JPH02142308A

JPH02142308A - ガス絶縁式電気設備

Info

Publication number: JPH02142308A
Application number: JP63293361A
Authority: JP
Inventors: Takanori Tsunoda; 孝典角田
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 1988-11-18
Filing date: 1988-11-18
Publication date: 1990-05-31

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】（産業上の利用分野〕この発明は、ガス絶縁式開閉装置などのガス絶縁式電気
設備に関し、詳しくは短絡や地絡などの事故が発生した
ときに、この事故点を標定するための構成に関するもの
である。

〔従来の技術〕

従来より用いられている通常のガス絶縁式開閉装置の構
成は、第３図に示されている。図において、３０は遮断
器、３１は直線形断路器、３２は線路用接地装置、３３
はケーブル接続装置、ＣＴはケーブル分割貫通形計器用
変流器、３５は母線、３６は点検用接地装置、３７は直
角形断路器、３８は充電部である。

充電部３８は三相分を一括して絶縁スペーサ３９により
絶縁支持のうえ、接地金属容器４０内に収納し、内部に
散気圧のＳＦ６ガスを密封している。

このＳＦ、ガスは絶縁および消弧媒体として機能する。

また前記絶縁スペーサ３９は充電部３８の支持とともに
、接地金属容器４０内の空間を、上記各エレメント毎に
区分して？！数の独立したガス区画室Ａ、〜Ａ７を形成
し、前記ＳＦ、の充・排気は必要な部分のみ行うように
なっている。

上述のようなガス絶縁式開閉装置において、使用条件な
どによる不測の要因や、耐久寿命などにより、内部で相
１間の短絡や各相の地絡などの異常が生じるときには、
これを検出して可及的に速やかに補修作業が実施される
ことが望ましい、このため、従来では前記各ガス区画室
Ａ　Ｉ−Ａ　、毎に内圧検出器（図示せず）畔装置し、
短絡時および地絡時に放出されるアークエネルギーに起
因して、事故の生じたガス区画室の内圧が上昇すること
を利用して、短絡および地絡を検出し、またその事故点
を標定するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記複数のガス区画室Ａ、〜Ａ１は、−ｉに相互に異な
る容積を有している。このため、一定のアークエネルギ
ーに対する前記ガス区画室Ａ１〜Ａ７の内圧の各上昇値
は、容積の大きなガス区画室程小さくなる。また地絡電
流は小さいので、地絡が生じたガス区画室が比較的大き
な容積を有している場合には、これを検出することがで
きないことがある。特に、非有効接地系における地絡電
流は非常に小さく、したがって地絡時の標定は極めて困
難である。

この発明の目的は、異常の検出および事故点の標定か確
実に行われるようにしたガス絶縁式電気設備を提供する
ことである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明のガス絶縁式電気設備は、複数のガス区画室の
各内圧を検出する内圧検出器と、この内圧検出器出力か
ら基準内圧信号を凍して、各ガス区画室の内圧の各上昇
値を演算する減算器と、各ガス区画室に対して、ガス区画室の前記内圧の上昇値
とこのガス区画室の容積との積を演算する手段と、前記内圧の上昇値と容積との積が最大となるガス区画室
を事故点として標定する手段とを備えたものである。

〔作用〕

この発明の構成によれば、複数のガス区画室にはそれぞ
れ内圧検出器が設けられており、減算器はこの内圧検出
器出力から基準内圧信号を減じるようにして、各ガス区
画室の内圧の各上昇値を演算する。さらに、この各ガス
区画室における内圧の各上昇値と、各ガス区画室の容積
との積が演算され、この積が最大となるガス区画室で短
絡や地絡などの事故が発生したものと標定される。

このようにこの発明では、内圧上昇値と容積との積が最
大となるガス区画室が事故点とされるので、容積の大き
なガス区画室で短絡などに起因してアークが生じた場合
や、連絡時などのアークエネルギーが小さい場合などの
ように、事故が生じたガス区画室における内圧の上昇値
が小さい場合においても、事故による前記アークが生じ
たガス区画室を確実に事故点として標定することができ
る。

〔実施例〕

第１図にはこの発明の一実施例に係るガス絶縁式開閉装
置の電気的な構成が示されており、短絡や地絡などの事
故が生じたときに、この事故点を標定するための構成が
示されている。なおこの実施例の説明において、前述の
第３図を再び参照する。このガス絶縁式開閉装置は、複
数のガス区画室Ａ１〜Ａｎ毎に設けられ各ガス区画室の
内圧を検出する内圧検出器３１〜Ｓｎと、これらからの
出力を受けて各種の演算を行う中央処理装置１とを備え
ている。前記内圧検出器Ｓ１〜Ｓ７の各出力は、ガス区
画室Ａ１〜Ａ７の定格時の内圧検出器Ｓ、〜Ｓ７出力に
対応して各基準電圧（基準内圧信号）が定められこの各
基準電圧と内圧検出器Ｓ、−Ｓ、出力とを減算する減算
器２に入力され、この減算器２の出力は、マルチプレク
サ３から、サンプルホールド回路４およびアナログ／デ
ジタル変換器５を経て、前記中央処理装置ｌが接続され
ているデータバス６に入力される。前記減算器２出力は
ガス区画室Ａ１〜Ａ７の各内圧の上昇値に対応する。前
記マルチプレクサ３の前段には、内圧検出器Ｓ、〜Ｓ７
出力と減算器２の前記基準電圧との差が小さいときに、
減算器２出力を増幅して感度を増加するための増幅器７
が設けられる。

前記データバス６には、中央処理装置ｆのワークエリア
などとしてその記憶領域が用いられるメモリ８．操作パ
ネル９からの信号を読み取るインタフェイス回路１０．
データバス６に導出される制ｔＴＨ信号を受けて表示パ
ネル１１に表示制御信号を与えるインクフェイス回路１
２．印刷装置１３とデータバス６との間を接続するイン
クフェイス回路１４などが接続される。このデータバス
６にはまた、各種継電器などを制御するためのインクフ
ェイス回路１５が接続され、母線３５に短絡や地絡が生
じたことを検出するために母線保護用差動継電器からの
信号がインクフェイス回路１６を介して入力される。

第２図は、この実施例における事故点（短絡または地絡
が生じたガス区画室）の標定の原理を説明するための図
である。母線３５には複数の入出力回線！１〜ｒアが接
続され、これらの入出力回線！１〜Ｌのそれぞれに関連
して、計器用変流器ＣＴ、〜ＣＴｍ（第３圀の計器用変
流器ＣＴはこれらのうちの一つである。）が設けられて
いる。

また母線３５にはこの母線３５の電圧を測定する計器用
変圧器ＰＴが接続されている。

入出力回線！、〜！ヶに流れるトータルの各相電流！、
、ｉｂ、ｆゎは、各入出力回線２．〜ｐ、ｋに流れる各
相電流Ｉｎ。

ｉｂＪ、　　１ｅｊ（Ｊ＝１．２・・・・、ｋ）によって、１１−Σ１１゜・・　（１）１、＝ΣＩ　ｂＪ・・・　（２）ＩＣ＝Σｌ　ｃｊ・・　（３）と表される。なお、通常、すなわち相間の短絡や地絡に
よるアークが生じていないときには、Ｉｓ　＝Ｉｂ　＝
Ｉｃ　＝０　　　　　　　・・・　（４）である。また
内部１員失の瞬時エネルギー〜ｖ　（ｇは、各相電圧を
ｌ／、、？、　　９ｅとして、Ｗ（ｔ）−？、１．＋？
ｂＴｏ＋９ｃｊ、　　　−（５）となり、事故時に放出
されるアークエネルギーＥは、と表現できる（ただし、Ｌ′は故障継続時間である。）
。

一方、成るガス区画室におい、て、短絡や地絡などの事
故が発生すると、この事故時のアークエネルギーによっ
てＳＦ、ガスの温度が上昇する。この温度上昇によって
ＳＦ、ガスは膨張しこれによって当該ガス区画室の内圧
が上昇する。たとえばこのガス区画室の初期圧がＰであ
って、前記事故時の温度上昇によって内圧がＰ＋ΔＰに
上昇したとすれば、 ■　・　Ｌ′ Δｐ＝ｃ、ｘ　　　　　　　　　　　　　　　　・・・
　（７）■ ただし、Ｃ１・・・係数 ■　・・・故障電流 ■　・・・ガス区画室の容積となる。この式は、当該ガス区画室内で消費されるエネ
ルギーをＥとすれば、 Δｐ＝ｃ、ｘ　□　　　　　　　　　　　・・・　（８
）■ ただし、Ｃ２は係数である。

と書き直すことができるゆこのエネルギーＥは、事故に
よって放出されるアークエネルギーとみなずことかでき
る。

したがって、各ガス区画室Ａ１〜Ａ、の容積をＶ、、Ｖ
、、、・・・、■、、とじた場合、ガス区画室Ａ、（た
だしｌ≦ｍ≦ｎ）で事故が発生したと仮定すると、ガス
区画室Ａ、Ｉでは、 ΔＰ１　・ｖＩｌｉ＝ｉｃ、　　・Ｅ　　　　　・・・
　（９）となる（ただしこの第（９）式において■、は
、ガス区画室Ａ、の容積である。）。またガス区画室へ
〇以外のガス区画室Ａ、（１≦ｉ＜　ｎ、ｉ　ｆ−ｍ）
では、 ΔＰｔ　　・Ｖ＋　　（Ｃ，−Ｅ　　　　　　　−００
）となる。したがって、ＭＡＸ　［ΔＰ＋’Ｖ＋、ΔＰ２・ν２＋”’＋Δ八、
へ、１）　　−Δｐ、ｖ。

となる、すなわち、全ガス区画室Ａ１〜Ａ、、に関して
内圧の上昇値ΔＰ、〜ΔＰ１と容積ｖ１〜■１との積Δ
Ｐ１・■３．ΔＰ、・■７．・・・、ΔＰ、１・■。

を演算し、これらの最大値が得られるガス区画室を事故
点として標定することができる。

再び第１図を参照してこの実施例の動作を説明する。相
間の短絡や各相の地絡が生じると、短絡、地絡の各事故
時に動作して母線３５を保護するための各継電器からの
信号が、インクフェイス回路１６を介してデータバス６
から、中央処理装置１に入力される。これによって中央
処理装置１は滅１γ器２または増幅器７から、各ガス区
画室Ａ１〜Ａ１における内圧上昇値ΔＰ１〜ΔＰイを得
る。

中央処理装置ｌは、この内圧上昇値ΔＰ、〜ΔＰ７と、
ガス区画室Ａ、〜Ａ１１の各容積ｖＩ〜■、との積ΔＰ
＋　・Ｖ＋、　ΔＰｚ・Ｖｚ、”・、ＡＰ、ｌ・Ｖ、を
演算する。そして、この容積と内圧の上昇値との積の最
大値が求められ、この最大値が得られたガス区画室内で
事故が発生したものと標定される。

このことは、たとえば表示パネル１１に表示出力などさ
れる。

第３図に示されたガス絶縁式開閉装置の各ガス区画室Ａ
１〜Ａ、に関して、相間の短絡または地絡が生じたとき
の内圧上昇値ΔＰの＃ＩＩ定僅の計算結果が第１表に示
されている。ただし、ガス区画室Ａｔ、Ａｅは母線３５
を収納し、ガス区画室Ａ６に連なるガス区画室であって
、第３図では図示が省略されている。なお第１表に示さ
れた計算結果は、６６ｋＶのガス絶縁式開閉装置を想定
しており、事故電流は、２相短絡電流　・・・６７００　Ａ３相短絡電流　・・・７７３０　Ａ１線地絡電流　、・・　２０ＯＡである。

（以下余白）この第１表に示された内圧上昇値ΔＰの推定値から、地
絡時の内圧上昇値は短絡時の内圧上昇値よりも１〜２桁
小さいことが判る。この地絡時の内圧上昇値の測定のた
めに、この実施例ではマルチプレクサ３の前段に、前述
した感度増加用の増幅器７が設けられており、この増幅
器７または減算器２からの信号が選択的にサンプルホー
ルド回路４に入力される。

この切り換えによって内圧の上昇値の検出スパンは、短
絡時には±２ｋｇｆ／ｃａ＋”程度となり、地絡時には
±０．１　ｋｇｆ／ｃｍ”程度となる。これによってア
ナログ／デジタル変換器５が、１２ピントのものである
ときには、それぞれ０．００１　ｋｇｆ／ｃｒＡ。

０．００００５　ｋｇｆ／ｃｍ”　（Ｄ分解能カ得うレ
、シタカッチ地絡時の内圧の上昇値の検出が可能である
。

以上のようにこの実施例によれば、各容積■１〜■ｏと
内圧の各上昇値ΔＰ、〜ΔＰ、、との積ΔＰ＋・Ｖ＋、
ΔＰｇ　・Ｖｚ、−、ΔＰ、・Ｖａが最大となるガス区
画室が事故点として標定されるので、ガス区画室Ａ、〜
Ａ７の容積の差に依らず軒、事故点を正確に標定するこ
とできる。しかもこの実施例では、前述のように比較的
事故電流の小さい地絡時には、減算器２出力がさらに増
幅器７を介してマルチプレクサ３から取り込まれるので
、検出感度が増大され、したがって地絡の検出を確実に
行うことができる。

前述の実施例では、ガス絶縁式開閉装置を例に採って説
明したが、この発明は他のガス絶縁式電器設備において
、内部で生じる短絡および地絡などの事故の検出および
、この事故が生した事故点の標定を行おうとするものに
対して広〈実施することができる。

〔発明の効果〕

この発明のガス絶縁式電気設備によれば、内圧の上昇値
と容積との積が最大となるガス区画室が事故点とされる
ので、容積の大きなガス区画室でアークが生じた場合や
、地絡時などのアークエネルギーが小さい場合において
も、前記アークが生じたことを確実に検出し、また前記
アークが生したガス区画室を確実に事故点として標定す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第ｔｒｉはこの発明の一実施例に係るガス絶縁式開閉装
置の電気的構成を示すブロンク図、第２図は前記ガス絶
縁式開閉装置における事故点の標定の原理を説明するた
めの図、第３図は一般的なガス絶縁式開閉装置の構成を
示す断面図である。１・・・中央処理装置、２・・・減算器、７・・・増幅
器、Ａ１〜八〇・・・ガス区画室、３１〜Ｓ７・・・内
圧検出器第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】複数のガス区画室の各内圧を検出する内圧検出器と、この内圧検出器出力から基準内圧信号を減じて、各ガス
区画室の内圧の各上昇値を演算する減算器と、各ガス区画室に対して、ガス区画室の前記内圧の上昇値
とこのガス区画室の容積との積を演算する手段と、前記内圧の上昇値と容積との積が最大となるガス区画室
を事故点として標定する手段とを備えたガス絶縁式電気
設備。