JPH0244624A

JPH0244624A - 真空不良検出装置

Info

Publication number: JPH0244624A
Application number: JP19524688A
Authority: JP
Inventors: Kenji Watanabe; 憲治渡辺
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-08-04
Filing date: 1988-08-04
Publication date: 1990-02-14

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、真空不良検出装置に係り、特に真空バルブの
真空度の変化を電気的に識別して検出するようにした真
空不良検出装置に関する。

（従来の技術）真空遮断器、真空開閉器等は、真空容器である真空バル
ブ中に固定電極、可動電極の主電極および中間シールド
電極等が備えられ、この真空バルブの内部で常規状態の
電路の開閉と異常状態、特に短絡状態における電路の開
放を行なうものである。そのため、真空バルブの真空度
の低下は、その開閉特性、特に異常状態の遮断特性に影
響を及ぼすので、この真空バルブには真空度低下を検出
するための検出器が設けられている。

この検出器としては、一般には、放電電流検出器が用い
られている。この放電電流検出器は、真空バルブの圧力
、即ち真空度が種々の原因によりスローリークし、例え
ば１Ｏ−１（Ｔｏ　ｒ　ｒ）程度に低下すると、この真
空バルブ中の主電極および中間シールド電極の間の絶縁
耐電圧が維持できなくなり、これら電極間にパルス状の
放電（オゾナイザ放電）が生じることを利用したもので
ある。

この現象は、一般にはパッシェンの法則と言われている
。

このパルス状の放電を検出する具体的例を第３図によっ
て説明する。符号１０は、固定電極１１、可動電極１２
の主電極Ａおよびこれ等主電極Ａを取巻いて電界集中防
止用の中間シールド電極１３が備えられた真空遮断器等
の真空バルブであって、この真空バルブ１０の内部の圧
力即ち、真空度は、製造時には通常１Ｏ−１（Ｔｏ　ｒ
　ｒ）程度にされている。この真空バルブ１０の前記固
定電極１１には電源１４が、また可動電極１２には電動
機等の負荷１５が接続される。前記真空バルブ１０の外
側には接地電極１６が近接して設けられ主極Ａおよび中
間シールド電極１３との間に生じるパルス放電がパルス
放電電圧として検出される。この接地電極１６には、抵
抗等からなる検出インピーダンス１７が接続され、前記
接地電極１６が検出するパルス放電電圧に基づき前記検
出インピーダンス１７にパルス放電電流を流し、パルス
放電電圧として取出される。このパルス放電電圧はバッ
ファアンプ１８により増幅され、信号処理回路Ｂに送ら
れる。

前記検出インピーダンス１７に現れるパルス放電電圧は
、第４図に示すように通常、負荷１５を流れる電流に比
例する基準電圧Ｖｓに真空度が１０’　（Ｔｏ　ｒ　ｒ
）程度に低下するときに発生するパルス電圧Ｖｐ、その
他詳細を後述するコロナ放７１圧（図示せず）等が重畳
される。また、股的に、前記パルス電圧Ｖｐは、基準電
圧Ｖｓのピーク付近に発生することが実験的に確認され
ているので、検出は、基準電圧Ｖｓのピーク付近のパル
ス電圧Ｖｐを測定することにより行われる。

このよな現象を有するパルス放ａＳ圧は、バッファアン
プ１８で増幅されローパスフィルタ１９とバンドパスフ
ィルタ２０に送られる。、ローパスフィルタ１つに送ら
れたパルス放電電圧は、パルス電圧Ｖｐ、その他の高周
波信号成分が除去されて基準電圧信号Ｖｓが取出される
。この基準電圧信号Ｖｓがコンパレータ２１に送られ、
ここで商用周波のゼロクロス点が検出される。この検出
されたゼロクロス点を有する基準電圧信号Ｖｓがウィン
ド波形発生回路２２に送られ所定範囲内の基準電圧信号
がアンド回路２３に送られる。

また、バッファアンプ１９で増幅されたパルス放電電圧
は、前記バンドパスフィルタ２０に送られ、所定の周波
数範囲内のパルス電圧信号Ｖｐが取出される。このパル
ス電圧信号Ｖｐは絶対値回路２４に送られ、前記パルス
電圧信号Ｖｐが絶対値パルス信号に変換され、このパル
ス信号が増幅器２５を介してコンパレータ２６に送られ
る。このコンパレータ２６では、リファレンス電圧発生
器２７の基準信号と比較され、その差の信号により所定
値以上のパルス電圧信号が取出され、このパルス電圧信
号が前記アンド回路２３に送られる。

アンド回路２３では前記基準電圧信号とパルス電圧信号
の両信号を受けたとき、このアンド回路２３からパルス
信号が取出され、このパルス信号がカウンタ２８に送ら
れる。このカウンタ２８では、タイマ２９により付勢さ
れている時間中、パルス信号の有無あるいはパルス信号
数がカウントされる。このカウンタ２８が所定値以上の
パルス信号をうけると、出力信号が外部の表示器３０に
送られ、この表示器３０が信号表示をし、真空バルブ１
０の真空度が検出される。

（発明が解決しようとする課題）真空バルブ１０の真空度は、接地電極により検出される
パルス放電によるパルス放電電流により検出されるが、
通常、真空バルブ１０の真空度の低下は、−年では２．
４４Ｘ１０−６１／５ｅｅ（Ｔｏｒｒ）程度であるため
、１Ｏ−１（Ｔｏ　ｒ　ｒ）程度に低下するのは数年、
遅いものでは１０数年かかる。そのため、このような真
空バルブ１０では、真空度が低下するとともに真空バル
ブ１０の劣化例えば汚損、絶縁劣化、湿潤等が進行し、
この外表面に間欠的なコロナ放電が発生し、この接地電
極が前記パルス放電電流とともにこのコロナ放電による
コロナ放電電流を検出してしまうことがあった。特に、
これら両数電電流は、波形、位相および極性等が近似す
るため、両放電が近接した時期に生じると真空度低下に
よる放電電流であるかあるいは真空バルブ１０の劣化に
よるパルス放電電流であるか判別ができなくなる等の問
題がある。

そこで、真空バルブ１０には劣化を防止するため、真空
バルブ１０の外表面に撥水性の高い塗料を塗布したり、
判定時間を長くしコロナ放電電流とパルス放電電流を識
別することなどが行われていたが、良い塗料を用いても
経年劣化は防止できないし、判定時間を長くする方法を
採用しても、周囲条件例えば湿度差等により誤差を生じ
ると言う問題があった。

本発明は、上記問題を解決するために真空度低下による
パルス放電、真空バルブの劣化によるコロナ放電が混在
しても、これ等放電現象の違いを識別し真空度の低下を
検出するようにした真空不良検出装置を得ることを目的
とするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は、真空中に主電極および中間シールド電極を備
えた真空遮断器、真空開閉器等の真空バルブと、この真
空バルブの外側に近接して配設され真空度低下により前
記主電極および中間シールド電極に発生するパルス放電
を検出する接地電極と、この接地電極が検出したパルス
放電をパルス信号として取出す信号処理回路と、この信
号処理回路により取出されたパルス信号が各半サイクル
毎に一回のパルス信号であるかまたは二回以上のパルス
信号であるかを識別カウントする補助カウンタと、この
補助カウンタが識別カウントする夫々のパルス信号を受
け、この夫々のパルス信号が所定値以上になったとき出
力信号を発生する主カウンタと、この主カウンタが発生
する出力信号により作動される表示器とからなるもので
あり、また、表示器は、各半サイクル毎のパルス信号数
により表示を異ならしめたものである。

（作　用）真空バルブの真空度が低下すると、その真空度に応じ主
電極と中間シールド電極との間に半サイクルに一回ある
いは二回以上のパルス放電が生じる。このパルス放電に
伴うパルス放電電圧は接地電極によって検出され、信号
処理回路によりパルス信号に変換される。

また真空バルブは、その真空バルブの劣化等により外壁
から間欠的なコロナ放電が生じ、接地電極、信号処理回
路によりコロナ放電信号が取出される。

このような両パルス信号は、半サイクル毎のパルス信号
数としてカウントされて、真空度低下に伴うパルス信号
であるかまたは真空バルブの劣化等に伴うコロナ信号で
あるかが識別して取出され、この識別されたパルス信号
が表示器に送られ、異なった表示がされる。

（実施例）以下図面について本発明真空不良検出装置の一実施例に
ついて説明する。

一般に、電力用として使用される真空バルブの圧力、即
ち真空度は遮断特性等から１Ｏ−６（Ｔｏ　ｒ　ｒ）か
ら１０’　（Ｔｏ　ｒ　ｒ）まテノ範囲で使用される。

この真空バルブの真空度Ｐの低下とパルス放電開始電圧
との関係は真空バルブ１゜の構成、容量等により異なる
が、実験的に第２図（ａ）に示すような特性Ｖｅｍを有
する。

一方、通常の真空バルブ１０では主電極Ａと中間シール
ド電極１３との電圧はＶｃ程度の値であるから、前記真
空バルブ１０の真空度が低下し１０”（Ｔｏｒｒ）（Ｐ
ｉ点）に達するとパルス放電開始電圧Ｖｅｍが真空バル
ブ１０の電極間の電圧Ｖｃに一致し各半サイクルに一回
の割合いでパルス放電が行われる。このパルス放電は真
空度が２Ｘ１０−’（Ｔｏｒｒ）（ｐ２ｃ７）点）に低
下するまで各半サイクルに一回の割合いで行われる。

真空度が２Ｘ１０−１（Ｔｏ　ｒ　ｔ）以下になルト、
主電極Ａと中間シールド電極１３との電圧Ｖｃがパルス
放電開始電圧Ｖｅｍより大きくなるので、パルス放電は
半サイクルに二回以上の割合いで行われる。この状態は
、真空度が５×１０″″１（Ｔｏｒｒ）（ｐ３の点）に
なるまで継続させられる。真空度が５ｘ　１０’　（Ｔ
ｏ　ｒ　ｒ）以下になるとパルス放電等により真空バル
ブ１０の内部にガス等が発生し、パルス放電開始電圧Ｖ
ｅｍが再び主電極Ａと中間シールド電極１３との電圧Ｖ
ｃに近くなり、パルス放電は半サイクルに一回程度の割
合いて生じるか、場合によりパルス放電（ｐ４の点）が
発生しなくなることがある（第２図（ｂ）参照）。

このパルス放電現象が生じるころ、真空バルブの劣化現
象が生じ間欠的にコロナ放電が生じる。

上記のような現象を有する真空バルブにおいて、真空バ
ルブの放電現象を正確に検出するれば真空バルブの真空
度劣化によるパルス信号であるかあるいはコロナ放電゛
等によるパルス信号であるかを識別される。第１図は、
前記のような放電現象を識別する識別回路である。

第３図と同一部分に同一符号を付して説明する第１図に
おいて、真空バルブ１０のパルス放電、コロナ放電等は
接地電極１６によりパルス放電電流、コロナ放電電流等
として検出される。この各検出電流は、検出インピーダ
ンス１７により、電圧の変化として取出され、前記従来
の信号処理回路Ｂを介してアンド回路２３に半サイクル
毎のパルス信号として取出される。

このアンド回路２３には、第１の補助カウク４０と第２
の補助力ウタ４１とが接続される。また、これら第１の
補助力ウタ４０および第２の補助力ウタ４１と前記アン
ド回路２３の入力端子の間には補助タイマ４２が接続さ
れる。この補助タイマ４２は、半サイクル毎にリセット
されて、前記アンド回路２３から送られてくるパルス信
号が半サイクル当り１回のパルス信号を発生している場
合には、そのパルス信号が第１の補助力ウタ４０に導か
れ、半サイクル当り２回以上のパルス信号の場合にはそ
のパルス信号が第２の補助力ウタ４１に導かれる。

第１の補助力ウタ４０に半サイクル当り１回のパルス信
号が送られると、このパルス信号は、第１の主カウンタ
４３に送られ、これに接続された主タイマ４５の作動中
所定数のパルス信号を受けると外部の表示器４６に送ら
れる。この外部の表示器４６ては、この信号を受けると
その間隔即ち半サイクル当り１回の割合いのパルス信号
が前記主タイマ４５の作動時間中に点灯、数字等により
継続して表示される。そのため真空バルブ１０が例えば
、半サイクル当り１回の割合いの点灯表示では真空度が
１Ｏ−１（Ｔｏ　ｒ　ｒ）　〜２Ｘ１０−１（Ｔｏｒｒ
）程度まで低下したことが検出される。

なお、前記第１の主カウンタ４３が所定値以上の信号を
受けたとき、この信号により真空バルブ１０の操作ロッ
クのインターロック信号としてもよい。

また、第２の補助力ウタ４１に半サイクル当り２回以上
のパルス信号が送られると、このパルス信号は、第２の
主カウンタ４４に送られる。この前記主タイマ４５では
、前記主タイマ４５の作動中所定数のパルス信号を受け
ると表示器４７に送られる。この表示器４７では、半サ
イクル当り２回以上の定期的な信号表示であるかあるい
は間欠的な信号表示であるかまたはこれらが混在した信
号表示であるかにより前記主タイマ４５の作動時間中に
表示器４６と同様に点灯、数字等により異なった表示が
継続して行われる。信号表示が定期的に２回以上行われ
ている場合には真空バルブ１０が２Ｘ１０　　（Ｔｏｒ
ｒ）〜５Ｘ１０−１（Ｔｏ　ｒ　ｒ）程度まで低下した
ことが検出され、間欠的な信号表示である場合にはコロ
ナ放電が発生したことが検出され、さらに混在した信号
表示である場合には、真空度の低下とコロナ放電とが行
われていることが検出される。

これら表示、特に間欠的な信号表示が長期間行われてい
るよ−うな場合には、゛電気的ストレス等により、真空
バルブ１０の内部て部分放電が発生し、絶縁塗料の電気
的劣化が進んでいることが検出される。

これらの表示により真空バルブを他の真空バルブに取替
えたり、塗料を塗布したり、その他の適宜対応手段をと
るようにすればよい。

〔発明の効果〕

真空バルブに外側に近接して接地電極を設け、この接地
電極が検出するパルス放電電流、コロナ放電電流等の放
電電流を信号処理回路を介してパルス信号として補助カ
ウンタに送り、この補助カウンタによりパルス信号を半
サイクル毎に一回であるかあるいは二回以上であるかを
識別してカウントし、これ等のパルス信号をタイマの作
動中において信号差として表示器に表示するようにした
から、真空度が表示器の表示文によって直に識別して検
出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明真空不良検出装置の概要を示すブロッ
ク線図、第２図（ａ）は、真空バルブの真空中の放電特
性を示す特性図、第２図（ｂ）は、第２図（ａ）の放電
特性に伴う真空度と放電パルス数の関係を示す特性図、
第３図は、従来の真空不良検出装置の概要を示すブロッ
ク線図、第４図は、真空バルブが受けるパルス発生状態
を示す特性曲線図である。１０・・・真空バルブ、１１・・・固定電極、１２・・
・可動電極、１３・・・中間シールド電極、１４・・・
電源、１５・・・負荷、１６・・・接地電極、１７・・
・検出インピーダンス、１８・・・バッファアンプ、１
９・・・ローパスフィルタ、２０・・・バンドパスフィ
ルタ、２１．２６・・・コンパレータ、２２・・・ウィ
ンド波形発生回路、２３・・・アンド回路、２４・・・
絶対回路、２５・・・増幅器、２７・・・リファレンス
電圧発生回路、２８・・・カウンタ、２９・・・タイマ
、３０・・・表示器、４０．４１・・・補助カウンタ、
４３．４４・・・主カウンタ、４６．４７・・・表示器
、４５・・・主タイマ。出願人代理人　　佐　　藤　　−雄

Claims

【特許請求の範囲】１、真空中に主電極および中間シールド電極を備えた真
空遮断器、真空開閉器等の真空バルブと、この真空バル
ブの外側に近接して配設され真空度低下により前記主電
極および前記中間シールド電極に発生するパルス放電を
検出する接地電極と、この接地電極が検出したパルス放
電をパルス信号として取出す信号処理回路と、この信号
処理回路により取出されたパルス信号が各半サイクル毎
に一回のパルス信号であるかまたは二回以上のパルス信
号であるかを識別カウントする補助カウンタと、この補
助カウンタが識別カウントする夫々のパルス信号を受け
、この夫々のパルス信号が所定値以上になったとき出力
信号を発生する主カウンタと、この主カウンタから発生
する出力信号により作動される表示器とからなる真空不
良検出装置。２、前記表示器は、各半サイクル毎のパルス信号数によ
り表示を異ならしめるようにしたことを特徴とする請求
項１記載の真空不良検出装置。