JP7129878B2 - 部分放電検出用アンテナ - Google Patents

Description

本発明は、ガス絶縁機器における絶縁物での部分放電検出用アンテナに関するものである。

ガス絶縁機器の内部での部分放電を検出する方法には、アンテナを用いて放電に伴う電磁波を検出する方法がある。そのために様々なアンテナと取り付け方法が用いられている。

特許文献１には、金属シートとマグネットシートとを貼り合わせた構造のアンテナ装置が開示されている。特許文献１に開示されるアンテナ装置は、マグネットシートと金属シートとを一体化した電極をガス絶縁機器に貼り付けてアンテナを形成し、部分放電によって発生する電磁波を検出する。

特開平１０－３２２８２４号公報

特許文献１に開示されるアンテナ装置は、検出可能な電磁波の周波数が金属シートと被測定物との間の静電容量に基づいて定まる。具体的には、特許文献１に開示されるアンテナ装置は、低い周波数の電磁波を検出するためには金属シートと被測定物との間の静電容量を大きくする必要がある。しかし、特許文献１に開示されるアンテナ装置は、マグネットシートを用いて金属シートを着脱自由にするものであるため、金属シートがマグネットシートの外側に配置されている。したがって、特許文献１に開示されるアンテナ装置は、金属シートと被測定物との距離を短くして静電容量を大きくすることが困難である。このため、特許文献１に開示されるアンテナ装置は、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯以上の信号しか検出できない。

ガス絶縁機器の絶縁物における部分放電では、ＨＦ（High Frequency）帯又はＶＨＦ（Very High Frequency）帯を主成分とする電磁波が発生する。したがって、特許文献１に開示されるアンテナ装置は、ガス絶縁機器の絶縁物における部分放電で発生するＶＨＦ帯を主成分とする電磁波を検出できないという問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ガス絶縁機器の絶縁物における部分放電で発生するＵＨＦ帯よりも低い周波数の電磁波を検出可能な部分放電検出用アンテナを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、二つのアンテナ電極と、アンテナ電極に一端側の芯線が接続された一対の信号引出ケーブルと、一対の信号引出ケーブルの他端側の芯線の一方が内部導体に接続され、一対の信号引出ケーブルの他端側の芯線の他方が外部導体に接続された同軸ケーブルとを有する。アンテナ電極の各々は、金属シートと、金属シートの一方の面側に形成された導電性粘着剤層と、導電性粘着剤層によって金属シートの一方の面に固定された薄膜絶縁シートと、金属シートの他方の面に配置された粘着材と、粘着材によって金属シートの他方の面に固定されたマグネットシートとを備える。

本発明によれば、ガス絶縁機器の絶縁物における部分放電で発生するＵＨＦ帯よりも低い周波数の電磁波を検出可能な部分放電検出用アンテナを提供できる、という効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係る部分放電検出用アンテナの構成を示す図 実施の形態１に係る部分放電検出用アンテナのアンテナ電極の断面図 実施の形態１に係る部分放電検出用アンテナの設置方法を示す図

以下に、本発明の実施の形態に係る部分放電検出用アンテナを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る部分放電検出用アンテナの構成を示す図である。実施の形態１に係る部分放電検出用アンテナは、二つのアンテナ電極７と、二つの信号引出ケーブル６と、一つの同軸ケーブル１２を有し、各アンテナ電極７には信号引出ケーブル６の一端側の芯線６ａが接続され、他端側の芯線６ｂは同軸ケーブル１２の内側導体である信号線又は外部導体であるシールドに接続される。

図２は、実施の形態１に係る部分放電検出用アンテナのアンテナ電極の断面図である。アンテナ電極７は、金属シート３の一方の面３ａに薄膜絶縁シート５が導電性粘着剤で接着されている。したがって、金属シート３の一方の面３ａと薄膜絶縁シート５との間に導電性粘着剤層４が介在している。また、金属シート３の他方の面３ｂには、マグネットシート１が粘着材である粘着テープ２によって接着されている。金属シート３の他方の面３ｂの端部には、信号引出ケーブル６の一端側の芯線６ａが固定されている。信号引出ケーブル６の一端側の芯線６ａと金属シート３との固定方法は、導電性接着剤による接着及びはんだ付けを例示できるが、例示した方法に限定はされない。信号引出ケーブル６の一端側の芯線６ａを形成する細線を扇状に拡げて金属シート３に固定することにより、アンテナ電極７の厚さが増大することを抑えることができる。

図３は、実施の形態１に係る部分放電検出用アンテナの設置方法を示す図である。アンテナ電極７は、ガス絶縁機器８のタンク９のフランジ部９ａに取り付けられる。ガス絶縁機器８は、高圧電流が流れる母線導体１１をタンク９内に収容している。タンク９は、強磁性体である炭素鋼で形成されているため、アンテナ電極７は、マグネットシート１の磁力によってフランジ部９ａに固定できる。

ガス絶縁機器８の絶縁物において部分放電が発生すると、ＨＦ帯からＶＨＦ帯を主成分とする電磁波が発生し、ガス絶縁機器８の内部を伝搬する。なお、「ＨＦ帯からＶＨＦ帯を主成分とする電磁波が発生する」とは、発生する電磁波の強度分布のピークがＨＦ帯又はＶＨＦ帯にあることを意味する。

部分放電によって発生した電磁波が絶縁スペーサ１０を挟んだフランジ部９ａを通過する際に、フランジ部９ａには電位差が発生する。部分放電検出用アンテナは、フランジ部９ａに生じた電位差の電気信号を診断装置へ出力する。アンテナ電極７は、フランジ部９ａの電位差の電気信号を金属シート３によって発生させる。

金属シート３は、フランジ部９ａとの間に薄膜絶縁シート５及び導電性粘着剤層４が介在するが、導電性粘着剤層４は、金属シート３と同電位となる。したがって、電気的には、金属シート３とフランジ部９ａとの間には、薄膜絶縁シート５のみが介在する。また、ガス絶縁機器８のタンク９の表面には、塗膜が形成されている。したがって、金属シート３とフランジ部９ａとは、金属シート３の面積と、薄膜絶縁シート５の膜厚と、フランジ部９ａの塗膜の膜厚とに基づいて定まる静電容量を持つコンデンサで静電結合される。

薄膜絶縁シート５は、厚さが１０μｍから２０μｍのポリイミドフィルムを用い、金属シート３の面積を３０ｃｍ^２程度とし、マグネットシート１の厚さを２ｍｍとすると、金属シート３とフランジ部９ａとの静電結合の静電容量は６００ｐＦ以上となるため、ＶＨＦ帯又はＨＦ帯の電磁波によってフランジ部９ａに生じる電位差に基づいた電気信号をアンテナ電極７から診断装置へ出力できる。

金属シート３は、マグネットシート１によりフランジ部９ａに隙間無く全体的に固定されているため、静電容量の低下によりＨＦ帯及びＶＨＦ帯の電磁波を検出できなくなることは防止される。

実施の形態１に係る部分放電検出用アンテナのアンテナ電極７は、信号引出ケーブル６の一端側の芯線６ａが金属シート３の端部で金属シート３の他方の面３ｂに固定されているため、金属シート３とフランジ部９ａとの距離を短くして静電容量を大きくすることができる。したがって、静電容量の不足に起因してＨＦ帯及びＶＨＦ帯の電磁波の検出能力が不足することは抑制される。

信号引出ケーブル６の一端側の芯線６ａが金属シート３に固定されている部分は、凹凸が形成されることに加え、信号引出ケーブル６の一端側の芯線６ａが存在することによって剛性が高くなるため、マグネットシート１が金属シート３をフランジ部９ａに固定する力が均一に作用しにくい。実施の形態１に係る部分放電検出用アンテナのアンテナ電極７は、信号引出ケーブル６の一端側の芯線６ａが金属シート３の端部で金属シート３の他方の面３ｂに固定されているため、金属シート３の中央部に信号引出ケーブル６の一端側の芯線６ａが固定された構造と比較して、マグネットシート１が金属シート３をフランジ部９ａに固定する力が均一に作用しやすい。したがって、静電容量の低下に起因してＨＦ帯及びＶＨＦ帯の電磁波の検出能力が低下することは抑制される。

実施の形態１に係る部分放電検出用アンテナは、被測定物であるフランジ部９ａと金属シート３との間には、電気的には薄膜絶縁シート５のみが存在する。したがって、フランジ部９ａと金属シート３との距離を短くし、フランジ部９ａと金属シート３とが形成するコンデンサの静電容量を大きくすることができる。したがって、実施の形態１に係る部分放電検出用アンテナは、ガス絶縁機器８の絶縁物における部分放電で発生するＵＨＦ帯よりも低い周波数の電磁波を検出することができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ マグネットシート、２ 粘着テープ、３ 金属シート、３ａ 一方の面、３ｂ 他方の面、４ 導電性粘着剤層、５ 薄膜絶縁シート、６ 信号引出ケーブル、６ａ 一端側の芯線、６ｂ 他端側の芯線、７ アンテナ電極、８ ガス絶縁機器、９ タンク、９ａ フランジ部、１０ 絶縁スペーサ、１１ 母線導体、１２ 同軸ケーブル。

Claims (3)

1. 二つのアンテナ電極と、前記アンテナ電極に一端側の芯線が接続された一対の信号引出ケーブルと、一対の前記信号引出ケーブルの他端側の芯線の一方が内部導体に接続され、一対の前記信号引出ケーブルの他端側の芯線の他方が外部導体に接続された同軸ケーブルとを有し、
   前記アンテナ電極の各々は、
   金属シートと、
   前記金属シートの一方の面側に形成された導電性粘着剤層と、
   前記導電性粘着剤層によって前記金属シートの一方の面に固定された薄膜絶縁シートと、
   前記金属シートの他方の面に配置された粘着材と、
   前記粘着材によって前記金属シートの他方の面に固定されたマグネットシートとを備えることを特徴とする部分放電検出用アンテナ。
2. 前記金属シートの他方の面に前記信号引出ケーブルの一端側の芯線が固定されたことを特徴とする請求項１に記載の部分放電検出用アンテナ。
3. 前記金属シートの端部に前記信号引出ケーブルの一端側の芯線が固定されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の部分放電検出用アンテナ。

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