JPS6323733B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ガス絶縁システムにおいて、閃絡
事故が生じた個所を閃絡時の発光により検知でき
るようにした光電変換素子付きの光検知装置に関
する。

第１図は従来の光検知装置のブロツク図であ
る。この第１図における１は光電変換素子、２は
光電変換素子１の出力信号の大きさによりパルス
信号を発生させるパルス信号発生回路であり、３
は表示装置を示す。

このような光検知装置において、閃絡時の発光
が光電変換素子１に入射すると、光電変換素子１
は発光現象に対応した電気信号に変換される。次
に、その出力信号の瞬時値の大きさによりパルス
信号発生回路２は表示装置３にパルス信号を入力
し、閃絡を表示する。

一方、第２図はガス絶縁母線部分に第１図に示
した従来の光検知装置を取り付けた閃絡個所を示
す図である。この第２図において、１ａ〜１ｃは
それぞれ第１図の光電変換素子、２ａ〜２ｃはそ
れぞれパルス信号発生回路、３ａ〜３ｃは表示装
置である。これらの光電変換素子１ａ〜１ｃ、パ
ルス信号発生回路２ａ〜２ｃはそれぞれ金属箱４
内に設けられている。各金属箱４は接続器具５を
介してガス絶縁母線１１に連結されている。

ガス絶縁母線１１の接地タンク７の中心部分に
は高電圧中心導体６が挿入されており、この高電
圧中心導体６は支持用絶縁スペーサ８を介して接
地用タンク７に支持されている。そして、各支持
用絶縁スペーサ８間には圧縮ガスで構成された空
間９が形成されている。なお１０は閃絡個所を示
す。

上記各光電変換素子１ａ〜１ｃはそれぞれ閃絡
区間に取り付けられているものであり、この各閃
絡区間に取り付けられた光電変換素子１ａ〜１ｃ
のうちの光電変換素子１ｂの出力波形は第３図Ａ
に示されている。また、閃絡が生じなかつた光電
変換素子１ａまたは１ｃの出力波形は第３図Ｂに
示されている。

この第３図Ａ、第３図Ｂの両図において、横軸
に時間ｔをとり、縦軸に出力電圧ｖをとつて示す
ものである。そして、この両図におけるａは高周
波誘導ノイズであり、第３図Ａのｂは光電変換素
子の出力波形を示すものである。

ところで、上述のような従来の光検知装置にお
いては、閃絡時に同時に発生する高周波誘導ノイ
ズを完全に除去することは非常に困難であり、光
電変換素子の出力信号の瞬時値の大きさで閃絡を
表示する場合、この出力信号には、高周波誘導ノ
イズ分も含まれており、光検知装置の感度は非常
に悪くなる。

また、上記高周波誘導ノイズａは第３図Ｂに示
すように、閃絡が生じていない光検知装置にも侵
入するため、高周波誘導ノイズの大きさにより、
表示装置が誤動作すると云う欠点があつた。

この発明は、上記従来の欠点を除去するために
なされたもので、光電変換素子の出力波形を積分
回路および遅延ゲート回路に通すことにより、閃
絡時に発生した高周波誘導ノイズと、発光による
出力信号を分離し、高周波誘導信号を完全に除去
できるとともに、閃絡個所を正確に検知できる光
検知装置を提供できることを目的とする。

以下、この発明の光検知装置の実施例について
図面に基づき説明する。第４図はその一実施例の
構成を示すブロツク図である。この第４図におい
て、第１図と同一部分には同一符号を付して述べ
ることにする。光電変換素子１の出力は積分作用
を行う検出回路２０に送出するようになつてい
る。そして、光電変換素子１はシールドボツクス
２７内に収納されている。シールドボツクス２７
は高周波誘導ノイズを遮蔽するものである。この
光電変換素子１、検出回路２０およびシールドボ
ツクス２７とにより、検出部２４が構成されてい
る。

検出回路２０の出力は積分回路２１に送出する
ようになつており、この積分回路２１の出力は遅
延ゲート信号発生回路２２およびゲート回路２３
に送出するようになつている。ゲート回路２３の
出力信号Ｚは表示装置３に送出するようになつて
いる。かくして、積分回路２１、遅延ゲート信号
発生回路２２、ゲート回路２３とにより、遅延ゲ
ート回路２５が構成されており、この遅延ゲート
回路２５と検出回路２０および表示装置３とによ
り、光検知装置２６が構成されている。そして、
この検知装置２６はシールドボツクス２７内に収
納されている。

次に、以上のように構成されたこの発明の光検
知装置の動作について説明する。閃絡時の発光が
光電変換素子１に入射すると、発光現象の状態に
対応した電気信号は検出回路２０において、所定
の時定数の出力信号Ｘに変換される。この出力信
号Ｘはさらに積分回路２１に通すことにより、閃
絡時に発生した高周波誘導ノイズ分と発光による
出力信号を十分に区別することができる。

積分回路２１の出力信号Ｙは遅延ゲート信号発
生回路２２およびゲート回路２３に送られる。遅
延ゲート信号発生回路２２に送られた積分回路２
１の出力信号Ｙは遅延ゲート信号発生回路２２に
より高周波誘導ノイズが十分に減衰する時間t₁に
ゲート信号を発生させ、ゲート回路２３のゲート
を開く。ゲート回路２３のゲートが開くことによ
り、積分回路２１の出力信号Ｙがゲート回路２３
を通して、ゲート回路２３の出力信号Ｚとして表
示装置３に表示される。

この場合、遅延ゲート信号発生回路２２の遅延
ゲード信号を発生する時間t₁を積分回路２１の出
力信号Ｙが最大値に達するまでの時間の付近に設
定しておけば、発光による出力信号が閃絡時の電
気的ノイズの影響なしに表示装置３の動作信号と
して入力され、閃絡が表示される。

第５図は上述のこの発明の光検知装置をガス絶
縁システムに適用した例を示すものである。この
第５図において、第２図および第４図と同一部分
には同一符号を付して述べることにする。第５図
において、ガス絶縁母線１１は第２図の場合と同
様にして構成されており、重複を避けるためにそ
の構成の説明を省略するが、圧縮ガスで構成され
た各空間９には接続器具５を介して、金属箱４が
連結されている。以上までの点は第２図と同様で
ある。

しかしながら、この第５図においては、以下に
述べる点が第２図とは異なるものである。すなわ
ち、各金属箱４内にはそれぞれ光電変換素子１ａ
〜１ｃが収納されている。光電変換素子１ａ〜１
ｃは第４図の光電変換素子１と同様である。これ
らの光電変換素子１ａ〜１ｃはそれぞれ測定用の
同軸ケーブル４０を介してこの発明の光検知装置
２６ａ〜２６ｃに接続されている。この光検知装
置２６ａ〜２６ｃは第４図で示した光検知装置２
６と同じものである。これらの光検知装置２６ａ
〜２６ｃは観測室３０内に設けられている。

光検知装置２６ａ〜２６ｃはそれぞれ同一構成
をなすものであるが、これらの光検知装置２６ａ
〜２６ｃにおける検出部について、光検知装置２
６ａを代表してその詳細な構成を述べることにす
る。第６図Ａはその回路図であり、光電変換装置
１と並列にコンデンサC₁が接続されている。光
電変換素子１の一端は同軸ケーブル４０の内部導
体４０ａの一端に接続され、光電変換素子１の他
端は同軸ケーブル４０の外部導体４０ｂの他端に
接続されている。

同軸ケーブル４０の内部導体４０ａと外部導体
４０ｂの各他端間には、検出回路２０における抵
抗Ｒと直流電源Ｅの直列回路が接続されている。
この内部導体４０ａの他端はコンデンサC₂を介
して第４図で示した積分回路２１に接続されてい
る。なお、光電変換素子１としてフオトダイオー
ドを用いた場合を示している。

一方、第６図Ｂは第６図Ａの検出部の等価回路
図である。また、第７図Ａ、第７図Ｂは第４図で
示したこの発明の光検知装置の各点の波形を示し
たものであり、このうち、第７図Ａの場合は閃絡
が生じた区間、第７図Ｂは閃絡が生じなかつた区
間の検出回路２０の出力信号Ｘ、積分回路２１の
出力信号のＹの波形の一例を示す図である。

いま、第５図において、ガス絶縁母線１１の、
高電圧中心導体１と接地用タンク７との間に閃絡
が生じ、金属箱４内に収納されている光電変換素
子１ａが閃絡を検出すると、その電気信号は同軸
ケーブル４０を通して光検知装置２６ａに送られ
るが、第６図Ｂに示す検出部の等価回路におい
て、静電容量C₀をコンデンサC₁と同軸ケーブル
４０の静電容量との合成静電容量とすると、発光
による検出部の出力波形は次のように決定され
る。そして、フオトダイオードは閃絡時の発光現
象の状態により、その内部抵抗は減少し、閉回路
１００で静電容量C₀の電荷が放電し、次に、静
電容量C₀が失なつた電荷分を閉回路２００によ
り充電する。

いま、放電の時定数をτ₁、充電の時定数をτ₂と
すると、τ₂≫τ₁の条件を満たすように、時定数τ₂
を静電容量C₀と抵抗Ｒによつて決定すれば、発
光現象の状態に関係なく安定な出力信号が得られ
る。また、そのときの実際の出力波形、すなわ
ち、検出回路２０の出力信号Ｘは第７図Ａに示さ
れている。この出力信号Ｘの波形は高周波誘導ノ
イズ分a₂を含んでいるが、発光による出力信号a₁
は、コンデンサC₂を通しているため、直流成分
を含まない第７図のように時刻t₁において正から
負にゼロ点と交叉する波形となる。

次に、検出回路２０の出力信号Ｘの波形におい
て、高周波誘導ノイズ分を完全に除去し、発光の
出力信号のみにより、表示装置を動作させる方法
について、第７図によりさらに詳述する。

前述した検出回路２０の出力信号Ｘの波形を積
分回路２１に通すと、高周波誘導ノイズ分a₂は
a′₂のように減衰する。そして、発光による出力
信号a₁は閃絡時刻ｔ＝０より時間t₁（ゼロ点）で
最大他となるa′₁のような出力波形となる（Ｙ点
の出力波形）。

高周波誘導ノイズa₂が上記時間t₁内で十分に減
衰するものとすれば、遅延ゲート信号発生回路２
２により、時間t₁後にゲート信号を発生させ、ゲ
ート回路２３を開くことにより、高周波誘導分が
全くないゲート回路２３の出力信号Ｚの波形が得
られる。この出力信号Ｚを表示装置３の動作信号
として使用すると、出力信号Ｚがある場合のみ表
示装置３が動作して、閃絡を表示する。

なお、上記実施例では、光電変換素子１として
フオトダイオードを用いた場合について例示した
が、光電変換素子１としてフオトトランジスタ、
フオトセルなどを用いた検出部としてもよい。

また、上記実施例では、光電変換素子１を直接
ガス母線部分に取り付けた場合を示したが、ガス
母線部分や他の部分の閃絡事故点を検出する場
合、各部にのぞき窓を設けておけば、可搬式の光
検知装置として用いられ、上記実施例と同様の効
果が得られる。

以上のように、この発明の光検知装置によれ
ば、閃絡事故点を光電変換素子で検知して検出回
路により所定の時定数に変換した信号を積分回路
で積分し、高周波誘導ノイズ分と閃絡による出力
信号を区分し、この積分回路の出力信号を遅延ゲ
ート信号発生回路で所定の時間遅延させてゲート
信号を発生させるとともに、高周波誘導ノイズを
減衰させ、このゲート信号でゲート回路を開いて
積分回路の出力を表示装置に送るようにしたの
で、閃絡時の発光現象の状態に関係なく安定な出
力信号が得られるとともに、閃絡時に発生する高
周波誘導ノイズ分を完全に除去でき、信頼性が極
めて高くなるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光検知装置のブロツク図、第２
図はガス絶縁母線の部分に従来の光検知装置を取
り付けた状態を示す図、第３図Ａは従来の光検知
装置をガス絶縁母線の部分に取り付けた場合の閃
絡区間の光電変換素子の出力信号の波形図、第３
図Ｂは閃絡区間以外の同上光電変換素子の出力信
号の波形図、第４図はこの発明の光検知装置の一
実施例を示すブロツク図、第５図はこの発明の光
検知装置をガス絶縁母線の部分に取り付けた状態
を示す図、第６図Ａはこの発明の光検知装置にお
ける検出部の詳細な構成を示す回路図、第６図Ｂ
は第６図Ａの検出部の等価回路図、第７図Ａは第
５図のガス絶縁母線における閃絡区間の光電変換
素子の出力信号の波形図、第７図Ｂは第５図のガ
ス絶縁母線における閃絡区間以外の光電変換素子
の出力信号の波形図である。 １，１ａ〜１ｃ……光電変換素子、６……高電
圧中心導体、７……接地タンク、８……支持用絶
縁スペーサ、９……空間、１０……閃絡個所、１
１……ガス絶縁母線の部分、２０……検出回路、
２１……積分回路、２２……遅延ゲート信号発生
回路、２３……ゲート回路、２５……遅延ゲート
回路、２６，２６ａ〜２６ｃ……光検知装置、２
７……シールドボツクス、４０……同軸ケーブ
ル。なお、図中同一符号は同一部分または相当部
分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガス絶縁システムの閃絡光を電気信号に変換
   する光電変換素子、この光電変換素子の出力信号
   を積分する積分作用を有する検出回路、この検出
   回路の積分値を積分してノイズ成分を減衰させる
   積分回路、この積分回路の出力を入力としその出
   力信号を最大値となる時点でゲート信号を発生す
   る遅延ゲート信号発生回路、この遅延ゲート信号
   発生回路からのゲート信号によりゲートされ上記
   積分回路の出力信号を送出するゲート回路、この
   ゲート回路を通して出力される信号により閃絡を
   表示する表示装置を備えてなる光検知装置。 ２ 光電変換素子がシールドボツクス内に収納さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の光検知装置。 ３ 検出回路と積分回路間が同軸ケーブルを介し
   て接続されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の光検知装置。