JPS63302339A - 衝撃圧力検出器 - 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、圧力容器、例えば変圧器あるいはガス絶縁
複合開閉装置における故障検出に用いられる衝撃圧力検
出器に関し、特に、変圧器の内部故障の際の急激なガス
圧上昇をベローズの変動により検出する衝撃圧力検出器
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、例えば油入変圧器の内部における絶縁不良や短絡
などの故障によって発生するガスや油の蒸気による、変
圧器内の急激な圧力の上昇を検出する変圧器の故障検出
器は、プツフホルツ継電器として既に知られているが、
ガス圧の変化によるフロートの動き、あるいは二次的な
変化である油の流れをフロートで検出するものであって
、微小で急激な圧力変化に対応が困難で、急速なしゃ断
を行なえるものではなかった。そこで、第２図に示すよ
うな衝撃圧力検出器も既に提案されている。

すなわち、同図において、（１）は圧力容器、（２）は
配管、（３）は、配管（２）に衝撃圧力検出器（２００
）を接続するためのフランジである。衝撃圧力検出器（
２００）は、ベローズ（４）と、支柱（１０２）に一端
を固定された補助バネ（１０１’ｌで付勢されているテ
コ（１０６）と、通常のマイクロスイッチ（１０４）と
そのリード線（１０５）とから構成されている。

なお、（１０３）はテコ（１０６）の支点であり、（３
００）は緩慢な圧力変動を均衡させるためのイ；ライザ
ーであって、細孔として構成されている。

通常のマイクロスイッチは、スイッチ片と接点片が間隔
を置いて対向し、スイッチ片がその弾力以上の外力によ
って接点片に接触させられた時に、オン状態となるもの
である。

圧力容器（１）内で発生した圧力のｆｌ１７は、配管（
２）を伝播してベローズ（４）内の空間に伝わる。この
圧力の変動によってベローズ（４）の受圧面にベローズ
（４）を変位させる力Ｆが発生する。一方、ベローズ（
４）のバネ定数ｋｌ、補助バネ（１０１）のバネ定数ｋ
ｇ、およびマイクロスイッチ（１０４）のバネ定数に３
とすれば、機械振動系のバネ定数には、ｋ＝に１＋に２
＋に３で与えられる。フックの法則よりマイクロスイッ
チの変位ｉ１Ｘは、Ｘ　＝　Ｆ’／にで計算される。ベ
ローズ（４）−〇受圧面に発生した力チ（１０４）は、
オン状態となる。このオン状態を検出すれば、圧力容器
（１）内で発生した異常を検知することができるもので
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕 既に提案されている衝撃圧力検出器は、以上のように構
成されているので、マイクロスイッチ（１０４）の変位
量は、ベローズ（４）、補助バネ（１０１）および、マ
イクロスイッチ（１０４）のバネ定数に反比例すること
になり、所定の変位量を実現させるためには、比較的大
きな力Ｆが必要となる。すなわち、非常に微小な圧力変
動を検出するのは困難であり、感度よく異常が検知でき
ないという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、非常に小さな圧力変動でも感度よく検知で
き、また、検知信号に光を使用するため１機械的消耗や
、外部からの電気や電磁波または気温等に左右されない
衝撃圧力検出器を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る衝撃圧力検出器は、圧力容器内の圧力変
動により変位するベローズの変位方向とほば直角方向に
ベローズの変位を検知する光検知器を設け、この光検知
器の光信号の変化を検出するようにしたものである。

〔作　用〕

この発明における衝撃圧力検出器は、光検知器の光信号
の変化を検出するので、ベローズの変位量は、ベローズ
のバネ数ｋｌと補助バネのバネ定数に２およびベローズ
の受圧面に加えられる力によって決定され、マイクロス
イッチで検出するよりも小さい力で同じ変位量が得られ
る。

すなわち、この発明の場合、マイクロスイッチを用いな
いので、機械振動系のバネ定数には、ベローズのバネ定
数に１と補助バネのバネ定数に２により与えられ、ｋ　
＝　ｋｌ　＋　ｋｚとなる。フックの法則より、この特
待られるベローズ（４）の受圧面の変位ｆＸＮは、ＸＮ
　＝　Ｆ／　ｋｌ＋に２となる。マイクロスイッチを用
いる場合では、ベローズ（４）の受圧面の変位ｔＸＯは
、Ｘｏ　＝　Ｆ／ｋｔ十ｋｚ＋ｋｓである。ところで、
ｋ１＋に２＜ｋｔ　＋ｋｚ　＋ｋｓ　　が成立している
ことより、ＸＮ　＞　ＸＯも成立している。すなわち、
マイクロスイッチを使用しないこの発明の方が、ベロー
ズ（４）の変位量は太き（なる。大きくなる変ｋｔ＋に
２　　　　ｋｘ＋に２＋に３ Ｆ　　　　　　　　　　ｋｍ ｋｌ十に２ 位する。すなわち、得られる変位ｊｌＸＮは、ＸＮ　＝
　（１＋　−）　Ｘ。

ｋ１＋ｋ　２ となる。よって同じ力であっても、従来より変位力の検
出が容易となる。

〔実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（３）は、配・管（２）と衝撃圧力検出装
置とを接続するための７ランジであり、（４）はベロー
ズ、（５）は、ベローズ（４）にとりつけられた遮光板
である。光検知器は、発光素子検知器（７）と受光素子
検知器（８）とから成り、（６）はそれらをとりつける
ための支柱である。（９）は、光検知器（７＞　（８）
へ光信号信号を伝送する光ファイバである。（１０）は
、光検知器（７）（８）で検知された光信号を電気へ変
換する光電変換器である。（１１）は光電変換器（１０
）で電気信号となったベローズの変位を微差圧として検
出する微差圧検出器である。（１２）は光電変換器（１
０）と微差圧検出器（１１）の電源である。

（１０１）は、一端を支持柱（１０２）Ｋ固定された補
助バネであり、補助バネ（１０１）の他端は、テコ（１
０６）の後端に結着され、テコ（１０６）は、支点（１
０３）を介して、付勢されている補助バネ（１０１）の
力で、ベローズ（４）を押圧している。

なお、（３００）はイコライザーであり、緩慢な圧力変
動を均衡させ℃いる。

ベローズ（４）の受圧面に遮光板（５）が設けられてい
るので、変圧器内にガスが発生して圧力容器（１）内の
圧力が急激に上昇すると、ベローズ（４）が変位し、遮
光板（５）が同様に移動する。このとき設置されている
発光素子検知器（７）から発光した光は遮光板（５）に
よって遮断され、受光素子検知器（８）で遮断されたこ
とが検知される。検知された光信号は光ファイバ（９）
内を伝わり、光電変換器（１０）で電気信号に変換され
て微差圧検出器（１１）で検出される。

この検出された信号に基づいて変圧器などへの通電を遮
断するのは、従来と同様である。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によればベローズの移動方向と
ほぼ直角方向にベローズの変位を検知する非接触の光検
知器を設けたため、ベローズの変位量が、従来より大き
くなり、急激な微小圧力の変参の検出が精度よく行える
ようになった。したがって、変圧器などにおける大きな
事故は未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す断面図、第２図は
、既提案の衝撃圧力検出器を示す断面図である。 （４）はベローズ、（５）は遮光板、（７）は発光素子
検知器、（８）は受光素子検知器、（９）は光ファイバ
、（１ｏ）は光電変換器、（１１）は微差圧検出器であ
る。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 手続補正書 昭和６２年１０月２１日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧力容器内の圧力で変動するベローズと、ベローズの変
   位方向と直角方向でベローズの変位を検知する光検知器
   と、この光検知器の光信号の変化を検出する手段とから
   成る衝撃圧力検出器。