JP3628244B2 - 部分放電検出方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえばガス絶縁開閉装置、ガス絶縁変圧器などに代表される絶縁機器内部の部分放電を外部から検出する部分放電検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
変電所で用いられているガス絶縁開閉装置、ガス絶縁母線、ガス絶縁変圧器、油入式変圧器など、密閉金属容器内で高電圧導体を絶縁物により支持する絶縁機器は、接触不良、金属異物混入などの欠陥が存在すると、その欠陥部分で部分放電が発生することがある。これらの部分放電を放置しておくとやがて絶縁破壊に至り、重大な事故に結びつく恐れがある。
【０００３】
したがって、絶縁機器における重大事故発生を防ぐためには、絶縁機器内部の部分放電の有無を検出することが重要であり、部分放電を早期に発見して対策を施すことにより、機器の事故を未然に防ぐことが可能となる。
【０００４】
部分放電の検出方法としては、電流、電磁波、音、振動、光などを検出する方法がある。中でも検出感度、Ｓ／Ｎ比の良さ、検出範囲の広さなどの面から部分放電電磁波信号をアンテナにより検出することが絶縁機器の絶縁診断に対する予防保全技術として重要視されている。
【０００５】
従来例を図７に示す。
【０００６】
図７に示す従来例では、ブッシング３の金属製容器（ブッシング下部タンク）５の上部にセンサ（アンテナ）１０を配置し、絶縁機器内部の部分放電による電磁波を検出するようにしている。
【０００７】
図７中、１３はケーブルを示している。
【０００８】
なお、この種技術に関する先行技術は、たとえば特開平３−７８４２９号公報に記載されている。
【０００９】
ところで、本発明者等の実験によれば、図７に示す配置では、絶縁機器内部の部分放電による電磁波の検出感度が低く、絶縁機器の絶縁信頼性を高い確度で保守するには改善の余地があることが判明した。
【００１０】
そして、その原因について種々検討したところ、図１に示すように、ブッシング３の内部には、接地された内部シールド７が存在しており、図７に示すブッシング３の下にアンテナ１０を配置しても、電磁波はブッシング３の内部シールド７によりシールドされてしまい、部分放電の検出感度が低下することが分かった。
【００１１】
なお、特開平９−６８５５６号公報には、ブッシング下部にアンテナを取り付ける技術が開示されているが、その取付位置は任意に設定できると記載されているだけで、アンテナの取付位置を特定する点で認識されていない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、絶縁機器内部の部分放電による電磁波を外部から高感度に検出でき、絶縁機器の絶縁信頼性を高い確度で保守することのできる部分放電検出方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、ブッシングの内部に設けられたシールド上端に相応するブッシングの外表面にアンテナを配置して、電気機器内部の部分放電により生成される電磁波を検出することにより達成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、ブッシングから漏洩してくる電磁波の測定例である。図１（ａ）は、ブッシング下部の断面図である。
【００１５】
導体６とブッシング３の間に内部シールド７が存在する場合、アンテナ（図２の符号１０参照）の位置が電磁波の検出感度に与える影響は非常に大きい。部分放電を模擬した信号をブッシング下部タンク５の内部から注入した時の各場所（Ａ〜Ｉ）における電磁波の検出感度である。測定場所（Ａ〜Ｅ）の比較から、アンテナ１０の位置をブッシング３の外表面に近づけるほど電磁波の検出感度は高くなる。また、アンテナ１０の位置をブッシング３の下部から上側（Ａ〜Ｃ）に移動させると検出感度は高くなり、内部シールド７の上端近傍のブッシング３の外表面（Ｇ）をピークにそれよりアンテナ１０を位置をさらに高く（Ｅ〜Ｉ）すると、検出感度は逆に低くなる。よって、外部から部分放電を測定する部分放電検出装置のアンテナ１０を、内部シールド７の上端に相応するブッシング３の外表面に配置することで、非常に検出感度を高くすることができる。
【００１６】
図２に本発明の一実施例を示し、ＧＣＢ１（ガス遮断器）の下部外部シールド２の付近にアンテナ１０を配置した例である。
【００１７】
アンテナ１０により検出された信号を減衰の小さいケーブル１３を用いて、増幅器１１により、信号のＳ／Ｎ比を向上させて、測定器１２によって測定する。ＧＣＢ１の点検時にアンテナ１０を取り付けることにより、当該ＧＣＢ１の健全性を可搬形の部分放電検出装置により確認することができる。
【００１８】
図３に示すように、アンテナ１０には、例えばダイポールアンテナ、折返しダイポールアンテナ、スリットアンテナ、ループアンテナなどの使用が可能である。また、前記アンテナ１０を、外側から金属製の材料でを覆うことにより、外部ノイズをシールドすることができ、さらにＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００１９】
図４は、ブッシング３に外部下部シールド２がない場合の適用例である。そして、測定器１２によって検出した電磁波の周波数帯域の中から１００〜１５００ＭＨｚの周波数帯域を使うことにより、ＧＣＢ１の内部部分放電の有無を高精度で判定できることが実験から分かっている。測定器１２に示す図は前記周波数帯域を考慮した検出信号を示した一例である。測定器としては例えば、スペクトルアナライザがある。
【００２０】
図５の実施例は、図４の実施例をベースにして、アンテナ１０の上部に接地電極１４を配置したもので、課電中にアンテナ１０がほとんど誘起されないことから、増幅器１１および測定器１２を接地から浮かせる必要がなく、より簡易に、より安全に部分放電を検出することができる。また、測定器１２で測定された前記周波数帯域の信号の中からある特定の周波数に対して、例えば電源位相のような周期要素を持たせたデータを作成し、そのパターンからＧＣＢ１の内部の部分放電の発生原因を特定する機能を部分放電検出装置に付加することができる。前記パターンの一例を測定器１２の中に示している。また、前記電源の位相をパラメータとしたデータをニューロもしくはフィンガープリント法を用いて処理することにより、熟練の測定者でなくても、測定とほぼ同時に機器の内部の異常を判断することができる。
【００２１】
図６は、絶縁棒１５の上端にアンテナ１０を備えた部分放電測定装置の一実施例である。
【００２２】
アンテナ１０の周囲を接地電極１４で囲むことにより、アンテナ１０に誘起される電位を抑えることができるため、増幅器１１および測定器１２を絶縁して浮かせる必要がなく、かつＧＣＢ１を無停電で前記ＧＣＢ１の内部の部分放電を容易に測定することができる。また、仮に異常を検出した場合においても、緊急性が必要かどうかの判断機能を測定器１２に付加することが可能であり、迅速な対応が可能となる。一方、前記ＧＣＢ１の内部に異常がないことを確認した場合には、直ちに次のＧＣＢの測定に移ることができるため、試験時間を従来よりも飛躍的に短縮することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、ブッシングの内部に設けられたシールド上端に相応するブッシングの外表面にアンテナを配置して、電気機器内部の部分放電により生成される電磁波を検出することにより、絶縁機器内部の部分放電による電磁波を外部から高感度に検出でき、絶縁機器の絶縁信頼性を高い確度で保守することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アンテナの位置が部分放電の検出感度に与える影響を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図３】アンテナの種類を説明する図である。
【図４】本発明の第２の実施例を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施例を示す図である。
【図６】本発明の第４の実施例を示す図である。
【図７】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
１…ＧＣＢ、２…下部外部シールド、３…ブッシング、４…スペーサ、５…ブッシング下部タンク、６…中心導体、７…内部シールド、８…ＰＴ、９…避雷器、１０…アンテナ、１１…増幅器、１２…測定器、１３…ケーブル、１４…接地電極、１５…絶縁棒。

Claims (3)

1. ブッシングを有し、接地された金属製の容器で電気機器の充電部を包囲し、前記電気機器内部の部分放電により生成される電磁波を、前記容器の外部からアンテナにより検出する部分放電検出方法であって、前記ブッシングの内部に設けられたシールド上端に相応するブッシングの外表面にアンテナを配置して、電気機器内部の部分放電により生成される電磁波を検出することを特徴とする部分放電検出方法。
2. 請求項１において、診断に使用する電磁波の周波数帯域を１００ＭＨｚ〜１５００ＭＨｚにする部分放電検出方法。
3. 請求項２において、アンテナから検出される電磁波の中から１００ＭＨｚ〜１５００ＭＨｚの周波数帯域のある特定の周波数に周期要素を持たせた検出データを作成し、前記データにより機器の異常を判断する部分放電検出方法。

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