JPH08279417A - ガス絶縁電気機器の故障検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内部に開閉器を収納したガス絶縁電気機器内
部でアークの故障が発生した場合に、開閉器開極時の接
触子間アークによるガス圧力上昇があっても、故障を正
しく検出できるようにする。 【構成】 ガス絶縁開閉装置の遮断器ガス区画１にガス
圧力を検出するガス圧力センサ２１を設ける。その出力
信号からガス圧力上昇を検出する圧力上昇検出部２２を
設ける。遮断器１１の開閉状態を検出し、遮断器１１の
状態が変化した時点を検出する開閉器状態変化検出部２
３を設ける。圧力上昇検出部２２でガス圧力上昇が検出
され、かつ、このガス圧力上昇の検出以前に、開閉器状
態変化検出部２３にて開閉器の状態変化が検出されてい
ない場合に、遮断器ガス区画１を故障と判定する故障判
定部２４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、ガス遮断器や、遮断
器、断路器あるいは接地開閉器などの開閉器が収納され
たガス絶縁開閉装置などのガス絶縁電気機器において、
その内部で地絡または短絡故障が発生した際に、故障を
検出するガス絶縁電気機器の故障検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ガス遮断器やガス絶縁開閉装置
などのガス絶縁電気機器は、遮断器や断路器等の開閉器
を金属容器に収納し、六フッ化硫黄ガスなどの絶縁ガス
を封入したものであり、小型化、高信頼性および安全性
を実現している。しかし、万一、ガス絶縁電気機器の内
部で地絡または短絡故障が発生した場合には、ガス絶縁
電気機器は密閉構造であるため、故障が発生したガス絶
縁電気機器を外部から目視により特定することは困難で
ある。このため、地絡または短絡故障の発生時には、そ
の故障アークエネルギーによって絶縁ガスのガス圧力が
上昇するので、この圧力上昇を検出することによって、
ガス絶縁電気機器に故障が発生したか否かを検出するこ
とがある。この故障検出装置は、従来、ガス絶縁電気機
器に圧力センサを設けて、この圧力センサによって絶縁
ガスの圧力値を計測する。そして、圧力センサの出力で
ある圧力値と封入圧力値との差から圧力上昇値を求め、
この圧力上昇値が予め設定された監視値を越えたとき
に、故障と判定するように構成されている。

【０００３】また、ガス絶縁開閉装置においては、通
常、その内部は遮断器ガス区画や断路器ガス区画などの
複数のガス区画に区分されており、電力の安定供給の観
点から、故障が発生したガス区画以外の健全ガス区画
で、かつ電圧印加を行っても支障のない充電部までを早
期復旧し、停電時間を短くすることが必要となる。した
がって、故障区画を検出するために、故障区画検出装置
が使用される場合があり、上記故障検出装置の出力は、
この故障区画検出装置の一入力としても利用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この従来の故障検出装
置においては、以下に示すとおり、故障を判定できない
場合がある。遮断器を収納したガス絶縁電気機器の内部
で地絡または短絡故障が発生した場合、故障アークエネ
ルギーでガス圧力は上昇する。しかし、故障が継続しな
いように、保護リレーが動作して、遮断器が開極され、
この開極時に遮断器の接触子間アークが発生し、そのア
ークエネルギーによってもガス圧力上昇が発生する。一
方、遮断器を収納したガス絶縁電気機器以外で地絡また
は短絡故障が発生した場合、遮断器を収納したガス絶縁
電気機器内では故障アークによるガス圧力の上昇はない
が、故障が継続しないように、保護リレーが動作して、
遮断器が開極するため、遮断器の接触子間で遮断器開極
アークが発生し、ガス圧力上昇が発生する。

【０００５】また、断路器または接地開閉器を収納した
ガス絶縁電気機器において、平常時の負荷電流通電時に
開閉操作を行った場合も接触子間アークによるガス圧力
上昇が発生する。このため、ガス圧力上昇のレベル検出
により故障を判定する従来の故障検出装置では、検出し
た圧力上昇が故障アークによるものか、あるいは開閉器
の接触子間アークによるものかの区別ができず、ガス絶
縁電気機器の故障の検出ができなくなる。

【０００６】そこで、本発明の目的は、開閉器の開閉時
の接触子間アークによるガス圧力上昇があった場合にお
いても、故障を正しく判定することができるガス絶縁電
気機器の故障検出装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明において
は、内部に開閉器を収納するとともに、絶縁性ガスを封
入したガス絶縁電気機器に設けられ、そのガス圧力を検
出するガス圧力センサを設ける。このガス圧力センサの
出力信号からガス圧力上昇を検出する圧力上昇検出部を
設ける。前記開閉器の少なくとも閉状態から開状態への
開閉器状態変化時点を検出する開閉器状態変化検出部を
設ける。前記圧力上昇検出部でガス圧力上昇が検出さ
れ、かつ、このガス圧力上昇の検出以前に、前記開閉器
状態変化検出部にて開閉器状態変化が検出されていない
場合に、当該ガス絶縁電気機器を故障と判定する故障判
定部を設ける。請求項２の発明においては、前記開閉器
状態変化検出部は前記開閉器の閉状態から開状態および
開状態から閉状態への開閉器状態変化時点を検出する。

【０００８】

【作用】開閉器を収納したガス絶縁電気機器で故障が起
こった時、収納されている機器が遮断器の場合には、故
障アークによるガス圧力上昇の後に、遮断器が開極して
開閉器状態が変化し、さらにこの開極により、接触子間
アークが発生する。また、収納されている機器が断路器
や接地開閉器などの遮断器以外の開閉器の場合には、故
障アークによるガス圧力上昇はするが、開閉器は開極し
ないので、開閉器状態は変化しない。つまり、故障の場
合、故障アークによるガス圧力上昇以前に開閉器の状態
変化は起こらない。したがって、本発明の故障検出装置
では、圧力上昇検出部にて故障アークによるガス圧力上
昇が検出される以前に、開閉器状態変化検出部で開閉器
の状態変化が検出されていないことを条件に故障を判定
するため、遮断器を収納したガス絶縁電気機器において
は、故障アークによるガス圧力上昇と開閉器開極時の接
触子間アークによるガス圧力上昇とを区別し、健全なガ
ス絶縁電気機器は故障と判定せず、故障したガス絶縁電
気機器のみを故障と判定することができる。また、遮断
器以外の開閉器を収納したガス絶縁電気機器では、収納
されている開閉器の状態は変化しないが、ガス圧力上昇
が検出される以前に開閉器状態変化検出部での開閉器の
状態変化が検出されていないこととなり、正しく故障と
判定できる。

【０００９】また、平常時の電流通電時に遮断器または
断路器などの開閉器の開閉操作を行った場合について
は、開閉時の接触子間アークによるガス圧力上昇が検出
される以前に、開閉器の状態変化があり、これを開閉器
状態変化検出部が検出する。したがって、本発明の故障
検出装置では、ガス圧力上昇を検出する以前に開閉器の
状態変化を検出していないことを条件に故障と判定する
ため、接触子間アークによるガス圧力上昇のあったガス
絶縁電気機器を故障とは判定せず、誤判定を防止するこ
とができる。

【００１０】なお、開閉器の開閉操作の場合、閉路操作
時の接触子間アークは開路操作時の接触子間アークに比
べて非常に小さい。特に、開閉器が遮断器以外の断路器
または接地開閉器の場合には、接触子間アークが発生す
ることはほとんどない。また、ガス圧力上昇はアークエ
ネルギの大きさ、開閉器が収納される金属容器の容量あ
るいは封入ガス圧力などによって異なるので、開閉器の
閉路操作時においてはガス圧力上昇が全く生じない場合
がある。したがって、このような場合には、開閉器状態
変化検出部では開閉器の閉状態から開状態への開閉器状
態変化時点のみを検出するようにしても支障はない。し
かし、開閉器の閉状態から開状態および開状態から閉状
態への開閉器状態変化時点を開閉器状態変化検出部で検
出するようにすれば、万一、開閉器の閉路操作時にガス
圧力上昇が生じても、これを故障と判定することがない
ので、信頼性はさらに向上する。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示すもので、ガス
絶縁開閉装置の遮断器ガス区画の場合である。図１にお
いて、ガス絶縁開閉装置の遮断器ガス区画１の主回路の
電気的結線を単線結線図で示してあり、１１は遮断器、
１２は遮断器１１の開閉状態を外部に出力する接点であ
り、この接点１２の状態を検出し、遮断器１１の状態変
化を検出する開閉器状態変化検出部２３を設ける。遮断
器ガス区画１にガス圧力を検出する圧力センサ２１を設
け、その出力側に圧力上昇検出部２２を設ける。圧力上
昇検出部２２の出力側に故障判定部２４を設ける。ま
た、開閉器状態変化検出部２３の出力も故障判定部２４
へ入力される。

【００１２】圧力上昇検出部２２は、ガス圧力センサ２
１の出力の変化から圧力上昇値を計測し、その圧力上昇
値が予め設定されたガス圧力上昇検出用の所定の監視値
以上となった場合にガス圧力上昇「有り」と判定し、そ
の判定結果を出力する。開閉器状態変化検出部２３は、
遮断器１１の開閉状態を示す接点１２の状態変化を検出
し、その状態変化時点を故障判定部２４に出力する。故
障判定部２４は、開閉器状態変化検出部２３の出力と、
圧力上昇検出部２２の出力を受け取り、圧力上昇検出部
２２にてガス圧力上昇「有り」が検出される以前に、開
閉器状態変化検出部２３にて遮断器１１の状態変化が検
出されていない場合、当該遮断器ガス区画１を故障と判
定し、その判定結果を出力する。

【００１３】次に、上記実施例の動作を説明する。遮断
器ガス区画１で地絡または短絡故障が発生した場合につ
いて以下に説明する。遮断器ガス区画１で故障が発生す
ると、遮断器ガス区画１で、最初に故障アークにより圧
力上昇する。その後に、保護リレーが動作し、遮断器１
１が開極されるため、遮断器１１の接触子間アークが発
生し、この開極アークによっても圧力上昇する。ガス圧
力センサ２１において、これらの圧力上昇したガス圧力
を検出する。圧力上昇検出部２２においては、ガス圧力
センサ２１の出力の変化から計測した圧力上昇値が、予
め設定された監視値以上となり、ガス圧力上昇「有り」
と判定し、その結果を故障判定部２４へ出力する。ま
た、遮断器１１は、上記の如く、保護リレーにより、開
極されるため、遮断器１１の開閉状態は閉状態から開状
態へ変化する。したがって、接点１２も同時に閉状態か
ら開状態へ変化する。この接点１２の状態変化を開閉器
状態変化検出部２３にて検出し、故障判定部２４へ出力
する。

【００１４】なお、遮断器ガス区画１で故障が発生する
と、最初に故障アークにより圧力上昇し、その後に、遮
断器１１が開極されるため、圧力上昇検出部２２にて圧
力上昇「有り」を検出した時点を基準にすると、圧力上
昇検出部２２にて圧力上昇「有り」を検出した後に、開
閉器状態変化検出部２３にて遮断器１１の状態変化を検
出する。したがって、遮断器ガス区画１の故障の場合、
故障判定部２４では、圧力上昇検出部２２でガス圧力上
昇が検出され、かつ、このガス圧力上昇の検出以前に、
開閉器状態変化検出部２３にて遮断器１１の状態変化が
検出されていないという条件が成立することから、当該
遮断器ガス区画１を故障と判定し、その判定結果を出力
する。以上から、遮断器ガス区画１で発生した故障が正
しく検出できる。

【００１５】遮断器ガス区画１以外で地絡または短絡故
障が発生し、遮断器１１が開極し、遮断器ガス区画１で
開極アークによる圧力上昇のみが発生した場合について
説明する。遮断器ガス区画１以外で故障が発生した場合
でも、保護リレーが動作し、遮断器１１が開極される。
このため、遮断器ガス区画１では、故障アークによるガ
ス圧力上昇はないが、遮断器１１が開極するため接触子
間アークが発生し、この開極アークによって圧力上昇す
る。

【００１６】また、この場合には、遮断器１１の開極の
後に遮断器ガス区画１内で、ガス圧力上昇が発生するこ
とになり、圧力上昇検出部２２にて圧力上昇「有り」が
検出された時点を基準にすると、圧力上昇検出部２２に
て圧力上昇「有り」が検出される以前に、開閉器状態変
化検出部２３にて遮断器１１の状態変化が検出されるこ
ととなる。したがって、故障判定部２４では、圧力上昇
検出部２２で、ガス圧力上昇が検出され、かつ、このガ
ス圧力上昇の検出以前に、開閉器状態変化検出部２３に
て遮断器１１の状態変化が検出されていないという条件
が不成立となることから、当該遮断器ガス区画１を故障
と判定しない。

【００１７】以上から、遮断器ガス区画１で発生した故
障アークによる圧力上昇と遮断器１１の開極アークによ
る圧力上昇とを区別し、故障アークによる圧力上昇のみ
か検出でき、正しく故障の検出ができる。

【００１８】図２は本発明の他の実施例を示すもので、
ガス絶縁開閉装置の断路器ガス区画の場合である。図２
において、ガス絶縁開閉装置の断路器ガス区画３の主回
路の電気的結線を単線結線図で示してあり、３１は断路
器、３２は断路器３１の開閉状態を外部に出力する接点
である。なお、その他の構成については、上記実施例と
全く同様に構成されている。

【００１９】次に、図２に示す断路器ガス区画３にて、
故障が発生した場合について説明する。断路器ガス区画
３で故障が発生した場合は、故障アークによる圧力上昇
のみが発生し、断路器３１は開極しないため、断路器３
１の開極による接触子間アークは発生しない。したがっ
て、圧力センサ２１の出力の変化から圧力上昇値を計測
して圧力上昇を検出する圧力上昇検出部２２から圧力上
昇「有り」が出力されるが、断路器３１は開閉しないた
め、接点３２の状態も変化せず、開閉器状態変化検出部
２３は断路器３１の状態変化を検出しない。このため、
故障判定部２４は、圧力上昇検出部２２でガス圧力上昇
が検出され、かつ、このガス圧力上昇の検出以前に、開
閉器状態変化検出部２３にて断路器３１の状態変化が検
出されていないという条件が成立し、断路器ガス区画３
が故障であると判定することができる。

【００２０】なお、断路器ガス区画３以外で地絡または
短絡故障が発生した場合には、断路器ガス区画３ではこ
の故障による圧力上昇は発生せず、また断路器３１も開
閉しないため、接触子間アークも発生しないので、圧力
上昇は全く発生しない。したがって、断路器ガス区画３
が故障と判定されることはない。また、平常時に断路器
３１を開閉操作した場合については、上記実施例と全く
同様であるので、その詳細は省略するが、圧力上昇検出
部２２にて圧力上昇「有り」が検出される以前に、開閉
器状態変化検出部２３にて断路器３１の状態変化が検出
されるので、断路器ガス区画３を故障と判定しない。

【００２１】以上、実施例は、ガス絶縁電気機器である
ガス絶縁開閉装置の遮断器ガス区画１および断路器ガス
区画３について説明したが、接地開閉器などの他の開閉
器を収納したガス絶縁開閉装置や、ガス遮断器あるいは
ガス断路器などの単体機器の場合にも、同様に、正しく
故障の検出ができる。

【００２２】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、故障アー
クによるガス圧力上昇が検出される以前に、開閉器の状
態変化が検出されていないことを条件として、故障アー
クによるガス圧力上昇と開閉器開極時の接触子間アーク
によるガス圧力上昇とを区別し、健全なガス絶縁電気機
器は故障と判定せず、故障の発生したガス絶縁電気機器
を故障と正しく判定することができる。また、平常時の
開閉器の開閉操作時のアークによるガス圧力上昇が発生
しても、その圧力上昇を故障とは判定せず、誤った故障
の検出を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す図である。

【符号の説明】

１ 遮断器ガス区画 ３ 断路器ガス区画 １１ 遮断器 １２，３２ 接点 ２１ ガス圧力センサ ２２ 圧力上昇検出部 ２３ 開閉器状態変化検出部 ２４ 故障判定部 ３１ 断路器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に開閉器を収納するとともに、絶縁
   性ガスを封入したガス絶縁電気機器に設けられ、そのガ
   ス圧力を検出するガス圧力センサと、 このガス圧力センサの出力信号からガス圧力上昇を検出
   する圧力上昇検出部と、 前記開閉器の少なくとも閉状態から開状態への開閉器状
   態変化時点を検出する開閉器状態変化検出部と、 前記圧力上昇検出部でガス圧力上昇が検出され、かつ、
   このガス圧力上昇の検出以前に、前記開閉器状態変化検
   出部にて開閉器状態変化が検出されていない場合に、当
   該ガス絶縁電気機器を故障と判定する故障判定部と、 を備えたことを特徴とするガス絶縁電気機器の故障検出
   装置。
2. 【請求項２】 前記開閉器状態変化検出部は前記開閉器
   の閉状態から開状態および開状態から閉状態への開閉器
   状態変化時点を検出することを特徴とする請求項１記載
   のガス絶縁電気機器の故障検出装置。