JPS6319964B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は開閉機器の監視方法に係り、特に接触
子の状態の推定方法に関する。

（従来の技術） 一般に気中又は油中又はガス絶縁等の開閉機器
例えばしや断器や断路器は容器内に収納された固
定接触子及び可動接触子を備え、可動接触子を操
作装置によつて駆動させてしや断すなわち開操作
及び投入すなわち閉操作により、接続されている
電気回路の切り、入りを行つている。この開閉操
作により接触子が消耗するがこのような接触子の
損傷は、負荷の状態及び動作回数などを使用状態
によつて異るが、これらの保守点検は一定期間毎
に行う定期点検又は動作回数の記録に従つてある
回数に達すると点検が行われている。このような
点検では接触子の損傷を見るためには機器を分解
して行うしかなく、点検することを決めるには上
記のように定期的又は動作回数によるほかなかつ
た。

（発明が解決しようとする問題点） このように接触子消耗程度を推定するよい手段
が要望されており、適切な時期に分解点検により
事故の未然防止に役立つことが期待されていた。

本発明は上記の点にかんがみてなされたもの
で、その目的とするところは、開閉機器の接触子
の損傷程度及び機器異常の予測をより正確につか
み、適正な点検時期に作業を行ない保全と工事の
経済性を両立させることのできる開閉機器の監視
方法を提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段を作用） かかる目的を達成するために、本発明によれば
固定接触子と可動接触子とこの可動接触子を有す
る可動部を駆動する操作部とを備えた開閉機器に
変流器を接続し、操作部に連結される可動部にこ
の可動部の可動接触子が開閉される位置を検出す
る位置検出装置を設け、開閉操作に伴いこの位置
検出装置から得られた信号と、変流器より得られ
る開閉操作に伴うアーク消滅時間信号及びアーク
発生時間信号とによつて、開閉機器のアーク発生
時間を測定することができる。

開閉機器の接触子の開離に際しては、回路電
圧、電流がある限度（一般に100V程度）以下で
ないと発弧し、これが持続する。この発弧（アー
ク放電）は非常に高温であり接触子の材料を溶融
する。一般的に、この溶融の程度はアーク電流の
大きさ及び継続時間と接触子の材料によつて異な
ることが知られている。すなわち、開閉機器の接
触子の材料予め既知のものであれば、開閉操作に
よる接触子の溶融の程度（損傷程度）はアーク電
流の大きさ及び継続時間がわかれば推定可能とな
る。又、開閉機器の開閉時間はそれぞれ固有であ
り、操作ロツドの２点の通過時間を測定し、初期
値と比較することにより機械的な機器の異常を推
定することが可能である。開閉機器の接触子の損
傷及び機器異常の予測をより正確につかみ、適切
な点検時期に作業を行ない保全と工事の経済性を
両立させることのできる開閉機器の監視方法を提
供することを特徴とする。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図ないし第７図
を参照して説明する。開閉機器例えばガス絶縁断
路器は第７図に示すように可動接触子７は固定接
触子８により高圧導体と接続されている。可動接
触子７は高圧側及び操作部を電気的に分離する絶
縁ロツド６と連結され、またガイド５を介して摺
動自在に保持され、開閉機構部１のレバー４と主
軸３に連結され、さらに主軸３は開閉機構部ケー
ス１ａの外部の図示されない操作装置で回転させ
られることにより開閉動作する。そして絶縁ロツ
ド６と連結される操作ロツド２は開閉操作に伴い
直線運動し、また主軸３と連結され、この主軸３
の回動とともに回転運動することもできる。何れ
も後述する位置検出装置は直線運動あるいは回転
運動により構成される。

電圧印加時開閉動作をした場合、可動接触子７
及び固定接触子８間にはアークが発生する。この
アーク消滅点及びアーク発生点は開閉機器の“切
り”，“入り”操作で異なる。

第１図ａ，ｂは第７図の可動接触子７が図示右
側に駆動される“切り”すなわち開操作時におけ
る負荷変動電流波形Ａ及び可動接触子７のストロ
ーク曲線Ｂを夫々示し、第１図ａは縦軸に電流Ｉ
を、横軸に時間Ｔをとり、また第１図ｂは縦軸に
第７図に示す矢印Ｌ方向のストローク距離Ｌをと
り、L₀が閉完了位置、L₁が開完了位置を示し、
横軸に時間Ｔをとつている。負荷電流は可動接触
子７の動きに伴つて減少し、しかも減少点は開閉
機器特有のあるl₀より始まり、時間t₀の点である。
ただし、l₀は接触又は開離瞬時である。消滅点は
接触子周辺の雰囲気及び接触子の状態により左右
され、時間t₂は一定ではない。すなわちt₀〜t₂間
がアーク電流時間となる。また時間t₂の手前の時
間t₁はストローク距離がl₁である。第１図ｂに示
した縦軸のθ₀，θ₁は距離l₀，l₁に夫々対応し、後
述するように夫々回転角である。

第２図ａ，ｂは可動接触子７が開から“入り”
すなわち開操作時における負荷変動電流波形Ｃ及
び可動接触子７のストローク曲線Ｄを夫々示し、
第２図ａは縦軸に電流Ｉを、横軸に時間Ｔをと
り、また第２図ｂは縦軸に第７図に示す矢印Ｌと
反対方向のストローク距離Ｌをとり、横軸に時間
Ｔをとつている。負荷電流は可動接触子７の動き
に伴つて増加し、しかも増加点は開閉機器特有の
l₁とl₀の間で始まり、時間t₂の点である。この増
加点は接触子周辺の雰囲気及び接触子の状態によ
り左右され、時間t₂は一定ではない。但し増加点
とは負荷電流が測定可能になる点をいう。

第３図において、第３図ａに示すように可動部
のセンサー例えばマグネツト１０と固定部のセン
サー１１とからセンサー部１３を形成し、このマ
グネツト１０がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動した
とき第３図ｂに示すようにセンサー部１３が動作
するオン領域と不動作となるオフ領域を示す特性
をもつている。

つぎに第４図において、操作ロツド２に可動部
のセンサー例えばマグネツト１０ａと１０ｂとを
設け、このマグネツト１０ａより右側で、かつ操
作ロツドに対向した周囲の適当な固定部分に固定
部のセンサー１１を設ける。そして、第１図ｂに
示すl₀とl₁の位置において、固定部のセンサー１
１と可動部のセンサー、すなわちマグネツト１０
とが相対するように取付けけ、例えばマグネツト
１０ａはl₀に、マグネツト１０ｂはl₁に対応する
ように取付けるとマグネツト１０ａと１０ｂとの
夫々の中心点間の距離はl₁−l₀＝l_dとなり、第１
図ｂに示すように距離l₀に時間t₀に距離l₁は時間t₁
に対応している。

一方第５図に示すようにしや断器１４に断路器
１５と変流器１６が接続される線路において、断
路器１５のアーク消滅点は変流器１６から得られ
た負荷電流を実効値に演算するRMS演算回路３
１へ入れて実効値に変えて、その値を比較回路３
２において、基準値I₀すなわち、一般にはノイズ
レベルと比較し測定できる最低値を基準値I₀と
し、この基準値I₀以下になつた時とし、この時間
をt₂、すなわちアーク消滅時間t₂とする。

上述したように求められた時間t₂と可動接触子
の接触瞬時、又は開離瞬時の時間t₀との時間差t_A
とすると時間差t_A＝｜t₂−t₀｜を演算回路３３か
ら求め、アーク時間が求められる。このt₂−t₀の
値は第５図に示すように開及び閉動作でストロー
クが逆となり、時間軸が逆となるため、絶対値で
表示されるアーク時間絶対値表示回路３４に入れ
られる。

次にアーク時間変動により機器の異常を検出す
る方法として第１図ｂに示すΔt＝t₂−t₁から検出
するもので、アーク消滅時間（“開”動作時）及
びアーク発生時（“閉”動作時）を機械的に機構
部位置検出装置より得られる信号と電気的に変流
器から得られる信号とによつてΔtを検出する。

この機構部位置検出は前述した検出装置をその
まま使用してもよいが、別々の機能をもたせた場
合について述べる。すなわち、アーク消滅時間
（しや断器すなわち、“開”動作時）及びアーク発
生時間（投入すなわち、“閉”動作時）のしや断
時にはアーク消滅時間t₂とt₀と中間の任意の位置
にt₁があり、また投入時にはアーク発生時間t₂よ
りL₁側にt₁があるように形成されている。そして
機構部から得たその時間信号と前述の操作により
得た変流器より求めたアーク消滅時間及びアーク
発生時間との差すなわち、第１図ｂ及び第２図ｂ
に示す差を第５図に示す時間比較回路３５によつ
て差Δtを求め、このΔtが開動作時はある設定値
以上、また閉動作時はある設定値以下であれば異
常表示回路３６によつて異常を表示することによ
り機器異常検出ができる。

又、第５図に示される監視装置３０の時間加算
回路３７によつて得られた時間信号t₀，t₂の間の
変流実効値を時間積分すなわち∫^t2 _t0ITtdを累積カ
ウンター３８に入れ、この電流×時間の累積値を
求め、開閉機器の接触子の損傷程度の予測を行う
ことができる。

第６図は第５図に示すようP₁，P₂，P₃，P₄，
P₅の波形Ｉ×Ｔ及びITの累積値を示した線図で
ある。

一方、例えばしや断器のような高速操作機器及
びセンサー部が収納できないような場合には前述
のような直線運動の位置検出装置を機器本体主電
極操作装置の操作軸に回転運動を伝えるよう連結
する。すなわち、本発明の他の実施例として第８
図及び第９図に示すように連動する操作位置確認
用のスリツト付しや廠板２３を主軸へ例えばギヤ
ーを介して操作軸２５を連結してセンサー部１３
を取付ける。そしてこのスリツト付しや廠板２３
のスリツト２３ａの位置より操作軸２５の回転位
置を検出するために、光学的センサー２０とスリ
ツト２３ａを有するスリツト付しや廠板２３とか
らなるセンサー部１３を設け位置測定する。

この光学的センサー２０は第８図に示すように
発光ダイオード２１より発せられる光を例えばフ
オトトランジスタ２２で感知できる出力Voutを
引出す。第９図ａに示す操作軸２５と連動するス
リツト付しや廠板２３上にスリツト２３ａを切
り、光学的センサー２０を定位置に取り付け、通
常は円板によつて光をしや断し、動作時のスリツ
ト２３ａを通過する時のみ光を通し信号が得られ
る。第９図ａに示す矢印Ｈは、“閉”時移動方向
を示し、矢印Ｋは“開”時移動方向を示し、θ₀，
θ₁，θ_dは夫々回転角度である。

〔発明の効果〕

以上、本発明は可動部に位置検出装置を設け、
開閉操作に伴うこの位置検出装置から機械的に得
られた信号と変流器より電気的に得られた開閉操
作に伴うアーク発生時間信号及びアーク消滅時間
信号とによつてアーク時間を測定し、これらの時
間差及び変流器から得られる実効値をアーク時間
で積分した値を累積して求めることにより、開閉
操作の異常又は接触子の損傷状態を検出し、適正
な点検時期を選択することによつて、保全と工事
の経済性を両立させることのできる開閉機器の監
視方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ及び第２図ａ，ｂは夫々本発明の
開閉機器の開及び閉操作を示し、ａ及びｂは夫々
電流波形及びストローク曲線を示し、第３図ａ，
ｂは夫々本発明のセンサー部の動作を示す配置図
及び特性線図、第４図は本発明のセンサー部の取
付位置を示す説明図、第５図は本発明の開閉機器
の監視方法を示すブロツク図、第６図は第５図の
累積回路の特性を示す線図、第７図は一般の断路
器を示す縦断面図、第８図は本発明の他の実施例
を示す回路図、第９図ａ，ｂ，ｃは夫々第８図を
示し、ａは動作説明図、ｂは斜視図、ｃは正面図
である。 １……開閉機構部、２……操作ロツド，３……
主軸、４……レバー、７……可動接触子、８……
固定接触子、１０，１０ａ，１０ｂ……マグネツ
ト、１１……センサー、１３……センサー部、１
５……断路器、１６……変流器、２０……光学セ
ンサー、２３……スリツト付しや廠板、２３ａ…
…スリツト、３０……監視装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定接触子と可動接触子とこの可動接触子を
   有する可動部を駆動する操作部とを備えた開閉機
   器に変流器を接続し、前記操作部に連結される前
   記可動部にこの可動部の可動接触子が開閉される
   位置を検出する位置検出装置を設け、開閉操作に
   伴いこの位置検出装置から得られた信号と、前記
   変流器より得られる開閉操作に伴うアーク消滅時
   間信号及びアーク発生時間信号とによつて、前記
   開閉機器のアーク時間を測定することを特徴とす
   る開閉機器の監視方法。 ２ 位置検出装置は可動接触子を駆動する操作部
   が直線操作されるロツド部にセンサー部を設けた
   特許請求の範囲第１項記載の開閉機器の監視方
   法。 ３ 位置検出装置は可動接触子と駆動する操作部
   が回転操作される操作軸にスリツト付円板と光学
   センサーとからなるセンサー部を設けた特許請求
   の範囲第１項記載の開閉機器の監視方法。 ４ 開閉機器のアーク時間は、開動作時は可動接
   触子が離れた瞬時とアーク消滅時間との時間差及
   び閉動作時はアーク発生時間と可動接触子が接触
   する瞬時との時間差を夫々検出してなる特許請求
   の範囲第１項記載の開閉機器の監視方法。 ５ 開閉機器のアーク時間で、変流器により得ら
   れる電気信号の実効値を積分し、この時間積分し
   た値を開閉動作毎に累積してなる特許請求の範囲
   第１項記載の開閉機器の監視方法。