JP2004172174A

JP2004172174A - 柱上変圧器絶縁診断システム及び方法

Info

Publication number: JP2004172174A
Application number: JP2002333016A
Authority: JP
Inventors: Ryozo Takeuchi; 良三武内
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2004-06-17

Abstract

【課題】柱上変圧器の絶縁診断を簡便にする。
【解決手段】電柱に設置された柱上変圧器を電柱から降ろすことなく、地上からレーザー光を当てることで柱上変圧器の劣化状況を診断する。また、レーザー光は地上から発射し、反射光を受光することで柱上変圧器容器壁までの距離を計測でき、距離の時間変化から外壁の壁面の微小振幅の振動を計測する。柱上変圧器の劣化は、内部の絶縁油および繊維材料の熱的な劣化および水分の進入などによる電気絶縁性能の低下である。電気絶縁性能の低下によって、部分的に放電を生ずる。これを部分放電と呼ぶ。計測した壁面の微小振幅から内部に発生している部分放電の大きさを観測し、その大きさによって変圧器内部の劣化状況を把握し、その結果から寿命予測を行う。
【効果】診断作業が容易なので、柱上変圧器を全て診断でき、給電電気品質を向上できる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に経年劣化を検出するに優れた柱上変圧器診断システム及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
柱上変圧器は、各家庭への送電を行うために高電圧を２００Ｖまたは１００Ｖまで降圧するために使用されている。屋外の太陽光や雨，風に晒される電柱の上に設けられている。電柱の上に設置される大きな理由は、人が容易に触れられないようにするためである。しかしながら、高所に取り付けられているために、変圧器の点検が難しく、知らぬ間に劣化が進行し、絶縁破壊事故に至ることも起こり得る。一般的には、定期的に変圧器を電柱から降ろし、内部の様子を点検するが、設置台数が多く、十分な頻度で点検できない状況も起こり得る。柱上変圧器の劣化診断に関しては、例えば、特開２００２−５８４０号公報がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−５８４０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、柱上変圧器を電柱から降ろすことなく劣化の状況を診断できる柱上変圧器診断システム及び方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電柱に設置された柱上変圧器を電柱から降ろすことなく、地上からレーザー光を当てることで柱上変圧器の劣化状況を診断する。また、レーザー光は地上から発射し、反射光を受光することで柱上変圧器容器壁までの距離を計測でき、距離の時間変化から外壁の壁面の微小振幅の振動を計測する。柱上変圧器の劣化は、内部の絶縁油および繊維材料の熱的な劣化および水分の進入などによる電気絶縁性能の低下である。電気絶縁性能の低下によって、部分的に放電を生ずる。これを部分放電と呼ぶ。計測した壁面の微小振幅から内部に発生している部分放電の大きさを観測し、その大きさによって変圧器内部の劣化状況を把握し、その結果から寿命予測を行う。また、レーザー光の反射光を計測するために柱上変圧器容器の外壁に地上に向いた反射面を付属させることで、計測精度を向上することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例となる柱上変圧器診断システムの構成を図１に示す。電柱１の腕木２に乗せられた柱上変圧器３へ地上のレーザー発射受光設備５からのレーザー光を発射し、柱上変圧器３の容器外壁４からの反射光をレーザー発射受光設備５で受光し、その時間差から距離を算出する。これを高速で繰返し、柱上変圧器３の容器外壁４の振動振幅を求める。部分放電で発生する振動は柱上変圧器３内の油中を伝播し、柱上変圧器３の容器外壁４に達する。従って、油中の音速と容器壁の上下端間の距離で決まる周波数で共振する。柱上変圧器３の容器は柱上変圧器３の容量によって異なるが、その周波数は数ｋ〜数十ｋＨｚとなる。この周波数を計測する必要があるが、レーザー光の周波数は十分に高いので計測できる。また測定精度は、０．１μｍなので、図２に示すように１００ｐＣ以上の電荷量の部分放電を検出することができる。部分放電電荷量が数千ｐＣ以上になると絶縁破壊に至る危険性が高いが、１００ｐＣの測定精度があれば、絶縁破壊を生ずる前に検出できる。
【０００７】
本発明の他の実施例を図３に示す。柱上変圧器３の容器外壁４に地上からのレーザー光を入射方向に反射する角度を持って取り付けられた反射器６によって、入射したレーザ光が殆ど反射し、レーザー発射受光設備５に戻るようにしてある。これによって有効にレーザー光を使用できるので、小パワーのレーザー発信器で十分となる。大出力レーザーを使用すると付近を通行中の人々の眼に乱反射したレーザー光が届く危険性があるので、小パワーのレーザーを使用できるようにできる。反射器６は地上からのレーザー光に対して垂直な反射面７を有している。このようにすることでレーザー光の受光量は増加する。しかしながら、柱上変圧器３の容器外壁４の振動は壁面に垂直であり、反射器６の反射面７を地上と平行になるように設置すると容器外壁４の振動に対して反射面７が面方向に動くことになり、変位を計測することができない。それ故に反射面７と容器外壁４がなす角度を多くとも８０°以下とする。この場合は反射面７の振動振幅は容器外壁４の壁面の振動振幅の１７％に低下している。
【０００８】
他の実施例を図４に示す。レーザー発射受光設備５のレーザー発射口８と受光口９とをレーザー発射受光設備５からグラスファイバーを用いた導光路で繋ぎ、レーザー発射口８と受光口９とを柱上変圧器３の容器外壁４と同じ高さまで上げて、容器外壁４に垂直にレーザー光を当てる。これによって一層のレーザー光の有効利用が可能となる。さらに前述の反射器を反射面が容器外壁に平行になるように取り付けると著しく測定精度が向上する。
【０００９】
反射器６の取り付け方法については、柱上変圧器容器が円柱状であることから図５に示すように平行な２端部の稜線１０で接するようにすると良い。固着方法は、柱上変圧器が鋼材の容器に入れられることから反射器を磁石で製作すると脱着が容易になる。また図６に示すように反射器に３本の足部１１をつけると変圧器外壁の塗装面に凹凸がある場合にも固着がしっかりできる。
【００１０】
以上述べた柱上変圧器絶縁診断システム及び方法は、柱上変圧器を電柱から降ろすことなく劣化の状況を診断できるので、診断作業工数が短く、かつ診断に要する機器も少ない。従って診断に要する作業人数も１人または２人で十分である。この結果、多数の柱上変圧器を全て絶縁診断することが容易となり、配電電気品質の向上が可能になる。また、柱上変圧器と非接触で測定できるため、配線接続等の手数が不要である。さらに、化学反応を用いないため、測定環境の自由度が高い。
【００１１】
【発明の効果】
本発明によれば、柱上変圧器を電柱から降ろすことなく劣化診断可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例になる柱上変圧器絶縁診断システムを示す。
【図２】部分放電の大きさと壁面の振動振幅の特性を示す。
【図３】本発明の他の実施例の柱上変圧器絶縁診断システムを示す。
【図４】本発明の他の実施例の柱上変圧器絶縁診断システムを示す。
【図５】本発明の実施例になる反射器を示す。
【図６】本発明の実施例になる他の反射器を示す。
【符号の説明】
１…電柱、２…腕木、３…柱上変圧器、４…容器外壁、５…レーザー発射受光設備、６…反射器、７…反射面、８…レーザー発射口、９…受光口、１０…稜線、１１…足部。

Claims

柱上変圧器の絶縁診断において、レーザー光発射受光設備で変圧器の外壁の振動を計測し、計測結果から変圧器内部の部分放電電荷量を算出することを特徴とする柱上変圧器絶縁診断システム。
柱上変圧器の容器外壁にレーザー光反射器を着脱可能な構成とする請求項１記載の柱上変圧器絶縁診断システム。
前記レーザー光反射器と変圧器容器外壁との成す角を８０°以下とした請求項２記載の柱上変圧器絶縁診断システム。
前記レーザー光発射受光設備のレーザー光発射口および受光口を設備から延長し、柱上変圧器と相対するようにしたことを特徴とする請求項１記載の柱上変圧器絶縁診断システム。
前記レーザー光反射器を磁石材料で構成した請求項２記載の柱上変圧器絶縁診断システム。
柱上変圧器の絶縁診断方法において、レーザー光発射受光設備で変圧器の外壁の振動を計測し、計測結果から変圧器内部の部分放電電荷量を算出することを特徴とする柱上変圧器絶縁診断方法。