JPS63212831A

JPS63212831A - 流体圧力検出装置

Info

Publication number: JPS63212831A
Application number: JP4513287A
Authority: JP
Inventors: Isao Kamata; 功鎌田; Takaaki Sakakibara; 榊原　高明
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-03-02
Filing date: 1987-03-02
Publication date: 1988-09-05

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、電力機器をコンパクトに収納したガス絶縁開
閉装置に係り、特にそれらの収納機器の信頼度確認と監
視に好適な予防保全システムに用いられる流体圧力検出
装置に関するものである。

（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、絶縁性及び消弧性
に優れたＳＦ６ガスを用いて、断路器、遮断器等の変電
機器を密閉容器内に収納配置し、耐環境性とＫＶ−Ａ当
たりの据付は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。

上記の様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等、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
等、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員として、装置全
体の信頼度確認及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。

現時点における問題点を、第２図に示した代表的なガス
絶縁開閉装置の配置図を参照して説明する。

即ち、第２図に示した様に、密封圧力容器２内に避雷器
７、変成器８、接地開閉器９、断路器１２、変流器１７
、遮断器１８、母線１９が配設され、充填ガス３として
ＳＦａガスが封入され、課電部と接地電位にある密封圧
力容器２間が電気的に絶縁されている。

また、密封圧力容器２内に母線１９を配置するために、
絶縁スペーサ１１が適当な間隔をおいて配設され、母線
１９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。

ざらに、主回路はブッシング１を介して、断路器１２、
遮断器１８を経由して変圧器２０に接続されている。な
お、第２図においては、１回線受電主回路を示している
が、第２図の右側に図示していない受電主回路より断路
器１２を介して変圧器２０へ電力供給する場合もある。

一方、ガス絶縁開閉装置は、配電盤１５により制御され
、電圧要素は変成器８により、また、電流要素は変流器
１７により１ワられ、主回路切換や遮断操作は操作キユ
ービクル１４を介して開閉器類（断路器、遮断器、接地
開閉器）の操作器１３に付勢信号を与えることにより行
なわれる。

また、開閉器類の機械的駆動源としては、コンプレッサ
設備１６より所定の圧力（例えば１５ｋ（Ｊ／Ｃｍ２が
一般）を得て操作キユービクル１４を介して操作器１３
に供給される。

一方、絶縁スペーサ１１は、保守上の切離しや配置構成
上より、充填ガスの封入区画を行なう作用も並用させて
いるので、バルブ４を介して、ＳＦ６ガスボンベ６より
ガスキユービクル５を介して各区画にＳＦ６ガスを充填
し、ガスキユービクル５で圧かもわかるようにしている
。

上記の様な構成を有する従来のガス絶縁開閉装置におい
ては、ＳＦ６ガスの特性によって、収納機器の小型化が
可能となり、全体としてコンパクト化が実現できる。（
ＫＶ・Ａ当たりの占有体積が小さくなり、設置用地の有
効な活用が図れる。）また、ガス母線を用いて２段〜３
段の積み重ね構成が可能となり、ブロック積立てとなる
ので、小ざな面積で大きな体積の構成がとれるという利
点があった。

ざらに、密封圧力容器が接地されているので、課電中に
近接しても感電の危険はなく、塩害・風雨などによる環
境外乱因に対し、課電部が直接にざらされることがない
ので、影響を受けることはない。

また、各種の開閉器類は、消弧能力の高い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という利点もあった。

一方、上述した様な利点がある反面、以下に述べる様な
欠点があった。

即ち、ガス絶縁開閉装置全体をコンパクト化したことに
より、収納機器の保守・点検時に、解体作業あるいは再
組立作業の寸法制限が小さくなり、保守・点検作業に時
間がかかり、作業効率が著しく低下していた。

また、容器内部に封入されるＳＦａガスは高価で、外部
へのガス漏れ防止上の製作技術が高級となると共に、絶
縁性の良さからｋＶ／ｍｍが大きいため、ガス圧低下は
絶縁裕度に敏感に関係し、ガス漏れ修復は緊急を要する
ものとなっていた。

ざらに、密封圧力容器を用いているため、収納機器の目
視による監視ができないという問題点があった。

また、各種開閉機器の主接点の消耗に伴う交換作業は、
ＳＦ６ガスの回収・再充填作業に多大な時間を要し、ガ
ス絶縁開閉装置の停止時間が長くなるという欠点もあっ
た。

以上説明した様な利点及び欠点に対して、性能的には利
点のメリットが大きいため、ガス絶縁開閉装置の普及は
目覚ましいが、設置箇所も増え、量産体制がとられる様
になると、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。

その対策として、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監視が可能な予防保全
システムの確立が切望されている。

この様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することができ、電力の安定供
給や事故に起因する経済的損失等を除去することができ
る。

ところで、上記の様な予防保全システムにおいては、事
故点を早急に標定することにより、事故対応を早め、早
期復旧に役立つと共に、事故時に変電所の運用を効率的
に行い、事故の波及範囲をｔα少眼にとどめることを目
的として、ガス圧力センサの他に地絡検出器が適用され
る場合が多い。

第３図に、従来から用いられている準定常又は定常圧力
を検出するガス圧力センサの一例を示した。即ち、その
一端がガス絶縁開閉装置のタンクに接続されたガス配管
３２の他端部に仕切り膜３３が配設され、ガス部分と油
等より成る液体部分３４とを区分している。また、前記
液体部分３４が収納された配管端部には、ステンレス等
より構成されるダイヤフラム３５が配設され、その外側
面には前記ダイヤフラム３５の歪みを抵抗変化量に変換
するヒエゾ抵抗素子３６が取付けられており、抵抗素子
３７と共にブリッジ回路を構成している。

また、前記ブリッジ回路にはその信号を増幅する電子回
路３８が接続され、電気−゛光変換回路３９によって、
前記電子回路３８で増幅された信号を光信号に変換し、
光コネクタ４０及び光ケーブル４１を介して受信器側に
伝送される。なお、４２は電子回路３８及び電気−光変
換回路３９用のバッテリである。

この様なガス圧力センサは静的な圧力を測定するための
ものであり、センサ出力の精度、安定度を向上させるた
めに一般に時間応答性が数秒と遅いため、地絡時に発生
する立上がりが数ｍｓ以内の衝撃ガス圧力の検出には適
用できない。

一方、地絡時に発生する衝撃ガス圧力を検出する地絡検
出センサとしては、第４図に示した様な衝撃ガス圧力セ
ンサが用いられていた。

即ち、内部に絶縁ガスが充填された容器内に高電圧充電
部を内蔵したガス絶縁開閉装置６１と、衝撃ガス圧力の
検出器のスイッチケース５２とが、連通管５３を介して
接続されている。また、前記スイッチケース５２には、
その底部にガス導入孔５４が形成され、その内部はシリ
ンダ５５及びマイクロスイッチ等の検出スイッチ５６を
設けたガス室５７となっている。このシリンダ５５はス
イッチケース５２の底面上に垂直に設＠され、その下部
開口部が前記ガス導入孔５４に連通され、上部は端板５
８の透孔５９を介してガス室５７に連通している。この
端板５８の延長部には、前記検出スイッチ５６が固定さ
れている。また、シリンダ５５には突子５１を有するフ
ロート５０が上下動自在に取付けられている。

この様な従来の衝撃ガス圧力センサにおいては、ガス絶
縁開閉装置の運転時には、スイッチケース５２のガス室
５７は、ガス絶縁開閉装置６１からの絶縁ガスが連通管
５３、ガス導入孔５４、シリンダ５５を介して導入され
、定常圧力に保たれている。

ところが、ガス絶縁開閉装置６１に地絡事故が発生する
と、その容器内の内部圧力が上昇し、シリンダ５５に伝
達される圧力とスイッチケースのガス室５７内の圧力の
差によって、フロート５０が浮上し、突子５１を介して
検出スイッチ５６を作動させる。そして、検出スイッチ
５６が図示しない検出回路を開閉し、故障表示を行なう
。

しかしながら、第４図に示した様な地絡検出センサは、
寸法が非常に大きいこと、また、所定のガス圧力に耐え
るスイッチケース５２が必要であるため、装置の重量が
非常に大きくなり、コストも高いものとなっていた。

また、ガス絶縁開閉装置の複数のガス区分領域において
、それぞれに前記ガス圧力センサと地絡検出センサの両
方を設置しなければならず、装置の据付スペースが非常
に大きなものとなっていた。

（発明が解決しようとする問題点）上記の様に、従来のガス圧力センサ及び地絡検出センサ
の両方を用いて流体圧力の検出動作を行なうと、装置の
設置スペースが増大し、また、コストも高いものとなっ
ていた。

そこで、本発明は以上の欠点を除去するために提案され
たもので、その目的は、準定常又は定常ガス圧及び衝撃
ガス圧の両方を検出することができる、安価でコンパク
トな流体圧力検出装置を提供することにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明の流体圧力検出装置は、準定常又は定常圧力を検
出する電子回路と、衝撃圧力を検出する電子回路とを同
一容器内に配設し、それぞれの信号を光信号に変換して
受信器に伝送する様にしたものである。

（作用）本発明の流体圧力検出装置は、準定常又は定常圧力を検
出する電子回路と、衝撃圧力を検出する電子回路とを同
一容器内に配設したことにより、従来、ガス絶縁開閉装
置の各ガス区分にそれぞれ別個に配設していたガス圧力
センサと地絡検出センサとを一体化して、装置の据付ス
ペース及びコストの削減を可能にしたものである。

（実施例）以下、本発−明の一実施例を第１図に基づいて具体的に
説明する。なお、第３図及び第４図に示した従来型と同
一の部材については同一の符号を付し説明は省略する。

本実施例の構成＊本実施例においては、第１図に示した様に、一端がガス
絶縁開閉装置のタンクに接続されたガス配管３２の他端
部に仕切り膜３３が配設され、ガス部分と油等より成る
液体部分３４とが区分されている。また、前記液体部分
３４が収納された配管端部には、ステンレス等より構成
されるダイヤフラム３５が配設され、その外側面には前
記ダイヤフラム３５の歪みを抵抗変化量に変換するヒエ
ゾ抵抗素子３６が取付けられており、抵抗素子３７と共
にブリッジ回路が構成されている。

また、前記ブリッジ回路には、時間応答特性の遅い、準
定常又は定常ガス圧力値計測用の電子回路部７０ａと、
時間応答特性の早い、衝撃ガス圧力計測用の電子回路部
７０ｂが分岐して接続されている。

さらに、これらの電子回路７０ａ、７０ｂの出力信号は
、それぞれ電気−光変換回路３９８．３９ｂによって光
信号に変換され、光コネクタ４０ａ、４０ｂ及び光ケー
ブル４１ａ、４１ｂを介して受信器側に伝送される。

本実施例の作用＊この様な構成を有する本実施例の流体圧力検出装置にお
いては、準定常又は定常ガス圧力を計測する電子回路７
０ａと並列に、衝撃ガス圧力を計測する電子回路７０ｂ
を設け、それぞれ独立して信号を受信器側に伝送できる
様に構成したので、一つのセンサ部で、準定常又は定常
ガス圧力の計測及び地絡検出が可能となり、従来の様な
大型のセンサをガス絶縁開閉装置本体に別個に取付け・
る必要がなくなる。その結果、装置の小型化が可能とな
り、また、コストの低減も実現できる。

なお、地絡検出用の電子回路７０ｂは、信号の絶対値を
計測する必要はなく、信号の有無のみを検出すれば良い
ので、回路構成も単純な増幅器とピークホールド回路等
より構成した簡単なもので良い。

＊他の実施例＊なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、準定常又は定常ガス圧力を計測する電子回路７０ａ
と地絡検出用の電子回路７０ｂよりの信号を、電気−光
変換回路において光信号に変換する際に、それぞれ異な
った周波数の光信号に変換すれば、同一の光ファイバで
信号を伝送することかできる。この場合には、受信器に
異周波の信号を分波する分波器を設ければ、容易に信号
を分離することができる。

し発明の効果］以上述べた様に、本発明によれば、準定常又は定常圧力
を検出する電子回路と、衝撃圧力を検出する電子回路と
を同一容器内に配設し、それぞれの信号を光信号に変換
して受信器に伝送するという簡単な手段により、準定常
又は定常ガス圧及び衝撃ガス圧の両方を検出することが
できる、安価でコンパクトな流体圧力検出装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の流体圧力検出装置の一実施例を示す構
成図、第２図は一般的なガス絶縁開閉装置の配置構成図
、第３図は従来のガス圧力センサを示す構成図、第４図
は従来の衝撃ガス圧力センサを示す断面図である。１・・・ブッシング、２・・・密封圧力容器、３・・・
充填ガス、４・・・バルブ、５・・・ガスキユービクル
、６・・・ガスボンベ、７・・・避雷器、８・・・変成
器、９・・・接地開閉器、１１・・・絶縁スペーサ、１
２・・・断路器、１３・・・操作器、１４・・・キユー
ビクル、１５・・・配電盤、１６・・・コンプレッサ設
備、１７・・・変流器、１８・・・遮断器、１９・・・
母線、２０・・・変圧器、３１・・・ケース、３２・・
・ガス配管、３３・・・仕切り膜、３４・・・液体部分
、３５・・・ダイヤフラム、３６・・・ヒエゾ抵抗素子
、３７・・・抵抗素子、３８・・・電子回路、３９・・
・電気−光変換回路、４０・・・光コネクタ、４１・・
・光ケーブル、４２・・・バッテリ、５０・・・フロー
ト、５１・・・突子、５２・・・スイッチケース、５３
・・・連通管、５４・・・ガス導入孔、５５・・・シリ
ンダ、５６・・・検出スイッチ、５７・・・ガス至、５
８・・・端板、５９・・・透孔、６１・・・ガス絶縁開
閉装置、７０ａ・・・定常ガス圧力計測用電子回路、７
０ｂ・・・衝撃ガス圧力計測用電子回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）流体圧力を電気信号に変換する圧力検出センサ部
と、その信号を増幅・伝送する回路部より成る流体圧力
検出装置において、準定常又は定常圧力を検出する電子回路と、衝撃圧力を
検出する電子回路とを、同一容器内に配設したことを特
徴とする流体圧力検出装置。
（２）前記流体圧力検出センサが、ヒエゾ抵抗素子を用
いたものである特許請求の範囲第１項記載の流体圧力検
出装置。
（３）前記準定常又は定常圧力を検出する電子回路と、
衝撃圧力を検出する電子回路とから得られる検出信号が
、それぞれ別個の電気−光変換回路によって光信号に変
換され、それぞれ別個の光ファイバで伝送されるもので
ある特許請求の範囲第１項記載の流体圧力検出装置。
（４）前記準定常又は定常圧力を検出する電子回路と、
衝撃圧力を検出する電子回路とから得られる検出信号が
、それぞれ異なる周波数の光信号に変換され、同一光フ
ァイバで伝送されるものである特許請求の範囲第１項記
載の流体圧力検出装置。