JPH0690892B2 - ガス絶縁開閉機器の通電異常検出装置 - Google Patents
ガス絶縁開閉機器の通電異常検出装置Info
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- JPH0690892B2 JPH0690892B2 JP63058318A JP5831888A JPH0690892B2 JP H0690892 B2 JPH0690892 B2 JP H0690892B2 JP 63058318 A JP63058318 A JP 63058318A JP 5831888 A JP5831888 A JP 5831888A JP H0690892 B2 JPH0690892 B2 JP H0690892B2
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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- G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
- G01R31/3271—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of high voltage or medium voltage devices
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- H01H11/0062—Testing or measuring non-electrical properties of switches, e.g. contact velocity
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- H—ELECTRICITY
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- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/50—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to the appearance of abnormal wave forms, e.g. ac in dc installations
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガス絶縁開閉機器の通電異常検出装置に係わ
り、特に通電部に生じる接触不良を、重大事故に至る進
展過程の比較的早期に高信頼度で検出するのに好適なガ
ス絶縁開閉機器の通電異常検出装置に関する。
り、特に通電部に生じる接触不良を、重大事故に至る進
展過程の比較的早期に高信頼度で検出するのに好適なガ
ス絶縁開閉機器の通電異常検出装置に関する。
ガス絶縁開閉機器に、例えば遮断部の投入不足，コンタ
クトを押圧するばねの不良，導体取付部のボルト締付け
不良等に基づく接触不良が発生すると、従来は初期に接
触抵抗増加による局部過熱が生じ、接触不良が比較的進
んだ終期には劣化した電極間に微小な火花放電が発生
し、それに伴うSF6ガスの分解，振動，電磁波，電気パ
ルス等が発生すると考えられていた。上記の通電異常が
地絡等の重大事故に進展する前にこれを検知する予防保
全技術の立場から、これらの現象に対応するセンサを設
置し事前に異常を検知する試みがなされてきた。例えば
温度を検出するものでは実開昭56−68131号，特開昭55
−154428号等がある。前者は信頼性確保することを重視
し接地タンクの外壁に温度センサを設けたものである
が、日照，風雨の影響を受け易く、又通電部から離れた
位置で検出するため感度が鈍く、異常検出の精度向上に
問題があった。後者は感温部を発熱部近傍に設置し感度
向上を図つたものであるが逆に信頼性を低下させる。分
解ガスの検出では例えば特開昭55−41165号等がある
が、数ppmの分解ガスを検出するための感度，絶縁性ガ
スによるセンサの腐食劣化に対する信頼性確保の問題が
ある他、遮断部，断路部等の設置されたガス区画では正
常な開閉時に発生する分解ガス生成量が圧倒的に大きい
ため、これを分解するのが課題となっていた。電磁波，
電気パルス等電気信号として現われる現象と、振動，音
響等については特開昭55−117421号等にみられるように
異常に伴つて発生する信号に対して外来ノズルが一般的
に大きいため、S/N比が悪くノイズを分離して異常を検
出するため複雑なアルゴリズムとそれを実現する処理装
置を必要としており、それでも充分な検出精度が得られ
ている訳ではなかつた。ここで考えられている部分放電
に伴つて発生する振動についてはアイイーイーイートラ
ンザクシヨンズオンパワーアパレータスアンドシステム
ズピーエーエス100,6（1981年）第2733頁から第2739頁
（IEEE Trans.Power Apparatus and Systems Vol.PAS−
100,No.6（1981）pp2733〜2739）Fig 11にPartial Disc
hargeとして述べられているように周波数領域約10KHz,
加速度10mG以下と比較的高周波でかつ微少信号を検出す
る必要があつた。さらに部分放電自体が通電異常進展過
程の比較的後期に発生するため、部分放電に伴う現象の
検出では精度よく検出できたとしても時期が遅れるとい
う問題もあつた。
クトを押圧するばねの不良，導体取付部のボルト締付け
不良等に基づく接触不良が発生すると、従来は初期に接
触抵抗増加による局部過熱が生じ、接触不良が比較的進
んだ終期には劣化した電極間に微小な火花放電が発生
し、それに伴うSF6ガスの分解，振動，電磁波，電気パ
ルス等が発生すると考えられていた。上記の通電異常が
地絡等の重大事故に進展する前にこれを検知する予防保
全技術の立場から、これらの現象に対応するセンサを設
置し事前に異常を検知する試みがなされてきた。例えば
温度を検出するものでは実開昭56−68131号，特開昭55
−154428号等がある。前者は信頼性確保することを重視
し接地タンクの外壁に温度センサを設けたものである
が、日照，風雨の影響を受け易く、又通電部から離れた
位置で検出するため感度が鈍く、異常検出の精度向上に
問題があった。後者は感温部を発熱部近傍に設置し感度
向上を図つたものであるが逆に信頼性を低下させる。分
解ガスの検出では例えば特開昭55−41165号等がある
が、数ppmの分解ガスを検出するための感度，絶縁性ガ
スによるセンサの腐食劣化に対する信頼性確保の問題が
ある他、遮断部，断路部等の設置されたガス区画では正
常な開閉時に発生する分解ガス生成量が圧倒的に大きい
ため、これを分解するのが課題となっていた。電磁波，
電気パルス等電気信号として現われる現象と、振動，音
響等については特開昭55−117421号等にみられるように
異常に伴つて発生する信号に対して外来ノズルが一般的
に大きいため、S/N比が悪くノイズを分離して異常を検
出するため複雑なアルゴリズムとそれを実現する処理装
置を必要としており、それでも充分な検出精度が得られ
ている訳ではなかつた。ここで考えられている部分放電
に伴つて発生する振動についてはアイイーイーイートラ
ンザクシヨンズオンパワーアパレータスアンドシステム
ズピーエーエス100,6（1981年）第2733頁から第2739頁
（IEEE Trans.Power Apparatus and Systems Vol.PAS−
100,No.6（1981）pp2733〜2739）Fig 11にPartial Disc
hargeとして述べられているように周波数領域約10KHz,
加速度10mG以下と比較的高周波でかつ微少信号を検出す
る必要があつた。さらに部分放電自体が通電異常進展過
程の比較的後期に発生するため、部分放電に伴う現象の
検出では精度よく検出できたとしても時期が遅れるとい
う問題もあつた。
上記従来技術では通電異常が発生してからその進展過程
の早い時期に高い精度で検出できる手法がなく、この様
な異常検出技術の開発が望まれていた。
の早い時期に高い精度で検出できる手法がなく、この様
な異常検出技術の開発が望まれていた。
本発明の目的は、上記従来技術の欠点に鑑み高精度でし
かも早期に異常を発見でき、なおかつガス絶縁開閉機器
の通電信頼性を損なうことのない、新しいガス絶縁開閉
機器の通電異常検出装置を提供するにある。
かも早期に異常を発見でき、なおかつガス絶縁開閉機器
の通電信頼性を損なうことのない、新しいガス絶縁開閉
機器の通電異常検出装置を提供するにある。
上記目的は、加速度センサ等の振動検出手段をガス絶縁
開閉機器の外壁に設置し、周波数200〜5000Hzの振動を
測定し、該当する周波数成分の振動の有無により異常判
定することによりなされる。
開閉機器の外壁に設置し、周波数200〜5000Hzの振動を
測定し、該当する周波数成分の振動の有無により異常判
定することによりなされる。
従来知られていなかつた通電異常時特有の現象として、
電極が固有の振動を発生することがわかつた。重量約1k
gの銅電極を接触力2kg及ぴ1kgで接触させ1000Aの電流を
流したときのオシログラムをそれぞれ第２図（ａ）及び
（ｂ）に示す。（ａ）図は正常に通電している状態で、
通電電流波形17,極間電圧波形18,タンク振動波形19を時
間ｔに対して示している。正常通電しているきは、正弦
波の電流波形17に対応して、極間電圧波形18も正弦波に
近く、タンク振動波形19もほぼ正弦波の商用周波数（こ
こでは50Hz）で波高値0.001G（Ｇは重力加速度）程度に
なつている。この振動は通電電流による電磁力もしくは
誘導等が原因と考えられている。これに対し、（ｂ）図
示す異常時では通電電流17は正弦波であるにもかかわら
ず極間電圧波形18は非常に歪んだ波形となつている。特
に電流零点の前後で電圧が高くなる傾向を示している。
同時にタンク振動波形に約500Hzを中心とした最大0.1G
の振動が検出されている。この振動波形の周波数分析結
果では、周波数最大5000Hz迄の範囲に分布した周波数成
分を有することがわかつた。
電極が固有の振動を発生することがわかつた。重量約1k
gの銅電極を接触力2kg及ぴ1kgで接触させ1000Aの電流を
流したときのオシログラムをそれぞれ第２図（ａ）及び
（ｂ）に示す。（ａ）図は正常に通電している状態で、
通電電流波形17,極間電圧波形18,タンク振動波形19を時
間ｔに対して示している。正常通電しているきは、正弦
波の電流波形17に対応して、極間電圧波形18も正弦波に
近く、タンク振動波形19もほぼ正弦波の商用周波数（こ
こでは50Hz）で波高値0.001G（Ｇは重力加速度）程度に
なつている。この振動は通電電流による電磁力もしくは
誘導等が原因と考えられている。これに対し、（ｂ）図
示す異常時では通電電流17は正弦波であるにもかかわら
ず極間電圧波形18は非常に歪んだ波形となつている。特
に電流零点の前後で電圧が高くなる傾向を示している。
同時にタンク振動波形に約500Hzを中心とした最大0.1G
の振動が検出されている。この振動波形の周波数分析結
果では、周波数最大5000Hz迄の範囲に分布した周波数成
分を有することがわかつた。
前述の波形例は銅電極に多く見られるものであるが、ア
ルミ電極，銀電極，銀メツキ電極等では通電異常時の電
圧波形が異なり、第４図に示したものとなる。正弦波の
通電電流17に対し、電圧波形18も正弦波形に近いが波高
値近傍に平坦部Ｐを生じている。タング振動波形19も前
述のものとほぼ同様の周波数特性を示すが最大値は１桁
小さく0.01G程度である。
ルミ電極，銀電極，銀メツキ電極等では通電異常時の電
圧波形が異なり、第４図に示したものとなる。正弦波の
通電電流17に対し、電圧波形18も正弦波形に近いが波高
値近傍に平坦部Ｐを生じている。タング振動波形19も前
述のものとほぼ同様の周波数特性を示すが最大値は１桁
小さく0.01G程度である。
極間電圧に対する従来の解釈は、例えば土屋金弥著「電
気接点技術」総合電子出版社（昭55−７）によれば下記
である。遮断部８の通電接続部となる電極表面は鏡面に
加工したものでもミクロに見ると第３図に示すような細
かい凹凸が存在しており、通電面21は点接触20の集合で
ある。従つて通電電流は点接触部20に集中して流れ、点
接触部は局部的に高い温度に加熱される。点接触部20の
温度変化の時定数は10-4秒と商用周波の電流変化に対し
速く、通電電流に追従して変化する。但し、電極材料の
抵抗率の温度変化及び温度による局所的な膨張，収縮等
の影響により接触抵抗はダイナミツクな変化をする。こ
の結果接触部20の温度は極間電圧18と比例に近い１対１
の対応関係にある。一方、接触部20の溶着は接触部20の
温度が接点材料の溶融温度を越えることによつておこ
り、これを極間電圧で表わすと例えば銅電極では0.43V,
アルミ電極では0.3Vとされている。第２図（ｂ）及び第
４図に示した最大値Ｅｍがほぼこの値に一致しており、
電極材料の溶着がこの時点で少しずつ進んでいることが
わかる。これらの電極では電流通電後の点検で軽度の溶
着痕跡が認められた。
気接点技術」総合電子出版社（昭55−７）によれば下記
である。遮断部８の通電接続部となる電極表面は鏡面に
加工したものでもミクロに見ると第３図に示すような細
かい凹凸が存在しており、通電面21は点接触20の集合で
ある。従つて通電電流は点接触部20に集中して流れ、点
接触部は局部的に高い温度に加熱される。点接触部20の
温度変化の時定数は10-4秒と商用周波の電流変化に対し
速く、通電電流に追従して変化する。但し、電極材料の
抵抗率の温度変化及び温度による局所的な膨張，収縮等
の影響により接触抵抗はダイナミツクな変化をする。こ
の結果接触部20の温度は極間電圧18と比例に近い１対１
の対応関係にある。一方、接触部20の溶着は接触部20の
温度が接点材料の溶融温度を越えることによつておこ
り、これを極間電圧で表わすと例えば銅電極では0.43V,
アルミ電極では0.3Vとされている。第２図（ｂ）及び第
４図に示した最大値Ｅｍがほぼこの値に一致しており、
電極材料の溶着がこの時点で少しずつ進んでいることが
わかる。これらの電極では電流通電後の点検で軽度の溶
着痕跡が認められた。
以上の知見より、通電異常時の振動発生原因として以下
の推定が可能である。電圧波高値時点で接触部20の温度
は材料の溶融温度近傍迄上昇するが、電流零点において
は電極バルク部温度（通常数十度）迄下降する。これに
伴い、接触部20周辺で温度変化による激しい膨張，収縮
サイクルが生じ、電極間で局所的な衝突現象が起こる。
この衝突が固体中を伝搬してタンク外壁に設置された振
動検生器に感応されている。上記の説明より明らかなよ
うに、第２図（ｂ）の電圧波形における電流零点近傍の
傾き（すなわち温度変化率）は第４図におけるそれより
大きく、従つて前記衝突現象が激しいため、振動19検出
レベルも大きくなるものと考えられる。又、上述の現象
は商用周波数の繰り返し現象であるため、振動波形19の
周波数成分は商用周波数の整数倍成分をもつ、とびとび
の周波数特性を示すと考えられるが、これは実測によつ
ても確認されており、上述の振動原因の推定が正しいこ
とを示唆している。
の推定が可能である。電圧波高値時点で接触部20の温度
は材料の溶融温度近傍迄上昇するが、電流零点において
は電極バルク部温度（通常数十度）迄下降する。これに
伴い、接触部20周辺で温度変化による激しい膨張，収縮
サイクルが生じ、電極間で局所的な衝突現象が起こる。
この衝突が固体中を伝搬してタンク外壁に設置された振
動検生器に感応されている。上記の説明より明らかなよ
うに、第２図（ｂ）の電圧波形における電流零点近傍の
傾き（すなわち温度変化率）は第４図におけるそれより
大きく、従つて前記衝突現象が激しいため、振動19検出
レベルも大きくなるものと考えられる。又、上述の現象
は商用周波数の繰り返し現象であるため、振動波形19の
周波数成分は商用周波数の整数倍成分をもつ、とびとび
の周波数特性を示すと考えられるが、これは実測によつ
ても確認されており、上述の振動原因の推定が正しいこ
とを示唆している。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。図は
本発明の構成を模式的に示したものであり、検出対象を
遮断器１とし、振動検出手段を圧電形加速度センサ２と
したものである。遮断器１の構成は接地電位の気密容器
であるタンク３にブツシング4,4′及び気密端子9,9′に
より導体5,5′が気密絶縁支持されており、可動電極６
と固定電極７よりなる遮断部８に接続されている。気密
端子9,9′の外は外部導体10,10′により送電系統の送電
線あるいは他の送変電機器に接続され電流流路が構成さ
れる。タンク３の内部は絶縁性ガスとして一般的にはSF
6ガスが５気圧程度封入されている。この様な構成にお
いて考えられる通電異常として以下の原因が考えられ
る。ｉ）電流遮断回数過多により遮断部電極の損耗，劣
化、ii）可動電極駆動用操作器の不具合による投入不
良、iii）チユーリツプコンタクト部の押圧ばねの劣化
による接触力不足、iv）組立不良よる導体接続部のボル
ト締付力不足、等である。これらの原因等で通電異常が
発生し進展してゆく際に、比較的早い時期に前述の振動
が発生する。これを検出するためここでは加速度センサ
２をタンク３の外壁に設置し検出している。通電信頼性
を損なうことなく異常検出するため、外部診断が望まれ
ているためである本発明にかかわる振動現象は0.001〜
0.1G程度と比較的大きいものであり、周波数範囲も200
〜5000Hz程度なので加速度センサについては市販品をそ
のまま使用できる。取付法は専用のボスをタンク３に溶
接しておきボルトで固定するのが好ましいが、可搬式の
ものではタンク３の磁性体部分に磁石で固定するのが便
利である。専用ボスのない既納品に設置する際は接着材
で固定することも可能である。加速度センサ２の出力信
号は専用ケーブル11を通して前置アンプ12に送られる。
通常加速度センサ２の特性によりケーブル11の長さは数
ｍ以内に制限されるので前置アンプ12は加速度センサ２
の近傍に設置される。前置アンプ12の出力信号はケーブ
ル13,帯域３波器14,ケーブル15,検出器16に送られる。
検出器16を変電所制御室内に設置する場合等数十ｍ以上
離して設置する場合、外来サージに対するS/N比向上す
るため、電気−光変換し光フアイバーケーブルを用いて
伝送した後再び光−電気変換する等考えられる。帯域３
波器14は本発明に必須ではないが、周波数200Hz以下の
信号及び5000Hz以上の信号をカツトすることによりS/N
比が向上し、異常検出精度が向上する。特に遮断器１の
設置される環境においては商用周波及びその倍の周波数
を基音とする振動が電磁力等を原因として多く存在する
ので前者の周波数帯をカツトすることは効果が大きい。
検出器16は200Hz〜5000Hzの電気信号を検出できるもの
なら基本的には何を用いても良い。全体を１つの筐体に
納めた可搬システムでは検出器16は簡易的には交流電圧
計を用いても良い。但し、周波数特性が保証されている
ことを確認しておくことが必要である。発生信号の中心
周波数を見極わめることが振動発生源を特定する有力な
手がかりになるのでできればシンクロスコープを、好ま
しくはスペクトラムアナライザを使用するのが良い。
本発明の構成を模式的に示したものであり、検出対象を
遮断器１とし、振動検出手段を圧電形加速度センサ２と
したものである。遮断器１の構成は接地電位の気密容器
であるタンク３にブツシング4,4′及び気密端子9,9′に
より導体5,5′が気密絶縁支持されており、可動電極６
と固定電極７よりなる遮断部８に接続されている。気密
端子9,9′の外は外部導体10,10′により送電系統の送電
線あるいは他の送変電機器に接続され電流流路が構成さ
れる。タンク３の内部は絶縁性ガスとして一般的にはSF
6ガスが５気圧程度封入されている。この様な構成にお
いて考えられる通電異常として以下の原因が考えられ
る。ｉ）電流遮断回数過多により遮断部電極の損耗，劣
化、ii）可動電極駆動用操作器の不具合による投入不
良、iii）チユーリツプコンタクト部の押圧ばねの劣化
による接触力不足、iv）組立不良よる導体接続部のボル
ト締付力不足、等である。これらの原因等で通電異常が
発生し進展してゆく際に、比較的早い時期に前述の振動
が発生する。これを検出するためここでは加速度センサ
２をタンク３の外壁に設置し検出している。通電信頼性
を損なうことなく異常検出するため、外部診断が望まれ
ているためである本発明にかかわる振動現象は0.001〜
0.1G程度と比較的大きいものであり、周波数範囲も200
〜5000Hz程度なので加速度センサについては市販品をそ
のまま使用できる。取付法は専用のボスをタンク３に溶
接しておきボルトで固定するのが好ましいが、可搬式の
ものではタンク３の磁性体部分に磁石で固定するのが便
利である。専用ボスのない既納品に設置する際は接着材
で固定することも可能である。加速度センサ２の出力信
号は専用ケーブル11を通して前置アンプ12に送られる。
通常加速度センサ２の特性によりケーブル11の長さは数
ｍ以内に制限されるので前置アンプ12は加速度センサ２
の近傍に設置される。前置アンプ12の出力信号はケーブ
ル13,帯域３波器14,ケーブル15,検出器16に送られる。
検出器16を変電所制御室内に設置する場合等数十ｍ以上
離して設置する場合、外来サージに対するS/N比向上す
るため、電気−光変換し光フアイバーケーブルを用いて
伝送した後再び光−電気変換する等考えられる。帯域３
波器14は本発明に必須ではないが、周波数200Hz以下の
信号及び5000Hz以上の信号をカツトすることによりS/N
比が向上し、異常検出精度が向上する。特に遮断器１の
設置される環境においては商用周波及びその倍の周波数
を基音とする振動が電磁力等を原因として多く存在する
ので前者の周波数帯をカツトすることは効果が大きい。
検出器16は200Hz〜5000Hzの電気信号を検出できるもの
なら基本的には何を用いても良い。全体を１つの筐体に
納めた可搬システムでは検出器16は簡易的には交流電圧
計を用いても良い。但し、周波数特性が保証されている
ことを確認しておくことが必要である。発生信号の中心
周波数を見極わめることが振動発生源を特定する有力な
手がかりになるのでできればシンクロスコープを、好ま
しくはスペクトラムアナライザを使用するのが良い。
加速度センサ２による測定箇所は多い方が異常検出信頼
性の面からは好ましいが、第１図記載の単体遮断器１で
はタンク３中央付近で１点測定すれば通常の目的は達成
できる。多数の送変電機器をガス絶縁母線で接続したい
わゆるGIS構成のものでは目安として１つのガス区画に
１箇所程度の測定点を設けるのが良い。
性の面からは好ましいが、第１図記載の単体遮断器１で
はタンク３中央付近で１点測定すれば通常の目的は達成
できる。多数の送変電機器をガス絶縁母線で接続したい
わゆるGIS構成のものでは目安として１つのガス区画に
１箇所程度の測定点を設けるのが良い。
異常判定基準としては測定箇所毎に平時のバツクグラン
ドノイズを測定しておき、その数倍程度に設定するのが
良いと考えられるが、その情報がないときは0.001〜0.0
1G間に設定すれば所期の目的は達成される。
ドノイズを測定しておき、その数倍程度に設定するのが
良いと考えられるが、その情報がないときは0.001〜0.0
1G間に設定すれば所期の目的は達成される。
万一異常振動が検出された際の発生源特定法としては、
その周辺で数点の振動波形を同時に測定し、それらの強
度比較から判定するのが精度の上からは最善である。
その周辺で数点の振動波形を同時に測定し、それらの強
度比較から判定するのが精度の上からは最善である。
このようにして概略位置を特定したあと解体点検により
該当する箇所を確認すればよい。なお、上記振動発生時
には異常部に軽度の溶着痕跡が残されているので通電停
止した状態でも異常部を正確に特定できる。
該当する箇所を確認すればよい。なお、上記振動発生時
には異常部に軽度の溶着痕跡が残されているので通電停
止した状態でも異常部を正確に特定できる。
第５図はさらに大型の遮断器１に本発明を適用した例を
示す。本実施例においては可動電極６及び固定電極７よ
りなる遮断部8,8′を２個直列に装備したものでありタ
ンク３寸法も大きくなるため、加速度センサ2,2′を２
個設置している。高電位導体部の通電不良時に発生する
振動は主に固体部を伝搬するため加速度センサ2,2′の
取付け位置は図示の如く機械的に高導位部と接続された
点の近傍が好ましい。本例では固定電極側導体22を絶縁
支持する絶縁支持筒23の固定されたタンクフランジ24部
境板25に設置した。これにより外部診断法で感度よく通
電異常部から発生する振動が検出可能になる。
示す。本実施例においては可動電極６及び固定電極７よ
りなる遮断部8,8′を２個直列に装備したものでありタ
ンク３寸法も大きくなるため、加速度センサ2,2′を２
個設置している。高電位導体部の通電不良時に発生する
振動は主に固体部を伝搬するため加速度センサ2,2′の
取付け位置は図示の如く機械的に高導位部と接続された
点の近傍が好ましい。本例では固定電極側導体22を絶縁
支持する絶縁支持筒23の固定されたタンクフランジ24部
境板25に設置した。これにより外部診断法で感度よく通
電異常部から発生する振動が検出可能になる。
第６図はガス絶縁開閉所で用いられるガス絶縁開閉装置
のものに本発明を適用した例である。シース26,26′,2
6″内に導体27,27′,27″がコーンスペーサ28,28′及び
貫通導体29,29′により支持されている。実際のガス絶
縁開閉機器に於いては各種開閉器，測定器，避雷器，分
岐機器等複雑に構成されているが、ここでは簡単に導体
27で示した。この様な構成においてはコーンスペーサ2
8,28′が高電位部と接地電位部の機械的接続機構になる
ので加速度センサ2,2′の設置位置はコーンスペーサ28,
28′もしくはその近傍に設置するのが好ましい。一般的
なガス絶縁機器においてはコーンスペーサ28,28′は隣
接するガス区画を仕切る壁となつており、万一異常が検
出されたときは異常発生部位の位置標定できることが望
ましい。どのガス区画の異常があるか事前に標定できれ
ばそこだけの解体点検をすればよく労力を大幅に削減で
きるためである。この目的に対しガス仕切板となるコー
ンスペーサ毎に加速度センサを設置することにより、相
互の加速度センサによつて検出された振動の信号レベル
の強度比較により簡単に異常のあるガス区画を標定する
ことが可能になる。
のものに本発明を適用した例である。シース26,26′,2
6″内に導体27,27′,27″がコーンスペーサ28,28′及び
貫通導体29,29′により支持されている。実際のガス絶
縁開閉機器に於いては各種開閉器，測定器，避雷器，分
岐機器等複雑に構成されているが、ここでは簡単に導体
27で示した。この様な構成においてはコーンスペーサ2
8,28′が高電位部と接地電位部の機械的接続機構になる
ので加速度センサ2,2′の設置位置はコーンスペーサ28,
28′もしくはその近傍に設置するのが好ましい。一般的
なガス絶縁機器においてはコーンスペーサ28,28′は隣
接するガス区画を仕切る壁となつており、万一異常が検
出されたときは異常発生部位の位置標定できることが望
ましい。どのガス区画の異常があるか事前に標定できれ
ばそこだけの解体点検をすればよく労力を大幅に削減で
きるためである。この目的に対しガス仕切板となるコー
ンスペーサ毎に加速度センサを設置することにより、相
互の加速度センサによつて検出された振動の信号レベル
の強度比較により簡単に異常のあるガス区画を標定する
ことが可能になる。
本発明による異常検出精度向上の方策として、上述の検
出感度向上の他にS/N比の向上がある。雑音発生源とし
て一つは商用周波の通電電流そのものによる電磁力，磁
歪効果，誘導等によるものがある。実測によるとこれら
は本発明の目的とする振動検出の障害となる強度レベル
は200Hz以下の範囲である。これについては前述の如く
帯域３波器等を通してカツトすることにより所期のS/N
比が得られる。
出感度向上の他にS/N比の向上がある。雑音発生源とし
て一つは商用周波の通電電流そのものによる電磁力，磁
歪効果，誘導等によるものがある。実測によるとこれら
は本発明の目的とする振動検出の障害となる強度レベル
は200Hz以下の範囲である。これについては前述の如く
帯域３波器等を通してカツトすることにより所期のS/N
比が得られる。
他の雑音源として外来の、例えば雨，風もしくは人ない
し物体の接触，衝突等によるものがある。これらに対し
ては信号の形態によつて区別し、S/N比を向上すること
が可能である。すなわち、これらの現象は１秒以下で減
衰する単発現象か又は白色雑音の如く周波数領域におい
て広い範囲に広がつているかどうかの現象である。これ
に対し、本発明の検出対象とする振動現象は数十秒以上
の連続現象である。さらに、周波数特性は第７図に示す
ように、不連続スペクトルである。これは前述の振動発
生原理からも理解できるように振動現象が商用周波数の
２倍周波の繰り返し波形となるため、周波数成分は商用
周波の２倍周波の整数倍となる理論上の説明とも一致す
る。但し第７図に示す振動波形では商用周波の歪みも受
けて商用周波数の整数倍成分も少なからず出ている。上
記信号形態の差異に基づく異常検出精度向上手段として
第８図に示す例がある。図では加速度センサ２前置アン
プ12,帯域３波器14,周波数分析装置16の後段にパソコン
程度の演算能力のある信号処理装置30を設置したもので
ある。信号処理装置30において商用周波数の整数倍成分
の信号が少なくとも１秒以上継続したことをもつて異常
と判定し、異常検出信号を発生するように構成しておけ
ばよい。
し物体の接触，衝突等によるものがある。これらに対し
ては信号の形態によつて区別し、S/N比を向上すること
が可能である。すなわち、これらの現象は１秒以下で減
衰する単発現象か又は白色雑音の如く周波数領域におい
て広い範囲に広がつているかどうかの現象である。これ
に対し、本発明の検出対象とする振動現象は数十秒以上
の連続現象である。さらに、周波数特性は第７図に示す
ように、不連続スペクトルである。これは前述の振動発
生原理からも理解できるように振動現象が商用周波数の
２倍周波の繰り返し波形となるため、周波数成分は商用
周波の２倍周波の整数倍となる理論上の説明とも一致す
る。但し第７図に示す振動波形では商用周波の歪みも受
けて商用周波数の整数倍成分も少なからず出ている。上
記信号形態の差異に基づく異常検出精度向上手段として
第８図に示す例がある。図では加速度センサ２前置アン
プ12,帯域３波器14,周波数分析装置16の後段にパソコン
程度の演算能力のある信号処理装置30を設置したもので
ある。信号処理装置30において商用周波数の整数倍成分
の信号が少なくとも１秒以上継続したことをもつて異常
と判定し、異常検出信号を発生するように構成しておけ
ばよい。
第９図は前例と同様の機能をハード的に構成したもので
あり、本例では帯域３波器14,14′,14″を帯域幅3Hz程
度の狭帯域のものとし、その中心周波数を商用周波数の
整数倍、ここではそれぞれ600,900,1800Hzと設定してい
る。検出精度向上のため３種類のものを並列に使用した
が必要に応じて個数は増減可能である。検出器16はここ
ではレベル検出できるものを用いれば良く、その出力は
保持回路16に接続される。保持回路では検出器16の出力
信号が一定時間、ここでは１秒間継続したとき異常検出
信号を出力するように設定されている。
あり、本例では帯域３波器14,14′,14″を帯域幅3Hz程
度の狭帯域のものとし、その中心周波数を商用周波数の
整数倍、ここではそれぞれ600,900,1800Hzと設定してい
る。検出精度向上のため３種類のものを並列に使用した
が必要に応じて個数は増減可能である。検出器16はここ
ではレベル検出できるものを用いれば良く、その出力は
保持回路16に接続される。保持回路では検出器16の出力
信号が一定時間、ここでは１秒間継続したとき異常検出
信号を出力するように設定されている。
本発明によれば、通電異常の進展過程の早期に発生する
200〜5000Hzの振動を測定することにより、通電異常を
早期にしかも高精度で検出することが可能となり、ガス
絶縁開閉機器が地絡等の重大事故に至る前に未然にこれ
を阻止できる効果がある。
200〜5000Hzの振動を測定することにより、通電異常を
早期にしかも高精度で検出することが可能となり、ガス
絶縁開閉機器が地絡等の重大事故に至る前に未然にこれ
を阻止できる効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す概略図、第２図，第４
図，第７図は本発明の作用を説明する線図、第３図はそ
の要部断面図、第５図，第６図，第８図，第９図は本発
明の異なる実施例を示す概略図である。 １……遮断器、２……振動検出手段、３……タンク、5,
5′,6,7……導体。
図，第７図は本発明の作用を説明する線図、第３図はそ
の要部断面図、第５図，第６図，第８図，第９図は本発
明の異なる実施例を示す概略図である。 １……遮断器、２……振動検出手段、３……タンク、5,
5′,6,7……導体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 乾 芳彰 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−25629（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】気密容器と、該気密容器の内部に絶縁支持
された電流通電路を構成する導体と、該導体間を遮断す
る遮断部とからなり、該気密容器中に絶縁性ガスを封入
したガス絶縁開閉機器に備え付けられる通電異常検出装
置において、電流通電路を構成する導体に通電している
際の該遮断部の通電接触部における接触不良により生ず
る振動を検出する手段を設けて、200Hz〜5000Hzの振動
を測定し、通電電流の商用周波数に対し、その整数倍と
なる周波数を検出対象とし、該周波数範囲の振動が検出
されたとき通電異常と判定するガス絶縁開閉機器の通電
異常検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63058318A JPH0690892B2 (ja) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | ガス絶縁開閉機器の通電異常検出装置 |
| US07/321,382 US4975800A (en) | 1988-03-14 | 1989-03-10 | Contact abnormality detecting system |
| DE89104526T DE68907961T2 (de) | 1988-03-14 | 1989-03-14 | Störungserkennungssystem für elektrische Versorgungseinrichtungen. |
| EP89104526A EP0333139B1 (en) | 1988-03-14 | 1989-03-14 | Energization fault detection system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63058318A JPH0690892B2 (ja) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | ガス絶縁開閉機器の通電異常検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01232626A JPH01232626A (ja) | 1989-09-18 |
| JPH0690892B2 true JPH0690892B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=13080922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63058318A Expired - Fee Related JPH0690892B2 (ja) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | ガス絶縁開閉機器の通電異常検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0690892B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102854461B (zh) * | 2012-08-24 | 2016-01-20 | 中国电力科学研究院 | 一种开关设备发生故障的概率预测方法及其系统 |
| FR3023963B1 (fr) * | 2014-07-17 | 2018-03-09 | Schneider Electric Industries Sas | Procede de determination de l'usure des contacts electriques d'un appareil electrique interrupteur |
| FR3069064B1 (fr) * | 2017-07-13 | 2022-02-11 | Schneider Electric Ind Sas | Dispositif de commutation electrique et procede de detection d'usure associe |
| JP7227846B2 (ja) * | 2019-05-16 | 2023-02-22 | 株式会社日立製作所 | 開閉装置の診断方法及び装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5725629A (en) * | 1980-07-22 | 1982-02-10 | Tokyo Shibaura Electric Co | Method of externally diagnozing malfunction of switching device |
-
1988
- 1988-03-14 JP JP63058318A patent/JPH0690892B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01232626A (ja) | 1989-09-18 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |