JP2019219241A

JP2019219241A - 電力機器

Info

Publication number: JP2019219241A
Application number: JP2018116025A
Authority: JP
Inventors: 四蔵　達之; Tatsuyuki Shikura; 達之四蔵
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd; Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd; Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Priority date: 2018-06-19
Filing date: 2018-06-19
Publication date: 2019-12-26

Abstract

【課題】構造の簡略化を図りつつ、部分放電を検出する検出装置の感度向上を図ることができる電力機器を提供すること。【解決手段】電力機器（１）は、内部に高電圧導体（１１）及び絶縁流体を収容する筐体（１２）と、筐体に設けられて高電圧導体からの部分放電を検出する検出装置（２０）とを備えている。検出装置は、検出する電磁波の電界方向が相互に異なる複数のアンテナ部として第１アンテナ部（５１）、第２アンテナ部（５２）、第３アンテナ部（５３）を備えている。また、検出装置は、単一のユニットとして構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、電力機器に関し、特に、筐体内に絶縁流体を封入した電力機器に関する。

一般に、変圧器などの電力機器にあっては、金属製の筐体内部に高電圧導体が配置され、この高電圧導体が絶縁油や絶縁性ガスなどの絶縁流体によって絶縁されている。かかる絶縁流体に対し、何らかの理由によって異物が混入したり絶縁物が劣化したりして絶縁性能が低下すると、絶縁破壊に至るおそれがある。そこで、このような絶縁破壊を未然に防ぐため、絶縁破壊の予兆である部分放電を検出する方法が知られている。

部分放電の検出として、電力機器内で発生する部分放電から発生する電磁波をアンテナ受信部で測定する技術が特許文献１に開示されている。特許文献１のアンテナ受信部は、導体からなる２枚の半円板を平面状に並べて配置して構成されている。

特許第３２９９５４７号公報

しかしながら、特許文献１のアンテナ受信部にあっては、２枚の半円板の並び方向に電界方向を有する電磁波を検出できるものの、それ以外の方向については感度が低下する、つまり、単一の指向性を持つようになる。ところで、例えば、金属製の筐体内に種々の金属物を有する電力機器で部分放電の検出を行う場合、筐体や金属物によって様々な方向に反射波が発生する。従って、部分放電によって様々な方向に反射波が発生した場合、特許文献１のアンテナ受信部で検出を行うと、その指向性に応じた電磁波しか検出できなくなり、部分放電の検出性能として改善の余地がある。

ここで、特許文献１のアンテナ受信部を複数用意し、それぞれのアンテナ受信部の向きを変えて配置すれば、複数の指向性を持たせることができるが、設置や配線等のための構造が複雑になる、という問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、構造の簡略化を図りつつ、部分放電を検出する検出装置の感度向上を図ることができる電力機器を提供することを目的の一つとする。

本発明における一態様の電力機器は、内部に高電圧導体及び絶縁流体を収容する筐体と、前記筐体に設けられて前記高電圧導体からの部分放電を検出する検出装置とを備えた電力機器において、前記検出装置は、検出する電磁波の電界方向が相互に異なる複数のアンテナ部を備えて単一のユニットとして構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、検出装置における複数のアンテナ部によって異なる電界方向の電磁波を検出することができる。これにより、部分放電により発生する電磁波が筐体等によって様々な方向に反射しても、単一の指向性を持つアンテナに比べて検出可能な電磁波を増やすことができ、部分放電に対する検出装置の感度を向上することができる。しかも、検出装置は単一のユニットとされるので、複数の検出装置を用いる場合に比べ、設置や配線に要する部品や構造物を少なくして簡略にすることができ、作業性の改善、製造コストの低減を図ることができる。

本発明の電力機器によれば、複数のアンテナ部によって単一の検出装置に複数の指向性を持たせることができるので、構造の簡略化を図りつつ、部分放電を検出する感度向上を図ることができる。

図１Ａは、第１の実施の形態に係る電力機器の要部概略断面図であり、図１Ｂは、電極形成体の概略平面図である。アンテナ電極及び測定装置の接続図である。電磁波の方向と成分を示す説明図である。図４Ａは、第２の実施の形態に係る電極形成体の概略平面図であり、図４Ｂは、図４Ａの概略断面図である。第３の実施の形態に係る電極形成体の概略平面図である。第３の実施の形態における周波数特性を説明するためのグラフである。第１変形例に係る電極形成体の概略平面図である。第２変形例に係る電極形成体の概略平面図である。第３変形例に係る電極形成体の概略平面図である。

以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、下記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施することができるものである。以下の図においては、説明の便宜上、一部の構成を省略することがある。

［第１の実施の形態］
図１Ａは、第１の実施の形態に係る電力機器の要部概略断面図であり、図１Ｂは、電極形成体の概略平面図である。図１Ａに示すように、電力機器１は、内部に高電圧導体１１を収容する金属製の筐体１２を備えている。電力機器１としては、高電圧導体１１を収容する筐体１２を有する限りにおいて種々の機器を採用でき、変圧器、リアクトル、開閉装置、遮断器等を例示することができる。筐体１２の内部には、図示省略したＳＦ６等の絶縁ガスや絶縁油等の絶縁流体が封入（収容）され、高電圧導体１１の絶縁を図っている。

ここで、本実施の形態の電力機器１の説明においては、各図において矢印で示したＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を基準に説明する。但し、これらの方向は、説明の便宜上設定した一例に過ぎないものであり、実施に際しては図中のＸ方向を鉛直方向に変更する等、任意の変更がある。

筐体１２は、Ｘ方向及びＹ方向に延在するＸＹ面に平行な内周面を有する主壁１４と、主壁１４の一部に形成されて内外を貫通する開口１５と、開口１５から主壁１４の外方に突出する筒壁１６とを備えている。筒壁１６の先端にはフランジ１７が密閉するように装着され、フランジ１７は筒壁１６を含む筐体１２と同電位（接地電位）とされる。

電力機器１にあっては、フランジ１７に装着される検出装置２０を更に備えている。検出装置２０は、主壁１４の内周面に沿う位置であって開口１５（筒壁１６）の内側に設けられた電極形成体２１を備えている。電極形成体２１は、円形の平面形状をなす基板２２と、基板２２の一方の面（＋Ｚ側の面）に形成された第１ないし第４アンテナ電極２３〜２６とを備えている。基板２２は、特に限定されるものでないが、プリント基板に用いられるエポキシやガラスエポキシ等によって構成される。第１ないし第４アンテナ電極２３〜２６は、部分放電により放射される電磁波を電気信号として検出する。

図１Ｂに示すように、電極形成体２１において、第１ないし第４アンテナ電極２３〜２６は、それぞれ扇形の平面形状に形成される。第１ないし第４アンテナ電極２３〜２６は、基板２２に銅等の導体を蒸着等によって積層することによって形成される。従って、第１ないし第４アンテナ電極２３〜２６は、Ｚ方向に厚みを有する薄厚形状をなし、本実施の形態ではＸＹ面となる平面方向に延びるように形成されている。また、かかる平面方向において、複数のアンテナ電極となる第１ないし第４アンテナ電極２３〜２６が並設されるようになる。

第１ないし第４アンテナ電極２３〜２６は、円形となる基板２２にて直交する２本の直径位置に導体の非形成部となる隙間２７、２８を設けることによって形成される。従って、第１ないし第４アンテナ電極２３〜２６は、概略で円を四等分した同一形状で向きが異なって形成され、また、隙間２７、２８を挟んで互いに離れた状態となっている。本実施の形態では、基板２２における−Ｘ側に第１アンテナ電極２３、＋Ｙ側に第２アンテナ電極２４、＋Ｘ側に第３アンテナ電極２５、−Ｙ側に第４アンテナ電極２６が形成される。

検出装置２０は、基板２２の中心側において、第１ないし第４アンテナ電極２３〜２６にそれぞれ接続される連結導体２９を更に備えている。

図１Ａに戻り、連結導体２９は、基板２２の−Ｚ側の面に一端部（＋Ｚ側端部）が当接し、該一端側に接続ねじ３０が基板２２を貫通してねじ込まれている。接続ねじ３０は、銅等の導体によって構成され、また、第１ないし第４アンテナ電極２３〜２６（図１Ａでは第２アンテナ電極２４、第４アンテナ電極２６を不図示）に接触している。従って、接続ねじ３０を介して第１ないし第４アンテナ電極２３〜２６と連結導体２９とが電気的に導通される。

検出装置２０は、連結導体２９の外周に設けられたシース管３１と、連結導体２９の他端となる−Ｚ側端部に連結される同軸端子３２とを更に備えている。シース管３１及び同軸端子３２の接地側は、フランジ１７を含む筐体１２と同電位（接地電位）とされる。同軸端子３２の芯線は、連結導体２９に接続される。同軸端子３２は、フランジ１７を貫通しつつ筐体１２内の密閉性を保つように設けられている。同軸端子３２は、配線３３を介して、筐体１２の外部に設けられた測定装置４０に接続される。従って、第１ないし第４アンテナ電極２３〜２６は、接続ねじ３０、連結導体２９、同軸端子３２、配線３３を介して測定装置４０に電気的に接続される。

検出装置２０の上述した各構成は、フランジ１７に支持された状態となって筒壁１６の内部に概略収まるように設けられる。よって、検出装置２０は、一体的に用いられる単一のユニットとして構成される。また、第１ないし第４アンテナ電極２３〜２６における高電圧導体１１に対向する面、つまり＋Ｚ側の面は、その近傍に位置する主壁１４の内周面に沿う方向に配置されている。このように配置することで、主壁１４内に電極形成体２１が突出しないようにしつつ、各アンテナ電極２３〜２６にて筐体１２内の電磁波が受信し易くなって感度を良好に保つことができる。

図２は、アンテナ電極及び測定装置の接続図である。図３は、電磁波の方向と成分を示す図である。図２に示すように、測定装置４０は、Ｘ方向測定部４１、Ｙ方向測定部４２、第１Ｚ方向測定部４３、第２Ｚ方向測定部４４を備え、また、第１差動回路４５、第２差動回路４６を利用した構成となっている。ここで、通常伝搬する電磁波は進行方向、電界方向、磁界方向が図３に示すように、直交する関係となっており、各測定部４１〜４４では、電磁波の電界方向の大きさに応じた電気信号を測定する。

第１アンテナ電極２３は、第１Ｚ方向測定部４３に接続され、また、分岐してから第１差動回路４５を経てＸ方向測定部４１に接続されている。第２アンテナ電極２４は、第２Ｚ方向測定部４４に接続され、また、分岐してから第２差動回路４６を経てＹ方向測定部４２に接続されている。第３アンテナ電極２５は、第１差動回路４５を経てＸ方向測定部４１に接続されている。第４アンテナ電極２６は、第２差動回路４６を経てＹ方向測定部４２に接続されている。

第１アンテナ電極２３及び第３アンテナ電極２５は、放射された電磁波を電気信号として検出して第１差動回路４５に出力する。第１差動回路４５は、それら電気信号の差分をＸ方向測定部４１に出力し、Ｘ方向測定部４１では、その差分に基づいた値をＸ方向が電界方向となる電磁波の出力値として測定する。

言い換えると、一対となる第１アンテナ電極２３及び第３アンテナ電極２５はＸ方向に並んで配置されるので（図１Ｂ参照）、その並び方向に電界方向を有する電磁波の大きさをＸ方向測定部４１にて測定可能となる。ここにおいて、第１アンテナ電極２３及び第３アンテナ電極２５によって、検出する電磁波の電界方向がＸ方向の一方向となる第１アンテナ部５１（図１Ｂ参照）が構成される。

第２アンテナ電極２４及び第４アンテナ電極２６は、放射された電磁波を電気信号として検出して第２差動回路４６に出力する。第２差動回路４６は、それら電気信号の差分をＹ方向測定部４２に出力し、Ｙ方向測定部４２では、その差分に基づいた値をＹ方向が電界方向となる電磁波の出力値として測定する。

言い換えると、一対となる第２アンテナ電極２４及び第４アンテナ電極２６はＹ方向に並んで配置されるので（図１Ｂ参照）、その並び方向に電界方向を有する電磁波の大きさをＹ方向測定部４２にて測定可能となる。ここにおいて、第２アンテナ電極２４及び第４アンテナ電極２６によって、検出する電磁波の電界方向がＹ方向の一方向となる第２アンテナ部５２（図１Ｂ参照）が構成される。第２アンテナ部５２及び第１アンテナ部５１にて検出する電磁波の電界方向は、ＸＹ面と平行、言い換えると第１ないし第４アンテナ電極２３〜２６の平面方向と平行でありつつ、直交（交差）する関係となって相互に異なることになる。ここで、第１アンテナ電極２３及び第３アンテナ電極２５の離間方向としては、それら形状（扇形）の重心位置を結ぶ方向となるＸ方向となる。同様にして、第２アンテナ電極２４及び第４アンテナ電極２６の離間方向は、Ｙ方向となる。それら離間方向は、同一のＸＹ面となる平面上で直交する関係となっている。

第１アンテナ電極２３では、検出した電磁波を電気信号として第１Ｚ方向測定部４３にも出力する。第１Ｚ方向測定部４３は、シース管３１の接地電位を取得し、該接地電位と第１アンテナ電極２３から出力された電気信号との差分に基づいた値をＺ方向が電界方向となる電磁波の出力値として測定する。

一方、第２アンテナ電極２４では、検出した電磁波を電気信号として第２Ｚ方向測定部４４にも出力する。第２Ｚ方向測定部４４は、シース管３１の接地電位を取得し、該接地電位と第２アンテナ電極２４から出力された電気信号との差分に基づいた値をＺ方向が電界方向となる電磁波の出力値として測定する。

このように、第１アンテナ電極２３及び第２アンテナ電極２４の両方にて電界方向が同じＺ方向の電磁波を検出可能となる。ところで、測定する電磁波の測定周波数を仮に３ＧＨｚとすると、その波長は１０ｃｍになり、１０ｃｍの距離で電磁波の節（定在波）が発生する。これにより、１０ｃｍ／４＝２．５ｃｍの距離にて定在波の腹と節、すなわち定在波の最大値とゼロとが検出できることになる。従って、各アンテナ電極２３、２４が２．５ｃｍ以上離れた領域を有することで、仮に第１アンテナ電極２３が定在波の節にあったとしても、第２アンテナ電極２４は定在波の腹となり、各アンテナ電極２３、２４のどちらかで電磁波が検出できることになる。

ここにおいて、一対として設けられた第１アンテナ電極２３及び第２アンテナ電極２４によって、検出する電磁波の電界方向がＺ方向の一方向となる第３アンテナ部５３（図１Ｂ参照）が構成される。第３アンテナ部５３では、ＸＹ面と交差（直交）する方向、言い換えると第１ないし第４アンテナ電極２３〜２６の平面方向と交差（直交）する方向に平行な電界方向を有する電磁波を検出する。

検出装置２０にあっては、複数のアンテナ部となる第１ないし第３アンテナ部５１〜５３を備えてＸ、Ｙ、Ｚ方向の直交三軸方向の電界方向の電磁波を検出することができる。このように、検出装置２０の第１ないし第３アンテナ部５１〜５３では、電磁波の電界方向が相互に異なっていても、それらを検出することが可能となる。なお、本実施の形態では、第１ないし第３アンテナ部５１〜５３で直交三軸方向の電界方向の電磁波を検出したが、検出する電界方向は、相互に異なって立体を形成可能な３軸方向に平行であれば変更してもよい。例えば、第１アンテナ部５１と第２アンテナ部５２の検出する電界方向が任意の平面にて４５°や６０°で交差する方向としてもよい。このように変更した場合、検出する電磁波の電界方向の向きに応じて各アンテナ電極２３〜２６の配置も変更される。

電力機器１において、絶縁流体等にて異常が生じると、高電圧導体１１からの部分放電が発生して電磁波が放射され、筐体１２等によって様々な方向に反射される。このとき、検出装置２０によって、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に電界方向を有する電磁波を上述のように検出できるので、単一の指向性を持つ従来のアンテナに比べ、様々な方向に反射する電磁波をより多く検出することができる。これにより、部分放電に対する検出装置２０の感度を高め、ひいては、部分放電が発生した否かの判定精度も向上することができる。

また、検出装置２０は単一のユニットとされるので、複数の検出装置を用いる場合に比べ、設置や配線に要する部品や構造物を少なくして構造の簡略化を図ることができる。これにより、省スペース化、製造コストを低減できる上、アッセンブリやメンテナンスの作業性を改善することが可能となる。

次に、本発明の前記以外の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において、説明する実施の形態より前に記載された実施の形態と同一若しくは同等の構成部分については同一符号を用いる場合があり、説明を省略若しくは簡略にする場合がある。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について図４を参照して説明する。図４Ａは、第２の実施の形態に係る電極形成体の概略平面図であり、図４Ｂは、図４Ａの概略断面図である。図４Ａに示すように、第２の実施の形態では、第１の実施の形態に対し、検出装置２０の電極形成体２１が遮蔽部５７、５８を備えた構成としている。

第２の実施の形態の遮蔽部５７、５８は、電極形成体２１の隙間２７、２８に形成され、該隙間２７、２８の幅方向中央部にて隙間２７、２８と同様に延在している。遮蔽部５７、５８は、第１ないし第４アンテナ電極２３〜２６と離間しつつ、該第１ないし第４アンテナ電極２３〜２６と同様に、基板２２に銅等の導体を蒸着等によって積層することによって形成される。従って、遮蔽部５７、５８は、第１ないし第４アンテナ電極２３〜２６が形成されるＸＹ面上に形成される。図４Ｂに示すように、第１ないし第４アンテナ電極２３〜２６と遮蔽部５７、５８とのＺ方向の形成位置を同じとしたが、遮蔽部５７、５８の方が＋Ｚ側に突出するように形成してしてもよい。図示省略したが、遮蔽部５７、５８は、シース管３１（図１Ａ参照）に接続されてシース管３１と同電位（接地電位）とされる。

第２の実施の形態において、遮蔽部５７、５８にあっては、第１ないし第４アンテナ電極２３〜２６のうち隣り合う位置関係となる電極同士での干渉を防止することができる。例えば、第１アンテナ電極２３によってＺ方向に電界方向を有する電磁波を検出し、第２アンテナ電極２４及び第４アンテナ電極２６によってＹ方向に電界方向を有する電磁波を検出する場合、第１アンテナ電極２３と第２アンテナ電極２４及び第４アンテナ電極２６との干渉を遮断することができる。これにより、検出装置２０として、第２アンテナ部５２及び第３アンテナ部５３の感度向上を図ることができ、また、第１アンテナ部５１ないし第３アンテナ部５３相互間でも同様に干渉を遮断できるので、各方向での感度を向上することができる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について図５及び図６を参照して説明する。図５は、第３の実施の形態に係る電極形成体の概略平面図である。図５に示すように、第３の実施の形態では、第１の実施の形態に対し、第１のアンテナ部５１を構成する第１アンテナ電極２３及び第３アンテナ電極２５の形状を変更している。なお、第３の実施の形態では、第１の実施の形態の第３アンテナ部５３を省略した構成としている。

第３の実施の形態において、第１アンテナ電極２３及び第３アンテナ電極２５は、扇形の平面形状に形成されるものの、その半径寸法が第２アンテナ電極２４及び第４アンテナ電極２６に比べて小さい形状に形成されている。従って、第１アンテナ電極２３及び第３アンテナ電極２５は、第２アンテナ電極２４及び第４アンテナ電極２６に比べてＸ方向及びＹ方向の大きさも小さく形成されている。

第３の実施の形態では、一対となるアンテナ電極が第１アンテナ電極２３及び第３アンテナ電極２５で１セット、第２アンテナ電極２４及び第４アンテナ電極２６で１セットとして合計２セット設けられる。そして、各セットでアンテナ電極２３〜２６の形状を比較すると、その平面形状（大きさ）が異なるように形成されている。

また、第１アンテナ部５１と第２アンテナ部５２との比較において、検出する電磁波の電界方向にてアンテナ電極２３〜２６の長さが異なっている。ここで、検出する電磁波の電界方向は、第１アンテナ部５１はＸ方向、第２アンテナ部５２はＹ方向となる。そして、第１アンテナ部５１の第１アンテナ電極２３及び第３アンテナ電極２５のＸ方向の長さは、第２アンテナ部５２の第２アンテナ電極２４及び第４アンテナ電極２６のＹ方向の長さより短くなっている。このように、第１アンテナ部５１と第２アンテナ部５２とで、検出する電磁波の電界方向におけるアンテナ電極２３〜２６の長さを変えることで、周波数特性を変えることができる。つまり、第３の実施の形態では、単一の検出装置２０にて複数の周波数特性を持たせることができる。

図６は、第３の実施の形態における周波数特性を説明するためのグラフである。第１アンテナ部５１と第２アンテナ部５２とで、検出する電磁波の電界方向におけるアンテナ電極２３〜２６の長さを変えたので、図６に示すように、第１アンテナ部５１が第２アンテナ部５２より高周波側にシフトした周波数特性を持つ。従って、放射する電磁波の周波数スペクトルが異なる部分放電Ａ１、Ａ２が想定される場合、第２アンテナ部５２では部分放電Ａ１、Ａ２の両方で検出感度が高くなり、第１アンテナ部５１では部分放電Ａ２だけで検出感度が高くなる。

なお、検出する電磁波の電界方向におけるアンテナ電極２３〜２６の長さが短い程、高周波側にシフトした周波数特性を持つ傾向がある。また、電界方向に直交する方向の寸法が細くなる程、感度良く検出する周波数スペクトルが狭くなる傾向がある。

このように各アンテナ部５１、５２で周波数特性を変えて検出装置２０として複数の周波数特性を持たせることで、周波数帯域を拡げ、種々の部分放電の検出に適した感度向上を図り、検出性能を高めることが可能となる。

本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。

また、第１ないし第４アンテナ電極２３〜２６の平面形状は、扇形に限定されるものでなく、特定の電界方向を有する電磁波が検出可能であれば種々の変更が可能であり、図７に示す構成を例示することができる。

図７は、第１変形例に係る電極形成体の概略平面図である。図７の構成では、電極形成体２１を正方形（方形）の平面形状に形成し、また、第１ないし第４アンテナ電極２３〜２６も電極形成体２１を約四等分した正方形状に形成している。このように、各アンテナ電極２３〜２６は、多角形や円形、楕円形、曲線及び直線で囲まれる任意の形状を採用してもよい。

また、上記第１及び第２の形態では、アンテナ電極の形成数を第１ないし第４アンテナ電極２３〜２６の４つ、アンテナ部の設置数を第１ないし第３アンテナ部５１〜５３の３つとしたが、これらは複数であれば増減してもよく、例えば、図８に示す構成を例示できる。

図８は、第２変形例に係る電極形成体の概略平面図である。図８の構成では、円形の電極形成体６０を約八等分した形状の扇形となる８つのアンテナ電極６１が設けられる。かかる構成では、電極形成体６０の中心位置を挟む一対のアンテナ電極６１が４セット設けられ、該セット毎にアンテナ部６２を構成することができる。各アンテナ部６２にて検出する電磁波の電界方向は、該アンテナ部６２での一対のアンテナ電極６１の並び方向となるので、図８の第２変形例では、Ｘ方向及びＹ方向、これらの方向にＸＹ面で４５°傾く各方向に設定することができる。これら各方向は、アンテナ電極６１の平面（ＸＹ面）方向と平行であって相互に異なる方向となっている。

また、上記第１及び第２の実施の形態において、第１アンテナ部５１及び第２アンテナ部５２の何れか一方を省略し、ＸＹ面と平行な方向において、検出する電磁波の電界方向を一方向だけとしてもよい。

また、第１の実施の形態では、電界方向がＺ方向となる電磁波を１つの第３アンテナ部５３で検出する構成としたが、これに限られずに更に増設してもよい。例えば、第３アンテナ電極２５及び第４アンテナ電極２６を含むアンテナ部を増設し、該アンテナ部によっても第３アンテナ部５３と同様にして電界方向がＺ方向となる電磁波を検出してもよい。更に、第３アンテナ部５３で検出する電磁波の電界方向は、第１アンテナ電極２３及び第２アンテナ電極２４の平面に交差する方向であれば変更してもよい。

また、上記第３の実施の形態では、平面形状が異なるアンテナ電極２３〜２６を２セット設けたが、そのセット数を更に増設してもよく、図９に示す構成を例示できる。

図９は、第３変形例に係る電極形成体の概略平面図である。図９の構成では、平面形状が扇形の６つのアンテナ電極７１〜７６を備え、形状が同一となる一対のアンテナ電極７１、７２で１セット、他の一対のアンテナ電極７３、７４で１セット、更に他の一対のアンテナ電極７５、７６で１セットの合計３セット設けられる。そして、各セットでアンテナ電極７１〜７６の形状を比較すると、その平面形状が異なり、アンテナ電極７１〜７６の並び方向の長さが異なっている。従って、各セットのアンテナ電極７１〜７６で検出する電磁波の周波数特性を変えることができ、第３変形例では、周波数特性を３タイプ有するようにすることができる。

また、上記構成においては、各セットでアンテナ電極２３〜２６、６１、７１〜７６の平面形状を同一としたが、異なる形状に形成することを妨げるものでない。

また、上記構成において、アンテナ電極２３〜２６、６１、７１〜７６は、基板２２上に形成されるが、これに限定されるものでなく変更してもよい。例えば、金属等の導体からなる板状物によってアンテナ電極２３〜２６、６１、７１〜７６を形成することで、基板２２を省略した構成としてもよい。アンテナ電極２３〜２６、６１、７１〜７６は、同一平面上に設けられる必要はなく、２以上の平行な平面上に分散して配置されるような構成としてもよい。

また、上記第２の実施の形態では、遮蔽部５７、５８が隣り合うアンテナ電極２３〜２６の間において、連続的に形成する他、断続的或いは部分的に形成してもよく、少なくとも一部に形成されていればよい。

また、各アンテナ部５１〜５３の検出結果に応じ、部分放電の発生源となる位置の特定や、部分放電の発生の原因となる欠陥の種別を判定する制御を行うようにしてもよい。この場合、部分放電が発生した場合に、その位置や欠陥種別毎に検出される各アンテナ部５１〜５３の検出データを、実験やシミュレーション等によって予め作成しておく。そして、各検出データを記憶させたデータベースを作成し、検出結果が複数の検出データの何れに合致するかのデータ処理を行うことによって部分放電の位置や欠陥種別を判定することが例示できる。

また、上記にて、電界方向が交差する関係について、直交する場合を主として説明したが、必要に応じて直交以外の４５°や６０°等の任意の角度で交差する関係としてもよい。

上記において、本発明の実施の形態及び変形例を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。

１電力機器
１１高電圧導体
１２筐体
２０検出装置
２３第１アンテナ電極（アンテナ電極）
２４第２アンテナ電極（アンテナ電極）
２５第３アンテナ電極（アンテナ電極）
２６第４アンテナ電極（アンテナ電極）
５１第１アンテナ部（アンテナ部）
５２第２アンテナ部（アンテナ部）
５３第３アンテナ部（アンテナ部）
５７、５８遮蔽部
６１アンテナ電極
６２アンテナ部
７１〜７６アンテナ電極

Claims

内部に高電圧導体及び絶縁流体を収容する筐体と、
前記筐体に設けられて前記高電圧導体からの部分放電を検出する検出装置とを備えた電力機器において、
前記検出装置は、検出する電磁波の電界方向が相互に異なる複数のアンテナ部を備えて単一のユニットとして構成されていることを特徴とする電力機器。
前記検出装置は、検出する電磁波の電界方向が一方向となる前記アンテナ部を少なくとも３つ備え、３つの前記アンテナ部によって立体を形成可能な３軸方向に平行な電界方向を有する電磁波を検出可能とされることを特徴とする請求項１に記載の電力機器。
複数の前記アンテナ部は、第１ないし第３アンテナ部を備え、
前記第１ないし第３アンテナ部は、薄厚形状をなして所定の平面方向に延びるアンテナ電極をそれぞれ備え、
前記第１アンテナ部は、前記アンテナ電極の平面方向に平行な電界方向を有する電磁波を検出可能とされ、
前記第２アンテナ部は、前記アンテナ電極の平面方向に平行な電界方向であり、且つ、前記第１アンテナ部が検出する電磁波の電界方向と異なる方向の電界方向を有する電磁波を検出可能とされ、
前記第３アンテナ部は、前記アンテナ電極の平面方向に交差する方向に平行な電界方向を有する電磁波を検出可能とされることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力機器。
前記第１及び第２アンテナ部の前記アンテナ電極は、それぞれ一対設けられて検出する電磁波の電界方向に並んで配置され、
前記第３アンテナ部の前記アンテナ電極は、一対設けられて検出する電磁波の電界方向に交差する方向に並んで配置されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電力機器。
前記アンテナ電極は、該アンテナ電極の平面方向に複数並設され、該平面上には、並設された前記アンテナ電極間での電気的な干渉を回避可能な遮蔽部が設けられていることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の電力機器。
前記一対のアンテナ電極は複数セット設けられ、複数セットのうちの少なくとも１セットの前記アンテナ電極は、他のセットの前記アンテナ電極と平面形状が異なって形成されていることを特徴とする請求項４に記載の電力機器。
前記アンテナ電極は、前記高電圧導体に対向する面が該アンテナ電極近傍に位置する前記筐体の内周面に沿う方向に配置されていることを特徴とする請求項２ないし請求項６のいずれかに記載の電力機器。