JP5224825B2 - Insulation monitoring device - Google Patents
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Description
本発明は、スイッチギヤのような電気機器の絶縁状態を監視する絶縁監視装置に関する。 The present invention relates to an insulation monitoring device that monitors an insulation state of an electrical device such as a switch gear.
従来、スイッチギヤの絶縁状態の監視には、接地母線に貫通形変流器を接続して部分放電によるパルス電流を測定するものが知られている。これは、スイッチギヤ内に収納された遮断器などが絶縁劣化すると、微弱な高周波のパルス電流が接地母線に流れるので、これを検出するものである(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in order to monitor the insulation state of a switchgear, it is known to connect a through-type current transformer to a ground bus and measure a pulse current due to partial discharge. This is to detect a weak high-frequency pulse current flowing through the ground bus when the circuit breaker housed in the switchgear is deteriorated in insulation (see, for example, Patent Document 1).
また、検出されたパルス電流の大きさや経時変化を、予め求めておいた基準特性と比較し、絶縁劣化の進行状態を把握しようとするものが知られている(例えば、特許文献2参照)。
上記の従来の絶縁監視装置においては、次のような問題がある。部分放電によるパルス電流は極めて微弱のため、外部環境から重畳されるノイズに埋もれ易く、検出が困難である。例えば、接地母線に貫通形変流器を接続するものでは、遮断器などの主回路部に他の電気機器からの電磁波などのノイズが重畳し、これが接地母線にも流れ、部分放電の検出が困難となっている。このため、ノイズ除去回路などを設け、検出感度を向上させようとしているものの、部分放電の検出回路が複雑になり、容易に部分放電を検出することが困難であった。 The above-described conventional insulation monitoring apparatus has the following problems. Since the pulse current due to the partial discharge is extremely weak, it is easily buried in noise superimposed from the external environment and difficult to detect. For example, in the case where a through-type current transformer is connected to the ground bus, noise such as electromagnetic waves from other electrical devices is superimposed on the main circuit section such as a circuit breaker, and this also flows to the ground bus, thereby detecting partial discharge. It has become difficult. For this reason, although a noise removal circuit or the like is provided to improve detection sensitivity, the partial discharge detection circuit becomes complicated, and it is difficult to easily detect partial discharge.
また、絶縁劣化に伴って変化する経時変化と基準特性とを比較するものでは、ノイズの大きさがランダムであり、部分放電の経時変化を正確に求めることが困難であった。特に、発生した部分放電が一旦低下しその後増加するバスタブ曲線を伴う特性を持つものでは、低下した期間での検出が困難となり、部分放電の発生を見逃す可能性があった。このため、部分放電を感度よく検出できることが望まれていた。 In addition, in the comparison between the change with time and the reference characteristics that change with insulation deterioration, the magnitude of noise is random, and it is difficult to accurately determine the change with time of partial discharge. In particular, in the case of a characteristic having a bathtub curve in which the generated partial discharge once decreases and then increases, it is difficult to detect in the decreased period, and there is a possibility of overlooking the generation of the partial discharge. For this reason, it has been desired that the partial discharge can be detected with high sensitivity.
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、スイッチギヤから発生する部分放電を感度よく検出することのできる絶縁監視装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an insulation monitoring apparatus capable of detecting with high sensitivity partial discharge generated from a switchgear.
上記目的を達成するために、本発明の絶縁監視装置は、主回路部材を絶縁材料でモールドし、その外周表面に接地層を設けた主回路機器を接続して構成されるスイッチギヤの絶縁監視装置であって、前記主回路機器は、上部接続導体、遮断部、断路部、可動側接続部、母線を有し、前記接地層を該主回路機器における上部接続導体、遮断部、断路部、可動側接続部、母線のそれぞれの間で絶縁帯により分離し、それぞれの接地層に金属板を巻き付けて接触させた検出用電極を設けて部分放電を検出することを特徴とする。 To achieve the above object, the insulation monitoring device of the present invention is a switchgear insulation monitor configured by connecting a main circuit device in which a main circuit member is molded with an insulating material and a ground layer is provided on the outer peripheral surface thereof. The main circuit device has an upper connection conductor, a cut-off portion, a disconnection portion, a movable side connection portion, a busbar, and the ground layer is connected to the upper connection conductor, the cut-off portion, the disconnection portion in the main circuit device, It is characterized in that a partial discharge is detected by providing a detection electrode that is separated by an insulating band between each of the movable side connection portion and the bus bar and wound around a metal plate around each ground layer.
本発明によれば、絶縁層の外周表面に接地層が設けられた主回路機器の外周に部分放電を検出するための検出用電極を設けているので、絶縁監視のための部分放電を感度よく検出することができる。 According to the present invention, since the detection electrode for detecting the partial discharge is provided on the outer periphery of the main circuit device in which the ground layer is provided on the outer peripheral surface of the insulating layer, the partial discharge for monitoring the insulation is highly sensitive. Can be detected.
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
先ず、本発明の実施例1に係る絶縁監視装置を図1を参照して説明する。図1は、本発明の実施例1に係る絶縁監視装置の取り付け状態を示す側面図である。
First, an insulation monitoring apparatus according to
絶縁監視装置は、エポキシ樹脂のような絶縁材料でモールドされた電気機器に用いられる。以下、固体絶縁スイッチギヤを例にとり説明する。 The insulation monitoring device is used for an electric device molded with an insulating material such as an epoxy resin. Hereinafter, a solid insulation switchgear will be described as an example.
図1に示すように、箱体1内には、背面側にケーブルヘッド2が設けられ、貫通形変流器3を貫通した電力ケーブル4が接続されている。ケーブルヘッド2には、箱体1の中央部に配設された接離自在の一対の接点5を有する遮断用真空バルブ6を絶縁材料でモールドして絶縁層7を形成した遮断部8が、上部接続導体9を介して接続されている。上部接続導体9は、中心導体を絶縁材料でモールドしたものである。
As shown in FIG. 1, a
箱体1の正面側には、接離自在の一対の接点10を有する断路用真空バルブ11を絶縁材料でモールドして絶縁層12を形成した断路部13が設けられている。遮断部8と断路部13は並列配置され、下部接続導体14を絶縁材料でモールドして絶縁層15を形成した可動側接続部16で接続されている。また、断路部13には、隣接する盤との接続が行われる中心導体を絶縁材料でモールドした母線17が接続されている。これら上部接続導体9、遮断部8、断路部13、母線17、可動側接続部16は、図示しない可撓性絶縁物を介し、それぞれ界面接続部18で接続されている。
On the front side of the
可動側接続部16は接地電位の架台19に固定され、空洞部に設けられた絶縁操作ロッド20を介して真空バルブ6、11の可動側が操作機構21に連結されている。架台19は、箱体1などと同様に、スイッチギヤの接地部材となる。また、上部接続導体9、遮断部8、断路部13、母線17、可動側接続部16の外周表面には、導電性塗料を塗布した接地層22が設けられている。導電性塗料は、例えば銀塗料を用いると、mΩオーダ以下の抵抗値が得られる。
The movable
ここで、接地層22が架台19と接触する領域には、接地層22を設けておらず、所定の幅を持った絶縁帯23となっている。そして、接地層22の外周、例えば上部接続導体9の外周には、銅板などの金属板を巻き付けて接地層22と接触させた部分放電電流を検出するための周回状の検出用電極24が設けられている。検出用電極24は、同軸ケーブル25で検出器26に接続されている。検出器26には、高周波の検出に適する高周波変流器やC−R分圧回路、および増幅器や周波数帯を特定するフィルターなどの回路を有する検出手段が用いられている。なお、正面側には、操作機構21などを制御する制御部27が設けられている。
Here, the
これにより、上部接続導体9、遮断部8、断路部13、母線17、可動側接続部16などの主回路機器に設けられた接地層22は、検出用電極24を介して検出器26により接地されることになる。このため、主回路機器の対地静電容量が数100pFとなり、絶縁層7、12、15内で発生する部分放電によるパルス電流を感度よく検出することができる。即ち、真空バルブ6、11のような主回路部材と検出用電極24間で確実に所定の大きさの静電容量が形成され、部分放電を感度よく検出することができる。
As a result, the
そして、絶縁帯23を設けているため、接地層22から架台19を介して固体絶縁スイッチギヤ本体の接地となる接地極に到るインピーダンスよりも、接地層22から検出用電極24、検出器26を介して接地極に到る方のインピーダンスが小さく、部分放電による電流の減衰が抑制され、検出器26で部分放電の検出感度が向上する。なお、検出器26を低抵抗とし、検出用電極24から接地極までのインピーダンスを低減すれば、絶縁帯23を省くことができる。
Since the
更には、主回路部材が絶縁層7、12、15で覆われ、この外周表面に接地層22を設けているので、主回路部材が接地層22でシールドされていることになり、主回路部材への外部ノイズの結合が抑制される。一般的な変電所での外部ノイズは放電電荷量が数1000pCとされているが、接地層22を介して検出するものでは検出感度を1〜3桁向上させることができる。このため、絶縁劣化に寄与する程度の放電電荷量を検出することが可能となる。また、絶縁劣化に伴って変化する部分放電の経時変化を求められるので、絶縁破壊を予測することも可能となる。
Furthermore, since the main circuit member is covered with the
なお、母線17とケーブルヘッド2の接地層22には、隣接盤や電力ケーブル4などの接地層を介して流れる電流を遮断するため、図示しない絶縁帯が設けられている。このため、接地層22は箱体1内で独立したものとなり、隣接盤などからのノイズの侵入を受け難いものになる。
The
上記実施例1の絶縁監視装置によれば、真空バルブ6、11などの主回路部材を絶縁材料でモールドし、絶縁層7、12、15の外周に接地層22を設け、この接地層22に検出用電極24を接触させて部分放電を検出しているので、主回路部材から検出器26までのインピーダンスが小さく、外部ノイズの影響を受け難く、部分放電を感度よく検出することができる。
According to the insulation monitoring apparatus of the first embodiment, main circuit members such as the
上記実施例1では、接地層22と架台19との間に絶縁帯23を設けて説明したが、接地層22を例えばカーボン塗料のような銀塗料よりも抵抗の高いものにすると、絶縁帯23を設けていなくても、接地層22から架台19を介して接地極に到るインピーダンスよりも、接地層22から検出用電極24を介して接地極に到るインピーダンスの方が小さくなり、部分放電の検出感度を向上させることができる。このような抵抗を有する接地層を低抵抗の接地層と定義する。
In the first embodiment, the
また、検出用電極24を上部接続導体9の外周に設けて説明したが、遮断部8や断路部13など他の主回路機器にも設けることができる。この場合、遮断部8と断路部13に検出用電極24を設けると、真空バルブ6、11の真空不良を検出することができる。
Further, although the
次に、本発明の実施例2に係る絶縁監視装置を図2を参照して説明する。図2は、本発明の実施例2に係る絶縁監視装置の取り付け状態を示す側面図である。なお、この実施例2が実施例1と異なる点は、それぞれの主回路機器に部分放電を検出する検出器を設けたことである。図2において、実施例1と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
Next, an insulation monitoring apparatus according to
図2に示すように、上部接続導体9、遮断部8、断路部13、可動側接続部16、母線17の主回路機器には、それぞれ検出用電極24を設け、同軸ケーブル25で検出器26へ接続している。また、それぞれの主回路機器間には、所定の幅を有する絶縁帯23が設けられている。
As shown in FIG. 2,
これにより、絶縁劣化が起きた主回路機器において、当該検出器26で部分放電が最も大きく検出される。また、当該検出器26に流れるパルス電流の方向と、これと異なる検出器26に流れるパルス電流の方向とが逆方向となるので、部分放電が発生した主回路機器を特定することができる。更には、絶縁劣化が進行すると、パルス電流は数次曲線で示されるように、時間経過に伴って加速度的に増加し、絶縁破壊に到る。このため、増加する程度、例えば時間経過に比例する単調的な増加から数次曲線的な増加を検出することにより、絶縁破壊を未然に防ぐことができる。
Thereby, in the main circuit device in which insulation deterioration has occurred, the partial discharge is detected most greatly by the
上記実施例2の絶縁監視装置によれば、実施例1による効果のほかに、絶縁劣化が進行した主回路機器を特定することができる。 According to the insulation monitoring apparatus of the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to identify the main circuit device in which insulation deterioration has progressed.
1 箱体
2 ケーブルヘッド
3 貫通形変流器
4 電力ケーブル
5、10 接点
6、11 真空バルブ
7、12、15 絶縁層
8 遮断部
9 上部接続導体
13 断路部
14 下部接続導体
16 可動側接続部
17 母線
18 界面接続部
19 架台
20 絶縁操作ロッド
21 操作機構
22 接地層
23 絶縁帯
24 検出用電極
25 同軸ケーブル
26 検出器
27 制御部
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記主回路機器は、上部接続導体、遮断部、断路部、可動側接続部、母線を有し、
前記接地層を該主回路機器における上部接続導体、遮断部、断路部、可動側接続部、母線のそれぞれの間で絶縁帯により分離し、
それぞれの接地層に金属板を巻き付けて接触させた検出用電極を設けて部分放電を検出することを特徴とする絶縁監視装置。 An insulation monitoring device for a switch gear configured by molding a main circuit member with an insulating material and connecting a main circuit device provided with a ground layer on an outer peripheral surface thereof,
The main circuit device has an upper connecting conductor, a blocking portion, a disconnecting portion, a movable side connecting portion, a busbar,
The ground layer is separated by an insulating band between each of the upper connection conductor, the cutoff part, the disconnection part, the movable side connection part, and the bus bar in the main circuit device,
An insulation monitoring apparatus, wherein a partial discharge is detected by providing a detection electrode in which a metal plate is wound around and contacted with each ground layer.
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