JP2000002742A - ガス絶縁機器の部分放電検出装置およびその校正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高電圧が印加される導体１９および絶縁ガス
２０を収容したタンク１４から成るガス絶縁機器の部分
放電検出装置において、校正作業時にタンク１４を開放
することなく、容易で安価な校正を可能にする。 【解決手段】 所定の間隔で対向した中間電極２１と接
地側電極２２から成る放電発生手段２３を、タンク１４
内で移動可能に絶縁支持して微小な放電を発生させ、こ
の放電発生時に、部分放電測定アンテナ１７により電磁
波測定を行って、この電磁波測定値と上記発生放電の電
圧検出により求めた電荷量とにより校正を行い、校正終
了時に放電発生手段２３をタンク１４内と連通する枝管
部１５内に収納する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ガス絶縁密封形
開閉装置（以下、ＧＩＳと称す）等ガス絶縁装置内の部
分放電検出試験を実施する部分放電検出装置の校正に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】ガス絶縁機器の絶縁信頼性の確認、保持
のため、密封容器内の部分放電の監視が有力視されてい
る。特に密封容器内に存在する金属異物等を発見するた
めには、精度の良い部分放電の検出が重要である。部分
放電検出を高精度で実施するには、いかに外部ノイズと
の信号を区別するかによる。この外部ノイズの影響を少
なく部分放電検出を高精度で実施する方法として、近
年、部分放電発生時に各部に放射される電磁波を捕らえ
る方法が注目されている。外部ノイズの主原因となる、
電圧印加装置等の気中高電圧露出部からの気中で発生す
る部分放電は、周波数が低く、ガス絶縁機器内で発生し
たガス中の部分放電は、上記気中で発生した部分放電よ
りも周波数が高い特徴がある。この特徴を利用し、外部
ノイズの比較的少ないガス絶縁機器の内部にアンテナを
取り付け、ハイパスフィルタ等により部分放電発生時に
生じる電磁波の高周波成分のみを捕らえれば、外部ノイ
ズに影響されない精度の高い部分放電検出が可能であ
る。

【０００３】ところで、部分放電発生時に放射される電
磁波は、反射等により減衰してガス中を伝播し、アンテ
ナで測定される。このため、部分放電検出装置で部分放
電検出試験を実施する際、前もって、機器固有の電磁波
の減衰量を測定して、部分放電の検出感度を測定可能な
管理値内に校正する作業が必要である。図４は、従来の
ガス絶縁機器の部分放電検出装置の校正作業時形態の構
造を示す図であり、図４（ａ）は全体図、図４（ｂ）は
部分断面図である。図において、１はＧＩＳユニット、
２は接地された金属製の密封容器としてのタンク、３は
タンク２に接続するよう取り付けられたコーン状タン
ク、４はコーン状タンク３に接続されたパルスジェネレ
ータ、５は同軸ケーブル、６は部分放電測定用アンテ
ナ、７は内部に部分放電測定用アンテナ６を有する部分
放電検出試験時の電圧印加ブッシングタンク、８はタン
ク２内部と連通し、ガス吸着剤が格納された枝管部、９
はタンク２内に収容され高電圧が印加される導体、１０
は導体９周囲の絶縁ガス、１１は導体９に接続された印
加線、１２は同軸ケーブル５と印加線１１およびコーン
状タンク３との間に設けられたインピーダンス整合用抵
抗である。

【０００４】この様に構成される部分放電検出装置で
は、その校正作業時に、パルスジェネレータ４からＧＩ
Ｓ内部の部分放電波形を模擬した高周波パルスを導体９
部に打ち込み、部分放電測定用アンテナ６により電磁波
を測定する。パルスジェネレータ４から入力される部分
放電波形を模擬した高周波パルスは、波形の時間積分に
より電荷量が既知のものとし、同軸ケーブル５、インピ
ーダンス整合用抵抗１２を介して高周波パルスが伝送し
やすい形状であるコーン状タンク３内の印加線１１から
導体９に印加される。入力した高周波パルスの電荷量
（注入電荷量）と部分放電測定用アンテナ６の出力値と
の関係を図３に示す。双方の変量を共に対数表示とする
と、一定の傾きを有する直線が得られ、この傾きが機器
固有の電磁波の減衰量を示すものである。この減衰量に
より表される部分放電の検出感度が、管理値内であるこ
とを確認し、管理値を外れる場合は所定の処置を施した
後、再び上述したような減衰量の測定を行うことによ
り、部分放電検出装置を校正する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の部分放電検出装
置は以上のように構成されており、タンク２にコーン状
タンク３を取り付け、インピーダンス整合を行って、部
分放電波形を模擬した高周波パルスを入力して、部分放
電測定用アンテナ６で測定することにより、校正作業を
行っていた。コーン状タンク３の取り付けに当たって
は、タンク２を開放する必要がある。またコーン状タン
ク３は絶縁性能が装置構成上とれないため、校正作業が
終了して電圧を印加する際には、コーン状タンク３を取
り外し、再度絶縁ガス１０のガス処理を行う必要があっ
た。この様に従来の部分放電検出装置は、コーン状タン
ク３の取り付け、取り外しによる著しい不利益を生じる
問題点があった。

【０００６】この発明は、上記のような問題点を解消す
るために成されたものであって、部分放電検出試験に前
もって実施される校正作業が、安価で容易に行うことが
できるガス絶縁機器の部分放電検出装置の構造、および
その校正方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる請求項
１記載のガス絶縁機器の部分放電検出装置は、高電圧が
印加される導体および絶縁ガスを収容した密封容器内部
で発生した部分放電を、該部分放電発生時に生じる電磁
波を測定する電磁波測定手段を有して検出する装置校正
であって、上記導体に対向するように上記密封容器に絶
縁支持された中間電極と、該中間電極と所定の間隔で対
向するように配置された接地側電極とから成り、上記中
間電極と上記接地側電極との間に放電を発生させる放電
発生手段と、上記接地側電極と接地との間に接続され、
上記放電発生手段により発生した放電電荷量を検出する
放電電荷量検出手段と、上記放電発生手段による放電発
生時に上記電磁波測定手段により電磁波測定を行なっ
て、該電磁波測定手段の出力と上記放電電荷量検出手段
の出力とで上記部分放電検出の校正を行う校正手段とを
有するものである。

【０００８】この発明に係わる請求項２記載のガス絶縁
機器の部分放電検出装置は、中間電極および接地側電極
のいずれか一方に他方に向かって突起を有するものであ
る。

【０００９】この発明に係わる請求項３記載のガス絶縁
機器の部分放電検出装置は、放電発生手段を導体に対し
て接離する方向に密封容器内で移動させる移動手段を有
するものである。

【００１０】この発明に係わる請求項４記載のガス絶縁
機器の部分放電検出装置は、放電発生手段の移動手段
が、導体と垂直方向に移動するものである。

【００１１】この発明に係わる請求項５記載のガス絶縁
機器の部分放電検出装置は、密封容器を該密封容器内部
と連通する枝管部を備えたものとし、放電発生手段を、
該放電発生時以外に上記枝管部に収納するものである。

【００１２】この発明に係わる請求項６記載のガス絶縁
機器の部分放電検出装置は、枝管部内にガス吸着剤を格
納し、該ガス吸着剤を覆うように上記枝管部の密封容器
側に接地シールドを設け、放電発生手段を、該放電発生
時以外に上記枝管部の接地シールド内に収納するもので
ある。

【００１３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を図について説明する。図１は、この発明
の実施の形態１によるガス絶縁機器の部分放電検出装置
の校正作業時形態の構造を示す図であり、図１（ａ）は
全体図、図１（ｂ）は部分断面図である。図において、
１３はＧＩＳユニット、１４は接地された金属製の密封
容器としてのタンク、１５はタンク１４内部と連通する
枝管部、１６は枝管部１５に設けられた放電発生装置、
１７は電磁波測定手段としての部分放電測定用アンテ
ナ、１８は内部に部分放電測定用アンテナ１７を有する
部分放電検出試験時の電圧印加ブッシングタンクであ
る。また、図１（ｂ）に示す放電発生装置１６において
は、１９はタンク２内に収容され高電圧が印加される導
体、２０は導体１９周囲の絶縁ガス、２１はタンク１４
内で導体１９に対向する様に配置された中間電極、２２
は中間電極２１と所定の間隔、例えば１５ｍｍ程度離間
して、中間電極２１に対向するように配置された接地側
電極、２３はこれら中間電極２１と接地側電極２２とで
構成される放電発生手段、２４は中間電極２１に接地側
電極２２に向かって設けられた突起、２５および２６は
絶縁物で、放電発生手段２３をタンク１４内で絶縁支持
する。

【００１４】また２７は接地側電極２２に接続され放電
により生じた電流をインピーダンスにより電圧に変換し
て検出する検出インピーダンス、２８は同軸ケーブル、
２９は検出された電圧波形を観測するオシロスコープ、
３０は枝管部１５の底部に設けられ絶縁ガス２０を密封
するフランジ、３１はフランジ３０の外側（気中部）に
取り付けられた、放電発生手段２３の移動手段としての
昇降装置、３２はフランジ３０に設けられたＯリング
で、絶縁ガス２０の密封を保ち、昇降装置３１による放
電発生手段２３の昇降を可能にする。また３３は枝管部
１５のタンク１４側に設けられた接地シールド、３４は
接地シールド３３に覆われる様に枝管部１５内に格納さ
れた、分解ガスの吸着およびタンク１４内の水分管理の
ためのガス吸着剤である。

【００１５】上述したように、部分放電検出装置におい
て、部分放電発生時に放射される電磁波は、反射等によ
り減衰して絶縁ガス２０中を伝播し、部分放電測定用ア
ンテナ１７で測定される。このため、部分放電検出装置
により部分放電検出試験を実施する際、前もって、機器
固有の電磁波の減衰量を測定して、部分放電の検出感度
を測定可能な管理値内に校正する作業が必要である。上
記のように構成されるこの実施の形態１による部分放電
検出装置では、その校正作業時に、ブッシングタンク１
８で導体１９に電圧印加を行い、放電発生手段２３によ
り、中間電極２１と接地側電極２２との間に微小な放電
を発生させる。中間電極２１と接地側電極２２との間に
は、導体１９と中間電極２１間の静電容量Ｃ１と、中間
電極２１と接地側電極２２間の静電容量Ｃ２との比率で
決定される分担電圧が加わり、この分担電圧が放電開始
電圧以上になると、中間電極２１の突起２４と接地側電
極２２との間に放電が発生する。突起２４は放電開始電
圧を小さくし、安定した放電を得る効果があり、放電開
始電圧は、導体１９と中間電極２１間よりも中間電極２
１と接地側電極２２間の方が小さいため、全路破壊を招
く導体１９と中間電極２１間の放電を生じることなく、
中間電極２１と接地側電極２２との間に微小な放電を発
生させることができる。なお、突起２４は高電圧側であ
る中間電極２１に設けられるのがより効果的であるが、
接地側電極２２に設けられても良い。

【００１６】発生した放電は、接地側電極２２と接地間
に接続された検出インピーダンス２７で検出して同軸ケ
ーブル２８によりオシロスコープ２９に導いて電圧波形
を観測して、電圧を時間積分することにより放電電荷量
を検出する。一方、この放電発生手段２３による放電発
生時に、部分放電測定用アンテナ１７により電磁波を測
定する。放電発生手段２３により発生した放電電荷量
（注入電荷量）と部分放電測定用アンテナ１７の出力値
との関係から、図３に示す従来のものと同様の特性が得
られる。双方の変量を共に対数表示とすると、一定の傾
きを有する直線が得られ、この傾きが機器固有の電磁波
の減衰量を示すものである。この減衰量により表される
部分放電の検出感度が、管理値内であることを確認し、
管理値を外れる場合は所定の処置を施した後、再び上述
したような減衰量の測定を行うことにより、部分放電検
出装置を校正する。この様に、放電発生手段２３により
微小な放電を発生させて、機器固有の減衰量を測定する
ため、従来のように、大規模なコーン状タンク３による
高周波パルスを発生させる場合に比べ、小さな放電発生
手段２３で済み、装置構成が簡便になると共に、校正作
業終了時の放電発生手段２３の処置も容易になる。

【００１７】この校正作業終了時の放電発生手段２３の
処置については、この実施の形態では放電発生手段２３
を昇降装置３１によって移動可能とし、校正作業時にタ
ンク１４内で導体１９側に配置された放電発生手段２３
を、校正作業終了時には、導体１９から遠方位置に移動
させる。この場合、導体１９と垂直方向に移動し、校正
作業時以外は、放電発生手段２３を枝管部１５に収納す
ることにより、微小放電の生じることのない状態に即座
にできる。これにより、校正作業のためにタンク１４を
開放する必要なく、そのためのガス処理作業などを省略
でき、ガス絶縁機器の信頼性が向上すると共に、容易で
安価に信頼性の高い部分放電検出装置の校正を行うこと
ができる。また、この実施の形態では、枝管部１５にガ
ス吸着剤３４を格納し、ガス吸着剤３４を覆うように、
枝管部１５のタンク１４側に接地シールド３３を備え、
この接地シールド３３の中央に設けられたくぼみに放電
発生手段２３を収納できるようにした。このため、ガス
吸着剤３４を格納する枝管部１５を放電発生手段２３の
収納に用いることができ、枝管部１５を増設することな
く装置構成が簡便になるとともに、ガス漏れの可能性の
ある箇所が低減できることによりガス絶縁機器の信頼性
も向上できる。また、校正作業終了後（校正作業時以
外）は、図２に示すように、放電発生手段２３を接地シ
ールド３３の設けられた枝管部１５に収納し、昇降装置
３１を取り外して、フランジ３０と０リングで接合する
カバー３５を取り付ける。

【００１８】実際の校正作業においては、例えば、ブッ
シングタンク１８で導体１９に６０ｋＶ程度の一定電圧
を印加し、放電発生手段２３を昇降装置３１により導体
１９に向かって徐々に移動させて、中間電極２１と接地
側電極２２との間に放電を発生させる。このときの放電
電圧を検出インピーダンス２７で検出した後放電電荷量
を演算して検出するとともに、この放電発生時に部分放
電測定用アンテナ１７により電磁波を測定し、この測定
値と上記放電電荷量の値とから部分放電検出装置の校正
を行う。これにより、校正作業のためにタンク１４を開
放する必要なく、ガス絶縁機器の信頼性が向上でき、容
易で安価に信頼性の高い部分放電検出装置の校正を行う
ことができる。なお、例えば、導体１９とタンク１４壁
面との距離が４００ｍｍ程度とするとき、中間電極２１
と導体１９との距離が２５０ｍｍ程度で放電発生手段２
３を配置し、この位置で放電発生手段を２３を固定した
状態で、ブッシングタンク１８から導体１９に印加する
電圧を徐々に上昇させることによって放電を発生させて
も良く、上記導体１９に一定電圧を印加した場合と同様
の効果が得られる。

【００１９】

【発明の効果】以上の様に、この発明に係わる請求項１
記載のガス絶縁機器の部分放電検出装置は、導体に対向
するように密封容器に絶縁支持された中間電極と、該中
間電極と所定の間隔で対向するように配置された接地側
電極とから成り、上記中間電極と上記接地側電極との間
に放電を発生させる放電発生手段と、上記接地側電極と
接地との間に接続され、上記放電発生手段により発生し
た放電電荷量を検出する放電電荷量検出手段と、上記放
電発生手段による放電発生時に電磁波測定手段により電
磁波測定を行なって、該電磁波測定手段の出力と上記放
電電荷量検出手段の出力とで上記部分放電検出の校正を
行う校正手段とを有するため、ガス絶縁機器の信頼性を
向上することができるとともに、部分放電検出装置の装
置構成が簡便になり、容易で安価に部分放電検出装置の
校正が可能になる。

【００２０】またこの発明に係わる請求項２記載のガス
絶縁機器の部分放電検出装置は、中間電極および接地側
電極のいずれか一方に他方に向かって突起を有するた
め、放電開始電圧を小さくして安定した微小な放電を容
易に得ることができ、全路破壊を確実に防止する。

【００２１】またこの発明に係わる請求項３記載のガス
絶縁機器の部分放電検出装置は、放電発生手段を導体に
対して接離する方向に密封容器内で移動させる移動手段
を有するため、放電発生手段を、校正作業時に導体側
に、校正作業時以外に、導体から遠方位置に容易に移動
させることができ、ガス絶縁機器の信頼性を向上するこ
とができるとともに、部分放電検出装置の装置構成が簡
便になり、容易で安価に部分放電検出装置の校正が可能
になる効果を確実に得ることができる。

【００２２】またこの発明に係わる請求項４記載のガス
絶縁機器の部分放電検出装置は、放電発生手段の移動手
段が、導体と垂直方向に移動するものであるため、放電
発生手段を導体に対して接離する方向に効果的に移動で
き、ガス絶縁機器の信頼性を向上することができるとと
もに、部分放電検出装置の装置構成が簡便になり、容易
で安価に部分放電検出装置の校正が可能になる効果を確
実に得ることができる。

【００２３】またこの発明に係わる請求項５記載のガス
絶縁機器の部分放電検出装置は、密封容器を該密封容器
内部と連通する枝管部を備えたものとし、放電発生手段
を、該放電発生時以外に上記枝管部に収納するため、校
正作業時以外に早く確実に放電発生を消滅させることが
でき、ガス絶縁機器の信頼性を向上することができると
ともに、部分放電検出装置の装置構成が簡便になり、容
易で安価に部分放電検出装置の校正が可能になる効果を
確実に得ることができる。

【００２４】またこの発明に係わる請求項６記載のガス
絶縁機器の部分放電検出装置は、枝管部内にガス吸着剤
を格納し、該ガス吸着剤を覆うように上記枝管部の密封
容器側に接地シールドを設け、放電発生手段を、該放電
発生時以外に上記枝管部の接地シールド内に収納するた
め、ガス絶縁機器の信頼性をさらに向上することができ
るとともに、部分放電検出装置の装置構成もさらに簡便
になり、容易で安価に部分放電検出装置の校正が可能に
なる効果を確実に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１によるガス絶縁機器
の部分放電検出装置の校正作業時形態の構造を示す全体
図および部分拡大図である。

【図２】 この発明の実施の形態１によるガス絶縁機器
の部分放電検出装置の校正作業終了時形態の構造を示す
部分拡大図である。

【図３】 ガス絶縁機器の部分放電検出装置の校正時の
出力特性を説明する図である。

【図４】 従来のガス絶縁機器の部分放電検出装置の校
正作業時形態の構造を示す全体図および部分拡大図であ
る。

【符号の説明】

１４ 密封容器としての導体、１５ 枝管部、１７ 電
磁波測定手段としての部分放電測定アンテナ、１８ 電
圧印加ブロッシングタンク、１９ 導体、２０ 絶縁ガ
ス、２１ 中間電極、２２ 接地側電極、２３ 放電発
生手段、２４ 突起、２５，２６ 絶縁物、２７ 検出
インピーダンス、３１ 移動手段としての昇降装置、３
３ 接地シールド、３４ ガス吸着剤。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井波 潔 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 松田 道明 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2G015 AA09 BA10 CA01 CA20

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高電圧が印加される導体および絶縁ガス
   を収容した密封容器内部で発生した部分放電を、該部分
   放電発生時に生じる電磁波を測定する電磁波測定手段を
   有して検出するガス絶縁機器の部分放電検出装置におい
   て、上記導体に対向するように上記密封容器に絶縁支持
   された中間電極と、該中間電極と所定の間隔で対向する
   ように配置された接地側電極とから成り、上記中間電極
   と上記接地側電極との間に放電を発生させる放電発生手
   段と、上記接地側電極と接地との間に接続され、上記放
   電発生手段により発生した放電電荷量を検出する放電電
   荷量検出手段と、上記放電発生手段による放電発生時に
   上記電磁波測定手段により電磁波測定を行なって、該電
   磁波測定手段の出力と上記放電電荷量検出手段の出力と
   で上記部分放電検出の校正を行う校正手段とを有するこ
   とを特徴とするガス絶縁機器の部分放電検出装置。
2. 【請求項２】 中間電極および接地側電極のいずれか一
   方に他方に向かって突起を有することを特徴とする請求
   項１記載のガス絶縁機器の部分放電検出装置。
3. 【請求項３】 放電発生手段を導体に対して接離する方
   向に密封容器内で移動させる移動手段を有することを特
   徴とする請求項１または２記載のガス絶縁機器の部分放
   電検出装置。
4. 【請求項４】 放電発生手段の移動手段が、導体と垂直
   方向に移動するものであることを特徴とする請求項３記
   載のガス絶縁機器の部分放電検出装置。
5. 【請求項５】 密封容器を該密封容器内部と連通する枝
   管部を備えたものとし、放電発生手段を、該放電発生時
   以外に上記枝管部に収納することを特徴とする請求項３
   または４記載のガス絶縁機器の部分放電検出装置。
6. 【請求項６】 枝管部内にガス吸着剤を格納し、該ガス
   吸着剤を覆うように上記枝管部の密封容器側に接地シー
   ルドを設け、放電発生手段を、該放電発生時以外に上記
   枝管部の接地シールド内に収納することを特徴とする請
   求項５記載のガス絶縁機器の部分放電検出装置。