(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製鋼用アーク炉の主回路を開閉するための遮断器と、
前記遮断器を投入するための投入コイルと、
前記投入コイルに流れる電流を検出する電流検出手段と、
開放状態の前記遮断器を投入する際に、前記電流検出手段によって検出された電流値が所定の基準値よりも大きい状態が所定時間継続した場合に、前記遮断器の投入不良を検出する判定手段と、
を備えた炉用遮断器の投入不良検出装置。
【請求項２】
前記投入コイルに接続された開閉器と、
を備え、
前記判定手段は、前記遮断器の投入不良を検出すると、前記開閉器を開放させて前記投入コイルへの電圧供給を停止させる請求項１に記載の炉用遮断器の投入不良検出装置。
【請求項３】
前記遮断器よりも上位に配置された上位遮断器と、
を備え、
前記判定手段は、前記遮断器の投入不良を検出すると、前記上位遮断器を開放させて前記遮断器への電圧供給を停止させる請求項２に記載の炉用遮断器の投入不良検出装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記遮断器の投入不良を検出すると、所定の警報装置からアラームを発報させる請求項３に記載の炉用遮断器の投入不良検出装置。
【請求項５】
前記遮断器の状態を検出する状態検出手段と、
を備え、
前記判定手段は、開放状態の前記遮断器を投入する際に、前記遮断器の投入不良を検出することなく、前記状態検出手段によって前記遮断器の投入完了が検出されると、前記遮断器の投入不良を判定するための処理を終了する請求項１から請求項４の何れか一項に記載の炉用遮断器の投入不良検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、炉用遮断器の投入不良を検出するための投入不良検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、製鋼用アーク炉において、主回路を保護するための装置が開示されている。特許文献１に記載のものでは、製鋼用アーク炉の主回路において過剰な電流が流れると、炉用遮断器を開放させて主回路を保護している。
【０００３】
図４は従来の炉用遮断器の操作回路システムを示す図である。特許文献１に記載のものにおいても、炉用遮断器の操作回路は図４に示すようなシステム構成を採用している。
【０００４】
図４において、１は製鋼用アーク炉、２は炉用変圧器である。炉用変圧器２は、一次側に交流電源（図示せず）が接続され、二次側に製鋼用アーク炉１の電極３が接続されている。４は製鋼用アーク炉１の炉体、５は炉体４内に入れられたスクラップである。
【０００５】
２１は炉用変圧器２の一次側に接続された炉用遮断器、２２は製鋼用アーク炉１用の監視盤である。
炉用遮断器２１には、主回路を開閉するための遮断器２３と、遮断器２３の開閉制御を行う操作回路２４とが備えられている。炉用遮断器２１（操作回路２４）は、監視盤２２からの指令に基づいて、遮断器２３を開閉する。監視盤２２には、遮断器操作手段２５、指令回路２６が備えられている。
【０００６】
指令回路２６は、遮断器操作手段２５に対して所定の操作が行われた場合や、図示しない検出手段によって主回路の過電流が検出された場合等に、炉用遮断器２１に対して、主回路を開閉するための指令を出力する。例えば、指令回路２６から炉用遮断器２１に対して投入指令が出力されると、操作回路２４は、投入コイル（図示せず）を励磁して、遮断器２３を投入して（閉じさせて）いる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−７０１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来では、炉用遮断器２１の操作回路２４において、投入コイルに流れる電流の検出を行っていなかった。このため、遮断器２３の投入時に投入コイルに流れる電流に異常があっても、投入コイルが焼損するまでその異常を知ることができなかった。
なお、操作回路２４内の投入コイルは、単体で交換することが難しい。このため、投入コイルが焼損すると、調査や交換のために長時間を要し、製鋼用アーク炉１の復旧が遅れるといった問題があった。即ち、投入コイルが焼損すると、操業効率が大幅に低下してしまう。
【０００９】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、炉用遮断器において、遮断器を投入するための投入コイルの焼損を防止することができる炉用遮断器の投入不良検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る炉用遮断器の投入不良検出装置は、製鋼用アーク炉の主回路を開閉するための遮断器と、遮断器を投入するための投入コイルと、投入コイルに流れる電流を検出する電流検出手段と、開放状態の遮断器を投入する際に、電流検出手段によって検出された電流値が所定の基準値よりも大きい状態が所定時間継続した場合に、遮断器の投入不良を検出する判定手段と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係る投入不良検出装置であれば、炉用遮断器において、遮断器を投入するための投入コイルの焼損を防止することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１における炉用遮断器の投入不良検出装置の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１における炉用遮断器の投入不良検出装置の要部の構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１における炉用遮断器の投入不良検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】従来の炉用遮断器の操作回路システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
添付の図面を参照して、本発明を詳細に説明する。各図において、同一又は相当する部分には、同一の符号を付している。重複する説明については、適宜簡略化或いは省略する。
【００１４】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における炉用遮断器の投入不良検出装置の構成を示す図、図２はその要部の構成を示す図である。
図１及び図２において、１は製鋼用アーク炉、２は炉用変圧器である。炉用変圧器２は、一次側に交流電源（図示せず）が接続され、二次側に製鋼用アーク炉１の電極３が接続されている。４は製鋼用アーク炉１の炉体、５は炉体４内に入れられたスクラップである。電極３には、炉用変圧器２の電極タップによって変圧された電圧が供給される。これにより、電極３は、スクラップ５との間にアークを発生させ、スクラップ５を溶解させる。
【００１５】
炉用変圧器２の一次側には、炉用遮断器６と上位遮断器７とが接続されている。
上位遮断器７は、炉用遮断器６に対する電圧供給を停止させるためのものである。即ち、上位遮断器７は、炉用遮断器６よりも上位に配置されている。通常時、上位遮断器７は閉じられており、交流電源からの電圧は炉用遮断器６に供給される。一方、所定の条件が成立して上位遮断器７が開放すると、交流電源からの電圧が炉用遮断器６に供給されなくなる。
【００１６】
炉用遮断器６は、上位遮断器７と炉用変圧器２との間に設けられている。炉用遮断器６は、例えば、炉体４にスクラップ５を装入する時等、製鋼用アーク炉１の主回路を開閉するために使用される。主回路とは、交流電源から電極３に至る、炉用遮断器６や炉用変圧器２を含む回路のことをいう。炉用遮断器６は、主回路に流れる負荷電流や故障電流（短絡電流）を遮断するためにも使用される。
【００１７】
炉用遮断器６には、主回路を開閉するための遮断器８と、遮断器８の開閉制御を行う操作回路９とが備えられている。
【００１８】
１０は製鋼用アーク炉１用の監視盤である。炉用遮断器６（操作回路９）は、監視盤１０からの指令に基づいて、主回路（即ち、遮断器８）を開閉する。監視盤１０には、遮断器操作手段１１、指令回路１２、判定回路１３が備えられている。
【００１９】
遮断器操作手段１１は、監視員が手動で遮断器８を操作するためのものである。監視員は、炉体４にスクラップ５を装入する時等に、遮断器操作手段１１を操作する。例えば、遮断器操作手段１１に対して所定の操作を行うことにより、遮断器８を開放することができる。また、遮断器操作手段１１に対して他の所定の操作を行うことにより、遮断器８を投入（閉じる）ことができる。
【００２０】
指令回路１２は、炉用遮断器６に対して、主回路を開閉するための指令、即ち、遮断器８を開放・投入するための指令を出力する。指令回路１２は、遮断器操作手段１１に対して主回路を遮断するための操作が行われると、炉用遮断器６に対して開放指令を出力し、遮断器８を開放させる。指令回路１２は、遮断器操作手段１１に対して主回路を投入するための操作が行われると、炉用遮断器６に対して投入指令を出力し、遮断器８を閉じさせる。また、指令回路１２は、図示しない検出手段によって主回路の過電流が検出されると、炉用遮断器６に対して開放指令を出力し、遮断器８を開放させる。
【００２１】
判定回路１３は、遮断器８が投入された時の不良（投入不良）を検出するための手段を構成する。判定回路１３には、電流値入力部１４、状態信号入力部１５、指令出力部１６が備えられている。
判定回路１３の具体的な機能については後述する。
【００２２】
炉用遮断器６の操作回路９には、投入コイル１７、電流検出回路１８、状態検出回路１９、開閉器２０が備えられている。
投入コイル１７は、遮断器８を投入する（閉じる）ためのコイルである。図２に示すＰ−Ｎ間は、所定の電源（投入用電源）に接続されている。この電源によって投入コイル１７が励磁されると、遮断器８が投入される。即ち、交流電源からの電圧を炉用変圧器２に供給することができる。投入コイル１７が励磁されていなければ、遮断器８は開放している。
【００２３】
電流検出回路１８は、投入コイル１７に流れる電流を検出し、その検出結果を監視盤１０の判定回路１３に出力する。電流検出回路１８によって検出された電流（実測）値は、判定回路１３において電流値入力部１４によって検出される。
【００２４】
状態検出回路１９は、遮断器８の状態（投入状態）を検出し、その状態信号を監視盤１０の判定回路１３に出力する。状態検出回路１９は、遮断器８が開放している場合は、開放している旨の状態信号を判定回路１３に出力する。また、状態検出回路１９は、遮断器８が投入されて（閉じて）いる場合は、投入されている旨の状態信号を判定回路１３に出力する。状態検出回路１９からの状態信号は、判定回路１３において状態信号入力部１５によって検出される。
【００２５】
判定回路１３は、電流検出回路１８によって検出された電流（実測）値と、状態検出回路１９によって検出された遮断器８の状態とに基づいて、投入コイル１７が焼損する恐れがあるか否かを判定する。判定回路１３は、投入コイル１７が焼損する恐れがある所定の条件が成立する場合に、遮断器８の投入不良を検出する。判定回路１３によって遮断器８の投入不良が検出されると、指令出力部１６から操作回路９と上位遮断器７とに対して、開放指令が出力される。
【００２６】
開閉器２０は、投入コイル１７に直列に接続されている。開閉器２０は、投入コイル１７への電圧供給を制御するためのものである。即ち、開閉器２０が開放している場合は、上記投入用電源からの電圧は、投入コイル１７に供給されない。開閉器２０が投入される（閉じる）と、投入用電源からの電圧が投入コイル１７に供給される。指令回路１２からの投入指令が操作回路９に入力されることにより、開閉器２０は閉じられる。また、指令回路１２からの開放指令或いは指令出力部１６からの開放指令が操作回路９に入力されることにより、開閉器２０は開放される。
【００２７】
次に、図３も参照し、上記構成を有する投入不良検出装置の動作について説明する。
図３はこの発明の実施の形態１における炉用遮断器の投入不良検出装置の動作を示すフローチャートである。
【００２８】
遮断器８を投入するための投入指令が発せられると（Ｓ１０１）、監視盤１０の判定回路１３では、投入コイル１７の電流値（Ｉ）が基準値（Ｉｓ）以下であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。Ｓ１０２において、判定回路１３は、投入コイル１７の電流値（Ｉ）として、電流検出回路１８によって検出された電流値を使用する。また、上記判定のための基準値（Ｉｓ）は、投入コイル１７の焼損を防止するための設定値であり、監視盤１０に予め登録されている。
【００２９】
電流検出回路１８によって検出された電流値（Ｉ）が基準値（Ｉｓ）以下であれば（Ｓ１０２のＹｅｓ）、投入コイル１７が焼損する恐れはない。かかる場合、判定回路１３は、電流検出回路１８による電流検出を継続させる（Ｓ１０３）。
【００３０】
また、判定回路１３には、状態検出回路１９から遮断器８の状態信号が逐一入力されている（Ｓ１０４）。判定回路１３は、電流検出回路１８によって検出された電流値（Ｉ）が基準値（Ｉｓ）以下であれば、状態検出回路１９からの状態信号に基づいて、遮断器８の投入が完了したか否かを判定する（Ｓ１０５）。
【００３１】
遮断器８の投入が開始された後、Ｓ１０２において投入不良が検出されることなく、状態検出回路１９によって遮断器８の投入完了が検出されると（Ｓ１０５のＹｅｓ）、判定回路１３は、遮断器８の投入不良を判定するための処理を終了する。なお、その後に遮断器８が開放され、再び投入指令が発せられると、判定回路１３は、Ｓ１０１以下の処理を再開させる。
【００３２】
一方、Ｓ１０５において、遮断器８が開放している旨の状態信号が状態検出回路１９から入力されると、判定回路１３は、遮断器８の投入が未だ完了していないと判断する。かかる場合、判定回路１３は、Ｓ１０２の処理に戻って、投入コイル１７の電流値（Ｉ）と基準値（Ｉｓ）との比較を行う。
【００３３】
電流検出回路１８によって検出された電流値（Ｉ）が基準値（Ｉｓ）よりも大きい場合は、投入コイル１７が焼損する恐れがある。判定回路１３は、Ｓ１０２において、投入コイル１７の電流値（Ｉ）が基準値（Ｉｓ）よりも大きいことを検出し、その状態が所定の時間継続した場合は（Ｓ１０６）、遮断器８の投入不良を検出して、投入コイル１７の焼損を防止するための処理を行う。
【００３４】
具体的に、判定回路１３は、遮断器８の投入不良を検出すると、指令出力部１６から操作回路９に開放指令を出力し、開閉器２０を開放させる（Ｓ１０７）。開閉器２０が開放することにより、投入コイル１７への電圧供給が停止され、投入コイル１７に流れる電流が０になる。これにより、投入コイル１７の焼損を確実に防止できる。なお、投入コイル１７が消磁するため、遮断器８も開放する。
【００３５】
また、判定回路１３は、遮断器８の投入不良を検出すると、監視盤１０に備えられた警報装置等から、アラームを発報させる（Ｓ１０８）。これにより、遮断器８の投入不良が発生したことを、監視員に知らせることができる。
【００３６】
更に、判定回路１３は、遮断器８の投入不良を検出すると、指令出力手段１６から上位遮断器７に遮断指令を出力し、上位遮断器７を開放させる（Ｓ１０９）。上位遮断器７が開放することにより、炉用遮断器６への電圧供給が停止される。かかる構成であれば、例えば、上記アラームを聞いた監視員が炉用遮断器６の点検を行う際に、炉用遮断器６の電源を落とすといった操作をわざわざ行う必要がない。
【００３７】
上記構成を有する投入不良検出装置であれば、炉用遮断器６の投入時に、投入コイル１７の焼損を確実に防止することができる。従来のように、投入コイルの焼損によって操業効率が低下してしまう恐れもない。
また、タイマー（図３のＳ１０６に相当）を使用して、電流値（Ｉ）が基準値（Ｉｓ）よりも大きい状態が所定時間継続する場合のみ、遮断器８の投入不良を検出することにより、投入不良の判定処理を精度良く行うことができるようになる。
【符号の説明】
【００３８】
１  製鋼用アーク炉
２  炉用変圧器
３  電極
４  炉体
５  スクラップ
６、２１  炉用遮断器
７  上位遮断器
８、２３  遮断器
９、２４  操作回路
１０、２２  監視盤
１１、２５  遮断器操作手段
１２、２６  指令回路
１３  判定回路
１４  電流値入力部
１５  状態信号入力部
１６  指令出力部
１７  投入コイル
１８  電流検出回路
１９  状態検出回路
２０  開閉器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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