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発明の名称 ガス絶縁開閉装置における地絡発生位置検出装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平8−149633
公開日 平成8年(1996)6月7日
出願番号 特願平6−279193
出願日 平成6年(1994)11月14日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】石田 敬 (外3名)
発明者 岡田 直喜
要約 目的
複数のガス区画を有し、これら各ガス区画の間が絶縁スペーサにより仕切られたGISにおいて、地絡事故の発生したガス区画を正確に標定することができる地絡発生位置検出装置を提供する。

構成
複数のガス区画14〜16を有しこれら各ガス区画の間が絶縁スペーサ32〜34により仕切られたGISにおいて、各絶縁スペーサの外周に零相電流検出用光ファイバ変流器CT1 〜 CT3を設け、各零相電流検出用光ファイバ変流器の出力を事故点標定装置45に入力する。事故点標定装置は、複数のガス区画の各ガス区画ごとに、当該ガス区画を仕切る絶縁スペーサに取り付けられた前記零相電流検出用光ファイバ変流器の出力に基づいて、当該ガス区画において地絡事故が発生したか否かを監視する。
特許請求の範囲
【請求項1】 複数のガス区画を有し、これら各ガス区画の間が絶縁スペーサにより仕切られたガス絶縁開閉装置と、前記各絶縁スペーサの外周に設けた零相電流検出用光ファイバ変流器と、前記各零相電流検出用光ファイバ変流器の出力が入力され、前記複数のガス区画の各ガス区画ごとに、当該ガス区画を仕切る絶縁スペーサに取り付けられた前記零相電流検出用光ファイバ変流器の出力に基づいて、当該ガス区画において地絡事故が発生したか否かを監視する事故点標定装置とを具備することを特徴とするガス絶縁開閉装置における地絡発生位置検出装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス絶縁開閉装置(以下、「GIS」という。)における地絡発生位置を検出するための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図10に従来のGISにおける地絡位置検出装置を示す。図において、GISは複数の区画11〜25を有し、各区画に圧力センサS1〜S10を配置している。また、母線BUSには計器用変圧器GPTが接続されている。いま、GISのいずれかの区画内で地絡事故が発生すると、母線BUSに零相電圧が発生し、地絡により発生するアークにより当該区画のガス圧が上昇する。この零相電圧を計器用変圧器GPTで検出することにより、事故点標定装置26が地絡標定動作を起動し、各圧力センサS1〜S10の出力を演算処理し、地絡発生位置の検出を行う。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の地絡発生位置の検出方法においては、計器用変圧器による零相電圧の監視・検出のみでは、地絡発生位置の判定は困難である。また、地絡電流によるガス区画のガス圧の上昇は微小でノイズレベル程度であるため、各ガス区画に設置した圧力センサの出力のモニタでは、ガス圧の上昇値を演算処理しても、地絡発生位置の判定は正確性に欠ける。
【0004】本発明は、複数のガス区画を有し、これら各ガス区画の間が絶縁スペーサにより仕切られたGISにおいて、地絡事故の発生したガス区画を正確に標定することができる地絡発生位置検出装置を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達成するため、複数のガス区画を有しこれら各ガス区画の間が絶縁スペーサにより仕切られたGISと、前記各絶縁スペーサの外周に設けた零相電流検出用光ファイバ変流器と、前記各零相電流検出用光ファイバ変流器の出力が入力され、前記複数のガス区画の各ガス区画ごとに、当該ガス区画を仕切る絶縁スペーサに取り付けられた前記零相電流検出用光ファイバ変流器の出力に基づいて、当該ガス区画において地絡事故が発生したか否かを監視する事故点標定装置とからGISにおける地絡発生位置検出装置を構成する。
【0006】
【作用】事故点標定装置は、ガス区画の絶縁スペーサを通して流れる地絡電流を、光ファイバ変流器により常に監視する。そして、ガス区画のいずれかに地絡事故が発生して地絡電流が流れたとき、事故点標定装置は、各ガス区画ごとに、そのガス区画を仕切る絶縁スペーサに取り付けられた光ファイバ変流器の検出電流に基づいて、当該ガス区画内に地絡事故が発生したか否かを判定する。
【0007】事故点標定装置は、検出電流の極性又は電流値等を用いて地絡事故発生の判定を行うことができる。光ファイバ変流器は確実に零相電流すなわち地絡電流を検出することができるから、事故点標定装置はその地絡電流に基づいてどのガス区画に地絡事故が発生したかを正確に判定することができる。
【0008】
【実施例】図2に本発明の地絡発生位置検出装置を適用するGISの構成図を示す。図は、実線にてGISの単線結線図を示し、2点鎖線にてGISのガス区画を示している。CHD1は受電側ケーブルヘッドで、遮断器CB1を介して母線BUSに接続される。母線BUSには、複数の遮断器CB2〜CB5が接続され、各遮断器CB2〜CB5の出力側は送電側ケーブルヘッドCHD2〜CHD5に接続される。このように結線された各機器は、図で2点鎖線で示すように、適当に区分されたガス区画11〜25に収納される。
【0009】なお、GISの各ガス区画には、遮断器CB、ケーブルヘッドCHDの他にも断路器、接地開閉器、アレスタ等が収納されるが、図示を省略している。図1を用いてガス区画について説明する。図2のガス区画15を例にとって説明すると、ガス区画15は、金属性の容器31と、隣接するガス区画14,16,20との間を仕切る絶縁スペーサ32,33,34により区画され。容器31のフランジ35,36,37と絶縁スペーサ32,33,34との間にはOリング(図示せず)が設けられて、ガス気密が保持される。
【0010】各ガス区画11〜25の内部にSF6 ガスが封入される。また、3相の母線BUSは絶縁スペーサ32,33,34により支持される。本実施例においては、全ての絶縁スペーサ32,33,34……の外周に零相電流検出用光ファイバ変流器(以下、単に「光ファイバ変流器」という。)CTを配置するが、必ずしも全部に設ける必要はない。例えば、必要でないガス区画については光ファイバ変流器を省略することも可能であるし、複数のガス区画をひとまとめにして、その複数のガス区画と隣接するガス区画との間にのみ光ファイバ変流器を配置することもできる。
【0011】光ファイバ変流器は、絶縁スペーサの外周に光ファイバを複数回コイル状に巻いて構成したもので、光ファイバのファラデー効果を利用し、光ファイバ1中に直線偏光された光を入射させ、コイル内を通過する電流に応じた変調を受けた光を取り出すものである。本実施例においては、光ファイバ変流器CTは3相母線BUSを一括して支持する絶縁スペーサ32,33,34....の外周に巻回されているので、各ガス区画間を流れる零相電流を検出することとなる。また、既設のGISに対して追加して設けることもできる。
【0012】これら光ファイバ変流器CT1,CT2,CT3の出力は、事故点標定装置45に入力される。事故点標定装置45は、各ガス区画1〜25ごとに、そのガス区画を仕切る絶縁スペーサに設けられた光ファイバ変流器により検出される地絡電流及びその極性により、当該ガス区画に地絡事故が発生したか否かを標定する。
【0013】以下に、地絡発生位置標定装置45の原理について説明する。始めに、図3に示したように1つの受電側ケーブルヘッドが設けられたGISに対して本発明の地絡発生位置検出装置を適用した場合について説明する。図において、1つのケーブルヘッドCHD6と複数のガス区画51〜56が配置され、各ガス区画51〜56間に光ファイバ変流器CT11〜CT17が配置される。各ガス区画51〜56には、前述の図2に示すように母線等が収納されている。また、各光ファイバ変流器CT11〜CT17の出力は、図1に示した事故点標定装置45に入力され、事故点標定装置45は常に光ファイバ変流器の検出電流を監視する。
【0014】図3に示された各ガス区画は、その構造から、図4及び図5に示すように、2つのタイプに分けることができる。図4には、図3のガス区画の内、2つの絶縁スペーサによって仕切られたガス区画51,53,55,56が示されている。また、図4のa〜cは、地絡事故の発生位置により地絡電流の流れ方が異なることを示している。
【0015】図4aは、当該ガス区画外の受電側で地絡事故46が発生した場合を示す。この場合、当該ガス区画内に地絡電流は流れないから、光ファイバ変流器の検出電流は、IA =0,IB =0である。図4bは、当該ガス区画内で地絡事故46が発生した場合を示す。この場合、地絡電流は、受電側から地絡発生位置まで流れるから、受電側の光ファイバ変流器の検出電流はIA >0となるが他方の光ファイバ変流器の検出電流は、IB =0である。なお、地絡電流は交流であるから、検出電流IA が図示と逆向きに流れる場合もあるが、以降の説明においては、一方の極性のみについて説明する。
【0016】図4cは、当該ガス区画外で受電側と反対側に地絡事故46が発生した場合を示す。この場合、地絡電流は受電側から当該ガス区画を通過して地絡発生位置まで流れるから、両方の光ファイバ変流器は同極性で等しい値の検出電流IA =IB >0を検出する。以上のことから、図4に示すガス区画の場合は、受電側の光ファイバ変流器の検出電流IA ≠0で、送電側の光ファイバ変流器の検出電流IB =0のときに当該ガス区画で地絡事故が発生したと判定し、その他の場合は、当該ガス区画以外で地絡事故が発生したと判定することができる。
【0017】図5は、図3のガス区画の内、3つの絶縁スペーサによって仕切られたガス区画52,54が示されている。また、図5のa〜dは、地絡事故の発生位置により地絡電流の流れ方が異なることを示している。図5aは、当該ガス区画外の受電側で地絡事故46が発生した場合を示す。この場合、当該ガス区画内に地絡電流は流れないから、全ての光ファイバ変流器の検出電流は、IC =ID =IE =0である。
【0018】図5bは、当該ガス区画内で地絡事故46が発生した場合を示す。この場合、地絡電流は、受電側から地絡発生位置まで流れるから、受電側の光ファイバ変流器の検出電流はIC >0となるが他方の光ファイバ変流器の検出電流は、ID =IE =0である。図5cは、当該ガス区画外の受電側と反対側で地絡事故46が発生した場合を示す。この場合、地絡電流は受電側から当該ガス区画を通過して地絡発生位置まで流れるから、2つの光ファイバ変流器は同極性で等しい値の検出電流IC =IE >0を検出し、他の光ファイバ変流器の検出電流は、ID =0である。
【0019】図5dも、当該ガス区画外の受電側と反対側で地絡事故46が発生した場合を示す。この場合、2つの光ファイバ変流器は同極性で等しい値の検出電流IC =ID >0を検出し、他の光ファイバ変流器の検出電流は、IE =0である。以上のことから、図5に示すガス区画の場合は、受電側の光ファイバ変流器の検出電流IC ≠0で、その他の光ファイバ変流器の検出電流がIB =IC =0のときに当該ガス区画で地絡事故が発生したと判定することができる。
【0020】次に、1つのGISに対して2つの受電側ケーブルヘッドが設けられた場合について、図6を用いて説明する。図において、2つのケーブルヘッドCHD7,CHD8と複数のガス区画61〜71が配置され、各ガス区画61〜71の間に光ファイバ変流器CT21〜CT31が配置される。各ガス区画61〜71には、前述の図2に示すように母線等が収納されている。また、各光ファイバ変流器CT21〜CT31の出力は、図1に示した事故点標定装置45に入力され、事故点標定装置45は常に光ファイバ変流器の検出電流を監視する。
【0021】図6に示された各ガス区画は、その構造及び受電側との配置関係から、5つのタイプに分けることができる。これについて、図7〜図9を用いて説明する。図7には、図6のガス区画の内、2つの受電側ケーブルヘッドCHD7,8に挟まれた位置にあり、2つの絶縁スペーサによって仕切られたガス区画61,62,65,67が示されている。
【0022】図7aは、当該ガス区画外の図示左側で地絡事故46が発生した場合を示す。この場合、当該ガス区画内には右から左へ地絡電流が流れるから、光ファイバ変流器の検出電流はIA =IB <0である。図7bは、当該ガス区画内で地絡事故46が発生した場合を示す。この場合、地絡電流は、左右の受電側から地絡発生位置まで流れるから、光ファイバ変流器の検出電流はIA >0、IB <0である。
【0023】図7cは、当該ガス区画外の右側で地絡事故46が発生した場合を示す。この場合、当該ガス区画では左から右へ地絡電流が流れるから、両方の光ファイバ変流器は検出電流IA =IB >0を検出する。以上のことから、図7に示すガス区画の場合は、その両側に配置された2つの光ファイバ変流器の検出電流が異なる極性を示した場合、当該ガス区画で地絡事故が発生したと判定することができる。
【0024】図8には、図6のガス区画の内、2つの受電側ケーブルヘッドCHD7,8に挟まれた位置にあり、3つの絶縁スペーサによって仕切られたガス区画66について説明している。図8aは、当該ガス区画外の左側の受電側で地絡事故46が発生した場合を示す。この場合、当該ガス区画内には右の受電側から左の地絡発生位置へ地絡電流が流れるから、光ファイバ変流器の検出電流は、IC =ID <0,IE =0である。
【0025】図8bは、当該ガス区画内で地絡事故46が発生した場合を示す。この場合、地絡電流は、左右の受電側から地絡発生位置まで流れるから、光ファイバ変流器の検出電流はIC >0,ID <0,IE =0である。図8cは、当該ガス区画外の受電側でない場所で地絡事故46が発生した場合を示す。この場合、地絡電流は左右の受電側から当該ガス区画を通過して地絡発生位置まで流れるから、光ファイバ変流器検出電流は、IC >0,ID <0,IE >0である。
【0026】図8dは、当該ガス区画外の右側で地絡事故46が発生した場合を示す。この場合、当該ガス区画では左の受電側から右の地絡発生位置へ地絡電流が流れるから、光ファイバ変流器の検出電流は、IC =ID >0,IE =0である。以上のことから、この場合は、3つの光ファイバ変流器の検出電流のうち、2つの検出電流の極性が逆で、残りの1つの検出電流が0のときに当該ガス区画で地絡事故が発生したと判定することができる。
【0027】図9には、図6のガス区画の内、2つの受電側ケーブルヘッドCHD7,8に挟まれた位置にあり、3つの絶縁スペーサによって仕切られたガス区画64,68について説明している。図9aは、当該ガス区画外の左側の受電側で地絡事故46が発生した場合を示す。この場合、当該ガス区画内には上の受電側から左の地絡発生位置へ地絡電流が流れるから、光ファイバ変流器の検出電流は、IC <0,ID =0,IE >0である。
【0028】図9bは、当該ガス区画内で地絡事故46が発生した場合を示す。この場合、地絡電流は、上及び左の受電側から地絡発生位置まで流れるから、光ファイバ変流器の検出電流はIC >0,ID =0,IE >0である。図9cは、当該ガス区画外の上側で地絡事故46が発生した場合を示す。この場合、地絡電流は左側の受電側から当該ガス区画を通過して地絡発生位置まで流れるから、光ファイバ変流器検出電流は、IC >0,ID =0,IE <0である。
【0029】図9dは、当該ガス区画外の右側で地絡事故46が発生した場合を示す。この場合、当該ガス区画では上の受電側及び左の受電側から右の地絡発生位置へ地絡電流が流れるから、光ファイバ変流器の検出電流は、IC >0,ID >0,IE>0である。以上のことから、図9の場合は、3つの地絡電流のうち、2つの地絡電流の極性が同一で、残りの地絡電流が0のときに当該ガス区画で地絡事故が発生したと判定することができる。
【0030】なお、図6に示したGISにおいて、2つの受電側ケーブルヘッドCHD7,8に挟まれていないガス区画63,69,70,71については、前述の図4,図5と同様に判定される。以上説明した実施例によれば、GISの絶縁スペーサの外周に設けた光ファイバ変流器により検出した地絡電流の極性に基づいて地絡発生位置を正確に標定することができる。そして、光ファイバ変流器は絶縁スペーサの外周に設けるものであるから、その設置は容易であり、既設のGISに追加して設置することもできる。また、光ファイバ変流器はその内部を流れる地絡電流を確実に検出するから、地絡発生位置の標定が確実に行える。さらに、光ファイバを用いることから、GISと事故点標定装置との間の電気的絶縁性能を高くすることができる。
【0031】以上説明した実施例では、事故点標定装置は、光ファイバ変流器の検出電流の有無及びその極性から、各ガス区画について地絡事故が発生したか否かを判定している。しかしながら、事故点標定装置の判定方法は、上記実施例に記載されたものに限らず、任意の方法により標定を行うことができる。例えば、各ガス区画において、当該ガス区画に流入する方向を検出電流の正極性とし、かつ電流値も測定し、各光ファイバ変流器の検出電流値の和を取り、総和が0であれば当該ガス区画以外で地絡事故が発生したと判定し、総和が0でなければ、当該ガス区画内で地絡事故が発生したと判定するようにすることもできる。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、複数のガス区画を有し、これら各ガス区画の間が絶縁スペーサにより仕切られたGISにおいて、地絡事故の発生したガス区画を正確に標定することができる地絡発生位置検出装置を得ることができる。




 

 


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