JPS63214898A - ガス放出形温度異常監視装置 - 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、閉鎖配電盤やガス絶縁密閉開閉装置などに
おいて、大電流通電部分の接触不良等による温度異常を
監視する丸めの装置に関する。

〔従来の技術〕

閉鎖配電盤やガス絶縁密閉開閉装置等忙おいては、絶縁
の縮小化技術の進歩、アーク事故の極限化などによシ、
非常にコンパクトかつ細分化された筐体中に１遮断器、
開閉器、断路器、変成器等の電気機器、およびこれら電
気機器を相互に導電接続して大電流を導び〈母線、ブッ
シング等の導電部材が収納されている。したがって、筐
体内の収納機器や導電部材の状態等を目視点検するとと
は一般に困難な場合が多く、電気機器や導電部材の接続
部の通電性能を自動監視できることが求められている。

これら導電部材の接続部あるいは導電接触部における通
電性能の低下は、接触不良に基づく導電部材の局部加熱
が原因となって発生することが多く、例えば接触不良個
所における局部加熱が導電部材の熱軟化温度（例えば通
常の接点材料で４００℃程度）を超えると導体の溶損が
急速に進展して通電性能の低下が発生することが知られ
ておシ、したがって通電性能の低下を自動監視するＫは
、導電接続部、導電接触部等、接触不良を生じ易い個所
に近接して温度検知器を設け、接触不良個所が大きく広
がらないうちに局部加熱の発生を早期に検知する必要が
ある。

このように、多数の導電部材の接続部それぞれに温度セ
ンサを設けて通電性能の低下を早期に検知できる温度異
常の監視装置として、近年ガス放出形温朦異常監視装置
が注目されている。すなわち、所定温度で動作して気体
状物質を放出するガス放出形検温素子を筐体に収納され
た電気機器の通電部分に密着配置するとともに１筺体側
に気体状物質を検知して電気信号を発するガス検知器を
配し、気体状物質を温度異常の検知媒体に利用して検温
素子の動作温度を検知しようとするものであり、熱的あ
るいは機械的開封部を有する容器内に気体状物質の発生
物質を収納した徨々の形態のガス放出形検温素子が発明
者等によって既に提案されている。

第７図は従来のガス放出形検温素子を示す斜視図である
。図において、検温素子１は、蓋板６に切込形破裂弁４
を有する密閉容器２内に１所定の沸点を有する絶縁性液
体からなる液状発ガス体７を収納したものからなり、検
温素子１を取付バンド５に一介して図示しない母線接続
部等に密着配置するよう構成されておシ、母線接続部の
温度が液状発ガス体７の沸点を超える異常温度に到達す
ると、その内圧上昇によシ切込形破裂弁４が破れ、気化
した絶縁性液体が筐体内に放出されるので、これをガス
検知器で検出することにより、゛通電部分の温度異常を
検知することができる。また液状発ガス体７としては、
７０ロカーボンＣ，Ｆ□８゜（沸点９７．２℃）＝Ｃｓ
Ｆ’ｚｓｏ（沸点１０２℃）。

ＣｓＦ’曾ａ（沸点１２８℃）、（ＣｍＦ’ｙ）ｍＮ（
沸点１５５℃）、あるいはナト２クロロエチレン（沸点
１２１℃）等を用いて検知温度の異なる検温素子を容易
に得ることができるとともに、放出された気体状物質に
対応したガス検知管式等の検知器を用いて温度異常を監
視することができる。

第８図は異なる従来の検温素子を示す断面図であり、松
脂等の発煙物質１７あるいは前記液状発ガス体等を筒状
の低融点合金からなる解封容器１２に収納し、解封容器
１２の両端１５を溶融封止することＫよシ、検温素子１
１が形成されておシ、このようく形成された検温素子１
１を導電部材の接続部等に密着配置するとともに、筐体
側に煙センサ等の検知器を設けるよう構成すれば、温度
異常を検知して解封容器１２が溶融開封し、発煙物質１
７から発生する煙を検知器で検知することができる。し
たがって、解封容器１２を例えば鉛と錫を主成分とする
低融点合金を用いて形成しておけば、数十℃ないし５０
０℃近い温度範囲の任意の温度を開封温度とするガス放
出形検温素子を得得ることができる。

第９図はさらに異なる従来の検温素子を示す断面図であ
シ、容器２５内には融点が９０℃のアミン系樹脂上ツマ
−からなる粒状の還元剤２８と、融点１５０．８℃の無
水７タル酸からなる酸化剤２９を隔離物質としてのポリ
アミド樹脂膜２７でコーティングしたものとを所定の割
合で混合した反応物質５０が収厳され、その表面をフィ
ルム状の隔離物質２６で覆うことによ〕、検温素子２１
が形成されている。゛したがって、隔離物質２７および
２６を融点１３５℃の共重合ナイロン、融点２０９℃の
ナイロン６・１０等、監視温度を融点とする隔離物質を
用いて構成することにょ）、検温素子２１の温度が隔離
物質の融点に到達した時点で還元剤２８と酸化剤２９は
互いに混融し、激しい化学反応に基づく、発生熱によっ
て温度が上昇し、反応物質の蒸気２分解生成物、生成ガ
ス等の微粒子を含む煙を発生するので、この煙を筐体側
に配された煙検知器あるいはガス検知器で検知すること
によ）、異常温度を監視することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述の従来の検温素子においては、電気機器の通電部分
の温度異常に基づく気体状物質の放出を、切込破裂弁４
．溶融形の解封容器１２．溶融形の隔離物質２６．２７
等の開封動作に依存しておシ、気体状物質の発生物質の
選択の自由度が高く、シたがって監視温度の異なる検温
素子を容易に系列化できる利点を有する。しかし、液状
発ガス体乙発煙物質１７２反応物質３０等はいずれも開
封温度（監視温度）以下において液状となり、かなシの
蒸気圧を持つ状態となってお夛、破裂弁４．開封容器１
２．隔離物質２６．２７等による密閉性が低下すれば、
開封温度以下においても徐々に気化漏洩する可能性を持
っている。また、破裂弁４゜開封容器１２．隔離物質２
７等は、通電部分の温度あるいは温度変化に対応して熱
応力を繰返し受け、また長時間の使用中に酸化劣化等を
受けるために、その密封性能が徐々に低下する可能性を
含んでいる。したがって、従来の検温素子においてはそ
の監視温度以下で密閉性が低下して気体物質を放出し、
温度異常の発生がないにも拘わらず温度異常が発生した
かの如き誤報を発するという問題があシ、筐体に収納さ
れた電気機器の通電部分の無駄な分解点検を余儀なくさ
れるなどの不都合が発生する。

この発明の目的は、二重チェック機能を持たせることに
よシ検温素子の故障と発熱部の温度異常を弁別し、温度
異常の監視確度を高めることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、この発明によれば、筐体
内に収納された電気機器の発熱部に密接して配され、そ
の温度異常を感知して複数種類の気体状物質を放出する
検温素子と、前記複数種類の気体状物質をそれぞれ検知
して信号を発する検知器と、この検知器の出力信号が所
定の時間領域で重なったとき前記発熱部に温度異常が生
じたものと判断して報知信号を発する判断回路とを備え
るものとする。

〔作用〕

筐体内に収納された電気機器の発熱部の温度異常を、感
知して複数種類の気体状物を放出する検温素子と、放出
された複数種類の気体状物質それぞれを感知して電気信
号を発する検知器とによシス体状物質の放出を検知する
とともに、複数の検知器の出力信号が所定の時間領域で
互いに重なったとき発熱部に温度異常が発生したものと
判断して報知信号を発する判断回路を備えるよう構成し
たことによシ、検温素子の故障によって１種類の気体状
物質が放出され九状態÷は判断回路が動作せず、し九が
って誤判断を排除できるとともＫ。

発熱部に温度異常が発生した場合には、複数種類の放出
気体状物質が所定の重なシを保持して検知器を介して判
断回路に検出されることによシ、発熱部の温度異常を高
い確度をもって検出することを可能にしたものである。

〔実施例〕

以下この発明を実施例に基づいて説明する。

第１図はこの発明の実施例装置を示す構成図であり、閉
鎖配電盤の母線室において母線接続部の温度異常を監視
する場合を例に示したものであム図において、３１は閉
鎖配電盤の母線室を形成する筐体、３２は母線導体の接
続部であ）、接続部３２には例えば第７図ないし第９図
について既に説明したガス放出形検温素子のうち、開封
温度（監視温度）が幾分具なる２種類の検温素子例えば
１および１１が密着配置されている。また、４１Ａおよ
び４１Ｂは筐体３１の上部に配された放出ガスの検知器
であシ、検温素子１および１１から放出される組成の異
なる放出ガスをそれぞれ検知して信号を発するよう形成
されている。５０は検知器４１Ａ、４１Ｂの出力側に配
された判断図路でＴｏシ、検知器４１Ａ、４１Ｂの出力
信号はレベル比較器５１Ａ、５１Ｂに入力され、所定レ
ベルを超える出力信号がＡＮＤ回路５３およびタイマー
等からなる時間差弁別回路５５に入力される。

ＡＮＤ回路５３は検知器４１Ａ、４１Ｂの出力信号の重
な）を確認したとき次段のＡＮＤ回路５４に向けて信号
を出力する。また、時間差弁別回路５５は、検出器４１
Ａ、４１Ｂの出力信号が互いに重なる時間領域が設定時
間領域内にあるときはＡＮＤ回路５４に向けて信号を出
力し、設定時間領域内に重なシを有しない場合には、検
温素子の故障と判断して報知器５６に向けて故障信号を
出力する。

第２麿は実施例装置におけるレベル比較器の出力信号波
形図であシ、検知器４１Ａで検知可能な気体状物質を放
出する検温素子１の動作温度をＴＩとし、この動作温度
Ｔ１が検知器４１Ｂで検知可能な気体状物質を放出する
検温素子１１の動作温度Ｔｌｌ　Ｋ比べて幾分低く、か
つ母線接続部５２の温度が温度Ｔ、からＴｓｚ　Ｋ向け
て上昇するような温度異常が発生した場合を例に判断回
路の動作を説明しようとするものである。導体接続部３
２の温度がＴＩ　Ｋ到達し、検温素子１が動作して放出
される気体状物質は対流に乗って検知器４１Ａで検知さ
れ、レベル比較器５１Ａから図中曲線ｗ５１Ａで示す信
号が出力される。導体接続部３２の温度がさらに上昇し
て温度ＴＩＩＫ到達すると、検温素子１１が動作して異
なる気体状物質が放出され、検知器４１ＢＫよって検知
されてレベル比較器５１Ｂから曲線Ｗ５１Ｂで示す信号
が出力される。また、ＡＮＤ回路５３が両信号の重なシ
を確認する信号レベルをｖ１２時間差弁別回路５５のそ
れをＶ、とする。このとき、ＡＮＤ回路５３は時刻ｔ１
　　で信号Ｗ５１Ａを検知し、時刻ｔ、で信号Ｗ５１Ｂ
を検知し、時刻ｔ、ないしｔ、の時間領域で両信号の重
なシを確認するので、（ｔｌｔｇ）時間Ｈレベルとなる
信号を次段のＡＮＤ回路５４に向けて出力する。一方時
間差弁別回路５５凰時刻ｔ、で信号ｗ５１Ａを検知して
導通状態とな）、時刻ｔ４　　で遅れてレベルｖ、に到
達する信号Ｗ５１Ｂｔ−ＡＮＤ回路５４に向けて出力す
る。したがって、ＡＮＤ回路５４においては、時刻ｔ４
からｔｓ　　Ｋかけて入力信号が重なることＫなシ、母
線接続部３２において温度異常が発生したものと判断し
て報知器５６に向けて温度異常の報知を指令する信号を
出力する。時間差弁別回路５５がオン状態となる期間（
ｔ＠ｔｌ）は、検温素子１および１１の動作温度差、母
線接続部の温度上昇速度等の影響を受けて変化するが、
通常数十分から数時間の範囲に設°定することが好まし
く、検温素子１と１１との動作温度差は数℃ないし十数
℃程度に選ばれる。また、信号レベルｖ１およびＶ。

の設定レベルは、検知器４１Ａ、４１Ｂのガス検出感度
および筐体３１内における放出ガスの滞溜時間を勘案し
てＡＮＤ回路５３および時間差弁別回路５５の出力信号
の重なりが容易になる条件をｈｂ出すよう決められる。

一方、検温素子１または１１のいずれか一方が故障して
信号Ｗ５１Ａ、Ｗ５１Ｂのいずれか一方のみが出力され
た場合には、ＡＮＤ回路５５は動作せず、したがって温
度異常報知信号は出力されない。なお、時間差弁別回路
５５内に、信号Ｗ５ｊＡ、Ｗ５１Ｂの到着順が逆であっ
たシ、オン状態の期間中に信号Ｗ５１Ｂが到着しなかっ
た場合、装置の故障と判断して表示器５６に故障表示を
指令する信号を発する回路を設けるよう構成されておシ
、温度異常監視装置の故障を弁別することができる。

第３図は異なる実施例装置を示す構成図であり母線接続
部５２等の発熱部に、第８図について既に説明した開封
容器１２内に放出ガス組成の異なる発煙物質１７または
液状発ガ優体７等を封入した動作温度が互いに等しく、
放出ガス組成のみが異なる検温素子１１Ａおよび１１Ｂ
を設け、放出ガスをそれぞれ検知可能な検知器４２Ａ、
４２Ｂの出力側には、レベル比軟器５１Ａ、５１Ｂ、Ａ
ＮＤ回路５３、および報知器５６からなる判断回路５０
を設けるよう構成した点が前述の実施例と異なっている
。このように構成された温度異常監視装置においては、
所定温度で検知器５１Ａ、５１Ｂの開封容器が溶融し、
２種類の放出ガスがほとんど同時に放出されるので、こ
の２種類の放出ガスを検出器４２Ａ、４２Ｂで検知し、
レベル比較器５１Ａ、５１Ｂの出力信号の重な）をＡＮ
Ｄ回路５３で確認することにょ夛、母線接続部３２等の
温度異常を簡単な回路構成によって確度高く検知するこ
とができるとともに、検温素子１１Ａ。

１１Ｂのいずれか一方が故障し九場合には、ＡＮＤ回路
５３は動作せず、誤判断を防止することができる。

第４図は実施例装置における検温素子の他の実施例を示
す断面図であシ、取付バンド５によシ母線接続部３２等
に密着配置された密閉容器２の蓋体３側には切込形破裂
弁４が設けられ、その内部には所定の沸点を有する絶縁
性液体からなる液状発ガス体７が封入されるとともに、
低融点合金からなる開封容器１２内に発煙物質ま九は異
なる絶縁性液体６７を封入した第２の検温素子１１が封
入され、複合形のガス放出形検温素子６１が形成されて
いる。このように形成された検温素子を第１図における
検温素子１，１１０代）に母線接続部３２等に密１着配
置すれば、１個の検温素子で２種類の検温素子の機能を
兼ねさせることが可能であシ、装置の構成を簡素化でき
るとともに、切込形破裂弁４の故障によシ監視温度以下
で気化した絶縁性液体７が放出されても、第２の検温素
子１１は動作せず、したがって誤判断をよプ確実に防止
できる利点が得られる。

第５図は実施例装置におけるさらに他の検温素子を示す
断面図であシ、第２の検温素子として受器２５中に隔離
物質２７により互いに隔離された反応物質３０．を収納
した検温素子２１を開封部４を有する容器２内に絶縁性
液体７とともに収納した複合形の検温素子７１が形成さ
れてお）、第４図に示す複合形の検温素子６１と同様な
作用効果を得る仁とができる。

第６図は実施例装置における異なる他の検温素子を示す
断面図であ夛、切込形破裂弁４Ａ、４Ｂをそれぞれ有す
る２重容器２Ａ、２Ｂ内には、互いに近接した沸点Ｔ□
、Ｔ、を有し、異なる気体状物質を発生する絶縁性液体
７Ａ、７Ｂが封入されてなる複合形の検温素子８１が形
成されている。

このように構成された複合形の検温素子８１の内側容器
２Ｂ内には、例えば絶縁性液体７Ｂとしてフロロカーボ
ン（Ｃｓ１′ｓ。沸点１２８℃）が、外側容器２人内に
は絶縁性液体７Ａとしてテトラクロロエチレン（Ｃｍ　
ｃ’ａ　、沸点１２１℃）がそれぞれ封入されてお）、
第１図に示す実施例装置の検温素子１，１１の代りに母
線接続部３２等の発熱部に装着したと仮定すれば、１個
の検温素子によって第２図に示す２種類の信号Ｗ５１Ａ
、Ｗ５１Ｂを出力することができ、温度異常を高い確度
で検知できるとともに、切込形破裂弁４Ａ、４Ｂのいず
れかが故障して気体状物質が放出された場合には、ＡＮ
Ｄ回路５３．５４の動作条件に対して不一致となるので
、母線接続部の温度異常と弁別報知することができる。

なお、液状発ガス体としては上記以外のフロン。

７０ロカーボン等を組合せて使用し得ることはいうまで
もないことである。

〔発明の効果〕

この発明は前述のように、筐体に収納された電気機器の
発熱部側に所定の温度領域で複数種類の気体状物質を放
出するガス放出形の検温素子を、筐体側に気体状物質そ
れぞれを検知して信号を発する検知器を設けるとともに
、複数の検知器の出力信号の重なシを検知して発熱部の
温度異常と判定し、報知信号を発する判断回路を設ける
よう構成した。その結果、異なる種類の気体状物質を放
出する複数の検温素子、あるいは複合化された検温素子
の異なる種類の放出ガスが、筐体内において互いに所定
濃度を保持して共存する状態が発生した時にのみ温度異
常と判断して報知信号が出力され、これらの条件から外
れた場合には検温素子の故障と判断して温度異常と弁別
できるので、従来装置において検温素子の故障に基づく
ガス放出を温度異常と誤認するという問題点が排除され
、温度異常を高い確度で検知できるガス放出形温度異常
監視装置を提供することができる。ことＫ。

異なる種類の気体状物質の放出温度に幾分の差を、設け
るよう構成すれば、発熱部の温度上昇速度を加味した温
度異常の監視が可能であシ、よル信頼性の高い温度異常
監視を実施できる利点が得られる。さらに、複数種類の
気体状物質を放出する複合化された検温素子を作ること
が可能であシ、′装置を簡素化し、配電盤等多数の発熱
部に対する検温素子の取付工数を低減できる利点が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

・第１図は実施例装置を示す構成図、ｌＫ２図は実施例
装置における信号波形図、第６図は異なる実施例装置を
示す構成図、第４図は実施例装置におけるさらに異なる
検温素子を示す断面図、第５図は他の検温素子を示す断
面図、第６図は異なる他の検温素子を示す断面図、第７
図は従来の検温素子を示す斜視図、第８図は従来の異な
る検温素子を示す断面図、第９図は従来めさらに異なる
検温素子を示す断面図である。 １．１１，２１，６１，７１，８１・・・検温素子、４
１Ａ、４１Ｂ、４２Ａ、４２Ｂ・・・検知器、５０・・
・判断回路、５５・・・時間差弁別回路、３１・・・筐
倣３２・・・母線接続部（発熱部）、７，７Ａ、７Ｂ・
・・液状発ガス体（絶縁性液体）、１７．６７・・・発
煙物質、４．４Ａ　、４Ｂ・・・切込形破裂弁（解封部
入１２・・・解封容器、２６．２７・・・隔離物質、２
Ａ。 ２Ｂ・・・二重容器。 第１図 第２図 第ｓｒＩ！Ｊ 互 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）筐体内に収納された電気機器の発熱部に密接して配
   され、その温度異常を感知して複数種類の気体状物質を
   放出する検温素子と、前記複数種類の気体状物質をそれ
   ぞれ検知して信号を発する検知器と、この検知器の出力
   信号が所定の時間領域で重なったとき前記発熱部に温度
   異常が生じたものと判断して報知信号を発する判断回路
   とを備えたことを特徴とするガス放出形温度異常監視装
   置。 ２）特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、検温素
   子が温度異常を感知して沸騰する液状発ガス体、および
   前記温度異常を検知して開封する隔離物質に埋設された
   発煙物質からなり、前記沸騰による圧力上昇により動作
   する解封部を有する密閉容器に収納されてなることを特
   徴とするガス放出形温度異常監視装置。 ３）特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、検温素
   子がそれぞれ機械的解封部を有する二重容器と、容器そ
   れぞれに封入され組成および沸点の異なる液状発ガス体
   とからなることを特徴とするガス放出形温度異常監視装
   置。