(57)【要約】【課題】油圧操作機構に関する異常を早期に発見することができる監視システムを提供する。【解決手段】油圧ポンプ２５を間欠運転させながら維持する油圧によって遮断器１を開閉可能な油圧操作機構２を、自動監視装置３によって監視する。自動監視装置３は、油圧ポンプ２５の運転信号に基づいて、運転状況（起動回数や運転時間）を監視する監視手段３１と、過去の運転状況に関する参照データを取得し、かつ、これを逐次更新し、最新の運転状況に関するデータを当該参照データと比較したときの相違の程度に応じて、異常な傾向の有無を判定する判定手段３２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプを間欠運転させながら維持する油圧によって被操作部を操作可能な油圧操作機構と、
前記油圧ポンプの運転信号に基づいて、運転状況を監視する監視手段と、
過去の運転状況に関する参照データを取得し、かつ、これを逐次更新し、最新の運転状況に関するデータを当該参照データと比較したときの相違の程度に応じて、異常な傾向の有無を判定する判定手段と
を備えたことを特徴とする油圧操作機構監視システム。
【請求項２】
前記監視手段及び判定手段は、前記運転状況として前記油圧ポンプの起動回数を用い、前記判定手段は、最新の平均起動回数と、それより前に取得した平均起動回数とを比較する請求項１記載の油圧操作機構監視システム。
【請求項３】
前記監視手段及び判定手段は、前記運転状況として前記油圧ポンプの起動後の運転時間を用い、前記判定手段は、新たに取得した運転時間と、過去の平均値とを比較する請求項１又は２に記載の油圧操作機構監視システム。
【請求項４】
前記判定手段は、前記判定とは別に、所定期間における前記油圧ポンプの起動回数が所定値以上である場合、及び、前記油圧ポンプの起動後の運転時間が所定の範囲を逸脱する場合に、警告をすべき旨の判定を行う請求項１〜３のいずれか１項に記載の油圧操作機構監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてガス絶縁開閉装置内の遮断器を開閉操作するための油圧操作機構を監視するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統で使用される遮断器は、日常的に開閉されるものではないが、事故発生時には直ちに引き外し動作をして系統の切り離しを行うことが必要である。そのため、遮断器の開閉を司る油圧操作機構は、動作に備えて常に正常な状態で待機していることが重要である。しかし、ガス絶縁開閉装置は、油圧操作機構も含めて筐体内に収められているため、外観上から油漏れ等の異常を発見することは極めて困難である。そこで、間欠運転されている油圧ポンプが所定期間内に起動される回数や、起動後に油圧が所定値まで上昇するに要する時間に基づいて、配管の漏れや、油圧ポンプの劣化を知ることができるようにする監視システムも提案されている（例えば、特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−４４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来の監視システムでは、単純に所定の回数や時間と比較して善し悪しを判断することになっているため、明らかに悪い状態になって初めてそのことが検出される。すなわち、異常の早期発見は困難である。
かかる従来の問題点に鑑み、本発明は、油圧操作機構に関する異常を早期に発見することができる監視システム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】
【０００５】
本発明の油圧操作機構監視システムは、油圧ポンプを間欠運転させながら維持する油圧によって被操作部を操作可能な油圧操作機構と、前記油圧ポンプの運転信号に基づいて、運転状況を監視する監視手段と、過去の運転状況に関する参照データを取得し、かつ、これを逐次更新し、最新の運転状況に関するデータを当該参照データと比較したときの相違の程度に応じて、異常な傾向の有無を判定する判定手段とを備えたものである。
【０００６】
上記のような油圧操作機構監視システムでは、判定手段により、最新の運転状況に関するデータを過去の運転状況に関する参照データと比較したときの相違の程度に応じて、異常な傾向の有無を判定することができる。すなわち、最新の運転状況が正常であれば、そのデータは、参照データと差が無いか又は微差となるはずである。一方、比較的大きなデータの相違が生じるのは、異常な傾向（又はその恐れ）あり、ということになる。このような過去から現在への相対比較によれば、固定値との比較では検出できない緩やかな変化（傾向）を、確実に捉えることができる。異常な傾向の恐れがあると判定することができれば、何らかの注意喚起等を行うことにより、監視者は、異常を早期に発見することができる。
【０００７】
また、上記油圧操作機構監視システムにおいて、監視手段及び判定手段は、運転状況として油圧ポンプの起動回数を用い、判定手段は、最新の平均起動回数と、それより前に取得した平均起動回数とを比較するようにしてもよい。
この場合、最新の平均起動回数と、それより前に取得した平均起動回数との差に基づいて、油漏れの発生や進行を早期に発見することができる。
【０００８】
また、上記油圧操作機構監視システムにおいて、監視手段及び判定手段は、運転状況として油圧ポンプの起動後の運転時間を用い、判定手段は、新たに取得した運転時間と、過去の平均値とを比較するようにしてもよい。
この場合、新たに取得した運転時間と、過去の平均値との差に基づいて、油圧ポンプの性能低下又は油漏れの発生や進行を早期に発見することができる。
【０００９】
また、上記油圧操作機構監視システムにおいて、判定手段は、上記判定とは別に、所定期間における油圧ポンプの起動回数が所定値以上である場合、及び、油圧ポンプの起動後の運転時間が所定の範囲を逸脱する場合に、警告をすべき旨の判定を行うようにしてもよい。
この場合、緩やかな変化の監視とともに、明らかな異常を、直ちに、警告によって告知することができる。すなわち、起動回数が所定値以上である場合は、油漏れの可能性が高い。また、運転時間が所定の範囲以上の場合は、油圧ポンプの性能低下又は油漏れの可能性が高く、所定の範囲以下の場合は、油圧ポンプを起動させる圧力スイッチの異常が想定される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の油圧操作機構監視システムによれば、油圧操作機構に関する緩やかな変化（傾向）を確実に捉えて、異常を早期に発見することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ガス絶縁開閉装置に使用される本発明の一実施形態に係る油圧操作機構監視システムの構成を示す図であり、遮断器の投入状態を示している。
【図２】図１の油圧操作機構監視システムにおける遮断器の引き外し状態を示している。
【図３】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、起動回数及び運転時間に関する数値例を示す図である。
【図４】起動回数監視についての処理を示すフローチャートである。
【図５】運転時間監視についての処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１及び図２は、ガス絶縁開閉装置に使用される本発明の一実施形態に係る油圧操作機構監視システムの構成を示す図であり、図１は遮断器の投入状態、図２は遮断器の引き外し状態を、それぞれ示している。ガス絶縁開閉装置は、遮断器１を含む設備の主要部が筐体（図示せず。）に収められ、ＳＦ６ガスが封入されている。遮断器１の投入・引き外しは、油圧操作機構２によって行われる。なお、図中で、油圧操作機構２内の油液を示す２種類のハッチングのうち、細かいハッチングは高圧油を表し、粗いハッチングは低圧油を表す。
【００１３】
図１における遮断器１は、投入状態であり、固定接点１１と可動接点１２とは互いに接触している。油圧操作機構２は、被操作部としての遮断器１の可動接点１２を駆動するピストン２１及びシリンダ２２と、油圧を保持するためのアキュムレータ２３と、油タンク２４と、油圧ポンプ２５（駆動用のモータ及び、吐出側に逆止弁を含む。）と、遮断器投入用の主弁２６と、遮断器引き外し用の主弁２７とを、図示のように配管接続して構成されている。また、油圧操作機構２は、油圧ポンプ２５や主弁２６，２７を動作させるための駆動装置２９と、圧力スイッチ２８とを備えている。圧力スイッチ２８は、常時高圧の油圧を提供する管路２０内の油圧を検出して、駆動装置２９に提供する。なお、主弁２６，２７を動作させるために、駆動装置２９との間に、投入・引き外しの電磁弁や増幅弁が一般に使用されるが、ここでは省略している。
【００１４】
駆動装置２９は、油圧ポンプ２５の運転信号（例えば油圧ポンプ２５を駆動するコンタクタの接点オン信号）を、自動監視装置３に提供する。自動監視装置３は、内部機能として、油圧ポンプ２５の運転信号に基づいて、その運転状況（起動回数や運転時間）を監視する監視手段３１と、運転状況に基づいて油圧操作機構２についての異常の有無や、異常な傾向の有無を判定する判定手段３２とを備えている。自動監視装置３は、判定の結果、異常又は異常な傾向を検出した場合には警報装置４に出力信号を与えて、注意喚起や警告を行わせることができる。警報装置４としては、ディスプレイによる表示、音声によるアナウンス、警告灯の点灯等、任意の出力形態を選択することができる。なお、警報装置４の機能は、自動監視装置３に一体に搭載することも可能である。
【００１５】
図１において、駆動装置２９により、主弁２６は「開」、主弁２７は「閉」の状態にある。油圧ポンプ２５の運転によって発生した高圧油は、管路２０を経て、シリンダ２２内のピストンロッド側の油室２２ａに供給されている。また、高圧油は、開いている主弁２６を介して、シリンダ２２内のピストンヘッド側の油室２２ｂにも供給されている。ここで、駆動装置２９に対して引き外し指令が与えられると、駆動装置２９は、図２に示すように、主弁２６を「閉」、主弁２７を「開」の状態に切り替える。主弁２７が開くことにより、シリンダ２２内のピストンヘッド側の油室２２ｂ（図１）は圧力が抜けて、低圧になる。従って、ピストンロッド側の油室２２ａとの圧力差により、ピストン２１が図２の矢印方向に駆動され、遮断器１は引き外し状態となる。
【００１６】
逆に、図２に示す引き外しの状態から、駆動装置２９に対して投入指令が与えられると、駆動装置２９は、図１に示すように、主弁２６を「開」、主弁２７を「閉」の状態に切り替える。これにより、高圧油は、シリンダ２２内のピストンロッド側の油室２２ａに供給されるとともに、開いている主弁２６を介して、シリンダ２２内のピストンヘッド側の油室２２ｂにも供給される。従って、ピストン２１に対する受圧面積の差により、ピストン２１は図１の矢印の方向へ駆動され、遮断器１は投入状態となる。高圧油は図示の範囲に閉じこめられた状態にあり、その油圧は、アキュムレータ２３により保持される。
【００１７】
遮断器１は通常、投入状態で連続して使用される。閉じ込められた状態の高圧油は、理想的にはその油圧を保ち続けるはずであるが、実際には、図１において高圧系統を構成する各機器（シリンダ２２，アキュムレータ２３，油圧ポンプ２５，主弁２６，２７）や管路２０その他の各管路（特にそれらの接続箇所）からの僅かな油漏れにより、徐々に油圧が低下する。そこで、油圧が許容下限値を割り込むと、これを圧力スイッチ２８により検出して、駆動装置２９は油圧ポンプ２５を運転する。運転により油圧が上昇して、圧力スイッチ２８が所定値を検出すると、駆動装置２９は油圧ポンプ２５を停止させる。正常な運転時間は例えば１分未満であり、正常な運転回数は例えば１日に１０回未満である。すなわち、油圧ポンプ２５は短時間運転され、その後比較的長時間停止する、ということを繰り返して間欠運転され、これによって高圧油の油圧が維持される。
【００１８】
図３の（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、起動回数及び運転時間に関する数値例を示す図である。（ａ）に示すように、起動回数が１日に１０回より少なければ高圧系統は正常である。一方、起動回数が１日に１０回以上になると、正常範囲を超える油漏れがどこかで生じている可能性があり、監視を強化すべく警告する必要がある。また、起動回数が１日に２０回以上になると、明らかに異常な油漏れであり、遮断器１の引き外しができない危険性もあるので、緊急に各機器や管路の点検をしなければならない。
【００１９】
また、（ｂ）に示すように、運転時間は６０秒未満が正常であるが、短すぎても異常であり、正常ならば１０秒よりは長いはずである。従って、１０秒より長く、６０秒より短い場合が正常である。６０秒以上は異常であり、油圧ポンプ２５の性能劣化又は故障や、高圧系統での油漏れが想定される。逆に、１０秒以下の場合は、圧力スイッチ２８の故障が想定される。
【００２０】
次に、油圧操作機構監視システムとしての動作について詳細に説明する。当該システムは、主として油圧操作機構２と、監視手段３１及び判定手段３２を含む自動監視装置３とによって構成され、付随的に警報装置４を備えるものである。自動監視装置３は、図４及び図５にそれぞれ示す起動回数監視及び運転時間監視を並行して実行している。なお、以下の監視動作の説明において、遮断器１は投入状態にあるものとする。
【００２１】
まず、起動回数監視について、図４のフローチャートを参照して説明する。
図４において、起動回数監視を開始した自動監視装置３（監視手段３１）は、油圧ポンプ２５の運転信号に基づいて、運転状況を監視する。ここでは、運転状況として、起動回数に着目する。具体的には、監視開始からの油圧ポンプ２５の起動を、カウンタによって積算する。そして、１日（２４時間）の起動回数Ｎｄを新規に取得するごとに（すなわち１日経過するごとに）古いデータも逐次保存する。こうして、自動監視装置３は、起動回数Ｎｄのデータを例えば常に２週間分（１４日分）を、逐次更新しながら保存する。そして、自動監視装置３は、現時点を起点とした直前１週間を「今週」として、その７日間の平均起動回数Ｎｍを求めるとともに、その前の１週間を「先週」として、その７日間の平均起動回数Ｎｍｒを求める（ステップＳ１１）。
【００２２】
上記のようにして、自動監視装置３は、起動回数を常時カウントしつつ、１日が経過するごとに、新規なＮｄの値を保存し、１４日前の古いＮｄの値を破棄する。また、その瞬間から、新たに１日の起動回数のカウントを開始する。そして、自動監視装置３（判定手段３２）は、１日が経過した時点で（ステップＳ１２）、今週の平均起動回数Ｎｍが、先週の平均起動回数Ｎｍｒに１を加算した値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。高圧系統が正常であれば、１日の平均起動回数が＋１以上（週に＋７回以上）になることはなく、続いて、自動監視装置３は、１日の起動回数Ｎｄ（最新の取得値）が１０以上であるか否かの判定を行う（ステップＳ１５）。前述のように、正常であれば１日の起動回数Ｎｄは１０回より少ないので、この場合は、ステップＳ１１に戻って引き続き同様の処理が行われる。
【００２３】
一方、ステップＳ１３において、今週の平均起動回数Ｎｍが、先週の平均起動回数Ｎｍｒに１を加算した値以上である場合には、自動監視装置３は、注意喚起の指令を警報装置４（図１）に与える（ステップＳ１４）。この注意喚起により、平均起動回数の増加という異常な傾向が見られることを、監視者に知らせ、その傾向が続くかどうかを監視させることができる。すなわち、このような判定により、油漏れ等の発生や進行を早期に発見することができる。
【００２４】
注意喚起が連日続くようであれば、確定的な異常へ進行していることが予想されるため、監視者は、機器や管路の点検を行い、必要な保守作業を早い段階で行うことができる。逆に、注意喚起があったが、その以後続かない場合には、少なくとも進行はしていないことがわかり、監視者は、例えば、現段階であえて保守作業を行わなくてもよい、という判断をすることができる。
【００２５】
一方、ステップＳ１５において、１日の起動回数Ｎｄが１０回以上であれば、自動監視装置３はさらにＮｄが２０回以上であるか否かの判定を行い（ステップＳ１６）、「Ｎｏ」すなわち、１０≦Ｎｄ＜２０であれば油漏れの可能性が高いので、監視強化を目的とした警告を警報装置４により行わせる（ステップＳ１７）。また、「Ｙｅｓ」すなわち、Ｎｄ≧２０であれば、さらに油漏れが進行して、高圧系統の異常とも言うべき状況であるので、自動監視装置３は、高圧系統の異常を意味する危険告知を、警報装置４により行わせる（ステップＳ１８）。なお、ステップＳ１７又はＳ１８を実行した場合には、自動監視装置３は、自動的にステップＳ１１に戻らず、監視動作を一旦終了させる。
【００２６】
なお、上記フローチャートの例では、任意の「今日」を起点として、１週間前から今日までを「今週」、その前の１週間を「先週」としたが、曜日で「今週」、「先週」を規定してもよい。この場合は、毎週特定の曜日に、１週間の平均起動回数が取得されることになる。
また、１週間を単位期間とするのは一例であり、必要に応じて単位期間を変更することができる。平均起動回数を１日（２４時間）あたりの数値で求める点についても同様であり、その他の期間（時間）あたりの回数で求めてもよい。
【００２７】
次に、運転時間監視について、図５のフローチャートを参照して説明する。
図５において、運転時間監視を開始した自動監視装置３（監視手段３１）は、油圧ポンプ２５の運転信号に基づいて、運転状況を監視する。ここでは、運転状況として、起動後の運転時間に着目する。具体的には、ステップＳ２１において、油圧ポンプ２５の起動から停止までの運転時間Ｔを、タイマによって計測する。そして、運転時間Ｔのデータを新規に取得するごとに（すなわち起動・停止ごとに）過去のデータとの平均値すなわち平均運転時間Ｔｍを計測する（ステップＳ２１）。なお、過去のデータは、直近の所定数に限定してもよいし、監視開始後の全てのデータとしてもよい。いずれの場合も、平均運転時間Ｔｍは、運転時間Ｔのデータを新規に取得するごとに逐次更新される。
【００２８】
上記のようにして、自動監視装置３は、新規に運転時間Ｔを計測するごとに、平均運転時間Ｔｍを更新する。そして、自動監視装置３（判定手段３２）は、新規に運転時間を計測した時点で（ステップＳ２２）、その運転時間Ｔが、平均運転時間Ｔｍに１０［秒］を加算した値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。油圧ポンプ２５が正常であれば、運転時間Ｔが平均運転時間Ｔｍより１０秒以上長くなることはなく、続いて、自動監視装置３は、運転時間Ｔが６０秒以上か否かの判定を行い（ステップＳ２５）、さらに、運転時間Ｔが１０秒以下か否かの判定（ステップＳ２６）を行う。前述のように、正常であれば運転時間Ｔ［秒］は、１０＜Ｔ＜６０であるので、この場合は、ステップＳ２１に戻って引き続き同様の処理が行われる。
【００２９】
一方、ステップＳ２３において、運転時間Ｔが平均運転時間Ｔｍより１０秒以上長い場合には、自動監視装置３は、注意喚起の指令を警報装置４（図１）に与える（ステップＳ２４）。この注意喚起により、運転時間の増加という異常な傾向が見られることを、監視者に知らせ、その傾向が続くかどうかを監視させることができる。すなわち、このような判定により、油圧ポンプの性能低下又は油漏れの発生や進行を早期に発見することができる。
【００３０】
運転停止ごとに注意喚起が毎回続くようであれば、確定的な異常へ進行していることが予想されるため、監視者は、主として油圧ポンプ２５の点検を行い、必要な保守作業を早い段階で行うことができる。逆に、注意喚起があったが、その以後続かない場合には、少なくとも進行はしていないことがわかり、監視者は、例えば、現段階であえて保守作業を行わなくてもよい、という判断をすることができる。
【００３１】
一方、ステップＳ２５において、運転時間Ｔが６０秒以上であれば、油圧ポンプ２５の性能低下又は油漏れの可能性が高い。従って、自動監視装置３は機器や管路の点検を促す警告を警報装置４により行わせる（ステップＳ２８）。また、ステップＳ２６において、運転時間Ｔが１０秒以下であれば、油圧ポンプ２５を起動させる圧力スイッチ２８の異常が想定される。従って、自動監視装置３は圧力スイッチ２８の異常を知らせる警告を警報装置４により行わせる（ステップＳ２７）。なお、ステップＳ２７又はＳ２８を実行した場合には、自動監視装置３は、自動的にステップＳ２１に戻らず、監視動作を一旦終了させる。
【００３２】
なお、油圧操作機構２の最初の始動時は、油圧が０の状態から油圧ポンプ２５が運転されるため、かなり長い運転時間となる。例えば、通常は、高圧油の油圧が３２ＭＰａより低くなると油圧ポンプ２５が起動し、３４ＭＰａまで油圧を上げて停止するまでに、約２５秒を要する。これに対して、油圧ポンプ２５が、油圧を０ＭＰａから３４ＭＰａまで昇圧させるには約７分もかかる。従って、最初の始動時の運転時間は、運転時間の計測の対象外とすることが好ましい。
【００３３】
以上のように、本実施形態に係る油圧操作機構監視システムによれば、判定手段３２により、最新の運転状況（起動回数・運転時間）に関するデータを過去の運転状況に関する参照データと比較したときの相違の程度に応じて、異常な傾向の有無を判定することができる。すなわち、最新の運転状況が正常であれば、そのデータは、参照データと差が無いか又は微差となるはずである。一方、比較的大きなデータの相違が生じるのは、異常な傾向（又はその恐れ）あり、ということになる。このような過去から現在への相対比較によれば、固定値との比較では検出できない緩やかな変化（傾向）を、確実に捉えることができる。このような判定に基づく注意喚起により、監視者は、異常を早期に発見することができる。
【００３４】
また、上記油圧操作機構監視システムにおいて、判定手段３２は、所定期間（１日）における油圧ポンプ２５の起動回数Ｎｄが所定値以上である場合、及び、油圧ポンプ２５の起動後の運転時間Ｔが所定の範囲（１０秒＜Ｔ＜６０秒）を逸脱する場合に、警告をすべき旨の判定を行うので、緩やかな変化の監視とともに、明らかな異常を、直ちに、警告によって告知することができる。
【００３５】
なお、上記実施形態では、起動回数及び運転時間の両面から監視を行うが、いずれか一方のみの監視であってもよい。但し、油圧ポンプの性能劣化は起動回数からは検出することが困難であり、従って、運転時間の監視を併用することが好ましい。
また、上記実施形態は、一例としてガス絶縁開閉装置における遮断器（の接点）を操作するための油圧操作機構としたが、対象は必ずしもこのような遮断器に限定されない。要するに、被操作部を操作可能なように、油圧ポンプを間欠的に運転しながら油圧を維持して待機する操作機構であれば、同様のシステムを適用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  遮断器
２  油圧操作機構
３  自動監視装置
２５  油圧ポンプ
３１  監視手段
３２  判定手段
【図１】
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【図２】
2011185396.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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