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公開番号2022172594
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-11-17
出願番号2021078531
出願日2021-05-06
発明の名称電力開閉装置
出願人株式会社日立製作所
代理人ポレール弁理士法人
主分類H02B 13/065 20060101AFI20221110BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】運転中に健全性を精度良く診断できる、信頼性の高い電力開閉装置を提供する。
【解決手段】本発明による電力開閉装置は、遮断部タンク7の内部に備えられた固定接触子11と、遮断部タンク7の内部に備えられ、固定接触子11に対して接触と開離をするように移動可能な可動接触子12と、可動接触子12の移動とともに回転する軸20と、軸20に設置されており、軸20の動作を検出するセンサ53と、センサ53に接続されており、センサ53からの信号を入力する監視装置58とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
遮断部タンクの内部に備えられた固定接触子と、
前記遮断部タンクの内部に備えられ、前記固定接触子に対して接触と開離をするように移動可能な可動接触子と、
前記可動接触子の移動とともに回転する軸と、
前記軸に設置されており、前記軸の動作を検出するセンサと、
前記センサに接続されており、前記センサからの信号を入力する監視装置と、
を備えることを特徴とする電力開閉装置。
続きを表示(約 1,300 文字)【請求項2】
前記監視装置は、前記センサの計測値から前記可動接触子の変位を求め、求めた前記変位から前記可動接触子の移動についての特性であるストローク特性を求め、求めた前記ストローク特性と予め定められた閾値範囲を比較することで、前記可動接触子の前記ストローク特性を診断し、
前記監視装置は、前記センサの計測値の波形を求め、求めた前記波形を予め得られた正常な波形と比較することで、前記電力開閉装置の振動挙動を診断する、
請求項1に記載の電力開閉装置。
【請求項3】
前記センサは、静的加速度を計測可能な加速度センサであり、前記センサに作用する重力加速度を計測することができ、
前記監視装置は、前記センサが検出した重力加速度の値から前記軸の回転角度を得て、前記軸の回転角度から前記可動接触子の変位を求める、
請求項2に記載の電力開閉装置。
【請求項4】
前記センサは、ジャイロセンサであり、前記軸の回転の角速度を検出することができ、
前記監視装置は、前記ジャイロセンサが検出した前記軸の回転の角速度から、前記可動接触子の移動速度を求める、
請求項3に記載の電力開閉装置。
【請求項5】
前記センサは、加速度センサであり、
前記監視装置は、前記可動接触子が前記固定接触子から開離する第1の遮断動作において、前記センサが検出した加速度の波形と予め取得した前記加速度の波形との類似度を求め、求めた前記類似度が予め定められた注意閾値範囲を満たさない場合には、注意を発するとともに、前記可動接触子が前記固定接触子に接触する投入動作と、再度の前記第1の遮断動作である第2の遮断動作の実施を促すメッセージを出し、
前記監視装置は、前記第2の遮断動作において前記センサが検出した前記加速度の波形と予め取得した前記加速度の波形との類似度を求め、求めた前記類似度が予め定められた警報閾値範囲を満たさない場合には、警報を発する、
請求項2に記載の電力開閉装置。
【請求項6】
前記監視装置は、前記第1の遮断動作において求めた前記類似度が前記警報閾値範囲を満たす場合には、前記第1の遮断動作において前記センサが検出した前記加速度の波形を保存し、
前記監視装置は、前記加速度の波形を保存した後では、前記第1の遮断動作において前記センサが検出した前記加速度の波形と保存した前記加速度の波形との類似度を求め、求めた前記類似度が前記警報閾値範囲を満たさない場合には、警報を発する、
請求項5に記載の電力開閉装置。
【請求項7】
前記センサは、加速度センサであり、
前記監視装置は、前記可動接触子が前記固定接触子に接触する投入動作において、
前記センサが検出した加速度の波形と予め取得した前記加速度の波形との類似度を求め、求めた前記類似度が予め定められた閾値範囲を満たさない場合には、警報を発する、
請求項2に記載の電力開閉装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、可動接触子を動作させる電力開閉装置に関する。
続きを表示(約 1,600 文字)【背景技術】
【0002】
変電所や開閉所には、遮断器、開閉器、及び接地開閉器などの電力開閉装置が設置されている。電力開閉装置の多くは、ばねや油圧を用いて可動接触子を高速度で動作させる電力開閉部を有している。可動接触子の動作速度は、接点開放の際のアークを消弧でき、かつ動作のための機構を損傷させないように設計されている。
【0003】
電力開閉装置の一例として、可動接触子の駆動源にばねを用いるガス遮断器について説明する。このガス遮断器は、高圧の絶縁ガスが充填されたタンク内で電力回路の開閉を行うものであり、タンクの外部に設けられたばねを駆動源とする操作回路により開閉操作が実行される。タンクは、高圧の絶縁ガスが外部に漏洩しないように、封止されている。
【0004】
ガス遮断器は、電力系統に落雷などで異常電流が流れた際に、速やかに電流を遮断して変圧器などの機器を保護すると共に、異常電流の解消後には接触子を移動させて投入状態にすることにより通電を再開する。
【0005】
従来の電力開閉装置の一例として、特許文献1には、可動接触子の駆動源にばねを用いるガス遮断器が記載されている。特許文献1に記載のガス遮断器では、絶縁性のガスが封入された接地容器(遮断部のタンク)の下方にガス遮断器の操作部を収納した操作箱が取り付けられている。操作部と遮断部は、リンク機構で接続されている。
【0006】
一般的に、可動接触子の駆動源にばねを用いる遮断器では、ばねの伸縮による直線動作を回転動作に変換し、ギア、カム、及びトリガ装置を駆動することで、可動接触子を高速度で動作させる。一方、可動接触子の駆動源に油圧を用いる遮断器では、油圧を用いて可動接触子に接続されたピストンを高速度に直線動作させる。どちらの遮断器でも、動作時には駆動部分に繰り返し摩擦力、振動、及び衝撃力が作用するため、動作を繰り返すと可動接触子の動作速度が変化する可能性がある。可動接触子の動作速度が変化すると、接点開放の際に生じたアークを適切に消弧できず、遮断動作が適切に行えなくなる恐れがある。
【0007】
特許文献2には、可動接触子の動作速度を診断できる電力開閉装置が記載されている。特許文献2に記載の電力開閉装置では、直線動作する操作機の出力ロッドに加速度センサが設置されており、加速度センサで測定された加速度の時刻歴データを積分することによって、可動接触子の動作速度や変位履歴を診断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
特開2007-87836号公報
特開2011-151990号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
電力開閉装置の可動接触子の動作速度を確認するためには、一般的に、計測装置を追加で設けて、可動接触子を移動させるためのレバー(例えば、メインレバー)やリンク機構(例えば、出力リンク)の回転角度や変位を計測し、可動接触子の固定接触子との接点の変位を求める。ただし、追加される計測装置は、電力開閉装置と同等の耐久性を持たないため、出荷検査や定期点検などの特定の状況に限定して電力開閉装置に設けるのが一般的である。
【0010】
このため、従来の電力開閉装置では、運転中に可動接触子の動作速度が変化しても、接点の開放に支障をきたさない程度の変化であれば、この変化の検知が困難である。異常によって可動接触子の動作速度が変化しても精密な動作点検が実施されずに運転が継続されると、異常がさらに悪化して動作速度が低下してしまった場合には、遮断を失敗する可能性もある。このような事態を防ぐためには、短い時間間隔で精密な動作点検を実施する必要があり、運用コストが増える可能性がある。
(【0011】以降は省略されています)

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