JPS63148808A - ガス絶縁開閉装置内故障点標定装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、絶縁性ガスが封入された接地金属容器内に
開閉機器や導体などの主導電部が三相分一括して収容さ
れてなるガス絶縁開閉装置の前記容器内に生じた地絡故
障または短絡故障の位置を検出する故障点標定装置に関
する。

〔従来の技術〕

近年、ＳＦ、ガスなどの絶縁性ガスが封入された接地金
属容器内に遮断器や断路器などの開閉機器や母線導体な
どを収容したいわゆるガス絶縁開閉装置（以下ＧＩＳと
記す）が広く使用され、６０ｋＶ以上の開閉装置の主流
をなしている。また、変電所用地節減のため、絶縁性ガ
スが封入された管状の金属容器内に送電用導体を収容し
たガス絶縁ケーブルも実用に供され、ＧＩＳと、変電所
敷地内へ外部の架空送電線を引き込むための引留め鉄塔
との間の距離が長い場合などのＧＩＳの引出し導体とし
て用いられている。

ところで、ＧＩＳには上述のように絶縁媒質としてＳＰ
６ガスのような不活性のガスが使用されていること、容
器内部が外界から完全に遮断されていることなどのため
、信頼性は極めて高いものであるが、容器内のシール劣
化によるガスもれや、それに伴う絶縁劣化による万一の
容器内の地絡故障や短絡故障などの内部故障の際に、ア
ークによる被害が容器内の広範囲に及ぶのを防止するた
め、容器は絶縁スペーサを用いて複数のガス室に仕切ら
れ、それぞれのガス室に機器や母線導体などが個別に収
容されている。

従来、これらのガス室のいずれかに地絡故障や短絡故障
などの内部故障が生じた場合、内部故障を生じたガス室
を特定するのに、各ガス室から少しづつガスを取り出し
、取り出したガス中に内部故障時のアーク熱による分解
ガスが含まれている場合にはガスが異様な臭気を有する
ことを利用して、臭いにより内部故障の有無を判別した
り、あるいはガスを化学的に分析して内部故障の有無を
判別したりしていた。また、内部故障時にはアーク熱に
よってガス室の圧力が上昇するから隣接するガス室との
圧力差を検出することにより内部故障を生じたガス室を
特定していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記従来の故障位置判別すなわち故障点標定の方法にお
いて、ガスの臭気を利用する方法やガスの化学分析によ
る方法では、各ガス室がらのガスの取り出し作業から判
別結果を得るまでに時間を要し、またガス室が大きく故
障電流が地絡故障のように比較的小さい場合には、取り
出したガス中の分解ガスの濃度が低く、判別の精度が必
ずしもよくないことから広く実用化されるには到ってい
ない、また、この、ガスの臭いやガスの化学分析による
標定方法や、圧力差を利用した標定方法では、ＧＩＳか
ら変電所敷地内の引留め鉄塔に至る導体引出し部のよう
に、一つの長い円筒状容器中に送電用導体が複数の碍子
状絶縁物により容器から絶縁支持されているような場合
には、いずれの絶縁物の劣化により内部故障が生じたの
かを特定することができない。

本発明の目的は、接地金属容器が複数のガス室に仕切ら
れている場合、内部故障を生じたガス室を特定すること
ができるのみならず、共通のガス室内であっても故障位
置の範囲を精度よく判別することのできる故障点標定方
法を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、この発明によれば、絶縁性ガ
スが封入された接地金属容器内に開閉機器や導体などの
主導電部が三相分一括して収容されてなるガス絶縁開閉
装置の前記容器内に生じた地絡故障または短絡故障の位
置を検出する故障点標定装置を、前記各相導体の長さ方
向の同位置にかつ長さ方向に沿って複数位置にそれぞれ
の相導体と所要絶縁間隔をおいて前記接地金属容器側に
配された電流センサを用いて構成し、一位置における電
流センサ出力とこの位置に対して導体の長さ方向に隣り
合う位置の電流センサ出力とを比較することにより前記
故障位置を検出するものとする。すなわち、第１図に示
すように、ＧＩＳを構成する各相導体２１．２２．２３
の長さ方向の同位置にそれぞれの導体と所要対地絶縁間
隔りを隔てて接地金属容器１１側に電流センサ２４．２
５．２６を配置し、かつこのような電流センサの配置を
相導体の長さ方向に沿った複数位置で行なって、互いに
隣り合った位置のセンサ出力を互いに比較し、両出力間
の差の有無をみながら故障点位置を標定するものとする
。

〔作用〕

いま、第２図の単線図で示すように、二重母線３回線構
成のＧＩＳにおいて、一つの回線のＣ相に地絡故障９が
生じたとし、かっこの故障が遮断器を収容するガス室に
生じたとすると、ｔｉｆＩ側を含むこの回線の等価回路
は第３図のように表わすことができる。なお、第２図に
おいて、７．８はそれぞれ二重母線を構成する単母線、
５．６は母線切換え用断路器、１は遮断器、２は断路器
、３゜４は接地開閉器であり、１５は各回線の接地金属
容器を複数のガス室に仕切るための絶縁スペーサである
。

第３図において、地絡故障９の発生によって大地を流れ
る電流Ｉｇは、電源１０のＣ相１０ｃから常時流出する
負荷電流１ｃに対し故障点より電源側にあるＧｒＳの相
導体上で重畳されるから、故障点より電源側の位置に配
された各相の電流センサ出力をそれぞれΔａ、Δｂ、Δ
Ｃとすると次式が成立する。

Δａ　＝Ａａｆａ＋Ａｘｆｂ＋Ａｃ（１ｃ＋　ｆｇ）Δ
ｂ−Ｂａｔａ＋Ｂｂｌｂ＋Ｂｃ（ｆｃ＋ｆｇ）−＋１）
Δｃ＝ｃａ！ａ＋ｃｂｊｂ＋ｃｅ（ｌｃ＋　ｆｇ）ここ
で、Ａａはａ相導体に１アンペアの電流が流れたときａ
相センサから出力される電流である。

一般に、ｘｙはｙ相導体に１アンペアの電流が流れたと
きＸ相のセンサから出力される電流である。

従って、各相センサの出力合計Δは、 Δ−Δａ＋Δｂ＋ΔＣ −（Ａｃ＋　ＢＪｓ＋　Ｃｃ）　ｆ　ｇ＋（Ａａｆａ＋
Ｂｂｌｂ＋Ｃｃｆｃ） ＋ＣＢａ１ａ＋Ｃｂｌｂ＋Ａｃ１ｃ） ＋（Ｃａｆａ＋Ａｂｌｂ＋Ｂｃ！ｃ） −・・・・・・・−・−（２） 各相導体が円筒状接地金属容器内で対称に配置されてい
るときは、Ａａ　＝Ｂｂ　＝Ｃｃ＋Ａｂ　−Ａｃ　−Ｂ
ａ　＝Ｂｃ　−Ｃａ−Ｃｂとなるがら、（２）式の第２
項以下はすべて零となり、 Δ　＝　（Ａ　ｃ　＋　　Ｂ　ｃ　＋　　Ｃｃ）　　１
　　ｇ　　　　　−−−−−−−−−（３）となる、な
お、ｆａ、ｆｂｉｃは負荷１２の各相に流れる負荷電流
である。一方、故障点より負荷側にあるＧＩＳの相導体
には地絡電流１ｇは流れないから電流センサ出力の三相
合計は零となる。従って故障点の電源側と負荷側とでは
、系統の中性点抵抗が大きく従って地絡電流が小さい場
合にも、電流センサ出力の三相合計に明らかに差を生ず
るから、系統の中性点抵抗が高く、従って地絡電流の大
きさが小さい場合にも、三相合計を比較することにより
、比較した再位置の間に地絡故障が生じたか否かが容易
に分かる。

一方、内部故障が三相短絡の場合には、各相の短絡電流
の大きさは互いに等しいから、ｉｉ電流センサ出力三相
合計はセンサの位置に無関係に常に零であり、故障点の
標定ができない。しかし、故障点の１１１ｍ側と負荷側
とにおける各相それぞれのセンサ出力には差を生ずるか
ら、センサ出力の比較は各相それぞれに行なうようにす
れば、故障点が存在する範囲を特定することが可能にな
る。二相短絡の場合についても同様に各相ごとに比較す
ることにより故障点の存在範囲の特定が可能になる。

〔実施例〕

第４図に本発明による故障点標定装置のセンサ部に対す
る一実施例を示す。二つの絶縁スペーサ１５、１５によ
って左右１ｉＩｉＩ隣りのガス室と仕切られたガス室１
６内の一方の絶縁スペーサに近接した位置において、第
１図に示すように、各相導体の接地金属容器側に相導体
と所要対地絶縁間隔りを隔ててコイル状電流センサ２４
．２５．２６をそれぞれ、コイルの軸が相導体と直角方
向となるように配置し、相導体を通過する電流が作る磁
束がコイルとその軸方向に鎖交するようにする。同様に
、ガス室１６に隣接するガス室１７にも、絶縁スペーサ
１５に近接した位置に電流センサ２７．２８．２９を配
置する。このようにしてすべてのガス室のｔ源寄りに電
流センサを配置するとともに、それぞれの位置における
電流センサの出力を、たとえば第５図に示すような回路
を用いて電流に比例した電圧に変換する。

第５図において、３１．３２．３３は三相短絡故障や二
相短絡故障時のように、相ごとにセンサ出力を比較する
場合の相ごとの出力を取り出すための変換器であって、
センサ２４．２５．２６の出力電流を各相同じ大きさの
抵抗Ｒをｉｌ！遇させて相導体２１．２２゜２３の電流
に比例する電圧を生ぜしめ、この電圧を比較のための出
力電圧３４．３５．３６として取り出す。

また、３７は、地絡故障時のように、センサ出力の三相
合計を比較する場合の出力を取り出すための変換器であ
って、センサ２４．２５．２６の出力電流を各相同じ巻
数を有する変圧器の１次側巻！３Ｂ、　３９゜４０を通
過させ、２次側Ｓ線４１から相導体２１．２２゜２３の
それぞれの電流の和に比例する電圧４２を出力する。こ
のようにして得られた出力３４．３５．３６゜４２をそ
れぞれ図示しない比較器へ導き、この比較器により故障
の存無を検出する。

以上の実施例においては、それぞれのガス室ごとに電流
センサを各相１個づつ、すなわち１組のみ設けるものと
しているが、ＧＩＳの引出し部を形成するガス絶縁ケー
ブルのように、相導体が一つのガス室内で多数の絶縁物
によって支持されているような場合には、前記電流セン
サを絶縁物の間ごとに設ければ、上述の実施例と同様の
方法により、故障発生の原因となった絶縁物を容易に特
定することができる。

〔発明の効果〕 以上に述べたように、本発明によれば、絶縁性ガスが封
入された接地金属容器内に開閉機器や導体などの主２！
Ｘ＠部が三相分一括して収容されてなるガス絶縁開閉装
置の前記容器内に生じた地絡故障または短絡故障の位置
を検出する故障点標定装置を、前記各相導体の長さ方向
の同位置にかつ長さ方向に沿って複数位置にそれぞれの
相導体と所要絶縁間隔をおいて前記接地金属容器側に配
された電流センサを用いて構成し、一位置における電流
センサ出力とこの位置に対して導体の長さ方向に隣り合
う位置の電流センサ出力とを比較することにより前記故
障位置を検出するようにしたので、（１）電流センサと
して通常用いられる変流器のように電流センサが大形化
することなく、かつ安価に形成される。

（２）前記（１）項により、電流センサを相導体の長手
方向のほぼ任意の位置に配することができるから、故障
を生じたガス室を特定できるだけでなく、同一ガス室内
でも故障点の標定が可能である。

などの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における故障点標定装置のセンサ部構成
の実施例を示す説明断面図、第２図はガス絶縁開閉装置
における回路構成の例と、接地金属容器を複数のガス室
に仕切るときの仕切り位置の例とを示す回路図、第３図
は本発明の故障点標定装置による故障点標定の方法を説
明するための等価回路図、第４図は本発明の故障点標定
装置における電流センサの配置例を示すガス絶縁開閉装
置の部分断面図、第５図は電流センサ出力を故障点標定
のために別の電流センサ出力と比較する際の比較量に変
換する方法の一例を示す検出部構成図である。 １：遮断器、２．５．６：断路器、３，４：接地開閉器
、７，８：単母線、９：地絡故障、１１：接地金属容器
、２１．２２．２３：相導体、２４．２５．２６゜２７
、２Ｂ、　２９　：　ｉｉｔ流センサ。 第２図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）絶縁性ガスが封入された接地金属容器内に開閉機器
   や導体などの主導電部が三相分一括して収容されてなる
   ガス絶縁開閉装置の前記容器内に生じた地絡故障または
   短絡故障の位置を検出する故障点標定装置であって、前
   記各相導体の長さ方向の同位置にかつ長さ方向に沿って
   複数位置にそれぞれの相導体と所要絶縁間隔をおいて前
   記接地金属容器側に電流センサを配し、一位置における
   電流センサ出力とこの位置に対して導体の長さ方向に隣
   り合う位置の電流センサ出力とを比較することにより前
   記故障位置を検出することを特徴とするガス絶縁開閉装
   置内故障点標定装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、一位置
   における電流センサ出力とこの位置に対して導体の長さ
   方向に隣り合う位置の電流センサ出力との比較は、前記
   両位置のそれぞれにおける電流センサ出力の３相合計の
   相互間で行なわれることを特徴とするガス絶縁開閉装置
   内故障点標定装置。 ３）特許請求の範囲第１項記載の装置において、一位置
   における電流センサ出力とこの位置に対して導体の長さ
   方向に隣り合う位置の電流センサ出力との比較は、前記
   両位置のそれぞれにおける電流センサ出力の同一相相互
   間で行なわれることを特徴とするガス絶縁開閉装置内故
   障点標定装置。