JPH0510016B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ガス絶縁開閉装置等に設置し系統電
圧の検出及び故障点検出を行なう電圧検出装置に
関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年の電力需要の増大に伴い送電系統は、長距
離化、複雑化の一途をたどつている。また
275kV、500kV等の超高圧、超高々圧のような送
電電圧の高い送電系統では、個々の単一送電系統
の送電容量が非常に大きくなつている。従つて、
送電線上にて地絡或いは短絡事故が発生し、送電
系統内の電気所の機器に損傷を与えた場合いは、
早急に事故復旧することが、電力供給の安定を保
つうえで重要な責務となつている。このため、送
電線上の地絡点或いは短絡点を検出するための故
障点標定装置が開発され、近時多用されつつあ
る。

上記の場合、サージ波形受信形の故障点標定装
置による故障点標定手法は、電気所内の送電線の
各端子に上記サージ波形受信形の故障点標定装置
を設置することにより、送電線上を伝搬して各端
子に到達する事故サージを受信し、各電気所毎の
受信時刻を比較することで送電線上の故障点を標
定するものである。また事故サージの受信方法と
しては、電気所内の主母線又は送電線の引込み端
子に接続されたコンデンサ形計器用変成器（PD）
又は搬送波用コンデンサ結合器（CC）にサージ
受信用コンデンサ分圧器を接続することにより、
事故サージを取り出すようにしたものがある。

更に、従来から実用されている油入コンデンサ
形計器用変圧器を用いた事故サージの受信方法で
は、取り出された事故サージを100Ω以下の低イ
ンピーダンスを有した同軸ケーブルを介して、建
屋内に設置された故障点標定回路に伝送し、事故
サージの電圧値を検出するようにしている。一般
に、系統上の地絡点或いは短絡点を検出する故障
点評定装置は、系統の電圧を測定するための計器
用変成器と、前記系統に発生したサージを検出す
るサージ検出部とを備えているものであり、この
ような故障点評定装置は、前記計器用変成器及び
前記サージ検出部に対して供給すべき前記系統の
電圧検出信号を検出する電圧検出装置が必要とさ
れる。

一方、近年、電気所スペースの大幅縮少化を図
り、且つ低騒音化・耐汚損性能の向上及び美観の
改善を図るために、ガス絶縁開閉装置が数多く採
用されてきている。このようなガス絶縁開閉装置
においては、線路電圧及び母線電圧を測定するた
めに、ガス絶縁開閉装置の内部のガス充填空間を
利用し、ガス絶縁開閉装置の内部の充電部に対
し、コンデンサ分圧がなされるようにSF₆ガス等
の絶縁ガスを介して第１の中間電極を設け、この
充電部と第１の中間電極とにより、充電部の電
圧、即ち、線路電圧及び母線電圧の値をコンデン
サ分圧した値に変換して導出する方法がある。こ
の導出した値は、計器用変成器に入力され、商用
周波数の電圧の正確な計測に用いられる。

更にガス絶縁開閉装置の付加機能を向上させつ
つ一層の小型化を図るために、上記線路電圧及び
母線電圧検出用の中間電極の他に、これとは別個
に、充電部に対してコンデンサ分圧がなされるよ
うに第２の中間電極を設け、この第２の中間電極
をガス絶縁開閉器の外部に設けたサージ受信用コ
ンデンサ分圧器を介してサージ受信器に電気的に
接続し、送電系統の事故サージを受信するように
したものもある。

上記のように、計器用変成器PDの検出部とし
ての第１の中間電極と、サージ受信器FLの検出
部としての第２の中間電極とを同一容器に収納し
た構成のものとして、従来は、第１及び第２の電
極を共用して一体構成とし、充電部と計器用変成
器PDとの間のコンデンサ分圧と、充電部とサー
ジ受信器FLとの間のコンデンサ分圧とを兼用す
ることが行なわれている。しかしながら、このよ
うな構成によれば、充電部に事故サージが飛び込
むと、中間電極と計器用変成器PDとを接続する
同軸ケーブルにて、その始端と、終端とで、事故
サージ波形が往復反射するため、サージ受信器
FL側に入力される波形は歪んでしまい、よつて
正確な故障点検出が出来ないという欠点があつ
た。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に基づいてなされたもので、
その目的とするところは、系統電圧の測定を行な
う計器用変成器へコンデンサ分圧した検出信号を
供給すると共に事故サージの受信による故障点の
正確な検出を行なうサージ受信器へコンデンサ分
圧した検出信号を供給することが可能な電圧検出
装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明による電圧検出装置は、上記目的を達成
するために以下のように構成したことを特徴とし
ている。即ち、系統の電圧を測定するための計器
用変成器と、前記系統に発生したサージを検出す
るサージ検出部とを備え、前記系統上の地絡点或
いは短絡点を検出する故障点評定装置における前
記計器用変成器及び前記サージ検出部に対して供
給すべき前記系統の電圧検出信号を検出する電圧
検出装置において、 内部に絶縁ガスが封入され且つ接地された円筒
状容器と、前記系統に接続され且つ前記円筒状容
器の略中央部位に設けられた第１の電極と、断面
が円環状であり且つ前記円筒状容器と前記第１の
電極との間における前記円筒状容器の長手方向に
設けられた第２の電極と、この第２の電極に接続
して前記円筒状容器に対し絶縁・密封して導出さ
れ且つ前記計器用変成器に同軸ケーブルを介して
接続される第１の口出し端子と、断面が円環状で
あり且つ前記円筒状容器の長手方向に設けられ且
つ前記第２の電極と並列的に設けられた第３の電
極と、この第３の電極に接続して前記円筒状容器
に対して絶縁・密封して導出され且つ前記サージ
検出部に接続される第２の口出し端子とからなる
構成としている。

ここに、前記サージ検出部は、前記第２の口出
し端子に接続されるコンデンサと、このコンデン
サに接続されるローパスフイルタと、このローパ
スフイルタを通した電気信号を光信号に変換する
光変換器と、この光変換器から供給された光信号
を受信し前記系統におけるサージを検出するサー
ジ受信器とを具備する構成であることが好まし
い。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。第１図は本発明による電圧検出装置の一実施
例を示す構成図である。第１図においては、本実
施例の電圧検出装置の断面図が詳細に示されてい
る。先に述べたように、系統上の地絡点或いは短
絡点を検出する故障点評定装置は、系統の電圧を
測定するための計器用変成器と、前記系統に発生
したサージを検出するサージ検出部とを備えてい
るものであり、このような故障点評定装置は、前
記計器用変成器及び前記サージ検出部に対して供
給すべき前記系統の電圧検出信号を検出する電圧
検出装置が必要とされ、次のような構成となつて
いる。

第１図において、１は一端が開口し、他端は閉
塞部材２にて閉塞され、内部にSF₆ガス等の絶縁
ガスが封入され、且つ電気的に接地された円筒状
容器である。この円筒状容器１の開口部には絶縁
スペーサ３が設けられ、この絶縁スペーサ３を介
して第１の電極４が、円筒状容器１の略中央部位
に収納されている。この第１の電極４は、図示し
ない外部の充電された系統に電気的に接続され充
電部をなしている。図中５，６は夫々断面が円環
状の第２，第３の電極であり、これらは円筒状容
器１の長手方向に並列的に、第１の電極４を囲む
ように設置されている。そして第２，第３の電極
５，６共、絶縁棒７，８により円筒状容器１に支
持されるとともに、これらと電気的に接続された
第１，第２の口出し端子９，１０が夫々絶縁・密
封されて円筒状容器１の外部に導出されている。

更に第２の電極５に接続された第１の口出し端
子９は、同軸ケーブル１１の芯線に接続され、外
部の図示しないコンデンサ及び増幅器等からなる
系統電圧検出用の計器用変成器へ導びかれてい
る。なお上記第１の口出し端子９には、コンデン
サ１２の一端が接続され、それの他端は、上記同
軸ケーブル１１のシースと共に接地されている。

一方、第３の電極６に接続された第２の口出し
端子１０は、コンデンサ１３の一端に接続され、
その他端はローパスフイルタ回路及び光変換回路
を備えた装置１４に接続されている。ここで、本
実施例におけるサージ検出部は、詳細は後述する
が第１図及び第２図に示すように、第２の口出し
端子１０に接続されるコンデンサ１３と、このコ
ンデンサ１３に接続されるローパスフイルタ回路
LF及びこのローパスフイルタ回路LFを通した電
気信号を光信号に変換する光変換回路Ｅ／Ｏを備
えた装置１４と、光変換回路Ｅ／Ｏから供給され
た光信号を受信し系統におけるサージを検出する
図示しないサージ受信器とを具備する構成であ
る。

次に上記構成の電圧検出装置を実際に使用する
際の回路構成について説明する。第２図は第１図
に示した電圧検出装置を用い、外部の充電された
系統の系統電圧及び事故サージを受信する際の回
路構成図であり、第１図と同一部分には同一符号
を付して、その説明は省略する。

第２図においてVDは第１図に示した電圧検出
装置の電気的な等価回路を示している。この電圧
検出装置VDにおけるLineは、第２図の第１の電
極４に相当し外部の充電された系統と電気的に接
続された充電部である。図中、電圧検出装置VD
におけるC₁は、第１の電極４と第２の電極５と
により形成されたコンデンサであり、C₂は第２
の電極５と円筒状容器１とにより形成されたコン
デンサであり、これらコンデンサC₁，C₂は電気
的に直列回路をなし、その接続点は第１の口出し
端子９として、外部に導出されている。

またC₃は、第１の電極４と第３の電極６とに
より形成されたコンデンサであり、C₄は第３の
電極６と円筒状容器１とにより形成されたコンデ
ンサであり、これらコンデンサC₃，C₄は、電気
的に直列回路をなし、その接続点は第２の口出し
端子１０として外部に導出されている。

上記コンデンサC₁，C₂の接続点は、第１図に
示した同軸ケーブル１１の芯線を介し、図示しな
い計器用変圧器と結合された増幅器Amp.の一方
の入力端に接続されている。

また、上記同軸ケーブル１１の芯線は、コンデ
ンサ１２を介して接地されている。更に上記芯線
には、コンデンサC₅，C₆からなる直列回路の一
端が接続され、その他端は、接地されるととも
に、両コンデンサC₅，C₆の接続点は同軸ケーブ
ル１１のシース及び増幅器Amp.の他方の入力端
に接続されている。

一方、コンデンサC₃，C₄の接続点は、コンデ
ンサ１３を介して、ローパスフイルター回路及び
光変換回路を備えた装置１４のコンデンサC₇及
びインダクタンスＬからなるローパスフイルター
回路LFを介し、光変換回路Ｅ／Ｏに接続され、
サージ受信を行なうようにしている。

なお上記において、増幅器Amp.は、第１の電
極４の電位を、コンデンサC₁，C₂により分圧し
て得た検出信号を増幅し、これらにより系統電圧
を測定するようにしている。

また光変換器Ｅ／Ｏは、第１の電極４の電位
を、コンデンサC₁，C₂により分圧して得た検出
信号をコンデンサ１３を介し、更にローパスフイ
ルタLFを介した後の検出信号を電気的なものか
ら光的な検出信号に変換し、図示しない、フオー
ルトロケータサージ電位検出回路等のサージ受信
器に供給する。

次に本実施例の作用について第１図及び第２図
を参照して説明する。第２図において、充電部
Lineに外部の系統の電圧が課電された状態で、
系統に事故サージが発生すると、この事故サージ
の電圧は、第１図の第１の電極４及び第２の電極
５、第３の電極６によるコンデンサC₁，C₂及び
コンデンサC₃，C₄によりコンデンサ分圧され、
第１の口出し端子９及び第２の口出し端子１０に
表われる。第１の口出し端子９及び第２の口出し
端子１０に表われた上記事故サージを分圧した第
１及び第２の検出信号において、先ず第１の検出
信号は同軸ケーブル１１を介して計器用変成器の
増幅器Amp.に供給される。この場合、第１の検
出信号は、同軸ケーブル１１の始端と終端とで往
復反射し、第１の口出し端子９では、この第１の
検出信号が大きく変化して増幅器Amp.に供給さ
れる。この増幅器Amp.に供給された時点では、
波形が歪むことになるが、この増幅器Amp.に供
給される信号は、系統の電圧を測定に用いるもの
であるため、事故サージに基づく信号は無視する
ことができる。

一方、第２の口出し端子１０に表われる第２の
検出信号は、コンデンサC₃，C₄によりコンデン
サ分圧される。従つて上記第２の検出信号は、同
軸ケーブル１１の影響は全く受けず、コンデンサ
１３、ローパスフイルター回路LF、光変換回路
Ｅ／Ｏを介して図示しないフオールトロケータサ
ージ電圧検出回路等のサージ受信器に供給され、
正確な故障点検出が可能となる。

また、第２の電極５、第３の電極６は断面が円
環状であり、円筒状容器１と略同心状に配設する
ことにより、電界及び静電容量が均一で安定した
コンデンサ分圧が行なわれる。

なお、第１図に示した電圧検出装置は、電気所
内のガス絶縁開閉装置の送電線接続ユニツトに設
置することにより、ガス絶縁開閉装置に付属した
形で、系統電圧の測定及び事故サージの受信によ
る故障点検出が行なわれる。

次に第３図を参照して本発明の第２の実施例に
ついて説明する。第３図は本発明による電圧検出
装置の第２の実施例を示す構成図であり、第１図
と同一部分には同一符号を付して、その説明は省
略し、ここでは異なる部分のみを説明する。

第３図においては、第１図に示した円筒状容器
１に対し、閉塞部材２を除去し、一方の開口部に
第１の絶縁スペーサ１５、他方の開口部に第２の
絶縁スペーサ１６を設置し、これら第１，第２の
絶縁スペーサ１５，１６を介して円筒状容器１の
内部に第１の電極４を収納した構成としている。

上記のように構成した電圧検出装置によれば、
両方向に絶縁スペーサ１５，１６を設けた開口部
があるので、ガス絶縁開閉装置の接続用単相母線
の一部に任意に設置することが可能となり、ガス
絶縁開閉装置にコンパクトに付属させた形で、系
統電圧の測定と、事故サージの受信による故障点
検出が可能となる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種種変
形して実施できる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、系統の電圧
を測定するための計器用変成器と、前記系統に発
生したサージを検出するサージ検出部とを備え、
前記系統上の地絡点或いは短絡点を検出する故障
点評定装置における前記計器用変成器及び前記サ
ージ検出部に対して供給すべき前記系統の電圧検
出信号を検出する電圧検出装置において、 内部に絶縁ガスが封入され且つ接地された円筒
状容器と、前記系統に接続され且つ前記円筒状容
器の略中央部位に設けられた第１の電極と、断面
が円環状であり且つ前記円筒状容器と前記第１の
電極との間における前記円筒状容器の長手方向に
設けられた第２の電極と、この第２の電極に接続
して前記円筒状容器に対し絶縁・密封して導出さ
れ且つ前記計器用変成器に同軸ケーブルを介して
接続される第１の口出し端子と、断面が円環状で
あり且つ前記円筒状容器の長手方向に設けられ且
つ前記第２の電極と並列的に設けられた第３の電
極と、この第３の電極に接続して前記円筒状容器
に対して絶縁・密封して導出され且つ前記サージ
検出部に接続される第２の口出し端子とからなる
構成としたので、サージ受信部及び計器用変成器
へ、夫々別個のコンデンサ分圧した検出信号を供
給できるので、系統電圧の検出及び系統の故障点
検出が極めて正確に行なえる電圧検出装置が提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電圧検出装置の第１の実
施例を示す構成図、第２図は同実施例の作用を説
明するための回路図、第３図は本発明の第２の実
施例を示す構成図である。 １……円筒状容器、２……閉塞部材、３……絶
縁スペーサ、４……第１の電極、５，６……第
２，第３の電極、７，８……絶縁棒、９，１０…
…第１，第２の口出し端子、１１……同軸ケーブ
ル、１２，１３……コンデンサ、１４……ローパ
スフイルタ回路及び光変換回路からなる装置、１
５，１６……第１，第２の絶縁スペーサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 系統の電圧を測定するための計器用変成器
   と、前記系統に発生したサージを検出するサージ
   検出部とを備え、前記系統上の地絡点或いは短絡
   点を検出する故障点評定装置における前記計器用
   変成器及び前記サージ検出部に対して供給すべき
   前記系統の電圧検出信号を検出する電圧検出装置
   において、 内部に絶縁ガスが封入され且つ接地された円筒
   状容器と、前記系統に接続され且つ前記円筒状容
   器の略中央部位に設けられた第１の電極と、断面
   が円環状であり且つ前記円筒状容器と前記第１の
   電極との間における前記円筒状容器の長手方向に
   設けられた第２の電極と、この第２の電極に接続
   して前記円筒状容器に対し絶縁・密封して導出さ
   れ且つ前記計器用変成器に同軸ケーブルを介して
   接続される第１の口出し端子と、断面が円環状で
   あり且つ前記円筒状容器の長手方向に設けられ且
   つ前記第２の電極と並列的に設けられた第３の電
   極と、この第３の電極に接続して前記円筒状容器
   に対して絶縁・密封して導出され且つ前記サージ
   検出部に接続される第２の口出し端子とからなる
   電圧検出装置。 ２ 前記サージ検出部は、前記第２の口出し端子
   に接続されるコンデンサと、このコンデンサに接
   続されるローパスフイルタと、このローパスフイ
   ルタを通した電気信号を光信号に変換する光変換
   器と、この光変換器から供給された光信号を受信
   し前記系統におけるサージを検出するサージ受信
   器とを具備する特許請求の範囲第１項記載の電圧
   検出装置。