JP3186853B2 - Fault location system - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電力機器がコンパクト
に収納されたガス絶縁開閉装置において、各収納機器の
信頼度確認と監視に適用される予防保全システムとして
用いられる故障点標定システムに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fault locating system used as a preventive maintenance system applied to confirm and monitor the reliability of each storage device in a gas insulated switchgear in which power devices are stored compactly. It is.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、都市部における電力供給量は増大
する傾向にある。また、土地の高騰により変電設備の用
地確保は益々困難となっている。このような状況下、変
電設備の増強化を図る上で、耐環境性及びコンパクト化
に優れたガス絶縁開閉装置は欠かすことのできない装置
となっている。2. Description of the Related Art In recent years, the amount of power supply in urban areas has tended to increase. In addition, land soaring makes it more and more difficult to secure land for substation facilities. Under these circumstances, a gas-insulated switchgear excellent in environmental resistance and compactness is an indispensable device for enhancing substation facilities.
【０００３】ガス絶縁開閉装置とは絶縁性及び消弧性に
優れたＳＦ6 ガス等を用いて、断路器、遮断器等の変電
機器を密閉された接地金属容器内に収納配置した装置で
ある。ここで、代表的なガス絶縁開閉装置を図４に示し
た配置図を参照して具体的に説明する。[0003] A gas insulated switchgear is a device in which substation equipment such as disconnectors and circuit breakers are housed and disposed in a sealed grounded metal container using SF 6 gas or the like having excellent insulation and arc extinguishing properties. . Here, a typical gas insulated switchgear will be specifically described with reference to the layout diagram shown in FIG.
【０００４】図において、１は金属製の密封圧力容器で
あり、接地電位とされる。この密封圧力容器１内には課
電部として、避雷器２、変成器３、接地開閉器４、断路
器５、変流器６、遮断器７及び母線８が収納配置されて
いる。また、密封圧力容器１内にはＳＦ6 等の絶縁ガス
９が封入されており、密封圧力容器１と課電部とは、こ
の絶縁ガス９によって電気的に絶縁されている。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a metal sealed pressure vessel which is set to a ground potential. In the sealed pressure vessel 1, a lightning arrester 2, a transformer 3, a ground switch 4, a disconnector 5, a current transformer 6, a circuit breaker 7, and a bus 8 are housed and arranged as power application sections. An insulating gas 9 such as SF 6 is sealed in the sealed pressure vessel 1, and the sealed pressure vessel 1 and the power receiving section are electrically insulated by the insulating gas 9.
【０００５】密封圧力容器１内には母線８を支持するた
めに絶縁スペーサ１０ａ〜１０ｄが適当な間隔をおいて
設けられている。各絶縁スペーサ１０ａ〜１０ｄは保守
上の切離しや配置構成上の必要性から、密封圧力容器１
内の空間を気密に区分するように配設されている。すな
わち絶縁スペーサ１０ａ〜１０ｄによって、絶縁ガス９
の封入区分が行なわれ、各区分領域毎にガスが封入され
る。また、各絶縁スペーサ１０ａ〜１０ｄにより母線８
の機械的強度と絶縁耐力とが保持されている。図中１１
はガスボンベであり、このガスボンベ１１からガスキュ
ービクル１２及びバルブ１３を介して、密封圧力容器１
内の各区分領域にガスが充填される。なお、ガスキュー
ビクル１２は、各区分領域の圧力を検出する機能も有し
ている。In the sealed pressure vessel 1, insulating spacers 10a to 10d are provided at appropriate intervals to support the busbar 8. Each of the insulating spacers 10a to 10d is separated from the hermetically sealed pressure vessel
It is arranged so that the space inside is airtightly divided. That is, the insulating spacers 10a to 10d form the insulating gas 9
Is performed, and gas is sealed in each of the divided areas. Further, the busbar 8 is formed by the insulating spacers 10a to 10d.
Mechanical strength and dielectric strength are maintained. 11 in the figure
Is a gas cylinder, and the sealed pressure vessel 1 is supplied from the gas cylinder 11 via a gas cubicle 12 and a valve 13.
Is filled with gas. Note that the gas cubicle 12 also has a function of detecting the pressure in each of the divided areas.
【０００６】更に図４において、主回路は、ブッシング
１４を介し、断路器５、遮断器７を経由して変圧器１９
に接続されている。なお、図４においては、１回線受電
主回路を示しているが、この受電主回路の右側の受電主
回路（図示せず）より、断路器５を介して、変圧器１９
に電力を供給する場合もある。Further, in FIG. 4, the main circuit is connected to a transformer 19 via a bushing 14, a disconnector 5 and a circuit breaker 7.
It is connected to the. Although FIG. 4 shows a single-line power receiving main circuit, a power receiving main circuit (not shown) on the right side of the power receiving main circuit is connected to the transformer 19 via the disconnector 5.
In some cases.
【０００７】また図中１５は配電盤であり、操作キュー
ビクル１６を介して開閉器類（断路器５、遮断器７、接
地開閉器４）の操作器１７に付勢信号を与え、開閉器類
の主回路切換えや遮断操作を制御する機能を有してい
る。更に図中１８は開閉器類の駆動源となるコンプレッ
サ設備である。このコンプレッサ設備１８によって得ら
れた所定の圧力（たとえば、１５ｋｇ／ｃｍ2 が一般
的）が、操作キュービクル１６を介して操作器１７に供
給され、開閉器類の操作が行なわれる。In the figure, reference numeral 15 denotes a switchboard, which applies an energizing signal to an operation device 17 of switches (disconnector 5, circuit breaker 7, and grounding switch 4) via an operation cubicle 16 to switch the switches. It has a function to control main circuit switching and shutoff operation. Further, in the figure, reference numeral 18 denotes a compressor facility serving as a drive source for switches. A predetermined pressure (for example, generally 15 kg / cm 2 ) obtained by the compressor equipment 18 is supplied to the operation device 17 via the operation cubicle 16 to operate switches.
【０００８】上記の構成を有するガス絶縁開閉装置は、
以下のような利点を有している。すなわち、絶縁ガス９
の優れた特性によって、収納機器の小型化が可能とな
り、装置全体としてのコンパクト化が実現できる。つま
り、ＫＶ・Ａ当たりの占有体積が小さくなり、設置用地
の有効な活用が可能となる。と同時に、ガス母線を用い
て２段乃至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、小さな面積で大きな体積の構成がと
れる。The gas insulated switchgear having the above configuration is
It has the following advantages. That is, the insulating gas 9
Due to the excellent characteristics described above, the size of the storage device can be reduced, and the overall size of the device can be reduced. That is, the occupied volume per KV · A becomes small, and the effective use of the installation site becomes possible. At the same time, it is possible to use a gas bus to form a two-stage or three-stage stack structure, and to build up a block, so that a large-area structure with a small area can be obtained.
【０００９】また、密封圧力容器１が接地されているの
で、課電中に接近しても感電の心配はない。更に、課電
部が密封圧力容器１に収納されているので、直接塩害・
風雨等にさらされることがない。そのため、外因による
劣化の恐れがなく、耐環境性が高い。しかも、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。Further, since the sealed pressure vessel 1 is grounded, there is no fear of electric shock even when approaching during power application. Furthermore, since the power application unit is housed in the sealed pressure vessel 1, it is directly affected by salt damage.
No exposure to the elements. Therefore, there is no fear of deterioration due to external factors, and the environment resistance is high. Moreover, since various switches are arc-treated in SF 6 gas having a high arc-extinguishing ability, the breaking capacity per main contact can be greatly improved.
【００１０】ところが、上記のような利点が持つガス絶
縁開閉装置は、その反面、以下に述べるような欠点も有
している。すなわち、ガス絶縁開閉装置全体をコンパク
ト化した結果、収納機器の保守・点検時において、回転
作業あるいは再組立て作業の寸法が小さく制限された。
従って、収納機器の保守・点検作業に長時間を要し、作
業効率が著しく低下した。[0010] However, the gas insulated switchgear having the above advantages has the following disadvantages on the other hand. That is, as a result of downsizing the entire gas insulated switchgear, the size of the rotating operation or the reassembly operation during maintenance and inspection of the storage device is limited to a small size.
Therefore, the maintenance and inspection work of the storage equipment required a long time, and the work efficiency was significantly reduced.
【００１１】また、密封圧力容器１内部に封入される絶
縁ガス９が高価であるため、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が大きく、ガス圧低下が絶縁裕度に極めて敏感に関
係するため、ガス漏れに対する緊急修復体制の完備が要
求された。更に、各種開閉機器の主接点の消耗に伴う交
換作業においては、絶縁ガスの回収・再充填作業に多大
な時間を要するため、ガス絶縁開閉装置の停止時間が長
くなり、電力の安定供給に支障をきたした。In addition, since the insulating gas 9 sealed in the sealed pressure vessel 1 is expensive, the production technology for preventing gas leakage to the outside becomes high-grade, and kv /
mm, and the gas pressure drop is very sensitive to the insulation margin, so a complete emergency repair system for gas leaks was required. Furthermore, in the replacement work due to the consumption of the main contacts of various switchgears, it takes a lot of time to collect and refill the insulating gas, so the downtime of the gas insulated switchgear becomes longer, which hinders stable power supply. Came.
【００１２】以上説明したように、ガス絶縁開閉装置は
利点ばかりでなく、いくつかの欠点を有している。しか
し、その性能的な利点は欠点を補って十分に余りあるた
め、ガス絶縁開閉装置の普及は目覚ましく、最近ではガ
ス絶縁開閉装置の設置箇所も増え、量産体制がとられる
ようになっている。その結果、ガス絶縁開閉装置には一
層の信頼性が要求されており、装置の保守や緊急修復体
制の準備と品質のばらつきは無視できない問題となって
きた。As described above, the gas insulated switchgear has not only advantages but also several disadvantages. However, since the performance advantages are more than enough to compensate for the disadvantages, the spread of the gas insulated switchgear has been remarkable, and recently, the installation locations of the gas insulated switchgear have increased, and the mass production system has been adopted. As a result, the gas-insulated switchgear is required to have higher reliability, and the maintenance of the device and the preparation for the emergency repair system and the variation in quality have become a problem that cannot be ignored.
【００１３】以上のようなガス絶縁開閉装置における問
題点に対する対策として、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
然に防止して電力の安定供給を図ると同時に、事故に起
因する経済的損失を最低限にとどめることが期待されて
いる。As measures against the above-mentioned problems in the gas insulated switchgear, there is an urgent need to establish a preventive maintenance system capable of confirming the reliability of the normal operation state of operation and early monitoring when an abnormality occurs. ing. The introduction of this preventive maintenance system is expected to prevent the accident of the gas insulated switchgear and to stably supply electric power, while minimizing the economic loss caused by the accident.
【００１４】このような予防保全システムの一例とし
て、従来より故障点標定システムが提案されている。故
障点標定システムとはガス圧力センサを利用して故障点
の標定を行うシステムである。すなわち、ガス絶縁開閉
装置のガス区画に事故が発生した場合、内部アークエネ
ルギーによりガス圧力変動が起きる。ガス圧力センサは
ガス絶縁開閉装置のガス区分に配設されており、ガス区
画内のガス圧力を測定されることにより、ガス圧力変動
が検出され、ガス圧力信号が出力される。また、ガス圧
力センサには検出器が接続され、更に検出器には受信器
が接続されており、ガス圧力センサからのガス圧力信号
は検出器に送られ、ここで処理され検出信号として受信
器に出力される。As an example of such a preventive maintenance system, a fault point locating system has been conventionally proposed. The fault point locating system is a system for locating a fault point using a gas pressure sensor. That is, when an accident occurs in the gas compartment of the gas insulated switchgear, the gas pressure fluctuates due to the internal arc energy. The gas pressure sensor is disposed in the gas section of the gas insulated switchgear, and by measuring the gas pressure in the gas section, a gas pressure fluctuation is detected and a gas pressure signal is output. A detector is connected to the gas pressure sensor, and a receiver is connected to the detector. A gas pressure signal from the gas pressure sensor is sent to the detector, where it is processed and processed as a detection signal. Is output to
【００１５】このような故障点標定システムによれば、
目視に頼ることがなく、密封された接地金属容器内の故
障点を正確且つ迅速に標定することができる。これによ
り事故対応を早め、早期復旧に貢献することができる。
しかも、事故時における変電所の適用を効率的に行うこ
とが可能となる。そのため、事故の波及範囲を最小限に
とどめることができる。According to such a fault location system,
The fault point in the sealed grounded metal container can be accurately and quickly located without relying on visual inspection. As a result, accident response can be expedited and contribute to early recovery.
Moreover, it is possible to efficiently apply the substation at the time of the accident. Therefore, the range of the accident can be minimized.
【００１６】ここで、以上のような故障点標定システム
に用いられているガス圧力センサの構成を図５に示す。
すなわち、ガス圧力センサにはケース２１が設けられて
いる。このケース２１の内側から、ガスを封入したガス
配管２２が外側に引き出されており、その先端部（図示
せず）はガス絶縁開閉装置の接地金属容器に接続されて
いる。また、ガス配管２２のケース２１の内側の基端部
には、弾性を有する仕切り膜２３を介して液室２４が配
設され、仕切り膜２３によってガス配管２２内のガス
と、液室２４内の液体（油等）とが区分されている。FIG. 5 shows the configuration of a gas pressure sensor used in the above-described fault location system.
That is, the gas pressure sensor is provided with the case 21. A gas pipe 22 filled with gas is drawn out from the inside of the case 21, and a distal end (not shown) of the gas pipe 22 is connected to a ground metal container of the gas insulated switchgear. A liquid chamber 24 is disposed at a base end inside the case 21 of the gas pipe 22 via an elastic partition film 23, and the gas inside the gas pipe 22 and the liquid chamber 24 inside the liquid chamber 24 are separated by the partition film 23. Liquid (oil, etc.).
【００１７】液室２４の仕切り膜２３とは逆側には、ス
テンレスなどより構成されたダイヤフラム２５が配設さ
れ、このダイヤフラム２５の液室２４外面にはダイヤフ
ラム２５の歪みを抵抗変化量に変換するピエゾ抵抗素子
２６が取付けられている。このピエゾ抵抗素子２６には
抵抗素子２７が接続されている。これらピエゾ抵抗素子
２６及び抵抗素子２７からブリッジ回路が構成される。A diaphragm 25 made of stainless steel or the like is disposed on the opposite side of the liquid chamber 24 from the partition film 23. The diaphragm 25 is provided on the outer surface of the liquid chamber 24 to convert the distortion of the diaphragm 25 into a resistance change amount. A piezoresistive element 26 is mounted. A resistance element 27 is connected to the piezo resistance element 26. The piezoresistive element 26 and the resistive element 27 form a bridge circuit.
【００１８】ブリッジ回路にはその信号を増幅する電子
回路２８及びケース２１外部に配設された出力信号線３
０が順次接続されている。出力信号線３０は検出器（図
示せず）に接続されている。また、図中２９は電子回路
２８に電源を供給する電源回路であり、３１は電源線で
ある。The bridge circuit includes an electronic circuit 28 for amplifying the signal and an output signal line 3 provided outside the case 21.
0 are sequentially connected. The output signal line 30 is connected to a detector (not shown). In the figure, reference numeral 29 denotes a power supply circuit for supplying power to the electronic circuit 28, and reference numeral 31 denotes a power supply line.
【００１９】この様に構成されたガス圧力センサにおい
ては、ガス絶縁開閉装置の接地金属容器内の絶縁ガスの
圧力が変化し、ガス配管２２内のガス圧力が変化する
と、その圧力変化が、仕切り膜２３、液室２４内の液体
及びダイヤフラム２５を介してピエゾ抵抗素子２６に伝
わる。ピエゾ抵抗素子２６はこの圧力変化を抵抗変化量
に変え、電子回路２８が抵抗変化量を増幅して電気信号
とし、検出器側に伝送する。なお、一般にガス圧力セン
サの分解能Ｐｃは、通常０．０１ｋｇ／ｃｍ2 程度に設
定されている。In the gas pressure sensor constructed as described above, when the pressure of the insulating gas in the grounded metal container of the gas insulated switchgear changes and the gas pressure in the gas pipe 22 changes, the change in the pressure is determined by the partition. The light is transmitted to the piezoresistive element 26 via the membrane 23, the liquid in the liquid chamber 24, and the diaphragm 25. The piezoresistive element 26 converts this pressure change into a resistance change amount, and the electronic circuit 28 amplifies the resistance change amount into an electric signal, which is transmitted to the detector side. In general, the resolution Pc of the gas pressure sensor is usually set to about 0.01 kg / cm 2 .
【００２０】以上のような構成を有するガス圧力センサ
は、ガス区画の事故点を以下のようにして検出する。す
なわち、事故時に接地金属容器内に発生するアークによ
る準定常的なガス圧力上昇値は、ＣＩＧＲＥ ＷＧなど
でも検討されているように、概略次式で評価できる。The gas pressure sensor having the above configuration detects an accident point in a gas section as follows. That is, a quasi-stationary gas pressure increase value due to an arc generated in the grounded metal container at the time of an accident can be roughly evaluated by the following equation, as studied in CIGRE WG and the like.
【００２１】[0021]
【数１】ΔＰ＝（Ｃ・Ｉ・ｔ）／Ｖ ΔＰ：圧力上昇値（ｋｇ／ｃｍ2 ） Ｃ：係数（０．２〜０．３５） Ｉ：アーク電流（ＫＡ） ｔ：アーク継続時間（ｍｓ） Ｖ：容器容積（ｌ） また、アーク電流Ｉはガス絶縁開閉装置が設置される変
電所の電力系統上の位置により、ほぼ決まる。またアー
ク継続時間ｔは、保護リレーの動作時間と遮断器の電流
遮断時間とにより概略決定される。このため、各ガス区
画の容積Ｖが決まれば、各ガス区画における事故時のガ
ス圧力上昇値ΔＰを求めることができる。例えば、非有
効接地系の一線地絡事故の場合、Ｉ＝０．１ＫＡ，ｔ＝
１３４ｍｓ，Ｖ＝１００〜２１００ｌと設定すると、上
記数式１より、ガス圧力上昇値ΔＰ＝０．０４〜０．０
２ｋｇ／ｃｍ2 となる。ΔP = (C · I · t) / V ΔP: pressure rise value (kg / cm 2 ) C: coefficient (0.2 to 0.35) I: arc current (KA) t: arc duration (Ms) V: Container volume (l) The arc current I is almost determined by the position on the power system of the substation where the gas insulated switchgear is installed. The arc duration t is roughly determined by the operation time of the protection relay and the current interruption time of the circuit breaker. Therefore, if the volume V of each gas section is determined, the gas pressure increase value ΔP at the time of an accident in each gas section can be obtained. For example, in the case of a single-line ground fault in an ineffective grounding system, I = 0.1 KA, t =
When 134 ms, V = 100-2100 l, the gas pressure rise value ΔP = 0.04-0.0
It becomes 2 kg / cm 2 .
【００２２】ところで、図６はガス絶縁開閉装置の接地
金属容器内において、地絡事故が発生した場合のガス圧
変動の測定例を示したものである。図に示すように、事
故発生時にはガス圧力は振動波形となる。また、ガス絶
縁開閉装置が設置される変電所あるいは開閉所等では、
送電線からのノイズ、機器動作時に発生するサージ電圧
によるノイズ、地絡発生時の接地電位変動（すなわち地
絡サージ）によるノイズ等が存在する。ガス圧力センサ
が出力する信号はこれらのノイズから多大な影響を受け
る。FIG. 6 shows an example of measuring gas pressure fluctuations when a ground fault occurs in a grounded metal container of a gas insulated switchgear. As shown in the figure, when an accident occurs, the gas pressure has a vibration waveform. In substations or switchyards where gas-insulated switchgears are installed,
There are noise from transmission lines, noise due to surge voltage generated during operation of equipment, noise due to ground potential fluctuation (that is, ground fault surge) when a ground fault occurs, and the like. The signal output by the gas pressure sensor is greatly affected by these noises.
【００２３】そのため、ガス圧力センサを適用する場
合、上記の振動波形から高周波成分を除去し、正味のガ
ス圧力変動を検出し、予め設定された事故時に予想され
るガス圧力上昇値ΔＰと比較判定する処理が必要とな
る。このような圧力信号から上記ノイズの影響を除去す
る方法としては、一定周期Δｔで圧力データをサンプリ
ングし、複数回の平均値を算出して、それを圧力信号と
する方法等がある。また従来では、上記のような高周波
成分の除去及び外部ノイズの除去は、受信器側に接続さ
れる処理装置により行われている。Therefore, when a gas pressure sensor is applied, a high-frequency component is removed from the above-mentioned vibration waveform, a net gas pressure fluctuation is detected, and a comparison is made with a predetermined gas pressure rise value ΔP expected at the time of an accident. Processing is required. As a method of removing the influence of the noise from such a pressure signal, there is a method of sampling pressure data at a constant period Δt, calculating an average value of the pressure data a plurality of times, and using the average as a pressure signal. Conventionally, the removal of high-frequency components and the removal of external noise as described above are performed by a processing device connected to the receiver.
【００２４】[0024]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の故障点標定システムにおいては、以下に
述べるような欠点があった。すなわち、離散的に発生す
るノイズの影響により、ガス圧力センサが事故時のガス
圧力変動を検出できない場合があった。ガス圧力センサ
が事故を検出しなければ、ガス絶縁開閉装置の事故を防
ぐことができず、システムの信頼性は大幅に低下した。
また、ガス圧力信号に対する処理方法によっては誤判定
する恐れもあり、この場合も同様に、信頼性の低下を招
いた。However, the conventional fault locating system described above has the following disadvantages. That is, the gas pressure sensor may not be able to detect the gas pressure fluctuation at the time of the accident due to the influence of discrete noise. Unless the gas pressure sensor detects an accident, the accident of the gas insulated switchgear cannot be prevented, and the reliability of the system has been greatly reduced.
In addition, there is a possibility that an erroneous determination may be made depending on the processing method for the gas pressure signal, and in this case, the reliability is similarly reduced.
【００２５】本発明は、以上のような欠点を解消するた
めに提案されたものであり、その目的は、事故発生時に
おけるガス圧力変動の検出精度を高め、信頼性を向上さ
せる故障点標定システムを提供することである。The present invention has been proposed to solve the above-mentioned drawbacks, and an object of the present invention is to provide a failure point locating system for improving the accuracy of detecting a gas pressure fluctuation at the time of an accident and improving the reliability. It is to provide.
【００２６】[0026]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の故障点標定システムは、ガス圧力センサに
接続された検出器に、カットオフ周波数によりガス圧力
センサからのガス圧力信号の中から高周波成分を除去し
準定常または定常のガス圧力信号のみを取り出すフィル
タ回路と、このフィルタ回路から取り出された信号をＶ
／Ｆ変換し、光信号を出力するＶ／Ｆ変換部と、スイッ
チング周波数によりフィルタ回路及びＶ／Ｆ変換部を駆
動させる直流電源とが配設され、前記Ｖ／Ｆ変換部のＶ
／Ｆ変換周波数帯域は前記直流電源のスイッチング周波
数より低い領域に選定されることを特徴とする。In order to achieve the above object, a fault locating system according to the present invention provides a detector connected to a gas pressure sensor with a cut-off frequency of a gas pressure signal from the gas pressure sensor. A filter circuit for removing high-frequency components from the inside and extracting only a quasi-stationary or steady gas pressure signal;
A V / F conversion unit for performing an A / F conversion and outputting an optical signal, and a DC power supply for driving the filter circuit and the V / F conversion unit according to the switching frequency are provided.
The / F conversion frequency band is selected in a region lower than the switching frequency of the DC power supply.
【００２７】[0027]
【作用】以上のような構成を有する本発明の作用は次の
通りである。すなわち、検出器はガス圧力センサからガ
ス圧力信号を入力する。そして検出器において、フィル
タ回路がカットオフ周波数によりガス圧力信号の中から
高周波成分を除去し準定常または定常のガス圧力信号の
みを取り出す。次いで、Ｖ／Ｆ変換部がフィルタ回路が
取り出したガス圧力信号をＶ／Ｆ変換し、光信号に変え
る。The operation of the present invention having the above configuration is as follows. That is, the detector receives a gas pressure signal from the gas pressure sensor. Then, in the detector, the filter circuit removes high-frequency components from the gas pressure signal based on the cutoff frequency, and extracts only a quasi-stationary or steady gas pressure signal. Next, the V / F converter performs V / F conversion on the gas pressure signal taken out by the filter circuit and converts the gas pressure signal into an optical signal.
【００２８】ところで、直流電源がフィルタ回路を駆動
するため、直流電源からのノイズがフィルタ回路からの
出力信号に入ることがある。この時、Ｖ／Ｆ変換部のＶ
／Ｆ変換周波数帯域を直流電源のスイッチング周波数よ
り低い領域に選定することにより、Ｖ／Ｆ変換周波数帯
域をスイッチング周波数に応答することが難しい領域に
設定することができる。従って、Ｖ／Ｆ変換部が出力す
る光信号から直流電源からのノイズが除去されたことに
なる。Incidentally, since the DC power supply drives the filter circuit, noise from the DC power supply may enter the output signal from the filter circuit. At this time, the V / F converter V
By selecting the / F conversion frequency band in a region lower than the switching frequency of the DC power supply, the V / F conversion frequency band can be set in a region where it is difficult to respond to the switching frequency. Therefore, the noise from the DC power supply has been removed from the optical signal output from the V / F converter.
【００２９】このように、本発明の故障点標定システム
における検出器では、ガス絶縁開閉装置内部に発生した
地絡事故に伴う高周波成分の圧力変動を除去することに
より、ｍＶオーダーのガス圧力変動に比例した検出信号
を光伝送することが可能となる。従って、事故発生時の
ガス圧力変動を高精度に検出することができる。As described above, the detector in the fault locating system according to the present invention eliminates high-frequency component pressure fluctuations caused by a ground fault occurring inside the gas insulated switchgear, thereby reducing gas pressure fluctuations on the order of mV. Optical transmission of a proportional detection signal becomes possible. Therefore, gas pressure fluctuation at the time of occurrence of an accident can be detected with high accuracy.
【００３０】[0030]
【実施例】以下、本発明の故障点標定システムの一実施
例について図１乃至図３に基づいて具体的に説明する。
図１に示すように本実施例の故障点標定システムはガス
圧力センサ４１及び検出器４７を有している。このう
ち、ガス圧力センサ４１の構成及び作用は、図５に示し
た従来のガス圧力センサのそれと同様である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the fault locating system according to the present invention will be specifically described below with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the fault locating system according to the present embodiment includes a gas pressure sensor 41 and a detector 47. Among them, the configuration and operation of the gas pressure sensor 41 are the same as those of the conventional gas pressure sensor shown in FIG.
【００３１】本実施例において、図５に示した電子回路
２８以降、すなわち出力信号線３０及び図１に示す検出
器４７は現場中継盤内に収納されている。検出器４７に
は内部回路として、Ｉ／Ｖ変換器４２、ローパスフィル
タ４３及びＶ／Ｆ変換器４４が順次接続されて設けられ
ている。更に、これらのＩ／Ｖ変換器４２、ローパスフ
ィルタ４３及びＶ／Ｆ変換器４４には直流電源４５が接
続されている。また、Ｖ／Ｆ変換器４４には光ファイバ
４６が接続されている。この光ファイバ４６により、Ｖ
／Ｆ変換器４４からの出力信号を受信器（図示せず）側
へ伝送する部分が絶縁される。In this embodiment, the electronic circuit 28 shown in FIG. 5 and thereafter, that is, the output signal line 30 and the detector 47 shown in FIG. 1 are housed in a field relay board. The detector 47 is provided with an I / V converter 42, a low-pass filter 43, and a V / F converter 44 which are sequentially connected as internal circuits. Further, a DC power supply 45 is connected to the I / V converter 42, the low-pass filter 43, and the V / F converter 44. An optical fiber 46 is connected to the V / F converter 44. With this optical fiber 46, V
The portion for transmitting the output signal from the / F converter 44 to the receiver (not shown) is insulated.
【００３２】Ｉ／Ｖ変換器４２は、ガス圧力センサ４１
からのガス圧力信号（電子回路２８からの電気信号）を
電圧信号に変換する回路である。また、ローパスフィル
タ４３は、カットオフ周波数によりガス圧力信号の中か
ら高周波成分を除去し、準定常または定常のガス圧力信
号のみを取り出すフィルタ回路である。ローパスフィル
タ４３のカットオフ周波数は数Ｈｚ程度である。更に、
Ｖ／Ｆ変換器４４は、ローパスフィルタ４３が取り出し
たガス圧力信号をＶ／Ｆ変換し、光信号を出力する変換
部である。Ｖ／Ｆ変換器４４におけるＶ／Ｆ変換周波数
帯域は、ローパスフィルタ４３のカットオフ周波数より
も高く、且つ電源４５のスイッチング周波数よりも低い
領域に選定されている。The I / V converter 42 is a gas pressure sensor 41
This is a circuit for converting a gas pressure signal (an electric signal from the electronic circuit 28) from the controller into a voltage signal. The low-pass filter 43 is a filter circuit that removes high-frequency components from the gas pressure signal based on the cutoff frequency and extracts only a quasi-stationary or steady gas pressure signal. The cutoff frequency of the low-pass filter 43 is about several Hz. Furthermore,
The V / F converter 44 is a conversion unit that performs V / F conversion on the gas pressure signal extracted by the low-pass filter 43 and outputs an optical signal. The V / F conversion frequency band in the V / F converter 44 is selected to be higher than the cutoff frequency of the low-pass filter 43 and lower than the switching frequency of the power supply 45.
【００３３】直流電源４５は、Ｉ／Ｖ変換器４２、ロー
パスフィルタ４３及びＶ／Ｆ変換器４４に直流電流を供
給して、これらを駆動させるものである。この直流電源
４５には、効率、コスト、大きさの面からスイッチング
方式が用いられている。スイッチング方式とは予め設定
されたスイッチング周波数により直流電源４５を動作さ
せる方式である。The DC power supply 45 supplies a DC current to the I / V converter 42, the low-pass filter 43, and the V / F converter 44 to drive them. The DC power supply 45 employs a switching method in terms of efficiency, cost, and size. The switching method is a method for operating the DC power supply 45 at a preset switching frequency.
【００３４】進んで、本実施例の作用効果について説明
する。一般に、故障点標定システムが高精度で故障点を
正確且つ迅速に標定するためには、事故発生時のガス圧
力変動を高い精度で判別しなくてはならない。そこでガ
ス圧力変動を判別する場合には次の２つのことが要求さ
れている。１つは、ΔＴ（通常、秒のオーダー）ごとに
ガス圧力変動を判別することであり、もう１つはｍＶオ
ーダーでガス圧力変動を判別することである。システム
にｍＶオーダーの分解能が要求されるのは、ガス圧力セ
ンサの出力が１〜５Ｖ程度に変換されているからであ
る。ｍＶオーダーのガス圧力変動の判別を実現させるた
めには、ガス圧力センサ４１が出力したガス圧力信号か
らノイズを除去する必要がある。Next, the operation and effect of this embodiment will be described. Generally, in order for a failure point location system to accurately and quickly locate a failure point with high accuracy, it is necessary to determine gas pressure fluctuation at the time of occurrence of an accident with high accuracy. Therefore, the following two are required to determine the gas pressure fluctuation. One is to determine the gas pressure fluctuation at every ΔT (usually on the order of seconds), and the other is to determine the gas pressure fluctuation at the mV order. The system is required to have a resolution on the order of mV because the output of the gas pressure sensor is converted to about 1 to 5 V. In order to realize the determination of the gas pressure fluctuation on the order of mV, it is necessary to remove noise from the gas pressure signal output by the gas pressure sensor 41.
【００３５】例えば図２中の波形Ａに示すように、ガス
圧力センサ４１からのガス圧力信号には種々の周波数の
ノイズが重なり合っている。そこで、このノイズを取り
除くために検出器５３ではガス圧力信号を次のように処
理する。なお図２中、波形Ｂは信号処理後のガス圧力変
動を示す波形である。For example, as shown by a waveform A in FIG. 2, noises of various frequencies overlap with the gas pressure signal from the gas pressure sensor 41. Therefore, in order to remove this noise, the detector 53 processes the gas pressure signal as follows. In FIG. 2, a waveform B is a waveform indicating a gas pressure fluctuation after the signal processing.
【００３６】まず、Ｉ／Ｖ変換器４２がガス圧力センサ
４１からのガス圧力信号（電子回路２８からの電気信
号）を受け、電圧信号に変換する。続いて、ローパスフ
ィルタ４３が数Ｈｚ程度のカットオフ周波数によりガス
圧力信号中の高周波成分を除去し、準定常または定常の
ガス圧力信号だけを取り出すことができる。First, the I / V converter 42 receives a gas pressure signal from the gas pressure sensor 41 (an electric signal from the electronic circuit 28) and converts it into a voltage signal. Subsequently, the low-pass filter 43 removes high-frequency components in the gas pressure signal at a cutoff frequency of about several Hz, and can extract only a quasi-stationary or steady gas pressure signal.
【００３７】ところで、ガス圧力変動におけるｍＶオー
ダーの判別を実現させることに対し、障害となる要因が
もう１つある。その要因とは直流電源４５から発生する
ノイズである。前述したように直流電源４５はスイッチ
ング周波数により動作するため、通常、数１０〜数１０
０ｋＨｚ程度の範囲の高周波ノイズが発生する。直流電
源４５はローパスフィルタ４３の電源にも使用されるた
め、このノイズはローパスフィルタ４３から出力するガ
ス圧力信号にも現れる。このノイズを除去しないと、せ
っかくローパスフィルタ４３によりノイズを除去して
も、電源４５から入ってくるノイズが残ることになる。By the way, there is another factor that hinders the realization of the order of mV in the gas pressure fluctuation. The factor is noise generated from the DC power supply 45. As described above, the DC power supply 45 operates at the switching frequency.
High frequency noise in the range of about 0 kHz is generated. Since the DC power supply 45 is also used as a power supply for the low-pass filter 43, this noise also appears in the gas pressure signal output from the low-pass filter 43. If this noise is not removed, noise coming from the power supply 45 will remain even if the noise is removed by the low-pass filter 43.
【００３８】そこで、ローパスフィルタ４３が出力する
信号より直流電源４５からのノイズを取り除くために、
検出器４７では次のように処理する。すなわち、ローパ
スフィルタ４３が準定常または定常のガス圧力信号だけ
を取り出した後、この信号（直流電源４５からのノイズ
が含まれている）を、Ｖ／Ｆ変換器４４に入力し、Ｖ／
Ｆ変換器４４はこれをＶ／Ｆ変換して光信号に変える。
この時、Ｖ／Ｆ変換器４４のＶ／Ｆ変換周波数帯域は直
流電源４５のスイッチング周波数より低い領域に選定さ
れている。そのため、Ｖ／Ｆ変換周波数がスイッチング
周波数に応答することは困難である。従って、Ｖ／Ｆ変
換器４４から伝送される光信号に直流電源４５からのノ
イズが含まれることを防止できる。In order to remove noise from the DC power supply 45 from the signal output from the low-pass filter 43,
The detector 47 performs the following processing. That is, after the low-pass filter 43 extracts only the quasi-stationary or steady gas pressure signal, this signal (including noise from the DC power supply 45) is input to the V / F converter 44,
The F converter 44 performs V / F conversion on this and converts it into an optical signal.
At this time, the V / F conversion frequency band of the V / F converter 44 is selected in a region lower than the switching frequency of the DC power supply 45. Therefore, it is difficult for the V / F conversion frequency to respond to the switching frequency. Therefore, it is possible to prevent the noise from the DC power supply 45 from being included in the optical signal transmitted from the V / F converter 44.
【００３９】このように、本実施例における検出器４７
では、ガス絶縁開閉装置内部に発生した地絡事故に伴う
高周波成分の圧力変動を除去することができる。従っ
て、本実施例の故障点標定システムは、ガス圧力変動に
おけるｍＶオーダーの判別を実現させることができ、ｍ
Ｖオーダーの圧力変動に比例した検出信号を光伝送する
ことが可能となる。従って、事故発生時のガス圧力変動
を高精度に検出することができる。As described above, the detector 47 in the present embodiment is used.
Thus, it is possible to remove the pressure fluctuation of the high-frequency component due to the ground fault occurring inside the gas insulated switchgear. Therefore, the failure point locating system according to the present embodiment can realize the determination of the order of mV in the gas pressure fluctuation.
It becomes possible to optically transmit a detection signal proportional to the V-order pressure fluctuation. Therefore, gas pressure fluctuation at the time of occurrence of an accident can be detected with high accuracy.
【００４０】更に、本実施例においては、Ｖ／Ｆ変換器
４４から図示されない受信器側へ光信号を伝送する部分
が光ファイバ４６により絶縁されているため、受信器側
への開閉サージ等の影響は防止できる。従って、電圧階
級の高いガス絶縁開閉装置にて地絡サージが非常に大き
くなり、電線によって電源供給や信号伝送を行うガス圧
力センサ４１を適用しても、ガス圧力センサ４１から信
号を受け取る受信器（図示せず）にサージが発生すると
いうことがなく、優れた信頼性を確保することができ
る。Further, in this embodiment, since the portion for transmitting the optical signal from the V / F converter 44 to the receiver (not shown) is insulated by the optical fiber 46, switching surges and the like to the receiver are generated. The effects can be prevented. Accordingly, a ground fault surge becomes extremely large in a gas insulated switchgear having a high voltage class, and even if the gas pressure sensor 41 that performs power supply and signal transmission using an electric wire is applied, a receiver that receives a signal from the gas pressure sensor 41 is used. (Not shown), no surge occurs, and excellent reliability can be ensured.
【００４１】ところで図３は、図１に示した実施例に受
信器５４を加えた故障点標定システムのブロック図であ
る。図に示すように、受信器５４の内部構成は、図３に
示すように、光伝送された信号を受信するＦ／Ｖ変換器
５３、信号の大きさをカウントするカウンタ回路４８、
種々の演算を行うＣＰＵ４９、データの保存を行うＲＡ
Ｍ５１、プログラムを保存するＲＯＭ５２、上位の計算
機へ出力するインターフェイス５０から成る。FIG. 3 is a block diagram of a fault location system in which a receiver 54 is added to the embodiment shown in FIG. As shown in the figure, the internal configuration of the receiver 54 is, as shown in FIG. 3, an F / V converter 53 for receiving an optically transmitted signal, a counter circuit 48 for counting the magnitude of the signal,
CPU 49 for performing various operations, RA for storing data
M51, a ROM 52 for storing programs, and an interface 50 for outputting to a host computer.
【００４２】このような構成を有する故障点標定システ
ムにおいても、検出器４７と受信器５４とを接続するこ
とにより、上述した作用効果を発揮することが可能であ
る。なお、本発明の故障点標定システムは上述した実施
例に限定されるものではなく、各部の具体的な構成等は
適宜変更可能である。Even in the fault point locating system having such a configuration, the above-described effects can be exerted by connecting the detector 47 and the receiver 54. Note that the fault point locating system of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the specific configuration and the like of each unit can be appropriately changed.
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上述べたように、本発明の故障点標定
システムによれば、フィルタ回路のカットオフ周波数に
よりガス圧力信号の中から高周波成分を除去し、且つＶ
／Ｆ変換部のＶ／Ｆ変換周波数帯域を直流電源のスイッ
チング周波数より低い領域に選定することにより直流電
源からのノイズを除去することができるため、事故発生
時におけるガス圧力変動の検出精度を格段に高めること
ができ、信頼性を向上させることができた。As described above, according to the fault locating system of the present invention, high frequency components are removed from the gas pressure signal by the cutoff frequency of the filter circuit, and V
By selecting the V / F conversion frequency band of the / F conversion section in a region lower than the switching frequency of the DC power supply, noise from the DC power supply can be removed, so that the detection accuracy of gas pressure fluctuation at the time of occurrence of an accident is significantly improved. And the reliability was improved.
【図１】本発明による故障点標定システムの一実施例を
示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a fault point location system according to the present invention.
【図２】図１に示した実施例における信号処理例を示す
信号波形図。FIG. 2 is a signal waveform diagram showing an example of signal processing in the embodiment shown in FIG.
【図３】図１に示した実施例に受信器を加えた故障点標
定システムを示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing a fault location system in which a receiver is added to the embodiment shown in FIG. 1;
【図４】一般的なガス絶縁開閉装置の一例を示す配置
図。FIG. 4 is a layout diagram showing an example of a general gas insulated switchgear.
【図５】従来のガス圧力センサを示す断面図。FIG. 5 is a sectional view showing a conventional gas pressure sensor.
【図６】ガス絶縁開閉装置において地絡アークが発生し
た場合のガス圧力変動の測定例を示す信号波形図。FIG. 6 is a signal waveform diagram showing a measurement example of gas pressure fluctuation when a ground fault arc occurs in the gas insulated switchgear.
４１ ガス圧力センサ ４２ Ｉ／Ｖ変換部 ４３ ローパスフィルタ ４４ Ｖ／Ｆ変換部 ４５ 直流電源 ４６ 光ファイバ ４７ 検出器 ４８ カウンタ回路 ４９ ＣＰＵ ５０ インターフェイス ５１ ＲＡＭ ５２ ＲＯＭ ５３ Ｆ／Ｖ変換部 ５４ 受信器 41 Gas pressure sensor 42 I / V converter 43 Low pass filter 44 V / F converter 45 DC power supply 46 Optical fiber 47 Detector 48 Counter circuit 49 CPU 50 Interface 51 RAM 52 ROM 53 F / V converter 54 Receiver
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 31/08 G01R 31/12 H02B 13/00 - 13/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01R 31/08 G01R 31/12 H02B 13/00-13/08
Claims (1)
電圧導体を収納して成るガス絶縁開閉装置が所定のガス
区画に分割され、このガス区画にガス区画内のガス圧力
を測定してガス圧力信号を出力するガス圧力センサが配
設され、前記ガス圧力センサに前記ガス圧力信号を処理
して検出信号を出力する検出器が接続された故障点標定
システムにおいて、前記検出器には、 カットオフ周波数により前記ガス圧力
信号の中から高周波成分を除去し準定常または定常のガ
ス圧力信号のみを取り出すフィルタ回路と、該フィルタ
回路が取り出した信号をＶ／Ｆ変換し、光信号を出力す
るＶ／Ｆ変換部と、スイッチング周波数により前記フィ
ルタ回路及び前記Ｖ／Ｆ変換部を駆動させる直流電源と
が配設され、 前記Ｖ／Ｆ変換部のＶ／Ｆ変換周波数帯域は、前記直流
電源のスイッチング周波数より低い領域に選定されるこ
と、 を特徴とする故障点標定システム。1. A gas-insulated switchgear comprising a high-voltage conductor housed in a grounded metal container filled with an insulating gas is divided into predetermined gas compartments, and a gas pressure in the gas compartment is measured in this gas compartment. A gas pressure sensor that outputs a gas pressure signal is provided, and in the failure point location system in which a detector that processes the gas pressure signal and outputs a detection signal is connected to the gas pressure sensor, the detector includes: A filter circuit for removing high-frequency components from the gas pressure signal based on the cutoff frequency to extract only a quasi-stationary or steady gas pressure signal, and V / F-converting the signal extracted by the filter circuit to output an optical signal A V / F conversion unit; and a DC power supply for driving the filter circuit and the V / F conversion unit according to a switching frequency, wherein a V / F conversion frequency band of the V / F conversion unit is provided. The fault point location system characterized in that, to be selected in a region lower than the switching frequency of the DC power supply.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24235792A JP3186853B2 (en) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | Fault location system |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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| JPH0694774A JPH0694774A (en) | 1994-04-08 |
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