JP2006047285A - Partial discharge sensor, partial discharge sensing device, and gas insulated electrical equipment with partial discharge sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、六弗化硫黄(SF6)ガス等の絶縁ガスを金属容器内に封入して使用するガス絶縁電気機器の部分放電を検出するセンサ、部分放電検出装置およびガス絶縁電気機器に係り、特に絶縁異常による部分放電検出機能を備えたガス絶縁電気機器に関する。 The present invention relates to a sensor, a partial discharge detection device, and a gas insulated electrical device that detect partial discharge of a gas insulated electrical device that is used by sealing an insulating gas such as sulfur hexafluoride (SF6) gas in a metal container. In particular, the present invention relates to a gas-insulated electrical apparatus having a partial discharge detection function due to an insulation abnormality.
ガス絶縁開閉装置、ガス絶縁変圧器などと、ガス絶縁母線は、SF6等の絶縁ガスが封入された金属容器内に固定・可動接点、コイル、高電圧導体等が絶縁支持された構造を有する。 A gas insulated switchgear, a gas insulated transformer, and the like, and a gas insulated bus have a structure in which a fixed / movable contact, a coil, a high-voltage conductor, and the like are insulated and supported in a metal container filled with an insulating gas such as SF6.
これらのガス絶縁電気機器は、金属容器内への異物の混入、高電圧導体上に存在する突起、或いは絶縁支持体内に生じたボイドなどの内部異常によって、高電界印加時に部分放電が発生し、絶縁特性が低下して、最終的に絶縁破壊事故に至ることがある。ガス絶縁電気機器の絶縁破壊事故を未然に防ぐには、絶縁破壊の前駆現象と言える部分放電を精度よく検出することが必要となる。 These gas-insulated electrical devices generate partial discharges when a high electric field is applied due to internal abnormalities such as contamination of foreign matter in metal containers, protrusions present on high voltage conductors, or voids generated in the insulating support, Insulation characteristics may deteriorate, eventually resulting in dielectric breakdown. In order to prevent dielectric breakdown accidents of gas-insulated electrical equipment, it is necessary to accurately detect a partial discharge that can be said to be a precursor phenomenon of dielectric breakdown.
部分放電を精度よく検出する方法の一つとして、部分放電に起因して発生する電磁波を検出する方法がある。よく知られた電磁波の検出方法は、金属容器内部のハンドホールに金属製の検出電極を設置し、この検出電極により電磁波を検出する方法である(たとえば特許文献1、2参照)。 One method for accurately detecting a partial discharge is to detect an electromagnetic wave generated due to the partial discharge. A well-known electromagnetic wave detection method is a method in which a metal detection electrode is installed in a hand hole inside a metal container, and electromagnetic waves are detected by this detection electrode (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
この種の電磁波検出方法では、例えば検出センサにより検出された信号を、スペクトラムアナライザにより数百MHzから数GHzの周波数帯域において周波数解析を行い、周波数‐信号強度特性を測定して、数百MHzから数GHzの周波数帯域に部分放電信号が存在するかどうかが確認される。また、別の方法としては、検出センサにより検出された信号を数百MHzから数GHzのバンドパスフィルタを通した後に包絡線検波を実施して検波信号を検出し、電圧位相‐信号強度特性から部分放電が発生しているかどうかが確認される。 In this type of electromagnetic wave detection method, for example, a signal detected by a detection sensor is subjected to frequency analysis in a frequency band of several hundred MHz to several GHz by a spectrum analyzer, and a frequency-signal strength characteristic is measured. It is confirmed whether a partial discharge signal exists in a frequency band of several GHz. As another method, the signal detected by the detection sensor is passed through a band pass filter of several hundred MHz to several GHz, and then envelope detection is performed to detect the detected signal. From the voltage phase-signal strength characteristics, It is confirmed whether partial discharge has occurred.
電磁波検出方法においては、動作時に大きな振動が発生するガス絶縁母線あるいはガス絶縁遮断器のようにSF6の分解による分解生成物が発生する機器に検出電極が設置されることが多い。このような場合、特許文献1に記載されたように、従来の検出電極は一般にステンレス鋼もしくはアルミニウム等の金属板で形成されているため、振動に耐える機械的強度を確保しようと板厚を厚くしているが、板厚が厚くなると重量が大きくなり、これを支持するための支持構造物も大型化して、結果としてセンサが大型化する。また、検出電極を固定するための部品点数も必然的に多くなり、寸法公差などにより性能のばらつきが生じる可能性がある。 In the electromagnetic wave detection method, a detection electrode is often installed in a device that generates a decomposition product due to decomposition of SF6, such as a gas-insulated bus or a gas-insulated circuit breaker that generates a large vibration during operation. In such a case, as described in Patent Document 1, since the conventional detection electrode is generally formed of a metal plate such as stainless steel or aluminum, the plate thickness is increased in order to ensure mechanical strength to withstand vibration. However, as the plate thickness increases, the weight increases, and the support structure for supporting this increases in size, resulting in an increase in the size of the sensor. In addition, the number of parts for fixing the detection electrode inevitably increases, and there is a possibility that the performance may vary due to dimensional tolerances.
本発明の目的は、センサを構成するための部品点数を少なくし、部分放電検出センサ、部分放電検出装置およびガス絶縁電気機器の小型軽量化を図ることである。 An object of the present invention is to reduce the number of parts for constituting a sensor, and to reduce the size and weight of a partial discharge detection sensor, a partial discharge detection device, and a gas-insulated electric apparatus.
本発明は絶縁性基板と、該絶縁性基板に結合または接着して一体化された導電性薄膜と、該導電性薄膜に電気的に接続された端子と、該端子と上記導電性薄膜を電気的に接続する導体と、上記絶縁性基板を支持する支持部材とを備えていることを特徴とする部分放電検出センサを提供するものである。 The present invention relates to an insulating substrate, a conductive thin film integrated by bonding or bonding to the insulating substrate, a terminal electrically connected to the conductive thin film, and electrically connecting the terminal and the conductive thin film. The present invention provides a partial discharge detection sensor comprising a conductor to be electrically connected and a support member for supporting the insulating substrate.
また、本発明は、絶縁性基板と、その表面に結合または接着して一体化された導電性薄膜と、前記絶縁性基板を支持する支持手段と、前記支持手段を結合したフランジと、導電性薄膜によって受信された電気信号を伝送する端子と、前記端子と信号を伝送する同軸ケーブルと、同軸ケーブルと前記端子とを接続するコネクタとを具備するか、更に前記同軸ケーブルにより伝送された電気信号を測定する測定器を具備したことを特徴とする部分放電検出装置を提供するものである。 The present invention also relates to an insulating substrate, a conductive thin film bonded to and bonded to the surface of the insulating substrate, a supporting means for supporting the insulating substrate, a flange for combining the supporting means, An electrical signal transmitted by the coaxial cable, comprising: a terminal for transmitting an electrical signal received by the thin film; a coaxial cable for transmitting the terminal and the signal; and a connector for connecting the coaxial cable and the terminal. A partial discharge detection device comprising a measuring instrument for measuring the above is provided.
更に、本発明は、絶縁ガスを封入した金属容器内に絶縁性支持体によって支持された高電圧導体と該金属容器内に設置された窪みを有するハンドホール部を具備するガス絶縁母線と、該母線に電気的に連通したガス絶縁電気装置と、前記窪みに設置され高調電磁波を検出するセンサとを備え、該センサは絶縁性基板の片面または両面に結合または接着して一体化された導電性薄膜と、該導電性薄膜と電気的に接続した端子と、該絶縁性基板をハンドホール部のフランジに固定する手段と、を有することを特徴とするガス絶縁電気機器を提供するものである。 Furthermore, the present invention provides a gas-insulated bus comprising a high-voltage conductor supported by an insulating support in a metal container filled with an insulating gas, and a handhole portion having a recess disposed in the metal container, A gas-insulated electrical device electrically connected to the bus bar and a sensor for detecting harmonic electromagnetic waves installed in the depression, the sensor being integrated by bonding or bonding to one or both sides of the insulating substrate The present invention provides a gas-insulated electric apparatus comprising: a thin film; a terminal electrically connected to the conductive thin film; and means for fixing the insulating substrate to a flange of a handhole portion.
本発明によれば、従来の金属板電極に較べて検出電極を軽量化でき、センサ電極を取り付ける部品点数を少なくできる。 According to the present invention, the detection electrode can be reduced in weight as compared with the conventional metal plate electrode, and the number of parts to which the sensor electrode is attached can be reduced.
本発明において、ガス絶縁電気機器とは、1以上のガス絶縁母線と1以上のガス絶縁電気装置例えば、ガス遮断器、ガス絶縁断路器、ガス絶縁トランスなどを有するもので、例えばこれらが複数集合したGIS(ガス絶縁開閉装置など)が含まれる。なお、本発明のガス絶縁電気機器は、ガス絶縁電気装置と、上記ガス絶縁母線のハンドホール部の窪み内に部分放電検出センサを設けたものを指す。また、前記部分放電検出センサは、常時同軸ケーブルに接続されていても良いし、必要なときのみコネクタを介して接続しても良い。同軸ケーブルは、導電性薄膜で検出された電磁波によって誘起された電圧をアンプを介して測定器に伝送する。 In the present invention, the gas-insulated electrical apparatus includes one or more gas-insulated buses and one or more gas-insulated electrical devices such as a gas circuit breaker, a gas insulation disconnector, a gas insulation transformer, and the like. GIS (such as gas insulated switchgear). In addition, the gas insulated electrical equipment of this invention points out the thing which provided the partial discharge detection sensor in the hollow of the hand hole part of the gas insulated electrical apparatus and the said gas insulated bus. Further, the partial discharge detection sensor may be always connected to a coaxial cable, or may be connected via a connector only when necessary. The coaxial cable transmits a voltage induced by an electromagnetic wave detected by a conductive thin film to a measuring device via an amplifier.
本発明において、部分放電検出装置は、絶縁性基板と、該基板に結合または接着して一体化された導電性薄膜と、該導電性薄膜に電気的に結合された端子と、上記絶縁性基板を支持するフランジとを有する部分放電検出センサと、前記端子にコネクタを介して接続された同軸ケーブルとを有するものである。 In the present invention, the partial discharge detection device includes an insulating substrate, a conductive thin film bonded to and bonded to the substrate, a terminal electrically connected to the conductive thin film, and the insulating substrate. A partial discharge detection sensor having a flange for supporting the terminal, and a coaxial cable connected to the terminal via a connector.
また、本発明において、部分放電検出センサとは、上記のように、絶縁性基板と、該基板に結合または接着して一体化された導電性薄膜と、前記導電性薄膜に電気的に結合された端子と、上記絶縁性基板を支持する支持部材とを有するものである。 In the present invention, the partial discharge detection sensor is electrically coupled to the insulating substrate, the conductive thin film integrated by bonding or bonding to the substrate, and the conductive thin film as described above. And a support member for supporting the insulating substrate.
前記センサの導電性薄膜は5〜500μm、特に10〜50μmの厚さを有することが好ましい。前記導電性薄膜は、真空蒸着金属薄膜、導電性塗料を塗布した薄膜、金属箔のいずれかが好ましく、特に製造上の容易さ、コスト、寸法精度などの点から、金属箔を接着基板に接着したものが好ましい。なお、前記導電性薄膜が保護層で覆われて、ガスの分解性生物や水分による腐蝕から薄膜を保護することが望ましい。 The conductive thin film of the sensor preferably has a thickness of 5 to 500 μm, particularly 10 to 50 μm. The conductive thin film is preferably a vacuum-deposited metal thin film, a thin film coated with a conductive paint, or a metal foil. Particularly, the metal foil is bonded to an adhesive substrate from the viewpoint of ease of manufacturing, cost, dimensional accuracy, and the like. Is preferred. It is desirable that the conductive thin film is covered with a protective layer to protect the thin film from corrosion caused by gas decomposable organisms and moisture.
前記端子と同軸ケーブルとを電気的に接続するコネクタを有することができる。同軸ケーブルと、電磁波によって誘起された電圧を測定する測定装置は常時接続しても良いし、部分放電の有無を測定するときにのみ接続しても良い。 A connector for electrically connecting the terminal and the coaxial cable can be provided. The coaxial cable and the measuring device for measuring the voltage induced by the electromagnetic wave may be always connected, or may be connected only when measuring the presence or absence of partial discharge.
前記絶縁性基板の片面に二つの導電性薄膜を形成しても良いし、絶縁性基板の両面に夫々1つの導電性薄膜を形成しても良い。2つの導電性薄膜を形成したときは、一方の導電性薄膜は前記同軸ケーブルの芯線に接続され、他方の導電性薄膜は前記同軸ケーブルの外皮線に接続される。 Two conductive thin films may be formed on one side of the insulating substrate, or one conductive thin film may be formed on both sides of the insulating substrate. When two conductive thin films are formed, one conductive thin film is connected to the core wire of the coaxial cable, and the other conductive thin film is connected to a sheath wire of the coaxial cable.
前記絶縁性板の表裏面にそれぞれ導電性薄膜が形成され、一方の導電性薄膜は前記同軸ケーブルの芯線に接続され、他方の導電性薄膜は前記同軸ケーブルの外皮線に接続される。 Conductive thin films are respectively formed on the front and back surfaces of the insulating plate, one conductive thin film is connected to a core wire of the coaxial cable, and the other conductive thin film is connected to a sheath wire of the coaxial cable.
前記絶縁性基板の表面に二つの導電性薄膜が形成され、一方の導電性薄膜が前記同軸ケーブルの芯線に接続され、他方の導電性薄膜が前記同軸ケーブルの外皮線に接続されている。 Two conductive thin films are formed on the surface of the insulating substrate, one conductive thin film is connected to a core wire of the coaxial cable, and the other conductive thin film is connected to a sheath wire of the coaxial cable.
二つの前記導電性薄膜のうち一方は前記絶縁性基板の表面に形成され、他方は前記絶縁性基板の裏面に形成され、一方の導電性薄膜が前記同軸ケーブルの芯線に接続され、他方の導電性薄膜が前記同軸ケーブルの外皮線に接続される。部分放電検出センサにおいても、上記構成が採用できる。二つの前記導電性薄膜のうち一方は前記絶縁性基板の表面に形成され、他方は前記絶縁性基板の裏面に形成される。 One of the two conductive thin films is formed on the surface of the insulating substrate, the other is formed on the back surface of the insulating substrate, one conductive thin film is connected to the core wire of the coaxial cable, and the other conductive film is formed. A conductive thin film is connected to the outer sheath wire of the coaxial cable. The above configuration can also be adopted in the partial discharge detection sensor. One of the two conductive thin films is formed on the surface of the insulating substrate, and the other is formed on the back surface of the insulating substrate.
絶縁性基板の材料としては、絶縁性で普通程度の機械的強度とSF6ガスの分解生成物に対する耐食性があれば、任意に選択できる。例えば、ポリオレフィン、ポリカーボネートなどの熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂、繊維強化プラスチックス、積層板などがある。また、アルミナやジルコニアなどのセラミックスも使用できるが、セラミックスは多孔質であるために、焼成後でも空気などを含んでおり、ガス絶縁雰囲気内で空気を放出することがあるので、セラミックスよりも樹脂系の絶縁性基板が好ましい。樹脂積層板の片面あるいは両面に銅箔などの金属箔を接着剤で加圧積層した物をエッチング技術で所定の形状の金属パターンを形成することができる。真空蒸着技術であれ、導電性塗料の塗布法であれ、上記エッチング技術とともに、寸法精度の高い電極パターンを容易に製造することができる。絶縁性基板の厚さは特に制限されないが、導電性薄膜を平滑に支持できれば良い。例えば、1〜10mm程度の厚さでよい。 The material of the insulating substrate can be arbitrarily selected as long as it is insulating and has an ordinary mechanical strength and corrosion resistance to the decomposition product of SF6 gas. Examples thereof include thermoplastic resins such as polyolefin and polycarbonate, thermosetting resins such as epoxy resins and unsaturated polyester resins, fiber reinforced plastics, and laminates. Ceramics such as alumina and zirconia can also be used, but since ceramics are porous, they contain air after firing and may release air in a gas-insulated atmosphere. An insulating substrate of the system is preferable. A metal pattern having a predetermined shape can be formed by an etching technique on a product obtained by pressure laminating a metal foil such as a copper foil with an adhesive on one or both sides of a resin laminate. Whether it is a vacuum deposition technique or a conductive coating method, an electrode pattern with high dimensional accuracy can be easily manufactured together with the etching technique. The thickness of the insulating substrate is not particularly limited as long as the conductive thin film can be supported smoothly. For example, the thickness may be about 1 to 10 mm.
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図9は特許文献2の図2の具体的構成を示すもので、金属電極板20が絶縁性支持体27にボルト21(実際には4本以上で固定される)により、固定される。また絶縁性支持体27はフランジ24にボルト22(これも実際には4本以上必要である)により固定される。なお、金属板電極板20の端部は、放電を防ぐために角部25にRを付ける。このように、電極角部の加工や、金属電極板20の機械加工を考慮した場合、数mmの厚さが必要になる。従って、金属電極板20は図に示すように多数のボルトなどにより固定せざるを得ない。
FIG. 9 shows a specific configuration of FIG. 2 of
また、特許文献1においても、部分放電検出装置の導電性円板は厚さが数mm例えば、2mmであり、従って、特許文献1には記載されていないが、特許文献2と同様に、実際には円板を複数のボルトなどで導電性支持体に固定する必要があると考えられる。
Also in Patent Document 1, the conductive disk of the partial discharge detection device has a thickness of several millimeters, for example, 2 mm. Therefore, although it is not described in Patent Document 1, it is actually the same as
本発明によるセンサの電極は薄膜であるために、例えば蒸着、金属箔のラミネートあるいは導電性塗料を塗布するなどして、絶縁性基板に一体化して結合、接合または接着することで一体化できるので、ボルトなどの固定手段は不要となり、部品点数の削減、重量の削減構造の小型化など、著しい実用的効果を奏する。 Since the electrode of the sensor according to the present invention is a thin film, it can be integrated by, for example, vapor deposition, metal foil lamination, or application of a conductive paint, and by integrating, bonding, bonding or adhering to an insulating substrate. Fixing means such as bolts are not required, and there are significant practical effects such as reduction in the number of parts and reduction in weight and structure.
なお、プリント基板の製造技術を利用して、絶縁性基板の片面または両面に銅箔などを接着剤により張り合わせ、この金属薄膜をエッチング技術により所定の形状にパターン化することにより、安価で寸法精度の良い電極膜を形成することができる。 By using printed circuit board manufacturing technology, copper foil or the like is bonded to one or both sides of an insulating substrate with an adhesive, and this metal thin film is patterned into a predetermined shape by etching technology, so that it is inexpensive and has dimensional accuracy. A good electrode film can be formed.
図1は、金属容器の内部に絶縁異常を検出するための検出電極を設置したガス絶縁母線Aとガス絶縁遮器などのガス絶縁電気装置28とからなるガス絶縁電気機器の一部断面概略図である。図3は、図1のガス絶縁電気機器を側面からみた断面図である。なお、図1では測定器は省略してあるが、図3では測定器20を図示した。測定器20は、アンプ29を内蔵しても良い。
FIG. 1 is a partial cross-sectional schematic view of a gas-insulated electrical apparatus including a gas-insulated bus A having a detection electrode for detecting an insulation abnormality inside a metal container and a gas-insulated
図2は部分放電検出センサを拡大して示したものである。絶縁性基板12上に、蒸着、塗布またはエッチングにより2つの金属薄膜11を絶縁性基板12に結合または接着して一体化し、ねじ13により、導体7にねじ込んで絶縁性基板12を固定する。導体7は端子6に電気的に接続され、端子部はハンドホール部のフランジ(蓋)5に固定される。必要ならば1または複数の支持体14を設けて絶縁性基板12の支持構造を補強しても良い。なお、支持体14は導体でも良く、この場合、金属薄膜11と電気的に接続される。そして、後で述べる同軸ケーブルの芯線または外皮線と接続されてもよい。本発明において、部分放電検出装置という場合、図2に示したセンサに加えて、同軸ケーブルと、同軸ケーブルと端子とを接続するコネクタを備えたものを意味する。
FIG. 2 is an enlarged view of the partial discharge detection sensor. On the insulating
図1及び図3の実施例は、ガス絶縁電気機器であるガス絶縁母線の一相分に絶縁異常検出装置を適用した場合を示している。本実施例における金属容器1は管状であり、接地電位になっている。金属容器1の内部にはSF6のような絶縁ガスが封入されており、この金属容器内に高電圧導体2がエポキシ樹脂などの絶縁材料で形成された絶縁性支持体3によって絶縁支持されている。
The embodiment of FIGS. 1 and 3 shows a case where an insulation abnormality detecting device is applied to one phase of a gas insulated bus which is a gas insulated electrical device. The metal container 1 in this embodiment is tubular and is at ground potential. An insulating gas such as
金属容器1には、ハンドホール4が設けられ、そこに絶縁異常検出装置における検出電極10を含む検出センサが配備されている。検出センサは、検出電極10と、この検出電極10によって受信された信号を伝送する導体7と、ハンドホール4の蓋板(フランジ)5を貫通する密封端子6によって構成されている。
The metal container 1 is provided with a hand hole 4 in which a detection sensor including the
検出電極10は、図2に示すように絶縁性基板12の表面に2つの金属薄膜11を電極パターン形状に形成したもので構成されている。この検出電極10は、例えばプリント基板をエッチングして電極パターンを形成することにより作ることができる。このほかに、金属薄膜11を絶縁性基板12上に蒸着することによっても作ることができ、また、絶縁性基板12に電極パターン形状に導電性塗料を塗布することによっても作ることもできる。プリント基板を用いた場合には、電極パターンを精度良く形成することが可能となる。また、電極パターンを蒸着によって形成した場合には、センサ個々の検出感度のばらつきがほとんどなくなるため、部品製作時の品質管理を簡素化することが可能となる。
As shown in FIG. 2, the
金属薄膜11の材料は、電気伝導性のよい銅又はアルミニウムが好適であり、その膜厚は5〜500μm、特に20〜30μmが好ましく、厚くても1000μmを超えないことが望ましい。従来の金属電極板の場合には、その厚さは通常2〜3mmであったから、本発明により著しく薄くなり、軽量化されたことになる。
The material of the metal
本実施例のように絶縁性基板12上に電極パターンを形成して検出電極10とした場合には、重量が大幅に低減されるため、電極の支持構造を著しく簡素化することが可能である。例えば図2に示すように、絶縁性基板12を導体7にねじ13によって導体7に固定するだけで充分である。検出10電極をより安定に支持したければ、絶縁材料でできた筒状の電極支持体14を設ければよい。ねじを使わずに半田付けによって検出電極10を導体7に固定してもよい。
When the electrode pattern is formed on the insulating
従来のように厚さ数mmの金属電極板を用いた場合には、板状の電極を支持するために大きな支持本体を用いるか、或いは大型のアンテナ支持台を用いていたが、本発明により支持構造が著しく簡素化されることになる。本発明によれば、従来の電極構造と比較して部品点数を大幅に低減できる。また、従来は金属板の製作公差や電極の取付けによる寸法誤差に起因していたセンサ個々の検出感度のばらつきも、本発明によれば低減できる。上記の効果に加えて、検出センサの小型化、軽量化も達成でき、結果として安価に検出センサを製作することが可能となる。
When a metal electrode plate having a thickness of several mm is used as in the prior art, a large support body or a large antenna support is used to support the plate-like electrode. The support structure will be greatly simplified. According to the present invention, the number of parts can be greatly reduced as compared with the conventional electrode structure. Further, according to the present invention, it is possible to reduce variations in detection sensitivity of individual sensors, which have conventionally been caused by manufacturing tolerances of metal plates and dimensional errors due to electrode attachment. In addition to the above effects, the detection sensor can be reduced in size and weight, and as a result, the detection sensor can be manufactured at low cost.
前述したように、検出電極10はハンドホール4の蓋板(フランジ)5を貫通する密封端子6に接続された導体7と電気的に接続される。また、密封端子6は更にコネクタ8に接続され、コネクタ8は同軸ケーブル9に電気的に接続され、同軸ケーブル9は測定器20に接続される。検出電極10は、金属容器1と電気的に絶縁される。検出センサとコネクタ8と同軸ケーブル9および測定器20によって本発明の絶縁異常検出装置が構成される。
As described above, the
本発明の検出センサは、本実施例のように、ガス絶縁電気機器内部のハンドホール4に配備して使用する場合に限らず、ガス絶縁電気機器内のハンドホール以外の場所あるいは機器の外部に配備して使用することができる。 The detection sensor of the present invention is not limited to the case where it is used by being installed in the hand hole 4 inside the gas-insulated electric device as in the present embodiment. Can be deployed and used.
検出電極10の形状は、図4に示すように、円形の絶縁性基板に金属薄膜11a,11bを蒸着するか、もしくは導電性の膜を形成して円盤状にしたものでも良いし、或いは図5に示すように矩形の絶縁性基板12に円形の金属薄膜11a,11bを形成したものでも良い。
As shown in FIG. 4, the shape of the
本発明による検出センサを、遮断器や断路器などの開閉器に使用する場合には、SF6等の絶縁ガスが分解して発生した分解ガスにより検出電極10が腐食され性能が低下する恐れがある。そのような場合には、図6に示すように金属薄膜11の表面に保護層15を設けるようにするとよい。この保護層15は絶縁材料をコーティングするか、或いは絶縁材でできた薄い板を設けることによって形成できる。
When the detection sensor according to the present invention is used in a switch such as a circuit breaker or a disconnect switch, the
金属容器1内で部分放電が発生すると、数GHzにおよぶ高周波の電流パルスが発生し、電磁波が金属容器1内を伝播する。この伝播した電磁波がアンテナ受信部である金属薄膜11によって受信されると、金属薄膜11に電圧が誘起される。誘起された電圧は、導体7および密封端子6を通して金属容器1の外部に取り出され、同軸ケーブル9を通して測定器20に伝送される。アンテナ受信部から同軸構造で信号を伝送することにより、受信した1000MHz以上の信号を減衰させることなく測定器20まで伝送することができる。
When partial discharge occurs in the metal container 1, a high-frequency current pulse of several GHz is generated, and electromagnetic waves propagate through the metal container 1. When the propagated electromagnetic wave is received by the metal
検出電極10として、図7及び図8に示すように、電気的につながっていない複数の金属薄膜11a、11bを有するものを使用することにより、アンテナ特性をさらに向上させることができる。この場合には、一方の電極パターンを形成した金属薄膜11aは同軸ケーブル9の芯線16に電気的に接続し、もう一方の金属薄膜11bは同軸ケーブル9の外皮線17に電気的に接続した構成となる。図8に示すように電極パターンを形成した金属薄膜を絶縁性基板12の両面に形成すれば、電極間の絶縁性能や検出感度の更なる向上を図ることができる。また、両面を電気的に接続した電極とすることも可能である。なお、同軸ケーブルにおいて、芯線及び外皮線は絶縁材料によって周囲を覆われている。
As shown in FIGS. 7 and 8, the antenna characteristics can be further improved by using the
本発明によれば、検出電極の寸法精度を高めることが可能であり、これにより、電磁波による部分放電測定に加え、ガス絶縁電気機器の絶縁性能低下を検知するのにも使用できるようになる。ガス絶縁電気機器では、絶縁ガスの水分量或いは絶縁ガスの分解生成物などに起因して絶縁性能が低下する。従来の金属電極板の場合は、検出電極間の電気的特性、例えば絶縁抵抗などがセンサ個々にばらつく場合があり、精度よく測定することは困難であり、このため、絶縁性能低下の測定に用いることができなかった。したがって、従来は、ガス絶縁電気機器内に封入されている絶縁ガスを少量取り出して特定の成分を化学的に測定するか、或いはガス中の水分量を水分測定器或いは露点計により測定していた。本発明によれば寸法精度の高い検出電極が容易に製作できるので、絶縁性能低下の測定にも用いることが可能となる。本発明による絶縁性能低下の測定は、例えば図7において2つの検出電極に直流電圧を印加して、検出電極間を流れる漏れ電流を測定することにより実施される。 According to the present invention, it is possible to improve the dimensional accuracy of the detection electrode, and in addition to the partial discharge measurement by electromagnetic waves, the detection electrode can be used to detect a decrease in insulation performance of the gas-insulated electrical apparatus. In gas-insulated electrical equipment, the insulation performance is reduced due to the moisture content of the insulating gas or the decomposition products of the insulating gas. In the case of a conventional metal electrode plate, electrical characteristics between detection electrodes, such as insulation resistance, may vary from sensor to sensor, and it is difficult to measure with high accuracy. I couldn't. Therefore, conventionally, a small amount of insulating gas sealed in gas-insulated electrical equipment is taken out and a specific component is chemically measured, or the moisture content in the gas is measured by a moisture measuring device or a dew point meter. . According to the present invention, since a detection electrode with high dimensional accuracy can be easily manufactured, it can be used for measurement of insulation performance degradation. The measurement of the insulation performance degradation according to the present invention is performed, for example, by applying a DC voltage to the two detection electrodes in FIG. 7 and measuring the leakage current flowing between the detection electrodes.
このように、本発明によれば、電磁波測定による部分放電の測定と絶縁ガス中の水分量等に起因する絶縁性能低下という2つの絶縁異常監視を1つのセンサにより行うことが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to monitor two insulation abnormalities such as measurement of partial discharge by electromagnetic wave measurement and deterioration of insulation performance caused by the amount of moisture in the insulating gas, etc. by one sensor.
1…金属容器、2…高電圧導体、3…絶縁支持体、4…ハンドホール、5…蓋板、6…密封端子、7…導体、8…コネクタ、9…同軸ケーブル、10…検出電極、11…金属薄膜、12…絶縁性基板、13…ねじ、14…電極支持サポート、15…保護層、16…芯線、17…外皮線、20…測定器。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Metal container, 2 ... High voltage conductor, 3 ... Insulation support body, 4 ... Hand hole, 5 ... Cover plate, 6 ... Sealing terminal, 7 ... Conductor, 8 ... Connector, 9 ... Coaxial cable, 10 ... Detection electrode, DESCRIPTION OF
Claims (17)
該母線に電気的に連通したガス絶縁電気装置と、
前記窪みに設置され高調電磁波を検出するセンサとを備え、
該センサは絶縁性基板の片面または両面に結合または接着して一体化された導電性薄膜と、
該導電性薄膜と電気的に接続した端子と、
該絶縁性基板をハンドホール部のフランジに固定する手段と、
を有することを特徴とするガス絶縁電気機器。 A high voltage conductor supported by an insulating support in a metal container filled with an insulating gas, a gas insulated bus provided in the metal container and having a handhole portion having a depression;
A gas insulated electrical device in electrical communication with the bus;
A sensor installed in the depression to detect harmonic electromagnetic waves,
The sensor comprises a conductive thin film integrated by bonding or bonding to one or both sides of an insulating substrate;
A terminal electrically connected to the conductive thin film;
Means for fixing the insulating substrate to the flange of the handhole portion;
A gas-insulated electrical apparatus comprising:
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