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公開番号2025098512
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-02
出願番号2023214691
出願日2023-12-20
発明の名称ガス絶縁開閉装置の可動部移動量計測方法、ガス絶縁開閉装置の動作劣化診断方法、及び、ガス絶縁開閉装置の保守方法
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人信友国際特許事務所
主分類H02B 13/035 20060101AFI20250625BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】新規納入品と既納品の区別なく、断路器や接地開閉器に対してもストローク測定を容易に行うことができるようにする。
【解決手段】内部に絶縁性ガスを封入したタンク(円筒容器)11内の可動部の移動を目視可能な点検窓12を備えた断路器10において、点検窓12に対向して撮影部20を設置し、タンク11内の可動部の移動の際に、タンク11内の固定部に設けられた集電子と擦ることによって可動部に発現する摺動模様を撮影部20によって撮影し、撮影部20によって撮影した摺動模様を基に可動部の移動量を計測する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
内部に絶縁性ガスを封入した円筒容器内の可動部の移動を目視可能な点検窓を備えた断路器または接地開閉器において、
前記点検窓に対向して撮影部を設置し、
前記可動部の移動の際に、前記円筒容器内の固定部に設けられた集電子と擦ることによって前記可動部に発現する摺動模様を前記撮影部によって撮影し、
前記撮影部によって撮影した前記摺動模様を基に前記可動部の移動量を計測する
ことを特徴とするガス絶縁開閉装置の可動部移動量計測方法。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記可動部に発現する摺動模様は、前記可動部の表面に塗布されていた塗布物が、前記可動部と前記集電子が擦ることによって掻き分けられた模様である
ことを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁開閉装置の可動部移動量計測方法。
【請求項３】
前記断路器または前記接地開閉器において、遮断状態になった後に前記可動部の表面に発現する炭化模様を基に前記可動部の移動量を計測する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のガス絶縁開閉装置の可動部移動量計測方法。
【請求項４】
前記固定部は、前記可動部の可動側電極に対して相対的に逆方向に移動可能な固定側電極を含み、
前記可動側電極または前記固定側電極に発現する摺動模様を基に前記可動側電極または前記固定側電極の移動量を計測する
ことを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁開閉装置の可動部移動量計測方法。
【請求項５】
前記可動部に発現する前記摺動模様が線状である場合に、この線状の摺動模様の端点を軌跡追尾の特徴点とする
ことを特徴とする請求項１または２に記載のガス絶縁開閉装置の可動部移動量計測方法。
【請求項６】
前記可動部に発現する前記摺動模様が複数である場合に、この複数の摺動模様に対して前記軌跡追尾の特徴点を切り替える
ことを特徴とする請求項５に記載のガス絶縁開閉装置の可動部移動量計測方法。
【請求項７】
内部に絶縁性ガスを封入した円筒容器内の可動部の移動を目視可能な点検窓を備えた断路器または接地開閉器において、
前記点検窓に対向して撮影部を設置し、
前記可動部の移動の際に、前記円筒容器内の固定部に設けられた集電子と擦ることによって前記可動部に発現する摺動模様を前記撮影部によって撮影し、
前記撮影部によって撮影した前記摺動模様を基に前記可動部の移動量を計測し、
この計測した移動量である開閉ストロークを、前記断路器または前記接地開閉器の点検毎に正常操作時の開閉ストロークと比較し、
その比較結果に基づいて前記断路器または前記接地開閉器の動作劣化を診断する
ことを特徴とするガス絶縁開閉装置の動作劣化診断方法。
【請求項８】
内部に絶縁性ガスを封入した円筒容器内の可動部の移動を目視可能な点検窓を備えた断路器または接地開閉器において、
前記点検窓に対向して撮影部を設置し、
前記可動部の静止状態を前記撮影部によって撮影し、
前記撮影部によって撮影した前記可動部の静止状態に基づいて前記可動部の交換時期を判断する
ことを特徴とするガス絶縁開閉装置の保守方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス絶縁開閉装置の可動部移動量計測方法、ガス絶縁開閉装置の動作劣化診断方法、及び、ガス絶縁開閉装置の保守方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
ガス絶縁開閉装置(Gas Insulated Switchgear；ＧＩＳ)は、発電所でつくられた電気を家庭や工場などに送り届ける中継地点の変電所などに設置される設備である。このガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）は、落雷などで電力系統に異常電流が流れた場合に、変電所の変圧器などの設備を保護するために電流を瞬時に遮断すると共に速やかに投入して電力供給を行う。
【０００３】
ガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）は、母線（ＢＵＳ）、ガス遮断器（ＧＣＢ）、断路器（ＤＳ）、接地開閉器（ＥＳ）、変流器（ＣＴ）、避雷器（ＬＡ）、ケーブルヘッド（ＣＨ）などの機器で構成される。ガス絶縁開閉装置は、複数の円筒形の圧力容器が連結された外観構成となっている。この圧力容器に封入されるガスとしては、例えば、六フッ化硫黄（ＳＦ
６
）が一般的に使用されている。ガス絶縁開閉装置は、定格電圧クラスにより大きさに相違がある。そして、断路器や接地開閉器などは地表面から相応の高さに配置されており、小型化のために、それらの操作機構も高所に配置される場合が多い。
【０００４】
六フッ化硫黄（ＳＦ
６
）は、絶縁性能に優れ無害な不活性ガスであり、他のガスに比べると電流消弧性能に優れているが、地球温暖化係数が二酸化炭素（ＣＯ
２
）の２４．０００倍と高いため、ガス漏れの管理対象となっている。このため、有人、無人の変電所に関わらず、変電所の管理者は、ガス絶縁開閉装置の運転状態において、予め設定した周期で装置外観の目視確認や、封入されているガス圧力を指針式の圧力計で目視確認する巡視点検を行っている。
【０００５】
上記の巡視点検以外に、ガス絶縁開閉装置の断路器については、外部一般点検、各種測定試験、機構部の分解点検が行われる。例えば、電気協同研究第７０巻第２号「ガス絶縁開閉装置の保全高度化」の第２-３-７～１０表に、使用者（国内電力会社）の保守実態が示されている。この文献によれば、断路器の操作機構の外部一般点検が６年に１回ないしは１２年に１回の頻度で行われること、開閉路時間測定を６年に１回ないしは必要の都度行われること、開閉ストローク測定を必要の都度行われることなどが分かる。
【０００６】
また、上記の文献には、断路器の電極が収納されている断路部の分解点検は必要の都度に行われることの記載がある。さらに、当該文献には、機構部の分解点検も必要の都度に行われることが多いと記載されている。
【０００７】
このように、ガス絶縁開閉装置の断路器の分解点検などの頻度は、通常的に運転する他の産業機械と比較すると低頻度と見なされるが、その分、断路器の開閉操作時のストローク測定は、断路器の動作劣化状態を判断するために重要である。
【０００８】
断路器の開閉ストローク測定の従来技術として、文献名の記載を省略するが、操作機構の回転軸に回転ポテンショメータを取り付けて、断路器の開閉指令を波形収録器のトリガーとして回転軸の揺動角度の時刻歴を収録し、断路器の開閉ストロークに換算する方法がある。
【０００９】
また、ガス絶縁開閉装置の開閉ストローク測定を行う従来技術として、例えば、特許文献１に記載された可搬式運動計測システムおよび運動計測方法がある。特許文献１には、二次元画像を読み取る高速度カメラと、照明装置と、画像処理表示装置とを備え、開閉装置の可動部と固定部にマーカを取り付け、開閉装置の稼働時に高速度カメラにより可動マーカと固定マーカを撮影し、画像処理表示装置によって固定マーカに対する可動マーカの位置変化に基づいて開閉ストロークを算出する技術が開示されている。
【００１０】
また、ガス遮断器の開閉ストロークを測定する他の従来技術として、特許文献２に記載された位置検出装置、これを用いた開閉動作特性計測装置がある。特許文献２には、遮断器の開閉動作時に可動電極のストロークに連動して直動する主軸（直線運動するロッド）に反射板を固着し、反射板の可動範囲を照らす照明と光学系とを備えて、受光光学系で反射板によって反射された光を受光して受光量に基づいた検出振動を出力し、開閉ストロークに換算する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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