JP2019023972A - 引出し形の真空遮断器 - Google Patents
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Abstract
【課題】負荷装置への通電中であっても地絡・短絡が確実に防止されるように、真空バルブの真空状態を常に監視することができる引出形の真空遮断器を提供する。【解決手段】 閉鎖形配電盤内に配置されている引出しユニット１３と、引出しユニットに収納自在に移動する移動体１１と、移動体に搭載された遮断器本体１２と、を有し、遮断器本体は、移動体に搭載されている接離自在の一対の接点部２１，２２を内蔵した真空バルブ１５と、真空バルブの一対の接点部に固定されている外部端子１６，１７と、を備えている。引出しユニットは、移動体を収納した際に外部端子に接続する主回路接続端子５，７が配置されている。そして、真空バルブの外表面温度を非接触で計測する非接触温度センサ３３と、非接触温度センサの測定値に基づいて真空バルブの真空度を判定する真空度判定手段３４とを備えている。【選択図】図４
Description
本発明は、真空バルブの真空度を監視することができる引出し形の真空遮断器に関する。
通電設備に配置される引出し形の真空遮断器として、例えば特許文献１の装置が知られている。
特許文献１の引出し形の真空遮断器は、閉鎖形配電盤内に設けた引出しユニットに、台車に搭載された遮断器本体が収納されている。
遮断器本体は、接離自在の一対の接点部が内蔵された真空バルブと、真空バルブの一対の接点部に接続した外部端子と、を備えている。
特許文献１の引出し形の真空遮断器は、閉鎖形配電盤内に設けた引出しユニットに、台車に搭載された遮断器本体が収納されている。
遮断器本体は、接離自在の一対の接点部が内蔵された真空バルブと、真空バルブの一対の接点部に接続した外部端子と、を備えている。
また、引出しユニットには、主回路導体の接続端子が配置されており、台車を引出しユニットに収納し、遮断器本体の外部端子を、負荷装置に接続している主回路導体の接続端子に接続して運転位置とした後に、真空バルブを閉極操作する。
そして、真空バルブは、一対の接点部が開極したときに発生するアークが真空状態を保持していることで速やかに消弧される。
ところで、引出し形の真空遮断器は、真空バルブを開極操作した後に、一対の接点部の間に高電圧を印加し、その際の漏れ電流を測定することで真空漏れの発生を検査している。
そして、真空バルブは、一対の接点部が開極したときに発生するアークが真空状態を保持していることで速やかに消弧される。
ところで、引出し形の真空遮断器は、真空バルブを開極操作した後に、一対の接点部の間に高電圧を印加し、その際の漏れ電流を測定することで真空漏れの発生を検査している。
上述した真空バルブの一対の接点部に高電圧を印加する作業は、負荷装置への通電を停止した後、台車を引出しユニットから引出した状態（保守位置）で行っている。このため、負荷装置への通電中は、真空遮断器の真空バルブに真空度が低下したことを即座に確認することができない。
そこで、本発明は、負荷装置への通電中であっても地絡・短絡が確実に防止されるように、真空バルブの真空状態を常に監視することができる引出形の真空遮断器を提供することを目的としている。
そこで、本発明は、負荷装置への通電中であっても地絡・短絡が確実に防止されるように、真空バルブの真空状態を常に監視することができる引出形の真空遮断器を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る引出し形の真空遮断器は、閉鎖形配電盤内に配置されている引出しユニットと、引出しユニットに収納自在に移動する移動体と、移動体に搭載された遮断器本体と、を有している。遮断器本体は、移動体に搭載されている接離自在の一対の接点部を内蔵した真空バルブと、真空バルブの前記一対の接点部に固定されている外部端子と、を備えている。引出しユニットは、移動体を収納した際に外部端子に接続する主回路接続端子が配置されている。また、本発明は、真空バルブの外表面温度を非接触で計測する非接触温度センサと、非接触温度センサの測定値に基づいて真空バルブの真空度を判定する真空度判定手段と、を備えている。
本発明に係る引出し形の真空遮断器によれば、負荷装置への通電中であっても地絡・短絡などが確実に防止されるように、真空バルブの真空状態を常に監視することができる。
次に、図面を参照して、本発明の第１及び第２実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
また、以下に示す第１及び第２実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
［負荷装置と真空遮断器の電気回路図］
図１は、本発明に係る引出し形の真空遮断器を含めた施設電気回路図を示すものである。
図１は、単相に用いた場合を示しており、符号１は負荷装置である。
符号４は、負荷装置１に接続された負荷側導体であり、負荷側導体４には主回路接続端子としての負荷側端子５が接続されている。また、符号６は電源側導体であり、電源側導体６には主回路接続端子としての電源側端子７が接続されている。
そして、負荷側端子５及び電源側端子７に、第１実施形態の引出し形の真空遮断器１０が接続されている。
図１は、本発明に係る引出し形の真空遮断器を含めた施設電気回路図を示すものである。
図１は、単相に用いた場合を示しており、符号１は負荷装置である。
符号４は、負荷装置１に接続された負荷側導体であり、負荷側導体４には主回路接続端子としての負荷側端子５が接続されている。また、符号６は電源側導体であり、電源側導体６には主回路接続端子としての電源側端子７が接続されている。
そして、負荷側端子５及び電源側端子７に、第１実施形態の引出し形の真空遮断器１０が接続されている。
［第１実施形態の引出し形の真空遮断器］
第１実施形態の引出し形の真空遮断器１０（以下、単に真空遮断器１０と称する）について、図２から図６を参照して説明する。
第１実施形態の真空遮断器１０は、図２に示す移動体としての台車１１に搭載された遮断器本体１２と、図３に示す引出しユニット１３と、を備えている。
第１実施形態の引出し形の真空遮断器１０（以下、単に真空遮断器１０と称する）について、図２から図６を参照して説明する。
第１実施形態の真空遮断器１０は、図２に示す移動体としての台車１１に搭載された遮断器本体１２と、図３に示す引出しユニット１３と、を備えている。
遮断器本体１２は、図２に示すように、真空バルブ１５と、一対の外部端子１６，１７と、真空バルブ１５の開閉操作を行うバルブ操作部１８とを備えている。
真空バルブ１５は、バルブ操作部１８の操作部筐体１８ａに保持金具１９を介して固定されており、真空容器２０と、真空容器２０に内蔵された一対の接点部としての固定接触子２１及び可動接触子２２とで構成されている。
真空バルブ１５は、バルブ操作部１８の操作部筐体１８ａに保持金具１９を介して固定されており、真空容器２０と、真空容器２０に内蔵された一対の接点部としての固定接触子２１及び可動接触子２２とで構成されている。
真空バルブ１５の可動接触子２２の可動方向は上下方向であり、可動接触子２２に対して上部に位置する固定接触子２１に一方の外部端子１６が固定され、一方の外部端子１６の下方位置に、可動接触子２２に固定した他方の外部端子１７が配置されている。
バルブ操作部１８は、操作部筐体１８ａの外側に操作ボタン（不図示）が設けられており、操作部筐体１８ａの内部に駆動バネ（不図示）やリンク機構２６の一部が内蔵されている。リンク機構２６は真空バルブ１５の可動接触子２２と連結しており、操作ボタンの操作によりリンク機構２６を駆動バネのバネ力で回動させることで、真空バルブ１５の可動接触子２２が開動作、或いは閉動作する。
バルブ操作部１８は、操作部筐体１８ａの外側に操作ボタン（不図示）が設けられており、操作部筐体１８ａの内部に駆動バネ（不図示）やリンク機構２６の一部が内蔵されている。リンク機構２６は真空バルブ１５の可動接触子２２と連結しており、操作ボタンの操作によりリンク機構２６を駆動バネのバネ力で回動させることで、真空バルブ１５の可動接触子２２が開動作、或いは閉動作する。
引出しユニット１３は閉鎖形配電盤内に配置されており、図３に示すように、台車１１が走行する走行路２８と、前述した負荷側端子５及び電源側端子７を上下位置で保持する端子保持部２９とが配置されている。端子保持部２９は、負荷側端子５及び電源側端子７を、碍子３０を介して保持金具３１で保持している。
ここで、図２に示すように、遮断器本体１２の操作部筐体１８ａには、真空バルブ１５の真空容器２０の表面に対向した位置に非接触温度センサ３３が配置されているとともに、非接触温度センサ３３で計測した温度データを入力する真空度判定装置３４が配置されている。
ここで、図２に示すように、遮断器本体１２の操作部筐体１８ａには、真空バルブ１５の真空容器２０の表面に対向した位置に非接触温度センサ３３が配置されているとともに、非接触温度センサ３３で計測した温度データを入力する真空度判定装置３４が配置されている。
真空度判定装置３４は、図５に示すように、制御部３５と、記録部３６と、モニター３７と、警報部３８と、を備えている。
制御部３５は、ＣＰＵ３５ａ、ＲＯＭ３５ｂ、ＲＡＭ３５ｃ、入力ポート３５ｄ及び出力ポート３５ｅで構成されている。
ＣＰＵ３５ａは中央演算処理装置であり、読み込み専用の半導体メモリであるＲＯＭ３５ｂに記憶されている演算処理により制御や動作を行う。
制御部３５は、ＣＰＵ３５ａ、ＲＯＭ３５ｂ、ＲＡＭ３５ｃ、入力ポート３５ｄ及び出力ポート３５ｅで構成されている。
ＣＰＵ３５ａは中央演算処理装置であり、読み込み専用の半導体メモリであるＲＯＭ３５ｂに記憶されている演算処理により制御や動作を行う。
ＲＡＭ３５ｃは読み書き可能な高速の半導体メモリであり、ＣＰＵ３５ａの動作に必要なデータを一時的に記憶する。
入力ポート３５ｄには、非接触温度センサ３３で計測した真空バルブ１５の真空容器２０の表面温度のデータが入力される（図２、図４参照）。
出力ポート３５ｅは、記録部３６、モニター３７及び警報部３８に接続している。
入力ポート３５ｄには、非接触温度センサ３３で計測した真空バルブ１５の真空容器２０の表面温度のデータが入力される（図２、図４参照）。
出力ポート３５ｅは、記録部３６、モニター３７及び警報部３８に接続している。
記録部３６は、制御部３５で演算された非接触温度センサ３３が計測している真空容器２０の表面温度のデータと、この表面温度のデータに対応した予め記憶している真空容器２０の真空状態との記録データが入力される。また、モニターでは、現在、非接触温度センサ３３が計測している真空容器２０の表面温度のデータが、真空容器２０の真空状態を維持しているか否かを画面で表示する。
警報部３８は、制御部３５で演算された警報を発するためのフラグが入力したときに、真空容器２０に漏れが発生していることを知らせる警報ブザーや警報表示を発する。
次に、制御部３５が行う演算処理について、図６を参照して説明する。
制御部３５は、ステップＳＴ１０において温度測定処理を行い、次いで、ステップＳＴ２０において真空度推定処理を行い、次いで、ステップＳＴ３０において判定処理を行う。また、制御部３５は、ステップＳＴ３０の後に、ステップＳＴ４０において記録処理を行い、次いで、ステップＳＴ５０において警報発生処理を行う。
次に、制御部３５が行う演算処理について、図６を参照して説明する。
制御部３５は、ステップＳＴ１０において温度測定処理を行い、次いで、ステップＳＴ２０において真空度推定処理を行い、次いで、ステップＳＴ３０において判定処理を行う。また、制御部３５は、ステップＳＴ３０の後に、ステップＳＴ４０において記録処理を行い、次いで、ステップＳＴ５０において警報発生処理を行う。
ステップＳＴ１０の温度測定処理では、非接触温度センサ３３が計測した真空容器２０の表面温度のデータが入力され、ディジタル値に変換される。
次に、ステップＳＴ２０の真空度推定処理では、非接触温度センサ３３が計測している真空容器２０の表面温度のデータと、予め記憶している真空容器２０の真空時、或いは真空状態が変化しているときの温度データとを比較する処理である。
次に、ステップＳＴ２０の真空度推定処理では、非接触温度センサ３３が計測している真空容器２０の表面温度のデータと、予め記憶している真空容器２０の真空時、或いは真空状態が変化しているときの温度データとを比較する処理である。
次に、ステップＳＴ３０の判定処理は、ステップＳＴ２０の真空度推定処理において、非接触温度センサ３３が計測している真空容器２０の表面温度のデータが、予め記憶している真空容器２０の真空状態が所定値まで低下したときの所定の温度データに一致したときに、真空容器２０に漏れが発生していると判断する。
次に、ステップＳＴ４０の記録処理では、非接触温度センサ３３が計測している真空容器２０の表面温度のデータと、この表面温度のデータに対応した予め記憶している真空容器２０の真空状態とを、記録データとして出力する。
次に、ステップＳＴ４０の記録処理では、非接触温度センサ３３が計測している真空容器２０の表面温度のデータと、この表面温度のデータに対応した予め記憶している真空容器２０の真空状態とを、記録データとして出力する。
次に、ステップＳＴ５０の警報発生処理では、ステップＳＴ３０の判定処理で真空容器２０に漏れが発生していると判断したときに、警報を発するフラグを出力する。
次に、第１実施形態の真空遮断器１０の動作について図４を参照して説明する。
閉鎖形配電盤内に配置されている引出しユニット１３の走行路２８上を、保守位置に配置していた遮断器本体１２の台車１１が走行し、引出しユニット１３の負荷側端子５及び電源側端子７に遮断器本体１２の一対の外部端子１６，１７が接続する。これにより、第１実施形態の真空遮断器１０は、図１に示すように、負荷装置１の通電路に配置される。
次に、第１実施形態の真空遮断器１０の動作について図４を参照して説明する。
閉鎖形配電盤内に配置されている引出しユニット１３の走行路２８上を、保守位置に配置していた遮断器本体１２の台車１１が走行し、引出しユニット１３の負荷側端子５及び電源側端子７に遮断器本体１２の一対の外部端子１６，１７が接続する。これにより、第１実施形態の真空遮断器１０は、図１に示すように、負荷装置１の通電路に配置される。
また、バルブ操作部１８の操作により真空バルブ１５の閉動作を行った後、負荷装置１に通電する。
そして、負荷装置１への通電中に、真空遮断器１０の真空度判定装置３４が非接触温度センサ３３を使用して真空バルブ１５の真空容器２０の外表面温度を計測する。
真空遮断器１０の制御部３５は、非接触温度センサ３３が計測した真空容器２０の外表面温度のデータが入力されてディジタル値に変換する。そして、非接触温度センサ３３が計測している真空容器２０の外表面温度のデータと、予め記憶している真空容器２０の真空時、或いは真空状態が変化しているときの温度データとを比較する。
そして、負荷装置１への通電中に、真空遮断器１０の真空度判定装置３４が非接触温度センサ３３を使用して真空バルブ１５の真空容器２０の外表面温度を計測する。
真空遮断器１０の制御部３５は、非接触温度センサ３３が計測した真空容器２０の外表面温度のデータが入力されてディジタル値に変換する。そして、非接触温度センサ３３が計測している真空容器２０の外表面温度のデータと、予め記憶している真空容器２０の真空時、或いは真空状態が変化しているときの温度データとを比較する。
ここで、真空バルブ１５の固定接触子２１、可動接触子２２は真空中では変質は起こらないが、真空漏れが発生して真空容器２０内に大気が入ると、固定接触子２１、可動接触子２２の接点表面に酸化膜が発生し、接触抵抗が増大する。この状態で固定接触子２１、可動接触子２２に電流が流れると、酸化膜が発生した接点表面の発熱が大きくなり、真空容器２０の表面温度も上昇してくる。
そして、非接触温度センサ３３が計測している真空容器２０の上昇した外表面温度のデータが、予め記憶している真空容器２０の真空状態が所定値まで低下したときの所定の温度データと一致したときに、真空容器２０に真空漏れが発生していると判断し、警報部３８が、真空容器２０に漏れが発生していることを知らせる警報ブザーや警報表示を発する。
このように、第１実施形態の真空遮断器１０は、真空度判定装置３４が真空バルブ１５の真空容器２０の外表面温度の測定データに基づいて真空バルブ１５に真空漏れが発生していることを即座に確認することができる。したがって、負荷装置１への通電中であっても、地絡・短絡などが確実に防止されるように、真空バルブ１５の真空状態を常に監視することができる。
また、第１実施形態の真空遮断器１０は、非接触温度センサ３３が真空容器２０の外表面の温度を非接触状態で計測しているので、熱電対などを真空容器２０に接触させる接触式の測定と比較して電気絶縁性の問題を解決することができる。
また、第１実施形態の真空遮断器１０は、非接触温度センサ３３が真空容器２０の外表面の温度を非接触状態で計測しているので、熱電対などを真空容器２０に接触させる接触式の測定と比較して電気絶縁性の問題を解決することができる。
［第２実施形態の引出し形の真空遮断器］
次に、図７は、第２実施形態の真空遮断器１０を示すものである。なお、図１から図６で示した構成と同一構成部分には、同一符号を付して説明は省略する。
第２実施形態の真空遮断器１０が、第１実施形態の装置と異なる点は、引出しユニット１３の端子保持部２９に非接触温度センサ３３及び真空度判定装置３４が配置されていることである。そして、引出しユニット１３の走行路２８上を、保守位置に配置していた遮断器本体１２の台車１１が走行し、引出しユニット１３の負荷側端子５及び電源側端子７に遮断器本体１２の一対の外部端子１６，１７が接続したときに、真空バルブ１５の真空容器２０の外表面に対向するように非接触温度センサ３３が配置されている。
次に、図７は、第２実施形態の真空遮断器１０を示すものである。なお、図１から図６で示した構成と同一構成部分には、同一符号を付して説明は省略する。
第２実施形態の真空遮断器１０が、第１実施形態の装置と異なる点は、引出しユニット１３の端子保持部２９に非接触温度センサ３３及び真空度判定装置３４が配置されていることである。そして、引出しユニット１３の走行路２８上を、保守位置に配置していた遮断器本体１２の台車１１が走行し、引出しユニット１３の負荷側端子５及び電源側端子７に遮断器本体１２の一対の外部端子１６，１７が接続したときに、真空バルブ１５の真空容器２０の外表面に対向するように非接触温度センサ３３が配置されている。
第２実施形態の真空遮断器１０も、負荷装置１への通電中に、真空遮断器１０の真空度判定装置３４が非接触温度センサ３３を使用して真空バルブ１５の真空容器２０の外表面温度を計測する。
そして、非接触温度センサ３３が計測している真空容器２０の上昇した外面温度のデータが、予め記憶している真空容器２０の真空状態が所定値まで低下したときの所定の温度データと一致したときに、真空容器２０に真空漏れが発生していると判断し、警報部３８が、真空容器２０に漏れが発生していることを知らせる警報ブザーや警報表示を発する。
そして、非接触温度センサ３３が計測している真空容器２０の上昇した外面温度のデータが、予め記憶している真空容器２０の真空状態が所定値まで低下したときの所定の温度データと一致したときに、真空容器２０に真空漏れが発生していると判断し、警報部３８が、真空容器２０に漏れが発生していることを知らせる警報ブザーや警報表示を発する。
このように、第２実施形態の真空遮断器１０も、真空度判定装置３４が真空バルブ１５の真空容器２０の外表面温度の測定データに基づいて真空バルブ１５に真空漏れが発生していることを即座に確認することができる。したがって、負荷装置１への通電中であっても、地絡・短絡などが確実に防止されるように、真空バルブ１５の真空状態を常に監視することができる。
また、第２実施形態の真空遮断器１０も、非接触温度センサ３３が真空容器２０の外表面の温度を非接触状態で計測しているので、熱電対などを真空容器２０に接触させる接触式の測定と比較して電気絶縁性の問題を解決することができる。
また、第２実施形態の真空遮断器１０も、非接触温度センサ３３が真空容器２０の外表面の温度を非接触状態で計測しているので、熱電対などを真空容器２０に接触させる接触式の測定と比較して電気絶縁性の問題を解決することができる。
１ 負荷装置
４ 負荷側導体
５ 負荷側端子
６ 電源側導体
７ 電源側端子
１０ 真空遮断器
１１ 台車
１２ 遮断器本体
１３ 引出しユニット
１５ 真空バルブ
１６，１７ 外部端子
１８ バルブ操作部
１８ａ 操作部筐体
１９ 保持金具
２０ 真空容器
２１ 固定接触子
２２ 可動接触子
２６ リンク機構
２８ 走行路
２９ 端子保持部
３０ 碍子
３１ 保持金具
３３ 非接触温度センサ
３４ 真空度判定装置
３５ 制御部
３６ 記録部
３７ モニター
３８ 警報部
３５ａ ＣＰＵ
３５ｂ ＲＯＭ
３５ｃ ＲＡＭ
３５ｄ 入力ポート
３５ｅ 出力ポート
４ 負荷側導体
５ 負荷側端子
６ 電源側導体
７ 電源側端子
１０ 真空遮断器
１１ 台車
１２ 遮断器本体
１３ 引出しユニット
１５ 真空バルブ
１６，１７ 外部端子
１８ バルブ操作部
１８ａ 操作部筐体
１９ 保持金具
２０ 真空容器
２１ 固定接触子
２２ 可動接触子
２６ リンク機構
２８ 走行路
２９ 端子保持部
３０ 碍子
３１ 保持金具
３３ 非接触温度センサ
３４ 真空度判定装置
３５ 制御部
３６ 記録部
３７ モニター
３８ 警報部
３５ａ ＣＰＵ
３５ｂ ＲＯＭ
３５ｃ ＲＡＭ
３５ｄ 入力ポート
３５ｅ 出力ポート
Claims (3)
- 閉鎖形配電盤内に配置されている引出しユニットと、
前記引出しユニットに収納自在に移動する移動体と、
前記移動体に搭載された遮断器本体と、を有し、
前記遮断器本体は、
前記移動体に搭載されている接離自在の一対の接点部を内蔵した真空バルブと、
前記真空バルブの前記一対の接点部に固定されている外部端子と、を備え、
前記引出しユニットは、前記移動体を収納した際に前記外部端子に接続する主回路接続端子が配置されているとともに、
前記真空バルブの外表面温度を非接触で計測する非接触温度センサと、
前記非接触温度センサの測定値に基づいて前記真空バルブの真空度を判定する真空度判定手段と、を備えていることを特徴とする引出し形の真空遮断器。 - 前記非接触温度センサは、前記遮断器本体の前記真空バルブに対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の引出し形の真空遮断器。
- 前記非接触温度センサは、前記移動体が収納されたときに前記真空バルブに対向するように、前記引出しユニットの所定位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の引出し形の真空遮断器。
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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