JPS61227610A - ガス絶縁機器の故障点検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術゛分野〕 本発明はガス絶縁機器に係シ、特にガス絶縁機器の故障
点検出方法に関する。

〔背景技術とその問題点〕

変電所に用いられる高電圧回路の開閉装置として、近年
、ガス絶縁機器が広く用いられている。このガス絶縁機
器は母線、しゃ断器、断路器を始めとして、その他の付
属設備を接地金属容器の中に収納し、この接地金属容器
内に封入した安定度が高く、不活性、不燃性、無臭、無
害であシかつ空気の２〜３倍の絶縁耐力を有するＳＦ６
ガス等の絶縁性ガスで絶縁保持し、高電圧回路の開閉装
置としたものである。

最近における電力需要の増大により、ガス絶縁機器も高
電圧、大容量化の傾向をたどシ、とフ゛ の結果、線路側−ツシングとガス絶縁開閉装置ガス絶縁
開閉装置と変圧器、およびガス絶縁開閉装置同志の連結
に、従来の電カケープルに代シ、高電圧大容量化に適し
たガス絶縁母線が用いられるようＫなりて来た。

このガス絶縁母線は、ガス絶縁開閉装置に比べ、ガス区
画距離が非常に長く、かつガス容積も大きいため、故障
点の検出が困難であるという問題がある。

例えば、地絡時のアークにより発生する分解生成物およ
びガス圧上昇による事故検出方式はガス絶縁母線の容積
が大きいため、小エネルギーのアークに対しては検出は
不向きであるし、地絡放電時に接地金属容器に発生する
振動を測定する方法も故障検出の感度上故障検出器を数
メートル毎にガス絶縁母線に配置する必要があシ、長尺
母線に適用する場合、個数が増え経済的でない。そのほ
か、接地ケースの温度上昇で検出する方法も小エネルギ
−アークに対しては適轟では表い。

このように、ガス絶縁機器が高電圧大容量化され、重要
度が増すにつれて、事故の予防保全そこで、事故の予防
保全および故障点の早期発見を目的として、ガス絶縁機
器内に発生する放電Ａｌｌススたは地絡サージを２個の
サージ検出装置でもってそれぞれ検出し、このサージ検
出装置によりサージを検知した時間の差を時間測定装置
で測定し、この測定された時間差を演算処理して放電発
生個所または地絡事故点を検出する装置が考えられてい
る。この装置の構成例を第５図に示す。

第５図に示すように高電圧導体１はコーン形絶縁スペー
サ２訃よび複数個の柱状形絶縁スペーサ３で接地金属容
器４内に絶縁支持されている。接地金属容器４内の中空
部５には絶縁性ガス（例えば５Ｆ６ｆｆス）が封入され
ている。高電圧導体１は他の接地金属容器４’、４’内
に絶縁支持されている高電圧導体１’、１１に接続体６
で電気的・機械的に接続されている。７ｍ　、７ｂは接
地金属容器４内に設けられた浮遊電極で構成されるサー
ジ検出装置であシ、工Ｉキシ樹脂製７ランジ８ｍ、８ｂ
と一体に注形されてお）、図示されていない？ルト等に
より、接地金属容器４の両端附近に取シ付けられたゲス
９ｇ、９ｂＫ、オーリングで気密にかつ接地金属容器４
から絶縁して固着される。

１０＆、１０ｂは同一長さの同軸ケーブルで、一方の端
は前記サージ検出装置７の検出端子７１に取シ付けられ
、他端は時間測定装置１ノ（例えばオシクスコーｆ）に
接続されている。時間測定装置１１からの出力は演算装
置１２に接続されている。

次に上述の如く構成された測定装置で、コロナパルスま
たは地絡サージの発生個所の測定方法について述べる。

！ 今、第２図に示すＸの位置で、コロナパルスまたは地絡
サージが発生したとすると、それらコロナパルスまたは
地絡サージは、発生位置Ｘから高電圧導体１、サージ検
出装置７ａ　、　７ｂおよび同軸ケーブル１０ｍ　、　
１０ｂを伝播し時間測定装置１１に到達する。

同軸ケーブル１０＊、１０ｂは同じ長さであるので、時
間測定装置１ノにあられれるケープール１０ａからのパ
ルスとケーブル１０ｂからのパルスとの時間差では、パ
ルス発生位置からサージ検出装置７ｍ、７ｂに至るまで
のｐ４ルス伝播時間の差に等しい。従りで、時間測定装
置１１におけるパルスの到達時間差Ｔにより、故障点Ｘ
は、パルスの（ガス中の）伝播速度を！、サージ検出装
置７ｍ、Ｆｂ間の距離をＬとすれば、次式によυ求める
ことができる Ｌ−ｖ　　・Ｔ 上式を演算装置１２で、演算処理し、故障点Ｘを算出す
る。

ところが、時間測定装置１１によりパルスの到達時間差
を測定するとその測定値Ｔに誤差が含まれる。市販の時
間測定装置の最小分解能は現在のところ３．＆Ｊ１　ｓ
であるので、約１ｍの誤差となる・したがって、もし故
障が標定区間内のす−ジ検出装置７ａもしくは７ｂの近
傍で起こった場合にはその故障点の標定に±１ｍの誤差
を含むため、標定区間外で発生したものと誤認する恐れ
がある。またこの逆に１標定区間外で発生した故障ｉ標
定区間内の故障と誤認する場合も発生する。したがって
、高信頼性を要求されるガス絶縁装置に付加する装置と
しては十分ではない。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、距離の比較
的長いガス絶縁母線のようなガス絶縁機器において放電
ノ臂ルスまたは地絡サージ等の故障点を標定区間内、外
の方向を含めて正確に検出することができるガス絶縁機
器の故障点検出方法を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成する為に、サージの到達時間を
測定して故障点の標定を行なう区間の両端に、サージの
伝搬方向を測定する装置を付加したことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は故障点検出装置の構成例を示すもので、第５図
と同一機器には同一の番号を付し、ここではその説明を
省略する。本実施例ではサージ検出装置７ｍ　、７ｂと
は別に絶縁スペーサ２を挾んで同様な装置ｒｅ　、７ｄ
を適切な距離だけ離して設置する。そしてサージ検出装
置７ａと２ｃの間にサージ方向判別装置１３ｍを接続し
、またサージ検出装置７ｂと７ｄの間にサージ方向判別
装置１３ｂを接続する。このサージ！方向判別装置１３
ｍ、１３ｂは、２が所のサージ検出装置からの信号のう
ちどちらが先に検出されたかを判別する機能をもち、サ
ージがどちらの方向から来たものかを判断する装置であ
る。この装置の詳細な構成例としてサージ検出装置２ａ
と２ｃ間の方向判別装置を代表して第２図に示す・ 第２図に示すように正負逆方向に並列接続される２個の
発光ダイオード１５ｍ、１６ｍおよび１５ｃ、１ｇ、ｃ
に直列接続される抵抗１７ａ。

１７ｅおよび、この発光ダイオード１５ａ。

１６ａおよび１５ｂ、１６ｂと抵抗１７ａ。

Ｊ７ｃによ多構成される回路と並列に接続されるインダ
クタンス１８ｍ、１８ａとから構成される。この検出手
段のインダクタンス１８ａ。

１８ｅの一端は前記サージ検出装置７ｍ　、　７ａの電
極端子に接続され、インダクタンス１８ａ。

１８ａの他端は接地電位になされた金属シースのフラン
ジに接続されている。即ち接地されている。

一方、発光ダイオード１５＊、１６ｍおよび１５ａ、１
６ｃはライトガイド”１９ｍ、２０ｍおよび１９ａ、２
０ａを介して合波器２２ａ。

２２ｃに結合され、合波器２２ｍ、２２ｃは、ライトガ
イド２１ｍ、２１ｃを介して光−電気変換器（以下Ｃ変
換器という）２２ｇ、２２ｃに連結される。Ｃ変換器２
２＆、２２ｃは差動アンｆ２３を介して判別器２４に接
続される。

次に、上記のように構成された故障点検出装置の作用に
ついて第２図、第３図を参照しながら説明する。尚第３
図に於ては横軸を時間、縦軸を高周波サージ電圧で表わ
している。第２図のＧＩ８の左方向に異常電圧である高
周波信号が発生したと仮定する。するとまず第１にサー
ジ検出装置７ａが異常電圧である高周波信号を感知する
。５０　Ｈｚ若しくは６０Ｈｚの通常の運転電圧はイン
ダクタンス１ｌｌａによって短絡される為サージ検出装
置１７ｏＫは発生せず、異常電圧である高周波信号のみ
が発生する。次にサージ検出装置１ｃよりも異常個所か
ら遠い位置にあるサージ検出装置７ａが異常電圧である
高周波信号を感知する。今、サージ検出装置２ｃで感知
される異常電圧が波形２５（第３図（ａ））であるとす
ると、サージ検出装置７ａで感知される異常電圧は波形
２５より少し時間的に遅れた波形２７（第３図（ａ））
となる。波形２５は第２図に示した発光ダイオード１５
ａ、１６ａによって光の強度信号に変換され、合波器１
４ａにょって同一の極性に変換され、ＯＡ変換器２２ｃ
によって電気信号に再変換されて第３図（ｂ）に示した
波形２６となる。波形２７も同様にして波形２８（第３
図（ｄ））と表る。次に差動アンプ２３によってい変換
器２２ａの出力波形からＯ／Ｅ変換器２２ａの出力波形
を差し引く操作を行い、最終的に波形２９（第３図（ｅ
））を得ることができる。この波形の波頭部の立上がシ
の極性を判別器２４で判別し、その極性に対応した矢印
で表示する。たとえば、第３図に示した場合波形２９の
波頭の立上がシの極性は正であシ、第２図に示した判別
器２４は左向きの矢印を表示している。これは異常電圧
サージが左方向から進行したことを意味する。この場合
とは逆に、右方向から異常電圧サージが進行した場合に
は、サージ検出装置７ｍに発生する電圧が進み、差動ア
ンプ２３の出力波形の波頭立上が多部分は負極性となシ
、右向きの矢印が表示される。

以上の構成による故障点検出方法によれば、サージの時
間差を測定することによるサージ検出装置の誤差を、サ
ージ方向判別器によって補うことが可能である。すなわ
ち、サージが、標定を行っている区間の内側で発生した
ものか外側で発生したものかを確実に判断でき、時間差
を測定する方法による標定結果と組み合わせることによ
り、サージ検出装置の近傍で故障が発生した場合でも故
障点の推測が容易となる。サージの方向を判別する装置
は構造が単純なので、この装置を付加しても、故障点検
出装置全体のコストはさほど増加しない。

次に本発明の他の実施例について述べる。

上記実施例においては、サージの時間差を測定する装置
の標定結果とサージの方向を測定する装置の標定結果を
別の表示装置で表示する場合について述べたが、これら
の標定結果を一つの演算装置に入力し、故障点を演算装
置により判断させることも可能である。

サージ検出装置の検出電極は、第４図に示すようにスペ
ーサ内に埋め込まれたシールド電極を使用することがで
きる。また、ダイオード３０ｍ、３１ｈ、３２ｍ、３３
ｇ、３０ａ。

３１ｃ、３２ａ、３３ａによりサージ波形を全波整流し
、ＬＥＤ　１５　ｍ　、　１５　ｅを発光させることも
可能である。

第１図に示した実施例では、サージ検出装置　１７＊、
７ｂの検出電極にサージ方向判別装置１３ｍ、１３ｂと
時間測定装置１１を共通に接続しているが、別のサージ
検出装置の検出電極を用いて独立にサージを検出するよ
うにしてもよい。また、サージ検出装置を、サージ時間
差による故障点検出の標定区間の外側に設置する場合に
ついて述べたが、これを内側に設けるようにしてもよい
。

〔発明の効果〕

、以上述べた如く本発明によれば、ガス区画距離が長く
、ガス容積の大きい長尺ガス絶縁母線のようなガス絶縁
機器の内部に発生するコロナＡｌシスおよび地絡サージ
の発生位置をサージの伝搬方向と合せて標定可能とする
ことにより極めて精度高く、効率的にかつ低廉に故障点
の検出を行なうことができる方法を提供することができ
る。

また、測定器の誤差による標定ミスをなくし信頼性の高
い故障点標定を可能としている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による故障点検出方法を説明するための
一実施例を示すがス絶縁母線の横断面図、第２図は同実
施例におけるサージ方向判別装置を詳細に示す回路図、
第３図は同実施例の作用を説明するためのサージ方向判
別装置の各部に現われる高周波サージ波形図、第４図は
本発明の他の実施例を示す回路図、第５図は現在考えら
れている故障点検出方法の適用されるガス絶縁母線の横
断面図である。 １・・・高電圧導体、２・・・コーン形絶縁スペーサ、
３・・・柱状形絶縁スペーサ、４・・・接地金属容器、
５・・・絶縁性ガス、６・・・接続体、７・・・サージ
検出装置、８・・・絶縁物、９・・・７ランジ、１ｏ・
・・ケーブル（光フアイバケーブル）、１１・・・時間
測定装置、１２・・・演算装置、１３・・・サージ方向
判別装置、１４・・・合波器、１５．１６・・・発光ダ
イオード（ＩＪＤ　）、１７・・・抵抗、１８・・・イ
ンダクタンス、１９，２０．２１・・・光フアイバケー
ブル、２２・・・光／電気（、Ｑ／Ｂ　）変換器、２３
・・・差動アンプ、２４・・・判別器、３０，３１，３
２．３３・・・ダイオード、３４・・・スペーサに埋め
込まれたシールド電極。 出願人代理人　弁理土鈴　江　武　彦 第２図 第３区 ｌＩ　４　因

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高電圧導体を絶縁性ガスとともに接地金属容器内に絶縁
   保持して収納してなるガス絶縁機器において、このガス
   絶縁機器内に発生する放電パルスまたは地絡サージを所
   定の間隔を存して前記ガス絶縁機器内に設けられた２個
   のサージ検出装置により検出し、両サージ検出装置から
   出力される信号の時間差を時間測定装置で測定し、この
   測定された時間差を演算処理して放電発生箇所または地
   絡事故点を検出すると同時に前記サージ検出装置とこれ
   とは別途に前記ガス絶縁機器内に設けられたサージ検出
   装置との間にサージ方向判別装置を設けてこのサージ方
   向判別装置により、これら両サージ検出装置でそれぞれ
   検知された波形を同一極性の波形に変換した後両波形の
   差分をとり、その波形の波頭部の立上がりの極性からサ
   ージの方向を判別することを特徴とするガス絶縁機器の
   故障点検出方法。