JPH07226131A - ガス絶縁電気機器の内部事故検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ガス絶縁電気機器の容器内で生じた事故を確実
に検出することができる内部事故検出装置を提供する。 【構成】容器１に設けた窓部１ａを塞ぐようにガラス板
等からなる透光体４を取り付ける。透光体４の内面４ａ
は散乱面とする。透光体４の外面に光ファイバ８の一端
の端末部８ａを対向させ、光ファイバ８の他端を受光器
９に結合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス絶縁開閉装置等の
ガス絶縁電気機器の内部で生じる地絡事故や短絡事故を
検出する内部事故検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ガス絶縁開閉装置等のガス絶縁電気機器
において、容器内で地絡事故や短絡事故が生じた場合に
は、機器のいずれの箇所で事故が生じたのかを標定し
て、事故に迅速に対処する必要がある。そのため、地絡
事故や短絡事故が生じた場合に生じるアークの発光を検
出することにより、事故の発生を検出するようにした内
部事故検出装置が提案されている。

【０００３】図１０はアーク光を検出することにより内
部事故を検出するようにした従来の内部事故検出装置の
構成を示したもので、同図において１はガス絶縁開閉装
置の母線部分の金属容器、２は金属容器１内に配置され
た母線導体であり、容器１内にはＳＦ₆ ガスが所定の圧
力で封入されている。容器１の壁部の一部を貫通させて
窓部１ａが設けられ、該窓部１ａの周辺部に突設された
周壁部３内にガラス板４´が嵌め込まれて、ガラス板４
´が窓部１ａの周辺部にパッキン５を介して当接されて
いる。周壁部３の開口部周辺に押え板６がネジ止めされ
てガラス板４´が固定されている。押え板６にはケース
７が接続され、該ケースの底壁部に設けられた開口部７
ａを通して該ケース内に挿入された受信用光ファイバ８
の一端の端末部８ａがガラス板４´の中央部に対向させ
られている。光ファイバ８の他端は図示しない受光器に
結合されている。図１０と同様に構成された内部事故検
出装置が、ガス絶縁開閉装置の他の容器にも取り付けら
れている。

【０００４】図１０に示した内部事故検出装置におい
て、例えば図示のＰ1 点で地絡事故が生じ、アークＡ1
が生じると、そのアーク光はガラス板４´を通して光フ
ァイバ８の端末部８ａに達するため、該アーク光が光フ
ァイバ８を通して図示しない受光器に達する。従って該
受光器より検出信号を得ることができ、容器１内で事故
が発生したことを検出することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図１０に示した内部事
故検出装置においては、受信用光ファイバ８の端末部か
らガラス板４´を通して見通すことができる箇所でアー
クＡ1 が発生したときにそのアーク光を検出して事故の
発生を検出し得るが、光ファイバ８の端末部８ａからは
見通すことができない点、例えば図示のＰ2 点でアーク
Ａ2 が発生した場合には、そのアーク光が直接光ファイ
バ８の端末部８ａに達しないため、アークＡ2 の発生を
適確に検出することができず、事故検出の信頼性が低い
という問題があった。また光ファイバ８の端末部８ａに
アーク光が達したとしても、そのアーク光の入射角が、
光ファイバに固有の入射角（数度ないし２０度）から外
れている場合には、光ファイバ内をアーク光が伝搬しな
いため、事故の検出を行うことができない。

【０００６】本発明の目的は、容器内の各部でアークを
伴う事故が生じた場合に、その事故を確実に検出するこ
とができるようにしたガス絶縁電気機器の内部事故検出
装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、電気機器本体
を絶縁ガスが封入された容器内に収納してなるガス絶縁
電気機器の容器内で事故が発生したときに生じるアーク
を検出することによりガス絶縁電気機器の内部事故を検
出する装置に係わるものである。

【０００８】本発明においては、容器の壁部を貫通させ
て設けられた窓部を塞ぐように透光体を取り付け、該透
光体の容器内に臨む面を該透光体への入射面（光を入射
させる面）として、該入射面に散乱性を有する部分を設
けておく。そして、透光体を透過した光を一端側から受
け入れて光ファイバを通して伝送する光信号伝送手段を
設け、該光信号伝送手段の他端に受光器を結合する。

【０００９】ここで「透光体」とは、光を透過させる材
料からなる板状またはブロック状等の任意の形状の部材
である。検出しようとするアーク光は紫外領域、可視領
域及び赤外領域のあらゆる領域の波長成分を含むので、
透光体を形成する材料はいずれかの領域の波長成分の光
を透過させるものであればよいが、検出感度を高めるた
めには、受光器の感度が高い領域の波長成分を多く通過
させる特性を有する材料を用いるのが好ましい。透光体
を構成する材料としては、各種のガラス、アクリル等の
樹脂、弗化バリウム、弗化カルシウム等の赤外線透過性
を有する結晶体等を用いることができる。

【００１０】また本発明において「散乱性」とは、光を
散乱させる性質を意味する。透光体の入射面に散乱性を
持たせるには、例えば、該入射面にスリガラス処理のよ
うな散乱処理を施せばよい。また、透光体の入射面に散
乱処理を施す代りに、透光体の入射面を耐アーク性及び
散乱性を有する被膜（コーティングまたは薄膜）により
被覆することによっても散乱性を持たせることができ
る。

【００１１】アークの発生を確実に検出するためには、
透光体の入射面の全体に散乱性を持たせる（入射面全体
を散乱面とする）のが好ましいが、場合によっては、透
光体の入射面の大部分に散乱性を持たせ、その一部を散
乱性を有しない部分として残しておくようにしてもよ
い。

【００１２】上記のように、透光体の容器内に臨む面を
入射面として、該入射面に散乱性を持たせた部分を設け
ておくと、光信号伝送手段の受光部から見通すことがで
きない位置でアークが発生した場合でも、透光体の入射
面の散乱性を有する部分にアーク光が到達しさえすれ
ば、該アーク光が散乱されて透光体内に均等に入射す
る。このとき透光体の入射面をその反対側の面から見る
と、散乱性を有する部分が明るく輝いて見える。光信号
伝送手段は、透光体の入射面で均等に散乱されたアーク
光をその一端側の受光部から受け入れて受光器に伝搬さ
せるので、光信号伝送手段の受光部から見通すことがで
きない箇所でアークが発生した場合でも、そのアーク光
を捕らえて検出することができる。また透光体に対する
アーク光の入射角がいかなる場合でも、光信号伝送手段
の受光部に光を到達させることができるため、アーク光
の検出を確実に行わせることができ、内部事故を確実に
検出することができる。

【００１３】透光体の入射面の散乱性を有する部分で散
乱したアーク光を光信号伝送手段に導くための構造には
種々の態様が考えられる。

【００１４】例えば、上記透光体を板状に形成する場合
には、光信号伝送手段の一端の受光部を板状の透光体の
入射面（容器内に臨む面）と反対側の面に対向させた状
態で設ければよい。

【００１５】なお光信号伝送手段は、光ファイバのみで
構成してもよく、光ファイバと、該光ファイバの端部に
結合された端末部とにより構成してもよい。光ファイバ
の端末部は、光ファイバの端部の保護を図ったり、該光
ファイバの端部を適宜の取付け箇所に固定する場合にそ
の固定を容易にしたりするために設けられるもので、例
えば、光ファイバの端部を受け入れる筒状のケースと、
該ケースの開口部を閉じるように取り付けられた適宜の
光学素子（フィルタ、透明板またはコリメータレンズ
等）とにより構成される。

【００１６】光信号伝送手段を光ファイバのみにより構
成する場合には、該光ファイバの一端の端面そのものが
受光部となり、光ファイバとその端部に結合された端末
部とにより光伝送手段を構成する場合には、該端末部の
端面が受光部となる。

【００１７】また上記容器の外側に透光体を透過した光
を入射させる空洞を設けて該空洞の内面を反射面（光を
反射させる面）とし、光信号伝送手段の一端の受光部
を、空洞の外殻を貫通させて設けられた孔を通して該空
洞内に指向させるようにしてもよい。

【００１８】このように、ガラス板を透過した光を空洞
に入射させて該空洞の内面で反射させるようにすると、
空洞が積分球と同様の機能を果たすため、アーク光を高
感度で検出することができる。

【００１９】また上記透光体として、容器の窓部を塞ぐ
ように設けられた板状部分と該板状部分に一体化された
球状部分とを有するものを用いることもできる。この場
合、透光体の板状部分の容器内に臨む面を入射面とし、
光信号伝送手段の一端の受光部を透光体の球状部分の外
面の一部に対向させた状態で配置する。透光体の外面の
光信号伝送手段の一端の受光部が対向する部分を除いた
部分には、該透光体内に入射した光を反射させる反射面
を形成しておく。

【００２０】このような透光体を用いると、入射面の散
乱性を有する部分で均等に散乱して透光体内に入射した
光が、該透光体内で反射を繰り返して光信号伝送手段の
受光部に達するため、アーク光を高感度で検出すること
ができる。

【００２１】また上記透光体を、容器の窓部の周辺部に
突設した周壁部内に嵌合した状態で設けて、該周壁部の
内面に沿う透光体の側面側に、該透光体内に入射した光
を反射させる反射面を設けるようにしてもよい。この場
合、光信号伝送手段は、その一端の受光部を透光体の入
射面と反対側の面に対向させた状態で設ける。透光体と
しては、円筒状、立方体状、横断面が多角形状を呈する
角柱状等任意の形状のものを用いることができる。

【００２２】このように構成した場合にも、透光体内に
入射した光が該透光体内で反射を繰り返して光信号伝送
手段の受光部に達するため、アーク光を高感度で検出す
ることができる。

【００２３】本発明においてはまた、透光体を透過した
光を入射させる空洞を容器の外側に設けて、該空洞の外
殻を貫通させて設けた窓部を通して該空洞内にコーン状
の透光性ブロック（透光性を有するブロック）を、その
先端部を透光体に向けた状態で挿入し、該透光性ブロッ
クの後端面に受信用光ファイバの一端の受光部を対向さ
せるようにすることもできる。この場合、空洞内に位置
する透光性ブロックの表面は散乱性を有する面とし、空
洞の内面は光を反射させる反射面とする。

【００２４】このように構成すると、空洞の内面で反射
を繰り返すことにより積分された光をコーン状のガラス
ブロックの表面で散乱させて光信号伝送手段に導くこと
ができるため、より多くの光を受光器に導いて検出感度
を高めることができる。

【００２５】本発明の検出装置において、透光体の入射
面が万一絶縁ガスの分解ガスにより腐食されると、検出
性能が低下するおそれがある。そこで、透光体の入射面
の腐食の程度をモニタし得るようにしておくのが好まし
い。そのためには、透光体の入射面の一部に散乱性を有
しない部分を残しておき、容器内にミラーを設けて該ミ
ラーを入射面の散乱性を有しない部分に対向配置する。
透光体の外側にはチェック光伝送手段を設けて、該チェ
ック光伝送手段の一端を透光体を介してミラーに指向さ
せる。そしてチェック光伝送手段の他端をチェック用光
源に結合し、該チェック用光源が発生する光をチェック
光伝送手段を通してミラーに与える。

【００２６】このように構成しておくと、ミラーで反射
したチェック用光源からの光を光信号伝送手段を通して
受光器により検出することによって透光体の入射面の腐
食の程度をモニタすることができるため、透光体の腐食
に適確に対処することができる。

【００２７】本発明において、光信号伝送手段の一端に
透光性を有する端末部が設けられている場合には、該端
末部の端面が光信号伝送手段の受光部となる。この場
合、該端末部の端面に散乱性を持たせるのが好ましい。
このように光信号伝送手段の一端の受光部に散乱性を持
たせておくと、光信号伝送手段への入射可能角度を広く
することができるため、検出を更に確実にすることがで
きる。

【００２８】上記の各構成では、透光体が光信号伝送手
段と別個に設けられているが、該光信号伝送手段の一端
に、容器の窓部を気密に貫通した状態で取り付け得る端
末部が設けられている場合には、該端末部を透光体とし
て用いることもできる。この場合、光信号伝送手段の端
末部の端面を入射面として、該入射面に散乱性を有する
部分を設ける。

【００２９】

【作用】上記のように、ガス絶縁電気機器の容器に設け
た窓部を塞ぐように透光体を取り付け、該透光体の容器
内に臨む面を入射面として、該入射面に散乱性を有する
部分を設けておくと、光信号伝送手段の受光部から見通
すことができない位置でアークが発生した場合でも、透
光体の入射面の散乱性を有する部分にアーク光が到達し
さえすれば、該アーク光を光伝送手段を通して受光器に
伝えることができる。従って、光信号伝送手段の受光部
から見通すことができない箇所でアークが発生した場合
でも、そのアーク光を捕らえて、検出することができ
る。また透光体に対するアーク光の入射角がいかなる場
合でも、光信号伝送手段の受光部に光を到達させること
ができるため、アーク光の検出を確実に行わせることが
でき、内部事故を確実に検出することができる。

【００３０】

【実施例】図１はガス絶縁開閉装置の母線部分に本発明
を適用した第１の実施例を示したものである。同図にお
いて１はガス絶縁開閉装置の母線部分の金属容器、２は
金属容器１内に配置された母線導体であり、容器１内に
はＳＦ₆ ガスが所定の圧力で封入されている。容器１の
壁部の一部を貫通させて設けられた窓部１ａの周辺部に
環状の周壁部３が突設され、該周壁部３内にガラス等の
透光性を有する材料からなる板状の透光体４が嵌め込ま
れている。透光体４は窓部１ａの周辺部にパッキン５を
介して当接されている。周壁部３の開口部に設けられた
フランジ部に押え板６がネジ止めされて透光体４が容器
１に対して固定されている。本発明においては、透光体
４の容器１内に臨む面が入射面４ａとなっていて、該入
射面４ａに散乱性（光を散乱させる性質）を有する部分
が設けられている。この実施例では、入射面４ａの全体
にスリガラス処理等の散乱処理が施されて、該入射面４
ａの全体が散乱面（光を散乱させる面）となっている。

【００３１】なお入射面４ａに散乱処理を施す代りに、
該入射面に耐アーク性、耐分解ガス性及び散乱性を有す
る材料（例えばポリテトラフルオルエチレン）からなる
コーティングを施したり、該入射面を耐アーク性、耐分
解ガス性及び散乱性を有する材料からなる薄膜で被覆し
たりすることによって、入射面４ａに散乱性を持たせる
ようにしてもよい。

【００３２】透光体４はその横断面の輪郭が円形を呈す
るものでもよく、矩形状、正方形状など他の形状を呈す
るものでもよい。透光体４を嵌め込む周壁部３の断面形
状は透光体の形状に応じて適宜に設定する。

【００３３】押え板６にはケース７が接続され、該ケー
スの底壁部に設けられた開口部７ａを通して該ケース内
に受信用光ファイバ８の一端が挿入されている。受信用
光ファイバ８の一端にはスリーブ状を呈する端末部８ａ
が嵌着され、該端末部８ａの前端に取り付けられた薄い
透光板８ｂに光ファイバ８の一端が対向させられてい
る。この例では、光ファイバ８と端末部８ａとにより光
信号伝送手段が構成されている。端末部８ａの前端に設
けられた透光板８ｂの外面８b1が光信号伝達手段の受光
部となっており、この例では、透光板８ｂの外面８b1
が、透光体４の入射面と同様な散乱面となっている。

【００３４】透光板８ｂの外面８b1は透光体４の外面４
ｂに対向させられ、光ファイバ８の他端（光信号伝送手
段の他端）は受光器９に結合されている。受光器９はフ
ォトダイオード等の受光素子や該受光素子の出力を増幅
する増幅器等からなっていて、容器１内で発生したアー
ク光に相応した電気信号を判定回路に与える。判定回路
は例えば受光器の出力信号を所定のしきい値と比較する
比較器からなっていて、受光器９から所定のしきい値以
上の出力信号が発生したときに、アークを伴う事故が生
じたと判定する。

【００３５】図１の実施例において、容器１内で地絡事
故等が生じてアークが発生すると、そのアーク光が透光
体４の入射面４ａに達する。透光体４の入射面４ａは散
乱面となっているため、透光体４に達した光は該透光体
４内に均等に散乱して受信用光ファイバ８に入射する。
このとき透光体４の入射面４ａを光ファイバ８の端末部
８ａ側から見ると該入射面４ａ全体が明るく輝いて見え
る。光ファイバ８は、この散乱光を受け入れて受光器９
に向けて伝送するため、該受光器から検出信号が得ら
れ、容器内で事故が生じたことが検出される。

【００３６】従って上記実施例によれば、アークの発生
位置がいかなる場合でも、一定値以上の検出出力を得る
ことができ、光信号伝送手段の受光部（透光板８ｂの外
面８b1）から見通すことができる図示のＰ1 点で発生し
たアークＡ1 を検出することができるのはもちろん、該
受光部から見通すことができないＰ2 点で発生したアー
クＡ2 をも検出することができる。

【００３７】光ファイバ８の開口数ＮＡ（入射可能最大
角度の正弦値）は、０．２〜０．５程度であり、光ファ
イバに入射可能な角度範囲は非常に小さい（数度〜１５
度程度）が、上記実施例のように、光ファイバ８の端末
部に設けた透光板の外面８b1を散乱面としておくと、光
ファイバ８への入射可能角度範囲を広くすることができ
るため、検出動作を更に確実にすることができる。

【００３８】図９は光ファイバ８の端末部に設けた透光
板８ｂの外面８b1を散乱面としない場合と、散乱面とし
た場合とについて、光ファイバ８への入射角と、入射す
る光の強度との関係を示したもので、同図において曲線
ａは透光板の外面８b1を散乱面としない場合を示し、曲
線ｂは散乱面とした場合を示している。このように、光
ファイバ８の端末部に設けた透光板の外面８b1（光信号
伝送手段の受光部）を散乱面としておくと、光ファイバ
８の指向性をなくしてその入射可能角度範囲を広くする
ことができるため、検出性能を高めて容器内で生じたア
ーク光の検出を更に確実に行わせることができる。

【００３９】なお上記のように光信号伝送手段の受光部
を散乱面とすると、受光器に達する光量は減少するが、
受信光量の減少は受光器の感度を上げることにより対処
できるので問題ない。

【００４０】ガス絶縁開閉装置のように、容器１内にＳ
Ｆ₆ ガスが封入されている場合には、アーク発生時に生
じる分解ガスにより透光体４の入射面が腐食するおそれ
がある。透光体４の入射面が散乱面となっていない場合
には、透光体の入射面が腐食すると、その腐食による透
過光量の減少が検出動作に大きく影響する。これに対
し、上記実施例のように透光体４の入射面を当初から散
乱面としておくと、腐食に起因する散乱による透過光量
の減少の影響を少なくすることができる。

【００４１】また透光体の入射面に耐分解ガス性と散乱
性とを有するコーティングを施したり、同様の材料の薄
膜を貼り付けたりすることにより散乱性を持たせるよう
にすると、耐分解ガス性を改善することができる。

【００４２】図２は本発明の第２の実施例を示したもの
で、この実施例では、押え板６に筒体１０の開口部が接
続され、押え板６と筒体１０とにより空洞１１が構成さ
れている。空洞１１の内面１１ａは、光を乱反射させる
乱反射面となっている。この乱反射面は、例えば、筒体
１０の内面及び押え板６の筒体１０内に臨む面にフッ化
マグネシウム等の散乱反射塗料１３を塗布することによ
り形成できる。空洞１１の外殻を構成する筒体１０の壁
部を貫通させて孔１０ｂが設けられ、受信用光ファイバ
８の一端の端末部８ａが孔１０ｂを通して空洞内に指向
されている。この実施例でも、透光体４の入射面４ａ及
び、光ファイバ８の端末部８ａの透光板８ｂの外面８b1
は散乱面となっている。光ファイバ８の他端は受光器に
結合されている。筒体１０の断面形状は円形でもよく、
正方形等の角形でもよい。

【００４３】図２のように構成すると、アークＡ1 によ
り生じた光は、透光体４の入射面４ａで散乱させられて
透光体４内にほぼ均等に分散して入射する。透光体４を
通過した光は空洞１１内に入射して該空洞の内面（乱反
射面）１０ａにより乱反射させられるため、空洞１１が
積分球と同様に働き、入射光が積分される。積分された
アーク光は受信用光ファイバ８を通して受光器に与えら
れる。

【００４４】このように内面を乱反射面とした空洞を設
けて該空洞内に光信号伝送手段の一端の受光部を指向さ
せると、透光体４を通過した光が積分されて光信号伝送
手段に到達するため、検出感度を高めて内部事故の検出
を確実にすることができる。図２の実施例のように、空
洞１１内で、入射したアーク光を積分するようにする
と、アークの発生場所の如何にかかわらず光ファイバ８
に到達する光の光量をほぼ均一化することができるた
め、透光体４の入射面４ａの散乱処理を省略することが
できる。

【００４５】なお図２の実施例において、光ファイバ８
の一端の端末部の透光板８ｂの外面の散乱処理は省略す
ることができる。

【００４６】図３は本発明の更に他の実施例を示したも
ので、この実施例では、板状部分１５と該板状部分の一
面側に一体化された球状部分１６とを有する透光体１７
が用いられている。透光体１７の板状部分１５がガス絶
縁開閉装置の容器１の窓部１ａの周辺部に設けられた周
壁部３内に嵌め込まれて、押え板６により固定されてい
る。透光体１７の球状部分１６の外面はその一部１６ａ
を除いて反射面を内側に向けたミラー膜１８により被覆
され、透光性ブロック１７の球状部分１６の外面のミラ
ー膜１８により被覆されていない部分１６ａに受信用光
ファイバ８の一端の端末部８ａが対向配置されている。
受信用光ファイバ８の他端は受光器に結合されている。
透光体１７の板状部分１５の容器１内に臨む面が透光体
１７の入射面１５ａとなっており、該入射面１５ａが散
乱面となっている。

【００４７】図３の実施例においては、透光体１７の板
状部分１５に入射したアーク光が球状部分１６内で反射
を繰り返すため、透光体１７が積分球と同様の動作を
し、積分された光が光ファイバ８に到達する。

【００４８】図３の実施例において、光ファイバ８の端
末部８ａの受光面は散乱処理が施されていてもよく、散
乱処理が施されていなくてもよい。

【００４９】図４は本発明の更に他の実施例を示したも
ので、この実施例においては、キュービック状または円
柱状の透光体２０が設けられ、この透光体２０は、容器
１の窓部１ａの周辺部に突設された奥行きの深い周壁部
３内に嵌合されて押え板６により固定されている。周壁
部３の断面形状は、透光体２０の形状に応じて適宜に設
定される。透光体２０の容器１内に臨む入射面２０ａは
散乱面となっている。透光体２０の外面は、その他端の
端面の中央部２０ｂを除いて反射面を内側に向けたミラ
ー膜２１により被覆され、透光体２０のミラー膜２１が
形成されていない部分２０ｂに受信用光ファイバ８の一
端の端末部８ａが対向配置されている。光ファイバの端
末部８ａの前端には透光板８ｂが取り付けられ、透光板
８ｂの外面も散乱面となっている。受信用光ファイバ８
の他端は受光器に結合されている。

【００５０】図５は図４の実施例の変形例を示したもの
で、この例では、光ファイバ８の端末部８ａの受光面
（透光板８ｂの外面）の散乱処理が省略され、代りに、
透光体２０の他端の端面のミラー膜２１が形成されてい
ない部分２０ｂに散乱性を有する部分２０b1が設けられ
ている。その他の点は図４の実施例と同様である。

【００５１】図４または図５に示した実施例において
は、透光体２０に入射したアーク光がその内部で反射を
繰り返して光ファイバ８に入射するため、透光体２０に
入射したアーク光が積分されて光ファイバ８に到達す
る。従ってこれらの実施例においても、図２または図３
の実施例と同様の効果を得ることができる。

【００５２】図４の実施例において、光ファイバ８の端
末部８ａの受光面は散乱性を有しない面であってもよ
い。また図５の実施例において、透光体２０のミラー膜
が形成されていない部分２０ｂの散乱性を有する部分２
０b1は省略してもよい。

【００５３】図４及び図５に示した実施例において、透
光体２０の外面を覆うミラー膜２１は、周壁部３の内面
に沿う側面部にのみ設けてもよい。また透光体２０の側
面を覆うようにミラー膜を設ける代りに、周壁部３の内
面にミラー膜を設けるようにしてもよい。

【００５４】図６は本発明の更に他の実施例を示したも
ので、この実施例では、容器１の壁部を貫通させて設け
られた窓部１ａの周辺部に突設された周壁部３内に透光
体４が嵌め込まれ、不透明な材料により箱形または円筒
形に形成されたケース２５の天井壁２５ａが周壁部３の
端部にボルト止めされている。透光体４はケースの天井
壁２５ａにより周壁部３内に押え込まれた状態で固定さ
れている。ケース２５の天井壁２５ａには開口部２５a1
が形成され、透光体４を透過した光が開口部２５a1を通
してケース２５内に入射させられている。ケース２５の
底壁部２５ｂの中央部に窓部２５b1が形成され、この窓
部２５b1を通してケース２５内に、ガラス等の透明材料
からなるコーン状の透光性ブロック２６が、その先端２
６ａを透光体４側に向けた状態で挿入されている。この
実施例では、ケース２５により空洞が構成され、該空洞
の内面２５ｃは乱反射面となっている。この乱反射面
は、フッ化マグネシウム等の散乱反射塗料１３を塗布す
ることにより形成される。また透光体４の容器１内に臨
む入射面４ａは散乱面となっている。

【００５５】コーン状の透光性ブロック２６の後端面２
６ｂに受信用光ファイバ８の一端の端末部８ａ（光信号
伝送手段の受光部）が対向配置され、受信用光ファイバ
８の他端は図示しない受光器に結合されている。ケース
２５により構成された空洞内に位置する透光性ブロック
２６の表面２６ｃには光を散乱させる散乱処理が施され
ている。

【００５６】図６の実施例では、ケース２５により構成
された空洞内に入射した光が、該空洞の内面の乱反射面
により反射を繰り返してガラスブロック２６の散乱処理
が施された表面２６ｃに達する。ガラスブロック２６の
表面に達した光は散乱して該ガラスブロック２６内に均
等に分散して入射し、光ファイバ８の一端に入射する。

【００５７】この実施例においても、透光体４に入射し
た光が空洞内で積分されるため、図２ないし図５の実施
例と同様の効果を得ることができる。またコーン状の透
光性ブロック２６を設けると、光信号伝送手段の受光部
に入射する光の角度成分を多くすることができるため、
検出感度を高めることができる。

【００５８】図６の実施例において、光ファイバ８の端
末部８ａの受光面に散乱処理を施すこともできる。

【００５９】図７は本発明の更に他の実施例を示したも
ので、この実施例では、受信用光ファイバ８の一端に設
けられた端末部８ａが、ガス絶縁開閉装置の容器１の壁
部を貫通させて設けられた小さな窓部１ａを気密に貫通
した状態で該容器１内に挿入されている。受信用光ファ
イバ８の端末部８ａの前面には透光板８ｂが取り付けら
れていて、透光板８ｂの外面８b1が散乱面となってい
る。受信用光ファイバ８の他端は受光器に結合されてい
る。

【００６０】図７の実施例では、光ファイバの一端に設
けられた端末部８ａ自体が透光体を構成しており、容器
１内で発生したアーク光が端末部８ａの先端の透光板８
ｂに直接到達する。透光板８ｂに到達した光はその外面
（入射面）の散乱面により散乱して均等に分散して光フ
ァイバ８の一端に入射するため、アークの発生場所の如
何に係わりなく、光ファイバ８に一定の光量以上の光を
入射することができる。

【００６１】図８は本発明の更に他の実施例を示したも
ので、この実施例では、容器１の壁部を貫通させて設け
られた窓部１ａを塞ぐように取り付けられた板状の透光
体４の内面４ａに散乱性を持たせる処理（散乱処理また
は散乱性被膜の接着等）を施す際に、その一部に散乱性
を有しない部分４a1が残される。容器１内にはミラー３
０が設けられて該ミラーが透光体４の内面の散乱性を有
しない部分４a1に対向配置されている。透光体４の外側
にはチェック光伝送手段を構成するチェック用光ファイ
バ３１が配置され、該光ファイバ３１の一端の端末部３
１ａが透光体４を介してミラー３０に指向されている。
チェック用光ファイバ３１の他端は図示しないチェック
用光源に結合されていて、該光源から光ファイバ３１と
透光体４の散乱性を有しない部分とを通してミラー３０
に光が照射され、ミラー３０で反射された光が透光体４
の散乱性を有しない部分を通して受信用光ファイバ８の
端末部８ａに入射するようになっている。

【００６２】この実施例において、受信用光ファイバ８
の端末部８ａの受光面に散乱処理が施されていない場合
には、光ファイバ３１から出射した光の内、できるだけ
多くの部分を受信用光ファイバ８に入射させるように、
ミラー３０への入出射角θと受信用光ファイバ８への入
射角θ´とを選ぶことが必要であるが、光ファイバ８の
端末部８ａの受光面に散乱処理が施されている場合に
は、これらの角度をある程度自由に選定することができ
る。

【００６３】図８の実施例のようにミラー３０とチェッ
ク光伝送手段を構成する光ファイバ３１とを設けておく
と、光ファイバ３１から出射した光を受信用光ファイバ
８で受けてその受信光量をチェックすることにより、腐
食に伴う透光体４の透過光量の低下やミラー３０の反射
率の低下をモニタすることができるので、分解ガスが事
故検出装置に与える影響を確認することができるだけで
なく、そのモニタ結果に基いて受光器の感度を調整する
ことにより、所定の検出感度を維持することができる。

【００６４】またこの実施例によれば、容器１内で事故
が生じていない状態でチェック用光ファイバ３１から光
を出射させて、ミラー３０で反射した光を受信用光ファ
イバ８を通して受信することにより、装置が正常に動作
するか否かを確認することができる。

【００６５】図８の実施例に示した構造は、図１の実施
例に適用することができるが、空洞内にチェック用光フ
ァイバ３１の一端を挿入することにより、図２及び図６
の実施例にも適用することができる。

【００６６】図２の実施例及び図６の実施例において
は、空洞の内面を乱反射面としたが、この空洞の内面は
光を反射させる面（反射面）であればよく、ミラー面で
あってもよい。

【００６７】図３の実施例においては、透光体１７の球
状部分１６の外面をミラー面で被覆するようにしたが、
球状部分１６の外面に散乱処理を施して、球状部分の内
側から見てその外面が乱反射面となるようにしてもよ
い。

【００６８】図４及び図５の実施例においては、透光体
２０の外面にミラー面を形成したが、透光体２０の外面
に散乱処理を施すようにしてもよい。また透光体２０を
取り囲む周壁部３の内面の反射率が高い場合には、透光
体２０の外面をミラー膜で被覆したり、該透光体の外面
に散乱処理を施したりしなくてもよい。

【００６９】上記の実施例では、ガス絶縁開閉装置の母
線部分に適用したが、ガス絶縁開閉装置の他の部分や、
他のガス絶縁電気機器にも本発明の内部事故検出装置を
適用できるのはもちろんである。

【００７０】

【発明の効果】本発明によれば、透光体のガス絶縁電気
機器の容器内に臨む面を入射面として、該入射面に散乱
性を有する部分を設け、該散乱性を有する部分で散乱し
て透光体内を透過した光を光信号伝送手段を通して受光
器に導くようにしたので、透光体の入射面に入射したア
ーク光を均等に分散させて光信号伝送手段に入射させる
ことができ、光信号伝送手段の受光部から直接見通すこ
とができない位置でアークが発生した場合でも、そのア
ーク光を捕らえて検出することができ、内部事故の検出
を確実に行わせることができる。

【００７１】特に請求項３に記載した発明によれば、透
光体を透過した光を空洞に入射させて該空洞の内面で反
射させるようにしたので、空洞に積分球と同様の機能を
持たせてアーク光の検出感度を高めることができる。

【００７２】更に、請求項４に記載した発明によれば、
球状部を有する透光体を設けて、該透光体の球状部の外
面に反射面を設けたので、透光体に積分球と同様の機能
を持たせて、アーク光を高感度で検出することができ
る。

【００７３】また請求項５に記載した発明によれば、透
光体を容器に設けた窓部の周辺部に設けた周壁部内に嵌
合させた状態で取り付け、該周壁部の内面に沿う透光体
の側面側に反射面を設けることにより、透光体に入射し
た光がその内部で反射を繰り返して光信号伝送手段の受
光部に入射するようにしたので、透光体に積分球と同様
の機能を持たせて検出感度を高めることができる。

【００７４】更に請求項６に記載した発明によれば、透
光体を透過した光を入射させる空洞を設けて該空洞の内
面を反射面とし、表面に散乱性を持たせたコーン状の透
光性ブロックを空洞の外殻に設けられた孔を通して該空
洞内に挿入したので、空洞により積分された光をコーン
状の透光性ブロックの表面で散乱させて光信号伝送手段
に導くことができ、より多くの光を光信号伝送手段に導
いて検出感度を高めることができる。

【００７５】また請求項７に記載した発明によれば、チ
ェック光伝送手段から出射させた光を容器内に設けたミ
ラーにより反射させて光信号伝送手段に導くようにした
ので、容器内に絶縁ガスの分解ガスが存在して透光体の
内面が腐食する恐れがある場合に、その腐食の程度をモ
ニタすることができ、透光体の腐食に適確に対処するこ
とができる。

【００７６】請求項８に記載した発明によれば、光信号
伝送手段の受光部に散乱性を持たせたので、光信号伝送
手段を構成する光ファイバへの入射可能角度を広くし
て、検出を確実にすることができる。

【００７７】請求項９に記載した発明によれば、光信号
伝送手段を構成する光ファイバの端末部自体を透光体と
して用いたので、構造を簡単にして、しかも内部事故の
検出を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の要部を示した断面図で
ある。

【図２】本発明の第２の実施例の要部を示した断面図で
ある。

【図３】本発明の第３の実施例の要部を示した断面図で
ある。

【図４】本発明の第４の実施例の要部を示した断面図で
ある。

【図５】本発明の第５の実施例の要部を示した断面図で
ある。

【図６】本発明の第６の実施例の要部を示した断面図で
ある。

【図７】本発明の第７の実施例の要部を示した断面図で
ある。

【図８】本発明の第８の実施例の要部を示した断面図で
ある。

【図９】光ファイバの端末部の入射面に散乱処理を施し
た場合と施さない場合とについて入射特性を比較して示
した線図である。

【図１０】従来の内部事故検出装置の要部を示した断面
図である。

【符号の説明】 １ ガス絶縁開閉装置の容器 １ａ 窓部 ２ 母線導体 ３ 周壁部 ４ 透光体 ８ 光信号伝送手段を構成する光ファイバ ９ 受光器 １１ 空洞 １５ 板状部 １６ 球状部 １７ 透光体 ２０ 透光体 ２１ ミラー膜 ２５ 空洞を構成するケース ２６ コーン状の透光性ブロック ３０ ミラー ３１ チェック用光ファイバ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気機器本体を絶縁ガスが封入された容
   器内に収納してなるガス絶縁電気機器の前記容器内で事
   故が発生したときに生じるアークを検出することにより
   ガス絶縁電気機器の内部事故を検出する装置であって、 前記容器の壁部を貫通させて設けられた窓部を塞ぐよう
   に取り付けられた透光体と、 前記透光体を透過した光を一端側から受け入れて光ファ
   イバを通して伝送する光信号伝送手段と、 前記光信号伝送手段の他端に結合された受光器とを具備
   し、 前記透光体の容器内に臨む面を該透光体の入射面とし
   て、該入射面に散乱性を有する部分を設けたことを特徴
   とするガス絶縁電気機器の内部事故検出装置。
2. 【請求項２】 前記透光体は板状に形成され、 前記光信号伝送手段は、前記透光体の入射面と反対側の
   面にその一端の受光部を対向させた状態で配置されてい
   ることを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁電気機器
   の内部事故検出装置。
3. 【請求項３】 前記透光体を透過した光を入射させる空
   洞が前記容器の外側に配置され、 前記光信号伝送手段の一端の受光部が前記空洞の外殻を
   貫通させて設けられた孔を通して該空洞内に指向され、 前記空洞の内面は光を反射する反射面となっていること
   を特徴とする請求項１または２に記載のガス絶縁電気機
   器の内部放電検出装置。
4. 【請求項４】 前記透光体は、前記容器の窓部を塞ぐよ
   うに設けられた板状部分と該板状部分に一体化された球
   状部分とを有していて、該透光体の板状部分の容器内に
   臨む面が前記入射面となっており、 前記光信号伝送手段は、その一端の受光部を前記透光体
   の球状部分の外面の一部に対向させた状態で配置され、 前記透光体の外面の前記光信号伝送手段の受光部が対向
   する部分を除いた部分には、該透光体内に入射した光を
   反射させる反射面が形成されていることを特徴とする請
   求項１に記載のガス絶縁電気機器の内部事故検出装置。
5. 【請求項５】 前記容器の窓部の周辺部に周壁部が突設
   されて、該周壁部内に前記透光体が嵌合され、 前記周壁部の内面に沿う前記透光体の側面側には、該透
   光体の入射面から該透光体内に入射した光を反射させる
   反射面が設けられ、 前記光信号伝送手段は、その一端の受光部を前記透光体
   の入射面と反対側の面に対向させた状態で設けられてい
   ることを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁電気機器
   の内部事故検出装置。
6. 【請求項６】 前記透光体を透過した光を入射させる空
   洞が前記容器の外側に配置され、 前記空洞の外殻を貫通させて設けられた窓部を通して前
   記空洞内にコーン状の透光性ブロックがその先端部を前
   記透光体に向けた状態で挿入され、 前記光信号伝送手段は、その一端の受光部を前記透光性
   ブロックの後端面に対向させた状態で設けられ、 前記空洞内に位置する透光性ブロックの表面は散乱性を
   有する面となっており、 前記空洞の内面は光を反射させる反射面となっているこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載のガス絶縁電気
   機器の内部事故検出装置。
7. 【請求項７】 前記透光体の入射面の一部に散乱性を有
   しない部分が残され、 前記容器内にミラーが設けられて該ミラーが前記透光体
   の入射面の散乱性を有しない部分に対向配置され、 前記透光体の外側には一端が該透光体を介して前記ミラ
   ーに指向されたチェック光伝送手段が配置され、 前記チェック光伝送手段の他端はチェック用光源に結合
   されていることを特徴とする請求項１，２または３のい
   ずれか１つに記載のガス絶縁電気機器の内部事故検出装
   置。
8. 【請求項８】 前記光信号伝送手段は、光ファイバと、
   該光ファイバの一端に結合された透光性を有する端末部
   とを備えていて、該端末部の端面が該光信号伝送手段の
   受光部となっており、該端末部の端面が散乱性を有する
   面となっている請求項１，２，３，４，５，６または７
   のいずれか１つに記載のガス絶縁電気機器の内部事故検
   出装置。
9. 【請求項９】 前記光信号伝送手段は、光ファイバと該
   光ファイバの一端に結合された透光性を有する端末部と
   を備えていて、該端末部が前記容器の窓部を気密に貫通
   した状態で該容器に固定され、該端末部が前記透光体を
   構成していることを特徴とする請求項１に記載のガス絶
   縁電気機器の内部事故検出装置。