(57)【要約】【課題】発変受電設備機器において、放電の兆候を検出するとともに、放電の軽重度を判定する。【解決手段】異臭を検出する異臭発生検出機構２、煙を検出する煙発生検出機構３、閃光を検出する閃光発生検出機構４、熱を検出する熱発生検出機構５、音を検出する音発生検出機構６のいずれか１種類以上と、電磁界変化を検出し、検出された信号から充電部位の電圧が定格電圧よりも予め定められた範囲を超えて高くなっているかどうかを判定し、充電部位の電圧が定格電圧よりも予め定められた範囲を超えて高くなっているとき、所定の信号を出力する電磁界変化検出機構１と、前記各検出機構の出力信号を入力とし、各検出機構から入力される信号の組み合わせパターンに応じて、予め設定された放電の軽重度を示す信号を出力する演算手段１７とを設ける。【選択図】  図１
2008076209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異臭を検出し検出された信号が予め設定されたレベルを超えているとき、所定の信号を出力する異臭発生検出機構、閃光を検出し検出された信号が予め設定されたレベルを超えているとき、所定の信号を出力する閃光発生検出機構、煙を検出し検出された信号が予め設定されたレベルを超えているとき、所定の信号を出力する煙発生検出機構、熱を検出し検出された信号が予め設定されたレベルを超えているとき、所定の信号を出力する熱発生検出機構、音を検出し検出された信号が予め設定されたレベルを超えているとき、所定の信号を出力する音発生検出機構のいずれか１種類以上と、電磁界変化を検出し、検出された信号から充電部位の電圧が定格電圧よりも予め定められた範囲を超えて高くなっているかどうかを判定し、充電部位の電圧が定格電圧よりも予め定められた範囲を超えて高くなっているとき、所定の信号を出力する電磁界変化検出機構と、前記各検出機構の出力信号を入力とし、各検出機構から入力される信号の組み合わせパターンに応じて、予め設定された放電の軽重度を示す信号を出力する演算手段とを含んでなる発変受電設備機器の軽重度放電分析システム。
【請求項２】
請求項１記載の発変受電設備機器の軽重度放電分析システムにおいて、前記演算手段の出力側は、対象となる発変受電設備機器の機側機器制御回路を介して当該発変受電設備を制御する制御装置に接続され、前記制御装置には、前記演算手段の出力に応じて、警報を出力する手段が設けられていることを特徴とする発変受電設備機器の軽重度放電分析システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電、変電、受電設備に設置されるガス絶縁開閉装置、変圧器、配電盤等、発変受電設備機器の充電部位の初期放電分析に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気設備においては、経年劣化、異物混入、サージ侵入等の何らかの原因により電磁界環境が不平衡となり、部分放電を生じる場合がある。このような部分放電を放置すると、放電が他の部位にまで拡大され、前記電気設備はもとより電力システムとしても重大な被害をこうむる惧れがある。
【０００３】
特許文献１は、「電気機器絶縁診断装置」、特許文献２は「電気機器の絶縁劣化検出器」であるが、これらはアンテナを利用して電磁波を検出するものであり、特許文献３の「高電圧危機の絶縁異常診断装置」は、音響センサ、電磁センサを利用して高電圧部位の部分放電を検出するものである。また特許文献４「電気機器の異常検出方法」は匂いセンサを使用し異常を検出するものである。
【０００４】
特許文献１、特許文献２の技術はアンテナを使用して電磁変化を検出しているため、所望の情報を得るには、雑音（ノイズ）の除去を行う作業が必要になる。また特許文献３については音響センサ、電磁センサを使用することにより部分放電を検出し、特許文献４は匂いセンサを使用し異常検出を行うものであるが、放電の軽重度を判定することは考慮されていない。放電の軽重度は、対象となる機器の種類や容量により異なるが、放電によって直ちに被害が生じる惧れはないが何らかの対応を要するものを軽度、速やかな対策を行って放電を停止させるべきものを重度とする。
【０００５】
【特許文献１】特許３４８７０１７号（特開平０８−３２７６８６号公報）
【特許文献２】特許３０８０３１３号（特開平０３−２２１８８０号公報）
【特許文献３】特開２００２−９０４１３号公報
【特許文献４】特許２７５５８０２号（特開平０４−１０１６４８号公報）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
放電の被害を防止するには、できるだけ早く放電の兆候を検出するとともに、放電の軽重度を判定し、それに応じた対応を行う必要がある。
【０００７】
本発明の課題は、発変受電設備機器において、放電の兆候を検出するとともに、放電の軽重度を判定することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
放電現象が発生した場合には、定常時とは異なった電磁波が放射される。充電部位（電圧がかかっている導体部位）に部分放電が発生すると電磁界変化が生じる。この電磁界変化を検出し、検出された信号から充電部位の電圧が定格電圧よりも予め定められた範囲を超えて高くなっているかどうかを判定し、充電部位の電圧が定格電圧よりも予め定められた範囲を超えて高くなっているとき、所定の信号を出力する電磁界変化検出機構を設ける。
【０００９】
また放電により異臭、煙、閃光、熱、音が放出される場合がある。これらを検出するために、異臭を検出し検出された信号が予め設定されたレベルを超えているとき、所定の信号を出力する異臭発生検出機構、閃光を検出し検出された信号が予め設定されたレベルを超えているとき、所定の信号を出力する閃光発生検出機構、煙を検出し検出された信号が予め設定されたレベルを超えているとき、所定の信号を出力する煙発生検出機構、熱を検出し検出された信号が予め設定されたレベルを超えているとき、所定の信号を出力する熱発生検出機構、音を検出し検出された信号が予め設定されたレベルを超えているとき、所定の信号を出力する音発生検出機構のいずれか１種類以上を設ける。
【００１０】
さらに、前記設置された発生検出機構及び前記電磁界変化検出機構の各出力信号を入力とする演算手段を設ける。そして、この演算手段を、前記設置された発生検出機構及び前記電磁界変化検出機構の各出力信号の組み合わせにより、放電の軽重度を判定し、判定結果を出力するように構成する。
【００１１】
前記演算手段の判定結果は、対象の発変受電設備機器を機側で機器ごとに制御する機側機器制御回路や、対象の発変受電設備全体を制御する制御装置に出力されるのが望ましい。
【００１２】
上記課題を解決する本発明は、具体的には、異臭を検出し検出された信号が予め設定されたレベルを超えているとき、所定の信号を出力する異臭発生検出機構、閃光を検出し検出された信号が予め設定されたレベルを超えているとき、所定の信号を出力する閃光発生検出機構、煙を検出し検出された信号が予め設定されたレベルを超えているとき、所定の信号を出力する煙発生検出機構、熱を検出し検出された信号が予め設定されたレベルを超えているとき、所定の信号を出力する熱発生検出機構、音を検出し検出された信号が予め設定されたレベルを超えているとき、所定の信号を出力する音発生検出機構のいずれか１種類以上と、電磁界変化を検出し、検出された信号から充電部位の電圧が定格電圧よりも予め定められた範囲を超えて高くなっているかどうかを判定し、充電部位の電圧が定格電圧よりも予め定められた範囲を超えて高くなっているとき、所定の信号を出力する電磁界変化検出機構と、前記各検出機構の出力信号を入力とし、各検出機構から入力される信号の組み合わせパターンに応じて、予め設定された放電の軽重度を示す信号を出力する演算手段とを含んでなる軽重度放電分析システムである。
【００１３】
上記構成によれば、電磁界変化検出機構により、放電の予兆、放電の発生が検出され、異臭発生検出機構、閃光発生検出機構、煙発生検出機構、熱発生検出機構、音発生検出機構により、機器の異常が検出される。電磁界変化検出機構の出力があっても、異臭発生検出機構、閃光発生検出機構、煙発生検出機構、熱発生検出機構、音発生検出機構のいずれかによる機器の異常が検出されていなければ、放電はまだ起こっていないか、起こっていても軽度であると判定でき、電磁界変化検出機構の出力があり、かつ、異臭発生検出機構、閃光発生検出機構、煙発生検出機構、熱発生検出機構、音発生検出機構のいずれかによる機器の異常が検出されれば、直ちに対応すべき重度の放電であると判定できる。
【００１４】
前記演算手段の出力側は、対象となる発変受電設備機器の機側機器制御回路を介して当該発変受電機器が設けられた発変受電設備を制御する制御装置に接続され、前記制御装置には、前記演算手段の出力に応じて、警報を出力する手段が設けられていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、発変受電設備機器において、放電の兆候を検出するとともに、放電の軽重度を判定することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明を変電所の遮断器室に適用した実施の形態を説明する。図２に、本発明の実施の形態に係る遮断器室の縦断面を示す。図示の遮断器室では、遮断器１０，１１が上下２段に配置され、遮断器１０にはブッシング１０ａ，１０ｂ，遮断器１１にはブッシング１１ａ，１１ｂがそれぞれ設けられている。ブッシング１０ａには電気の導体である母線１２が接続され、ブッシング１０ｂとブッシング１１ａは、同じく電気の導体である母線１３で接続されている。そして母線１３は絶縁体である支持物１４ａ，１４ｂ，１４ｃで支持されている。ブッシング１１ｂには電気の導体である母線１５が接続されている。また、ブッシング１１ａに近接して、検出機構１６が配置され、検出機構１６は図示されていない演算手段１７に接続されている。
【００１７】
遮断器１０，１１は図示されていない、機側で機器を個別に制御するようになっている機側機器制御回路２１にそれぞれ接続され、機側機器制御回路２１は変電所全体を制御する中央制御装置３１に接続されている。前記演算手段１７の出力は、前記機側機器制御回路２１を経て、中央制御装置３１に送信されるようになっている。前記機側機器制御回路２１及び中央制御装置３１には、前記演算手段１７が発する信号を表示出力する表示画面が設けられ、同時に、音声、点滅灯で放電発生の恐れ、或いは放電発生を警報するようになっている。中央制御装置３１には、また、機側機器制御回路２１から入力された信号を日時とともに記録する記録手段が設けられている。
【００１８】
上記構成では、母線１２に流れる電流は、遮断器１０、母線１３、遮断器１１を経て母線１５に導かれるようになっており、母線１２に流れる電流が母線１５に流れるのを遮断する場合、遮断器１０，１１が共に遮断される。
【００１９】
前記検出機構１６は、異臭を検出し検出された信号が予め設定されたレベルを超えているとき、所定の検出信号を出力する異臭発生検出機構２、閃光を検出し検出された信号が予め設定されたレベルを超えているとき、所定の検出信号を出力する閃光発生検出機構４、煙を検出し検出された信号が予め設定されたレベルを超えているとき、所定の検出信号を出力する煙発生検出機構３、熱を検出し検出された信号が予め設定されたレベルを超えているとき、所定の検出信号を出力する熱発生検出機構５、音を検出し検出された信号が予め設定されたレベルを超えているとき、所定の検出信号を出力する音発生検出機構６と、電磁界変化を検出し、検出された信号から充電部位の電圧が定格電圧よりも予め定められた範囲を超えて高くなっているかどうかを判定し、充電部位の電圧が定格電圧よりも予め定められた範囲を超えて高くなっているとき、所定の検出信号を出力する電磁界変化検出機構１を含んで構成されている。
【００２０】
前記演算手段１７は、図１に示すように、電磁界変化検出機構１、異臭発生検出機構２、煙発生検出機構３、閃光発生検出機構４、熱発生検出機構５、音発生検出機構６の各出力が入力されるようになっており、異臭発生検出機構２、煙発生検出機構３、閃光発生検出機構４、熱発生検出機構５、音発生検出機構６の各出力を入力とするオア回路１７ａと、前記電磁界変化検出機構１の出力とオア回路１７ａの出力を入力とするアンド回路１７ｂを備えて構成されている。また、演算手段１７は、電磁界変化検出機構１からの入力があったときに軽放電発生を示す信号を出力し、アンド回路１７ｂの出力があったときに、重放電発生を示す信号を前記機側機器制御回路２１に出力するように構成されている。
【００２１】
機側機器制御回路２１は、入力された演算手段１７からの信号を、変電所を制御する中央操作室の中央制御装置３１に伝送するとともに、表示画面に信号の内容、すなわち、軽放電発生あるいは充放電発生を表示する。さらに、音声で警報を出力するとともに、表示灯を点滅させて騒音環境でも、警報が認識されやすいようにしてある。
【００２２】
中央操作室の中央制御装置３１においても同様に、機側機器制御回路２１を経て入力された演算手段１７からの信号に基づき、表示画面に信号の内容、すなわち、該当する機器の名称、符号と軽放電発生あるいは充放電発生を表示する。さらに、音声で警報を出力するとともに、表示灯を点滅させ、制御担当者の注意を喚起する。
【００２３】
以下、上記構成の装置の動作に付き説明する。発変受電設備機器（本実施の形態では遮断器１１、ブッシング１１ａ、母線１３）あるいはその周辺もしくは系統に異変が生じて前記発変受電設備機器の充電部位の電圧が定格電圧よりも上昇（サージ）すると、その周辺の電磁界が変化する。電磁界変化検出機構１は、その電磁界変化を検出し、その変化があらかじめ設定されている許容範囲よりも大きいとき、検出信号を演算手段１７に出力する。
【００２４】
前記電磁界変化検出機構１から演算手段１７に出力された検出信号は、演算手段１７を経由して、機側機器制御回路２１に伝送されるとともに、演算手段１７のアンド回路１７ｂの二つの入力の一方に入力される。演算手段１７を経由して、機側機器制御回路２１に入力された電磁界変化検出機構１の検出信号は、機側機器制御回路２１の軽放電発生を表示、警報する回路に送られ、次いで、中央制御装置３１の軽放電発生を表示、警報する回路に送られる。機側機器制御回路２１から入力された信号は、日時とともに記録手段に記録される。
【００２５】
前記電磁界変化検出機構１から演算手段１７に出力された検出信号は、前述のように、演算手段１７を経由して、機側機器制御回路２１に伝送されるとともに、演算手段１７のアンド回路１７ｂの二つの入力の一方に入力される。アンド回路１７ｂの二つの入力の他方には、オア回路１７ａの出力が入力されるようになっているが、異臭発生検出機構２、煙発生検出機構３、閃光発生検出機構４、熱発生検出機構５、音発生検出機構６のいずれも検出信号を出力しない場合、演算手段１７のオア回路１７ａには入力がないので、オア回路１７ａからアンド回路１７ｂへの出力もない。この場合、オア回路１７ａからアンド回路１７ｂへの出力がないから、アンド回路１７ｂの出力もない。アンド回路１７ｂの出力は、機側機器制御回路２１の重放電発生を表示、警報する回路に送られるようになっているが、アンド回路１７ｂの出力がないので、重放電発生は表示されない。すなわち、この場合は、前記発変受電設備機器の軽放電発生が、機側機器制御回路２１及び中央制御装置３１で、表示、警報される。
【００２６】
一方、異臭発生検出機構２、煙発生検出機構３、閃光発生検出機構４、熱発生検出機構５、音発生検出機構６のいずれかが、検出信号を出力した場合、演算手段１７のオア回路１７ａに入力が生じ、オア回路１７ａからアンド回路１７ｂの他方の入力に信号が出力される。アンド回路１７ｂの一方の入力には電磁界変化検出機構１からの検出信号が入力されているから、アンド回路１７ｂの出力が生じ、その出力は、機側機器制御回路２１の重放電発生を表示、警報する回路に送られる。機側機器制御回路２１で前記発変受電設備機器の重放電発生が表示されるとともに、この信号がさらに中央制御装置３１の重放電発生を表示、警報する回路に送られ、前記発変受電設備機器の重放電発生が表示、警報される。機側機器制御回路２１から入力された信号は、日時とともに記録手段に記録される。
【００２７】
警報を認識した制御担当者は、放電が軽放電（放電の予兆を含む）か重放電であるかにより、適切な対応の処置を行うことができる。
【００２８】
図１に示す構成では、重放電発生の場合、軽放電発生もともに表示、警報されるが、重放電発生の場合、軽放電発生は表示警報されないように回路構成することが望ましい。
【００２９】
なお、電磁界変化検出機構１から検出信号が出力されない状態で、異臭発生検出機構２、煙発生検出機構３、閃光発生検出機構４、熱発生検出機構５、音発生検出機構６のいずれかが、検出信号を出力することも考えられるが、この場合、異変の原因は放電ではないと考えられるので、軽放電発生、重放電発生の何れの警報も出力されない。
【００３０】
本実施の形態によれば、発変受電設備機器における放電の兆候、放電発生を検出するとともに、現場及び遠方にて初期放電の推定と放電発生の認識ならびに放電の軽重度を判定することが可能になる。
【００３１】
本実施の形態では、検出機構１６は、異臭発生検出機構２、煙発生検出機構３、閃光発生検出機構４、熱発生検出機構５、音発生検出機構６、及び電磁界変化検出機構１を含んで構成されているが、必ずしも異臭発生検出機構２、煙発生検出機構３、閃光発生検出機構４、熱発生検出機構５、音発生検出機構６のすべてを含んで構成する必要はなく、異臭発生検出機構２、煙発生検出機構３、閃光発生検出機構４、熱発生検出機構５、音発生検出機構６のいずれか１種類以上と、電磁界変化検出機構１を含んで構成されていればよい。
【００３２】
検出機構１６が、異臭発生検出機構２、煙発生検出機構３、閃光発生検出機構４、熱発生検出機構５、音発生検出機構６のいずれか１種類の発生検出機構と電磁界変化検出機構１を含んで構成されている場合、演算手段１７のオア回路１７ａは省略され、前記いずれか１種類の発生検出機構の出力信号は、直接アンド回路１７ｂの入力の一方に入力される。検出機構１６が、異臭発生検出機構２、煙発生検出機構３、閃光発生検出機構４、熱発生検出機構５、音発生検出機構６のいずれか２種類以上の発生検出機構と電磁界変化検出機構１を含んで構成されている場合、前記いずれか２種類以上の発生検出機構の出力信号は、前記図１に示す構成と同様に、演算手段１７のオア回路１７ａに入力される。他の構成は前記実施の形態と同様でよい。
【００３３】
なお、前記実施の形態の説明では、検出機構１６の設置位置を、対象機器の近傍と述べたが、少なくとも対象機器の充電部位の電圧が定格電圧よりも上昇したことを検知できるとともに、他の機器の充電部位の電圧変化に影響されることのない位置に設置する必要がある。
【００３４】
また、図１には示されていないが、中央制御装置３１には、検出機構１６の検出信号が直接入力され、異臭、煙、閃光、熱、音のいずれが検出されたかを表示するようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る遮断器室を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  電磁界変化検出機構
２  異臭発生検出機構
３  煙発生検出機構
４  閃光発生検出機構
５  熱発生検出機構
６  音発生検出機構
１０  遮断器
１０ａ，１０ｂ  ブッシング
１１  遮断器
１１ａ，１１ｂ  ブッシング
１２  母線
１３  母線
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ  支持物
１５  母線
１６  検出機構
１７  演算手段
１７ａ  オア回路
１７ｂ  アンド回路
２１  機側機器制御回路
３１  中央制御装置
【図１】
2008076209.tif 000003
【図２】
2008076209.tif 000004