JPWO2013057925A1 - Electrical equipment condition monitoring device - Google Patents
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Abstract
この発明は、金属閉鎖形スイッチギヤの高電圧主回路充電部の温度及び塵埃の付着状態を常時監視するための取付けや取外しを容易にするために、通電を行う導体33の周囲に配設された第1のコア21及び第2のコア22と、前記第2のコア22の一部に巻回され前記導体33の通電により誘導電圧を発生するコイル3と、前記導体33の温度を計測する温度センサ6と、設置部の塵芥の付着量を計測する塵芥センサ9と、前記温度センサ6及び前記塵芥センサ9の計測結果を外部に送信する送信部42とを備え、第1のコア21と前記第2のコア22とが当接して導体33の周囲を囲むように配設したものである。 The present invention is arranged around a conducting conductor 33 for facilitating attachment and removal for constantly monitoring the temperature and dust adhesion state of the high voltage main circuit charging part of the metal closed type switchgear. The first core 21 and the second core 22, the coil 3 wound around a part of the second core 22 and generating an induced voltage when the conductor 33 is energized, and the temperature of the conductor 33 are measured. A temperature sensor 6; a dust sensor 9 for measuring the amount of dust attached to the installation portion; and a transmitter 42 for transmitting the measurement results of the temperature sensor 6 and the dust sensor 9 to the outside. The second core 22 is in contact with the conductor 33 so as to surround the conductor 33.
Description
本発明は金属閉鎖形スイッチギヤの高電圧主回路充電部の温度及び塵埃の付着状態を常時監視するための電気機器の状態監視装置に関する。 The present invention relates to a state monitoring device for electrical equipment for constantly monitoring the temperature of a high-voltage main circuit charging part of a metal closed switchgear and the adhesion state of dust.
金属閉鎖形スイッチギヤは、一般的に筐体の内部に真空遮断器、主母線、計器用変流器、外線ケーブル等を収納し、母線から真空遮断器、計器用変流器、外線ケーブルを介して負荷に電力を供給する構成である。
真空遮断器は一般的に引出形が用いられ、真空遮断器に車輪が設けられている。筐体内に配置されている固定枠の一次側及び二次側端子と接触子を介して電気的に接続することにより、回路を形成し、接触子が離れることで回路を断路している。また、その真空遮断器に搭載されている真空バルブ内部にある接点で主回路に流れる電流の入り切りを行っている。Generally, a metal closed switchgear houses a vacuum circuit breaker, main bus, current transformer, external cable, etc. inside the housing, and the vacuum circuit breaker, current transformer, external cable from the bus. It is the structure which supplies electric power to load via.
The vacuum circuit breaker is generally a drawer type, and the vacuum circuit breaker is provided with wheels. A circuit is formed by electrically connecting the primary and secondary terminals of the fixed frame arranged in the housing via the contact, and the circuit is disconnected when the contact is separated. In addition, the current flowing in the main circuit is switched on and off at a contact point inside the vacuum valve mounted on the vacuum circuit breaker.
真空遮断器では、上記のように端子と接触子が接続と解離を繰り返すので、接触部にはグリスが塗布されている。真空遮断器を長期間使用している間に、埃や砂塵などが接触部に付着または混入し、またグリスに含まれる油脂分が蒸発乾燥して固着状態になり、接触部が高抵抗となって発熱する。この状態のまま放置すると、異常加熱により絶縁物の焼損にまで至る恐れが有る。
これに対して、一般的には、メンテナンスを定期的に実施して、清掃及び注油することで上記に対する対策を行っている。しかし、接触部の異常を確実に取り除くことができたかどうかは定量的に示すことができないため、確実に焼損を防止出来る保証が無い。また金属閉鎖形スイッチギヤは、内部に高圧充電部を有するので、メンテナンスを実施するには、停電が必要であり、これを定期的に行おうとすると設備全体としての生産効率が低下することになる。
これを解決するために電気機器の状態監視装置としては、内部に各種のセンサを埋め込んだ絶縁物を金属閉鎖形スイッチギヤに搭載することで、センサで絶縁物の温度や部分放電による絶縁劣化などを計測し、そのデータを無線にて各種のデータを採取することで異常の確実な除去を確認出来るようにしていた(例えば、特許文献1参照)。In the vacuum circuit breaker, since the terminal and the contact are repeatedly connected and disconnected as described above, grease is applied to the contact portion. While using the vacuum circuit breaker for a long period of time, dust or sand adheres to or enters the contact area, and the oil and fat contained in the grease evaporates and dries to a fixed state, which makes the contact area highly resistant. Fever. If left in this state, there is a possibility that the insulation may burn out due to abnormal heating.
On the other hand, generally, maintenance is periodically performed, and countermeasures against the above are performed by cleaning and lubricating. However, since it is impossible to quantitatively indicate whether or not the abnormality of the contact portion has been reliably removed, there is no guarantee that burnout can be reliably prevented. Moreover, since the metal closed type switchgear has a high-voltage charging part inside, a power outage is necessary to carry out maintenance, and if this is performed regularly, the production efficiency of the entire equipment will be reduced. .
In order to solve this, the state monitoring device of electrical equipment is equipped with an insulator with various sensors embedded in a metal closed switchgear, so that the sensor temperature and insulation deterioration due to partial discharge, etc. It was made possible to confirm the reliable removal of abnormality by collecting various data wirelessly from the data (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に開示されたような従来の金属閉鎖形スイッチギヤに搭載される電気機器の状態監視装置では、センサによる各種データの採取を可能とはしていたが、絶縁物にセンサを埋め込むため既存の金属閉鎖形スイッチギヤに追加することは困難で有り、また、絶縁物内のセンサの故障等で状態監視装置を交換することも困難であった。
In the state monitoring device for electrical equipment mounted on a conventional metal closed switchgear disclosed in
この発明は上記のような問題を解決するためになされたもので、取付けや取外しが容易な電気機器の状態監視装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain an electrical equipment state monitoring apparatus that can be easily attached and detached.
この発明に係わる電気機器の状態監視装置は、通電を行う導体の周囲に配設された第1及び第2のコアと、前記第2のコアの一部に巻回され前記導体の通電により誘導電圧を発生するコイルと、前記導体の温度を計測する温度センサと、設置部の塵芥の付着量を計測する塵芥センサと、前記温度センサ及び前記塵芥センサの計測結果を外部に送信する送信部とを備え、前記第1のコアと前記第2のコアとが当接して前記導体の周囲を囲むように配設したものである。 An electrical equipment state monitoring apparatus according to the present invention includes a first core and a second core disposed around a conductor to be energized, and is guided by energization of the conductor wound around a part of the second core. A coil that generates a voltage; a temperature sensor that measures the temperature of the conductor; a dust sensor that measures the amount of dust attached to the installation part; and a transmitter that transmits measurement results of the temperature sensor and the dust sensor to the outside. And the first core and the second core are in contact with each other so as to surround the conductor.
この発明によれば、通電を行う導体の周囲に配設された第1及び第2のコアと、前記第2のコアの一部に巻回され前記導体の通電により誘導電圧を発生するコイルと、前記導体の温度を計測する温度センサと、設置部の塵芥の付着量を計測する塵芥センサと、前記温度センサ及び前記塵芥センサの計測結果を外部に送信する送信部とを備え、前記第1のコアと前記第2のコアとが当接して前記導体の周囲を囲むように配設したので、取付けや取外しが容易な電気機器の状態監視装置を得ることが出来る。 According to the present invention, the first and second cores disposed around the conductor to be energized, and the coil that is wound around a part of the second core and generates an induced voltage by energization of the conductor; A temperature sensor that measures the temperature of the conductor, a dust sensor that measures the amount of dust attached to the installation unit, and a transmitter that transmits the measurement results of the temperature sensor and the dust sensor to the outside. Since the core and the second core are in contact with each other and are disposed so as to surround the conductor, it is possible to obtain a state monitoring device for an electrical device that can be easily mounted and removed.
以下に、本発明の実施例を具体的に説明する。
実施の形態1.Examples of the present invention will be specifically described below.
金属閉鎖形スイッチギヤ(図示せず)の内部には、図1に示す真空遮断器30が引出可能に収納されている。金属閉鎖形スイッチギヤに設けられたスイッチギヤ側導体46と真空遮断器30に設けられた接触子2とを接離させることで真空遮断器30は、金属閉鎖形スイッチギヤの主回路との接続と断路とが行われる。真空遮断器30に設けられた接触子2と真空遮断器30内の主回路とを電気的に接続する導体すなわち主回路導体33に電気機器の状態監視装置1を設ける。電気機器の状態監視装置は、図2ないし図4に示すように主回路導体33の周囲に設けられた電源用のコアとして第1のコアすなわちコア21と第2のコアすなわちコア22A,22Bで構成されている。コア21は、コの字状をしており主回路導体33の上方及び側方を囲むように配置されている。また、コア22A,22Bは、主回路導体33の下方に配置され、それぞれがコア21に図示しないネジで締結されている。そのコア21には絶縁物で製作されたボビン4が固定されている。図5に示すようにボビン4は、両端に幅広の幅広部4Aとその幅広部4Aを連結し、幅広部よりは細い連結部4Bからなり、幅広部4Aを主回路導体33に当接させており、2つのボビン4でコア21を両側から挟みこむ構造となっている。コア21を両側から挟みこんだ状態で、2つのボビン4の2つの連結部4Bを跨るようにコイル3を巻きつけることで、コア21にボビン4を固定している。また、このボビン4の連結部Bにコイル3を巻きつけることでコイル3を巻きつける範囲が決められている。そのボビン4には別の機能があり、一つは主回路導体33にボビン4を当てることにより主回路導体33とコア21との間に空間ギャップを設け、コア21内の位置を固定している。もう一つは塵埃センサ9の塵埃センサ用絶縁物8をボビン4に固定することが出来る。その塵埃センサ用絶縁物8の固定の向きは、図6に示す塵埃センサの絶縁物8の表面(櫛形電極が設けられている面)を外向きかつ塵芥が付着し易いように上面に向けてボビン4に固定する。この塵埃センサ用絶縁物8は、電気機器の状態監視装置の上面全体を覆う大きさとしている。また、コア22Aとコア22Bの間は主回路導体33の通電電流によって発生する渦電流による発熱を抑制するために切り離されている。その切り離されている部分に温度センサすなわちサーミスタ6を固定した絶縁物7を固定する。この絶縁物7はコア22A,コア22Bと反対側に突起物11を設け、基板5をネジ等で固定出来る形状になっている。この基板5には、サーミスタ6を制御する温度計測部43、塵埃センサ9を制御する漏れ電流検出部41、サーミスタ6や塵芥センサ9での計測値を無線通信にて、盤内の制御室内に配置されている受信器(図示せず)に送信する送信部すなわち無線通信部42が取り付けられている。
塵埃センサ9を構成する塵埃センサ用絶縁物8表面にはコイル3から出力された電圧が印加されるような電極40が構成されている。その電極40は、それぞれの電極間の距離が任意の寸法で定められて対向して配置されている櫛形電極40Aと櫛形電極40Bとで構成しており、塵埃センサ用絶縁物8表面の一部あるいは全体に配置されている。図6にその電極を示す。A
An
次に以上のように構成された電気機器の状態監視装置の動作を図2ないし図7で説明する。
主回路導体33に電流が通電されると、コア21及びコア22A、コア22Bに電界が発生し、その発生した電界によりコイル3の端子間に電圧が発生する。この電圧を塵埃センサ用絶縁物8の表面の櫛形電極40Aと櫛形電極40Bとに印加する。電気機器の状態監視装置を設置してから日が浅ければ、絶縁物8の表面に塵芥が付着しておらず、櫛形電極40Aと櫛形電極40Bとの間は絶縁が保たれているので、電極40では漏れ電流が発生しない。しかし、塵埃センサ用絶縁物8の表面に塵芥が付着すると、櫛形電極40Aと櫛形電極40Bとの間の絶縁抵抗が減少するので電極40で漏れ電流が発生する。この漏れ電流を漏れ電流検出部41で検出する。また、コイル3の端子間の電圧により、基板5が起動し、主回路導体33の表面に接触しているサーミスタ6で得られる情報を前記の漏れ電流値と共に無線通信にて、金属閉鎖形スイッチギヤの盤内の制御室(図示せず)内に配置されている受信器(図示せず)でそのデータを受信する。
電気機器の状態監視装置は各測定部位に配置されているが、受信器は盤内に1つあるいは金属閉鎖形スイッチギヤを複数列盤した配列内で数個とする。受信器側にはアドレスを割り当て送受信時の混信を防いでいる。Next, the operation of the state monitoring apparatus for electric equipment configured as described above will be described with reference to FIGS.
When a current is passed through the
Although the state monitoring device of the electric equipment is arranged at each measurement site, the number of receivers is one in the panel or several in the array in which a plurality of metal closed switchgears are arranged in a row. An address is assigned to the receiver side to prevent interference during transmission and reception.
実施の形態1によれば、コア21とコア22A,22Bとで、主回路導体33を囲むように取り付けているので、既存の金属閉鎖形スイッチギヤに電気機器の状態監視装置を容易に追加するが可能で、また、電気機器の状態監視装置の故障等で電気機器の状態監視装置を交換することも容易である。
更に、ボビン4と絶縁物7で主回路導体33を挟み込むことにより、主回路導体33に対して電気機器の状態監視装置の位置決めをすることができ、しかも無線通信をすることにより温度と漏れ電流を常時監視して、主回路導体33の正常であることを知る事が出来る。つまり、その部位については正常であることからメンテナンス周期を延長することが出来る。また主回路導体33の異常兆候を事前に把握することが出来るため、事故に到る前にメンテナンスを計画することが出来る。
また、真空遮断器30の接触部付近の埃や砂塵が多い状態で真空遮断器30を出し入れすると、その埃や砂塵がグリスに付着、混入して接触抵抗が高くなる傾向にある。しかし、本願の電気機器の状態監視装置では温度と塵芥の付着を同時に計測することが可能なので、温度に異常がなくても塵芥の付着による漏れ電流値が異常判定となれば、メンテナンスの実施を促すことも出来るし、温度と漏れ電流の関係から異常原因の特定も可能となる。また、その逆も同じである。
更に、塵埃センサ用絶縁物8を電気機器の状態監視装置上面に設けて、その上面全体を覆う大きさとして、塵埃センサ用絶縁物8のほぼ全面に櫛形電極40Aと櫛形電極40Bを設けているので、櫛形電極40Aと櫛形電極40Bとを広い面積に配置することが出来、塵芥の付着に偏りが有ってもより精度高く塵芥の付着を検出することが出来る。According to the first embodiment, the
Further, by sandwiching the
Further, when the
Further, the
なお、ここでは温度を計測する手段としてサーミスタを用いたが、これに限らず熱電対のようなものでも良い。 Here, the thermistor is used as a means for measuring the temperature. However, the thermistor is not limited to this and may be a thermocouple.
実施の形態2.
図8は実施の形態2における電気機器の状態監視装置の正面図、図9は図8のB−B線による断面図、図10は電気機器の状態監視装置の基板表面を示している。なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示しその説明を省略している。
実施の形態1との違いは、塵埃センサの電極40として設けていた櫛形電極40A,40Bを基板5上に設けたことである。このため、櫛形電極40A,40Bを設けた基板5が上面を向くように実施の形態1とは電気機器の状態監視装置の上下を入れ替えている。また、櫛形電極40A,40Bを基板5上に設けたので、塵埃センサ用絶縁物8を省略している。
FIG. 8 is a front view of the state monitoring device for electric equipment according to the second embodiment, FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 8, and FIG. 10 shows the substrate surface of the state monitoring device for electric equipment. In addition, the same code | symbol in a figure shows the same or equivalent part, and the description is abbreviate | omitted.
The difference from the first embodiment is that the
実施の形態2によれば、塵埃センサとして櫛形電極を設けていた塵埃センサ用絶縁物8が不要になり、電気機器の状態監視装置の基板5上に機能を集約することが出来て、部品点数を削減することが出来る。
According to the second embodiment, the
実施の形態3.
図11は実施の形態3における電気機器の状態監視装置の基板5の表面の図、図12は図11の基板5の裏面の図である。図13は実施の形態3における塵埃センサの基板5の表面における別の形状図である。なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示しその説明を省略している。
実施の形態1,2との違いは、電気機器の状態監視装置の基板上に設けた電極形状である。基板5のパターンを利用して、表面は図11に示されるように周囲電極すなわち四角形状電極44Bの中心に1点の中心電極44Aを設けている。図11では、横7個、縦2個の中心電極44Aと四角形状電極44Bを並べている。四角形状電極44Bは表側の基板5のパターンを利用して漏れ電流検出部41と配線を行い、中心電極44Aは図12に示すように、裏側の基板5のパターンを利用して漏れ電流検出部41と配線を行っている。
また、電極44は中心電極44Aと四角形状電極44Bとで構成されているので、図13に示すように、電極44を任意の位置に配置することが出来る。
FIG. 11 is a diagram of the front surface of the
The difference from
Further, since the
次に以上のように構成された電気機器の状態監視装置の動作を図11で説明する。
実施の形態1と同様に主回路導体33に電流が通電されると、コア21及びコア22A、コア22Bに電界が発生し、その発生した電界によりコイル3の端子間に電圧が発生する。この電圧を中心電極44Aと四角形状電極44Bに印加する。すると、四角形状電極44B内は中心電極44Aを中心とする同心円状の電界が形成される。ここでも、実施の形態1と同様に、基板5の表面に塵芥が付着していなければ、中心電極44Aと四角形状電極44Bとの間は絶縁が保たれているので、電極44では漏れ電流が発生しない。しかし、基板5の表面に塵芥が付着すると、中心電極44Aと四角形状電極44Bとの間の絶縁抵抗が減少するので電極44で漏れ電流が発生する。この漏れ電流を漏れ電流検出部41で検出する。Next, the operation of the electrical equipment state monitoring apparatus configured as described above will be described with reference to FIG.
As in the first embodiment, when a current is passed through the
実施の形態3によれば、図11に示すように四角形状電極44Bをベースにすることで、自由に電極形状を形成することが出来るため、基板5のスペースを有効活用することが出来る。
According to the third embodiment, since the electrode shape can be freely formed by using the
なお、ここでは周囲電極として四角形状の四角形状電極としたが、中心電極を間隔を空けて取り囲むように配置出来れば、円形でも五角形のような形状でも良い。 Here, the quadrangular rectangular electrode is used as the surrounding electrode, but it may be circular or pentagonal as long as the central electrode can be disposed so as to surround it with a space.
実施の形態4.
図14は実施の形態4における電気機器の状態監視装置の基板5の表面の図、図15は図14の基板5の裏面の図である。
実施の形態3との違いは、複数の四角形状電極45Bのそれぞれの中心に1点の中心電極45Aを設けているが、それぞれの中心電極45Aの出力を図15に示すように別々に取り出したことである。
FIG. 14 is a diagram of the front surface of the
The difference from the third embodiment is that one central electrode 45A is provided at the center of each of the plurality of rectangular electrodes 45B, but the output of each central electrode 45A is taken out separately as shown in FIG. That is.
実施の形態4によれば、複数の四角形状電極45Bをベースとしてそれぞれの中心電極45Aの出力を別々にすることにより、個々の中心電極45Aの漏れ電流を個別に計測することが可能となる。これにより塵芥の付着量の分布状態がわかり、この塵芥の付着量の分布状態から、塵芥が進入する部位に近ければ、塵芥が付着し易いなどのように、金属閉鎖形スイッチギヤ内部の塵埃が進入する部位や方向を特定することが出来る。 According to the fourth embodiment, it is possible to individually measure the leakage current of each central electrode 45A by making the outputs of the respective central electrodes 45A separately based on the plurality of rectangular electrodes 45B. As a result, the distribution state of the amount of dust attached is known, and from the distribution state of the amount of dust attached, the dust inside the metal closed-type switchgear is easy to attach if it is close to the part where the dust enters. It is possible to specify the site and direction to enter.
1 電気機器の状態監視装置
2 接触子
3 コイル
4 ボビン
4A 幅広部
4B 連結部
5 基板
6 サーミスタ
7 絶縁物
8 塵埃センサ用絶縁物
9 塵芥センサ
11 突起物
21,22A,22B コア
30 真空遮断器
33 主回路導体
40,44,45 電極
40A,40B 櫛形電極
41 漏れ電流検出部
42 無線通信部
43 温度計測部
44A,45A 中心電極
44B,45B 四角形状電極
46 スイッチギヤ側導体DESCRIPTION OF
本発明は金属閉鎖形スイッチギヤの高電圧主回路充電部の温度及び塵埃の付着状態を常時監視するための電気機器の状態監視装置に関する。 The present invention relates to a state monitoring device for electrical equipment for constantly monitoring the temperature of a high-voltage main circuit charging part of a metal closed switchgear and the adhesion state of dust.
金属閉鎖形スイッチギヤは、一般的に筐体の内部に真空遮断器、主母線、計器用変流器、外線ケーブル等を収納し、母線から真空遮断器、計器用変流器、外線ケーブルを介して負荷に電力を供給する構成である。
真空遮断器は一般的に引出形が用いられ、真空遮断器に車輪が設けられている。筐体内に配置されている固定枠の一次側及び二次側端子と接触子を介して電気的に接続することにより、回路を形成し、接触子が離れることで回路を断路している。また、その真空遮断器に搭載されている真空バルブ内部にある接点で主回路に流れる電流の入り切りを行っている。Generally, a metal closed switchgear houses a vacuum circuit breaker, main bus, current transformer, external cable, etc. inside the housing, and the vacuum circuit breaker, current transformer, external cable from the bus. It is the structure which supplies electric power to load via.
The vacuum circuit breaker is generally a drawer type, and the vacuum circuit breaker is provided with wheels. A circuit is formed by electrically connecting the primary and secondary terminals of the fixed frame arranged in the housing via the contact, and the circuit is disconnected when the contact is separated. In addition, the current flowing in the main circuit is switched on and off at a contact point inside the vacuum valve mounted on the vacuum circuit breaker.
真空遮断器では、上記のように端子と接触子が接続と解離を繰り返すので、接触部にはグリスが塗布されている。真空遮断器を長期間使用している間に、埃や砂塵などの塵埃が接触部に付着または混入し、またグリスに含まれる油脂分が蒸発乾燥して固着状態になり、接触部が高抵抗となって発熱する。この状態のまま放置すると、異常加熱により絶縁物の焼損にまで至る恐れが有る。
これに対して、一般的には、メンテナンスを定期的に実施して、清掃及び注油することで上記に対する対策を行っている。しかし、接触部の異常を確実に取り除くことができたかどうかは定量的に示すことができないため、確実に焼損を防止出来る保証が無い。また金属閉鎖形スイッチギヤは、内部に高圧充電部を有するので、メンテナンスを実施するには、停電が必要であり、これを定期的に行おうとすると設備全体としての生産効率が低下することになる。
これを解決するために電気機器の状態監視装置としては、内部に各種のセンサを埋め込んだ絶縁物を金属閉鎖形スイッチギヤに搭載することで、センサで絶縁物の温度や部分放電による絶縁劣化などを計測し、そのデータを無線にて各種のデータを採取することで異常の確実な除去を確認出来るようにしていた(例えば、特許文献1参照)。In the vacuum circuit breaker, since the terminal and the contact are repeatedly connected and disconnected as described above, grease is applied to the contact portion. While using a vacuum circuit breaker for a long time, dust, such as dust and sand is adhered or mixed into the contact portion, also become stuck grease contained in the grease is evaporated to dryness, the contact portion is high-resistance It generates heat. If left in this state, there is a possibility that the insulation may burn out due to abnormal heating.
On the other hand, generally, maintenance is periodically performed, and countermeasures against the above are performed by cleaning and lubricating. However, since it is impossible to quantitatively indicate whether or not the abnormality of the contact portion has been reliably removed, there is no guarantee that burnout can be reliably prevented. Moreover, since the metal closed type switchgear has a high-voltage charging part inside, a power outage is necessary to carry out maintenance, and if this is performed regularly, the production efficiency of the entire equipment will be reduced. .
In order to solve this, the state monitoring device of electrical equipment is equipped with an insulator with various sensors embedded in a metal closed switchgear, so that the sensor temperature and insulation deterioration due to partial discharge, etc. It was made possible to confirm the reliable removal of abnormality by collecting various data wirelessly from the data (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に開示されたような従来の金属閉鎖形スイッチギヤに搭載される電気機器の状態監視装置では、センサによる各種データの採取を可能とはしていたが、絶縁物にセンサを埋め込むため既存の金属閉鎖形スイッチギヤに追加することは困難で有り、また、絶縁物内のセンサの故障等で状態監視装置を交換することも困難であった。 In the state monitoring device for electrical equipment mounted on a conventional metal closed switchgear disclosed in
この発明は上記のような問題を解決するためになされたもので、取付けや取外しが容易な電気機器の状態監視装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain an electrical equipment state monitoring apparatus that can be easily attached and detached.
この発明に係わる電気機器の状態監視装置は、通電を行う導体の周囲に配設されたコアと、前記コアの一部に巻回され前記導体の通電により誘導電圧を発生するコイルと、前記導体の温度を計測する温度センサと、設置部の塵埃の付着量を計測する塵埃センサと、前記温度センサ及び前記塵埃センサの計測結果を外部に送信する送信部と、を備えたものである。Status monitoring device of electrical apparatus according to the present invention comprises a core disposed around the conductor to energize a coil wound around a part of the previous Kiko A generates an induced voltage by energization of said conductor a temperature sensor for measuring temperature of the conductor, and the dust sensor for measuring the amount of adhered dust of the installation unit, a transmission unit for transmitting the measurement result of the temperature sensor and the dust sensor to the outside, which was e Bei the is there.
この発明によれば、通電を行う導体の周囲に配設されたコアと、前記コアの一部に巻回され前記導体の通電により誘導電圧を発生するコイルと、前記導体の温度を計測する温度センサと、設置部の塵埃の付着量を計測する塵埃センサと、前記温度センサ及び前記塵埃センサの計測結果を外部に送信する送信部と、を備えているので、取付けや取外しが容易な電気機器の状態監視装置を得ることが出来る。According to the present invention, a core disposed around the conductor to energize, before a coil wound around a portion of the logger A generates an induced voltage by energization of the conductors, the temperature of the conductor a temperature sensor for measuring a dust sensor for measuring the amount of adhered dust of the installation unit, a transmission unit for transmitting the measurement result of the temperature sensor and the dust sensor to the outside, since the Bei Eteiru, easy to install and remove It is possible to obtain a state monitoring apparatus for a simple electrical device.
以下に、本発明の実施例を具体的に説明する。Examples of the present invention will be specifically described below.
実施の形態1.
金属閉鎖形スイッチギヤ(図示せず)の内部には、図1に示す真空遮断器30が引出可能に収納されている。金属閉鎖形スイッチギヤに設けられたスイッチギヤ側導体46と真空遮断器30に設けられた接触子2とを接離させることで真空遮断器30は、金属閉鎖形スイッチギヤの主回路との接続と断路とが行われる。真空遮断器30に設けられた接触子2と真空遮断器30内の主回路とを電気的に接続する導体すなわち主回路導体33に電気機器の状態監視装置1を設ける。電気機器の状態監視装置は、図2ないし図4に示すように主回路導体33の周囲に設けられた電源用のコアとして第1のコアすなわちコア21と第2のコアすなわちコア22A,22Bで構成されている。コア21は、コの字状をしており主回路導体33の上方及び側方を囲むように配置されている。また、コア22A,22Bは、主回路導体33の下方に配置され、それぞれがコア21に図示しないネジで締結されている。そのコア21には絶縁物で製作されたボビン4が固定されている。図5に示すようにボビン4は、両端に幅広の幅広部4Aとその幅広部4Aを連結し、幅広部よりは細い連結部4Bからなり、幅広部4Aを主回路導体33に当接させており、2つのボビン4でコア21を両側から挟みこむ構造となっている。コア21を両側から挟みこんだ状態で、2つのボビン4の2つの連結部4Bを跨るようにコイル3を巻きつけることで、コア21にボビン4を固定している。また、このボビン4の連結部Bにコイル3を巻きつけることでコイル3を巻きつける範囲が決められている。そのボビン4には別の機能があり、一つは主回路導体33にボビン4を当てることにより主回路導体33とコア21との間に空間ギャップを設け、コア21内の位置を固定している。もう一つは塵埃センサ9の塵埃センサ用絶縁物8をボビン4に固定することが出来る。その塵埃センサ用絶縁物8の固定の向きは、図6に示す塵埃センサ用絶縁物8の表面(櫛形電極が設けられている面)を外向きかつ塵埃が付着し易いように上面に向けてボビン4に固定する。この塵埃センサ用絶縁物8は、電気機器の状態監視装置の上面全体を覆う大きさとしている。また、コア22Aとコア22Bの間は主回路導体33の通電電流によって発生する渦電流による発熱を抑制するために切り離されている。その切り離されている部分に温度センサすなわちサーミスタ6を固定した絶縁物7を固定する。この絶縁物7はコア22A,コア22Bと反対側に突起物11を設け、基板5をネジ等で固定出来る形状になっている。この基板5には、サーミスタ6を制御する温度計測部43、塵埃センサ9を制御する漏れ電流検出部41、サーミスタ6や塵埃センサ9での計測値を無線通信にて、盤内の制御室内に配置されている受信器(図示せず)に送信する送信部すなわち無線通信部42が取り付けられている。
塵埃センサ9を構成する塵埃センサ用絶縁物8表面にはコイル3から出力された電圧が印加されるような電極40が構成されている。その電極40は、それぞれの電極間の距離が任意の寸法で定められて対向して配置されている櫛形電極40Aと櫛形電極40Bとで構成しており、塵埃センサ用絶縁物8表面の一部あるいは全体に配置されている。図6にその電極を示す。
A
An
次に以上のように構成された電気機器の状態監視装置の動作を図2ないし図7で説明する。
主回路導体33に電流が通電されると、コア21及びコア22A、コア22Bに電界が発生し、その発生した電界によりコイル3の端子間に電圧が発生する。この電圧を塵埃センサ用絶縁物8の表面の櫛形電極40Aと櫛形電極40Bとに印加する。電気機器の状態監視装置を設置してから日が浅ければ、塵埃センサ用絶縁物8の表面に塵埃が付着しておらず、櫛形電極40Aと櫛形電極40Bとの間は絶縁が保たれているので、電極40では漏れ電流が発生しない。しかし、塵埃センサ用絶縁物8の表面に塵埃が付着すると、櫛形電極40Aと櫛形電極40Bとの間の絶縁抵抗が減少するので電極40で漏れ電流が発生する。この漏れ電流を漏れ電流検出部41で検出する。また、コイル3の端子間の電圧により、基板5が起動し、主回路導体33の表面に接触しているサーミスタ6で得られる情報を前記の漏れ電流値と共に無線通信にて、金属閉鎖形スイッチギヤの盤内の制御室(図示せず)内に配置されている受信器(図示せず)でそのデータを受信する。
電気機器の状態監視装置は各測定部位に配置されているが、受信器は盤内に1つあるいは金属閉鎖形スイッチギヤを複数列盤した配列内で数個とする。受信器側にはアドレスを割り当て送受信時の混信を防いでいる。Next, the operation of the state monitoring apparatus for electric equipment configured as described above will be described with reference to FIGS.
When a current is passed through the
Although the state monitoring device of the electric equipment is arranged at each measurement site, the number of receivers is one in the panel or several in the array in which a plurality of metal closed switchgears are arranged in a row. An address is assigned to the receiver side to prevent interference during transmission and reception.
実施の形態1によれば、コア21とコア22A,22Bとで、主回路導体33を囲むように取り付けているので、既存の金属閉鎖形スイッチギヤに電気機器の状態監視装置を容易に追加するが可能で、また、電気機器の状態監視装置の故障等で電気機器の状態監視装置を交換することも容易である。
更に、ボビン4と絶縁物7で主回路導体33を挟み込むことにより、主回路導体33に対して電気機器の状態監視装置の位置決めをすることができ、しかも無線通信をすることにより温度と漏れ電流を常時監視して、主回路導体33の正常であることを知る事が出来る。つまり、その部位については正常であることからメンテナンス周期を延長することが出来る。また主回路導体33の異常兆候を事前に把握することが出来るため、事故に到る前にメンテナンスを計画することが出来る。
また、真空遮断器30の接触部付近の埃や砂塵が多い状態で真空遮断器30を出し入れすると、その埃や砂塵がグリスに付着、混入して接触抵抗が高くなる傾向にある。しかし、本願の電気機器の状態監視装置では温度と塵埃の付着を同時に計測することが可能なので、温度に異常がなくても塵埃の付着による漏れ電流値が異常判定となれば、メンテナンスの実施を促すことも出来るし、温度と漏れ電流の関係から異常原因の特定も可能となる。また、その逆も同じである。
更に、塵埃センサ用絶縁物8を電気機器の状態監視装置上面に設けて、その上面全体を覆う大きさとして、塵埃センサ用絶縁物8のほぼ全面に櫛形電極40Aと櫛形電極40Bを設けているので、櫛形電極40Aと櫛形電極40Bとを広い面積に配置することが出来、塵埃の付着に偏りが有ってもより精度高く塵埃の付着を検出することが出来る。According to the first embodiment, the
Further, by sandwiching the
Further, when the
Further, the
なお、ここでは温度を計測する手段としてサーミスタを用いたが、これに限らず熱電対のようなものでも良い。 Here, the thermistor is used as a means for measuring the temperature. However, the thermistor is not limited to this and may be a thermocouple.
実施の形態2.
図8は実施の形態2における電気機器の状態監視装置の正面図、図9は図8のB−B線による断面図、図10は電気機器の状態監視装置の基板表面を示している。なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示しその説明を省略している。
実施の形態1との違いは、塵埃センサの電極40として設けていた櫛形電極40A,40Bを基板5上に設けたことである。このため、櫛形電極40A,40Bを設けた基板5が上面を向くように実施の形態1とは電気機器の状態監視装置の上下を入れ替えている。また、櫛形電極40A,40Bを基板5上に設けたので、塵埃センサ用絶縁物8を省略している。
FIG. 8 is a front view of the state monitoring device for electric equipment according to the second embodiment, FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 8, and FIG. 10 shows the substrate surface of the state monitoring device for electric equipment. In addition, the same code | symbol in a figure shows the same or equivalent part, and the description is abbreviate | omitted.
The difference from the first embodiment is that the
実施の形態2によれば、塵埃センサとして櫛形電極を設けていた塵埃センサ用絶縁物8が不要になり、電気機器の状態監視装置の基板5上に機能を集約することが出来て、部品点数を削減することが出来る。 According to the second embodiment, the
実施の形態3.
図11は実施の形態3における電気機器の状態監視装置の基板5の表面の図、図12は図11の基板5の裏面の図である。図13は実施の形態3における塵埃センサの基板5の表面における別の形状図である。なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示しその説明を省略している。
実施の形態1,2との違いは、電気機器の状態監視装置の基板上に設けた電極形状である。基板5のパターンを利用して、表面は図11に示されるように周囲電極すなわち四角形状電極44Bの中心に1点の中心電極44Aを設けている。図11では、横7個、縦2個の中心電極44Aと四角形状電極44Bを並べている。四角形状電極44Bは表側の基板5のパターンを利用して漏れ電流検出部41と配線を行い、中心電極44Aは図12に示すように、裏側の基板5のパターンを利用して漏れ電流検出部41と配線を行っている。
また、電極44は中心電極44Aと四角形状電極44Bとで構成されているので、図13に示すように、電極44を任意の位置に配置することが出来る。
FIG. 11 is a diagram of the front surface of the
The difference from
Further, since the
次に以上のように構成された電気機器の状態監視装置の動作を図11で説明する。
実施の形態1と同様に主回路導体33に電流が通電されると、コア21及びコア22A、コア22Bに電界が発生し、その発生した電界によりコイル3の端子間に電圧が発生する。この電圧を中心電極44Aと四角形状電極44Bに印加する。すると、四角形状電極44B内は中心電極44Aを中心とする同心円状の電界が形成される。ここでも、実施の形態1と同様に、基板5の表面に塵埃が付着していなければ、中心電極44Aと四角形状電極44Bとの間は絶縁が保たれているので、電極44では漏れ電流が発生しない。しかし、基板5の表面に塵埃が付着すると、中心電極44Aと四角形状電極44Bとの間の絶縁抵抗が減少するので電極44で漏れ電流が発生する。この漏れ電流を漏れ電流検出部41で検出する。Next, the operation of the electrical equipment state monitoring apparatus configured as described above will be described with reference to FIG.
As in the first embodiment, when a current is passed through the
実施の形態3によれば、図11に示すように四角形状電極44Bをベースにすることで、自由に電極形状を形成することが出来るため、基板5のスペースを有効活用することが出来る。 According to the third embodiment, since the electrode shape can be freely formed by using the
なお、ここでは周囲電極として四角形状の四角形状電極としたが、中心電極を間隔を空けて取り囲むように配置出来れば、円形でも五角形のような形状でも良い。 Here, the quadrangular rectangular electrode is used as the surrounding electrode, but it may be circular or pentagonal as long as the central electrode can be disposed so as to surround it with a space.
実施の形態4.
図14は実施の形態4における電気機器の状態監視装置の基板5の表面の図、図15は図14の基板5の裏面の図である。
実施の形態3との違いは、複数の四角形状電極45Bのそれぞれの中心に1点の中心電極45Aを設けているが、それぞれの中心電極45Aの出力を図15に示すように別々に取り出したことである。
FIG. 14 is a diagram of the front surface of the
The difference from the third embodiment is that one central electrode 45A is provided at the center of each of the plurality of rectangular electrodes 45B, but the output of each central electrode 45A is taken out separately as shown in FIG. That is.
実施の形態4によれば、複数の四角形状電極45Bをベースとしてそれぞれの中心電極45Aの出力を別々にすることにより、個々の中心電極45Aの漏れ電流を個別に計測することが可能となる。これにより塵埃の付着量の分布状態がわかり、この塵埃の付着量の分布状態から、塵埃が進入する部位に近ければ、塵埃が付着し易いなどのように、金属閉鎖形スイッチギヤ内部の塵埃が進入する部位や方向を特定することが出来る。According to the fourth embodiment, it is possible to individually measure the leakage current of each central electrode 45A by making the outputs of the respective central electrodes 45A separately based on the plurality of rectangular electrodes 45B. Thus to understand the distribution state of the amount of adhered dust, from the distribution of the adhesion amount of the dust, the closer to the site to enter the dust, such as easy to adhere dust, dust inside the metal enclosed type switchgear It is possible to specify the site and direction to enter.
1 電気機器の状態監視装置、2 接触子、3 コイル、4 ボビン、
4A 幅広部、4B 連結部、5 基板、6 サーミスタ、7 絶縁物、
8 塵埃センサ用絶縁物、9 塵埃センサ、11 突起物、
21,22A,22B コア、30 真空遮断器、33 主回路導体、
40,44,45 電極、40A,40B 櫛形電極、41 漏れ電流検出部、
42 無線通信部、43 温度計測部、44A,45A 中心電極、
44B,45B 四角形状電極、46 スイッチギヤ側導体。 1 Electrical equipment status monitoring device, 2 contacts, 3 coils, 4 bobbins,
4A wide part, 4B connecting part, 5 substrate, 6 thermistor, 7 insulator,
8 Insulator for dust sensor, 9 dust sensor, 11 protrusion,
21, 22A, 22B core, 30 vacuum circuit breaker, 33 main circuit conductor,
40, 44, 45 electrodes, 40A, 40B comb electrodes, 41 leakage current detector,
42 wireless communication unit, 43 temperature measurement unit, 44A, 45A center electrode,
44B, 45B Square electrode, 46 Switch gear side conductor.
Claims (4)
前記第2のコアの一部に巻回され前記導体の通電により誘導電圧を発生するコイルと、
前記導体の温度を計測する温度センサと、
設置部の塵芥の付着量を計測する塵芥センサと、
前記温度センサ及び前記塵芥センサの計測結果を外部に送信する送信部とを備え、
前記第1のコアと前記第2のコアとが当接して前記導体の周囲を囲むように配設された電気機器の状態監視装置。First and second cores disposed around a conducting conductor;
A coil wound around a part of the second core and generating an induced voltage by energizing the conductor;
A temperature sensor for measuring the temperature of the conductor;
A dust sensor for measuring the amount of dust attached to the installation part;
A transmission unit for transmitting the measurement results of the temperature sensor and the dust sensor to the outside,
An apparatus for monitoring a state of an electric device, wherein the first core and the second core are in contact with each other so as to surround the conductor.
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