センサ付きＩＣタグ適用高電圧機器
【課題】変電所の受電回線あるいは分岐回線を構成する開閉機器の接点不良などの状態監視を簡単な構成で実施し、定期点検に要する時間を短縮してコスト低減を図る。
【解決手段】センサ付きＩＣタグ適用高電圧機器は、センサ付きＩＣタグ３０を、センサ付きＩＣタグ３０のセンサ３７が検知対象とする物理量を取得でき、かつ、センサ付きＩＣタグ３０と外部にあるＩＣタグリーダ３３との通信が可能な位置に着脱自在に取り付けて構成した。
【解決手段】センサ付きＩＣタグ適用高電圧機器は、センサ付きＩＣタグ３０を、センサ付きＩＣタグ３０のセンサ３７が検知対象とする物理量を取得でき、かつ、センサ付きＩＣタグ３０と外部にあるＩＣタグリーダ３３との通信が可能な位置に着脱自在に取り付けて構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統の変電・開閉を行う高電圧機器に係り、特に、点検時における安全性の向上および点検費用削減を図ったセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
変電所等における変電設備では、一般的に、送電線から受電した電力は、一次側の母線を介して変圧器の一次側に供給され、変圧器で変圧された後、二次側の母線に供給され、二次側の母線を経由して負荷回路に供給される。
【０００３】
変電設備は、送電線側から一次側の母線に至る間の受電線路を開閉する線路ユニット、一次側の母線と変圧器の間の変圧器回路を開閉する一次側変圧器ユニットまたは変圧器の二次側と二次側の母線に供給する二次側の変圧器ユニット、二次側の母線から負荷回路に至る分岐回線を開閉する分岐ユニット等で構成され、一次側の母線または二次側の母線に接続されるそれぞれのユニット毎にほぼ同じ構成の高電圧機器が設置される。
【０００４】
従来の気中に設置される高電圧機器は、必要とする機器それぞれにおいて絶縁距離、点検スペース等を考慮して個別に設置されている。従来の気中に設置される高電圧機器の一例としては、遮断部にＣＴ（Current Transformer）を取り付けた碍子形ガス遮断器が実開昭６１−１８６１３６号公報、特開２０００−２５３５２３号公報に開示されている。
【特許文献１】実開昭６１−１８６１３６号公報
【特許文献２】特開２０００−２５３５２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の気中絶縁高電圧機器は、それぞれ独立の機器を配置しているため、それぞれの機器間の接続には細い銅線を束ねたケーブルが使用されている。このケーブルを、それぞれの機器に専用に設けられた接続部に取り付けボルト等のねじを使用して接触、固着させることによって機器間を電気的に接続している。
【０００６】
このような電気的接続を行っている従来の気中絶縁高電圧機器は、通常屋外に設置されており降雨に曝される。特に近年、二酸化窒素等の酸性物質による大気汚染の進行に起因した酸性雨の影響によってケーブルと機器の接続部の間部分で酸化現象が生じている。当該部分が酸化することで、当該部分の抵抗が上昇、すなわち、当該部分での熱損失が増加するので、機器の絶縁物の劣化や送電ロス等の問題を招来し得る。
【０００７】
上記問題点を解消するため、従来は定期点検の巡回時に、赤外線を利用して温度上昇を把握する方法を採用している。赤外線を利用した温度上昇を把握する方法としては、例えば、赤外線温度計等を用いた温度測定、または、赤外線の映像を捉えて部分的な温度上昇を把握する方法がある。
【０００８】
しかしながら、赤外線温度計を用いた方法では、測定点が非常に多いため巡回して点検するための時間が非常に長くなり、１日の点検で実施するためには複数人数による点検が必要となる。一方、赤外線の映像を捉えて局所的な温度上昇を把握する方法では、赤外線の映像撮像装置が非常に高価なため、容易に使用することができなかった。
【０００９】
また、これらの赤外線を使用する方法は、温度が高くなった箇所から赤外線が直接観測できる場所に限られており、赤外線を通さない物質に遮られる場所では温度測定ができなかった。
【００１０】
気中絶縁開閉器の部分放電を測定する際には、系統の各部分に電圧を順次加えて、断路器、遮断器を順次投入して部分放電の発生の有無を確認する方法が多く採られる。
【００１１】
しかしながら、上記方法ではある断路器または遮断器を投入したときに部分放電が発生した場合、投入した機器の下流部に部分放電が発生したのか、その先のケーブルで接続された機器の上流部分で部分放電が発生したのかが判別できない。
【００１２】
本発明は、上述する課題を解消するためになされたものであり、変電所の受電回線または分岐回線を構成する各ユニット単位に行われる機器間のケーブルの接続部の接続状況、および開閉機器の接点部分の点検時間の低減、および部分放電の発生部分の特定時間の低減を図ることで点検費用の低減を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るセンサ付きＩＣタグを適用した高電圧機器（センサ付きＩＣタグ適用高電圧機器）は、上述した課題を解決するため、絶縁ガスを封入した容器内に高電圧部を有する高電圧機器において、センサ付きＩＣタグを、前記センサ付きＩＣタグのセンサが検知対象の物理量を取得でき、かつ、前記センサ付きＩＣタグと外部にあるＩＣタグリーダとの通信が可能な位置に着脱自在に取り付けて構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、センサ付きＩＣタグを高電圧機器の接点またはケーブル接続部に取り付けて、その結果を記憶装置に記憶すると共に、ＩＣタグリーダライタで出力を送信するように構成されるので、変電所の受電回線あるいは分岐回線を構成する各ユニット単位で行われる機器間のケーブルの接続部の接続状況、および開閉機器の接点部分の点検時間の低減、および部分放電の発生部分の特定時間の低減を図ることができ、この結果、点検費用の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係るセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器を実施するための最良の形態（実施形態）について、添付の図面を参照して説明する。尚、以下の説明における上下左右等の方向は、図面に示される状態を基準とする。
【００１６】
図１は、本発明に係るセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器の一例である温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａの縦断面図である。
【００１７】
図１に示されるように、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａは、遮断部（開閉部）２を収容する非金属製の碍管３と、遮断部２を大地に対して絶縁する支持碍管４と、金属製のフランジ部５と、支持碍管４を封止し架台６に取り付ける下部支持部材７とによって構成される容器内に例えば、六フッ化硫黄ＳＦ６等の絶縁ガス８が封入される。
【００１８】
温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａは、フランジ部５に設けられた２つの電極部１０ａ，１０ｂを電気的に開閉（開放／投入）することで、遮断／投入動作を行う。具体的には、フランジ部５に上部電極部１０ａと共に設けられた固定接触子１１が、フランジ部５に下部電極部１０ｂと共に設けられ上下方向に移動する可動接触子１２と接離することで、遮断状態と投入状態とを切り替える。すなわち、遮断／投入動作を行うための構成および動作原理は、従来の碍子形ガス遮断器と同様である。
【００１９】
ここで、符号１３は接続リード、１４は接続リード１３と電極部１０ａ，１０ｂとを電気的に接続する端子、１５は端子１４を保護する端子カバー、１７は固定接触子１１の外周を覆うように配置された絶縁ノズル、１９は下部電極部１０ｂの端子１４に支持された操作ピストン、２０は可動接触子１２および絶縁ノズル１７が取り付けられ操作ピストン１９に嵌め込まれてパッファ室を形成するパッファシリンダ、２１は可動接触子１２、絶縁ノズル１７およびパッファシリンダ２０を一体で上下に動作させて固定接触子１１と可動接触子１２とを開閉操作する絶縁操作ロッド、２２は開閉操作機構、２３は摺動接点部、２４はＣＴ（Current Transformer）、２５は電気／光（Ｅ／Ｏ）変換器、２６は光／電気（Ｏ／Ｅ）変換器である。
【００２０】
図１に示されるように、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａには、アクティブ型の温度センサ付きＩＣタグ３０Ａが電極部１０ａに取り付けられている。また、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａでは、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａが取付けられている箇所に高い電界が加わらないようにするために静電遮蔽体３１を用いて当該箇所を静電遮蔽（静電シールド）している。
【００２１】
すなわち、静電遮蔽体３１は、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａの外側に取り付けられ、静電遮蔽体３１の表面が卵状の滑らかな形状となるようにして温度センサ付きＩＣタグ３０Ａを覆う。静電遮蔽体３１には、半導電性材料を使用する。このように静電遮蔽体３１で温度センサ付きＩＣタグ３０Ａを静電シールドすることで温度センサ付きＩＣタグ３０Ａに電界が加わらないようにする。
【００２２】
静電遮蔽体３１として用いる半導電性材料は、商用周波数や雷で発生する１ＭＨｚの電磁波に対しては充分金属的な性質を示すように、誘電率と抵抗率の積で表される時定数が１／１０６以下とする。但し、前記半導電性材料の時定数は、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａの通信に用いる周波数（通信周波数）の電磁波が透過できるようにするため、通信周波数の逆数以上とする。
【００２３】
例えば、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａの通信に用いる周波数が１ＧＨｚであれば、静電遮蔽体３１として用いる半導電性材料の時定数は、１／１０９秒以上かつ１／１０６秒以下とする。換言すれば、時定数の逆数が、１ＭＨｚ以上１ＧＨｚ以下となるような半導電性材料を静電遮蔽体３１として用いる。
【００２４】
上記時定数の半導電性材料で温度センサ付きＩＣタグ３０Ａを覆うことで、静電遮蔽体３１で遮蔽された空間の外部にあるＩＣタグリーダとの通信を妨げることなく、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａに高い電界が加わるのを防止できる。すなわち、商用周波数の電圧や雷がラインに入ってきた状況であっても、ＩＣタグリーダとの通信に悪影響を与えることがなく、その上、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａの破壊または部分放電発生を抑止できる。
【００２５】
図２は、本発明に係るセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器のセンサ付きＩＣタグ３０およびこのセンサ付きＩＣタグ３０と無線通信を行いセンサ付きＩＣタグ３０から情報を読み出す、または、センサ付きＩＣタグ３０に情報を書き込むＩＣタグリーダライタ３３の構成概略を示した概略図である。尚、ＩＣタグ３０内、ＩＣタグリーダライタ３３内に示した実線は情報の流れ、破線はエネルギーの流れを表している。
【００２６】
図２に示されるように、センサ付きＩＣタグ３０は、ＩＣタグリーダライタ３３と通信する信号や情報（以下、単に通信信号とする）３４を含む電磁波を送受信するアンテナ３５と、アンテナ３５を介して受信した電磁波に対して変調および復調を行う変復調部３６と、検知対象の物理量を検知し取得するセンサ３７と、センサ３７で取得した情報を記憶するメモリ３８と、タイマーを内蔵する時計３９と、動作電力の供給を行う電源部４０と、電源部４０へ電力を供給するバッテリー４１と、センサ付きＩＣタグ３０を制御する制御部４２とを備える。
【００２７】
変復調部３６は、送受信される信号３４に対して、記録、送信等に適した変換を行う機能（変調機能および復調機能）を有すると共に通信信号３４のフィルタ機能を有し、通信信号３４に重畳するノイズ成分を除去することができる。メモリ３８は、例えば、不揮発性のメモリで構成される記憶媒体である。制御部４２は、例えば、メモリ３８の情報記憶手順に関する情報等の制御に必要な情報を有し演算処理を行う。
【００２８】
尚、センサ付きＩＣタグ３０は、一例として、バッテリー４１を内蔵したアクティブタイプのものを採用している。従って、バッテリー４１が消耗する前に定期的にセンサ付きＩＣタグ３０そのものを交換することを前提としており、通常は、ＩＣタグリーダライタ３３から読出信号３４を受信しないと、測定結果などの情報を発信しないように構成される。
【００２９】
一方、ＩＣタグリーダライタ３３は、センサ付きＩＣタグ３０との通信信号３４を送受信するアンテナ４５と、アンテナ４５を介して受信した電磁波の変調および復調を行う変復調部４６と、動作電力の供給を行う電源部４７と、ＩＣタグリーダライタ３３の制御を行う制御部４８とを備える。
【００３０】
尚、センサ付きＩＣタグ３０およびＩＣタグリーダライタ３３は、電磁波に周波数変調またはデジタル変調を行い、データ読み出し開始指令信号等の各種信号および測定結果を送受信している。これは、部分放電等によるノイズと、必要な信号または情報との区別を容易にするためである。
【００３１】
また、ＩＣタグリーダライタ３３のアンテナ４５、変復調部４６、電源部４７、および、制御部４８は、それぞれ、センサ付きＩＣタグ３０のアンテナ３５、変復調部３６、電源部４０、および、制御部４２と実質的に同じ動作をする構成要素である。
【００３２】
ＩＣタグリーダライタ３３は、読出信号３４をセンサ付きＩＣタグ３０へ伝送することで、センサ付きＩＣタグ３０と無線通信してセンサ付きＩＣタグ３０から情報を読み出すことができる。また、書込信号３４をセンサ付きＩＣタグ３０へ伝送することで、センサ付きＩＣタグ３０に情報を書き込むことができる。つまり、ＩＣタグリーダライタ３３は、ＩＣタグ３０から情報を読み出すＩＣタグリーダとしての機能とセンサ付きＩＣタグ３０に情報を書き込むＩＣタグライタとしての機能を併せ持つ。
【００３３】
ＩＣタグリーダライタ３３がセンサ付きＩＣタグ３０から受け取った測定データは、ケーブルまたは可搬型記憶メモリを介して、コンピュータ等の上位装置５０へ入力される。
【００３４】
図３は、センサ付きＩＣタグ３０のメモリ３８に記憶される情報構成の一例を説明する説明図である。
【００３５】
メモリ３８に記憶される情報の一例は、図３に示されるように、データ最大容量、保持データ数、前回データ消去日時、シリアルナンバー（Ｎｏ．）、データ記憶領域数（例えば、１０２４領域）、および、ＩＣタグの識別情報（ＩＣタグのＩＤ番号）の情報を有する。
【００３６】
例えば、図１に示される温度センサ付きＩＣタグ３０Ａのメモリ３８の場合、温度センサとシリアルナンバーの一つを対応させて、この一のシリアルナンバーと対応する一のデータ記憶領域に温度測定の結果を測定時刻と対応させて記憶する。図３に示されるメモリ３８の場合、一つのデータ記憶領域に１０２４個の計測結果を記憶することができるので、１０２４領域あるデータ記憶領域を全て使用すれば、１０２４領域×１０２４個のデータを記憶できる。
【００３７】
次に、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａの作用を説明する。
【００３８】
まず、遮断器１Ａの開閉動作により接点部分が導通すると、遮断器１Ａと他の機器を接続する電極部１０ａ，１０ｂ（電気抵抗Ｒとする）に電流Ｉが流れるので、抵抗損ＲＩ２が生じて電極部１０ａ，１０ｂの温度が上昇する。図１に示されるように、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａでは、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａが電極部１０ａに取り付けられているので、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａは、電極部１０ａの温度を測定し取得する。
【００３９】
温度センサ付きＩＣタグ３０Ａでは、図２に示されるように、制御部４２が、時計３９に内蔵されるタイマーの働きで一定時間毎にセンサ３７から検知した温度情報を、時間情報（例えば、時刻）と一緒にメモリ３８に記憶する。
【００４０】
ここで、メモリ３８に測定結果を記憶していった結果、取得した物理量の情報を記憶するとメモリ容量を超えてしまう場合、事前に定めた所定のルールに従って制御部４２がメモリ３８に物理量の情報を記憶するように制御する。例えば、温度測定の結果が１０２４個（最大数）記憶されている場合、制御部４２は、温度測定結果のデータを記憶しているデータ記憶領域において最古の温度測定結果を消去して新しい温度測定結果を記憶する。
【００４１】
図３に示される例のように、ＩＣタグの識別情報（ＩＣタグのＩＤ番号）がメモリ３８に記憶されている場合、ＩＣタグの識別情報またはＩＣタグリーダライタ３３の識別情報の１つまたは両方が一致したことを条件として、ＩＣタグリーダライタ３３は、メモリ３８に記憶された物理量（測定結果の情報）の読み出し、または、書き込みを許可する。
【００４２】
つまり、ＩＣタグリーダライタ３３が、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａの外部から高周波信号（通信信号）３３を電磁波により温度センサ付きＩＣタグ３０Ａに与えると、ＩＣタグリーダライタ３３との情報授受が可能となる。このように、遠方から通信信号３４を送信する遠隔操作によって、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａが取得した温度測定結果の情報を取得することができるので、ユーザは、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａの状態を変化させること無く測定・監視を行うことができる。
【００４３】
温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａによれば、開閉動作における電極部１０ａ，１０ｂの温度の監視を行うことで電極部１０ａ，１０ｂの錆びまたは緩みを原因とする抵抗値増加（抵抗損の増加）が判明した場合、高電圧の活線状態であっても、限界距離（感電したり、絶縁破壊を発生する距離）以上離れた場所からＩＣタグリーダを使用して測定結果を読み出すことができる。従って、点検者（ユーザ）が感電する等のリスクを排除し従来よりも安全性を高めることができる。
【００４４】
また、ＩＣタグリーダライタ３３からセンサ付きＩＣタグ３０へ照射されるデータ通信用の電磁波に時間情報を重畳させたものを通信信号３４として送信すれば、センサ付きＩＣタグ３０は、アンテナ３５および変復調部３６を介して受信した時間情報を制御部４２が認識して時計３９を校正する信号を生成して時計３９へ送信することができる。従って、ＩＣタグリーダライタ３３で情報の読み書きを行う毎に時計３９の認識する時間を正しい時間に校正することができる。
【００４５】
さらに、読み取り時のＩＣタグリーダライタ３３からセンサ付きＩＣタグ３０へ開始指令信号等の通信信号３４およびセンサ付きＩＣタグ３０からＩＣタグリーダライタ３３へのデータは、電磁波に周波数変調またはデジタル変調を施すことで、部分放電等によるノイズと必要な信号または情報とを容易に区別することができる。
【００４６】
次に、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａの他の実施例を説明する。尚、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａと実質的に異ならない構成要素については、同じ符号を付して説明を省略する。
【００４７】
図４は、他の実施例（第２の実施例）に係る温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｂの縦断面図である。
【００４８】
図４に示される温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｂでは、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａを取り付けるために溝状に形成された取付穴５５が電極部１０ａに設けられている。そして、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａは、取付穴５５に着脱自在に取り付けられる。また、図４に示されるように、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｂでは、静電遮蔽体３１を取り付けておらず、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａは静電遮蔽体３１によって静電遮蔽されていない。
【００４９】
温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｂでは、取付穴５５に温度センサ付きＩＣタグ３０Ａを取り付けることによって、閉操作時により高電圧が遮断部２に印加された場合であっても、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａのアンテナ３５に高電界が加わることを防止できる。従って、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａのアンテナ３５を基点とした部分放電の発生を防止することができる。
【００５０】
また、取付穴５５を通じて電磁波が外部に伝播できるため、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａは、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｂの外部にあるＩＣタグリーダライタ３３と通信可能である。尚、その他の効果は、上述した温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａの場合と同様である。
【００５１】
図５は、他の実施例（第３の実施例）に係る温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｃの縦断面図である。
【００５２】
図５に示されるように、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｃでは、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｂの取付穴５５が下部電極部１０ｂにも設けられている。また、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｃは、取付穴５５の入口近傍に温度センサ付きＩＣタグ３０Ａを覆って取付穴５５を塞ぐ様に静電遮蔽体３１を取り付けて構成される。
【００５３】
温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｃでは、静電遮蔽体３１で物理的に温度センサ付きＩＣタグ３０Ａを覆って静電遮蔽することで、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｂよりもより高い静電シールド効果が期待できる。尚、その他の効果は、上述した温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｂの場合と同様である。
【００５４】
図６は、他の実施例（第４の実施例）に係る温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｄの縦断面図である。
【００５５】
温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｄは、図１に示される温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａに対して、静電遮蔽体３１の代わりに、特別な形状に加工した静電遮蔽体５８で温度センサ付きＩＣタグ３０Ａを覆って静電遮蔽して構成される。
【００５６】
静電遮蔽体５８は、金属製であり、図６に示されるように、端部を丸く加工して構成される。また、静電遮蔽体５８は、上部電極部１０ａとの間に隙間を空けて上部電極部１０に取り付けられる。
【００５７】
温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｄは、図６に示されるように、特別な形状に加工された金属製の静電遮蔽体５８で温度センサ付きＩＣタグ３０Ａを覆うことで、商用周波数の電圧や雷がラインに入ってきた状況でも温度センサ付きＩＣタグ３０Ａに高い電界が加わるのを防止できる。従って、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａが破壊すること、および、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａを基点とした部分放電の発生を防止することができる。
【００５８】
また、静電遮蔽体５８と上部電極部１０ａとの隙間を通して電波が伝播できるので、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａは、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｄの外部にあるＩＣタグリーダライタ３３と通信を行うことができる。
【００５９】
以上、本発明によれば、着脱自在に取り付けたセンサ付きＩＣタグ３０が、ＩＣタグリーダからの読み出し信号を受信した時点で取得されたセンサの出力結果をＩＣタグリーダへ送信する、または、センサの出力結果をある時間間隔で検出し時間情報と共にメモリ３８に記憶していき、ＩＣタグリーダからの読み出し信号を受信した時点でメモリ３８に記憶していた情報をＩＣタグリーダへ送信することができるので、点検者（ユーザ）が感電する等のリスクを排除し従来よりも安全性を高め、かつ、点検時間および点検費用を削減できる。
【００６０】
また、センサ付きＩＣタグ３０が今まで記録した温度または部分放電の経過データを記憶したメモリ３８内の情報をＩＣタグリーダへ送信させるができるので、定期検査時において接点部分の電気的接触状態の変化を測定することができる。
【００６１】
さらに、大気の温度を測定する温度センサを電極部１０ａの温度を測定する温度センサと別に有するセンサ付きＩＣタグ３０を使用することで、温度上昇の状態を両温度センサの測定結果の比較から判断でき、時系列の比較が可能になる。この比較結果から変化が急に現れたのか、徐々に現れたのかがわかるので、異常の状態を詳細に診断できる。尚、これらの情報は、電波で送受信されるため、電波の透過する絶縁物で隠れていても温度や部分放電の測定結果の送信が可能できる。
【００６２】
一方、センサ付きＩＣタグ３０のセンサとして部分放電を測定するセンサを取り付けた場合、従来のように、部分放電の測定を行うための大掛かりな装置を外部につけることないので測定が容易になる。また、多くの箇所で部分放電を同時に測定することができるので、開閉操作を行うことで部分放電の発生位置を容易に特定することができる。
【００６３】
尚、上述の説明では、本発明に係るセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器が温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａの場合を例に説明したが、センサ付きＩＣタグのセンサは、図５に示されるように、１個に限らず同種のセンサが複数個取り付けられる場合もある。また、センサは、部分放電センサだけの場合や温度センサと部分放電センサとの両センサを有する場合もある。
【００６４】
上述の説明では、センサ付きＩＣタグ３０がバッテリー４１を備えたアクティブタイプの場合の例を説明したが、バッテリー４１の代わりに高速充電が可能な蓄電池、電気二重層コンデンサ等の大容量コンデンサの場合もある。センサ付きＩＣタグ３０が蓄電池等を備える場合には、定期的に電磁波を照射させることで充電できるため、バッテリー４１を備えたアクティブタイプの場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００６５】
また、センサ付きＩＣタグ３０Ａの取付位置が図１に示される位置と異なる場合もあるが得られる効果は同様である。具体的には、図５に示されるように下部電極部１０ｂに取り付けられる場合、図７および図８に示されるように高電圧部としての固定接触子１１に取り付けられる場合（第５の実施例および第６の実施例）、図９に示されるように高電圧部としての摺動接点部２３に取り付ける場合（第７の実施例）であっても同様の作用効果を得ることができる。
【００６６】
さらに、センサ付きＩＣタグ適用高電圧機器が断路器の場合もある。作用効果は温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａの場合と同様である。
【００６７】
一方、センサ付きＩＣタグ適用高電圧機器は、電路の開閉を行う開閉部２を備えない電力用高電圧機器の場合もある。例えば、センサ付きＩＣタグ適用高電圧機器が、図１０および図１１に示されるようなガス絶縁母線の電流引出装置（ブッシング）１Ｆの場合（第１の実施例および第２の実施例）や、図１２に示されるような碍管３中に非直線性の抵抗素子である避雷器素子６０を配置した避雷器１Ｇの場合にも温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａの場合と同様の作用効果が得られる。
【００６８】
ここで、図１０および図１１において、符号６１は絶縁スペーサ、６２は高電圧導体、６３は金属密閉タンクである。また、図１２おいて、符号６４は静電遮蔽体、６５は接地導体である。
【００６９】
尚、本発明では、センサ付きＩＣタグ３０への書き込みは必ずしも必須の処理ではない。従って、ＩＣタグリーダライタ３３は、センサ付きＩＣタグ３０に記憶された情報の読み出しのみを行うＩＣタグリーダでも良い。
【００７０】
また、本発明は、上述した発明の実施例に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。すなわち、上述した発明の実施例に開示される複数の構成要素を適宜組み合わせて種々の発明を形成したり、実施例に開示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明に係る高電圧機器の一例である温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器（第１の実施例）の縦断面図。
【図２】本発明に係る高電圧機器のセンサ付きＩＣタグおよびこのセンサ付きＩＣタグと無線通信を行うＩＣタグリーダライタの構成概略を示した概略図。
【図３】本発明に係る高電圧機器に取り付けられたセンサ付きＩＣタグのメモリに記憶される情報構成の一例を説明する説明図。
【図４】本発明に係る高電圧機器の一例である温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器（第２の実施例）の縦断面図。
【図５】本発明に係る高電圧機器の一例である温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器（第３の実施例）の縦断面図。
【図６】本発明に係る高電圧機器の一例である温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器（第４の実施例）の縦断面図。
【図７】本発明に係る高電圧機器の一例である温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器（第５の実施例）の縦断面図。
【図８】本発明に係る高電圧機器の一例である温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器（第６の実施例）の縦断面図。
【図９】本発明に係る高電圧機器の一例である温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器（第７の実施例）の縦断面図。
【図１０】本発明に係る高電圧機器の他の一例であるセンサ付きＩＣタグ適用ブッシング（第１の実施例）の縦断面図。
【図１１】本発明に係る高電圧機器の他の一例であるセンサ付きＩＣタグ適用ブッシング（第２の実施例）の縦断面図。
【図１２】本発明に係る高電圧機器の他の一例であるセンサ付きＩＣタグ適用避雷器の縦断面図。
【符号の説明】
【００７２】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器（センサ付きＩＣタグ適用高電圧機器）
１Ｅ センサ付きＩＣタグ適用ブッシング（センサ付きＩＣタグ適用高電圧機器）
１Ｆ センサ付きＩＣタグ適用避雷器（センサ付きＩＣタグ適用高電圧機器）
２ 遮断部（開閉部）
３ 碍管
４ 支持碍管
５ フランジ部
６ 架台
７ 下部支持部材
８ 絶縁ガス
１０ａ 上部電極部
１０ｂ 下部電極部
１１ 固定接触子
１２ 可動接触子
１３ 接続リード
１４ 端子
１５ 端子カバー
１７ 絶縁ノズル
１９ 操作ピストン
２０ パッファシリンダ
２１ 絶縁操作ロッド
２２ 開閉操作機構
２３ 摺動接点部
２４ ＣＴ（Current Transformer）
２５ Ｅ／Ｏ変換器
２６ Ｏ／Ｅ変換器
３０ センサ付きＩＣタグ
３０Ａ 温度センサ付きＩＣタグ
３１ 静電遮蔽体
３３ ＩＣタグリーダライタ
３４ 通信信号
３５ アンテナ
３６ 変復調部
３７ センサ
３８ メモリ
３９ 時計
４０ 電源部
４１ バッテリー
４２ 制御部
４５ アンテナ
４６ 変復調部
４７ 電源部
４８ 制御部
５０ 上位装置
５５ 取付穴
５８ 静電遮蔽体
６０ 避雷器素子
６１ 絶縁スペーサ
６２ 高電圧導体
６３ 金属密閉タンク
６４ 静電遮蔽体
６５ 接地導体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統の変電・開閉を行う高電圧機器に係り、特に、点検時における安全性の向上および点検費用削減を図ったセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
変電所等における変電設備では、一般的に、送電線から受電した電力は、一次側の母線を介して変圧器の一次側に供給され、変圧器で変圧された後、二次側の母線に供給され、二次側の母線を経由して負荷回路に供給される。
【０００３】
変電設備は、送電線側から一次側の母線に至る間の受電線路を開閉する線路ユニット、一次側の母線と変圧器の間の変圧器回路を開閉する一次側変圧器ユニットまたは変圧器の二次側と二次側の母線に供給する二次側の変圧器ユニット、二次側の母線から負荷回路に至る分岐回線を開閉する分岐ユニット等で構成され、一次側の母線または二次側の母線に接続されるそれぞれのユニット毎にほぼ同じ構成の高電圧機器が設置される。
【０００４】
従来の気中に設置される高電圧機器は、必要とする機器それぞれにおいて絶縁距離、点検スペース等を考慮して個別に設置されている。従来の気中に設置される高電圧機器の一例としては、遮断部にＣＴ（Current Transformer）を取り付けた碍子形ガス遮断器が実開昭６１−１８６１３６号公報、特開２０００−２５３５２３号公報に開示されている。
【特許文献１】実開昭６１−１８６１３６号公報
【特許文献２】特開２０００−２５３５２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の気中絶縁高電圧機器は、それぞれ独立の機器を配置しているため、それぞれの機器間の接続には細い銅線を束ねたケーブルが使用されている。このケーブルを、それぞれの機器に専用に設けられた接続部に取り付けボルト等のねじを使用して接触、固着させることによって機器間を電気的に接続している。
【０００６】
このような電気的接続を行っている従来の気中絶縁高電圧機器は、通常屋外に設置されており降雨に曝される。特に近年、二酸化窒素等の酸性物質による大気汚染の進行に起因した酸性雨の影響によってケーブルと機器の接続部の間部分で酸化現象が生じている。当該部分が酸化することで、当該部分の抵抗が上昇、すなわち、当該部分での熱損失が増加するので、機器の絶縁物の劣化や送電ロス等の問題を招来し得る。
【０００７】
上記問題点を解消するため、従来は定期点検の巡回時に、赤外線を利用して温度上昇を把握する方法を採用している。赤外線を利用した温度上昇を把握する方法としては、例えば、赤外線温度計等を用いた温度測定、または、赤外線の映像を捉えて部分的な温度上昇を把握する方法がある。
【０００８】
しかしながら、赤外線温度計を用いた方法では、測定点が非常に多いため巡回して点検するための時間が非常に長くなり、１日の点検で実施するためには複数人数による点検が必要となる。一方、赤外線の映像を捉えて局所的な温度上昇を把握する方法では、赤外線の映像撮像装置が非常に高価なため、容易に使用することができなかった。
【０００９】
また、これらの赤外線を使用する方法は、温度が高くなった箇所から赤外線が直接観測できる場所に限られており、赤外線を通さない物質に遮られる場所では温度測定ができなかった。
【００１０】
気中絶縁開閉器の部分放電を測定する際には、系統の各部分に電圧を順次加えて、断路器、遮断器を順次投入して部分放電の発生の有無を確認する方法が多く採られる。
【００１１】
しかしながら、上記方法ではある断路器または遮断器を投入したときに部分放電が発生した場合、投入した機器の下流部に部分放電が発生したのか、その先のケーブルで接続された機器の上流部分で部分放電が発生したのかが判別できない。
【００１２】
本発明は、上述する課題を解消するためになされたものであり、変電所の受電回線または分岐回線を構成する各ユニット単位に行われる機器間のケーブルの接続部の接続状況、および開閉機器の接点部分の点検時間の低減、および部分放電の発生部分の特定時間の低減を図ることで点検費用の低減を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るセンサ付きＩＣタグを適用した高電圧機器（センサ付きＩＣタグ適用高電圧機器）は、上述した課題を解決するため、絶縁ガスを封入した容器内に高電圧部を有する高電圧機器において、センサ付きＩＣタグを、前記センサ付きＩＣタグのセンサが検知対象の物理量を取得でき、かつ、前記センサ付きＩＣタグと外部にあるＩＣタグリーダとの通信が可能な位置に着脱自在に取り付けて構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、センサ付きＩＣタグを高電圧機器の接点またはケーブル接続部に取り付けて、その結果を記憶装置に記憶すると共に、ＩＣタグリーダライタで出力を送信するように構成されるので、変電所の受電回線あるいは分岐回線を構成する各ユニット単位で行われる機器間のケーブルの接続部の接続状況、および開閉機器の接点部分の点検時間の低減、および部分放電の発生部分の特定時間の低減を図ることができ、この結果、点検費用の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係るセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器を実施するための最良の形態（実施形態）について、添付の図面を参照して説明する。尚、以下の説明における上下左右等の方向は、図面に示される状態を基準とする。
【００１６】
図１は、本発明に係るセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器の一例である温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａの縦断面図である。
【００１７】
図１に示されるように、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａは、遮断部（開閉部）２を収容する非金属製の碍管３と、遮断部２を大地に対して絶縁する支持碍管４と、金属製のフランジ部５と、支持碍管４を封止し架台６に取り付ける下部支持部材７とによって構成される容器内に例えば、六フッ化硫黄ＳＦ６等の絶縁ガス８が封入される。
【００１８】
温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａは、フランジ部５に設けられた２つの電極部１０ａ，１０ｂを電気的に開閉（開放／投入）することで、遮断／投入動作を行う。具体的には、フランジ部５に上部電極部１０ａと共に設けられた固定接触子１１が、フランジ部５に下部電極部１０ｂと共に設けられ上下方向に移動する可動接触子１２と接離することで、遮断状態と投入状態とを切り替える。すなわち、遮断／投入動作を行うための構成および動作原理は、従来の碍子形ガス遮断器と同様である。
【００１９】
ここで、符号１３は接続リード、１４は接続リード１３と電極部１０ａ，１０ｂとを電気的に接続する端子、１５は端子１４を保護する端子カバー、１７は固定接触子１１の外周を覆うように配置された絶縁ノズル、１９は下部電極部１０ｂの端子１４に支持された操作ピストン、２０は可動接触子１２および絶縁ノズル１７が取り付けられ操作ピストン１９に嵌め込まれてパッファ室を形成するパッファシリンダ、２１は可動接触子１２、絶縁ノズル１７およびパッファシリンダ２０を一体で上下に動作させて固定接触子１１と可動接触子１２とを開閉操作する絶縁操作ロッド、２２は開閉操作機構、２３は摺動接点部、２４はＣＴ（Current Transformer）、２５は電気／光（Ｅ／Ｏ）変換器、２６は光／電気（Ｏ／Ｅ）変換器である。
【００２０】
図１に示されるように、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａには、アクティブ型の温度センサ付きＩＣタグ３０Ａが電極部１０ａに取り付けられている。また、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａでは、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａが取付けられている箇所に高い電界が加わらないようにするために静電遮蔽体３１を用いて当該箇所を静電遮蔽（静電シールド）している。
【００２１】
すなわち、静電遮蔽体３１は、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａの外側に取り付けられ、静電遮蔽体３１の表面が卵状の滑らかな形状となるようにして温度センサ付きＩＣタグ３０Ａを覆う。静電遮蔽体３１には、半導電性材料を使用する。このように静電遮蔽体３１で温度センサ付きＩＣタグ３０Ａを静電シールドすることで温度センサ付きＩＣタグ３０Ａに電界が加わらないようにする。
【００２２】
静電遮蔽体３１として用いる半導電性材料は、商用周波数や雷で発生する１ＭＨｚの電磁波に対しては充分金属的な性質を示すように、誘電率と抵抗率の積で表される時定数が１／１０６以下とする。但し、前記半導電性材料の時定数は、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａの通信に用いる周波数（通信周波数）の電磁波が透過できるようにするため、通信周波数の逆数以上とする。
【００２３】
例えば、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａの通信に用いる周波数が１ＧＨｚであれば、静電遮蔽体３１として用いる半導電性材料の時定数は、１／１０９秒以上かつ１／１０６秒以下とする。換言すれば、時定数の逆数が、１ＭＨｚ以上１ＧＨｚ以下となるような半導電性材料を静電遮蔽体３１として用いる。
【００２４】
上記時定数の半導電性材料で温度センサ付きＩＣタグ３０Ａを覆うことで、静電遮蔽体３１で遮蔽された空間の外部にあるＩＣタグリーダとの通信を妨げることなく、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａに高い電界が加わるのを防止できる。すなわち、商用周波数の電圧や雷がラインに入ってきた状況であっても、ＩＣタグリーダとの通信に悪影響を与えることがなく、その上、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａの破壊または部分放電発生を抑止できる。
【００２５】
図２は、本発明に係るセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器のセンサ付きＩＣタグ３０およびこのセンサ付きＩＣタグ３０と無線通信を行いセンサ付きＩＣタグ３０から情報を読み出す、または、センサ付きＩＣタグ３０に情報を書き込むＩＣタグリーダライタ３３の構成概略を示した概略図である。尚、ＩＣタグ３０内、ＩＣタグリーダライタ３３内に示した実線は情報の流れ、破線はエネルギーの流れを表している。
【００２６】
図２に示されるように、センサ付きＩＣタグ３０は、ＩＣタグリーダライタ３３と通信する信号や情報（以下、単に通信信号とする）３４を含む電磁波を送受信するアンテナ３５と、アンテナ３５を介して受信した電磁波に対して変調および復調を行う変復調部３６と、検知対象の物理量を検知し取得するセンサ３７と、センサ３７で取得した情報を記憶するメモリ３８と、タイマーを内蔵する時計３９と、動作電力の供給を行う電源部４０と、電源部４０へ電力を供給するバッテリー４１と、センサ付きＩＣタグ３０を制御する制御部４２とを備える。
【００２７】
変復調部３６は、送受信される信号３４に対して、記録、送信等に適した変換を行う機能（変調機能および復調機能）を有すると共に通信信号３４のフィルタ機能を有し、通信信号３４に重畳するノイズ成分を除去することができる。メモリ３８は、例えば、不揮発性のメモリで構成される記憶媒体である。制御部４２は、例えば、メモリ３８の情報記憶手順に関する情報等の制御に必要な情報を有し演算処理を行う。
【００２８】
尚、センサ付きＩＣタグ３０は、一例として、バッテリー４１を内蔵したアクティブタイプのものを採用している。従って、バッテリー４１が消耗する前に定期的にセンサ付きＩＣタグ３０そのものを交換することを前提としており、通常は、ＩＣタグリーダライタ３３から読出信号３４を受信しないと、測定結果などの情報を発信しないように構成される。
【００２９】
一方、ＩＣタグリーダライタ３３は、センサ付きＩＣタグ３０との通信信号３４を送受信するアンテナ４５と、アンテナ４５を介して受信した電磁波の変調および復調を行う変復調部４６と、動作電力の供給を行う電源部４７と、ＩＣタグリーダライタ３３の制御を行う制御部４８とを備える。
【００３０】
尚、センサ付きＩＣタグ３０およびＩＣタグリーダライタ３３は、電磁波に周波数変調またはデジタル変調を行い、データ読み出し開始指令信号等の各種信号および測定結果を送受信している。これは、部分放電等によるノイズと、必要な信号または情報との区別を容易にするためである。
【００３１】
また、ＩＣタグリーダライタ３３のアンテナ４５、変復調部４６、電源部４７、および、制御部４８は、それぞれ、センサ付きＩＣタグ３０のアンテナ３５、変復調部３６、電源部４０、および、制御部４２と実質的に同じ動作をする構成要素である。
【００３２】
ＩＣタグリーダライタ３３は、読出信号３４をセンサ付きＩＣタグ３０へ伝送することで、センサ付きＩＣタグ３０と無線通信してセンサ付きＩＣタグ３０から情報を読み出すことができる。また、書込信号３４をセンサ付きＩＣタグ３０へ伝送することで、センサ付きＩＣタグ３０に情報を書き込むことができる。つまり、ＩＣタグリーダライタ３３は、ＩＣタグ３０から情報を読み出すＩＣタグリーダとしての機能とセンサ付きＩＣタグ３０に情報を書き込むＩＣタグライタとしての機能を併せ持つ。
【００３３】
ＩＣタグリーダライタ３３がセンサ付きＩＣタグ３０から受け取った測定データは、ケーブルまたは可搬型記憶メモリを介して、コンピュータ等の上位装置５０へ入力される。
【００３４】
図３は、センサ付きＩＣタグ３０のメモリ３８に記憶される情報構成の一例を説明する説明図である。
【００３５】
メモリ３８に記憶される情報の一例は、図３に示されるように、データ最大容量、保持データ数、前回データ消去日時、シリアルナンバー（Ｎｏ．）、データ記憶領域数（例えば、１０２４領域）、および、ＩＣタグの識別情報（ＩＣタグのＩＤ番号）の情報を有する。
【００３６】
例えば、図１に示される温度センサ付きＩＣタグ３０Ａのメモリ３８の場合、温度センサとシリアルナンバーの一つを対応させて、この一のシリアルナンバーと対応する一のデータ記憶領域に温度測定の結果を測定時刻と対応させて記憶する。図３に示されるメモリ３８の場合、一つのデータ記憶領域に１０２４個の計測結果を記憶することができるので、１０２４領域あるデータ記憶領域を全て使用すれば、１０２４領域×１０２４個のデータを記憶できる。
【００３７】
次に、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａの作用を説明する。
【００３８】
まず、遮断器１Ａの開閉動作により接点部分が導通すると、遮断器１Ａと他の機器を接続する電極部１０ａ，１０ｂ（電気抵抗Ｒとする）に電流Ｉが流れるので、抵抗損ＲＩ２が生じて電極部１０ａ，１０ｂの温度が上昇する。図１に示されるように、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａでは、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａが電極部１０ａに取り付けられているので、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａは、電極部１０ａの温度を測定し取得する。
【００３９】
温度センサ付きＩＣタグ３０Ａでは、図２に示されるように、制御部４２が、時計３９に内蔵されるタイマーの働きで一定時間毎にセンサ３７から検知した温度情報を、時間情報（例えば、時刻）と一緒にメモリ３８に記憶する。
【００４０】
ここで、メモリ３８に測定結果を記憶していった結果、取得した物理量の情報を記憶するとメモリ容量を超えてしまう場合、事前に定めた所定のルールに従って制御部４２がメモリ３８に物理量の情報を記憶するように制御する。例えば、温度測定の結果が１０２４個（最大数）記憶されている場合、制御部４２は、温度測定結果のデータを記憶しているデータ記憶領域において最古の温度測定結果を消去して新しい温度測定結果を記憶する。
【００４１】
図３に示される例のように、ＩＣタグの識別情報（ＩＣタグのＩＤ番号）がメモリ３８に記憶されている場合、ＩＣタグの識別情報またはＩＣタグリーダライタ３３の識別情報の１つまたは両方が一致したことを条件として、ＩＣタグリーダライタ３３は、メモリ３８に記憶された物理量（測定結果の情報）の読み出し、または、書き込みを許可する。
【００４２】
つまり、ＩＣタグリーダライタ３３が、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａの外部から高周波信号（通信信号）３３を電磁波により温度センサ付きＩＣタグ３０Ａに与えると、ＩＣタグリーダライタ３３との情報授受が可能となる。このように、遠方から通信信号３４を送信する遠隔操作によって、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａが取得した温度測定結果の情報を取得することができるので、ユーザは、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａの状態を変化させること無く測定・監視を行うことができる。
【００４３】
温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａによれば、開閉動作における電極部１０ａ，１０ｂの温度の監視を行うことで電極部１０ａ，１０ｂの錆びまたは緩みを原因とする抵抗値増加（抵抗損の増加）が判明した場合、高電圧の活線状態であっても、限界距離（感電したり、絶縁破壊を発生する距離）以上離れた場所からＩＣタグリーダを使用して測定結果を読み出すことができる。従って、点検者（ユーザ）が感電する等のリスクを排除し従来よりも安全性を高めることができる。
【００４４】
また、ＩＣタグリーダライタ３３からセンサ付きＩＣタグ３０へ照射されるデータ通信用の電磁波に時間情報を重畳させたものを通信信号３４として送信すれば、センサ付きＩＣタグ３０は、アンテナ３５および変復調部３６を介して受信した時間情報を制御部４２が認識して時計３９を校正する信号を生成して時計３９へ送信することができる。従って、ＩＣタグリーダライタ３３で情報の読み書きを行う毎に時計３９の認識する時間を正しい時間に校正することができる。
【００４５】
さらに、読み取り時のＩＣタグリーダライタ３３からセンサ付きＩＣタグ３０へ開始指令信号等の通信信号３４およびセンサ付きＩＣタグ３０からＩＣタグリーダライタ３３へのデータは、電磁波に周波数変調またはデジタル変調を施すことで、部分放電等によるノイズと必要な信号または情報とを容易に区別することができる。
【００４６】
次に、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａの他の実施例を説明する。尚、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａと実質的に異ならない構成要素については、同じ符号を付して説明を省略する。
【００４７】
図４は、他の実施例（第２の実施例）に係る温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｂの縦断面図である。
【００４８】
図４に示される温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｂでは、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａを取り付けるために溝状に形成された取付穴５５が電極部１０ａに設けられている。そして、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａは、取付穴５５に着脱自在に取り付けられる。また、図４に示されるように、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｂでは、静電遮蔽体３１を取り付けておらず、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａは静電遮蔽体３１によって静電遮蔽されていない。
【００４９】
温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｂでは、取付穴５５に温度センサ付きＩＣタグ３０Ａを取り付けることによって、閉操作時により高電圧が遮断部２に印加された場合であっても、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａのアンテナ３５に高電界が加わることを防止できる。従って、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａのアンテナ３５を基点とした部分放電の発生を防止することができる。
【００５０】
また、取付穴５５を通じて電磁波が外部に伝播できるため、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａは、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｂの外部にあるＩＣタグリーダライタ３３と通信可能である。尚、その他の効果は、上述した温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａの場合と同様である。
【００５１】
図５は、他の実施例（第３の実施例）に係る温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｃの縦断面図である。
【００５２】
図５に示されるように、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｃでは、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｂの取付穴５５が下部電極部１０ｂにも設けられている。また、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｃは、取付穴５５の入口近傍に温度センサ付きＩＣタグ３０Ａを覆って取付穴５５を塞ぐ様に静電遮蔽体３１を取り付けて構成される。
【００５３】
温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｃでは、静電遮蔽体３１で物理的に温度センサ付きＩＣタグ３０Ａを覆って静電遮蔽することで、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｂよりもより高い静電シールド効果が期待できる。尚、その他の効果は、上述した温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｂの場合と同様である。
【００５４】
図６は、他の実施例（第４の実施例）に係る温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｄの縦断面図である。
【００５５】
温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｄは、図１に示される温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａに対して、静電遮蔽体３１の代わりに、特別な形状に加工した静電遮蔽体５８で温度センサ付きＩＣタグ３０Ａを覆って静電遮蔽して構成される。
【００５６】
静電遮蔽体５８は、金属製であり、図６に示されるように、端部を丸く加工して構成される。また、静電遮蔽体５８は、上部電極部１０ａとの間に隙間を空けて上部電極部１０に取り付けられる。
【００５７】
温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｄは、図６に示されるように、特別な形状に加工された金属製の静電遮蔽体５８で温度センサ付きＩＣタグ３０Ａを覆うことで、商用周波数の電圧や雷がラインに入ってきた状況でも温度センサ付きＩＣタグ３０Ａに高い電界が加わるのを防止できる。従って、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａが破壊すること、および、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａを基点とした部分放電の発生を防止することができる。
【００５８】
また、静電遮蔽体５８と上部電極部１０ａとの隙間を通して電波が伝播できるので、温度センサ付きＩＣタグ３０Ａは、温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ｄの外部にあるＩＣタグリーダライタ３３と通信を行うことができる。
【００５９】
以上、本発明によれば、着脱自在に取り付けたセンサ付きＩＣタグ３０が、ＩＣタグリーダからの読み出し信号を受信した時点で取得されたセンサの出力結果をＩＣタグリーダへ送信する、または、センサの出力結果をある時間間隔で検出し時間情報と共にメモリ３８に記憶していき、ＩＣタグリーダからの読み出し信号を受信した時点でメモリ３８に記憶していた情報をＩＣタグリーダへ送信することができるので、点検者（ユーザ）が感電する等のリスクを排除し従来よりも安全性を高め、かつ、点検時間および点検費用を削減できる。
【００６０】
また、センサ付きＩＣタグ３０が今まで記録した温度または部分放電の経過データを記憶したメモリ３８内の情報をＩＣタグリーダへ送信させるができるので、定期検査時において接点部分の電気的接触状態の変化を測定することができる。
【００６１】
さらに、大気の温度を測定する温度センサを電極部１０ａの温度を測定する温度センサと別に有するセンサ付きＩＣタグ３０を使用することで、温度上昇の状態を両温度センサの測定結果の比較から判断でき、時系列の比較が可能になる。この比較結果から変化が急に現れたのか、徐々に現れたのかがわかるので、異常の状態を詳細に診断できる。尚、これらの情報は、電波で送受信されるため、電波の透過する絶縁物で隠れていても温度や部分放電の測定結果の送信が可能できる。
【００６２】
一方、センサ付きＩＣタグ３０のセンサとして部分放電を測定するセンサを取り付けた場合、従来のように、部分放電の測定を行うための大掛かりな装置を外部につけることないので測定が容易になる。また、多くの箇所で部分放電を同時に測定することができるので、開閉操作を行うことで部分放電の発生位置を容易に特定することができる。
【００６３】
尚、上述の説明では、本発明に係るセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器が温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａの場合を例に説明したが、センサ付きＩＣタグのセンサは、図５に示されるように、１個に限らず同種のセンサが複数個取り付けられる場合もある。また、センサは、部分放電センサだけの場合や温度センサと部分放電センサとの両センサを有する場合もある。
【００６４】
上述の説明では、センサ付きＩＣタグ３０がバッテリー４１を備えたアクティブタイプの場合の例を説明したが、バッテリー４１の代わりに高速充電が可能な蓄電池、電気二重層コンデンサ等の大容量コンデンサの場合もある。センサ付きＩＣタグ３０が蓄電池等を備える場合には、定期的に電磁波を照射させることで充電できるため、バッテリー４１を備えたアクティブタイプの場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００６５】
また、センサ付きＩＣタグ３０Ａの取付位置が図１に示される位置と異なる場合もあるが得られる効果は同様である。具体的には、図５に示されるように下部電極部１０ｂに取り付けられる場合、図７および図８に示されるように高電圧部としての固定接触子１１に取り付けられる場合（第５の実施例および第６の実施例）、図９に示されるように高電圧部としての摺動接点部２３に取り付ける場合（第７の実施例）であっても同様の作用効果を得ることができる。
【００６６】
さらに、センサ付きＩＣタグ適用高電圧機器が断路器の場合もある。作用効果は温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａの場合と同様である。
【００６７】
一方、センサ付きＩＣタグ適用高電圧機器は、電路の開閉を行う開閉部２を備えない電力用高電圧機器の場合もある。例えば、センサ付きＩＣタグ適用高電圧機器が、図１０および図１１に示されるようなガス絶縁母線の電流引出装置（ブッシング）１Ｆの場合（第１の実施例および第２の実施例）や、図１２に示されるような碍管３中に非直線性の抵抗素子である避雷器素子６０を配置した避雷器１Ｇの場合にも温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器１Ａの場合と同様の作用効果が得られる。
【００６８】
ここで、図１０および図１１において、符号６１は絶縁スペーサ、６２は高電圧導体、６３は金属密閉タンクである。また、図１２おいて、符号６４は静電遮蔽体、６５は接地導体である。
【００６９】
尚、本発明では、センサ付きＩＣタグ３０への書き込みは必ずしも必須の処理ではない。従って、ＩＣタグリーダライタ３３は、センサ付きＩＣタグ３０に記憶された情報の読み出しのみを行うＩＣタグリーダでも良い。
【００７０】
また、本発明は、上述した発明の実施例に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。すなわち、上述した発明の実施例に開示される複数の構成要素を適宜組み合わせて種々の発明を形成したり、実施例に開示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明に係る高電圧機器の一例である温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器（第１の実施例）の縦断面図。
【図２】本発明に係る高電圧機器のセンサ付きＩＣタグおよびこのセンサ付きＩＣタグと無線通信を行うＩＣタグリーダライタの構成概略を示した概略図。
【図３】本発明に係る高電圧機器に取り付けられたセンサ付きＩＣタグのメモリに記憶される情報構成の一例を説明する説明図。
【図４】本発明に係る高電圧機器の一例である温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器（第２の実施例）の縦断面図。
【図５】本発明に係る高電圧機器の一例である温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器（第３の実施例）の縦断面図。
【図６】本発明に係る高電圧機器の一例である温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器（第４の実施例）の縦断面図。
【図７】本発明に係る高電圧機器の一例である温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器（第５の実施例）の縦断面図。
【図８】本発明に係る高電圧機器の一例である温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器（第６の実施例）の縦断面図。
【図９】本発明に係る高電圧機器の一例である温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器（第７の実施例）の縦断面図。
【図１０】本発明に係る高電圧機器の他の一例であるセンサ付きＩＣタグ適用ブッシング（第１の実施例）の縦断面図。
【図１１】本発明に係る高電圧機器の他の一例であるセンサ付きＩＣタグ適用ブッシング（第２の実施例）の縦断面図。
【図１２】本発明に係る高電圧機器の他の一例であるセンサ付きＩＣタグ適用避雷器の縦断面図。
【符号の説明】
【００７２】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 温度センサ付きＩＣタグ適用碍子形ガス遮断器（センサ付きＩＣタグ適用高電圧機器）
１Ｅ センサ付きＩＣタグ適用ブッシング（センサ付きＩＣタグ適用高電圧機器）
１Ｆ センサ付きＩＣタグ適用避雷器（センサ付きＩＣタグ適用高電圧機器）
２ 遮断部（開閉部）
３ 碍管
４ 支持碍管
５ フランジ部
６ 架台
７ 下部支持部材
８ 絶縁ガス
１０ａ 上部電極部
１０ｂ 下部電極部
１１ 固定接触子
１２ 可動接触子
１３ 接続リード
１４ 端子
１５ 端子カバー
１７ 絶縁ノズル
１９ 操作ピストン
２０ パッファシリンダ
２１ 絶縁操作ロッド
２２ 開閉操作機構
２３ 摺動接点部
２４ ＣＴ（Current Transformer）
２５ Ｅ／Ｏ変換器
２６ Ｏ／Ｅ変換器
３０ センサ付きＩＣタグ
３０Ａ 温度センサ付きＩＣタグ
３１ 静電遮蔽体
３３ ＩＣタグリーダライタ
３４ 通信信号
３５ アンテナ
３６ 変復調部
３７ センサ
３８ メモリ
３９ 時計
４０ 電源部
４１ バッテリー
４２ 制御部
４５ アンテナ
４６ 変復調部
４７ 電源部
４８ 制御部
５０ 上位装置
５５ 取付穴
５８ 静電遮蔽体
６０ 避雷器素子
６１ 絶縁スペーサ
６２ 高電圧導体
６３ 金属密閉タンク
６４ 静電遮蔽体
６５ 接地導体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁ガスを封入した容器内に高電圧部を有する高電圧機器において、
前記高電圧機器は、センサ付きＩＣタグを、前記センサ付きＩＣタグのセンサが検知対象の物理量を取得でき、かつ、前記センサ付きＩＣタグと外部にあるＩＣタグリーダとの通信が可能な位置に着脱自在に取り付けて構成したことを特徴とするセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器。
【請求項２】
前記高電圧機器は、
前記高電圧部の電気的接続状態を切り替える接点を備えた遮断器および断路器、
前記容器内に非直線性の抵抗素子を有する避雷器、および
前記容器内に絶縁体で支持され外部機器との電気的接続を担う導体を有するブッシング
の何れかであることを特徴とする請求項１記載のセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器。
【請求項３】
前記センサ付きＩＣタグは、
他装置との接続リードと電気的に接続される電極部、および、前記容器内の高電圧部の少なくとも何れかに取り付けられることを特徴とする請求項１または２記載のセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器。
【請求項４】
前記センサ付きＩＣタグを、時定数の逆数が１ＭＨｚより大きく、かつ、前記センサ付きＩＣタグの通信周波数より小さい半導電性材料で覆ったことを特徴とする請求項１及至３記載のセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器。
【請求項５】
前記センサ付きＩＣタグを、静電遮蔽する静電遮蔽体で覆ったことを特徴とする請求項１及至４記載のセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器。
【請求項６】
前記静電遮蔽体は、端部を丸く加工した金属で構成され、前記センサ付きＩＣタグが外部のＩＣタグリーダと通信可能な隙間を開けて前記センサ付きＩＣタグを覆うことを特徴とする請求項５記載のセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器。
【請求項７】
前記高電圧機器は、他装置との接続リードと電気的に接続される電極部、および、前記容器内の高電圧部の少なくとも何れかに溝状に形成された取付穴を設け、この取付穴に前記センサ付きＩＣタグを着脱可能に取り付けたことを特徴とする請求項１及至６記載のセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器。
【請求項８】
前記センサ付きＩＣタグは、このセンサ付きＩＣタグが有するセンサによって取得された測定結果を記録するメモリを備えたことを特徴とする請求項１及至７記載のセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器。
【請求項９】
前記センサ付きＩＣタグが有するセンサは、当該センサを取り付けた箇所の温度を計測する温度センサであることを特徴とする請求項１及至８記載のセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器。
【請求項１０】
前記センサ付きＩＣタグが有するセンサは、当該センサ近傍で生じた部分放電を検出する部分放電検出機能を有することを特徴とする請求項１及至９記載のセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器。
【請求項１１】
前記センサ付きＩＣタグは、前記センサ付きＩＣタグを動作させる電力を供給するバッテリーを有し、このバッテリーを外部から無線により充電する機能を持つことを特徴とする請求項１及至１０記載のセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器。
【請求項１２】
絶縁ガスを封入した容器内に高電圧部を有する高電圧機器において、
前記高電圧機器は、前記容器を構成する壁面の一部を非金属で形成し、前記容器内にセンサ付きＩＣタグを取り付けて、このセンサ付きＩＣタグと前記容器外部にあるＩＣタグリーダとの通信を可能に構成したことを特徴とするセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器。
【請求項１３】
絶縁ガスを封入した容器内に高電圧部を有する高電圧機器において、
前記高電圧機器は、前記容器外の電極部にセンサ付きＩＣタグを取り付けて、このセンサ付きＩＣタグと機器外部にあるＩＣタグリーダとの通信を可能に構成したことを特徴とするセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器。
【請求項１】
絶縁ガスを封入した容器内に高電圧部を有する高電圧機器において、
前記高電圧機器は、センサ付きＩＣタグを、前記センサ付きＩＣタグのセンサが検知対象の物理量を取得でき、かつ、前記センサ付きＩＣタグと外部にあるＩＣタグリーダとの通信が可能な位置に着脱自在に取り付けて構成したことを特徴とするセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器。
【請求項２】
前記高電圧機器は、
前記高電圧部の電気的接続状態を切り替える接点を備えた遮断器および断路器、
前記容器内に非直線性の抵抗素子を有する避雷器、および
前記容器内に絶縁体で支持され外部機器との電気的接続を担う導体を有するブッシング
の何れかであることを特徴とする請求項１記載のセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器。
【請求項３】
前記センサ付きＩＣタグは、
他装置との接続リードと電気的に接続される電極部、および、前記容器内の高電圧部の少なくとも何れかに取り付けられることを特徴とする請求項１または２記載のセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器。
【請求項４】
前記センサ付きＩＣタグを、時定数の逆数が１ＭＨｚより大きく、かつ、前記センサ付きＩＣタグの通信周波数より小さい半導電性材料で覆ったことを特徴とする請求項１及至３記載のセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器。
【請求項５】
前記センサ付きＩＣタグを、静電遮蔽する静電遮蔽体で覆ったことを特徴とする請求項１及至４記載のセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器。
【請求項６】
前記静電遮蔽体は、端部を丸く加工した金属で構成され、前記センサ付きＩＣタグが外部のＩＣタグリーダと通信可能な隙間を開けて前記センサ付きＩＣタグを覆うことを特徴とする請求項５記載のセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器。
【請求項７】
前記高電圧機器は、他装置との接続リードと電気的に接続される電極部、および、前記容器内の高電圧部の少なくとも何れかに溝状に形成された取付穴を設け、この取付穴に前記センサ付きＩＣタグを着脱可能に取り付けたことを特徴とする請求項１及至６記載のセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器。
【請求項８】
前記センサ付きＩＣタグは、このセンサ付きＩＣタグが有するセンサによって取得された測定結果を記録するメモリを備えたことを特徴とする請求項１及至７記載のセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器。
【請求項９】
前記センサ付きＩＣタグが有するセンサは、当該センサを取り付けた箇所の温度を計測する温度センサであることを特徴とする請求項１及至８記載のセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器。
【請求項１０】
前記センサ付きＩＣタグが有するセンサは、当該センサ近傍で生じた部分放電を検出する部分放電検出機能を有することを特徴とする請求項１及至９記載のセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器。
【請求項１１】
前記センサ付きＩＣタグは、前記センサ付きＩＣタグを動作させる電力を供給するバッテリーを有し、このバッテリーを外部から無線により充電する機能を持つことを特徴とする請求項１及至１０記載のセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器。
【請求項１２】
絶縁ガスを封入した容器内に高電圧部を有する高電圧機器において、
前記高電圧機器は、前記容器を構成する壁面の一部を非金属で形成し、前記容器内にセンサ付きＩＣタグを取り付けて、このセンサ付きＩＣタグと前記容器外部にあるＩＣタグリーダとの通信を可能に構成したことを特徴とするセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器。
【請求項１３】
絶縁ガスを封入した容器内に高電圧部を有する高電圧機器において、
前記高電圧機器は、前記容器外の電極部にセンサ付きＩＣタグを取り付けて、このセンサ付きＩＣタグと機器外部にあるＩＣタグリーダとの通信を可能に構成したことを特徴とするセンサ付きＩＣタグ適用高電圧機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−９９４５９（Ｐ２００８−９９４５９Ａ）
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２７９１４０（Ｐ２００６−２７９１４０）
【出願日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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