JPH03175606A - 計器用変圧器 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ この発明はガス絶縁機器などに使用される光学的手段を
用いた計器用変圧器に関するものである。

［従来の技術］ 電力設備の大容量化、高電圧化に伴ない、電力機器の制
御、監視などに用いられる計器用変圧器には信頼性の高
いものが要求されている。このため、高い耐サージ・ノ
イズ性能を有し測定値の高精度化、小形・軽量化を達成
することが可能な光学的手段を用い“た光計器用変圧器
（以下光ＰＴと称する）が有効な技術として注目を集め
ている。

この先ＰＴを用いた電力機器としては、例えば高電圧導
体の保護・監視用システムがある。この保護・監視用シ
ステムは、高電圧導体の電圧を電気光学効果であるポッ
ケルス効果を利用した電圧上ンサで測定し、その光出力
信号をシステム内部の計器やリレー等に光ファイバを介
して伝達し、高電圧導体の保護・監視を行うものである
。このようなシステムに用いられる光ＰＴの確度階級は
１０級が一般的であるが、今後はシステムの信頼性の向
上の要求に答えて、さらに高精度の装置を使用する必要
がある。

このような光ＰＴの測定精度を低下させる要因としては
、機械的なものを含めて種々考えられるが、その中で大
きな比重を占めるものとして、ポッケルス効果を利用し
た電圧センサの周囲温度に対する温度特性が考えられる
。例えば、日中屋外においてこの電圧センサを一般的な
金属容器に収納して測定する場合、この金属容器は周囲
温度や直射日光による影響を直接受けて、金属容器内部
の温度は摂氏６０６Ｃを越える場合がある。この時の電
圧センサによる測定値には温度特性による誤差が発生し
、その誤差は経験によると測定値の最大約０６％にもな
る。この誤差は光ＰＴの確度階級１０級における誤差の
半分以上を占めるものである。

このように、従来の電圧センサは金属容器の周囲温度の
影響を直接的に受けて光ＰＴの測定精度を低下させてい
る。このために、電圧センサに与える金属容器の周囲温
度の影響をいかに小さく抑えるかが光ＰＴを高精度化す
るための重要な点となっている。

［発明が解決しようとする課題］ このような光ＰＴの精度を向上させるためには、金属容
器内の強制換気等を行ない、金属容器内部の温度変化を
小さくする必要があった。しかしこのために装置の構造
が複雑になるとともに、換気装置自体の信頼性も重要な
点となり、装置全体の信頼性の点、また装置が大形で高
価になるという点で問題があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、高い信頼性を有し、高精度で、かつ小形で安
価な計器用変圧器を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る計器用変圧器は、絶縁ガスを封入し高電
圧導体を収納した接地容器と、前記接地容器と前記高電
圧導体との間にそれぞれと絶縁して配設された分圧用電
極と、前記分圧用電極に一方の端子を電気的に接続し他
方を前記接地容器に電気的に接続したコンデンサと、前
記コンデンサの前記分圧用電極と接続した端子の電圧を
測定する光学的電圧測定手段と、前記接地容器に固着し
、前記コンデンサ及び前記光学的電圧ホ１１定手段を内
部に配設し二重隔壁を有する計器用変圧器収納容器とを
具備するものである。

［作用］ この発明における計器用変圧器は、接地容器内部の高電
圧導体の電圧を測定するために、分圧用電極とコンデン
サにより分圧された二次側電圧を、二重隔壁を有する計
器用変圧器収納容器（以下ＰＴ収納容器と称する）内に
配設した光学的電圧測定手段を用いて測定するものであ
り、このＰＴ収納容器内部の温度は二重隔壁の作用によ
り、周囲温度の変化及び直射日光による温度上昇の影響
が小さい。

［実施例］ 以下、この発明の計器変圧器の一実施例を図を参照して
説明する。第１図はこの発明の一実施例による計器用変
圧器を示す断面図である。図の紙面に垂直方向に導出し
た筒状の接地容器１内部には絶縁ガス３が封入され、こ
の接地容器ｌの略中央には、接地容器１と平行に導出し
た高電圧導体２が配設されている。この高電圧導体２と
前記金属容器ｌとの間には円筒状の分圧用電極４が同軸
上に配設されている。この分圧用電極４は高電圧導体２
及び金属容器１に一定の絶縁空間を有して設けられてい
る。そして、分圧用電極４は接地容器１の側面に設けた
フランジ部１ａに固着した取付金具１２に絶縁支持物５
を介して固定されている。

このフランジ部１ａには前記取付金具１２を介して計器
用変圧器収納容器（ＰＴ収納容器）９が取付けられてい
る。このＰＴ収納容器９は、第１の隔壁９ａと第２の隔
壁９ｂを具備しており、その間には断熱室９ｃという空
間が設けられている。このＰＴ収納容器９の内部には、
前記接地容器ｌ内部で分極用電極４と電気的に接続され
た接続導体１１が導入されている。この接続導体１１は
検出用電極ＩＯを介して２個のコンデンサ６．６のそれ
ぞれの一端に接続されている。各コンデンサ６．６の他
端は接地容器ｌに電気的にそれぞれ接続されている。ま
た、このＰＴ収納容器９の内部には、前記検出用電極１
０の電圧を測定するための光学的電圧測定手段である公
知の電圧センサ７が配置されている。

この電圧センサ７は電気光学効果であるポッケルス効果
を利用したもので、検出用電極１０の電界の強さを測定
し電圧に置換するものである。電圧センサ７からの光出
力信号は、光ファイバ８を通ってこの装置の外部に設け
た保護・監視システムの電圧検出部に伝えられる。

上記のように分圧用電極４は、接地容器ｌ内部において
高電圧導体２に絶縁空間を有して対向しており、ＰＴ収
納容器９内部においてコンデンサ６６の一方の端子に接
続導体１１及び検出用電極ＩＯを介して接続されている
。したがって、分圧用電極４には、高電圧導体２の印加
電圧Ｖ１高高電圧体２と分圧用電極４間の絶縁空間の静
電容ｆｆ１ｃ＋、コンデンサ６．６の合成容量Ｃ２に応
じた、下記に示す二次側電圧υが発生する。

すなわち、それぞれの静電容ｆｆ１ｃ＋及びＣ２が一定
であれば分圧用電極４と電気的に接続されている検出用
電極１０には、高電圧導体２の印加電圧Ｖに比例した二
次側電圧υが発生する。この二次側電圧υをポッケルス
効果を利用した電圧センサ７で精度高く測定し、その出
力信号を外部に設けた保護・制御システムの計器やリレ
ー等に伝送する。

本発明の計器用変圧器における前述のＰＴ収納容器９は
、ＰＴ収納容器９内部に配設した機器を直射日光などか
ら遮蔽する日照保護カバーの役割を果している。またＰ
Ｔ収納容器９は、断熱室９Ｃをもった二重構造となって
いるため、接地容器ｌの内部空間には周囲温度の熱が伝
わりにくい構造となっている。したがって、ＰＴ収納容
器９内部の温度は、直射日光や周囲温度に直接影響され
なくなる。実験によると、直射日光下においてこのＰＴ
収納容器９内部の温度は従来の一重構造の容器に比べて
摂氏５〜１０°Ｃ程度低く抑えることができた。このよ
うに、ＰＴ収納容器９内部には従来の装置のように複雑
な機構の強制換気装置を設けなくても、ＰＴ収納容器９
を簡単な構成の二重構造にすることにより、ＰＴ収納容
器９内部の温度変化幅は小さくなり、かつ急激に変化し
ないものとなる。したがって、このＰＴ収納容器９内部
に配設されている電圧センサ７は、温度変化幅の小さい
ＰＴ収納容器９内部で測定できるため、精度の高い電圧
測定が可能となる。

以上は断熱室９０内部を密閉空気とした場合であるが、
この部分の空間は密閉空気に特定の他に、空気より熱伝
導率の悪いガスたとえばアルゴンガスを刺入してもよく
、また真空状態にして対流による熱伝導の媒体をなくす
ことも効果がある。

なお、上記実施例では分圧用電極４が高電圧導体２と同
軸の筒状のものを示したが、分圧用電極は平板状のもの
でも良く、この場合も上記実施例と同様の効果を奏する
ことは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によればＰＴ収納容器を簡単な
構成の断熱構造にすることにより、信頼性の高い、高精
度の装置となり、かつ小形で安価な計器用変圧器が得ら
れる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による計器用変圧器を示す
断面図である。図において、ｌは接地容器、２は高電圧
導体、３は絶縁ガス、４は分圧用電極、６はコンデンサ
、７は電圧センサ、９は計器用変圧器収納容器である。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁ガスを封入し高電圧導体を収納した接地容器
   、 前記接地容器と前記高電圧導体との間にそれぞれと絶縁
   して配設された分圧用電極、 前記分圧用電極に一方の端子を電気的に接続し他方を前
   記接地容器に電気的に接続したコンデンサ、 前記コンデンサの前記分圧用電極と接続した端子の電圧
   を測定する光学的電圧測定手段、 前記接地容器に固着し、前記コンデンサ及び前記光学的
   電圧測定手段を内部に配設し二重隔壁を有する計器用変
   圧器収納容器、 を具備することを特徴とする計器用変圧器。