JP3102129B2 - ガス絶縁機器の内部アーク検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、密封された容器内に電
気機器を絶縁ガスと共に封入したガス絶縁機器に関し、
その密封された容器内部に地絡等が発生した場合、内部
アークの発生によるアーク光を検出して、ガス絶縁機器
の異常を検出する内部アーク検出装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の内部アーク検出装置を図４を用い
て説明する。図において、１はガス絶縁機器のタンク、
２はタンク１内に絶縁ガスと共に収納された導体、９は
地絡等の内部アークの発生によるアーク光である。３は
センサ部で、タンク１に取りつけられ、その先端をタン
ク１内に臨ませる。アーク光９が発生した場合、アーク
光９はセンサ部３に入る。センサ部３に入射したアーク
光９は、光信号として光ファイバ４により、Ｏ／Ｅ変換
器５へ送られる。

【０００３】Ｏ／Ｅ変換器５は光信号を電気信号に変換
する。変換された電気信号をアンプ６により増幅し、コ
ンパレータ７へ出力する。コンパレータ７は、増幅され
た信号とノイズレベルとを比較し、一定値以上の信号を
検出すると、タンク１内部で内部アーク発生の警報を出
す。

【０００４】このような内部アーク検出装置において
は、タンク１内部に地絡等によるアーク光が発生するこ
とは著しく稀である。したがって、長期にわたり装置が
確実にアーク光を検出し得る状態であるかを装置自身が
点検する自己点検機能が必要となる。

【０００５】自己点検機能の一例として点検パルス発生
器８が設けられる。点検パルス発生器８は、自己点検時
にパルス信号を発生し、アンプ６の前段およびコンパレ
ータ７に入力する。コンパレータ７はアンプ６の出力と
点検パルス発生器８の出力とを比較することにより、装
置の異常を検出する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上の従来のものにお
いては、自己点検時には、コンパレータ７の検出信号を
無効とするため、自己点検時にアーク光の検出ができな
いという問題があった。また、自己点検の対象がＯ／Ｅ
変換器５より後段部分のみとなるため、光ファイバ４の
切断や、Ｏ／Ｅ変換器５の故障検出は困難である。

【０００７】本発明は、これに対して、自己点検時にも
アーク光の検出が可能であり、かつ装置全体について故
障検出が可能なガス絶縁機器の内部アーク検出装置を提
供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、自己点検機能を備えたガス絶縁機器の内部
アーク検出装置において、パルス状の点検信号を光信号
に変換し、その光信号をアーク光を検出するセンサ部に
導入し、前記センサ部から得た信号と前記点検信号とを
用いて、内部アーク光の発生および装置の異常の存在を
検出するものである。

【０００９】

【作用】上記した手段によれば、光に変換されて点検信
号がセンサ部に導入されるから、センサ部から後段の部
分全てについて装置の異常を検出できる。また、センサ
部により検出されたアーク光と点検信号とが重畳された
信号と点検信号とを比較することにより、自己点検の最
中にアーク光が発生した場合でも、アーク光の検出が可
能となる。

【００１０】

【実施例】本発明の実施例を図１〜図３を用いて説明す
る。

【００１１】図１は、本例の概略を示す。図において、
１はガス絶縁機器のタンク、２はタンク１内に絶縁ガス
と共に収納された導体、９は地絡時に発生するアーク光
である。

【００１２】３はセンサ部で、タンク１に取りつけら
れ、その先端をタンク１内に臨ませる。センサ部３の前
面にはハーフミラー１０が設けられる。アーク光９が発
生した場合、アーク光９はハーフミラー１０を通過し、
センサ部３に入る。センサ部３により集光されたアーク
光９は、光信号として光ファイバ４により、Ｏ／Ｅ変換
器５へ送られる。

【００１３】Ｏ／Ｅ変換器５は光信号を電気信号に変換
する。変換された電気信号はアンプ６にて増幅し、コン
パレータ７へ出力する。コンパレータ７は、増幅された
信号とノイズレベルとを比較し、タンク１内部での発光
を検出するが、コンパレータ７の動作の詳細については
後述する。

【００１４】自己点検を行うための点検パルス発生器８
は、パルス信号の点検信号をコンパレータ７とＥ／Ｏ変
換器１１へ出力する。Ｅ／Ｏ変換器１１は、点検信号を
光に変換して点検光とする。その点検光は光ファイバ１
２を通してセンサ部３の前面のハーフミラー１０へ導入
される。ハーフミラー１０は、点検光をセンサ部３の方
向のみに反射し、点検光はセンサ部３に入る。

【００１５】次に、本例の動作を図２および図３を用い
て説明する。図２は、動作説明用の波形を示し、図３は
コンパレータ７の詳細を示すブロック図である。

【００１６】図２ａは地絡時に発生するアーク光９の波
形を示す。この波形は、導体２に印加される商用周波数
と同じ周波数成分を有している。図２ｂは、点検パルス
発生器８に発生したパルス信号を、Ｅ／Ｏ変換器１１に
より変換した点検光の波形を示す。図２ｃは、自己点検
時に内部アークが発生した場合の、アーク光と点検光と
が重畳した波形を示す。

【００１７】図１に示したセンサ部３からコンパレータ
７までの内部アーク検出装置に異常がない場合、Ｏ／Ｅ
変換器５の出力は、次のようになる。自己点検を行って
いない時に内部アークが発生した場合、図２ａの波形と
なる。内部アークが発生していない時に自己点検を行っ
た場合、図２ｂの波形となる。そして、自己点検を行っ
ている時に内部アークが発生した場合、図２ｃの波形と
なる。

【００１８】上記のＯ／Ｅ変換器５の出力は、アンプ６
にて増幅され、適当な閾値を用いてディジタル化され
る。図２ｄに、図２ｃの波形をアンプ６にて処理した波
形を示す。

【００１９】ここで、コンパレータ７について図３を用
いて説明をする。コンパレータ７には、アンプ６および
点検パルス発生器８よりの信号が入力される。コンパレ
ータ７は、アーク検出論理回路３１と装置異常検出論理
回路３２とからなる。

【００２０】アーク検出論理回路３１においては、アン
プ６よりの信号がアンド回路３３の一方の入力端子に入
力され、点検パルス発生器８よりの信号がインバータ３
４を通してアンド回路３３の他方の入力端子に入力され
る。アンド回路の出力は、アーク光検出回路３７へ入力
される。

【００２１】装置異常検出論理回路３２においては、ア
ンプ６よりの信号がアンド回路３６の一方の入力端子に
入力され、点検パルス発生器８よりの信号がアンド回路
３６の他方の入力端子に入力される。アンド回路３６の
出力と点検パルス発生器８よりの信号がＥＯＲ回路３５
に入力される。ＥＯＲ回路３５の出力は装置異常検出回
路３８へ入力される。

【００２２】次に、コンパレータ７の動作について説明
をする。初めに、アーク検出論理回路の動作の説明をす
る。

【００２３】（１）自己点検を行っておらず、地絡も発
生していない場合、センサ部３は光を検出せず、アンプ
６よりの信号は常に０であるからゲートは閉じられ、ア
ンド回路３３からアーク光検出回路３７への出力はな
い。

【００２４】（２）自己点検を行っていない時に内部ア
ークが発生した場合、点検パルス発生器８の出力は常に
０で、インバータ３４により反転した出力は常に１であ
るから、アンド回路３３のゲートは開かれている。アン
プ６はアーク光に応じた信号を出力すから、アンド回路
３３はアーク光検出回路３７へ出力を出す。これによ
り、アーク光検出回路３７はアーク光検出の警報を出
す。

【００２５】（３）自己点検を行っていて、内部アーク
は発生していない場合、センサ部３は図２ｂの点検光を
検出し、点検パルス発生器８よりの信号はアンプ６より
の信号と波形および位相共に同一になる。したがって、
アンド回路３３の２つの入力端子には交互に入力がさ
れ、同時に入力されることはないから、アーク光検出回
路３７へ出力を出さない。つまり、点検信号によってア
ーク光検出回路３７が動作することはない。

【００２６】（４）自己点検中に内部アークが発生した
場合、アンド回路３３へのアンプ６の出力波形は、図２
ｄに示すとおりであり、点検パルス発生器８の出力波形
は図２ｂに示す波形と同一である。そして、アンド回路
３３の出力は両入力が１の時出力されるから図２ｅに示
すようになる。したがって、これがアーク光検出回路３
７に入力されて、アーク光検出の警報を出す。

【００２７】以上説明したように、自己点検を行ってい
るといないとに関わらず、アーク光の検出は確実に行わ
れ、また、自己点検によるアーク光検出の誤動作は生じ
ない。

【００２８】次に、装置異常検出論理回路３２の動作に
ついて説明する。なお、自己点検と内部アークが同じに
発生した場合については、上記（２）で説明済みであ
る。

【００２９】（５）センサ部３、光ファイバ４、Ｏ／Ｅ
変換器４およびアンプ６を含めた内部アーク検出装置全
体に異常が無い場合、アンプ６の出力と点検パルス発生
器８の出力は共に、図２ｂの波形と同一になるから、ア
ンド回路３６の２つの入力端子に同一入力がされ、アン
ド回路３６の出力も同一波形となる。したがって、ＥＯ
Ｒ回路３５の２つの入力端子には同一波形が入力される
から、Ｅ／Ｏ変換器３５から装置異常検出論理回路３７
へは出力がされず、装置異常の警報はされない。

【００３０】（６）以上の（５）とは逆に、内部アーク
検出装置の一部に異常がある場合、アンプ６の出力はな
くなる。これによりアンド回路３６のゲートは閉じられ
出力は常に０となるから、ＥＯＲ回路３５の一方の入力
端子の入力も常に０になる。したがって、Ｅ／Ｏ変換器
３５の他方の端子に点検パルス発生器８よりの信号が入
力される毎に、ＥＯＲ回路３５は装置異常検出論理回路
３７に出力を出し、装置異常論理回路３７は装置異常の
警報を行う。

【００３１】以上説明したように、センサ部３、光ファ
イバ４、Ｏ／Ｅ変換器４およびアンプ６を含めた内部ア
ーク検出装置全体について装置異常を検出することが可
能となる。

【００３２】以上本発明を実施例に基づき具体的に説明
したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であるこ
とはいうまでもない。

【００３３】例えば、アーク光と点検光の両方をセンサ
部に導入する素子としては、ハーフミラーに限ることは
ない。センサ部のアーク光検出の障害にならずに、光フ
ァイバ１２からの光をセンサ部に導入できるものであれ
ば、どのような構造のものでも採用可能である。また、
各機能を実現する手段についても、その具体的構成は種
々変更可能である。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、装置自身の異常を検出
する自己点検機能を持たせたガス絶縁機器の内部アーク
検出装置において、自己点検を行っている間に地絡等に
より内部アークが発生した場合でも、確実に内部アーク
の発生を検出し警報等を行える。したがって、内部アー
ク検出装置の信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例を説明するための概略図。

【図２】 本発明の実施例の動作を説明するための波形
を示すグラフ。

【図３】 本発明におけるコンパレータのブロック図。

【図４】 従来例を説明するための概略図。

【符号の説明】

１…タンク、２…導体、３…センサ部、４，１２…光フ
ァイバ、５…Ｏ／Ｅ変換器、６…アンプ、７…コンパレ
ータ、８…点検パルス発生器、９…アーク光、１０…ハ
ーフミラー、１１…Ｅ／Ｏ変換器、３１…アーク検出論
理回路、３２…装置異常検出論理回路、３７…アーク光
検出回路、３８…装置異常検出回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス絶縁機器の内部アークのアーク光を
   センサ部により検出するガス絶縁機器の内部アーク検出
   装置において、自己点検のための点検パルス信号を光信
   号に変換する手段と、その光信号を前記センサ部に導入
   する手段と、前記センサ部から得た信号と前記点検パル
   ス信号とを比較することにより、内部アーク光の発生お
   よび装置の異常の存在を検出する手段とを備えたことを
   特徴とする内部アーク検出装置。