(57)【要約】【課題】簡易な構成によってガス漏れの高精度な監視を可能とするガス絶縁開閉装置のガス漏れ監視装置を得ること。【解決手段】ガス絶縁開閉装置１のガス漏れ監視装置２は、ガス絶縁開閉装置１のうち絶縁ガスが封入された容器１２からの絶縁ガスの漏れ出しを監視する。ガス絶縁開閉装置１のガス漏れ監視装置２は、容器１２の内部における絶縁ガスの圧力を測定する圧力センサ２２と、容器１２の内部における絶縁ガスの温度を測定する温度センサと、圧力センサ２２による圧力の測定結果に温度センサによる温度の測定結果に基づいた換算を施して、基準温度における圧力値を求める演算部と、を備える。容器１２の内部に設置されるとともに水分吸着剤が収納されるケース１７の内部に、温度センサが取り付け可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス絶縁開閉装置のうち絶縁ガスが封入された容器からの前記絶縁ガスの漏れ出しを監視するガス絶縁開閉装置のガス漏れ監視装置であって、
前記容器の内部における前記絶縁ガスの圧力を測定する圧力センサと、
前記容器の内部における前記絶縁ガスの温度を測定する温度センサと、
前記圧力センサによる圧力の測定結果に前記温度センサによる温度の測定結果に基づいた換算を施して、基準温度における圧力値を求める演算部と、
を備え、
前記容器の内部に設置されるとともに水分吸着剤が収納されるケースの内部に、前記温度センサが取り付け可能であることを特徴とするガス絶縁開閉装置のガス漏れ監視装置。
【請求項２】
前記容器の側面に設けられた枝管を塞ぐ蓋板に取り付けられ、前記容器の気密を保ちながら前記温度センサと前記演算部との間の信号の受け渡しが可能とされた密封端子を備えることを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁開閉装置のガス漏れ監視装置。
【請求項３】
前記温度センサは、温度を測定する機能を有する半導体集積回路であることを特徴とする請求項１または２に記載のガス絶縁開閉装置のガス漏れ監視装置。
【請求項４】
絶縁ガスが封入された容器と、
前記容器の内部に設置されるとともに水分吸着剤が収納されるケースと、
前記容器の内部における前記絶縁ガスの圧力を測定する圧力センサと、
前記ケースの内部に取り付けられ、前記容器の内部における前記絶縁ガスの温度を測定する温度センサと、
前記圧力センサによる圧力の測定結果に前記温度センサによる温度の測定結果に基づいた換算を施して、基準温度における圧力値を求める演算部と、
を備えることを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス絶縁開閉装置の容器に封入されている絶縁ガスの漏れ出しを監視するガス絶縁開閉装置のガス漏れ監視装置、およびガス絶縁開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス絶縁開閉装置は、送電線の保護のための遮断器および断路器といった機器が接続された導体と、導体が配置される密閉空間を構成する構造体とを有する。かかる構造体は、円筒形状を有する容器が連結されることによって構成されている。密閉空間は、容器同士の連結部分に設けられたスペーサによって区画ごとの空間に仕切られており、各区画に絶縁ガスが封入されている。密閉空間からの絶縁ガスの漏れ出しを防止するために、容器の継ぎ目には、ネジまたはボルトといった固着具の締め込み、およびシール材を用いた封止などが施される。このような継ぎ目に設けられた部品に緩みあるいは経時劣化が生じた場合、密閉空間から容器の外への絶縁ガスの微量かつ継続的な漏れ出しが生じることで、ガス絶縁開閉装置は、絶縁ガスの充填による絶縁性能が徐々に低下していくこととなる。このため、ガス絶縁開閉装置には、絶縁ガスの漏れ出しを監視するガス漏れ監視装置が設置される。
【０００３】
ガス絶縁開閉装置には、絶縁ガスの圧力を測定する圧力センサと、温度センサとが設けられる。ガス絶縁開閉装置は、圧力の測定結果である圧力値に、温度による換算を施すことによって、基準温度における圧力値を求める。ガス絶縁開閉装置は、求められた圧力値の推移を基に、絶縁ガスの漏れ出しを監視する。
【０００４】
特許文献１には、容器の内部に設置された温度センサを有するガス漏れ監視装置が開示されている。容器の内部に温度センサが設置されることで、容器の外部に温度センサが設置される場合と比べて、絶縁ガスの温度の正確な測定を行うことができる。ガス漏れ監視装置は、絶縁ガスの温度の正確な測定によって、絶縁ガスの圧力の変化の正確な検知が可能となるため、ガス漏れの高精度な監視が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６０−１９０１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の構成では、絶縁ガスに直接晒される位置に温度センサを設置可能である一方、温度センサは、導体との間の絶縁が確保可能な位置に設置されることが求められる。温度センサと導体との間の絶縁を確保するために、容器には、温度センサを収納する専用のケース、あるいは専用の枝管および蓋板が設けられることがある。この場合、温度センサの設置のための部品が追加されることで、ガス絶縁開閉装置は、部品点数が増加することになるため、ガス漏れの高精度な監視が可能となる一方で構成が複雑になるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成によってガス漏れの高精度な監視を可能とするガス絶縁開閉装置のガス漏れ監視装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるガス絶縁開閉装置のガス漏れ監視装置は、ガス絶縁開閉装置のうち絶縁ガスが封入された容器からの絶縁ガスの漏れ出しを監視する。本発明にかかるガス絶縁開閉装置のガス漏れ監視装置は、容器の内部における絶縁ガスの圧力を測定する圧力センサと、容器の内部における絶縁ガスの温度を測定する温度センサと、圧力センサによる圧力の測定結果に温度センサによる温度の測定結果に基づいた換算を施して、基準温度における圧力値を求める演算部と、を備える。容器の内部に設置されるとともに水分吸着剤が収納されるケースの内部に、温度センサが取り付け可能である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、簡易な構成によってガス漏れの高精度な監視が可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるガス絶縁開閉装置のガス漏れ監視装置を示す図
【図２】図１に示すガス漏れ監視装置の構成を示すブロック図
【図３】図１に示すガス絶縁開閉装置のうち回路基板が配置された部分を示す図
【図４】図２に示すガス漏れ監視装置が有する制御部の機能が専用のハードウェアによって実現される場合のハードウェア構成を示す図
【図５】図２に示すガス漏れ監視装置が有する制御部の機能が、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサによって実現される場合のハードウェア構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態にかかるガス絶縁開閉装置のガス漏れ監視装置およびガス絶縁開閉装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるガス絶縁開閉装置のガス漏れ監視装置を示す図である。ガス漏れ監視装置２は、ガス絶縁開閉装置１のうち絶縁ガスが封入された容器１２からの絶縁ガスの漏れ出しを監視する。
【００１３】
ガス絶縁開閉装置１は、導体１１と、導体１１が配置される密閉空間を構成する構造体１０とを有する。構造体１０は、複数の容器１２が連結されることによって構成されている。容器１２は、円筒形状を有する。容器１２のうち管軸方向における両端には、フランジ１４が設けられている。絶縁スペーサ１３は、互いに連結された２つの容器１２のフランジ１４の間に設けられている。密閉空間は、絶縁スペーサ１３によって、区画ごとの空間に仕切られている。各区画には、絶縁ガスが封入されている。絶縁ガスの一例には、ＳＦ６ガスが挙げられる。図１では、容器１２の断面を示すとともに、構造体１０の内部の構成を模式的に示している。図１において、断面を示すハッチングは省略している。
【００１４】
枝管１５は、容器１２の側面である円筒面に設けられている。枝管１５は、容器１２の管軸方向に垂直な方向へ、容器１２から枝分かれされた円管部分である。枝管１５は、各容器１２に設けられている。蓋板１６は、枝管１５のうち容器１２と接続されている側とは逆側の端を塞ぐ板である。蓋板１６は、ネジまたはボルトといった固着具の締め込みによって、枝管１５に固定される。蓋板１６は、固着具が緩められることによって、枝管１５からの取り外しが可能とされている。図１では、固着具の図示を省略している。
【００１５】
枝管１５の内部には、水分吸着剤が収納されているケース１７が配置されている。ケース１７は、区画ごとに配置されている。水分吸着剤は、密閉空間への水分の混入があった場合において水分を吸着することによって、密閉空間内の水分を除去する。ガス絶縁開閉装置１は、水分吸着剤が収納されたケース１７が枝管１５に配置されることによって、密閉空間への水分の混入による絶縁性能の低下を抑制可能とする。ケース１７の材料には、アルミニウムあるいはその他の金属材料が使用される。
【００１６】
ガス漏れ監視装置２は、容器１２の内部における絶縁ガスの圧力を測定する圧力センサ２２と、容器１２の内部における絶縁ガスの温度を測定する温度センサを有する回路基板２１と、圧力センサ２２による測定結果と温度センサによる測定結果とを処理する処理装置２０とを備える。回路基板２１は、各容器１２に設けられているケース１７のうち、１つのケース１７の内部に取り付けられる。圧力センサ２２は、各容器１２に設けられている。ケーブル２５は、蓋板１６に設けられている後述の密封端子と処理装置２０とを接続する。ケーブル２６は、圧力センサ２２と処理装置２０とを接続する。回路基板２１は、２つ以上のケース１７に設けられていても良い。
【００１７】
図２は、図１に示すガス漏れ監視装置の構成を示すブロック図である。回路基板２１には、温度センサである温度センサ集積回路（Integrated  Circuit，ＩＣ）２３と、温度センサＩＣ２３に後述する配線を接続するためのコネクタ２４とが実装されている。温度センサＩＣ２３は、温度を測定する機能を有する半導体集積回路である。温度センサＩＣ２３は、温度に対応するレベルの出力電圧を基に、温度の測定結果を示す信号を生成し、生成された信号を出力する。圧力センサ２２は、容器１２の内部の圧力を測定して、圧力の測定結果を示す信号を出力する。
【００１８】
処理装置２０は、ケーブル２５が接続されるインターフェースであって回路基板２１からケーブル２５を伝搬した信号を受信する受信部３１と、ケーブル２６が接続されるインターフェースであって圧力センサ２２からケーブル２６を伝搬した信号を受信する受信部３２とを有する。処理装置２０は、処理装置２０の全体を制御する機能部である制御部３０を有する。制御部３０は、圧力センサ２２による圧力の測定結果に温度センサＩＣ２３による温度の測定結果に基づいた換算を施して、基準温度における圧力値を求める機能部である演算部３５を有する。制御部３０は、演算部３５によって得られた圧力値を基に、絶縁ガスの圧力が一定のレベルを満たしているか否かを判定する機能部である判定部３６を有する。一定のレベルとは、所望の絶縁性能が得られない程度にまで絶縁ガスの圧力が低下したか否かの判定基準とされるレベルとする。
【００１９】
処理装置２０は、温度の測定結果と圧力の測定結果とを記憶する機能部である記憶部３３と、演算部３５による演算の結果と判定部３６による判定結果とを報知する機能部である報知部３４とを有する。報知部３４は、演算部３５によって得られた圧力値を、ガス漏れ監視装置２の外部の操作盤あるいは制御装置といった機器へ報知する。また、報知部３４は、一定のレベルを満たしていないとの判定が判定部３６によってなされた場合に、ガス漏れ監視装置２の外部の機器へアラームを報知する。報知部３４の機能は、ガス漏れ監視装置２の外部の機器へ情報を送信する送信手段を使用して実現される。
【００２０】
圧力センサ２２は、温度センサＩＣ２３によって測定された温度Ｔにおける絶縁ガスの圧力値ＰＴを測定する。演算部３５は、次の式を用いて、基準温度である２０℃における絶縁ガスの圧力値であるガス密度Ｐ２０を算出することによって、圧力値ＰＴからガス密度Ｐ２０への換算を行う。式において、Ｌはガス密度係数とする。
Ｐ２０＝ＰＴ＋Ｌ（２０−Ｔ）
【００２１】
演算部３５は、かかる換算によって、測定された圧力値から、温度に対応する変化分を除くための調整を行う。ガス漏れ監視装置２は、温度に対応する変化分が除かれた圧力値を基に絶縁ガスの漏れ出しを監視する。これにより、ガス漏れ監視装置２は、ガス漏れの高精度な監視を行うことができる。
【００２２】
図３は、図１に示すガス絶縁開閉装置のうち回路基板が配置された部分を示す図である。図３には、ガス絶縁開閉装置１のうち、蓋板１６とケース１７とを含む部分を示している。図３では、蓋板１６とケース１７との断面を示すとともに、ケース１７の内部の構成と、ガス漏れ監視装置２のうち蓋板１６に設けられている構成要素とを示している。
【００２３】
ケース１７は、蓋板１６のうち枝管１５の内部側の面に取り付けられる。ケース１７の内部には、布製の袋に詰め込まれた水分吸着剤４１が収納されている。ケース１７には、絶縁ガスが通過可能な孔が設けられている。絶縁ガスは、かかる孔を通ることによって、ケース１７の内部と外部との間を移動可能とされている。図３において、絶縁ガスが通る孔の図示を省略している。
【００２４】
回路基板２１は、ケース１７の内壁に取り付けられる。回路基板２１とケース１７の内壁との間には、絶縁体４２が設けられている。絶縁体４２が設けられることによって、回路基板２１は、ケース１７との間における絶縁が確保されている。配線４６は、回路基板２１のコネクタ２４と密封端子４３とを接続する。密封端子４３は、蓋板１６に取り付けられている。絶縁体４２の材料には、フェノール樹脂あるいはその他の絶縁性材料が使用される。
【００２５】
ケース１７のうち蓋板１６に接合される部位には、ケース１７の内部から引き出された配線４６が通される孔４５が設けられている。蓋板１６には、孔４５から引き出された配線４６が通される孔４４が設けられている。蓋板１６のうち枝管１５の外部側の面において、孔４４は、密封端子４３によって塞がれている。
【００２６】
密封端子４３は、孔４４から容器１２の外部への絶縁ガスの漏れ出しを阻止するとともに、配線４６とケーブル２５とを接続する端子である。ガス漏れ監視装置２は、密封端子４３が設けられることによって、容器１２の気密を保ちながら温度センサＩＣ２３と処理装置２０の演算部３５との間の信号の受け渡しが可能とされている。
【００２７】
配線４６には、枝管１５から蓋板１６が取り外されることによって、密封端子４３が蓋板１６とともに枝管１５から引き離される場合に、枝管１５から外部へ引き出される分の余剰長さが確保されている。余剰長さとは、配線４６のうち、コネクタ２４と密封端子４３との最短距離の分よりも超えている部分の長さとする。これにより、水分吸着剤４１の交換の作業において、コネクタ２４と密封端子４３とに配線４６が接続されている状態のまま、蓋板１６を取り外すことができるため、作業に要する工程を少なくすることができる。
【００２８】
ケース１７の位置および形状は、ガス絶縁開閉装置１の試験運転にて実施される電界解析の結果を基に設計されている。ケース１７の内部に回路基板２１が配置されるため、回路基板２１の設置についての電界解析を別途行う必要はない。容器１２の内部に発生する電磁波は、ケース１７によって遮蔽される。回路基板２１がケース１７の内部に配置されることで、電磁波の遮蔽のための部品を別途設ける必要はない。ガス絶縁開閉装置１の開閉動作時において、容器１２の内部に開閉サージが発生する。回路基板２１は、絶縁体４２によってケース１７との間における絶縁が確保されているため、開閉サージの影響を防ぐことができる。
【００２９】
ガス漏れ監視装置２は、容器１２の内部に温度センサＩＣ２３が設置されるため、容器１２の外部に温度センサが設置される場合と比べて、絶縁ガスの温度の正確な測定を行うことができる。ガス漏れ監視装置２は、絶縁ガスの温度の正確な測定によって、絶縁ガスの圧力の変化の正確な検知が可能となるため、ガス漏れの高精度な監視が可能となる。
【００３０】
仮に、ケース１７が配置される枝管１５および蓋板１６とは別に、温度センサを配置するための専用の枝管および蓋板が設けられる場合、ガス絶縁開閉装置１は、温度センサの設置のための部品が追加されることで、部品点数が増加することとなる。また、ケース１７とは別に、温度センサを配置するためのケースが設けられる場合も、ガス絶縁開閉装置１は、部品点数が増加することとなる。ガス絶縁開閉装置１は、部品点数の増加によって、製造コストが高くなる。
【００３１】
実施の形態１によると、ガス漏れ監視装置２は、水分吸着剤４１の収納のためのケース１７と、ケース１７が配置される枝管１５および蓋板１６とを温度センサＩＣ２３の設置において流用する。ガス絶縁開閉装置１には、ケース１７の配置のための枝管１５および蓋板１６とは別に枝管および蓋板を設ける必要がない。また、ガス絶縁開閉装置１には、ケース１７とは別に温度センサの収納のためのケースを設ける必要がない。ガス絶縁開閉装置１は、温度センサの設置のための部品を追加することなく、温度センサＩＣ２３を配置することができる。このため、ガス漏れ監視装置２は、ガス絶縁開閉装置１の部品点数を増加させることなく、簡易な構成によってガス漏れの高精度な監視を行うことが可能となる。
【００３２】
ガス漏れ監視装置２が有する制御部３０の機能は、処理回路により実現される。処理回路は、ガス漏れ監視装置２の処理装置２０に搭載される専用のハードウェアである。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであっても良い。
【００３３】
図４は、図２に示すガス漏れ監視装置が有する制御部の機能が専用のハードウェアによって実現される場合のハードウェア構成を示す図である。専用のハードウェアである処理回路５１は、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable  Gate  Array）、又はこれらの組み合わせである。
【００３４】
図５は、図２に示すガス漏れ監視装置が有する制御部の機能が、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサによって実現される場合のハードウェア構成を示す図である。プロセッサ５２およびメモリ５３は、相互に通信可能に接続されている。プロセッサ５２は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、又はＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）である。制御部３０の機能は、プロセッサ５２と、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現される。ソフトウェア又はファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ５３に格納される。メモリ５３は、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable  Programmable  Read  Only  Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically  Erasable  Programmable  Read-Only  Memory）等の不揮発性もしくは揮発性の半導体メモリ等の内蔵メモリである。
【００３５】
制御部３０の機能の一部が専用のハードウェアにより実現され、制御部３０の機能のその他の部分がソフトウェアあるいはファームウェアにより実現されても良い。このように、制御部３０の機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって実現することができる。
【００３６】
なお、ガス漏れ監視装置２が有する温度センサは、温度センサＩＣ２３以外の温度センサであるサーミスタ等であっても良い。実施の形態１において、ガス漏れ監視装置２は、既設のガス絶縁開閉装置１へ付加可能とされている。ガス漏れ監視装置２は、温度センサの設置のための部品を既設のガス絶縁開閉装置１に追加することなく、ガス絶縁開閉装置１の容器１２の内部に温度センサを配置可能とする。実施の形態１にかかるガス漏れ監視装置２の構成要素は、ガス絶縁開閉装置１の構成に含まれるものとしても良い。
【００３７】
実施の形態１によると、ガス漏れ監視装置２は、水分吸着剤４１が収納されるケース１７の内部に温度センサを取り付け可能としたことで、簡易な構成によってガス漏れの高精度な監視が可能となるという効果を奏する。
【００３８】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１  ガス絶縁開閉装置、２  ガス漏れ監視装置、１０  構造体、１１  導体、１２  容器、１３  絶縁スペーサ、１４  フランジ、１５  枝管、１６  蓋板、１７  ケース、２０  処理装置、２１  回路基板、２２  圧力センサ、２３  温度センサＩＣ、２４  コネクタ、２５，２６  ケーブル、３０  制御部、３１，３２  受信部、３３  記憶部、３４  報知部、３５  演算部、３６  判定部、４１  水分吸着剤、４２  絶縁体、４３  密封端子、４４，４５  孔、４６  配線、５１  処理回路、５２  プロセッサ、５３  メモリ。
【図１】
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【図２】
2019193463.tif 000004
【図３】
2019193463.tif 000005
【図４】
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【図５】
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