专利名称：气体绝缘断路器系统及气体绝缘断路器监视方法
技术领域：
本发明涉及一种带电阻的气体绝缘断路器系统以及气体绝缘断路器监视方法，特
别涉及考虑了电阻体的温度上升，从而能够提高带电阻的气体绝缘断路器实用性的气体绝缘断路器系统以及气体绝缘断路器监视方法。
背景技术：
在变电所使用的气体绝缘断路器具有以下构造为了抑制接点在通路/断路切换时的电涌电压，电阻接点和电阻体串联连接的电阻接点连接体与主接点并联连接，在通路时，电阻接点先于主接点被接通，在断路时，电阻接点晚于主接点进行断开。在该电阻体动作时，由于被注入大量的能量，因此会被加热至200°C 300°C 。从而，在上述200°C 300°C的高温范围内，在电阻体的电阻值较大的情况下，若通过了过大的电流，并导致电阻体损坏，则有产生失控效应(熱暴走)的可能性(例如，参照专利文献l)。
专利文献1 :日本特开平5-41302号公报
发明内容
以往的带电阻的气体绝缘断路器在将事故电流切断后，上述电阻体需要等待其温度降低，降至不会因下一个操作所引起的温度上升而被损坏的温度，因为没有把握上述电阻体温度的机构，所以需要等待一定的时间。 本发明是为了解决了以上的问题而做出的，其目的在于，不需要用于直接测定电
阻体温度的新传感器，就能够对断路器电阻体的温度或者能够进行下一个操作之前的必要
等待时间等进行推测或预测，从而加强带电阻的气体绝缘断路器的实用性。 为达成上述目的，本发明所指的气体绝缘断路器系统具有以下特征，封入绝缘气
体的容器，收容在上述容器内的控制主电路开闭的主接点，收容在上述容器内，与上述主接
点并联，具有在上述主接点断开之后规定时间断开，在上述主接点闭合之前规定时间闭合
的构成的电阻接点，收容在上述容器内，与上述电阻接点进行串联，与该电阻接点一并与上
述主接点并联的电阻体，测量上述电阻体周边温度的温度传感器，表示上述主接点的开闭
动作的定时的接点信号，表示上述主电路电流的电流信号，基于由上述温度传感器输出的
温度信号来推测电阻体温度的温度推测部。 此外，本发明所指的气体绝缘监视方法具有以下特征，封入绝缘气体的容器，收容在上述容器内的控制主电路开闭的主接点，收容在上述容器内，与上述主接点并联连接，具有上述主接点断开之后规定时间后断开，上述主接点闭合规定时间前闭合的构成的电阻接点，收容在上述容器内，与上述电阻接点进行串联，与该电阻接点一并与上述主接点并联的电阻体，具有以上结构的监视气体绝缘断路器的方法，输入表示上述主接点的开闭动作的定时的接点信号的接点信号输入步骤，输入表示上述主电路电流的电流信号的主电路电流输入步骤，测量上述电阻体周边的温度的温度计测步骤，输入在上述温度计测步骤中得到的温度信号的温度信号输入步骤，基于上述接点信号和电流信号和温度信号的对电阻体温度进行推测的温度推测步骤。 利用本发明，在不需要为了直接测定电阻体的温度而增加新的传感器的前提下，能够对断路器电阻体的温度或者能够进行下一个操作之前的必要等待时间等进行推测或预测，从而能够加强带电阻的气体绝缘断路器的实用性。
图1是示意性地表示本发明的气体绝缘断路器系统的第一实施方式的结构框图。 图2是表示在图1的实施方式中主电路断路时的动作的一个示例的时序图，(a)为主电路电流，(b)为辅助开闭器的动作，(c)为主接点的动作。 图3是示意性地表示本发明的气体绝缘断路器系统的第二实施方式的结构框图。 其中，附图标记说明如下 1...带电阻的气体绝缘断路器 2...主接点 3...电阻接点 4...电阻体 5...辅助开闭器 6...主电路 7...主电路电流计测电路 8...辅助变流器 9...信号处理装置 10...接点信号输入部 11...电流信号输入部 12...温度信号输入部 13...运算/存储部 14...传送路 15...金属容器 16...温度传感器 17...保护继电器装置 20...温度推测部 21...等待时间计算部 22...记录部 23...禁止信号输出部 30...电阻接点连接体 31...变流器 32...辅助电流计测电路
具体实施例方式
下面，参照附图对本发明中气体绝缘断路器系统的实施方式进行说明。但是，对于相同或类似的部分标注了相同的附图标记，并省略了重复的说明。
另外，这些实施方式是单纯的示例，本发明并不局限于此。
(第一实施方式) 图1是示意性地表示本发明的气体绝缘断路器系统的第一实施方式的结构框图。 此外，图2是表示在图1的实施方式中主电路断路时的主电路电流、辅助开闭器及主接点的 动作的示例的时间图。 该带电阻的气体绝缘断路器1包括设置在内部封入绝缘气体的金属容器15内的 连接在主电路6上的主接点2。在图示的示例中，2个主接点2相互串联。在各个主接点2 上，电阻接点连接体30与各主接点2并联，各电阻接点连接体30由电阻体4及电阻接点3 相互串联而构成。2组主接点2及电阻接点连接体30收容在一个共用的金属容器15内，金 属容器15上安装有温度传感器16。 在主接点及电阻接点3全都闭合时，若由上级系统(图中未表示)发出断路指令， 则首先断开两个主接点2，在经过规定的时间延迟后断开两个电阻接点3。此外，在主接点 2及电阻接点3全部断开时，若上级系统发出通路指令，则首先闭合电阻接点3，在经过规定 的时间延迟后闭合两个主接点2。 在主电路的金属容器15外设置有包括变流器31的主电路电流计测电路7，该主电 路电流计测电路7与图中未图示的保护继电器等连接。此外，在主电路电流计测电路7上 设置有辅助变流器8，从而构成了辅助电流计测电路32。 该带电阻的气体绝缘断路器1的附近设置有信号处理装置9。信号处理装置9包 括接点信号输入部10、电流信号输入部11、温度信号输入部12以及运算/存储部13。此 外，运算/存储部13包括温度推测部20、等待时间计算部21及记录部22。
辅助开闭器5与主接点2进行连动的开闭，辅助开闭器5的接点信号被输入接点 信号输入部10。在此被输入的信号通过接点信号输入部io被转换为数字信号，并被输入到 运算/存储部13。 由辅助变流器8输出的主电路电流信号，经由辅助电流计测电路32被输入电流信 号输入部ll，在内部被进行模拟数字(A/D)转换后，被输入到运算/存储部13。
由温度传感器16发出的信号被输入到温度信号输入部12，在温度信号输入部12 的内部被进行A/D转换，并被输入到运算/存储部13。此外，运算/存储部13与未图示的 上级系统通过传送路14进行连接。 图2是表示对本实施方式中的由运算/存储部13记录的电流信息、辅助开闭器5 的动作信息和主接点2的动作信息进行图表化的结果。下面，参照图2对带电阻的气体绝 缘断路器监视系统的电阻体4的温度上升计算处理的动作和作用进行详细说明。
电阻体4的温度上升A T能够通过下述(1)式求得。
AT = / {Ir(t)}2dt R/a . (1) 另外，上述(1)式中，Ir为电阻体的通电电流，R为电阻体的阻值，a为电阻体的 比热容比。 在此，图2示出了断路器在切断事故电流的情况下的通电电流及断路器的主接点 2等的状态变化。在运算/存储部13中，将通电电流按照规定的频率进行取样，对在断路器 主接点2断开而在电阻接点3发生转流后(图2的斜线部分)的通电电流，通过进行(1) 式的积分，可以计算出电阻体的温度上升AT。转流的定时是通过主接点的辅助开闭器5信号变化计算出主接点2的断开定时，然后检测出在主接点2的断开定时之后电流等级变小 之前的零点。 下面通过以下的(2)式能够求出电阻体温度Tr0。
Tr0 = Tamb+ A T+ P . . . (2) 另外，上述(2)式中，Tamb为通过温度传感器求出的金属容器温度，P为推测的由 于通电、直射日光而产生的温度上升。 此外，断路器操作后的电阻体温度TrO的变化能够通过以下的(3)式求得。
Tr = A T exp (_t/ t ) +Tamb+ P . . . (3) 另外，上述(3)式中，t为断路器操作后的时间，t为电阻体的冷却时间常量。
通过进行这些运算，信号处理装置9的温度推测部20能够推算出切断事故电流后 的电阻体4的温度。此外，等待时间计算部21能够计算出能够进行下一个操作所需之前的 等待时间。这些计算结果由记录部22进行记录，并且能够作为传送数据，将能够进行下一 个操作所需的等待时间通过传送路14通知给输出带电阻的气体绝缘断路器1的操作指令 的上级系统。 此外，也可以在运算/记录部13中设置禁止信号输出部23，该禁止信号输出部23 向上级系统输出在等待时间内禁止对带电阻的气体绝缘断路器1进行操作的信号。
如上所述，在本实施形态中，没有必要对被施加了高电压的电阻体的温度进行直 接测量，即不改变断路器主体的构造，就能够推测出电阻体的温度。由此，能够使断路器操 作判断更趋合理化，从而提高断路器可靠性。 此外，在该实施方式中，主电路电流计测电路7上设置有辅助变流器8，由辅助变 流器8输出的主电路电流信号，经由辅助电流计测电路32被输入到电流信号输入部11 。因 此，排除了来自电流信号输入部11侧的对主电路电流计测电路7的干扰。 一般来说，由于 主电路电流计测电路7是向上级系统传递主电路电流信息的重要电路，因此，本实施方式 能够实现被传送给上级系统的主电路电流信息不受信号处理装置9干扰这一点是十分重 要的。(第二实施方式) 图3是示意性地表示本发明所指气体绝缘断路器系统的第二实施方式的结构框 图。在该实施方式中具有以下构成，辅助开闭器5的信号及主电路电流计测电路7的信号被 发送到保护继电器装置17。然后，基于这些信号，主接点2的动作定时信号及主电路6的电 流信息从保护继电器装置17经由传送路18被输入到信号处理装置9的运算/存储部13。
在该实施方式中，不需要辅助变流器8及辅助电流计测电路32。此外，在该实施方 式中，表示主接点2的开闭动作的定时的接点信号(辅助开闭器5的接点信号)以及表示 主电路6的电流信号通过保护继电器装置17转换为数字信号，作为数字信号经由传送路18 被输入到信号处理装置9的运算/存储部13。因此，在该实施方式的信号处理装置9中，不 需要第一实施方式中的接点信号输入部IO和电流信号输入部11那样的模拟-数字转换机 能。因此，本实施方式能够提供一个结构简单的系统。(其他实施方式) 以上说明的实施方式只是单纯的示例，本发明并不局限于此。例如，在上述实施方 式中，虽然在收容了主接点2及电阻接点连接体30的金属容器15上装有温度传感器16，但是温度传感器16也可以安装在与该金属容器15相连接的其他容器或是该金属容器15附 近的其他的构件上。
权利要求
一种气体绝缘断路器系统，其特征在于，具有容器，被封入了绝缘气体；主接点，收容在上述容器内，用于开闭主电路；电阻接点，收容在上述容器内，与上述主接点并联连接，被构成为在上述主接点断开后的规定时间之后断开，在上述主接点闭合的规定时间之前闭合；电阻体，收容在上述容器内，与上述电阻接点串联连接，并与该电阻接点一起与上述主接点并联连接；温度传感器，测量上述电阻体周边的温度；温度推测部，根据表示上述主接点的开闭动作的定时的接点信号、表示上述主电路电流的电流信号、由上述温度传感器输出的温度信号，推测电阻体温度。
2. 如权利要求1所述的气体绝缘断路器系统，其特征在于，还具有等待时间计算部，该等待时间计算部根据上述温度推测部的输出以及温度信 号，计算能够进行上述主接点的下一次开闭动作之前所需的等待时间。
3. 如权利要求2所述的气体绝缘断路器系统，其特征在于，还具有禁止信号输出部，该禁止信号输出部对控制上述主接点的开闭动作的上级系 统输出禁止操作信号，所述禁止操作信号禁止在上述等待时间内进行上述主接点的开闭动 作。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的气体绝缘断路器系统，其特征在于， 还具有辅助开闭器，该辅助开闭器设置在上述容器外，与上述主接点的开闭动作连动地进行开闭，上述接点信号为表示上述辅助开闭器的开闭动作的定时的信号。
5. 如权利要求1至3中任一项所述的气体绝缘断路器系统，其特征在于， 上述温度传感器被安装在上述容器上，或者被安装在与上述容器连接的构件上。
6. 如权利要求1至3中任一项所述的气体绝缘断路器系统，其特征在于， 上述接点信号是在发生需要进行上述主接点的断开动作的事故时，由输出上述主接点的断开指令的保护继电器接收到的信号。
7. 如权利要求1至3中任一项所述的气体绝缘断路器系统，其特征在于，还具有主电路电流计测电路，被安装在上述主电路上，与输出上述主接点的断开指令的保护 继电器连接，并测量上述主电路的电流；以及辅助变流器，被安装在上述主电路电流计测电路上， 上述电流信号是上述辅助变流器的输出。
8. 如权利要求1至3中任一项所述的气体绝缘断路器系统，其特征在于， 还具有主电路电流计测电路，该主电路电流计测电路被安装在上述主电路上，与输出上述主接点的断开指令的保护继电器连接，并测量上述主电路的电流， 上述电流信号是由上述保护继电器输入的信号。
9. 一种气体绝缘断路器监视方法，对气体绝缘断路器进行监视，其特征在于， 上述气体绝缘断路器具有容器，被封入了绝缘气体；主接点，收容在上述容器内，用于开闭主电路；电阻接点，收容在上述容器内，与上述主接点并联连接，被构成为在上述主接点断开后 的规定时间之后断开，在上述主接点闭合的规定时间之前闭合；电阻体，收容在上述容器内，与上述电阻接点串联连接，并与该电阻接点一起与上述主 接点并联连接，上述气体绝缘断路器监视方法包括接点信号输入步骤，输入表示上述主接点的开闭动作的定时的接点信号； 主电路电流输入部步骤，输入表示上述主电路电流的电流信号； 温度计测步骤，测量上述电阻体周边的温度；温度信号输入步骤，输入通过上述温度计测步骤而得到的温度信号；以及 温度推测步骤，根据上述接点信号、电流信号及温度信号，推测电阻体温度。
全文摘要
本发明所要解决的技术问题是提供一种不需要对其电阻体的温度进行直接测量的传感器，而是对断路器电阻体的温度，必要等待时间进行推测的带电阻的气体绝缘断路器。本发明的技术方案是通过包括封入绝缘气体的金属容器，在容器内对主电路进行开闭的主接点，与主接点进行并联的电阻接点，在容器内与电阻接点进行串联接，与该电阻接点一起相对主接点进行并联的电阻体，测量电阻体周边的温度的温度传感器，在主接点主接点断开之后规定时间后断开，闭合之前规定时间闭合的电阻接点的气体绝缘断路器系统。该系统基于表示主接点的开闭动作的定时的接点信号，表示主电路电流的电流信号，由温度传感器输出的温度信号对电阻体温度进行推测。
文档编号H01H33/46GK101728783SQ20091017946
公开日2010年6月9日 申请日期2009年10月20日 优先权日2008年10月24日
发明者中岛高, 丸山志郎, 坂内一英, 早田博之, 松下耕三, 石塚英雄 申请人:株式会社东芝