JPH07245831A

JPH07245831A - ガス絶縁開閉装置

Info

Publication number: JPH07245831A
Application number: JP6059787A
Authority: JP
Inventors: Eiji Itakura; 英治板倉; Akira Ito; 明伊藤
Original assignee: Takaoka Electric Mfg Co Ltd
Current assignee: Takaoka Toko Co Ltd
Priority date: 1994-03-07
Filing date: 1994-03-07
Publication date: 1995-09-19

Abstract

(57)【要約】【目的】ガス絶縁開閉装置において、事故の検出に電
流の大きさを用いて、正確に事故区画の判別を行ない、
事故時の早期復旧のための情報を得る。【構成】各エレメントを収納する容器が複数のガス区
画に分けられたガス絶縁開閉装置３において、各ガス区
画を区分する絶縁スペーサ１AB、１AC、１CD、１DE、１
DF、１E、１F、１Aに内蔵された三相母線の電流をそれ
ぞれ検出する電流検出部と、この電流の大きさを所定の
判定レベルと比較し、事故発生のガス区画を判定する事
故区画判定部４とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガス絶縁開閉装置（以
下、ＧＩＳと言う）に関する。

【従来の技術】

【０００２】一般に、ＧＩＳは、変電所の機器のうち、
遮断器、断路器、接地開閉器、変成器などの変圧器以外
の機器をＳＦ6ガスなどの絶縁ガスを封入した金属容器
に収納し、絶縁スペーサでユニットを各ガス区画に区分
したものである。この結果、ＧＩＳでは、充電部を露出
せずに、ガス絶縁による装置の縮小化、信頼性、運転保
守性や安全性の向上を実現している。しかし、一方で、
ＧＩＳは各機器が金属容器内に密閉されているために、
万一内部事故が発生した場合に、事故の生じたガス区画
の発見が難しく、復旧に時間を要する事がある。

【０００３】内部事故の例としては、容器内部に混入し
た導電性異物による部分放電からの絶縁劣化による尖絡
事故（地絡または相間短絡）や、容器内部の母線接続部
の接触不良から発生する導体溶断から尖絡に至る事など
がある。

【０００４】従来、内部事故発生時には、金属容器内の
圧力上昇が生ずるので、ガス圧力をモニタして、事故区
画を的確に判定する事が試られている。

【０００５】図３はＧＩＳの構成例である。ＧＩＳ３
は、ガス区画ＡからＦは絶縁スペーサ１で区分されてい
る。ガス区画Ａにはケーブル接続部（ＣＨ）が、ガス区
画Ｂには計器用変圧器（ＰＴ）が、ガス区画Ｃには断路
器（ＤＳ）および接地開閉器（ＥＳ）が、ガス区画Ｄに
は計器用変流器（ＣＴ）および遮断機（ＣＢ）が、ガス
区画Ｅおよびガス区画Ｆにはそれぞれ断路器（ＤＳ）が
収納されている。ガス区画Ｅおよびガス区画Ｆのもう１
端には他の回線と接続される母線（ＢＵＳ）が接続され
ている。

【０００６】図４に従来のガス圧力をモニタして事故区
画を検出する場合の例を示す。ＧＩＳ３は、絶縁スペー
サ１’で、ガス区画Ａ〜Ｆに区分されている。各ガス区
画にはそれぞれ配管６０を介して、バルブ６１、圧力セ
ンサ６２が取り付けられている。各圧力センサ６２で検
出された各ガス区画の圧力信号は各電気ケーブル６３
で、信号処理回路７に送られる。信号処理回路７では、
各増幅器７１でその信号を増幅して、また、ガスの反射
衝突による影響を取除くために、各ローパスフィルタ７
２で高周波成分を除去して、圧力時間変化検出回路７３
に送る。圧力時間変化検出回路７３では、各ガス区画ご
とに圧力の時間変化Δｐを検出し、この圧力時間変化Δ
ｐとガス区画情報Ｎを事故区画判定回路７４に送る。時
間変化Δｐを予め判定レベル設定回路７５で設定してあ
る判定レベルと事故区画判定回路７４で比較して、判定
レベルを越えたガス区画を事故区画Ｎ’として出力す
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガス圧
力のモニタにより事故の発生したガス区画を判定する方
法では次の問題がある。

【０００８】配管を介して、圧力センサを取り付けるた
めに、圧力センサで検出する圧力と実際のガス区画の中
の圧力に差があり、事故時の衝撃圧など時間変化の早い
圧力を検出する時には、特に配管の形状や内部機器の構
造によって圧力変化検出の精度が悪くなる事がある。

【０００９】ガス区画の大きさや収納機器の構造によっ
て、判定レベルを設定する必要があり、その設定を誤る
と、圧力の時間変化が緩慢な事故を検出できなかった
り、逆に事故ではない緩慢な圧力の時間変化を事故と判
定してしまう事がある。このことを避けるためには、ガ
ス区画ごとに実験を繰り返して、正確な判定レベルを設
定しなければならず、判定レベルの設定が繁雑である。

【００１０】また、圧力は温度により変化するので、日
射や風速等外部環境条件やガス区画によって流れる電流
の大きさが異なってガス区画によるガス温度上昇に差が
ある場合、ガス圧力の時間変化に差が生じ、温度上昇の
大きいガス区画の圧力時間変化が大きくなるが、当該ガ
ス区画を事故と判定しないためには、判定レベルを高く
設定せざるを得ず、判定の分解能に限界がある。

【００１１】そこで、本発明では、ガス区画の大きさや
収納機器、温度の影響を受けることなく、正確に事故区
画の判別を行なうようにするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、各
エレメントを収納する容器が複数のガス区画に分けられ
たＧＩＳにおいて、各ガス区画を区分する絶縁スペーサ
に内蔵された三相母線をそれぞれ検出対象とした電流検
出部と、各絶縁スペーサを貫通して流れる電流の時間変
化の大きさを所定の判定レベルと比較することにより事
故発生のガス区画を判定する事故区画判定部を設ける。

【００１３】請求項２の発明では、事故区画判定部の所
定の判定レベルとして、他の絶縁スペーサを貫通して流
れている電流を用いる。

【００１４】請求項３の発明では、事故区間判定部にお
いて、各絶縁スペーサにおける三相の電流のベクトル和
を求めて、零相電流を演算し、零相電流の大きさまたは
零相電流の時間変化の大きさを、所定の判定レベルと比
較して、事故発生のガス区画を判定する。

【００１５】請求項４の発明では、電流検出部を光電流
検出器で構成する。

【００１６】

【作用】請求項１の発明では、電流の大きさを検出する
事で、事故の発生を判定できる。また、事故の生じたガ
ス区画より電源側のみで、電流が増大するので、電流の
増大した区画としなかった区画を判別し、その境界を知
る事で、容易に事故区画を判別できる。さらに、相毎の
電流増加を比較する事によって、事故原因の推定ができ
る。

【００１７】請求項２の発明では、他の絶縁スペーサを
貫通して流れる電流を事故区画判定部の所定の判定レベ
ルとして用いるので、所定の判定レベルを用いる場合で
は検出できない微小な電流増加をともなう事故も検出で
きるので、より正確に事故区画の判定ができる。

【００１８】請求項３の発明では、零相電流またはその
時間変化を利用して、事故を検出するので、絶縁スペー
サを貫通して流れる電流を検出する場合に較べて、事故
時の電流変化が大きいので、事故区画の判定が正確にで
きる。

【００１９】請求項４の発明では、電流検出手段として
光電流検出器を用いるので、主回路と電流検出器の絶縁
が容易になり、事故時の大電流が流れた時に発生するノ
イズの影響を受けないので、より正確な事故区画の判定
ができる。

【００２０】

【実施例】図１は請求項１の発明のＧＩＳの一例であ
る。ＧＩＳ３の、ガス区画Ａにはケーブル接続部（Ｃ
Ｈ）が、ガス区画Ｂには計器用変圧器（ＰＴ）が、ガス
区画Ｃには断路器（ＤＳ）および接地開閉器（ＥＳ）
が、ガス区画Ｄには計器用変流器（ＣＴ）および遮断機
（ＣＢ）が、ガス区画Ｅおよびガス区画Ｆにはそれぞれ
断路器（ＤＳ）が収納されている。ガス区画Ｅおよびガ
ス区画Ｆのもう１端には他の回線と接続される母線（Ｂ
ＵＳ）が接続されている。

【００２１】ガス区画ＡからＦはそれぞれ絶縁スペーサ
１AB、１AC、１CD、１DE、１DF、１E、１F、１Aによっ
て各ガス区画に区分されている。各絶縁スペーサ１AB、
１AC、１CD、１DE、１DF、１E、１F、１Aは各相ごとに
電流検出部を内蔵し、その出力は電流信号伝送部２を介
して、事故区画判定部４に伝えられる。事故区画判定部
４では、判定レベルと電流の大きさを比較し、判定レベ
ルよりも大きければ、事故電流の流れている区間と判定
する。全検出部の出力を比較して、事故区画を評定し、
事故区画を出力する。

【００２２】ガス区画ＣでＳ相とＴ相の間で相間短絡事
故が発生した時を考える。通常、電流はガス区画でいう
と、Ａ、Ｃ、Ｄ、と流れ、ＥまたはＦを通って、他回線
へ流れる。ガス区画Ｃで事故が生じると、絶縁スペーサ
１ACに内蔵したＳ相、Ｔ相の電流検出部の出力は事故に
よって増大するので、判定レベルを越え、事故を検出で
きる。一方で、絶縁スペーサ１CDのＳ相、Ｔ相の電流は
増大しないので、絶縁スペーサ１CDと１ACの間で事故が
起きた事が分かる。さらに、Ｒ相の電流が増えていない
事に着目すれば、Ｓ相とＴ相の短絡事故である事が分か
る。

【００２３】もし、１A、１AC、１CD、１DEと１Eもしく
は１DFと１Fのすべてが電流が増大していれば、このＧ
ＩＳ外部の事故であると判定する。

【００２４】請求項２の発明では、事故区画判定部４の
判定レベルとして、他の電流検出部の出力を用いる。例
えば、その電流検出部を内蔵する絶縁スペーサより負荷
側の電流検出部の出力を用いることができる。この場
合、事故の生じた区画の電源側のスペーサを貫通して流
れる電流は、事故により増大するが、負荷側のスペーサ
を貫通して流れる電流は負荷の大きさで決まり、変らな
い。そこで、負荷側のスペーサの電流検出部の出力を事
故区画判定部４の判定レベルとして用いれば、電源側の
スペーサの電流検出部出力、すなわちスペーサを貫通し
て流れる電流の増大を、固定の判定レベルより、精度よ
く検出できる。

【００２５】請求項３の発明では、事故区画判定部４に
おいて、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の出力をベクトル的に合成し
て、零相電流を求め、その大きさが、通常の平衡三相電
流では零もしくは零に近いが、事故時に大きく変動する
ことを利用して、零相電流の大きさもしくはその時間変
化を判定レベルと比較して、事故を検出する事もでき
る。

【００２６】請求項４の発明では、電流検出部として
は、光電流検出器を使用する。しかしながら検出する電
流の範囲が広いので、磁気飽和をする鉄心を使わない、
ファラデー効果を用いた周回積分型の光電流検出器が望
ましい。図２を用いて、絶縁スペーサに内蔵した光電流
検出器を使用した場合の実施例について説明する。絶縁
スペーサは金属製フランジ１３とエポキシ樹脂１４から
なるスペーサ部１５、スペーサ部１５を貫通する三相導
体１２ａ、１２ｂ、１２ｃから構成される。導体１２
ａ，１２ｂ，１２ｃを周回するように鉛ガラスからなる
光電流検出器１８ａ、１８ｂ、１８ｃをエポキシ樹脂１
４内部に埋めこみ、設置する。送受光用の光ファイバ２
１が偏光子１９ａ、１９ｂ、１９ｃと検光子２０ａ、２
０ｂ、２０ｃを介して光電流検出器１８ａ、１８ｂ、１
８ｃに接続されている。ファラデー効果については、こ
こでは触れない。

【００２７】この他にも、光ファイバのファラデー効果
を利用した光電流検出器も適用できる。

【００２８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のガス絶縁開
閉装置では、正確に事故区画を判定でき、ＧＩＳの事故
の早期復旧のための情報提供が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス絶縁開閉装置の構成の一例を示す
図である。

【図２】本発明の実施例の電流検出器の実施例を示す図
で、（ａ）は軸方向から見た図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断
面図である。

【図３】ガス絶縁開閉装置の構成の一例を示す図であ
る。

【図４】本発明に関する従来技術のガス絶縁開閉装置の
一例を示す図である。

【符号の説明】

１絶縁スペーサ２電流信号伝送部３ガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）４事故区画判定部７信号処理回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各エレメントを収納する容器が複数のガス
区画に分けられたガス絶縁開閉装置において、各ガス区画を区分する絶縁スペーサに内蔵された三相母
線の電流をそれぞれ検出する電流検出部と、各絶縁スペーサに流れる電流の大きさを所定の判定レベ
ルと比較することにより事故発生のガス区画を判定する
事故区画判定部と、を設けたガス絶縁開閉装置。
【請求項２】事故区画判定部の所定の判定レベルとし
て、他の絶縁スペーサに流れている電流から算出し、事
故発生のガス区画を判定する請求項１記載のガス絶縁開
閉装置。
【請求項３】事故区画判定部において、各絶縁スペーサ
における三相の電流のベクトル和を求めて、零相電流を
演算し、その大きさまたはその時間変化の大きさを、所
定の判定レベルと比較して、事故発生のガス区画を判定
する請求項１または２記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項４】電流検出部を光電流検出器で構成する請求
項１、２、または３記載のガス絶縁開閉装置。