JP4319084B2 - 放電検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、受変電設備を構成する電気品など、絶縁劣化によって部分放電が発生する対象物に対する、部分放電の状態を検出する装置に関する。

例えば、受変電設備に使用される碍子、ケーブル、変圧器などの電気品にあっては、電気的な絶縁劣化によって部分放電が発生若しくは、許容以上に部分放電が発生することがある。設備保守の観点からは、このような絶縁劣化箇所を検出若しくは絶縁劣化の有無を監視する必要がある。このため従来から、特許文献１や特許文献２に記載のように、部分放電を検出して絶縁劣化の検出若しくは監視を行っている。

そして、特許文献１にあっては、放電により発生した紫外線を検知すると、その放電状態を撮影するものである。また、特許文献２では、部分放電により発生する電磁波をアンテナで検出することで絶縁診断を行っている。
その他、特許文献３に記載のように、部分放電の検出を、部分放電に伴い発生する音や超音波を検出することで行う場合もある。
特開平８−１２２３９９号公報 特開２００３−６６０９１号公報 特開２００１−３０５１７８号公報

しかしながら、上記従来の技術は、部分放電の有無を検出するだけである。すなわち、対象の電気品によっては絶縁劣化が発生していなくても部分放電が発生するものがあり、単に部分放電が発生したか否かだけでは、実際に問題となるだけの絶縁劣化が発生したがどうかを判定することが困難である。このため、実際には、部分放電の状況を熟練者が目視若しくは画像を見て経験に基づき判定しているのが実情である。そして、各分野の専門家を育成し難い現在の時代では、一般技術者であっても簡易に絶縁劣化の検出・診断ができることが望まれている。
また、絶縁劣化が発生している箇所は危険である可能性が高いので、安全に絶縁劣化の診断ができることが望ましい。
本発明は、このような点に着目してなされたもので、熟練者でなくても絶縁劣化の検出・診断をより安全に行うことが可能な放電検出装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載した発明は、対象物での部分放電を非接触で検出する放電検出手段と、その放電検出手段で検出した部分放電の検出パターンに基づき放電状態を判定する放電判定手段と、上記対象物までの距離を検出する距離計と、その距離計による対象物までの距離が所定距離未満と判定したら警報を出力する警報発生手段と、上記放電判定手段の判定に基づく放電状態に応じて上記所定距離を変更する判定距離変更手段とを備えることを特徴とする放電検出装置を提供するものである。
次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対し、上記部分放電の検出パターンは、単位時間当たりの放電回数であることを特徴とするものである。

次に、請求項３に記載した発明は、請求項１又は請求項２に記載した構成に対し、放電検出手段の放電検出方向に向けてマーキング用の光を発出するポイントマーカを備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、検出した部分放電の発生パターンで放電状態つまり絶縁劣化の具合を判定するため、従来と比較して一般技術者であっても絶縁劣化の検出判定の精度が向上する。さらに、より安全に部分放電の検出が可能となる。
このとき、請求項３に係る発明にあっては、検査対象となる対象物及び対象物のうちの放電検出箇所の特定がより明確となる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係る放電検出装置１の構成を示す図であり、符号２は、検査対象となる変圧器などの電気品２を示している。
本実施形態の放電検出装置１は、図１に示すように、検査対象物からの光を集光するレンズ３と、そのレンズ３を介して入力された光中の紫外線の有無を検出する紫外線センサ４と、放電状態を判定する放電状態判定部５と、放電状態表示部６と、ポイントマーカ７と、距離計８と、接近状態判定部９と、警報部１０とを備える。符号１１は装置１の把持部である。この把持部１１は無くても良い。

上記紫外線センサ４は、放電検出手段を構成し、ＵＶ−Ｃ領域の紫外線（例えば２８０ｎｍ以下の波長の紫外線）を検知すると、放電状態判定部５に放電検出信号を出力する。例えばＵＶ透過ガラスを通過した光の有無を電気的に検知することで検出することが出来る。
ここで、部分放電によって発生する紫外線中には、ＵＶ−Ｃ領域以外の紫外線（ＵＶ−ＢやＵＶ−Ａ）も存在するが、地上に到達する太陽光中に含まれている紫外線の影響を排除するために、当該地上に到達する太陽光中にほとんど含まれていないＵＶ−Ｃ領域の紫外線で部分放電を検出することで、太陽光による誤差を排除している。

また、放電状態判定部５は、放電判定手段を構成し、単位時間当たりに入力された放電検出信号のパターンに基づき放電状態を判定して、絶縁劣化の有無を判定し、許容以上に絶縁劣化が発生していると判定した場合には、放電状態表示部６に絶縁劣化有りの表示を行う。表示の代わりに音で通報するように設定しても良い。一方、絶縁劣化無しと判定した場合には、その旨の表示を放電状態表示部６に行う。さらに、その中間の劣化状態であれば、絶縁劣化のおそれある旨の表示を放電状態表示部６に行う。さらに、上記放電状態判定部５は、判定した判定内容に応じた信号を接近状態判定部９に出力する。

ここで、絶縁劣化か否かの判定は、例えば次のように行う。すなわち、放電検出信号の入力が毎分２０回以下であれば絶縁劣化無しと判定し、放電検出信号の入力が毎分６０回であれば絶縁劣化が進行中（保守要）であると判定し、放電検出信号の入力が毎分２１回〜５９回であれば、絶縁劣化のおそれあり（継続して監視要）と判定する。
また、ポイントマーカ７は、例えば赤色レーザ発振器からなり、光軸を上記レンズ３及び紫外線センサ３の軸と平行に配置され、対向する電気品２の表面に向けて赤色レーザを発振可能となっている。

また、距離計８は、レーザ距離計などの非接触距離計であって、電気品２の表面までの距離を測定して接近状態判定部９に出力する。
接近状態判定部９は、所定時間単位に、レーザ距離計８からの信号に基づく電気品２まで対向距離Ｌと、所定距離である接近判定距離Ｍとを比較し、対向距離Ｌが接近判定距離Ｍよりも短いと判定した場合には、警報発生手段である警報部１０に警報信号を出力する。

上記接近判定距離Ｍは、放電状態判定部５からの信号に基づき随時設定変更される。すなわち、判定距離変更手段である設定変更部を備え、その設定変更部は、絶縁劣化が無いと判定される放電状態に応じた信号を入力している場合には、当該接近判定距離Ｍを例えば１ｍに設定し、絶縁劣化進行中の状態と判定される放電状態に応じた信号を入力した場合には、上記接近判定距離Ｍを例えば２０ｍに設定する。さらに、絶縁劣化のおそれがある判定される放電状態に応じた信号を入力した場合には、上記接近判定距離Ｍを例えば１０ｍに設定する。

次に、上記放電検出装置１の使用例や作用・効果などについて説明する。
対象とする電気品２に装置１を向けてポイントマーカ７を作動させると、ポイントマーカ７からのレーザ光が電気品２に照射されて照射部分が赤くマーキング（Ｐ部分）される。このマーキングＰで方向を調整することで、熟練者でなくても、所定距離を離れた位置から対象とする電気品２に確実に放電検出装置１を向けることが出来る。

この状態で、放電検出のスイッチ（不図示）をオンにする。すると、対象とする電気品２における、絶縁劣化の有無状態に応じて発生する部分放電による紫外線が、順次レンズ３を介して紫外線センサ４に入力され、放電状態判定部５で放電回数がカウントされて、その放電カウント数に応じて絶縁劣化の状態が判定され、もって放電状態表示部６に判定結果が表示される。
これによって、経験不足の者であっても、簡易に絶縁劣化の状態を判定することが出来る。

さらに、対象とする電気品２によっては接近しすぎると危険なものもある。しかし、検査者は、放電検出に夢中のあまり対象とする電気品２に近づき過ぎることもある。これに対し、本実施形態では、近づき過ぎた場合には、警報が発生されることで、経験の浅い者であっても所定以上近づことが防止されて安全性が高まる。このとき、絶縁劣化が発生している場合には、接近判定距離Ｍを長くすることでより安全性がより確保される。

ここで、上記実施形態では、放電検出手段として紫外線センサ４を例示しているがこれに限定されない。上述の先行技術文献に記載されているような、部分放電によって発生する音、超音波、電磁波などを検出することで部分放電を検出するようにしても良い。さらには、部分放電によって発生する赤外線等を検出することで部分放電を検出するようにしても良い。さらには、画像処理で部分放電を判定しても良い。

また、上記説明では、放電状態判定の単位時間として１分としているが、放電状態判定の単位時間は例えば１０秒程度に設定しても良い。また、上記実施形態では、単純に、単位時間当たりの部分放電の数で判定しているが、部分放電の発生間隔の変化などの放電パターンによって放電状態を判定しても良い。例えば、正常時の放電パターンを実験などで予め求めておき、その放電パターンと大幅に異なっていたら絶縁劣化状態と判定する。

本発明に基づく実施形態に係る放電検出装置を示す図である。

符号の説明

１ 放電検出装置
２ 電気品
３ レンズ
４ 紫外線センサ（放電検出手段）
５ 放電状態判定部（放電判定手段）
６ 放電状態表示部
７ ポイントマーカ
８ 距離計
９ 接近距離判定部
１０ 警報部
１１ 把持部
Ｌ 対向距離
Ｐ マーキング部分

Claims (3)

1. 対象物での部分放電を非接触で検出する放電検出手段と、その放電検出手段で検出した部分放電の検出パターンに基づき放電状態を判定する放電判定手段と、
   上記対象物までの距離を検出する距離計と、その距離計による対象物までの距離が所定距離未満と判定したら警報を出力する警報発生手段と、上記放電判定手段の判定に基づく放電状態に応じて上記所定距離を変更する判定距離変更手段とを備えることを特徴とする放電検出装置。
2. 上記部分放電の検出パターンは、単位時間当たりの放電回数であることを特徴とする請求項１に記載した放電検出装置。
3. 放電検出手段の放電検出方向に向けてマーキング用の光を発出するポイントマーカを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した放電検出装置。

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