JPH0288934A

JPH0288934A - 流体圧力検出装置

Info

Publication number: JPH0288934A
Application number: JP63239609A
Authority: JP
Inventors: Yoko Uchida; 内田　葉子; Takaaki Sakakibara; 榊原　高明; Isao Kamata; 功鎌田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-09-27
Filing date: 1988-09-27
Publication date: 1990-03-29

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、電力機器をコンパクトに収納したガス絶縁開
閉装置に係り、特にそれらの収納機器の信頼度確認と監
視に好適な予防保全システムに用いられる流体圧力検出
装置に関するものである。

（従来の技術）近年、用地の高騰や都市部における電力供給量の増大に
伴う変電設備の増強化の必要性から、絶縁性及び消弧性
に優れたＳＦ、ガスを用いて、新路器、遮断器等の変電
機器を密閉容器内に収納配置し、耐環境性とにＶ−Ａ当
たりの据付は体積をコンパクト化した、いわゆるガス絶
縁開閉装置が普及し稼働している。

上記の様なガス絶縁開閉装置はコンパクト化。

接地タンクの露出充電部の削減等１種々の利点がある反
面、高性能化に伴う保守診断の困難さ、保守修復作業時
間の増大等、容器内部に異常が生じた場合、その信頼性
が著しく低下するという欠点があった。

そこで、従来から、ガス絶縁開閉装置全体の信頼性の向
上を実現するために、装置の適切な設計・製作に努めて
いるが、電力供給能力の質の向上の一貫として、装置全
体の信頼度確認及び監視が必要となり、その有効な手段
が種々検討されてきた。

現時点における問題点を、第４図に示した代表的なガス
絶縁開閉装置の配置図を参照して説明する。

即ち、第４図に示した様に、密封圧力容器２内に避雷器
７．変成器８．接地開閉器９、断路器１２゜変流器１７
、遮断器１８．母線１９が配設され、充填ガス３として
ＳＦ、ガスが封入され１課電部と接地電位にある密封圧
力容器２間が電気的に絶縁されている。

また、密封圧力容器２内に母線１９を配置するために、
絶縁スペーサ１１が適当な間隔をおいて配設され、母線
１９の機械的強度と絶縁耐力を保持できるように構成さ
れている。

さらに、主回路はブッシング１を介して、断路器１２．
遮断器１８を経由して変圧器２０に接続されている。な
お、第４図においては、１回線受電上回路を示している
が、第４図の右側に図示していない受電主回路より断路
器１２を介して変圧器２０へ電力供給する場合もある。

一方、ガス絶縁開閉装置は、配電盤１５により制御され
、電圧要素は変成器８により、また、電流要素は変流器
１７により得られ、主回路切換や遮断操作は操作キユー
ビクル１４を介して開閉器類（断路器、遮断器、接地開
閉器）の操作器１３に付勢信号を与えることにより行な
われる。

また、開閉器類の機械的駆動源としては、コンプレッサ
設備１６より所定の圧力（例えば１５ｋｇ／ｃｄが一般
）を得て操作キユービクル１４を介して操作器１３に供
給される。

一方、絶縁スペーサ１１は、保守上の切離しや配置構成
上より、充填ガスの封入区画を行なう作用も兼用させて
いるので、バルブ４を介して、ＳＦ。

ガスボンベ６よりガスキユービクル５を介して各区画に
ＳＦ、ガスを充填し、ガスキユービクル５で圧力もわか
るようにしている。

上記の様な構成を有する従来のガス絶縁開閉装置におい
ては、ＳＦ、ガスの特性によって、収納機器の小型化が
可能となり、全体としてコンパクト化が実現できる。（
ＫＶ　−Ａ当たりの占有体積が小さくなり、設置用地の
有効な活用が図れる。）また、ガス母線を用いて２段〜
３段の積み重ね構成が可能となり、ブロック積立てとな
るので、小さな面積で大きな体積の構成がとれるという
利点があった。

さらに、密封圧力容器が接地されているので。

課電中に近接しても感電の危険はなく、塩害・風雨など
による環境外乱刃に対し、課電部が直接にさらされるこ
とがないので、影響を受けることはない。

また、各種の開閉器類は、消弧能力の高いＳＦ。

ガス中でアーク処理されるため、１主接点当たりの遮断
容量の大幅な向上が可能となるという利点もあった。

一方、上述した様な利点がある反面、以下に述べる様な
欠点があった。

即ち、ガス絶縁開閉装置全体をコンパクト化したことに
より、収納機器の保守・点検時に、解体作業あるいは再
組立作業の寸法制限が小さくなり、保守・点検作業に時
間がかかり、作業効率が著しく低下していた。

また、容器内部に封入されるＳＦ、ガスは高価で、外部
へのガス漏れ防止上の製作技術が高級となると共に、絶
縁性の良さからにν／ｍが大きいため、ガス圧低下は絶
縁裕度に敏感に関係し、ガス漏れ修復は緊急を要するも
のとなっていた。

さらに、−封圧力容器を用いているため、収納機器の目
視による監視ができないという問題点があった。

また、各種開閉機器の主接点の消耗に伴う交換作業は、
ＳＦ、ガスの回収・再充填作業に多大な時間を要し、ガ
ス絶縁開閉装置の停止時間が長く°なるという欠点もあ
った。

以上説明した様な利点及び欠点に対して、性能的には利
点のメリットが大きいため、ガス絶縁開閉装置の普及は
目覚ましいが、設置箇所も増え、量産体制がとられる様
になると、その保守や緊急修復体制の準備と品質のばら
つきも無視できない問題となっている。

その対策として、稼働運転状態が正常であることの信頼
度確認と、異常発生時の早期検出監視が可能な予防保全
システムの確立が切望されている。

この様な予防保全システムの導入により、ガス絶縁開閉
装置の事故を未然に防止することができ、電力の安定供
給や事故に起因する経済的損失等を除去することができ
る。

ところで、上記の様な予防保全システムにおいては、事
故点を早急に標定することにより、事故対応を早め、早
期復旧に役立つと共に、事故時に変電所の運用を効率的
に行い、事故の波及範囲を最少限にとどめることを目的
として、ガス圧力センサの他に地絡検出器が適用される
場合が多い。

第５図に、従来から用いられている準定常又は定常圧力
を検出するガス圧力センサの一例を示した。即ち、その
一端がガス絶縁開閉装置のタンクに接続されたガス配管
３２の他端部に仕切り膜３３が配設され、ガス部分と油
等より成る液体部分３４とを区分している。また、前記
液体部分３４が収納された配管端部には、ステンレス等
より構成されるダイヤフラム３５が配設され、その外側
面には前記ダイヤフラム３５の歪みを抵抗変化量に変換
するピエゾ抵抗素子３６が取付けられており、抵抗素子
３７と共にブリッジ回路を構成している。

また、前記ブリッジ回路にはその信号を増幅する電子回
路３８が接続され、電気−光変換回路３９によって、前
記電子回路３８で増幅された信号を光信号に変換し、光
コネクタ４０及び光ケーブル４１を介して受信器側に伝
送される。なお、４２は電子回路３８及び電気−光変換
回路３９用のバッテリである。

この様なガス圧力センサは静的な圧力を測定するための
ものであり、センサ出力の精度、安定度を向上させるた
めに一般に時間応答性が数秒と遅いため、地絡時に発生
する立上がりが数ｍｓ以内の衝撃ガス圧力の検出には適
用できない。

一方、地絡時に発生する衝撃ガス圧力を検出する地絡検
出センサとしては、第６図に示した様な衝撃ガス圧力セ
ンサが用いられていた。

即ち、内部に絶縁ガスが充填された容器内に高電圧充電
部を内蔵したガス絶縁開閉装置６１と、衝撃ガス圧力の
検出器のスイッチケース５２とが、連通管５３を介して
接続されている。また、前記スイッチケース５２には、
その底部にガス導入孔５４が形成され、その内部はシリ
ンダ５５及びマイクロスイッチ等の検出スイッチ５６を
設けたガス室５７となっている。このシリンダ５５はス
イッチケース５２の底面上に垂直に設置され、その下部
開口部が前記ガス導入孔５４に連通され、上部は端板５
８の透孔５９を介してガス室５７に連通している。この
端板５８の延長部には、前記検出スイッチ５６が固定さ
れている。

また、シリンダ５５には突子５１を有するフロート５０
が上下動自在に取付けられている。

この様な従来の衝撃ガス圧力センサにおいては、ガス絶
縁開閉装置の運転時には、スイッチケース５２のガス室
５７は、ガス絶縁開閉装置６１からの絶縁ガスが連通管
５３．ガス導入孔５４．シリンダ５５を介して導入され
、定常圧力に保たれている。

ところが、ガス絶縁開閉装置６１に地絡事故が発生する
と、その容器内の内部圧力が上昇し、シリンダ５５に伝
達される圧力とスイッチケースのガス室５７内の圧力の
差によって、フロート５０が浮上し。

突子５１を介して検出スイッチ５６を作動させる。そし
て、検出スイッチ５６が図示しない検出回路を開閉し、
故障表示を行なう。

しかしながら、第６図に示した様な地絡検出センサは、
寸法が非常に大きいこと、また、所定のガス圧力に耐え
るスイッチケース５２が必要であるため、装置の重量が
非常に大きくなり、コストも高いものとなっていた。

また、ガス絶縁開閉装置の複数のガス区分領域において
、それぞれに前記ガス圧力センサと地絡検出センサの両
方を設置しなければならず、装置の据付スペースが非常
に大きなものとなっていた。

（発明が解決しようとする課題）上記の様に、従来のガス圧力センサ及び地絡検出センサ
の両方を用いて流体圧力の検出動作を行なうと、装置の
設置スペースが増大し、また、コストも高いものとなっ
ていた。

そこで、本発明は以上の欠点を除去するために提案され
たもので、その目的は、準定常又は定常ガス圧及び衝撃
ガス圧の両方を検出することができる、安価でコンパク
トな流体圧力検出装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明の流体圧力検出装置は、準定常又は定常圧力を検
出する電子回路と、衝撃圧力を検出する電子回路とを同
一容器内に配設し、それぞれの信号を光信号に変換して
受信器に伝送する様にしたものである。

（作　用）本発明の流体圧力検出装置は、準定常又は定常圧力を検
出する電子回路と、衝撃圧力を検出する電子回路とを同
一容器内に配設したことにより、従来、ガス絶縁開閉装
置の各ガス区分にそれぞれ別個に配設していたガス圧力
センサと地絡検出センサとを一体化して、装置の据付ス
ペース及びコストの削減を可能にしたものである。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図に基づいて具体的に説
明する。なお、第５図及び第６図に示した従来型と同一
の部材については同一の符号を付し説明は省略する。

傘実施例の構成串本実施例においては、第１図に示した様に、−端がガス
絶縁開閉装置のタンクに接続されたガス配管３２の他端
部に仕切り膜３３が配設され、ガス部分と油等により成
る液体部分３４とが区分されている。また、前記液体部
３４が収納された配管端部には、ステンレス等より構成
されるダイヤフラム３５が配設され、その外側面には前
記ダイヤプラム３５の歪みを抵抗変化量に変換するピエ
ゾ抵抗素子３６が取付けられており、抵抗素子３７と共
にブリッジ回路が構成されている。

また、前記ブリッジ回路には、時間応答性の遅い準定常
又は定常ガス圧力値計測用の電子回路部（増幅器）８０
と衝撃ガス圧力に起因する高周波信号のみを通過させる
フィルタ回路８１が接続されている。

第２図は地絡アークの発生する衝撃ガス圧力波の測定例
を示したものであり、圧力波は立上がりが数Ｉｌｓ程度
であることがわかる。従って第１図におけるフィルタ回
路８１の特性としてはこの様な周波数の信号のみを通過
させるようにすれば、検出感度やＳ／Ｎ比の向上をはか
ることができる。フィルタ回路８１の信号は増幅器８２
を通った後、ピークホールド回路にて一定時間ホールド
され、その直流４３号は変調回路８４により定常又は準
定常状態の圧力信号とは異なった領域の周波数で変調さ
れた後、光信号として受信部へ伝送される。

傘実施例の作用傘この様な構成を有する本実施例の流体圧力検出装置にお
いては、準定常又は定常ガス圧力を計測する電子回路と
並列に、衝撃ガス圧力を計測する電子回路を設け、それ
ぞれ独立して信号を受信器側に伝送できる様に構成した
ので、一つのセンサ部で、準定常又は定常ガス圧力の計
測及び地絡検出が可能となり、従来の様な大型のセンサ
をガス絶縁開閉装置本体に別個に取付ける必要がなくな
る。その結果、装置の小型化が可能となり、また。

コストの低減も実現できる。

なお、地絡検出用の電子回路は、信号の絶対値を計測す
る必要はなく、信号の有無のみを検出すれば良いので、
回路構成も単純な増幅器とピークホールド回路等より構
成した簡単なもので良い。

第３図は本発明の他の実施例を示したものである。この
実施例においては、定常又は準定常状態のガス圧力信号
と、衝撃ガス圧波の信号とはそれぞれ異なる波長の光信
号に電光変換器３９．８５により変換された後、合成器
８６により、まとめられ。

光コネクタを経て、単芯の光ケーブル４１にて伝送され
る。この場合には、受信器に異同波の信号を分波する分
波器を設ければ、容易に信号を分にすることができる。

〔発明の効果〕

以上述べた様に１本発明によれば、準定常又は定常圧力
を検出する電子回路と、衝撃圧力を検出する電子回路と
を同一容器内に配設し、それぞれの信号を光信号に変換
して受信器に伝送するという簡単な手段により、準定常
又は定常ガス圧及び衝撃ガス圧の両方を検出することが
できる、安価でコンパクトな流体圧力検出装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１１！Ｉは本発明の一実施例を示す流体圧力検出装置
の構成図、第２図は衝撃ガス圧力波形図、第３図は本発
明の他の実施例を示す流体圧力検出装置の構成図、第４
図は一般的なガス絶縁開閉装置のガス系統図、第５ＦＭ
は従来のガス圧力センサを示す構成図、第６図は従来の
？＃撃ガス圧カセンサを示す断面図である。１・・・ブッシング、　　　２・・・密封圧力容器、３
・・・充填ガス、　　　４・・・バルブ。５・バガスキユービクル、６・・・ガスボンベ、７・・
・避雷器、　　　　８・−・変成器。９・・・接地開閉器、　　１１・・・＃！！縁スパスペ
ーサ２・・・断路器、　　　　１３・・・操作器、１４
・・・キユービクル、　１５・・・配電盤、１６・・・
コンプレッサ設備、１７・・・変流器。１８・・・遮断器、　　　　　１９・・・母線。２０・・・変圧器、　　　　３１・・・ケース、３２・
・・ガス配管、　　　３３・・・仕切り膜。３４・・・液体部分、　　　３５・・・ダイヤフラム、
３６・・・ピエゾ抵抗素子、３８・・・電子回路、４０・・・光コネクタ、４２・・・バッテリ。５１・・・突子、５３・・・連通管、５５・・・シリンダ、５７・・・ガス室、５９・・・透孔。８０・・・増幅器、８２・・・アンプ、８４・・・変調回路、８６・・・合成器。

Claims

【特許請求の範囲】

流体圧力を電気信号に変換する圧力検出センサ部と、そ
の信号を増幅・伝送する回路部より成る流体圧力検出装
置において、圧力センサ信号を、準定常又は定常圧力を
検出する電子回路と衝撃圧力を検出する電子回路とに分
岐するとともに、後者の電子回路へは、圧力センサの出
力は高帯域フィルタ（ハイパスフィルタ）又は、バンド
パスフィルタを介して導入されることを特徴とする流体
圧力検出装置。