JPH11202001A - 電圧検出装置 - Google Patents
電圧検出装置Info
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- JPH11202001A JPH11202001A JP10007751A JP775198A JPH11202001A JP H11202001 A JPH11202001 A JP H11202001A JP 10007751 A JP10007751 A JP 10007751A JP 775198 A JP775198 A JP 775198A JP H11202001 A JPH11202001 A JP H11202001A
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
- H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
- H02B13/035—Gas-insulated switchgear
- H02B13/0356—Mounting of monitoring devices, e.g. current transformers
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 サージ絶縁耐圧に優れた電圧検出装置を得る
ことを目的とする。 【解決手段】 絶縁ガスが封入された筒状のＧＩＳタン
ク１と、このＧＩＳタンク１内に同軸に配設されたＧＩ
Ｓ母線２と、ＧＩＳタンク１内にＧＩＳ母線２と所定の
距離を隔てかつ同軸に筒状に形成された中間電極３とに
てなるガス絶縁機器において、ＧＩＳ母線２と中間電極
３とで構成される第１のコンデンサ９と、一端が第１の
コンデンサ９の他端に接続され、他端が接地された外部
コンデンサ１０と、外部コンデンサ１０と並列に接続さ
れ、等価回路がコンデンサ要素と抵抗要素との並列回路
でなる光電圧センサ１２とを備え、第１および外部コン
デンサ９、１０との静電容量比で定まる分圧電圧を光電
圧センサ１２に印加することによりＧＩＳ母線２の電圧
を検出する電圧検出装置において、外部コンデンサ１０
と光電圧センサ１２との接続を無誘導性抵抗体１６にて
行う。
ことを目的とする。 【解決手段】 絶縁ガスが封入された筒状のＧＩＳタン
ク１と、このＧＩＳタンク１内に同軸に配設されたＧＩ
Ｓ母線２と、ＧＩＳタンク１内にＧＩＳ母線２と所定の
距離を隔てかつ同軸に筒状に形成された中間電極３とに
てなるガス絶縁機器において、ＧＩＳ母線２と中間電極
３とで構成される第１のコンデンサ９と、一端が第１の
コンデンサ９の他端に接続され、他端が接地された外部
コンデンサ１０と、外部コンデンサ１０と並列に接続さ
れ、等価回路がコンデンサ要素と抵抗要素との並列回路
でなる光電圧センサ１２とを備え、第１および外部コン
デンサ９、１０との静電容量比で定まる分圧電圧を光電
圧センサ１２に印加することによりＧＩＳ母線２の電圧
を検出する電圧検出装置において、外部コンデンサ１０
と光電圧センサ１２との接続を無誘導性抵抗体１６にて
行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、２つのコンデン
サの静電容量比で定まる分圧電圧により、被電圧検出部
の電圧を検出することができる電圧検出装置に係り、特
に急峻波電圧発生を抑制するものである。
サの静電容量比で定まる分圧電圧により、被電圧検出部
の電圧を検出することができる電圧検出装置に係り、特
に急峻波電圧発生を抑制するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は１９９６年６月２８日発行の電気
学会研究会資料”保護リレーシステム研究会 ＰＳＲ−
９６−３”に記載されている従来の電圧検出装置として
のＧＩＳ（ガス絶縁機器の略称）に適用する光変換形計
器用変圧器の構成を示す断面図で、図４は図３に示した
電圧検出装置の等価回路を示す図である。図において、
１は絶縁ガスが封入された筒状の容器としてのＧＩＳタ
ンク、２はこのＧＩＳタンク１内に同軸に配設された高
電圧導体としてのＧＩＳ母線である。
学会研究会資料”保護リレーシステム研究会 ＰＳＲ−
９６−３”に記載されている従来の電圧検出装置として
のＧＩＳ（ガス絶縁機器の略称）に適用する光変換形計
器用変圧器の構成を示す断面図で、図４は図３に示した
電圧検出装置の等価回路を示す図である。図において、
１は絶縁ガスが封入された筒状の容器としてのＧＩＳタ
ンク、２はこのＧＩＳタンク１内に同軸に配設された高
電圧導体としてのＧＩＳ母線である。
【０００３】３はＧＩＳタンク１内に、ＧＩＳ母線２と
所定の距離を隔てかつ同軸に筒状に形成された中間電極
で、絶縁物５を介してＧＩＳタンク１の所定の位置に固
定され設置されている。６は中間電極３の電圧を引き出
すために、中間電極３に取り付けられた導体である。
所定の距離を隔てかつ同軸に筒状に形成された中間電極
で、絶縁物５を介してＧＩＳタンク１の所定の位置に固
定され設置されている。６は中間電極３の電圧を引き出
すために、中間電極３に取り付けられた導体である。
【０００４】９はＧＩＳ母線２と中間電極３とにて構成
される第１のコンデンサ、１０は一端がコンタクト７と
接続リードにより接続され（すなわち第１のコンデンサ
９と接続されることとなる）、他端がセンサ収納箱１１
に接地されている第２のコンデンサとしての外部コンデ
ンサ、この外部コンデンサ１０は一般に複数個のコンデ
ンサの並列および直列接続により構成される。
される第１のコンデンサ、１０は一端がコンタクト７と
接続リードにより接続され（すなわち第１のコンデンサ
９と接続されることとなる）、他端がセンサ収納箱１１
に接地されている第２のコンデンサとしての外部コンデ
ンサ、この外部コンデンサ１０は一般に複数個のコンデ
ンサの並列および直列接続により構成される。
【０００５】１２は外部コンデンサ１０の印加側の端子
と同電位の端子からリード線１３により接続されること
により外部コンデンサ１０と並列に接続されている光電
圧センサで、等価回路がコンデンサ要素と抵抗要素との
並列回路でなる。１４はこの光電圧センサ１２と光ファ
イバ１５を介して接続された信号処理部である。
と同電位の端子からリード線１３により接続されること
により外部コンデンサ１０と並列に接続されている光電
圧センサで、等価回路がコンデンサ要素と抵抗要素との
並列回路でなる。１４はこの光電圧センサ１２と光ファ
イバ１５を介して接続された信号処理部である。
【０００６】上記のように構成された従来の電圧検出装
置の動作について説明する。まず、この光電圧センサ１
２への印加電圧（Ｖセンサ）は、第１のコンデンサ９の
静電容量（Ｃ１）と外部コンデンサ１０の静電容量（Ｃ
２）との分圧比により決定される。そして、ＧＩＳ母線
２の電圧をＥとおくと、以下式（１）が成り立つ。
置の動作について説明する。まず、この光電圧センサ１
２への印加電圧（Ｖセンサ）は、第１のコンデンサ９の
静電容量（Ｃ１）と外部コンデンサ１０の静電容量（Ｃ
２）との分圧比により決定される。そして、ＧＩＳ母線
２の電圧をＥとおくと、以下式（１）が成り立つ。
【０００７】 Ｖセンサ＝｛Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃ２）｝×Ｅ ・・・（１） そして、通常Ｖセンサの電圧は数百ボルト以下に設定さ
れる。そして、光電圧センサ１１にて上記Ｖセンサの値
を光信号に変換し、光ファイバ１５を介して信号処理部
１４へ送信し、この信号処理部１４にて処理することに
よりＧＩＳ母線２の電圧Ｅを検知する。
れる。そして、光電圧センサ１１にて上記Ｖセンサの値
を光信号に変換し、光ファイバ１５を介して信号処理部
１４へ送信し、この信号処理部１４にて処理することに
よりＧＩＳ母線２の電圧Ｅを検知する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の電圧検出装置は
上記のように動作していた。そこで、ＧＩＳの構成要素
である開閉機器動作時、あるいはＧＩＳの地絡事故発生
時においては、ＧＩＳ母線２に数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚの
サージ電圧が発生することが知られている。このような
場合において、電圧検出装置の構成部品である光電圧セ
ンサ１２の両端および外部コンデンサ１０の両端に発生
するサージ電圧を、それぞれの部品の耐電圧値より低く
抑制する必要があった。
上記のように動作していた。そこで、ＧＩＳの構成要素
である開閉機器動作時、あるいはＧＩＳの地絡事故発生
時においては、ＧＩＳ母線２に数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚの
サージ電圧が発生することが知られている。このような
場合において、電圧検出装置の構成部品である光電圧セ
ンサ１２の両端および外部コンデンサ１０の両端に発生
するサージ電圧を、それぞれの部品の耐電圧値より低く
抑制する必要があった。
【０００９】この場合図４に示す等価回路において、Ｇ
ＩＳ母線２に高周波サージ電圧が発生すると、図４の閉
回路にて、共振角周波数ωでの共振現象が発生する。こ
の場合、外部コンデンサ１０のインダクタンス分（Ｌ
１）、外部コンデンサ１０の印加側端子と光電圧センサ
１２との間のリード線１３のインダクタンス分（Ｌ２）
が無視できなくなり、上記共振角周波数ωは、以下の式
（２）で表されることになる。尚、式（２）中のＣは、
光電圧センサ１２の等価回路のコンデンサ要素容量に相
当する。
ＩＳ母線２に高周波サージ電圧が発生すると、図４の閉
回路にて、共振角周波数ωでの共振現象が発生する。こ
の場合、外部コンデンサ１０のインダクタンス分（Ｌ
１）、外部コンデンサ１０の印加側端子と光電圧センサ
１２との間のリード線１３のインダクタンス分（Ｌ２）
が無視できなくなり、上記共振角周波数ωは、以下の式
（２）で表されることになる。尚、式（２）中のＣは、
光電圧センサ１２の等価回路のコンデンサ要素容量に相
当する。
【００１０】
【数１】
【００１１】上記式（２）に、一例として数値を代入し
てみる。例えば、Ｌ１、Ｌ２、の値を各々０．０５〜
０．５μＨ程度とする。また、例えばＣ１＝１０ｐＦ、
Ｃ２＝１６００ｐＦ、Ｃ＝１５ｐＦ程度とすると、閉回
路の共振周波数ｆは、以下の式（３）で表される。 ｆ＝ω／２π≒４０ＭＨｚ・・・（３）
てみる。例えば、Ｌ１、Ｌ２、の値を各々０．０５〜
０．５μＨ程度とする。また、例えばＣ１＝１０ｐＦ、
Ｃ２＝１６００ｐＦ、Ｃ＝１５ｐＦ程度とすると、閉回
路の共振周波数ｆは、以下の式（３）で表される。 ｆ＝ω／２π≒４０ＭＨｚ・・・（３）
【００１２】また、図４の閉回路における高周波サージ
の減衰時定数τは、ＲＬＣ直列共振回路の時定数であ
り、ｒ＝０．１ｍΩ程度とすると、以下の式（４）で表
される。 τ＝（Ｌ１＋Ｌ２）／２ｒ≒５ｍｓ・・・（４）
の減衰時定数τは、ＲＬＣ直列共振回路の時定数であ
り、ｒ＝０．１ｍΩ程度とすると、以下の式（４）で表
される。 τ＝（Ｌ１＋Ｌ２）／２ｒ≒５ｍｓ・・・（４）
【００１３】共振周波数ｆが、式（３）に示すように、
かなり高い値になるため、また、その時定数τも式
（４）に示すように大きいため、インダクタンスＬ１、
Ｌ２のインピーダンスωＬ１、ωＬ２が比較的大きな値
となって、外部コンデンサ１０の両端に発生する電圧、
及び光電圧センサ１２の両端に発生する電圧が比較的大
きくなり、また、この高周波サージがある程度長い継続
時間を有する。この結果、電圧検出装置の耐電圧を大き
くしなければならないという問題点があった。
かなり高い値になるため、また、その時定数τも式
（４）に示すように大きいため、インダクタンスＬ１、
Ｌ２のインピーダンスωＬ１、ωＬ２が比較的大きな値
となって、外部コンデンサ１０の両端に発生する電圧、
及び光電圧センサ１２の両端に発生する電圧が比較的大
きくなり、また、この高周波サージがある程度長い継続
時間を有する。この結果、電圧検出装置の耐電圧を大き
くしなければならないという問題点があった。
【００１４】この発明は上記のような問題点を解消する
ためなされたもので、高周波サージに対しても耐電圧値
の低い電圧検出装置を提供することを目的とする。
ためなされたもので、高周波サージに対しても耐電圧値
の低い電圧検出装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項１
の電圧検出装置は、一端が被電圧検出部と接続された第
１のコンデンサと、一端が第１のコンデンサの他端に接
続され、他端が接地された第２のコンデンサと、第２の
コンデンサと並列に接続され、等価回路がコンデンサ要
素と抵抗要素との並列回路でなる光電圧センサとを備
え、第１および第２のコンデンサとの静電容量比で定ま
る分圧電圧を光電圧センサに印加することにより被電圧
検出部の電圧を検出する電圧検出装置において、第２の
コンデンサと光電圧センサとの接続を無誘導性抵抗体に
て行うものである。
の電圧検出装置は、一端が被電圧検出部と接続された第
１のコンデンサと、一端が第１のコンデンサの他端に接
続され、他端が接地された第２のコンデンサと、第２の
コンデンサと並列に接続され、等価回路がコンデンサ要
素と抵抗要素との並列回路でなる光電圧センサとを備
え、第１および第２のコンデンサとの静電容量比で定ま
る分圧電圧を光電圧センサに印加することにより被電圧
検出部の電圧を検出する電圧検出装置において、第２の
コンデンサと光電圧センサとの接続を無誘導性抵抗体に
て行うものである。
【００１６】また、この発明に係る請求項２の電圧検出
装置は、一端が被電圧検出部と接続された第１のコンデ
ンサと、一端が第１のコンデンサの他端に接続され、他
端が接地された第２のコンデンサと、第２のコンデンサ
と並列に接続され、等価回路がコンデンサ要素と抵抗要
素との並列回路でなる光電圧センサとを備え、第１およ
び第２のコンデンサとの静電容量比で定まる分圧電圧を
光電圧センサに印加することにより被電圧検出部の電圧
を検出する電圧検出装置において、第２のコンデンサと
光電圧センサとの接続を周波数の増大により抵抗値が増
大する抵抗体にて行うものである。
装置は、一端が被電圧検出部と接続された第１のコンデ
ンサと、一端が第１のコンデンサの他端に接続され、他
端が接地された第２のコンデンサと、第２のコンデンサ
と並列に接続され、等価回路がコンデンサ要素と抵抗要
素との並列回路でなる光電圧センサとを備え、第１およ
び第２のコンデンサとの静電容量比で定まる分圧電圧を
光電圧センサに印加することにより被電圧検出部の電圧
を検出する電圧検出装置において、第２のコンデンサと
光電圧センサとの接続を周波数の増大により抵抗値が増
大する抵抗体にて行うものである。
【００１７】また、この発明に係る請求項３の電圧検出
装置は、請求項２において、抵抗体を、銅パイプにて形
成するものである。
装置は、請求項２において、抵抗体を、銅パイプにて形
成するものである。
【００１８】また、この発明に係る請求項４の電圧検出
装置は、絶縁ガスが封入された筒状の容器と、この容器
内に同軸に配設された高電圧導体と、容器内に高電圧導
体と所定の距離を隔てかつ同軸に筒状に形成された中間
電極とにてなるガス絶縁機器において、高電圧導体と中
間電極とで構成されるコンデンサを、請求項１ないし請
求項３のいずれかに記載の第１のコンデンサとすること
により、高電圧導体の電圧を検出するものである。
装置は、絶縁ガスが封入された筒状の容器と、この容器
内に同軸に配設された高電圧導体と、容器内に高電圧導
体と所定の距離を隔てかつ同軸に筒状に形成された中間
電極とにてなるガス絶縁機器において、高電圧導体と中
間電極とで構成されるコンデンサを、請求項１ないし請
求項３のいずれかに記載の第１のコンデンサとすること
により、高電圧導体の電圧を検出するものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態を図について説明する。図１は電圧検出装置
としてのＧＩＳに適用する光変換形計器用変圧器の構成
を示す断面図である。図において１は絶縁ガスが封入さ
れた筒状の容器としてのＧＩＳタンク、２はこのＧＩＳ
タンク１内に同軸に配設された高電圧導体としてのＧＩ
Ｓ母線である。
実施の形態を図について説明する。図１は電圧検出装置
としてのＧＩＳに適用する光変換形計器用変圧器の構成
を示す断面図である。図において１は絶縁ガスが封入さ
れた筒状の容器としてのＧＩＳタンク、２はこのＧＩＳ
タンク１内に同軸に配設された高電圧導体としてのＧＩ
Ｓ母線である。
【００２０】３はＧＩＳタンク１内に、ＧＩＳ母線２と
所定の距離を隔てかつ同軸に筒状に形成された中間電極
で、絶縁物５を介してＧＩＳタンク１の所定の位置に固
定され設置されている。６は中間電極３の電圧を引き出
すために、中間電極３に取り付けられた導体である。
所定の距離を隔てかつ同軸に筒状に形成された中間電極
で、絶縁物５を介してＧＩＳタンク１の所定の位置に固
定され設置されている。６は中間電極３の電圧を引き出
すために、中間電極３に取り付けられた導体である。
【００２１】９はＧＩＳ母線２と中間電極３とにて構成
される第１のコンデンサ、１０は一端がコンタクト７と
接続リードにより接続され（すなわち第１のコンデンサ
９と接続されることとなる）、他端がセンサ収納箱１１
に接地されている第２のコンデンサとしての外部コンデ
ンサ、この外部コンデンサ１０は一般に複数個のコンデ
ンサの並列および直列接続により構成される。
される第１のコンデンサ、１０は一端がコンタクト７と
接続リードにより接続され（すなわち第１のコンデンサ
９と接続されることとなる）、他端がセンサ収納箱１１
に接地されている第２のコンデンサとしての外部コンデ
ンサ、この外部コンデンサ１０は一般に複数個のコンデ
ンサの並列および直列接続により構成される。
【００２２】１２は外部コンデンサ１０の印加側の端子
と同電位の端子からリード線１３により接続されること
により外部コンデンサ１０と並列に接続されている光電
圧センサで、等価回路がコンデンサ要素と抵抗要素との
並列回路でなる。１４はこの光電圧センサ１２と光ファ
イバ１５を介して接続された信号処理部、１６は外部コ
ンデンサ１０の印加側端子と光電圧センサ１２との間を
接続する無誘導性抵抗体である。この無誘導性抵抗体１
６はサージ抑制のためにはインダクタンス分が極力小さ
い、たとえばセラミック抵抗等にて形成されている。
と同電位の端子からリード線１３により接続されること
により外部コンデンサ１０と並列に接続されている光電
圧センサで、等価回路がコンデンサ要素と抵抗要素との
並列回路でなる。１４はこの光電圧センサ１２と光ファ
イバ１５を介して接続された信号処理部、１６は外部コ
ンデンサ１０の印加側端子と光電圧センサ１２との間を
接続する無誘導性抵抗体である。この無誘導性抵抗体１
６はサージ抑制のためにはインダクタンス分が極力小さ
い、たとえばセラミック抵抗等にて形成されている。
【００２３】上記のように構成された実施の形態１の電
圧検出装置の動作について説明する。まず、この光電圧
センサ１２への印加電圧（Ｖセンサ）は、第１のコンデ
ンサ９の静電容量（Ｃ１）と外部コンデンサ１０の静電
容量（Ｃ２）との分圧比により決定される。そして、Ｇ
ＩＳ母線２の電圧をＥとおくと従来の場合と同様に、式
（１）が成り立つ。
圧検出装置の動作について説明する。まず、この光電圧
センサ１２への印加電圧（Ｖセンサ）は、第１のコンデ
ンサ９の静電容量（Ｃ１）と外部コンデンサ１０の静電
容量（Ｃ２）との分圧比により決定される。そして、Ｇ
ＩＳ母線２の電圧をＥとおくと従来の場合と同様に、式
（１）が成り立つ。
【００２４】そして、通常Ｖセンサの電圧は数百ボルト
以下に設定される。そして、光電圧センサ１１にて上記
Ｖセンサの値を光信号に変換し、光ファイバ１５を介し
て信号処理部１４へ送信し、この信号処理部１４にて処
理することによりＧＩＳ母線２の電圧Ｅを検知する。
以下に設定される。そして、光電圧センサ１１にて上記
Ｖセンサの値を光信号に変換し、光ファイバ１５を介し
て信号処理部１４へ送信し、この信号処理部１４にて処
理することによりＧＩＳ母線２の電圧Ｅを検知する。
【００２５】上記示したように、ＧＩＳ母線２の電圧Ｅ
の測定については従来の場合と同様である。以下、ＧＩ
Ｓの開閉機器動作時、あるいはＧＩＳの地絡事故発生時
における、ＧＩＳ母線２に数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚのサー
ジ電圧が発生する場合について検証する。
の測定については従来の場合と同様である。以下、ＧＩ
Ｓの開閉機器動作時、あるいはＧＩＳの地絡事故発生時
における、ＧＩＳ母線２に数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚのサー
ジ電圧が発生する場合について検証する。
【００２６】まず、無誘導性抵抗体１６でＶＦＴ（急峻
波）サージ電圧を分担することになるため、適切な耐電
圧性能が必要である。この無誘導性抵抗体１６の抵抗値
をｒ１とおくと、外部コンデンサ１０の端子間電圧Ｖｃ
２は、無誘導性抵抗体１６のインピーダンスと光電圧セ
ンサ１１のインピーダンスにより分圧されることにな
る。そして、光電圧センサ１２の端子間電圧Ｖセンサは
Ｖｃ２より小さくなる。
波）サージ電圧を分担することになるため、適切な耐電
圧性能が必要である。この無誘導性抵抗体１６の抵抗値
をｒ１とおくと、外部コンデンサ１０の端子間電圧Ｖｃ
２は、無誘導性抵抗体１６のインピーダンスと光電圧セ
ンサ１１のインピーダンスにより分圧されることにな
る。そして、光電圧センサ１２の端子間電圧Ｖセンサは
Ｖｃ２より小さくなる。
【００２７】例えばｒ１＝１ＫΩの場合、商用周波領域
およびＶＦＴサージ領域における分圧は表１に示すよう
になる。
およびＶＦＴサージ領域における分圧は表１に示すよう
になる。
【００２８】
【表１】
【００２９】上記表１に示すように、無誘導性抵抗体１
６を挿入することにより、光電圧センサ１２端子間に印
加されるＶＦＴサージ電圧は大きく抑制されることがわ
かる（上記の例では１／５程度となる）。
６を挿入することにより、光電圧センサ１２端子間に印
加されるＶＦＴサージ電圧は大きく抑制されることがわ
かる（上記の例では１／５程度となる）。
【００３０】また、商用周波領域での光電圧センサ１２
の端子間電圧は、外部コンデンサ１０の端子間電圧と同
等であり、従来の場合に示した式（１）と同じ分圧比を
確保することができる。従って、計器用の電圧検出装置
としての性能に対しては影響がないといえる。
の端子間電圧は、外部コンデンサ１０の端子間電圧と同
等であり、従来の場合に示した式（１）と同じ分圧比を
確保することができる。従って、計器用の電圧検出装置
としての性能に対しては影響がないといえる。
【００３１】上記の表１に示す値より、無誘導性抵抗体
１６の抵抗値として例えば２０ＫΩ程度のものを使用し
ても、商用周波領域においては光電圧センサ１２のイン
ピーダンスに対して、０．０１％以下の変化しかなく十
分に使用可能であることが判る。また、無誘導性抵抗体
１６を接続した場合、従来の場合にて示した式（４）の
光電圧センサ１２の端子間のサージ電圧継続時定数τは
以下の値を示すこととなる。
１６の抵抗値として例えば２０ＫΩ程度のものを使用し
ても、商用周波領域においては光電圧センサ１２のイン
ピーダンスに対して、０．０１％以下の変化しかなく十
分に使用可能であることが判る。また、無誘導性抵抗体
１６を接続した場合、従来の場合にて示した式（４）の
光電圧センサ１２の端子間のサージ電圧継続時定数τは
以下の値を示すこととなる。
【００３２】 τ＝（Ｌ１＋Ｌ２）／２ｒ１ ＝０．５μｓ この式から明らかなように、減衰時定数が大幅に短くな
る。通常、絶縁物の沿面破壊電圧は２μｓ程度よりも短
いＶＦＴ領域において上昇することが知られている。よ
って、無誘導性抵抗体１６を挿入することにより、光電
圧センサ１２の端子間の発生サージ継続時間が大幅に減
少するため、耐電圧上さらに有利となる。
る。通常、絶縁物の沿面破壊電圧は２μｓ程度よりも短
いＶＦＴ領域において上昇することが知られている。よ
って、無誘導性抵抗体１６を挿入することにより、光電
圧センサ１２の端子間の発生サージ継続時間が大幅に減
少するため、耐電圧上さらに有利となる。
【００３３】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２における電圧検出装置の構成を示す断面図である。
図において、上記実施の形態１と同様の部分は同一符号
を付して説明を省略する。１７は外部コンデンサ１０の
印加側端子と光電圧センサ１２とを接続する、周波数の
増大により抵抗値が増大する抵抗体としての銅パイプで
ある。この銅パイプ１７は、ＶＦＴ領域において、見か
け上の抵抗値が表皮効果により増大するものである。
態２における電圧検出装置の構成を示す断面図である。
図において、上記実施の形態１と同様の部分は同一符号
を付して説明を省略する。１７は外部コンデンサ１０の
印加側端子と光電圧センサ１２とを接続する、周波数の
増大により抵抗値が増大する抵抗体としての銅パイプで
ある。この銅パイプ１７は、ＶＦＴ領域において、見か
け上の抵抗値が表皮効果により増大するものである。
【００３４】次に上記のように構成された実施の形態２
の電圧検出装置の動作について説明する。ここでは、上
記実施の形態１と同様に、ＧＩＳの開閉機器動作時、あ
るいはＧＩＳの地絡事故発生時においての動作について
説明する。まず、導体の表皮深さδは、導電率σ、透磁
率μ、角周波数ωを用いると、以下の式（５）にて表さ
れる。 δ＝√２／（ωσμ）・・・（５）
の電圧検出装置の動作について説明する。ここでは、上
記実施の形態１と同様に、ＧＩＳの開閉機器動作時、あ
るいはＧＩＳの地絡事故発生時においての動作について
説明する。まず、導体の表皮深さδは、導電率σ、透磁
率μ、角周波数ωを用いると、以下の式（５）にて表さ
れる。 δ＝√２／（ωσμ）・・・（５）
【００３５】また、導体の単位長さ当たりの抵抗値は、
抵抗率ρ、導体の断面積Ｓを用いると、以下の式（６）
にて表される。 ρ／Ｓ・・・（６） この式（６）から明らかなように、導体の単位長さ当た
りの抵抗値は、導体の断面積Ｓに反比例することがわか
る。
抵抗率ρ、導体の断面積Ｓを用いると、以下の式（６）
にて表される。 ρ／Ｓ・・・（６） この式（６）から明らかなように、導体の単位長さ当た
りの抵抗値は、導体の断面積Ｓに反比例することがわか
る。
【００３６】また、円筒の外径の半径ａ、内径の半径ｂ
を用いると、導体断面積は、以下の式（７）にて表され
る。 Ｓ＝π（ａ2−ｂ2）・・・（７） そして、表皮深さδの領域においてのみ、電流が流れる
とすると、見かけの断面積Ｓ′は、以下の式（８）にて
表される。 Ｓ′＝π｛（ａ2−ｂ2）−（ａ−ｂ−δ）2｝≒２π（ａ−ｂ）δ・・・（８）
を用いると、導体断面積は、以下の式（７）にて表され
る。 Ｓ＝π（ａ2−ｂ2）・・・（７） そして、表皮深さδの領域においてのみ、電流が流れる
とすると、見かけの断面積Ｓ′は、以下の式（８）にて
表される。 Ｓ′＝π｛（ａ2−ｂ2）−（ａ−ｂ−δ）2｝≒２π（ａ−ｂ）δ・・・（８）
【００３７】そして、見かけの抵抗値はＤＣ電圧で測定
された抵抗値に対して、以下の式（９）にて表される。
された抵抗値に対して、以下の式（９）にて表される。
【００３８】一例として、σ＝１／（２×１０-8）（Ｓ
／ｍ）、μ＝４π×１０-7（Ｈ／ｍ）、ω＝２π×４０
×１０6を、（５）式に代入すると、 δ＝０．０１１（ｍｍ） が得られる。よって、例えば直径１ｃｍ程度の導体にて
接続しようとすれば、銅パイプ１７を用いる場合は、ほ
とんど表面のみに電流が流れることになり、従来までの
銅より線（細線の集合体）を用いるよりも、銅パイプ１
７を用いた方が表皮効果による見かけの抵抗値増大によ
り上記実施の形態１と同様な効果が期待できる。
／ｍ）、μ＝４π×１０-7（Ｈ／ｍ）、ω＝２π×４０
×１０6を、（５）式に代入すると、 δ＝０．０１１（ｍｍ） が得られる。よって、例えば直径１ｃｍ程度の導体にて
接続しようとすれば、銅パイプ１７を用いる場合は、ほ
とんど表面のみに電流が流れることになり、従来までの
銅より線（細線の集合体）を用いるよりも、銅パイプ１
７を用いた方が表皮効果による見かけの抵抗値増大によ
り上記実施の形態１と同様な効果が期待できる。
【００３９】なお、上記各実施の形態においては、電圧
検出装置として、ＧＩＳに適用する光変換形計器用変圧
器を例に説明したが、これに限られることはなく、この
発明は第１および第２のコンデンサによって分圧した電
圧を、光電圧センサに印加して動作する電圧検出装置に
広く適用することができ、上記各実施の形態で説明した
と同様の効果を奏することはいうまでもない。
検出装置として、ＧＩＳに適用する光変換形計器用変圧
器を例に説明したが、これに限られることはなく、この
発明は第１および第２のコンデンサによって分圧した電
圧を、光電圧センサに印加して動作する電圧検出装置に
広く適用することができ、上記各実施の形態で説明した
と同様の効果を奏することはいうまでもない。
【００４０】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、一端が被電圧検出部と接続された第１のコンデン
サと、一端が第１のコンデンサの他端に接続され、他端
が接地された第２のコンデンサと、第２のコンデンサと
並列に接続され、等価回路がコンデンサ要素と抵抗要素
との並列回路でなる光電圧センサとを備え、第１および
第２のコンデンサとの静電容量比で定まる分圧電圧を光
電圧センサに印加することにより被電圧検出部の電圧を
検出する電圧検出装置において、第２のコンデンサと光
電圧センサとの接続を無誘導性抵抗体にて行うので、分
圧されたサージ電圧の大部分を無誘導体性抵抗で分担
し、光電圧センサに印加されるサージ電圧を抑制すると
共に、サージ継続時間を短くすることができる電圧検出
装置を提供することが可能となる。
れば、一端が被電圧検出部と接続された第１のコンデン
サと、一端が第１のコンデンサの他端に接続され、他端
が接地された第２のコンデンサと、第２のコンデンサと
並列に接続され、等価回路がコンデンサ要素と抵抗要素
との並列回路でなる光電圧センサとを備え、第１および
第２のコンデンサとの静電容量比で定まる分圧電圧を光
電圧センサに印加することにより被電圧検出部の電圧を
検出する電圧検出装置において、第２のコンデンサと光
電圧センサとの接続を無誘導性抵抗体にて行うので、分
圧されたサージ電圧の大部分を無誘導体性抵抗で分担
し、光電圧センサに印加されるサージ電圧を抑制すると
共に、サージ継続時間を短くすることができる電圧検出
装置を提供することが可能となる。
【００４１】また、この発明に係る請求項２の電圧検出
装置は、一端が被電圧検出部と接続された第１のコンデ
ンサと、一端が第１のコンデンサの他端に接続され、他
端が接地された第２のコンデンサと、第２のコンデンサ
と並列に接続され、等価回路がコンデンサ要素と抵抗要
素との並列回路でなる光電圧センサとを備え、第１およ
び第２のコンデンサとの静電容量比で定まる分圧電圧を
光電圧センサに印加することにより被電圧検出部の電圧
を検出する電圧検出装置において、第２のコンデンサと
光電圧センサとの接続を周波数の増大により抵抗値が増
大する抵抗体にて行うので、分圧されたサージ電圧の大
部分を抵抗体で分担し、光電圧センサに印加されるサー
ジ電圧を抑制すると共に、サージ継続時間を短くするこ
とができる電圧検出装置を提供することが可能となる。
装置は、一端が被電圧検出部と接続された第１のコンデ
ンサと、一端が第１のコンデンサの他端に接続され、他
端が接地された第２のコンデンサと、第２のコンデンサ
と並列に接続され、等価回路がコンデンサ要素と抵抗要
素との並列回路でなる光電圧センサとを備え、第１およ
び第２のコンデンサとの静電容量比で定まる分圧電圧を
光電圧センサに印加することにより被電圧検出部の電圧
を検出する電圧検出装置において、第２のコンデンサと
光電圧センサとの接続を周波数の増大により抵抗値が増
大する抵抗体にて行うので、分圧されたサージ電圧の大
部分を抵抗体で分担し、光電圧センサに印加されるサー
ジ電圧を抑制すると共に、サージ継続時間を短くするこ
とができる電圧検出装置を提供することが可能となる。
【００４２】また、この発明に係る請求項３の電圧検出
装置は、請求項２において、抵抗体を、銅パイプにて形
成するので、分圧されたサージ電圧の大部分を銅パイプ
で分担し、光電圧センサに印加されるサージ電圧を容易
に抑制すると共に、サージ継続時間を容易に短くするこ
とができる電圧検出装置を提供することが可能となる。
装置は、請求項２において、抵抗体を、銅パイプにて形
成するので、分圧されたサージ電圧の大部分を銅パイプ
で分担し、光電圧センサに印加されるサージ電圧を容易
に抑制すると共に、サージ継続時間を容易に短くするこ
とができる電圧検出装置を提供することが可能となる。
【００４３】また、この発明に係る請求項４の電圧検出
装置は、絶縁ガスが封入された筒状の容器と、この容器
内に同軸に配設された高電圧導体と、容器内に高電圧導
体と所定の距離を隔てかつ同軸に筒状に形成された中間
電極とにてなるガス絶縁機器において、高電圧導体と中
間電極とで構成されるコンデンサを、請求項１ないし請
求項３のいずれかに記載の第１のコンデンサとすること
により、高電圧導体の電圧を検出するので、耐電圧の小
さな、小型化となる光電圧センサを用いたガス絶縁機器
用の電圧検出装置を提供することが可能となる。
装置は、絶縁ガスが封入された筒状の容器と、この容器
内に同軸に配設された高電圧導体と、容器内に高電圧導
体と所定の距離を隔てかつ同軸に筒状に形成された中間
電極とにてなるガス絶縁機器において、高電圧導体と中
間電極とで構成されるコンデンサを、請求項１ないし請
求項３のいずれかに記載の第１のコンデンサとすること
により、高電圧導体の電圧を検出するので、耐電圧の小
さな、小型化となる光電圧センサを用いたガス絶縁機器
用の電圧検出装置を提供することが可能となる。
【図１】 この発明の実施の形態１による電圧検出装置
の構成を示した断面図である。
の構成を示した断面図である。
【図２】 この発明の実施の形態２による電圧検出装置
の構成を示した断面図である。
の構成を示した断面図である。
【図３】 従来の電圧検出装置の構成を示した断面図で
ある。
ある。
【図４】 図３に示した電圧検出装置の等価回路を示す
図である。
図である。
１ ＧＩＳタンク、２ ＧＩＳ母線、３ 中間電極、９
第１のコンデンサ、１０ 外部コンデンサ、１２ 光
電圧センサ、１６ 無誘導性抵抗体、１７ 銅パイプ。
第１のコンデンサ、１０ 外部コンデンサ、１２ 光
電圧センサ、１６ 無誘導性抵抗体、１７ 銅パイプ。
Claims (4)
- 【請求項１】 一端が被電圧検出部と接続された第１の
コンデンサと、一端が上記第１のコンデンサの他端に接
続され、他端が接地された第２のコンデンサと、上記第
２のコンデンサと並列に接続され、等価回路がコンデン
サ要素と抵抗要素との並列回路でなる光電圧センサとを
備え、上記第１および第２のコンデンサとの静電容量比
で定まる分圧電圧を上記光電圧センサに印加することに
より上記被電圧検出部の電圧を検出する電圧検出装置に
おいて、上記第２のコンデンサと上記光電圧センサとの
接続を無誘導性抵抗体にて行うことを特徴とする電圧検
出装置。 - 【請求項２】 一端が被電圧検出部と接続された第１の
コンデンサと、一端が上記第１のコンデンサの他端に接
続され、他端が接地された第２のコンデンサと、上記第
２のコンデンサと並列に接続され、等価回路がコンデン
サ要素と抵抗要素との並列回路でなる光電圧センサとを
備え、上記第１および第２のコンデンサとの静電容量比
で定まる分圧電圧を上記光電圧センサに印加することに
より上記被電圧検出部の電圧を検出する電圧検出装置に
おいて、上記第２のコンデンサと上記光電圧センサとの
接続を周波数の増大により抵抗値が増大する抵抗体にて
行うことを特徴とする電圧検出装置。 - 【請求項３】 抵抗体を、銅パイプにて形成することを
特徴とする請求項２に記載のガス絶縁機器の電圧検出装
置。 - 【請求項４】 絶縁ガスが封入された筒状の容器と、こ
の容器内に同軸に配設された高電圧導体と、上記容器内
に上記高電圧導体と所定の距離を隔てかつ同軸に筒状に
形成された中間電極とにてなるガス絶縁機器において、
上記高電圧導体と上記中間電極とで構成されるコンデン
サを、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の第１
のコンデンサとすることにより、上記高電圧導体の電圧
を検出することを特徴とする電圧検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10007751A JPH11202001A (ja) | 1998-01-19 | 1998-01-19 | 電圧検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10007751A JPH11202001A (ja) | 1998-01-19 | 1998-01-19 | 電圧検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11202001A true JPH11202001A (ja) | 1999-07-30 |
Family
ID=11674411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10007751A Pending JPH11202001A (ja) | 1998-01-19 | 1998-01-19 | 電圧検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11202001A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006337357A (ja) * | 2005-05-02 | 2006-12-14 | Mitsubishi Electric Corp | 電圧検出装置 |
| CN102928640A (zh) * | 2011-09-26 | 2013-02-13 | 北京航天时代光电科技有限公司 | 悬浮电极式光学电压互感器 |
| CN103529278A (zh) * | 2013-10-24 | 2014-01-22 | 河南平高东芝高压开关有限公司 | 一种gis带电显示用安全型嵌入式传感器 |
| CN117833088A (zh) * | 2024-03-05 | 2024-04-05 | 山东泰开电力开关有限公司 | 一种气体绝缘全封闭式组合电器的传感器安装装置及用法 |
-
1998
- 1998-01-19 JP JP10007751A patent/JPH11202001A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006337357A (ja) * | 2005-05-02 | 2006-12-14 | Mitsubishi Electric Corp | 電圧検出装置 |
| CN102928640A (zh) * | 2011-09-26 | 2013-02-13 | 北京航天时代光电科技有限公司 | 悬浮电极式光学电压互感器 |
| CN103529278A (zh) * | 2013-10-24 | 2014-01-22 | 河南平高东芝高压开关有限公司 | 一种gis带电显示用安全型嵌入式传感器 |
| CN117833088A (zh) * | 2024-03-05 | 2024-04-05 | 山东泰开电力开关有限公司 | 一种气体绝缘全封闭式组合电器的传感器安装装置及用法 |
| CN117833088B (zh) * | 2024-03-05 | 2024-05-31 | 山东泰开电力开关有限公司 | 一种气体绝缘全封闭式组合电器的传感器安装装置及用法 |
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