(57)【要約】【課題】密閉容器に収納された開閉部の接点間の接触抵抗を所定の密閉状態を維持したままで簡易且つ正確に測定し得る開閉機器の接触抵抗の測定方法を提供する。【解決手段】母線１側の接地スイッチＥＳ１から母線１側の接点４ａに至り、さらに負荷２側の接点４ｂを介して負荷２側の接地スイッチＥＳ２に至る全抵抗を測定する一方、接地スイッチＥＳ１，ＥＳ２間にパルス状の電圧を印加し、この電圧が接地スイッチＥＳ１、接点４ａ，４ｂ部分及び接地スイッチＥＳ２でそれぞれ反射された反射波に基づく第１の電圧、第２の電圧及び第３の電圧をそれぞれ検出し、前記第1乃至第３の電圧の比で前記全抵抗を按分することにより接点４ａ，４ｂにおける接触抵抗を求める。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
母線側と負荷側との接点が接離することにより電路を開閉する開閉部を有するとともに、前記開閉部が絶縁媒体とともに密閉容器中に収納されており、しかも前記母線側と前記負荷側とで前記密閉容器の外部に取り出した測定用の端子部を有する開閉機器の接触抵抗の測定方法であって、
前記母線側の端子部から母線側の接点に至り、さらに前記負荷側の接点を介して負荷側の端子部に至る全抵抗を測定する一方、
前記端子部間にパルス状の電圧を印加し、前記電圧が前記端子部の一方、前記接点部分及び前記端子部の他方でそれぞれ反射された反射波に基づく第１の電圧、第２の電圧及び第３の電圧をそれぞれ検出し、
前記第１乃至第３の電圧の比で前記全抵抗を按分することにより前記接点部分の接触抵抗を求めることを特徴とする開閉機器の接触抵抗の測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載する開閉機器の接触抵抗の測定方法において、
前記開閉機器は、前記母線側と前記負荷側とにそれぞれ接地用の接地スイッチを有するガス絶縁開閉器であり、
前記端子部が前記母線側及び前記負荷側の前記接地スイッチであることを特徴とする開閉機器の接触抵抗の測定方法。
【請求項３】
母線側と負荷側との接点が接離することにより電路を開閉する開閉部を有するとともに、前記開閉部が絶縁媒体とともに密閉容器中に収納されており、しかも前記母線側と前記負荷側とで前記密閉容器の外部に取り出した測定用の端子部を有する開閉機器の接触抵抗の測定装置であって、
前記母線側の端子部から母線側の接点に至り、さらに前記負荷側の接点を介して負荷側の端子部に至る全抵抗を検出して記憶する抵抗測定手段と、
前記端子部間にパルス状の電圧を印加するパルス電圧発生手段と、
前記電圧が前記端子部の一方、前記接点部分及び前記端子部の他方でそれぞれ反射された反射波に基づく第１の電圧、第２の電圧及び第３の電圧をそれぞれ検出して記憶する電圧検出手段とを有することを特徴とする開閉機器の接触抵抗の測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載する開閉機器の接触抵抗の測定装置において、
前記抵抗測定手段が記憶している前記全抵抗と前記電圧検出手段が記憶している前記第１乃至第３の電圧とに基づき前記第１乃至第３の電圧の比で前記全抵抗を按分して前記接点部分の接触抵抗を求める演算手段と、この演算手段の演算結果である前記接触抵抗の値を表示する表示手段とを、さらに有することを特徴とする開閉機器の接触抵抗の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は開閉機器の接触抵抗の測定方法及び測定装置に関し、特にガス絶縁開閉装置の接触抵抗の測定の際に適用して有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
開閉装置の一種である遮断器における遮断部の接点間の接触抵抗は、接触部分における局部過熱の防止及び接触部分の施工不良部の発見等の観点から定期的に測定している。ここで、前記遮断部が密閉容器等に収納されていない場合には、測定対象である遮断部に測定器のプローブを外部から接触させることができるので、容易に所定の測定を行うことができる。
【０００３】
一方、この種の開閉装置の中には、遮断部がＳＦ６ガス等の絶縁ガスを封入した密閉容器中に収納されているものもあり、例えばＧＩＳ（ガス絶縁開閉装置）として汎用されている。このように遮断部が密閉容器に収納された遮断部の接点間の接触抵抗も同様に定期的に測定する必要がある。そこで、かかる接触抵抗は密閉容器の外部に引き出された端子等を介して測定している。すなわち、ＧＩＳの遮断器には、その母線側と負荷側とをそれぞれ接地するための接地スイッチが設けてあり、保守点検時には作業者の安全を確保するため接地スイッチを投入して充電部を接地するようになっており、その遮断部の接触抵抗の測定に際しては、前記接地スイッチの接地状態を解除し、各接地スイッチを外部端子として利用することにより母線側と負荷側との接地スイッチ間の抵抗を測定している。したがって、この場合には、母線側の接地スイッチの接触抵抗、遮断部の接触抵抗及び負荷側の接触抵抗が直列に接続された合成抵抗を測定していることになる。すなわち、遮断部の接触抵抗自体は測定できていない。この結果、遮断部の接点間の接触抵抗の測定が不正確なものとならざるを得なかった。ちなみに、前記接地スイッチ部分の抵抗は遮断部の接点間の接触抵抗に較べて比較的大きいため、このことに起因しても前記遮断部の接点間の接触抵抗の正確な把握が阻害されている。
【０００４】
なお、開閉器の接点の接触抵抗の測定に関する公知文献として、例えば特許文献１及び特許文献２が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−７４８２９号公報
【特許文献２】特開平９−２６６６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の如く、従来技術においてはＧＩＳの遮断部等、密閉容器に収納されている接点間の接触抵抗自体は測定することができない。この結果、遮断部の接点の荒れ等を経年管理することができず、また前記接点の的確な良否判定を行うことができないという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記従来技術に鑑み、ＧＩＳをはじめ、密閉容器に収納された開閉部の接点間の接触抵抗を所定の密閉状態を維持したままで簡易且つ正確に測定し得る開閉機器の接触抵抗の測定方法及び測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明の第１の態様は、母線側と負荷側との接点が接離することにより電路を開閉する開閉部を有するとともに、前記開閉部が絶縁媒体とともに密閉容器中に収納されており、しかも前記母線側と前記負荷側とで前記密閉容器の外部に取り出した測定用の端子部を有する開閉機器の接触抵抗の測定方法であって、前記母線側の端子部から母線側の接点に至り、さらに前記負荷側の接点を介して負荷側の端子部に至る全抵抗を測定する一方、前記端子部間にパルス状の電圧を印加し、前記電圧が前記端子部の一方、前記接点部分及び前記端子部の他方でそれぞれ反射された反射波に基づく第１の電圧、第２の電圧及び第３の電圧をそれぞれ検出し、前記第１乃至第３の電圧の比で前記全抵抗を按分することにより前記接点部分の接触抵抗を求めることを特徴とする開閉機器の接触抵抗の測定方法にある。
【０００９】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載する開閉機器の接触抵抗の測定方法において、前記開閉機器は、前記母線側と前記負荷側とにそれぞれ接地用の接地スイッチを有するガス絶縁開閉器であり、前記端子部が前記母線側及び前記負荷側の前記接地スイッチであることを特徴とする開閉機器の接触抵抗の測定方法にある。
【００１０】
本発明の第３の態様は、母線側と負荷側との接点が接離することにより電路を開閉する開閉部を有するとともに、前記開閉部が絶縁媒体とともに密閉容器中に収納されており、しかも前記母線側と前記負荷側とで前記密閉容器の外部に取り出した測定用の端子部を有する開閉機器の接触抵抗の測定装置であって、前記母線側の端子部から母線側の接点に至り、さらに前記負荷側の接点を介して負荷側の端子部に至る全抵抗を検出して記憶する抵抗測定手段と、前記端子部間にパルス状の電圧を印加するパルス電圧発生手段と、前記電圧が前記端子部の一方、前記接点部分及び前記端子部の他方でそれぞれ反射された反射波に基づく第１の電圧、第２の電圧及び第３の電圧をそれぞれ検出して記憶する電圧検出手段とを有することを特徴とする開閉機器の接触抵抗の測定装置にある。
【００１１】
本発明の第４の態様は、第３の態様に記載する開閉機器の接触抵抗の測定装置において、前記抵抗測定手段が記憶している前記全抵抗と前記電圧検出手段が記憶している前記第１乃至第３の電圧とに基づき前記第１乃至第３の電圧の比で前記全抵抗を按分して前記接点部分の接触抵抗を求める演算手段と、この演算手段の演算結果である前記接触抵抗の値を表示する表示手段とを、さらに有することを特徴とする開閉機器の接触抵抗の測定装置にある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、開閉部が収納された密閉容器の外部に設けてある母線側と負荷側との端子部の間にパルス状の電圧を印加することにより、母線側の端子部、開閉部の接点部分及び負荷側の端子部で反射される反射波による電圧をそれぞれ検出し、母線側の端子部から開閉部の接点部分を経て負荷側の端子部に至る全抵抗を前記反射波による各電圧で按分したので、密閉容器に収納したままで開閉部の接点間の接触抵抗を測定することができる。
【００１３】
この結果、開閉機器の単体での接触抵抗を検出することができるばかりでなく、接点部分の荒れ等の経年管理を適切に行うことができ、また接触抵抗を媒介とした良否判定を容易に行うことが可能となり、細密点検の実施も効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態を適用するガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）を示す回路図である。
【図２】図１に示すガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）の遮断部の接点の接触抵抗の測定時の態様を示す回路図である。
【図３】図２におけるパルス状の電圧の印加により各部で反射される反射波に基づく電圧を示す波形図である。
【図４】図２に示す回路にパルス状の電圧を印加する場合の等価回路図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る接触抵抗の測定装置を示すブロック線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態を適用するガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）を示す回路図である。同図に示すように、ＧＩＳは母線１と負荷２との間に配設してあり、母線側の断路器ＤＳ１、遮断器ＣＢ、負荷側の断路器ＤＳ２が順次直列に接続されて母線１から負荷２に至る電路を形成している。ここで、断路器ＤＳ１，ＤＳ２及び遮断器ＣＢは密閉容器中に絶縁ガスとともに収納してあるが、特に遮断器ＣＢの遮断部はＳＦ６ガスが充填された密閉容器３中に収納されておりその母線側及び負荷側の接点４ａ，４ｂが接離することにより負荷電流の供給乃至遮断を行うようになっている。また、遮断器ＣＢには、その母線側と負荷側とをそれぞれ接地するための接地スイッチＥＳ１，ＥＳ２が設けてあり、保守点検時には作業者の安全を確保するため接地スイッチＥＳ１，ＥＳ２を投入して充電部を接地するようになっている。
【００１７】
かかるＧＩＳは、通常時には断路器ＤＳ１，ＤＳ２及び遮断器ＣＢが何れも投入状態となって母線１から負荷２に所定の負荷電流を供給する。このとき、接地スイッチＥＳ１，ＥＳ２は何れも開放状態にしておく。
【００１８】
一方、保守、点検時には断路器ＤＳ１，ＤＳ２及び遮断器ＣＢを何れも開放状態とした後、接地スイッチＥＳ１，ＥＳ２を投入して充電部を接地する。
【００１９】
本形態ではかかる状態で遮断器ＣＢの接点４ａ，４ｂ間の接触抵抗を測定する。そこで、先ず接地スイッチＥＳ１，ＥＳ２の接地状態を解除する。具体的には、接地スイッチＥＳ１，ＥＳ２に接続されている接地線５，６を取り外して接地スイッチＥＳ１，ＥＳ２を接地電位から浮いた状態にする。かかる状態で、図２に示すように、接地スイッチＥＳ１，ＥＳ２に測定装置Ｉを接続するとともに、遮断器ＣＢを投入する。この結果、母線側の接地スイッチＥＳ１から母線側の接点４ａに至り、さらに負荷側の接点４ｂを介して負荷側の接地スイッチＥＳ２に至る直列回路が形成されるので、その全抵抗を測定する。かかる全抵抗は接地スイッチＥＳ１，ＥＳ２及び接点４ａ，４ｂにおける接触抵抗を合成したものとなる。なお、図２中、図１と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【００２０】
前述の如く全抵抗を測定した後、測定装置Ｉから接地スイッチＥＳ１，ＥＳ２間にパルス電圧を印加する。このパルス電圧により接地スイッチＥＳ１、接点４ａ，４ｂ部分及び接地スイッチＥＳ２からは反射波が所定の間隔をおいて返ってくる。かかる反射波による初回の第１波、第２波、第３波の電圧を順にｖ１，ｖ２，ｖ３とすれば、電圧ｖ１乃至ｖ３は接地スイッチＥＳ１、接点４ａ，４ｂ及び接地スイッチＥＳ２の部分で反射された電圧に起因するものとなる。すなわち、電圧ｖ１乃至ｖ３は、図３に示すように、所定の間隔（測定装置Ｉから接地スイッチＥＳ１までの距離、接地スイッチＥＳ１から接点４ａ，４ｂ部分までの距離及び接点４ａ，４ｂ部分から接地スイッチＥＳ２までの距離に対応する間隔）で立上がるパルス状の電圧となる。
【００２１】
そこで、電圧ｖ１乃至ｖ３の比で前記全抵抗を按分することにより接点４ａ，４ｂ部分の接触抵抗を求めることができる。
【００２２】
かかる、接触抵抗の測定原理に関してさらに詳説する。図４は図２に示す回路にパルス状の電圧を印加する場合の等価回路図である。同図に示すように、本形態における回路は測定装置Ｉ（パルス電圧発生器及び反射波検出部を含む）の正極側から順に接地スイッチＥＳ１、接点４ａ，４ｂ及び接地スイッチＥＳ２の各部分でのインピーダンスＺＥＳ１、ＺＣＢ、ＺＥＳ２が直列に接続されたものとなる。
【００２３】
いま、回路にインピーダンスＺＥＳ１のみがある場合を考える。かかる回路にＥ／ｓで表わされるパルス電圧を印加すると、インピーダンスＺＥＳ１部分で反射された電圧Ｖは次式（１）で表わされる。
【００２４】
Ｖ（ｘ、ｓ）＝（Ｅ／ｓ）・｛Ｚ０／（Ｚｓ＋Ｚ０）｝・
（ｅ−τｓ＋ρ（ｌ）・ｅ−（２Ｔ−τ）ｓ）／（１−ρ（０）・ρ（ｌ）・ｅ−２Ｔｓ）
・・・（１）
【００２５】
ここで、Ｚ０：波動インピーダンス（電源側から見たインピーダンス、これは測
定によりＧＩＳの特性に変化がないため定数となる。）
Ｚｓ:測定装置Ｉのインピーダンス
ρ（０）：送電端（測定装置Ｉ）での反射係数、
ρ（０）＝（Ｚｓ−Ｚ０）／（Ｚｓ＋Ｚ０）
ρ（ｌ）：受電端（接地スイッチＥＳ１）での反射係数、
ρ（ｌ）＝（ＺＥＳ１−Ｚ０）／（ＺＥＳ１＋Ｚ０）
Ｔ：反射周期
τ：遅れ
ｘ：送電端からの距離
【００２６】
上式（１）の３項目の分母は繰り返し反射による減衰を表わすが、本形態では初回反射波を取り出して測定しているので、３項目の分母のｅ−２Ｔｓは無視して良い。そこで、式（１）を逆ラプラス変換すると次式（２）を得る。
【００２７】
ｖ（ｘ、ｔ）＝Ｅ・{Ｚ０／（Ｚｓ＋Ｚ０）}・
{ｕ（ｔ−τ）＋ρ（ｌ）・ｕ（ｔ−（２Ｔ−τ））}  ・・・（２）
【００２８】
上式（２）中のＥ・{Ｚ０／（Ｚｓ＋Ｚ０）}・ρ（ｌ）・ｕ（ｔ−（２Ｔ−τ））が反射波として返ってくる電圧となり、Ｅ・{Ｚ０／（Ｚｓ＋Ｚ０）}・ｕ（ｔ−τ）が通過する電圧となる。
【００２９】
そこで、次に通過する電圧を遮断器ＣＢの印加電圧の初期値として計算を行う。遮断器ＣＢの場合は、測定点に返ってくる電圧は遮断器ＣＢでの反射波が、もう一度接地スイッチＥＳ１で透過した値となる。同様にして接地スイッチＥＳ２での反射波も求めることができる。
【００３０】
この結果、測定した電圧の第１波は電圧ｖ１となり、以下第２波は電圧ｖ２、第３波は電圧ｖ３となり、それぞれインピーダンスＺＥＳ１、ＺＣＢ、ＺＥＳ２に対応する。ここで、全体の抵抗は既知であるので、これを按分することにより、接点４ａ，４ｂ部分の接触抵抗を知ることができる。
【００３１】
図５は本発明の実施の形態に係る接触抵抗の測定装置の一例を示すブロック線図である。当該測定装置Ｉは端子１８，１９を介して接地スイッチＥＳ１，ＥＳ２にそれぞれ接続される。抵抗測定部１１は切替スイッチ１２を介して接地スイッチＥＳ１，ＥＳ２間の抵抗を測定し、その測定値を記憶する。ここで、接地スイッチＥＳ１，ＥＳ２間の抵抗とは、接地スイッチＥＳ１から遮断器ＣＢの接点４ａ，４ｂを介して接地スイッチＥＳ２に至る回路の全抵抗である。パルス電圧発生器１４は所定の電圧パルスを端子１８，１９を介して接地スイッチＥＳ１，ＥＳ２間に印加する。
【００３２】
電圧検出部１５はパルス電圧発生器１４から印加したパルス電圧により接地スイッチＥＳ１、接点４ａ，４ｂ部分及び接地スイッチＥＳ２の各部で反射された初回反射波に基づく電圧ｖ１，ｖ２，ｖ３を切替スイッチ１２を介して取り込んで記憶する。すなわち、図３に示す電圧データを端子１８，１９を介して取り込んで所定の処理をすることにより電圧ｖ１，ｖ２，ｖ３を求め、その値を記憶する。具体的には、例えば取り込んだ各電圧値を所定のサンプリング周期でサンプリングするとともに、前回のサンプリング値との差が所定値を超える場合に、そのサンプリング値をそれぞれ電圧ｖ１，ｖ２，ｖ３と見做して順次記憶すれば良い。
【００３３】
演算部１６は抵抗測定部１１が記憶している端子１８，１９間の全抵抗と電圧検出部１５が記憶している電圧ｖ１，ｖ２，ｖ３とに基づき電圧ｖ１，ｖ２，ｖ３の比で前記全抵抗を按分して接点４ａ，４ｂ部分の接触抵抗を求め、この接触抵抗の値を表示部１７に表示する。
【００３４】
ここで、各部の制御は制御部１３を介して行う。すなわち、全抵抗を測定する場合には、切替スイッチ１２が抵抗測定部１１と端子１８，１９間のみを接続し、パルス電圧の印加時には端子１８，１９と抵抗測定部１１及び電圧検出部１５との間を開放し、さらに反射された電圧ｖ１，ｖ２，ｖ３の取り込みの際には端子１８，１９と電圧検出部１５間のみを接続するように制御する。
【００３５】
かかる本形態によれば、電圧ｖ１，ｖ２，ｖ３の比で接地スイッチＥＳ１，ＥＳ２間の全抵抗を按分することにより接点４ａ，４ｂ部分の接触抵抗を求めることができる。すなわち、密閉容器３に接点４ａ，４ｂが収納されたままの状態で遮断部の接触抵抗を検出することができる。
【００３６】
なお、図５に示す実施の形態では、演算部１６及び表示部を設けたが、これらは必ずしも必要ない。全抵抗を測定した時点で作業者がこれを記録しておき、また電圧検出部１５で電圧ｖ１，ｖ２，ｖ３を検出した際にはこれらを作業者が記録しておき、両方の情報を付き合わせることにより作業者が全抵抗を電圧ｖ１，ｖ２，ｖ３で按分した所望の接触抵抗を求めるようにしても良い。
【００３７】
また、開閉器として遮断器ＣＢを用いて説明したが、これに限るものでもない。接点部分が密閉容器内に収納されている開閉器であれば同様に適用できる。例えば、断路器でも良い。また、ガス絶縁の機器に限定する必要もない。絶縁油を充填した機器であっても原理的には適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明はガス絶縁遮断器等の密閉型開閉機器の保守点検を行う産業分野において利用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
Ｉ                  測定装置
１                  母線
２                  負荷
３                  密閉容器
４ａ，４ｂ          接点
５，６              接地線
ＣＢ                  遮断器  
ＥＳ１，ＥＳ２        接地スイッチ
１１                  抵抗測定部
１４                  パルス電圧発生器
１５                  電圧検出部
１６                  演算部
１７                  表示部
【図１】
2011091967.tif 000003
【図２】
2011091967.tif 000004
【図３】
2011091967.tif 000005
【図４】
2011091967.tif 000006
【図５】
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