JP2015082958A - ガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成により部分放電検出用のアンテナと吸着剤ケースを金属容器の開口部に一括して配置することが可能であると共に、アンテナに誘起される電界が緩和されたガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置を提供すること。
【解決手段】金属容器１内に通電部である導体３が収納され、金属容器１の側面に設けられた開口部４が蓋板６で閉塞され、開口部４内における蓋板６には吸着剤１０を収納する円筒形状の吸着剤ケース１１が取り付けられると共に、吸着剤ケース１１の蓋板６への取り付け面と反対側の面である底面１１ａが導体３に対向して配置されたガス絶縁開閉装置に対し、開口部４内で蓋板６に取り付けられ、吸着剤ケース１１に寄り添うように配置されて傾斜すると共に、先端部が底面１１ａよりも蓋板６側に配置されるロッド状のアンテナ７を備えた部分放電検出装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置に関する。

ガス絶縁開閉装置では、通電部である高電圧導体を金属容器内に収納し、さらに絶縁性ガスを封入することで、高電圧導体と金属容器との間を絶縁している。しかしながら、金属容器内で何らかの原因により部分放電が発生すると、絶縁破壊に至る可能性がある。そのため、部分放電を検出し、絶縁破壊を未然に防止することが重要である。

従来の部分放電検出装置は、金属容器の開口部を塞ぐように開口部に気密に固定されたフランジの金属容器側に円盤状の絶縁物と金属電極とを重ねて固定して容量型アンテナを構成し、この容量型アンテナにより金属容器内で発生した部分放電による電磁波を検出している(例えば、特許文献１参照）。

また、絶縁性ガス中に含まれる水分濃度が高くなると、絶縁性能の劣化につながるので、通常、ガス絶縁開閉装置の金属容器内には、水分を吸着する吸着剤を含む吸着剤ケースが設置される。

例えば、特許文献２では、高電圧導体の電圧検出装置が設けられたガス絶縁電気機器において、金属容器に設けられた開口部に検圧用電極と吸着剤ケースを同心円状に配置し、これらの双方を開口部の蓋板に取り付けた構成が記載されている。また、検圧用電極よりも高電圧導体寄りに吸着剤ケースと同電位のシールドが配置された構成も記載されている。このシールドは、高電圧導体によってもたらされる電界の緩和に用いられる。

特開２００９−１７４８９４号公報 実公昭５５−３３７６８号公報

通常、部分放電を検出するためのアンテナは、金属容器に設けられた開口部に単独で設置され、その形状は円盤状とされている（特許文献１）。

一方、ガス絶縁開閉装置の金属容器内に吸着剤ケースを配置する際には、配置の経済性を考慮して、吸着剤ケースを部分放電検出装置のアンテナと共に開口部に設置することが考えられる。

しかしながら、円盤状のアンテナと吸着剤ケースを開口部に設置しようとした場合、開口部の寸法の制約から、アンテナと吸着剤ケースの一括した設置が困難となることも想定される。

これに関連して、特許文献２では、部分放電検出装置とは異なる電圧検出装置を備えたガス絶縁電気機器において、金属容器に設けられた開口部に検圧用電極と吸着剤ケースを同心円状に配置している。

すなわち、特許文献２では、開口部に検圧用電極と吸着剤ケースを効率よく配置するために、吸着剤ケースの底面が円環状を成すように構成して、吸着剤ケースの中心部に空間部を設け、この空間部を貫通する支持導体によって検圧用電極を支持し、あるいは、この空間部内に配置された検圧用電極を支持導体によって支持している。

しかしながら、特許文献２に記載の従来の技術では、吸着剤ケースの形状が複雑になって経済性に欠けるという問題点があった。また、検圧用電極に対する電界緩和のため、検圧用電極の周囲を覆うようにシールドを配置した場合は、さらに経済性に欠けるという問題点があった。

この発明は、上記に鑑みてなされたもので、簡素な構成により部分放電検出用のアンテナと吸着剤ケースを金属容器の開口部に一括して配置することが可能であると共に、アンテナに誘起される電界が緩和されたガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置は、円筒状の金属容器内に通電部である導体が収納され、前記金属容器の側面に設けられた開口部または前記金属容器の端部が蓋板で閉塞され、前記開口部内または前記端部内における前記蓋板には吸着剤を収納する円筒形状の吸着剤ケースが取り付けられると共に、前記吸着剤ケースの前記蓋板への取り付け面と反対側の面が前記導体に対向して配置されたガス絶縁開閉装置内に発生した部分放電を検出するガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置であって、前記開口部内または前記端部内で前記蓋板に取り付けられ、前記吸着剤ケースに寄り添うように配置され、前記蓋板に垂直な軸に対して傾斜すると共に、先端部が前記反対側の面よりも前記蓋板側に配置されるロッド状のアンテナを備えることを特徴とする。

この発明によれば、簡素な構成により部分放電検出用のアンテナと吸着剤ケースを金属容器の開口部に一括して配置することが可能であると共に、アンテナに誘起される電界が緩和されたガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置を提供することができる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置の構成を示す縦断面図である。 図２は、実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置の構成を示す横断面図である。 図３は、実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置の構成を示す平面図である。 図４は、実施の形態２に係るガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置の構成を示す縦断面図である。 図５は、実施の形態３に係るガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置の構成を示す縦断面図である。 図６は、実施の形態３に係るガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置の構成を示す平面図である。

以下に、本発明に係るガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置の構成を示す縦断面図、図２は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置の構成を示す横断面図、図３は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置の構成を示す平面図である。以下、図１から図３を参照して、部分放電検出装置を含むガス絶縁開閉装置の構成について説明する。

金属容器１は、接地された円筒状の容器である。金属容器１内には、通電部である導体３が収納され、導体３には高電圧が印加される。また、金属容器１内には、例えばＳＦ₆ガスである絶縁性ガス２が密閉充填されている。導体３は、金属容器１の軸に沿って配置されている。

金属容器１の主胴部分には開口部４が設けられている。すなわち、開口部４は、主胴部分の側面から径方向に引き出された円筒状の枝管である。開口部４は、蓋板６によって閉塞されている。蓋板６は、円形の金属板から成り、開口部４の端部に形成されたフランジ部に締結部材５によって締結され固定されている。締結部材５は、例えばボルトおよびナットである。

金属容器１内における蓋板６には、吸着剤１０を収納する吸着剤ケース１１が取り付けられている。吸着剤１０は、絶縁性ガス２中に含まれる水分を吸着するものが主であるが、絶縁性ガス２の分解ガスを吸着する吸着剤を含むものであってもよい。吸着剤ケース１１は、例えば円筒状の金属容器から成り、内部にガスを通すための複数の小さな穴が設けられている。吸着剤ケース１１の蓋板６側の取り付け面の端部は、例えばボルトである締結部材１２によって蓋板６に締結され固定されている。

吸着剤ケース１１の蓋板６への取り付け面と反対側の面である底面１１ａは、金属容器１内における蓋板６の表面と平行であり、導体３に対向して配置されている。また、吸着剤ケース１１の側面１１ｂと底面１１ａとの接続箇所は丸みを帯びた形状とされ、当該接続箇所での電界が緩和されるように構成されている。吸着剤ケース１１は、例えば開口部４の内面までの距離が周方向に均等となるように、蓋板６の中央部に配置されている。

以上は、ガス絶縁開閉装置本体および吸着剤１０を収納する吸着剤ケース１１の構成である。次に、部分放電検出装置の構成について説明する。

アンテナ７は、金属容器１内に発生した部分放電を検出するためのものであり、吸着剤ケース１１と共に蓋板６に取り付けられて開口部４内に収納されている。アンテナ７は、蓋板６を貫通するようにして設けられた密封端子８に接続されて支持されている。密封端子８は、金属容器１外に引き出される信号検出リード９に接続されている。アンテナ７で検出された部分放電の電気信号は密封端子８を介して導出され、信号検出リード９により伝達される。信号検出リード９には、部分放電の発生の有無を判定する信号処理部（図示せず）が接続される。

アンテナ７は、例えばロッド状のアンテナである。図示例では、アンテナ７は、例えば長尺板状である。アンテナ７は、吸着剤ケース１１の側面１１ｂに寄り添うように配置されている。

また、アンテナ７の先端部は、底面１１ａよりも蓋板６側に配置されている。換言すれば、アンテナ７は、底面１１ａよりも導体３から離れるように配置されている。アンテナ７は蓋板６に垂直な軸に対して傾斜しており、アンテナ７の長さおよび傾斜角度は、アンテナ７の先端部が底面１１ａよりも蓋板６側に配置されるように調整されている。

以上のように、本実施の形態では、吸着剤ケース１１の形状を例えば円筒形状とし、アンテナ７の形状をロッド状としている。また、本実施の形態では、吸着剤ケース１１の底面１１ａが導体３に対向するように吸着剤ケース１１を配置し、アンテナ７を吸着剤ケース１１に寄り添うように配置すると共に、アンテナ７の先端部が底面１１ａよりも蓋板６側に配置されるようにしている。このような構成によれば、簡素な構成で吸着剤ケース１１とアンテナ７を一括して開口部４内に収納することが可能となると共に、導体３の通電に起因してアンテナ７に誘起される電界を吸着剤ケース１１の底面１１ａにより緩和することができる。

これに対し、特許文献２では、部分放電検出装置とは異なる電圧検出装置を備えたガス絶縁電気機器において、吸着剤ケースの底面が円環状を成すように吸着剤ケースを構成し、吸着剤ケースの中心部に設けられた空間部を利用して検圧用電極を配置するようにしているので、構成が複雑になり、経済性に欠ける。また、検圧用電極に対する電界緩和のため、検圧用電極の周囲を覆うようにシールドを配置した場合は、さらに経済性に欠ける。さらに、特許文献２の第１図のように、吸着剤ケースの中心部に設けられた空間部内に検圧用電極を配置する場合には、開口部の内径の制約から円盤状の検圧用電極の半径が制限され、よって静電容量も制限され、検出性能も低くなる可能性がある。

また、本実施の形態では、アンテナ７を傾斜させることで、アンテナ７の先端部を底面１１ａよりも蓋板６側に配置するようにしているので、アンテナ７を傾斜させない場合に比べてアンテナ７の長さを長くすることができ、部分放電検出の感度を向上させることができる。

また、吸着剤ケース１１は、導体３側の端部が角のない丸みを帯びた形状としているので、吸着剤ケース１１にシールドを設けて電界を緩和する必要がなく、構成がより簡素化される。

また、本実施の形態では、密封端子８を取り付けるための穴を前もって蓋板６に加工しておくことで、既に吸着剤ケ−ス１１のみが設置されて運用開始されたガス絶縁開閉装置に対しても、後から部分放電検出装置の追設の必要が生じた場合、アンテナ７のみを容易に設置することができる。

なお、本実施の形態では、吸着剤ケース１１の形状を例えば円筒形状としたが、これ以外でもよく、例えば、長円筒状、四隅が丸みを帯びた四角筒状等の製作が容易な単純な形状のものであればよい。なお、この場合も、吸着剤ケース１１の側面１１ｂと底面１１ａとの接続箇所を、丸みを帯びた形状とすることが好ましい。

実施の形態２．
図４は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置の構成を示す縦断面図である。なお、図４では、図１〜図３と同一の構成要素には同一の符号を付している。実施の形態１では、アンテナ７と吸着剤ケース１１を金属容器１の側面に設けられた開口部４内に一括設置したが、本実施の形態では、金属容器１の一端部内に一括設置するようにしたものである。

図４に示すように、金属容器１は、接地された円筒状の容器である。金属容器１の主胴部分には開口部４が設けられ、開口部４には別の金属容器２０が連結されている。金属容器１，２０内には、通電部である導体３が収納され、導体３には高電圧が印加される。また、金属容器１，２０内には、例えばＳＦ₆ガスである絶縁性ガス２が密閉充填されている。導体３は、金属容器１，２０の軸に沿って配置されており、Ｌ字型を成している。

金属容器１の軸方向の一端部である端部１ａは、蓋板６によって閉塞されている。蓋板６は、円形の金属板から成り、端部１ａに形成されたフランジ部に締結部材５によって締結され固定されている。

金属容器１内における蓋板６には、吸着剤１０を収納する吸着剤ケース１１が取り付けられている。吸着剤ケース１１は、例えば円筒状の金属容器から成る。吸着剤ケース１１は締結部材１２によって蓋板６に締結され固定されている。

吸着剤ケース１１の蓋板６への取り付け面と反対側の面である底面１１ａは、金属容器１内における蓋板６の表面と平行であり、導体３に対向して配置されている。また、吸着剤ケース１１の側面１１ｂと底面１１ａとの接続箇所は丸みを帯びた形状とされ、当該接続箇所での電界が緩和されるように構成されている。

アンテナ７は、吸着剤ケース１１と共に蓋板６に取り付けられて端部１ａ内に収納されている。アンテナ７は、蓋板６を貫通するようにして設けられた密封端子８に接続されて支持されている。密封端子８は、金属容器１外に引き出される信号検出リード９に接続されている。

アンテナ７は、例えばロッド状のアンテナである。アンテナ７は、吸着剤ケース１１の側面１１ｂに寄り添うように配置されている。また、アンテナ７の先端部は、底面１１ａよりも蓋板６側に配置されている。アンテナ７は蓋板６に垂直な軸に対して傾斜している。

このように構成することにより、金属容器１に開口部４が設けられていない場合、あるいは、図４のように金属容器１に開口部４が設けられていたとしても、吸着剤ケース１１とアンテナ７の設置に利用できるものがない場合でも、端部１ａに吸着剤ケース１１とアンテナ７を一括して配置することができる。従って、金属容器１に吸着剤ケース１１およびアンテナ７を設置するために別途、開口部４を設ける必要がないので、経済性の向上が見込まれる。

また、金属容器１が開口部４を有する場合でも、アンテナ７と吸着剤ケース１１を一括して設置する場所の自由度が増すという設計上の効果がある。本実施の形態のその他の構成および作用効果は、実施の形態１と同様である。

実施の形態３．
図５は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置の構成を示す縦断面図、図６は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置の構成を示す平面図である。なお、図５および図６では、図１〜図３と同一の構成要素には同一の符号を付している。実施の形態１では、一個の吸着剤ケース１１でアンテナ７の電界を緩和するようにしたが、本実施の形態では、二個の吸着剤ケース１１でアンテナ７の電界を緩和するようにしたものである。

図５および図６に示すように、開口部４内における蓋板６には、二個の吸着剤ケース１１が固定されている。二個の吸着剤ケース１１には、それぞれ吸着剤１０が収納されている。二個の吸着剤ケース１１は、それぞれ例えば円筒状の金属容器から成り、互いに大きさが等しい。

各吸着剤ケース１１の蓋板６への取り付け面と反対側の面である底面１１ａは、金属容器１内における蓋板６の表面と平行であり、導体３に対向して配置されている。また、各吸着剤ケース１１では、各吸着剤ケース１１の側面１１ｂと底面１１ａとの接続箇所は丸みを帯びた形状とされ、当該接続箇所での電界が緩和されるように構成されている。また、底面１１ａの蓋板６からの高さは、二個の吸着剤ケース１１で互いに等しい。二個の吸着剤ケース１１の中心は、平面視で直径上に配置されている。二個の吸着剤ケース１１は、開口部４に対して対称に配置されている。

アンテナ７は、吸着剤ケース１１と共に蓋板６に取り付けられて開口部４内に収納されている。アンテナ７は、蓋板６を貫通するようにして設けられた密封端子８に接続されて支持されている。密封端子８は、金属容器１外に引き出される信号検出リード９に接続されている。

アンテナ７は、例えばロッド状のアンテナである。アンテナ７は、二個の吸着剤ケース１１の側面１１ｂにそれぞれ寄り添うように配置されている。すなわち、アンテナ７の先端部は、平面視で二個の吸着剤ケース１１の間に配置される。また、アンテナ７の先端部は、二つの底面１１ａよりも蓋板６側に配置されている。アンテナ７は蓋板６に垂直な軸に対して傾斜している。

本実施の形態によれば、開口部４内に二個の吸着剤ケース１１を設ける設計がなされていた場合でも、実施の形態１と同様の構成を適用することで同様の効果を得ることができる。

なお、本実施の形態では、開口部４内に二個の吸着剤ケース１１が設けられる場合について説明したが、三個以上の吸着剤ケース１１が設けられる場合についても同様である。

一般に、複数個の吸着剤ケース１１が設けられる場合は、平面視で複数個の吸着剤ケース１１の間にアンテナ７の先端部が配置され、アンテナ７の先端部が複数個の底面１１ａよりも蓋板６側に配置されるようにアンテナ７を傾斜させればよい。具体的には、複数個の吸着剤ケース１１を平面視で開口部４に対して対称に配置し、アンテナ７の先端部が開口部４の中心に位置するように構成することが好ましい。

本実施の形態のその他の構成および作用効果は、実施の形態１と同様である。また、本実施の形態と実施の形態２を組み合わせることもできる。

本発明は、ガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置として有用である。

１，２０ 金属容器、１ａ 端部、２ 絶縁性ガス、３ 導体、４ 開口部、５，１２ 締結部材、６ 蓋板、７ アンテナ、８ 密封端子、９ 信号検出リード、１０ 吸着剤、１１ 吸着剤ケース、１１ａ 底面、１１ｂ 側面。

Claims (5)

1. 円筒状の金属容器内に通電部である導体が収納され、前記金属容器の側面に設けられた開口部または前記金属容器の端部が蓋板で閉塞され、前記開口部内または前記端部内における前記蓋板には吸着剤を収納する円筒形状の吸着剤ケースが取り付けられると共に、前記吸着剤ケースの前記蓋板への取り付け面と反対側の面が前記導体に対向して配置されたガス絶縁開閉装置内に発生した部分放電を検出するガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置であって、
   前記開口部内または前記端部内で前記蓋板に取り付けられ、前記吸着剤ケースに寄り添うように配置され、前記蓋板に垂直な軸に対して傾斜すると共に、先端部が前記反対側の面よりも前記蓋板側に配置されるロッド状のアンテナを備えることを特徴とするガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置。
2. 前記吸着剤ケースは、前記反対側の面と前記吸着剤ケースの側面との接続箇所が丸みを帯びた形状であることを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置。
3. 前記アンテナは、前記蓋板を貫通するようにして設けられた密封端子に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載のガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置。
4. 前記吸着剤ケースは、前記開口部内または前記端部内に複数個設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置。
5. 大きさの等しい二個の吸着剤ケースが前記開口部内または前記端部内に設けられており、前記アンテナの先端部は平面視で前記二個の吸着剤ケースの間に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置。

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