JPS63318034A - 真空開閉装置の真空劣化検出装置 - 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〕 本発明は、運転状態において真空しゃ断器または真空開
閉器等の真空開閉装置の真空劣化を自動的に検出するに
好適な真空開閉装置の真空劣化検出装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、真空しゃ断器等の真空バルブの真空劣化を検出す
る方法として、実開昭５０−９２８５９号公報に記載さ
れているように、３相真空しゃ断器の負荷側の高電圧充
電部位に、コンデンサまたは抵抗とコンデンサの直列回
路をスター接続し、その中性点を大地に接続し、真空し
ゃ断器を開極させた状態で、その中性点接地回路へ流れ
る電流を検出することにより、真空劣化を検出する方法
が知られている。

すなわち、真空が劣化すると、開極された電極間に通常
の系統電圧に応じた漏れ電流が流れ、３相のうち１相ま
たは２相のみの真空が劣化した場合には、上記漏れ電流
が３相間で不平衝となり、上記中性点接地回路に電流が
流れることになる。

したがって、この電流を検出すれば、真空しゃ断器の真
空バルブの１相または２相分の真空が劣化したことを検
出することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来技術は、真空しゃ断器が開極状
態の系統の休止状態のときでなければ真空劣化を検出す
ることができないという問題がある。したがって、通常
、真空しゃ断器等の真空開閉装置は、長期にわたって、
連続運転される場合が多いことから、実質的に真空劣化
についての管理をすることができないのである。

また、真空しゃ断器を休止状態にして劣化検出をする場
合にあっても、一般に真空しゃ断器等は配電盤に内蔵さ
れており、休止する場合には、真空しゃ断器を開路状態
にしたのち、配電盤の断路位置まで引き出し、真空しゃ
断器の電極間に電圧が印加されない状態で保管されるた
め、系統電圧および系統の接地系を利用する上記従来技
術によっては、真空劣化を検出することは困難である。

なお、真空しゃ断器を配電盤内の運転位置に挿入して電
極間に回路電圧を印加する状態にすれば、上記従来技術
によっても真空劣化を検出することは可能となるが、一
定の限られた範囲の劣化しか検出することができない。

このことを、第３図に基づいて説明する。第３図は、７
．２ＫＶ級の真空しゃ断器（電極間隙約８ミリ）の真空
圧力を放電開始電圧の関係（パッシェンのカーブ）を示
す一例である。同図の放電カーブかられかるように、回
路電圧６．６ＫＶ　の相電圧波高値５．４ＫＶ（６，６
に■×２１５）が印加されたときに、開極電極間に放電
が生じるのは、真空圧力が０．０５〜８０Ｔｏｒｒの範
囲に限られ、それよりも高い真空圧力又は低いときには
極間放電が生じないので、真空劣化を検出することが不
可能である。通常、真空しゃ断器を正常に使用できる真
空圧力の範囲は、５　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ以下の圧力
であり、一方真空しゃ断器が機械的衝撃等によって真空
が硬壊された場合には、−瞬のうちに大気圧となる。し
たがって、大気圧における真空劣化を検出することがで
きない従来の技術によれば、確率的に非常に少ない真空
劣化状態しか検出することができないのである。

本発明の目的は、上記従来の問題点を解決すること、言
い換えれば、運転状態において随時検出可能とするとと
もに、真空劣化の程度の広い範囲（使用不能範囲の全域
）にわたって検出可能な真空開閉装置の真空劣化検出装
置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するため、与えられる指令に
基づいて運転状態にある真空開閉装置は一定時間開極さ
せる開閉信号を出力する検出制御装置と、前記真空開閉
装置の電極間に流れる電流を検出する電流検出装置と、
前記真空開閉装置が一定時間開極されている間の前記検
出電流の変化に基づいて当該真空開閉装置の真空劣化を
検出する真空劣化判定装置と、を含んでなる真空開閉装
置の真空劣化検出装置としたことにある。

〔作用〕

すなわち、本発明は、真空開閉装置を運転状態において
開極すると、真空が劣化していない健全なものは、１サ
イクル（５０サイクルの場合で、２０　ｍ５ｅｃ）以下
で負荷電流がしゃ断されるが、真空劣化したものは、電
流しゃ断されずにアークが継続するという現象に鑑みな
されたものである。

したがって、１サイクル以上開極された電極間に電流が
継続して流れたことを検出することにより、真空開閉装
置の真空バルブの劣化を検出することができるのである
。

つまり、上記構成を有する本発明によれば、例えば定期
的に真空劣化を検出すべく検出制御装置に手動または自
動的に指令を与えると、同装置が動作して真空開閉装置
を一定時間開極させる。なお、この一定時間は上記１サ
イクル以上で、かつあとで述べる電流検出に必要な時間
を考慮して設定するものであり、長くても１秒あれば十
分である。

真空開閉装置が開極された結果、それまで流れていた負
荷電流はしゃ断されることになるが、このときの電流変
化は、上述したように、健全なものと真空劣化したもの
とでは、異なった変化となる。この変化の相違を真空劣
化判定装置により判定することにより、真空劣化した真
空開閉装置を検出できることになる。なお、この劣化判
定規準としては、電流変化のパターン認識による他、上
記１サイクル経過後の電流がある規準値以上か否かによ
り判定する方法などが適用できる。

なお、真空開閉装置を一定時間開極するためにその時間
負荷への電力供給がしゃ断されることになるが、上述し
たように１秒以上の短時間であることから、多くの負荷
に支障を与えるおそれはない。また、真空開閉装置が真
空劣化していたとしく７） ても、短時間のうちに再閉路されるため、アークエネル
ギーの発生は少なく、真空開閉装置を損傷するおそれは
ない。逆に、検出された真空劣化した真空開閉装置の開
路動作を鎖錠し、上位のしゃ断装置をしゃ断したのち、
当該開閉装置の修理を行うことができ、重大事故への進
展を防止することが可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

第１図に、本発明の好適な一実施例の構成図を示す。本
実施例は、３相電力系統の真空しゃ断器に適用した例で
ある。図示のように、真空しゃ断器１の負荷側充電部位
に検電碍子２の一端をそれぞれ接続して他端を共通（中
性点）にスター接続し、その中性点を抵抗３を介して大
地へ接続し、真空しゃ断器１の各相の電極間に流れる電
流を検出する電流検出装置が形成されている。その中性
点接地回路に流れる電流は、抵抗３の両端電圧を入力と
する増幅器４により検出されるようになっている。増幅
器４は、前記電流ｉが内部に設定さく８） れでいる一定規型値ｉｓ以上のときに出力信号を出すよ
うに形成されており、この出力により警報接点５を作動
させて警報表示を行うようになっている。また、増幅器
４の制御電源回路（１００ボルト）にはスイッチ７が挿
入されており、このスイッチ７は、検出制御装置６によ
り駆動されるようになっている。

検出制御装置６は、第２図に示すように、検出指令入力
器１０、引外しタイマ１１、投入タイマ１２、劣化検出
タイマ１３から構成されている。

検出指令入力器１０は、真空劣化検出の指令を入力する
ものであり、手動または一定の周期で検出指令を出力す
るように構成されている。各タイマ１１．１２．１３は
、入力される検出指令信号により駆動されるようになっ
ており、引外しタイマ１１は、検出指令信号が入力され
た時点ｔｏに同期して、パルス状態の開極指令を真空し
ゃ断器１の引外しコイル（５２Ｔ）回路へ出力するよう
になっている。投入タイマ１２は、検出指令信号が入力
されてからｔ８時間経過後、パルス状の投入信号を真空
しゃ断器１の投入コイル（５２Ｃ）回路へ出力するよう
になっている。劣化検出タイマ１３は、検出指令信号入
力後ｔ１時間経過からｔ２時間経過するまでの間、スイ
ッチ７にオン指令信号を出力するようになっている。

このように構成される実施例の動作について、次に説明
する。なお、真空しゃ断器１は運転状態にあり、閉路さ
れているものとする。

真空しゃ断器１が閉路状態にある通常の運転状態におい
て、系統に不平衝負荷が流れた場合には、その不平衝電
流が抵抗３に流れ、増幅器４を介して警報接点５を誤動
作させることがあるため、真空劣化を検出しないときに
は、スイッチ７はオフ状態にしておく。そして、真空劣
化を検出する必要があるときは、検出指令入力器１０乞
操作して検出指令信号を検出制御装置６に与える。これ
によって、引外しタイマ１１からのパルス状の開極指令
信号が出力され、真空しゃ断器１が開極される。その後
ｔ３時間経過後に、投入タイマ１２からパルス状の投入
指令信号が出力され、これにより真空しゃ断器１は再び
閉路されることになる。

すなわち、真空しゃ断器１は、ｔ３時間開極されたのち
閉路されることになる。一方、劣化検出タイマ１３から
は、検出指令信号が入力されたのちｔ１時間経過後にス
イッチ７のオン指令が出力され、ｔ３時間よりも短かい
ｔ２時間後に再びオフする信号を出力する。

ここで、設定時間ｔ１は真空しゃ断器１の開極時のサー
ジ電圧による誤検出を防止するための時間であり、健全
な真空しゃ断器であれば、しゃ断が完全に終了する１サ
イクル経過後に増幅器４が作動するように設定する。例
えば、５０サイクルの系統では、開極後２０ｍ５ｅｃで
しゃ断が完了するので、余裕をみて例えばｔ　ｓ＝　３
０　ｍ５ｅｃに設定する。したがって、増幅器４による
真空劣化検出動作は、開極ｔｉ時間経過後に開始され、
ｔ２時間経過後に終了される。この増幅器４の動作時に
おいて、例えば真空しゃ断器１のＡ相の真空バルブが劣
化していたとすると、Ｂ、Ｃ相にかかる電流がしゃ断さ
れたあとでも、Ａ相の電極を通して抵抗３へ地絡電流ｉ
が流れる。この電流ｉは、増幅器４によって、予め設定
された一定規準値］Ｓと比較され、ｊ≧ｉｓの場合に真
空劣化を判定して、警報接点５に出力信号を出し、これ
によって真空劣化警報を出す。

また、真空しゃ断器１の再投入時のサージ電圧による誤
動作を防止するため、投入指令のパルス信号が出される
ｔ３時よりも前にスイッチ７をオフにして、増幅器４の
動作を停止させる。すなわち、ｔｚ＜１；＋に設定する
。

」二連したように、本実施例によれば、検出制御装置６
により一定時間真空しゃ断器１を開極し、その開極時に
電極間に流れるしゃ断電流を変化に基づいて、真空劣化
を検出するようにしていることから、また、その開極時
間も１秒以下の短かい時間でよいことから、運転状態に
おいても随時真空しゃ断器の真空劣化を検出することが
できるという効果がある。

また、本実施例によれば、真空が劣化している場合には
しゃ断電流のアーク又はグロー放電が持続し、しゃ断完
了時間が長くなるという原理に基づいて真空劣化を検出
していることから、大気圧を含めた広い範囲にわたって
の真空劣化を検出することが可能となる。

また、しゃ断器開極１サイクル経過後に検出動作を開始
し、しゃ断器再投入前に停止するようにしていることか
ら、しゃ断器開閉に伴うサージ電圧による誤検出を防止
することができるという効果がある。

なお、上記実施例においては、電流回路を検電碍子２を
用いてスター接続した中性点接地回路としたものについ
て説明したが、本発明はこれに限られろものではなく、
真空開閉装置の各相の負荷側充電部位をコンデンサを含
む回路により接地し、電源側系統の浮遊静電容量を介し
てなる接地ループを形成し、各相ごとに接地電流を検出
するようにしても同一の効果を得ることができる。

また、本発明は、３相の真空開閉装置に限られるもので
はなく、単相のものにも適用することが可能である。

なお、真空開閉装置を開極する一定時間真空は、サージ
電圧などの影響を考慮して、かつ増幅器４における検出
動作に必要な時間に基づいて最小時間に設定することが
望ましいことは、言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、系統の運転状態
においても、真空劣化を随時検出可能とすることができ
、また真空劣化の程度の広い範囲（使用不能範囲の全域
）にわたって検出可能とすることができるという効果が
ある。この結果、万一真空しゃ断器運転中に真空劣化を
検出したときは、上位のしゃ断器をしゃ断して、当該し
ゃ断器の修理をすることが可能となり、真空劣化による
しゃ断不能または損傷等の重大事故への進展を未然に防
止することができ、配電系統の信頼性を大幅に向上する
ことにつながる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は第１図図
示実施例の要部詳細図、第３図は本発明を説明するため
の真空圧力と放電開始電圧の関係を示す線図である。 １・・・真空しゃ断器、２・・・検電碍子、３・・・抵
抗、４・・・増幅器、５・・・警報表示接点、６・・・
検出制御装置、７・・・スイッチ、１０・・・検出指令
入力器、１１゜１２．１３・・タイマ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、与えられる指令に基づいて運転状態にある真空開閉
   装置を一定時間開極させる開閉信号を出力する検出制御
   装置と、 前記真空開閉装置の電極間に流れる電流を検出する電流
   検出装置と、 前記真空開閉装置が一定時間開極されている間の前記検
   出電流の変化に基づいて当該真空開閉装置の真空劣化を
   検出する真空劣化判定装置と、 を含んでなる真空開閉装置の真空劣化検出装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の発明において、前記電
   流検出装置は、前記真空開閉装置の負荷側充電部をコン
   デンサ、又は非直線抵抗を含む回路を介して接地し、こ
   の接地回路に流れる電流を検出する構成としたことを特
   徴とする真空劣化検出装置。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項記載の発明にお
   いて、前記真空劣化判定装置は、前記真空開閉装置の開
   極開始後少なくとも１サイクル経過後の前記検出電流値
   が予め設定された判定規準値以上であることにより真空
   劣化を判定するものとしたことを特徴とする真空劣化検
   出装置。