JP2871189B2 - 絶縁診断装置 - Google Patents

絶縁診断装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高電圧用として使用
されている開閉器や変圧器、コンデンサ等の電気機器お
よびケーブル等の絶縁診断をするため、交流電圧課電時
の課電電圧波形に対する充電電流波形の各周波数成分の
振幅応答と位相差と、交流電圧課電に直流電圧をバイア
スしたときの課電電圧波形に対する充電電流波形の各周
波数成分の振幅応答と位相差の増大量の大小により絶縁
診断を行う絶縁診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、高電圧用として使用されている開
閉器や変圧器やコンデンサ等の機器およびケーブル等の
絶縁診断方法としては直流電圧試験法がある。この従来
の直流電圧試験方法では高電圧用機器に絶縁劣化が生ず
るとその劣化部分からの漏れ電流を測定しているため、
絶縁体が破壊したり劣化部分に直流電圧の残留電荷が残
り、試験終了時に接地した際残留電荷から劣化部分に水
トリーや電気トリー等が発生して絶縁劣化を促進し、試
験終了後に交流使用電圧を印加した際に絶縁体を破壊す
る等の問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】このように従来方法
によると、高電圧機器の絶縁診断のために高圧磯器を破
壊させる虞があり、また、絶縁破壊が生じるとその復旧
のための停電が問題となる。さらに、被測定体の軽度な
劣化状態が逆に絶縁劣化を促進させてしまう問題点があ
った。
【0004】そこで、本件の発明者は試験用交流トラン
スの2次コイル低圧側と大地間に接続した交流電流通過
用コンデンサと、上記交流電流通過用コンデンサと並列
に接続された保護抵抗あるいはブロッキングコイルを通
して直流電圧重畳用電源からの直流電圧を印加するよう
に構成し、高電圧機器の絶縁体の劣化に伴って発生する
シグナルである直流成分を測定する直流成分測定装置か
らなり、劣化信号を直流成分として検出する構成の絶縁
診断装置を出願している。(特願平2−315594号
参照)
【0005】これは、交流電圧課電時の直流成分と交流
電圧に微弱な直流電圧をバイアスしたときの直流成分を
測定することで、交流課電により活性化した絶縁体での
劣化現象からの絶縁劣化シグナル(直流成分)を微弱な
直流電圧で増大して測定することができるようにしたも
ので、何ら被測定体の高圧機器の絶縁体に劣化をもたら
すことなく絶縁劣化の状態を確実に診断を行うことがで
きる絶縁診断装置である。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は上記した従来
技術の問題点を解消し、先行技術を改良した絶縁診断装
置を提供することを目的とする。高電圧用として使用さ
れている開閉器や変圧器、コンデンサ等の電気機器およ
びケーブル等の絶縁診断をするために線路を停止し、こ
の発明の絶縁診断装置を接続し、その試験用交流トラン
スの2次コイル高電圧ブッシング側から並列に組込まれ
た高圧コンデンサを多段に構成した交流電圧分圧器と
し、また、2次コイル低電圧側から直列に組込まれたバ
イパスコンデンサと並列に組込まれた保護抵抗もしくは
ブロッキングコイルを通して直流電圧重畳用電源を組込
み、交流電圧に直流電圧をバイアスし、直流電圧重畳用
電源とアース間に検出用抵抗を組込んで課電電圧波形と
充電電流波形として検出する構成とし、被測定体に交流
常規電圧を課電しながら交流電圧分圧器からの課電電圧
波形および直流電源とアース間に直列に組込んだ抵抗か
らの充電電流波形と交流課電直流バイアス時の課電電圧
波形および充電電流波形を測定できるようにすること
で、22kV以上の送配電線路等の多点接地系での交流
課電時および交流課電直流バイアス等の課電電圧波形と
充電電流波形を測定できるようにした。
【0007】また、この発明は高電圧用として使用され
ている開閉器、変圧器またはコンデンサ等の電気機器、
およびケーブル等の絶縁診断をするため線路を停止し、
この発明の絶縁診断用トランスによって常規交流電圧を
課電して2次コイル高電圧ブッシング側から並列に組込
まれた高圧コンデンサを多段に構成した交流電圧分圧器
を通して課電電圧を測定することができるようにトラン
ス筐体内に交流電圧分圧器と2次コイル低電圧側に検出
抵抗を設け、充電電流を測定できるようにした優れた絶
縁診断装置である。
【0008】さらに、バイパスコンデンサを設置して直
流電圧を印加できるようにし、直流電圧をバイアスさせ
たときに、被測定体が発生する直流電流より小さな漏洩
電流とするため、分圧コンデンサ、2次コイル低電圧側
および1次コイルと2次コイル間のサポート材料を含水
性のない絶縁物で構成する。その上、2次コイル高電圧
ブッシングおよび分圧コンデンサも油中化することで高
電圧側からの漏洩電流を少なくすることで被測定体に直
流電圧をバイアスしたときの課電電圧に対する充電電流
の増大量の大小が判別できるようにした試験トランスを
供給することで絶縁診断を可能にする。
【0009】
【作用】この発明の絶縁診断装置の構成は、交流課電時
の課電電圧に対する充電電流と交流電圧に微弱な直流電
圧をバイアスした時の課電電圧に対する充電電流を測定
することで、交流課電により活性化した絶縁体での劣化
現象からの絶縁劣化シグナルを微弱な直流電圧で増大さ
せて測定できる。このことで被測定体の絶縁体の絶縁破
壊を防止させ、さらに被測定体の絶縁体を劣化させずに
劣化状態を確実に診断することができる絶縁診断回路を
提供できる。
【0010】また、この発明の絶縁診断装置は、試験用
トランスの2次コイル低電圧側直流バイアス油中ブッシ
ング、高電圧側油中ブッシングおよび分圧コンデンサを
設置し、被測定体に交流常規電圧を課電しながら2次コ
イル高電圧側分圧器からの課電電圧と低電圧側から充電
電流を測定できるようにすることで22kV以上の送配
電線路等の多点接地系での交流課電時の充電電流を測定
できるようにした。
【0011】さらに、交流課電に微弱な直流電圧をバイ
アスすることで、交流課電により活性化した絶縁体での
劣化現象からの絶縁劣化シグナルを微弱な直流電圧で増
大させて測定することができる。そのため被測定体の絶
縁体への悪影響が防止され、さらに絶縁体を劣化させず
に絶縁体の劣化状態を確実に診断することができる絶縁
診断装置を提供できる。
【0012】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。図1はこの発明に係る絶縁診断回路の具体的な
実施例を示すブロック回路図である。図1において、試
験用交流トランス1の高電圧側から並列に分圧コンデン
サ2と低電圧側から直列にバイパスコンデンサ3を組込
み並列に交流・直流バイアス切換えスイッチ4を組込ん
だ後に保護抵抗5あるいはブロッキングコイルと極性切
換えスイッチ6を組込み、さらに極性切換えスイッチ6
に直流電圧重畳用電源7を組込み、この直流電圧重畳用
電源7とアース間に検出抵抗8を組込み、分圧コンデン
サ2から課電電圧と検出抵抗8から充電電流をA/D変
換器9によりアナログシグナルをデジタルシグナルに変
換して検出する回路を構成し、被測定体14をリードケ
ーブル13を介して試験用交流トランス1の高圧側に接
続し、交流課電時および交流課電直流バイアス時の課電
電圧に対する充電電流の波形情報をCPU10に記憶さ
せ、この記憶したデータを処理して、各周波数の振幅応
答と位相差としてCRT11に表示するか、またはプリ
ンタ12にプリントアウトする回路構成とした絶縁診断
装置である。
【0013】上記CPU10に記憶したデータ処理にお
いては、交流課電時の課電電圧に対する充電電流の波形
情報、各周波数の振幅応答と位相差から劣化極性を判定
するようにし、交流課電直流バイアス時の増大量によっ
て劣化程度まで判定診断することが可能である。
【0014】次に、この発明の絶縁診断装置の実施例を
図2を参照して説明する。図2は、この発明に係わる絶
縁診断試験用トランス1の具体的な構成を示す構成図で
ある。この図においてサポート絶縁物21は高耐電圧材
(例えば含水性のない、磁器、セラミック、ポリエチレ
ン樹脂、エポキシ樹脂等)で構成され、2次コイル22
は、コイルの回りにコイル絶縁物23を施し、1次コイ
ル24が設けられサポート絶縁物21の上部に設置され
ている。この2次コイル22の高電圧側は高電圧ブッシ
ング25および分圧コンデンサ26に接続され、低電圧
側は低電圧ブッシング28に接続される。2次コイル2
2の低電圧側と低電圧ブッシング28の間の接続線27
も絶縁被覆を施す。1次コイル24と電源ブッシング3
1の接続は2次コイル22と低電圧ブッシング28の接
続線27と一定以上の距離を持たせて構成することで絶
縁する。高電圧ブッシング25と低電圧ブッシング28
にはそれぞれケーブル30によって接続される。そし
て、ケーブル30はそれぞれストレスコーン29が設け
られ絶縁される。筐体33内に充填される絶縁油32は
高温高真空状態(90℃、1/100mmHg以下)で
高温高真空処理された絶縁油(OF油等)を注入する。
さらに絶縁油32の温度膨張を吸収するガス室34を筐
体33上に設け、このガス室34には乾燥窒素等不活性
ガスで正圧(0.2〜0.5kg/cmG)に密閉す
る。
【0015】上記の構成により、1次コイル24と2次
コイル22の間、および2次コイル22と筐体33の間
で高度な絶縁抵抗の絶縁診断試験用トランスが構成さ
れ、試験用トランス1の2次コイル低電圧側直流バイア
ス用油中ブッシング28、高電圧側油中ブッシング25
および分圧コンデンサ26を設置し、被測定体14にリ
ードケーブル13を介し交流常軌電圧を課電しながら2
次コイル高電圧側分圧器からの課電電圧と低電圧側から
充電電流を測定できるようなる。これにより22kV以
上の送配電線路等の多点接地系での交流課電時の充電電
流が確実に測定することができるようにした。
【0016】先行技術においては、大地側から経由した
直流成分を検出することにより測定しており、直流成分
の立ち上りが遅く安定して検知するまでの時間が約10
分ないし20分間要するようになっていた。ところで、
この発明の絶縁診断回路においては、大地を経由した直
流成分と分圧コンデンサ2を通した直流成分を併せて検
出するようにしているので、ケーブルの劣化に伴う波形
の異常を精密に検出することが可能になり、直流成分の
立ち上りよりも約10分ぐらいで済み、応答に対する時
間が早くなる。そして、大地系および高圧側の両方から
検出することが可能で、多面的に複合診断することが可
能で、精度良く絶縁劣化の診断を行うことができる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明に係る絶
縁診断回路によれば、水トリー劣化によって生じる22
kV以上の送配電線路等の多点接地系での交流課電時の
課電電圧と充電電流を測定できるようにし、劣化極性を
判定する。
【0018】さらに、交流課電に微弱な直流電圧をバイ
アスすることで、交流課電により活性化した絶縁体での
劣化現象からのシグナルを微弱な直流電圧で増大させて
測定することができ、交流課電直流バイアス等の課電電
圧に対する充電電流の波形情報、各周波数応答と位相差
の増大量の大小によって、絶縁体の劣化状態を判定でき
る。そのため絶縁体の絶縁破壊を防止し、さらに絶縁体
を劣化させずに絶縁体の劣化状態を診断することができ
る絶縁診断回路を提供することができ、数々の優れた特
徴を発揮することができる。
【0019】また、この発明に係る絶縁診断試験用トラ
ンスを組込んだ診断装置によれば水トリー劣化によって
生じる22kV以上の送配電線路等の多点接地系での交
流課電時の課電電圧と充電電流を測定できるようにし、
劣化極性を判定する。
【0020】さらに、交流課電に微弱な直流電圧をバイ
アスすることで、交流課電により活性化した絶縁体での
劣化現象からのシグナルを微弱な直流電圧で増大させて
測定することができ、交流課電直流バイアス時の課電電
圧に対する充電電流の波形情報、各周波数応答と位相差
の増大量の大小によって、絶縁体の劣化状態を判定でき
る。そのため絶縁体の絶縁破壊を防止し、さらに絶縁体
を劣化させずに絶縁体の劣化状態を診断することができ
る絶縁診断装置を提供することができる等の優れた特徴
を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る絶縁診断回路構成の具体例を示
すブロック回路図、
【図2】この発明に係る絶縁診断装置試験トランスの具
体例を示す構成図である。
【符号の説明】
1 試験用交流トランス 2 分圧コンデンサ 3 バイパスコンデンサ 4 直流・交流バイアス切換えスイッチ 5 保護抵抗 6 極性切換えスイッチ 7 直流電源 8 検出抵抗 9 A/D変換器 10 CPU 11 CRT 12 プリンタ 13 リードケーブル 14 被測定体 21 サポート絶縁物 22 試験用交流トランスの2次コイル 23 コイル絶縁物 24 試験用交流トランスの1次コイル 25 高電圧ブッシング 26 分圧コンデンサ 27 絶縁被覆 28 低電圧ブッシング 29 ストレスコーン 30 ケーブル 31 電源ブッシング 32 絶縁油 33 筐体 34 ガス室

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定体である高電圧機器(14)に交
    流常規電圧を印加する試験用交流トランス(1)に、2
    次コイル高電圧側に並列に組込まれた高圧コンデンサを
    多段に構成した交流電圧分圧器(2)と、2次コイル低
    電圧側と大地間に交流通過用バイパスコンデンサ(3)
    を接続し、該交流通過用バイパスコンデンサ(3)に並
    列に接続された保護抵抗(5)もしくはブロッキングコ
    イル、直流電圧重畳用電源(7)および上記高電圧機器
    (14)の絶縁体の劣化に伴って発生するシグナルであ
    る直流成分を測定するA/D変換器(9)およびCPU
    (10)の直流成分測定装置とからなり、上記直流電圧
    重畳用電源(7)には印加する直流電圧の極性を切り換
    えるスイッチ(6)および当該直流電圧重畳用電源
    (7)を回路から電気的に切り離すスイッチ(4)が備
    えられてなることを特徴とする絶縁診断装置。
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