(57)【要約】【課題】真空圧力測定装置の故障、誤動作を大幅に低減し、電源の交換を不要とし、正確な真空圧力劣化状況を把握することができる信頼性、経済性の高い真空スイッチギヤの真空圧力監視装置を提供する。【解決手段】接地された真空容器１０内に、固定電極１４とこの固定電極１４に接離する可動電極１８とを備えた真空スイッチギヤ１において、前記真空容器１０に設けられ、前記真空容器１０内の圧力を測定する真空圧力測定装置２と、前記真空圧力測定装置２に所定の測定間隔で真空圧力を測定させる制御指令を出力するとともに、これにより取り込んだ測定真空圧力を予め記憶した複数の設定値と比較し、その結果に基づいて対応処理制御指令を出力する監視制御手段４とを備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2006202699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内に、固定電極とこの固定電極に接離する可動電極とを備えた真空スイッチギヤにおいて、前記真空容器に設けられ、前記真空容器内の圧力を測定する真空圧力測定装置と、前記真空圧力測定装置に所定の測定間隔で真空圧力を測定させる制御指令を出力するとともに、これにより取り込んだ測定真空圧力を予め記憶した複数の設定値と比較し、その結果に基づいて対応処理制御指令を出力する監視制御手段とを備えたことを特徴とする真空スイッチギヤの真空圧力監視装置。
【請求項２】
真空容器内に、固定電極とこの固定電極に接離する可動電極とを備えた真空スイッチギヤにおいて、前記真空容器に設けられ、前記真空容器内の圧力を測定する真空圧力測定装置と、前記真空圧力測定装置に所定の測定間隔で真空圧力を測定させる制御指令を出力するとともに、これにより取り込んだ測定真空圧力を予め記憶した複数の設定値と比較し、その結果に基づいて対応処理制御指令を出力し、測定真空圧力に基づいて真空スイッチギヤの寿命を予測する監視制御手段とを備えたことを特徴とする真空スイッチギヤの真空圧力監視装置。
【請求項３】
真空容器内に、固定電極とこの固定電極に接離する可動電極とを備えた複数の真空スイッチギヤにおいて、前記各真空容器に設けられ、前記真空容器内の圧力を測定する真空圧力測定装置と、前記真空圧力測定装置に所定の測定間隔で真空圧力を測定させる制御指令を出力するとともに、これにより取り込んだ測定真空圧力を出力する監視制御手段と、前記監視制御手段からの測定真空圧力を予め記憶した複数の設定値と比較し、その結果に基づいて対応処理制御指令を出力し、測定真空圧力に基づいて真空スイッチギヤの寿命を予測する管理制御手段とを備えたことを特徴とする真空スイッチギヤの真空圧力監視装置。
【請求項４】
管理制御手段は、測定した真空圧力が真空絶縁性能低下に近い設定値に達したときに、当該真空スイッチギヤを系統から切り離すための警報を出力することを特徴とする請求項３に記載の真空スイッチギヤの真空圧力監視装置。
【請求項５】
管理制御手段は、上位または下位の系統に異常が発生したときや真空スイッチギヤが動作している場合に、真空圧力の測定停止指令を前記監視制御手段に出力することを特徴とする請求項３に記載の真空スイッチギヤの真空圧力監視装置。
【請求項６】
真空容器内に、固定電極とこの固定電極に接離する可動電極とを備えた真空スイッチギヤの真空圧力監視方法において、前記真空容器に設けた真空圧力測定装置によって前記真空容器内の圧力を測定し、監視制御手段によって前記真空圧力測定装置に所定の測定間隔で真空圧力を測定させる制御指令を出力するとともに、これにより取り込んだ測定真空圧力を予め記憶した複数の設定値と比較し、その結果に基づいて対応処理制御指令を出力することを特徴とする真空スイッチギヤの真空圧力監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空スイッチギヤの真空圧力を監視する監視装置及びその監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
受配電システムに適用されている真空スイッチギヤにおいては、その真空容器内の真空度（真空圧）の低下を放置しておくと、やがては真空絶縁破壊を起こし、電力系統に多大な損害を与える事故に発展する恐れがある。このような事故を事前に回避するために、真空容器に、その内部の真空圧力を測定する装置を設けたものがある（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
また、真空スイッチギヤにおける真空容器に、真空度測定装置及び真空ポンプを設け、前記真空度測定装置によって検出された検出値が、所定の真空度よりも低下した場合に、真空ポンプを起動して、真空容器内の真空度を高めるものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３０６４７３号公報
【特許文献２】特開２００１−１７６３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、受配電システムは、益々の縮小化、高信頼化が要求されており、例えば真空スイッチギヤにおいては、その１つの真空容器内に遮断器、断路器、接地開閉器を複数集積した構造のものが製品化され、用途が拡大されている。
【０００６】
このように、例えば、１つの真空容器内に複数の構成機器を集積配置すると、前述した構成機器を構成する金属や絶縁物に吸着していた微量なガスの放出量が増加し、また真空容器が大型化すると、外部からのガスの透過量が増加して、真空封止後の真空容器内の圧力が上昇する可能性がある。
【０００７】
また、受配電機器は、数十年使用するため、その間に地震などによる衝撃により変形したり、水滴により侵食されたりする可能性がある。これらの変形や侵食は、微量であるので通常は問題ないが、要因が多々重なると、例えば、真空容器の一部が薄くなり、外部から透過するガス量が増えることがある。この透過量がゲッターの吸着量を超えると、真空容器内の圧力が徐々に上昇してしまう可能性がある。或いは据付時には、作業ミスなどにより大きく変形させ、真空漏れの要因を作ってしまう場合がある。
【０００８】
このように、真空容器内の圧力上昇は、種々の要因で生じるので、真空容器内の圧力上昇をきめ細かに監視する必要があるが、そのためには、真空度測定装置の電源を常時入りの状態にして、真空容器内の真空度検出値を常時取り込み、その変動経緯を把握し、管理する必要がある。
【０００９】
上述のように、真空度測定装置の電源を常時入りの状態にした場合、真空度測定装置に対して、種々の不具合が懸念される。その１つは、真空圧力測定装置が雷サージまたは自他回路の開閉サージなどにより、故障や誤動作が発生し、正確な圧力劣化状況を把握できなくなる。また、もう１つは、真空圧力測定装置の電源を数年毎に交換しなければならないことである。これは電源内部に使用される平滑回路用などの電解コンデンサの寿命が真空機器の寿命２０〜３０年と比較すると短いためである。
【００１０】
本発明の目的は、真空圧力測定装置の故障、誤動作を大幅に低減し、電源の交換を不要とし、正確な真空圧力劣化状況を把握することができる信頼性、経済性の高い真空スイッチギヤの真空圧力監視装置及び監視方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記の目的を達成するために、第１の発明は、真空容器内に、固定電極とこの固定電極に接離する可動電極とを備えた真空スイッチギヤにおいて、前記真空容器に設けられ、前記真空容器内の圧力を測定する真空圧力測定装置と、前記真空圧力測定装置に所定の測定間隔で真空圧力を測定させる制御指令を出力するとともに、これにより取り込んだ測定真空圧力を予め記憶した複数の設定値と比較し、その結果に基づいて対応処理制御指令を出力する監視制御手段とを備えたことを特徴とする真空スイッチギヤの真空圧力監視装置にある。
【００１２】
また、第２の発明は、真空容器内に、固定電極とこの固定電極に接離する可動電極とを備えた真空スイッチギヤにおいて、前記真空容器に設けられ、前記真空容器内の圧力を測定する真空圧力測定装置と、前記真空圧力測定装置に所定の測定間隔で真空圧力を測定させる制御指令を出力するとともに、これにより取り込んだ測定真空圧力を予め記憶した複数の設定値と比較し、その結果に基づいて対応処理制御指令を出力し、測定真空圧力に基づいて真空スイッチギヤの寿命を予測する監視制御手段とを備えたことを特徴とする真空スイッチギヤの真空圧力監視装置にある。
【００１３】
更に、第３の発明は、真空容器内に、固定電極とこの固定電極に接離する可動電極とを備えた複数の真空スイッチギヤにおいて、前記各真空容器に設けられ、前記真空容器内の圧力を測定する真空圧力測定装置と、前記真空圧力測定装置に所定の測定間隔で真空圧力を測定させる制御指令を出力するとともに、これにより取り込んだ測定真空圧力を出力する監視制御手段と、前記監視制御手段からの測定真空圧力を予め記憶した複数の設定値と比較し、その結果に基づいて対応処理制御指令を出力し、測定真空圧力に基づいて真空スイッチギヤの寿命を予測する管理制御手段とを備えたことを特徴とする真空スイッチギヤの真空圧力監視装置にある。
【００１４】
また、第４の発明は、第３の発明において、管理制御手段は、測定した真空圧力が真空絶縁性能低下に近い設定値に達したときに、当該真空スイッチギヤを系統から切り離すための警報を出力することを特徴とする真空スイッチギヤの真空圧力監視装置にある。
【００１５】
更に、第５の発明は、第３の発明において、管理制御手段は、上位または下位の系統に異常が発生したときや真空スイッチギヤが動作している場合に、真空圧力の測定停止指令を前記監視制御手段に出力することを特徴とする真空スイッチギヤの真空圧力監視装置にある。
【００１６】
また、第６の発明は、真空容器内に、固定電極とこの固定電極に接離する可動電極とを備えた真空スイッチギヤの真空圧力監視方法において、前記真空容器に設けた真空圧力測定装置によって前記真空容器内の圧力を測定し、監視制御手段によって前記真空圧力測定装置に所定の測定間隔で真空圧力を測定させる制御指令を出力するとともに、これにより取り込んだ測定真空圧力を予め記憶した複数の設定値と比較し、その結果に基づいて対応処理制御指令を出力することを特徴とする真空スイッチギヤの真空圧力監視方法にある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の真空圧力監視装置によれば、真空圧力を所定の間隔で監視するようにしたので、真空圧力測定装置の故障、誤動作が大幅に低減し、正確な真空圧力劣化状況を把握することができる信頼性、経済性の高い真空スイッチギヤの真空圧力の監視が可能である。
【００１８】
本発明の真空圧力監視方法によれば、真空圧力を所定の間隔で監視するようにしたので、真空圧力測定装置の故障、誤動作が大幅に低減し、電源の交換を不要とし、正確な真空圧力劣化状況を把握することができ、真空スイッチギヤの信頼性、経済性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の真空スイッチギヤの真空圧力監視装置及び監視方法の実施の形態を図面を用いて説明する。  
図１は本発明の真空スイッチギヤの真空圧力監視装置の一実施の形態を示すもので、この図１において、１は真空スイッチギヤ、２は真空スイッチギヤ１に設けた真空圧力測定装置、３は真空スイッチギヤ１に設けた真空ポンプ、４は真空圧力測定装置２を監視制御する監視制御手段である。
【００２０】
前述した真空スイッチギヤ１は、この例ではいくつかのユニットで構成される受配電盤の１ユニット１相分の１例を示しており、その真空容器１０内には金属製のシールド１１を内側に設けた絶縁筒１２を、ブッシング１３の上に配置し、その中央に固定電極１４と、ベローズ１５と絶縁ロッド１６とフレキシブル導体１７に接続され外部の操作機構により上下動作する可動電極１８とが設けられている。
【００２１】
真空容器１０内は、真空圧力測定装置２とブッシング１３とベローズ１５により真空封止される。その内部圧力は製造直後では、例えば約７×１０−５Ｐａ前後の高真空状態となっている。また、真空容器１０の内面には、その真空容器１０の大きさに応じて、圧力が上昇しないようにゲッターなどが配置され、真空容器１０内を高真空状態に維持している。
【００２２】
真空圧力測定装置２は、内側電極２０と絶縁物２１と外側円筒電極２２とからなる真空圧力測定端子２３と、この周囲に配置した磁界発生装置２４と、内側電極２０と接地された真空容器１０の間に直列に接続された直流電源２５と直流電流計２６と、直流電源２５のプラス側に設けたスイッチ２７を備えて構成されている。
【００２３】
直流電流計２６に流れる電流は、真空容器１０内部の圧力に比例しているため、直流電流計２６の値を読み取ることで、真空容器１０内部の圧力を測定することができる。直流電流計２６の変わりに抵抗を入れ、その抵抗の両端に発生する電圧を読み取る方法でもよい。
【００２４】
監視制御手段４は、入出力部４０と、記憶部４１と、演算部４２と、後述する真空圧力の検出周期を設定する検出周期設定部４３とを備えている。また、この監視制御手段４には、作動信号等を入力するために入力手段４４、監視制御手段４からの状態量、警報等の信号を表示する表示手段４５が接続されている。
【００２５】
監視制御手段４内の測定周期設定部４３は、図２に示すように信号の立上がり部によりスイッチ２７にオン信号を出力し、時間Ｔ１経過後の立下がり部によりスイッチ２７にオフ信号を出力する測定時間Ｔ２を有する測定信号を、所定の周期間隔Ｔ１をもってスイッチ２７に出力する第１の測定周期と、後述する真空圧力の低下に伴い周期間隔Ｔ１よりも小さい周期間隔を出力する第２の測定周期とを記憶している。
【００２６】
監視制御手段４内の記憶部４１には、図３に示すように真空スイッチギヤ１の製造直後の真空圧力Ｐ０（例えば７×１０−５Ｐａ）から運転時間ＴＷに応じて順次低下する真空圧力Ｐの第１の設定値Ｐ１（例えば７×１０−４Ｐａ）、第２の設定値Ｐ２（例えば１×１０−３Ｐａ）及び第３の設定値Ｐ３（例えば７×１０−３Ｐａ）が設定されている。
【００２７】
監視制御手段４内の演算部４２は、直流電流計２６によって検出した電流値を真空圧力値Ｐに変換し、この検出真空圧力値Ｐを記憶部４１に記憶した第１乃至第３の設定値Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３と比較し、検出真空圧力値Ｐが第１の設定値Ｐ１までの範囲Ａ１の場合には、検出周期設定部４３に設定した第１の測定周期Ｔ２での真空圧力の監視を、検出真空圧力値Ｐが第１の設定値Ｐ１を超えて低下した場合には、検出周期設定部４３に設定した第２の測定周期での真空圧力の監視を、検出真空圧力値Ｐが第２の設定値Ｐ２を超えて低下した場合には、真空排気を行うように真空ポンプ３への駆動信号を出力する。また、検出真空圧力値Ｐが第３の設定値Ｐ３を超えて低下した場合には、表示手段４５に非常警報信号及び上位の遮断器の開信号指示を出力する。
【００２８】
また、監視制御手段４内の演算部４２は、図４に示すように真空スイッチギヤ１の運転時間に応じて記憶部４１に記憶した測定真空圧力値Ｐに基づいて、真空圧力の低下予測特性線Ｐｄを演算する機能も備えている。これにより、真空スイッチギヤ１の寿命予測が可能となり、真空スイッチギヤ１の信頼性を向上させることができる。
【００２９】
次に、上述した本発明の真空スイッチギヤの真空圧力監視装置による監視方法を図面を用いて説明する。  
真空スイッチギヤ１の真空容器１０内の真空圧力は、スイッチ２７の投入により真空容器１０内部の圧力に比例した電流が、直流電流計２６に流れる。この電流は監視制御手段４に入力される。監視制御手段４は、その演算部４２によってこの検出電流を真空圧力Ｐに変換し（図５のステップ１）、記憶部４１の記憶した各設定値（Ｐ１からＰ３）と比較する。そして、この検出真空圧力値Ｐが図３に示すように、第１の設定値Ｐ１までの範囲Ａ１の場合（図５のステップ２）には、検出周期設定部４３に設定した第１の測定周期Ｔ２での真空圧力の監視を継続することを判断する（図５のステップ３）。
【００３０】
これにより、真空容器１０内の真空圧力を所定の測定間隔Ｔ２で測定し監視することができるので、雷サージや自他回路の開閉サージの影響による真空圧力測定装置２の故障や誤動作の発生を大幅に低減することができる。また、真空圧力測定装置２の直流電源２５の内部に使用されている平滑回路用の電解コンデンサの使用時間が低減して、その寿命が延びるため、真空スイッチギヤ１の寿命より先に直流電源２５が故障することを抑えることができ、真空圧力監視装置２の信頼性、経済性が向上する。
【００３１】
次に、検出真空圧力値Ｐが第１の設定値Ｐ１を超えた場合（図５のステップ４）には、演算部４２はこれを検出して、検出周期設定部４３に設定した第１の測定周期Ｔ２よりも小さい第２の測定周期で真空圧力の監視を行うことを判断して、第２の測定周期の測定信号をスイッチ２７に出力する（図５のステップ５）。
【００３２】
これにより、真空容器１０内の真空圧力測定間隔を短くすることができるので、真空容器１０内の真空圧力の劣化状況をより詳細に把握することができる。
【００３３】
次に、検出真空圧力値Ｐが第２の設定値Ｐ２を超えた場合（図５のステップ６）には、演算部４２はこれを検出して、真空ポンプ３に駆動信号を出力し（図５のステップ７）、真空容器１０内の真空排気を行い、真空圧力を回復させる。
【００３４】
次に、検出真空圧力値Ｐが第３の設定値Ｐ３を超えた場合（図５のステップ８）には、演算部４２はこれを検出して、表示手段４５に非常警報信号を出力する（図６のステップ９）。
【００３５】
これにより、この真空スイッチギヤ１の上位に接続した上位の遮断器を開動作させれば、真空スイッチギヤ１を系統から切り離すことができるので、この真空スイッチギヤ１の真空絶縁破壊による種々の事故を回避することができる。
【００３６】
また、監視制御手段４における演算部４２は、測定した真空圧力値を逐次記憶部４１に記憶させ、この記憶した真空圧力値に基づき、図４に示すように真空スイッチギヤ１の運転時間に応じた真空圧力の低下予測特性線Ｐｄを演算し、その結果を例えば表示手段４５に表示することができる。これにより、真空スイッチギヤ１の寿命予測が可能となり、真空スイッチギヤ１の信頼性を向上させることができる。
【００３７】
本発明の真空圧力監視装置の実施の形態によれば、真空圧力を所定の間隔で監視するようにしたので、真空圧力測定装置の故障、誤動作が大幅に低減し、正確な真空圧力劣化状況を把握することができる信頼性、経済性の高い真空スイッチギヤの真空圧力の監視が可能である。
【００３８】
本発明の真空圧力監視方法の実施の形態によれば、真空圧力を所定の間隔で監視するようにしたので、真空圧力測定装置の故障、誤動作が大幅に低減し、電源の交換を不要とし、正確な真空圧力劣化状況を把握することができ、真空スイッチギヤの信頼性、経済性が向上する。
【００３９】
図６は本発明の真空スイッチギヤの真空圧力監視装置の他の実施の形態を示すもので、この図６において、図１と同符号のものは同一又は相当する部分である。この実施の形態は、複数の真空スイッチギヤ１と、これらの真空スイッチギヤ１にそれぞれ接続した各監視制御手段（第１の制御手段）４と、これらの監視制御手段４に接続し、これらの監視制御手段４を管理する管理制御手段（第２の制御手段）５とで構成したものである。管理制御手段５は、例えば管理用サーバで構成することができる。
【００４０】
この実施の形態においては、監視制御手段４は、前述した実施の形態における真空圧力の間欠的な取り込みを行い、その測定真空圧力値を例えば逐次管理制御手段５に送出し、また、管理制御手段５からの指示に基づき、真空圧力の取り込み間隔を短くする等の制御を実行する。
【００４１】
また、管理制御手段５は、各監視制御手段４からの測定真空圧力値を取り込み、図５の示すフローチャートに従い各監視制御手段４に監視制御指令を出力し、また当該真空スイッチギヤ１の上位または下位の系統に異常が発生した場合に、真空スイッチギヤ１が作動しているときには、真空圧力測定装置２の故障、誤動作を防止するために、監視制御手段４に真空圧力の測定を停止する信号を出力し、更に図４に示す真空スイッチギヤ１の寿命予測を行う機能を有している。
【００４２】
この実施の形態においては、監視制御手段４によって真空圧力測定装置２による真空圧力の間欠的な取り込み制御を行い、管理制御手段５によって各監視制御手段４からの測定真空圧力値に対する複数の異常の有無を判断して、その判断結果に基づいて監視制御手段４の監視制御を行い、また真空圧力の低下予測を行い、更には系統の異常に伴う監視制御手段４への指示制御を行うように構成したので、雷サージや自他回路の開閉サージの影響による真空圧力測定装置２の故障、誤動作の発生を大幅に低減することができる。  また、真空圧力測定装置２の直流電源の内部に使用されている平滑回路用の電解コンデンサの使用時間が短縮されて、真空スイッチギヤ１の寿命よりも長寿命化を図ることができる。
【００４３】
更には、真空スイッチギヤ１の寿命予測に基づき、真空スイッチギヤ１の管理性能を向上させることができる。
【００４４】
また、系統の異常、例えば真空スイッチギヤ１の上位または下位系統に異常が発生したときや、真空スイッチギヤ１が動作している場合には、真空圧力の測定を停止するので、真空圧力測定装置２の故障、誤作動の発生をさらに低減することができる。
【００４５】
なお、上述の実施の形態においては、図３の第３の設定値Ｐ３として、真空絶縁の性能が急激に低下する圧力の１桁低い値７×１０−３Ｐａとしたが、真空スイッチギヤ１の安全性、信頼性をさらに向上させたいときは、７×１０−３Ｐａより低い値に設定してもよい。また、上述の実施の形態においては、真空圧力Ｐが設定値Ｐ２以上で真空排気を実施するようにしたが、この設定値Ｐ２は設定値Ｐ１からＰ３の範囲内で適宜設定することも可能である。更に、上述の実施の形態においては、真空排気を真空ポンプ３の駆動により行うようにしたが、真空圧力測定装置２に設けた真空排気素子によって真空排気を行うことも可能である。
【００４６】
また、上述の実施の形態においては、スイッチ２７を電源２５のプラス側に設けたが、地絡による影響を防ぐために、直流電流計２６と真空容器１０との接続配線中に設けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の真空スイッチギヤの真空圧力監視装置の一実施の形態を示す構成図である。
【図２】図１に示す本発明の真空スイッチギヤの真空圧力監視装置の一実施の形態における真空測定装置の動作状態を示すタイムチャート図である。
【図３】図１に示す本発明の真空スイッチギヤの真空圧力監視装置の一実施の形態における真空圧力の異常判断を示す特性図である。
【図４】図１に示す本発明の真空スイッチギヤの真空圧力監視装置の一実施の形態における真空スイッチギヤの寿命予測を示す特性図である。
【図５】図１に示す本発明の真空スイッチギヤの真空圧力監視装置の一実施の形態における真空圧力低下の対応処理を示すフローチャート図ある。
【図６】本発明の真空スイッチギヤの真空圧力監視装置の他の実施の形態を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４８】
１        真空スイッチギヤ
２        真空圧力測定装置
３        真空ポンプ
４        監視制御手段
５        管理制御手段
２５      電源
２６      直流電流計
２７      スイッチ
【図１】
2006202699.tif 000003
【図２】
2006202699.tif 000004
【図３】
2006202699.tif 000005
【図４】
2006202699.tif 000006
【図５】
2006202699.tif 000007
【図６】
2006202699.tif 000008