【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塩害による碍子表面の汚損を検出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
碍子は、発変電設備などに設置され、高電圧が印加されたケーブルを支持する。発変電設備が塩害地区にある場合、碍子表面に塩分が付着して、碍子が汚損されていく。碍子の汚損が進行すると、碍子表面に部分放電が発生し、地絡事故に至ることもある。
【０００３】
このような事故を防止する方法として、パイロット碍子を用いる方法がある。この方法は、パイロット碍子を、汚損検出対象の碍子と同等の環境に暴露する。そして、一定期間が経過すると、筆洗い法により、汚損量を測定する。また、この筆洗い法を自動化した方法もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の方法は、破壊測定であったり、測定時に非暴露期間が生じたりする。このため、雨などによる碍子表面の洗い流し効果を確認できない、又は、大きな測定誤差が発生するなどの問題があった。
本発明は、非破壊、連続暴露、連続測定で碍子汚損を検出できる装置を得ることを目的とするものである。
【０００５】
【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。本発明の碍子汚損検出器は、検出対象の碍子と同等の面を有する基板と、この基板表面に配置した２つの電極とを有する抵抗センサと、２つの電極間のインピーダンス値に基づいて、基板表面の汚損量を計算する測定部とから構成される。
【０００６】
抵抗センサは、汚損検出対象となる碍子と同一環境の場所に配置される。碍子の表面が塩分で汚損されると、抵抗センサの基板表面も同様に汚損されていく。基板表面に塩分が付着すると、電極間のインピーダンスが変化する。このインピーダンス値に基づいて、基板表面の塩分付着量が計算される。
【０００７】
本発明の碍子汚損検出器は、碍子と同一環境に配置した状態のまま汚損を継続して検出できるので、非破壊、連続暴露、連続測定で碍子汚損を検出することができる。
【０００８】
【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。
（実施形態１）
図１は、本発明を適した碍子汚損検出器の第１の構成を示す。
碍子汚損検出器１は、抵抗センサ２、測定部３を有する。
【０００９】
図２を用いて、抵抗センサ２の構成を説明する。
抵抗センサ２は、検出対象の碍子（図示省略）と同一材質で、同一の釉薬でコーティング又はガラスコーティングがされた基板４と、基板４上に配置された２つの電極５からなる。なお、図２には、容量センサ６も示されているが、これについては後述する。電極５間には、基板４の表面に付着した塩分による汚損量に応じたインピーダンスｒ０ が現れる。
【００１０】
抵抗センサ２は、検出対象の碍子の近傍に配置され、同一環境に暴露される。抵抗センサ２に配置された２つの電極５が、図１に示すように、測定部３に導入される。
測定部３において、２つの電極５はＣＲ発振回路７に接続される。ＣＲ発振回路７は、インバータＩＮＶ、抵抗Ｒ、静電容量Ｃから構成される。
ＣＲ発振回路７の出力信号は、判定部８に入力される。判定部８は、ＣＰＵにより構成される。判定部８には、温度センサ９、湿度センサ１０の出力信号が入力される。
【００１１】
ＣＲ発振回路７の出力周波数Ｆ０ は、抵抗センサ２のインピーダンスｒ０ と抵抗ｒ１ の合成インピーダンスと静電容量Ｃにより決定される。
抵抗センサ２のインピーダンスｒ０ は、電極５間に現れるインピーダンスで、抵抗センサ２表面の汚損量に応じて変化する。このインピーダンスｒ０ は、無汚損時は、無限大となる。このようなときでもＣＲ発振回路７が安定して発振するように、補償抵抗ｒ１がＣＲ発振回路７の入力側に接続される。
【００１２】
ＣＲ発振回路７の出力周期Ｔ（＝１／Ｆ０ ）は、次式のようになる。
【数１】
なお、ｘは定数で、例えば、Ｃ−ＭＯＳ回路を使用した場合は、０．６９となる。
【００１３】
図３は、ＣＲ発振回路７の出力信号波形を示す。
抵抗センサ２の無汚損時は、インピーダンスｒ０ が無限大となるため、ＣＲ発振回路７の発振周期Ｔは、補償抵抗ｒ１ と静電容量Ｃにより決定され、図３Ａに示すように、大きな周期Ｔ０ となる。汚損が進行すると、インピーダンスｒ０ が低下するため、ｒ０ とｒ１ の合成インピーダンスも低下し、発振周期は、図３Ｂに示すように、小さな周期Ｔ１ へと変化する。
【００１４】
ＣＲ発振回路７の出力信号は、判定部８に入力される。判定部８では、測定した周期Ｔに基づいて汚損量を計算する。この計算方法は良く知られているものであるので、ここでの説明は省略する。判定部８は、計算結果を、表示部に表示するか、又は、監視盤などの外部機器に出力する。
【００１５】
塩分付着によるインピーダンスｒ０ は、晴天時のような乾いた状態では無限大となり、湿度が１００％に近づくほど、インピーダンスは低下する。また、気温によってもインピーダンスは若干変化する。したがって、本例においては、温度センサ９と湿度センサ１０により検出した温度及び湿度を、判定部８における汚損量の計算に用いる。この方法についても良く知られているものであるので、ここでの説明は省略する。実際には、塩分の水分吸出特性により、湿度７０〜９５％の間で、汚損量の測定演算が可能である。
【００１６】
抵抗センサ２は、検出対象の碍子と同一環境に配置されているので、抵抗センサ２が検出した汚損量は、検出対象の碍子の汚損量とほぼ等しいと考えることができる。したがって、抵抗センサ２における汚損量が所定値を超えたと判定されたときに、碍子の洗浄などを行う。このように、碍子温度検出器１を使用することにより、碍子洗浄を最適なタイミングで行うことができる。
【００１７】
以上説明した碍子汚損検出器１は、検出対象の碍子と同一環境に暴露したまま連続的に汚損の検出ができる。したがって、センサの非暴露期間がなくなり、測定誤差が累積していくことを防止できる。また、雨などによる洗い流し効果も確認できる。
【００１８】
（実施形態２）
降雨などにより抵抗センサ２の表面に水滴が付着すると、インピーダンスｒ０ が急激に低下して、大きな測定誤差の要因となる。本例は、碍子汚損検出器１の検出結果から、このような降雨等による影響を排除するものである。
図４は、本例の碍子汚損検出器の構成を示す。
図４では、図１の構成と同一の部分には同一の参照符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１９】
ＣＲ発振回路７の静電容量Ｃとして、抵抗センサ２と一体に形成された容量センサ６の静電容量Ｃ０ が使用される。
容量センサ６の構成は図２に示されている。
容量センサ６は、抵抗センサ２が形成された基板４上に、２つの電極１２が配置されて構成される。電極１２間には、静電容量Ｃ０ が発生する。
【００２０】
図示の容量センサ６は、抵抗センサ２と一体に形成されているので、雨、雪等の影響を抵抗センサ２と同様に受ける。なお、両センサ２、６を別体に構成して、並べて配置することもできる。
降雨などにより基板１１の表面に水滴が付着すると、電極１２間の容量Ｃ０ は増大する。
【００２１】
図４に戻ると、測定部３のＣＲ発振回路７は、インバータＩＮＶ、抵抗Ｒ、電極１２間に発生する静電容量Ｃ０ から構成される。
降雨などにより抵抗センサ２のインピーダンスｒ０ が低下するが、同時に、電極１２間の静電容量Ｃ０ が増大する。したがって、ＣＲ発振回路７の出力周波数は、インピーダンスｒ０ の低下による影響を静電容量Ｃ０ の増大で補正するので、誤差を小さくすることが可能となる。
【００２２】
図４に示す例では、容量センサ６の静電容量Ｃ０ をＣＲ発振回路７の静電容量Ｃに置き換えているが、容量センサ６の静電容量Ｃ０ は、別の形態で使用することもできる。
例えば、容量センサ６を雨センサとして、図１の回路に使用することができる。この場合、容量センサ６の出力を判定部８に入力し、静電容量Ｃ０ が所定値を超えたときに、判定部８の計算処理を停止する。また、静電容量Ｃ０ の値により、計算値を補正するようにすることもできる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、非破壊、連続暴露、連続測定で碍子汚損を検出できる装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した碍子汚損量検出器の第１の構成を示す図である。
【図２】図１の抵抗センサの構成を示す図である。
【図３】図１の回路の出力信号を示す図である。
【図４】本発明を適用した碍子汚損量検出器の第２の構成を示す図である。
【符号の説明】
１…碍子汚損検出器
２…抵抗センサ
３…測定部
４…基板
５…電極
６…容量センサ
７…ＣＲ発振回路
８…判定部
９…温度センサ
１０…湿度センサ
１２…電極
１３…ＣＲ発振回路
ＩＮＶ…インバータ
Ｃ…静電容量
Ｒ…抵抗
ｒ０ …抵抗センサのインピーダンス
ｒ１ …補償抵抗[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for detecting contamination of an insulator surface due to salt damage.
[0002]
[Prior art]
Insulators are installed in power generation and substation facilities and support cables to which high voltage is applied. When the power generation and transformation equipment is located in a salt-damaged area, salt adheres to the surface of the insulator, and the insulator is contaminated. As the insulator becomes more contaminated, a partial discharge occurs on the insulator surface, which may lead to a ground fault.
[0003]
As a method for preventing such an accident, there is a method using a pilot insulator. This method exposes the pilot insulator to the same environment as the insulator to be detected for fouling. Then, after a certain period of time, the amount of soiling is measured by a brush washing method. There is also a method in which this brush washing method is automated.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The above-mentioned conventional method is a destructive measurement, or a non-exposure period occurs during the measurement. For this reason, there has been a problem that the effect of washing away the insulator surface due to rain or the like cannot be confirmed, or a large measurement error occurs.
An object of the present invention is to provide an apparatus capable of detecting insulator fouling by nondestructive, continuous exposure, and continuous measurement.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to achieve the above object. An insulator fouling detector according to the present invention comprises a substrate having a surface equivalent to an insulator to be detected, a resistance sensor having two electrodes disposed on the surface of the substrate, and a substrate based on an impedance value between the two electrodes. And a measuring unit for calculating the amount of surface contamination.
[0006]
The resistance sensor is arranged in a place in the same environment as the insulator to be detected for contamination. When the surface of the insulator is contaminated with salt, the substrate surface of the resistance sensor is also contaminated. When salt adheres to the substrate surface, the impedance between the electrodes changes. Based on this impedance value, the amount of salt attached to the substrate surface is calculated.
[0007]
Since the insulator fouling detector of the present invention can continuously detect fouling while being placed in the same environment as the insulator, the fouling of the insulator can be detected by nondestructive, continuous exposure and continuous measurement.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a first configuration of an insulator fouling detector suitable for the present invention.
The insulator fouling detector 1 has a resistance sensor 2 and a measuring unit 3.
[0009]
The configuration of the resistance sensor 2 will be described with reference to FIG.
The resistance sensor 2 includes a substrate 4 made of the same material as that of an insulator (not shown) to be detected and coated with the same glaze or coated with glass, and two electrodes 5 arranged on the substrate 4. FIG. 2 also shows the capacitance sensor 6, which will be described later. An impedance r 0 appears between the electrodes 5 according to the amount of fouling due to salt attached to the surface of the substrate 4.
[0010]
The resistance sensor 2 is arranged near the insulator to be detected and is exposed to the same environment. Two electrodes 5 arranged on the resistance sensor 2 are introduced into the measuring unit 3 as shown in FIG.
In the measuring section 3, the two electrodes 5 are connected to the CR oscillation circuit 7. The CR oscillation circuit 7 includes an inverter INV, a resistor R, and a capacitance C.
The output signal of the CR oscillation circuit 7 is input to the determination unit 8. The determination unit 8 is configured by a CPU. Output signals of the temperature sensor 9 and the humidity sensor 10 are input to the determination unit 8.
[0011]
The output frequency F 0 of the CR oscillation circuit 7 is determined by the combined impedance of the impedance r 0 and the resistance r 1 of the resistance sensor 2 and the capacitance C.
The impedance r 0 of the resistance sensor 2 is an impedance appearing between the electrodes 5 and changes according to the amount of contamination on the surface of the resistance sensor 2. This impedance r 0 becomes infinite when no stain is obtained. Even in such a case, the compensation resistor r1 is connected to the input side of the CR oscillation circuit 7 so that the CR oscillation circuit 7 oscillates stably.
[0012]
The output cycle T (= 1 / F 0 ) of the CR oscillation circuit 7 is as follows.
(Equation 1)
Note that x is a constant, for example, 0.69 when a C-MOS circuit is used.
[0013]
FIG. 3 shows an output signal waveform of the CR oscillation circuit 7.
When the resistance sensor 2 is not stained, the impedance r 0 becomes infinite, so that the oscillation cycle T of the CR oscillation circuit 7 is determined by the compensation resistance r 1 and the capacitance C, and is large as shown in FIG. 3A. the period T 0 become. As the contamination progresses, the impedance r 0 decreases, so the combined impedance of r 0 and r 1 also decreases, and the oscillation cycle changes to a small cycle T 1 as shown in FIG. 3B.
[0014]
The output signal of the CR oscillation circuit 7 is input to the determination unit 8. The determination unit 8 calculates the amount of contamination based on the measured period T. Since this calculation method is well known, the description is omitted here. The determination unit 8 displays the calculation result on a display unit or outputs the calculation result to an external device such as a monitoring panel.
[0015]
The impedance r 0 due to salt adhesion becomes infinite in a dry state such as fine weather, and the impedance decreases as the humidity approaches 100%. Further, the impedance slightly changes depending on the temperature. Therefore, in this example, the temperature and the humidity detected by the temperature sensor 9 and the humidity sensor 10 are used in the calculation of the amount of contamination in the determination unit 8. Since this method is well known, the description is omitted here. Actually, the measurement and calculation of the fouling amount can be performed at a humidity of 70 to 95% due to the salt moisture absorption characteristics.
[0016]
Since the resistance sensor 2 is arranged in the same environment as the insulator to be detected, the amount of contamination detected by the resistance sensor 2 can be considered to be substantially equal to the amount of contamination of the insulator to be detected. Therefore, when it is determined that the amount of contamination in the resistance sensor 2 exceeds a predetermined value, cleaning of the insulator and the like are performed. As described above, by using the insulator temperature detector 1, insulator cleaning can be performed at an optimal timing.
[0017]
The insulator contamination detector 1 described above can continuously detect contamination while being exposed to the same environment as the insulator to be detected. Therefore, the non-exposure period of the sensor is eliminated, and the accumulation of measurement errors can be prevented. In addition, the effect of washing away by rain etc. can be confirmed.
[0018]
(Embodiment 2)
When such a water drops on the surface of the resistive sensor 2 rainfall, the impedance r 0 abruptly decreases, which causes a large measurement error. In this example, the influence of such rainfall is excluded from the detection result of the insulator fouling detector 1.
FIG. 4 shows the configuration of the insulator fouling detector of this example.
In FIG. 4, the same portions as those in the configuration of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[0019]
As the electrostatic capacitance C of the CR oscillation circuit 7, the capacitance C 0 of the resistance sensor 2 and the capacitive sensor 6 formed integrally it is used.
The configuration of the capacitance sensor 6 is shown in FIG.
The capacitance sensor 6 is configured by arranging two electrodes 12 on the substrate 4 on which the resistance sensor 2 is formed. A capacitance C 0 is generated between the electrodes 12.
[0020]
Since the illustrated capacitance sensor 6 is formed integrally with the resistance sensor 2, it is affected by rain, snow, and the like in the same manner as the resistance sensor 2. Note that the two sensors 2 and 6 may be configured separately and arranged side by side.
When water drops adhere to the surface of the substrate 11 due to rain, the capacitance C 0 between the electrodes 12 is increased.
[0021]
Returning to FIG. 4, CR oscillation circuit 7 of the measuring unit 3, the inverter INV, resistors R, composed of the electrostatic capacitance C 0 generated between the electrodes 12.
The impedance r 0 of the resistance sensor 2 decreases due to rainfall or the like, but at the same time, the capacitance C 0 between the electrodes 12 increases. Therefore, the output frequency of the CR oscillation circuit 7 corrects the influence of the decrease in the impedance r 0 by increasing the capacitance C 0 , so that the error can be reduced.
[0022]
In the example shown in FIG. 4, the capacitance C 0 of the capacitance sensor 6 is replaced by the capacitance C of the CR oscillation circuit 7, but the capacitance C 0 of the capacitance sensor 6 may be used in another form. You can also.
For example, the capacitance sensor 6 can be used as a rain sensor in the circuit of FIG. In this case, an output of the capacitive sensor 6 to the determination unit 8, when the capacitance C 0 has exceeded a predetermined value, stops the calculation processing of the determination unit 8. Further, the value of the capacitance C 0, the calculated values may be to correct.
[0023]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to obtain an apparatus capable of detecting insulator fouling by nondestructive, continuous exposure, and continuous measurement.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a first configuration of an insulator fouling amount detector to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the resistance sensor of FIG.
FIG. 3 is a diagram showing output signals of the circuit of FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram showing a second configuration of the insulator fouling amount detector to which the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Insulator contamination detector 2 ... Resistance sensor 3 ... Measurement part 4 ... Substrate 5 ... Electrode 6 ... Capacitance sensor 7 ... CR oscillation circuit 8 ... Judgment part 9 ... Temperature sensor 10 ... Humidity sensor 12 ... Electrode 13 ... CR oscillation circuit INV ... inverter C ... capacitance R ... resistance r 0 ... impedance r 1 ... compensation resistance of the resistive sensor
