可動電極１０２の位置を検出する
ことは不可能であるという問題がある。

この発明はこのような問題を解決し、真空開閉機器のよ
うに可動電極のストローク長とも言われている動作距離
が数ミリと小さいものでも動作位置と動作位置とを高精
度に検出することのできる真空開閉機器の動作監視装置
を提供することを目的とする。

〔ｌＩＢを解決するための手段〕 上記ＩＩｓを解決するためにこの発明によれば、真空開
閉機器の可動電極に固定して取付けられ、前記可動電極
の動作方向に直角方向の光が貫通する少なくとも１つの
貫通孔を備えた遮光片と、この遮光片を挟んで設けた光
源と光センサとからなる少なくとも１つの送受光部と、
これら送受光部の光センサの出力信号を入力して所定の
信号処理を行う処理部と、この処理部の出力信号を基に
所定の表示を行う表示器とからなるものとし、更に、送
受光部は１つ設けられ、遮光片は可動電極が固定電極に
接触して停止しているときに前記送受光部の光路に一致
する貫通孔と、可動電極が固定電極から離れて所定の位
置に停止しているときに前記送受光部の光路に一致する
貫通孔との２つの貫通孔を備えるものとし、また、遮光
片は１つの貫通孔を備え、送受光部は可動電極が固定電
極に接触して停止しているときに光路が前記貫通孔を貫
通する位置に設けた送受光部と、可動電極が固定電極か
ら離れて所定の位置に停止しているときに光路が前記貫
通孔を貫通する位置に設けた送受光部との２つが設けら
れるものとし、更に、処理部が、可動電極が固定電極に
接触して停止しているときと固定電極から離れて所定の
位置に停止しているときに、送受光部の光センサが受光
しているときと受光していないときとを区別する信号を
出力し、この出力信号を入力して表示器が所定の表示を
行うさのとし、また、処理部は、可動電極が動作時にお
ける送受光部のいずれもが受光しない期間を検出して可
動電極の動作時間又は動作速度に比例する値を演算する
演算回路を備え、その出力信号を入力して表示器が所定
の表示を行うものとし、また、処理部は、可動電極が固
定電極に接触して停止しているときと離れて所定の位置
に停止しているときに、送受光部の光センサが受光して
いるときと受光していないときとを区別する第１の処理
部と、可動電極の動作時における送受光部のいずれもが
受光しない期間を検出して可動電極の動作時間又は動作
速度に比例する値を演算する演算回路を備え、これら処
理部の出力信号を入力して表示器が所定の表示を行うも
のとする。

〔作用〕

この発明の構成において、可動電極の動作方向に直角方
向の光が貫通する少なくとも１つの貫通孔を設けた遮光
片を可動電極に固定して取付けたことによって、可動電
極と遮光片が完全に連動するので後述の送受光部と処理
部で信号処理する際に機械的な遊びによる誤差が生ずる
ことがない。

この遮光片を挟んで光源と光センサとからなる少なくと
も１つの送受光部を設けて光源と光センサとを結ぶ直線
としての光路に遮光片の貫通孔が一致したときに光源か
ら発した光が光センサに受光されるようにしたことによ
って、光センサが受光したか否かとそれが変化する時点
とを信号として得ることができる。この構成は光の反射
を利用していないので反射面の振動やぶれなどによる悪
影響を受けることがない、これら送受光部の光センサの
出力信号を処理部に入力して信号処理することによって
、真空開閉機器の動作を監視するのに必要とする信号が
得られ、この信号を処理部の出力信号として表示器に入
力し、表示器で操作員が目視できる形で表示することに
よって、操作員は容易に真空開閉機器の動作の監視を行
うことが可能になる。

更に、送受光部を１つだけ設け、可動電極が固定電極に
接触して停止しているときにこの送受光部の光路に一致
する位置に１つの貫通孔を、可動電極が固定電極から離
れて所定の位置に停止しているときに送受光部の光路に
一致する位置に２つ目の貫通孔を遮光片に設けたことに
よって、可動電極の停止位置が正常だと停止位置に対応
する送受光部の光センサが受信し可動電極の停止位置が
ずれていると貫通孔が送受光部の光路からずれるために
光センサは受光しな（なることによって可動電極の停止
位置が変化したかどうかが分かるとともに、動作開始時
に一方の送受光部の光センサが受光状態から非受光状態
に変化し動作終了時にもう一方の送受光部の光センサが
非受光状態から受光状態に変化するので両方の光センサ
が非受光状態にある時間としての動作時間が分かる信号
が得られる。

また、遮光片に貫通孔を１つだけ設け、可動電極が固定
電極に接触して停止しているときに貫通孔に光路が一致
する位置に１つの送受光部を設け、可動電極が固定電極
から離れて所定の位置に停止しているときに貫通孔に光
路が一致する位置に２つ目の送受光部を設けたことによ
って、前述と同じ原理によって可動電極の停止位置が変
化したかどうかが分かる信号と、可動電極が動作したと
きの動作時間が分かる信号とが得られる。

また、可動電極が固定電極に接触して停止しているとき
と離れて所定の位置に停止しているときに、送受光部の
光センサが受光しているときと受光していないときとを
区別するという可動電極の停止位置の変化が分かる信号
を処理部で出力し、この出力信号を表示器に入力して所
定の表示をさせることにより、可動電極の停止位置が変
化したかどうかを容易に知ることができる。

また、可動電極が動作時における送受光部のいずれもが
受光しない期間を検出して可動電極の動作時間に比例す
る値を演算する演算回路を処理部に備えることによって
、この動作時間に反比例する動作速度の演算も容易であ
り、表示器でこのような演算結果を表示することによっ
て動作速度の良否を容易に知ることができる。

更に、処理部で可動電極の停止位置の変化が分かる信号
と、動作時間又は動作速度に比例する信号を出力との前
述の双方の信号を出力することによって、可動電極の停
止位置の変化と動作時間又は速度の双方を同時に表示器
に表示させ、容易にその結果を知ることができる。

〔実施例〕

以下この発明を実施例に基づいて説明する。第１図はこ
の発明の第１の実施例を示す可動電極とその動作監視装
置の模式図であり、第１４図と共通の部材については同
一の参照符号を付すことにより詳細な説明を省略する。

この図において、可動電極１０２の固定電極との接触部
とは反対側の端面に遮光片１を固定して取付けてあり、
この遮光片１に可動電極１０２の矢印で示す動作方向に
直角に開けた貫通孔１１．１２が設けられており、遮光
片１を挟んで左側に電源２１で電流が供給されて発光す
る光源２と、右側に光センサ３を設けていて、この光源
２と光センサ３とで送受光部５が形成されている。光源
２から発した光は遮光片１に遮られて光センサ３に到達
しないが、この光路にちょうど貫通孔１１．１２のいず
れかが一致したときに光センサ３に光が到達してこの光
を光センサ３が電気信号に変換して処理部４に入力する
。光源２や光センサ３を単に白丸で表示しであるが、光
源２としては発光ダイオード、光センサ３としては後述
するようにホトダイオードと前置増幅器の組合せ又はホ
トトランジスタなどが適当である。貫通孔１１は真空開
閉機器が「閉Ｊの状態、すなわち、第１４図において、
可動電極１０２が固定電極１０１に接触している状態の
ときにちょうど光を貫通させる位置に設けてあり、貫通
孔１２は真空開閉機器が「関」の状態、すなわち、第１
４図において、可動電極１０２が固定電極１０１から最
も離れて所定の位置に停止している状態のときにちょう
ど光を貫通させる位置に設けである。したがって、貫通
孔１１と１２とは可動電極１０２の動作方向に可動電極
の動作距離に一致する距＃Ｄだけ離れた位置に設けられ
ていることになる。

処理部４は光センサ３の出力信号としての電気信号を入
力して所定の演算しその結果を表示器４１に出力して操
作員が目視でその内容を知ることがきるようにするもの
である。

第２図は第１図の遮光片ｌと光センサ３とを詳細に示す
模式図である。遮光片１には動作方向に可動電極の動作
距離に相当する距１ｉＨＤだけ隔てて２つの貫通孔１１
．１２が設けられいて、この貫通孔１１、１２の一方が
光源２と光センサ３とを結ぶ光路が貫通する位置に一致
するときに光センサ３のホトダイオード３１が受光して
この光入力信号が電気信号に変換されて前置増幅器３２
に入力され処理部４が処理することのできる程度の信号
強度に増幅される。ホトダイオード３１の出力信号は微
弱な電気信号なので、これを直ちに所定の強度に増幅す
ることによってホトダイオード３１の出力回路でノイズ
を拾ってＳＮ比が悪化するのを防止する構成とするのが
一般的である。

動作距離が数ミリ程度の場合の貫通孔１１の径は０．１
　ミリないし０．５ミリ程度が妥当である。したがって
このような小さな径の貫通孔１１を設ける遮光片１もそ
の厚みは薄い方が製作が容易であるという関係がある０
図では比較的厚い寸法の遮光片１を図示しているが、遮
光片１自身が振動したりふらついたりしない程度の機械
的強度を保持する範囲で薄いほど製作が容易であるとい
える。極端には合成樹脂又はガラスなどの透明板にアル
ミ箔を貼付しこのアルミ箔に所定の穴を開けるという構
成であってもよい、この場合、遮光片１はアルミ箔であ
って透明板は単にこの遮光片１を支持する支持体の役目
を持つだけのものである。透明板を使用する場合はアル
ミ箔に穴を開けるのとは反対に穴径に相当する小さな丸
い不透明フィルムを貼付する構成でもよい。この場合は
、光センサ３の出力信号は遮光片と貫通孔の組合せの場
合とｔｌｉｇｈとＬｏｗが反転する信号となるが、処理
部において反転回路を設けるか否かの違いだけで後の処
理は共通になるので実質的な違いはない、遮光片と貫通
孔との関係は光を通過させるか否かの違いの区別手段で
あり、これと逆に前述のように貫通光片と遮光物であっ
てもよい訳で、この発明における遮光片と貫通孔はこれ
を反転した貫通光片と遮光物をも含んだ表現であるもの
とする。したがって、以下の実施例においても遮光片と
貫通孔に限定して記述する。

第３図は貫通孔１１．１２から出た光を直接光センサ３
で受光するのではなく、いったん光ケーブル３０１で受
けて所定の位置まで光伝送した上で光センサ３に受光さ
セる構成を示す模式部である。光センサ３も処理部４や
表示器４１と同様に前述の中央操作室に設置し真空開閉
機器から中央監視室まで光ケーブル３０１で伝送する方
式とすることができる０周知のように光ケーブル３０１
による信号伝送はノイズを受けないという特長があり、
ここで伝送されるべき信号は光が貫通孔１１又は１２を
貫通したか否かの２値信号なので、途中の減衰や伝送特
性の変化などの影響を受けないことがら、光伝送が特に
適している。光センサ３の設置位置は前述のように中央
操作室のようなはるかに離れた位置ではなく、真空開閉
機器の近くにおく構成とすることも可能である。

第２図、第３図とも、光センサ３が受光するのは真空開
閉機器が「開」又は「閉」のときの可動電極１０２が所
定の位置に停止しているときである。

可動電極１０２が動作している途中では貫通孔１０１．
１０２のいずれも送受光部の光路から外れているので光
センサ３は受光しない状態になる。表示器４１を光セン
サ３が受光しているときだけ発光する発光ダイオードの
ようなものにすると、処理部４は特になにもする必要は
なく、表示器４１が発光しているか否かを操作員が目視
し判断することによって真空開閉機器の良否の判定をす
ることになる。

すなわち、前述のように、正常状態であれば真空開閉機
器の動作前と動作完了後の双方で表示器４工は発光して
いるので、操作員は容易にこの発光を認めることができ
る。接触部の磨耗などによって固定電極１０１と可動電
極１０２との接触位置がずれると貫通孔１１は送受光部
５の光路からずれるので、真空開閉機器の「閉」状態で
表示器４１は発光しなくなり、操作機構の磨耗や変形な
どで可動電極１０２の「開」の状態で停止する位置がず
れると貫通孔１２が送受光部５の光路からずれるので、
真空開閉機器の「開Ｊ状態で表示器４１が発行しなくな
る。このように真空開閉機器が「開」又は「開」のいず
れかの状態で表示器４１が発光していなければ正常では
ないと判断することができる。

このような判断を処理部４で行いその結果を表示器４１
で表示させる方法も可能である。すなわち、真空開閉機
器の「開」又は「閉Ｊ信号が出された時点で光センサ３
の出力信号の有無を調べ、動作完了後も同じく光センサ
３の出力信号の有無を調べて、どちらも出力信号がある
ときに良、そうでないときに否の信号を出力するように
する。このような処理部４の構成はアナログ回路ででも
、ディジタル回路ででも容易に実現することができる。

第４図は動作速度を演算する演算回路を有する処理部を
示すブロック図である。この図において、処理部４Ａは
光センサ３の出力信号４０１のＩｌｉｇｈとＬｏｗを反
転させる反転回路４２、反転された信号４０２を積分す
る積分回路４３、この積分回路４３の出力信号のその時
点までの最高値を保持するピークホールド回路４４とか
らなっている。

第５図は処理部４Ａ内の信号の変化を示す波形図である
。この図において、信号４０１は第４図に示すように光
センサ３の出力信号であり、可動電極１０２の動作開始
時点Ｔ１までは旧ｇｈの状態にあり、動作開始によって
貫通孔１１又は１２が移動して光が遮断されることにな
って光センサ３は受光しなくなって信号４０１はＬｏ−
の状態になる。動作終了時点Ｔ２で改めて光センサ３が
受光状態になるので信号４０１は再度旧ｇｂ＋７）状態
になる。この信号４０１を反転回路４２で反転させると
信号４０２となって時点Ｔ１でＬｏｗからＨｉｇｈに、
時点Ｔ３で旧ｇｈがらＬｏｅ＋に変わる信号となる。積
分回路４３でこの信号４０２を積分すると時点Ｔ、で０
だった信号４０３は信号４０２がこの時点からｌｌｉｇ
ｂの状態になるので、この信号４０２０波高値に比例し
た傾斜で時点Ｔ８まで増加してゆきこの後信号４０２は
Ｌｏ−になるので、積分値は一定値を維持する。ただ、
実際の積分回路では入力信号が０になると比較的長い時
定数ではあるがその値が減衰してゆくものなので、ピー
クホールド回路４４で時点Ｔ２における最高値を維持し
た信号４０３となるようにしている。

処理部４Ａの出力信号は信号４０３の最後の波高値Ｖで
ある。このＶの値を表示器４１Ａで表示すると、この波
高値Ｖは時点Ｔ、から時点Ｔ３までの経過時間ΔＴに比
例するものであり、この経過時間ΔＴの間に可動電極１
０２は第２図の貫通孔１１．１２間の距１１１Ｄを運動
したことになるから、波高値■は結局可動電極１０２の
動作時間に比例する値であるとともにＤ／ΔＴはこの動
作時間中の平均的な可動電極１０２の動作速度でもある
。したがって、あらかじめ設定されている波高値■の許
容最大値Ｖ　ａｍと許容最小値Ｖ　ｍｉと実際に処理部
４Ａで求められた波高値Ｖとを表示器４１Ａに並べて表
示するなり、図で示すなりすることによって波高値■の
良否、ひいては真空開閉機器の良否の判断が可能である
。

第４図に示す処理部４＾は単に波高値Ｖを演算するだけ
で判定は操作員が表示器４１Ａを目視することによって
行う方、式を示したが、２つの許容値■１Ｉ１１、■、
！と波高値■とを２つの比較器で比較して波高値Ｖがこ
れら２つの値の間にあるときに良、そうでないときに否
の判定をしてその結果の信号を出力することも容易に実
現できる。

第６図は第２図の処理部４と表示器４１及び第４図の処
理部４＾と表示器４１＾とを並列に使用して可動電極１
０２の動作位置と動作時間の双方の信号を処理しようと
するものであり、第６図の処理部４と表示器４１は第２
図や第３図のそれと同一であり、同じく処理部４＾と表
示器４１Ａは第４図のそれと同一である。ただ、実際に
は表示器４１と４１Ａを一体にして１つの表示器にまと
めるのが実際的である。

前述のように、処理部４も処理部４Ａも同し入力信号を
基にして異なる処理を行うものなので、光センサ３の出
力信号を処理部４と処理部４Ａに並列に入力することに
よって２つの処理部４．４Ａにそれぞれの処理を行わせ
ることができる。

第７図はこの発声の第２の実施例を示す可動電極と動作
監視装置の模式図であり、第１図と共通の部材について
は同一の参照符号を付すことにより詳細な説明を省略す
る。この図において、遮光片１０には１つの貫通孔１３
が設けてあり、その代わり光源２２と光センサ３３とか
らなる送受光部５１と光ｆＡ２３と光センサ３４とから
なる送受光部５２の２つの送受光部を設けてあり、可動
電極１０２が「開」の状態で停止しているときには光源
２２から発した光が貫通孔１３を貫通して光センサ３３
で受光され、「閉」の状態で停止しているときには光−
ＩＩＡ２３から発した光が貫通孔１３を貫通して光セン
サ３４で受光されるように配置されている。したがって
、光源２２と２３、光センサ３３と３４の距離は第２図
の貫通孔１２と１３の距離りに一敗する。

光センサ３３．３４の出力信号は処理部４Ｂに入力され
て後述するように適宜信号処理されてその結果としての
出力信号が表示器４１に入力される。

第８図は第７図の遮光片１０を拡大した斜視図であり、
貫通孔１３は遮光片１０の移動方向に対して直交する方
向に長細い長方形の形としている。第２図では貫通孔１
１．１２の形状を円形としたが第１と第２の実施例でそ
れぞれ異なる形状でなければならい訳ではなく、第２図
の貫通孔１１．１２を長方形にしても第８図の貫通孔１
３を円形にしても差し支えない、ただ、貫通孔１１．１
２．１３のそれぞれに共通して形状や寸法は可動電極の
動作位置や速度の検出の精度に関係するものであり、実
際の遮光片１、ｌＯの製作においては充分検討の上決定
する必要がある。

第９図は貫通孔１３を貫通して出てきた光を、直接光セ
ンサ３３．３４で受光するのではなく、光ケーブル３０
２．３０３で受光しこれを離れた場所に設けである光セ
ンサ３３．３４まで光伝送するものである。この構成は
光ケーブルが２本であるという点を除いては第３図とＩ
！像である。

処理部４Ｂは第１の実施例の場合と同様に動作位置を検
出する方式、動作速度を演算する方式、及びこれらを併
設する方式があり、これらについて第１の実施例と異な
る点を主体に説明する。

第１０図は第１の実施例で動作位置を検出する方式の一
例を示すブロック回路図、第１１図はその動作説明をす
るための波形図である。これらの図において、光センサ
３３の出力信号である信号４０４と光センサ３４の出力
信号である信号４０５が処理部４Ｃのオア回路４５に入
力される。第１１図に示すように信号４０４は動作開始
時点Ｔ１までは旧ｇｈの状態にあり、この時点Ｔ１でＬ
ｏ豐に変化する。一方、信号４０５は動作終了時点Ｔ、
まではＬｏｗの状態にあり、この時点Ｔ２て旧ｇｈに変
化する。オア回路４５はこれら信号４０４．４０５の双
方ともがＬｏ−のときにＬｏｗ、それ以外は旧ｇｈの信
号を出力するものなので、オア回路４５の出力信号であ
る信号４０６は第１１図に示すように、動作開始時点Ｔ
１まではＨｉｇｈで、この時点Ｔ１でＬｏ−に変化し、
更に動作終了時点Ｔ２で再度Ｈｉｇｈに変化する波形に
なる。この信号４０６は第５図の信号４０１　として図
示した第１の実施例における光センサ３の出力信号と同
し波形なので、以下の信号処理も第１図などの処理部４
や第４図の処理部４Ａをそのまま使用することができる
。第１０図と第１１図とはこれらとは異なる処理部と表
示器との例を示すものである。信号４０６は反転回路４
２でｆｌｉｇｈとり、ｏ−の関係を逆にされて信号４０
７となる。この信号も第５図の信号４０２と同じ波形で
ある。表示器４１Ｃは３つの表示器４１Ｃ１゜４ＩＣ２
，４１Ｃ３とからなっていて、入力された信号が１（ｉ
ｇｈのときに点灯し、Ｌｏｗのときに消灯する発光器か
らなっている６表示器４１Ｃ１は信号４０４を入力信号
としているので、第１１回に図示のように信号４０４が
Ｈｉｇｈのときに点灯（ｏｎ）、Ｌｏ−のときに消灯（
ｏｆｆ）となっており、表示器４１Ｃ２は信号４０７を
、表示器４１Ｃ３は信号４０５をそれぞれ入力信号とし
ているので、第１１図に示すようにそれぞれの信号が１
１ｉｇｈのときに表示器は点灯（ｏｎ）、信号がＬｏｅ
ｉのときに表示器は消灯（ｏｆｆ）の状態になる０図か
ら明らかなように、動作開始前では表示器４１Ｃ１が点
灯しており、動作過程には表示器４１Ｃ２が、動作終了
後は表示器４１Ｃ３がそれぞれ順次点灯し他の表示器は
消灯するという点滅をすることになる。これは正常な状
態であり、動作開始前と終了後において貫通孔１３がど
ちらか一方の送受光部の光路に一致して光センサ３３又
は３４が受光状態にある場合である。動作位置が何らか
の理由でずれて動作開始前と動作終了後とで受光しない
状態になると前述の表示器４１Ｃの点灯の順序が狂って
しまうことになって操作員は容易に異常を判定すること
ができる。

第１２図は第４図の処理部とは異なる動作時間に比例す
る電圧■を求める処理部４１Ｄを示すブロック回路図、
第１３図は第１２図の動作説明のための波形図である。

処理部４１０は入力信号を第１０図の信号４０６又は第
４図の信号４０１　として、まずこの信号を微分回路４
６で微分して信号４０８を得る。信号４０８は第１３図
に示すように信号４０６が旧ｇｈからＬｏ−に変化した
ときに発生する負のパルス、ＬｏｗからＨｉｇｈに変化
したときに発生する正のパルスとからなっている。この
信号４０８を全波整流回路４７で全波整流することによ
って２つのパルスはいずレモ正パルスになり、信号４０
９となる。この信号４０９を双安定マルチバイブレータ
４８に入力すると、最初のパルスでＬｏ＠からＨｉｇｈ
に変化し、次のパルスでＨｉｇｈからＬｏｗに変化する
方形パルス４１０が出力される。この信号４１０の波高
値は双安定マルチバイブレータ４８の電源電圧や回路条
件だけで決まるものである。この信号４１０は第４図の
信号４０２に相当する。第４図では信号４０１を反転回
路４２で反転させただけで信号４０２を得ているので、
実際の波形では立ち上がり部や立ち下がり部のなまりな
どがあって電圧■の誤差が大きくなという問題があるが
、第１２図の構成ではこの点が改善される。

なお、信号４１０を得る回路構成にはこのほかに信号４
０６を反転回路４２で反転させた第４図の信号４０２を
比較器に入力して波形整形する方式もある。

積分回路４３とピークホールド回路４４とは第４図のも
のと機能的に同じものなので説明を省略する。

なお、光源は前述のように発光ダイオードが妥当である
と述べたが、勿論、レーザダイオードでもよく、特に高
精度を必要とするために光束を細く絞り込む必要のある
場合には周知のようにレーザの利用が適している。また
、受光側に光ケーブルを利用して光センサを真空開閉機
器から離れた位置に設置する方式については第３図、第
９図に示しが、光源も真空開閉機器から離れた位置に設
けて光ファイバで遮光片近くに持って来る方式を採用し
てもよい、これらはいずれも別の目的に使用されている
従来技術であり、この発明の目的に反しない鉦囲で種々
の方式を採用してよい、処理部や表示器の構成も同様で
あり、更には前述の実施例のようなアナログ信号処理回
路の代わりに、信号をＡ−Ｄ変換してコンピュータに入
力して全ての演算、判定処理をディジタル処理し、表示
器もコンピュータに付属のデイスプレィを使用するなど
の構成も採用することができる。

貫通孔の形状は前述の実施例で円形と長方形の例を示し
たが、この２つの形状に限定するものではなく楕円や菱
形であってもよく、可動電極の動作位置や動作速度の検
出精度、光センサの受光感度、及び遮光片と貫通孔の製
作方法などの関連を総合的に判断して決めればよい。

貫通孔の数は１つと２つの例を示したが、可動電極の停
止位置がずれても動作速度に反比例する動作時間を検出
が可能になるようにするため、あるいは、動作途中の速
度を検出するために第１の実施例における貫通孔の上下
に適当な間隔を開けて別の貫通孔を設けたり、第２の実
施例における２つの貫通孔の間に１つ以上の貫通孔を追
加したりする構成も採用することができる。ただ、この
ように貫通孔を追加した場合にはそれに応じて処理部や
表示器とその表示内容も複雑にならざるを得ないが、現
在の電子回路技術を駆使すればその対応は容易であると
いえる。

〔発明の効果〕

この発明は前述のように、可動電極の動作方向に直角方
向の光が貫通する少なくとも１つの貫通孔を設けた遮光
片を可動電極に固定して取付けたので、遮光片は可動電
極の動きに完全に連動するので後述の処理部で信号処理
する際に機械的な遊びによる誤差の影響を受けることが
ないたとから、可動電極の動作位置や動作速度に関する
信号の精度がよくなり、真空開閉機器の良否の判定の精
度が向上し誤判定の可能性も小さいという効果が得られ
る。この遮光片を挟んで光源と光センサとからなる少な
くとも１つの送受光部を設けて光源と光センサとを結ぶ
直線としての光路に遮光片の貫通孔が一致したときに光
源から発した光が光センサに受光されるようにしたこと
によって、光センサが受光したか否かとそれが変化する
時点とを信号として得ることができる０反射光を利用し
ていないので遮光片の振動やぶれの影響はないので、こ
の点からも誤差の小さな信号が得られる。これら送受光
部の光センサの出力信号を処理部に入力して信号処理す
ることによって、真空開閉機器の動作を監視するのに必
要な表示を表示器によって行うことが可能になるという
効果が得られる。

更に、送受光部を１つだけ設け、可動電極が固定電極に
接触して停止しているときと、固定電極から離れた位置
に停止しているときの送受光部の光路に一致する位置に
それぞれ貫通孔を遮光片に設けたことによって、可動電
極の停止位置が変化したか否かが分かる信号と、可動電
極が動作したときの動作時間が分かる信号が得られる。

また、遮光片に貫通孔を１つだけ設け、可動電極が固定
電極に接触して停止しているときと、固定電極から離れ
た位置に停止しているときとに光路が貫通孔に一致する
位置にそれぞれ送受光部を設けたことによって、可動電
極の停止位置が変化したか否かが分かる信号と、可動電
極が動作したときの動作時間が分かる信号が得られる。

また、可動電極が固定電極に接触して停止しているとき
と離れて所定の位置に停止しているときに、送受光部の
光センサが受光しているときと受光していないときとを
区別する可動電極の停止位置の変化が分かる信号を処理
部で出力し、この出力信号を表示器に入力して所定の表
示をさせることにより、可動電極の停止位置が変化した
かどうかを容易に知ることができるという効果が得られ
る。

また、可動電極が動作時における送受光部のいずれもが
受光しない期間を検出して可動電極の動作時間に比例す
る値を演算する演算回路を処理部に備えることによって
、この動作時間に反比例する動作速度の演算も可能とな
り、表示器でこのような演算結果を表示することによっ
て動作速度の良否を容易に知ることができるという効果
が得られる。

更に、前述の可動電極の停止位置の変化が分かる信号と
、動作時間又は動作速度に比例する信号との双方の信号
を処理部で処理し出力することによって、可動電極の停
止位置の変化と動作速度の双方を同時に表示器に表示さ
せ、容易にその良否を知ることができるという効果が得
られる。

なお、前述の実施例では短絡電流を遮断する機能を持つ
真空遮断器を例に示したが、この他に負荷電流を開閉す
る真空開閉器も使用されており、これら真空絶縁を利用
した真空開閉機器は遮断電流容量は異なるが、可動電極
の動作により開閉を行うこと、動作距離が他の開閉機器
に比べて比較でき小さいことなど共通であり、この発明
はこれら真空開閉機器全般に適用して効果があげられる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例を示す可動電極と動作
監視装置の模式図、第２図は第１図の一部を詳細に示す
模式図、第３図は第２図に光ケーブルを利用した構成を
示す模式図、第４図は第１の実施例における処理部を示
すブロック図、第５図は第４図の動作説明のための波形
図、第６図は第２図、第４図の処理部と表示器とを並用
した構成を示すブロック回路図、第７図はこの発明の第
２の実施例を示す可動電極と動作監視装置の模式図、第
８図は第７図の一部を詳細に示す模式図、第９図は第８
図に光ケーブルを光利用した構成を示す模式図、第１Ｏ
図は第７図の処理部の一例を示すブロック回路図、第１
１図は第１０図の動作説明をするための波形図、第１２
図は第４図とは異なる処理部を示すブロック回Ｗｓ図、
第１３図は第１２図の動作説明のための波形図、第１４
図は従来の真空遮断器の構成を示す一部断面図を含む概
略図、第１５図は従来の動作監視装置の模式図、第１６
図は第１５図の一部を詳細に示した模式図である。 １０・・・遮光片、１０１・・・固定電極、・・・可動
電極、１１．１２．１．９・・・貫通孔、２２、２３・
・・光源、２１・・・電源、３３、３４・・・光センサ
、 ４Ａ、　４８．４Ｃ，４Ｄ・・・処理部、５］、　５２
−・・送受光部、 ４１Ａ、　４１Ｃ，４１Ｄ・・・表示器、３０２、３０
３・・・光ケーブル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）真空開閉機器の可動電極に固定して取付けられ、前
   記可動電極の動作方向に直角方向の光が貫通する少なく
   とも１つの貫通孔を備えた遮光片と、この遮光片を挟ん
   で設けた光源と光センサとからなる少なくとも１つの送
   受光部と、これら送受光部の光センサの出力信号を入力
   して所定の信号処理を行う処理部と、この処理部の出力
   信号を基に所定の表示を行う表示器とからなることを特
   徴とする真空開閉機器の動作監視装置。 ２）送受光部は１つ設けられ、遮光片は可動電極が固定
   電極に接触して停止しているときに前記送受光部の光路
   に一致する貫通孔と、可動電極が固定電極から離れて所
   定の位置に停止しているときに前記送受光部の光路に一
   致する貫通孔との２つの貫通孔を備えたことを特徴とす
   る請求項１記載の真空開閉機器の動作監視装置。 ３）遮光片は１つの貫通孔を備え、送受光部は可動電極
   が固定電極に接触して停止しているときに光路が前記貫
   通孔を貫通する位置に設けた送受光部と、可動電極が固
   定電極から離れて所定の位置に停止しているときに光路
   が前記貫通孔を貫通する位置に設けた送受光部との２つ
   が設けられたことを特徴とする請求項１記載の真空開閉
   機器の動作監視装置。４）処理部が、可動電極が固定電
   極に接触して停止しているときと固定電極から離れて所
   定の位置に停止しているときに、送受光部の光センサが
   受光しているときと受光していないときとを区別する信
   号を出力し、この出力信号を入力して表示器が所定の表
   示を行うことを特徴とする請求項２又は３記載の真空開
   閉機器の動作監視装置。 ５）処理部は、可動電極が動作時における送受光部のい
   ずれもが受光しない期間を検出して可動電極の動作時間
   又は動作速度に比例する値を演算する演算回路を備え、
   その出力信号を入力して表示器が所定の表示を行うこと
   を特徴とする請求項２又は３記載の真空開閉機器の動作
   監視装置。 ６）処理部は、可動電極が固定電極に接触して停止して
   いるときと離れて所定の位置に停止しているときに、送
   受光部の光センサが受光しているときと受光していない
   ときとを区別する第１の処理部と、可動電極の動作時に
   おける送受光部のいずれもが受光しない期間を検出して
   可動電極の動作時間又は動作速度に比例する値を演算す
   る演算回路を備え、これら処理部の出力信号を入力して
   表示器が所定の表示を行うことを特徴とする請求項２又
   は３記載の真空開閉機器の動作監視装置。