JPH08180777A - 真空開閉器の真空度劣化検知装置 - Google Patents

真空開閉器の真空度劣化検知装置

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JPH08180777A
JPH08180777A JP31975794A JP31975794A JPH08180777A JP H08180777 A JPH08180777 A JP H08180777A JP 31975794 A JP31975794 A JP 31975794A JP 31975794 A JP31975794 A JP 31975794A JP H08180777 A JPH08180777 A JP H08180777A
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JP
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vacuum
time
current
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closed
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JP31975794A
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Shinnosuke Ishida
真之助 石田
Shigetoshi Ouchi
茂俊 大内
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Hitachi Ltd
Hitachi Electric Systems Co Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi Electric Systems Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】投入時に投入コイル1を流れる制御電流を変圧
器12,制御電流計測装置9で計測し、投入動作時間を
動作時間計測装置11で計測し、それらの計測結果を信
号処理装置14で処理しT真空度劣化を検出する。検出
結果はMPU15に電送され、MPU15は大きい演算
能力と記憶能力を有するので他の検出装置からの信号を
記憶しておき、それと組み合わせて判断を行う。 【効果】過渡的状態を過ぎ大気圧に近くなってから簡単
に検出するので経済的で検出能力も大。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は真空遮断器や真空接触器
など真空開閉器に使用される真空バルブの真空度の劣化
を検出する真空度劣化検知装置に関する。
【0002】
【従来の技術】真空開閉器の真空度劣化検知に関する従
来の技術は電気学会技術報告第479号「真空遮断器・
開閉装置のインテリジェント化」(真空遮断器・開閉装
置のインテリジェント化調査専門委,93年12月)に
詳報されているように、真空バルブに真空センサを直接
取り付ける方法,真空バルブまたは真空遮断器を使用す
る回路から取外し手高電圧を印加する方法を除くと常時
監視が可能な方法は、真空度低下で生じる放電電流を検
出する方法,放電電流が流れる際に発生する放電ノイズ
を間接的に測定する方法,中間シールド電位の変化を検
出する方法がある。放電電流による放電ノイズを間接的
に測定する方法は放電電流を検出する方法の一種と見な
せ、代表的な検出法として図7に中間電圧変化検出法
を、図8に放電電流検出法を示す。図7に於いて70は
真空バルブ71と電圧検出器78の部分を示した真空開
閉器収納箱で、72,72′は電源端子及び負荷端子で
あり、73,74は固定電極ならびに可動電極を示す。
真空度が低下すると絶縁管76と76′の中間に固定さ
れた中間シールド75の電位Eが変化するので、電界変
化検出センサ78で検出しその信号(S)80を信号処
理装置へ送る。77はベローズ、79はアースである。
図8は放電電流検出装置で真空開閉器(VS)81を開
極した際、真空度が低下していると真空バルブの内部は
導通状態となり、電源82及び負荷83の回路条件に応
じて放電電流が流れているのでコンデンサ84の検出素
子でこの電流を検出し、増幅器85でこの電流iを増幅
して端子87を通じて警報装置またはMPU(中央処理
装置)へ信号(S)88を送る。86はアースである。
いずれも現在までの代表的な真空度劣化検出装置である
が、放電電流検出装置は真空開閉器を開極したときに真
空度が放電しやすい範囲にあることが必要条件となり、
中間電圧変化検出法は中間シールド付の真空バルブにし
か適用できないという制約がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はこれか
らの制約から開放された実用的で経済性の高い真空開閉
器の真空度劣化検知装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】真空バルブは真空開閉器
の最も主要な部分で、厳重な品質管理のもとに製作さ
れ、内部圧力が通常10-4Torr以下の高真空に保たれて
いる。図2にパッシエン曲線としても知られている圧力
と放電電圧の関係を示す。21は規定の電極隙における
放電電圧、VN は定格相電圧で、Aは使用可能範囲であ
るが万一真空度が低下し圧力が10-2Torr以上に上昇す
ると電極間に定格電圧で放電を生じるようになる。この
領域がC,AとCの中間領域をBとすると、前記従来真
空度劣化検知装置は殆どがC領域を検知する。領域Cに
ある期間が真空バルブとして耐電圧が使用電圧を下まわ
る使用不能の期間でこれを検出することは合理的ではあ
るが、この領域を通りこしてD領域に入いると放電電圧
は再びVN を超えるので検出が困難となる。しかしD領
域は大気圧に近いか等しい圧力範囲であるので、規定の
電流を遮断する能力を真空バルブは失っている。本発明
は真空バルブの圧力が領域Dになった場合に、真空開閉
器の所要操作力が変化する事実を利用して真空バルブの
真空度劣化を検知するもので、領域C又はBを検知する
従来方法と組み合わせると更に完全な効果を生み出すこ
とが可能となる。
【0005】
【作用】真空開閉器の真空バルブは内部が通常は10-4
Torr以上の高真空に保たれているのでその可動電極はベ
ローズを介して外部の大気圧により内部、すなわち、固
定電極側に押し付けられている。この状態における真空
開閉器の投入所要力は図3の実線Fのようになっている
が、真空バルブの真空度が低下して内部が大気圧に近い
か等しくなると可動電極を内部へ押し付ける圧力差も極
めて小さいか零になるため、投入所要力が点線F′のよ
うに増加する。真空遮断器の投入駆動電源には電磁石又
は電動機が多く用いられるが、このように真空度が低下
し投入所要力が増加した場合、例えば、投入電磁石に流
れる制御電流は図4に示したようにiからi′に変化
し、かつ投入に要する時間すなわち投入動作時間もTよ
りT′に増加する。図1に示す制御電流計測装置で制御
電流の変化を、また動作時間計測装置で投入動作時間の
変化を計測し、信号処理装置で機械的な固渋などと識別
することにより真空度の低下、すなわち、真空開閉器の
真空度劣化を検知する。この場合、信号処理検知装置は
その真空開閉器に固有するものでも、また複数台の真空
開閉器が共通する外部の共通信号処理装置であっても良
い。
【0006】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【0007】図1に本発明の実施例に係る真空遮断器の
回路図を示す。1は投入コイル、2はトリップコイルで
いずれもCTLと表示した制御回路8によって駆動され
ている接点4,5により制御電流がオン−オフされる。
3および3′は制御電源端子で、6及び7はAUXと表
示された開閉器補助スイッチ10の常時開接点および常
時閉接点である。制御回路8によって投入指令が出され
ると接点4が閉じ、この時、補助スイッチ10の常時開
接点6は閉じているので、制御電源端子3,3′により
投入コイル1には制御電流iが流れる。投入コイル1の
励磁により開閉器は投入されオンとなる。開閉器がオン
になると開閉器は機械的にオン状態を保持され、同時に
開閉器の開閉運動と連動している補助スイッチ10の常
時開接点6は開放される。トリップコイル2の回路は補
助スイッチ10の常時閉接点7で構成されるので開閉器
が投入状態にあるときは接点5が閉じていると必ずトリ
ップコイル2が励磁されるようになっている。12,1
3は投入コイル回路及びトリップコイル回路に流れる電
流を検出する変流器で、例えば、制御回路8により接点
4が閉じられ、3→4→1→6→3′と流れる制御電流
iは変流器12により検出され制御電流計測装置9およ
び動作時間計測装置11へ伝えられる。投入動作が完了
すると常時開接点6が開放されるので制御電流iは零と
なる。このときの制御電流iと投入動作時間Tの関係を
図示したのが図5である。また多数回開閉したときの動
作回数と投入動作時間との関係を図6に示した。もし、
真空遮断器の真空バルブの圧力が大気圧近くまで劣化す
ると真空遮断器の投入所要力が変化するため制御電流と
投入動作時間が夫々i→i′,T→T′に変化する。こ
の際、真空開閉器の投入所要力は機械的な固渋等によっ
ても変化するので真空バルブの圧力変化によるものか機
械的な固渋によるものか識別する必要があるが、真空バ
ルブの圧力変化による投入所要力の変化はほぼ一定の変
化を示すのに対して、機械的固渋等による変化はばらつ
きが大きいという特徴がある。この状態を図5及び図6
のi″およびT″に示した。この違いを識別すると共に
警報装置またはMPU(中央演算装置)15に適した信
号レベルに情報を変換するのが信号処理装置14であ
る。15は警報装置単独で構成される場合は信号処理装
置14から真空度劣化の信号を受け取ると真空度劣化の
警報を発するのが、真空開閉器が複数台ある場合などで
共通のMPU(中央演算装置)がある場合にはそれに取
り込まれ、他の方法による検出装置、例えば図7や図8
に示した検出装置からの情報と組み合わせて真空度劣化
の判定を行わせることも可能である。図9にこれらの装
置ならびにパーツを装備した真空開閉器の構成を説明す
るための側面図を、図10にその正面図を示す。90は
真空遮断器で、主回路を構成する真空バルブ91,電源
端子92,負荷端子93が絶縁ケース94に収納される
形で固着されている。負荷端子には図8に示した放電電
流検出装置が接続され、真空バルブの可動電極(図示さ
れていない)は投入コイル96及びトリップコイル97
の励磁により投入及び引外しが行われる。98は補助接
点群で、図1の6,7,10に相当し可動電極の動きに
連動している。99は手動引外し用取手で非常時に手動
で機械的に引外し動作を行うためのものである。100
は制御電流計測装置の外形で投入,遮断の指令が図1の
制御回路8より発せられ接点4,5が閉じてからCC1
・TC2に流れる電流を変流器12,13(図9,図1
0には図示されていない)により検出し測定する。10
1は動作時間計測装置の外形で、同様に接点4,5が閉
じてから開閉器が閉路状態または回路状態になるまでの
時間を開閉器の可動電極の動きと連動している常時開,
閉接点6,7のオフ−オンの状態より計測する。投入時
の制御電流ならびに投入動作時間の計測結果の一例を図
5及び図6に示す。これらの計測結果は信号処理装置1
02(図9,図10には外形のみを表示してある。)に
送られ、制御電流及び投入時間の大きさ・特性が判別さ
れ警報表示装置103に表示されるか、図9,図10に
は図示されていないMPU(中央処理装置)に電送され
他の情報と組み合わされ信号処理される。図9では放電
電流検出法による検出装置95を例示しており、この検
出装置からの情報と信号処理装置102からの信号を組
み合わせてより確実な真空劣化度検出を行うことが可能
である。なお、104は出入れハンドルの挿入口、10
5は把手、106は車輪、107は表示灯を示してい
る。
【0008】図示例(図1,図9,図10)では信号処
理装置と警報表示装置までを真空開閉器に装備されるも
のとして示したが、実使用にあたっては複数台の真空開
閉器が集合的に使われることが多いので、信号処理装置
以降はMPU(中央演算装置)と同様に共通するものとし
ても同じ効果が得られる。
【0009】また、信号処理装置やMPU(中央演算装
置)はIC(集積回路)を使用して作られているので小
形であっても信号処理能力や記憶能力は大きいので、中
間電圧変化検出法や放電電流検出法などの既知の検出法
と組み合わせて信号処理・演算を行わせることにより真
空度劣化の検出・表示をより確実なものとすることも可
能である。
【0010】
【発明の効果】本発明によれば、真空開閉器の開閉動作
にあずかる駆動源の制御電流と動作時間を計測し、真空
バルブの真空度劣化を検出する様に構成されているの
で、真空バルブの内容圧力が大気圧に等しいかそれに近
い領域まで真空劣化した場合でもその真空度劣化を検知
することが可能である。また他の方式の真空度劣化検出
装置と比べてその構成,構造が簡素であり経済的であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の真空遮断器の真空度劣化検出
装置の回路図。
【図2】真空バルブ内の圧力と放電開始電圧との関係を
示す特性図。
【図3】真空開閉器のストローク対投入所要力の関係を
示す特性図。
【図4】制御信号と投入コイルを流れる制御電流の関係
を示す特性図。
【図5】正常時,真空度劣化時と機械的固渋時で波形と
大きさが異なる制御電流を示す特性図。
【図6】正常時,真空度劣化時と機械的固渋時で変化の
状態が異なる投入動作時間の特性図。
【図7】既知の中間電圧変化検出法による装置の要部の
説明図。
【図8】既知の放電電流検出法による検出装置の回路
図。
【図9】本発明の実施例の真空度劣化検知装置を装備し
た真空開閉器の構成例を示す側面図。
【図10】本発明の実施例の真空度劣化検知装置を装備
した真空開閉器の構成例を示す正面図。
【符号の説明】
1…投入コイル、2…トリップコイル、3…制御電源端
子、4,5…接点、6…常時開接点、7…常時閉接点、
8…制御回路,9…制御電流計測装置、10…補助スイ
ッチ、11…動作時間計測装置、12,13…変流器、
14…信号処理装置、15…警報装置またはMPU。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一対の固定電極と可動電極を内部が真空の
    絶縁容器内に収納した真空バルブを主回路を開閉部と
    し、前記可動電極を電磁操作などにより開閉又は閉動作
    する真空遮断器において、前記真空バルブの真空度が低
    下し内部圧力が大気圧に近づいた場合に、開閉に必要な
    所要力が変化するため、開閉または閉動作にあずかる電
    磁コイルを流れる制御電流の大きさ・波形及び動作時間
    が変化することを利用し、その両方又は一方を検出し、
    これを機械的固渋と識別することにより、前記真空バル
    ブの前記真空遮断器洩れを検出することを特徴とする真
    空開閉器の真空度劣化検出装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、制御電流の大きさ・波
    形及び動作時間、またはいずれか一方の検出・計測まで
    を前記真空遮断器側で行い、それらの信号を処理する信
    号処理装置以降を複数の前記真空遮断器に共通の共通信
    号処理装置または中央演算装置で演算・信号処理し、警
    報は前記開閉部側と共通信号処理装置側または前記中央
    演算装置側の両方に出す真空劣化検出装置。
  3. 【請求項3】請求項1または2において、放電開始電圧
    が最も低下する近辺の真空度で前記真空バルブ内に生じ
    る放電電流や電解強度の変化を検出し警報・表示を出す
    形の真空度劣化検出装置と前記真空度劣化検出装置をA
    ND条件で組み合わせ、前記真空バルブの内部圧力が大
    気圧に近づく以前に、放電開始電圧が最も低下する近辺
    の真空度を経過した経歴を前記信号処理装置または前記
    中央演算装置に付属するメモリに記憶させ、AND条件
    でより確実に真空度劣化の警報を発し、またはOR条件
    で両方の前記真空度劣化検出装置を組み合わせていずれ
    かの動作で真空度劣化の表示をさせる真空度劣化検出装
    置。
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