JP2001228197A - 碍子監視装置 - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
- G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
- G01R31/1245—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of line insulators or spacers, e.g. ceramic overhead line cap insulators; of insulators in HV bushings
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 碍子に印加される電路電圧を簡単かつ安価に
監視し、また、碍子の汚損度を、直接的、リアルタイム
で監視できる碍子監視装置を提供する。 【解決手段】 監視対象の碍子１の近傍に、電圧監視用
容量結合電極４と汚損監視用容量結合電極５を配置し、
充電電流／光変換器８を介して接地する。浮遊容量Ｃ１
から電極４，５に流れる充電電流ｉc1は、充電電流／光
変換器により光信号に変換され、光ファイバ１２により
監視装置本体１３に伝送される。電極５の絶縁物７は、
汚損が進行により抵抗値が低下する。判定手段１５は、
電極５からの光信号により碍子汚損を監視し、電極４か
らの光信号により電路３の電圧を監視する。
監視し、また、碍子の汚損度を、直接的、リアルタイム
で監視できる碍子監視装置を提供する。 【解決手段】 監視対象の碍子１の近傍に、電圧監視用
容量結合電極４と汚損監視用容量結合電極５を配置し、
充電電流／光変換器８を介して接地する。浮遊容量Ｃ１
から電極４，５に流れる充電電流ｉc1は、充電電流／光
変換器により光信号に変換され、光ファイバ１２により
監視装置本体１３に伝送される。電極５の絶縁物７は、
汚損が進行により抵抗値が低下する。判定手段１５は、
電極５からの光信号により碍子汚損を監視し、電極４か
らの光信号により電路３の電圧を監視する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力設備に使用さ
れる碍子を監視する碍子監視装置に関する。本発明の碍
子監視装置は、碍子に印加される電路電圧及び碍子の汚
損の一方又は両方を監視する。
れる碍子を監視する碍子監視装置に関する。本発明の碍
子監視装置は、碍子に印加される電路電圧及び碍子の汚
損の一方又は両方を監視する。
【０００２】
【従来の技術】最初に、碍子の汚損を監視する技術につ
いて説明する。電力機器に接続されている碍子は、塩分
の付着などにより碍子汚損が発生すると、絶縁性能が低
下する。碍子汚損の初期の段階では、碍子において部分
放電が発生するとともに碍子漏れ電流が流れる。この状
態を放置して、更に碍子汚損が進むと、絶縁破壊によ
り、地絡・短絡事故などの重大な事故に発展し、電力供
給支障に至る重大事となることがある。したがって、碍
子汚損の初期状態を検出して碍子洗浄を行い、碍子の絶
縁性能を回復させる必要がある。
いて説明する。電力機器に接続されている碍子は、塩分
の付着などにより碍子汚損が発生すると、絶縁性能が低
下する。碍子汚損の初期の段階では、碍子において部分
放電が発生するとともに碍子漏れ電流が流れる。この状
態を放置して、更に碍子汚損が進むと、絶縁破壊によ
り、地絡・短絡事故などの重大な事故に発展し、電力供
給支障に至る重大事となることがある。したがって、碍
子汚損の初期状態を検出して碍子洗浄を行い、碍子の絶
縁性能を回復させる必要がある。
【０００３】従来の碍子汚損の初期状態を検出する方法
として、パイロット碍子を用いる方法、部分放電に伴う
電磁波を検出する方法、実機からの漏れ電流を検出する
方法などがあった。パイロット碍子を用いる方法は、パ
イロット碍子を実機と同一環境に置くことにより、実機
と同様に碍子汚損を進行させる。汚損度測定時には、手
作業で表面汚損物質を採取し汚損量を測定する筆洗い
法、又は、自動でパイロット碍子を真水に浸して付着し
た塩分を溶かし、その塩分濃度を自動測定する方法等が
使用されている。
として、パイロット碍子を用いる方法、部分放電に伴う
電磁波を検出する方法、実機からの漏れ電流を検出する
方法などがあった。パイロット碍子を用いる方法は、パ
イロット碍子を実機と同一環境に置くことにより、実機
と同様に碍子汚損を進行させる。汚損度測定時には、手
作業で表面汚損物質を採取し汚損量を測定する筆洗い
法、又は、自動でパイロット碍子を真水に浸して付着し
た塩分を溶かし、その塩分濃度を自動測定する方法等が
使用されている。
【０００４】電磁波を検出する方法は、アンテナセンサ
を用いて、実機からの部分放電に伴って発生する電磁波
を検出し、検出した電磁波の強度、周波数などを解析す
ることにより汚損の有無を判定する。実機の漏れ電流を
検出する方法は、碍子の漏れ電流の経路に変流器を挿入
することにより漏れ電流を直接測定し、その値から汚損
度を判定する。
を用いて、実機からの部分放電に伴って発生する電磁波
を検出し、検出した電磁波の強度、周波数などを解析す
ることにより汚損の有無を判定する。実機の漏れ電流を
検出する方法は、碍子の漏れ電流の経路に変流器を挿入
することにより漏れ電流を直接測定し、その値から汚損
度を判定する。
【０００５】次に、電路の電圧を検出する技術について
説明する。発変電設備を健全に運用するために電路の電
圧を検出し、充電の確認、電圧の有無、電圧の測定、事
故発生の検出、電圧・位相の制御等が行われる。電路電
圧検出は、このように電力安定供給を行うためには重要
な要素である。従来、この電路電圧を検出するために、
計器用変圧器が使用される。計器用変圧器は、電磁誘導
を利用した変圧器の原理が使用され、通常、相当のサイ
ズ、重量となる。
説明する。発変電設備を健全に運用するために電路の電
圧を検出し、充電の確認、電圧の有無、電圧の測定、事
故発生の検出、電圧・位相の制御等が行われる。電路電
圧検出は、このように電力安定供給を行うためには重要
な要素である。従来、この電路電圧を検出するために、
計器用変圧器が使用される。計器用変圧器は、電磁誘導
を利用した変圧器の原理が使用され、通常、相当のサイ
ズ、重量となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の各検出方法
は、それぞれ次の問題点を有している。碍子汚損をパイ
ロット碍子を使用して検出する方法では、パイロット碍
子を設置する鉄塔及び基礎を新たに設ける必要がある。
さらに、碍子実機の洗浄に合わせて手作業でパイロット
碍子の洗浄を行う必要がある。この洗浄を自動で行う場
合には、碍子の洗浄に合わせてパイロット碍子を洗浄す
る装置を設けることが必要となる。この方法では、汚損
量の測定も手作業で行うため、装置及び手間に多大の時
間と費用を費やす。
は、それぞれ次の問題点を有している。碍子汚損をパイ
ロット碍子を使用して検出する方法では、パイロット碍
子を設置する鉄塔及び基礎を新たに設ける必要がある。
さらに、碍子実機の洗浄に合わせて手作業でパイロット
碍子の洗浄を行う必要がある。この洗浄を自動で行う場
合には、碍子の洗浄に合わせてパイロット碍子を洗浄す
る装置を設けることが必要となる。この方法では、汚損
量の測定も手作業で行うため、装置及び手間に多大の時
間と費用を費やす。
【０００７】さらに、パイロット碍子を設置する方法に
は、碍子の洗浄と汚損量測定を自動で行う方法もある
が、この方法は機械装置を使用するため、導入コストが
高価であり、専用の洗浄用蒸留水製造装置、貯水タンク
などの準備が必要である。さらに、定期的メンテナンス
により機械装置部分、蒸留水製造装置、貯水タンクを管
理するための管理コストも高価となる。このため、この
ような装置は重要な変電所に限定された導入にとどま
り、保守省力化の障害となっている。
は、碍子の洗浄と汚損量測定を自動で行う方法もある
が、この方法は機械装置を使用するため、導入コストが
高価であり、専用の洗浄用蒸留水製造装置、貯水タンク
などの準備が必要である。さらに、定期的メンテナンス
により機械装置部分、蒸留水製造装置、貯水タンクを管
理するための管理コストも高価となる。このため、この
ような装置は重要な変電所に限定された導入にとどま
り、保守省力化の障害となっている。
【０００８】また、汚損は碍子の設置場所又は種類によ
り異なる場合があり、上記の方法では、１種類の碍子の
汚損傾向の把握にとどまることになる。さらに、上記の
方法では、不可逆的にパイロット碍子表面の汚損物質を
採取してしまうため、一旦、汚損量を測定すると、パイ
ロット碍子の表面は実際の碍子の汚損量と異なってしま
うため、頻繁かつ連続的に汚損量を測定できない。
り異なる場合があり、上記の方法では、１種類の碍子の
汚損傾向の把握にとどまることになる。さらに、上記の
方法では、不可逆的にパイロット碍子表面の汚損物質を
採取してしまうため、一旦、汚損量を測定すると、パイ
ロット碍子の表面は実際の碍子の汚損量と異なってしま
うため、頻繁かつ連続的に汚損量を測定できない。
【０００９】このため、数本のパイロット碍子を設け
て、累積汚損量測定用と随時測定用とに分けて運用した
り、前回測定値に加算して現状汚損量を推定すること等
が行われている。しかしながら、実際には、その間の降
雨による洗浄効果で碍子の汚損物質が除去されていて現
実の碍子の汚損量は低いにも関わらず、測定値は高い値
となることが頻繁に見られ、実際の電力機器の碍子の汚
損状況をリアルタイムで直接的に把握できないという問
題があった。
て、累積汚損量測定用と随時測定用とに分けて運用した
り、前回測定値に加算して現状汚損量を推定すること等
が行われている。しかしながら、実際には、その間の降
雨による洗浄効果で碍子の汚損物質が除去されていて現
実の碍子の汚損量は低いにも関わらず、測定値は高い値
となることが頻繁に見られ、実際の電力機器の碍子の汚
損状況をリアルタイムで直接的に把握できないという問
題があった。
【００１０】また、碍子の漏れ電流を変流器で測定する
方法では、汚損により非常に大きな漏れ電流が流れる場
合は汚損を検出できる。しかしながら、初期の汚損を検
出するには、数十μＡ〜数ｍＡの微小な漏れ電流を検出
する必要となる。この漏れ電流領域では、湿度、降雨、
気温等の環境因子が漏れ電流値に与える影響が比較的大
きい。したがって、漏れ電流の増加現象が汚損によるも
のか、環境因子によるものかを判別することが困難であ
った。また、漏れ電流を検出する変流器は、微小領域で
の検出感度が低いため、数十μＡ〜数ｍＡの微小な漏れ
電流を検出できない欠点があった。
方法では、汚損により非常に大きな漏れ電流が流れる場
合は汚損を検出できる。しかしながら、初期の汚損を検
出するには、数十μＡ〜数ｍＡの微小な漏れ電流を検出
する必要となる。この漏れ電流領域では、湿度、降雨、
気温等の環境因子が漏れ電流値に与える影響が比較的大
きい。したがって、漏れ電流の増加現象が汚損によるも
のか、環境因子によるものかを判別することが困難であ
った。また、漏れ電流を検出する変流器は、微小領域で
の検出感度が低いため、数十μＡ〜数ｍＡの微小な漏れ
電流を検出できない欠点があった。
【００１１】また、碍子は、台風などにより急速に汚損
が進行したり、或いは、降雨による洗浄効果で汚損が回
復したりする。しかしながら、上記各従来の汚損検出方
法では、リアルタイムで汚損を監視できなかったり、不
可逆的汚損物質の採取を行うことによる連続的測定がで
きないこと、諸元の異なる機器の碍子を同時に測定する
ことが難しいといった問題がある。したがって、碍子の
種類による汚損の把握が困難であり、全体的に的確な洗
浄時期を判定することが困難であった。
が進行したり、或いは、降雨による洗浄効果で汚損が回
復したりする。しかしながら、上記各従来の汚損検出方
法では、リアルタイムで汚損を監視できなかったり、不
可逆的汚損物質の採取を行うことによる連続的測定がで
きないこと、諸元の異なる機器の碍子を同時に測定する
ことが難しいといった問題がある。したがって、碍子の
種類による汚損の把握が困難であり、全体的に的確な洗
浄時期を判定することが困難であった。
【００１２】次に、電路の電圧を測定する方法では、計
器用変圧器などが適用されるため、受変電設備全体を高
価にし、また、大きくする要素になっている。これに対
して、容量結合電極を使用し、静電誘導により分圧電極
に分圧される微小な電圧を増幅器により増幅する分圧電
圧増幅形の小型な装置を適用されている。この方法で
は、小型で安価な分圧電極が使用されるが、その一方で
微小な電圧を増幅する高価な電子装置を必要とする。こ
のため、高電圧回路に伝搬する開閉サージ又は誘導雷に
よるサージが二次側に伝搬し、これらの高電圧サージが
原因で高価な増幅器を破損するという問題があり、保守
及び導入コストともに高価になる。
器用変圧器などが適用されるため、受変電設備全体を高
価にし、また、大きくする要素になっている。これに対
して、容量結合電極を使用し、静電誘導により分圧電極
に分圧される微小な電圧を増幅器により増幅する分圧電
圧増幅形の小型な装置を適用されている。この方法で
は、小型で安価な分圧電極が使用されるが、その一方で
微小な電圧を増幅する高価な電子装置を必要とする。こ
のため、高電圧回路に伝搬する開閉サージ又は誘導雷に
よるサージが二次側に伝搬し、これらの高電圧サージが
原因で高価な増幅器を破損するという問題があり、保守
及び導入コストともに高価になる。
【００１３】本発明は、碍子に印加される電路電圧を簡
単かつ安価に監視し、また、碍子の汚損度を、直接的、
リアルタイムで、ノイズ又は外部環境の影響を受けるこ
となく正確に監視できる碍子監視装置を提供することを
目的とするものである。
単かつ安価に監視し、また、碍子の汚損度を、直接的、
リアルタイムで、ノイズ又は外部環境の影響を受けるこ
となく正確に監視できる碍子監視装置を提供することを
目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたものである。本発明は、碍子の近傍
に設置された容量形電極と、前記容量形電極により検出
した電圧信号を、光信号に変換する手段と、前記光信号
を受信して前記電圧信号に基づいて、前記碍子を監視す
る監視手段とから碍子監視装置を構成する。
するためになされたものである。本発明は、碍子の近傍
に設置された容量形電極と、前記容量形電極により検出
した電圧信号を、光信号に変換する手段と、前記光信号
を受信して前記電圧信号に基づいて、前記碍子を監視す
る監視手段とから碍子監視装置を構成する。
【００１５】電路が充電されている場合、容量形電極と
電路との間の浮遊容量に充電電流が流れる。この充電電
流は、電路の電圧信号として光信号に変換される。監視
手段では、前記光信号を受信して電圧信号を得る。監視
手段は、この電圧信号から電路電圧を算出する。また、
容量形電極を接地から絶縁する絶縁物が碍子の汚損と同
様に汚損していくことにより、前記電圧信号が変化をし
ていく。監視手段は、電圧信号の変化に基づいて、碍子
の汚損状況を監視する。
電路との間の浮遊容量に充電電流が流れる。この充電電
流は、電路の電圧信号として光信号に変換される。監視
手段では、前記光信号を受信して電圧信号を得る。監視
手段は、この電圧信号から電路電圧を算出する。また、
容量形電極を接地から絶縁する絶縁物が碍子の汚損と同
様に汚損していくことにより、前記電圧信号が変化をし
ていく。監視手段は、電圧信号の変化に基づいて、碍子
の汚損状況を監視する。
【００１６】本発明によれば、簡単かつ安価な容量形電
極を設けることで、電路電圧を監視できる碍子監視装置
を構成することができる。また、電圧信号を光信号に変
換して監視手段に伝送するため、光ファイバの使用が可
能になり、ノイズ又は外部環境の影響を排除することが
できる。さらに、容量形電極支持の絶縁物の汚損状況を
リアルタイムで検出するので、監視対象の碍子の汚損状
況をリアルタイムで監視することができる。
極を設けることで、電路電圧を監視できる碍子監視装置
を構成することができる。また、電圧信号を光信号に変
換して監視手段に伝送するため、光ファイバの使用が可
能になり、ノイズ又は外部環境の影響を排除することが
できる。さらに、容量形電極支持の絶縁物の汚損状況を
リアルタイムで検出するので、監視対象の碍子の汚損状
況をリアルタイムで監視することができる。
【００１７】前記容量形電極を接地電位から絶縁する絶
縁物を、汚損を防止する構造を有しない絶縁物とするこ
とで、本発明の碍子監視装置は、電路電圧の監視に適し
たものとすることができる。また、前記絶縁物を、汚損
を防止する構造を有する絶縁物とすることで、本発明の
碍子監視装置は、碍子汚損の監視に適したものとするこ
とができる。
縁物を、汚損を防止する構造を有しない絶縁物とするこ
とで、本発明の碍子監視装置は、電路電圧の監視に適し
たものとすることができる。また、前記絶縁物を、汚損
を防止する構造を有する絶縁物とすることで、本発明の
碍子監視装置は、碍子汚損の監視に適したものとするこ
とができる。
【００１８】本発明の碍子監視装置を、電路電圧の監視
及び碍子汚損の監視の両方に適用するためには、電路電
圧の検出に適した前記絶縁物と碍子汚損の検出に適した
前記絶縁物とを併用し、両者を切替スイッチにより切り
替えて、時分割的に電路電圧の監視と碍子汚損の監視を
行うことができる。また、碍子の汚損を検出する場合
は、絶縁物の表面の汚損による電流が湿度及び温度の影
響を微妙に受ける。これに対処するため、碍子近傍に湿
度センサと温度センサを設置し、湿度センサと前記温度
センサが測定した湿度及び温度により、前記容量形電極
が検出した電圧信号の値を補正する。これにより、より
正確な監視を行うことができる。
及び碍子汚損の監視の両方に適用するためには、電路電
圧の検出に適した前記絶縁物と碍子汚損の検出に適した
前記絶縁物とを併用し、両者を切替スイッチにより切り
替えて、時分割的に電路電圧の監視と碍子汚損の監視を
行うことができる。また、碍子の汚損を検出する場合
は、絶縁物の表面の汚損による電流が湿度及び温度の影
響を微妙に受ける。これに対処するため、碍子近傍に湿
度センサと温度センサを設置し、湿度センサと前記温度
センサが測定した湿度及び温度により、前記容量形電極
が検出した電圧信号の値を補正する。これにより、より
正確な監視を行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態について、図を
用いて説明する。図１は、本発明を適用した碍子監視装
置の構成を示す。碍子１が、支持台２の上に載せられ
て、電路３を支持している。なお、監視対象となる碍子
は、図示の形式のものに限らずその他の形式の碍子であ
って良く、また、内部にアレスタ素子を収納した碍子形
アレスタなどであっても良い。
用いて説明する。図１は、本発明を適用した碍子監視装
置の構成を示す。碍子１が、支持台２の上に載せられ
て、電路３を支持している。なお、監視対象となる碍子
は、図示の形式のものに限らずその他の形式の碍子であ
って良く、また、内部にアレスタ素子を収納した碍子形
アレスタなどであっても良い。
【００２０】碍子１の近傍に第１の容量結合電極４と第
２の容量結合電極５が設置される。第１の容量結合電極
４は、電路電圧検出用であり、第１の絶縁物６により接
地電位から絶縁される。第２の容量結合電極５は、碍子
汚損検出用であり、第２の絶縁物７により接地電位から
絶縁されている。各容量結合電極４，５は、降雪時に碍
子１に堆積した雪が落下し、碍子１の下部の周囲に二次
的に堆積する位置を避けて配置される。また、碍子１に
吹く風が支障なく吹き抜ける位置に設置される。
２の容量結合電極５が設置される。第１の容量結合電極
４は、電路電圧検出用であり、第１の絶縁物６により接
地電位から絶縁される。第２の容量結合電極５は、碍子
汚損検出用であり、第２の絶縁物７により接地電位から
絶縁されている。各容量結合電極４，５は、降雪時に碍
子１に堆積した雪が落下し、碍子１の下部の周囲に二次
的に堆積する位置を避けて配置される。また、碍子１に
吹く風が支障なく吹き抜ける位置に設置される。
【００２１】各容量結合電極４，５は、充電電流／光変
換器８を介して接地される。各容量結合電極４，５と電
路３との間に、浮遊容量Ｃ1 が発生するので、電路３が
充電されている場合、浮遊容量Ｃ1 に充電電流ｉc1が流
れる。充電電流／光変換器８は、充電電流ｉc1を検出し
て光信号に変換する。図２を用いて、充電電流／光変換
器８の回路構成を説明する。
換器８を介して接地される。各容量結合電極４，５と電
路３との間に、浮遊容量Ｃ1 が発生するので、電路３が
充電されている場合、浮遊容量Ｃ1 に充電電流ｉc1が流
れる。充電電流／光変換器８は、充電電流ｉc1を検出し
て光信号に変換する。図２を用いて、充電電流／光変換
器８の回路構成を説明する。
【００２２】第１の容量結合電極４が切替スイッチ９の
一方の入力側に接続され、第２の容量結合電極５はコン
デンサＣ2 を介して切替スイッチ９の他方の入力側に接
続される。切替スイッチ９の出力は発光ダイオード１０
を介して接地される。発光ダイオード１０は、充電電流
のような微小な電流に対しては比較的大きな抵抗値を示
すので、抵抗Ｒ1 を介して直流電源１１により直流バイ
アス電流ｉbを流すことにより、抵抗値を小さくしてい
る。発光ダイオード１０は、直流バイアス電流ｉb と交
流分の充電電流ｉc1に応じた光信号を発生する。
一方の入力側に接続され、第２の容量結合電極５はコン
デンサＣ2 を介して切替スイッチ９の他方の入力側に接
続される。切替スイッチ９の出力は発光ダイオード１０
を介して接地される。発光ダイオード１０は、充電電流
のような微小な電流に対しては比較的大きな抵抗値を示
すので、抵抗Ｒ1 を介して直流電源１１により直流バイ
アス電流ｉbを流すことにより、抵抗値を小さくしてい
る。発光ダイオード１０は、直流バイアス電流ｉb と交
流分の充電電流ｉc1に応じた光信号を発生する。
【００２３】図１に戻り、充電電流／光変換器８が出力
する光信号は、光ファイバ１２により監視装置本体１３
へ伝送される。監視装置本体１３には、光信号を電気信
号に変換する光／電気変換器１４と、変換された電気信
号に基づいて電路の電圧値及び碍子の汚損度の判定を行
う判定手段１５と、判定結果を外部に対して表示する表
示手段１６が設けられる。判定手段１５はＣＰＵから構
成され、表示手段１６は、液晶表示器、警報音を発生す
るブザーなどから構成される。
する光信号は、光ファイバ１２により監視装置本体１３
へ伝送される。監視装置本体１３には、光信号を電気信
号に変換する光／電気変換器１４と、変換された電気信
号に基づいて電路の電圧値及び碍子の汚損度の判定を行
う判定手段１５と、判定結果を外部に対して表示する表
示手段１６が設けられる。判定手段１５はＣＰＵから構
成され、表示手段１６は、液晶表示器、警報音を発生す
るブザーなどから構成される。
【００２４】さらに、碍子１の近傍の湿度と温度を検出
するために、湿度センサ１７及び温度センサ１８が設置
され、各センサ１７，１８の出力信号は判定手段１５に
入力される。また、判定手段１５は、切替スイッチ１９
に切替信号を出力して、切替スイッチ１９を第１の容量
結合電極４と第２の容量結合電極５との間で切り替え
る。そして、切り替えに応じて電路電圧判定と碍子汚損
判定を時分割で実行する。
するために、湿度センサ１７及び温度センサ１８が設置
され、各センサ１７，１８の出力信号は判定手段１５に
入力される。また、判定手段１５は、切替スイッチ１９
に切替信号を出力して、切替スイッチ１９を第１の容量
結合電極４と第２の容量結合電極５との間で切り替え
る。そして、切り替えに応じて電路電圧判定と碍子汚損
判定を時分割で実行する。
【００２５】図３を用いて、判定手段１５による電圧検
出の原理を説明する。電圧監視時には、判定手段１５
は、切替スイッチ１９を第１の容量結合電極４側に切り
替える指令信号を出力する。これにより、図３に示す等
価回路が形成される。電路３−浮遊容量Ｃ1 −第１の容
量結合電極４−発光ダイオード１０−接地電位という経
路ができているため、電路３が充電されると、浮遊容量
Ｃ1 に充電電流ｉc1が流れる。また、発光ダイオード１
０と並列に、絶縁物６の抵抗Ｒi が存在する。
出の原理を説明する。電圧監視時には、判定手段１５
は、切替スイッチ１９を第１の容量結合電極４側に切り
替える指令信号を出力する。これにより、図３に示す等
価回路が形成される。電路３−浮遊容量Ｃ1 −第１の容
量結合電極４−発光ダイオード１０−接地電位という経
路ができているため、電路３が充電されると、浮遊容量
Ｃ1 に充電電流ｉc1が流れる。また、発光ダイオード１
０と並列に、絶縁物６の抵抗Ｒi が存在する。
【００２６】発光ダイオード１０は、直流電源１１によ
り直流バイアス電流ｉb を流すことにより抵抗値が小さ
くされているので、充電電流ｉc1は微小電流であって
も、容易に発光ダイオード１０内を流れる。図３の回路
において、容量結合電極４と接地間にある絶縁物６の抵
抗値Ｒi は通常数１０ＭΩ〜１００ＭΩとなる。これに
対して、発光ダイオード１０の交流分抵抗値は、数Ω以
下となる。これは抵抗値Ｒi に比べて十分低いため、充
電電流ｉc1の全てが発光ダイオード１０に流れるとみな
すことができる。
り直流バイアス電流ｉb を流すことにより抵抗値が小さ
くされているので、充電電流ｉc1は微小電流であって
も、容易に発光ダイオード１０内を流れる。図３の回路
において、容量結合電極４と接地間にある絶縁物６の抵
抗値Ｒi は通常数１０ＭΩ〜１００ＭΩとなる。これに
対して、発光ダイオード１０の交流分抵抗値は、数Ω以
下となる。これは抵抗値Ｒi に比べて十分低いため、充
電電流ｉc1の全てが発光ダイオード１０に流れるとみな
すことができる。
【００２７】一方、浮遊容量Ｃ1 は、通常数ｐＦ程度で
あり、この値をインピーダンスに換算すると、数１００
ＭΩのオーダとなる。また、バイアス電流ｉb でバイア
スされた発光ダイオード１０の交流分抵抗が数Ω以下と
なることから、充電電流ｉc1に対する発光ダイオード１
０の影響も無視することができる。例えば、浮遊容量Ｃ
1 が５ｐＦ、充電電圧が６６ｋＶ系統の常規対地電圧３
８ｋＶの場合では浮遊容量Ｃ1 のインピーダンスは１３
３ＭΩとなり、発光ダイオード１０の交流分抵抗と比べ
て十分に大きくなり、充電電流は７１μＡ程度になる。
あり、この値をインピーダンスに換算すると、数１００
ＭΩのオーダとなる。また、バイアス電流ｉb でバイア
スされた発光ダイオード１０の交流分抵抗が数Ω以下と
なることから、充電電流ｉc1に対する発光ダイオード１
０の影響も無視することができる。例えば、浮遊容量Ｃ
1 が５ｐＦ、充電電圧が６６ｋＶ系統の常規対地電圧３
８ｋＶの場合では浮遊容量Ｃ1 のインピーダンスは１３
３ＭΩとなり、発光ダイオード１０の交流分抵抗と比べ
て十分に大きくなり、充電電流は７１μＡ程度になる。
【００２８】図４を用いて、光信号について説明する。
発光ダイオード１０には、（Ａ）に示すように、直流バ
イアス電流ｉb に交流の充電電流ｉc1が重畳して流れ
る。これにより、（Ｂ）に示すように、光ファイバ１２
に入光される光信号の光量も同様に変化する。このた
め、監視装置本体１３側で、光信号を光／電気変換器１
４により電気信号に変換することにより、容易に（Ａ）
に示す電気信号として受け入れられる。
発光ダイオード１０には、（Ａ）に示すように、直流バ
イアス電流ｉb に交流の充電電流ｉc1が重畳して流れ
る。これにより、（Ｂ）に示すように、光ファイバ１２
に入光される光信号の光量も同様に変化する。このた
め、監視装置本体１３側で、光信号を光／電気変換器１
４により電気信号に変換することにより、容易に（Ａ）
に示す電気信号として受け入れられる。
【００２９】また、充電電流信号を光信号に変換して光
ファイバ１２で信号伝送することにより、従来の監視装
置のように、増幅器を直結することにより生じたサージ
による障害をなくすことができる。また、電磁ノイズ、
サージノイズが信号伝送路に与える影響を光ファイバ１
２の使用によりなくすことができる。図１に戻り、判定
手段１５では、光／電気変換器１４から得た電気信号か
ら交流分信号を取り出し、それに基づいて電圧監視を行
う。電路３の電圧（充電電圧）と充電電流は、位相の進
みを無視すると比例関係にあり、充電電流と光信号の交
流分の関係及び、光信号を光／電気変換した電気信号の
交流分信号との関係もまた比例関係にある。このため、
光／電気変換した交流分信号を監視することで、電路３
の電圧を監視することが可能となる。
ファイバ１２で信号伝送することにより、従来の監視装
置のように、増幅器を直結することにより生じたサージ
による障害をなくすことができる。また、電磁ノイズ、
サージノイズが信号伝送路に与える影響を光ファイバ１
２の使用によりなくすことができる。図１に戻り、判定
手段１５では、光／電気変換器１４から得た電気信号か
ら交流分信号を取り出し、それに基づいて電圧監視を行
う。電路３の電圧（充電電圧）と充電電流は、位相の進
みを無視すると比例関係にあり、充電電流と光信号の交
流分の関係及び、光信号を光／電気変換した電気信号の
交流分信号との関係もまた比例関係にある。このため、
光／電気変換した交流分信号を監視することで、電路３
の電圧を監視することが可能となる。
【００３０】図５を用いて、判定手段１５による碍子汚
損検出の原理を説明する。碍子汚損監視時には、判定手
段１５は、切替スイッチ１９を第２の容量結合電極５側
に切り替える指令信号を出力する。これにより、図５に
示す等価回路が形成される。本例では、容量Ｃ2 がある
点を除くと、前述の図３の回路と同様であるので、重複
する説明は省略する。
損検出の原理を説明する。碍子汚損監視時には、判定手
段１５は、切替スイッチ１９を第２の容量結合電極５側
に切り替える指令信号を出力する。これにより、図５に
示す等価回路が形成される。本例では、容量Ｃ2 がある
点を除くと、前述の図３の回路と同様であるので、重複
する説明は省略する。
【００３１】本例では、電路３−浮遊容量Ｃ1 −第２の
容量結合電極５−容量Ｃ2 −発光ダイオード１０−接地
電位という経路ができ、更に、容量Ｃ2 −発光ダイオー
ド１０の経路に並列に、絶縁物７の抵抗Ｒi を通る経路
ができる。したがって、浮遊容量Ｃ1 を流れる充電電流
ｉc1は、絶縁物７の漏れ電流ｉi と容量Ｃ2 の充電電流
ｉc2とに分流する。
容量結合電極５−容量Ｃ2 −発光ダイオード１０−接地
電位という経路ができ、更に、容量Ｃ2 −発光ダイオー
ド１０の経路に並列に、絶縁物７の抵抗Ｒi を通る経路
ができる。したがって、浮遊容量Ｃ1 を流れる充電電流
ｉc1は、絶縁物７の漏れ電流ｉi と容量Ｃ2 の充電電流
ｉc2とに分流する。
【００３２】容量Ｃ2 は、交流換算で数ＭΩ〜数１０Ｍ
Ωとなる値とされる。これにより、絶縁物７の表面が汚
損されて実効抵抗が数ＭΩ〜数１０ＭΩに低下した場合
に、絶縁物７の漏れ電流ｉi が増加するため、発光ダイ
オード１０に流れる電流ｉc2が相対的に低下することに
なる。その結果、判定手段１５は、充電電流信号の低下
から、汚損現象を検出することができる。
Ωとなる値とされる。これにより、絶縁物７の表面が汚
損されて実効抵抗が数ＭΩ〜数１０ＭΩに低下した場合
に、絶縁物７の漏れ電流ｉi が増加するため、発光ダイ
オード１０に流れる電流ｉc2が相対的に低下することに
なる。その結果、判定手段１５は、充電電流信号の低下
から、汚損現象を検出することができる。
【００３３】図６は、図５の回路構成の変形例を示す。
図６の回路では、発光ダイオード１０が、絶縁物７の抵
抗Ｒi と接地電位との間に直列に挿入される。本例で
は、絶縁物７の表面が汚損され、実効抵抗が低下する
と、漏れ電流ｉi が増加する。その結果、判定手段１５
への充電電流出力が増加するので、汚損現象を検出する
ことができる。なお、本例の場合は、絶縁物７が汚損さ
れないと、監視装置本体１３側での出力が変化しないた
め、電圧の検出はできない。
図６の回路では、発光ダイオード１０が、絶縁物７の抵
抗Ｒi と接地電位との間に直列に挿入される。本例で
は、絶縁物７の表面が汚損され、実効抵抗が低下する
と、漏れ電流ｉi が増加する。その結果、判定手段１５
への充電電流出力が増加するので、汚損現象を検出する
ことができる。なお、本例の場合は、絶縁物７が汚損さ
れないと、監視装置本体１３側での出力が変化しないた
め、電圧の検出はできない。
【００３４】図７、図８を用いて、容量結合電極４，５
の構造を説明する。図７は、電圧検出に適した第１の容
量結合電極４及びその絶縁物６の構造を断面で示す。電
極４の下部から絶縁物６の中心を貫通して端子２２が引
き出される。電極４を利用して、充電電流／光変換器８
との接続がされる。絶縁物６が碍子汚損の影響を受けな
いようにするため、汚損を含んだ風が直接当たらない構
造とする。（Ａ）の例では、容量結合電極４の下部周辺
に、絶縁物６の周囲を囲う円筒状の障壁２０を設け、絶
縁物６に風が当たらない構造としている。（Ｂ）の例で
は、絶縁物６の下面に、端子２２を中心として同心円状
にひだ２１を形成し、ひだ２１の表面に風が当たらない
構成としている。このように汚損の影響のない部分を形
成することにより、絶縁物６の実効抵抗値Ｒi は汚損と
無関係に一定の値を保持する。
の構造を説明する。図７は、電圧検出に適した第１の容
量結合電極４及びその絶縁物６の構造を断面で示す。電
極４の下部から絶縁物６の中心を貫通して端子２２が引
き出される。電極４を利用して、充電電流／光変換器８
との接続がされる。絶縁物６が碍子汚損の影響を受けな
いようにするため、汚損を含んだ風が直接当たらない構
造とする。（Ａ）の例では、容量結合電極４の下部周辺
に、絶縁物６の周囲を囲う円筒状の障壁２０を設け、絶
縁物６に風が当たらない構造としている。（Ｂ）の例で
は、絶縁物６の下面に、端子２２を中心として同心円状
にひだ２１を形成し、ひだ２１の表面に風が当たらない
構成としている。このように汚損の影響のない部分を形
成することにより、絶縁物６の実効抵抗値Ｒi は汚損と
無関係に一定の値を保持する。
【００３５】図８は、碍子汚損検出に適した第２の容量
結合電極５及びその絶縁物７の構造を断面で示す。本例
の電極５においても、上述の図７と同様に端子２３が設
けられる。碍子の汚損を検出するためには、汚損物質を
含んだ風が絶縁物７の表面を通り抜け、汚損物質が絶縁
物７の表面に堆積するように、図７に示した汚損防止の
障壁又はひだがないシンプルな構成とする。これによ
り、絶縁物７は、表面全体が汚損されることとなるの
で、汚損の進行にともなって実効抵抗が低下し、碍子１
の汚損状況を正確に反映することとなる。
結合電極５及びその絶縁物７の構造を断面で示す。本例
の電極５においても、上述の図７と同様に端子２３が設
けられる。碍子の汚損を検出するためには、汚損物質を
含んだ風が絶縁物７の表面を通り抜け、汚損物質が絶縁
物７の表面に堆積するように、図７に示した汚損防止の
障壁又はひだがないシンプルな構成とする。これによ
り、絶縁物７は、表面全体が汚損されることとなるの
で、汚損の進行にともなって実効抵抗が低下し、碍子１
の汚損状況を正確に反映することとなる。
【００３６】図１に戻り、判定手段１５では、汚損を検
出する場合は、湿度センサ１７及び温度センサ１８が検
出した湿度及び温度を用いて補正を行う。絶縁物６の表
面の汚損による電流は、湿度及び温度の影響を微妙に受
けるため、湿度センサ１７により湿度が極端に高いこと
を検出したときは、充電電流信号を低めに補正する。逆
に、湿度が極端に低いときは測定をしない。温度に応じ
て、充電電流値を補正するなどを行うことにより、より
正確に汚損を検出することが可能になる。
出する場合は、湿度センサ１７及び温度センサ１８が検
出した湿度及び温度を用いて補正を行う。絶縁物６の表
面の汚損による電流は、湿度及び温度の影響を微妙に受
けるため、湿度センサ１７により湿度が極端に高いこと
を検出したときは、充電電流信号を低めに補正する。逆
に、湿度が極端に低いときは測定をしない。温度に応じ
て、充電電流値を補正するなどを行うことにより、より
正確に汚損を検出することが可能になる。
【００３７】以上、本発明の実施形態について説明をし
てきたが、本発明は、種々の変更が可能である。例え
ば、電路電圧の監視のみが必要な場合は、容量Ｃ2 、第
２の容量結合電極５、絶縁物７、切替スイッチ１９、湿
度センサ１７、温度センサ１８を省略できる。また、碍
子汚損の監視のみが必要な場合は、第１の容量結合電極
４、絶縁物６、切替スイッチ１９を省略できる。さら
に、碍子汚損の監視のみを行う場合でも、湿度センサ１
７、温度センサ１８の省略が可能である。
てきたが、本発明は、種々の変更が可能である。例え
ば、電路電圧の監視のみが必要な場合は、容量Ｃ2 、第
２の容量結合電極５、絶縁物７、切替スイッチ１９、湿
度センサ１７、温度センサ１８を省略できる。また、碍
子汚損の監視のみが必要な場合は、第１の容量結合電極
４、絶縁物６、切替スイッチ１９を省略できる。さら
に、碍子汚損の監視のみを行う場合でも、湿度センサ１
７、温度センサ１８の省略が可能である。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、碍子に印加される電路
電圧を簡単かつ安価に監視し、また、碍子の汚損度を、
直接的、リアルタイムで、ノイズ又は外部環境の影響を
受けることなく正確に監視できる碍子監視装置を得るこ
とができる。
電圧を簡単かつ安価に監視し、また、碍子の汚損度を、
直接的、リアルタイムで、ノイズ又は外部環境の影響を
受けることなく正確に監視できる碍子監視装置を得るこ
とができる。
【図１】本発明の碍子監視装置の構成を示す図。
【図２】図１の充電電流／光変換器の回路構成を示す
図。
図。
【図３】図１の判定手段による電路電圧検出の原理を説
明する図。
明する図。
【図４】図３の発光ダイオードに流れる電流を示す図。
【図５】図１の判定手段による碍子汚損検出の原理を説
明する図。
明する図。
【図６】図５の変形例を示す図。
【図７】図１の第１の容量結合電極の構造を示す図。
【図８】図１の第２の容量結合電極の構造を示す図。
１…碍子 ２…支持台 ３…電路 ４…第１の容量結合電極（電圧検出用） ５…第２の容量結合電極（碍子汚損検出用） ６…第１の絶縁物 ７…第２の絶縁物 ８…充電電流／光変換器 ９…切替スイッチ １０…発光ダイオード １１…直流電源 １２…光ファイバ １３…監視装置本体 １４…光／電気変換器 １５…判定手段 １６…表示手段 １７…湿度センサ １８…温度センサ １９…切替スイッチ ２０…障壁 ２１…ひだ ２２，２３…端子 Ｃ1 …浮遊容量 Ｃ2 …容量 ｉc1…充電電流 ｉb …バイアス電流 ｉi …漏れ電流 ｉc2…充電電流 Ｒi …絶縁物の抵抗値 Ｒ1 …バイアス用抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星野 仁 宮城県仙台市青葉区一番町三丁目７番１号 東北電力株式会社内 (72)発明者 斉藤 宗敬 群馬県群馬郡箕郷町生原1219−６ (72)発明者 大木 秀人 京都府京都市右京区梅津高畝町47番地 日 新電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2G015 AA20 BA02 CA05 5G331 AA03 AA06 BC09 DA01 EA16 EB17 FB17
Claims (5)
- 【請求項１】 碍子の近傍に設置された容量形電極と、 前記容量形電極により検出した電圧信号を、光信号に変
換する手段と、 前記光信号を受信して前記電圧信号に基づいて、前記碍
子を監視する監視手段と、 を具備することを特徴とする碍子監視装置。 - 【請求項２】 前記容量形電極を接地電位から絶縁する
絶縁物であって、汚損を防止する構造を有しない絶縁物
を具備し、 前記監視手段は、前記電気信号に基づいて、前記碍子の
電路の電圧を監視する請求項１に記載の碍子監視装置。 - 【請求項３】 前記容量形電極を接地電位から絶縁する
絶縁物であって、汚損を防止する構造を有する絶縁物を
具備し、 前記監視手段は、前記電気信号に基づいて、前記碍子の
汚損を監視する請求項１に記載の碍子監視装置。 - 【請求項４】 碍子の近傍に設置された第１の容量形電
極と、 この第１の容量形電極を接地電位から絶縁する絶縁物で
あって、汚損を防止する構造を有しない絶縁物と、 前記碍子の近傍に設置された第２の容量形電極と、 この第２の容量形電極を接地電位から絶縁する絶縁物で
あって、汚損を防止する構造を有する絶縁物と、 前記第１の容量結合電極と前記第２の容量結合電極とを
切り替える切替スイッチと、 この切替スイッチの出力の電圧信号を、光信号に変換す
る手段と、 前記光信号を受信して前記電圧信号に基づいて、前記電
路の電圧と前記碍子の汚損を監視する監視手段と、 を具備することを特徴とする碍子監視装置。 - 【請求項５】 前記碍子近傍に湿度センサと温度センサ
を設置し、前記監視手段は、前記湿度センサと前記温度
センサが測定した湿度及び温度により、前記容量形電極
が検出した電圧信号の値を補正する請求項３又は４に記
載の碍子監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000041649A JP2001228197A (ja) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | 碍子監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000041649A JP2001228197A (ja) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | 碍子監視装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001228197A true JP2001228197A (ja) | 2001-08-24 |
Family
ID=18564853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000041649A Pending JP2001228197A (ja) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | 碍子監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001228197A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030020103A (ko) * | 2001-09-01 | 2003-03-08 | 조규삼 | 온도감지용 에폭시애자 |
| CN1320366C (zh) * | 2001-11-05 | 2007-06-06 | 北京深浪电子技术有限公司 | 高压输电线路绝缘子带电检测的方法及其装置 |
| CN104360249A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-02-18 | 国家电网公司 | 容性高压设备绝缘性能检测方法及系统 |
| CN106771736A (zh) * | 2016-12-14 | 2017-05-31 | 国家电网公司 | 一种单片绝缘子自然积污特性试验系统及其试验方法 |
| WO2018221821A1 (ko) * | 2017-06-02 | 2018-12-06 | 한국전력공사 | 부싱 발열 감시 장치, 부싱 및 컴퓨터 판독가능 기록 매체 |
| CN109696596A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-04-30 | 西安工程大学 | 一种绝缘子湿污远程监测系统 |
| CN110942872A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-03-31 | 江西高强电瓷集团有限公司 | 一种瓷绝缘子生产线 |
| CN113178294A (zh) * | 2020-06-22 | 2021-07-27 | 中国石化集团胜利石油管理局有限公司电力分公司 | 一种具有故障感知功能的绝缘子及其生产工艺 |
-
2000
- 2000-02-18 JP JP2000041649A patent/JP2001228197A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20030020103A (ko) * | 2001-09-01 | 2003-03-08 | 조규삼 | 온도감지용 에폭시애자 |
| CN1320366C (zh) * | 2001-11-05 | 2007-06-06 | 北京深浪电子技术有限公司 | 高压输电线路绝缘子带电检测的方法及其装置 |
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| CN106771736B (zh) * | 2016-12-14 | 2024-03-12 | 国家电网公司 | 一种单片绝缘子自然积污特性试验系统及其试验方法 |
| WO2018221821A1 (ko) * | 2017-06-02 | 2018-12-06 | 한국전력공사 | 부싱 발열 감시 장치, 부싱 및 컴퓨터 판독가능 기록 매체 |
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| CN110942872A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-03-31 | 江西高强电瓷集团有限公司 | 一种瓷绝缘子生产线 |
| CN110942872B (zh) * | 2019-12-12 | 2021-07-16 | 江西高强电瓷集团有限公司 | 一种瓷绝缘子生产线 |
| CN113178294A (zh) * | 2020-06-22 | 2021-07-27 | 中国石化集团胜利石油管理局有限公司电力分公司 | 一种具有故障感知功能的绝缘子及其生产工艺 |
| CN113178294B (zh) * | 2020-06-22 | 2022-10-25 | 中国石化集团胜利石油管理局有限公司电力分公司 | 一种具有故障感知功能的绝缘子及其生产工艺 |
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