(57)【要約】【課題】電力変換装置の汚損が所定の状況となったことを検知でき、短絡事故等の発生を未然に防ぐことができる電力変換装置の汚損検出装置を提供する。【解決手段】無効電力補償装置１の筐体１６内に設けた高電圧側抵抗部１０の高電圧側抵抗１３と低電圧側抵抗部１１の低電圧側抵抗１４とを、直列接続して直流高電圧側線路のＰ側ブス５と低電圧側線路のＮ側ブス６との間に挿入し、低電圧側抵抗１４の両端の電圧を電圧測定部１２で測定することにより筐体１６内の汚損検出を行うものであって、低電圧側抵抗１４の両端の電圧が所定の設定電圧値以下となった時に、筐体１６内の汚損状態が異常であると判定するよう構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換装置の筐体内に設けた高電圧側抵抗部の高電圧側抵抗と低電圧側抵抗部の低電圧側抵抗とを、直列接続して直流高電圧側線路と低電圧側線路との間に挿入し、前記低電圧側抵抗の両端の電圧を測定することにより前記筐体内の汚損検出を行う電力変換装置の汚損検出装置であって、
前記低電圧側抵抗の両端の電圧が所定の設定電圧値以下となった時に、前記筐体内の汚損状態が異常であると判定するよう構成したことを特徴とする電力変換装置の汚損検出装置。
【請求項２】
前記低電圧側抵抗部は、前記低電圧側抵抗の汚損による両端電圧の低下が、前記高電圧側抵抗の汚損による両端電圧の低下よりも大となるよう設置されていることを特徴とする請求項１記載の電力変換装置の汚損検出装置。
【請求項３】
前記低電圧側抵抗部は、前記高電圧側抵抗部よりも汚損進行が速く進む位置に設置されていることを特徴とする請求項１記載の電力変換装置の汚損検出装置。
【請求項４】
前記低電圧側抵抗部は、前記低電圧側抵抗が前記筐体の水平面または略水平な面に絶縁支持部材を介して取り付けられており、前記高電圧側抵抗部は、前記高電圧側抵抗が前記筐体の垂直または略垂直な面に絶縁支持部材を介して取り付けられていることを特徴とする請求項３記載の電力変換装置の汚損検出装置。
【請求項５】
前記低電圧側抵抗部と前記高電圧側抵抗部とは、それぞれ前記低電圧側抵抗と前記高電圧側抵抗とが、前記筐体に絶縁支持された各抵抗部の絶縁取付板に絶縁取付部材を介して取り付けられていると共に、前記低電圧側抵抗部の絶縁取付板の汚損をうける面積が、前記高電圧側抵抗部の絶縁取付板の汚損をうける面積よりも広いことを特徴とする請求項２記載の電力変換装置の汚損検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場設備、変電設備等に用いられている電力変換装置の汚損検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工場設備、変電設備等に用いられている電力変換装置、例えば無効電力補償装置や交直変換装置、周波数変換装置、系統連系用変換装置、その他電源設備全般においては、通常、装置の汚損を検出する装置を備えていなかった。特に装置の汚損の検出を要する場合には、例えば複数の装置が設置された部屋単位で、その室内の空気中の成分分析を行い、分析された汚損に対応する空気中成分の濃度により化学的に汚損の検出を行うようにすることが行なわれていた。
【０００３】
このように個々の電力変換装置についての汚損状況を把握することができないため、粉塵が多い場所、湿度が高い場所等の周囲環境が劣悪な状態の場所で使用される電力変換装置では、長時間使用を続けることにより汚損が進行し、絶縁劣化が進行して、最悪の場合には主回路の直流短絡事故を発生させてしまうことになる。
【０００４】
このため、電力変換装置が事故を起こすことによる影響が大きいことを考慮すると、個々の電力変換装置について、その汚損の状況が簡単に把握できるようにすることが必要であり、汚損状況を把握することで、汚損が進行することによって絶縁が劣化し、短絡等の事故が発生するのを、未然に防止することが重要になってくる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような状況に鑑みて本発明はなされたもので、その目的とするところは、電力変換装置の汚損が所定の状況となったことを検知することにより、短絡事故等の発生を未然に防ぐことができる電力変換装置の汚損検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電力変換装置の汚損検出装置は、
電力変換装置の筐体内に設けた高電圧側抵抗部の高電圧側抵抗と低電圧側抵抗部の低電圧側抵抗とを、直列接続して直流高電圧側線路と低電圧側線路との間に挿入し、前記低電圧側抵抗の両端の電圧を測定することにより前記筐体内の汚損検出を行う電力変換装置の汚損検出装置であって、
前記低電圧側抵抗の両端の電圧が所定の設定電圧値以下となった時に、前記筐体内の汚損状態が異常であると判定するよう構成したことを特徴とするものである。
【０００７】
さらに、前記低電圧側抵抗部は、前記低電圧側抵抗の汚損による両端電圧の低下が、前記高電圧側抵抗の汚損による両端電圧の低下よりも大となるよう設置されていることを特徴とするものであり、
さらに、前記低電圧側抵抗部は、前記高電圧側抵抗部よりも汚損進行が速く進む位置に設置されていることを特徴とするものであり、
さらに、前記低電圧側抵抗部は、前記低電圧側抵抗が前記筐体の水平面または略水平な面に絶縁支持部材を介して取り付けられており、前記高電圧側抵抗部は、前記高電圧側抵抗が前記筐体の垂直または略垂直な面に絶縁支持部材を介して取り付けられていることを特徴とするものであり、
さらに、前記低電圧側抵抗部と前記高電圧側抵抗部とは、それぞれ前記低電圧側抵抗と前記高電圧側抵抗とが、前記筐体に絶縁支持された各抵抗部の絶縁取付板に絶縁取付部材を介して取り付けられていると共に、前記低電圧側抵抗部の絶縁取付板の汚損をうける面積が、前記高電圧側抵抗部の絶縁取付板の汚損をうける面積よりも広いことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、個々の電力変換装置について、その汚損状況が、所定の状況になったことを簡単に検知することができ、これにより、短絡等の事故の発生を未然に防止することができる等の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１０】
先ず第１の実施形態を図１及び図２により説明する。図１は汚損検出装置を備えた無効電力補償装置の回路図であり、図２は汚損検出装置の概略の構成図である。
【００１１】
図１及び図２において、１は電力変換装置の１つである無効電力補償装置であり、需要端である負荷に電圧変動等の少ない安定した電力を供給すべく、図示しない電力系統に接続されて用いられる。無効電力補償装置１は、例えば三相変圧器２の１次側を直列接続して交流側を構成する多重変圧器の変換器用変圧器３と、この変換器用変圧器３の２次側の各相にＧＴＯあるいはＩＥＧＴ等のパワー半導体素子を用いた６台の単相ブリッジ４を接続し、出力側を並列接続して高電圧側線路のＰ側ブス５、低電圧側線路のＮ側ブス６を有して直流側を構成する変換器７とを備えて構成されている。さらに、変換器７のＰ側ブス５とＮ側ブス６の間には、コンデンサ８が接続されている。
【００１２】
また、Ｐ側ブス５とＮ側ブス６の間には、コンデンサ８に並列となるように、汚損検出装置９が接続されている。この汚損検出装置９は、高電圧側抵抗部１０と、低電圧側抵抗部１１と、電圧測定部１２とを備え、高電圧側抵抗部１０の高電圧側抵抗１３と低電圧側抵抗部１１の低電圧側抵抗１４とは、直列接続され、所定比でもってＰ−Ｎ間電圧を抵抗分圧するようにＰ側ブス５とＮ側ブス６の間に接続されており、電圧測定部１２は、Ｐ−Ｎ間電圧を分圧して取り込み可能なレベルの電圧とした一方の電圧である低電圧側抵抗１４の両端間電圧を測定するように接続されている。
【００１３】
また、汚損検出装置９は、高電圧側抵抗部１０と低電圧側抵抗部１１とが、それぞれ高電圧側抵抗１３と低電圧側抵抗１４を支持する絶縁物を、絶縁性能の点で差異があるよう構成したものとなっている。例えば高電圧側抵抗１３を支持する絶縁物を通常レベルの絶縁性能を有するものとした場合には、低電圧側抵抗１４を支持する絶縁物は、周囲の汚損の影響を受けて絶縁性能が低下し易いように、それ自身を汚損の影響を受け易い形状、あるいは板を平行取り付けして塵等が堆積し易いものとなっている。
【００１４】
すなわち、汚損検出装置９の高電圧側抵抗部１０は、例えば略棒形状とした高電圧側抵抗１３と碍子等でなる高電圧側絶縁支持部材１５とで構成されており、高電圧側抵抗１３は、垂直方向視の面積が小さくなるように、その軸方向を略垂直方向にして、２つの高電圧側絶縁支持部材１５によって両端が支持されるようにして無効電力補償装置１の筐体１６のＰ側ブス５、Ｎ側ブス６近傍となる垂直もしくは略垂直の壁部１７に取り付けられている。
【００１５】
一方、低電圧側抵抗部１１は、同じく略棒形状とした低電圧側抵抗１４と、碍子等でなる低電圧側絶縁支持部材１８、低電圧側抵抗１４より垂直方向視の面積が大きい長方形の絶縁取付板１９、絶縁取付部材２０とで構成されている。そして、絶縁取付板１９が４つの低電圧側絶縁支持部材１８で各角部を支持されるようにして無効電力補償装置１の筐体１６のＰ側ブス５、Ｎ側ブス６近傍の水平もしくは略水平な面、例えば底面２１に略水平に取り付けられている。また、低電圧側抵抗１４は、高電圧側抵抗１３より垂直方向視の面積が大となるように、２本の絶縁取付部材２０により両端が支持されるようにして絶縁取付板１９の上面上に、軸方向が略水平方向となるように取り付けられている。
【００１６】
なお、低電圧側抵抗１４の取り付けを、絶縁取付部材２０、絶縁取付板１９を用いて行ったが、高電圧側抵抗１３と同様に、２つの低電圧側絶縁支持部材１８により両端が支持されるようにして無効電力補償装置１の筐体１６に、軸方向が略水平方向となるように取り付けるようにしてもよい。
【００１７】
そして、このような構成の汚損検出装置９を備えた無効電力補償装置１では、使用している間、汚損検出装置９の電圧測定部１２で低電圧側抵抗１４の両端間電圧を測定し続け、予め設定した電圧値以下となっていないか否かのチェックが行なわれる。長期間の使用し続けることで、低電圧側抵抗１４の両端間電圧が予め設定した電圧値以下となり、それが検知されると、電圧測定部１２に設けられるか、または監視室等に設けられた図示しない報知装置等に通知され、異常が生じたことが通知されるようになっている。
【００１８】
すなわち、無効電力補償装置１が、粉塵が多い場所、湿度が高い場所等の周囲環境が劣悪な状態の場所に設置されて使用された場合、無効電力補償装置１の筐体１６内も長時間使用し続けることで塵埃等が蓄積して汚損が進行する。それにともない高電圧側抵抗１３より垂直方向視の面積が大となるように低電圧側抵抗１４を取り付け、さらに絶縁取付板１９が設けられていることで、低電圧側抵抗１４部分での塵埃等の蓄積が速く進む。
【００１９】
その結果、低電圧側抵抗１４部分での絶縁低下が、略垂直に取り付けられた高電圧側抵抗１３部分での絶縁低下よりも速く進行し、高電圧側抵抗１３の両端間電圧よりも低電圧側抵抗１４の両端間電圧が速く降下することになる。そして、低電圧側抵抗１４の両端間電圧が予め設定した電圧値以下となったことを検知し、異常であると判定して報知することになる。
【００２０】
これにより無効電力補償装置１の筐体１６内、すなわち、変換器７のＰ側ブス５、Ｎ側ブス６近傍の汚損が進行していることを簡単に知ることができ、例えば、汚損による絶縁劣化で主回路のＰ側ブス５とＮ側ブス６の直流短絡といった事故の発生に対し事前に対処することができ、事故発生を未然に防ぐことができる。
【実施例２】
【００２１】
次に第２の実施形態を図３により説明する。図３は汚損検出装置の概略の構成図である。なお、第１の実施形態とは無効電力補償装置１部分が同じであって、高電圧側抵抗部と低電圧側抵抗部の構成が異なるため、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、第１の実施形態と異なる本実施形態の構成について説明する。
【００２２】
図３において、２５は汚損検出装置で、第１の実施形態と同様に、電力変換装置の１つである無効電力補償装置１のＰ側ブス５とＮ側ブス６の間に、コンデンサ８に並列となるように接続されている。この汚損検出装置２５は、第１の実施形態と同様に、高電圧側抵抗部２６の高電圧側抵抗１３と低電圧側抵抗部２７の低電圧側抵抗１４とが直列接続され、所定比でもってＰ−Ｎ間電圧を抵抗分圧するようにＰ側ブス５とＮ側ブス６の間に接続されており、取り込み可能なレベルの電圧に分圧された低電圧側抵抗１４の両端間電圧を電圧測定部１２で測定するように構成されている。
【００２３】
また、汚損検出装置２５の高電圧側抵抗部２６と低電圧側抵抗部２７も、第１の実施形態と同じように、それぞれ高電圧側抵抗１３と低電圧側抵抗１４を支持する絶縁物が、絶縁性能の点で差異があるよう構成したものとなっている。例えば高電圧側抵抗１３の支持絶縁物を通常レベルの絶縁性能に、低電圧側抵抗１４の支持絶縁物を周囲の汚損の影響を受けて絶縁性能が低下し易いようなものに、それぞれなっている。
【００２４】
すなわち、汚損検出装置２５の高電圧側抵抗部２６は、例えば略棒形状とした高電圧側抵抗１３と碍子等でなる高電圧側絶縁支持部材２８と、長方形の高電圧側絶縁取付板２９、絶縁取付部材３０とで構成されている。そして、高電圧側絶縁取付板２９が４つの高電圧側絶縁支持部材２８で各角部を支持されるようにして無効電力補償装置１の筐体１６のＰ側ブス５、Ｎ側ブス６近傍の水平もしくは略水平な面、例えば底面２１に略水平に取り付けられている。また、高電圧側抵抗１３は、立設された２本の絶縁取付部材３０により両端が支持されるようにして高電圧側絶縁取付板２９の上面上に、軸方向が略水平方向となるように取り付けられている。なお、高電圧側絶縁取付板２９には、後述する低電圧側絶縁取付板３１よりも垂直方向視の面積が小さくなるように、また塵埃等が２本の絶縁取付部材３０の間に蓄積しないよう開口３２が形成されている。
【００２５】
一方、低電圧側抵抗部２７は、同じく略棒形状とした低電圧側抵抗１４と、碍子等でなる低電圧側絶縁支持部材３３、高電圧側絶縁取付板２９より垂直方向視の面積が大きい長方形の低電圧側絶縁取付板３１、絶縁取付部材３４とで構成されている。そして、低電圧側絶縁取付板３１が４つの低電圧側絶縁支持部材３３で各角部を支持されるようにして無効電力補償装置１の筐体１６のＰ側ブス５、Ｎ側ブス６近傍の水平もしくは略水平な面、例えば底面２１に略水平に取り付けられている。また、低電圧側抵抗１４は、立設された２本の絶縁取付部材３４により両端が支持されるようにして低電圧側絶縁取付板３１の上面上に、軸方向が略水平方向となるように取り付けられている。
【００２６】
そして、このような構成の汚損検出装置２５を備えた無効電力補償装置１では、使用している間、第１の実施形態におけると同様に、汚損検出装置２５の電圧測定部１２で低電圧側抵抗１４の両端間電圧を測定し続け、予め設定した電圧値以下となっていないか否かのチェックが行なわれる。長期間の使用し続けることで、低電圧側抵抗１４の両端間電圧が予め設定した電圧値以下となり、それが検知されると、電圧測定部１２に設けられるか、または監視室等に設けられた図示しない報知装置等に通知され、異常が生じたことが通知されるようになっている。
【００２７】
すなわち、無効電力補償装置１が、粉塵が多い場所、湿度が高い場所等の周囲環境が劣悪な状態の場所に設置されて使用された場合、無効電力補償装置１の筐体１６内も長時間使用し続けることで塵埃等が蓄積して汚損が進行する。それにともない高電圧側抵抗１３が取り付けられている高電圧側絶縁取付板２９と、低電圧側抵抗１４が取り付けられている低電圧側絶縁取付板３１の上面上にそれぞれ塵埃等が蓄積される。しかし、高電圧側絶縁取付板２９よりも低電圧側絶縁取付板３１のほうが面積が大きいために塵埃等の蓄積が速く進む。
【００２８】
その結果、低電圧側抵抗１４部分での絶縁低下が、高電圧側抵抗１３部分での絶縁低下よりも速く進行し、高電圧側抵抗１３の両端間電圧よりも低電圧側抵抗１４の両端間電圧が速く降下することになる。そして、低電圧側抵抗１４の両端間電圧が予め設定した電圧値以下となったことを検知し、異常であると判定して報知することになる。
【００２９】
これにより無効電力補償装置１の筐体１６内の汚損が進行していることを簡単に知ることができ、第１の実施形態と同様に、直流短絡といった事故の発生を未然に防ぐことができる。
【００３０】
なお、上記の各実施形態においては高電圧側抵抗１３と低電圧側抵抗１４をそれぞれ１本としたが、低電圧側抵抗１４を複数本の抵抗で構成し、垂直方向視の面積が高電圧側抵抗１３よりも大きくなるようにしたり、また、低電圧側抵抗１４自体を高電圧側抵抗１３よりも垂直方向視の面積が大きくしたりすることで、取付板を用いなくてもよいようにしてもよい。
【００３１】
さらにまた、第２の実施形態においては高電圧側抵抗部２６と低電圧側抵抗部２７を共に水平面取り付けとしたが、共に垂直面取り付け、あるいは高電圧側抵抗部２６のみ垂直面取り付けとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る汚損検出装置を備えた無効電力補償装置の回路図である。
【図２】本発明の第１の実施形態である汚損検出装置の概略の構成図である。
【図３】本発明の第２の実施形態である汚損検出装置の概略の構成図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…無効電力補償装置
５…Ｐ側ブス
６…Ｎ側ブス
１０…高電圧側抵抗部
１１…低電圧側抵抗部
１２…電圧測定部
１３…高電圧側抵抗
１４…低電圧側抵抗
１６…筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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