JPS61288723A - ガス絶縁形負荷時タツプ切換装置 - Google Patents

ガス絶縁形負荷時タツプ切換装置

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JPS61288723A
JPS61288723A JP60129791A JP12979185A JPS61288723A JP S61288723 A JPS61288723 A JP S61288723A JP 60129791 A JP60129791 A JP 60129791A JP 12979185 A JP12979185 A JP 12979185A JP S61288723 A JPS61288723 A JP S61288723A
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JP
Japan
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gas
load tap
tap changer
molecules
insulated
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JP60129791A
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久保 元春
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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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、ガス絶縁形負荷時タップ切換装置の検出に関
するもので、特に絶縁ガスの圧力と温度を検出し、前記
圧力と温度から絶縁ガスの単位体積中の分子数に比例す
る量を算出し、前記量の増減から異常を判定する様にし
たものに係る。
[発明の技術的前頭1 送配電系統の変圧器に設けられるガス絶縁形負荷時タッ
プ切換装置は、送配電系統の負荷が変動して、この変動
による電流変化が一定限度を越えた際に、変圧器に設け
られているタップを切換えることにより送配電系統の電
流を一定に保つものである。
このガス絶縁形負荷時タップ切換装置は、切換信号発生
部と、?、負荷時タップ切換器及び電動操作機構から構
成され、負荷一時タップ切換器は更に切換開閉器とタッ
プ選択器にり構成されている。
この構成を有する同装置において、切換動作の概略は次
の通りである。即ち、電流変化が一定限度を越えた際に
は、まず、切換信号発生部で信号が作成され、これによ
り電動操作機構が始動して、負荷時タップ切換器を駆動
する。その結果、負荷時タップ切換器の駆動軸が回転し
、この駆動力によりタップ選択器の可動接点が一つの固
定接点から外れて移動し、他の固定接点に役人されると
、これに対応して切換開閉器が一方のタップから他方の
タップに切換動作を行う。
ところで、特に主幹線である送配電系統において、この
ガス絶縁形負荷時タップ切換装置が故障すると広範囲に
停電する可能性があるため、同装置が故障した際には、
それを−刻も早く検出、認知して、これに対処する必要
がある。
従来、負荷時タップ切換器の故障検出手段とじては、負
荷時タップ切換器の内部で発生する異常アークにより絶
縁油や絶縁ガスが分解し多聞のガスが発生した際、その
油流やガス流或いはガス圧を検出するもの、負荷時タッ
プ切換器に流れる電流の大きざを変流器で測定しタップ
間短絡を検出するもの等がある。
[背景技術の問題点] しかしながら、上記の様な従来のガス絶縁形負荷時タッ
プ切換装置は次の様な欠点を有していた。
即ち、負荷時タップ切換器が故障した際にはその対処が
緊急に行なわれないと、重大な事故を引起こしてしまう
為、より早い故障の検出が必要となるが、従来技術では
、異常アーク発生後に生じる副次的な現象から事故を検
出しているため、負荷時タップ切換器の内部に生じた異
常アーク現象、タップ間短絡等の事故が起こった際には
、これを検出しても、既に事故が拡大し、負荷時タップ
切換器や変圧器を保護でき%い場合が考えられる。
特に負荷時タップ切換器は、JEC−186に規定され
ている様に電気的20万回、機械的80ガロの最低寿命
が規定されているために、機械的損傷を第1要因とする
故障や事故が発生する確率が高くなっている。たとえば
、真空バルブを負荷電流のしゃ新要素として用いた場合
、真空バルブのベローズが破損し、真空不良により電流
がしゃ断不能になる事が想定される。また、サイリスタ
等の半導体素子を用いた場合にも、サージ等により微少
時間ごとにおける電流の微少変化di/dtや電圧の微
少変化dv/dtが過大となり、損傷や短絡により異常
なアークが発生する可能性がある。
[発明の目的] 本発明は、上記の如き従来技術の問題点を解消するため
になされたもので、その目的は、負荷時タップ切換器に
おいて、容器内部の圧力と温度とを検出して、その単位
体積中のガス分子数に比例する闇を篩用することで、電
流開閉要素の損傷や短絡などによる異常アーク現象、コ
ロナ放電等による微少ガス分解、及び絶縁ガスの漏れを
判定することにより、重大な事故を短時間に検出できる
−  5 一 様な信頼性の高いガス絶縁形負荷時タップ切換装置Nを
提供することである。
[発明の概要1 本発明は、以上の目的を達成するために、負荷時タップ
切換器の切換開閉器内部、またはタップ選択器の近傍に
それぞれ一対以上の圧力検出部と温度検出部を設置し、
負荷時タップ切換変圧器の外部に巽常判定部を設は他事
を特徴とするものである。
そして、この様な構成を右ジ″ることにより、具常判定
部で、単位体積中の分子数に比例する量の変化等から、
急激なガス分解による圧力十屏の短時間判定や、ガス・
漏れ等を正確に判定できる。
[発明の実施例] 以下、本発明によるガス絶縁形負荷時タップ切換装置の
一実施例を図面を用いて説明する。
第1図は本実施例の構成図である。第1図において、絶
縁ガスを密閉した負荷時タップ切換変圧器1の容器内部
には、切換開閉器2とタップ選択器3とから構成される
負荷時タップ切換器が設置−6〜 されている。切換開閉器2は、負荷時タップ切換変圧器
1の絶縁ガスと別室に構成され、その内部に密閉した絶
縁ガスの圧力を検出する圧力検出部4aと温度を検出す
る温度検出部5aが設けられている。また、切換開閉器
2と別室のタップ選択器3の近傍にも圧力検出部4bと
温度検出部5bとが設けられている。これらの圧力検出
部4a。
4bと温度検出部5a、5bは、負荷時タップ切換変圧
器1の外部に設置した異常判定部6に接続さ昨ている。
異常判定部6は、圧力検出部4a。
4bと温度検出部5a、5bの光または電気的なアナロ
グ信号をデジタルに変換するA−D変換回路7と、前記
圧力と温度のデジタル信号から、■負荷時タップ切換器
の絶縁ガスが内部異常による絶縁ガスの分解により増加
する単位体積中(例えば22./IJNの分子数に比例
する値の算出と、■絶縁ガスの漏れにより減少する単位
体積中の分子数に比例する値の算出とから、異常か否か
を判定する演算判定部8と、故障や事故の判定結果を表
示する異常表示部9とで構成されている。更に異常判定
部6は、負荷時タップ切換変圧器1の課電を0N−OF
Fする線路しゃ断器10に接続されている。
以上の様に構成された本実施例のガス絶縁形負荷時タッ
プ切換装置の保護装置の動作説明をする。
まず、負荷時タップ切換器に、ガス漏れや、コロナ放電
及び異常アーク現象がない正常時には、切換開閉器2の
内部及びタップ選択器3の近傍でそれぞれ検出した圧力
P (kg/mm2 )と温度T (”C)及び気体定
数R1標準状態における体積Vo−約22.41から、
単位体積中の分子数NOは一般にNo =f (P、V
o 、T)の関係になり、次式(1)の理想気体の状態
方程式に近似され、一定値である。
以下、計算式は理想気体の状態方程式を用いて説明する
が、実際の計算式とは多少異なる。
No=PVo/((273+T> ・R)・−(1)次
に、異常の場合について第2図のフローチャートと第3
図を用いて説明する。負荷時タップ切換器の内部で異常
アーク等が発生する事故が生じ−〇  − た場合には、絶縁ガスは急速に分解し、分子数が増大す
る。異常判定部6は、切換開閉器2とタップ選択器3の
近傍とにおける微少時間dtごとのそれぞれの圧力Pと
温度Tを測定し、圧力の微少変化d P/d tから、
単位体積中の分子数の微少変化dN/diを次の近似式
(2)で算出する。
dN/dt = (Vo/ (273+T)R) ・(dP/dt>
・・・(2) 例えば、上記算出を微少時間dtが数マイクロ秒〜数十
ミリ秒ごとに継返し、(dN/dt)/Noが1以上で
連続して増加する場合、あるいは(d N / d t
 ) / N oが5以上の場合には、演算判定部8は
切換開閉器2あるいは負荷時タップ切換変圧器1の内部
で異常なガス分解があったと判定する。この場合には第
3図に示す様に、異常なli位体積中の分子数N2にな
る前である時間↑1で異常事態の判定ができ、切換開閉
器2または負荷時タップ切換変圧器1のいずれかが異常
事態になったことを表示部9に表示し、しゃ断器10で
しヤ断する。
次に、負荷時タップ切換器内部でコロナ放電等により絶
縁ガスが徐々に分解する場合について説明する。負荷時
タップ切換器内部で絶縁ガスが徐々に分解すると、単位
体積中の分子数Nも徐々に増加する。第3図に示1様に
、時間toから12の長時間で分子数が第1の下限値N
2となる。この場合には、第2図に示す様にi1位体積
中の分子数が増大したことを演算判定部8が判定し異常
表示を行う。さらに、分子数が増大1ノ角荷時タップ切
換器が運転可能限界値以上の分子数N3になった場合に
は、しゃ断器10を動作させる。
次に負荷時タップ切換器からガス漏れが生じた場合につ
いて説明づる。一般にガス漏れは、長時間でガス分子数
が徐々に減少する。まず第1の限p界値以下にガスの単
位体積中の分子数が減少した場合には、ガス漏れ警報を
表示部9に表示する。
さらにガス漏れが進行し、絶縁ガスの耐圧の限界値であ
る第2の単位体積中の下限値以下になった場合にはしゃ
断器10を動作させる。
従って、本実施例によれば、負荷時タップ切換器の切換
開閉器、またはタップ選択器の近傍にそれぞれ圧力と温
度の検出部を設け、異常判定部で絶縁ガスの単位体積中
の分子数に比例する量を樟出し、上下限の限界値を求め
ているので、長期間によるガス漏れやコロナ放電等によ
り生ずる微少ガス分解を確実に検出できる。
さらに、単位体積中の分子数の時間変化dN/dtある
いは、前記値と比例した規格化変化率(d N/d t
 ) /Noから急激なガス分解を検出でき、この検出
時間は、従来の一定圧力で検出する様な圧力スイッチ等
が動作する時間t2より短時間のtlの時点での検出が
可能になり、重大な事故が拡大する前にしゃ断器を動作
できる。
また、検出判定部に機械的動作スイッチを設けていない
ので接触不良や動作不良による不動作等が生ずることも
なく信頼性も向上する。
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
圧力及び温度検出部4.5を複数対設置した際には、こ
れらの平均値を取り極部的な温度上昇等の補正を行って
もよい。また、演算検出部8では、単位体積中の分子数
の時間変化を次式の様に基準温度Toと基準圧力Poと
で近似することも可能である。
(1/No ) ・(dN/d t) = (273+To )/ (273+T)* (1/
Po ) ・(dP/d t)         −(
3)さらに分子数の計輝値は、例えば正常状態を1とす
る等の分子数に比例する規格・簡略化した値を用いて訂
算しても作用上は同じである。
度を検出・判定可能とすることにより、単位体積中の分
子数に比例する量の変化等から、微少ガス分解及びガス
漏れを短時間に確実に検出できるため、事故が拡大する
前にこれを検出し、小大事故を防止し得る様な、信頼性
の^いガス絶縁形負荷時タップ切換装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるガス絶縁形負荷時タップ=  1
2 − 切換装置の保護装置を示す構成図、第2図は異常判定法
のフローチャート、第3図は絶縁ガスの単゛位体積中の
分子数が増加している場合の異常判定法の作用を説明す
る図である。 1・・・負荷時タップ切換変圧器、2・・・切換開閉器
、3・・・タップ選択器、4・・・圧力検出部、5・・
・温度検出部、6・・・異常判定部、7・・・A−r)
変換回路、8・・・演算判定部、9・・・異常表示部、
10・・・しゃ断器7317  代理人 弁理士 則近
 憲佑(外1名)!!11図 第2図 5TART 今+ * n 少窩紅、・7   動4#XL:tヤ都冷4トロ文 O #)東 4灯?     叙璋弯瓶 No          )淑〆 ? ES しマーリ丁第1j欧v4r− &+* F イL’%o4              カ′入−&
yL ’l報N。 1介与匁ボ    k1凸 特開昭G1−288723(5) 第3図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ガス絶縁式負荷時タップ切換装置において、絶縁
    ガスの圧力を検出する圧力検出部と、絶縁ガスの温度を
    検出する温度検出部と、前記圧力検出部と温度検出部の
    出力信号から負荷時タップ切換器の異常を判定する異常
    判定部とを設けたことを特徴とするガス絶縁形負荷時タ
    ップ切換装置。
  2. (2)異常判定部が、圧力検出部と温度検出部の信号か
    ら絶縁ガスの単位体積中の分子数に比例する量を算出し
    、前記単位体積中の分子数に比例する量の変化から異常
    を判定する演算判定部を主構成要素とするものである特
    許請求の範囲第1項記載のガス絶縁形負荷時タップ切換
    装置。
  3. (3)演算判定部が、絶縁ガスの単位体積中の分子数に
    比例する量の時間変化が急激な場合に負荷時タップ切換
    器の事故と判定するものである特許請求の範囲第2項記
    載のガス絶縁形負荷時タップ切換装置。
  4. (4)演算検出部が、絶縁ガスの単位体積中の分子数に
    比例する量が設定限界置以上または以下になった場合に
    、負荷時タップ切換器の故障またはガス漏れと判定する
    ものである特許請求の範囲第2項記載のガス絶縁形負荷
    時タップ切換装置。
JP60129791A 1985-06-17 1985-06-17 ガス絶縁形負荷時タツプ切換装置 Pending JPS61288723A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63145485A (ja) * 1986-12-05 1988-06-17 旭化成株式会社 吸水性繊維及び該吸水性繊維を含有する水膨潤性組成物
JPH02213105A (ja) * 1989-02-14 1990-08-24 Hitachi Ltd 負荷時タップ切換器、その運転監視システムおよびその運転監視方法
KR20210141635A (ko) * 2019-07-19 2021-11-23 가부시끼가이샤 도시바 가스 리크 검출 시스템 및 가스 리크 검출 방법

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