JPH0667108B2 - 故障点標定装置の閃絡検出器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電力系統に使用されるＧＩＳなどのガス絶
縁機器のような密封容器に収納された電気機器の閃絡故
障に伴う閃絡光を検出することにより故障位置を検出す
る装置における閃絡光検出に関する。

〔従来の技術〕

密封容器に収納された電気機器、たとえばＳＦ₆ガスが
封入されたＧＩＳなどのガス絶縁機器内部での高電圧部
から接地電位部への閃絡故障を検出する手段として、従
来前記密封容器に光透過用の窓を設け、この窓を通過す
る閃絡光を受光部を介して検出する方式がとられる。

第５図に従来の閃絡光検出による事故点標定装置の一例
を示す構成の概念図を示す。この図において、密封容器
１内の高圧リード１Ａが閃絡事故を起こしアーク１Ｂが
発生して閃絡光１Ｃを発したとすると、密封容器１に開
孔してある窓２の外部に設けたファイバーケーブル３の
先端で受光し、この閃絡光はファイバーケーブル３を通
って光電気変換器５によって電気信号に変換され、この
電気信号を増幅器６で増幅の上波形整形器７で所定の波
形に整形の上表示器１５で閃絡が生じたことを示すため
の表示をする。

これらの受光手段や閃絡光検出手段については既に種々
の提案がなされており、特開昭５６−１５１３３号公
報、同５６−２９４２３号公報、同５９−５３０１８号
公報、同５９−５３０１９号公報などの例がある。

第５図での光電気変換器５はフォトダイオードが使用さ
れるのが普通であるが、このフォトダイオードの出力電
流は微弱であるので、この出力電流回路に何らかの電気
的なノイズが重畳したとき、この故障検出回路が誤動作
を起こす可能性がある。

このノイズとして考えられるのは、しゃ断器の開閉時の
急峻な電圧もしくは電流変動によって生ずるノイズ、送
電系統もしくは変電所内の短絡事故の際に発生する短絡
電流、あるいは、落雷などであり、このようなノイズは
電子装置の電源供給のために外部より導入する商用周波
交流のリードから侵入する場合や、電磁波として空間を
伝播して前記のフォトダイオードの出力回路に侵入する
場合などが考えられる。このようなノイズの存在を考慮
して、電源用の交流に対してはノイズカットトランスを
使用するとか、電磁波の侵入に対してはこれらの電子回
路を鉄製ケースの中に収納してこのケースに電磁シール
ドの役割を果たさせる構成にするなどの対策が講じられ
るのであるが、あらかじめすべてのノイズ源とそれに対
する対策を講ずると言う訳には行かず、想定外のノイズ
が侵入しても検出装置が誤動作しないようフェイルセィ
フの構成を採っておく必要がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記のように、変電所内に設置する電子装置に対しては
充分なノイズ対策を必要とするのであるが、ノイズを除
去する対策にも限界があり、むしろノイズが侵入しても
誤動作しない方式を採用した検出回路が望まれる。

この発明は、電気的ノイズが侵入しても誤動作しないガ
ス絶縁機器の故障点標定装置を提供することを目的とす
る。

〔問題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、この発明によれば、密封
容器内に発生した閃絡光を受光手段によって前記密封容
器外で受光し、受光した閃絡光を電気変換手段によって
電気信号に変換する閃絡光検出手段を備えた故障点標定
装置において、前記受光手段で受光した閃絡光をりん光
物質に照射してこのりん光物質を励起してりん光を発生
させるりん光発生手段と、このりん光発生手段で発生し
たりん光を受光し電気信号に変換するりん光検出手段
と、前記閃絡光検出手段の出力信号と前記りん光検出手
段の出力信号との双方が検出されたときに電気信号を発
する判定手段とを備えるものとする。

〔作用〕 この発明の構成において、密封容器内で発生した閃絡光
を、閃絡光受光手段で受光し、受光した閃絡光を電気信
号に変換する閃絡光検出回路に加えて、この閃絡光をり
ん光発生手段に導入してりん光を発生させると、このり
ん光は閃絡光が消滅した後も継続して発光するので、こ
のりん光をりん光検出手段により電気信号に変換する
と、この電気信号は閃絡光が消滅した後も継続する電気
信号として検出することができる。したがって閃絡光を
発生した原因である短絡電流に起因するノイズが電子回
路の閃絡光検出を誤動作する場合でも閃絡故障が生じた
ことを確実に検出することができる。りん光の減衰時定
数は数秒のものを選定でき、またこのりん光検出手段に
数Hz以上の周波数をカットするローパスフィルターを設
けることにより、高周波のノイズ成分を確実に除外しな
がらりん光検出手段の出力信号は殆ど変わらないように
することができることから、このりん光検出手段は高周
波の電気的ノイズに対して誤動作の恐れのない回路にす
ることができる。さらに、閃絡光検出手段の出力信号と
りん光検出手段の出力信号の双方が発生したときにのみ
閃絡故障が発生したと判断する判定手段を設けることに
より、たとえば外部からの漏れ光によってりん光検出手
段が誤動作した場合でも閃絡光検出手段が電気信号を発
しないために判定手段は閃絡故障が発生したとは判定し
ないので、りん光検出手段の誤動作対策になっている。

〔実施例〕

以下この発明を実施例に基づいて説明する。第１図はこ
の発明の実施例を示す概念図で、１は密封容器、１Ａは
高圧リード、１Ｂは高圧リード１Ａから密封容器１に閃
絡した際に発生するアーク、１Ｃはこのアークが発する
光としての閃絡光、２０は受光手段で窓２、ファイバー
ケーブル３、とから成り、４０は閃絡光検出手段で光電
気変換器５、増幅器６、波形整形器７から成り、以上は
いずれも第５図と同じである。４は光分岐器、３０はり
ん光発生手段で、たとえば減衰時定数が９．４秒のコロ
ネン溶液のようなりん光物質９とから成り、５０はりん
光検出手段で光電気変換器１０、増幅器１１、ローパス
フィルター１２、波形整形器１３とから成り、１４は判
定手段としての判定器である。

密封容器１内の高圧リード１Ａが何らかの理由で閃絡し
密封容器１に向かってアーク１Ｂを発生したとき、この
アーク１Ｂから発生した閃絡光１Ｃは密封容器１内の内
壁を反射する成分も含めて窓２から外部に漏れる。この
窓２から漏れた閃絡光１Ｃを捉えファイバーケーブル３
で光分岐器４に導入され、光分岐器４で２つの光に分岐
し、一方の光は従来と同じく閃絡光検出手段４０に入力
されて所定の波形の電気信号を出力する。一方、光分岐
器４から分岐したもう一つの光はりん光発生手段に入力
されてりん光を発生するが、このりん光は閃絡光が消滅
した後もりん光物質９特有の時定数で減衰しながらりん
光を発生し続ける。このりん光をりん光検出手段５０で
電気信号に変換した上で所定の波形で出力するが、この
りん光検出信号の出力信号は閃絡光が消滅した後でも数
秒の間継続する信号となっている。前記の閃絡光検出手
段の出力信号とりん光検出手段の出力信号とを判定器１
４に入力し、判定器１４はこれらの２つの入力信号を比
べて双方の信号が零でないときに電気信号を発すること
により閃絡光が存在したことを表現する。

以上の動作を各部分の波形の変化を含めて説明すると、
閃絡光１Ｃを入力とする光電気変換器５の出力信号の波
形は第２図の波形１０１のように交流を半波整流したよ
うな波形となるが、これは閃絡光の光強度に比例した波
形となっているからである。この波形１０１は増幅器６
で増幅され波形整形器７で波形１０２のように方形パル
スに整形される。これは図示しないが、波形１０１を系
統の周波数である５０ないし６０Hz以上の周波数をカッ
トするローパスフィルターを通した上で、一定の値以下
の入力に対しては出力信号が零でこの値を越えた入力信
号に対しては一定の電気信号を出力するコンパレーター
を通すことにより得ることができる。

一方、閃絡光を照射したりん光物質９から発するリン光
を入力とした光電気変換器１０の出力信号ならびに増幅
器１１の出力信号は波形２０１のような波形となるが、
閃絡光が存在する期間である時間ｔ₁からｔ₂の間の期間
は閃絡光のりん光物質の表面に反射した反射光も光電気
変換器１０の出力信号となることから波形２０１のよう
に時間ｔ₁からｔ₂の間は閃絡光に相当する波形が重畳す
る。この閃絡光の成分を正確に電気信号に変換する必要
はないので光電気変換器１０や増幅器１１はこの閃絡光
の成分に対しては飽和してしまう程度にするので波形２
０１のように閃絡光の成分は波頭部分がカットされた形
になる。この波形２０３をローパスフヘルター１２に入
力するとその出力信号は波形２０３のようになり、閃絡
光成分に含まれていた高調波成分はすべてカットされた
波形になる。この波形２０３をコンパレータ１３に入力
することにより出力信号として波形２０４が得られ、こ
の波形２０４は時間ｔ₁に近いｔ₃から数秒継続して時間
ｔ₄に至る間継続する方形パルスとなる。

第３図は判定器１４の詳細を示すブロック図で、１４
１，１４２はワンショットマルチバイブレータで入力信
号の波尾を検出して一定の幅の方形パルスを発生する回
路であり、１４３はアンド回路で２つの入力信号が同時
に零でないときに出力信号を出力する回路である。第４
図は判定器１４内の回路での各位置での電気信号の波形
を示すタイムチャート図で、閃絡光検出手段４０の出力
信号１０２はワンショットマルチバイブレータ１４１の
入力信号となり、このワンショットマルチバイブレータ
１４１は幅がｔ５−ｔ２の波形３０１を出力し、この電
気信号はワンショットマルチバイブレータ１４２の入力
信号となり、このワンショットマルチバイブレータ１４
２は幅ｔ₆−ｔ₅の波形３０２を出力する。この波形３０
２とりん光検出手段の出力信号である波形２０４の２つ
の波形がアンド回路１４３の入力信号となるが、波形２
０４の波尾の時間ｔ₄は波形３０２の波尾の時間ｔ₆より
後になるのが普通であるので結局アンド回路の出力信号
は波形３０２と同じく時間ｔ₅からｔ₆の間継続する方形
パルスとなる。

アンド回路１４３によって最終的な判定のための演算が
行われるのは、ワンショットマルチバイブレータ１４１
によって閃絡光の存在する期間から一定期間遅れた期間
なので、閃絡光の原因である短絡電流に起因するノイズ
の影響なしに正確な演算を行うことができる。

また、何らかの理由で閃絡光検出手段４０で誤動作が生
じて、閃絡光が発生しないのに出力信号１０２を発生し
た場合には、りん光検出手段の出力信号は零のままなの
で判定器１４も出力信号を発しない。また、りん光検出
手段より前で誤動作が発生して閃絡光が発生しないのに
りん光検出回路が電気信号を発した場合も閃絡光検出手
段の出力信号が零なのでこの場合も判定器１４は出力信
号を発しない。

このようにいずれかの検出手段が誤動作をして出力信号
を発しても最終判定をする判定器によって判断をする構
成となっている。

〔発明の効果〕

この発明は前述のように、閃絡光を光分岐器で２つに分
け、その内の一つの閃絡光は従来の閃絡光検出手段に入
力し、もう一つの閃絡光はりん光発生手段に入力してり
ん光を発生させ、このりん光と閃絡光が同時に存在した
か否かの判定を閃絡光が消滅した時点で判定する判定手
段により、閃絡光を発する原因となった高圧リードの短
絡にって発生した短絡電流によって生ずる電気的ノイズ
などによって前記諸手段としての電子回路が誤動作する
ことによる間違った判定を下すことのないような構成と
た。その結果、ガス絶縁機器のような密封容器内に生じ
た閃絡故障を閃絡光を検出して閃絡故障を生じた密封容
器内の位置標定を電子回路の誤動作による誤った判定を
することの恐れのない信頼性の高い検出方式とすること
ができることになった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す概念図、第２図は第１
図の動作を説明するタイムチャート図、第３図は判定器
のブロック図、第４図はこの判定器動作説明のためのタ
イムチャート図、第５図は従来技術の例の概念図。 １…密封容器、１Ａ…高圧リード、 １Ｂ…アーク、１Ｃ…閃絡光、２…窓、 ２０…受光手段、３ファイバーケーブル、 ３０…りん光発生手段、４…光分岐器、 ４０…閃絡光検出手段、 ５，１０…光電気変換手段、６，１１…増幅器、 ７…波形整形器、５０…りん光検出手段、 １２…ローパスフィルター、９…りん光物質、 ９１…りん光、１３コンパレータ、１４…判定器、 １４１，１４２…ワンショットマルチバイブレータ、 １４３…アンド回路、 １０１，１０２，２０１，２０２，２０３，２０４，３
０１，３０２，３０３…波形。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】密封容器内に発生した閃絡光を受光手段に
   よって前記密封容器外で受光し、受光した閃絡光を電気
   変換手段によって電気信号に変換する閃絡光検出手段を
   備えた故障点標定装置において、前記受光手段で受光し
   た閃絡光をりん光物質に照射してこのりん光物質を励起
   してりん光を発生させるりん光発生手段と、このりん光
   発生手段で発生したりん光を受光し電気信号に変換する
   りん光検出手段と、前記閃絡光検出手段の出力信号と前
   記りん光検出手段の出力信号との双方が検出されたとき
   に電気信号を発する判定手段とを備えたことを特徴とす
   る故障点標定装置の閃絡検出器。