(57)【要約】【課題】運転中の断路器について設備停止を行うことなく簡便に故障診断を行うことができ、しかも予防保全の効果を十分に得ることができる断路器用動力操作装置の故障診断技術を提供する。【解決手段】請求項１の発明では、断路器本体とその動力操作装置１６とを連結している縦ロッド１８を動力操作装置１６側で取り外し、断路器本体の投入または開放状態を保持させたまま補助金具１９に固定する。これにより断路器本体を運転状態にしたまま、動力操作装置１６の動作試験を行うことができる。請求項２の発明では、動力操作装置１６のシーケンス回路に遠隔診断回路を組み込み、電動機にブレーキを掛けた状態で瞬時電圧を加え、その際の突入電流及び端子電圧の状態により異常の有無を検査する。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断路器本体とその動力操作装置とを連結している縦ロッドを動力操作装置側で取り外し、断路器本体の投入または開放状態を保持させたまま補助金具に固定したうえ、動力操作装置の動作試験を行うことを特徴とする断路器用動力操作装置の故障診断方法。
【請求項２】
断路器用動力操作装置のシーケンス回路に遠隔診断回路を組み込み、電動機をロックしたまま瞬時電圧を加え、その際の突入電流及び端子電圧の状態により異常の有無を検査することを特徴とする断路器用動力操作装置の故障診断方法。
【請求項３】
断路器本体の下方に設置されている動力操作装置の近傍に、断路器本体と動力操作装置とを連結している縦ロッドの下端を、断路器本体の投入または開放状態を保持させたまま固定できる補助金具を設置したことを特徴とする断路器用動力操作装置の故障診断用補助装置。
【請求項４】
断路器用動力操作装置のシーケンス回路に組み込まれる遠隔診断回路であって、電動機をロックする手段と、電動機がロックされたことを出力する手段と、シーケンス回路のコントロールスイッチに信号を与えて電動機に瞬時電圧を印加する手段と、電動機の突入電流及び端子電圧を検出する手段と、電動機のロックを解除する手段とを備えたことを特徴とする断路器用動力操作装置の遠隔診断回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変電所などに設置され線路の開閉を行う断路器に組み込まれた断路器用動力操作装置の故障診断方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
変電所などに設置された断路器は、ブレードの先端に設けられた接点の開閉により、電力線路の切り替えを行う装置である。断路器には主に水平１点切形と水平２点切形との２種類があるが、多くが架台の下部に電動式または空気駆動式の断路器用動力操作装置を備え、指令所からの遠隔操作によってブレードをその支持支持碍子とともに回転し、接点の開閉を３相同時に行うことができるようになっている。
【０００３】
断路器は変電所の基幹となる装置であり、２０年以上の耐用年数内においては大きな機能障害を発生させることなく使用する必要がある。そこで従来から定期的な保守点検を行い、部品交換を行っている。点検周期は、例えば開閉試験による動作確認が１年、開閉データ確認が３年、接点の接触面状態確認が３年、断路器の支持碍子の絶縁性確認が３年などとなっており、その他非常に多数の項目について点検周期がそれぞれ詳細に設定されている。
【０００４】
断路器のメーカーは、動作指令時に断路器に確実な動作を行わせ、電力流通に支障を生じさせないためには、適切な周期の予防保全が重要であると考えている。しかし断路器のユーザーである電力会社には、不具合事象および既にフロー化されている障害進展内容を把握しながら、適切なタイミングで適切な内容の保守を行うことにより、メンテナンスコストのミニマム化を図りたいとの意向がある。特に断路器については最悪の場合にも手動操作が可能であるため、重要線路以外の断路器については、次第に事後保全に移行しつつある。
【０００５】
しかし、断路器の保守内容や保守頻度を削減し、事後保全で対応しようとした場合には、次のような障害が懸念される。第１に、突発的に重故障が発生した場合には部品交換の可能性が高いが、常備在庫品以外の部品については供給に時間を要し、機器停止状態が長期化する。第２に、緊急の場合には納期的な問題から部分的な補修に留まり抜本的な補修が困難であるため、不具合が散発的に発生してトータル的な保守コストが増大する。
【０００６】
第３に、老朽化品の補修部品コストが上昇しており、予防保全により定期的に新機種に変更する場合に比べ、トータル的な保守コストが増大する。第４に、導電部の過熱等の場合には負荷電流による事象変化が大きく、不具合の急変を見逃して重故障となる可能性がある。第５に、遠方の機器障害の場合には手動操作のために保守員が駆けつける必要があり、他工事への影響や停止延長などの二次的な被害が発生する。
【０００７】
そこで特許文献１には、比較的簡便に断路器の予防保全を行うために、断路器の故障診断装置が提案されている。ところがこの特許文献１の装置は、実際に断路器に開閉動作を行わせて制御電流波形と操作電流波形との時間差を求め、その時間差を管理値と比較する装置であるから、診断対象となる断路器を予め設備停止させておかねばならない。このように運転中の断路器についてそのまま故障診断を行うことはできないため、故障診断に手数を要するという問題があった。
【特許文献１】特開平１１−２７３５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、運転中の断路器について設備停止を行うことなく簡便に故障診断を行うことができ、しかも予防保全の効果を十分に得ることができる断路器用動力操作装置の故障診断方法とこれに用いられる故障診断用補助装置及び断路器用動力操作装置の遠隔診断回路を提供するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を達成するためになされた請求項１の断路器用動力操作装置の故障診断方法は、断路器本体とその動力操作装置とを連結している縦ロッドを動力操作装置側で取り外し、断路器本体の投入または開放状態を保持させたまま補助金具に固定したうえ、動力操作装置の動作試験を行うことを特徴とするものである。
【００１０】
同一の課題を達成するためになされた請求項２の断路器用動力操作装置の故障診断方法は、断路器用動力操作装置のシーケンス回路に遠隔診断回路を組み込み、電動機をロックしたまま瞬時電圧を加え、その際の突入電流及び端子電圧の状態により異常の有無を検査することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３の発明は請求項１の発明を実施するために用いられる故障診断用補助装置であって、断路器本体の下方に設置されている動力操作装置の近傍に、断路器本体と動力操作装置とを連結している縦ロッドの下端を、断路器本体の投入または開放状態を保持させたまま固定できる補助金具を設置したことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４の発明の断路器用動力操作装置の遠隔診断回路は、断路器用動力操作装置のシーケンス回路に組み込まれる遠隔診断回路であって、電動機をロックする手段と、電動機がロックされたことを出力する手段と、シーケンス回路のコントロールスイッチに信号を与えて電動機に瞬時電圧を印加する手段と、電動機の突入電流及び端子電圧を検出する手段と、電動機のロックを解除する手段とを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の断路器用動力操作装置の故障診断方法によれば、断路器本体の投入または開放状態を保持させたまま動力操作装置の動作試験を行うことができるので、設備停止を行うことなく運転中の断路器の故障診断を行うことができる。この方法では断路器の動力操作装置を実際に動かして動作試験ができるので、予防保全の効果を十分に得ることができる。なお過去の故障調査により、断路器用動力操作装置の不具合の大半は動力操作装置が不動作という事象で現れるので、動力操作装置の動作試験を行えば、実際に断路器を開閉させなくても予防保全が可能である。
【００１４】
請求項２の断路器用動力操作装置の故障診断方法によれば、電動機にブレーキを掛けてロックしたまま瞬時電圧を加え、その際の突入電流及び端子電圧の状態により異常の有無を検査することにより、電動機を停止させたままで断路器用動力操作装置の故障診断を行うことができる。この方法によれば、設備停止を行うことなく、また断路器に全く手を触れることなく動作試験を行うことができる。
【００１５】
請求項３の断路器用動力操作装置の故障診断用補助装置によれば、断路器本体と動力操作装置とを連結している縦ロッドの下端を、断路器本体の投入または開放状態を保持させたまま固定できるので、請求項１の方法を実施するうえで便利である。
【００１６】
また請求項４の断路器用動力操作装置の遠隔診断回路は、断路器用動力操作装置のシーケンス回路に組み込んでおくことにより、請求項２の発明を遠隔操作により容易に実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１〜図６は、請求項１及び請求項３の発明の実施形態を示すものである。各発明の内容を説明するに先立ち、水平１点切形の断路器の駆動機構につき簡単に説明する。この駆動機構自体は公知のものである。なお以下の説明は水平１点切形の断路器について行うが、本発明は水平２点切形や他の断路器にも同様に適用できるものである。
【００１８】
図１において１はベースであり、２，２はベース１上に立設された支持碍子である。支持碍子２，２の上部には水平に延びる一対のブレード３，３が支持されており、図示の状態ではブレード３，３の先端の接触子４，５が互いに接触した閉状態となっている。各支持碍子２，２の基部は、図示を略した軸受によりベース１１上で回転可能に支持されている。水平１点切形の断路器においては、各支持碍子２，２を同時に互いに逆方向に約９０度回転させて接触子４，５の開閉を行う。
【００１９】
このような動作を行わせるために、支持碍子２，２間には図２に示すリンク機構が設けられている。即ち、各支持碍子２，２の基部が固定されているリンクベース６，７にはアーム８，９が設けられており、それらの先端間をロッド１０が連結している。このため一方のリンクベース６を反時計方向に回転させると、他方のリンクベース７は時計方向に回転し、接触子４，５の開閉が行われる。
【００２０】
リンクベース６を回転させるため、その近傍には図３（図１を側方から見た平面図）及び図４に示すように、駆動軸１１が設けられている。駆動軸１１の上端にはレバー１２が固定されており、このレバー１２の先端部とリンクベース６との間はリンク１３により連結されている。そして図３の状態から駆動軸１１によりレバー１２が反時計方向に約１９０度回転すると、リンク１３により押されてリンクベース６も反時計方向に約９０度回転する。リンクベース６とレバー１２とリンク１３とはデッドセンター（死点）を形成しており、図３に示す状態（接触子４，５を接触させた閉状態）では、駆動軸１１によりリンクベース６を回転させることはできるが、リンクベース６側から外力を加えても駆動軸１１を回転させることはできないようになっている。
【００２１】
なお、断路器は３相の線路を同時に開閉するため、リンクベース６にはアーム８とは直角方向に２つのアーム１４が形成されており、他相の断路器と平行リンク１５により連結されている。
【００２２】
図１に示すように、駆動軸１１は軸受を貫通して架台１の下方に延びており、下部の動力操作装置１６の出力軸１７と縦ロッド１８により連結されている。動力操作装置１６は指令所からの遠隔操作により断路器の開閉ができるように、内部に電動機とシーケンス回路を備えている。
【００２３】
本発明では、この動力操作装置１６の近傍に補助金具１９を設置する。この補助金具１９は、断路器本体側の駆動軸１１と動力操作装置１６の出力軸１７とを連結している縦ロッド１８の下端のピン２０を外して図６のように外側に引き出し、縦ロッド１８を回転させることなく、すなわち断路器本体の投入または開放状態を保持させたままで、縦ロッド１８の下端を固定できるようにしたものである。この操作は作業員が接近可能な架台１の下側で行えるため、運転中の断路器に対して安全に行うことができる。
【００２４】
このように縦ロッド１８を動力操作装置１６側で取り外して補助金具１９に固定すれば、断路器を閉状態または開放状態に維持したままで動力操作装置１６から切り離すことができる。この状態で動力操作装置１６に様々な動作指令を与えて動作試験を行えば、動力操作装置１６に起因する故障の有無を完全に診断することができる。診断終了後は縦ロッド１８の下端を補助金具１９から外し、図５の状態に復帰させておくことはいうまでもない。このように本発明によれば、動力操作装置１６を実際に動かして動作試験ができるので、予防保全の効果を十分に得ることができる。
【００２５】
図７以下は、請求項２と請求項４の発明の実施形態を示すものである。この発明は動力操作装置１６を実際に動かすことなく、電気的に異常の有無を検査する方法である。図７は動力操作装置１６の概念的な内部構造図であり、出力軸１７の下端部は歯車２１を介して電動機２２と接続されている。２３は電動機２２のブレーキ装置、２４は端子台、２５は制御ユニットである。本発明では遠隔診断回路２６を新たに設けてシーケンス回路に組み込み、以下に説明する動作を行わせる。
【００２６】
図９は遠隔診断回路２６の概念図であり、電動機２２のロック手段２７、電動機２２がロックされたことを出力する出力手段２８、シーケンス回路のコントロールスイッチに信号を与えて電動機２２に瞬時電圧を印加する電圧印加手段２９、電動機２２の突入電流及び端子電圧を検出する検出手段３０、電動機２２のロックを解除するロック解除手段３１を備えている。
【００２７】
ロック手段２７は電動機２２のブレーキ装置２３にロック信号を与え、電動機２２が回転しないようにロックする機能を有する。出力手段２８は電動機２２がロックされたことを検出して指令所等に信号を出力する機能を有する。その後、電圧印加手段２９がシーケンス回路のコントロールスイッチに信号を与え、電動機２２に０.１秒程度の瞬時電圧を印加する。これと同時に電動機２２には図８のような突入電流が流れるので、検出手段３０が突入電流Ｉと端子電圧Ｖを検出する。
【００２８】
もしシーケンス回路及び電動機２２に異常がなければ、図８のような突入電流が検出されるが、シーケンス回路または電動機２２に異常があれば突入電流は検出されないもしくは、電流値が規定範囲を超えるので、これによって動力操作装置１６を実際に動かすことなく、電気的に異常の有無を検査することができる。なお瞬時電圧の印加終了後、ロック解除手段３１が電動機２２のロックを解除する。この発明によれば、断路器用動力操作装置のシーケンス回路に遠隔診断回路を組み込んでおくことにより、設備停止を行うことなく、また断路器に全く手を触れることなく動作試験を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】水平１点切形の断路器の正面図である。
【図２】断路器駆動用のリンク機構を示す平面図である。
【図３】断路器の駆動機構を示す平面図である。
【図４】図３に対応する部分断面図である。
【図５】断路器と動力操作装置との連結状態を示す正面図である。
【図６】断路器と動力操作装置との連結を解除した状態を示す正面図である。
【図７】動力操作装置の概念的な内部構造図である。
【図８】突入電流の波形図である。
【図９】遠隔診断回路のブロック図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  架台
２  支持碍子
３  ブレード
４  接触子
５  接触子
６  リンクベース
７  リンクベース
８  アーム
９  アーム
１０  ロッド
１１  駆動軸
１２  レバー
１３  リンク
１４  アーム
１５  平行リンク
１６  動力操作装置
１７  出力軸
１８  縦ロッド
１９  補助金具
２０  ピン
２１  歯車
２２  電動機
２３  ブレーキ装置
２４  端子台
２５  制御ユニット
２６  遠隔診断回路
２７  ロック手段
２８  出力手段
２９  電圧印加手段
３０  検出手段
３１  ロック解除手段
【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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【図８】
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【図９】
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