JP2017083456A - スイッチギヤの結露検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】定期点検時等にスイッチギヤの結露状態を検出し、その対策を可能とするスイッチギヤの結露検出方法を提供する。
【解決手段】絶縁物の表面に一対の櫛形電極を設けたセンサ１と、このセンサに電圧を印加する電源装置２と、上記センサ１からの漏れ電流を検出する漏れ電流検出装置３とを備え、予め上記センサの湿度に対する漏れ電流特性を測定して所定の漏れ電流を示す表面抵抗率を判定値とし、上記センサ１をスイッチギヤの内部に配置してスイッチギヤの運転状態における上記漏れ電流検出装置３からの漏れ電流を検出して表面抵抗率に換算し、上記判定値と比較して結露状態の発生を判定するようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、絶縁物の絶縁劣化の要因となる結露を検出するスイッチギヤの結露検出方法に関するものである。

主母線と電路の開閉を行う開閉器などを金属箱に収納してなる金属閉鎖形スイッチギヤ内の絶縁物の絶縁劣化は、その材料自身の経年的劣化のほかに、絶縁物表面の結露もその要因のひとつである。特に、屋内用のスイッチギヤは、内部にスペースヒータを搭載することはなく、電気室の温度、湿度を管理するのが一般的である。ただ、電気室によっては、外気の取り込みを行っているところがあり、外気の影響によって電気室内の温度や湿度が変化することや、機種によっては、壁際に配置することができる前面操作前面保守形のスイッチギヤもあり、スイッチギヤの裏面側が冷やされることによって結露が生じる場合がある。

このような結露を生ずると、絶縁物の表面が化学変化して絶縁性の劣化を招くことが知られており、結露という絶縁劣化の外的要因を排除することによって、長期間使用されるスイッチギヤの絶縁性能を維持させることができる。
しかしながら、スイッチギヤ内部の状態は、運転中においては把握することができないため、定期点検時において清掃などを行なっているのが現状である。

一方、スイッチギヤが配置される環境は種々異なっており、また、定期点検の周期もまちまちである。このため、スイッチギヤの内部の状態を監視して状態変化を直ちに捉えることが重要となる。
このようなスイッチギヤの内部状態を監視するものとして、例えば、特許文献１に示すように、スイッチギヤの内部に表面抵抗率を測定するセンサと湿度を測定するセンサを設けておき、これらの相関関係に基づいて絶縁体の寿命を診断するものが提案されている。

特開２００９−８４２７号公報

しかしながら、このような特許文献１のものにおいては、複数面で構成される受配電設備が配置条件によって盤内の状態が異なるため、各盤それぞれのスイッチギヤに表面抵抗率を測定するセンサと湿度を測定するセンサを予め取り付けておく必要があり、装置が高価なものになるという問題があった。また、湿度センサの寿命という点においても交換を考慮しなければならない問題があった。

この発明は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、定期点検時等にスイッチギヤの結露状態を検出し、その対策を可能とするスイッチギヤの結露検出方法を提供し、装置の低価格化を図ることを目的とする。

この発明に係るスイッチギヤの結露検出方法は、絶縁物の表面に一対の櫛形電極を設けたセンサと、このセンサに電圧を印加する電源装置と、上記センサからの漏れ電流を検出する漏れ電流検出装置とを備え、予め上記センサの湿度に対する漏れ電流特性を測定して所定の漏れ電流を示す表面抵抗率を設定された判定値とし、上記センサをスイッチギヤの内部に配置してスイッチギヤの運転状態における上記漏れ電流検出装置からの漏れ電流を検出して表面抵抗率に換算し、上記判定値と比較して結露状態の発生を判定するようにしたものである。

この発明によれば、スイッチギヤの点検必要時に一対の櫛形電極からなるセンサを取り付けて結露状態の発生を検出することが可能となり、スイッチギヤを廉価に提供することができ、かつ、スイッチギヤの絶縁性能の劣化抑制に寄与させることが可能となる。

この発明の実施の形態１であるスイッチギヤの結露検出装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１におけるスイッチギヤの結露検出装置の動作特性を示す図である。 この発明の実施の形態１におけるスイッチギヤの結露検出装置の動作フローを示す図である。 この発明の実施の形態２におけるスイッチギヤの結露検出装置の動作特性を説明する図である。 この発明の実施の形態３におけるスイッチギヤの結露検出装置の動作特性を説明する図である。 この発明の実施の形態３におけるスイッチギヤの結露検出装置の動作特性を説明する図である。

実施の形態１．
以下、本発明を実施の形態１である図面を参照して説明する。
図１は、この発明の実施の形態１であるスイッチギヤの結露検出装置を示す構成図で、図において、絶縁体に一対の櫛形の電極を対向配置して形成されたセンサ１と、このセンサ１に電流を供給する電源装置２と、センサ１に供給された電流と出力された電流とから漏れ電流を検出して表面抵抗率に換算する漏れ電流検出器３とから構成されている。

このような構成のセンサ１を用い、まず、図２に示すような湿度の変化に対する表面抵抗率を求めておき、この結果から例えば、湿度８０%となる高湿度の状態における表面抵抗率を判定値Ａ（例えば、１０^８Ω/□）として設定し、この判定値Ａよりも小さな表面抵抗率を示した場合、結露状態にあると判定することにする。

次に、実際のスイッチギヤを定期点検する場合、その内部にセンサ１を配置し、図３に示すように一定間隔Δｔ（例えば１時間毎）で所定の期間（例えば１日）、センサ１に電源装置２から電圧を印加してセンサ１に発生する漏れ電流を漏れ電流検出器３で測定する（ステップＳ１）。この漏れ電流値を表面抵抗率Ｒに換算して判定値Ａと比較し（ステップＳ２）、表面抵抗率Ｒの方が大きければ、その状態の測定時間と表面抵抗率Ｒのデータを記録する（ステップＳ３）。もし、測定した表面抵抗率Ｒの方が小さければ、そのときの測定時間と表面抵抗率Ｒを出力し、表示（ステップＳ４）する。また、測定時間と表面抵抗率Ｒのデータを記録する。その後、次の測定タイミングが来ると、上記のステップを繰り返して測定する。

このように測定時間と表面抵抗率Ｒとを出力させることによって、スイッチギヤを設置している電気室とは異なる場所で監視している場合にも、スイッチギヤ内部で結露が発生していることを把握させることができ、電気室内の環境を改善するなど対策の必要性を促すことができる。
また、結露が発生していることを検出すると、スイッチギヤ内部にあるスペースヒータの設定を変更したり、電気室の温度または湿度を調整することによってスイッチギヤの設置環境を改善する。
その後、引き続き行なわれる測定において、結露状態が検出されなければ、設置環境の改善が図られたことを確認することができ、また、表面抵抗率Ｒがさらに判定値Ａを下回る場合、スイッチギヤが絶縁劣化を生じていると判断し、装置の交換を促すことができる。
この結果、スイッチギヤ内部の結露状態の継続を抑制することができ、スイッチギヤの絶縁劣化を抑制させることが可能となるとともに絶縁劣化の発生を検出することが可能となる。

なお、表面抵抗率Ｒの判定を行った後、その判定結果を全て監視している監視装置やコンピュータへ送信することによって画面上にその表面抵抗率Ｒの傾向を表示または記録させることができ、更には、スイッチギヤ全てにセンサ１を配置することで一配列、あるいは電気室全体で表面抵抗率Ｒの変化度合いを把握させることができ、全てのスイッチギヤ内における結露を検出させることができる。

実施の形態２．
ところで、定期点検を行なうスイッチギヤは、据付してから数年または数十年経過している場合があり、一方、センサ１は新品であるため、センサ１における絶縁物の表面抵抗率Ｒを求めたとしても、新品の絶縁物の表面抵抗率Ｒを求めたことになり、既設のスイッチギヤにおける絶縁物の表面抵抗率Ｒを求めたことにならず、結露を検出することができないものとなる。

このような表面抵抗率Ｒの違いに対応するため、まず、既設のスイッチギヤを停止状態に保持しておき、この状態における絶縁物の表面抵抗率ＲＲを測定し、図４に示すようにセンサ１から得られた表面抵抗率を既設盤の表面抵抗率ＲＲに置き換え、その後、既設のスイッチギヤを運転状態としてこのスイッチギヤに取り付けたセンサ１の漏れ電流値を計測し、これを表面抵抗率に換算して判定値Ａを下回ったとき、結露状態にあると判定する。このように停止状態のスイッチギヤの表面抵抗率を求めてセンサ１の測定値を勘案することにより、経年的な劣化による結露状態の検出を行なわせることができる。

実施の形態３．
上記実施の形態２では、表面抵抗率を既設のスイッチギヤの表面抵抗率ＲＲに置き換え方法で既設盤に対する結露状態の検出を行なわせるように構成したが、センサ１における絶縁物を劣化させて計測させても同様に行なわせることができる。すなわち、予め、櫛形電極を設けた絶縁物からなるセンサ１に対して硝酸などによって表面を劣化させ、図５に示すようにその硝酸による暴露時間と表面抵抗率の関係を求めておく。

次に、既設のスイッチギヤを停止状態に保持しておき、この状態における表面抵抗率ＲＲを測定し、この表面抵抗率ＲＲと同じ表面抵抗率になる硝酸暴露時間を求めてセンサ１の絶縁物を暴露して表面を劣化させる。その後、この劣化したセンサ１を既設のスイッチギヤ内に設置し、スイッチギヤを運転状態としてセンサ１による漏れ電流を計測し、換算した表面抵抗率と判定値Ａとを比較する。このように構成することによって図６に示すように判定値Ａを下回った場合、結露状態にあると判定することができる。

以上のように、この発明によれば、簡略な構成でスイッチギヤにおける結露状態を検出し、これを表示することによって設置環境の改善など対策を促すことができ、結果として絶縁劣化を抑制することが可能となる。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１：センサ ２:電源装置 ３:漏れ電流検出器

この発明に係るスイッチギヤの結露検出方法は、絶縁物の表面に一対の櫛形電極を設けたセンサと、このセンサに電圧を印加する電源装置と、上記センサからの漏れ電流を検出する漏れ電流検出装置と、この漏れ電流検出装置の出力に基づき結露の発生を判定する手段とを備え、予め上記センサの湿度に対する漏れ電流特性を測定して所定の漏れ電流を示す表面抵抗率を判定値として設定し、上記センサをスイッチギヤの内部に配置して上記スイッチギヤの停止状態における上記センサからの漏れ電流を上記漏れ電流検出装置により検出して表面抵抗率に換算し、この換算した表面抵抗率を上記センサの表面抵抗率の初期値に置き換えるとともに、上記スイッチギヤの運転状態における上記センサからの漏れ電流を上記漏れ電流検出装置により検出して上記初期値を考慮して表面抵抗率に換算し、この測定値が上記判定値を下回ったとき上記判定する手段により結露状態にあると判定するようにしたものである。

Claims (4)

1. 絶縁物の表面に一対の櫛形電極を設けたセンサと、このセンサに電圧を印加する電源装置と、上記センサからの漏れ電流を検出する漏れ電流検出装置とを備え、予め上記センサの湿度に対する漏れ電流特性を測定して所定の漏れ電流を示す表面抵抗率を判定値として設定し、上記センサをスイッチギヤの内部に配置してスイッチギヤの運転状態における上記漏れ電流検出装置からの漏れ電流を検出して表面抵抗率に換算し、上記判定値と比較して結露状態の発生を判定するようにしたことを特徴とするスイッチギヤの結露検出方法。
2. スイッチギヤの運転状態における表面抵抗率が上記判定値を下回ったとき、出力を発生して結露状態が発生したことを表示するようにしたことを特徴とする請求項１記載のスイッチギヤの結露検出方法。
3. スイッチギヤの停止状態における表面抵抗率を取得し、上記センサの表面抵抗率の初期値をその表面抵抗率に置き換えてスイッチギヤの運転状態における表面抵抗率を測定し、この測定値が上記判定値を下回ったとき結露状態の発生を判定するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチギヤの結露検出方法。
4. スイッチギヤの停止状態における表面抵抗率を取得し、上記センサの表面を劣化させてスイッチギヤの表面抵抗率と同程度の表面抵抗率とし、該センサをスイッチギヤに配置してスイッチギヤの運転状態における表面抵抗率を測定し、この測定値が上記判定値を下回ったとき結露状態の発生を判定するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチギヤの結露検出方法。

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