JPH01236532A - ガス絶縁開閉機器の異常検出装置 - Google Patents
ガス絶縁開閉機器の異常検出装置Info
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- JPH01236532A JPH01236532A JP63060411A JP6041188A JPH01236532A JP H01236532 A JPH01236532 A JP H01236532A JP 63060411 A JP63060411 A JP 63060411A JP 6041188 A JP6041188 A JP 6041188A JP H01236532 A JPH01236532 A JP H01236532A
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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。
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〕
本発明はガス絶縁開閉機器の異常検出装置に係わり、特
に通電部に生じた接触不良を重大事故に至る進展過程の
比較的早期に高信頼度で検出するのに好適なガス絶縁開
閉機器の異常検出装置に関する。
に通電部に生じた接触不良を重大事故に至る進展過程の
比較的早期に高信頼度で検出するのに好適なガス絶縁開
閉機器の異常検出装置に関する。
ガス絶縁開閉機器に、例えば遮断部の投入不良。
コンタクトを抑圧するばねの不良、導体取付部のボルト
締付は不良等を原因として通電異常が発生すると、従来
は異常進展過程の比較的初期には接触抵抗増加による局
所過熱が生じ、終期には劣化した電極間に微少な火花放
電が発生し、それに伴なうＳＦｅガスの分解、振動、電
磁波、電気パルス等が検出できると考えられていた。上
記の通電異常が地絡等の重大事故に進展する前にこれを
検知する予防保全の立場から、上記現象の検出法が検討
されてきた。例えば、温度を検出するものでは実開昭５
６−６８１３１号公報、特開昭５５−１５４４２８号公
報２分解ガスでは特開昭５５−４１１６５号公報、微小
火花放電発生に伴なう電磁波、電気パルス、振動等を検
出するものとして特開昭５５−１１７４２１壮公報等が
知られている。
締付は不良等を原因として通電異常が発生すると、従来
は異常進展過程の比較的初期には接触抵抗増加による局
所過熱が生じ、終期には劣化した電極間に微少な火花放
電が発生し、それに伴なうＳＦｅガスの分解、振動、電
磁波、電気パルス等が検出できると考えられていた。上
記の通電異常が地絡等の重大事故に進展する前にこれを
検知する予防保全の立場から、上記現象の検出法が検討
されてきた。例えば、温度を検出するものでは実開昭５
６−６８１３１号公報、特開昭５５−１５４４２８号公
報２分解ガスでは特開昭５５−４１１６５号公報、微小
火花放電発生に伴なう電磁波、電気パルス、振動等を検
出するものとして特開昭５５−１１７４２１壮公報等が
知られている。
（発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術に共通する問題は、各ｄｉ！ｌ定器の感度
としては現象をとらえるのに充分なレベルを有している
が、変電所現地におけるバックノイズが現象をはるかに
上用ねっているため、実験室レベルでは現象をとらえる
ことが可能であるが、現地での実用化では異常検出精度
に難点が残る、というものだった。従って変電所現地に
おけるバックノイズに影゛響されることなく高い精度で
異常検出できる新しい異常検出法が望まれていた。
としては現象をとらえるのに充分なレベルを有している
が、変電所現地におけるバックノイズが現象をはるかに
上用ねっているため、実験室レベルでは現象をとらえる
ことが可能であるが、現地での実用化では異常検出精度
に難点が残る、というものだった。従って変電所現地に
おけるバックノイズに影゛響されることなく高い精度で
異常検出できる新しい異常検出法が望まれていた。
本発明は上記に鑑み１通電異常時に発生する特有の現象
を見出し、これを測定することによって高精度で異常検
出できる手段を提供することにある。
を見出し、これを測定することによって高精度で異常検
出できる手段を提供することにある。
上記目的は、加速度センサもしくは変位センサ等の振動
検出手段を異常検出対象機器に設置して振動波形を測定
し、スペクトラムアナライザもしくは４１域濾波器等の
周波数分析手段を通して１通電電流周波数の偶数倍の周
波数成分と、隣合う２つの整数倍成分のほぼ中間の周波
数成分を切出し。
検出手段を異常検出対象機器に設置して振動波形を測定
し、スペクトラムアナライザもしくは４１域濾波器等の
周波数分析手段を通して１通電電流周波数の偶数倍の周
波数成分と、隣合う２つの整数倍成分のほぼ中間の周波
数成分を切出し。
両者を比較してその比を求め、この比があらかじめ設定
された基準値を越えたとき通電異常と判定することによ
りなされる。
された基準値を越えたとき通電異常と判定することによ
りなされる。
通電異常接触子を用いて通電試験をした結果。
接触部より可聴音が発生し、加速度センサを容器に設置
するとこれを振動としてとらえることができることが新
たに分かった。振動発生の原因は以下の如く考えられる
。接触部のモデルとしては、見かけは面接触しているも
のでも実は真の通電部は数μｍ〜数十μｍの点接触部が
無数に分布していると考えられている。通電異常接触部
では接触力の不足等の理由により通電電流に対し上記の
真の点接触部の総面積が不足しており、過度の電流集中
から真の接触部近傍が過熱した状態となっている。真の
接触部近傍の温度変化の時定数は１０”−３〜１０−４
秒とされており商用周波の通電電流の変化に対し充分速
い。すなわち１通電電流の商用周波の時間変化に対し真
の接触部の温度は充分追従し常に平衡状態が成立してい
るものと考えられる。
するとこれを振動としてとらえることができることが新
たに分かった。振動発生の原因は以下の如く考えられる
。接触部のモデルとしては、見かけは面接触しているも
のでも実は真の通電部は数μｍ〜数十μｍの点接触部が
無数に分布していると考えられている。通電異常接触部
では接触力の不足等の理由により通電電流に対し上記の
真の点接触部の総面積が不足しており、過度の電流集中
から真の接触部近傍が過熱した状態となっている。真の
接触部近傍の温度変化の時定数は１０”−３〜１０−４
秒とされており商用周波の通電電流の変化に対し充分速
い。すなわち１通電電流の商用周波の時間変化に対し真
の接触部の温度は充分追従し常に平衡状態が成立してい
るものと考えられる。
このことは通電電流１周期の間の２回の電流最大値に対
応して２回過熱され、２回の電流零点に対応して２回の
冷却が行なわれることを意味している。従って真の接触
部近傍では通電電流の２倍の周波数で膨張・収縮を繰返
しこの結果画電極が高速で衝突し合い振動が発生すると
考えられる。事実、この振動波形を実測し周波数分析を
試みると通電電流の２倍周波数を主成分とするとびとび
のスペク１−ルとなっている。このことは得られた振動
波形が通電電流周波数の２倍の周波数の繰返し波形であ
ることを示している。但し、極性効果があるためか１通
電電流と同一周波数成分も若干含まれている。
応して２回過熱され、２回の電流零点に対応して２回の
冷却が行なわれることを意味している。従って真の接触
部近傍では通電電流の２倍の周波数で膨張・収縮を繰返
しこの結果画電極が高速で衝突し合い振動が発生すると
考えられる。事実、この振動波形を実測し周波数分析を
試みると通電電流の２倍周波数を主成分とするとびとび
のスペク１−ルとなっている。このことは得られた振動
波形が通電電流周波数の２倍の周波数の繰返し波形であ
ることを示している。但し、極性効果があるためか１通
電電流と同一周波数成分も若干含まれている。
一方、変電所現地におけるバックノイズとしては通電電
流による電磁力によるもの、遮断器の動作等による単発
的なもの、雨・風等の連続的なものの３種が問題となる
。。第１の電磁力によるものは一般的には２００ Ｈｚ
〜４００ Ｈｚ以下に振動成分を有する。前述通電異常
に伴う振動成分は通常それ以上の周波数領域にあるから
バイパスフィルターを通すことにより簡単に除去できる
。第２の単発的なものに対しては信号成分は一般に数秒
以上の連続信号なので時間軸上の平均化処理等の簡単な
アルゴリズムでソフト的に除去できるものである。第３
の雨・風等が比較的信号レベルが大きく、しかも連続信
号なので問題となる。しかし実際に波形を測定し分析し
てみると波形に規則性はなく、周波数成分は連続的なス
ペクトルになる。
流による電磁力によるもの、遮断器の動作等による単発
的なもの、雨・風等の連続的なものの３種が問題となる
。。第１の電磁力によるものは一般的には２００ Ｈｚ
〜４００ Ｈｚ以下に振動成分を有する。前述通電異常
に伴う振動成分は通常それ以上の周波数領域にあるから
バイパスフィルターを通すことにより簡単に除去できる
。第２の単発的なものに対しては信号成分は一般に数秒
以上の連続信号なので時間軸上の平均化処理等の簡単な
アルゴリズムでソフト的に除去できるものである。第３
の雨・風等が比較的信号レベルが大きく、しかも連続信
号なので問題となる。しかし実際に波形を測定し分析し
てみると波形に規則性はなく、周波数成分は連続的なス
ペクトルになる。
前述の通電異常に伴う振動波形はとびとびの値を持つス
ペクトルとなるからこの差を利用して両者を分離でき、
通電異常の検出精度を向上することが可能である。
ペクトルとなるからこの差を利用して両者を分離でき、
通電異常の検出精度を向上することが可能である。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。この
図は加速度センサ１．前置アンプ２９周波数分析装首３
．演算装置４から成る通電異常検出装置をガス遮断器５
に適用した例を示す。ガ入遮断冊立は絶縁性能の優れた
消弧性ガス（一般にはＳＦｅガス）６を封入した密封容
器であるタンク７に導体８遮断部９等よりなる高電位部
１０を絶縁支持筒１１によって＄＠ｌ縁支持した構成と
なっている。電力系統運転時に外部導体に、１２′によ
り電流が導入され、このとき高電位部１０のどこかに接
触不良があると前述のメカニズムで振動が発生する。こ
る振動は高電位部１０を構成する金属材料及び、高電位
部１０を支持する絶縁支持筒１１中を通ってタンク７に
伝搬する。従って、高電位部に機械的に結合された絶縁
支持筒１１の近傍に加速度センサ１を設置することによ
り高感度で振動を検出することが可能である。当然のこ
とながら、加速度センサ１を高電位部１０に設置し光フ
ァイバー等で絶縁して信号伝送することによりさらに高
感度化は望めるが、遮断器の信頼性確保を優先してセン
サ類はタンフッ外部に設置する外部診断方式が現在の予
防保全技術の主流である。加速度センサｌの設置法はボ
ルト締め、接着材、磁石等の固定法があるが、その測定
原理よりできるだけ強固に設置するのが望ましい。本発
明の目的では半永久的に設置する場合が多く、ボルト締
結法が望ましい。加速度センサ１の取付部はその保護の
目的、及び、風雨による外部ノイズ低減の目的から保護
カバーを設けるのが良いがここでは図示を酩した。加速
度センサ１として例えば圧電形センサを用いると発生電
荷量を増幅するチャージアンプ等の前置アンプ２が必要
となる。アンプ内蔵形の加速度センサ１を用いた場合は
駆動電源を前置アンプの代わりに用いる。前置アンプ２
の出力は周波数分析装置３に入力され、周波数毎に分離
された振動成分の形でパソコン等の演算装置４に入力さ
れる。一般に変電機器の予防保全システムでは多くの機
器の多数の項目が検出対象となるため、これらの信号を
統合制御するため何らかの演算装置が適用されており１
本発明における演算袋＠４の機能もこれに統合させるこ
とができる。周波数分析装置３の機能は専用ソフトウェ
アを組み込むことにより演算装置４でも対応できるが、
専用袋Ｗ３を、設けることにより演算の高速化が望める
のでここでは図の構成とした。
図は加速度センサ１．前置アンプ２９周波数分析装首３
．演算装置４から成る通電異常検出装置をガス遮断器５
に適用した例を示す。ガ入遮断冊立は絶縁性能の優れた
消弧性ガス（一般にはＳＦｅガス）６を封入した密封容
器であるタンク７に導体８遮断部９等よりなる高電位部
１０を絶縁支持筒１１によって＄＠ｌ縁支持した構成と
なっている。電力系統運転時に外部導体に、１２′によ
り電流が導入され、このとき高電位部１０のどこかに接
触不良があると前述のメカニズムで振動が発生する。こ
る振動は高電位部１０を構成する金属材料及び、高電位
部１０を支持する絶縁支持筒１１中を通ってタンク７に
伝搬する。従って、高電位部に機械的に結合された絶縁
支持筒１１の近傍に加速度センサ１を設置することによ
り高感度で振動を検出することが可能である。当然のこ
とながら、加速度センサ１を高電位部１０に設置し光フ
ァイバー等で絶縁して信号伝送することによりさらに高
感度化は望めるが、遮断器の信頼性確保を優先してセン
サ類はタンフッ外部に設置する外部診断方式が現在の予
防保全技術の主流である。加速度センサｌの設置法はボ
ルト締め、接着材、磁石等の固定法があるが、その測定
原理よりできるだけ強固に設置するのが望ましい。本発
明の目的では半永久的に設置する場合が多く、ボルト締
結法が望ましい。加速度センサ１の取付部はその保護の
目的、及び、風雨による外部ノイズ低減の目的から保護
カバーを設けるのが良いがここでは図示を酩した。加速
度センサ１として例えば圧電形センサを用いると発生電
荷量を増幅するチャージアンプ等の前置アンプ２が必要
となる。アンプ内蔵形の加速度センサ１を用いた場合は
駆動電源を前置アンプの代わりに用いる。前置アンプ２
の出力は周波数分析装置３に入力され、周波数毎に分離
された振動成分の形でパソコン等の演算装置４に入力さ
れる。一般に変電機器の予防保全システムでは多くの機
器の多数の項目が検出対象となるため、これらの信号を
統合制御するため何らかの演算装置が適用されており１
本発明における演算袋＠４の機能もこれに統合させるこ
とができる。周波数分析装置３の機能は専用ソフトウェ
アを組み込むことにより演算装置４でも対応できるが、
専用袋Ｗ３を、設けることにより演算の高速化が望める
のでここでは図の構成とした。
第３図、第４図に周波数分析装置３の出力波形を示す。
横軸に周波数Ｊ、縦軸に振動強度Ｇの対数をとっている
。第３図波形ａは正常通電時で外部ノイズの比較的小さ
い状態である。周波数が２００８ Ｚ以下の範囲では商
用周波の通電電流による誘導、電磁力等の成分があり異
常検出には不向きなため、図はそれ以上の周波数範囲を
示している。第３図波形すは風雨等の外部ノイズの影響
がある場合であり、波形ａに対し上方にシフトしたもの
となっている。従って通電異常検出の判定基準としであ
る値を設定し、信号レベルがその値を越えたとき異常と
するのは外部ノイズレベルが大きくなったとき誤動作す
る可能性があり危険である。第４図に示す波形は通電異
常があるときのものである。図示の如く通電電流周波数
の偶数倍の周波数に大きな振動成分があり、奇数倍の周
波数では比較的小さい周波数成分となる。それらの間は
谷間となり振動成分が少ない。第４図に示すｉｉｍ異常
時の波形に風雨等の外部ノイズが重なつたときは、第４
図の波形が上方にシフトした波形に近い。従って通電異
常検出の判定基準としては、通電電流周波数の偶数倍成
分Ｐが、隣合う整数倍成分の間の値りに対して何倍かと
いう値で示されるべきである。具体的数値としては２倍
〜１０倍以上とされるべきで検出信頼性を向上させる手
段として複数のピークについて同様の検証をしてＡＮＤ
もしくはＯＲをとるのが良いと考えられる。
。第３図波形ａは正常通電時で外部ノイズの比較的小さ
い状態である。周波数が２００８ Ｚ以下の範囲では商
用周波の通電電流による誘導、電磁力等の成分があり異
常検出には不向きなため、図はそれ以上の周波数範囲を
示している。第３図波形すは風雨等の外部ノイズの影響
がある場合であり、波形ａに対し上方にシフトしたもの
となっている。従って通電異常検出の判定基準としであ
る値を設定し、信号レベルがその値を越えたとき異常と
するのは外部ノイズレベルが大きくなったとき誤動作す
る可能性があり危険である。第４図に示す波形は通電異
常があるときのものである。図示の如く通電電流周波数
の偶数倍の周波数に大きな振動成分があり、奇数倍の周
波数では比較的小さい周波数成分となる。それらの間は
谷間となり振動成分が少ない。第４図に示すｉｉｍ異常
時の波形に風雨等の外部ノイズが重なつたときは、第４
図の波形が上方にシフトした波形に近い。従って通電異
常検出の判定基準としては、通電電流周波数の偶数倍成
分Ｐが、隣合う整数倍成分の間の値りに対して何倍かと
いう値で示されるべきである。具体的数値としては２倍
〜１０倍以上とされるべきで検出信頼性を向上させる手
段として複数のピークについて同様の検証をしてＡＮＤ
もしくはＯＲをとるのが良いと考えられる。
第２図はガス絶縁開閉所等検出箇所が多い場合に対応で
きるよう安価に構成したものである。前例と同じくタン
ク７外壁に加速度センサ１を設置し、前置アンプ２を通
した後狭帯域バンドパスフィルタ１３．１３’で処理す
るものである。バンドパスフィルタ１３．１３’ の中
心周波数は第４図Ｐ及びＬに設定されている。さらに簡
単にはバンドパスフィルタ１３．１３’ を同調回路で
構成することも可能である。
きるよう安価に構成したものである。前例と同じくタン
ク７外壁に加速度センサ１を設置し、前置アンプ２を通
した後狭帯域バンドパスフィルタ１３．１３’で処理す
るものである。バンドパスフィルタ１３．１３’ の中
心周波数は第４図Ｐ及びＬに設定されている。さらに簡
単にはバンドパスフィルタ１３．１３’ を同調回路で
構成することも可能である。
本発明によれば、振動を検出するセンサを用いて通電異
常時に発生する特有の振動を検出し、通電電流の偶数倍
の周波数成分を、整数倍の中間の周波数成分と比較して
その比が設定値以上となったとき異常と判定する異常検
出アルゴリズムに従ったことにより、外部ノイズがあっ
ても高精度で通電通常を検出できる効果がある。
常時に発生する特有の振動を検出し、通電電流の偶数倍
の周波数成分を、整数倍の中間の周波数成分と比較して
その比が設定値以上となったとき異常と判定する異常検
出アルゴリズムに従ったことにより、外部ノイズがあっ
ても高精度で通電通常を検出できる効果がある。
第１図は本発明の全体構成を示す概略図、第２図は異な
る実施例を示す概略図、第３図、第４図は本発明の原理
を示す線図である。 １・・・加速度センサ、３・・・周波数分析装置、４・
演算装置、５・・・ガス遮断器、６・・・絶縁性ガス、
７・タンク、１０・・パ高電位部、ａ、ｂ、Ｑ・・・振
動波形、Ｐ・・・偶数倍の周波数成分、Ｌ・・・隣り合
う整数倍周波数の中間周波数成分。
る実施例を示す概略図、第３図、第４図は本発明の原理
を示す線図である。 １・・・加速度センサ、３・・・周波数分析装置、４・
演算装置、５・・・ガス遮断器、６・・・絶縁性ガス、
７・タンク、１０・・パ高電位部、ａ、ｂ、Ｑ・・・振
動波形、Ｐ・・・偶数倍の周波数成分、Ｌ・・・隣り合
う整数倍周波数の中間周波数成分。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、絶縁性ガスを封入した気密容器と、該気密容器中に
絶縁支持された電流通電路をなす高電位部からなり、電
流通電時に接触不良部から発生する振動を検出するセン
サを設置したものにおいて、前記センサで測定された振
動波形の通電電流周波数の偶数倍の周波数成分と、通電
電流周波数の隣り合う２つの整数倍周波数の中間周波数
成分を比較してその比があらかじめ設定された判定基準
値を越えたとき異常と判定することを特徴とするガス絶
縁開閉機器の異常検出装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、判定基準値を２倍
以上に設定したことを特徴とするガス絶縁開閉機器の異
常検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63060411A JPH01236532A (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | ガス絶縁開閉機器の異常検出装置 |
| US07/321,382 US4975800A (en) | 1988-03-14 | 1989-03-10 | Contact abnormality detecting system |
| EP89104526A EP0333139B1 (en) | 1988-03-14 | 1989-03-14 | Energization fault detection system |
| DE89104526T DE68907961T2 (de) | 1988-03-14 | 1989-03-14 | Störungserkennungssystem für elektrische Versorgungseinrichtungen. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63060411A JPH01236532A (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | ガス絶縁開閉機器の異常検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01236532A true JPH01236532A (ja) | 1989-09-21 |
Family
ID=13141409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63060411A Pending JPH01236532A (ja) | 1988-03-14 | 1988-03-16 | ガス絶縁開閉機器の異常検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01236532A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100368425B1 (ko) * | 2001-01-05 | 2003-01-24 | 주식회사 효성 | 가스절연개폐장치의 동작상태 감시진단 방법 |
| CN101639518B (zh) | 2009-09-08 | 2011-11-02 | 江苏省电力公司南京供电公司 | 电力变压器有载分接开关切换触头烧损故障诊断法及装置 |
-
1988
- 1988-03-16 JP JP63060411A patent/JPH01236532A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100368425B1 (ko) * | 2001-01-05 | 2003-01-24 | 주식회사 효성 | 가스절연개폐장치의 동작상태 감시진단 방법 |
| CN101639518B (zh) | 2009-09-08 | 2011-11-02 | 江苏省电力公司南京供电公司 | 电力变压器有载分接开关切换触头烧损故障诊断法及装置 |
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