JP5142783B2 - Gas pressure detector for gas insulated switchgear - Google Patents
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Description
本発明は、ガス絶縁開閉装置のガス絶縁容器内のガス圧力を検出して、ガス絶縁容器内のガス圧力の異常の有無を検出するガス圧力検出装置に関するものである。 The present invention relates to a gas pressure detecting device that detects a gas pressure in a gas insulated container of a gas insulated switchgear and detects whether there is an abnormality in the gas pressure in the gas insulated container.
絶縁ガスが封入されたガス絶縁容器内に遮断器や断路器等の機器を収納したガス絶縁開閉装置においては、絶縁性能および消弧性能を保つために、絶縁ガスのガス圧力を規定値に保つ必要がある。そのため、ガス絶縁容器から絶縁ガスが漏洩した場合など、ガス圧力に異常が発生した場合にはこれを検出する必要がある。 In a gas insulated switchgear in which equipment such as circuit breakers and disconnectors are housed in a gas insulated container filled with insulating gas, the gas pressure of the insulating gas is maintained at a specified value in order to maintain insulation performance and arc extinguishing performance. There is a need. Therefore, when an abnormality occurs in the gas pressure, such as when the insulating gas leaks from the gas insulating container, it is necessary to detect this.
例えば特許文献1に開示されたガス絶縁開閉装置のガス圧力監視装置においては、ガス絶縁開閉装置のガス絶縁容器内に充填された絶縁ガスの圧力を検出するガス圧力検出器と、ガス絶縁開閉装置の周囲温度を検出する温度検出器と、ガス圧力検出器にて検出されたガス圧力信号と温度検出器にて検出された温度信号から、検出されたガス圧力をある温度におけるガス圧力に換算する演算を行い、その演算結果である換算圧力値に基づいてガス絶縁容器内の絶縁ガスの圧力の異常を検出する演算装置と、が設けられている。
For example, in a gas pressure monitoring device for a gas insulated switchgear disclosed in
従来の技術は上記のように構成されているので、温度検出器は周囲温度を測定し、絶縁ガスの正確な温度を測定していないため、換算圧力値に誤差が生じるという問題点があった。そのため、換算圧力値に基づいてなされるガス圧力の異常の検出精度も低下するという問題点があった。 Since the conventional technology is configured as described above, the temperature detector measures the ambient temperature and does not measure the exact temperature of the insulating gas, so there is a problem that an error occurs in the converted pressure value. . For this reason, there is a problem in that the detection accuracy of the abnormality of the gas pressure made based on the converted pressure value also decreases.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高い精度でガス圧力の異常の検出を行うことが可能なガス絶縁開閉装置のガス圧力検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a gas pressure detection device for a gas insulated switchgear capable of detecting an abnormality in gas pressure with high accuracy.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるガス絶縁開閉装置のガス圧力検出装置は、絶縁ガスが封入されたガス絶縁容器内のガス圧力を検出し、前記ガス圧力の異常の有無を判定するガス絶縁開閉装置のガス圧力検出装置であって、前記ガス絶縁容器内のガス圧力を検出する圧力検出部と、前記ガス絶縁容器内のガス温度を検出する温度検出部と、検出された前記ガス圧力および前記ガス温度から、前記ガス圧力を所定の温度におけるガス圧力に換算する演算を行い、その演算結果として換算圧力を算出する演算部と、前記ガス温度の測定誤差に起因する前記換算圧力の誤差を補正する補正演算部と、を備え、前記演算部は、前記補正演算部による補正後の換算圧力に基づき、前記ガス圧力の異常の有無を判定することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a gas pressure detecting device of a gas insulated switchgear according to the present invention detects a gas pressure in a gas insulated container filled with an insulating gas, and A gas pressure detection device for a gas insulated switchgear that determines the presence or absence of an abnormality, a pressure detection unit that detects a gas pressure in the gas insulation container, and a temperature detection unit that detects a gas temperature in the gas insulation container; An operation for converting the gas pressure to a gas pressure at a predetermined temperature from the detected gas pressure and the gas temperature, and calculating a converted pressure as the calculation result, and a measurement error of the gas temperature A correction calculation unit that corrects an error in the converted pressure caused by the correction, and the calculation unit determines whether there is an abnormality in the gas pressure based on the converted pressure corrected by the correction calculation unit. And features.
本発明によれば、ガス温度の測定誤差に起因する誤差の補正がされた補正後の換算圧力に基づいてガス圧力の異常の有無を判定するようにしたので、より精度の高い換算圧力を得るとともに、高い精度でガス圧力の異常の検出を行うことが可能になるという効果がある。 According to the present invention, the presence / absence of abnormality in the gas pressure is determined based on the corrected pressure after correction of the error caused by the measurement error of the gas temperature, so that a more accurate converted pressure is obtained. In addition, there is an effect that it is possible to detect an abnormality in the gas pressure with high accuracy.
以下に、本発明にかかるガス絶縁開閉装置のガス圧力検出装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a gas pressure detection device for a gas insulated switchgear according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本実施の形態にかかるガス絶縁開閉装置のガス圧力検出装置の構成を示す図である。図1においては、ガス絶縁容器1、絶縁ガス2、中心導体17、および絶縁スペーサ18が示されており、これらはガス絶縁開閉装置を構成するものである。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a gas pressure detection device of a gas insulated switchgear according to the present embodiment. FIG. 1 shows a
ガス絶縁容器1の内部には絶縁ガス2が充填されるとともに、その内部には長手方向に沿って延在する中心導体17が設けられている。ガス絶縁容器1内の絶縁ガス2は規定の圧力で封入されたものであり、ガス漏れ等がない限りは、ある温度で一定のガス圧力を示す。また、中心導体17は、ガス絶縁容器1を複数のガス区画に区分する絶縁スペーサ18によって支持されている。
The
図1では、ガス圧力検出装置の構成要素として、ガス圧力検出器3a、3b、3c、温度検出器4、演算装置5、および補正演算器6が示されている。
In FIG. 1,
ガス絶縁容器1には、例えば3つのガス区画が示されており、これらのガス区画にそれぞれ設置されたガス圧力検出器3a、3b、3cは、各ガス区画の絶縁ガスの圧力を検出する。また、ガス絶縁容器1の外部に設けられた温度検出器4は、ガス絶縁容器1の周囲温度を検出する。したがって、温度検出器4は、ガス絶縁容器1内の絶縁ガス2の温度を直接測定しているわけではなく、ガス絶縁開閉装置の周囲温度を測定することで、ガス温度を検出している。
For example, three gas compartments are shown in the
ガス圧力検出器3a、3b、3cと温度検出器4は、それぞれ演算装置5に接続されている。演算装置5は、ガス圧力検出器3a、3b、3cにより検出されたガス圧力信号と温度検出器4により検出された温度信号から、ガス圧力検出器3a、3b、3cにより検出された各々のガス圧力を所定の温度(任意の温度に設定可能であり、以下に示す例では、例えば摂氏20度とした。)におけるガス圧力に換算する演算を行い、その演算結果をそれぞれ換算圧力値として算出する。また、演算装置5は、ガス絶縁容器1内のガス圧力異常を検出するための換算圧力の傾向を示す近似直線を算出する。演算装置5は、換算圧力値(正確には、後述の補正された換算圧力値)に基づき、ガス絶縁容器1内のガス圧力の異常の有無を判定する。
The
演算装置5には補正演算器6が接続されており、この補正演算器6は演算装置5にて算出されたガス圧力検出器3a、3b、3cの各々に対応する換算圧力値(それぞれ、換算圧力値9a、9b、9cとする。)から誤差の補正関数を得て、得られた誤差の補正関数に基づいてこれらの換算圧力値を補正する。ここで、換算圧力値の誤差とは、主に、温度検出器4が絶縁ガス2のガス温度を直接測定しておらず、周囲温度を測定することでガス温度としていることに起因する誤差である。
A correction arithmetic unit 6 is connected to the arithmetic unit 5, and the correction arithmetic unit 6 converts converted pressure values (respectively converted) corresponding to the
次に、本実施の形態の動作について述べる。ガス絶縁容器1の内部に充填される絶縁ガス2の圧力は、各ガス区画の圧力を検出するガス圧力検出器3a、3b、3cによってそれぞれ検出され、周囲温度は温度検出器4により検出される。
Next, the operation of this embodiment will be described. The pressure of the insulating
演算装置5では、ガス圧力検出器3a、3b、3cによりそれぞれ検出されたガス圧力および温度検出器4により検出された周囲温度から、ガス圧力検出器3a、3b、3cにより検出されたガス圧力を所定の温度(例えば、摂氏20度)におけるガス圧力に換算する演算を行い、ガス圧力検出器3a、3b、3cのそれぞれに対応する換算圧力値9a、9b、9cを算出する。また、演算装置5は、換算圧力値9a、9b、9cのそれぞれに対して、各換算圧力値の傾向を示す近似直線10a、10b、10cを算出する。以下、換算圧力値9a、9b、9c、および近似直線10a、10b、10cの具体例について説明する。
In the arithmetic unit 5, the gas pressure detected by the
図2は、本実施の形態のガス圧力値および周囲温度の例を示す図、図3は、本実施の形態の換算圧力値およびこの換算圧力値の近似直線の例を示す図、図4は、本実施の形態の換算圧力値の誤差および補正関数の例を示す図、図5は、本実施の形態における補正後換算圧力値および補正後近似直線の例を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the gas pressure value and ambient temperature of the present embodiment, FIG. 3 is a diagram showing an example of the converted pressure value of the present embodiment and an approximate straight line of the converted pressure value, and FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the converted pressure value error and the correction function according to the present embodiment, and FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the corrected converted pressure value and the corrected approximate straight line according to the present embodiment.
図2では、例えばガス絶縁容器1におけるガス圧力検出器3aで検出した絶縁ガス2のガス圧力値7、および温度検出器4で検出した周囲温度8を示している。ここで、横軸は時間を表し、具体的には、1月から12月までの1年間における日毎にデータを表示している。また、縦軸は、温度(℃)またはガス圧力(MPa)を表している。
FIG. 2 shows, for example, the gas pressure value 7 of the
図3では、演算装置5で算出した換算圧力値9a(例えば摂氏20度の温度に補正した換算圧力値)およびこの換算圧力値9aを直線近似した近似直線10aの例を示す。ここで、横軸は図2と同様の時間軸であり、また、縦軸は、ガス圧力(MPa)を表している。
FIG. 3 shows an example of a
図2に示すように、1年間の四季を通じて、周囲温度8が変化するためガス圧力値7もそれに合わせて変動する。しかし、ガス圧力絶縁容器1内に封入されている絶縁ガス2の容量は変化しないため、理想的には換算圧力値9aは変動せず一定(図示例の場合、0.64MPa)となるはずであるが、実際には図1に示すように周囲温度8が正確に絶縁ガス2の温度を検出していないため、図3に示すように、換算圧力値9aは、ガス温度の測定誤差(この場合は、真のガス温度と周囲温度との差)に起因する誤差により1年を通じて三次関数的曲線を描くことがわかった。
As shown in FIG. 2, since the ambient temperature 8 changes throughout the four seasons of the year, the gas pressure value 7 also changes accordingly. However, since the capacity of the insulating
図3では、この換算圧力値9aを直線で近似する近似直線10aが示されており、図示例では、傾きを持った上昇傾向を示している。近似直線10aは、ガス絶縁容器1内のガス圧力異常を検出するための換算圧力値9aの傾向を示すものであり、例えばガス漏れ等によりガス圧力が低下すると下降傾向を示す。なお、図2、図3では、ガス圧力検出器3aで検出したガス圧力に対応する換算圧力値9a、および近似直線10aについて説明したが、図示していない換算圧力値9b、9c、および近似直線10b、10cについても同様である。
In FIG. 3, an approximate
次に、補正演算器6は、図4に示すように、換算圧力値9a、9b、9cからその誤差11の特徴を抽出し、この誤差11を近似する補正関数12を算出し、さらに、換算圧力値9a、9b、9cを補正関数12に基づいて補正し、図5に示す補正後換算圧力値13および補正後近似直線14を得る。図5では、換算圧力値9aから補正関数12分を減算することで換算圧力値9aを補正し、補正後換算圧力値13と、この補正後換算圧力値13を近似する近似直線14とを得た例を示している。
Next, as shown in FIG. 4, the correction calculator 6 extracts the characteristics of the
ここで、補正演算器6は、誤差11を算出するために、まず、各日毎に換算圧力値9a、9b、9cの平均値を算出する。さらに、換算圧力値9aから各日毎に平均化された換算圧力値を差し引くことで、図4に示す誤差11を得る。なお、図4では、横軸は図2と同様の時間軸であり、縦軸は、誤差11を表しており、また、直線15は誤差=0を表す直線である。前述のように、この誤差11は例えば三次関数曲線で近似することができる。
Here, in order to calculate the
このように、換算圧力値9a、9b、9cの誤差の補正は、所定の期間(図示例では、1年間)における換算圧力値9a、9b、9cのデータを利用して行なわれる。つまり、演算装置5はこの期間における換算圧力値9a、9b、9cのデータまたは換算圧力値9a、9b、9cの算出に必要なデータを保持しており、補正演算器6はこれらのデータに基づいて補正関数12を算出する。
As described above, the correction of the error of the converted
以上より、図3に示す換算圧力値9aおよび近似直線10aと比較し、図5では明らかに一定の圧力値(0.64MPa)に近い補正後換算圧力値13および補正後近似直線14を得ることが出来ており、実際の換算圧力値に近い精度の高い結果を得ることができる。なお、図15では、ガス圧力検出器3aの検出するガス区画にガス漏れ等が発生しておらず、したがって補正後近似直線14がほぼ一定の圧力値(0.64MPa)となる場合について示したが、ガス漏れ等が発生し、補正後の圧力値が0.64MPaから許容範囲を超えて変化した場合についても同様にして補正後換算圧力値および補正後近似直線を得ることができる。
As described above, compared with the converted
また、図4、図5では、換算圧力値9aについて補正後換算圧力値13および補正後近似直線14を求める例について説明したが、換算圧力値9b、9cについてそれぞれ対応する補正後換算圧力値および補正後近似直線を求める処理についても同様である。以上のように、換算圧力値9a、9b、9cにそれぞれ対応する補正後換算圧力値に基づいて、各区画毎にガス圧力の異常の有無を判定することができる。
4 and 5, the example of obtaining the corrected converted
本実施の形態によれば、換算圧力値9a、9b、9cから誤差11を近似する補正関数12を算出し、この補正関数12に基づいて換算圧力値9a、9b、9cを補正するようにしたので、実際の換算圧力値に近い、より精度の高い結果換算圧力値を得ることができるとともに、高い精度でガス圧力の異常の有無を検出することが可能となる。
According to the present embodiment, the
なお、本実施の形態では、温度検出器4は周囲温度を測定しているが、実際の絶縁ガス2のガス温度を測定している場合でも誤差がある場合は、同様にして上記の補正をすることにより精度の高い検出結果を得ることができる。
In the present embodiment, the temperature detector 4 measures the ambient temperature. However, if there is an error even when the gas temperature of the actual insulating
また、本実施の形態では、一例としてガス圧力検出器の個数が3個の場合(ガス圧力検出器3a、3b、3c)を示したが、これに限定されず、上記の補正をすることにより、任意個のガス検出器の場合により精度の高い検出結果を得ることができる。
In the present embodiment, the case where the number of gas pressure detectors is three (
実施の形態2.
本実施の形態の構成は、実施の形態1と同様である。本実施の形態では、補正関数として、三次関数以外の関数を用いる点が実施の形態1と異なる。
The configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment. The present embodiment is different from the first embodiment in that a function other than a cubic function is used as the correction function.
次に、本実施の形態の動作について述べる。ガス絶縁容器1の内部に充填される絶縁ガス2の圧力を圧力検出器3a、3b、3cにより検出し、絶縁ガス2の温度を温度検出器4により検出するところから、演算装置5で算出した換算圧力値9a、9b、9c(例えば、摂氏20度の温度に補正した換算圧力値)および近似直線10a、10b、10cを得るところまでは、実施の形態1と同様である。
Next, the operation of this embodiment will be described. The pressure of the insulating
次に、補正演算器6では、換算圧力値9a、9b、9cから誤差11の特徴を例えば三角関数の近似式として抽出し、誤差を示す補正関数12を三角関数近似により算出し、さらに換算圧力値9を、補正関数12分を減算することで補正し、補正後換算圧力値13および補正後近似直線14を得る。
Next, the correction calculator 6 extracts the characteristics of the
以上より、図3に示す換算圧力値9aおよび近似直線10aと比較し、明らかに一定の圧力値(0.64MPa)に近い補正後換算圧力値13および補正後近似直線14を得ることができ、実際の換算圧力値に近い精度の高い結果を得ることができる。
From the above, compared with the converted
なお、補正関数12としては、三次関数や三角関数の他にも例えばフーリエ級数展開により得られる関数(誤差11をフーリエ級数展開により近似した場合の関数。)など、他の近似方法による関数を使用しても、精度のよい計算結果を得ることができる。
As the
本実施の形態のその他の構成、動作、および効果は実施の形態1と同様である。 Other configurations, operations, and effects of the present embodiment are the same as those of the first embodiment.
1 ガス絶縁容器
2 絶縁ガス
3a,3b,3c ガス圧力検出器
4 温度検出器
5 演算装置
6 補正演算器
7 ガス圧力値
8 周囲温度
9a,9a,9b 換算圧力値
10a,10a,10b 近似直線
11 誤差
12 補正関数
13 補正後換算圧力値
14 補正後近似直線
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ガス絶縁容器内のガス圧力を検出する圧力検出部と、
前記ガス絶縁容器の周囲温度を前記ガス絶縁容器内のガス温度として検出する温度検出部と、
検出された前記ガス圧力および前記ガス温度から、前記ガス圧力を所定の温度におけるガス圧力に換算する演算を行い、その演算結果として換算圧力を算出する演算部と、
前記ガス温度の測定誤差に起因する前記換算圧力の誤差を補正する補正演算部と、
を備え、
前記補正演算部は、所定の期間における前記換算圧力から前記換算圧力の誤差を曲線で近似する補正関数を算出し、この補正関数を前記換算圧力から減算することで前記所定の期間における前記換算圧力の誤差の補正を行い、
前記演算部は、前記補正演算部による補正後の換算圧力に基づき、前記ガス圧力の異常の有無を判定することを特徴とするガス絶縁開閉装置のガス圧力検出装置。 A gas pressure detection device for a gas insulated switchgear that detects a gas pressure in a gas insulation container filled with an insulating gas and determines whether or not the gas pressure is abnormal,
A pressure detector for detecting a gas pressure in the gas insulation container;
A temperature detector that detects the ambient temperature of the gas insulating container as the gas temperature in the gas insulating container;
From the detected gas pressure and the gas temperature, a calculation unit that converts the gas pressure into a gas pressure at a predetermined temperature, and calculates a converted pressure as a calculation result;
A correction calculation unit for correcting an error in the converted pressure caused by the measurement error in the gas temperature;
With
The correction calculation unit calculates a correction function that approximates an error of the converted pressure with a curve from the converted pressure in a predetermined period, and subtracts the correction function from the converted pressure to thereby calculate the converted pressure in the predetermined period. Correction of the error,
The gas pressure detection device for a gas insulated switchgear, wherein the calculation unit determines whether or not the gas pressure is abnormal based on the converted pressure corrected by the correction calculation unit.
前記演算部は、前記近似直線に基づき、前記ガス圧力の異常の有無を判定することを特徴とする請求項1に記載のガス絶縁開閉装置のガス圧力検出装置。 The correction calculation unit calculates an approximate straight line that approximates a trend in the predetermined period of the converted pressure after the correction with a straight line,
The gas pressure detection device for a gas insulated switchgear according to claim 1 , wherein the calculation unit determines whether there is an abnormality in the gas pressure based on the approximate line .
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