JPS6340873A - ガス絶縁電器の故障検出装置 - 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】 【発明の属する技術分野】

この発明は、絶縁性ガスが封入された金属容器内に主導
電部が絶縁支持されるとともに該容器が主導電部に沿う
複数個のガス室に区分され、隣接するガス室が外部配管
を介して相互に連結されたガス絶縁電器の前記ガス室中
に生じたアーク故障を検出する装置に関する。

【従来技術とその問題点】

近年、ＳＦ、ガスなどの絶縁性ガスが封入された金属容
器内に母線や開閉機器を収容したいわゆるガス絶縁開閉
装置が広く使用され、６０ｋＶ以上の開閉装置の主流を
なしている。また変電所用地の節減のため、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ている。さらに、変圧
器の分野においても、高圧側電圧が６０ｋｖ級の配電用
変圧器において、絶縁油の代わりにＳＦ、ガスを使用す
るガス絶縁変圧器も運転を開始している。 これらのガス絶縁電気は絶縁媒質として不活性の絶縁性
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、信鯨製は極めて高いも
のであるが、容器内のシール劣化によるガス漏れや、そ
れに伴う絶縁劣化による万一の容器内の地絡事故や短絡
事故などの内部事故の際に、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、容器は第９図の例に
示されるように絶縁スペーサにより複数個のガス室に区
分されている０図において１はガス絶縁開閉装置であっ
て、２がガス室を区分する絶縁スペーサである。３は母
線を収容したガス室、４と６は断路器と接地開閉器と収
容したガス室、５は遮断器を収容したガス室、７は地中
ケーブルとの接続部を収容したガス室である。第１０図
に上記第９図に対応した主回路の構成と絶縁スペーサの
位置とを示す。 このようにして絶縁スペーサにより複数個のガス室に区
分されたガス絶縁開閉装置においては、各ガス室の圧力
を監視しあるいは異常圧力を警報するのに、通常、遮断
器３相分のガス室に対して圧力計と圧カスインチとをそ
れぞれ１個、遮断器を収容したガス室以外のすべてのガ
ス室に対して共通に圧力計と圧カスインチとをそれぞれ
１個配し、遮断器を収容したガス室の圧力と、遮断器以
外の機器やケーブル接続部を収容したガス室の圧力とを
それぞれ全体として一括監視、警報するようにしている
。従ってこれらのガス室のいずれかにガス漏れが発生し
、地絡事故や短絡事故が発生してそのガス室のガス圧が
異常に減少したり上昇したりしても、圧力計の指示や圧
力スイッチの警報から、どのガス室に故障が発生したか
を知ることは、アークによって容器に孔があくなど、外
部から目視できる痕跡が残らないかぎり困難であって、
故障が発生したガス室を発見しこれを修復するまでに多
大な時間と労力とを要するという欠点があった。この欠
点を除去するため、それぞれのガス室を形成する容器か
ら異常圧力を検出するための配管を導出し、この配管の
他端にガス圧力によって動作する簡易構造の圧力スイッ
チを設けたり、故障時に発生するアークの光、音、振動
などを検出する方式などが行なわれていたが、この方式
であると各ガス室毎に検出装置を取り付けるための孔あ
け加工を行なう必要があり、また各ガス室が大形である
ことも手伝って製作上の繁雑さを免れず、段取り時間を
含む加工費が他の部の加工費と比べて無視できないとい
う欠点があった。 この欠点を補うため、それぞれ大きさや形状の異なる大
形のガス室容器に対して機械加工を必要としない方法と
して、共通の形状と大きさに作られることの多い絶縁ス
ペーサに機械加工を施し、その加工部位に検出装置を装
着する方法が同一出願人により提案されている　（実開
昭６０−１４７９２１号）。 この方法は、絶縁スペーサを介して互いに結合される２
つのガス室に連通ずる貫通孔を該スペーサに設け、この
貫通孔中に前記両ガス室の圧力差によって作動する差圧
弁を配して圧力が高い方のガス室を選択せしめるととも
に、この貫通孔から大気に通じる細孔を設けて咳細孔に
圧力センサを配し、前記圧力が高い方のガス室の圧力を
検出することにより、故障アークが生じているガス室を
特定しようとするものである。すなわち、第１１図に示
されるように、主回路導体４２を密に挿通せしめる金属
製スリーブ４５ａ　と、この導体４２をガス室容器４０
．４１の中央部に支承するための円板状絶縁支承部４５
ｂと、この絶縁支承部４５ｂを取り巻く金属枠体４５ａ
とが一体成形されてなる絶縁スペーサ４５の前記金属枠
体４５ａに軸方向の貫通孔４６を差圧室として設け、こ
こに球状の差圧弁４３を配するとともに通気口４７ａを
備えた通気栓４７を差圧室の両側に挿入し、ガス室容器
４０と４１との間に圧力差が生じたとき、高い方の圧力
によって差圧弁４３を圧力の低いガス室側へ移動せしめ
て高い方の圧力を細孔４Ｂに導き、大気に通ずる該細孔
途中に設けられた圧力センサ４９により圧力が高い方の
ガス室の圧力を検出するとともに、この圧力をこのガス
室の他方端側でも同様にして検出することにより、両正
カセンサの間にあるガス室を故障アークを生じているガ
ス室として特定しようとするものである。 このようにして故障アークを生じているガス室を特定す
れば、従来のように、大形であってかつそれぞれ形状１
寸法の異なるガス室容器への機械加工の必要がなくなり
、製作上の繁雑さがら免れかつガス絶縁？ｌｔ器の加工
費の低減も可能になるが、圧力センサから出力される電
気４ｇ号は極めて微弱であり、一方、ガス絶縁電器が設
置される環境は通常高電圧、大電流が取り扱われる変電
所構内であるから、出力された電気信号の伝送系や増幅
。 記録系などが電＆１１誘導または静電誘導の影響を受け
やすく、しかも、これらの影響を遮断するためには高度
の遮蔽技術を必要とするという問題があった。また、絶
縁スペーサはガス室容器に比べれば小形であるが、それ
でもなお人の手では通常運搬困難な程度に重量物であり
、より簡易な検出系の形成が望まれていた。

【発明の目的】

この発明は、上述のような問題を除去し、検出結果の信
頬性が高くかつ検出系の形成がよりＮ易に行なわれうる
故障検出装置を提供することを目・　　的とする。

【発明の要点】

この発明は、絶縁性ガスが封入された金属容器内に主導
電部が絶縁支持されるとともに該容器が主導電部に沿う
複数個のガス室に区分され、隣接するガス室が外部配管
を介して相互に連結されたガス絶縁電器の前記ガス室中
に生じたア・−り故障を検出する装πとして、前記外部
配管の途中に筒状の絶縁容器を挿入して該配管が引き出
されたそれぞれのガス室に連通せしめ、この容器内に、
前記両ガス室の圧力が等しい無差圧状態では定位置に保
持され、差圧が生じたときに軸方向に移動する金属製の
差圧弁と、この差圧弁の移動時にこの弁によって橋絡さ
れる電気接点とを備えたものとし、この接点が橋絡され
たときに、流れる電流を、ガス絶縁電器が設置された環
境における電磁誘導や静電誘導のもとて誤検出を生ずる
ことのない大きさとなしうるようにして、この電流から
前記差圧弁の移動を検出し、これによりアーク故障を生
じているガス室を特定するようにして、前記の目的を達
成しようとするものである。

【発明の実施例】

第１図に本発明に基づいて構成される故障検出装置の第
１の実施例を示す、この実施例は、検出装置を、ｌ！成
する絶縁容器が水平に設置される場合の構成例を示す、
ガス絶縁電器のガス室を相互に連結する外部配管の途中
に挿入される筒状の絶縁容器１５の中央部には、底面が
両側から中央に向かって凹状に傾斜した差圧室２２が形
成され、この差圧室内に金属製の球状差圧弁２１が配さ
れている。 この差圧弁２１は、絶縁容器の両側にスリーブ１６ｂと
押しねじ１６ａとを用いて取り付けられた配管１２゜１
３を介して導入されるガス圧が互いに等しい常時の状態
では、差圧室中央の凹部に保持されてｖＡ縁状態に維持
されている。またこの差圧室の両側は内側へ向かって円
錐状のテーパ面に形成され、ここに同一テーバ面を有し
それぞれ引出しリード１９ａ。 １９ｂおよび２０ａ、２０ｂを備えた接触片１７ａ、１
７ｂおよび１８ａ、　１８ｂが直径方向にそれぞれ対向
して埋め込まれている。この絶縁容器１５の製作は、実
際には、たとえば１点１＆ＩＡに沿って２分割された部
分容器をまず製作し、球状の差圧弁２１を一方の部分容
器に入れた後、双方を互いに嵌め合わせて形成する。 このように構成された故障検出装置において、たとえば
配管１２を介して導入されたガス圧が配管１３を介して
導入されたガス圧よりも高くなると、空気口２３を介し
て差圧室２２内に右方から左方へ向かうガスの流れを生
じ、差圧弁２１はこの流れに押されて左方へ移動する。 差圧室の左方端部にはテーパ面を有する接触片１７ａ、
１７ｂが対向して配設されているから、これらの接触片
によって形成される電気接点１７が橋絡され、第２図に
示すように、電源２６−接触片１７ａ−差圧弁２１−接
触片１７ｂ−警報発振器２４からなる閉回路が形成され
る。また、同時に、球状差圧弁２１は、円錐状テーバ面
でガス流を閉止するから、配管１２側のガス圧が配管１
３側よりも高い間は前記閉回路の形成が持続される。 このような差圧弁の動作と、警報回路における閉回路の
形成との対応関係を第３図ないし第６図に示す、ここで
Ｐ、はガス室の正常時の圧力、ΔＰは配管１２側と１３
側との圧力差である。ここで、警報発振器２４．２５の
動作電流は、発振器の種類や大きさにより任意に選択す
ることができるから、この電流を１．−、ダス絶縁電器
が設置された環境におけるｆｉｔ磁Ｆ　ｊ５などの影響
による誤検出を避けるに十分な大きさに選ぶことにより
、検出結果の借問性を著しく向上させることができる。 第７図は本発明の第２の実施例を示す、この実施例は、
検出装置を構成する絶縁容器が垂直配置となる場合の構
成例を示す、絶縁体３７ａと両端部の金具３７ｂとが一
体成形されてなる絶縁容器３７内には、差圧弁３２が上
下両端部にそれぞれ１側扉されるとともに、両差圧弁の
間に絶縁棒３５を介して圧縮ばね３６が介装され、差圧
弁を絶縁間隔片３１に軽く押し付けている。絶縁間隔片
３１は中央に貫通孔が設けられた分厚い絶縁板からなり
、その一方の端面に溝が切られて、差圧室４０内へのガ
スの導入路を形成する。 このように構成された故障検出装置において、たとえば
配管１２を介して導入されたガス圧が配管１３を介して
導入されたガス圧よりも高くなると、絶縁棒３５と絶縁
体３７ａとの間には十分大きい空隙が形成されているか
ら、上方の絶縁間隔片３１を介して差圧室４０内を下方
へ向かう流れを生じ、差圧弁３２はこの流れに押されて
下方へ駆動されろ。この際圧縮ばね３６は絶縁棒３５を
介して圧縮されるが、圧縮ばね３６は差圧弁３２と絶縁
棒３５のｆｆ１士を辛うじて支える程度の力しか持って
いないから、圧縮ばねが差圧弁の移動を妨げるようなこ
とは全くなく、わずかの差圧により電気接点３４が橋絡
され、配管１２が引き出されたガス室が故障アークを生
じているガス室として特定される。なお、この実施例に
よる故障検出装置は絶縁容器が水平に設置される場合に
も適用が可能である。 第８図は、第１図の実施例による故障検出装置１４を、
隣接するガス室９．１０に連結したときの状況を示す、
２つの配管１２．１３に分断された外部配管は、元来、
絶縁性ガスをガス室に充填したり、充填されたガスを排
出したりする際のガスの流路を形成しており、本発明の
ように、外部配管の途中に故障検出装置を挿入するとガ
スの通路面積が小さくなり、ガスの充、排気に時間がか
かるようになる。したがって、本発明の適用に当たって
は、故障検出−装置にバイパスを設け、このバイパスに
閉止弁を設けて、ガスを充、排気する際には閉止弁を開
放し、充、排気後再び閉止するようにするのが望ましい
。

【発明の効果】

以上に述べたように、本発明によれば、隣接するガス室
を連結している外部配管の途中に単体として形成された
故障検出装置を挿入するようにしたので、大形にして形
状１寸法がそれぞれ異なるガス室や重量物であるｗＡａ
スペーサへの機械加工が必要なくなり、操作の繁雑さか
ら免れかつガス絶縁電器の加工費の低減が可能になると
ともに、この検出装置を、前記配管からガス圧が供給さ
れる筒状の絶縁容器と、この容器内に配され前記両ガス
室の圧力が等しい無差圧状態で定位置に保持されるとと
もに差圧が生じたときに軸方向に移動する金属製の差圧
弁と、この差圧弁の移動時に橋絡される電気接点とを用
いて構成した９で、電気接点の橋絡時に該接点を流れる
電流の大きさを、この電流によりて作動する警報発振器
の種類や大きさにより幅広く選択することができ、ガス
絶縁電器が設置された環境における電磁誘導などの影響
による誤検出を避けて、信顧性の著しく高い検出結果を
得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例による故障検出装置の縦
断面図、第２図は第１図の故障検出装置によって作動す
る警報回路図、第３〜６図は第１図の故障検出装置にお
ける差圧弁の動作と警報回路の動作との対応関係を示す
ものであって、第３゜５図は差圧弁の移動方向を示す説
明断面図、第４゜６図はそれぞれ差圧弁の移動方向に対
応して動作する警報発振器を示す警報回路図である。第
７図は本発明の第２の実施例による故障検出装置の縦断
面図、第８図は第１図の故障検出装置を、隣接するガス
室を連結する外部配管の途中に挿入したときの状況を示
す説明図、第９図はガス絶縁電器の１例として示すガス
絶縁開閉装置の構成を示す外形図、第１０図は第９図の
構成に対応するガス絶縁開閉装置の主回路構成図、第１
１図は絶縁スペーサを用いて構成された。従来の故障検
出装置の構造例を示す縦断面図である。 ３．　４．　５．　６．　７．　ｌｌａ、　ｌｌｂ：ガ
ス室、８゜４２：主回路導体（主導電部）　、１２．１
３・外部配管、１４．２９＝故障検出装置、１５．３７
：絶縁容器、１７゜１８、３４．３９：電気接点、２１
．３２．４３＝差圧弁。 第１図 第２図 第７図 １０ｊ９ ／　　　　　　　　ｉ’　　　　　　　１第８図 第９図 蒙 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）絶縁性ガスが封入された金属容器内に主導電部が絶
   縁支持されるとともに該容器が主導電部に沿う複数個の
   ガス室に区分され、隣接するガス室が外部配管を介して
   相互に連結されたガス絶縁電器の前記ガス室中に生じた
   アーク故障を検出する装置であって、前記外部配管の途
   中に挿入され該配管が引き出されたそれぞれのガス室に
   連通する筒状の絶縁容器内に、前記両ガス室の圧力が等
   しい無差圧状態において定位置に保持され、差圧が生じ
   たときに軸方向に移動する金属製の差圧弁と、この差圧
   弁の移動時に該弁によって橋絡される電気接点とを備え
   、この電気接点の橋絡を検出することによりアーク故障
   が生じたガス室を特定することを特徴とするガス絶縁電
   器の故障検出装置。