【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガス絶縁機器内に存在する金属異物の位置を検出するガス絶縁診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のガス絶縁診断装置においては、高圧導体に高電圧が印加されたときにガス絶縁機器内に存在する金属異物により発生した部分放電を部分放電検出器で検出する。そして、部分放電検出器で検出された検出信号から部分放電測定器で放電電荷量が測定される。さらに、印加電圧の何点かの瞬時値の電圧に対する部分放電電荷量が、部分放電測定器により測定される。このとき、印加電圧の瞬時値も同時に測定される。この結果、印加電圧と部分放電電荷量との関係から金属異物の位置を判別する（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２−７１１７０号公報（第２頁、第３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のガス絶縁診断装置では、高電圧の印加電圧を測定するのに計器用変成器（ＰＴ）等を使用する必要があるため、構成が複雑になるという問題点があった。
【０００５】
この発明は、以上のような問題を解決するためになされたもので、部分放電による放電個数信号と部分放電信号の大きさに対応した放電量検出信号とから部分放電の位置を検出することにより、構成を簡単にすることを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わるガス絶縁診断装置は、電気機器が絶縁スペーサで支持されて金属製タンクに収納されたガス絶縁機器の上記タンク内の異物によって発生した部分放電の位置を検出するガス絶縁診断装置において、上記部分放電により発生する電磁波を検出して部分放電信号を出力するセンサと、上記部分放電信号から上記電気機器に印加された電圧の一周期分の放電個数信号及び上記部分放電信号の大きさに対応した放電量検出信号を出力する部分放電検出手段と、上記電気機器に印加された電圧の複数周期分の上記放電量検出信号と上記放電個数信号の関係を、予め測定によって記憶させている上記電気機器に印加された電圧の複数周期分の放電量検出信号と放電個数信号の関係から部分放電の位置が特定可能な参照データと比較して部分放電が発生している上記異物の位置を検出する異物位置判定手段とを備えたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１におけるガス絶縁診断装置を示す構成図である。図１において、ＳＦ６等の絶縁ガスが封入された円筒状の金属製タンク１内にタンク１と同軸上に中心導体の電気機器２が配置されている。さらに、電気機器２はタンク１の各端部を密閉したスペーサ３，４で絶縁支持されている。なお、タンク１の各端にはそれぞれ絶縁スペーサ３，４を介して隣接のタンク５，６が配置されている。
そして、タンク１と連通した枝管７内にはタンク１内の金属異物によって発生した部分放電により発生する電磁波を検出するセンサ８が配置されている。続いて、センサ８で検出された部分放電信号８ａは部分放電検出手段９に入力される。さらに、部分放電検出手段９から出力された放電個数信号９ａ及び部分放電信号８ａの大きさに対応した放電量検出信号９ｂが異物位置判定手段１０に入力される。
【０００８】
次に動作について説明する。図１において、金属異物１１〜１４がタンク１内に存在するとガス絶縁耐力が低下して絶縁破壊を招く恐れがある。金属異物１１〜１４は電荷をもつと電界が存在するタンク１内では、電気機器２に付着した金属異物１１、絶縁スペーサ４の沿面に付着した金属異物１２、タンク１の底面に付着した金属異物１３及び自由運動状態の金属異物１４のいずれかの状態で存在する。
【０００９】
図２は放電量検出信号９ｂと放電個数信号９ａとの関係を示す説明図である。電気機器２に金属異物１１が付着した場合、金属異物１１の先端の電界が放電開始電界を越えると部分放電が始まる。従って、放電頻度（放電個数）は金属異物１１の先端電界に依存する。このため、電気機器２は電界が高いので図２の特性１５に示すように部分放電の発生頻度が増える。
絶縁スペーサ４の沿面に金属異物１２が付着した場合、電気機器２やタンク１の底面に付着した状態と同様に金属異物１２の先端の電界が放電開始電界を越えると部分放電が始まるので、部分放電の発生頻度（放電個数）と放電量検出信号の大きさとの関係は電気機器２に付着した状態と類似している。しかし、金属異物１２の先端近傍の電界分布は、金属異物１２が絶縁部材の沿面に接しているので接点部の電界が非常に高くなる。絶縁部材の沿面がない電気機器２に付着した金属異物１１の先端に比べて、金属異物１２の先端近傍の電界分布は高く、電界の高い空間も大きい。従って、ストリーマの進展が長くなり部分放電が大きくなる。その結果、絶縁スペーサ４に金属異物１１が付着した状態の放電量検出信号は、図２の特性１６に示すように電気機器２に金属異物１１が付着した状態よりも大きくなる。
【００１０】
タンク１の底面に金属異物１３が付着した場合は電気機器２に金属異物１１が付着した場合と同様に、金属異物１３の先端の電界が放電開始電界を越えると部分放電が始まる。従って、放電頻度（放電個数）は金属異物１３の先端電界に依存する。しかし、タンク１の底面近傍は電気機器２より電界が低いので、図２の特性１７に示すように放電量検出信号９ｂ及び放電個数信号９ａが特性１５より低くなる。
【００１１】
金属異物１４がタンク１内で自由運動状態の場合、金属異物１４の帯電が放電する形態となる。このため放電量は帯電量で決まる。また、放電は電気機器２やタンク１に接触する瞬間に発生するため、放電発生頻度（放電個数）は金属異物１４の上下運動で決まる。そして、帯電している金属異物１４の運動はタンク１の内部の電界に支配される。従って、電気機器２に電圧が印加されていると電圧周期に連動して、タンク１の底面や電気機器２に接触する頻度が一定になる。このため、部分放電の発生頻度はほぼ一定となる。また、部分放電の大きさは金属異物１４の帯電量で決まる。そして、金属異物１４の浮上力として働く静電力が重力に勝るときに金属異物１４が浮上するので、図２の特性１８に示すように金属異物１４の帯電量は金属異物１４の大きさにより上下する。
【００１２】
このように挙動する金属異物１１〜１４により発生した部分放電をセンサ８が検出してパルス状の部分放電信号８ａを出力する。部分放電信号８ａを受信した部分放電検出手段９は、電気機器２に印加された電圧の一周期分の放電個数信号９ａを検出すると共に、部分放電信号８ａの大きさに対応した放電量検出信号９ｂを出力する。そして、異物位置判定手段１０に電気機器２に印加された電圧の複数周期分の放電個数信号９ａ及び放電量検出信号９ｂが入力される。異物位置判定手段１０では予め測定によって得られた電気機器に印加された電圧の複数周期分の放電量検出信号と放電個数の関係を参照データとして記憶されている図２の各特性１５〜１８と入力された各信号９ａ，９ｂとの相関関係分布を比較し、放電個数信号９ａに対する放電量検出信号９ｂの分布状態から金属異物１１〜１４がどの位置に存在するかを判定する。
【００１３】
以上のように、電気機器２の印加電圧の電圧位相で複数周期分の放電個数信号９ａに対する放電量検出信号９ｂと予め記憶されている参照データとを異物位置判定手段１０で比較して部分放電の位置を特定することにより、電気機器２に印加されている高電圧を測定する必要がないので、構成の簡素化を図ることができる。
実施の形態１において、電気機器２は中心導体について説明したが、開閉器等のようにタンク１内に配置されて高電圧が印加されるものについても同様の効果を期待することができる。
【００１４】
【発明の効果】
この発明によれば、電気機器に印加された電圧の複数周期分の放電個数信号に対する放電量検出信号と予め記憶されている参照データとを異物位置判定手段で比較して部分放電の位置を特定することにより、電気機器に印加されている高電圧を測定する必要がないので、構成の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１におけるガス絶縁診断装置を示す構成図である。
【図２】図１の放電量検出信号と放電個数信号との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１ タンク、２ 電気機器、３，４ 絶縁スペーサ、８ センサ、
９ 部分放電検出手段、１０ 異物位置判定手段、１１〜１４ 金属異物。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas insulation diagnostic device for detecting a position of a foreign metal present in a gas insulation device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In a conventional gas insulation diagnostic device, a partial discharge generated by a metal foreign substance present in a gas insulating device when a high voltage is applied to a high-voltage conductor is detected by a partial discharge detector. Then, a discharge charge amount is measured by the partial discharge measuring device from the detection signal detected by the partial discharge detector. Further, the partial discharge charge amount with respect to the voltage of some instantaneous values of the applied voltage is measured by the partial discharge measuring device. At this time, the instantaneous value of the applied voltage is also measured at the same time. As a result, the position of the metallic foreign matter is determined from the relationship between the applied voltage and the partial discharge charge amount (for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-2-71170 (page 2, FIG. 3)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional gas insulation diagnostic apparatus has a problem that the configuration is complicated because it is necessary to use an instrument transformer (PT) or the like to measure a high applied voltage.
[0005]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and detects the position of a partial discharge from a discharge number signal due to partial discharge and a discharge amount detection signal corresponding to the magnitude of the partial discharge signal. The purpose is to simplify the configuration.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A gas insulation diagnostic apparatus according to the present invention is directed to a gas insulation diagnostic apparatus for detecting a position of a partial discharge generated by a foreign substance in a tank of a gas insulated apparatus housed in a metal tank with an electric device supported by an insulating spacer. A sensor for detecting an electromagnetic wave generated by the partial discharge and outputting a partial discharge signal; a discharge number signal for one cycle of a voltage applied to the electric device from the partial discharge signal; and a magnitude of the partial discharge signal. And a relationship between the discharge amount detection signal and the number-of-discharges signal for a plurality of cycles of the voltage applied to the electric device, which is stored in advance by measurement. From the relationship between the discharge amount detection signal for a plurality of cycles of the voltage applied to the electric device and the discharge number signal, the position of the partial discharge is compared with reference data that can be specified. Discharge is that a foreign object position determining means for detecting the position of the foreign matter has occurred.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram showing a gas insulation diagnostic apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a central conductor electric device 2 is arranged coaxially with a tank 1 in a cylindrical metal tank 1 in which an insulating gas such as SF 6 is sealed. Further, the electric device 2 is insulated and supported by spacers 3 and 4 that seal each end of the tank 1. In addition, adjacent tanks 5 and 6 are arranged at each end of the tank 1 via insulating spacers 3 and 4, respectively.
Further, a sensor 8 for detecting an electromagnetic wave generated by a partial discharge generated by a metal foreign matter in the tank 1 is disposed in the branch pipe 7 communicating with the tank 1. Subsequently, the partial discharge signal 8a detected by the sensor 8 is input to the partial discharge detection means 9. Further, a discharge amount detection signal 9b corresponding to the magnitude of the discharge number signal 9a and the partial discharge signal 8a output from the partial discharge detection means 9 is input to the foreign matter position determination means 10.
[0008]
Next, the operation will be described. In FIG. 1, if metal foreign substances 11 to 14 are present in the tank 1, the gas dielectric strength may be reduced and dielectric breakdown may be caused. In the tank 1 where the electric field exists when it has an electric charge, the metal foreign substances 11 to 14 are the metal foreign substances 11 attached to the electric device 2, the metal foreign substances 12 attached to the surface of the insulating spacer 4, and the metal foreign substances attached to the bottom surface of the tank 1. 13 and the metal foreign matter 14 in a free motion state.
[0009]
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the discharge amount detection signal 9b and the discharge number signal 9a. When the metallic foreign matter 11 adheres to the electric device 2, the partial discharge starts when the electric field at the tip of the metallic foreign matter 11 exceeds the discharge starting electric field. Therefore, the discharge frequency (the number of discharges) depends on the electric field at the tip of the metal foreign matter 11. For this reason, since the electric device 2 has a high electric field, the frequency of occurrence of partial discharge increases as indicated by the characteristic 15 in FIG.
When the metal foreign matter 12 adheres to the surface of the insulating spacer 4, the partial discharge starts when the electric field at the tip of the metal foreign matter 12 exceeds the discharge starting electric field, similarly to the state where the metal foreign matter 12 adheres to the bottom surface of the electric device 2 or the tank 1. The relationship between the frequency of occurrence of discharge (the number of discharges) and the magnitude of the discharge amount detection signal is similar to the state in which the discharge amount is attached to the electric device 2. However, the electric field distribution in the vicinity of the tip of the metallic foreign matter 12 is very high at the contact portion because the metallic foreign matter 12 is in contact with the surface of the insulating member. The electric field distribution near the tip of the metallic foreign matter 12 is higher than the tip of the metallic foreign matter 11 attached to the electric device 2 without the creepage of the insulating member, and the space where the electric field is high is large. Therefore, the progress of the streamer becomes longer and the partial discharge becomes larger. As a result, the discharge amount detection signal in a state in which the metal foreign matter 11 adheres to the insulating spacer 4 becomes larger than the state in which the metal foreign matter 11 adheres to the electric device 2 as shown by a characteristic 16 in FIG.
[0010]
When the metallic foreign matter 13 adheres to the bottom surface of the tank 1, as in the case where the metallic foreign matter 11 adheres to the electric device 2, the partial discharge starts when the electric field at the tip of the metallic foreign matter 13 exceeds the discharge starting electric field. Therefore, the discharge frequency (the number of discharges) depends on the electric field at the tip of the metal foreign matter 13. However, since the electric field near the bottom surface of the tank 1 is lower than that of the electric device 2, the discharge amount detection signal 9b and the discharge number signal 9a are lower than the characteristic 15 as shown by the characteristic 17 in FIG.
[0011]
When the metal foreign matter 14 is in a free motion state in the tank 1, the metal foreign matter 14 is discharged. Therefore, the amount of discharge is determined by the amount of charge. Further, since the discharge occurs at the moment of contact with the electric device 2 or the tank 1, the frequency of the discharge (the number of discharges) is determined by the vertical movement of the metal foreign matter 14. The movement of the charged metallic foreign matter 14 is governed by the electric field inside the tank 1. Therefore, when a voltage is applied to the electric device 2, the frequency of contact with the bottom surface of the tank 1 and the electric device 2 becomes constant in conjunction with the voltage cycle. For this reason, the frequency of occurrence of partial discharge is substantially constant. Further, the magnitude of the partial discharge is determined by the charge amount of the metal foreign matter 14. Since the metal foreign matter 14 floats when the electrostatic force acting as the floating force of the metal foreign matter 14 exceeds the gravity, the charge amount of the metal foreign matter 14 varies depending on the size of the metal foreign matter 14 as shown by the characteristic 18 in FIG. I do.
[0012]
The sensor 8 detects a partial discharge generated by the metallic foreign substances 11 to 14 which behaves in this way, and outputs a pulse-like partial discharge signal 8a. Upon receiving the partial discharge signal 8a, the partial discharge detection means 9 detects the number-of-discharges signal 9a for one cycle of the voltage applied to the electric device 2, and detects the amount-of-discharge signal corresponding to the magnitude of the partial discharge signal 8a. 9b is output. Then, the discharge number signal 9a and the discharge amount detection signal 9b for a plurality of cycles of the voltage applied to the electric device 2 are input to the foreign matter position determination means 10. The foreign matter position determination means 10 stores, as reference data, a relationship between a discharge amount detection signal for a plurality of cycles of a voltage applied to the electric device and a discharge number obtained by measurement in advance as reference data. By comparing the correlation distribution with the input signals 9a and 9b, it is determined from the distribution state of the discharge amount detection signal 9b with respect to the discharge number signal 9a where the metal foreign substances 11 to 14 are located.
[0013]
As described above, the foreign matter position determination means 10 compares the discharge amount detection signal 9b for the discharge number signal 9a for a plurality of cycles with the reference data stored in advance in the voltage phase of the voltage applied to the electric device 2 and performs partial discharge. By specifying the position, there is no need to measure the high voltage applied to the electric device 2, so that the configuration can be simplified.
In the first embodiment, the electric device 2 has been described with respect to the center conductor. However, similar effects can be expected for a device such as a switch that is disposed in the tank 1 and to which a high voltage is applied.
[0014]
【The invention's effect】
According to the present invention, the position of the partial discharge is specified by comparing the discharge amount detection signal corresponding to the discharge number signal for a plurality of cycles of the voltage applied to the electric device with the reference data stored in advance by the foreign object position determination means. By doing so, it is not necessary to measure the high voltage applied to the electric device, so that the configuration can be simplified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a gas insulation diagnostic apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between a discharge amount detection signal and a discharge number signal in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
1 tank, 2 electric devices, 3 and 4 insulating spacers, 8 sensors,
9 Partial discharge detecting means, 10 Foreign matter position determining means, 11 to 14 Metallic foreign matter.
