JP6470129B2 - 遮断器用油圧操作機構の監視システム及びその監視方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、電気回路を開閉する遮断器用油圧操作機構の動作を監視するための遮断器用油圧操作機構の監視システム及びその監視方法に関する。

一般に、遮断器は電力系統を雷害等から保護し、電力系統の安定した運用を実現するため、大電力の開閉制御を行う送変電機器の一つである。遮断器は、開路（遮断）及び閉路（投入）時のアーク放電の影響を最小限に抑えるため、高応答でかつ高速な可動接点の動作が要求される。その可動接点を駆動する操作機構には、主に油圧操作力を用いた油圧操作機構が広く適用されている。遮断器は、電力系統の安定化を維持するため、油圧操作機構の健全性を保つことが非常に重要である。

しかし、上記油圧操作機構は、遮断器の筐体内部に収納されているため、外観から油漏れやバルブの異常等の欠陥を発見することは極めて困難である。また、遮断器は、数十年単位の長期運用が求められていることから、既存の油圧操作機構の構造を把握し、異常現象の予兆を判別可能な熟練技術者が年々減少していく傾向にある。そのため、油圧操作機構の異常現象を事前に自動的に判別可能な監視システムが要求されている。

このような油圧操作機構の監視システムの従来例としては、例えば特許文献１に記載された技術がある。この技術は、油圧が所定の圧力以下に低下した際に駆動する油圧ポンプの起動回数、及び油圧が所定値までに昇圧する時間等に基づいて、異常の有無を自動的に検出する監視システムである。

上記従来例の油圧操作機構の監視システムにおいては、自動的に異常検出が可能になるため、技術者の知識や経験に頼る必要がなくなる。

特開２００８−４４１３号公報

しかしながら、上記従来例では、油圧ポンプの起動回数及び昇圧時間等に基づいて異常の有無を判断しているため、異常個所の特定は困難である。その結果、上記従来例では、油圧操作機構が明らかに異常状態になってから異常が検出されることになる。

本発明の実施形態が解決しようとする課題は、油圧操作機構の異常を自動的に検出し、かつ異常個所の特定が可能な遮断器用油圧操作機構の監視システム及びその監視方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の実施形態に係る遮断器用油圧操作機構の監視システムは、遮断器の可動接点を往復駆動して、その遮断器を遮断状態と投入状態との間で相互に移行させる油圧操作機構の主要な弁近傍の油圧を測定する複数の圧力センサーと、前記可動接点の変位を測定する変位センサーと、前記圧力センサー及び前記変位センサーの測定結果を記録する測定値記録部と、前記油圧操作機構の１次元等価回路網モデルを示すデータを格納し、１次元等価回路網解析が実行可能な１次元等価回路網演算部と、前記測定値記録部で記録した測定値データと、前記１次元等価回路網演算部において正常状態の前記油圧操作機構の前記１次元等価回路網モデルで計算した計算値データとを比較して、その比較結果に基づいて前記油圧操作機構の状態が異常か否かを判断する状態判断部と、前記状態判断部で異常と判断した場合、前記測定値データと前記１次元等価回路網演算部の計算値データとの差が予め設定した範囲内の条件を満たすように前記１次元等価回路網モデルのコンポーネントのパラメータを変更し、正常状態の値に対して一定値以上異なるパラメータの存在するコンポーネントが異常個所であると特定する異常個所特定部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の実施形態に係る遮断器用油圧操作機構の監視システムは、遮断器の可動接点を往復駆動して、その遮断器を遮断状態と投入状態との間で相互に移行させる油圧操作機構の主要な弁近傍の油圧を測定する複数の圧力センサーと、前記可動接点の変位を測定する変位センサーと、前記圧力センサー及び前記変位センサーの測定結果を記録する測定値記録部と、前記油圧操作機構の１次元等価回路網モデルを示すデータを格納し、１次元等価回路網解析が実行可能な１次元等価回路網演算部と、前記１次元等価回路網演算部で正常状態の計算値データと、想定される異常モードの計算値データ群を格納している異常モードデータベースと、前記測定値記録部で記録した測定値データと、前記異常モードデータベースにおいて正常状態の前記計算値データ群とを比較して、その比較結果に基づいて前記油圧操作機構の状態が異常か否かを判断する状態判断部と、前記状態判断部で異常と判断した場合、前記測定値データと前記異常モードデータベースの前記計算値データ群とを比較して、予め設定した範囲内の条件を満たす異常モードが、現在発生している異常モードであると特定する異常モード特定部と、を備えることを特徴とする。

本発明の実施形態に係る遮断器用油圧操作機構の監視方法は、遮断器の可動接点を往復駆動して、その遮断器を遮断状態と投入状態との間で相互に移行させる油圧操作機構の主要な弁近傍の油圧を測定する複数の圧力センサーと、前記可動接点の変位を測定する変位センサーと、を用いて前記油圧操作機構を監視する遮断器用油圧操作機構の監視方法であって、前記圧力センサー及び前記変位センサーの測定結果を測定値記録部に記録する測定値記録工程と、１次元等価回路網演算部が前記油圧操作機構の１次元等価回路網モデルを示すデータを格納し、１次元等価回路網解析を実行する１次元等価回路網演算工程と、前記測定値記録工程で記録した測定値データと、前記１次元等価回路網演算工程において正常状態の前記油圧操作機構の前記１次元等価回路網モデルで計算した計算値データとを比較して、その比較結果に基づいて前記油圧操作機構の状態が異常か否かを状態判断部で判断する状態判断工程と、前記状態判断工程で異常と判断した場合、異常個所特定部が前記測定値データと前記１次元等価回路網演算工程で計算した計算値データとの差が予め設定した範囲内の条件を満たすように前記１次元等価回路網モデルのコンポーネントのパラメータを変更し、正常状態の値に対して一定値以上異なるパラメータの存在するコンポーネントが異常個所であると特定する異常個所特定工程と、を有することを特徴とする。

また、本発明の実施形態に係る遮断器用油圧操作機構の監視方法は、遮断器の可動接点を往復駆動して、その遮断器を遮断状態と投入状態との間で相互に移行させる油圧操作機構の主要な弁近傍の油圧を測定する複数の圧力センサーと、前記可動接点の変位を測定する変位センサーと、を用いて前記油圧操作機構を監視する遮断器用油圧操作機構の監視方法であって、前記圧力センサー及び前記変位センサーの測定結果を測定値記録部に記録する測定値記録工程と、１次元等価回路網演算部が前記油圧操作機構の１次元等価回路網モデルを示すデータを格納し、１次元等価回路網解析を実行する１次元等価回路網演算工程と、前記１次元等価回路網演算工程で正常状態の計算値データと、想定される異常モードの計算値データ群を異常モードデータベースに格納する異常モードデータ格納工程と、前記測定値記録工程で記録した測定値データと、前記異常モードデータ格納工程において正常状態の前記計算値データとを比較して、その比較結果に基づいて前記油圧操作機構の状態が異常か否かを状態判断部で判断する状態判断工程と、前記状態判断工程で異常と判断した場合、異常モード特定部が前記測定値データと前記異常モードデータベースの前記計算値データ群とを比較して、予め設定した範囲内の条件を満たす異常モードが、現在発生している異常モードであると特定する異常モード特定工程と、を有することを特徴とする。

本発明に係る遮断器用油圧操作機構の監視システムの第１実施形態を示すブロック図である。 図１の監視システムの油圧操作機構の投入状態を示す構成図である。 図２の油圧操作機構の投入状態から遮断状態に移行する途中の遮断動作過程を示す構成図である。 図２の油圧操作機構の遮断状態を示す構成図である。 図２〜図４の油圧操作機構の１次元等価回路網モデルの一例を示す油圧回路図である。 第１実施形態において油圧操作機構の遮断動作時の可動接点変位及び各弁の圧力波形の正常値である１次元等価回路網の計算値データの例を示す図である。 第１実施形態において異常発生した測定値データの例を示す図である。 本発明に係る遮断器用油圧操作機構の監視システムの第１実施形態の第１変形例を示すブロック図である。 本発明に係る遮断器用油圧操作機構の監視システムの第１実施形態の第２変形例を示すブロック図である。 本発明に係る遮断器用油圧操作機構の監視システムの第２実施形態を示すブロック図である。

以下に、本発明に係る遮断器用油圧操作機構の監視システムの実施形態について、図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明に係る遮断器用油圧操作機構の監視システムの第１実施形態を示すブロック図である。図２は図１の監視システムの油圧操作機構の投入状態を示す構成図である。図３は図２の油圧操作機構の投入状態から遮断状態に移行する途中の遮断動作過程を示す構成図である。図４は図２の油圧操作機構の遮断状態を示す構成図である。

なお、図２〜図４において、２種類のハッチングは油圧操作機構内の作動油を示しており、間隔の広いハッチングは低圧油を、間隔の狭いハッチングは高圧油を示している。

図１に示すように、本実施形態の遮断器用油圧操作機構の監視システムは、遮断器１の油圧操作機構２を監視するため、複数の圧力センサー３と、変位センサー４と、測定値記録部５と、異常監視装置６とを備える。この異常監視装置６は、状態判断部７と、１次元等価回路網演算部８と、異常個所特定部９とを備える。なお、本実施形態では、図２に示すように油圧操作機構２内に９個の圧力センサー３ａ〜３ｉが設置され、これらをまとめて説明する場合には、圧力センサー３として説明する。

図１及び図２に示すように、遮断器１は、タンク内に固定接点２１と可動接点２２が設置されている。遮断器１は、固定接点２１に可動接点２２が接触すると投入（閉路）状態となり、可動接点２２が固定接点２１から離間すると遮断(開路)状態となる。

油圧操作機構２は、遮断器１の可動接点２２を往復駆動させ、遮断器1を遮断状態と投入状態との間で相互に移動させる。

圧力センサー３ａ〜３ｉは、油圧操作機構２の主要な弁及びアキュムレータの近傍にそれぞれ設置され、各弁の近傍及びアキュムレータの油圧を測定する。変位センサー４は、可動接点２２に連結された連結リンク２３の近傍に設置され、可動接点２２の変位を測定する。複数の圧力センサー３ａ〜３ｉ及び変位センサー４で測定された測定値は、測定値記録部５に随時一括して出力される。測定値記録部５は、複数の圧力センサー３ａ〜３ｉの測定結果と、変位センサー４の測定結果を記録する。

図２に示すように、油圧操作機構２は、主弁２４、遮断主弁２５、投入主弁２６、切換弁２７、遮断用電磁弁２８、投入用電磁弁２９、アキュムレータ３０、油タンク３１、及び油圧ポンプ３２を備えている。

主弁２４は、ピストンが連結リンク２３に連結され、この連結リンク２３を介して可動接点２２を固定接点２１に対して接触又は離間するように駆動するか、あるいは接触又は離間状態を保持する。

遮断主弁２５は、主弁２４に連結され、遮断器１の遮断時に動作して主弁２４の高圧油を放出する。遮断主弁２５には、遮断主弁ピストン３３を常に下向きに動作するように付勢する遮断主弁用復帰ばね３４が設けられている。

投入主弁２６は、主弁２４に連結され、遮断器１の投入時に動作して主弁２４へ高圧油を供給する。投入主弁２６には、投入主弁ピストン３５を常に上向きに動作するように付勢する投入主弁用復帰ばね３６が設けられている。

切換弁２７は、遮断主弁２５及び投入主弁２６に連結され、遮断主弁２５又は投入主弁２６を動作させるために切換動作する。遮断用電磁弁２８は、切換弁２７に連結され、遮断開始時に励磁されて切換弁２７を遮断動作位置へ動作させる。投入用電磁弁２９は、切換弁２７に連結され、遮断器１の投入動作開始時に励磁されて切換弁２７を投入位置へ動作させる。

アキュムレータ３０は、作動油を所定の高圧に保持する。油タンク３１は、作動油を収容する。油圧ポンプ３２は、油タンク３１内の作動油をアキュムレータ３０へ供給する。

なお、油圧操作機構２は、油圧を安定的に取り扱うために圧力スイッチや放圧弁等が一般に使用されるが、図２〜図４では省略している。

図２〜図４に示すように、圧力センサー３ａは、アキュムレータ３０の近傍の配管に設置され、その圧力がＰ１で示される。圧力センサー３ｂは、主弁２４の近傍の配管に設置され、その圧力がＰ２で示される。圧力センサー３ｃは、主弁２４に設置され、その圧力がＰ３で示される。圧力センサー３ｄは、遮断主弁２５と投入主弁２６と接続配管に設置され、その圧力がＰ４で示される。圧力センサー３ｅは、切換弁２７の一方の出口配管に設置され、その圧力がＰ５で示される。圧力センサー３ｆは、遮断用電磁弁２８の出口配管に設置され、その圧力がＰ６で示される。圧力センサー３ｇは、投入主弁２６の出口配管に設置され、その圧力がＰ７で示される。圧力センサー３ｈは、切換弁２７の他方の出口配管に設置され、その圧力がＰ８で示される。圧力センサー３ｉは、投入用電磁弁２９の出口配管に設置され、その圧力がＰ９で示される。

図１に示す異常監視装置６は、パーソナルコンピュータ等のコンピュータ資源によって構成される。異常監視装置６は、図示しないハードディスク装置等の記憶媒体に記憶された動作プログラム及び各種データ等をＣＰＵが読み出してメインメモリに展開し、この展開した動作プログラムを順次ＣＰＵが実行する。

測定値記録部５に入力された圧力センサー３及び変位センサー４の測定値信号は、測定値記録部５でデジタルデータに変換され、測定値データとして異常監視装置６内の状態判断部７に出力される。また、異常監視装置６内の１次元等価回路網演算部８には、油圧操作機構２の１次元等価回路網モデルを示すデータがあらかじめ格納されており、１次元等価回路網解析が実施可能である。

この１次元等価回路網解析とは、アキュムレータ、弁、油圧ポンプ、及び配管等の各部品を様々なパラメータ及び方程式が含まれたコンポーネントとして設定し、これらのコンポーネント同士を連結して、システム全体をモデル化し、応答を計算する手法である。

図５は図２〜図４の油圧操作機構の１次元等価回路網モデルの一例を示す油圧回路図である。

図５に示す油圧操作機構２の１次元等価回路網モデル５０において、主弁モデル５１は、主弁２４に対応する。主弁モデル５１は、ピストンコンポーネント７１と質量コンポーネント７２の組合せでモデル化されている。

遮断主弁モデル５２及び投入主弁モデル５３は、それぞれ遮断主弁２５及び投入主弁２６に対応する。遮断主弁モデル５２及び投入主弁モデル５３は、それぞれピストンコンポーネント７１、質量コンポーネント７２、段差付ピストンコンポーネント７３、ばね減衰コンポーネント７４、及び壁コンポーネント７５の組合せでモデル化されている。

切換弁モデル５４は、切換弁２７に対応する。切換弁モデル５４は、ピストンコンポーネント７１、質量コンポーネント７２、及び段差付ピストンコンポーネント７３の組合せでモデル化されている。

遮断用電磁弁モデル５５及び投入用電磁弁モデル５６は、それぞれ遮断用電磁弁２８及び投入用電磁弁２９に対応する。遮断用電磁弁モデル５５及び投入用電磁弁モデル５６は、それぞれ段差付ピストンコンポーネント７３及びソレノイドコンポーネント７６の組合せでモデル化されている。

さらに、アキュムレータ３０、油タンク３１、及び油圧ポンプ３２は、アキュムレーターコンポーネント７７、油タンクコンポーネント７８、及び油圧ポンプコンポーネント７９でモデル化されている。また、各弁や機器を連結する配管は、配管コンポーネント８０でモデル化されている。

なお、各コンポーネントには、コンポーネントを再現するためのパラメータが用意されており、パラメータにある値を入力して、モデル化する。例えば、ピストンコンポーネント７１に関しては、ピストンの直径、ピストンロッドの直径、ピストンのストローク、隙間等のパラメータが用意されている。

各コンポーネントのパラメータに適切な値（初期値）を入力した１次元等価回路網モデル５０を、１次元等価回路網演算部８で計算する。１次元等価回路網演算部８は、正常状態における各弁の圧力、及び可動接点２２の変位の時刻歴変化を計算することができる。その計算結果は、計算値データとして状態判断部７へ出力される。

状態判断部７では、測定値記録部５から出力された測定値データと、１次元等価回路網演算部８から出力された計算値データとを比較して、予め設定した範囲の差以内の条件を満たすか否かを判断する。この判断結果に従い、条件を満たしていない場合は異常が発生していると判断し、測定値データを異常個所特定部９に出力する。

異常個所特定部９では、測定値データと１次元等価回路網演算部８の計算値データとが予め設定した範囲内の条件を満たすように１次元等価回路網モデル５０のコンポーネントのパラメータを変更し、正常状態の値に対して大きく（一定値以上）異なるパラメータの存在するコンポーネントが異常個所であると特定することができる。

次に、油圧操作機構の具体的な動作例を挙げ、状態判断及び異常個所特定手法について説明する。

初めに、図２〜図４を用いて、油圧操作機構２の遮断動作の例について説明する。

図２の投入状態においては、油圧ポンプ３２及びアキュムレータ３０により、主弁２４、遮断主弁２５、投入主弁２６、及び切換弁２７には、高圧油が充填されている。図３に示すように、遮断動作の指令信号が遮断用電磁弁２８に入力されると、遮断用電磁弁２８は矢印Ａ方向に動作し、図３において切換弁２７の右側の高圧油を油タンク３１へ放出する。それに伴い、切換弁２７は、その左側との圧力差により矢印Ｂ方向に動作するので、遮断主弁２５の上側の高圧油は、油タンク３１へ放出される。

さらに、遮断主弁２５は、下側との圧力差により矢印Ｃ方向に動作し、主弁２４の上側の高圧油が油タンク３１へ放出される。これにより、主弁２４は、下側との圧力差により、矢印Ｄ方向へ移動する。主弁２４は、連結リンク２３を介して可動接点２２を固定接点２１から離間する方向へ駆動するので、遮断動作となる。主弁２４が遮断状態の位置に達すると、遮断用電磁弁２８は元の位置に戻り、また遮断主弁２５も遮断主弁用復帰ばね３４の付勢力により元の位置に復帰し、図４の遮断状態となる。なお、遮断動作中は、投入主弁２６及び投入用電磁弁２９は動作しない。

このように油圧操作機構２の遮断動作時には、遮断用電磁弁２８、切換弁２７、遮断主弁２５、主弁２４の順に作動する。これは、圧力センサー３ｆの圧力Ｐ６、圧力センサー３ｅの圧力Ｐ５、圧力センサー３ｄの圧力Ｐ４及び圧力センサー３ｃの圧力Ｐ３、圧力センサー３ｂの圧力Ｐ２の順に配管内の圧力が変化することになる。

図６は、油圧操作機構の遮断動作時の可動接点２２の変位及び各弁の圧力波形の正常値である１次元等価回路網の計算値データの例である。図６（ａ）は、可動接点２２の変位を示し、図６（ｂ）〜（ｊ）は、図３に示す圧力センサー３ａ〜３ｉが設置されている配管部の圧力Ｐ１〜Ｐ９の時刻歴変化を示す。なお、図６（ａ）においては、縦軸の上側を投入位置、下側を遮断位置と定義している。

時刻ゼロにおいて、遮断用電磁弁２８が動作するので、圧力センサー３ｆの圧力Ｐ６、そして圧力センサー３ｅの圧力Ｐ５の順に圧力が減少し、次いで、圧力センサー３ｄの圧力Ｐ４及び圧力センサー３ｃの圧力Ｐ３が減少する。圧力センサー３ｃの圧力Ｐ３の減少により、圧力センサー３ｂの圧力Ｐ２との圧力差が生じるため、主弁２４は遮断方向（図３のＤ方向）に動作し、可動接点２２も遮断動作を開始する。

可動接点２２が遮断位置付近に移動すると、主弁２４の圧力Ｐ３側の出口配管が十分に絞られている場合、圧力Ｐ３は高くなり、可動接点２２を制動する。

状態判断部７では、図６の正常値である１次元等価回路網の計算値データと測定値データとを比較し、予め設定した範囲の差以内の条件を満たさない場合、すなわち予め設定した閾値の範囲外の場合には、異常が発生していると判断して、異常個所特定部９に測定値データを出力する。

次に、異常個所特定部９の処理を図７に基づいて説明する。

図７では、可動接点２２の動き出しが予め設定された範囲より遅れた測定値データの例を用いて説明する。なお、図７（ａ）〜（ｇ）において、実線は１次元等価回路網演算部８で計算した正常状態の計算値データ、破線は可動接点２２の動き出しが遅れた場合の測定値データの例を示す。また、図７において遮断動作では、圧力変化のほとんど見られない投入動作の圧力Ｐ７、圧力Ｐ８、及び圧力Ｐ９の圧力波形を省略している。

異常個所特定部９では、１次元等価回路網演算部８で１次元等価回路網モデル５０内の各コンポーネントのパラメータを変化させた計算値データと測定値データとを比較する。具体的には、最適化ソフトを用いて計算値データと測定値データが所定の範囲以内の条件を満たすまで各コンポーネントのパラメータを変化させ、１次元等価回路網解析を実行し、計算値データと測定値データとの結果比較を繰り返す。

そして、計算値データと測定値データとの差が所定の範囲以内の条件を満たしたときに、コンポーネントのパラメータが正常値より大きく変化している部分が、異常個所であると特定することができる。

図７の測定値データの例は、計算値データに対して圧力Ｐ６、圧力Ｐ５、圧力Ｐ４及び圧力Ｐ３の測定値データが大きく変化していることが判る。上述したように遮断動作時には、最初に圧力センサー３ｆの圧力Ｐ６が変化し、続いて圧力センサー３ｅの圧力Ｐ５、圧力センサー３ｄの圧力Ｐ４及び圧力センサー３ｃの圧力Ｐ３が変化する。そのため、最初に圧力Ｐ６の測定値データが大きく変化していると、圧力センサー３ｅの圧力Ｐ５、圧力センサー３ｄの圧力Ｐ４及び圧力センサー３ｃの圧力Ｐ３の測定値データも同様に変化することになる。

したがって、圧力Ｐ６は、遮断用電磁弁モデル５５の段差付ピストンコンポーネント７３のパラメータに対応し、この遮断用電磁弁モデル５５が遮断用電磁弁２８に対応している。

よって、図７の測定値データの例は、遮断用電磁弁モデル５５の段差付ピストンコンポーネント７３のパラメータである摩擦力が正常値（計算値）よりも大きい場合を示すので、異常個所は遮断用電磁弁２８であると特定することができる。

このように本実施形態によれば、異常個所を自動的に早期に特定することができるため、異常個所の部分的な部品交換で済むこととなる。その結果、作業の省力化及び遮断器停止時間の短縮が可能となる。

また、１次元等価回路網解析は、各部品を様々なパラメータや方程式が含まれたコンポーネントとして設定し、これらのコンポーネント同士を連結して、システム全体をモデル化する手法である。したがって、異なる構造の操作機構であっても、モデルの作成は容易であり、様々な操作機構への対応が容易である。

また、１次元等価回路網解析は、１条件の解析時間は非常に短いため、多数回の繰り返し解析においても、短時間で異常個所の特定が可能である。

なお、異常個所特定部９では、１次元等価回路網モデル５０には多数のパラメータが存在するため、全ての組み合わせを計算し、異常個所を特定するには非常に時間がかかる。そこで、計算値データと測定値データとの差が最小となる最適解を導出する最適値探索手法（例えば、遺伝的アルゴリズム）を備えた演算手段を搭載することにより、さらに短時間での異常個所特定が可能となる。

図８は本発明に係る遮断器用油圧操作機構の監視システムの第１実施形態の第１変形例を示すブロック図である。なお、前記第１実施形態と同一の部分には、同一の符号を付して重複する説明を省略し、異なる構成及び作用について説明する。

図８に示すように、第１変形例では、油圧操作機構２の周囲温度を測定可能な温度センサー１０が設置されている。この温度センサー１０は、油圧操作機構２内の作動油の温度を間接的に測定することになる。

したがって、第１変形例では、油圧操作機構２内の作動油の温度を温度センサー１０により間接的に測定し、その測定値データを測定値記録部５に記録し、１次元等価回路網モデル５０に測定温度を反映する。これにより、高精度の計算が可能となり、一段と精度の高い監視システムを提供することができる。

図９は本発明に係る遮断器用油圧操作機構の監視システムの第１実施形態の第２変形例を示すブロック図である。なお、前記第１実施形態と同一の部分には、同一の符号を付して重複する説明を省略し、異なる構成及び作用について説明する。

図９に示すように、第２変形例では、複数（本変形例では３つ）の遮断器１用の油圧操作機構２に設けた圧力センサー３及び変位センサー４からの測定値データを１つの測定値記録部５に随時一括して記録している。

したがって、第２変形例では、複数の遮断器１用の油圧操作機構２に設けた圧力センサー３及び変位センサー４からの測定値データを１つの測定値記録部５に記録することにより、１つの異常監視装置６で、変電所全体又は複数の変電所の油圧操作機構２の状態監視を行うことが可能になる。

（第２実施形態）
図１０は本発明に係る遮断器用油圧操作機構の監視システムの第２実施形態を示すブロック図である。なお、前記第１実施形態と同一の部分には、同一の符号を付して重複する説明を省略し、異なる構成及び作用について説明する。

図１０に示すように、本実施形態では、異常監視装置６は、状態判断部７、異常モードデータベース１１、及び異常モード特定部１２により構成されている。異常モードデータベース１１には、１次元等価回路網演算部８において計算された正常状態の計算値データ、及び想定される異常モードにおける計算値データ群がデータベース化して保存されている。１次元等価回路網演算部８には、監視対象である油圧操作機構２の１次元等価回路網モデル５０のデータが格納されている。

このように構成された本実施形態において、状態判断部７では、測定値記録部５から出力された測定値データと異常モードデータベース１１に保存されている正常状態の計算値データとを比較して、予め設定した範囲の差以内の条件を満たすか否かを判断する。

この判断結果に従い、予め設定した範囲の差以内の条件を満たしていない場合は、異常が発生していると判断し、その測定値データを異常モード特定部１２に出力する。

異常モード特定部１２では、上記測定値データと異常モードデータベース１１内に保存されている異常モードにおける計算値データ群とを比較して、予め設定した範囲内の差の条件を満たした異常モードが現在発生している異常モードであると特定し、異常部分を特定することができる。

すなわち、本実施形態では、異常モードを予め想定して、１次元等価回路網解析結果をデータベース化することで、異常モードデータベース１１に登録された計算値データ群と異常と判断された測定値データとを比較して、最も相関性の高い異常モードが実際に発生している異常モードであると特定する。

このように本実施形態によれば、１次元等価回路網演算部８の正常状態の計算値データ及び想定される異常モードの計算値データ群をデータベース化して保存する異常モードデータベース１１を異常監視装置６に設置したことにより、異常監視装置６には１次元等価回路網演算部８を設ける必要がなくなるので、小規模なシステムで異常部分を特定することが可能となる。

また、本実施形態によれば、異常モードデータベース１１に１次元等価回路網演算部８において計算された正常状態の計算値データ、及び想定される異常モードにおける計算値データ群がデータベース化して保存されているので、異常モードを特定する際も、１次元等価回路網解析を実行する必要がなくなるので、短時間で異常個所を特定することが可能となる。

（その他の実施形態）
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

例えば、上記各実施形態として油圧操作機構の一例を示したが、上記各実施形態と異なる構成の油圧操作機構にも適用することができる。

また、上記各実施形態では、遮断器の操作機構の駆動源として、油圧を用いているが、それ以外の駆動源、例えば空気圧や弾性体要素（圧縮コイル、捩りコイルばね、皿ばね、渦巻きばね、板ばね、空気ばねや引張りばね等）を用いた操作機構にも適用することができる。加えて、異なる駆動源を併用する操作機構にも適用可能である。

さらに、上記各実施形態では、遮断動作結果についての監視処理の例を示しているが、投入動作、及び遮断や投入状態等の待機状態での監視処理についても監視可能である。

また、上記第２実施形態に第１実施形態の第１、第２変形例を組み合わせることも可能である。

１…遮断器、２…油圧操作機構、３…圧力センサー、３ａ〜３ｉ…圧力センサー、４…変位センサー、５…測定値記録部、６…異常監視装置、７…状態判断部、８…１次元等価回路網演算部、９…異常個所特定部、１０…温度センサー、１１…異常モードデータベース、１２…異常モード特定部、２１…固定接点、２２…可動接点、２３…連結リンク、２４…主弁、２５…遮断主弁、２６…投入主弁、２７…切換弁、２８…遮断用電磁弁、２９…投入用電磁弁、３０…アキュムレータ、３１…油タンク、３２…油圧ポンプ、３３…遮断主弁ピストン、３４…遮断主弁用復帰ばね、３５…投入主弁ピストン、３６…投入主弁用復帰ばね、５０…1次元等価回路網モデル、５１…主弁モデル、５２…遮断主弁モデル、５３…投入主弁モデル、５４…切換弁モデル、５５…遮断用電磁弁モデル、５６…投入用電磁弁モデル、７１…ピストンコンポーネント、７２…質量コンポーネント、７３…段差付ピストンコンポーネント、７４…ばね減衰コンポーネント、７５…壁コンポーネント、７６…ソレノイドコンポーネント、７７…アキュムレーターコンポーネント、７８…油タンクコンポーネント、７９…油圧ポンプコンポーネント、８０…配管コンポーネント

Claims (7)

1. 遮断器の可動接点を往復駆動して、その遮断器を遮断状態と投入状態との間で相互に移行させる油圧操作機構の主要な弁近傍の油圧を測定する複数の圧力センサーと、
   前記可動接点の変位を測定する変位センサーと、
   前記圧力センサー及び前記変位センサーの測定結果を記録する測定値記録部と、
   前記油圧操作機構の１次元等価回路網モデルを示すデータを格納し、１次元等価回路網解析が実行可能な１次元等価回路網演算部と、
   前記測定値記録部で記録した測定値データと、前記１次元等価回路網演算部において正常状態の前記油圧操作機構の前記１次元等価回路網モデルで計算した計算値データとを比較して、その比較結果に基づいて前記油圧操作機構の状態が異常か否かを判断する状態判断部と、
   前記状態判断部で異常と判断した場合、前記測定値データと前記１次元等価回路網演算部の計算値データとの差が予め設定した範囲内の条件を満たすように前記１次元等価回路網モデルのコンポーネントのパラメータを変更し、正常状態の値に対して一定値以上異なるパラメータの存在するコンポーネントが異常個所であると特定する異常個所特定部と、
   を備えることを特徴とする遮断器用油圧操作機構の監視システム。
2. 前記油圧操作機構の周辺温度を測定する温度センサーをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の遮断器用油圧操作機構の監視システム。
3. 前記異常個所特定部は、最適値探索手法による演算手段を搭載していることを特徴とする請求項１又は２に記載の遮断器用油圧操作機構の監視システム。
4. 遮断器の可動接点を往復駆動して、その遮断器を遮断状態と投入状態との間で相互に移行させる油圧操作機構の主要な弁近傍の油圧を測定する複数の圧力センサーと、
   前記可動接点の変位を測定する変位センサーと、
   前記圧力センサー及び前記変位センサーの測定結果を記録する測定値記録部と、
   前記油圧操作機構の１次元等価回路網モデルを示すデータを格納し、１次元等価回路網解析が実行可能な１次元等価回路網演算部と、
   前記１次元等価回路網演算部で正常状態の計算値データと、想定される異常モードの計算値データ群を格納している異常モードデータベースと、
   前記測定値記録部で記録した測定値データと、前記異常モードデータベースにおいて正常状態の前記計算値データ群とを比較して、その比較結果に基づいて前記油圧操作機構の状態が異常か否かを判断する状態判断部と、
   前記状態判断部で異常と判断した場合、前記測定値データと前記異常モードデータベースの前記計算値データ群とを比較して、予め設定した範囲内の条件を満たす異常モードが、現在発生している異常モードであると特定する異常モード特定部と、
   を備えることを特徴とする遮断器用油圧操作機構の監視システム。
5. 前記油圧操作機構の周辺温度を測定する温度センサーをさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の遮断器用油圧操作機構の監視システム。
6. 遮断器の可動接点を往復駆動して、その遮断器を遮断状態と投入状態との間で相互に移行させる油圧操作機構の主要な弁近傍の油圧を測定する複数の圧力センサーと、前記可動接点の変位を測定する変位センサーと、を用いて前記油圧操作機構を監視する遮断器用油圧操作機構の監視方法であって、
   前記圧力センサー及び前記変位センサーの測定結果を測定値記録部に記録する測定値記録工程と、
   １次元等価回路網演算部が前記油圧操作機構の１次元等価回路網モデルを示すデータを格納し、１次元等価回路網解析を実行する１次元等価回路網演算工程と、
   前記測定値記録工程で記録した測定値データと、前記１次元等価回路網演算工程において正常状態の前記油圧操作機構の前記１次元等価回路網モデルで計算した計算値データとを比較して、その比較結果に基づいて前記油圧操作機構の状態が異常か否かを状態判断部で判断する状態判断工程と、
   前記状態判断工程で異常と判断した場合、異常個所特定部が前記測定値データと前記１次元等価回路網演算工程で計算した計算値データとの差が予め設定した範囲内の条件を満たすように前記１次元等価回路網モデルのコンポーネントのパラメータを変更し、正常状態の値に対して一定値以上異なるパラメータの存在するコンポーネントが異常個所であると特定する異常個所特定工程と、
   を有することを特徴とする遮断器用油圧操作機構の監視方法。
7. 遮断器の可動接点を往復駆動して、その遮断器を遮断状態と投入状態との間で相互に移行させる油圧操作機構の主要な弁近傍の油圧を測定する複数の圧力センサーと、前記可動接点の変位を測定する変位センサーと、を用いて前記油圧操作機構を監視する遮断器用油圧操作機構の監視方法であって、
   前記圧力センサー及び前記変位センサーの測定結果を測定値記録部に記録する測定値記録工程と、
   １次元等価回路網演算部が前記油圧操作機構の１次元等価回路網モデルを示すデータを格納し、１次元等価回路網解析を実行する１次元等価回路網演算工程と、
   前記１次元等価回路網演算工程で正常状態の計算値データと、想定される異常モードの計算値データ群を異常モードデータベースに格納する異常モードデータ格納工程と、
   前記測定値記録工程で記録した測定値データと、前記異常モードデータ格納工程において正常状態の前記計算値データとを比較して、その比較結果に基づいて前記油圧操作機構の状態が異常か否かを状態判断部で判断する状態判断工程と、
   前記状態判断工程で異常と判断した場合、異常モード特定部が前記測定値データと前記異常モードデータベースの前記計算値データ群とを比較して、予め設定した範囲内の条件を満たす異常モードが、現在発生している異常モードであると特定する異常モード特定工程と、
   を有することを特徴とする遮断器用油圧操作機構の監視方法。

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