(57)【要約】【課題】高電圧設備で発生した異常発熱を検出するとともに速やかに異常発生部位を特定すること。【解決手段】高電圧設備が配置されている室内に匂いセンサを設置し、所定温度で溶ける異常発熱検知剤を高電圧設備内の導体接続部等に付着させておき、異常発熱時に異常発熱検知剤から発生するガス成分を匂いセンサにより検知することで、異常発熱を検出し、負荷電流を計測する電流センサの電流値と匂いセンサの検出値との相関により、異常発熱部位を特定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧設備が配置されている室内に設置されているとともに特定のガスの成分を検出する特定成分検出手段と、
前記高電圧設備の高電圧受電盤内の導体接続部及び接点に付着されており所定温度以上で融解した際に前記特定のガスを発生する異常発熱検知剤と、
前記高電圧設備の負荷電流を計測する電流センサと、
前記特定成分検出手段を用いて前記特定のガスの成分を検知することにより異常発熱が発生しているものと判定し、前記特定成分検出手段の検出値と前記電流センサの電流値との相関によって異常発熱部位を特定する判定部と、
を備えることを特徴とする高電圧設備の診断装置。
【請求項２】
前記判定部は、
前記電流センサによって検出される負荷電流と前記特定成分検出手段の検出値とに基づく相関係数に応じて前記異常発熱部位が発生している位置を推測する請求項１に記載の高電圧設備の診断装置。
【請求項３】
前記高電圧設備内における異常発熱部位の位置を表示する表示装置を備える請求項１に記載の高電圧設備の診断装置。
【請求項４】
高電圧設備の各盤に設置された特定のガスの成分を検出する特定成分検出手段と、
前記高電圧設備の高電圧受電盤内の導体接続部及び接点に付着されており所定温度以上で融解した際に前記特定のガスを発生する異常発熱検知剤と、
前記高電圧設備の負荷電流を計測する電流センサと、
前記特定成分検出手段を用いて前記特定のガスの成分を検知することにより異常発熱が発生しているものと判定し、前記特定成分検出手段の検出値と前記電流センサの電流値との相関によって異常発熱部位を特定する判定部と、
を備えることを特徴とする高電圧設備の診断装置。
【請求項５】
前記判定部は、
前記電流センサによって検出される負荷電流と前記特定成分検出手段の検出値とに基づく相関係数に応じて前記異常発熱部位が発生している位置を推測する請求項４に記載の高電圧設備の診断装置。
【請求項６】
前記高電圧設備内における前記異常発熱部位の位置を前記盤ごとに表示する表示装置を備える請求項４に記載の高電圧設備の診断装置。
【請求項７】
高電圧設備に特定成分検出手段を設置する設置ステップと、
所定温度以上で融解した際に特定のガスを発生する異常発熱検知剤を前記高電圧設備内の導体接続部及び接点に付着させておく付着ステップと、
前記特定成分検出手段を用いて前記特定のガスの成分を検知することにより異常発熱が発生しているものと判定部によって判定し、さらに前記判定部が、前記高電圧設備の負荷電流を計測する電流センサの電流値と前記特定成分検出手段の検出値との相関によって異常発熱部位を特定する特定ステップと、
を有することを特徴とする高電圧設備の診断方法。
【請求項８】
前記判定部は、
前記電流センサによって検出される負荷電流と前記特定成分検出手段の検出値とに基づく相関係数に応じて前記異常発熱部位が発生している位置を推測する請求項７に記載の高電圧設備の診断方法。
【請求項９】
前記判定部が、表示蔵置に、前記高電圧設備内における異常発熱部位の位置を表示させる請求項７に記載の高電圧設備の診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高電圧設備の診断装置及びその診断方法に関し、特に、高電圧設備内で発生した異常発熱を検出する技術に関する高電圧設備の診断装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
高電圧受電盤は盤の中に多数の導体や開閉器、電流センサ及び変圧器が連結されて構成されている。導体の連結部や開閉器で接続が不良の場合には接触抵抗が増大するため、負荷電流により異常発熱が発生する可能性がある。このような異常発熱による火災を防止するために、高電圧設備の異常発熱部位が無いことを巡視点検により定期的に確認している。しかしながら、巡視労力を軽減するために遠隔監視により異常発熱を検出する方法が考えられている。
【０００３】
第１の従来技術としては、主回路導体等の通電体の近傍に、異常発熱検知センサとして折れ曲がりにより発光する化学発光体を設けて，異常発熱時に温度で変形する形状記憶合金が化学発行体を折り曲げることで異常発熱を検出する装置が開示されている（特許文献１参照）。
【０００４】
第２の従来技術としては、電気設備の通電部に、導体の温度が設定値以上に上昇した場合匂いを発生させる匂い発生手段を設置し、匂いセンサにより異常発熱を検出する装置が開示されている（特許文献２参照）。
【０００５】
第３の従来技術としては、盤内に匂いセンサを配置して所定温度異常となる発熱を検知し、警報を発する装置が開示されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３３４４１５号公報
【特許文献２】特開平６−１２３６５８号公報
【特許文献３】特開２００６-３３９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
第１の従来技術によれば、発熱の可能性がある対象全てにセンサを配置する必要があり、構成的に複雑になっていた。一方、第２及び第３の従来技術によれば、センサを配置した盤内で異常発熱が発生していることは分かるものの発熱部位を特定するのに時間が掛かる可能性があった。
【０００８】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、高電圧設備内において異常発熱が発生している異常発熱部位を簡単な構成ながら特定可能な電圧設備診断装置及びその診断方法を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するため、本発明においては、高電圧設備が配置されている室内に設置された匂いセンサと、前記高電圧設備の高電圧受電盤内の導体接続部及び接点に付着されており所定温度以上で融解した際に特定のガスを発生する異常発熱検知剤と、前記高電圧設備の負荷電流を計測する電流センサと、前記匂いセンサを用いて前記特定のガスの成分を検知することにより異常発熱が発生しているものと判定し、前記匂いセンサの検出値と前記電流センサの電流値との相関によって異常発熱部位を特定する判定部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明においては、高電圧設備の各盤に設置されているとともに特定のガスの成分を検出する特定成分検出手段と、前記高電圧設備の高電圧受電盤内の導体接続部及び接点に付着されており所定温度以上で融解した際に前記特定のガスを発生する異常発熱検知剤と、前記高電圧設備の負荷電流を計測する電流センサと、前記特定成分検出手段を用いて前記特定のガスの成分を検知することにより異常発熱が発生しているものと判定し、前記特定成分検出手段の検出値と前記電流センサの電流値との相関によって異常発熱部位を特定する判定部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明においては、高電圧設備に特定成分検出手段を設置する設置ステップと、所定温度以上で融解した際に特定のガスを発生する異常発熱検知剤を前記高電圧設備内の導体接続部及び接点に付着させておく付着ステップと、前記特定成分検出手段を用いて前記特定のガスの成分を検知することにより異常発熱が発生しているものと判定部によって判定し、さらに前記判定部が、前記高電圧設備の負荷電流を計測する電流センサの電流値と前記特定成分検出手段の検出値との相関によって異常発熱部位を特定する特定ステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、簡単な構成ながら高電圧設備内で異常発熱が発生している異常発熱部位を特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施の形態による高電圧設備の診断装置の構成例を示す図である。
【図２】第１の実施の形態による高電圧設備の診断装置の動作例を示すフローチャートである。
【図３】匂いセンサの検出値と負荷電流の時間変動の一例を表す図である。
【図４】監視装置の表示画面の一例を示す図である。
【図５】異常発熱が発生した後の匂いセンサの検出値の変化を示す図である。
【図６】第２の実施の形態による高電圧設備の診断装置の構成例を示す図である。
【図７】第２の実施の形態による高電圧設備の診断装置の構成図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面について、本発明の一実施の形態について詳述する。
（１）第１の実施の形態
（１−１）高電圧設備の診断装置の構成例
図１は、第１の実施の形態による高電圧設備の診断装置の構成例を示す図である。電気室６外には、波形記録部８、判定部９及び表示装置４が設置されている。これら波形記録部８、判定部９及び表示装置４については後述する。
【００１５】
一方、高電圧設備が配置されている電気室６内には、特定のガスの成分を検出する特定成分検出手段の一例としての後述の匂いセンサ１及びＡ／Ｄ変換器３の他に、高電圧受電盤５が設置されている。高電圧受電盤５は、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４という識別番号が割り当てられた４つの盤から構成されている。高電圧受電盤５は、Ｎｏ．１の盤から流入した負荷電流を識別番号Ｎｏ．３及びＮｏ．４の盤から分配して外部に供給している。高電圧受電盤５は、その内部に、断路器ＤＳや真空遮断器ＶＣＢなどの開閉器、高電圧設備の電圧を計測する電圧センサ、高電圧設備の負荷電流を計測する電流センサＣＴ、並びに、それらの機器を各々接続する導体接続部及び接点を備えている。
【００１６】
本実施の形態では、これら導体接続部及び接点に付着されており所定温度以上で融解した際に特定のガスを発生する異常発熱検知剤２が塗布されている。この異常発熱検知剤２は、上記所定温度以上となると融解するワックスであり、上記所定温度以上の異常発熱時に融解し、放出されたガスの成分、すなわち、その分子により匂いセンサ１の検出値を引き上げる役割を果たす。
【００１７】
本実施の形態による高電圧設備の診断装置は、このように異常発熱検知剤２が導体接続部及び接点（以下「導体接続部」を例示する）に塗布されている他、その電気室６内に、特定のガスの分子を検出可能な匂いセンサ１を備え、さらに、盤内の電流センサＣＴ、匂いセンサ１及び電流センサＣＴのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３、デジタル信号に変換されたデータを記録する波形記録部８、記録したデータに基づいて異常発熱が発生したか否かを判定する判定部９、及びその異常発熱部位を視覚的に表示する表示装置４を備える。
【００１８】
高電圧受電盤５内での異常発熱は、上述した導体接続部が徐々に緩んで接触不良になったり、断路器ＤＳや真空遮断器ＶＣＢなどの開閉器を動作させた際に接触不良となることが原因である。このように接触不良になると接触抵抗が大きくなり、負荷電流によるジュール発熱で導体接続部や接点などの接触部が異常に加熱される。
【００１９】
（１−２）高電圧設備の診断方法
第１の実施の形態による高電圧設備の診断装置は以上のような構成であり、次に図１を参照しつつ、その動作例について説明する。図２は、第１の実施の形態による高電圧設備の診断装置の動作例を示すフローチャートである。図３は、匂いセンサ１の検出値と負荷電流の時間変動の一例を表す図であり、図４は、監視装置の表示画面の一例を示す図であり、図５は、異常発熱が発生した後の匂いセンサの検出値の変化を示す図である。
【００２０】
まず、電気室６内の匂いは匂いセンサ１によって常時検出されている。高電圧受電盤５内の各導体接続部に流れる負荷電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３（各々図示のＩ１，Ｉ２，Ｉ３に相当）は、それぞれ電流センサＣＴによって検出される。Ａ／Ｄ変換器３は、検出されたこれらアナログ信号をそれぞれデジタル信号に変換する。このように変換されたデジタル信号は波形記録部８に保存される（図２のステップＳ１）。
【００２１】
匂いセンサ１の検出値Ｓ［％］及び負荷電流値Ｉ［Ａ］は、正常時の平均を０％とするとともに異常判定閾値を１００％として規格化した場合、匂いセンサ１の検出値Ｓ［％］は、図３（Ａ）に示すような特性を有する一方、電流センサＣＴによって検出された負荷電流値Ｉ［Ａ］は、図３（Ｂ）に示すような特性を有する。
【００２２】
判定部９は、匂いセンサ１の検出値Ｓを常時監視しており、匂いセンサ１の検出値Ｓと、予め定めた異常判定閾値１００％とを比較する（ステップＳ２）。
【００２３】
匂いセンサ１の検出値Ｓがこの異常判定閾値を超えていない場合には、判定部９は、高電圧受電盤５の導体接続部に異常発熱が発生しておらず正常であると判断し、ステップＳ１に戻ってこれを実行する。このように高電圧受電盤５の導体接続部が正常であれば接触抵抗は非常に小さいため、異常発熱検知剤２は融解せずガスが放出されない。従って、匂いセンサ１の検出値Ｓは、低い水準（０％近傍）となるため、検出閾値を超えることはない。
【００２４】
一方、匂いセンサ１の検出値Ｓがこの異常判定閾値を超えた場合、判定部９は、導体接続部に塗布済の異常発熱検知剤２が所定温度以上となって融解したことを意味するため、導体接続部に異常発熱が発生したものと判定し、異常発生部位を特定するために、以降のようなステップを実行する。
【００２５】
例えば、図１に示すような異常発熱部位７において接触不良が起きた場合には、異常発熱検知２ｆが所定温度以上となり融解し、ガスが放出されるので、判定部９は、そのガスに基づく匂いセンサ１の検出値Ｓにより異常発熱が発生しているものと判定し、次のようなステップを実行する（ステップＳ２）。
【００２６】
異常発熱部位７の負荷電流が大きいほど、異常発熱検知剤２からのガスの放出が大量となり、匂いセンサ１の検出値も大きくなる。以下に、このような相関を利用して異常発熱部位７を特定するための手法を説明する。
【００２７】
ここでは、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すような匂いセンサ１の検出値Ｓ及び負荷電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３の時間変動を表している。負荷電流Ｉは実効値で表されている。
【００２８】
判定部９は、匂いセンサ１の検出値Ｓが１００％となっている時刻t（Ｎ）から１０％以下となる時刻ｔ（１）までの期間Ｐ１における、匂いセンサ１の出力波形Ｓ（１）〜Ｓ（Ｎ）,Ｉ１（１）〜Ｉ１（Ｎ），Ｉ２（１）〜Ｉ２（Ｎ）,Ｉ３（１）〜Ｉ３（Ｎ）を波形記録部８から抽出する（ステップＳ３）。ここで、Ｎは、上記期間Ｐ１におけるサンプリング数であり、サンプリング周期はｔ（Ｎ）−ｔ（１)／（Ｎ−１）である。
【００２９】
次に判定部９は、抽出した匂いセンサ１の検出値Ｓの波形と、負荷電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３との相関係数ｒ（１），ｒ（２），ｒ（３）を演算する。波形ｘｉとｙｉ（ｉ＝１，２，……，Ｎ）との相関係数ｒは、次式により算出する。
【００３０】
【数１】
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【００３１】
ここで、＜ｘ＞と＜ｙ＞は、それぞれｘｉとｙｉ(ｉ＝１，２，……，Ｎ）との平均値である。異常発熱部位７には負荷電流Ｉ２が流れている。そのため、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように匂いセンサ１の検出値Ｓと負荷電流Ｉ２とが最も類似し、相関係数ｒ（２）も最大となる。相関係数の大きさは、例えば、ｒ（２）＞ｒ（３）＞ｒ（１）の順となる（ステップＳ４）。
【００３２】
最後に判定部９は、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、表示装置４に、異常発熱部位７の位置の推定結果を表す表示画面を表示させる。図示の表示画面例では、負荷電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３が流れる場所に応じてそれぞれ区画Ａ，Ｂ，Ｃに分かれており、異常発熱部位７が存在する可能性が「高」、「中」及び「低」の文字で表示されている。
【００３３】
区画Ａは、Ｎｏ．１，２，３の各盤である一方、区画Ｂは、Ｎｏ．４の盤の左側であるとともに、区画Ｃは、Ｎｏ．４の盤の右側である。
【００３４】
図４（Ａ）に示す表示画面では、異常発熱部位７が検出されていない場合を示しており、異常発熱の状態は「無」と表されており、各区画の異常発熱の可能性も「無」と表示されている。
【００３５】
一方、図４（Ｂ）に示す表示画面では、異常発熱が発生している場合を示しており、相関係数の大きさｒ（２）＞ｒ（３）＞ｒ（１）に対応させて区画Ａ，Ｂ，Ｃの異常発熱が発生している可能性をそれぞれ「低」、「高」及び「中」の文字で表されている。このようにして異常発熱部位７を含む区画Ｂが異常発熱が発生している可能性が高い位置として特定され、これを監視員が認識することができる（ステップＳ５）。
【００３６】
以上のようにすると、高電圧設備内において異常発熱が発生している異常発熱部位を簡単な構成ながら特定可能となり、巡視員は、電気室６の現場に実際に出向くことなく、遠隔にて電気室６内で異常発熱が発生しているか否か及び異常発熱部位７の位置を把握することができる。本実施の形態では、一例として１つの現場を例示しているが、このようにすると、監視員が、多数の現場を集約的に監視することができるようになるため、高電圧設備について高い信頼性を確保することが容易となる。さらに監視員は、異常発熱が発生している可能性がある箇所を示唆する表示画面に従って、高電圧受電盤５の区画を詳細点検することができるようになるため、異常発熱部位７の位置をより短時間で特定することが可能となる。このように異常発熱部位７について異常発熱が発生していることを速やかに検出することができるようになるため、火災、地絡、短絡等の事故を未然に防止し、電力設備の信頼性向上に寄与することができる。
【００３７】
（２）第２の実施の形態
図６は、第２の実施の形態による高電圧設備の診断装置の構成例を示す図である。第２の実施の形態による高電圧設備の診断装置は、第１の実施の形態による高電圧設備の診断装置とほぼ同様な構成及び動作であるため、以下の説明では両者の相違点を中心として説明する。
【００３８】
第２の実施の形態では、高電圧受電盤５が屋外に設置されている点、及び、各盤Ｎｏ．1〜Ｎｏ．４内にそれぞれ対応する特定成分検出手段の一例としての匂いセンサ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが配置されている点が、第１の実施の形態との相違点である。
【００３９】
Ｎｏ．１，２，３の盤については、電流センサＣＴによって負荷電流Ｉ１しか流れていないことが検出されるため、盤単位で異常発熱部位７を特定することとなる。一方。Ｎｏ．４の盤については、匂いセンサ１ｄと負荷電流Ｉ２，Ｉ３の相関係数ｒ（２），ｒ（３）が第１の実施の形態と同様に計算される。図６に示すように異常発熱部位７がＮｏ．４の盤の左側に存在する場合には、電流センサＣＴによって負荷電流Ｉ２が流れることが検出されるため、ｒ（２）＞ｒ（３）となる。
【００４０】
このような相関係数に基づいて、判定部９は、図７（Ｂ）に示す表示装置４の表示画面のように、第１の実施の形態のように匂いセンサ１のみを用いて発見する場合よりも盤ごとにより細かく異常発熱部位７の位置を推定することができる。
【００４１】
以上のようにすると、本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を発揮することができるとともに、監視員に対して、異常発熱部位７についてより具体的な情報を与えてより適切な判断をさせることができる。
【００４２】
（３）その他の実施形態
上記実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。例えば、上記実施形態では、各種プログラムの処理をシーケンシャルに説明したが、特にこれにこだわるものではない。従って、処理結果に矛盾が生じない限り、処理の順序を入れ替え又は並行動作するように構成しても良い。また、上記実施形態における各処理ブロックを含むプログラムは、例えばコンピュータが読み取り可能な非一時的記憶媒体に格納されている形態であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、高電圧設備内で発生した異常発熱を検出する高電圧設備の診断装置及びその診断方法に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ………匂いセンサ、２………異常発熱検知剤、３………Ａ／Ｄ変換器、４………表示装置、５………高電圧受電盤、６………電気室、７………異常発熱部位、８………波形記録部、９………判定部、ＣＴ………電流センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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