(57)【要約】【課題】磨耗に伴う消耗部品の形状変化や振動による位置ずれの検出を可能とすること。【解決手段】固定部53と可動部54の開閉操作で主回路への供給電力を断続する電力用開閉装置10において、装置内部の圧力／温度を検出する圧力／温度センサ15Ａ〜15Ｅと、各検出出力を集約する測定値集約部21と、固定アーク接触子53ｂ、絶縁ノズル54ａ及び可動アーク接触子54ｂの形状を記録した部品形状記録部24と、集約した各検出出力、記録した部品形状及び差分修正係数から流体演算の計算条件を生成する計算条件生成部22と、計算条件により流体演算を実行する流体演算処理部25と、演算結果と集約した各検出出力により流体演算の演算結果と実測値とを比較し、比較結果から内部予測結果又は差分修正係数を出力する実測計算比較部23と、内部予測結果により固定アーク接触子53ｂ、絶縁ノズル54ａ及び可動アーク接触子54ｂの状態判定を行なう状態判定部26とを備える。【選択図】図１
2014022152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主回路に供給する電力を装置内部の消耗部品と近接配置された接点部の開閉操作により断続する電力用開閉装置において、
前記装置の操作時に主回路に供給される通電電流を検出する電流検出手段と、
前記装置に入力される電力の極間電圧を検出する電圧検出手段と、
前記装置内部の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記装置内部の温度を検出する温度検出手段と、
前記電流検出手段、前記電圧検出手段、前記圧力検出手段、および前記温度検出手段の各検出出力を集約する測定値集約手段と、
前記消耗部品の運用開始時の形状を記録した部品形状記録手段と、
前記測定値集約手段で集約した各検出出力、前記部品形状情報記録手段が記録した部品形状、および後記差分修正係数により流体演算の計算条件を生成する計算条件生成手段と、
前記計算条件生成手段で得た計算条件に基づいて流体演算を実行する流体演算手段と、
前記流体演算手段で得た流体演算の計算結果と前記測定値集約手段で集約した各検出出力に基づいて流体演算の演算結果と実測値とを比較し、その比較結果に応じ、装置内部の予測結果、または差分修正係数を出力する実測計算比較手段と、
前記実測計算比較手段が出力する装置内部の予測結果に基づいて前記消耗部品および接点部の状態判定を行なう状態判定手段と
を備えたことを特徴とする電力用開閉装置。
【請求項２】
前記圧力検出手段、および前記温度検出を前記装置内部に複数組配置することを特徴とする請求項１記載の電力用開閉装置。
【請求項３】
前記圧力検出手段、および前記温度検出を前記装置内部で循環される絶縁流体の流れ位置に応じて複数組分散して配置することを特徴とする請求項２記載の電力用開閉装置。
【請求項４】
前記流体演算手段は、他の各手段から独立した信号処理回路により構成することを特徴とする請求項１記載の電力用開閉装置。
【請求項５】
前記流体演算手段は、装置外部の信号処理回路を用いて流体演算を実行することを特徴とする請求項１記載の電力用開閉装置。
【請求項６】
前記流体演算手段は、前回の運用終了時の演算結果を記憶する演算結果記憶手段を備え、運用開始時には前記演算結果記憶手段で記憶する演算結果を前記実測計算比較手段へ出力することを特徴とする請求項１記載の電力用開閉装置。
【請求項７】
前記流体演算手段は、演算手順を装置外部から通信経路を介して更新可能としたことを特徴とする請求項１記載の電力用開閉装置。
【請求項８】
主回路に供給する電力を装置内部の消耗部品と近接配置された接点部の開閉操作により断続する電力用開閉装置の監視方法において、
前記装置の操作時に主回路に供給される通電電流を検出する電流検出工程と、
前記装置に入力される電力の極間電圧を検出する電圧検出工程と、
前記装置内部の圧力を検出する圧力検出工程と、
前記装置内部の温度を検出する温度検出工程と、
前記電流検出工程、前記電圧検出工程、前記圧力検出工程、および前記温度検出工程で得た各検出出力を集約する測定値集約工程と、
前記消耗部品の運用開始時の形状を記録する部品形状記録工程と、
前記測定値集約工程で集約した各検出出力、前記部品形状情報記録工程で記録した部品形状、および後記差分修正係数により流体演算の計算条件を生成する計算条件生成工程と、
前記計算条件生成工程で得た計算条件に基づいて流体演算を実行する流体演算工程と、
前記流体演算工程で得た流体演算の計算結果と前記測定値集約手段で集約した各検出出力に基づいて流体演算の演算結果と実測値とを比較し、その比較結果に応じ、装置内部の予測結果、または差分修正係数を出力する実測計算比較工程と、
前記実測計算比較工程で出力する装置内部の予測結果に基づいて前記消耗部品および接点部の状態判定を行なう状態判定工程と
を有したことを特徴とする電力用開閉装置の監視方法。
【請求項９】
主回路に供給する電力を装置内部の消耗部品と近接配置された接点部の開閉操作により断続する電力用開閉装置が内蔵したコンピュータが実行可能なプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記装置の操作時に主回路に供給される通電電流を検出する電流検出処理と、
前記装置に入力される電力の極間電圧を検出する電圧検出処理と、
前記装置内部の圧力を検出する圧力検出処理と、
前記装置内部の温度を検出する温度検出処理と、
前記電流検出処理、前記電圧検出処理、前記圧力検出処理、および前記温度検出処理で得た各検出出力を集約する測定値集約処理と、
前記消耗部品の運用開始時の形状を記録する部品形状記録処理と、
前記測定値集約処理で集約した各検出出力、前記部品形状情報記録処理で記録した部品形状、および後記差分修正係数により流体演算の計算条件を生成する計算条件生成処理と、
前記計算条件生成処理で得た計算条件に基づいて流体演算を実行する流体演算処理と、
前記流体演算処理で得た流体演算の計算結果と前記測定値集約手段で集約した各検出出力に基づいて流体演算の演算結果と実測値とを比較し、その比較結果に応じ、装置内部の予測結果、または差分修正係数を出力する実測計算比較処理と、
前記実測計算比較処理で出力する装置内部の予測結果に基づいて前記消耗部品および接点部の状態判定を行なう状態判定処理と
を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力用開閉装置、電力用開閉装置の監視方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、送電系統は社会基盤の一つとしてますます重要なものとなっている。このため、変電所または開閉所に設置する電力用開閉装置には高い信頼性が要求されている。また、電力自由化の時代背景などにより、電力用機器へのコスト低減の要求も高まっている。一方、国内外を問わず各電力会社には据付けから長期間の運用を経て老朽化が進んだ遮断器が多数存在している。
【０００３】
電力用開閉装置の寿命は、一定の操作回数や、例えば２０年といった更新期間などを目安として定められている。電力用開閉装置はこれらの寿命目安に基づき、計画的に管理、更新、および定期点検が実施されている。
【０００４】
ところで、開閉装置の内部には接点部（電極接点）があり、当該接点部を開くことで通電電流を遮断する。また、当該接点を閉じることで通電を開始する。これらの開閉操作の際に接点間でアーク放電が発生し、発生したアーク放電からの光および熱により接点部や周辺の部品に磨耗を生じる場合がある。また、長年に渡る開閉操作や、輸送、設置環境から与えられた振動の結果、接点部周辺に備えられた部品の位置がずれる可能性がある。
【０００５】
接点部の状態を監視するために、接点部の近傍部位に何らかの測定手段を設置して監視することを考えた場合、アーク放電により当該測定手段が電気的、熱的に破損し、あるいは急速な磨耗が生じることにより、監視が困難となるか、または測定手段自体が故障する虞がある。そのため、測定手段は接点付近からできるだけ離れた、アーク放電の影響を受け難い場所に設置することが求められる。
【０００６】
この種の分野で、具体的に各種監視を行うための装置が考えられている。（例えば、特許文献１，２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２８１９７６号公報
【特許文献２】特許第３７１６６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記特許文献１には、ガス遮断器の接点部近傍の消耗部品の消耗状態を検出するために、遮断操作時に消耗部品がアーク放電熱により蒸発することで遮断器内部に生じる圧力変化を測定し、測定で得た最大ガス圧力値を参照することで、消耗部品の蒸発量でもある消耗量を得る技術が記載されている。
【０００９】
また前記特許文献２には、遮断器の開閉速度を正確に予測するために、現在の電流、電圧、環境温度を基に記憶媒体上のテーブルに収納されているデータを参照して、次回の開閉時間を予測する技術が記載されている。
【００１０】
前記特許文献１では、入力信号としてガス圧の最大値を測定し、消耗部品の消耗量を測定する。しかしながら遮断器の内部から圧力センサ位置に到達するまでの経路には内部の部品が入り組んで配置されるため、それらの配置の関係でセンサに入力される圧力値が減衰する可能性があった。
【００１１】
また前記特許文献２では、納められた過去のテーブルデータに基づいて動作時間の予測を行っており、センサから集めた情報を集めて動作時間を予測する形で使用しているが、内部の磨耗に伴う消耗部品の状態変化を取り扱うものではない。
【００１２】
前記２例を示したように、現状で消耗部品の磨耗状態を精度よく監視できるものはなく、経年劣化した現地運用品をより正確に監視することが可能な手法が必要とされている。
【００１３】
本発明の目的は、磨耗量だけでなく、磨耗に伴う消耗部品の形状変化や振動による位置ずれの検出が可能な電力用開閉装置、電力用開閉装置の監視方法およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
実施形態に係る電力用開閉装置は、主回路に供給する電力を装置内部の消耗部品と近接配置された接点部の開閉操作により断続する電力用開閉装置において、前記装置の操作時に主回路に供給される通電電流を検出する電流検出手段と、前記装置に入力される電力の極間電圧を検出する電圧検出手段と、前記装置内部の圧力を検出する圧力検出手段と、前記装置内部の温度を検出する温度検出手段と、前記電流検出手段、前記電圧検出手段、前記圧力検出手段、および前記温度検出手段の各検出出力を集約する測定値集約手段と、前記消耗部品の運用開始時の形状を記録した部品形状記録手段と、前記測定値集約手段で集約した各検出出力、前記部品形状情報記録手段が記録した部品形状、および後記差分修正係数により流体演算の計算条件を生成する計算条件生成手段と、前記計算条件生成手段で得た計算条件に基づいて流体演算を実行する流体演算手段と、前記流体演算手段で得た流体演算の計算結果と前記測定値集約手段で集約した各検出出力に基づいて流体演算の演算結果と実測値とを比較し、その比較結果に応じ、装置内部の予測結果、または差分修正係数を出力する実測計算比較手段と、前記実測計算比較手段が出力する装置内部の予測結果に基づいて前記消耗部品および接点部の状態判定を行なう状態判定手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、磨耗量だけでなく、磨耗に伴う消耗部品の形状変化や振動による位置ずれの検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態に係る電力用開閉装置の機能構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態に係る内部状態監視処理の内容を示すフローチャート。
【図３】同実施形態に係る第１の変形例を示す部分ブロック図。
【図４】同実施形態に係る第２の変形例を示す部分ブロック図。
【図５】同実施形態に係る第３の変形例を示す部分ブロック図。
【図６】同実施形態に係る第４の変形例を示す部分ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して実施形態について詳細に説明する。  
（一実施形態）  
図１および図２により一実施形態に係る電力用開閉装置について説明する。  
図１は、電力用開閉装置１０およびこの電力用開閉装置１０に付属する内部状態監視装置２０の機能構成を示すブロック図である。
【００１８】
電力用開閉装置１０は、入力電力１１を内部の固定部５３と可動部５４を開閉操作することにより、図示しない主回路への出力電力１３の断続制御を行なう。前記の固定部５３と可動部５４を含んで電力用開閉装置１０内には、絶縁流体であるＳＦ６（６フッ化硫黄）ガスが充填され、循環される。前記固定部５３と可動部５４は、ここで発生するアーク放電を消弧するべく前記ＳＦ６ガスの吹き付けを行うパッファシリンダ５４ｄとガス流５９の排気を行う絶縁ノズル５４ａから構成されている。
【００１９】
この固定アーク接触子５３ｂ、絶縁ノズル５４ａ、可動アーク接触子５４ｂが本実施形態での監視対象となる消耗部品であり、アーク放電により摩耗して形状が変化する。
【００２０】
また、電力用開閉装置１０の容器内には、複数、例えば５個の圧力／温度センサ１５Ａ〜１５Ｅを配置して、配置された位置における圧力と温度をそれぞれ検出する。
【００２１】
ここで、例えば電力用開閉装置１０内のガス流が固定アーク接触子５３ｂに対して絶縁ノズル５４ａにより図中の右から左に流れるものとした場合、ガス流の上流側の異なる位置に圧力／温度センサ１５Ａ，１５Ｂを、固定部５３と可動部５４の開極時の間の直下とほぼ同位置に圧力／温度センサ１５Ｃを、そしてガス流の下流側の異なる位置に圧力／温度センサ１５Ｄ，１５Ｅをそれぞれ配置する。
【００２２】
さらに前記入力電力１１に対して、前記主回路に流れる電流量を検出する主回路電流検出部１６と、固定アーク接触子５３ｂと可動アーク接触子５４ｂの接点間に印加される電圧量を検出する極間電圧検出部１７と設ける。
【００２３】
前記極間電圧検出部１７で得る主回路電流値信号ａ、前記極間電圧検出部１７で得る極間電圧値信号ｂ、前記圧力／温度センサ１５Ａ〜１５Ｅで得る各圧力値信号ｃおよび温度値信号ｄは、内部状態監視装置２０内の測定値集約部２１に随時一括して集約される。
【００２４】
内部状態監視装置２０はパーソナルコンピュータ等のコンピュータ技術によって構成されるもので、図示しないハードディスク装置等の記憶媒体に記憶された動作プログラムや各種データ等をＣＰＵが読出してメインメモリに展開し、展開した動作プログラムを順次ＣＰＵが実行する。この図１では、前記ＣＰＵが実行するプログラム処理上の機能回路に基づいてブロック化した構成を説明している。
【００２５】
内部状態監視装置２０内において、測定値集約部２１で集約された各種信号は、デジタルデータ化され、測定値信号ｇとして実測計算比較部２３に送られる一方で、特に動作開始当初の初期測定値信号ｆは計算条件生成部２２にも送られる。
【００２６】
計算条件生成部２２にはまた、部品形状記録部２４から読出された部品形状信号ｅが入力される。部品形状記録部２４は、前述したハードディスク装置等の記憶媒体の一部に相当し、固定アーク接触子５３ｂ、絶縁ノズル５４ａ、可動アーク接触子５４ｂの形状データを格納する。この部品形状記録部２４から読出された形状データからなる部品形状信号ｅが計算条件生成部２２に入力される。
【００２７】
計算条件生成部２２は、前記部品形状記録部２４からの部品形状信号ｅ、測定値集約部２１からの初期測定値信号ｆ、そして後述する実測計算比較部２３からの修正係数信号ｊにより流体計算に必要な計算領域および計算定数を設定するための計算条件信号ｈを生成して流体演算処理部２５へ出力する。
【００２８】
流体演算処理部２５は、機能構成上、流体演算制御部２５Ａ、流体演算実行部２５Ｂ、および演算手順記録部２５Ｃからなる。流体演算制御部２５Ａは、前記ＣＰＵに相当する。流体演算実行部２５Ｂは、前記ＣＰＵおよびメインメモリに相当する。演算手順記録部２５Ｃは、前記ハードディスク装置等の記憶媒体に相当し、動作プログラムや各種データとして記憶する一部を構成する、流体計算に用いる基礎方程式の離散化手法や並列化手法、必要な物性情報等を予め記憶している。
【００２９】
流体演算処理部２５では、物理法則に沿った流体力学計算を行い、算出した計算結果信号ｉを実測計算比較部２３へ出力する。
【００３０】
実測計算比較部２３は、測定値集約部２１からの測定値信号ｇと、流体演算処理部２５からの計算結果信号ｉに基づき、電力用開閉装置１０内部の圧力の分布、および温度の分布に関する測定値と計算値を比較し、その差が予め指定された範囲以内で条件を満たすか否かを判断する。
【００３１】
ここで指定された範囲以内で条件を満たしていない場合には、計算条件を変更する際の修正割合となる修正係数信号ｊを生成して前記計算条件生成部２２へ出力する。一方、指定された範囲以内で条件を満たすものとなっている場合に、実測計算比較部２３は計算の結果から内部予測結果信号ｋを生成して状態判定部２６へ出力する。
【００３２】
状態判定部２６は、実測計算比較部２３からの内部予測結果信号ｋに基づき、固定アーク接触子５３ｂ、絶縁ノズル５４ａ、可動アーク接触子５４ｂが健全であるか否かの判定を行い、判定結果を出力するか、あるいは本図では図示しない外部のディスプレイ装置あるいはプリンタ装置により出力する。
【００３３】
次に前記実施形態の動作について以下に説明する。  
図２は、前記電力用開閉装置１０の運転時に主として内部状態監視装置２０により実行される動作の処理内容を示すフローチャートである。前述した如く同図で示すフローチャートは、内部状態監視装置２０を構成するハードウェア回路としてのコンピュータにより実行されるもので、ＣＰＵがプログラムを実行することで実現される。
【００３４】
その運転動作の処理当初には、測定値集約部２１にて初期測定値として主回路電流検出部１６から主回路電流値信号ａを、極間電圧検出部１７から極間電圧値信号ｂを、電力用開閉装置１０内の各圧力／温度センサ１５Ａ〜１５Ｅからそれぞれ圧力値信号ｃおよび温度値信号ｄを集約して取得し、測定値集約部２１が初期測定値信号ｆとして計算条件生成部２２に、また測定値信号ｇとして実測計算比較部２３にそれぞれ与える（ステップＳ０１）。
【００３５】
計算条件生成部２２では、部品形状記録部２４から消耗部品である固定アーク接触子５３ｂと絶縁ノズル５４ａ及び可動アーク接触子５４ｂの初期の形状モデルの部品形状信号ｅを用いて計算領域を生成する。このとき、初期測定値信号ｆに含まれる主回路電流および極間電圧から固定アーク接触子５３ｂ及び可動アーク接触子５４ｂに生じるアークエネルギーを求め、計算定数に設定する。さらに、電力用開閉装置１０内の初期の圧力および温度が圧力／温度センサ１５Ａ〜１５Ｅの出力として得られるので、初期の値として計算領域および境界条件に設定する。第１巡目の計算では実測計算比較部２３からの修正係数信号ｊは使用しない。  
こうして生成した、流体計算に必要な計算領域および計算定数を設定するための計算条件信号ｈを流体演算処理部２５へ出力する（ステップＳ０２）。
【００３６】
これを受けた流体演算処理部２５では、演算手順記録部２５Ｃに記憶される基礎方程式の離散化手法や並列化手法、必要な物性情報等の手順に従って流体演算制御部２５Ａの制御の下に流体演算実行部２５Ｂが物理法則に沿った流体力学演算を実行し、計算領域の物理値、圧力、温度、計算に用いた初期条件を含む計算結果信号ｉを実測計算比較部２３へ出力する（ステップＳ０３）。
【００３７】
実測計算比較部２３は、流体演算処理部２５からの計算結果信号ｉに含まれる計算結果から得られる電力用開閉装置１０内部の圧力の分布、および温度の分布と、測定値集約部２１が出力した測定値信号ｇから得られる、実測値としての電力用開閉装置１０内部の圧力の分布、および温度の分布とを比較する。
【００３８】
その比較に基づいて実測計算比較部２３では、計算に基づく各分布と、実測に基づく各分布の差が、予め指定した範囲の差以内で条件を満たすかどうかを判断する（ステップＳ０４）。
【００３９】
この判断結果に従い、条件が成立していないと判断した場合には（ステップＳ０５のＮＯ）、その度合いに応じた修正係数信号ｊを生成して計算条件生成部２２へ出力した上で（ステップＳ０６）、再び前記ステップＳ０２からの処理に戻る。
【００４０】
第２巡目以降のステップＳ０２の処理では、計算条件生成部２２が実測計算比較部２３から入力した修正係数信号ｊを用いて流体計算に必要な計算領域および計算定数を設定するための計算条件信号ｈを生成し、流体演算処理部２５へ出力する
この場合、計算により得られた内部状態と測定により得られた内部状態による差が大きい場合には、電力用開閉装置１０の固定アーク接触子５３ｂと絶縁ノズル５４ａ及び可動アーク接触子５４ｂの形状が変化したことによる内部で発生するガス流の変化や、位置がずれたことによる影響、演算の解析誤差が合計されたものであるとみなし、計算条件生成部２２では、計算条件信号ｈに基づいて形状、圧力、温度を修正し、これらの制約条件の元に最も結果に適した条件を探索する問題を最適化問題として解いて再度計算条件を生成する。
【００４１】
こうしてステップＳ０２〜Ｓ０６の処理を繰返し実行することで、修正係数信号ｊによるフィードバックをかけて計算に基づく圧力と温度の各分布と、実測に基づく圧力と温度の各分布との差が、予め指定した範囲の差以内で条件を満たすようになるのを待機する。
【００４２】
そして、計算に基づく圧力と温度の各分布と、実測に基づく圧力と温度の各分布との差が、予め指定した範囲の差以内で条件を満たす状態となると、実測計算比較部２３がそれを判断し（ステップＳ０５のＹＥＳ）、内部予測結果信号ｋを状態判定部２６へ出力する（ステップＳ０７）。
【００４３】
これを受けた状態判定部２６は、内部予測結果信号ｋから得られる消耗部品である固定アーク接触子５３ｂと絶縁ノズル５４ａ及び可動アーク接触子５４ｂの形状、位置ずれ、内部のガスの分布から判定を行い、固定アーク接触子５３ｂと絶縁ノズル５４ａ及び可動アーク接触子５４ｂが健全か否かを判定した上で、その判定結果を出力する（ステップＳ０８）。
【００４４】
以上で一連の処理を一旦終了し、その時点で電力用開閉装置１０が運転中であれば再度前記ステップＳ０１からの処理に戻って、前述した同様の制御処理を繰返し実行する。
【００４５】
以上詳述した如く本実施形態によれば、圧力／温度センサ１５Ａ〜１５Ｅにより得た観測値を用いて、流体演算から予測した内部の圧力および温度の各分布を補正することで、電力用開閉装置１０内の消耗部品である固定アーク接触子５３ｂと絶縁ノズル５４ａ及び可動アーク接触子５４ｂの磨耗量だけでなく、磨耗に伴う形状変化や振動による位置ずれの検出が可能となる。
【００４６】
特に前記実施形態では、電力用開閉装置１０に複数組の圧力／温度センサを分散して配置するものとしたので、固定アーク接触子５３ｂと絶縁ノズル５４ａ及び可動アーク接触子５４ｂの現在の形状および互いの位置関係をより正確に把握することが可能となる。
【００４７】
この場合、圧力／温度センサ１５Ａ〜１５Ｅを複数設けるものとした場合に、特に電力用開閉装置１０内の絶縁ガス流の流れに応じ、固定アーク接触子５３ｂと絶縁ノズル５４ａ及び可動アーク接触子５４ｂを中心としてその上流側および下流側にも圧力／温度センサを分散して配置することで、随時各時点で測定される測定結果と計算結果と照合して固定アーク接触子５３ｂと絶縁ノズル５４ａ及び可動アーク接触子５４ｂの現在の形状および互いの位置関係をさらにより正確且つ詳細に把握することが可能となる。
【００４８】
（一実施形態の第１の変形例）  
図３は、一実施形態の第１の変形例を示すブロック図である。前記図１に示した流体演算処理部２５と異なる構成を持つ流体演算処理部２５−２のみを記載し、それ以外の記載については図示および説明を省略する。
【００４９】
この変形例で流体演算処理部２５−２は、機能構成上、流体演算制御部２５Ａ、流体演算実行部２５Ｂ１、および演算手順記録部２５Ｃからなる。流体演算制御部２５Ａおよび演算手順記録部２５Ｃに関しては図１に示した流体演算処理部２５と同様であるため、同一符号を用いてその説明は省略する。
【００５０】
流体演算実行部２５Ｂ１は、内部状態監視装置２０全体の動作制御を司るＣＰＵとは独立した異なるプロセッサ、例えばグラフィックス用のＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を用いて流体演算を実行する。
【００５１】
流体演算実行部２５Ｂ１にグラフィックス用のプロセッサであるＧＰＵを用いる場合、映像出力信号ｍとして演算結果を視覚化して出力することが可能となる。
【００５２】
前記したように、内部状態監視装置２０内全体の動作制御を司るＣＰＵに対し、流体演算実行部２５Ｂ１をグラフィックス用のプロセッサであるＧＰＵ等で構成するものとして、メインのプロセッサであるＣＰＵとは処理を別系統化することにより、ＣＰＵの処理負担を軽減できると共に、一般的にＣＰＵに比して低消費電力であるプロセッサを用いて内部状態監視装置２０全体の電力消費を低減できる。
【００５３】
加えて、特にグラフィックス用のプロセッサであるＧＰＵでは演算結果を映像出力信号ｍとして取出すことが可能であり、流体演算の結果を数値あるいはグラフとして外部のディスプレイなどに可視化できる。
【００５４】
（一実施形態の第２の変形例）  
図４は、一実施形態の第２の変形例を示すブロック図である。前記図１に示した流体演算処理部２５と異なる構成を持つ流体演算処理部２５−３のみを記載し、それ以外の記載については図示および説明を省略する。
【００５５】
この変形例で流体演算処理部２５−３は、機能構成上、流体演算制御部２５Ａ、および演算手順記録部２５Ｃからなると共に、外部通信経路ｎを介して内部状態監視装置２０外に流体演算実行部２５Ｂ２を設置する。流体演算制御部２５Ａおよび演算手順記録部２５Ｃに関しては図１に示した流体演算処理部２５と同様であるため、同一符号を用いてその説明は省略する。
【００５６】
内部状態監視装置２０の外部に設置した流体演算実行部２５Ｂ２は、内部状態監視装置２０全体の動作制御を司るＣＰＵとは独立した異なるプロセッサであり、その動作電力系統も内部状態監視装置２０とは異なる系統から供給されるものとする。
【００５７】
前記したように、内部状態監視装置２０内全体の動作制御を司るＣＰＵに対し、流体演算実行部２５Ｂ２を電力系統も異なる内部状態監視装置２０外部のプロセッサで構成するものとして、メインのプロセッサであるＣＰＵとは処理および電源を別系統化することにより、演算負荷の大きい流体演算に掛かるＣＰＵの処理負担を大幅軽減できると共に、電力用開閉装置１０の設置場所の関係で流体演算実行部２５Ｂが必要とする電力を確保することが難しい場合であっても、柔軟性を持って内部状態監視装置２０を構築できる。
【００５８】
（一実施形態の第３の変形例）  
図５は、一実施形態の第３の変形例を示すブロック図である。前記図１に示した流体演算処理部２５と異なる構成を持つ流体演算処理部２５−４のみを記載し、それ以外の記載については図示および説明を省略する。
【００５９】
この変形例で流体演算処理部２５−４は、機能構成上、流体演算制御部２５Ａ、流体演算実行部２５Ｂ、演算手順記録部２５Ｃ、および初期値記憶部２５Ｄからなる。流体演算制御部２５Ａ、流体演算実行部２５Ｂ、および演算手順記録部２５Ｃに関しては図１に示した流体演算処理部２５と同様であるため、同一符号を用いてその説明は省略する。
【００６０】
初期値記憶部２５Ｄは、内部状態監視装置２０の電源遮断時にも記憶内容を保持可能な不揮発性の記憶部であり、前回の流体演算で算出した結果をその時点での入力条件と関連付けて格納しておく。
【００６１】
流体演算制御部２５Ａは、運転開始当初に、初期値記憶部２５Ｄに記憶される内容から、入力条件と近いものを選択して読出し、第１回目の計算結果として利用することで、動作当初の流体演算実行部２５Ｂでの演算処理を大幅に簡略化できる。
【００６２】
加えて、運転当初には部品形状記録部２４から読出す、工場出荷時の部品形状のデータではなく、前回の運転終了時に算出した、より現状の固定アーク接触子５３ｂと絶縁ノズル５４ａ及び可動アーク接触子５４ｂの形状を反映した演算結果を用いることになるため、前記図２のステップＳ０２〜Ｓ０６で示した処理ループの実行回数を短縮して、状態判定の応答性を高めることができる。
【００６３】
（一実施形態の第４の変形例）  
図６は、一実施形態の第４の変形例を示すブロック図である。前記図１に示した流体演算処理部２５と異なる構成を持つ流体演算処理部２５−５のみを記載し、それ以外の記載については図示および説明を省略する。
【００６４】
この変形例で流体演算処理部２５−５は、機能構成上、流体演算制御部２５Ａ、流体演算実行部２５Ｂ、および演算手順記録部２５Ｃ１からなる。流体演算制御部２５Ａ、および流体演算実行部２５Ｂに関しては図１に示した流体演算処理部２５と同様であるため、同一符号を用いてその説明は省略する。
【００６５】
演算手順記録部２５Ｃ１は、前述したようにコンピュータのハードウェア構成としてはハードディスク装置などの記憶媒体の一部で構成され、動作プログラムや各種データ等で流体演算の演算手順を記憶するものであり、本変形例では通信経路ｏを介して、例えば電力用開閉装置１０の製造および販売を行なうメーカが運営するインターネット上のＷｅｂサイトと（ＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｐｒｉｖａｔｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）技術などを用いた秘匿手段を介して）接続することが可能であるものとする。
【００６６】
このような構成とすることで、通信経路ｏを介して演算手順記録部２５Ｃ１の記憶内容である演算手順等を、ファームウェアのバージョンアップにより任意に更新記憶させることができるため、常に最新の演算手順にしたがった流体演算が可能となる。
【００６７】
なお前記一実施形態および同実施形態の第１乃至第４の変形例に関し、内部状態監視装置２０の構成をパーソナルコンピュータ等のコンピュータ技術によりソフトウェアで処理するものとして説明したが、これに限ることなく、専用のハードウェア回路により構成するものとしてもよい。
【００６８】
また前記一実施形態では、電力用開閉装置１０内に、計５組の圧力／温度センサ１５Ａ〜１５Ｅを配置するものとして説明したが、圧力／温度センサの数を限定するものではなく、最低限１組の圧力／温度センサを配置するものも含み、さらに少なくとも１組の圧力／温度センサに加えて、単体の圧力センサあるいは温度センサを配置するような構成とすることも考えられる。
【００６９】
また監視対象としてアーク放電５６に最も近い固定アーク接触子５３ｂ、絶縁ノズル５４ａ、可動アーク接触子５４ｂを監視対象とする実施例を示して説明をしたが、これに限るものではなく、固定通電部５３ａのように電力用開閉装置１０内部でガス流５９の流路上に存在するものはこの対象とする実施例も考えることができる。
【００７０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７１】
１０…電力用開閉装置、１１…入力電力、１３…出力電力、１５Ａ〜１５Ｅ…圧力／温度センサ、１６…主回路電流検出部、１７…極間電圧検出部、２０…内部状態監視装置、２１…測定値集約部、２２…計算条件生成部、２３…実測計算比較部、２４…部品形状記録部、２５，２５−２〜２５−５…流体演算処理部、２５Ａ…流体演算制御部、２５Ｂ，２５Ｂ１，２５Ｂ２…流体演算実行部、２５Ｃ，２５Ｃ１…演算手順記録部、２５Ｄ…初期値記憶部、２６…状態判定部、５１ａ…絶縁ガス、５３…固定部、５３ａ…固定通電部、５４…可動部、５４ａ…絶縁ノズル、５４ｂ…可動アーク接触子、５４ｃ…通電接触子、５５…ピストン、５６…アーク放電、５７…支持絶縁物、５８…操作機構、５９…ガス流、ａ…主回路電流値信号、ｂ…極間電圧値信号、ｃ…圧力値信号、ｄ…温度値信号、ｅ…部品形状信号、ｆ…初期測定値信号、ｇ…測定値信号、ｈ…計算条件信号、ｉ…計算結果信号、ｊ…修正係数信号、ｋ…内部予測結果信号、ｍ…映像出力信号、ｎ…外部通信経路、ｏ…通信経路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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