(57)【要約】【課題】開閉器の動作特性を容易に得ることができ、しかも点検のための停電時間を短縮できる開閉器の動作特性監視装置を提供することである。【解決手段】開閉器の主接点を開閉する操作軸１３のストローク変位を回転軸１５の回転変位に変換して無電圧接点を開閉するドラムスイッチ１４の回転軸１５と同軸に、操作軸のストローク変位を検出する回転変位測定器１９を設置し、開閉器の開閉動作時にドラムスイッチ１４の無電圧接点の開閉状態及び回転変位測定器１９で検出された操作軸１３のストローク変位をデータ収集装置２０に取り込み、記憶装置２１に記憶するとともに出力装置１８に出力する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉器の主接点を開閉する操作軸のストローク変位を回転軸の回転変位に変換して無電圧接点を開閉するドラムスイッチと、前記ドラムスイッチの回転軸と同軸に設置され前記操作軸のストローク変位を検出する回転変位測定器と、前記開閉器の開閉動作時に前記ドラムスイッチの無電圧接点の開閉状態及び前記回転変位測定器で検出された前記操作軸のストローク変位を取り込むデータ収集装置と、前記データ収集装置で取り込んだ前記ドラムスイッチの無電圧接点の開閉状態及び前記回転変位測定器で検出された前記操作軸のストローク変位を記憶する記憶装置と、前記記憶装置に記憶された前記ドラムスイッチの無電圧接点の開閉状態及び前記回転変位測定器で検出された前記操作軸のストローク変位を出力する出力装置とを備えたことを特徴とする開閉器の動作特性監視装置。
【請求項２】
前記記憶装置に記憶された前記操作軸のストローク変位を予め定めた管理値と比較し、その比較結果を前記出力装置に出力する比較判定装置を設けたことを特徴とする請求項１に記載の開閉器の動作特性監視装置。
【請求項３】
前記データ収集装置は、前記開閉器の試験における開閉動作時、または前記開閉器の実運用の開閉動作時に、前記ドラムスイッチの無電圧接点の開閉状態及び前記回転変位測定器で検出された前記操作軸のストローク変位を取り込むことを特徴とする請求項１または２に記載の開閉器の動作特性監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開閉器の開閉動作特性を監視する開閉器の動作特性監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統には遮断器や断路器などの開閉器が設けられ、この開閉器により系統を区分しお互いの系統を接続している。このような開閉器の点検時には、点検対象の開閉器の周辺回路の通電を停止して、点検対象の開閉器を非通電にして点検を行う。例えば、遮断器の開閉動作点検は、開閉器の主接点を開閉する操作軸に設置されているドラムスイッチにより行われている。
【０００３】
図８は、従来の開閉動作試験装置の説明図である。図８では遮断器１１に適用した場合を示している。遮断器１１の開閉器の主接点１２ａ、１２ｂを開閉する操作軸１３にはドラムスイッチ１４が設置されている。ドラムスイッチ１４は操作軸１３のストローク変位ｄ１を回転軸１５の回転変位ｄ２に変換して無電圧接点であるａコンタクト１６ａとｂコンタクト１６ｂを開閉する。ａコンタクト１６ａは遮断器１１の投入状態（主接点の閉じ動作完了時点）で閉じ主接点の開き始め時点で開く無電圧接点である。また、ｂコンタクト１６ｂは遮断器１１の引き外し状態（主接点の開き動作完了時点）で閉じ主接点の閉じ始め時点で開く無電圧接点である。
【０００４】
動作時間測定装置１７は遮断器１１への動作指令を入力し、動作指令が入力されてからａコンタクト１６ａ及びｂコンタクト１６ｂが開閉動作するまでの時間を測定し、出力装置１８に出力する。出力装置１８は、表示装置や印刷装置などである。
【０００５】
図９は、従来の開閉動作試験装置の動作時間測定装置１７で測定した動作波形の一例を示す動作波形図である。図９では動作指令が引き外し指令である場合を示している。時点ｔ１以前の遮断器１１が投入されている状態では、ａコンタクト１６ａは閉じておりｂコンタクト１６ｂは開いている。この状態で、いま時点ｔ１で遮断器１１に引き外し指令（動作指令）が出力されたとすると、その引き外し指令は動作時間測定装置１７にも入力される。引き外し指令により遮断器１１の操作棒１３が機械的に引き外し方向に駆動されるが、機械的な動作であるので遅れが生じる。また、遮断器１１の操作棒１３には遊びがあるので、主接点１２ａ、１２ｂの開き始めまでには遅れ時間が発生する。従って、引き外し指令からａコンタクト１６ａが開くまでには時間Ｔ１を要し時点２でａコンタクト１６ａが開く。
【０００６】
そして、主接点の開き始めの時点ｔ２でａコンタクト１６ａが開いてから、主接点の開き動作完了時点ｔ３までに時間Ｔ２を要し、時点３で主接点の開き動作が完了するとｂコンタクト１６ｂが閉じる。つまり、時点ｔ１で引き外し指令を入力してから遮断器１１の引き外しを完了するまでに時間Ｔ３を要する。動作時間測定装置１７は、これらの時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を測定し、測定結果を出力装置１８に出力する。点検保守員は出力装置１８の出力結果を参照して遮断器１１が正常であるか異常であるかを判断する。
【０００７】
そして、この動作時間の点検で遮断器に不具合がありそうだと判断したときは、遮断器の操作軸に、専用の取付治具を用いて操作軸のストローク変位を検出するストロークセンサを取り付け、ストロークセンサでストローク変位を測定し、そのストローク変位に基づき遮断器１１の正常あるいは異常を詳細に判断するようにしている。
【０００８】
ここで、動作特性監視装置として、遮断器の主接点を開閉する可動子の主接点投入方向への変位、主接点引き外し方向への変位を検出するストロークセンサを設け、動作用コイルへの励磁電流の供給開始時からストロークセンサの変位の検出開始時までの時間を第１の動作時間として検出し、ストロークセンサの変位の検出開始時から検出終了時までの時間を第２の動作時間として検出し、補助接点の状態変化を用いることなく開閉器の動作開始時および動作終了時を直接的に検出できるようにして、精度の良い開閉器の動作特性を得るようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−２９３６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、従来の開閉動作試験装置では、主接点の開閉動作の動作時間のみの測定であり、遮断現象を忠実に再現できていないため、開閉動作緩慢や開閉速度低下など重要な情報が得られない。開閉動作緩慢や開閉速度低下など重要な情報を得るには、遮断器の操作軸に、専用の取付治具を用いて操作軸のストローク変位を検出するためのストロークセンサを取り付け、そのストロークセンサでストローク変位を測定しなければならないので作業時間が長くなる。開閉器の点検時には、点検対象の開閉器の周辺回路の通電を停止して、点検対象の開閉器を非通電にして点検を行うので、作業時間が長いと停電時間も長くなる。
【００１１】
また、特許文献１のものでは、ストロークセンサにて、ストローク変位の検出開始時や検出終了時を用いて、開閉器の動作開始時および動作終了時を直接的に検出するので、精度の良い開閉器の動作特性を得ることができるが、ストロークセンサは、専用の取付治具を用いて高い据付信頼性の下で取り付けなければならないので作業に時間が掛かる。開閉器の点検時には、点検対象の開閉器の周辺回路の通電を停止して、点検対象の開閉器を非通電にして点検を行うので、作業時間が長いと停電時間も長くなる。
【００１２】
本発明の目的は、開閉器の動作特性を容易に得ることができ、しかも点検のための停電時間を短縮できる開閉器の動作特性監視装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の発明に係る開閉器の動作特性監視装置は、開閉器の主接点を開閉する操作軸のストローク変位を回転軸の回転変位に変換して無電圧接点を開閉するドラムスイッチと、前記ドラムスイッチの回転軸と同軸に設置され前記操作軸のストローク変位を検出する回転変位測定器と、前記開閉器の開閉動作時に前記ドラムスイッチの無電圧接点の開閉状態及び前記回転変位測定器で検出された前記操作軸のストローク変位を取り込むデータ収集装置と、前記データ収集装置で取り込んだ前記ドラムスイッチの無電圧接点の開閉状態及び前記回転変位測定器で検出された前記操作軸のストローク変位を記憶する記憶装置と、前記記憶装置に記憶された前記ドラムスイッチの無電圧接点の開閉状態及び前記回転変位測定器で検出された前記操作軸のストローク変位を出力する出力装置とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２の発明に係る開閉器の動作特性監視装置は、請求項１の発明において、前記記憶装置に記憶された前記操作軸のストローク変位を予め定めた管理値と比較し、その比較結果を前記出力装置に出力する比較判定装置を設けたことを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明に係る開閉器の動作特性監視装置は、請求項１または２の発明において、前記データ収集装置は、前記開閉器の試験における開閉動作時、または前記開閉器の実運用の開閉動作時に、前記ドラムスイッチの無電圧接点の開閉状態及び前記回転変位測定器で検出された前記操作軸のストローク変位を取り込むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、開閉器の主接点を開閉する操作軸のストローク変位を検出する回転変位測定器をドラムスイッチの回転軸と同軸に設置したので、ストローク変位を検出する際に専用の取付治具を用いて回転変位測定器を操作軸に取り付ける必要がなくなり、開閉器の主接点の動作時間の測定と同期して操作軸のストローク変位を計測できる。計測した開閉器の動作時間の測定及び操作軸のストローク変位をデータ収集装置で取り込み、記憶装置に記憶したり出力装置に出力したりするので、開閉動作緩慢や開閉速度低下など重要な情報を容易に得ることできる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、記憶装置に記憶された操作軸のストローク変位を比較判定装置で予め定めた管理値と比較し、その比較結果を出力装置に出力するので、開閉器の異常診断を容易に行える。
【００１８】
請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明の効果に加え、データ収集装置は、開閉器の試験における開閉動作時だけでなく開閉器の実運用の開閉動作時においても、開閉器の動作時間の測定及び操作軸のストローク変位を取り込むので、開閉器の動作特性の監視を常時行える。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる開閉器の動作特性監視装置の構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係わる開閉器の動作特性監視装置で測定した動作波形の一例を示す動作波形図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係わる開閉器の動作特性監視装置の構成図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係わる開閉器の動作特性監視装置で測定した動作波形の一例を示す動作波形図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係わる開閉器の動作特性監視装置で測定した動作波形の他の一例を示す動作波形図。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係わる開閉器の動作特性監視装置で測定した動作波形の別の他の一例を示す動作波形図。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係わる開閉器の動作特性監視装置で測定した動作波形のさらに別の他の一例を示す動作波形図。
【図８】従来の開閉動作試験装置の説明図。
【図９】従来の開閉動作試験装置の動作時間測定装置１７で測定した動作波形の一例を示す動作波形図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係わる開閉器の動作特性監視装置の構成図である。図１では遮断器１１に適用した場合を示している。遮断器１１の開閉器の主接点１２ａ、１２ｂを開閉する操作軸１３にはドラムスイッチ１４が設置されている。
【００２１】
ドラムスイッチ１４は操作軸１３のストローク変位ｄ１を回転軸１５の回転変位ｄ２に変換して無電圧接点であるａコンタクト１６ａとｂコンタクト１６ｂを開閉する。また、ドラムスイッチ１４に内蔵して回転変位測定器１９が設けられ、回転変位測定器１９はドラムスイッチ１４の回転軸１５と同軸に取り付けられている。
【００２２】
ドラムスイッチ１４のａコンタクト１６ａは遮断器１１の投入状態（主接点の閉じ動作完了時点）で閉じ主接点の開き始め時点で開く無電圧接点であり、ｂコンタクト１６ｂは遮断器１１の引き外し状態（主接点の開き動作完了時点）で閉じ主接点の閉じ始め時点で開く無電圧接点である。また、回転変位測定器１９はドラムスイッチ１４の回転軸１５の変位を検出し、遮断器１１の操作軸１３のストローク変位を検出するものである。
【００２３】
データ収集装置２０は遮断器１１への動作指令を入力し、動作指令が入力されてからａコンタクト１６ａ及びｂコンタクト１６ｂが開閉動作するまでの時間を取り込むとともに、回転変位測定器１９で検出された遮断器１１の操作軸１３のストローク変位を取り込み、その測定信号を記憶装置２１に記憶し、記憶装置２１に記憶された測定信号は出力装置１８に出力される。出力装置１８は、表示装置や印刷装置などである。なお、図１では記憶装置２１に記憶された測定信号を出力装置２１に出力するようにしているが、データ収集装置２０で取り込まれた測定信号を直接的に出力装置１８に出力するようにしてもよい。
【００２４】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係わる開閉器の動作特性監視装置で測定した動作波形の一例を示す動作波形図である。時点ｔ１以前の遮断器１１が投入されている状態では、ａコンタクト１６ａは閉じておりｂコンタクト１６ｂは開いている。この状態で、いま時点ｔ１で遮断器１１に引き外し指令（動作指令）が出力されたとすると、その引き外し指令はデータ収集装置２０にも入力される。
【００２５】
引き外し指令により遮断器１１の操作棒１３が機械的に引き外し方向に駆動されるが、機械的な動作であるので遅れが生じる。また、遮断器１１の操作棒１３には遊びがあるので、主接点１２ａ、１２ｂの開き始めまでには遅れ時間が発生する。このことから、時点ｔａから操作棒１３のストロークが徐々に変化し始め、時点２でａコンタクト１６ａが開く。このように、引き外し指令の時点ｔ１からａコンタクト１６ａが開く時点ｔ２までには時間Ｔ１を要する。
【００２６】
ａコンタクト１６ａが開いた時点ｔ２以降は、操作棒１３のストロークはほぼ直線的に変化する。そして、操作棒１３のストロークがほぼ引き抜き位置に達すると、多少の脈動後にストロークは引き抜き位置に収束する。操作棒１３のストロークが収束すると、時点ｔ３でｂコンタクタが閉じ、主接点の開き動作完了となる。
【００２７】
このように、時点ｔ２でａコンタクト１６ａが開いてから、主接点の開き動作完了の時点ｔ３までに時間Ｔ２を要し、時点３でｂコンタクト１６ｂが閉じると主接点の開き動作が完了すると、つまり、時点ｔ１で引き外し指令を入力してから遮断器１１の引き外しを完了するまでに時間Ｔ３を要する。
【００２８】
データ収集装置２０は、ドラムスイッチ１４のａコンタクト１６ａ及びｂコンタクト１６ｂの開閉動作状態、回転変位測定器１９で測定されたストローク変位を取り込み、記憶装置に記憶するとともに出力装置１８に出力する。そして、点検保守員は、出力装置１８の出力結果を参照して遮断器１１が正常であるか異常であるかを判断することになる。
【００２９】
出力装置１８の出力結果は、図２に示すように、ドラムスイッチ１４のａコンタクト１６ａ、ｂコンタクト１６ｂの開閉動作状態と、操作軸のストローク変位とが同期して測定された測定結果である。このことから、開閉器の主接点の開閉動作時間に関連付けて操作軸のストローク変位を確認できるので、遮断器１１が正常であるか異常であるかの判断をより正確に行うことができる。
【００３０】
第１の実施の形態によれば、遮断器１１の主接点１２ａ、１２ｂを開閉する操作軸１３のストローク変位を検出する回転変位測定器１９をドラムスイッチ１４に内蔵してドラムスイッチ１４の回転軸１５と同軸に設置したので、ストローク変位を検出する際に専用の取付治具を用いて回転変位測定器１９を操作軸１３に取り付ける必要がない。また、遮断器１１の主接点１２ａ、１２ｂの動作時間の測定と同期して操作軸１３のストローク変位を計測できるので、遮断器１１が正常であるか異常であるかの判断をより正確に行うことができる。
【００３１】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係わる開閉器の動作特性監視装置の構成図である。この第２の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、記憶装置２１に記憶された操作軸１３のストローク変位を予め定めた管理値と比較し、その比較結果を出力装置１８に出力する比較判定装置２２を追加して設けたものである。図１と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００３２】
比較判定装置２２は、予めストローク変位の管理値を備えており、データ収集装置２０で取り込まれて記憶装置２１に記憶された遮断器のストローク変位を取り出し、その遮断器のストローク変位と管理値とを比較し、遮断器の主接点の開閉動作緩慢、開閉速度低下、ダンパー効果低下等の異常の種別の判定を行う。
【００３３】
図４は、本発明の第２の実施の形態に係わる開閉器の動作特性監視装置で測定した動作波形の一例を示す動作波形図である。図４では、図２に示したストローク変位をストローク変位管理値Ｓｒ（正常時の波形）とし、データ収集装置２０で取り込んだストローク変位をＳ１で示している。そして、ストローク変位Ｓ１とストローク変位管理値Ｓｒとを併せて表示している。
【００３４】
比較判定装置２２は、ストローク変位Ｓ１とストローク変位管理値Ｓｒとを比較し、異常の種別の判定を行う。図４では、ストローク変位Ｓ１がストローク変位管理値Ｓｒに対して、操作棒１３のストロークの徐々に変化し始める時点ｔａ’がストローク変位管理値Ｓｒの場合の時点ｔａより遅れた特性となっており、ａコンタクト１６ａが開く時点ｔ２’、ｂコンタクト１６ｂが閉じる時点ｔ３’も遅れた特性となる。従って、ストローク変位Ｓ１の場合の時間Ｔ１’、Ｔ２’、Ｔ３’は、ストローク変位管理値Ｓｒの場合の時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３と異なった値となる。比較判定装置２２は、ストローク変位Ｓ１とストローク変位管理値Ｓｒとの関係が、このような関係にあるときは、操作棒１３の潤滑不良であると判定する。
【００３５】
図５は、本発明の第２の実施の形態に係わる開閉器の動作特性監視装置で測定した動作波形の他の一例を示す動作波形図である。この場合も、図４の場合と同様に、図２に示したストローク変位をストローク変位管理値Ｓｒ（正常時の波形）とし、データ収集装置２０で取り込んだストローク変位をＳ２で示している。そして、ストローク変位Ｓ２とストローク変位管理値Ｓｒとを併せて表示している。
【００３６】
図５では、ストローク変位Ｓ２がストローク変位管理値Ｓｒに対して、操作棒１３のストロークが徐々に変化し始める時点ｔａは同じであるが、その後の変化のレートがストローク変位Ｓ２の方がストローク変位管理値Ｓｒより小さくなっている。これに伴い、ｂコンタクト１６ｂが閉じる時点ｔ３’がストローク変位管理値Ｓｒに対して遅れた特性となる。従って、ストローク変位Ｓ２の場合の時間Ｔ２’、Ｔ３’は、ストローク変位管理値Ｓｒの場合の時間Ｔ２、Ｔ３より大きな値となる。比較判定装置２２は、ストローク変位Ｓ２とストローク変位管理値Ｓｒとの関係が、このような関係にあるときは、接点速度低下であると判定する。接点速度低下は蓄勢エネルギー不足などによって生じる。
【００３７】
図６は、本発明の第２の実施の形態に係わる開閉器の動作特性監視装置で測定した動作波形の別の他の一例を示す動作波形図である。この場合も、図４の場合と同様に、図２に示したストローク変位をストローク変位管理値Ｓｒ（正常時の波形）とし、データ収集装置２０で取り込んだストローク変位をＳ３で示している。そして、ストローク変位Ｓ３とストローク変位管理値Ｓｒとを併せて表示している。
【００３８】
図６では、ストローク変位Ｓ３がストローク変位管理値Ｓｒに対して、操作棒１３のストロークが徐々に変化し始める時点ｔａは同じであり、その後の変化のレートもほぼ同じであるが、ストロークがほぼ引き抜き位置に達すると、ストローク変位Ｓ３はストローク変位管理値Ｓｒに比較して大きくダンピングしている。これに伴い、ｂコンタクト１６ｂが閉じる時点ｔ３’がストローク変位管理値Ｓｒに対して遅れた特性となる。従って、ストローク変位Ｓ３の場合の時間Ｔ２’、Ｔ３’は、ストローク変位管理値Ｓｒの場合の時間Ｔ２、Ｔ３より大きな値となる。比較判定装置２２は、ストローク変位Ｓ３とストローク変位管理値Ｓｒとの関係が、このような関係にあるときは、ダンパー効果低下であると判定する。ダンパー効果低下はダッシュポットの異常などによって生じる。
【００３９】
図７は、本発明の第２の実施の形態に係わる開閉器の動作特性監視装置で測定した動作波形のさらに別の他の一例を示す動作波形図である。この場合も、図４の場合と同様に、図２に示したストローク変位をストローク変位管理値Ｓｒ（正常時の波形）とし、データ収集装置２０で取り込んだストローク変位をＳ４で示している。そして、ストローク変位Ｓ４とストローク変位管理値Ｓｒとを併せて表示している。
【００４０】
図７では、ストローク変位Ｓ４がストローク変位管理値Ｓｒに対して、操作棒１３のストロークが徐々に変化し始める時点ｔａは同じであり、その後の変化のレートも途中まではほぼ同じであるが、ストローク変位Ｓ４はストローク変位管理値Ｓｒに対して引き抜き位置に達する手前で多少の脈動後にストロークは引き抜き位置に収束している。これに伴い、ｂコンタクト１６ｂが閉じる時点ｔ３’がストローク変位管理値Ｓｒに対して異なった特性となる。従って、ストローク変位Ｓ４の場合の時間Ｔ２’、Ｔ３’は、ストローク変位管理値Ｓｒの場合の時間Ｔ２、Ｔ３と異なった値となる。比較判定装置２２は、ストローク変位Ｓ４とストローク変位管理値Ｓｒとの関係が、このような関係にあるときは、開極距離不足であると判定する。開極距離不足は組み立て不良などによって生じる。
【００４１】
第２の実施の形態によれば、記憶装置２１に記憶された操作軸１３のストローク変位Ｓを比較判定装置で予め定めた管理値Ｓｒと比較し、遮断器１１の主接点の開閉動作緩慢、開閉速度低下、ダンパー効果低下等の異常の種別の判定を行い、その比較結果を出力装置１８に出力するので、遮断器１１の異常診断を容易にしかもより正確に行える。
【００４２】
以上の説明では、開閉器として遮断器１１の場合について説明したが、断路器についても適用可能である。また、遮断器１１への動作指令として、遮断器１１の引き外し指令の場合について説明したが、投入指令の場合であっても同様に適用できる。
【００４３】
また、開閉器の試験における開閉動作時だけでなく開閉器の実運用の開閉動作時においても、データ収集装置２０により開閉器の動作時間の測定及び操作軸１３のストローク変位を取り込むようにしてもよい。この場合、記憶装置２１にデータ収集装置２０により取り込まれたデータが格納されているので、そのデータにより開閉器の動作特性の監視を行える。
【符号の説明】
【００４４】
１１…遮断器、１２…主接点、１３…操作軸、１４…ドラムスイッチ、１５…回転軸、１６ａ…ａコンタクト、１６ｂ…ｂコンタクト、１７…動作時間測定装置、１８…出力装置、１９…回転変位測定器、２０…データ収集装置、２１…出力装置、２２…比較判定装置
【図１】
2011258366.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2011258366.tif 000007
【図６】
2011258366.tif 000008
【図７】
2011258366.tif 000009
【図８】
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【図９】
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