JP2001249157A

JP2001249157A - 絶縁診断装置及び絶縁診断方法

Info

Publication number: JP2001249157A
Application number: JP2000060920A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Kaminaga; 一弘神長; Osamu Tsuburai; 修粒来; Hiroaki Ujiie; 浩明氏家; Munechika Saito; 宗敬斉藤; Hideto Oki; 秀人大木; Kazuhiko Horikoshi; 和彦堀越
Original assignee: Tohoku Electric Power Co Inc; Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Tohoku Electric Power Co Inc; Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 2000-03-06
Filing date: 2000-03-06
Publication date: 2001-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】部分放電により発生する高周波電気信号を検
知することによる電気機器の絶縁診断を行う絶縁診断装
置において、測定者や外部ノイズの影響を最小限に抑
え、適切な診断ポイントでの計測を可能とする。【解決手段】絶縁筒２２の両端に、部分放電センサ２
３とノイズセンサ２４を取付ける。各センサは、センサ
ヘッド３１内に信号処理を行う検出回路を内蔵し、光信
号に変換されて、光ファイバ３４により絶縁筒内を伝送
される。各センサが検出した信号は、一体に形成された
検出回路により光信号に変換されて伝送されるので、伝
送路からノイズが侵入することがなくなり、また、検出
回路と計測装置本体とのインピーダンス整合が問題とな
らなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気機器の容器内
で発生する部分放電を検出することにより、電気機器の
絶縁状態を診断する絶縁診断装置及び絶縁診断方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】タンク形遮断器、ガス絶縁開閉装置など
の電気機器容器内で絶縁劣化が生じると部分放電が生じ
ることが知られている。また、電気機器容器内の導体間
の接触部に接触不良がある場合にも部分放電が生じるこ
とがある。これらの部分放電を放置しておくと、やがて
絶縁破壊が生じて重大な事故に発展するおそれがある。
したがって、このような電気機器の事故を未然に防ぐた
めに、前段階の部分放電の発生の有無を検出することに
より電気機器の健全性を診断することが広く行われてい
る。

【０００３】部分放電を検出するために、種々の手法が
提案され採用されている。このうち、部分放電による振
動や音、加速度などの機械的物理的現象を捕らえる方法
が各種提案されている。その１方法として、部分放電に
より発生する電磁波などの高周波電気信号の有無を監視
するようにした絶縁診断装置が提案されている。図１
は、高周波電気信号の有無を監視する絶縁診断装置の従
来例を示す。

【０００４】絶縁診断装置１１は、高周波電気信号を検
出するセンサであるアンテナ１２と検出した高周波電気
信号から部分放電の有無を判定する計測装置本体１３が
一体に構成される。タンク形遮断器１４は、主回路部分
が金属容器１５内に収納されてシールドされているた
め、絶縁診断時には、絶縁診断装置１１を測定者が手に
持って、高周波電気信号を感度良く検出できる場所へア
ンテナ１２を近づける。

【０００５】この感度良く検出できる場所としては、高
周波信号が内部から漏れ出す碍子１６の下部や、構造的
に不連続で高周波信号が共振し易いＣＴカバー部１７な
どがある。碍子１６の下部は、高電圧充電部に近く、測
定時に絶縁距離を厳密に管理する必要がある。つまり、
測定員が絶縁診断装置１１を持って、碍子１６下部に規
定以上に誤って近づくと、碍子１６の電界が乱れ絶縁耐
力が低下することがある。さらに、絶縁耐力の低下によ
り、感電事故、地絡事故などを招く危険性がある。した
がって、検出し易さと絶縁協調の観点から、ＣＴカバー
部１７に絶縁診断装置１１を適用する方が現実的であ
る。

【０００６】また、従来の絶縁診断装置として、アンテ
ナ１２と計測装置本体１３を別体とし、両者間を同軸ケ
ーブルなどの導体で接続するものもある。この場合、測
定者は、アンテナ１２だけを所定の場所へ近づける。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】絶縁診断装置１１又は
アンテナ１２を測定者が持って電気機器に近づくと、測
定者自身が導体の一部として作用し、これが影響して絶
縁診断装置１１の検出感度を大きく左右する。また、検
出感度が測定者の位置に依存することにより、計測の再
現性が無くなる。さらに、絶縁診断装置１１を持つ測定
者の安全上、部分放電信号を検出し易いポイントである
碍子下部１６などの高電圧充電部へアンテナ１２を近づ
けることができない。

【０００８】また、絶縁診断装置１１のアンテナ１２
は、容器１５から漏れ出る高周波電気信号を検出するだ
けでなく、周囲からの外来ノイズも同時に検出をする。
このため、周囲に過大なノイズが発生している時に診断
を行うと、外来ノイズを部分放電による高周波電気信号
として検出して装置が誤動作をする可能性がある。従来
の絶縁診断装置１１では、誤動作を懸念し、アンプのゲ
インを低感度に調整していた。このため、微弱信号であ
る高周波電気信号は、周囲で発生する外来ノイズに埋も
れてしまい、感度良く検出できなかった。

【０００９】本発明は、部分放電により発生する高周波
電気信号を検知することによる電気機器の絶縁診断を行
う絶縁診断装置において、測定者や外部ノイズの影響を
最小限に抑え、適切な診断ポイントでの計測を可能とす
ることで、電気機器の内部部分放電の検出感度の改善を
図ることを目的とするものである。

【００１０】

【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、絶縁筒
と、この絶縁筒の一端に設けた部分放電センサと、前記
絶縁筒の他端に設けたノイズセンサと、信号伝送路によ
り前記部分放電センサ及びノイズセンサと接続される計
測装置本体であって、前記部分放電センサが検出した高
周波電気信号と前記ノイズセンサが検出した電気信号と
に基づいて、部分放電発生の有無を判定する判定部を有
する計測装置本体とを具備する絶縁診断装置において、
前記部分放電センサ及び前記ノイズセンサは、検出回路
とこの検出回路を収納するケースからなるセンサヘッド
と、前記センサヘッドに電気的に絶縁して設けられたア
ンテナとからなり、前記検出回路は、前記アンテナが検
出した電気信号を光信号に変化する電／光変換回路を有
し、前記伝送路は、前記絶縁筒内に収納される部分が、
前記電／光変換回路から出力された光信号を伝送する光
ファイバであるものとする。

【００１１】本発明によれば、アンテナと検出回路を一
体化したことにより、アンテナと検出回路との接続部か
ら侵入するノイズを低減し、検出感度を向上することが
できる。また、検出回路と計測装置本体とを光ファイバ
により接続したので、インピーダンス整合などが問題と
ならなくなる。また、本発明の絶縁診断方法において
は、部分放電センサ及びノイズセンサが測定した高周波
電気信号から、所定時間の間のデータを所定数取得し、
前記部分放電センサから取得した所定数のデータを加算
し、前記ノイズセンサから取得した所定数のデータを加
算し、加算した部分放電センサのデータと加算したノイ
ズセンサのデータとの差分をとり、この差分のデータの
レベルが基準値を超えたときに部分放電が検出されたと
判定する。

【００１２】本発明によれば、簡単な装置で、測定者及
び外来ノイズの影響を排除して感度の良い絶縁診断がで
きる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図を用いて説
明する。図２は、本発明を適用した絶縁診断装置の外観
を示す。絶縁診断装置２１は、塩ビパイプなどにより形
成される絶縁筒２２の両端に取り付けた部分放電センサ
２３及びノイズセンサ２４と、絶縁筒２２の中央に設け
た光／電変換部２５及びハンドル２６と、光／電変換部
２５と同軸ケーブル２８により接続される測定装置本体
２７とから構成される。

【００１４】図３は、部分放電センサ２３とノイズセン
サ２４の構造を示す。円筒形の金属製のケースからなる
センサヘッド３１が絶縁筒２２の先端に取り付けられ
る。センサヘッド３１の先端側に感受部となるアンテナ
３２が絶縁物を介して取り付けられる。センサヘッド３
１のケース内部に、プリント基板に搭載された検出回路
３３が収納される。アンテナ３２と検出回路３３とは金
属の導体により接続される。アンテナ３２が検出した信
号は、検出回路３３において処理がされた後、光信号に
変換されて、絶縁筒２２の内部を通る光ファイバ３４に
より光／電変換部２５に伝送される。

【００１５】このように、センサヘッド３１、アンテナ
３２と検出回路３３とを一体化したことにより、アンテ
ナ３２と検出回路３３中のアンプとの間のインピーダン
ス整合が容易となり、インピーダンス不整合による伝送
ロスを低減できる。また、アンテナ３２と検出回路３３
の途中の伝送路から侵入する外来ノイズは極めて少なく
なるので、検出感度を高くすることができる。

【００１６】図４は、絶縁診断装置２１の回路構成を示
す。部分放電センサ２３とノイズセンサ２４のアンテナ
３２が検出した信号は、検出回路３３により信号処理さ
れ、電／光変換回路３９により光信号に変換される。光
信号は、絶縁筒２２内を通る光ファイバ３４を通って光
／電変換部２５へ伝送され、ここで電気信号に変換され
て同軸ケーブル２８により計測装置本体２７へ伝送され
る。

【００１７】計測装置本体２７では、各センサ２３，２
４から得た電気信号は、入力回路４１、Ａ／Ｄ変換器４
２を通してＣＰＵ４３に入力される。ＣＰＵ４３は、各
センサ２３，２４が検出した信号を解析し、部分放電の
有無を判定する判定機能を有する。この判定のアルゴリ
ズムについては後述する。ＣＰＵ４３は、解析結果を、
インタフェース回路４４を介して、液晶表示器４５とプ
リンタ４６に表示及び出力する。バッテリ４７が装置の
電源として設けられる。また、操作部４８が設けられ
る。

【００１８】センサ３１には、検出回路３３の特性を制
御するコントロール回路５１が設けられる。計測装置本
体２７の操作部４８にて検出回路３３の特性の設定がさ
れると、制御信号は、光／電変換部２５により光信号に
変換され、光ファイバ５２によりセンサヘッド３１へ伝
送され、コントロール回路５１へ入力され、電気信号の
制御信号に変換される。

【００１９】図５は、絶縁診断装置２１の使用形態を示
す。絶縁異常の診断を行うとき、測定者は、絶縁診断装
置２１のハンドル２６を片手に持ち、部分放電センサ２
３をタンク形遮断器１４の碍子１６の下部又はＣＴカバ
ー部１７に近づける。この時、ノイズセンサ２４は、Ｃ
Ｔカバー部１７から遠い位置になるようにする。計測装
置本体２７は肩に掛ける構造とすることができる。

【００２０】図２〜４において説明したように、各セン
サ２３，２４と測定者が持つハンドル２６との間は、光
ファイバ３４，５２と絶縁筒２２により接続されてい
て、金属や導体は使用されていない。これにより、各セ
ンサ２３，２４を高電圧部分に接触させても、測定者が
感電をするおそれがないので、部分放電センサ２３を、
高周波電気信号を検出するために最も適切な信号ポイン
トに適用することができる。また、各センサ２３，２４
と計測装置本体２７との間を電気的に絶縁することで、
電気ケーブルなどから侵入するノイズを防止でき、Ｓ／
Ｎ比の向上を図れる。さらに、センサを持つ測定者がア
ンテナ３２の一部を構成することがないので、測定者に
よる影響を低減することができる。

【００２１】絶縁診断時、部分放電センサ２３は、タン
ク形遮断器１４の金属容器１５内で発生して漏れ出た高
周波電気信号を検出するだけでなく、周囲から不要信号
であるノイズも検出する。本実施形態においては、周囲
からのノイズは、ノイズセンサ２４の併用による差動ノ
イズ除去方式で除去を行い、更に、複数回の測定により
確実な判定を行う。

【００２２】図６のフローチャートを用いて、レベル判
定を差動ノイズ除去方法で判定する動作を説明する。図
では、フローチャートの右側に、各ステップで得られる
データを波形で示す。測定を開始すると、ステップＳ１
１で、部分放電センサ２３が検出した信号とノイズセン
サ２４が検出した信号から、Ｔｍｓ（例、４０ｍｓ）ご
とにＮ個（例、１０個）のデータＰＤ₁〜ＰＤ_N，Ｎ₁
〜Ｎ_Nを取得する。上記例の４０ｍｓとは、商用周波数
が５０Ｈｚである場合の２サイクル分の期間に相当す
る。部分放電は、商用電源により発生するので、商用周
波数と同期した４０ｍｓごとにデータを取得すること
で、Ｎ個のデータにおける部分放電の発生タイミングを
ほぼ揃えることができる。また、部分放電側のデータと
ノイズ側のデータは、同じタイミングで取得される。

【００２３】ステップＳ１２で、Ｎ個の部分放電側デー
タＰＤ₁〜ＰＤ_Nを加算して平均値ＰＤ_AVをとる。Ｎ個
のノイズ側データＮ₁〜Ｎ_Nを加算して平均値Ｎ_AVをと
る。部分放電は商用周波数に同期して発生し、ノイズは
商用周波数とは無関係にばらついて発生する。したがっ
て、この加算平均により、同じタイミングで発生する部
分放電成分のレベルは変化しないが、ばらついて発生す
るノイズ成分はレベルが低下する。

【００２４】ステップＳ１３で、ノイズ側の加算平均値
Ｎ_AVに係数Ｋ（＞１）を掛けて重み付けを行う。ステッ
プＳ１４で、部分放電側加算平均値ＰＤ_AVと重み付けを
したノイズ側加算平均値Ｋ・Ｎ_AVとの差分（ＰＤ_AV−Ｋ
・Ｎ_AV）をとる。この差をとることにより、部分放電側
加算平均値ＰＤ_AVに含まれているノイズ成分は、ノイズ
側加算平均値・Ｎ_AVとほぼ同じなのであるから、差分
（ＰＤ_AV−Ｋ・Ｎ_AV）に含まれるノイズ成分のレベルは
小さいものとなる。

【００２５】ステップＳ１５で、差分（ＰＤ_AV−Ｋ・Ｎ
_AV）のレベルと第１及び第２の基準値（第１の基準値＜
第２の基準値）とを比較する。差分＜第１の基準値であ
ればレベル０（正常）と判定する。第１の基準値＜差分
＜第２の基準値であればレベル１（要ウォッチング）と
判定する。第２のしきい値＜差分であれば、レベル２
（部分放電発生）と判定する。

【００２６】以上説明した判定方法によれば、簡単な構
成で商用周波数と同期したデータを取得することができ
る。また、商用周波数と同期した複数のデータの加算平
均をとることにより、ノイズの影響を小さくして部分放
電成分を抽出することができく。さらに、部分放電のデ
ータとノイズのデータの差分をとることにより、ノイズ
の影響を小さくすることができる。

【００２７】ただ、診断環境又はノイズの種類によって
は、１回の診断では、絶縁異常がないのに、部分放電あ
りと誤判定をする可能性がある。つまり、レベル０と判
定すべきところ、レベル１又は２と判定することがあ
る。これに対処するため、図６に示したレベル判定処理
を所定回繰り返して、レベル判定に正確を期す方法があ
る。

【００２８】図７のフローチャートを用いて、複数回の
測定による判定動作を説明する。この例では、複数回の
測定中にレベル０（正常）が一度でも判定されれば、診
断を終了するが、多数決による方法などの他の方法を採
用しても良い。測定開始時に、カウンタ値ｎを０にクリ
アする。ステップＳ２１で、図６に示した方法のレベル
判定の結果が、レベル０，レベル１，レベル２のいずれ
であるかを判定する。ここでレベル０は正常、レベル１
はウォッチングが必要である、レベル２は、部分放電を
検出したと判定する。

【００２９】ここで、レベル０と判定した場合は、測定
を終了してステップＳ２４へ進むが、レベル１又は２と
判定した場合は、複数回の測定を行うため、ステップＳ
２２へ進む。ステップＳ２１，２２，２３により、カウ
ンタ値ｎが所定回数Ｍ（例、１０回）に達するまで、測
定を繰り返すが、途中で一度でもレベル０が検出されれ
ば、正常と判定してステップＳ２４へ進む。所定回数Ｍ
の間、すべてレベル１又はレベル２が検出され続けれ
ば、最後のレベル（１又は２）が正しいレベルと判定し
てステップＳ２４へ進む。

【００３０】ステップＳ２４で、最終的に判定をしたレ
ベルを液晶表示器４５に表示し、ステップＳ２５で、そ
のレベルをプリンタ４６により印字する。図８は、検出
回路３３の回路構成を示す。検出回路３３は、フィルタ
３５、アッテネータ３６、アンプ３７、検波回路３８、
電／光変換回路３９からなる。アンテナ３２が検出した
電気信号は、フィルタ３５に入力され、電／光変換回路
３９により光信号に変換されて出力される。フィルタ３
５、アッテネータ３６、アンプ３７をの特性を調整し、
電源のオンオフを制御するコントロール回路５１は、光
／電変換回路５３とコントロール回路５４からなる。

【００３１】図９、図１０を用いて、フィルタの制御に
ついて説明する。部分放電発生時には、数ＭＨｚ〜数１
００ＭＨｚの周波数範囲の高周波電気信号が発生する。
フィルタ３５は、アンテナ３２が検出した電気信号か
ら、この周波数範囲の信号を取り出す。この周波数範囲
中に、通信波のような過大ノイズが存在すると、Ｓ／Ｎ
比が低下して、正常な測定をすることができなくなる。

【００３２】図９（Ａ）は、フィルタ３５の周波数特性
と、この周波数帯のある周波数ｆｉにノイズが存在する
ことを示す。図９（Ｂ）は、ノイズが無い場合の検波回
路３８の出力とノイズの影響を受けた出力とを対比して
示す。このノイズに対応するには、フィルタ３５の周波
数帯を、ノイズの周波数ｆｉを避けたところに設定すれ
ば、ノイズの影響を避けた測定ができる。

【００３３】フィルタ３５の周波数帯域を変更するため
には、周波数帯域が制御信号により任意に変更できるプ
ログラマブルフィルタを使用するか、又は、２種類以上
のフィルタ回路を切り替えて使用する。図１０（Ａ）
は、プログラマブルフィルタの１例を示す。フィルタ５
５はコンデンサＣとインダクタンスＬの組み合わせから
なり、コンデンサＣｓが可変容量コンデンサで形成さ
れ、この容量を制御信号により変化させることにより容
量が変化し、フィルタ５５の周波数帯域が変化する。図
１０（Ｂ）は、２種類の周波数帯域の異なるフィルタ５
６，５７を制御信号によりスイッチＳ１，Ｓ２を切り替
える例を示す。

【００３４】図１１を用いて、アンプ３７の制御につい
て説明する。アンプ３７は、図１１に示すように、入力
レベルに対する出力レベルには必ず飽和領域を有する。
例えば、過大な高周波電気信号がアンプ３７に入力され
ると、線形増幅領域を超えることとなり、アンプ３７が
飽和したり発振したりする。このため、アンプ３７の制
限入力を超えるレベルの入力がされたときには、アンプ
３７の増幅率を小に変更することにより、線形領域を使
用して計測を良好に行うことができる。

【００３５】図１２を用いて、アッテネータ３６の制御
について説明する。アンプ３７の増幅率が固定であり可
変できない場合は、アンプ３７の前段のアッテネータ３
６の値を制御することにより、見かけ上の増幅率を低下
させることができる。また、アンプ３７の入力信号を適
当な値に低下させることもできる。（Ａ）は、ダイオー
ドＤによる可変アッテネータ６０の例で、ダイオードＤ
に印加する制御信号のレベルを可変とすることにより、
減衰値を変える。（Ｂ）は、異なる減衰率を有するアッ
テネータ５８，５９を直列に接続し、制御信号によりス
イッチＳ１，Ｓ２を切り替える例を示す。

【００３６】図１３、図１４を用いて、部分放電センサ
２３とノイズセンサ２４の特性を変える例を示す。図１
３は、アンテナ３２とセンサヘッド３１の一部を断面で
示す。通常、センサヘッド３１の先端に、アンテナ３２
が絶縁物６１を介して取り付けられる。本例では、アン
テナ３２とセンサヘッド３１との間に、導体、抵抗体、
容量素子又は誘導素子からなるインピーダンス素子６２
を取付け、両者間を電気的に接続する。

【００３７】図１４はアンテナ３２の感度特性を示す。
（Ａ）に示す通常時のアンテナ３２の感度特性が、イン
ピーダンス素子６２の追加後は（Ｂ）に示すように変化
をする。したがって、測定対象機器、又は環境に応じ
て、適当なインピーダンス素子６２を追加することによ
り、使用するアンテナ特性を変えて規定の感度を得るこ
とができる。

【００３８】図１５〜１８を用いて、センサの変形例に
ついて説明する。部分放電センサ２３及びノイズセンサ
２４は、金属製のセンサヘッド３１とアンテナ３２から
なる。診断時には、これらの金属部は対象電気機器の金
属部に接触させず、かつ、一定の距離を保つ必要があ
る。いま、図１５（Ａ）に示すように、送電線１８との
間のストレイキャパシタＣのために、センサヘッド３１
に高電圧が誘起された状態で、アンテナ３２がＣＴカバ
ー部１７に接触すると、センサヘッド３１とＣＴカバー
部１７との間に微小な放電が起こる。

【００３９】図１６は、センサ２３の検出レベルの変化
の状況を示す。（Ａ）は通常時の検出波形を示す。セン
サ２３で放電が発生すると、その検出回路波形は、
（Ｂ）に示すように乱れて、正確な測定ができなくな
る。また、センサヘッド３１が放電により高電圧にチャ
ージされた場合は、測定後に測定者が誤って触って感電
をすることも考えられる。

【００４０】また、金属容器１５とアンテナ３２との距
離ｌが変わると図１７に示すように感度が変化するの
で、測定者によっては距離がばらつき、結果的にセンサ
の感度が変化し、部分放電を検出できないケースが考え
られる。これに対し、センサにガイドカバーを取り付け
ることにより、センサが対象電気機器に接触することを
防止し、かつ、対象電気機器との距離を一定に保つよう
にすることができる。

【００４１】図１８（Ａ）はガイドカバーの斜視図、
（Ｂ）はガイドカバーをセンサ２３に取り付けた状態を
示す一部断面図である。ガイドカバー６５は、円筒状の
絶縁物からなり、先端にＶ字形の切り込み６６が形成さ
れる。ガイドカバー６５内に、適宜の手段によりセンサ
ヘッド３１とアンテナ３２が固定される。このとき、切
り込み６６の先端とアンテナ３２の間は規定の距離ｌに
設定される。

【００４２】ガイドカバー６５を取り付けたセンサ２３
の使用時には、ＣＴカバー部１７の下端の角部を切り込
み６６に嵌合させる。これにより、金属容器１５とアン
テナ３２との距離は一定の距離ｌに保たれることとな
る。図１９を用いて、センサを着脱可能とすることにつ
いて説明する。センサ２３，２４を絶縁筒２２から着脱
自在に構成する場合、電／光変換回路３９、光／電変換
回路５３から光ファイバ３４，５２を着脱可能とするこ
とは困難であり、不便でもある。したがって、図１９に
示すように、電／光変換回路３９、光／電変換回路５３
及び光ファイバ３４，５２は絶縁筒２２側に設け、電／
光変換回路３９等の電気回路側にコネクタ６７を設け、
センサヘッド３１側に対応するコネクタ６８を設けて着
脱可能な構造とする。

【００４３】図２０を用いて、検出回路３３のパーツを
着脱可能とすることについて説明する。絶縁診断時に、
通常の条件以外の特殊な環境下で測定を行うケースがあ
る。例えば、測定バンドを絞るためにフィルタ３５を代
える、アッテネータ３６を過大信号用のものに代える、
アンプ３７を高感度用に代えるなどの規格外の条件にも
対応したいことがある。これに対しては、規格外の条件
に対するオプションパーツを用意しておき、それをアン
テナ３２とセンサヘッド３１の間に、着脱自在に取り付
ける。

【００４４】図２０は、センサ部を一部断面で示す。フ
ィルタ、アッテネータ、アンプなどのパーツの一部を一
体にモールドしたアダプタ７１を用意する。センサヘッ
ド３とアンテナ３２の間にアダプタ７１を取付ける。ア
ンテナ３２とアダプタ７１及びアダプタ７１とセンサヘ
ッド３１は、雄ねじ形のコネクタ７２と雌ねじ形のコネ
クタ７３とにより接続される。各コネクタ７２，７３を
同一仕様とすることで、アダプタ７１を取り外して、ア
ンテナ３２を直接センサヘッド３１に取り付けることも
できる。

【００４５】図２１を用いて、絶縁筒２２を折り曲げ可
能とする例について説明する。（Ａ）に示すように、絶
縁筒２２を光／電変換部２５に取り付ける部分７４が、
絶縁筒２２を旋回可能に取り付ける構造とされる。この
構成により、部分放電センサ２３とノイズセンサ２４と
の間隔を調整することができる。電気機器に適用する場
合に、診断しようとする相７５に部分放電センサ２３を
適用し、隣接する相７６にノイズセンサ２４を適用す
る。これにより、ノイズセンサ２４は、部分放電センサ
２３が検出するノイズとほぼ同様のノイズを検出するこ
ととなるので、精度の良い測定が可能となる。

【００４６】図２２を用いて、アンテナ３２の変形例に
ついて説明する。（Ａ）〜（Ｄ）において、平面図を上
に、側面図を下に示す。（Ａ）の例は、絶縁筒２２の外
周にヘリカル状にアンテナ線８１を巻き付け、その一端
をセンサヘッド３１に接続する。このとき、アンテナ線
８１は、センサヘッド３１の先端に接続しても、中央に
接続しても良い。また、（Ａ）は、アンテナ３２を板状
の部材を折り曲げて、センサヘッド３１の先端と側面を
カバーする板状アンテナ８２とした例を示す。（Ｂ）
は、アンテナ３２を金属線を巻いてスパイラル状アンテ
ナ８３とした例を示す。このようにアンテナの形状を変
化させることにより、診断対象の電気機器に応じた感度
の調整や、受信周波数の調整を可能にできる。

【００４７】さらに、ヘリカル状のアンテナ線８１を設
けること、巻き付け密度を（Ｃ）と（Ｄ）のように変化
すること、その長さを調整することにより、センサの共
振特性を変化させ、センサの受信周波数特性及び受信強
度を調整できる。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、部分放電により発生す
る高周波電気信号を検知することにより電気機器の絶縁
診断を行う絶縁診断装置及び方法において、測定者や外
部ノイズの影響を最小限に抑え、適切な診断ポイントで
の計測を可能とすることで、電気機器の内部部分放電の
検出感度の改善を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の絶縁診断装置の使用形態を示す図。

【図２】本発明を適用した絶縁診断装置の外観を示す
図。

【図３】図２のセンサの構造を示す図。

【図４】図２の絶縁診断装置の回路構成を示す図。

【図５】図２の絶縁診断装置の使用形態を示す図。

【図６】図２の絶縁診断装置により差動ノイズ除去方式
によるレベル判定動作を示すフローチャート。

【図７】図６のレベル判定を複数回測定する動作を示す
フローチャート。

【図８】図４における検出回路の回路構成を示す図。

【図９】図８のフィルタを制御する原理を説明する図。

【図１０】図８のフィルタの具体例を示す図。

【図１１】図８のアンプの特性を示す図。

【図１２】図８のアッテネータの変形例を示す図。

【図１３】図３のセンサの変形例を示す図。

【図１４】図１３のセンサの特性の変化を示す図。

【図１５】対象機器とセンサとの距離関係を説明するた
めの図。

【図１６】図２のセンサの検出レベルの変化を示す図。

【図１７】図１５での電気機器とアンテナとの距離によ
りセンサの感度が変化する状況を示す図。

【図１８】図３のセンサに取り付けるガイドカバーを示
す図。

【図１９】図３のセンサヘッドを着脱可能とする構成を
示す図。

【図２０】図８における検出回路のパーツを着脱可能と
する構成を示す図。

【図２１】図２における絶縁筒の変形例を示す図。

【図２２】図２におけるアンテナの変形例を示す図。

【符号の説明】

１１…絶縁診断装置１２…アンテナ１３…計測装置本体１４…タンク形遮断器１５…金属容器１６…碍子１７…ＣＴカバー部１８…送電線２１…絶縁診断装置２２…絶縁筒２３…部分放電センサ２４…ノイズセンサ２５…光／電変換部２６…ハンドル２７…測定装置本体２８…同軸ケーブル３１…センサヘッド３２…アンテナ３３…検出回路３４…光ファイバ３５…フィルタ３６…アッテネータ３７…アンプ３８…検波回路３９…電／光変換回路４１…入力回路４２…Ａ／Ｄ変換器４３…ＣＰＵ４４…インタフェース回路４５…液晶表示器４６…プリンタ４７…バッテリ４８…操作部５１…コントロール部５２…光ファイバ５３…光／電変換回路５４…コントロール回路５５…プログラマブルフィルタ５６，５７…フィルタ５８，５９…アッテネータ６１…絶縁物６２…インピーダンス素子６５…ガイドカバー６６…切り込み６７，６８…コネクタ７１…アダプタ７２，７３…コネクタ７４…取付け部分７５，７６…電気機器の各相８１…アンテナ線８２…板状アンテナ８３…スパイラル状アンテナ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者粒来修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)発明者氏家浩明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 (72)発明者堀越和彦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 AA09 BA02 BA04 CA01 5G017 EE02 5G365 DA12 DN04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁筒と、この絶縁筒の一端に設けた部分放電センサと、前記絶縁筒の他端に設けたノイズセンサと、信号伝送路により前記部分放電センサ及びノイズセンサ
と接続される計測装置本体であって、前記部分放電セン
サが検出した高周波電気信号と前記ノイズセンサが検出
した電気信号とに基づいて、部分放電発生の有無を判定
する判定部を有する計測装置本体と、を具備する絶縁診断装置において、前記部分放電センサ及び前記ノイズセンサは、検出回路
と、この検出回路を収納するケースからなるセンサヘッ
ドと、前記センサヘッドに電気的に絶縁して設けられる
アンテナとからなり、前記検出回路は、前記アンテナが検出した電気信号を光
信号に変化する電／光変換回路を有し、前記伝送路は、前記絶縁筒内に収納される部分が、前記
電／光変換回路から出力された光信号を伝送する光ファ
イバであること、を特徴とする絶縁診断装置。
【請求項２】前記検出回路は、前記計測装置本体から
の制御によりセンサの特性を制御するコントロール回路
を有する請求項１に記載の絶縁診断装置。
【請求項３】前記センサヘッドと前記アンテナとをイ
ンピーダンス素子により連結する請求項１に記載の絶縁
診断装置。
【請求項４】絶縁物により形成され、前記アンテナ及
び前記センサヘッドの側面をカバーするカバー部と、前
記アンテナの先端と測定対象との間の距離を保つための
ガイド部とを有するガイドカバーを具備する請求項１に
記載の絶縁診断装置。
【請求項５】前記電／光変換回路は、電気回路部分に
分離可能なコネクタを有し、前記センサヘッド及び前記
検出回路は、前記コネクタの部分において、前記絶縁筒
から着脱自在とされる請求項１に記載の絶縁診断装置。
【請求項６】前記検出回路は、そのパーツが前記検出
回路及び前記アンテナから着脱可能に構成される請求項
１に記載の絶縁診断装置。
【請求項７】前記絶縁筒は、前記部分放電センサの位
置と前記ノイズセンサの位置を調整可能にするように形
成される請求項１に記載の絶縁診断装置。
【請求項８】前記絶縁筒にヘリカル状に巻き付けら
れ、前記センサヘッドに接続されるアンテナ導体を具備
する請求項１に記載の絶縁診断装置。
【請求項９】部分放電センサ及びノイズセンサが検出
した高周波電気信号から、所定時間の間のデータを所定
数取得し、前記部分放電センサから取得した所定数のデータを加算
し、前記ノイズセンサから取得した所定数のデータを加
算し、加算した部分放電センサのデータと加算したノイズセン
サのデータとの差分をとり、この差分のデータのレベルが基準値を超えたときに部分
放電が検出されたと判定することを特徴とする絶縁診断
方法。
【請求項１０】前記差分のデータのレベルが基準値を
超えたとき、前記絶縁診断方法を複数回繰り返し、所定
回数連続して前記差分のデータのレベルが基準値を超え
たときに、部分放電が検出されたと判定する請求項９に
記載の絶縁診断方法。