JPS6022288B2 - 真空電気機器の真空度監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高電圧が印加された状態で使用される真空電気
機器の真空度監視装置に関するものであろう真空電気機
器は長期間の安定した真空度を保つことが要求され、且
つ小形化も要求されている。

また、真空度低下による問題はその機器が故障するだけ
でなく、電力系統事故時に、しや断できなくなって系統
事故を大きくし、最終的には一般家庭、工場等にもこれ
が波及して社会的に及ぼす影響が非常に大きくなる。こ
のため真空電気機器の真空度を監視し、万一真空度が低
下したならば早急にこれを検出する必要がある。ところ
が真空電気機器は高電圧が印加されているため、真空度
を検出する手段を施するためにも耐電圧処理を考慮しな
ければならない。本発明は上記の従来の欠点を除去して
、構成が簡単小形で安価であるとともに絶縁上の問題も
なく、かつ真空度を常時高い信頼性で監視することがで
きる真空電気機器の真空度監視装置を提供することを目
的とする。

以下本発明の実施例を図面とともに説明する。

まず、本発明の基本的な考え方を第１図Ａ，Ｂ、第２図
および第３図Ａ，Ｂによって説明する。第１図Ａ，Ｂは
夫々通電状態における真空しや断器およびその等価回路
を示し、１は固定電極、２は可動電極、３は固定リード
、４は可動リード、５は絶縁筒、６，７は絶縁筒５の両
端に封着された端板で、固定リード３は端板６に取付け
られ、可動リード４はべローズ８を介して端板７に封着
される。９は絶縁筒５の中間に取付けられたシールドで
ある。又、１０，１１は夫々真空しや断器の設置された
回路の電源および負荷、１２，１３は夫々固定電極１と
シールド９間の抵抗および静電容量、１４，１５は夫々
可動電極２とシールド９間の抵抗および静電容量、１６
ａ，１６ｂは絶縁筒５の抵抗、１７はシールド９と大地
間の静電容量である。上記した真空しや断器においては
絶縁筒５および端板６，７によって形成された真空容器
の内部は高真空に保たれており、この真空度が劣下した
場合に、静電容量１３，１５はごｏ≠ご大気であるから
一定であるが抵抗１２，１４は急激に４・さくなる。

このため、亀極１，２とシールド９間の電圧が小さくな
り、真空しや断器の各部での分担電圧に変化が生じる。
例えば真空度が良好な場合には電源１０の蟹圧をＶ、固
定電極１とシールド９間の電圧をＶ，、可動電極２とシ
ールド９間の電圧をＶ２、シールド９と大地間の電圧を
Ｖ３としてＶ．＝Ｖ２＝蓑、Ｖ３＝Ｖ−Ｖ．＝蓑となる
が、真空度が劣下した場合にはＶ・＝Ｖ２＝羊、Ｖ３＝
Ｖ−；量Ｖとなる（尚、これらの値は一例として示した
ものでしや断器の構造や真空度によって変化する。）従
って、第２図に示すようにシールド９の電圧Ｖ３は真空
度によって大きく変化し、シールド９付近の電界Ｅも大
きく変化する。又、第３図Ａ，Ｂは夫々しや断状態にお
ける真空しや断器およびその等価回路を示し、１８，１
９は夫々電極１，２間の抵抗および静電容量を示す。

この場合も静電容量１３，１５，１９は真空度によって
変化しないが、抵抗１２，１４，１８は真空度によって
変化し、従って真空度が劣下するとシールド９の電圧は
上昇し、シールド９付近の電界も大きくなる。このよう
に真空しや断器においては通電状態でもしや断状態でも
シールド９の電界が真空度によって大きく変化し、シー
ルド９付近の電界も大きく変化する。従って、シールド
９の外部側の電界を監視することにより真空しや断器の
真空度を常時監視することができる。又、シールド９以
外の部分でも真空度によって電界が変化する部分であれ
ば、その部分の電界を監視することにより真空度を監視
することができ、真空しや断器以外の真空電気機器にお
いても同様である。第４図は本発明に係る真空度監視装
置の一実施例を示し、２０，２１，２２は夫々シールド
９の外部側近僕に設けられた偏光子、ポッケルス素子お
よび検光子、２３は光ファイバー２４を介して偏光子２
０‘こ光を送る光源、２５は光ファイバー２６を介して
検光子２２からの光を受けこの光の量に応じた電気信号
を出力する光電気変換部、２７は光電気変換部２５の出
力を受けて真空度の良否を判定する真空度判定部で、真
空度判定部２７は真空度の良否に応じて警報や表示のた
めの出力を出す。

上記の真空度監視装置の動作を第５図を参照して説明す
ると、光源２３より発せられた光は光ファイバー２４を
介して偏光子２０に送られ、偏光子２０により水平方向
又は垂直方向に直線偏光される。

２１‘まシールド９の外部側近傍の電界Ｅを水平方向又
は垂直方向に加えられたポツケルス素子（電界Ｅの方向
はポッケルス素子の結晶軸により定める。

）で、ポッケルス素子２１は電界Ｅの大きさに応じて偏
光子２０からの光の偏光面角度を６だけ変化させる。次
にポッケルス素子２１からの光は偏光面が偏光子２０の
偏光面と直角又は平行な関係にある検光子２２に加えら
れ、この検光子２２を通過した光は光の量に応じた電気
信号を出す光電気変換部２５に加えられる。第６図に示
すように真空しや断器の真空度が良好な場合には亀界Ｅ
が４・さく、真空度が不良即ち劣化すると電界Ｅが上昇
する。従って、ポッケルス素子２１における光の偏光面
の変化角８‘ま真空度が良好な場合は小さく、真空度が
不良になるとのま大きくなる。このため、検光子２２の
偏光面と偏光子２０の偏光面が直角な場合には真空度が
不良になると検光子２２を通過する光の量は大きくなり
、光電気変換部２５の出力Ａは第６図の実線で示すよう
になる。又、検光子２２の偏光面と偏光子２０の偏光面
が平行な場合には真空度が不良になると検光子２２を通
過する光の量は小さくなり「光電気変換部２５の出力Ａ
は第６図の点線で示すようになる。このため、光ファイ
バー２６を介して出力Ａを受けた真空度判定部２７は出
力Ａが急激に大きく又は４・さくなったことにより真空
度劣化を検知して警報や表示のための出力を出す。尚、
上記実施例では真空しや断器のシールド９の外周近傍に
おける電界変化の検知により真空度劣化を検知するよう
にしたが、真空しや断器の他の部分における電界変化を
検知するようにしても良い。又、本発明の真空度監視装
置は他の真空電気機器、例えば真空しや断器を使用した
断路器やスイッチ、真空ギャップなどの真空度監視にも
適用することができる。以上のように本発明においては
、電圧が印加される真空部を有する真空電気機器におい
て真空部の外側の真空度によって電界が変化する部分に
偏光子、ポッケルス素子および検光子を設け、この電界
変化により急激に変化する検光子の通過光量を光電気変
換部により検知して真空度劣化を検知するようにしてお
り、真空度監視装置の構成が簡単小形で安価となる。

又「真空電気機器周辺の高圧部にある偏光子、ポツケル
ス素子および検光子は全て金属部材ではなく、光電気変
換部との後続も光ファイバーなどの非金属材を介して行
うことができ、高圧部と大地間の絶縁に支障を生じるこ
とはない。さらに、偏光子、ポッケルス素子および検光
子は全て受動素子であり「故障の必配がなく、信頼性が
高い。又、真空度の検知を光によって行っているので耐
ノイズ性に優れ、又真空電気機器の開閉いずれの状態に
おいても真空度を監視することができ、常時監視を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂおよび第２図は夫々真空した断器の通電状
態における縦断正面図、等価回路図および真空度と各部
の鰭圧、電界との関係図、第３図Ａ，Ｂは夫々真空しや
断器のしや断状態における縦断正面図および等価回路図
、第４〜６図は夫々本発明に係る真空度監視装置の正面
図、動作説明図および真空度と蝿界、光電気変換部出力
との関係図。 ９……シールド、２０・・・・・・偏光子、２１・・・
・・・ポッケルス素子、２２・・…・検光子、２３…・
・・光源、２４，２６…・・・光ファイバー、２５・・
・・・・光電気変換部、２７・・…・真空度判定部。 第１図Ａ 第１図Ｂ 第２図 第３図Ａ 第３図Ｂ 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 真空部内に電圧電流が印加される導体を備え、この
   導体と絶縁されるとともに真空ギヤツプを介して対向す
   る金属部材を有する真空電気機器において、真空部の外
   側で且つ金属部材の近傍に位置する部分に、光源からの
   光を直接偏光する偏光子と、この偏光子からの光の偏光
   面角度を電界の大きさに応じて変化させる素子と、前記
   偏光子の偏光面と所定な関係にある偏光面を有するとと
   もに前記素子からの光を受ける検光子と、この検光子か
   ら光が透過可能な絶縁部材を介して遠方に配置され、検
   光子からの光量に応じた電気信号を出力する光電気変換
   部と、この変換部の出力が供給され、その出力の大小に
   応じて機器の真空度を判定する真空度判定部とを設けた
   ことを特徴とする真空電気機器の真空度監視装置。