JPH07227018A - ガス絶縁開閉装置の故障区画検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 開閉器が収納された複数のガス区画を有する
ガス絶縁開閉装置で内部アークの故障が発生した場合
に、開閉器の開閉アークによるガス圧力上昇と判別し
て、故障ガス区画を正しく検出する。 【構成】 ガス絶縁開閉装置１の各ガス区画となる各ユ
ニット１１〜１４毎にガス圧力を検出するガス圧力セン
サＳ１１〜Ｓ１４を設け、それらの出力信号から各ガス
区画毎にガス圧力上昇時間を検出する圧力上昇時間検出
部Ｄ１１〜Ｄ１４を設ける。圧力上昇時間検出部Ｄ１１
〜Ｄ１４からのガス圧力上昇時間が、予め設定された開
閉器３１〜３４の開閉によるガス圧力上昇時間を越えた
ときにそのガス区画を故障ガス区画と判定する判定部７
１〜７４を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、変電所のガス絶縁開閉
装置内部で地絡または短絡故障が発生した際に、故障ガ
ス区画を検出するガス絶縁開閉装置の故障区画検出装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ガス絶縁形変電所は、複数のガ
ス絶縁開閉装置で構成される。また、このガス絶縁開閉
装置は遮断器、断路器などの機器を金属容器に収納し、
六フッ化硫黄ガスなどの絶縁ガスを封入したものであ
り、小型化、高信頼性および安全性を実現している。ま
た、ガス絶縁開閉装置内部は遮断器を収納した遮断器ユ
ニット、断路器を収納した断路器ユニットなど複数のガ
ス区画に分けられている。しかし、万一、ガス絶縁開閉
装置内部のあるガス区画で地絡または短絡故障が発生し
た場合、保護リレーにより故障を検出し、故障継続を除
去することができるが、母線保護リレーや線路保護リレ
ーなどの保護リレー情報のみでは、故障発生したガス区
画を特定することはできない。また、ガス絶縁開閉装置
は密閉構造であるため、外部から故障発生したガス区画
を人間の巡視等により特定することは困難である。一
方、電力の安定供給の観点から、故障発生したガス区画
以外の健全ガス区画で電圧印加を行っても支障のない充
電部までを早期復旧し、停電時間を短くする必要があ
る。

【０００３】このため、従来、ガス絶縁開閉装置の各ガ
ス区画毎にガス圧力センサを設け、地絡または短絡故障
発生時には、その故障アークエネルギーでガス圧力が上
昇するので、これをガス圧力センサで検出し、ガス圧力
上昇値があるレベル以上となったガス区画を故障ガス区
画と判定する故障区画検出装置が使用される場合があ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この従来の故障区画検
出装置においては、以下に示すとおり、故障ガス区画を
検出できない場合がある。ガス絶縁開閉装置の遮断器以
外の機器を収納するユニットのガス区画で地絡または短
絡故障が発生した場合、故障アークエネルギーでガス圧
力が上昇する。しかし、保護リレーが動作して遮断器が
開極するため、健全である遮断器ユニットのガス区画に
おいても、開極時のアークによりガス圧力が上昇する。
このため、ガス圧力上昇が故障ガス区画および健全であ
る遮断器ユニットのガス区画にも発生する。したがっ
て、ガス圧力上昇のレベル検出により故障ガス区画を判
定する従来の故障区画検出装置では、故障ガス区画と健
全ガス区画との区別ができず、故障ガス区画が検出でき
なくなる。また、ガス絶縁開閉装置の遮断器ユニットの
ガス区画で地絡または短絡故障が発生した場合、故障ア
ークエネルギーでガス圧力は上昇する。しかし、遮断器
ユニットのガス区画は、健全時に遮断器が開閉された場
合にも、開閉アークによりガス圧力上昇が発生する。こ
のため、ガス圧力上昇のレベル検出により故障ガス区画
を判定する従来の故障区画検出装置では、ガス圧力上昇
が故障によるものか、遮断器の開閉によるものかを判別
できず、故障ガス区画を正しく検出できなくなる。ま
た、断路器ユニットのガス区画においても、正常時に断
路器で電流開閉する場合は、その開閉アークによっても
圧力上昇し、健全で有るにもかかわらず、故障ガス区画
と誤って検出してしまうことがある。

【０００５】そこで、本発明の目的は、遮断器や断路器
など開閉器の開閉アークによるガス圧力上昇があった場
合においても、故障ガス区画を正しく判定することがで
きるガス絶縁開閉装置の故障区画検出装置を提供するこ
とである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】開閉器が収納された複数
のガス区画を有するガス絶縁開閉装置の各ガス区画毎に
そのガス圧力を検出するガス圧力センサを設ける。この
各ガス圧力センサの出力信号から各ガス区画毎のガス圧
力上昇時間を検出する圧力上昇時間検出部を設ける。こ
の各圧力上昇時間検出部からのガス圧力上昇時間が開閉
器の開閉によるガス圧力上昇時間を越えたときに、その
ガス区画を故障ガス区画と判定する判定部を設ける。

【０００７】

【作用】本発明は上記の如く構成することにより、故障
によるガス圧力上昇と開閉器の開閉によるガス圧力上昇
とを判別し、故障ガス区画を正しく検出することができ
る。すなわち、故障が発生したガス区画のガス圧力上昇
時間は、健全ガス区画で遮断器など開閉器のみが開閉し
たときのガス圧力上昇時間より長くなるため、ガス圧力
上昇時間により、故障ガス区画と健全ガス区画とが判別
でき、故障ガス区画を正しく検出することができる。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
ガス絶縁形変電所は複数のガス絶縁開閉装置で構成され
ているが、説明を簡単にするため、１つのガス絶縁開閉
装置１で構成されている場合を図１に示す。図１におい
て、ガス絶縁開閉装置１は、それぞれスペーサ９で４つ
のガス区画に区分さる。すなわち、ガス絶縁開閉装置１
は、甲母線断路器ユニット１１、乙母線断路器ユニット
１２、遮断器ユニット１３および線路断路器ユニット１
４で構成される。なお、図１においては、ガス絶縁開閉
装置１の主回路の電気的結線を単線結線図で示してあ
り、３１，３２は母線断路器、３３は遮断器、３４は線
路断路器であり、これらの機器は導体３０を介して接続
されている。遮断器ユニット１３の遮断器３３と線路断
路器３４とをそれぞれ接続する導体３０には変流器３７
が設けられ、その出力は保護リレー３に接続される。ま
た、保護リレー３の遮断器開極指令信号は、遮断器ユニ
ット１３内の遮断器３３へ出力される。

【０００９】各ユニット１１〜１４の各ガス区画毎に対
応して、個別にガス圧力を検出するガス圧力センサＳ１
１〜Ｓ１４をそれぞれ設ける。各ガス圧力センサＳ１１
〜Ｓ１４の出力から、各ユニット１１〜１４の各ガス区
画毎のガス圧力上昇開始から終了までの時間を検出する
圧力上昇時間検出部Ｄ１１〜Ｄ１４を、各ガス圧力セン
サＳ１１〜Ｓ１４にそれぞれ対応させて設ける。各圧力
上昇時間検出部Ｄ１１〜Ｄ１４に対応させ、各判定部７
１〜７４をそれぞれ設ける。各判定部７１〜７４は、各
圧力上昇時間検出部Ｄ１１〜Ｄ１４からのガス圧力上昇
時間と予め設定されたガス圧力上昇時間監視値とを比較
し、その監視値を越えたときに、その圧力上昇時間検出
部に対応するユニットのガス区画を故障ガス区画と判定
する。

【００１０】ガス圧力上昇時間監視値は、ガス絶縁開閉
装置１の各ユニット１１〜１４の各ガス区画毎に個別で
設定し、その値は各ユニット１１〜１４の各ガス区画に
収納された遮断器３３や断路器３１，３２，３４など開
閉器の開閉によるガス圧力上昇時間とする。すなわち、
判定部７１，７２には母線断路器３１，３２の開閉によ
るガス圧力上昇時間、判定部７３には遮断器３３の開閉
によるガス圧力上昇時間、判定部７４には線路断路器３
４の開閉によるガス圧力上昇時間を監視値として用い
る。

【００１１】次にこの故障区画検出装置の動作を説明す
る。図１において、ガス絶縁開閉装置１の甲母線断路器
ユニット１１で地絡または短絡故障が発生したものとし
て説明する。故障により甲母線断路器ユニット１１のガ
ス圧力が上昇する。また、甲母線断路器ユニット１１の
故障により、変流器３７が故障電流を検出し、保護リレ
ー３は故障電流によりガス絶縁開閉装置１内部で故障が
発生したと判定し、遮断器ユニット１３の遮断器３３へ
遮断器開極指令信号を出力し、遮断器ユニット１３の遮
断器３３が開極する。このため、遮断器３３の開極によ
るアークが発生し、遮断器ユニット１３のガス圧力も上
昇する。したがって、故障当該の甲母線断路器ユニット
１１、および健全である遮断器ユニット１３のガス圧力
が上昇し、その圧力上昇がガス圧力センサＳ１１，Ｓ１
３で検出され、圧力上昇時間が圧力上昇時間検出部Ｄ１
１，Ｄ１３で検出される。しかし、健全である遮断器ユ
ニット１３のガス圧力上昇は、遮断器１３の開極のみに
よるものである。また、甲母線断路器ユニット１１のガ
ス圧力上昇は、故障によるもので、その上昇時間は、正
常時の断路器３１の電流開閉のみによるガス圧力上昇時
間より長い。

【００１２】このため、判定部７１は、ガス圧力センサ
Ｓ１１の出力から圧力上昇時間検出部Ｄ１１で検出した
ガス圧力上昇時間が、予め設定された断路器３１の開閉
によるガス圧力上昇時間監視値より長く、その監視値を
越えることから、圧力上昇時間検出部Ｄ１１に対応する
甲母線断路器ユニット１１で故障が発生したものと判定
する。一方、判定部７３は、ガス圧力センサＳ１３の出
力から圧力上昇時間検出部Ｄ１３で検出したガス圧力上
昇時間が、予め設定された遮断器３３の開閉によるガス
圧力上昇時間監視値より長くないことから、圧力上昇時
間検出部Ｄ１３に対応する遮断器ユニット１３は正常と
判定する。以上のことから、遮断器ユニット１３は健全
ガス区画と判定し、甲母線断路器ユニット１１を故障ガ
ス区画と正しく検出することができる。なお、遮断器ユ
ニット１３以外の他のユニット１２，１４の故障につい
ても同様に、故障ガス区画を正しく検出することができ
る。

【００１３】次に図１において、遮断器ユニット１３
で、地絡または短絡故障が発生した場合について以下に
動作説明する。遮断器ユニット１３の故障により、変流
器３７で故障電流を検出し、保護リレー３は、故障電流
によりガス絶縁開閉装置１内部で故障が発生したと判定
し、遮断器ユニット１３の遮断器３３へ遮断器開極指令
信号を出力し、遮断器ユニット１３の遮断器３３が動作
し、開極する。このため、遮断器ユニット１３は、故障
によりガス圧力上昇し、その後遮断器３３の開極による
ガス圧力上昇が発生し、その圧力上昇がガス圧力センサ
Ｓ１３で検出され、圧力上昇時間が圧力上昇時間検出部
Ｄ１３で検出される。この場合のガス圧力上昇時間は、
遮断器３３の開閉のみによる圧力上昇時間より長くな
る。したがって、判定部７３は、ガス圧力センサＳ１３
の出力から圧力上昇時間検出部Ｄ１３で検出したガス圧
力上昇時間が、予め設定された遮断器３３の開閉による
ガス圧力上昇時間監視値より長く、その監視値を越える
ことから、圧力上昇時間検出部Ｄ１３に対応する遮断器
ユニット１３を故障と判定する。以上のことから、健全
時に遮断器３３の開閉のみによる圧力上昇が発生した場
合と故障時に故障による圧力上昇が発生した場合とを判
別することができ、故障発生した遮断器ユニット１３の
みを故障ガス区画と正しく検出することができる。

【００１４】なお、正常時における遮断器３３や断路器
３１，３２，３４など開閉器の開閉によるガス圧力上昇
が発生した場合については、それらのユニット１１〜１
４のガス区画のガス圧力上昇時間は、前記のように開閉
器３１〜３４の開閉によるガス圧力上昇時間監視値を越
えないため、判定部７１〜７４は健全と判定し、故障ガ
ス区画と誤って検出することはない。

【００１５】なお、上記実施例は、変電所が１つのガス
絶縁開閉装置１で構成された場合について説明したが、
２つ以上のガス絶縁開閉装置で構成された場合も同様
に、各ユニットのガス区画で発生した故障のみを検出
し、正しく故障区画を検出することができる。

【００１６】

【発明の効果】以上の通り、本発明により、健全ユニッ
トのガス区画で開閉器の開閉による圧力上昇が発生した
場合は、故障とは判定せず、故障による圧力上昇が発生
したユニットのみを故障と判定し、故障ガス区画を正し
く検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図である。

【符号の説明】

１ ガス絶縁開閉装置 ３ 保護リレー Ｓ１１〜Ｓ１４ ガス圧力センサ Ｄ１１〜Ｄ１４ 圧力上昇時間検出部 ７１〜７４ 判定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 松吉 愛知県西春日井郡西枇杷島町芳野町３丁目 １番地 株式会社高岳製作所名古屋事業所 内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開閉器が収納された複数のガス区画を有
   するガス絶縁開閉装置の各ガス区画毎に設けられ、その
   ガス圧力を検出するガス圧力センサと、 この各ガス圧力センサの出力信号から各ガス区画毎のガ
   ス圧力上昇時間を検出する圧力上昇時間検出部と、 この各圧力上昇時間検出部からのガス圧力上昇時間が前
   記開閉器の開閉によるガス圧力上昇時間を越えたとき
   に、そのガス区画を故障ガス区画と判定する判定部と、 を備えたことを特徴とするガス絶縁開閉装置の故障区画
   検出装置。