JPH07288068A - 電力用開閉装置の動作監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 位置検出機能を有するセンサの自己監視が可
能な、信頼性の高い電力用開閉装置の動作監視装置を提
供する。 【構成】 操作ロッド７の一部に位置検出体１６が固定
的に取り付けられる。位置検出体１６を含む操作ロッド
７の一部を包囲する監視ケース１５の壁面には、操作ロ
ッド７の動作方向と直交する方向において位置検出体１
６と対向する位置に、位置検出機能を有するセンサ２１
が配置される。センサ２１は、監視ケース１５の外面に
固定されたセンサ取付板１８に取り付けられる。センサ
２１の検出信号は、ケーブル１９を介して伝送される。
センサ２１は、位置検出体１６の移動距離に応じた出力
を送信するように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス絶縁開閉装置など
の電力用開閉装置の開閉動作状態を検出し、監視するこ
とを目的とした位置検出機能を有するセンサを備えた電
力用開閉装置の動作監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電力用開閉器として用いられて
いる遮断器においては、その遮断部の開閉動作状態を表
示したり、開閉動作時間を測定するために、その操作機
構部に補助開閉器が設けられている。この補助開閉器
は、遮断器の操作機構の開閉動作に連動して開閉するａ
接点およびｂ設定を備えたものである。

【０００３】しかし、この補助開閉器は、機械的接点の
ａ接点およびｂ接点が動作源であるため、遮断器の累積
開閉動作回数の増大に伴う接点の摩耗、異物の付着など
によって動作が不安定になる問題があった。

【０００４】そこで、最近においては、遮断器の異常を
予知することを目的とした監視システムの開発に伴い、
その遮断器の開閉動作状態を検出するための手段とし
て、従来の補助開閉器に代って無接点近接タイプのセン
サが用いられるようになっている。このタイプのセンサ
としては、例えば、高周波発振を利用したセンサがあ
る。

【０００５】図５は、このような高周波発振を利用した
センサを備えた従来の電力用開閉装置の動作監視装置の
一例を示す。ここでは、電力用開閉装置として垂直配置
のパッファ形ガス遮断器を示している。まず、このパッ
ファ形ガス遮断器１は、ＳＦ₆ ガスを封入した密閉ケー
ス２内に、固定電極３および可動電極４を相対的に動作
可能に配置し、可動電極４側にパッファ機構５を付属的
に形成した開閉装置である。そして、両電極３、４の開
閉動作時に、両電極３，４の間に発生するアークに対し
て、パッファ機構５で圧縮された絶縁ガスを吹き付け、
消弧するように構成されている。

【０００６】このパッファ形ガス遮断器１の可動電極４
の開閉動作は、絶縁ロッド６および操作ロッド７を介し
て連結された操作機構８の操作ピストン９の上下動作に
よって行われる。すなわち、この操作機構８の操作ピス
トン９は、アキュムレータ１０および油ポンプ１１を有
する油圧系の引外用弁１２の開放によって下方へ移動し
て可動電極４を固定電極３から引外し、また、投入用弁
１３の開放によって上方へ移動して可動電極４を固定電
極３に投入するように構成されている。

【０００７】そして、このパッファ形ガス遮断器１にお
いて、開閉動作状態を検出するための動作監視装置１４
は、操作機構８に設けられている。この動作監視装置１
４は、操作ロッド７の一部を包囲する監視ケース１５
と、操作ロッド７の監視ケース１５内で移動する部分に
固定的に設けられた位置検出体１６と、監視ケース１５
の壁面を貫通する形で位置検出体１６に対向して設けら
れた２個のセンサ１７ａ、１７ｂと、監視ケース１５の
外面に固定されてこれらのセンサ１７ａ，１７ｂを取り
付けたセンサ取付板１８とを有する。この場合、位置検
出体１６は、例えば、操作ロッド７と操作ピストン９の
ピストンロッドとを連結する金属フランジによって構成
される。

【０００８】また、２個のセンサ１７ａ，１７ｂは、高
周波発振を利用して位置検出体１６の位置を検出する位
置検出機能を有する。すなわち、この２個の高周波発振
利用のセンサ１７ａ、１７ｂは、接近に感応する発振コ
イルに、検出物である金属が接近すると、センサ回路の
自己インダクタンスの変化および損失の変化で発振が停
止することを利用したものであり、位置検出体１６の接
近に感応して、その位置を検出するように構成されてい
る。これらのセンサ１７ａ，１７ｂは、パッファ形ガス
遮断器１の可動電極４とこれに連結された操作ロッド７
が開状態および閉状態にある場合に、操作ロッド７に設
けられた位置検出体１６の開位置および閉位置を検出し
てそれぞれ開位置信号および閉位置信号を発するように
なっている。なお、これらのセンサ１７ａ，１７ｂの出
力は、通常、ツイストペア線などのケーブル１９ａ，１
９ｂを介して、図示していない中継盤に収納されたセン
サ受信器や計測部などに伝送されるようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
な従来の電力用開閉装置の動作監視装置のセンサ１７
ａ，１７ｂからの出力信号は、開位置信号および閉位置
信号のみであるため、センサ自身の故障を判定すること
は不可能である。そのため、センサ自身が故障した場合
に、電力用開閉装置の故障であると検出してしまう可能
性があり、この点で監視装置としての信頼性に限界があ
る。

【００１０】本発明は、以上のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その目的は、
位置検出機能を有するセンサの自己監視が可能な、信頼
性の高い電力用開閉装置の動作監視装置を提供すること
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の電力用開閉装置
の動作監視装置は、開閉動作を行う開閉部を備えた装置
本体部と、開閉部と機械的に連結され、その動作によっ
て開閉部を開閉操作する開閉操作部を備えた操作機構と
を有する電力用開閉装置の動作を監視するための電力用
開閉装置の動作監視装置において、次のような特徴を有
するものである。

【００１２】請求項１記載の動作監視装置は、操作機構
の開閉操作部の一部に固定的に設けられた位置検出体
と、この位置検出体を含む開閉操作部の一部を包囲する
ケースと、このケースの壁面に設けられて位置検出体の
位置検出機能を有するセンサを備え、このセンサが位置
検出体の移動距離に応じた出力を送信するように構成さ
れたことを特徴としている。

【００１３】請求項２および３記載の動作監視装置は、
請求項１記載の構成に加えて、センサの配置に次のよう
な特徴を有する。すなわち、請求項２記載の動作監視装
置は、センサが、開閉操作部の動作方向と直交する方向
において位置検出体と対向する位置に配置されたことを
特徴としている。また、請求項３記載の動作監視装置
は、センサが、開閉操作部の動作方向と平行な方向にお
いて位置検出体と対向する位置に配置されたことを特徴
としている。

【００１４】請求項４、５、および６記載の動作監視装
置は、請求項１記載の構成に加えて、センサの位置検出
方式に次のような特徴を有する。すなわち、請求項４記
載の動作監視装置は、センサが超音波方式のセンサであ
ることを特徴としている。また、請求項５記載の動作監
視装置は、位置検出体が導電体であり、かつ、センサが
渦電流方式のセンサであることを特徴としている。さら
に、請求項６記載の動作監視装置は、センサが光方式の
センサであることを特徴としている。

【００１５】請求項７記載の動作監視装置は、請求項１
記載の構成に加えて、センサが、位置検出に用いる信号
の発信部と受信部、および位置検出体の移動距離に応じ
た出力を送信する送信部を一体化したセンサであること
を特徴としている。

【００１６】

【作用】以上のような構成を有する本発明においては、
次のような作用が得られる。すなわち、請求項１記載の
動作監視装置においては、電力用開閉装置の開閉部の開
閉動作の際に、この開閉部を開閉操作する開閉操作部に
固定的に設けられた位置検出体の位置をセンサによって
検出し、位置検出体の移動距離に応じた出力を送信する
ことができる。そして、このように、センサによって、
位置検出体の移動距離に応じた出力を送信することによ
り、この出力から、電力用開閉装置の動作状態だけでな
く、センサ自体の動作状態を把握することができる。す
なわち、センサ自体が正常動作状態にある場合と異常動
作状態にある場合の出力レベルに違いが生じるため、こ
のような出力レベルの違いからセンサの正常・異常を容
易かつ確実に判定することができる。

【００１７】請求項２記載の動作監視装置においては、
開閉操作部に設けられた位置検出体の移動を、その直交
方向に配置されたセンサにより、このセンサとの間の距
離の変化として監視することができる。

【００１８】請求項３記載の動作監視装置においては、
開閉操作部に設けられた位置検出体の移動を、その平行
方向に配置されたセンサにより、このセンサとの間の動
作方向の距離の変化として監視することができる。

【００１９】請求項４記載の動作監視装置においては、
位置検出体に超音波を放射し、その反射波をセンサに入
射することにより、その伝播時間の変化に基づいて位置
検出体の位置を検出することができる。

【００２０】請求項５記載の動作監視装置においては、
センサに高周波電流を流すことにより、このセンサの近
傍に位置する導電体である位置検出体に発生する渦電流
の変化に基づいて、位置検出体の位置を検出することが
できる。

【００２１】請求項６記載の動作監視装置においては、
位置検出体に光を照射し、その反射光をセンサで受光す
ることにより、この反射光の変化に基づいて位置検出体
の位置を検出することができる。

【００２２】請求項７記載の動作監視装置においては、
位置検出に用いる信号の発信部と受信部、および位置検
出体の移動距離に応じた出力を送信する送信部を一体化
することにより、センサをユニット化し、構成を簡略化
することができる。

【００２３】

【実施例】以下には、本発明による電力用開閉装置の動
作監視装置を、図５に示したようなパッファ形ガス遮断
器１に適用した実施例について、図１〜図４を参照して
説明する。

【００２４】［１］実施例の構成 まず、図１は、請求項１および請求項２の発明を適用し
た第１実施例を示している。この第１実施例の動作監視
装置２０においては、本発明の開閉操作部に相当する操
作ロッド７の一部に位置検出体１６が固定的に取り付け
られている。この位置検出体１６を含む操作ロッド７の
一部を包囲する監視ケース１５の壁面には、操作ロッド
７の動作方向と直交する方向において位置検出体１６と
対向する位置に、位置検出機能を有するセンサ２１が配
置されており、監視ケース１５の外面に固定されたセン
サ取付板１８に取り付けられている。このセンサ２１
は、本発明によるセンサであり、位置検出体１６の移動
距離に応じた出力を送信するように構成されている。そ
して、このセンサ２１の検出信号は、ケーブル１９を介
して、図示していない中継盤に収納されたセンサ受信器
や計測部などへ入力されるようになっている。なお、こ
のような動作監視装置２０以外のパッファ形ガス遮断器
１の構成については、前述した従来例と同様とされてい
る。

【００２５】また、図２は、請求項１および請求項３の
発明を適用した第２実施例を示している。この第２実施
例の動作監視装置２０において、本発明の位置検出機能
を有するセンサ２１は、監視ケース１５の底板１５ａ
の、操作ロッド７の動作方向と平行な方向において位置
検出体１６と対向する位置に取り付けられている。この
第２実施例においても、センサ２１の検出信号は、ケー
ブル１９を介して、図示していない中継盤に収納された
センサ受信器や計測部などへ伝送されるようになってい
る。なお、その他の構成は、前述した第１実施例と同様
とされている。

【００２６】さらに、以上のような図１および図２のセ
ンサ２１は、請求項７の発明を適用したセンサであり、
図３に示すように構成されている。すなわち、この図３
に示すように、センサ２１は、位置検出体１６と対向す
る位置に、位置検出に用いる信号Ｓ₁ の発信部２２と受
信部２３を備え、反対側に、位置検出体１６の移動距離
に応じた出力Ｓ₂ を送信する送信部２４を備えている。
そして、これらの発信部２２、受信部２３、および送信
部２４が、一体化され、センサ２１を構成している。

【００２７】また、図１および図２のセンサ２１の位置
検出方式は、請求項４〜６の発明に従い、超音波方式、
渦電流方式、あるいは光方式の中から選択される。すな
わち、超音波方式を採用した場合には、発信部２２を超
音波発信部とし、受信部２３を超音波受信部とする。ま
た、渦電流方式を採用した場合には、発信部２２を高周
波電流を流すコイルとし、受信部２３を渦電流の変化量
を検出するプローブとするとともに、位置検出体１６を
導電体とする。この場合、例えば、位置検出体１６を、
前記従来例と同様に金属フランジとして構成する。さら
に、光方式を採用した場合には、発信部２２を発光部と
し、受信部２３を受光部とする。

【００２８】［２］実施例の作用 以上のような構成を有する第１、第２実施例の動作監視
装置２０の作用は、次の通りである。

【００２９】すなわち、パッファ形ガス遮断器１の可動
電極４の開閉動作の際には、この可動電極４を開閉操作
する操作ロッド７に固定的に設けられた位置検出体１６
の位置をセンサ２１によって検出し、位置検出体１６の
移動距離に応じた出力を送信することができる。

【００３０】この場合、具体的な位置検出機能は、セン
サ２１の位置検出方式に応じて異なる。まず、センサ２
１の位置検出方式として超音波方式を採用した場合に
は、センサ２１の超音波発信部２２から位置検出体１６
に超音波を放射し、その反射波を超音波受信部２３に入
射して、この反射波が超音波受信部２３に到達するまで
の伝播時間を計測することにより、位置検出体１６の位
置を検出することができる。

【００３１】また、センサ２１の位置検出方式として渦
電流方式を採用した場合には、センサ２１のコイル（セ
ンサヘッド）２２に高周波電流を流し、このコイル（セ
ンサヘッド）２２の近傍に位置する導電体である位置検
出体１６に発生する渦電流の変化量をプローブ２３によ
って検出することにより、位置検出体１６の位置を検出
することができる。すなわち、コイル（センサヘッド）
２２に高周波電流を流した状態で、このコイル（センサ
ヘッド）２２に導電体である位置検出体１６を近づける
と、この位置検出体１６の表面には、コイル（センサヘ
ッド）２２から発生する磁束を打ち消すように渦電流が
発生する。この渦電流の強さは、コイル（センサヘッ
ド）２２と位置検出体１６との距離の他に、位置検出体
１６の固有抵抗、厚さ、形状などで変化するが、これら
の変化量をプローブ２３で検出することにより、演算回
路などを使用して位置検出体１６の位置を検出すること
ができる。

【００３２】さらに、センサ２１の位置検出方式として
光方式を採用した場合には、センサ２１の発光部２２に
よって位置検出体１６に光を照射し、その反射光を受光
部２３で受光することにより、この反射光に基づいてセ
ンサ２１と位置検出体１６間の距離を測定し、位置検出
体１６の位置を検出することができる。

【００３３】以上のように、いずれの位置検出方式を採
用した場合でも、センサ２１の発信部２２および受信部
２３により、位置検出体１６の位置を容易かつ確実に検
出することができる。そして、このように検出した位置
検出体１６の位置に基づき、センサ２１の送信部２４に
よって、位置検出体１６の移動距離に応じた出力を送信
することができる。

【００３４】したがって、このように、センサ２１によ
って位置検出体１６の移動距離に応じた出力を送信する
ことにより、この出力から、パッファ形ガス遮断器１の
動作状態だけでなく、センサ２１自体の動作状態を把握
することができる。すなわち、センサ２１自体が正常動
作状態にある場合と異常動作状態にある場合の出力レベ
ルに違いが生じるため、このような出力レベルの違いか
らセンサの正常・異常を容易かつ確実に判定することが
できる。

【００３５】図４は、以上のような第１、第２実施例の
センサ２１の出力波形例を示す図である。このうち、図
４（Ａ）は、図１の第１実施例のセンサ２１、すなわ
ち、操作ロッド７の動作方向（開閉操作方向）と直交方
向に配置したセンサ２１の出力波形例を示している。こ
の図４（Ａ）において、センサ２１の出力は、４つのレ
ベルａ〜ｄに大別される。すなわち、ａレベルは、セン
サ２１の最大出力値レベルであり、ｂレベルはパッファ
形ガス遮断器１の“入”状態の出力レベルであり、ｃレ
ベルはパッファ形ガス遮断器１の“切”状態の出力レベ
ルである。この場合、この２つのレベルｂ，ｃ間が、位
置検出体１６の移動距離に応じた出力を示す範囲であ
り、センサ２１が正常動作状態にある場合に、出力値は
この範囲にある。また、ｄレベルはセンサ２１からの出
力がない場合を示すレベルである。

【００３６】したがって、この第１実施例の動作監視装
置２０において、例えば、センサ２１の断線などにより
出力が０となるような場合や、センサ２１自体の故障が
生じた場合など、センサ２１自体に何らかの異常を生じ
た場合には、以上のようなパッファ形ガス遮断器１の動
作状態およびセンサ２１の動作状態とセンサ出力レベル
ａ〜ｄとの関係に基づいて、センサ２１自体の異常を容
易かつ確実に検出することができる。

【００３７】一方、図４（Ｂ）は、図２の第２実施例の
センサ２１、すなわち、操作ロッド７の動作方向（開閉
操作方向）と平行方向に配置したセンサ２１の出力波形
例を示している。この図４（Ｂ）において、センサ２１
の出力は、前述した図４（Ａ）と同様に４つのレベルａ
〜ｄに大別される。したがって、この第２実施例の動作
監視装置２０においても、センサ２１自体に何らかの異
常を生じた場合には、前記第１実施例と同様に、パッフ
ァ形ガス遮断器１の動作状態およびセンサ２１の動作状
態とセンサ出力レベルａ〜ｄとの関係に基づいて、セン
サ２１自体の異常を容易かつ確実に検出することができ
る。

【００３８】［３］実施例の効果 以上説明したように、図１および図２に示す第１、第２
実施例の動作監視装置２０においては、センサ２１か
ら、位置検出体１６の移動距離に応じた出力を送信する
ことにより、この出力に基づいて、パッファ形ガス遮断
器１の動作状態を常時監視するとともに、センサ２１自
体の動作状態を常時監視することができる。したがっ
て、センサ２１自体の自己監視機能を有する、信頼性の
高い動作監視装置２０を実現することができる。

【００３９】［４］他の実施例 なお、前記第１、第２実施例においては、１個のセンサ
を使用した場合について説明したが、センサを複数使用
することも勿論可能である。また、センサの具体的な構
成は、その位置検出方式に応じて適宜選択可能であり、
位置検出体に対する位置も自由に設定可能である。一
方、位置検出体を、必ずしも操作ロッドに設ける必要は
なく、電力用開閉装置の開閉部を操作する動作部分の任
意の位置に配置することができる。さらに、位置検出体
の具体的な構成は適宜変更可能である。そしてまた、前
記第１、第２実施例においては、パッファ形ガス遮断器
に適用した場合について説明したが、本発明は、開閉部
を有する電力用開閉装置一般に同様に適用可能であり、
同様に優れた作用効果が得られるものである。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明においては、セン
サから、位置検出体の移動距離に応じた出力を送信する
ように構成したことにより、この出力から電力用開閉装
置の動作状態とセンサ自体の動作状態を容易かつ確実に
把握することができるため、センサの自己監視機能を有
する、より信頼性の高い電力用開閉装置の動作監視装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電力用開閉装置の動作監視装置の
第１実施例を示す断面図。

【図２】本発明による電力用開閉装置の動作監視装置の
第２実施例を示す断面図。

【図３】図１および図２の動作監視装置のセンサを示す
ブロック図。

【図４】図１および図２の動作監視装置のセンサの出力
波形例を示す図であり、（Ａ）は図１のセンサの出力波
形図、（Ｂ）は図２のセンサの出力波形図。

【図５】従来の電力用開閉装置の動作監視装置の一例を
示す断面図。

【符号の説明】

１…電力用開閉装置 ２…密閉ケース ３…固定電極 ４…可動電極 ５…パッファ機構 ６…絶縁ロッド ７…操作ロッド ８…操作機構 ９…操作ピストン １０…アキュムレータ １１…油ポンプ １２…引外用弁 １３…投入用弁 １４…動作監視装置 １５…監視ケース １６…位置検出体 １７ａ，１７ｂ…センサ １８…センサ取付板 １９，１９ａ，１９ｂ…ケーブル ２０…動作監視装置 ２１…センサ ２２…発信部 ２３…受信部 ２４…送信部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開閉動作を行う開閉部を備えた装置本体
   部と、前記開閉部と機械的に連結され、その動作によっ
   て前記開閉部を開閉操作する開閉操作部を備えた操作機
   構とを有する電力用開閉装置の動作を監視するための電
   力用開閉装置の動作監視装置において、 前記操作機構の前記開閉操作部の一部に固定的に設けら
   れた位置検出体と、この位置検出体を含む開閉操作部の
   一部を包囲するケースと、このケースの壁面に設けられ
   て前記位置検出体の位置検出機能を有するセンサを備
   え、このセンサが前記位置検出体の移動距離に応じた出
   力を送信するように構成されたことを特徴とする電力用
   開閉装置の動作監視装置。
2. 【請求項２】 前記センサが、前記開閉操作部の動作方
   向と直交する方向において前記位置検出体と対向する位
   置に配置されたことを特徴とする請求項１記載の電力用
   開閉装置の動作監視装置。
3. 【請求項３】 前記センサが、前記開閉操作部の動作方
   向と平行な方向において前記位置検出体と対向する位置
   に配置されたことを特徴とする請求項１記載の電力用開
   閉装置の動作監視装置。
4. 【請求項４】 前記センサが超音波方式のセンサである
   ことを特徴とする請求項１記載の電力用開閉装置の動作
   監視装置。
5. 【請求項５】 前記位置検出体が導電体であり、かつ、
   前記センサが渦電流方式のセンサであることを特徴とす
   る請求項１記載の電力用開閉装置の動作監視装置。
6. 【請求項６】 前記センサが光方式のセンサであること
   を特徴とする請求項１記載の電力用開閉装置の動作監視
   装置。
7. 【請求項７】 前記センサが、位置検出に用いる信号の
   発信部と受信部、および前記位置検出体の移動距離に応
   じた出力を送信する送信部を一体化したセンサであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の電力用開閉装置の動作監
   視装置。