JPS598225A - 真空しや断器の真空度監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は真空しゃ断器の−に曾４空度幣１視装置ｆ＜＜
、　＋こ関する。

一般に真空しゃ断器はその真空度がＩＱ　　Ｔｏｒｒ以
下の圧力で正常なしゃ肋能力を有しているが、この真空
度はしゃ断器内部からの成田カスや溶接およびろう付け
などの接合部からのスローリークｔＩ′とｆとよって劣
化し、しゃ断能力が低下することかある。このため、真
空しゃ断器の１９・用時においてはその真空度を１視す
ることが性能保証」−から必萩欠くべからさるものとな
っている。

そこで従来においては、真空しゃ断器内部に放電電極を
設けるとともに別電源により高耐圧を印加し、この際の
放電状態が真空度により変化することを利用【−で真空
度のチェックを行うなどしていたが、このような方法で
は真空しゃ断器の−Ｍ造が複雑になるとともに高電圧の
別電源を用意しなければならないため高価になった。又
、真空度のチェック１こ際しては真空しゃ断器を回路か
ら切離した場合は真空しゃ断器の可動電極を固定電極か
ら真空度劣化１どよる放電し易い距離だけ開極して、別
電源から高電圧を印加し、この際の放電状態により真空
度の良否を判定していた。この方法では電源を止める必
要もあり、非常に面倒であった。

本発明は上記の欠点を除去して、放′に電極や高電圧の
別電源を必要とせず、かつ真空しゃ断器を回路に接続し
たままでその真空度のチェックを行うことができるとと
もに真空度のチェックを簡単かつ安価に行うことができ
、しかも自己診断機能をもできる真空しゃ断器の真空度
す１°（１視装置Ｆ＋゛を提供するこさを目的とする。

以下本発明の実施例を図面とともに説明する。

第１図１こおいて、Ｉは真空しゃ断器で、真空しゃ断器
１は絶縁筒２の両端に金（（４製の端板３．ｔを数句け
て真空容器を形成し、端板３には固定ＩＪ−ド５を挿着
する。Ｔｈ、？もｌこ端板μｔとはベローズ６を介し２
て可動リード７を移動可能に挿着し、固定リード５およ
び可動リード７の先端には夫々固定電１＠　ｓおよび可
＃）Ｊ電極９を暇付ける。又、絶ＲｆＩ′ｉ１２の中間
ｔこはしゃ断時電極８　、９　ｊ？ｔｌｌこ発生する金
用蒸気か絶縁筒２の内面に付層するのを防止するための
７−ルド１０を喉付ける。１１　、１２は補助シールド
、１３　、１４は外部接続導体、１５は集電部である。

１６は真空しゃ断器ｌの近傍ｔと配設されるべき電磁波
佃号受信部祠、たとえばアンテナで、このアンテナ１６
は接続線１７により・検出器１８に接続されている。検
出器１８は自己診断用発振器４θ、増幅器１９、判定部
２（）、電源部２ノおよび表示部〃から構成さ才１てい
る。

第２図Ａは検出器１８の詳ｉｆ＋ｔｌを示すブロック図
で、２３はアンテナ１６で検出した検出信号を増幅する
バッファアンプ、２４はバッファアンプ２３の出力信号
（第２図Ｂに示すＳ、　）から２〜２０Ｋ　Ｈｚの周波
数成分のみを通過させるバンドパスフィルタである。

前ハｌシバツファアンプ２３の入力端に詳細を後述する
自己診断用発振器４θからバンドパスフィルタ２４の一
ヒ下である２ＫＨｚ近傍１１２０　Ｋ　Ｉｌｚ近傍夫々
の周波数信号を人力させる。この周波数信号が人力され
て資報９表示等が動作すれば、１炙出器１８の検出機能
は良好であることが判断できる。又、フィルタ２４を１
市過する２〜２０　Ｋ　ＩＩＺ以外の周波数信号をバッ
ファアンプ２．９１こ入力させた警報９表示等が動作し
なければ検出器は良好であると判断できる。

前６１シバンドパスフイルタ２４の出力信号（第２図Ｂ
に示すＳｔ　）はアンプ２５により増幅され、この増幅
出力信号（第２図Ｂｌこ示すａＳ　）は第１の比較器Ｘ
に人力されて所定の基準電圧と比較される。第１の比較
器Ｘの出力信号（第２図Ｂに示す８４）は積分器ｉで積
分され、この積分出力信号（第２図Ｂに示す日、）は第
２の比較器列に入力さイ１で第２の比較型層の所定の基
準電圧と比較され、その出力（こ第２図Ｂに示すＳ６の
信号を送出する。この信号は９１４１＆及び表示信号と
なる。

なお、自己診断時（検出器の良否判定時）はスイツチ４
４の切替により自己診断用発振器栃の発振周波数信号を
バッファアンプ２３１こ入力させる。この信号はバンド
パスフィルタ２４の上限、下限のしゃ断層波数で、この
信号を人力させること番こよってフィルタ、増幅器等が
正′帛に動作しているかどうかの確認を行なう。前記発
振器４０は第６図に示すようにＯ’Ｒからなる充放電回
路４０ａと、充放電自動切替回路４１１）ｂ及びＪ１ρ
Ｉ隅回路４０ｃから構成される。前記充放電回路４０ａ
はＯＲの時定数を変えて、バンドパスフィルタ２４の上
下である２ＫＨｚ近傍と２０　Ｋ　Ｈｚ近傍夫々の周波
数及び２〜２０　Ｋ　ｌｌｚの周波数以外６周波数に予
め設定されている。また、充放電自動切替回路４０ｂは
ンユミット回路から形成され、前記充放電回路４０ａの
出力が規定電、圧に達したかどうかの判定及び極性反転
の切替操作を行なう。前記増幅回路４０　ｃは検出器１
８に違］合する規定の電圧番こまで入力１Ｆ圧を増幅す
るものである。

次に上記実施例の動作について述べる（こ上記構成にお
いて、真空しゃ断器１は図示しない操作装置により可動
リード７を動かし、電極８．９を接離して投入、しゃ断
を行うが真空しゃ断器１のしゃ断状？、１における等価
回路１凶を第３図に示す。図において１．Ｗ　、　２９
は夫々真空しゃＶＪｒ器１め設閘された回路の電源およ
び負荷、　ｒ　、　３．１は夫々可動リード５の真空容
器内の部分および固定電極６８と７一ルドＺθ間の抵抗
および静電８ｔＬ　、’３２　、３３は夫々可動リード
７の真空容器内の部分および可動市、極９と７一ルド１
０間の抵抗および静電容に、３４　ａ　。

３４ｂは夫々絶縁筒２の抵抗、話は／−ルド１０と大地
間の静電容量、３６．３７は夫々しゃ断状態における電
極８．９間の抵抗および静電谷ｈｔである。真空しゃ断
器Ｉの内部の真空度が劣化した場合即ち内部圧力が上昇
した場合、真空中の誘ｍＩｓと大気中の誘電率がほぼ等
しいために静電容ｆｄｌ　３１　、　ＪＪ　。

Ｊはほとんど賀化しないが、抵抗ｇｏ、ｓｚ、：ｖ；は
パラ／工／の法則により著しく低下する。このため、絶
縁筒２により同定側および可動１ｐ１のいずれとも絶縁
され、浮遊電位を有するシールド１ｏと各電極８．９と
の間においては投入状態およびしゃ断状態にかかわらず
放電が生じ、又電極８，９間Ｉこよ；いてはしゃ断状態
においてのみ放電が生じる。この放電は負荷側にケーブ
ル（静電容量）接続、誘導負荷線あるいは真空しゃ断器
のリードの静電容量によって変化する。

第４図（Ａｌは＾空しゃ断器１の真空度が正常なときの
電極間電圧を示し、第４図（Ｂ）はアンテナ１Ｇによる
受信信号を示す。すなわち真空度が正常なときは、第４
図（Ａ）に示すよう（こ電極８．９間の電圧波形は正弦
波であシ、アンテナ１６には真空しゃ断器以外の回転機
、笈圧器、旧型などから発生すると思われる２Ｋ）＋ｚ
以下の商調波を含む信号が入力される。第５図（Ａｌお
よび（Ｂ）は真空しゃ断器１の真空度が劣化した場合の
極間電圧およびアンテナ１６の受信信号を示し、電極８
と９間の極間′電圧は、放電が始まると、第５図（Ａ）
に示すようにある電圧以上１こは上昇せずリップルする
。このリップル開始時に第５図（Ｂ）に示すように２〜
２０　Ｋ　Ｉｌｚの高周波を會む電磁波信号が発生し、
この信号を検出し、判定することにより真空しゃ断器Ｉ
の真空度劣化を倹知できる。この場合、極間および真空
しゃ断脂身外の他の部分でコロナ放電が発生しても・信
号波形は異なるため検出特性には伺ら影響がない。

真空しゃ断器Ｉの真空度が劣化時において、アンテナ１
６が電磁波信号を受信する。真空度を５×１０　〜３Ｑ
Ｑ　Ｔｏｒｒ　　間で変えて測定した′電磁波は負泄Ｉ
側の大地間静電容量が０．００４２μＦの時１０〜１４
Ｋ　ＩＩ７．０．０５μＦ　　の時２−８　Ｋ　ｌｌｚ
　、　０．２μＦ又は０．２／ＪＦ以上の時２〜２０　
Ｋ　Ｈｚの周波数を含んでおり、０、００４２μＦの時
の電磁波の波形（オパルス的であった。負荷側の静電容
量が小さい時は０．２μＦ程度の静電容量を大地間に接
続ずれはよい。第２図Ａ。

Ｂに示すようにバッファアンプ２３はこれを増幅して出
力信号日、を送出する。この出力信号日、は）（ンドパ
スフィルタ２４に人力され、その信号中２〜２０Ｋ　ｌ
ｌｚの周波数成分のみがフィルタ２４から出力される。

この出力信号Ｂ、はアンプ２５により増幅される。

この増幅信号Ｓ３は第１の比較器２６に人力される。

第１の比較器Ｘにおいては、信号日、と所定の基準箱；
圧とを比較し７て信号日、を積分器２７１こ人力する。

４６分器Ｉは第１の比較器％の偏差信号を積分して出力
信号Ｓ、を第２の比較器２８に人力する。第２の比←器
ｙは信号Ｓ、を所定の基準■１、圧と比較してその偏差
雷、圧信号Ｓ６を出力し警報器または表示器を動作させ
、真空度劣化が検出される。

実験測定結果（こよれば、長さが３０Ｌ：Ｍ、、断面積
が１．２５ｆｆｉ１Ｎのビニール被覆銅線ケーブルをア
ンテナ１６に使用したとき、１ｍ離れた位置にある真空
度１０　’　Ｔｏｒｒ　　程度の６．９ＫＶ用真窒しゃ
断器の開極時に負荷側に０．２　ｔｉ　Ｆの静電Ｗ　ｔ
、を大地間に接続し例えば６．９　／４　＊　４ｘｖの
電圧を印加すると電極間にて放電した。これを上記アン
テナ１６にて捕え検出器１８に入力すると、増幅器から
の信号はゲインが１０，０００　　のとき０．６Ｖの振
れ幅となった。

次に閉極時における真空度の劣化した第２実施例を説明
する。閉極時には第３図の電１極８，９間の抵抗Ｘおよ
び静電容量Ｗが短絡されたのが真空しゃ断器Ｉの閉極状
態における等何回路である。

こ・の第２実施例においてはアンテナを真空しゃ断器１
の近傍たとえば１ｍの位置に配設するものである。

上記第２実施例の真空度監視装置によれば、固定リード
５、可動リード７、固定電極８および可動Ｗ、極９と、
浮遊電位である中間シールド１０間で真空度劣化時に放
電が行なわれる。この場合、リード棒および電極と中間
シールド間の固有静電容置は、開極時の電極間の見掛は
上の静電５容量に比べて小さいためか、中間７−ルド１
０と大地間の静電容量３５が小さいため放電、エネルギ
ーも小さく信号としても小さくなる。この場合、前述し
たように、例えば１ｍ離れた位Ｉ程にある真空度ＩＱ　
　Ｔｏｒｒ程度の真空しゃ断器番こ６．９　ＫＶ、σ＝
　４ＫＶの電圧印加をすると放電した。これをアンテナ
で捕え検出器に人力すると増幅器からの信号はゲインが
１０，０００のとき０．３Ｖの振れ幅となった。

上記のようにして真空度劣化を検出する前に、通常前述
した検出器１８の良否の判定を行なう。すなわち検出器
１Ｂの自己診断を予め行なう。それにはまず、゛スイッ
チ４４を切替えて自己診断用発振器和からバンドパスフ
ィルタ２４の上限と下限である２　Ｋ　ｋ近傍と２０　
Ｋ　ｒｌｚ近傍夫々の周波数信号を検吊器１８の人力に
与える。この信号により検出器１８が良好であると検出
器の出力から警報１表示等の信号が出力される。また、
前記発振器和からバンドパスフィルタＭを通過する２〜
２０ＫＨｚ以外の信号を検出器１日に与えてその出力の
警報０表示等の信号が送出されなければ検出器１８が良
好と判断できる。これらの動作を行なった後、真空しゃ
断器ｌの真空劣化の検出を行えば、その検出粘度および
信頼性の向上を図ることができる。

上記実施例における検出器１８にはアンテナ１６を設け
たものを用いたが、真空しゃ断器１が接地された筐体内
に収納さｆまた場合には電磁波を筺体外部で検知できな
い。このため、第７図【こ示すように真空しゃ断器Ｉの
操作部の絶縁ロッド４１にセ／す（例えば金属製円弧状
の半円リング）を嵌め込んで、このセンサの出力信号を
増幅器１９１こ入力させるようにして真空劣化を検出し
てもよい。

なお、アンテナ１６とセンサを検出器ｉｓ　ｌこ両方と
も設けた場合には切替器を設けて、その都度切替器でア
ンテナを検出するか、センサで検出するかを選択するよ
うにしてもよい。

ここで第７図について簡単に各別の説明を行なう。第７
図１こおいて上記実施例と同一部分には同一符号を付し
て述べるに、４２はばね、４３は負荷容ｈ；である。

従来、タンク型真空しゃ断器内にある真空バルブの真空
度の良否は、油槽あるいはガス槽内の絶縁油あるいは絶
縁性ガスを抜き取り、その上で真空バルブの電極間距離
を耐圧試験用に調節して電圧を印加し、耐電圧法により
調べていた。このため非常に手間がかかるとともに、元
に戻す際の人為的な誤りも生じていたが、実施例によれ
ば倒ら油槽、ガス槽をいじることなく、真空しゃ断器を
開極し、真空度劣化時バッフエンの法則により’ｉｔｔ
極間が放′−するとき又は閉極時には固定リード。

固定′に極、可動′ｔｋＬ極および可動リードとシール
ド間が放電するとき真空しゃ断器から出る放電信号をア
ンテナあるいはセンサで受信し、自己ｔａ能能診断装置
を設けたものであるから信頼性および粘度の商い真空し
ゃ断器の真空度監視装置を得ることができる。またアン
テナあるいはセンサにより受信された信号を電気的に処
理して７１度劣化を検出することができると共１こ本発
明では真空度劣化の検出に際して真空しゃ断器を回路か
ら取外す必要がないとともに真空しゃ断器の構造を笈え
たり１？１」電圧の別電源を設けたりする必要がなく、
簡単かつ安価に真空度劣化を正崎に検出することができ
る。

上述の各実施例における真空度監視装置によれは、既に
使用されている異空しゃ断器１こ適用できるものであり
、完全にアースシールドされているものも含む、はとん
どの機種に適月］できるとともに、活線状態で真空度劣
化を検知できる。また、検知部の電源としては商用電源
又は電池を用いてもよく、コンパクトとなり携帯に便利
である。なお、＾中度劣化検出感度は放電ギャップが犬
のは・うが商真空でも検出可能となる。又真空度劣化の
圧力の値はほぼＩＱ　　Ｔｏｒｒ　台から１ＱＱＴｏｒ
ｒ台である。

以上のように本発明においては、真空しゃ断器の外部に
放電時に発生ずる２〜２０　Ｋ、　Ｈｚの高周波を含む
電磁波信号をセンサで検出してバンドパスフィルターを
備えた検出器に供給するとともに、この検出器に自己診
断用信号を与えて予め検出器の良否を判定させてから真
空劣化の検出を行なうようにしたので、その真空度劣化
の検出精度および信頼性の向上を図ることができるばか
りでなく、外部の電気的ノイズに影響されず感度よく検
出できる。更に真空度劣化の検出に際して真空しゃ断器
を回路から取外す必要がないとともに＾空しゃ断器の構
造を変えたり高電圧の別電源を設けたりする必要がなく
、簡単かつ安価に真空度劣化を正確番こ検出することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る真空度監世１装置
Ｗを備えた真空しゃ断器の縦断正面図、第２図（Ａ）は
検出部の詳細を示すブロック線図、第２図（Ｂｌは同上
（Ａ）の出力図、第３図は第１の実施例１こおりる真空
しゃ断器のしゃ断状態における等価回路図、第４図（Ａ
ｌ　、　（Ｂｌおよび第５図（Ａｔ　、　（Ｂｌは第１
の実１ｊｉｆｘ例における真空しゃ断器のＷＪ１作波形
図、第６図は自己診断用発振器のブロック図、第７図は
本発明の他の実施例を示す概略的構成説明図である。 Ｉ・・・九空しゃ断器、１６・・・アンテナ、１８・・
・検出器、１９・・・増幅器、加・・・判定部、　４０
・・・自己診断用信号器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部の一空度が劣化した際に内部放電を生じる真
   空しゃ断器において、真空しゃ断器の外部近傍に設けら
   れ、前記内部放電により生じる電磁波信号を検知するセ
   ンサと、このセンサに電気的に接続され、２ＫＨｚから
   ２０Ｋ　ＦＴｚの周波数成分のみを通溝させるバンドパ
   スフィルタを備えた検出器と、この検出器の前記センサ
   が接続される入力端に接続され、前記フィルタの周波数
   のうち２ＫＨ２近傍と２０　Ｋ　Ｉｌｚ近傍の夫々及び
   、２〜２０ＫＨｚ以外の周波数をそれぞ、れ各別に発振
   する自己機能診断用装置とを設けたことを特徴とする真
   空Ｅ７や断器の真空度監視装置＾１゜