JP2941961B2

JP2941961B2 - ロードブレーク用エルボーの部分放電検出方法及び装置

Info

Publication number: JP2941961B2
Application number: JP41436190A
Authority: JP
Inventors: 香福永; 勲水沼; 守男林; 泉石川; 享高橋
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1990-12-26
Filing date: 1990-12-26
Publication date: 1999-08-30
Anticipated expiration: 2014-08-30
Also published as: JPH04223282A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロードブレーク用エル
ボー及びその近傍の部品の接続部の絶縁体内部及び絶縁
体−導体界面で発生する部分放電（Partial Discharge
；ＰＤ）を検出するロードブレーク用エルボーの部分
放電検出方法及び装置に係り、特に前記部分放電を活線
下で感度よく検出し得るロードブレーク用エルボーの部
分放電検出方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高圧の電力伝送用配線部品は勿論、中低
圧の配線部品においても、絶縁性能を維持することは安
全性及び信頼性の確保等のために極めて重要であり、随
時絶縁性能を検査診断する必要がある。ケーブルそのも
のについての絶縁診断技術としては、次に述べるような
方法が有効であり、活線絶縁診断装置として製品化され
ている。

【０００３】第１の方法では、接地変圧器の中性点とケ
ーブルシールドとに交流分を阻止するための交流阻止フ
ィルタを設け、活線下で前記接地変圧器の中性点とケー
ブルシールドとの間に直流を重畳し、ケーブルの絶縁抵
抗を高抵抗まで測定する。

【０００４】第２の方法では、ケーブルのtanδを測定
する。即ち、この方法は、誘電正接法と称される方法で
あり、接地線に流れるケーブルの電流をＣＴ（変流器）
により検出し、ケーブルへの印加電圧を分圧器を介して
測定して、ケーブルのtanδを求める。

【０００５】しかしながら、上記第１及び第２の方法
は、主としてケーブルの水トリー劣化を検出するもので
あり、これらの方法は、通常の場合、使用開始後１０年
以上経たものしか診断対象とすることができない。

【０００６】また、中低圧の配線部品では、幹線の超高
圧ケーブル等と異なり、測定時に運転を停止させること
ができる可能性があり、その場合には電力ケーブル内に
発生する部分放電を検出する方法として従来提案されて
いる次のような方法を用いて部分放電の測定を行うこと
も可能であると考えられる。

【０００７】即ち、従来電力ケーブル内に発生する部分
放電を検出する方法として、例えば同調式検出法及びＡ
Ｅ（アコースティック・エミッション）センサを使用す
る方法がある。

【０００８】前記同調式検出法を用いた同調式検出装置
は、電力ケーブル等の終端部の内部導体と金属遮蔽層と
の間に、結合コンデンサ及び検出インピーダンスを直列
に接続し、前記検出インピーダンスの両端に生じた電位
差を数百ｋＨｚの同調周波数を持つ同調増幅器によって
取出すようにしたものである。

【０００９】しかしながら、この同調式検出装置は、内
部導体から信号を取り出す必要があるため、活線下での
検出は困難であり、専用の結合コンデンサも必要であ
る。また、この装置における同調周波数は、数百ｋＨｚ
であるため、周囲のノイズの影響を受け易く、シールド
ルーム内の実験では良好な検出精度が得られるものの、
布設後のケーブル等への適用は難しい。

【００１０】また、ＡＥセンサを使用する検出装置は、
部分放電によって絶縁体内部を伝搬する弾性波をＡＥセ
ンサで検出するものであるが、この装置では、電気的な
ノイズによる影響を受けない反面、超音波が直進性を有
しているために強い指向性を有し、検出位置によっては
検出感度が極端に低下する。

【００１１】更に、電力ケーブル等の接続部において、
金属シールド層を絶縁し、部分放電発生時に絶縁部を挟
む両金属シールド層間に発生する電位差を、前記両金属
シールド層間に接続された検出インピーダンスによって
検出する検出法も提案されている（「南池上線 275ｋＶ
ＣＶケーブル線路の部分放電試験結果」；勝田他、電
気学会絶縁材料研究会資料ＥＩＭ−９０−２０）。

【００１２】この方法は、金属シールド層が絶縁された
接続部のみに適用を限定され、また金属シールド層を非
接地状態とするために、短絡事故発生時の安全性に欠け
る。また、装置も大型となり、測定にも熟練を要する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ロードブレーク用エル
ボーのような中低圧の配線部品においては、実際上、接
続部等の部品で絶縁破壊する例が多い。これらの絶縁破
壊は、部品の界面で起こる部分放電が原因であると考え
られる。このため、部品単体で感度よく部分放電の観測
・診断を行うことが望ましいが、現在までのところ実施
を前提とした技術として具体的に検討された例はない。
また、最近では、コンピュータの普及等に伴い、ほとん
ど全ての場合に、無停電での点検が必要となってきてお
り、上述したような、従来の測定方法による部分放電観
測は好ましくない。

【００１４】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、ロードブレーク用エルボーにて感度よく部
分放電の観測・診断を行うことができ、しかも無停電で
の点検も可能なロードブレーク用エルボーの部分放電検
出方法及びその実施に直接使用する装置を提供すること
を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明に係るロードブレ
ーク用エルボーの部分放電検出方法は、ロードブレーク
用エルボーの外部から到来するサージを絶縁部材を介し
て導電部に対する結合容量により分圧して検出するため
の検電端子を利用し、この検電端子の前記結合容量に結
合されるインダクタンス要素を前記検電端子に接続し
て、このインダクタンス要素を介して前記結合容量とイ
ンダクタンス要素との共振特性により部分放電を検出す
ることを特徴とする。

【００１６】本発明に係るロードブレーク用エルボーの
部分放電検出装置は、ロードブレーク用エルボー及びそ
の近傍の電力伝送部の導電部に対して絶縁部材を介して
容量結合されるロードブレーク用エルボーの検電端子
と、この検電端子に接続されて前記容量結合の結合容量
と共に共振回路を構成するインダクタンス要素と、前記
共振回路の出力を処理する信号処理手段とを具備し、部
分放電パルスによってロードブレーク用エルボー及びそ
の近傍の電力伝送部に発生し且つこの電力伝送部の導電
層を伝播する信号の高周波成分を前記共振回路の共振特
性を用いて検出することを特徴とする。

【００１７】

【作用】本発明のロードブレーク用エルボーの部分放電
検出方法及び装置においては、ロードブレーク用エルボ
ーの外部から到来するサージを絶縁部材を介して導電部
に対する結合容量により分圧して検出するための検電端
子を利用しており、この検電端子にインダクタンス要素
を接続して、このインダクタンス要素と前記結合容量と
により共振回路を構成する。この共振回路の共振特性を
利用して部分放電を検出する。

【００１８】ロードブレーク用エルボーの検電端子は配
電部品の点検等を活線下で行うことができ、配電線への
侵入サージのカウント等に用いることができる。本発明
では、この検電端子に部分放電を検出できるような機能
を持たせることにより、配電部品の絶縁診断が活線下で
行えるようにしている。サージと同等の部分放電が内部
で発生すればそ検電端子自体でも部分放電を検出するこ
とは可能であるが、一般に部分放電は微小信号であるた
め、検出感度を上げる必要がある。

【００１９】そこで本発明では、検電端子にインダクタ
ンス要素を接続し、インダクタンス要素と前記検電端子
の結合容量とにより共振回路を構成して、共振特性を利
用して部分放電を高感度に検出する。

【００２０】本発明は、部分放電発生の際に外側金属層
から接地に向かう進行波の高周波成分を、被覆層を介し
て高周波共振回路により検出する方式であるため、ロー
ドブレーク用エルボーの検電端子にインダクタンス要素
を接続するだけでセッティングが完了する。このため、
実使用状態にあるロードブレーク用エルボーに容易に設
置することができ、活線状態下での測定も容易に行うこ
とができる。

【００２１】また、本発明では外側金属層を伝播する進
行波を検出する方式を用いているから、外側金属層を非
接地状態にする必要がない。このため本発明は、接続部
等の形式によって適用を限定されたり、安全性が低下し
たりする等の問題は発生しない。

【００２２】ロードブレーク用エルボーから検出する周
波数成分としては、ノイズ等の混入を避けるためには、
約３０〜６０ＭＨｚの範囲が好ましい。ただし、部分放
電は広帯域の信号であり、あまり狭い帯域の信号のみを
高い増幅度で検出しても充分な感度は得られず、前記周
波数範囲内の広い帯域の信号を適切な増幅度で検出する
ことが望ましい。この点で、本発明で用いている容量
（コンデンサ）とインダクタンスとの直列共振回路は、
可変インダクタンスを使用したり、可変抵抗を直列に接
続することにより、共振周波数及びＱ値を任意に変える
ことができ、部分放電パルスに含まれる周波数成分に若
干の変動があっても対応させることができる。

【００２３】

【実施例】以下、添付の図面を参照して、本発明の実施
例について説明する。

【００２４】図１は、本発明の一実施例に係るロードブ
レーク用エルボーの部分放電検出装置の構成を示すブロ
ック図である。

【００２５】この装置は、部分放電を検出すべきロード
ブレーク用エルボー１の検電端子１３に取り付けられる
センサ２と、同軸ケーブル３を介して与えられるセンサ
２の出力を増幅する広帯域増幅器４と、この広帯域増幅
器４の出力を観測するためのオシロスコープ５と、広帯
域増幅器４の出力をディジタル化するＡ／Ｄ（アナログ
−ディジタル）変換器６と、Ａ／Ｄ変換器６でディジタ
ル化された信号に所定の処理を施すコンピュータ７とに
より構成されている。

【００２６】ロードブレーク用エルボー１は、図２に示
すように、エルボー本体部１１と、このエルボー本体部
１１が着脱可能に装着されるプラグユニット部１２とを
有し、プラグユニット部１２に対してエルボー本体部１
１を着脱することにより、電源母線と負荷との間を接続
及び遮断することができる。このロードブレーク用エル
ボー１のエルボー本体部１１には検電端子１３が設けら
れている。検電端子１３は、エルボー本体部１１の外部
導電層と内部導電層との双方に対して容量結合してお
り、これらの結合容量の容量分圧によって外部から侵入
してくるサージを検出することができる。

【００２７】検電端子１３の結合容量を部分放電センサ
に利用し、前記結合容量に直列にコイル等のインダクタ
ンス要素を接続して共振回路を構成し、所定の範囲の共
振周波数を有する共振型部分放電センサとする。このよ
うにすることにより、エルボ単体及び近傍の部品等の接
続部について、高精度で、しかも活線下においても部分
放電測定が可能となる。

【００２８】具体的には、図３に示すように、例えば
３．３μＨ程度のマイクロインダクタンス２２をセンサ
２に内蔵させて、インダクタンス付きのセンサ２を検電
端子に取り付ける。マイクロインダクタンス２２はセン
サ２内で一端が接続部２１に接続され、他端が同軸ケー
ブル３の芯線、即ち内部導体に接続されている。センサ
２は、接続部２１が検電端子１３に接続された状態で、
マイクロインダクタンス２２が前記結合容量に直列に結
合される。マイクロインダクタンス２２と前記結合容量
とは例えば約３０ＭＨｚの共振周波数を有する共振回路
を構成する。センサ２のマイクロインダクタンス２２を
収容するケース２３は絶縁体により形成され、図示のよ
うに中空部にマイクロインダクタンス２２を収容する構
成としてもよいし、マイクロインダクタンス２２を絶縁
性樹脂によりモールドして埋め込む構成としてもよい。
前記共振回路の共振周波数としては、外部からのノイズ
の混入等を考慮して約３０〜５０ＭＨｚの範囲に定める
ことが推奨される。

【００２９】同軸ケーブル３としては、可能な限り伝搬
特性のよいものを使用することが好ましい。更に、同軸
ケーブル３は、外部導体を接地する必要があることから
接地用リード線が付属したものが望ましい。

【００３０】センサ２の出力は、同軸ケーブル３を介し
て増幅器４に入力される。この増幅器４として超小型の
増幅器を用いればセンサ２の内部に収納させることも可
能である。

【００３１】増幅器４で増幅された信号は、オシロスコ
ープ５に与えて観測する。現在、ポータブルタイプのオ
シロスコープでも１００ＭＨｚ以上の精度のよいものが
市販されており、このようなオシロスコープを用いれば
定期点検等での部分放電測定は容易に行える。

【００３２】また、部分放電を常時監視したい場合に
は、前記増幅器４で増幅された信号をＡ／Ｄ変換器６で
ディジタル化してコンピュータ７に供給し、このコンピ
ュータ７を用いて自動記録及びその他の処理をするよう
にする。更に、コンピュータ７の処理により、例えばあ
る大きさのパルスが検出された場合に警報がなるように
して、事故予知システムを構築することもできる。

【００３３】上述のように構成したロードブレーク用エ
ルボーの部分放電検出装置は次のような多くの利点があ
る。現在用いられているロードブレーク用エルボーの検
電端子をそのまま部分放電検出に利用することができる
ので、部分放電検出のために専用のロードブレーク用エ
ルボーを設計及び製造する必要がなく、安価に且つ簡易
にロードブレーク用エルボーの部分放電検出装置を構成
することができる。外部ノイズの影響を受け易い構成で
はないので、外部ノイズに影響されることはない。ま
た、活線下で部分放電の測定を行うことが可能である。
この装置を用いれば、配電部品近傍で発生する部分放電
を高精度で集中監視することができる。構成も簡単であ
り、ポータブルタイプのオシロスコープ等を用いれば、
定期点検時にも簡単な操作で絶縁診断を行うことができ
る。ロードブレーク用エルボーの部分放電を常時監視す
ることも可能であり、この装置を事故予知システムの検
出部として用いることもできる。

【００３４】本発明は、上述の実施例に限定されず、例
えば、用途に応じてオシロスコープ５と、Ａ／Ｄ変換器
６及びコンピュータ７とのいずれか一方を省略する等、
種々変形して実施することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、部
分放電発生時に外側金属層を伝播する信号の高周波成分
を、ロードブレーク用エルボーの検電端子による結合容
量とコイル等によるインダクタンス要素との共振回路に
より検出するようにしたので、ロードブレーク用エルボ
ーにて感度よく部分放電の観測・診断を行うことがで
き、しかも無停電での点検も可能なロードブレーク用エ
ルボーの部分放電検出方法及び装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るロードブレーク用エル
ボーの部分放電検出装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】図１に示されたロードブレーク用エルボーの詳
細な構成を示す断面図である。

【図３】図１に示されたセンサ２部分の詳細な構成を模
式的に示す断面図である。

【符号の説明】

１；ロードブレーク用エルボー２；センサ３；同軸ケーブル４；増幅器５；オシロスコープ６；Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換器７；コンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石川泉東京都江東区木場一丁目５番１号藤倉電線株式会社内 (72)発明者高橋享東京都江東区木場一丁目５番１号藤倉電線株式会社内 (56)参考文献特開昭55−1096（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−67882（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01R 31/12 - 31/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ロードブレーク用エルボーの外部から到
来するサージを絶縁部材を介して導電部に対する結合容
量により分圧して検出するための検電端子を利用し、こ
の検電端子の前記結合容量に結合されるインダクタンス
要素を前記検電端子に接続して、このインダクタンス要
素を介して前記結合容量とインダクタンス要素との共振
特性により部分放電を検出することを特徴とするロード
ブレーク用エルボーの部分放電検出方法。
【請求項２】ロードブレーク用エルボー及びその近傍
の電力伝送部の導電部に対して絶縁部材を介して容量結
合されるロードブレーク用エルボーの検電端子と、この
検電端子に接続されて前記容量結合の結合容量と共に共
振回路を構成するインダクタンス要素と、前記共振回路
の出力を処理する信号処理手段とを具備し、部分放電パ
ルスによってロードブレーク用エルボー及びその近傍の
電力伝送部に発生し且つこの電力伝送部の導電層を伝播
する信号の高周波成分を前記共振回路の共振特性を用い
て検出することを特徴とするロードブレーク用エルボー
の部分放電検出装置。