JPH09510041A - 電力用開閉装置の機能の確実性の監視装置（診断装置） - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は電力用開閉装置、特に中圧開閉設備における電力用真空開閉器の機能の確実性を監視するための装置に関する。本装置は、マイクロプロセッサ（ＭＰ）、マイクロプロセッサ制御装置（ＭＳ）およびプロセッサオリエンティッドなメモリ装置（ＳＰ）から形成されており、また角度パルス‐回転方向‐識別装置（ＷＤ）の制御影響下にあるマイクロプロセッサユニット（ＭＥ）を含んでいる。本装買は、存在する作動状態の影響下の電力用開閉装置に可動部分の運動の変換と結び付いて電力用開閉装置に存在するデータを検出する。このような装置は中圧開閉設備において電力用開閉装置の実際状態のプロトコル作成および予測に用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】 電力用開閉装置の機能の確実性の監視装置（診断装置） 本発明は電力用開閉装置、特に中圧開閉設備における電力用真空開閉器の機能 の確実性を監視するための装置に関する。 上記の電力用開閉装置への環境の影響を検出するための試験プログラムはたと えば刊行物「ＥＨＶ開閉装置の設計および性能の進歩」アイ・イー・イー・イー 会議出版物ナンバー１８２、１９７９年、第１２６〜１２９頁に記載されている 。それによれば電気的開閉能力試験は、たとえば特定の数の進行する開閉過程の 経過中になかんずく本来の開閉具の開閉能力ならびにその接点抵抗およびたとえ ばガス圧力状況のような開閉具の直接的な環境を検査するために、合成検査回路 ならびに一連の機械的検査により行われる。さらに、開閉の頻度に関係して電力 用真空開閉器の機能の確実性にとって重要なデータを推定し得るように、電力用 開閉装置の可動部分の機械的負荷が検査される。 さらにドイツ特許第 4131828号明細書から、環境の影響に曝されている電気的 開閉装置の機械的機能を検査するための方法であって、たとえばばねエネルギー 蓄積器の変動、軸受の摩擦による負荷の相違および類似の現象を確認しかつ評価 する方法が記載されている。この公知の方法の目的は、このようにして求められ た比較データにより、丁度実際に検査されている電力用開閉装置の状態および使 用目的を推定し得ることである。たとえば、なかんずく開閉軸の回転速度が電気 技術で通常用いられる変位発信器により検出され、また存在する環境の影響のも とに計算により相応の開閉エネルギー値が求められる。予め検査された等しい形 式の電力用開閉装置の測定および計算からのこれらの負荷開閉装置の十分な比較 値が得られるかぎり、丁度実際に検査されている電力用開閉装置の使用範囲の限 界を比較考察により識別することができる。 本発明の課題は、このような公知の方法をその評価に関して著しく拡張し、ま た特に個々の方法過程を、正常状態にある純粋に機械的な所与の条件に可能なか ぎりすべての重要な影響量がこのような電力用開閉装置の機能の確実さの評価の ために取り入れられ得るように精密化することにある。この課題は本発明によれ ば、下記の特徴により解決される。 １．１ 装置がマイクロプロセッサ、マイクロプロセッサ制御装置およびプロセ ッサオリエンティッドなメモリ装置から成るデータ処理用マイクロプロセッサユ ニットを含んでおり、 １．２ マイクロプロセッサユニットが、そのつどの電力用開閉装置の可動部分 の運動をマイクロプロセッサにより処理可能なデータに変換する角度パルス‐回 転方向‐識別装置と接続されており、 １．３ マイクロプロセッサユニットが、電力用開閉装置の定格電流の識別およ び換算と電力用開閉装置の可動部分を駆動する電動機電流の識別および換算とを 行う電流検出装置と接続されており、 １．４ 電流検出装置がそれぞれ変流器を有し、その後に信号整合のための電流 ‐電圧変換器および擾乱電圧フィルタユニットが接続されており、 １．５ マイクロプロセッサユニットが、電力用開閉装置における環境温度を検 出するセンサ装置と接続されており、その出力信号がフィルタユニットおよびア ナログ‐ディジタル変換器ユニットを介してマイクロプロセッサユニットに供給 可能であり、 １．６ マイクロプロセッサユニットが、そのつどの電力用開閉装置の開閉機能 を識別するディジタル入力装置と接続されており、その入力信号が別のフィルタ 装置およびパルス整形装置を介してマイクロプロセッサユニットに供給可能であ り、 １．７ マイクロプロセッサユニットが、入力制御信号を受信するインタフェー ス変換ユニットと接続されている。 電力用開閉装置の機能を監視するための装置としてのこのように定義されたマ イクロプロセッサの使用により、すべての作動パラメータが計算されないデータ 情報として直接入力され、また適当なインターロックメカニズムにより、相応の 統計的評価により実際に検査されている電力用開閉装置の状態に関する推定を可 能にするデータを発生し得る。この本発明による装置の主な構成部分は角度パル ス‐回転方向‐識別装置を含んでおり、それにより開閉軸の開閉角度の大きさお よび特定の時間の経過由の開閉軸の開閉角度の経過も回転速度自体もデータ値と してマイクロプロセッサに伝達され得る。同時に電流検出装置を有するマイクロ プロセッサに電流検出が二重の観点で可能になる。一方では電動機を通ってばね 駆動部のリフトへ流れる電動機電流が、また他方では変流器で発生されるコイル 電流が測定される。本来の電流検出装置は主として２つの部分、すなわち本来の 変流器と、場合によっては侵入する擾乱電圧を消去するためのフィルタユニット を有する信号整合装置とから成っている。その際に変流器から発生される出力信 号は流れる定格電流に比例しているので、たとえば変流器に１００Ａの定格電流 が流れる際には１００ｍＡの交流電流により代表されていてよい。この交流電流 は公知のように電圧に変換され、整流され、また炉過ルタされる。 さらにセンサ装置により電力用開閉装置の内部の環境温度が検出され、また同 様にフィルタ装置およびＡＤ変換器を介してマイクロプロセッサに供給される。 ディジタル入力装置によりサービス中に電力用開閉装置、特に電力用開閉器の 個々の開閉機能を確かめる必要がある。そのために一定の測定電圧がインターリ ンクされた電力用開閉装置に印加され、また相応に入来する信号が別のフィルタ 装置および後段に接続されているパルス整形装置を介してマイクロプロセッサに 伝達される。 本発明の有利な実施態様によれば、請求項２により、 ２．１ メモリ装置が、ランダムアクセスメモリおよび消去可能プログラム可能 なリードオンリメモリにより代表されているメモリ範囲を備えており、 ２．２ メモリ装置がマイクロプロセッサユニットと多重データ伝送ユニットを 介して接続されている。 メモリ装置はその際に、たとえば光電的オシログラム作成の際に高速のデータ 転送を利用し得るように、下側のアドレス範囲が外部のランダムアクセスメモリ に配置されているように構成されている。 さらに、プログラム可能なリードオンリメモリとランダムアクセスメモリとの 間の初期化により生ずるデータ交換が多重データ伝送ユニットにより制御される 。 本発明の別の有利な実施態様によれば、請求項３により、 ３．１ 消去可能プログラム可能なリードオンリメモリが書込みおよび消去過程 をマイクロプロセッサユニットの高速書込み過程により開始する高速アクセス範 囲を含んでおり、その状態がそのなかに集積されている状態レジスタに記憶され 、また書込み‐消去過程の間にも呼出し可能である。 それによってマイクロプロセッサは開始された過程の進行および結果を状態レ ジスタへの簡単な読出しアクセスにより確認し得る。ユーザーによる完全なプロ グラム可能性を達成するため、リードオンリメモリを完全に高速アクセスメモリ により置換することも考えられよう。しかしながら、自由な構成可能性の目的で のマイクロプロセッサのコア範囲内のプログラム可能な論理モジュールの使用は 作動の確実さの注意を強め、その際に特にプログラム可能なメモリ装置の時間的 挙動も互いに合わせられていなければならない。 本発明の別の有利な実施態様によれば、請求項４により、 ４．１ マイクロプロセッサ制御装置が、マイクロプロセッサユニットの最小許 容供給電圧を下回る際に擾乱報知信号を発生する電圧検出器を備えており、 ４．２ 擾乱報知信号がマイクロプロセッサユニットに電源故障信号として伝達 可能である。 それによって、装置が許容し得ない電圧変動の際に擾乱報知信号により切り離 されており、また誤ったデータが機能の確実さの監視のために利用されないこと が保証される。 本発明の別の有利な実施態様によれば、請求項５により、 ５．１ マイクロプロセッサユニットが電力用開閉装置の外部に据付け可能なフ ラットモジュールの上に多層配置で配置されており、 ５．２ マイクロプロセッサユニットに、センサにより検出可能な機能監視の数 に相応する数の電磁的に遮蔽可能な差込みコネクタ線が導かれている。 この配置により、電力用開閉装置の機能の確実さを監視するための装置が簡単 な仕方で監視すべき電力用開閉装置と結び付けられ、また評価のために必要なデ ータが容易に検出され得る。 以下、図面に示されている実施例により本発明を一層詳細に説明する。図面に は、電力用開閉装置の機能の確実さを監視するための互いにインターロックされ た機能モジュールが、図面を見易くするため概略的に示されている。 電力用開閉装置の機能の確実さを監視するための装置は主として適当なマイク ロプロセッサ制御装置ＭＳおよびプロセッサオリエンティッドなメモリ装置ＳＰ を有するマイクロプロセッサＭＰから成るデータ処理用マイクロプロセッサユニ ットＭＥを含んでいる。マイクロプロセッサＭＰに角度パルス‐回転方向‐識別 装置ＷＤによりそのつどの電力用開閉装置の可動部分の運動がマイクロプロセッ サにより処理可能なデータの形態で伝達される。さらにマイクロプロセッサユニ ットＭＥは、電力用開閉装置の定格電流の識別およびコイル電流ＳＳへの換算お よび電力用開閉装置の可動部分を駆動する電動機電流ＭＳの識別および換算の役 割をする電流検出装置ＳＥと接続されている。電流検出装置ＳＥは追加的に、擾 乱電圧フィルタユニットＳＦと共同作用して角度パルス‐回転方向データを直接 にマイクロプロセッサＭＰに伝達する電流電圧変換器Ｉ／Ｕを含んでいる。さら にマイクロプロセッサユニットＭＥには、電力用開閉装置内の環境温度を検出す るセンサ装置ＳＮにより、等しい仕方でフィルタユニットＦＥおよびアナログ‐ ディジタル変換器ＡＤを介してマイクロプロセッサＭＰに伝達される出力信号が 伝達される。そのつどの電力用開閉装置の開閉機能を識別する詳細には示されて いないディジタル入力装置ＥＧにより、その入来する信号Ｌ１ないしＬ３が同じ くフィルタ装置ＦＩを介して導かれ、続いてパルス整形装置ＳＴの制御影響のも とに同じくマイクロプロセッサＭＰに伝達される。インタフェース変換ユニット ＳＵにより相応の入力信号がマイクロプロセッサユニットＭＥを制御するために 直接にマイクロプロセッサＭＰに入力される。 マイクロプロセッサユニットＭＥのメモリ装置ＳＰはランダムアクセスメモリ ＲＡＭによっても消去可能プログラム可能なリードオンリメモリＥＰＲＯＭによ っても提供され、その際にその目的に合致したデータ制御は多重データ伝送ユニ ットＭＵＸにより行われる。この実施例から判るように、消去可能プログラム可 能なリードオンリメモリＥＰＲＯＭは、オシログラムの作成の際の高速書込み過 程によりひき起こされる書込みおよび消去過程を可能にするため、高速アクセス 範囲Ｆｌａｓｈ‐ＥＰＲＯＭを含んでいる。 さらに、マイクロプロセッサ制御装置ＭＳは、最小許容供給電圧を下回る際に 供給電圧装置ＶＳにより、電力用開閉装置の機能の確実さの監視の際にデータ取 得の中断に通ずる電源故障信号ＮＡＵを発生する図示されていない電圧検出器を 含んでいる。 装置全体は多層技術で、場合によっては診断すべき電力用開閉装置の外部に位 置してもよいフラットモジュールの上に配置されている。相応のセンサにより電 力用開閉装置の内部で求められた情報は電磁的に遮蔽された差込みコネクタ導線 を経てフラットモジュールに直接に供給される。たとえば相応の温度変化の際の 電動機電流、引外し電流および短絡電流、作動電圧ならびに回転角度変化の値お よび変化速度のような直接に検出可能でオシログラム中に保持される量はすべて 、電動機の機能および開閉機能に関する確実な推定が行われるように、それぞれ 検査される電力用開閉装置を個々に特徴付ける役割をする。 個々の電力用開閉装置の値は次いで必要に応じて温度、電圧および／または時 間の補償された分類をされ得るので、特定の設備形式の相応に多数の比較値から たとえば特定の個別特徴のばらつき帯幅が求められる。それによって実際状態で のこのような電力用開閉装置の利用可能性に関する推定が可能となり、また現場 で電力用開閉装置のサンプル検査のためにも始動のためにも利用され得る。 これと関連して、このような装置を完全に装備された電力用開閉装置の固定的 な構成部分として設け、また特定の時間間隔にわたる状態変化を周期的に記録す ることによりサービス部門で保守の目的で利用し得る一種の履歴文書を作成する ことも考えられる。これらのデータの適当な評価および変換により、場合によっ ては、保守の必要性が直接に担当している制御室に伝達され得る。 さらにこれらの装置により、電力用開閉装置の将来の機能に関する推定および 予測も行われ得る。それによってその機能の確実さが顕著に高められる。他方に おいて、設備が確実に動作する場合にこの装置の使用により、保守間隔の顕著な 延長、従ってまた予防的な障害局限が達成可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｈ０１Ｈ 33/66 (72)発明者 ヒルペルト、ヨハネス ドイツ連邦共和国 デー−96129 シユト ウルレンドルフ バーンホフシユトラーセ 10

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電力用開閉装置、特に中圧開閉設備における電力用真空開閉器の機能の確実 性を監視するための装置において、 １．１ 装置がマイクロプロセッサ（ＭＰ）、マイクロプロセッサ制御装置（Ｍ Ｓ）およびプロセッサオリエンティッドなメモリ装置（ＳＰ）から成るデータ処 理用マイクロプロセッサユニット（ＭＥ）を含んでおり、 １．２ マイクロプロセッサユニット（ＭＥ）が、そのつどの電力用開閉装置の 可動部分の運動をマイクロプロセッサにより処理可能なデータに変換する角度パ ルス‐回転方向‐識別装置（ＷＤ）と接続されており、 １．３ マイクロプロセッサユニット（ＭＥ）が、電力用開閉装置の定格電流の 識別および換算と電力用開閉装置の可動部分を駆動する電動機電流の識別および 換算とを行う電流検出装置（ＳＥ）と接続されており、 １．４ 電流検出装置（ＳＥ）がそれぞれ変流器（ＳＷ）を有し、その後に信号 整合のための電流‐電圧変換器（Ｉ／Ｕ）および擾乱電圧フィルタユニット（Ｓ Ｆ）が接続されており、 １．５ マイクロプロセッサユニット（ＭＥ）が、電力用開閉装置内の環境温度 を検出するセンサ装置（ＳＮ）と接続されており、その出力信号がフィルタユニ ット（ＦＥ）およびアナログ‐ディジタル変換器ユニット（ＡＤ）を介してマイ クロプロセッサユニット（ＭＥ）に供給可能であり、 １．６ マイクロプロセッサユニット（ＭＥ）が、そのつどの電力用開閉装置の 開閉機能を識別するディジタル入力装置（ＥＧ）と接続されており、その入力信 号（Ｌ１−３）が別のフィルタ装置（ＦＩ）およびパルス整形装置（ＳＴ）を介 してマイクロプロセッサユニット（ＭＥ）に供給可能であり、 １．７ マイクロプロセッサユニット（ＭＥ）が、入力制御信号を受信するイン タフェース変換ユニット（ＳＵ）と接続されている ことを特徴とする電力用開閉装置の機能の確実性の監視装置。 ２． ２．１ メモリ装置（ＳＰ）が、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）および消去 可能プログラム可能なリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ）により代表されている メモリ範囲を備えており、 ２．２ メモリ装置（ＳＰ）がマイクロプロセッサユニット（ＭＥ）に多重デー タ伝送ユニット（ＭＵＸ）を介して接続されている ことを特徴とする請求項１記載の電力用開閉装置の機能の確実性の監視装置。 ３． ３．１ 消去可能プログラム可能なリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ）が書込み および消去過程をマイクロプロセッサユニット（ＭＥ）の高速書込み過程により 開始する高速アクセス範囲（Ｆｌａｓｈ‐ＥＰＲＯＭ）を含んでおり、その状態 がそのなかに集積されている状態レジスタに記憶され、また書込み‐消去過程の 間にも呼出し可能である ことを特徴とする請求項２記載の電力用開閉装置の機能の確実性の監視装置。 ４． ４．１ マイクロプロセッサ制御装置（ＭＳ）が、マイクロプロセッサユニット （ＭＥ）の最小許容供給電圧を下回る際に擾乱報知信号を発生する電圧検出器を 備えており、 ４．２ 擾乱報知信号がマイクロプロセッサユニット（ＭＥ）に電源故障信号（ ＮＡＵ）として伝達可能である ことを特徴とする請求項１記載の電力用開閉装置の機能の確実性の監視装置。 ５． ５．１ マイクロプロセッサユニット（ＭＥ）がフラットモジェール基板の上に 多層配置で配置されており、 ５．２ マイクロプロセッサユニット（ＭＥ）に、センサにより検出可能な機能 監視の数に相応する数の電磁的に遮蔽可能な差込みコネクタ線が導かれ ている ことを特徴とする請求項１ないし４の１つに記載の電力用開閉装置の機能の確実 性の監視装置。