JPH08306279A - 真空遮断器の真空度監視装置 - Google Patents

真空遮断器の真空度監視装置

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JPH08306279A
JPH08306279A JP10960995A JP10960995A JPH08306279A JP H08306279 A JPH08306279 A JP H08306279A JP 10960995 A JP10960995 A JP 10960995A JP 10960995 A JP10960995 A JP 10960995A JP H08306279 A JPH08306279 A JP H08306279A
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vacuum
vacuum degree
monitoring device
signal processing
processing circuit
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JP10960995A
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Toshimasa Maruyama
稔正 丸山
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空度チェック用の停電および高圧電源装置
を不要とし、真空度の判定を容易に実施し、メンテナン
ス作業等のコストを低減した真空遮断器の真空度監視装
置を得る。 【構成】 真空容器内で接離可能に対向した一対の接触
子61、62を封入してなる真空バルブ6と、真空バル
ブを絶縁ガスGS内に封入するためのガス容器1とを有
し、接触子を開閉して電気回路の開閉を行う真空遮断器
の真空度監視装置において、真空バルブの開極時に真空
バルブ内の接触子間に発生するアーク光Lのスペクトル
を検出して電気信号Eを出力する検出部3aと、電気信
号に基づいて、スペクトルが絶縁ガスの輝線スペクトル
を示すときに真空度が低下したことを判別して警報信号
Hを出力する信号処理回路部5とを設け、信号処理回路
部を主回路とは非接触関係で設置した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、真空開閉機器の電流
開閉部に使用する真空バルブの真空度を判別且つ監視す
る真空遮断器の真空度監視装置に関し、特に非接触で真
空度の判別を可能として作業コストを低減した真空遮断
器の真空度監視装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は一般的なガス絶縁開閉装置(C−
GIS)に収納されている真空遮断器の開極状態におけ
る主要部構造を示す主要部断面図であり、図において、
6は真空遮断器をオンオフ制御するための真空バルブで
ある。61は真空バルブ6内に位置決め固定された固定
接点、62は真空バルブ6内で軸方向に移動可能な可動
接点であり、一対の接触子を構成する固定接点61およ
び可動接点62は、オフ状態において、各先端部に一定
の間隔を持たせて対向配置されている。
【0003】611および612はセラミックにより形
成された真空バルブ6の絶縁筒であり、これらは、金属
筒613により軸方向に接合されて延長され、筒状の真
空容器を構成している。
【0004】614および615は絶縁筒611、61
2および金属筒613からなる筒状容器の両端を閉塞す
る端板、618は可動接点62の周辺の気密性を保持す
るためのベローズ、619は固定接点61および可動接
点62を同心状に取り囲んでいるシールドである。固定
接点61は端板614に固定され、可動接点62は、ベ
ローズ618を介して端板615に気密的に接続されて
いる。
【0005】次に、図5の特性図を参照しながら、図4
に示した従来の真空遮断器の真空度監視装置の動作につ
いて説明する。ガス絶縁開閉装置に収納された真空遮断
器の真空バルブ6において、真空バルブ6内にSF
6(6フッ化イオウ)ガスが侵入して、真空度がたとえ
ば10-3Torr(トリチェリ)オーダよりも低下(1
-3Torr以上に気圧が上昇)した場合、固定接点6
1と可動接点62との間(電極間)、および、固定接点
61および可動接点62とシールド619との間(電極
およびシールド間)の放電電圧[kV](この場合、1
mmの間隔に対する放電電圧)は、それぞれ、図5の実
線および破線に示すように変化する。
【0006】したがって、真空遮断器がたとえば開極状
態(真空バルブ6内の固定接点61と可動接点62との
間の間隔が開いているオフ状態)にある場合、真空バル
ブ6の固定接点61と可動接点62との間に、各接点間
の放電電圧特性から選定した任意の電圧を印加して、放
電が発生するか否かを見ることによって真空度が健全か
否かを調べることができる。
【0007】具体的には、各接点61および62の電極
間隔が6mm(定格電圧6kV)の場合、5kV程度の
電圧を印加して放電が発生すれば真空度が異常に低下し
ていると判定される。しかしながら、絶縁筒611およ
び612が劣化しても、放電電圧が低下するため、実際
に真空度の劣化に起因するのかを確実に特定することは
できない。
【0008】このように、従来の真空度監視装置におい
ては、真空度の健全化を調べるために、ガス絶縁開閉装
置内部で断路器を操作して真空バルブを主回路から切り
離し、前述した任意の電圧を印加して放電電流が流れる
か否かを調べていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来の真空遮断器の真
空度監視装置は以上のように、真空度の健全性判定を行
う場合には、真空遮断器を主回路から切り離す(真空遮
断器より下位の電路の停電をとる)必要があるととも
に、真空バルブ6に電圧を印加するための高圧電源装置
が必要になるうえ、放電発生が判定されても真空度が劣
化したのか絶縁筒611および612が劣化したのかを
判別しにくいという問題があった。
【0010】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、真空バルブの真空度調査のた
めに停電をとる必要がなく、且つ高圧電源装置も必要と
せず、真空度の判定を容易に実施することができ、作業
コストを低減した真空遮断器の真空度監視装置を提供す
ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る真空遮断器の真空度監視装置は、真空容器内で接離可
能に対向した一対の接触子を封入してなる真空バルブ
と、真空バルブを絶縁ガス内に封入するためのガス容器
とを有し、接触子を開閉することによって電気回路の開
閉を行う真空遮断器の真空度監視装置において、真空バ
ルブの開極時に真空バルブ内の接触子間に発生するアー
ク光のスペクトルを検出して電気信号を出力する検出部
と、電気信号に基づいて、スペクトルが絶縁ガスの輝線
スペクトルを示すときに真空度が低下したことを判別し
て警報信号を出力する信号処理回路部とを備えたもので
ある。
【0012】また、この発明の請求項2に係る真空遮断
器の真空度監視装置は、請求項1において、絶縁ガスは
SF6からなり、検出部は、SおよびFの輝線スペクト
ルのみを通過させるフィルタを含むものである。
【0013】また、この発明の請求項3に係る真空遮断
器の真空度監視装置は、請求項1において、絶縁ガスは
2からなり、検出部は、N2の輝線スペクトルのみを通
過させるフィルタを含むものである。
【0014】また、この発明の請求項4に係る真空遮断
器の真空度監視装置は、請求項1から請求項3までのい
ずれかにおいて、真空バルブは2本の真空バルブを直列
に接続した構成からなり、検出部は、各真空バルブに対
応して2個並設され、信号処理回路部は、各検出部から
の電気信号の差分をとって輝線スペクトルの有無を判別
するものである。
【0015】
【作用】この発明の請求項1においては、開極(オフ)
時に真空バルブ内の接点間のアークより発生する光のス
ペクトルが、真空度低下時に絶縁ガス成分の影響で変化
することに着目し、スペクトル分析装置となる信号処理
回路部を主回路とは非接触関係で設置する。これによ
り、真空度低下の判別を真空バルブの接点間のアークに
より発生する光のスペクトルにより検出し、真空度の監
視を主回路に対して非接触で実施可能とする。
【0016】また、この発明の請求項2においては、真
空バルブを封入する外部の絶縁ガスがSF6の場合に、
SおよびFの輝線スペクトル成分を分析して真空度劣化
を判別する。
【0017】また、この発明の請求項3においては、真
空バルブを封入する外部の絶縁ガスがN2の場合に、N2
の輝線スペクトル成分を分析して真空度劣化を判別す
る。
【0018】また、この発明の請求項4においては、2
本の真空バルブを直列接続し、各真空バルブの接点間の
アークより発生する光のスペクトルの差分を検出して、
真空度劣化の判別を行う。
【0019】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の実施例1を図について説明
する。図1は真空度監視装置を搭載したガス絶縁開閉装
置の遮断器室の主要部構成を示す断面図であり、6、6
1および62は前述と同様のものである。図1におい
て、1はSF6ガスGSが封入されたガス容器、2はガ
ス容器1の側壁の一部に設けられた開口部である。
【0020】3は開口部2に設けられた樹脂製の密封端
子であり、入射した光Lを電気信号Eに変換する検出部
3aを内蔵している。密封端子3は、開口部2を気密に
するように取り付けられるとともに、真空バルブ6の接
触子間に発生するアークAを観測できる位置に取り付け
られている。5は真空度劣化時に警報信号Hを出力する
信号処理回路部であり、検出部3aとともに真空度監視
装置を構成している。検出部3aの出力端子は、接続ケ
ーブル4を介して信号処理回路部5に接続されている。
【0021】8は真空遮断器6内の可動接点62を駆動
するための操作機構、9は操作機構8の駆動力を可動接
点62に伝達するための絶縁ロッド、Aは開極時に各接
点61および62間に発生するアーク、LはアークAに
より出射される光である。
【0022】図2は図1内の検出部3aおよび信号処理
回路部5の構成例を示すブロック図である。図2におい
て、31はS(イオウ)およびF(フッ素)原子の輝線
スペクトルだけを通過させるフィルタ、32はフィルタ
31を通過した光Lfを電気信号Eに変換する検出器で
あり、これらは検出部3aを構成している。
【0023】51は検出器32からの電気信号Eの強度
分布等を処理判定する信号処理部、52は信号処理部5
1の判定結果が真空度低下を示す場合に警報信号Hを生
成する出力装置であり、これらは信号処理回路部5を構
成している。
【0024】図3は真空バルブ6を2本直列に接続して
構成した事例を示す断面図である。図3において、30
1および302は図1内の検出部3aと同一構成の2個
の検出部であり、各真空バルブ6に対応して、ガス容器
1の側壁に並列に取り付けられている。500は各検出
部301および302からの電気信号E1およびE2を
処理する信号処理回路部である。
【0025】次に、図1および図2を参照しながら、こ
の発明の実施例1の動作について説明する。まず、初期
状態において、接触子すなわち固定接点61および可動
接点62は閉成(オン)されているものとする。
【0026】図1において、操作機構8内の制御装置
(図示せず)に開極指令が入力されると、操作機構8が
動作し、その駆動力が絶縁ロッド9に伝達されて、真空
バルブ6内の可動接点62が固定接点61から離れ、各
接点61および62間にアークAが発生する。
【0027】このとき、真空バルブ6の真空度が正常で
あれば、真空バルブ6中に発生するアークAの発光スペ
クトルは、基本的に電極成分のCu(銅)を中心とした
スペクトルとなる。しかし、真空バルブ6が真空不良と
なり、真空バルブ6の内部にガス容器1内のSF6ガス
GSが侵入すると、各接点61および62間に発生する
アークAはSF6ガスGSのアークとなる。
【0028】この場合、アークAの発光スペクトルに
は、Cu(銅)成分の他に、S(イオウ)およびF(フ
ッ素)の成分が含まれることになる。したがって、Sお
よびFのスペクトル成分が検出されるか否かを判定すれ
ば、真空バルブ6の真空度不良を判定することができ
る。
【0029】以上の点に着目し、アークAの発光スペク
トル成分のうち、SおよびF原子の発光スペクトル成分
だけを検出するために、図2に示すように、検出部3a
内にSおよびF原子の輝線スペクトルだけを通過させる
フィルタ31を設ける。これにより、真空度不良発生時
のみにおいて、検出器32が電気信号Eを出力すること
になる。
【0030】こうして得られた電気信号Eは、信号処理
部51に送られ、ノイズなどが分離されて処理判定され
る。もし、SおよびFの輝線スペクトル強度が所定値以
上であれば、真空度不良と判定されて、出力装置52か
ら外部の各監視機器(図示せず)に警報信号Hが出力さ
れる。
【0031】これにより、停電状態を設定する必要がな
く、また、電源装置を準備する必要がなく、SF6ガス
GSの侵入状態、すなわち真空バルブ6の真空度不良の
みを確実に監視することができる。また、真空バルブ6
の絶縁筒の劣化を真空度不良と誤検出することもない。
したがって、作業コストが低減されるうえ、高信頼性の
監視装置を実現することができる。
【0032】実施例2.なお、上記実施例1において
は、SF6ガス絶縁開閉装置に収納された真空バルブ6
を対象とした場合について説明したが、絶縁ガスとし
て、SF6ガスではなく、N2(窒素)ガスや他の絶縁性
ガスを適用した開閉装置の場合であっても、たとえばN
2ガスの輝線スペクトルを通過するフィルタを用いるこ
とにより、前述と同様の効果を奏することができる。こ
の場合、絶縁ガスの違いに対応できるように、たとえ
ば、分析装置としての信号処理回路部5内の分析能力を
ワイドレンジに設定しておけばよい。
【0033】実施例3.また、上記実施例1において
は、真空バルブ6が1本のみ設置された場合について説
明したが、たとえば図3に示すように、真空バルブ6を
2本直列に構成した遮断器においても同様の効果を得る
ことができる。この場合、信号処理回路部500におい
て、2つの検出部301および302からの電気信号E
1およびE2の差分をとって比較することにより、ノイ
ズ等の除去を簡単に行うことができ、さらに検出精度が
高く且つ信頼性の高い真空遮断器の真空度監視装置を構
成することができる。
【0034】実施例4.また、スペクトル特定手段とし
て、検出部3a内にフィルタ31を設けたが、信号処理
回路部5内にスペクトル特定機能を内蔵させれば、フィ
ルタ31を省略することもできる。
【0035】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項1によれ
ば、真空容器内で接離可能に対向した一対の接触子を封
入してなる真空バルブと、真空バルブを絶縁ガス内に封
入するためのガス容器とを有し、接触子を開閉すること
によって電気回路の開閉を行う真空遮断器の真空度監視
装置において、真空バルブの開極時に真空バルブ内の接
触子間に発生するアーク光のスペクトルを検出して電気
信号を出力する検出部と、電気信号に基づいて、スペク
トルが絶縁ガスの輝線スペクトルを示すときに真空度が
低下したことを判別して警報信号を出力する信号処理回
路部とを備え、信号処理回路部を主回路とは非接触関係
で設置したので、真空度チェックのための停電をとる必
要がなく且つ高圧電源装置も不要となり、真空度の判定
を容易に実施することができるうえ、メンテナンス作業
等のコストを低減した真空遮断器の真空度監視装置が得
られる効果がある。
【0036】また、この発明の請求項2によれば、請求
項1において、絶縁ガスはSF6からなり、検出部は、
SおよびFの輝線スペクトルのみを通過させるフィルタ
を含み、SおよびFの輝線スペクトル成分を分析して真
空度劣化を判別するようにしたので、信頼性の高い真空
遮断器の真空度監視装置が得られる効果がある。
【0037】また、この発明の請求項3によれば、請求
項1において、絶縁ガスはN2からなり、検出部は、N2
の輝線スペクトルのみを通過させるフィルタを含み、N
2の輝線スペクトル成分を分析して真空度劣化を判別す
るようにしたので、信頼性の高い真空遮断器の真空度監
視装置が得られる効果がある。
【0038】また、この発明の請求項4によれば、請求
項1から請求項3までのいずれかにおいて、真空バルブ
は2本の真空バルブを直列に接続した構成からなり、検
出部は、各真空バルブに対応して2個並設され、信号処
理回路部は、各検出部からの電気信号の差分をとって輝
線スペクトルの有無を判別するようにしたので、さらに
信頼性の高い真空遮断器の真空度監視装置が得られる効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施例1によるガス絶縁開閉装置
の遮断器室の主要部構成を示す断面図である。
【図2】 図1内の検出部の具体的構成例を示すブロッ
ク図である。
【図3】 この発明の実施例3によるガス絶縁開閉装置
の遮断器室の主要部構成を示す断面図である。
【図4】 従来のガス絶縁開閉装置に収納されている真
空バルブの内部構造を示す断面図である。
【図5】 一般的な真空バルブの真空度に対する対地間
および電極間の放電電圧の変化を示す特性図である。
【符号の説明】 1 ガス容器、3a、301、302 検出部、5 信
号処理回路部、6 真空バルブ(真空遮断器)、31
フィルタ、32 検出器、51 信号処理部、52 出
力装置、61 固定接点(接触子)、62 可動接点
(接触子)、611、612 絶縁筒(真空容器)、6
13 金属筒(真空容器)、A アーク、E、E1、E
2 電気信号、GS 絶縁ガス、H 警報信号、L ア
ーク光。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空容器内で接離可能に対向した一対の
    接触子を封入してなる真空バルブと、前記真空バルブを
    絶縁ガス内に封入するためのガス容器とを有し、前記接
    触子を開閉することによって電気回路の開閉を行う真空
    遮断器の真空度監視装置において、 前記真空バルブの開極時に前記真空バルブ内の接触子間
    に発生するアーク光のスペクトルを検出して電気信号を
    出力する検出部と、 前記電気信号に基づいて、前記スペクトルが前記絶縁ガ
    スの輝線スペクトルを示すときに真空度が低下したこと
    を判別して警報信号を出力する信号処理回路部とを備え
    たことを特徴とする真空遮断器の真空度監視装置。
  2. 【請求項2】 前記絶縁ガスはSF6からなり、前記検
    出部は、SおよびFの輝線スペクトルのみを通過させる
    フィルタを含むことを特徴とする請求項1に記載の真空
    遮断器の真空度監視装置。
  3. 【請求項3】 前記絶縁ガスはN2からなり、前記検出
    部は、N2の輝線スペクトルのみを通過させるフィルタ
    を含むことを特徴とする請求項1に記載の真空遮断器の
    真空度監視装置。
  4. 【請求項4】 前記真空バルブは2本の真空バルブを直
    列に接続した構成からなり、 前記検出部は、前記各真空バルブに対応して2個並設さ
    れ、 前記信号処理回路部は、前記各検出部からの電気信号の
    差分をとって前記輝線スペクトルの有無を判別すること
    を特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記
    載の真空遮断器の真空度監視装置。
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