JPH0217892B2 - - Google Patents
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- JPH0217892B2 JPH0217892B2 JP9152780A JP9152780A JPH0217892B2 JP H0217892 B2 JPH0217892 B2 JP H0217892B2 JP 9152780 A JP9152780 A JP 9152780A JP 9152780 A JP9152780 A JP 9152780A JP H0217892 B2 JPH0217892 B2 JP H0217892B2
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- Japan
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- switching device
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- parts
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- Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はガス絶縁開閉機器の故障、特に長期に
わたつて使用された場合等に生じる部品類の取付
ゆるみを外部から診断する方法に関するものであ
る。
わたつて使用された場合等に生じる部品類の取付
ゆるみを外部から診断する方法に関するものであ
る。
ガス絶縁開閉機器故障の原因分析によれば動作
不能、動作不具合、漏気、漏油、破損、取付部品
類のゆるみや脱落等のいわゆる機械的故障が故障
全体の90％以上を占めていることが知られてい
る。そのうち漏気、漏油については圧力リレーな
どにより開閉機能を失なう前に警報等を出し対処
することが可能であり動作不能、動作不具合等に
ついてはしや断器を正常動作の数十分の一程度の
緩速で駆動し、これを解析することにより故障を
検出する方法が提案されている。
不能、動作不具合、漏気、漏油、破損、取付部品
類のゆるみや脱落等のいわゆる機械的故障が故障
全体の90％以上を占めていることが知られてい
る。そのうち漏気、漏油については圧力リレーな
どにより開閉機能を失なう前に警報等を出し対処
することが可能であり動作不能、動作不具合等に
ついてはしや断器を正常動作の数十分の一程度の
緩速で駆動し、これを解析することにより故障を
検出する方法が提案されている。
ところで、取付部品類に生ずる軽量なゆるみ、
そしてこれが進展して脱落した場合突然せん絡し
て系統が停電するような事故を防止する方法は従
来全くなく、たまたま保守員の巡回点検時内部に
異常な音が検出される以外は全く手段がなく、対
策、処置することが極めて困難であつた。その理
由としては、開閉器は多くの場合平常時には静止
状態にあり、従つて自ら運転されている振動なり
騒音を発生しないので、外部から検出すべき信号
が全く存在しないことに起因する。
そしてこれが進展して脱落した場合突然せん絡し
て系統が停電するような事故を防止する方法は従
来全くなく、たまたま保守員の巡回点検時内部に
異常な音が検出される以外は全く手段がなく、対
策、処置することが極めて困難であつた。その理
由としては、開閉器は多くの場合平常時には静止
状態にあり、従つて自ら運転されている振動なり
騒音を発生しないので、外部から検出すべき信号
が全く存在しないことに起因する。
以下より説明を具体化するため、ガス絶縁開閉
機器のなかでも特にその使命上信頼性が要求され
るガスしや断器を例にとつて説明する。第１図は
タンク形ガスしや断器の構成図である。１はガス
タンクで内部には例えばSF6ガス等の絶縁性ガス
が封入されている。２はしや断部であり、後述の
第２図で説明する。３はブツシングであり、４は
絶縁操作ロツドで駆動部５により操作力をしや断
部２に伝達する役目をする。図では示してない
が、操作ロツド４と駆動部５との間には紙面と平
行なタンク壁面があり、従つて駆動部５は気中側
にある。
機器のなかでも特にその使命上信頼性が要求され
るガスしや断器を例にとつて説明する。第１図は
タンク形ガスしや断器の構成図である。１はガス
タンクで内部には例えばSF6ガス等の絶縁性ガス
が封入されている。２はしや断部であり、後述の
第２図で説明する。３はブツシングであり、４は
絶縁操作ロツドで駆動部５により操作力をしや断
部２に伝達する役目をする。図では示してない
が、操作ロツド４と駆動部５との間には紙面と平
行なタンク壁面があり、従つて駆動部５は気中側
にある。
第２図は前記しや断部２の概略を示しており、
固定ピストン６、可動シリンダ７、固定電極８等
から構成され、しや断時には伝達機構１６を介し
た操作駆動力により可動シシリンダが図示左方に
移動し、これにより圧縮室１７の絶縁性ガスが急
激に圧縮され高気圧となつて図示しない弁等を介
し固定電極８に吹付けられアークを消弧する構造
である。尚、図で１２と１４は電極の大地に対す
る電界を緩和するために取付ネジ１３，１５にて
固定されたシールド、また９は電磁間の機械的保
持と共に分担電圧を平等化するコンデンサ、１０
は支え、１１は外部引出用の端子である。
固定ピストン６、可動シリンダ７、固定電極８等
から構成され、しや断時には伝達機構１６を介し
た操作駆動力により可動シシリンダが図示左方に
移動し、これにより圧縮室１７の絶縁性ガスが急
激に圧縮され高気圧となつて図示しない弁等を介
し固定電極８に吹付けられアークを消弧する構造
である。尚、図で１２と１４は電極の大地に対す
る電界を緩和するために取付ネジ１３，１５にて
固定されたシールド、また９は電磁間の機械的保
持と共に分担電圧を平等化するコンデンサ、１０
は支え、１１は外部引出用の端子である。
従来、しや断器の機械的な信頼性を確認する方
法として、一般に行なわれているのはJEC−181
（1975）に定められている形式試験による方法で
あるが、さらに参考試験としての10000回連続開
閉試験を行なうのが通例となつている。これらの
試験の際には開極時間、可動部のストローク、投
入時間、操作電圧踏を同時に測定するわけであ
り、さらには操作電圧または圧力に関しては定格
値のみならず最高、最低値による試験をも行なう
ことになつている。これらの値の組合わせについ
てもJEC−181に規定されている。メーカー等で
は出荷前の試験においてこれらの組合わせ試験に
よる工場試験を行なつて製品の信頼性を確認した
うえで出荷している。
法として、一般に行なわれているのはJEC−181
（1975）に定められている形式試験による方法で
あるが、さらに参考試験としての10000回連続開
閉試験を行なうのが通例となつている。これらの
試験の際には開極時間、可動部のストローク、投
入時間、操作電圧踏を同時に測定するわけであ
り、さらには操作電圧または圧力に関しては定格
値のみならず最高、最低値による試験をも行なう
ことになつている。これらの値の組合わせについ
てもJEC−181に規定されている。メーカー等で
は出荷前の試験においてこれらの組合わせ試験に
よる工場試験を行なつて製品の信頼性を確認した
うえで出荷している。
しかしながら、しや断器等の開閉機器はその機
能上極めて短時間に動作する必要があり、従つて
その操作力は強大である。このため、内部の部品
類は強固に取付けられ、ねじ等の締結部は十分回
り止めが施されているが、例えばシールドのよう
に構造上比較的剛性の低いものは操作時の加振力
により振動し、その取付力が徐々に低下し最悪の
場合には脱落する恐れがあり、このような状態で
は高電圧部と大地電位間の導電部となり接地事故
を起す原因となる。このような部品取付のゆるみ
が生じていても、従来は全く検知する方法がなか
つた。
能上極めて短時間に動作する必要があり、従つて
その操作力は強大である。このため、内部の部品
類は強固に取付けられ、ねじ等の締結部は十分回
り止めが施されているが、例えばシールドのよう
に構造上比較的剛性の低いものは操作時の加振力
により振動し、その取付力が徐々に低下し最悪の
場合には脱落する恐れがあり、このような状態で
は高電圧部と大地電位間の導電部となり接地事故
を起す原因となる。このような部品取付のゆるみ
が生じていても、従来は全く検知する方法がなか
つた。
近年の電力需要の増大に伴ない。しや断器を始
めとする開閉機器は全て高電圧化、大容量化する
と共にその故障が社会に及ぼす影響は甚大かつ深
刻なものになると予想される。従つて電力系統を
構成しているしや断器等についても故障の大部分
を占める機械的故障を事前に予知し、対策を構ず
ることにより機器の信頼性を向上させることが望
まれている。ガス絶縁機器はSF6ガスの高い絶縁
性を利用して変電所の集積度を飛躍的に向上した
ものであるが、多くの重要部品が圧力容器内に収
納され且前記したように正常時には自らその運転
状態を外部に知らせる信号源を持たない。しわゆ
る受動機器であるためその対処、処置が一層困難
であつた。
めとする開閉機器は全て高電圧化、大容量化する
と共にその故障が社会に及ぼす影響は甚大かつ深
刻なものになると予想される。従つて電力系統を
構成しているしや断器等についても故障の大部分
を占める機械的故障を事前に予知し、対策を構ず
ることにより機器の信頼性を向上させることが望
まれている。ガス絶縁機器はSF6ガスの高い絶縁
性を利用して変電所の集積度を飛躍的に向上した
ものであるが、多くの重要部品が圧力容器内に収
納され且前記したように正常時には自らその運転
状態を外部に知らせる信号源を持たない。しわゆ
る受動機器であるためその対処、処置が一層困難
であつた。
本発明はかかる点にかんがみなされたもので、
ガス絶縁開閉機器内部に発生或いは進展中の部品
類の取付けゆるみ等の機拡的故障を外部から診断
する開閉機器の異常の外部診断法を提供すること
を目的とする。
ガス絶縁開閉機器内部に発生或いは進展中の部品
類の取付けゆるみ等の機拡的故障を外部から診断
する開閉機器の異常の外部診断法を提供すること
を目的とする。
この目的を達成するため、本発明では、ガス絶
縁機器が通常運転中ずみからその信号を発生しな
いいわゆる受動機器であることから、これを外部
から刺激しその応答を調査することにより感度よ
い異常診断を可能とするものである。以下、図面
を参照して本発明の実施例を説明する。尚、以下
の各図で第１図、第２図と同一部品には同符号を
付しそれらの説明は省略する。
縁機器が通常運転中ずみからその信号を発生しな
いいわゆる受動機器であることから、これを外部
から刺激しその応答を調査することにより感度よ
い異常診断を可能とするものである。以下、図面
を参照して本発明の実施例を説明する。尚、以下
の各図で第１図、第２図と同一部品には同符号を
付しそれらの説明は省略する。
第３図及び第４図が本発明の一実施例を示す図
で、第３図は被診断器であるガスしや断器に外部
から電気的刺激を与えるための系統図であり、第
４図は第３図回路でガスしや断器の充電部に課電
したとき内部部品の振動を検出処理する測定回路
である。即ち、第３図で２４は可変周波数の発振
器で、この発振器２４の出力３６は図示するよう
に増幅器２３、低圧導線２２、高電圧発生装置２
１、高圧導体２０を介し被診断器であるガスしや
断器のブツシング３に課電される。１８，１９の
系統断路器は測定時には開路される。次に第４図
で、２５〜２８はガスタンク１或いは駆動部系の
シヤフト等の要部に取付けた例えば圧電素子形の
振動加速度検出素子であり、これら各振動加速度
検出素子の検出出力は振動増幅器３３、検出の
Ｓ／Ｎ比をあげるための波器３４を通し例えば
ｘ−ｙレコーダ等の記録器２５に導入される。記
録器２５には前記第３図の可変周波数発振器２４
の出力３６が与えられている。
で、第３図は被診断器であるガスしや断器に外部
から電気的刺激を与えるための系統図であり、第
４図は第３図回路でガスしや断器の充電部に課電
したとき内部部品の振動を検出処理する測定回路
である。即ち、第３図で２４は可変周波数の発振
器で、この発振器２４の出力３６は図示するよう
に増幅器２３、低圧導線２２、高電圧発生装置２
１、高圧導体２０を介し被診断器であるガスしや
断器のブツシング３に課電される。１８，１９の
系統断路器は測定時には開路される。次に第４図
で、２５〜２８はガスタンク１或いは駆動部系の
シヤフト等の要部に取付けた例えば圧電素子形の
振動加速度検出素子であり、これら各振動加速度
検出素子の検出出力は振動増幅器３３、検出の
Ｓ／Ｎ比をあげるための波器３４を通し例えば
ｘ−ｙレコーダ等の記録器２５に導入される。記
録器２５には前記第３図の可変周波数発振器２４
の出力３６が与えられている。
次に本発明の作用を説明する。第５図は本発明
による診断結果の一例であり、横軸はガスしや断
器の励磁周波数、縦軸は振動加速度検出素子２５
〜２８の出力であり、３７は部品取付けが正常の
場合の特性であり、３８が内部部品のいずれかに
ゆるみ等の取付け異常が生じている場合の特性で
ある。
による診断結果の一例であり、横軸はガスしや断
器の励磁周波数、縦軸は振動加速度検出素子２５
〜２８の出力であり、３７は部品取付けが正常の
場合の特性であり、３８が内部部品のいずれかに
ゆるみ等の取付け異常が生じている場合の特性で
ある。
電磁気学によれば、電界ｅにおいて２物体間に
作用する力(F)は Ｆ＝１／２εe2 ………(1) で与えられる。εは誘電率である。
作用する力(F)は Ｆ＝１／２εe2 ………(1) で与えられる。εは誘電率である。
ここで
ｅ＝Esinωt〔ｖ／ｍ〕 ………(2)
とすれば(1)、(2)式から
Ｆ＝１／２E2sin2ωt＝１／４εE2
（１−cos2ωt）〔Ｎ／m2〕 ………(3)
よつて最大値をとれば(4)式のようになる。
Fmax＝１／４εE2〔Ｎ／m2〕 ………(4)
SF6ガス中の物体間に作用する力を具体的に計
算すると、通常ガスしや断器の電位傾度Ｅは
30KV／cm程度である。このときのFmaxを計算
するFmax≒40〔Ｎ／m2〕≒４〔Kg／m2〕となる。
加振力としては極く僅かではあるが、内部に共振
やびびりが存在すると振動は大幅に増幅される。
また振動加速度検出素子２５〜２８の検出能力は
10-3〔ｇ〕を十分感知できるから、第５図のよう
な測定結果を得ることは容易に可能である。
算すると、通常ガスしや断器の電位傾度Ｅは
30KV／cm程度である。このときのFmaxを計算
するFmax≒40〔Ｎ／m2〕≒４〔Kg／m2〕となる。
加振力としては極く僅かではあるが、内部に共振
やびびりが存在すると振動は大幅に増幅される。
また振動加速度検出素子２５〜２８の検出能力は
10-3〔ｇ〕を十分感知できるから、第５図のよう
な測定結果を得ることは容易に可能である。
そこで、予かじめ記録しておいた正常時の周波
数応答３７と比較しその変化を検出すれば、内部
取付部にゆるみが生じていると第５図の３８のよ
うに大幅な振動値の増大、新たな共振成分の発生
及び周波数の低周波数への移行等が認められる。
また、びびり信号が検出された場合には、前記の
ように顕著な共振状態を保持して複数個取付けた
振動加速度検出素子間の信号の相互関係を求める
ことにより信号を発生している部位についても標
定が可能である。即ち、本発明によりガス絶縁機
器の内部の部品のゆるみの有無を外部から診断す
ることができる。
数応答３７と比較しその変化を検出すれば、内部
取付部にゆるみが生じていると第５図の３８のよ
うに大幅な振動値の増大、新たな共振成分の発生
及び周波数の低周波数への移行等が認められる。
また、びびり信号が検出された場合には、前記の
ように顕著な共振状態を保持して複数個取付けた
振動加速度検出素子間の信号の相互関係を求める
ことにより信号を発生している部位についても標
定が可能である。即ち、本発明によりガス絶縁機
器の内部の部品のゆるみの有無を外部から診断す
ることができる。
第６図は他の実施例を示すための図である。こ
の例では、ガス絶縁開閉器に対して外部から与え
る刺激として内部機器に直接的に作用する電磁加
振器３９を例えば駆動シヤフト部に取付け、その
加振力Ｐを力変換器４０で検出し、また駆動部に
取付けた振動加速度変換器４１の出力を積分し振
動速度Ｖとして前記加振力Ｐとからメカニカルイ
ンピーダンスＰ／Ｖを遂時計算して表現すれば正
確な伝達、応答特性が得られ、第７図に示す如く
正常（波形４２）、異常（波形４３）では応答特
性が異なることからその比較により内部部品のゆ
るみ等の異常が外部にて診断できる。
の例では、ガス絶縁開閉器に対して外部から与え
る刺激として内部機器に直接的に作用する電磁加
振器３９を例えば駆動シヤフト部に取付け、その
加振力Ｐを力変換器４０で検出し、また駆動部に
取付けた振動加速度変換器４１の出力を積分し振
動速度Ｖとして前記加振力Ｐとからメカニカルイ
ンピーダンスＰ／Ｖを遂時計算して表現すれば正
確な伝達、応答特性が得られ、第７図に示す如く
正常（波形４２）、異常（波形４３）では応答特
性が異なることからその比較により内部部品のゆ
るみ等の異常が外部にて診断できる。
以上記載のように、本発明ではガスしや断器等
の電力用開閉機器の内部部品に直接外部から電気
的若しくは機械的手段で振動刺激を与え、内部部
品のその応答を正常時のそれと比較するようにし
たので、内部部品の取付ゆるみ等を装置を解体す
ることなく外部から精度よく検知することができ
る開閉機器の異常の外部診断法を提供することが
できる。
の電力用開閉機器の内部部品に直接外部から電気
的若しくは機械的手段で振動刺激を与え、内部部
品のその応答を正常時のそれと比較するようにし
たので、内部部品の取付ゆるみ等を装置を解体す
ることなく外部から精度よく検知することができ
る開閉機器の異常の外部診断法を提供することが
できる。
第１図は要部を截断して示すガスしや断器の構
造図、第２図は第１図ガスしや断器の消弧室を示
す断面図、第３図及び第４図は本発明を第１図ガ
スしや断器に適用した場合の実施例を示す図で、
第３図は試験回路系統図また第４図は第３図回路
により充電部に課電したとき内部部品の振動を検
出する測定回路、第５図は前記測定結果を正常な
場合と比較して示す曲線図、第６図は他実施例を
説明するためのガスしや断器の構造図、第７図は
第６図方法による測定結果を正常な場合と比較し
て示す曲線図である。 １……ガスタンク、２……しや断部、４……操
作ロツド、２４……可変周波発振器、２５〜２８
……振動加速度検出素子、３５……Ｘ−Ｙ記録
器、３９……電磁加振器。
造図、第２図は第１図ガスしや断器の消弧室を示
す断面図、第３図及び第４図は本発明を第１図ガ
スしや断器に適用した場合の実施例を示す図で、
第３図は試験回路系統図また第４図は第３図回路
により充電部に課電したとき内部部品の振動を検
出する測定回路、第５図は前記測定結果を正常な
場合と比較して示す曲線図、第６図は他実施例を
説明するためのガスしや断器の構造図、第７図は
第６図方法による測定結果を正常な場合と比較し
て示す曲線図である。 １……ガスタンク、２……しや断部、４……操
作ロツド、２４……可変周波発振器、２５〜２８
……振動加速度検出素子、３５……Ｘ−Ｙ記録
器、３９……電磁加振器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 開閉機器において、この開閉機器の内部部品
に直接外部より振動を加え、この振動に対する内
部部品の応答を周波数若しくはメカニカルインピ
ーダンスとして検出し、この検出結果を予め記録
された正常時のそれと比較して内部部品の取り付
けゆるみ等の異常を検知する開閉機器の異常の外
部診断法。 ２ 開閉機器の内部部品に直接与える振動が、周
波数可変の高電圧を印加したことによる電磁力で
ある特許請求の範囲第１項記載の開閉機器の異常
の外部診断法。 ３ 開閉機器の内部部品に直接与える振動が、駆
動機構部に取付けられた電磁加振器によるもので
ある特許請求の範囲第１項記載の開閉機器の異常
の外部診断法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9152780A JPS5717521A (en) | 1980-07-04 | 1980-07-04 | Method of externally diagnosing malfunction of switching mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9152780A JPS5717521A (en) | 1980-07-04 | 1980-07-04 | Method of externally diagnosing malfunction of switching mechanism |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5717521A JPS5717521A (en) | 1982-01-29 |
| JPH0217892B2 true JPH0217892B2 (ja) | 1990-04-23 |
Family
ID=14028896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9152780A Granted JPS5717521A (en) | 1980-07-04 | 1980-07-04 | Method of externally diagnosing malfunction of switching mechanism |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5717521A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63280857A (ja) * | 1987-05-12 | 1988-11-17 | Mitsubishi Electric Corp | 点火時期制御装置 |
| JPS63280856A (ja) * | 1987-05-12 | 1988-11-17 | Mitsubishi Electric Corp | 点火時期制御装置 |
| US7383733B2 (en) * | 2005-09-30 | 2008-06-10 | Jennings Technology | Method and apparatus for the sonic detection of high pressure conditions in a vacuum switching device |
-
1980
- 1980-07-04 JP JP9152780A patent/JPS5717521A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5717521A (en) | 1982-01-29 |
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