JP5083175B2 - 閃絡検出装置 - Google Patents
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Description
複数の圧電複合材料センサを利用した、閃絡検出装置が提案されている(特許文献1)。この装置は、検出対象の機器の外部に、複数の圧電複合材料センサを配置し、複数の圧電複合材料センサと信号線で接続された信号処理部が機器の異常を判別する。圧電複合材料センサは、シート形状をしており複雑な形状を有する容器に対しても取り付け可能であり、また数10Hzから1MHzの広い周波数領域に亘って平坦な周波数特性を有するため、信号パターンを忠実に検出することができる。信号処理部は、事故発生要因となる各種の信号パターンを参照信号として記憶しており、検出した信号パターンと参照信号とを比較演算することで異常の有無を判別する。
本発明に係る閃絡検出装置は、下記の(1)〜(8)に記載のとおりである。
上記検出対象機器に発生する振動を検出する検出センサと、
上記検出センサから検出された信号のピーク値を保持するピークホールド部と、
を有する閃絡検出装置。
(2)上記ピーク値が所定の閾値を超えた場合に上記検出対象機器に閃絡が生じたことを通知する処理部をさらに有する(1)に記載の閃絡検出装置。
(3)上記保持されたピーク値に相当する電圧を出力するホールド電圧出力端子をさらに有する(1)又は(2)に記載の閃絡検出装置。
(4)上記検出センサは、プラスチック容器に収められた圧電素子である(1)〜(3)のいずれかに記載の閃絡検出装置。
(5)上記閃絡を無線で通知する無線通信部をさらに有する(2)〜(4)のいずれかに記載の閃絡検出装置。
(6)上記ピークホールド部は、上記検出センサの上に収縮材もしくは緩衝材を介して配置される(1)〜(5)のいずれかに記載の閃絡検出装置。
(7)太陽電池セルをさらに有し、該太陽電池セルは、上記検出センサと上記ピークホールド部に給電する(1)〜(6)のいずれかに記載の閃絡検出装置。
(8)上記閃絡検出装置は、上記検出対象機器に収縮性のあるベルトで固定される(1)〜(7)のいずれかに記載の閃絡検出装置。
図1に示される閃絡検出装置20は、圧電素子1、バッテリ2、基板5、スポンジ17を有する。圧電素子1は、圧電効果を利用した受動素子であり、圧電体に加えられた力を電圧に変換する。地絡事故が発生した容器の壁面には、10Gを超える加速度振動が発生することが判っている。そのため、圧電素子1は、この加速度振動を検出できる程度の検出精度を有している。このような加速度振動検出能は、従来の振動波を検出するために要求される精度と比較して低い。そのため、圧電素子1は、例えば、圧電セラミックスと金属を貼り合わせたユニモルフ振動子のような簡易な構成を有した素子であって良く、圧電素子1はプラスチック容器にモールドして収めることで検出対象機器との高絶縁を保つことが出来る。
バッテリ2は、圧電素子1や基板5に電力を給電するためのバッテリであり、筐体21の中に収納される。閃絡検出装置20は、従来の装置のように閃絡検出部と、センサ部とが離れて設置された構成を有さず、図1に示すように圧電素子1と基板5が一体となった構成である。そのため、図1に示すように、閃絡検出装置20は、圧電素子1及び基板5に対する給電を行うために、バッテリ2も含んで全機能構成部を一体化させた構成を有する。
このように、4個のゴム足を基点に、圧電素子1をスポンジ17で固定し、直径の異なる容器や、管路でなく平面でもセンサの検出面を確実に接触させ、水平又は垂直又は逆さに取り付けることができるため、多種の検出対象機器に対して取り付け出来る。
図2に示される閃絡検出装置20においては、基板5の上に、電源スイッチ3、リセットスイッチ4、調整抵抗6、ブザー7、LED表示器8、比較電圧端子9、GND端子10、ホールド電圧端子11、バンド通し穴13が配置される。基板5の下には、圧電素子1、及びゴム足12が配置される。
図2に示される一実施形態においては、基板5を縦80mm×横70mmのサイズで形成することが出来、非常に小形である。
ホールド電圧端子11は、ピークホールド回路32で保持されるピーク電圧を出力する端子である。このホールド電圧端子11の電圧を、電圧テスタで測定することで、容器に生じた加速度を確認出来、この測定電圧値が予め想定される電圧値より高い場合、閃絡検出と判別することも出来る。
また、閃絡検出装置20は、コードレスなため、装置を容器に取付け、電源スイッチ3を入れるだけで容易な操作で閃絡検出を開始することが出来る。
閃絡検出装置20を容器50cに適用する場合、閃絡検出装置20の両端にあるバンド通し穴13がGIS容器の円周方向へ向く様に容器50c表面に取り付けるのが好ましい。容器50cの全周に回した固定バンド16の両端を閃絡検出装置20のバンド通し穴13の2つの穴にそれぞれ通し、固定バンド16の両端の面ファスナ14、15を貼り合わせて装置20を固定する。
なお、閃絡検出装置20でのブザー7やLED表示器8の現場表示に代えて、又は、それらの現場表示に加えて、遠隔にある制御装置に閃絡検出を表示する場合は、比較回路33に図示しない特定小電力発信装置が接続され、その発信装置によって閃絡検出信号が遠隔にある制御装置に送信される。発信装置は、無線LAN、Bluetooth(登録商標)、ZigBee(登録商標)等のプロトコルに従って閃絡検出信号を送信する機器であっても良い。
なお、閃絡検出装置20は、バッテリ2の充電および補助電源として太陽電池セル35を備えても良い。このように、閃絡検出装置20は、バッテリ2または太陽電池により電源を供給し、且つ圧電素子1をプラスチック容器に収めてモールドしたものとすることで、取付対象容器と閃絡検出装置20間との絶縁を簡易に実現し、従来の閃絡検出装置のような接地工事は不要になる。
GIS50dの各容器50d−1〜50d−4には、閃絡検出装置20−1〜20−4がそれぞれ取り付けられる。43は容器内に発生した閃絡点を示す。GISの金属容器は一般的にエポキシ製の絶縁スペーサ22を介して接続されているため、エポキシの絶縁スペーサ22を挟んだ隣の容器への振動伝搬は減衰が大きい。一般的には、閃絡した容器から伝搬した隣接した容器の振動値は、閃絡容器の半分以下の振動値となる。そのため容器間を絶縁スペーサ22等、振動伝搬を減衰させる物質で接続するGISは、より明確な閃絡を生じた機器の判定が可能になる。
また、閾値を超えない弱い振動も、LED表示器が点灯しないが、衝撃のレベルは、測定された電圧値の相対的な評価で判定することによって、検出電圧値が一番高い容器を閃絡点として特定することが出来る。このように、閃絡検出装置20は、検出対象容器毎に独立した一体型構成を有するので、完全分散型の閃絡検出手段として閃絡点標定が構成可能となり、閃絡及び閃絡発生箇所の検出精度を向上できる。
2 バッテリ
3 電源スイッチ
4 リセットスイッチ
5 基板
6 調整抵抗
7 ブザー
8 LED表示器
9 比較電圧端子
10 GND端子
11 ホールド電圧端子
12 ゴム足
13 バンド通し穴
14、15 面ファスナ
16 固定バンド
17 スポンジ
20 閃絡検出装置
22 絶縁スペーサ
31 増幅回路
32 ピークホールド回路
33 比較回路
34 表示回路
35 太陽電池セル
36 電源回路
50 GIS
50a、50b、50c 容器
Claims (7)
- 検出対象機器に外部配置される閃絡検出装置であって、
前記検出対象機器に発生する振動を検出する検出センサと、
前記検出センサから検出された信号のピーク値を保持するピークホールド部と、
前記保持されたピーク値に相当する電圧を出力するホールド電圧出力端子と、
を有する閃絡検出装置。 - 検出対象機器に外部配置される閃絡検出装置であって、
前記検出対象機器に発生する振動を検出する、プラスチック容器に収められた圧電素子からなる検出センサと、
前記検出センサから検出された信号のピーク値を保持するピークホールド部と、
を有する閃絡検出装置。 - 検出対象機器に外部配置される閃絡検出装置であって、
前記検出対象機器に発生する振動を検出する検出センサと、
前記検出センサから検出された信号のピーク値を保持するピークホールド部と、
を有し、前記検出対象機器に収縮性のあるベルトで固定される閃絡検出装置。 - 前記ピーク値が所定の閾値を超えた場合に前記検出対象機器に閃絡が生じたことを通知する処理部をさらに有する請求項1〜3の何れか一項に記載の閃絡検出装置。
- 前記閃絡を無線で通知する無線通信部をさらに有する請求項4に記載の閃絡検出装置。
- 前記ピークホールド部は、前記検出センサの上に収縮材もしくは緩衝材を介して配置される請求項1〜5の何れか一項に記載の閃絡検出装置。
- 太陽電池セルをさらに有し、該太陽電池セルは、前記検出センサと前記ピークホールド部に給電する請求項1〜6の何れか一項に記載の閃絡検出装置。
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