JPS62214379A

JPS62214379A - 電力開閉器用開閉時間センサ−

Info

Publication number: JPS62214379A
Application number: JP61056901A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Konishi; 小西　克巳; Isao Kamata; 功鎌田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-03-17
Filing date: 1986-03-17
Publication date: 1987-09-21

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、電力系統に使用される電力用開閉器の開閉操
作を行う電力ｆｆ’＋閏器用閏年用操作装置て、その動
作異常の自己診断を行う電力開閉器用開閉時間センサー
に関するものである。

（従来の技術）一般に、電力用開閉器、特に保護遮断器笹の重要な′ａ
断器の開閉操作は、空気圧及び液圧操作等の操作装置に
より行なわれている。これら）Ｗ断器の使命は、負荷電
流の開閉ばかりでなく、電力系統に何らかの異常が起き
て事故電流が流れた場合には稼働機器の回路の１１傷を
最小限に阻止するものであり、そのためにも、速やかに
、しがも確実に車数電流を爪断する機能を具備する必要
があった。従って、′ａ断器の故障を事前に予防する保
全手段が重要な問題として提起されている。

ところで、一般に遮断器の故障は、その機械動作部の不
具合による場合が大部分であり、特に「かじり」や「潤
滑剤不足」等による動作不具合を原因として、いきなり
動作不能に陥ることはなく、次第に開閉時間が長くなる
といった規象が現れたのち、最終的に重故障へと進展す
ることが多い。

このＪ、うな観点から、遮断器の故障防止手段としては
、従来は使用初期における正常な開閉時間を計測し、こ
れを基準値として予め記録しておき、定明点＠峙におい
て遮断器を開閉動作させてみて、その時の開閉時間と前
記阜準値とを比較し、その差が許容値を越えた場合に異
常と判断する予防保全手段を採用していた。

しかし、定期点検の周期は６ケ月から数年というように
非常に長く、次の定期点検までの期間中に発生する動作
異常については、これを検知することができず、次の定
期点検に８３いて異常が検知される前に重故障が発コ−
してしまうおそれがあった。

また、上記のような開閉時間を計測するため、従来採用
されていた位置検出用指標と位置検出センナ−によるｆ
Ｆｔｌ開時間の計測は、電気的手法の為ノイズに弱いと
か、接点の損耗による誤動作が発生しゃずいという欠点
があった。

一方、このような電気的手法によるセンサーの欠点を解
消するために、位置検出用指標の有無を光の反射率から
検出する光学的手法を使用したセンサーも出願人は提案
しているが、この種の光学的センサーを用いたものでは
、油やゴミ等により位置検出用指標が汚損し、これが進
展すると、開閉動作詩位置検出が不可能となり、あたか
も開閉動作が異常であったかのように判断される可能性
があった。

（発明が解決しようとする問題点）上記のように従来の技術では、常時点検を行うことがで
きないために重故障に陥ったり、またセンサー自体とし
ても信頼性に欠ける問題点があった。

本発明は、光学的手法を用い開閉動作異常の有無を判断
し、さらに光学測定系における異常の有無をも自己診断
する機能を有し、随時適確に異常発生が検知可能で、開
閉器の保守、保全の省力化が図れる信頼性の高い電力開
閉器用開閉時間センサーを提供り′ることを目的とする
。

［発明の構成〕（問題点を解決するための手段）本発明の電力間１１１器用同閑時間レンサーは、遮断部
の開閉接点に連結した操作Ｏラドと操作機構部とを連ｔ
ｉｈ　するリンク機構に位置検出用指標を設けた光反射
板を取り付け、この位置検出用指標の移動経路に沿った
所定の位置に、開閉時間センサー回路のＥ部０部より発
せられた光と前記光反射板にて反射した光を伝送する光
ファイバーのヘッド部を配設すると共に、開閉時間セン
サー回路部には、反射板にて反則した光信号を電気信号
に変換する０　、／　Ｅ部と、さらに受光レベルを監視
する演算部、前記０／Ｅ部にて変換された電気信号によ
り所定の開閉時間を計測して基準時間と比較判断する演
算処理装置を設けたものである。

（作用）上記のような構成をする本発明においては、電力開閉器
の開閉動作指令が発せられた時点から、前記位置検出用
指標を感知するまでの時間、また所定の位置に配設され
た２つの光ファイバーヘッド部間を位置検出用指標が通
過する時間を光信号用いて計測し、この計測時間を基準
時間と比較して動作異常の有無を判定し、さらに前記光
反射板にて反射した光の受光レベルを常に監視し、開閉
時間センサーの光学系の異常の有無をも診断するもので
ある。

（実施例）進んで、本発明の電力ｌ７Ｗｌ開器用開閉時間センサー
を図面に基づいて詳細に説明する。

＊実施例の構成＊ ■遮断器及びその操作装置第１図は本発明を遮ｌ！７′ｉ器用空気圧操作装置に適
用した実施例を示ず図である。

１は遮断器であり、ガスタンク内に固定主接触子２、可
動主接触子３、固定アーク接触子４、可動アーク接触子
５が納められている。そして、可動接触子３及び可動ア
ーク接触子５は操作ロッド６に接続され、この操作ロッ
ド６はリンク機構７を介して操作ピストン８に連結され
ている。この操作ピストン８はオイルダッシュボット９
及び操作シリンダ１０内に収納され、この操作シリンダ
１０は送気筒１１ａ、１１ｂを介して空気タンク１２に
連結されている。この送気筒１１ａ、１１ｂには各々引
外し用円筒弁１３、投入用円筒弁１４が配設されている
。また、前記操作ピストン８は、制御系からの制御信号
が前記引外し用円筒弁１３又は投入用円筒弁１４に選択
的に与えられると、前記制御信号に対応した弁１３又は
１４が作動され、所定方向に駆動され、その駆動力をそ
の動作終期において館記オイルダッシュボット９で吸収
し停止させるように構成されている。

■反射板及び位置検出指標このように構成された遮断器用空気圧操作装置のリンク
機構７に、本発明の電力開閉器用開閉時間センサー２１
が取付Ｇノられている。

この電力開閉器用開閉時間センサー２１は次のように構
成されている。まず、リンク機構７には、これに追従し
て回転する光反射板２２が装着され、この光反射板２２
の表面には位置検出指標５．２３が設けられ、この位置
検出用指標２３は引外し指令信号、投入指令信号との関
係から位置決めされている。更に、光反射板２２の表面
に対向して閉路位置検出用光フアイバーヘッド２４、中
間位置検出用光フアイバーヘッド２５及び開路位置検出
用光ハイパーヘッド２６が取付けられている。各光フア
イバーヘッド２４．２５．２６は、各々投光用と受光用
光フアイバーヘッド２４ａ−２４ｔ）。

２５ａ−２５ｂ、２６ａ−２６ｂが一体構成されている
。

ところで、遮断器１は引外し指令が発せられると共に、
前記各可動接触子３．５は静止状態から動き出すのであ
るから、開離速度を必要な値とする為に、引外し後の加
速力に対応した接触状態の追随、すなわちワイピングを
持っている。

この様子を第２図に示す。通常、主接触子のワイピング
距離吏１とアーク接触子のワイピング距離のｉ２とは異
なり、Ｉｌｌく文２となっている。

又、引外し動作時と投入動作時における各々の値はほぼ
等しいと考えられる。すなわちｆｆ１１弁１１＝、１ｌ
１２−である。前記各位置検出用光フアイバーヘッド２
４．２５．２６は、これらワイピングを考慮した位置に
取り付けられている。

故に、第３図に示すように、閉路位置検出用光フアイバ
ーヘッド２４及び開路位置検出用光フアイバーヘッド２
６は、位置検出用指標両端よりＪ３のおの主接触子のワ
イピング距＊ｉｉに相当するリンク機構の回転角度０１
以内、また中間位灯検出用光ファイバーへラド２５は、
投入端よりアーク接触子の１ノイピンク距離１２に相当
するリンク門構の回転角度θの位置に取り付けられてい
る。

■開閉時間はンリーー回路これら光フ？イバーヘッド２４，２５．２６は、各々投
光用光ファイバー２７と受光用光ファイバー２８を介し
て、各々Ｅ１０部２９　、！ｌ：Ｏ／Ｅ部３０に接続さ
れている。従って、Ｅ１０部２つで発せられた光は、投
光用光ファイバー２７を通り、各光フアイバーヘッド２
４ａ、２５ａ、２６ａより光反射板２２へ投光される。

反射した光は、受光用８光ファイバーヘッド２４ｂ、２
５ｂ、２６ｂより取り入れられ受光用光ファイバー２８
を通り、Ｏ／Ｅ部３０へ送られ光信号から電気信号へ変
換される。

コレらＥ１０部２９　トＯ／　Ｅ　部３０　ハＮｔｌ　
ｉ　ｌ　３１に連結され、この演算部３１は閉路位置検
出信号Ｉ！３２、中間位置検出信号線３３及び開路位置
検出信号線３４を介して演算処理装置３５に接続される
とともに、−喘から警報出力端子３６が引出されている
。一方、演算処理装置３５にはδ々引外し指令信号３７
、投入指令信号３８が引込まれるとともに出力端子３９
が引出されている。

一方、演算部３１では、受光レベルを監視し、ある定め
られた基準以外の時は、警報出力端子３６より警報（８
号が出力される。位置検出用指標２３が感知範囲内にあ
る時は電気信号を演算処理３５へ信号ＦＡ３２．３３．
３４を通してＯＦＦ信号が伝送され、それ以外はＯＮ信
号が送られる。

演算処理装置３５は、演Ω部３１からの信号３２．３３
．３４と、信号線３７．３８からそれぞれ与えられる引
外し指令信号Ｓ■、投入指令１８号Ｓ２との関係から求
まる位置検出用指標２３の所定位置までの動作時間を基
準値と比較し、その結末に基づいて動作異常の有無を判
断し、判断結果を出力端子３９から送出するものとなっ
ている。

：１；実施例の作用：１；本実施例の電力量閉器用開閉時間センサーにおいて、遮
断器１が投入状態であるか引外し状態であるかについて
は、常に監視しておく必要があるが、この点に関しては
中間位置検出用信号により確認できる。例えば、第３図
に示す如く、投入状態においては、低反射率のもので構
成されている位置検出用指標２３は、図中下位置にあり
、その一方が中間位置検出用光フアイバーヘッド２５の
感知範囲内に位置している。この為、中間位置検出用信
＠Ｉ！１１３３からはＯＦＦ信号が出力される。

引外ゆ状態においては、この逆である。

ところで今、遮断器１の投入状態にＪ３いて、第４図に
示すようにある時点で引外し指令Ｓ１が発せられると、
第４図の期間ＴＡにおいて引外し動作が行われる。ずな
わら、開閉接点である可動主接触子３、可動アーク接触
子５と連動する賎構リンク７に取り付けである光反射板
２２は、図中下位値から左回りで上位置へ高速で移動す
る。このとき、光反射板２２に取り付けられている位置
検出用指標２３が、閉路位置検出用光フアイバーヘッド
２４、中間位置検出用光フアイバーヘッド２５、開路位
置検出用光フアイバーヘッド２６の感知範囲に達すると
、演算部３１からＯＦＦ信号ＳＡ１．８Ａ２．ＳＡ３が
出力され、これが各信号線３２，３３．３４を通って演
算処理装置３５へ送られる。この時演算処理装置３５に
は引外し指令信号＄１が既に入力されている。従って、
演算部３１からの信号ＳＡ１．ＳＡ２．ＳＡ３が入力さ
れると、演惇処理装＠３５において引外し指令Ｓ１が入
力された時点から、中間位置検出用信号１９３３からＯ
ＦＦ信号ＳＡ２が入力されるまでの時間Ｔ１が、また、
閉路位置検出用信号線３２からのＯＦＦＦＦ信号ＳＢ１
力された時点から開路位置検出用信号線３４からのＯＮ
信号ＳＡ３が入力されるまでの時間Ｔ２が、それぞれ第
４図に示すように計測され、位置検出用指標２３が所定
位置に到達するに要しだ聞（引時間、閉路時間が検出さ
れる。

一方、遮断器１の引外し状態において、第４図に示すＪ
：うに、ある時点で投入指令信号＄２が与えられると、
第４図の期間ＴＢにおいて投入動作が行われる。すなわ
ら、開閉接点である可動主接触子３、可動アーク接触子
５と連動するリンク機構７に取り付けである光反射板２
２は、図上、上位置から右回りで下位値で移動する。こ
のとき、光反射板２２に取り付（プられている位置検出
用指標２３が、閉路位置検出用光フアイバーヘッド２４
、中間位置検出用光フアイバーヘッド２５、開路位置検
出用光］１イバーヘッド２６の感知範囲に達すると、演
算部３１からＯＦＦ信号ＳＢ１゜８８２．８Ｂ３が出力
され、これが各信号線３２゜３３．３４を通して演＋３
処理装置３５に送られる。

この時演算処理装置３５には投入指令信号Ｓ２が既に入
力されている。従って、演算部３１からの信＠ＳＢ１．
８Ｂ２．８Ｂ３が入力されると、演算処理装置３５にお
いて投入指令Ｓ２が入力された時点から、中間位置検出
用信号線３３からのＯＮ信号ＳＢ２が入力されるまでの
時間１°３が、また、開路位置検出用信号線３４からの
ＯＦＦＦＦ信号ＳＢ３力された時点から開路位置検出用
（Ｊ目線３２からのＯＮ信号ＳＢＩが入力されるまでの
時間Ｔ４がそれぞれ第４図に示ずように計測され、位置
検出用指標２３が所定位置に到達するに要した投入時間
、閉路時間が検出される。

このようにして計測された所定位置までの移動に要した
開極時間Ｔ１、開路時間Ｔ２．投入時間Ｔ３．閉路時間
４は、演算処理装置３５内において基準値と比較され、
その差が許容値以内であるか否かにより、動作の異常の
有無を判断される。

そして、異常であると判断されると出力端子３９から警
報信号が送出される。

ところで、Ｅ１０部２９にて発せられた光は、光ファイ
バー２７を通り、各位置検出用光ファイバー２４ａ、２
５ａ、２６ａより、光反射板２２に投光され、反射され
た光は再び前記光フアイバーヘッド２４ｂ、２５ｂ、２
６ｂより取り入れられ光ファイバー２８を通った後０／
Ｅ部３０で受光後電気信号に変換される。光反射板２２
の高反射率部分が、位置検出用光フアイバーヘッド感知
範囲内にある時、第５図に示す如く受光レベルＰＷはＨ
状態となっており、電気信号も同様にＨ状態である。次
に遮断器１の開閉動作に伴い低反射率のもので構成され
た位置検出用指標２３が、位胃検出用光ファイバーヘッ
ドの感知範囲内に移動すると受光レベルｐｗは図中下方
向に向い低下し、ある定められた動作レベルＰ１まで低
下すると電気信号はｌ−状態へと変化する。ところが、
長期間使用することにより、光反射板２２の高反射率部
分が油・ゴミ等により汚損され、受光レベルＰｗは徐々
に低下し、最悪の場合ｆＪ！Ｉｆｆ’レベルＰ１まで達
し、遮断器１の開閉に伴う各計測時間に対し誤警報を発
する可能性がある。このため、動作レベルＰ１のｎ倍を
警報レベル［〕２とし、また、’ＪＩＵｒ器１の聞ｆ！
１　ｆＪ１作により発生する各位置検出用信号線からの
ＯＦＦ信号の中でパルス幅が最大のもののｍ倍をＴＷと
すると、演算部３１内にて受光レベルＰｗが、警報レベ
ルＰ２以下、動作レベル２１以上であり、■つ、そのレ
ベル間にある時間がＴＷ以上であるかにより、光学系の
有無が判断される。判定要素に時間ＴＷを加える事によ
り、開閉動作時に生じる受光レベルｐｗの低下と区別す
ることができる。

そして、異常があると判断されると警報出力端子３６か
ら警報信号が出力される。

本実施例の効果＊このように本実施例によれば、開閉接点である可動主接
触子３、可動アーク接触子５に連動する操作線溝の連結
部すなわちリンク機構７へ取っ付りた光反射板２２と、
この光反射板２２に取り付けられた位置検出用指標２３
を検出する位置検出用光フアイバーヘッド等２４，２５
．２６を用いて、開閉動作が行われる毎に、引外し指令
信号Ｓ１及び投入指令（ｆｉ　日Ｓ　２が発せられた時
点から所定位置までの動作時間が常時監視されることに
なる。この場合、遮断又は投入の全所用時間と、所定中
間位置までの動作時間を監視していることから、微妙な
異常動作に関しても比較的感度よく適確に検知可能であ
り、すぐれた自己詮所機能が発揮されることになる。更
に光学系を用いた計測を行っている為、変電所内におい
て使用される場合に、開開サージ等の誘導の影響を受け
にくいことになる。また、受光レベルを常に監視してい
る為、光学系を用いた場合の欠点も解決でき本開閉時間
センサー自体の信頼性の向上を図れる。

かくして、遮断器動作の異常の有無を、定期点検をまた
ずに♀明にしかも適確に検知することができる。

その結果、ｉｌｌｌｌ所開閉操作に関する保守・保仝の
省力化を図れると共に信頼性の向上が図れる。

＊他の実施例＊なお、本発明の電力開閉器用開閉時間センサー４１は本
実施例に限定されるものではなく、例えば、第６図に示
すように各位置検出光ファイバーヘッド２４．２５．２
６をリンク機構７に対して直角な位置に取り付け、光反
射板４２の側面にて位置を検出し、開閉時間の異常検出
を行う点である。そして、前記光反射板４２の側面には
位置検出用指標４３がスリット状に設けらている。

他の実施例の電力ＩＦｔ１１ＪＩ器用開閉時間センサー
４１においても、作用効果ともに本実施例の電力開閉器
用間ｍ時間センサー２１と同様である。

また、本実施例においては、遮断器用空気圧操作装置に
本発明の電力開閉器用開閉時間はンサー２１を適用した
が、遮断器用空気圧操作装置に限定されるものではなく
、全ての電力用開閉器の操作装置、例えば、液圧操作装
置、電動ばね式操作装置等に適用が可能である。

［発明の効果］以上の通り、本発明の電力開閉器用開閉時間センリーに
よれば、ミノｊ用量閉器の動作異常のイｉ無が判断でき
、更に開閉時間センサー自体の光学系の診断をもする機
能を有し、随時適確に両巽常発生が検知可能で、変電所
内にＪ５ける開閉サージ等の誘導を受（プにクク、電力
用開閉器の保守・保全の省力化を図れると共に、電力開
閉器用操作装置の信頼性の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示ず電力開閉器用開閉時間
センサーの略系図、第２図（△）（Ｂ）は接触子運動の
ストローク曲線を示す周期図で、第２図（Ａ）はその引
き外し動作時、第２図（Ｂ）はその投入動作時を承り。第３図ｑ（Ａ）（［３＞は位置検出用指標を示す斜視図
で、第３図（△）はその投入状態、第３図（Ｂ）はその
引き外し状態を示す。第４図は開閉ストロークと各種信
号を示ず周期図、第５図は受光レベルと電気信号を示す
周期図、第６図は本発明の電力開閉器用開閉時間センサ
ーの略系図である。１・・・遮断器、２・・・固定主接触子、３・・・可動
主接触子、４・・・固定アーク接触子、５・・・可動ア
ーク接触子、６・・・操作ロッド、７・・・リンク機構
、８・・・操作ピストン、９・・・オイルダッシュポッ
ト、１０・・・操作シリンダ、１１ａ、１１ｂ・・・送
気筒、１２・・・空気タンク、１３・・・引外し用円筒
弁、１４・・・投入用円筒弁、２１　・・・電力量ｒ１
１器用間閉時間センサー、２２・・・光反射板、２３．
４３・・・位置検出用指標、１４−・・・閉路位置検出
用光フアイバーヘッド、２／１ａ・・・投光用閉路位置
検出用光フアイバーヘッド、２４ｂ・・・受光用閉路位
置検出用光フアイバーヘッド、２５−・・中間位置検出
用光フアイバーヘッド、２５ａ・・・投光用位匠検出用
光ファイバーヘッド、２５ｂ・・・受光用位置検出用光
フアイバーヘッド、Ｌｌ・・・開路位置検出用光ファイ
バーヘッド。２６ａ・・・投光用位匠検出用光ファイバ
ーヘッド、２６ｂ・・・受光用位置検出用光フアイバー
ヘッド、２７・・・投光用光ファイバー、２８・・・受
光用光ファイバー、２９　・Ｅ　／　０部、３０−０　
／　Ｅ部、３１−・・演算部、３２・・・閉路位置検出
信号線、３３・・・中間位置検出信号線、３４・・・間
路位置検出信＠線、３５・・・演篩処理装置、３６・・
・警報出力端子、３７・・・引外し指令信号、３８・・
・投入指令信号、３９・・・出力端子、４１・・・他の
実施例の電力開閉器用開閉時間センリー、４２・・・光
反射板。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）遮断部の開閉接点に連結した操作ロッドと操作機
構部とを連動するリンク機構に位置検出用指標を設けた
光反射板を取り付け、この位置検出用指標の移動経路に沿った所定の位置に、
開閉時間センサー回路のＥ／Ｏ部より発せられた光と前
記光反射板にて反射した光を伝送する光ファイバーのヘ
ッド部を配設すると共に、開閉時間センサー回路部には
、前記光ファイバーを介して反射板に光を発光するＥ／
Ｏ部と、反射板にて反射した光信号を電気信号に変換す
るＯ／Ｅ部と、さらに受光レベルを監視する演算部、前
記Ｏ／Ｅ部にて変換された電気信号により所定の開閉時
間を計測して基準時間と比較判断する演算処理装置を設
けたことを特徴とする電力開閉器用開閉時間センサー。
（２）位置検出用指標が光反射板の表面に設けられてい
る特許請求の範囲第１項記載の電力開閉器用開閉時間セ
ンサー。
（３）位置検出用指標が光反射板の周面に設けられてい
る特許請求の範囲第１項記載の電力開閉器用開閉時間セ
ンサー。