JPH07218575A

JPH07218575A - 故障点標定システム

Info

Publication number: JPH07218575A
Application number: JP952094A
Authority: JP
Inventors: Reiko Tsuge; 玲子柘植; Takaaki Sakakibara; 高明榊原; Masayuki Akasaki; 正幸赤崎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-01-31
Filing date: 1994-01-31
Publication date: 1995-08-18

Abstract

(57)【要約】【目的】故障点標定システム自体の自己診断が可能と
なる信頼性の高い故障点標定システムを提供することで
ある。【構成】ガス絶縁開閉装置の複数のガス区画２０に、
内部のガス圧力を測定して測定信号を出力するガス圧力
センサ２１をそれぞれ複数個配置する。ガス圧力センサ
には、測定信号を処理して検出信号を出力する変換器２
２と、検出信号をガス圧力の計測データとして算出する
センサ受信器２３と、計測データを処理するデータ処理
装置２４を設ける。データ処理装置２４には、得られた
計測データと同一ガス区画の他のガス圧力センサにより
得られた計測データとを比較すると共に、得られた計測
データとガス圧力異常判定用管理値とを比較するデータ
比較部２６を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス絶縁開閉装置内部
に発生する閃絡事故の故障点を標定する故障点標定シス
テムに関するものである。

【０００２】

【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
縁性および消弧性に優れたＳＦ₆ガスを用いて、断路
器、遮断器などの変電機器を密閉容器内に収納配置し、
耐環境性とＫＶ・Ａ当たりの据付け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。

【０００３】上記のよう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など、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など、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環として、装置全
体の信頼度確認およ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。

【０００４】ここで、このようなガス絶縁開閉装置につ
いて、図３を参照して具体的に説明する。この場合、図
３は、一般的なガス絶縁開閉装置の一例を示す配置図で
ある。すなわち、密閉圧力容器１は、接地電位とされ、
この密閉圧力容器１内には、課電部として、避雷器２、
変成器３、接地開閉器４、断路器５、変流器６、遮断器
７、および母線８が配置されており、接地電位とされた
密閉圧力容器１と課電部とは、密閉圧力容器１内に封入
されたＳＦ₆ガスなどの絶縁ガス９によって絶縁されて
いる。

【０００５】また、密閉圧力容器１内には、母線８を支
持するために絶縁スペーサ１０ａ〜１０ｄが適当な間隔
をおいて配設され、母線８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。この絶縁スペーサ１０
ａ〜１０ｄは、保守上の切離しや配置構成上の必要性か
ら、密閉圧力容器１内の空間を気密に区分するように配
設され、これによって、絶縁ガス９の封入区分が行なわ
れ、各区分領域毎にガス封入されるように構成されてい
る。また、図中１１はガスボンベであり、このガスボン
ベ１１からガスキュービクル１２およびバルブ１３を介
して、密封圧力容器１内の各区分領域にガスが充填され
るように構成されている。なお、ガスキュービクル１２
は、各区分領域（以下、ガス区分）の圧力を検出するガ
ス圧力センサとしての機能も有している。

【０００６】さらに、図３において、主回路は、ブッシ
ング１４を介し、断路器５、遮断器７を経由して変圧器
１９に接続されている。なお、図３においては、１回線
受電主回路を示しているが、この受電主回路の右側の受
電主回路（図示せず）より、遮断器７を介して、変圧器
１９に電力を供給する場合もある。一方、図中１５は配
電盤であり、操作キュービクル１６を介して開閉器類
（断路器５、遮断器７、接地開閉器４）の操作器１７に
付勢信号を与え、開閉器類の主回路切換えや遮断操作を
制御する機能を有している。また、図中１８は開閉器類
の駆動源となるコンプレッサ設備１８であり、このコン
プレッサ設備１８によって得られた所定の圧力（例え
ば、１５Ｋｇ／ｃｍ²が一般的）が、操作キュービクル
１６を介して操作器１７に供給され、開閉器類の操作が
行われるように構成されている。

【０００７】上記のような構成を有するガス絶縁開閉装
置においては、次に述べるような利点がある。すなわ
ち、絶縁ガスの優れた特性によって、収納機器の小型化
が可能となり、装置全体としてのコンパクト化が実現で
きる。つまり、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可能となる。また、ガス母
線を用いて２〜３段の積み重ね構成が可能となり、ブロ
ック積み立てができるので、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る。さらに、密閉圧力容器
１が接地されているので、課電中に接近しても感電の心
配はなく、また、課電部が直接塩害・風雨などにさらさ
れることがないため、外因による劣化の恐れがない。ま
た、各種の開閉器類は、消孤能力の高いＳＦ₆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。

【０００８】ところで、図３に示したようなガス絶縁開
閉装置においては、上記のような利点がある反面、以下
に述べるような欠点があった。すなわち、ガス絶縁開閉
装置全体をコンパクト化した結果、収納機器の保守・点
検時において、回転作業あるいは再組立て作業の寸法が
小さく制限されてしまい、収納機器の保守・点検作業に
長時間を要し、作業効率が著しく低下していた。

【０００９】また、密閉圧力容器内部に封入されるＳＦ
₆ガスなどの絶縁ガスが高価であるため、外部へのガス
漏れ防止上の製作技術が高級になると共に、絶縁性の良
さからＫＶ／ｍｍが大きく、ガス圧低下が絶縁裕度に極
めて敏感に関係するため、ガス漏れに対する緊急修復体
制の完備が要求されていた。さらに、密閉圧力容器を用
いているため、目視による収納機器の監視ができないと
いう欠点もあった。また、各種開閉機器の主接点の消耗
に伴う交換作業においては、絶縁ガスの回収・再充填作
業に多大な時間を要するため、ガス絶縁開閉装置の停止
時間が長くなり、電力の安定供給に支障をきたすという
欠点もあった。

【００１０】以上のように、図３に示したようなガス絶
縁開閉装置は、利点ばかりでなく、いくつかの欠点を有
しているものの、その性能的な利点は、欠点を補っても
十分に余りあるため、目覚ましく普及している。しかし
ながら、最近は、ガス絶縁開閉装置の設置箇所も増え、
量産体制がとられるようになった結果、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。

【００１１】このようなガス絶縁開閉装置における問題
点に対する対策として、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診断が可能な予
防保全システムの確立が切望されている。すなわち、こ
のよう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して、電力の安定供給を図り、
事故に起因する経済的損失を最低限にとどめることが期
待されている。

【００１２】従来、上記のような予防保全システムにお
いては、故障点を早急に検出することにより、事故対応
を早め、早期復旧に貢献すると共に、事故時に変電所の
適用を効率的に行い、事故の波及範囲を最小限にとどめ
ることを目的として、ガス圧力センサを使用して、事故
時の内部アークエネルギーによるガス圧力上昇を検出す
ることにより、故障点などの標定を行っていた。

【００１３】このような故障点を標定するための一例と
して、従来より図４に示すような構成の故障点標定シス
テムが提案されている。この故障点標定システムとは、
ガス圧力センサを利用して故障点の標定を行うシステム
である。すなわち、ガス絶縁開閉装置には、密封圧力容
器１内の各ガス区分２０に、それぞれのガス区分２０内
部のガス圧力を測定してガス圧力信号を出力するガス圧
力センサ２１が配設されている。このガス圧力センサ２
１には、ガス圧力センサ２１からのガス圧力信号を処理
して検出信号を出力する絶縁変換器２２が接続されてい
る。絶縁変換器２２には、この絶縁変換器２２からの検
出信号をガス圧力計測データに変換する受信器２３が接
続されている。この受信器２３には、受信器２３でのガ
ス圧力計測データを処理するデータ処理装置２４が接続
されている。このデータ処理装置２４はデータ伝送装置
も兼ねており、光ケーブルを介して制御室（図示せず）
などに設置される故障点情報処理盤（図示せず）に伝送
されるように構成されている。そして、故障点情報処理
盤（図示せず）は、保護リレー情報と組合わせて故障点
標定処理を行い、結果を表示・出力するように構成され
ている。

【００１４】このような構成の故障点標定システムによ
り、ガス区画の事故点を以下のように検出することがで
きる。すなわち、まず、事故時にタンク内に発生するア
ークによる準定常的なガス圧力上昇値△Ｐは、ＣＩＧＲ
ＥＷＧなどでも検討されているように、次の式（１）
でほぼ評価できる。

【数１】 △Ｐ＝（Ｃ・Ｉ・ｔ）／Ｖ・・・（１）ただし、△Ｐ：圧力上昇値（ｋｇｆ／ｃｍ²）Ｃ：係数（０．２〜０．３５）Ｉ：アーク電流（ｋＡ）ｔ：アーク継続時間（ｍｓ）Ｖ：容器容積（ｌ）このような圧力上昇値△Ｐを圧力センサにより検出する
ことで、故障部位を標定することができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような故障点標定システムにおいては、ガス圧力セン
サ自身の異常および圧力計測データ変換用システム系全
体の異常について、自己診断できないという欠点があっ
た。すなわち、ひとつのガス圧力センサの圧力上昇の検
出によって、閃絡事故が発生したのか、あるいは、ガス
圧力センサを含めたシステム系（ガス圧力センサとガス
圧力センサからのガス圧力信号を入力する圧力計測デー
タ変換用システム系）に異常が発生したのか、という判
断は不可能であった。このような状況では、ガス絶縁開
閉装置の事故を未然に防止することが困難となり、電力
を安定して供給できないばかりか、経済的損失が大きな
ものとなってしまう。

【００１６】したがって、故障点標定シスタムにおいて
は、常時正常な状態でガス圧力値を計測し、そのガス圧
力上昇値を監視するために、ガス圧力センサを含めたシ
ステム系に異常が発生していないか、常時自己診断する
必要がある。しかし、現在のところ、このような自己診
断機能の設けられた故障点標定システムは提供されてい
ない。

【００１７】本発明は、上記のような欠点を解消するた
めに提案されたものであり、その目的は、故障点標定シ
ステム自体の自己診断が可能となる信頼性の高い故障点
標定システムを提供することである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明による故障点標定
システムは、絶縁ガスを封入した接地金属容器内に高電
圧導体を収納してなるガス絶縁開閉装置が複数のガス区
画に分割され、各ガス区画に、対応するガス区画の内部
状態を測定して測定信号を出力する検出センサが配置さ
れ、この検出センサからの測定信号に基づいて故障点を
標定する故障点標定システムにおいて、前記検出センサ
は、各ガス区分にそれぞれ複数個設けられ、前記検出セ
ンサには、この検出センサからの測定信号を処理して検
出信号を出力する変換器と、前記変換器からの検出信号
を計測データとして算出する受信器と、前記受信器によ
り得られた計測データを処理するデータ処理装置が設け
られ、前記データ処理装置には、得られた計測データと
同一ガス区画の他の検出センサにより得られた計測デー
タとを比較すると共に、得られた計測データとデータ異
常判定用管理値とを比較するデータ比較部が設けられて
いることを特徴としている。

【００１９】なお、前記検出センサと変換器と受信器と
は、１つのユニットとして構成し、このユニットを１つ
のガス区分に対して複数個設けることも可能である。

【００２０】また、前記の検出センサとして、ガス圧力
センサを設けることができる。さらに、検出センサと変
換器・受信器・データ処理装置からなるシステム系は、
ガス絶縁開閉装置の一定数の回線単位で設置することが
できる。

【００２１】

【作用】以上のような構成を有する本発明の作用は、次
の通りである。すなわち、同一ガス区分の複数個の検出
センサから、それぞれ測定信号が出力される。この測定
信号を変換器・受信器からなる系統で処理し、計測デー
タ信号としてデータ処理装置に入力する。データ処理装
置には、同一ガス区分に設けられた複数個の検出センサ
の計測データ信号が入力されることになる。そして、デ
ータ処理装置では、これらの計測データが比較される。
この時、処理データ間に一定レベル以上の差が生じたと
きには、検出センサ、および各ガス圧力センサ毎の変換
器・受信器からなる系統とデータ入力部を含めた圧力計
測データ変換用システム系に異常が発生したと判断でき
る。また、計測データとデータ異常判定用管理値とを比
較することにより、故障点を標定することができる。し
たがって、検出センサを含めたシステム系の自己診断機
能を有した故障点標定システムとなる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明による故障点標定システムの一
実施例を図面を参照して具体的に説明する。なお、図１
は本実施例の故障点標定システムを示すブロック図、図
２は図１の故障点標定システムのデータ処理装置におけ
る動作の概略を示すフローチャートである。ここで、従
来技術と同様の作用を示す部材については、同一の符号
を付して説明する。

【００２３】すなわち、本実施例の故障点標定システム
は、図１に示すように、ガス絶縁開閉装置の密封圧力容
器１内に設けられた各ガス区分２０には、検出センサと
して、それぞれのガス区分２０内部のガス圧力を測定し
て、ガス圧力信号を出力するガス圧力センサ２１が、複
数個配設されている。このガス圧力センサ２１には、ガ
ス圧力センサ２１からのガス圧力の測定信号を処理し
て、検出信号を出力する絶縁変換器２２が接続されてい
る。絶縁変換器２２には、この絶縁変換器２２からの検
出信号を、ガス圧力の計測データ信号に変換する受信器
２３が接続されている。

【００２４】前記受信器２３には、データ処理装置２４
が接続されている。このデータ処理装置２４には、受信
器２３からの計測データ信号を入力するデータ入力部２
５と、同一ガス区画の計測データの比較およびガス圧力
異常判定用管理値との比較をするデータ比較部２６が設
けられている。

【００２５】このように構成される本実施例では、図２
に示すように、データ処理装置２４において、ガス圧力
の計測データ信号が入力されると、下記のように、故障
点の標定、およびガス圧力センサを含めたシステム系に
おいて異常発生の判定が行われる。

【００２６】すなわち、データ処理装置２４では、ま
ず、受信器２３からの計測データ信号がデータ入力部２
５に入力される（ステップ１）。次に、データ比較部２
６において、データ入力部２５からのガス圧力計測デー
タを、同一ガス区画に配設された複数個のガス圧力セン
サ２１から得られるガス圧力計測データと比較する。そ
して、比較したデータに一定レベル以上の差がないこと
を確認する（ステップ２）。この時、一定レベル以上の
差がある『ＮＯ』の場合には、該当するガス圧力センサ
２１または圧力計測データ変換用システム系全体に異常
が発生したと判断される。この場合は、システム系の異
常処理を行う（ステップ３）。

【００２７】一方、ステップ２において、ガス圧力の計
測データを比較し、その差が一定レベル以下である『Ｙ
ＥＳ』の場合、ガス圧力センサを含めたシステム系は正
常な状態であると判断される。この場合は、さらにデー
タ比較部２６において、ガス圧力異常判定管理値とガス
圧力の計測データの比較を行い、ガス圧力に異常がなく
正常な状態であることを確認する（ステップ４）。この
時、ガス圧力が異常となる『ＮＯ』と判定された場合
は、故障点の標定を行う（ステップ５）。一方、ステッ
プ４において、ガス圧力に異常がない『ＹＥＳ』と判定
された場合には、ステップ１に戻り、連続的にガス圧力
センサを含めたシステム系に異常が発生していないかど
うかの判定、および故障点の標定を繰り返し行う。

【００２８】以上のように、本実施例によれば、データ
処理装置２４にデータ入力部２５とデータ比較部２６が
設けられていることにより、ガス圧力センサ２１により
得られるガス圧力計測データから、２種類のデータ比較
を行うことができる。これは、同一ガス区画の計測デー
タの比較と、ガス圧力管理値と計測データの比較であ
る。これにより、本実施例では、簡単な構成により、ガ
ス圧力センサ２１を含めたシステム系の異常発生の検出
と、故障点の標定の両方を行うことができる。したがっ
て、本実施例では、ガス圧力センサおよび圧力計測デー
タ変換用システム系全体についての自己診断機能を有し
た、信頼性の高い故障点標定システムを得ることができ
る。

【００２９】なお、本実施例におけるシステム系異常判
定するためのレベル設定値、および異常判定用のガス圧
力管理値については、個々のガス絶縁開閉装置の設置さ
れた環境により変化するものであり、設置場所において
調整し、変更することが可能である。また、本発明は上
述の実施例に限定されるものでなく、各部の具体的な構
成は適宜変更可能である。例えば、ガス圧力センサ、絶
縁変換器、受信器およびデータ処理装置の具体的な構成
は自由に変更可能である。また、検出センサはガス圧力
センサに限定されず、温度センサ等の他の検出センサと
することもできる。この場合には、受信器により温度か
ら計測データとしてガス圧力値を算出するように構成す
る。これにより、ガス圧力値の異常だけでなく、温度の
異常も同時に検出することができる。

【００３０】さらに、本発明では、検出センサと絶縁変
換器、および受信器からなるユニットを形成し、これを
ガス区分に対して複数個を配設し、これらのユニットを
１つのデータ処理装置に接続した構成とすることもでき
る。このようなユニットにより、ガス圧力センサを含め
たシステム系に異常が発生した場合には、そのユニット
部を交換することにより、短時間で異常を処理すること
ができる。

【００３１】また、本発明では、検出センサと、変換器
・受信器・データ処理装置からなるシステム系が、ガス
絶縁開閉装置の１回線単位に限定されず、一定数の回線
単位で設置することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明においては、
同一ガス区画につけられた複数個のガス圧力センサから
の出力をひとつのデータ処理装置で比較することによ
り、故障点の標定と共に、ガス圧力センサを含めたシス
テム系の自己診断を行卯個とができ、信頼性に優れた故
障点標定システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による故障点標定システムの一実施例の
構成を示すブロック図。

【図２】図１の故障点システムのデータ処理装置におけ
る動作の概略を示すフローチャート。

【図３】一般的なガス絶縁開閉装置の一例を示す配置
図。

【図４】従来の故障点標定システムの構成を示すブロッ
ク図。

【符号の説明】

１…密閉圧力容器２…避雷器３…変成器４…接地開閉器５…断路器６…変流器７…遮断器８…母線９…絶縁ガス１０ａ〜１０ｄ…絶縁スペーサ１１…ガスボンベ１２…ガスキュービクル１３…バルブ１４…ブッシング１５…配電盤１６…操作キュービクル１７…操作器１８…コンプレッサ設備１９…変圧器２１…ガス圧力センサ２２…絶縁変換器２３…受信器２４…データ処理装置２５…データ入力部２６…比較部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁ガスを封入した接地金属容器内に高
電圧導体を収納してなるガス絶縁開閉装置が複数のガス
区画に分割され、各ガス区画に、対応するガス区画の内
部状態を測定して測定信号を出力する検出センサが配置
され、この検出センサからの測定信号に基づいて故障点
を標定する故障点標定システムにおいて、前記検出センサは、各ガス区分にそれぞれ複数個設けら
れ、前記検出センサには、この検出センサからの測定信号を
処理して検出信号を出力する変換器と、前記変換器から
の検出信号を計測データとして算出する受信器と、前記
受信器により得られた計測データを処理するデータ処理
装置が設けられ、前記データ処理装置には、得られた計測データと同一ガ
ス区画の他の検出センサにより得られた計測データとを
比較すると共に、得られた計測データとデータ異常判定
用管理値とを比較するデータ比較部が設けられているこ
とを特徴とする故障点標定システム。
【請求項２】前記検出センサと変換器と受信器とが１
つのユニットとして構成され、このユニットが１つのガ
ス区分に対して複数個設けられていることを特徴とする
請求項１記載の故障点標定システム。
【請求項３】前記検出センサとして、ガス区画内部の
圧力を検出するガス圧力センサが設けられていることを
特徴とする請求項１記載の故障点標定システム。
【請求項４】前記検出センサと、変換器・受信器・デ
ータ処理装置からなるシステム系が、ガス絶縁開閉装置
の一定数の回線単位で設置されていることを特徴とする
請求項１記載の故障点標定システム。