JP6872990B2 - 事故点評定装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガス絶縁開閉装置で事故の発生したガス区画を評定可能とする事故点標定装置に関する。

ガス絶縁開閉装置は絶縁媒体であるガスが封入されたガス区画が多数連結されて構成されている。そのため、地絡や短絡などの事故が発生した場合には、速やかに事故の発生したガス区画（容器）を見つけ出し、補修や更新をする必要がある。しかしながら、外部から目視によって何れの圧力容器で事故が発生したのかを見極めることは困難である。事故時に発生するアークによって、ガスが過熱されて膨張するので、ガス絶縁開閉装置を構成するすべてのガス区画内の圧力を監視することで、事故の発生した圧力容器を特定できると考えられている。

特許文献１では、密閉容器１５の外部に設けられ、密閉容器内と連通する第１ガス室と第２ガス室間の仕切り隔壁１０に、ひずみゲージ９を配置し、第１ガス室と第２ガス室の圧力差を検出してガス絶縁機器の内部事故を検知する。

特開平８−３０８０４６

しかしながら、上記特許文献における内部事故検出装置では、密閉容器内のガスを配管を通じて外部の圧力センサに導く構成となるため、１つの密閉容器の監視に対してシール部が複数必要となり、ガス漏れリスクがあった。

本発明の目的は、ガス漏れリスクの少ない事故点標定装置を提供することにある。

上記目的は、導体を収納するガス区画を複数個備えたガス絶縁開閉装置の事故点を評定する事故点評定装置において、前記ガス区画を構成する金属管に各々取り付けられ、前記金属管の歪を検出する歪検出手段と、前記導体を流れる電流を検出する電流検出手段と、前記歪検出手段の信号を記録する記録装置と、前記記録装置の信号に基づいて評定を行う処理手段とを備え、前記電流検出手段が検出する電流が所定の値を超えた場合に、前記処理手段が前記記録装置に記録された信号に基づいて、事故点である前記ガス区画を評定することにより達成される。

本発明によれば、ガス漏れリスクの少ない事故点標定装置を提供することができる。

事故区画点標定システムの構成図である。 歪センサの金属管への取り付けを示す図である。 ガス絶縁開閉装置の単相結線図の一例を表す図である。 事故点標定のフローチャートを示す図である。 モニタ画面における事故点表示例を示す図である。 電流の瞬時値、実効値、閾値の関係を示す図である。 電流の瞬時値から実効値の計算方法を示すブロック図である。 歪センサの出力と計算結果とを示す図である。 事故点標定の他のフローチャートを示す図である。

以下、実施形態の一例を図面に基づいて説明する。

図１は、本実施形態を示すガス絶縁開閉装置と事故点標定装置とからなるシステム構成図である。

ガス絶縁開閉装置は、内部に絶縁性ガスが充填された複数のガス区画１ａ，２ａ，３ａと、高電流が流れる導体２とから構成される。ここで複数のガス区画１ａ，２ａ，３ａは、金属管３１ａ，３１ｂ，３１ｃと、絶縁性のスペーサ３２ａ，３２ｂとから構成される。なお図１では、１ａ，３ａを構成する両端のスペーサは省略されている。また、ガス区画１ａ，２ａ，３ａの他にも存在するガス区画も省略されている。

事故点標定装置は、ガス絶縁開閉装置を構成する金属管３１ａ，３２ｂ，３３ｃの外側面に設置された軸方向歪センサ３ａ，３ｂ，３ｃと、周方向のひずみを測定するための周方向歪センサ４ａ，４ｂ，４ｃと、これらの歪センサからの信号及び導体２の電流を検出する電流センサ８から信号の瞬時波形を保持することができる波形記録部５と、波形記録部５と通信線７を介して接続し診断や評定を行う処理部６とから構成される。ここで、電流センサ８はガス絶縁開閉装置のユニットの必要な所に適宜全ての末端に適宜取り付けられるものとする。歪センサは、ガス区画内の絶縁性ガスに曝されることがないので、故障や劣化が少ない。

図２に、図１の歪センサ取付け部分を拡大して表示する。なお、軸方向歪センサ３ｂと周方向歪センサ４ｂは、一体に構成されたセンサであっても良い。

図３に、ガス絶縁開閉装置の単相結線図の一例として，二重主母線方式を示す。この例では，６回線の引き出しがあり，端子Ｎ１〜Ｎ６が外部の設備と接続される。各回線にはガス絶縁開閉装置に流れ込む電流Ｉ１〜Ｉ６を測定するための電流センサ８ａ〜８ｆが備えられており，これらの信号が波形記録部５に入力されることとなる。

図４では、処理部６が行う事故点の標定について、フローチャートを用いて説明する。処理部６では、電流センサ信号８を常に監視している。まず処理Ｓ１で、電流センサ信号８の測定電流が定格電流を超えるものがあるかを判断する。

ここで、電流センサ信号８で測定する電流は瞬時値電流ｉ（ｔ）であるため、図６に示すように、一旦、ｉ（ｔ）を実効値Ｉ（ｔ）に変換して、実効値Ｉ（ｔ）が定格電流１ｐ．ｕ．を超えるかを監視する。 図７に電流の瞬時値ｉ（ｔ）から実効値Ｉ（ｔ）を計算するためのブロック図を示す。瞬時値ｉ（ｔ）と、電気角で９０度位相をずらした瞬時値ｉ２（ｔ）とを用いて、次式により実効値Ｉ（ｔ）を計算する。
（数１）
Ｉ（ｔ）＝√（ｉ（ｔ）＾２ ＋ ｉ２（ｔ）＾２）／√２
ガス絶縁開閉装置内で事故が発生すると、監視している電流が定格電流を超えるため、超えた場合には次の処理Ｓ２に移る。超えない場合には処理Ｓ３へは進まない。

処理Ｓ２では、波形記録部５によって、所定の時間、全てのガス区画の軸方向歪センサ３ａ，３ｂ，３ｃ…、軸方向歪センサ４ａ，４ｂ，４ｃ…からの信号の瞬時波形を記録する。

処理Ｓ３では、軸方向歪センサ３ａ，３ｂ，３ｃ…の中から、所定の閾値ε１を超えるガス区画を特定する。事故により地絡の発生したガス区画内では、アーク電流により内部のガスが過熱され膨張するため、円筒形状を基本とするガス区画の軸方向と周方向に歪が発生する。したがって、この処理を行うことで事故の発生しているガス区画の候補を特定して絞り込むとともに、ノイズによる誤検出が低減可能となる。 ここで事故とは、異物やガス抜けなどにより地絡や短絡が生じることである。

図８（ａ）で軸方向の歪σ１を説明する。ここでは、図１においてガス区画１ｂで地絡が発生しているものとしている。ガス区画１ｂに加えて、隣接しているガス区画１ａ及び１ｃについても閾値ε１を超過しているため、多くのガス区画の中か、ガス区画１ａ，１ｂ，１ｃが選ばれて事故地点の候補となる。ピーク値をみても閾値を超えないものについては、候補から外す。

もし、閾値ε１を超えるガス区画が１つしかなければ、そこを事故点と評定し、処理Ｓ６へ進む。また、閾値ε１を超えるガス区画が複数ある場合に、波形のピーク値が最大となるガス区画を事故点と評定し、処理Ｓ６へ進んでしまっても良い。

処理Ｓ４では、処理Ｓ３で事故点の候補となったガス区画について、周方向の歪σ１と軸方向の歪σ２との比率σ１／σ２を計算する。周方向の歪σ２は図８（ｂ）のようになる。図８（ｃ）に比率σ１／σ２の計算結果の例を示す。事故の発生しているガス区画１ｂの比率が最も大きい。

処理Ｓ５で、比率σ１／σ２が最も大きいガス区画１ｂを事故点として評定する。

処理Ｓ６では、導体２に過大な電流なが流れたときに遮断機（図３）を動作させるために設けられた保護リレーの情報から、診断の対象としているガス絶縁開閉装置で事故が発生していと特定されたら、次の処理Ｓ７に移り、保護リレー情報により事故の発生が特定されなかった場合には、処理Ｓ１の処理に戻り評定をやり直す。

次に処理Ｓ７で、評定されたガス区画を処理部６のモニタ画面に表示する。図５にモニタ画面の事故点の表示例を示す。図３に示す単相結線図にガス区画の情報が加わったものであり、実際のガス開閉装置のガス区画との対応が容易に分かるようになっている。事故点は強調表示され、一目で分かるようになっている。また、事故相の情報も右下に表示される。図５ではＮｏ．０２２のガス区画に対応した部分のＡ相で事故が発生していることが図示される。

図９では、処理部６が行う別の事故点標定の例を示す。図９の処理では、図４の処理のうちＳ1処理を省略している。電流の常時監視を行わないので、事故点標定の際の処理負担を軽減できる。

以上の実施例によれば、事故発生後、早々に事故点を評定できる。これにより、大幅な省力化が期待できる。さらに、本実施例では、ガス区画内から絶縁性ガスを区画外くことなく実現できるので、ガス漏れのリスクが小さく、簡素で信頼性の高い。

１ａ，１ｂ，１ｃ…ガス区画、
２…導体、
３ａ，３ｂ，３ｃ…軸方向歪センサ、
４ａ，４ｂ，４ｃ…周方向歪センサ、
５…波形記録部、
６…処理部、
７…地絡、
８…電流センサ、
３１ａ，３１ｂ，３１…金属管
３２ａ，３２ｂ…スペーサ

Claims (6)

1. 導体を収納するガス区画を複数備えたガス絶縁開閉装置の事故点評定装置において、
   前記ガス区画を構成する金属管に各々取り付けられ、前記金属管の歪を検出する歪検出手段と，
   前記歪検出手段の歪が所定の値を超えた前記ガス区画の中から、特定の前記ガス区画を事故点と評定する処理手段と、を備え、
   前記歪検出手段は、前記金属管の軸方向の歪を検出するものであって、
   前記処理手段は、前記軸方向の歪が所定の値を超えた前記ガス区画の中から、特定の前記ガス区画を事故点と標定することを特徴とする事故点評定装置。
2. 請求項１において、
   前記歪検出手段の信号を記録する記録装置を備え、
   前記処理手段が、前記記録装置に記憶された信号の波形が最大のピーク値をもつ前記ガス区画を事故点と標定することを特徴とする事故点評定装置。
3. 請求項１において、
   前記歪検出手段は、前記金属管の周方向の歪と軸方向の歪とを検出するものであって、
   前記処理手段は、前記軸方向の歪と前記周方向の歪とに基づいて、特定の前記ガス区画を事故点と標定することを特徴とする事故点評定装置。
4. 請求項３において、
   前記処理手段は、前記軸方向の歪に対する前記周方向の歪の比率を求め、前記比率が最大となるガス区画を事故点と標定することを特徴とする事故点評定装置。
5. 請求項４において、
   前記導体の流れる電流を検出する電流検出手段と、
   前記導体の電流を遮断する遮断手段と、
   前記電流検出手段の検出する電流に基づいて、事故が発生すると前記遮断手段を動作させる保護手段とを備え、
   前記保護手段からの情報が事故の発生を否とするものであった場合には、前記処理手段が事故点の評定の処理をやり直すことを特徴とする事故点評定装置。
6. 請求項５において、
   事故点と評定されたガス区画を表示する表示手段を備えたことを特徴とする事故点評定装置。

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