KR860000842Y1 - 진공 차단기의 진공도 감시 장치 - Google Patents

진공 차단기의 진공도 감시 장치 Download PDF

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도미오 후구시마
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가부시기 가이샤 메이덴샤
이마이 마사오
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Abstract

내용 없음.

Description

진공 차단기의 진공도 감시 장치
제1도는 본 고안에 의해 감시되는 진공 차단기의 단면도.
제2a도는 전극의 투입 상태에 있어서 진공 차단기의 등가 회로도.
제2b도는 전극이 열린 상태의 진공 차단기의 등가 회로도.
제3도는 진공 차단기의 진공압과 전개 및 전위 사이의 관계를 보이는 특성.
제4도는 본 고안의 실시 예에 의한 진공 차단기의 진공도 감시 장치의 단면도.
제5도는 제4도의 장치의 일부를 보이는 상세한 회로도.
제6도는 제4도의 진공도 감시 장치의 블록 선도(線圖).
제7도는 제4도의 장치에 있어서 진공압과 출력 신호와의 사이의 관계를 보이는 특성도.
제8도는 본 고안에 의한 진공 차단기의 진공도 감시 장치의 다른 실시 예의 예시도.
제9도는 제8도의 감시 장치의 블록 선도.
제10a도 및 제10b도는 본 고안에서 사용되는 전계 검출부의 평면도.
제11도는 제8도 감시 장치의 변형 예를 보인 블록 선도.
제12도는 제8도의 감시 장치의 다른 변형 예를 보이는 블록 선도.
제13도는 제12도의 감시 장치의 변형 예를 보이는 블록 선도.
제14도는 제8도의 감시 장치의 변형 예를 보이는 블록 선도.
제15도는 본 고안에 의한 진공 차단기의 감시 장치의 또 다른 실시 예를 보이는 예시도.
제16도는 제15도의 감시 장치에서 사용된 전계 검출부의 평면도.
제17도 및 제18도는 제15도의 감시 장치의 블록 선도.
본 고안은 진공 차단기의 진압 감시 장치에 관한 것이다.
진공 전기 기기는 그 뛰어난 특성을 유지하기 위해 진공압을 감시할 필요가 있다. 전력 차단기에 있어서 진공 특성을 갖는 것을 사용하면 가스나 액체 등의 특수한 소호(消弧) 물질을 쓰는 것보다도 우수한 절연 내압(耐壓)을 얻을 수 있다.
진공 중에서는 절연 내압의 회복이 고전압에서도 백만분의 1초로 되는 탓에 보통은 전류 차단을 교류전류 파형의 최초의 영점에서 행하는 것이 가능하다. 그 위에 전극의 짧은 개리 거리로서 전류차단을 행할 수가 있다.
통상은 사고 발생에서 회복까지의 사이의 진공 차단기의 동작은 3사이클 이하로 수행된다. 사고시 에네르기의 감소는 시간에 비례하는 탓에 회복 동작이 빠르면 그 만큼 손상이 적고 전극의 침식도 적으며 또한 전극의 수명이 길어짐과 함께 설비의 보호가 최고가 된다.
진공 전기 기기의 경우 가장 중요한 문제는 이 기기의 특성이 진공압에 의해 좌우된다는 것이다. 즉 진공 차단기를 사용하는 데 부딪치는 문제는 만일 부당한 기계적 충격에 의해 생긴 틈을 통해 진공중에 공기가 침입하여 이것에 의해 진공압이 열화(劣化)되면 높은 진공절연 내압을 잃음과 함께 회복 속도가 늦어지게 된다. 이렇게 하여 전극의 개리 거리가 적어지면 높은 전압에 견디지 못하게 되고 아크나 섬락이 생겨 고온의 아크에 의해 전극이 타버리거나 녹고, 또한 차단 장치의 다른 부분에도 타격을 미치게 된다.
전력시스템에 있어서 진공 차단기가 설치된 회선의 동작 중에 전극이 열리거나 닫힐 때 진공 누출이 틈생기는가 어떤가를 아는 것은 중요한 일이다. 한편 3상 접지계에 있어서 차단기의 전극이 닫혀 있다면 차단기의 상류에서 전력을 차단하지 않으면 안된다. 만일 이것을 행하면 차단기가 제거된 때에 아크가 발생하여 설비에 충격을 주게 된다. 최근 여러가지 진공도 측정장치가 사용되고 있으나 이들 진공도 측정장치는 실용면에서는 아직 결점을 갖고 있다.
본 고안의 목적은 개량된 고성능으로서 신뢰성이 높은 진공 차단기의 진공 감시 장치를 제공하는 것이다.
본 고안의 또 다른 목적은 광전 변환기(光電變換器)를 사용하여 진공 차단기의 진공압을 연속하여 감시 가능한 고성능 진공 감시 장치를 제공하는 것이다.
이들 목적을 달성하기 위해 본 고안은 본질적으로 전계를 발생하는 피감시 기기인 진공 차단기의 진공압의 변화에 따른 전기한 진공 차단기의 전계의 변화를 검출하기 위한 전계검출부 및 통과해야 할 빛의 양을 제어하기 위한 광전 변환부로 구성되고 전계 검출부가 편광소자와 전계에 따라 빛의 방향을 변화시키기 위한 전계 검출 소자에 의해 구성된 진공 차단기의 진공 감시 장치를 제공하는 것이다.
다른 목적과 효과는 첨부 도면에 따라 다음 설명에 의해 분명해질 것이다. 첨부 도면에서 동일부재 또는 같은 부분은 동일 부호로서 나타나 있다.
제1도를 보면 진공 전기 기기예를 들어 진공 차단 유닛(Ⅵ)이 있다. 진공 차단 유닛(Ⅵ)은 고진공 용기(10)에 의해 구성되어 있다. 이 용기(10)는 원통형의 절연 하우징(12)과 그 절연 하우징(12)의 끝 부분에 마주 보도록 배치된 한 쌍의 금속성 덮개(14a), (14b)로 구성되어 있다. 이들 덮개(14a)와 (14b)는 진공 봉인, 예를 들어 금속튜브(16a)와 (16b)에 의해 절연 하우징(12)에 접합되어 있다.
절연 하우징(12)은 유리 또는 세라믹으로 된 2개의 짧은 절연 원통부(18a)와 (18b)로 구성되어 있다.
원통부의 수는 2개에 한정되지 않는다.
절연 튜브인 절연 원통부는 금속 튜브에 의해 서로 기밀하게 접합되어 있다. 용기(10) 안에는 상대적으로 움직일 수 있는 2개의 전극이 배설되어 있고 이들은 완전히 접촉한 상태로 나타나 있다. 상부의 전극(22)은 고정 전극이고 하부의 전극(24)는 가동 전극이다. 고정 전극은 금속 덮개(14a)의 상단에 일체로 접합되어 도전성(導電性)의 지지막대(26)의 하단부에 납땜되어 있다. 가동 전극(24)은 차단기의 개폐를 행하기 위해 수직방향으로 움직이는 도전성의 조작막대(28)의 상단에 납땜되어 있다. 용기(10) 안의 진공을 손상하지 않고 조작막대(28)의 수직동작을 가능하게 하기 위해 주름상자(30)가 조작막대(28)의 주위에 설치되어 있다. 컵형의 주 보호벽(32)은 전극 (22)(24)를 둘러싸 아크에 의한 충격을 방지한다.
차단기는 전력선을 개폐하기 위해 가동전극(24)을 상하 방향으로 동작시키는것에 의해 조작된다.
전극이 붙어 있을 때 조작막대(28)→가동 전극(24)→고정 전극(22)→지지막대(26)로 된 통로로 차단기의 양 끝에 전류가 흐른다.
회로 차단 동작은 적당한 조작수단에 의해 전극 투입 위치에서 가동 전극(24)을 아래 방향으로 움직이면 된다. 이 아래 방향으로의 운동에 의해 양 전극 간에 아크가 발생된다.
교류 회로의 경우를 생각하면 아크는 전류가 자연 전류 영점에 달할 때까지 지속하고 그것이 소멸한 뒤에는 진공의 높은 절연력에 의해 재발호(再發弧)가 방지된다. 대표적인 아크는 회로 차단 동작중에 형성된다. 금속 증기로부터 절연 하우징(12)을 보호하기 위해 주 보호벽(32)는 금속 원판(34)에 의해 원통형의 절연 하우징에 지지되어 있다. 이 금속 원판(34)은 그 바깥 둘레를 중앙의 금속 튜브(원통 플랜지)(20)에 접합하고, 또 그 안쪽 둘레를 보호벽(32)에 접합하여 설치되어 있다. 보호벽은 각각 누출 저항(40a)와 (40b) 및 부유 용량(42a)와 (42b)에 의해 전극(22) 및 (24)에 결합되어 있다.
제1도의 진공 차단기는 제2도의 등가 회로도에 의해 표현된다.
제2도의 회로도에서 전원(36)은 진공 유닛(Ⅵ)에 의해 차단된다. 가변 저항(40a)은 지지막대(26)을 포함한 고정 전극(22)과 주 보호벽(32) 사이의 누출저항을 나타낸다. 콘덴서(42a)는 고정 전극(22)과 주 보호벽(32) 사이의 부유용량을 나타낸다. 가변 저항(40b)은 조작막대(28)를 포함한 가동 전극(24)과 보호벽(32) 사이에 존재하는 누출 저항을 나타내며, 콘덴서(42b)는 가동 전극(24)와 보호벽(32) 사이의 부유용량을 나타낸다. 절연 원통부(18a)와 (18b)는 각각 저항(44a)와 (44b)로 나타난다. 차단 유닛(Ⅵ)은 일반적으로는 전위(36)에서 부하(38)에 공급된 부하 전류를 차단하기 위해 전원(36)고 부하(38) 사이에 접속된다.
원통 플랜지(20)에 접합된 주 보호벽(32)과 접지 사이의 부유 용량은 콘덴서(46)로 표시되어 있다.
고정 전극(22)과 주 보호벽(32) 사이의 전위차를 V1, 가동 전극(24)과 주 보호벽(32) 사이의 전위차를 V2라 하면 보호벽(32)의 전위 V3은 점 A와 점 B 및 점 C간의 전압 강하에 의해 결정된다. 즉 점 A와 B 및 점 D간의 전압 강하는 가변 저항(40a)(40b)와 콘덴서(42a)(42b)의 합성 리액턴스 성분 및 가변저항(40a)(40b)와 콘덴서(42a)(42b)를 통해 점 A 또는 B와 점 C간을 흐르는 전류 성분에 의존하는 것이다.
합성 리액턴스 성분이 제1도의 용기(10)의 진공압에 의존하는 것은 명백하다.
이 경우 콘덴서(42a)와 (42b)의 용량치는 진공압의 변화에 불구하고 일정하며, 한편 가변 저항(40a)와 (40b)의 저항치는 용기(10) 내의 진공압에 따라 변화한다.
통상 정상 상태에서는 점 C의 전위는 일정하게 유지된다.
누출 또는 금속 증기의 발생에 의해 진공압이 변하면 용기(10) 안에 이온이 형성된다.
이온의 형성에 의해 누출 저항이 변화하고 전극(22)(24)와 보호벽(32) 사이에 누출 전류가 흐른다.
따라서 진공압의 저하에 의해 전극(22)와 (24)로부터 가변 저항(40a)와 (40b) 및 부유용량(46)을 통해 어스로 흐른다.
이 누출 전류에 의해 전위차 V3가 용기(10)안의 진공압에 따라 변화한다. 한편 용기 안의 모든 진공압에 있어서 용량계수가 거의 같아 용량치 C1과 C2는 진공압의 변화에 관계없이 거의 일정하다.
전극이 투입 위치에 있는 때는 가동 전극(24)의 전위차 V2는 고정 전극(22)의 전위차 V1과 같음은 명백하다.
따라서 원통 플랜지인 금속 튜브(20)와 (20)에 접속된 보호벽의 전위차(V3)는 전극(22) 또는 (24)와 보호벽(32) 사이의 누출저항치에 따라 변화한다.
또한 주 보호벽(32)의 전위차 V3는 어스와의 사이의 부유용량(46)의 용량치에 의해 결정된다.
용기(10) 안은 통상 10-7부터 10-4Torr의 높은 진공으로 유지되어 있다.
진공 차단기가 적정도의 진공인 경우 제3도의 실험자료에서 보이듯이 금속 튜브(원통 플랜지)(20)의 전위는 일정하게 유지된다. 제3도에 있어서 곡선 ℓ0는 진공 차단기의 진공이 정상인 때의 전위차 V1, V2, V3를 나타낸다. 곡선 ℓ1은 진공압이 증가한 때의 전위차 V1, V2를 나타낸다. 또 곡선 ℓ2a, ℓ3b는 주 보호벽(32)의 근방에 있어서 전계 강도를 나타낸다.
제2도(b)는 전극(22)와 (24)가 떨어져 있을 때의 진공 차단 유닛(Ⅵ)의 회로도이다. 제2도(b)에서 가변저항(40c)는 고정 전극(22)와 가동 전극(24) 사이의 누출 저항을 나타내고, 콘덴서(42c)는 고정 전극(22)와 가동 전극(24) 사이의 부유용량을 보이는 것이다.
전극 간의 누출 저항도 용기(10)의 진공압에 따라 변화한다.
따라서 용기(10) 내의 누출 전류에 따라 차단기의 각부의 전위차가 변화하므로 제2도(a)의 경우와 마찬가지로 용기(10)의 진공압에 따라 보호벽(32)의 전위차 V3가 변화하는 것은 명백하다. 특히 제4도를 보면 진공 차단기의 진공도 감시 장치가 상세히 나타나 있다. 감시 장치는 전계 발생부-예를 들어 시험하여야 할 진공 차단기-와 빛을 발생하기 위한 광원(50)과 전계를 검출함과 함께 전계의 변화를 전계 강도에 따라 광학적 변화로 변환하기 위한 전계 검출부(90), 빛 에네르기를 전기 에네르기로 변환시키기 위한 광전 변환부(70) 및 진공압을 판별함과 동시에 전기 신호를 내기 위한 진공압 판별부(80)로 구성되어 있다.
보다 상세히 설명하면 광원(50)은 전류에 따라 빛을 발생하는 발광 다이오드(diode)를 갖추고 있다.
전계 검출부(60)는 진공 차단기의 원통 플랜지(20) 또는 그 근방에 배설되어 있다.
전계 검출부(60)는 광 안내 튜브, 예를 들어 광섬유(90a)에 의해 광원(50)에 연결되어 있다. 전계 검출부(60)는 편광자(62)와 전계 감지 소자-예를 들어 폭켈스 소자(64)-및 검광자(66)로 구성되어 있다. 폭켈스 소자(64)는 편광자(62)와 검광자(66) 사이에 배설되어 있다. 검광자(66)는 광 안내 튜브-예로 광섬유(90b)-에 의해 광전 변환부(70)에 접속되어 있다. 진공압 판별부(80)는 광전 변환부(70)에 전기적으로 접속되고, 따라서 전기 출력 신호는 경보 신호, 표시 신호 등으로 쓰여진다.
제5도는 광전 변환부(70)와 진공압 판별부(80)의 상세한 회로를 나타낸다. 제5도에서 보는 것처러 광전 변환부(70)는 포토트랜지스터(72), 트랜지스터(74), 전지(76) 및 증폭 회로(78)로 구성되어 도시한 바와 같이 접속되어 있다. 또 진공압 판별부(80)는 계전기(relay)(82)와 전지(84)로 되어 있고, 도면처럼 접속되어 있다. 계전기(82)는 여자(勵磁) 코일(82a), (82c)를 갖는다. 계전기(82)의 출력은 경보회로(110)와 표시회로(112)로 공급된다.
진공도 감시 장치의 동작을 제6도에 의해 설명한다. 광원(50)에서 발생한 빛은 임의의 편광(52)이다. 임의의 편광(52)은 광섬유(90a)를 통해 검출부(60)에 공급된다. 전계 검출부(60)에서 임의의 편광(52)은 화살표(62a)로 표시되는 발진 방향의 직선 편광을 발생하기 위한 편광자(62)에 편광된다. 직선 편광(62a)은 폭켈스 소자(64)에 인가된다. 전기 신호-예를 들어 전계(E)가 진공 차단 유닛(Ⅵ)과 같은 전계 발생부(100)로부터 폭켈스 소자(64)에 인가된다. 폭켈스 소자(64)는 편광각을 변화시킨다.
검광자(66)는 편광면이 광축에 직각이 되도록 설치되어 있다.
폭켈스 소자(64)에 인가하는 전계 강도는 진공 차단기의 진공압에 의해 결정딘다. 폭켈스 소자(64)에서의 빛은 인가된 전계(E)에 의존하며, 검광자(66)에 공급된다.
진공압이 정상인 때 전계(E)는 제7도의 곡선 ℓ4a에 나타나는 것처럼 낮고, 진공압이 낮아지면 전계(E)가 높아진다. 편광면의 각도 θ는 진공 차단 유닛(Ⅵ)의 진공압에 응하여 전계에 따라서 변화한다. 따라서 진공압이 정상인 때 각도 θ의 편위는 적고, 진공압이 낮아지면 커진다. 그러므로 진공압이 낮은 경우에는 빛의 양은 많아지고, 광전 변환부(70)의 출력 신호는 제7도의 ℓ4a에 나타나는 것처럼 크게 된다.
다시 말하면 제7도에 나타난 곡선 ℓ4b는 검광자(66)의 편광면이 편광자(62)의 편광면에 대해 평행하게 되도록 배설된 때의 광전 변환부(70)의 출력 특성이다. 진공압 판별부(80)는 진공 누출을 알리기 위해 광전 변환부(70)의 출력 신호(A)에 따라 동작한다. 제5도에서 처럼 광전 변환부(70)의 포토트랜지스터(72)는 전계 검출부(60)의 검광자(66)로 부터의 빛을 받아 전도한다.
포토트랜지스터(72)가 작동되면 트랜지스터(74)가 전도되게 된다. 트랜지스터(74)의 전도에 의해 전력이 전지(76)로부터 증폭회로(78)에 공급된다. 증폭회로(78)에서의 증폭 전력은 접점(82b)와 (82c)를 동작시키기 위해 계전기(82)의 코일(82a)에 공급된다. 접점(82b)와 (82c)의 동작에 따라 경보회로(110)과 표시회로(112)가 동작하여 진공 차단기의 진공 누출이 통보된다.
상술한 감시 장치에 있어서 보호벽 혹은 그 근방에 있어서 전계의 변화를 검출하는 것에 의해 진공누출을 검출하는 것처럼 되었으나, 진공 차단 유닛의 용기의 다른 부분에 있어서도 전계의 변화를 감지함에 의해 진공 누출을 검출할 수 있다.
또한 다른 전기 기기도 감시될 수 있다.
상기의 감시 장치에 의하면 진공 차단기의 구조를 변화시키지 않고 비접촉 상태에서 진공압을 감시할 수 있다.
고압부에 상당하는 진공 차단기와 감시 장치 간의 절연을 행하는 것이 쉬우므로 차단기의 모든 전압 범위에 있어서 진공압을 감시할 수 있다.
고 전압부 예를 들어 진공 차단 유닛(Ⅵ)은 광(光)연결기에 의해 저전압부-예를 들어 측정회로-에서 떨어져 있으므로 감시 조작이 용이하다.
전계 검출부(60)는 편광자, 폭켈스 소자 및 검광자 등의 절연 물질에 의해 구성되어 있으므로 신뢰성이 높다. 진공압 검출은 광학장치에 의해 행할 수 있고, 잡음의 영향도 없으므로 성능이 좋은 감시 장치를 얻을 수 있다.
또한 위의 실시 예에 의하면 진공압 검출 소자는 진공 차단기의 전계 발생부에 배치되어 있어 용기(10) 안의 진공압의 변화는 광학장치에 의해 검출된다. 이 장치에 의해 진공압의 변화에 의한 전계의 변화는 전계 검출부(60)에 인가되고, 이온화 전류가 전계로 변환된다.
따라서 전계 검출부(60)는 전계 강도를 빛의 양으로 변환한다. 빛의 양은 광전 변환 수단에 의해 전기량으로 변환된다.
제8도는 본 고안에 의한 진공 차단기의 압력 감시 장치의 실시 예이다. 제8도에 나타난 장치에 있어서는 단 하나의 검출회로 환선(loop)에 의해 복수 개의 진공 차단 유닛을 감시하는 것이 가능하다.
상설하면 전계 발생부(100)는 전력 회선이 단상(單相)으로 직렬 접속된 진공 차단 유닛(Ⅵ-1)과 (Ⅵ-2)를 갖고 있다. 진공 차단 유닛(Ⅵ-1)은 진공 차단 유닛(Ⅵ-2)에 전기적 내지 기술적으로 접속되어 있다. 진공 차단 유닛(Ⅵ-1)과 (Ⅵ-2)는 각각 절연 물질-예를 들어 애관(114)-안에 들어 있다.
제8도에서 보듯이 진공 차단 장치는 감시되어야 할 제1의 차단유닛(Ⅵ-1)과 그 차단 유닛(Ⅵ-1)에 직렬 접속된 감시되어야 할 제2의 차단 유닛(Ⅵ-2)과 애관(118)을 포함한 지지부(116) 및 차단 유닛(Ⅵ-1)과 (Ⅵ-2)를 조작하기 위한 조작 유닛(120)에 의해 구성되어 있다.
첫째 전계 검출부(60A)는 첫째 차단 유닛(Ⅵ-1)의 용기(10)의 원통 플랜지(20)의 근방에 설치되어 있다.
둘째 전계 검출부(60B)는 둘째 차단 유닛(Ⅵ-2)의 용기(10)의 원통 플랜지(20) 근방에 배치되어 있다.
전계 검출 회로 환선은 광원(50)과 광섬유(90a)를 통해 광원(50)에 접속된 첫째 전계 검출부(60A)에 접속된 둘째 전계 검출부(60B)와 둘째 전계 검출부(60B)에 접속된 광전 변환부(70) 및 진공압 판별부(80)에 의해 구성되어 있다.
제10도(a)에서 보는 것처럼 첫째 전계 검출부(60A)는 제일 편광자(62A)와 제2편광자(62B) 및 전계 검출 소자-예를 들어 폭켈스 소자(64A)-를 갖추고 있다.
한편 둘째 전계 검출부(60B)는 제2의 전계 검출 소자-예를 들면 광학적 입력측에 배설된 제2의 폭켈스 소자(64B)-및 폭켈스 소자에 대해 광학적 출력측에 배설된 제3의 편광자(62C)로 구성되어 있다.
제9도에서 처럼 전기 신호 (E)는 첫째 진공 차단 유닛(Ⅵ-1)과 둘째 진공 차단 유닛(Ⅵ-2)에 상당하는 전압 신호 발생부(100)에서 각 폭켈스 소자(64A)와 (64B)에 공급된다.
제8도와 제9도의 감시 장치에 의하면 첫째 진공 차단 유닛(Ⅵ-1)과 둘째 진공 차단유닛(Ⅵ-2)에 해당하는 두 개의 전계 발생부(100)가 설치되어 있다. 첫째 전계 검출부(60A)는 첫째 진공 차단 유닛(Ⅵ-1)의 전계의 변화를 검출하고, 둘째 전계 검출부(60B)는 둘째 진공 차단 유닛(Ⅵ-2)의 전계 변화를 검출한다. 따라서 적어도 하나의 진공 차단 유닛이 이상 상태에 있다면 즉 용기(10)의 내부 진공압이 감소한다면, 각 폭켈스 소자는 유닛(Ⅵ-1)과 (Ⅵ-2)의 변화를 검출하고 이것에 의해 판별부(80)는 진공 누출을 판별함과 함께 통보 신호를 발한다.
다음 표 1은 동작 양식을 나타낸다.
[표 1]
표 1에 있어서 "정상"이란 용기(10) 안의 진공압이 정상임을 뜻하고, "이상"이란 용기 안의 진공압이 감소한 것을 뜻한다. 또 "NO"는 편광이 행해지지 않은 것을 뜻하고, "YES"는 행해진 것을 뜻한다. 그리고 "0"은 판별부(80)에서 출력 신호가 발생하지 않은 것을, "1"은 판별부에서 출력신호가 발생한 것을 뜻한다.
제11도부터 제13도는 제8도 및 제9도의 압력 장치의 변형 예이다.
제11도의 장치에서는 제1편광자(62A)와 제2편광자(62B) 사이에 폭켈스 소자(64)로 된 한 쌍의 전계 검출부가 설치되어 있고 다른 요소는 제8도 및 제9도의 장치와 같이 조립되어 있다.
제12도의 진공도 감시장치는 광원(50)과 광섬유(90a)에 의해 광원에 접속된 제1편광자(62A)와 그 출력측에 설치된 제1폭켈스 소자(64A) 및 제1폭켈스 소자(64A)에 인접하여 설치된 제2편광자(62B)로 된 전계 검출부(60A)와 이에 광섬유(90b)로 접속되어 폭켈스 소자(64B) 및 이에 인접된 편광자(62B)를 포함한 전계검출부(60B)와 제3의 광섬유(90C)에 의해 접속된 광전 변환부(70) 및 그 변환부에 전기적으로 접속된 판별부(80)로 구성되어 있다. 제12도의 장치에 의하면 제1편광자가 제2전계 검출부에서는 생략되어 있으나, 제11도의 장치와 같은 작용을 한다.
제13도는 제8도 및 제9도의 장치의 또 다른 변형 예로서 첫째 전계 검출부는 광원(50)에 접속된 제1편광자(62A)와 그 출력측에 설치된 제1폭켈스 소자(64A)로 구성되고, 둘째 전계 검출부는 첫째 전계 검출부의 제1폭켈스 소자(64A)에 접속된 제2폭켈스 소자와 그 출력측에 설치된 제2편광자(62B)로 구성되었다. 제12도의 장치는 제12도의 장치와같은 작용, 효과를 얻을 수 있다.
복수의 진공 차단 유닛을 단 하나의 전계 검출 회로 유닛으로 감시할 수 있으므로 간단하고 적은 비용으로 감시 시스팀을 얻을 수 있으며, 이에 의해 전력 공급 시스팀의 자동 제어를 용이하게 수행할 수 있다.
제14도는 진공 차단기의 압력 감시 장치의 또 다른 실시예이다. 제14도의 장치에서는 차단 유닛(Ⅵ-1), (Ⅵ-2) 및 (Ⅵ-3)의 각 용기(10)는 분압 콘덴서(130)를 가져 분압수단을 갖추고 각 전계 검출부(60A), (60B), (60C)는 분압 콘덴서(130)에 전기적, 기계적으로 접속되어 있다.
전계 검출부(60A), (60B) 및 (60C)는 용기(10) 안의 진공압 변화에 따라 극 전압의 변화를 검출한다.
상술한 이러한 종류의 진공 차단기는 일반적으로 비교적 고전압을 조작하는 3상 전력 시스팀에서 쓰여진다.
제15도를 참조하면 3상부하를 갖춘 간략화된 3상 전력 시스팀이 표시되어 있다. 이러한 진공 차단 유닛(Ⅵ-1), (Ⅵ-2) 및 (Ⅵ-3)는 각 전력선에 있어서 직렬 접속되어 있다.
또 이러한 검출 회로 환선은 진공 차단기의 보호벽과 다른 전력선 간에 접속되어 이들 3상 전력선 간의 전압에 의해 동작한다.
제15도의 감시 장치는 광원(50)과 제1차단 유닛(Ⅵ-1)에 설치되고 제1광섬유(90a)에 의해 광원(50)에 접속된 제1전계 검출부(60A)와 제2차단 유닛(Ⅵ-2)에 설치되고 제2광섬유(90b)에 의해 제1전계 검출부(60A)에 접속된 제2전계 검출부(60B)와 제3의 차단 유닛(Ⅵ-3)에 설치되고 제2전계 검출부(60B)에 접속된 제3전계 검출부(60C)와 이 제3전계 검출부(60C)에 접속된 광전 변환부(70) 및 이 광전 변환부에 직렬 접속된 판별부(80)에 의해 구성되어 있다.
전계 검출부(60)는 제16도 처럼 구성되어 있다.
상설하면 검출부는 제1편광자(62A)와 제2편광자(62B) 및 그 사이에 폭켈스 소자(64)가 배설되어 있고, 수지 등으로 몰드되어 있다.
제17도는 제15도 감시 장치의 상세한 구조를 나타낸 것이다. 제1검출부는 전력선의 U상(相)에 해당하고, 제2검출부는 V상, 제3검출부는 W상에 해당한다.
제15도와 제17도의 감시 장치에 의하면 표 2와 같은 논리 조각이 가능한 것은 명백하다.
[표 2]
표 2에 있어서 논리 "0"은 진공압이 정상인 것을 뜻하고, "1"은 진공압이 이상 상태인 것을 나타낸다.
편광에 관해서는 논리 "0"은 빛의 편광이 행해지지 않은 것이며, "1"은 편광이 행해진 것을 뜻한다. 또 판별기의 출력에 관해서는 논리 "0"은 진공압이 정상인 것을 "1"은 이상인 것을 나타낸다.
표시 회로에 있어서 지시 또는 논리 신호는 광결합을 사용함으로써 고전압부에서 분리되어 있다. 감시 장치가 연결된 진공 차단기에 있어서 진공 누출에 의해 논리 출력 또는 제어 신호가 공급된다. 물론 이 논리 신호는 진공 누출된 특정한 진공 차단기와 동일하게 하기 위해 다른 신호와 함께 사용할 수 있고, 경보를 발해조작자에게 통보할 수 있다.
이상 설명한 것처럼 이 종류의 진공 차단기는 일반적으로 고전압의 3상 전력 시스팀에 사용된다. 특히 조작 전압이 비상히 높은 경우는 U, V, W 각 상에 있어서 복수의 진공 튜브가 직렬 접속된 진공 차단기를 사용하는 것이 필요하다.
제18도에는 6개의 전계 검출부(60A)-(60F)를 가진 진공도 감시 장치가 나타나 있다. 이 장치에서도 전술한 감시 장치와 마찬가지로 효과를 얻을 수 있다.
이상에서는 본 고안의 특수한 실시 예를 보였으나 본 고안은 이들 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

Claims (10)

  1. 전계를 발생하는 전계 발생부(100)와 빛을 발생하는 광원(50)과 진공 차단기의 용기(10)의 진공압에 따라 전계 발생부(100)에 있어서 전계의 변화를 검출하기 위해 전계 검출부(60)를 포함한 전압 검출 회로 환선(loop)과 전계 검출부(60)에서 출력 신호를 전기 신호로 바꾸는 광전 변환부(70)와 광전 변환부(70)의 전기 신호에 따라 진공 차단기의 용기(10)의 진공압을 판별하기 위해 진공압 판별부(80)로 된 진공 차단기의 진공도 감시 장치.
  2. 제1항에 있어서 광원(50)에서 발생한 빛의 편광각을 변화시키기 위한 전계 검지 수단과 이 전계 검지 수단에 의해 발생한 출력광을 검광하기 위한 검광자(66)로서 구성된 전계 검출부(60).
  3. 제1항에 있어서 전계 검출부(60)의 전계 검지 수단이 용기(10) 안의 진공압의 변화에 대응한 전계의 변화를 검출하기 위해 원통 플랜지(20)등 진공 차단기의 용기(10)의 일부에서 일정 거리 떨어져 배설된 것을 특징으로 하는 진공 차단기의 진공도 감시 장치.
  4. 제1항에 있어서 전계 검출부(60)가 광원(50)에 의해 발생한 빛을 편광하기 위해 편광소자로 구성되고, 전계 검지 수단이 편광자(62)에 의해 편광되는 빛의 편광 방향을 바꿔 검광자(66)가 전계 검지 수단에 의해 발생한 출력광의 위상차를 검출하는 것을 특징으로 하는 진공 차단기의 진공도 감시 장치.
  5. 제1항에 있어서 전계 검출부(60)가 광섬유(90)에 의해 광원(50)에 접속되고, 또 전계 검출부(60)가 광섬유(90)에 의해 광전 변환부(70)에 접속된 것을 특징으로 하는 진공 차단기의 진공도 감시 장치.
  6. 제1항에 있어서 진공 차단기가 복수의 차단 유닛을 갖는 3상 차단 유닛에 의해 구성되고, 전계 검출 회로 환선이 차단 유닛에 설치된 전계 검출부(60)를 갖는 것을 특징으로 하는 진공 차단기의 진공도 감시 장치.
  7. 제1항에 있어서 편광자(62)가 광섬유(90)에 의해 광원(50)에 접속되고 전계 검출부(60)가 편광자(62)의 출력측에 설치된 폭켈스 소자(64)에 의해 구성된 것을 특징으로 하는 진공 차단기의 진공도 감시 장치.
  8. 제1항에 있어서 전계 발생부(100)의 진공 차단기가 1상(相)의 전력선에 직렬 접속된 복수의 진공 차단 유닛(Ⅵ)을 가진 것을 특징으로 하는 진공 차단기의 진공도 감시 장치.
  9. 제4항에 있어서 전계 검출 회로 환선이 제1광섬유(90a)에 의해 광원(50)에 접속된 제1전계 검출부(60A)와 접속되어 있고 동시에 제1진공 차단 유닛(Ⅵ-1)에 설치된 제1전계 검출부(60A)와 제2광섬유(90b)에 의해 제1전계 검출부(60A)에 접속되어 있으며, 동시에 제2진공 차단 유닛(Ⅵ-2)에 설치된 제2전계 검출부(60B)로 구성된 것을 특징으로 하는 진공 차단기의 진공도 감시 장치.
  10. 제9항에 있어서 제1전계 검출부(60A)가 광원(50)에 접속된 제1편광자(62A)와 그 출력측에 설치된 제1폭켈스 소자(64A)로 구성되고, 제2전계 검출부(64B)가 제1전계 검출부(60B)에 접속된 제2폭켈스 소자(64B)와 제2폭켈스 소자(60B) 출력측에 설치된 제2검광자로 구성된 것을 특징으로 하는 진공 차단기의 진공도 감시 장치.
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