JPH01136074A - ガス絶縁密閉電器の電圧および部分放電検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、充電圧変成器２部分放電ｆｌｌｌｌ定器な
どの測定器が付属したガス絶縁密閉形開閉装置（以下Ｇ
ｉＳと略称する）ガス絶縁遮断器等のガス絶縁密閉電器
の電圧および部分放電検出装置に関する。

〔従来の技術〕

ガス絶縁電器においてはその小型化とに＠縁信頼性の保
持監視が重要な課題になっており、密閉容器で覆われた
高電圧充電部の電圧または電流を測定する電圧変成器（
ＰＴ）、電流変成器（ＣＴ　）なども従来の電ｉｆｆ式
からポッケルス効果素子を用いた充電圧変成器（以下光
Ｐ′Ｆと略称する）あるいはファラデー効果素子を用い
たＣＴなどが開発されつつあり、ＧｉＳのタンク等に内
股または外設される電圧および電流の検出部の小型化が
可能になりつつある。一方絶縁信頬性の保持監視に関し
ては部分放電の常時監視が有力な方法として注目されて
おり、この場合も外来ノイズの影響の少い部分放電の検
出部をどのように構成するかが重要なポイントとされ、
密閉容器の内部に検出電極を設けたり、充電部を支持す
る絶縁スペーサ中に検出電極を埋め込み、検出電極を介
して大地に流れる充電々流に含まれる部分放電パルスを
密閉容器の外部に設けられた検出インピーダンスによっ
て検出する方法が有望視されている。

第４図および第５図はポッケルス効果素子を用いた光１
）　Ｔの検出部を備えたＧｉＳを示ず一部断面図を含む
構成図であり、第４図は単相ガス母線の場合を、第５図
は三相−括母線の場合を例に示したものである。第４図
において、Ｇ１５ｌは大電流を導く高電圧導体３および
絶縁ガスとしてのＳ　ｌ・”　、ガス４を収蔵した接地
された金属製の密閉容器２にハンドホール５が設けられ
、その蓋板５Ａに絶縁部材６を介して気密に支持された
中間電極７がその電極面が所定の距離を隔てて高電圧導
体３に対向するよう配されることにより、高電圧導体３
と中間電極７との間に静電界Ｎ　ｃ　＋　が発生する。

また中間電極７は静電界Ｌｔ　ｃ　ｚなる分圧コンデン
サ８を介して接地され、静電容量Ｃ１およびＣ２の比を
適当に選ぶことにより、分圧コンデンサＣ２の分担電圧
が数十ないし数百Ｖになるよう設定される。１１　はポ
ッケルス効果素子１４を用いた電圧センサであり、ポッ
ケルス効果素子１４に分圧コンデンサ８の分担型を印加
すると光の透過率が変化するので、ＬＥＤ光Ｄ光源８か
ら光ファイバ１６Ａ、偏光子１２．ｙ４波長板１３を介
してポッケルス効果素子１４に送られ、ポッケルス効果
素子１４を透過した透過光を検光子１５．レンズ１７を
有する光ファイバ１６Ｂを介して別置された演算増幅部
１９のフォトダイオードに入力することにより、印加電
圧を知ることができる。また分圧コンデンサ８および電
圧センサ１１　は密閉容器２に突設または近接して設け
られたシールドケース１０に収納され外来光ノイズの影
響が排除される。また、ＧｉＳが三相器である場合には
、第５図に示すように高電圧導体３Ａに対向して配され
た中間電極７にリング状のガード電Ｊ！ｉ２７を追加し
てこれを直接接地し、他相の高電圧導体３Ｂ。

３Ｃから充電電流をガード電極２７を介して大地（リリ
に側路し、他相電位の影響を回避するよう構成される点
が異るのみで、他は第４図について説明したと同様に構
成される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ＧｉＳの部分放電監視装置においても、密閉容の電磁遮
へい機能を利用して部分放電パルスの検出を阻害する外
来ノイズの影響を回避できることが知られており、前述
の光ＰＴにおける中間電極を部分放電検出用の電極に兼
用するという発想があって然るべきと考えられる。しか
しながら、両昔の目的と取扱う信号の種類があまりにも
異なるために両者別々の場所に互いに独立して設けたも
ののみが知られており、これが原因で複数の電極および
これを着脱可能とするための複数のハンドホールを必要
とし、さらには検出部を電磁シールドするための複数の
シールドケース、信号線配管等が必要となり、著しい経
済的不利益を生ずる欠点があった。

この発明の目的は、電圧測定精度および部分放電検出精
度に悪影響を与えることなく検出部電極を共用化し、装
置の構造を簡素化することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、この発明によれば、大電
流を導く高電圧導体および絶縁ガスを収蔵した密閉容器
内に前記高電圧導体に対向するよう前記密閉容器に絶縁
支持された中間電極、およびこの中間電極に密閉容器を
気密に貫通する絶縁リードにより接続されたコンデンサ
と、このコンデンサの反中間電極側端子と接地端子との
間に接続されてコンデンサの充電電流に含まれる部分放
電パルスを検出する検出インピーダンスと、前記コンデ
ンサの分担電圧を入力信号とするポッケルス効果素子を
含む電圧センサとを有することとする。

［作用］ 上記手段は、光ＰＴの測定対象となる電圧が主として商
用周波数であるのに対し、部分放電監視装置の測定対象
となる部分放電パルスの主な周波数成分が数百ＭＨｚオ
ーダであり、Ｌ、Ｃ，Ｈの直並列回路で構成される検出
インピーダンスにより低周波側に波形変換され゛た後に
おいても数百ＫＨｚオーダと、両者の取扱う周波数範囲
に大きな差があり、かつ両者の伝送信号に光と電気パル
スとの差があることに着目し、この差を検出部構造の簡
素化ならびに共用化に逆に利用するという発想に基づい
て構成されたものである。すなわち、光ＰＴ川の中間電
極を部分放電検出電極に併用するようにしたことにより
外来ノイズの影響が排除せれ、かつ検出部構造が簡素化
される。また、中間電極に分圧コンデンサと、部分放電
の検インピーダンスの直列体を接続して検出インピーダ
ンスの一端を接地するようにしたが、分圧コンデンサが
高い周波数成分からなる部分放電パルスに対しては低い
交流抵抗を示すので部分放電の検出を阻害せず、また検
出インピーダンスが光ＰＴの低周波電圧に対しては充分
に低いインピーダンスを有する検出コイル等で構成され
ることにより分圧コンデンサの分担電圧に影響を与えな
いので、互いに測定精度を阻害されることなく電圧およ
び部分放電パルスを検出できる。さらに、検出信号およ
び伝送信号に光と電気パルスの差があるので相互の干渉
がなく、分圧コンデンサ、検出インピーダンス、および
電圧センサを同一シールドケースに収納でき、光ファイ
バおよび同軸コードからなる伝送回路を同じ配線管に収
納できる。

〔実施例〕

以下この発明を実施例に基づいて説明する。

第１図はこの発明の実施例装置を示す一部断面を含む構
成であり、単相器への適用例を示すとともに、従来装置
と同じ部分には同一参照符号を付すことにより詳細な説
明を省略する。図において、中間型ｌｉ７はＧ１５ｔの
高電圧導体３に対向するようハンドホール５の蓋板５Ａ
に絶縁材６を介して気密に支持されており、これに分圧
コンデンサ８および部分放電検出用の例えばＬ−Ｃ並列
回路からなる検出インピーダンス３１の直列体が接続さ
れ、検出インピーダンスの一端は接地される。

また分圧コンデンサ８の分担電圧は電圧センサ１１　の
ポッケルス効果素子１４の両端子間に印加され、電圧セ
ンサ１１の偏光子１２が光ファイバ１６Ａを介して別置
されたＬＥＤ光源１８に光結合され、検光子１５は光フ
ァイバ１６Ｂを介して別置された演算増幅部１９の受光
素子に光結合されて光ＰＴが構成される。−力検出イン
ピーダンス３１　は同軸コード３２を介して別置された
部分放電測定器または部分放電監視装置３３に導電接続
されて、検出インピーダンス３１　で検出された部分放
電パルスの大きさ１発生類度などが計測される。また、
分圧コンデンサ８．電圧センサ１１．および検出インピ
ーダンス３１　などの主要部材は共通のシールドケース
３０に収納され、外来光や外来電気ノイズの影響が排除
される。

上述のように構成された実施例装置において、高電圧導
体３に交流高電圧が印加されると、高電圧導体３と中間
電極７との間の静電容量Ｃ１２分圧コンデンサ８の静電
容置Ｃｔを充電する充電電流が検出インピーダンス３１
を介して大地側に流れるが、検出インピーダンス３１　
の抵抗値またはインダクタンスに商用周波数の充電電流
によって生ずる電圧降下がＩＶ以下になるよう低インピ
ーダンスＺｄに選ばれることにり、分圧コンデンサ８の
分担電圧は静電８盪分圧比ＣＩ／Ｃ２によって決まり、
検出インピーダンス３１　を直列に配したことの影響を
ほとんど受けることなく光ＰＴによる電圧の測定を行う
ことができる。また、Ｇ１５ｌ側で部分放電が発生した
と仮定すると、部分放電パルスが充電電流に重畳してＣ
，、Ｃ，。

および検出インピーダンス８を介して大地側に流れるが
、周波数の高い部分放電パルスに対して静電容ＭＣＩ、
ｃｘが低い交流抵抗を示すのに対して検出インピーダン
スＺｄ　は逆に高い交流抵抗を示すので、部分放電パル
スは検出インピーダンス３１に大きな電圧降下を与え、
分圧コンデンサ８を直列配置した影響をほとんど受ける
ことな（部分放電の検出を行うことができる。

また、両者の検出信号に光と電気パルスとの質的相違と
周波数領域の大きな差が存在するので、検出部を共通の
シールドケース３０に収納しても相互に干渉することが
なく、かつ光ファイバと同軸のコードを一つの配線管に
収納しても互いに干渉することがないので、中間電極７
の共用化による構造の簡素化と併せて装置の構成を大幅
に簡素化できる。

第２図はこの発明の異なる実施例を示す構成図であり　
三相器への適用例を示したものである。

図の場合、ガード電極２７が絶縁材６Ａによって密閉容
器２と絶縁されてその端子部が外部に引き出され、検出
インピーダンス３１の非接地端に接続された点が前述の
実施例と異なっており、他の高電圧導体３Ｂ、３Ｃから
ガード電極２７に流れる充電電流が分圧コンデンサ８を
バイパスして検出・インピーダンス３１に流されること
により、分圧コンデンサ８の分端電圧に影響を及ぼすこ
となく検出インピーダンスに流れる部分放電パルスを増
すことができるので、部分放電の検出感度を高めること
ができる。

第３図はこの発明のさらに異なる実施例を示す構成図で
あり、ガード電極２７がコンデンサ３８を介して検出イ
ンピーダンスに接続された点が異なっており、コンデン
サ３８の静電容量の設定の仕方により、中間電極７とガ
ード電極２７を同電位に保持してガード電極としての機
能が高められる利点が得られる。

（発明の効果） この発明は前述のように、九Ｐ１゛用の中間電極を部分
放電測定電極に兼用し、かつこの電極に光ＰＴ川の分圧
コンデンサおよび部分放電の検出インピーダンスを直列
接続して高電圧導体からの充電電流通路を形成するよう
構成した。その結果、光ＰＴの検出電圧と部分放電パル
スとの周波数差。

および光信号と電気パルス信号との質の差を利用して相
互に干渉することなく電圧測定および部分放電の検出が
外来ノイズの影響を排除した状態で行われるとともに、
電極の共用化により、電極数およびハンドホール数が低
域されて検出部構造が簡素化され、シールドケースおよ
び伝送配管の共用化も可能となり、小型かつ簡素化され
た電圧および部分放電検出部構造を備えたガス絶縁密閉
電器を経済的に有利に堤供することができる。また、電
極の共用化によりハンドホール数が戚ることは同時にガ
ス漏れ可能個所が減ることにつながるので、ガス絶縁電
器の信頼性の向上に貢献できる利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例装置を示す構成図、第２図は
異なる実施例装置を示す構成図、第３図はさらに異なる
実施例装置を示す構成図、第４図および第５図はそれぞ
れ従来装置を示す構成図である。 ｌ・・・ＧｉＳ、２・・・密閉容器、３・・・高電圧導
体、４・・・絶縁ガス、５・・・ポケット部、６．６Ａ
・・・絶縁材、７・・・中間電極、８・・・分圧コンデ
ンサ、１０・・・シールドケース、１１・・・電圧セン
サ、１４・・・ポッケルス効果素子、１６Ａ、１６Ｂ・
・・光ファイバ、２７・・・ガード電極、３０・・・共
用のシールドケース、３１・・・部分放電の検出インピ
ーダンス、３２・・・同軸コード、３３・・・部分放電
測定器、３日・・・コンデンサ、Ｃ，、Ｃ２・・・静電
容量、Ｚｄ　・・・インピーダンス。 ］］ あ　３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）大電流を導く高電圧導体および絶縁ガスを収蔵した
   密閉容器内に前記高電圧導体に対向するよう前記密閉容
   器に絶縁支持された中間電極、およびこの中間電極に密
   閉容器を気密に貫通する絶縁リードにより接続されたコ
   ンデンサと、このコンデンサの反中間電極側端子と接地
   端子との間に接続されてコンデンサの充電電流に含まれ
   る部分放電パルスを検出する検出インピーダンスと、前
   記コンデンサの分担電圧を入力信号とするポッケルス効
   果素子を含む電圧センサとを有することを特徴とするガ
   ス絶縁密閉電器の電圧および部分放電検出装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、中間電
   極がその外周側を包囲するガードリングを有する円板状
   電極からなり、ガードリングが検出インピーダンスの非
   接地側に導電接続されたことを特徴とするガス絶縁密閉
   電器の電圧および部分放電検出装置。 ３）特許請求の範囲第２項記載のものにおいて、ガード
   リングがその電位を調整するコンデンサを介して検出イ
   ンピーダンスに接続されたことを特徴とするガス絶縁密
   閉電器の電圧および部分放電検出装置。