JPH0956018A - 電力用開閉装置の動作監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐久性、耐ノイズ性および信頼性に優れ、且
つ、センサ自身の異常を検出する自己監視機能を合わせ
持つ電力用開閉装置の動作監視装置を提供する。 【解決手段】 操作機構４５の開閉操作に連動する動作
部分を監視対象動作部分としてこの監視対象動作部分
に、磁気を有する被検出体３７を取付けると共に、電力
用開閉装置の投入状態と引外し状態において前記被検出
体３７と対向する位置に、磁気センサ２２と永久磁石２
０とから成る開閉位置センサ３６を設置する。開閉位置
センサ３６は、被検出体３７がこの開閉位置センサ３６
の近傍に位置する場合、被検出体３７の磁気により永久
磁石２０から発生する磁界の分布を変化させ、この磁界
分布の変化により磁気センサ２２の出力を変化させ、且
つ、磁界センサ２２の出力を光信号に変換して出力する
ように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力用開閉装置の
開閉動作状態を検出し、監視するための電力用開閉装置
の動作監視装置に係り、特に、監視対象動作部分に取付
けられる被検出体の位置を検出する開閉位置センサを備
えた電力用開閉装置の動作監視装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、変電所などの電力設備には、そ
れに隣接する発電所などからの架空送電線より引き込ま
れた架線がブッシングに接続されており、このブッシン
グからの架線が電力用開閉装置を介して変圧器に接続さ
れている。このような電力設備の中で、前記電力用開閉
装置は、ブッシングと変圧器との間に介在し、異常電流
が発生した時や点検作業時に電路の開閉を行っている。

【０００３】電力用開閉装置には様々な種類が知られて
いるが、その１つにガス絶縁開閉装置がある。ガス絶縁
開閉装置は、空気の数倍の絶縁能力を有するＳＦ₆ ガス
を用いており、他の開閉装置と比べて絶縁性能および消
弧性能に優れ、且つ小形化が容易であるという利点を有
している。また、ガス絶縁開閉装置は、その充電部をす
べて完全に金属容器内に収納しているため、外界の影響
を受けにくく、消弧媒体を外部に噴出することがない。
このようなガス絶縁開閉装置の密封性の高さは、装置の
小形化とあいまって、環境調和を考える上で、優れた長
所になっている。その結果、近年では、ほとんどの変電
所がガス絶縁開閉装置を使用するに至っている。

【０００４】電力用開閉装置の従来例 ここで、上記のようなガス絶縁開閉装置の一例として、
従来のパッファ形の電力用開閉装置について図１１を参
照して具体的に説明する。図１１は、垂直配置されたパ
ッファ形電力用開閉装置１の一例を示している。この電
力用開閉装置１にはＳＦ₆ ガスを封入した密封ケース２
が設けられており、この密封ケース２内には固定電極３
および可動電極４が相対的に動作するように配置されて
いる。また、可動電極４には付属的にパッファ機構５が
形成されている。このパッファ機構５は、固定電極３お
よび可動電極４の開閉動作時に両電極３，４間にアーク
が発生した場合、両電極３，４間に圧縮された絶縁ガス
を吹き付けてアークを消弧するように構成されている。

【０００５】さらに、可動電極４には、絶縁ロッド６を
介して操作ロッド７が取り付けられている。操作ロッド
７には、金属フランジ１６を介して操作機構８の操作ピ
ストン９が連結されており、操作ピストン９の上下動に
よって可動電極４の開閉動作が行われるようになってい
る。なお、操作ピストン９は、アキュムレータ１０およ
び油圧ポンプ１１を有する油圧系の引外し用弁１２およ
び投入用弁１３の開動作によって動かされ、引外し動作
と投入動作を行うようになっている。

【０００６】無接点の近接センサを備えた動作監視装
置 ところで、電力需要が増加傾向にある現在、電力系統は
高電圧・大電流送電が必要となっているが、その一方で
変電所などの電力設備の建設用地の取得が困難となって
いる。このような状況下では、小形化および耐電圧特性
の向上を図ると共に、安全性に優れたガス絶縁開閉装置
に対する要請が益々強まってきている。そこで従来よ
り、開閉部の異常を予知する目的で、開閉動作を検出
し、監視する電力用開閉装置の動作監視装置１４が設置
されている。

【０００７】動作監視装置１４は、具体的には操作機構
８に取り付けられている。すなわち図１１に示すよう
に、操作機構８の一部には、前記金属フランジ１６を収
納するように監視ケース１５が設けられている。監視ケ
ース１５の側面にセンサ取付板１８が固定されており、
このセンサ取付板１８の上部側と下部側とにそれぞれ、
無接点の近接センサ１７ａ，１７ｂが取り付けられてい
る。

【０００８】より詳細には、これら近接センサ１７ａ，
１７ｂは、金属フランジ１６を被検出体として、この金
属フランジ１６の接近に感応するように構成されてい
る。ここでいう“被検出体”とは、電力用開閉装置１の
操作機構８の開閉操作に連動する動作部分を監視対象動
作部分としてこの監視対象動作部分の所定位置に取り付
けられ、この監視対象動作部分の動作に対応して動作す
るように構成された物体を示しており、近接センサ１７
ａ，１７ｂの直接的な位置検出対象を意味している。図
１１の電力用開閉装置１においては、一対の近接センサ
１７ａ，１７ｂによって、被検出体である金属フランジ
１６の位置を検出することにより、一方の近接センサ１
７ａによって可動電極４の閉状態を検出し、他方の近接
センサ１７ｂによって可動電極４の開状態を検出するよ
うに構成されている。

【０００９】また、これらの近接センサ１７ａ，１７ｂ
から出力される検出信号は、これらの近接センサ１７
ａ，１７ｂに接続されたツイストペア線などのケーブル
１９ａ，１９ｂによって図示していない中継盤まで伝送
され、中継盤内のセンサ受信器および計測部への入力信
号となる。なお、このような無接点の近接センサとして
は、各種の動作原理を持つセンサが存在するが、例え
ば、高周波発振を利用したセンサがある。このセンサ
は、発振コイルに被検出体である金属が接近した場合に
センサ回路のインダクタンス（Ｌ）の変化および損失の
変化で発振が停止することを利用したものである。

【００１０】上記のような無接点の近接センサ１７ａ，
１７ｂを用いた動作監視装置においては、センサ１７
ａ，１７ｂと、被検出体（金属フランジ１６）とが機械
的な接点を持たないため、電力用開閉装置の累積動作回
数の増大に伴って接点部の磨耗、発錆、ごみの付着など
の劣化によって動作が不確定になることがない。したが
って、優れた耐久性を発揮することができる。

【００１１】しかしながら、近接センサ１７ａ，１７ｂ
に接続される信号伝送用のケーブル１９ａ，１９ｂや電
源ケーブル（図示せず）は通常、金属製であるため、次
のような問題点が生じていた。すなわち、これらのケー
ブルを電力用開閉装置の動作監視装置に使用した場合、
実際の変電所などの環境下では耐ノイズ性が低下するこ
とになる。

【００１２】一般的な光開閉センサ 上述した無接点の近接センサの問題点を克服するため
に、電力用開閉装置の動作監視装置に用いるセンサとし
て、光開閉センサが考えられている。この光開閉センサ
は、光を利用して前記被検出体の位置を検出するセンサ
であり、反射形方式と透過形方式のものが知られてい
る。このうち、反射形方式の光開閉センサは、被検出体
に光を照射し、その反射光を受光部で集光することによ
り被検出体の接近を検出するものである。また、透過形
方式の光開閉センサは、投光部と受光部を対向させて配
置し、この投光部と受光部間の光の経路と交差する動作
経路を有するようにして被検出体を配置し、光の遮断に
よって被検出体の動作状態を検出するものである。これ
らの光開閉センサはいずれも、被検出体の位置検出手段
として光を用いるので、センサから出力する検出信号を
光信号とすることができる。そのため、前述した無接点
の近接センサに比べて、耐ノイズ性が向上するという利
点がある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な光開閉センサには次のような問題点があった。すなわ
ち、反射形方式の場合、被検出体がセンサから離れた状
態にあるため、反射光が戻ってこない状態の時に、セン
サの破損、光ファイバ断線などの異常を検出することが
できず、自己監視が不可能であった。また、透過形方式
の場合には被検出体がセンサの透過光を遮光していると
き、同様にセンサ自身の異常を検出することができず、
自己監視することができなかった。さらにいずれの方式
においても、遮光部や受光部が露出しているため、ここ
にゴミなどが付着して汚損したり、結露が生じたりする
おそれがある。このような汚損や結露といった外的影響
を受けると、光開閉センサの感度は極端に低くなり、被
検出体の状態検出が不確定となった。

【００１４】一般に、電力用開閉装置の動作監視装置に
おいて、開閉操作に連動する機構の動作状態を検出する
開閉位置センサは、特に重要な構成要素である。そのた
め、この開閉位置センサに対して様々な特性を同時に持
つことが望まれている。すなわち、機械的な接点を持つ
装置では確保できなかった耐久性や、無接点の近接セン
サでは不十分であった耐ノイズ性を持つと共に、反射形
方式や透過形方式の光開閉センサにはなかった自己監視
機能を備えた電力用開閉装置の動作監視装置が、要求さ
れてきている。

【００１５】また、電力用開閉装置の動作監視装置に対
する需要が増すにつれて、製造コストの低減を図ること
も求められている。さらには、監視機能の信頼性を高め
る上で、よりきめ細かな状態監視を行うことが可能な動
作監視装置が待たれていた。

【００１６】本発明は、以上のような事情に鑑みて提案
されたものであり、その主たる目的は、耐久性、耐ノイ
ズ性および信頼性に優れ、且つ、センサ自身の異常を検
出する自己監視機能を合わせ持つ電力用開閉装置の動作
監視装置を提供することにある。

【００１７】また、本発明の他の目的は、製造コストの
低減を図る電力用開閉装置の動作監視装置を提供するこ
とにある。さらに、本発明の他の目的は、開閉操作の投
入未完了や引外し未完了の検出といった高度な状態監視
を行うためのデータを求めることにより信頼性をより向
上させる電力用開閉装置の動作監視装置を提供すること
にある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、開閉装置本体と、この開閉装置
本体の開閉操作を行う操作機構とを備えた電力用開閉装
置の動作監視装置において、前記操作機構の開閉操作に
連動する動作部分を監視対象動作部分としてこの監視対
象動作部分に、磁気を有する被検出体を取付け、電力用
開閉装置の投入状態と引外し状態において前記被検出体
と対向する位置に、磁気センサと永久磁石とから成る開
閉位置センサを設置し、前記開閉位置センサは、前記被
検出体がこの開閉位置センサの近傍に位置する場合、該
被検出体の磁気により前記永久磁石から発生する磁界の
分布を変化させ、この磁界分布の変化により前記磁気セ
ンサの出力を変化させ、且つ、前記磁界センサの出力を
光信号に変換して出力するように構成されたことを特徴
とする。

【００１９】このような請求項１の発明における開閉位
置センサでは、永久磁石により発生する磁界の中に磁気
センサを配置し、常時一定レベルの磁界を磁気センサが
検出するようになっている。この状態で、電力用開閉装
置が開閉操作を行い、磁気を有する被検出体が開閉位置
センサの対向する位置に来ると、被検出体の磁気の影響
により永久磁石の磁界分布に変化が起き、この変化を磁
気センサが検出する。そして、磁界センサの出力を光信
号に変換して出力することができる。

【００２０】このような開閉位置センサによれば、被検
出体と接触しないため、高い耐久性を確保することがで
きる。また、開閉位置センサが磁界センサの出力を光信
号に変換して出力するので、優れた耐ノイズ性を発揮す
ることができる。

【００２１】さらに本発明の開閉位置センサでは、被検
出体の検出を磁気センサが検出する磁界変化に基づいて
行っているため、被検出体の検出の有無を異なる種類の
信号によって判定することが可能である。つまり、従来
の光開閉センサを用いた監視装置のように、１種類の信
号（それが反射光であるにせよ、透過光であるにせよ）
の有無を、検出判定の基礎においていないため、常にセ
ンサの自己監視機能を持つことができる。

【００２２】また、外部に露出する遮光部や受光部がな
いので、光開閉センサのように光発受光面に汚損や結露
が生じることがなく、被検出体の状態検出が不確定とな
らない。したがって監視装置としての信頼性を向上させ
ることができる。しかも、高価な光部品を伝送部分にの
み限定して使用しているので、高機能なセンサを安価に
提供することが可能となる。

【００２３】請求項２の発明は、前記開閉位置センサか
ら出力される光信号が周波数変調されたディジタル信号
から構成され、前記開閉位置センサが、前記被検出体の
検出の有無または極性により光信号の周波数を違えるよ
うに構成されたことを特徴とする。

【００２４】このような請求項２の発明においては、開
閉位置センサが被検出体の検出の有無または極性に応じ
て、異なる周波数の光信号を出力することができるの
で、常にセンサ自身の異常を監視することが可能であ
る。

【００２５】請求項３の発明は、被検出体が、永久磁石
から構成され、且つ、操作機構の開閉操作により被検出
体が移動する方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に複数個
配置されたことを特徴とする。

【００２６】このような請求項３の発明においては、被
検出体を永久磁石で構成し、且つ、被検出体が移動する
方向に磁極をＮ極、Ｓ極、Ｎ極…というように交互に複
数個並べることにより、電力用開閉装置の開閉動作状態
全体を示すストローク曲線を求めることができる。従っ
て、開閉操作の投入未完了や引外し未完了の検出などさ
らに高度な状態監視を行うためのデータを求めることが
できる。

【００２７】請求項４の発明は、被検出体が、透磁率の
大きい材料から構成され、且つ、開閉位置センサ側に突
出した凸部と、開閉位置センサ側から離れる凹部とが操
作機構の開閉操作により被検出体が移動する方向に沿っ
て複数個形成されたことを特徴とする。

【００２８】このような請求項４の発明においては、透
磁率の大きい材料で構成し、且つ、被検出体が移動する
方向に対して開閉位置センサに近づく部分と離れる部分
を一定間隔で複数個構成することにより、前記請求項３
の発明と同等の効果を得ることができる。さらに、請求
項４の発明では、被検出体に永久磁石を使用しない分、
より安価に監視装置を製造することができる。

【００２９】請求項５の発明は、操作機構の開閉操作に
伴う開閉位置センサの取付位置における検被出体の移動
速度をＶ、前記永久磁石で構成した被検出体におけるＮ
極とＳ極との間隔または透磁率の大きい材料で構成した
被検出体における凸部と凹部との間隔をＬ、開閉位置セ
ンサの動作、不動作に対応する光信号の周波数をｆ１、
ｆ２、開閉位置センサからの出力信号を受取る受信器側
で信号確認に必要な信号読み取り回数をＮとするとき、
これらの値が、 ｆ１，ｆ２≧ＮＶ／Ｌ を満足するように構成されたことを特徴とする。

【００３０】このような請求項５の発明においては、被
検出体の移動に伴って、光出力信号の周波数はｆ１、ｆ
２、ｆ１、ｆ２…と交互に変化する。ここで周波数ｆ１
が出力される回数は被検出体の磁極対の数と同じであ
る。そこで、この周波数ｆ１の光信号の発生タイミング
を検出してプロットすることによって、電力用開閉装置
の開閉動作状態全体を示すストローク曲線を描くことが
できる。これにより、開閉操作の投入未完了および引外
し未完了の検出や、さらに高度な状態監視を行うための
データを求めることができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明による電力用開閉装
置の動作監視装置の実施の形態を図を用いて具体的に説
明する。

【００３２】［１］第１の実施の形態…図１〜図４ （構成）第１の実施の形態は、本発明の請求項１および
２を包含するものであり、永久磁石から成る被検出体３
７と、磁気センサ２２と永久磁石２０とから成る開閉位
置センサ３６とを有している。このうち、被検出体３７
は、電力用開閉装置における操作機構の開閉操作に連動
する動作部分を監視対象動作部分としてこの監視対象動
作部分に取付けられており、操作機構の開閉操作に連動
して図中矢印Ａ方向に移動可能に設けられている。

【００３３】また、開閉位置センサ３６は、電力用開閉
装置の投入状態と引外し状態において前記被検出体３７
と対向する位置に設置されている。ここで、図１を参照
して開閉位置センサの構成を詳細に説明する。図に示す
ように、開閉位置センサ３６の中には永久磁石２０が設
けられており、この永久磁石２０により発生する磁界２
１の中に磁界センサ２２が配置されている。本実施の形
態では、磁界センサ２２として磁気テープの記録、再生
に使用される磁気ヘッドを使用しており、その内部は微
小ギャップを持つコア２３と、このコアに巻かれた巻線
２４、２５とから構成されている。

【００３４】このうち、巻線２４の端子には増幅器２７
および発振器２６が接続されており、巻線２４の端子に
発振器２６の出力を増幅器２７で電圧増幅した一定振幅
の交流電圧信号が印加されるようになっている。

【００３５】一方、巻線２５には巻線２４に印加される
電圧に比例し、その大きさが磁界２１によって決まる電
圧が誘起されるようになっている。すなわち、仮に、何
らかの外的要因により磁界センサ２２が設置されている
部分の磁界が小さくなると、巻線２５の誘起電圧も小さ
くなる。また、巻線２５にはダイオード２８、平滑回路
２９、増幅器３０およびコンパレータ３１が順次接続さ
れている。このような構成において、巻線２５の端子点
圧は、ダイオード２８により半波整流され、さらに平滑
回路２９にて直流信号に変換された後に増幅器３０で増
幅されてコンパレータ３１に入力されるようになってい
る。またコンパレータ３１は、２種類の基準レベルＲＥ
Ｆ１、ＲＥＦ２と入力信号を比較し、比較判定結果によ
り以下のように出力信号ＳＩＧ１、ＳＩＧ２を出力する
ように構成されている。 入力信号＞ＲＥＦ１の場合 …ＳＩＧ１＝ＯＮ，ＳＩＧ２＝ＯＦＦ ＲＥＦ１≧入力信号＞ＲＥＦ２の場合 …ＳＩＧ１＝ＯＦＦ，ＳＩＧ２＝ＯＮ ＲＥＦ２≧入力信号の場合 …ＳＩＧ１＝ＯＦＦ，ＳＩＧ２＝ＯＦＦ さらに、コンパレータ３１には分周回路３２が接続され
ている。この分周回路３２には発振器３３および発光素
子３４が接続され、発光素子３４には光ファイバ３５が
接続されている。

【００３６】前記分周回路３２は、発振器３３からの出
力信号と前記コンパレータ３１の出力信号ＳＩＧ１、Ｓ
ＩＧ２を入力すると共に、ＳＩＧ１とＳＩＧ２の値によ
って発振器３３の周波数ｆ０を分周した出力ｆ１、ｆ２
を以下のように発生するように構成されている。 ＳＩＧ１＝ＯＮ，ＳＩＧ２＝ＯＦＦ…出力周波数ｆ２ ＳＩＧ１＝ＯＦＦ，ＳＩＧ２＝ＯＮ…出力周波数ｆ１ ＳＩＧ１＝ＯＦＦ，ＳＩＧ２＝ＯＦＦ…出力周波数０
（出力無し） また、発光素子３４はコンパレータ３１の電気信号出力
を光信号に変換し、この光信号を光ファイバ３５を介し
て開閉位置センサ３６の外部に出力するようになってい
る。

【００３７】続いて、図２を参照して上記第１の実施の
形態におけるシステム構成について説明する。図２にお
いて、４５は電力開閉装置の操作機構、４２は受信器で
ある。操作機構４５内には開閉操作に連動する操作ロッ
ド４３が設けられており、この操作ロッド４３には固定
座４４が取付けられている。固定座４４には前記被検出
体３７が固定されている。また、電力用開閉装置の
「入」状態（投入状態）と「切」状態（引外し状態）に
おいて前記被検出体３７と対向する位置にそれぞれ、前
記開閉位置センサ３６が設置されている。

【００３８】一方、受信器４２は受光素子３８、フィル
タ３９、パルス周期検出回路４０および判定回路４１か
ら構成されており、光ファイバ３５によって開閉位置セ
ンサ３６に接続されている。光ファイバ３５は位置検出
センサ３６からの検出信号を受信器４２側へ伝送するよ
うに構成されている。

【００３９】さらに図３にて、開閉位置センサ３６の取
付構成の一例を示す。電力用開閉装置の操作機構４５に
は監視ケース４７が取付けられており、この監視ケース
４７にはセンサ取付板４８が固定されている。そして、
センサ取付板４８の上部付近および下部付近に開閉位置
センサ３６が設置されている。また、開閉位置センサ３
６には、センサ３６と受信器４２とを接続するために、
前記光ファイバ３５と共に電源ケーブル４６が接続され
ている。電源ケーブル４６は位置検出センサ３６の電子
回路用電源を供給するものであり、光ファイバ３５と同
様、位置検出センサ３６と受信器４２との区間である図
３中の「Ｘ」部分で、コネクタ接続されるように構成さ
れている。

【００４０】以上のように配置された開閉位置センサ３
６における磁界分布の変化と出力の関係について、図４
を参照して説明する。まず、開閉位置センサ３６に対向
する位置に被検出体３７が無い場合（図４（Ａ））、磁
気センサ２２が検出する磁界２１は永久磁石２０から発
生する磁界のみであり、磁界は一定である。この状態に
おける増幅器３０の出力電圧はコンパレータ３１の基準
レベルＲＥＦ１よりも大きくなるように調整されてい
る。この結果、位置検出センサ３６の光信号出力の周波
数はｆ２になる。

【００４１】一方、開閉位置センサ３６に対向する位置
に検出体３７がある場合には（図４（Ｂ））、永久磁石
２０のＮ極、Ｓ極から被検出体３７のＳ極、Ｎ極に向か
う磁界が発生し、これに伴って磁気センサ２２部分の磁
界２１は減少する。この状態において増幅器３０の出力
電圧は減少してコンパレータ３１の基準レベルＲＥＦ１
よりも小さくなり、ＲＥＦ２よりも大きくなるように調
整されている。この結果、位置検出センサ３６の光信号
出力の周波数はｆ１になる。このように、開閉位置セン
サ３６は、被検出体３７の有無に対応して、異なる周波
数ｆ１、ｆ２の光信号を発生するセンサとなる。

【００４２】ここで、永久磁石２０と被検出体３７との
距離Ｄ（図１に図示）の変化は、磁気センサ２２の出力
変化に大きく影響するため、センサ２２の検出特性に影
響しない範囲に管理する必要があるが、この管理値は通
常５〜１０ｍｍ程度の範囲であり、実用上問題ない。

【００４３】また、以上のようなシステム構成におい
て、受信器４２側における信号の流れは次の通りであ
る。まず、受光素子３８で受信した光信号を電気信号に
変換し、フィルタ３９を通してノイズ成分を除去する。
この電気信号は次にパルス周期検出回路４０に入力さ
れ、ここでパルス信号の間隔（周期）をカウントし、そ
の結果を判定回路４１に入力する。判定回路４１ではノ
イズ除去のために入力信号の複数回読み込みを行い、信
号の周波数判定を行う。

【００４４】その結果、周波数がｆ１の場合には位置検
出センサ３６が動作した（「被検出体３７が位置検出セ
ンサ３６の対向位置にある」）と判断して動作検出信号
を出力する。また、周波数がｆ２の場合には位置検出セ
ンサが不動作状態にある（「被検出体３７が位置検出セ
ンサ３６の対向位置に無い」）と判断して動作検出信号
を出力しない。さらに、周波数がｆ１またはｆ２から大
きく外れたり、信号入力が無い場合にはセンサ異常と判
断してセンサ故障信号を出力する。

【００４５】（作用効果）以上述べたような第１の実施
の形態によれば、開閉位置センサ３６の信号伝送用に光
ケーブル３５を使用しているため、優れた耐ノイズ性を
発揮することができる。また、光方式開閉センサのよう
に光発受光面の汚損や結露により被検出体の状態検出が
不確定となることがなく信頼性を向上させることができ
る。さらに、被検出体３７の検出の有無を、異なる周波
数ｆ１，ｆ２の光信号に変換して受信器４２で処理して
いる。そのため、常に開閉位置センサ３６自身の異常を
検出する自己監視機能を持たせることが可能である。し
かも、高価な光部品を伝送部分にのみ限定して使用して
いるので、高機能なセンサを安価に提供できる。

【００４６】［２］第２の実施の形態…図５ 図５に示す第２の実施の形態は、第１の実施の形態の変
形例であり、図３に示した第１の実施の形態と比べる
と、被検出体５０の取付方向および開閉位置センサ３６
内の永久磁石２０の取付方向を９０度変え、いずれもＮ
極とＳ極とを水平方向に配置したものである（図中、矢
視Ｙ−Ｙ参照）。この他の構成は第１の実施の形態と全
く同じである。このような実施の形態においても、上記
第１の実施の形態と同等の作用効果を得ることができ
る。

【００４７】［３］第３の実施の形態…図６ 図６に示す第３の実施の形態も、第１の実施の形態の変
形例であり、被検出体５１の材料として透磁率の大きい
材料である鉄を使用し、操作ロッド４３への取付座と一
体構成としている点を構成上の特徴としている。この他
の構成は図３の第１の実施の形態と同じである。

【００４８】本実施の形態のように、被検出体５１を鉄
という金属磁性体で構成した場合でも、開閉位置センサ
３６の動作原理は前記第１実施例と同じであり、上述し
た作用効果に得ることができる。さらに第３の実施の形
態においては、被検出体５１に永久磁石を使用しない
分、より安価にシステムを構成することができるという
利点がある。

【００４９】［４］第４の実施の形態…図７〜図９ （構成）図７に示す第４の実施の形態は、本発明の請求
項３および５を包含するもので、被検出体５３が永久磁
石から構成され、且つ、操作機構４５の開閉操作により
被検出体５３が移動する方向に沿ってＮ極とＳ極とが一
定間隔で交互に複数個配置されたことを特徴としてい
る。なお、被検出体５３は固定座５２を介して操作機構
４５の操作ロッド４３に固定されている。その他の構成
は図３にを示した第１の実施の形態と同じであり、ここ
では説明を省略する。

【００５０】ところで、第４の実施の形態において、検
出体５３が位置検出センサ３６の前を移動した場合のコ
ンパレータ３１への入力信号と光出力信号の関係を、図
８に基づいて説明する。本図に示すように、被検出体５
３の移動に伴って、光出力信号の周波数はｆ１、ｆ２、
ｆ１、ｆ２…と交互に変化する。ここで周波数ｆ１が出
力される回数は被検出体５３の磁極対の数と同じであ
る。そこで、この周波数ｆ１の光信号の発生タイミング
を検出してプロットすることによって、図９に示すよう
なストローク曲線を描くことができる。ここで、このよ
うな周波数の変化を検出するための条件を求めると、以
下のようになる。

【００５１】すなわち、電力用開閉装置の開閉操作に伴
う開閉位置センサ３６の取付位置における検出体５３の
移動速度をＶ、検出体５３の磁極の間隔をＬとすると、
ΔＴ＝Ｌ／Ｖの間の信号変化を判定する必要がある。さ
らに、受信器４２側での信号確認に必要な信号読み取り
回数をＮとすると、上記ΔＴはさらに小さくなり、ΔＴ
＝Ｌ／（ＮＶ）となる。この時間内に周波数ｆ１および
ｆ２の周期を計測する必要があるため、結局、以下の条
件を満足する必要がある。

【００５２】ｆ１，ｆ２≧ＮＶ／Ｌ …（１） （作用効果）このような構成を有する第４の実施の形態
においては、周波数ｆ１の変化を検出することにより、
被検出体５３の位置を確実に検出することが可能とな
る。その結果、電力用開閉装置の開閉動作状態全体を示
すストローク曲線を求めることができる。これにより、
開閉操作の投入未完了および引外し未完了の検出や、さ
らに高度な状態監視を行うためのデータを求めることが
でき、よりきめ細かな状態監視を行うことが可能な動作
監視装置を提供することができる。

【００５３】［５］第５の実施の形態…図１０ 図１０に示す第５の実施の形態は、本発明の請求項４お
よび５を包含するものであり、検出体５４の構成材料と
して透磁率の大きい材料である鉄が使用され、且つ、開
閉位置センサ３６側に突出した凸部５４ａと、開閉位置
センサ３６側から離れる凹部５４ｂとが操作機構４５の
開閉操作により被検出体５４が移動する方向に沿って複
数個形成されている点に特徴がある。その他の構成は、
Ｌを被検出体５４における凸部５４ａと凹部５４ｂとの
間隔とする点を除いて、上記（１）式を満足させる点に
至るまで、図７に示した第４の実施の形態と全く同じで
ある。

【００５４】このような第５の実施の形態においては、
上記第４の実施の形態と同等の効果を得ることができる
上に、被検出体５４に永久磁石を使用しない分、より安
価にシステムを構成することができるという利点があ
る。

【００５５】［６］他の実施の形態 なお、本発明は、以上のような実施の形態に限定される
ものではなく、配置箇所や設置数などは適宜変更可能で
あり、さらに、開閉位置センサから出力される光信号
も、アナログ信号でもディジタルパルス信号でも良い。

【００５６】

【発明の効果】以上述べたように本発明の電力用開閉装
置の動作監視装置によれば、開閉位置センサの信号伝送
用に光ケーブルを使用しているため、優れた耐ノイズ性
を発揮することができ、光発受光面の汚損や結露により
検出体の状態検出が不確定となることがないので信頼性
を向上させることができ、さらには、被検出体の有無を
異なる周波数光信号に変換して処理しているため、常に
センサ自身の異常を検出する自己監視機能を持たせるこ
とができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態である電力用開閉装
置の動作監視装置に使用する開閉位置センサの構成図。

【図２】第１の実施の形態の動作監視装置のシステム構
成図。

【図３】第１の実施の形態の開閉位置センサ取付例を示
す断面図。

【図４】第１の実施の形態の開閉位置センサの動作原理
を説明する構成図。

【図５】本発明の第２の実施の形態の開閉位置センサ取
付例を示す断面図。

【図６】本発明の第３の実施の形態の開閉位置センサ取
付例を示す断面図。

【図７】本発明の第４の実施の形態の開閉位置センサ取
付例を示す断面図。

【図８】第４の実施の形態における被検出体の位置と光
信号出力の関係を説明する特性図。

【図９】第４の実施の形態によって検出されたストロー
ク曲線を示すグラフ。

【図１０】本発明の第４の実施の形態の開閉位置センサ
取付例を示す断面図。

【図１１】従来のパッファ形の電力用開閉装置の構成を
示す断面図。

【符号の説明】

１…パッファ形の電力用開閉装置 ２…密封ケース ３…固定電極 ４…可動電極 ５…パッファ機構 ６…絶縁ロッド ７，４３…操作ロッド ８，４５…操作機構 ９…操作ピストン１０ １０…アキュムレータ １１…油圧ポンプ １２…引外し用弁 １３…投入用弁 １４…動作監視装置 １５，４７…監視ケース １６…金属フランジ １７ａ，１７ｂ…近接センサ １８，４８…センサ取付板 １９ａ，１９ｂ…ケーブル ２０…永久磁石 ２１…磁界 ２２…磁気センサ ２３…コア ２４，２５…巻線 ２６，３３…発振器 ２７，３０…増幅器 ２８…ダイオード ２９…平滑回路 ３１…コンパレータ ３２…分周回路 ３４…発光素子 ３５…光ファイバ ３６…開閉位置センサ ３７，５０，５１，５３，５４…被検出体 ３８…受光素子 ３９…フィルタ ４０…パルス周期検出回路 ４１…判定回路 ４２…受信器 ４４，４９…固定座 ４６…電源ケーブル ５４ａ…凸部 ５４ｂ…凹部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開閉装置本体と、この開閉装置本体の開
   閉操作を行う操作機構とを備えた電力用開閉装置の動作
   監視装置において、 前記操作機構の開閉操作に連動する動作部分を監視対象
   動作部分としてこの監視対象動作部分に、磁気を有する
   被検出体を取付け、 電力用開閉装置の投入状態と引外し状態において前記被
   検出体と対向する位置に、磁気センサと永久磁石とから
   成る開閉位置センサを設置し、 前記開閉位置センサは、前記被検出体がこの開閉位置セ
   ンサの近傍に位置する場合、該被検出体の磁気により前
   記永久磁石から発生する磁界の分布を変化させ、この磁
   界分布の変化により前記磁気センサの出力を変化させ、
   且つ、前記磁界センサの出力を光信号に変換して出力す
   るように構成されたことを特徴とする電力用開閉装置の
   動作監視装置。
2. 【請求項２】 前記開閉位置センサから出力される光信
   号は、周波数変調されたディジタル信号から構成され、 前記開閉位置センサは、前記被検出体の検出の有無また
   は極性により光信号の周波数を違えるように構成された
   ことを特徴とする請求項１記載の電力用開閉装置の動作
   監視装置。
3. 【請求項３】 前記被検出体は、永久磁石から構成さ
   れ、且つ、前記操作機構の開閉操作により被検出体が移
   動する方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に複数個配置さ
   れたことを特徴とする請求項１または２記載の電力用開
   閉装置の動作監視装置。
4. 【請求項４】 前記被検出体は、透磁率の大きい材料か
   ら構成され、且つ、前記開閉位置センサ側に突出した凸
   部と、前記開閉位置センサ側から離れる凹部とが前記操
   作機構の開閉操作により被検出体が移動する方向に沿っ
   て複数個形成されたことを特徴とする請求項１または２
   記載の電力用開閉装置の動作監視装置。
5. 【請求項５】 前記操作機構の開閉操作に伴う前記開閉
   位置センサの取付位置における前記検被出体の移動速度
   をＶ、前記永久磁石で構成した被検出体におけるＮ極と
   Ｓ極との間隔または前記透磁率の大きい材料で構成した
   被検出体における凸部と凹部との間隔をＬ、前記開閉位
   置センサの動作、不動作に対応する前記光信号の周波数
   をｆ１、ｆ２、前記開閉位置センサからの出力信号を受
   取る受信器側で信号確認に必要な信号読み取り回数をＮ
   とするとき、これらの値が、 ｆ１，ｆ２≧ＮＶ／Ｌ を満足するように構成されたことを特徴とする請求項３
   または４記載の電力用開閉装置の動作監視装置。