JPH01285868A

JPH01285868A - 電力機器の故障検査装置

Info

Publication number: JPH01285868A
Application number: JP63115087A
Authority: JP
Inventors: Takemitsu Higuchi; 樋口　武光
Original assignee: Kansai Electric Power Co Inc
Current assignee: Kansai Electric Power Co Inc
Priority date: 1988-05-12
Filing date: 1988-05-12
Publication date: 1989-11-16
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: JPH0827325B2

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￥−にの刊用分野］この発明は高圧電力機器の絶縁不良を検出する装置に関
する。

［従来の技術］第７図に従来の技術による電力機器の故障検査装置のブ
ロック図を示す。図は、例えばガス絶縁開閉装置く以後
ＧＩＳと略Ｕ１・する）に用いられる送電線（１）の故
障を検出する場合の構成を示している。図において送電
線（１）はガスを封入するためのパイプ状のシース（４
）およびソース中に配設された相導体（２）から構成さ
れており、相導体（２）はシース中で絶縁スペーサ（３
）により保持されている。第７図に示すものはその１部
を切取ったものである。相導体（２）の一端には抵抗Ｒ
４を介して衝撃電圧試験のためのパルス状の高電圧を発
生するパルス発生器（１０）が接続されている。また相
導体（２）ノ他端には整合負荷としてサージインピーダ
ンスＲ２が接続されている。サージインピーダンスＲ２
の値は例えば１０ｏないし４００オームである。シース
（４）と接地線（６）間には導線（１５）が接続されて
おり、導線（１５）に変流器（１１）が結合して設けら
れている。変流器（１１）の出力は増幅器（１６）によ
り増幅されオシロスコープ（１７）により観測される。

この故障検査装置によって送電線の検査を行なう場合に
は、パルス発生器（ｉｏ）から例えば電圧５゜Ｏキロボ
ルト、波頭長２０ナノ秒、波尾長１００ナノ秒のパルス
電圧を発生させ相導体（２）と接地線（６）間に印加す
る。送電線（１）が正常な場合にはオシロスコープ（１
７）によって観測される波形は第４図（ａ）に示すよう
に、パルス電圧印加時に高いレベルのパルス（Ｐｌ）が
生じ、それ以後は数１０７１９０秒にわたって低いレベ
ルの信号が続く波形となる。

一方この送電線（１）に、例えば第６図に示すように、
絶縁スペーサ（３）の表面に例えば金属粉等の導７１１
　（’ｌの異物（５）が付着１〜だ場合、第５図（ａ）
に示すようにパルス１ｕ圧印加後十数マイクロ秒にわた
って高いレベルの信号が検出される。このレベルはパル
ス発生器（ｌＯ）の電圧および絶縁スペーサ（３）に付
着した異物の大きさ等この送電線（１）に生じた絶縁低
下の要因によって変化する。

［発明が解決しようとする課題］ −に述の従来の電力機器の故障検査装置においＣは、オ
シロスコープによって観測される波形の波高値によって
異常または正常のＩＩＩ別をｌ、ているので、正常時の
レベルと異常時のレベル差が大キい場合、すなわち第６
図に示す送電線（１）の絶縁スペーサ（３）に付着した
導電性異物（５）によって絶縁抵抗が大幅に低下した場
合には正常時と異常時のレベル差が大きくなって容易に
判別する事ができる。しかし電力機器の故障の初期段階
において、絶縁劣化の度合いが比較的小さくしたがって
正′ハ七時と異常時の観測波形のレベル差か少ない場合
（には判別が困難になる。またオシロスコープ（１７）
のブラウン管に表示される波形により正常または異常を
判断するので、その観測には熟練を要１７、観測担当者
の技量によって観測結果が左右される恐れがあった。

［課題を解決するための手段］この発明の電力機器の故障検査装置は、高圧送電線のソ
ース上の所定の距離を隔てた少なくとも２点と接地間に
少なくとも２本の導線を接続ｌ７、各導線に結合して設
けられた変流器によってそ４１ぞれの導線を流れる電流
を検出し、前記各変流器の検出出力の極性を極性判別手
段により判別するように構成している。

［作用］送電線が正常な場合にはシース上の所定の距離を隔てた
２点と接地間を結ぶ２本の導線によって形成されるルー
プに相互誘導によって所定方向の電流が生じ、各変流器
によって検出される信号の極性は相互に逆極性となる。

一方送電線に絶縁異常かある場合には、送電線の異常に
より放電が生じ、その放電電流は両導線を均等に流れ各
変流器の出力信号の極性は同極性となる。

［実施例］第１図にこの発明の実施例の構成を示す。この実施例に
おいては送電線（１）の故障を検出する場合を示してい
る。図において送電線（１）の相導体（２）の一端に抵
抗Ｒ１を介して高電圧のパルス信号を発生ずるパルス発
生ａａ（ｔｏ＞の一方の端子が接続されている。またパ
ルス発生器（１０）の他方の端子は接地線（６）に接続
され接地されている。相導体（２）の他端は整合負荷で
あるサージインピーダンスＲ２を介して接地線（６）に
接続されている。ｗ−シインビ＝タノスＲ２の値は例え
ば１００ないし４００オー　１．である。また→ｌ・−
ンインピータンスＲ１の値は例えば２５０オーツ・であ
る。送電線（１）は２個のシー＝　５−− ス（４）及び（４Ａ）が絶縁物により作られた絶縁スペ
ー→Ｊ（３）を介して接続されている。各シース（４）
及び（４ａ）と接地線（６）間にはそれぞれ導線（１３
）および（１４）が接続されている。各導線（１３）お
よび（１４）にはそれぞれ高周波用の変流器（１１）お
よび（１２）か結合して設けられている。各変ｉＡｔ器
（１１）および（１２）の出力は故障判別回路（２０）
に入力される。

第２図に故障判別回路（２０）のブロックタイヤグラム
を示す。変流器（１１）および（１２）の出力はそれぞ
れの減衰器（２１）および（２２）に入力される。

減衰器（２１）および（２２）の出力はそれぞれのレベ
ルシフト回路（２３）および（２４）に入力される。レ
ベルシフト回路（２３）および（２４）はそれぞれの減
衰器（２１）および（２２）の出力の極性が負であるも
のの信号をレベルシフトし、両信号の極性がともに正に
なるようにするための回路である。レベルシフトされた
減衰器（２１）および（２２）からの信号はそれぞれの
Ａ／Ｄ変換器（２５）および（２６）によってＡ／Ｉ）
変換され、それぞれのメモリ（２７）および（２８）に
メモリされる。Ａ／Ｄ変換器（２５）および（２６）お
よびメモリ（２７）Ｊｊよび（２８）はクロック発振器
（２９）、カウンタ（３０）おまひ制御回路（３１）に
よって制御される。メモリ（２７）および（２８）にメ
モリされたそれぞれのデータはそれぞれのＤ／Ａ変換器
（３２）および（３５）によってり、／Ａ性変換れ、レ
ベルシフ！・回路（３３）および（３４）に入）Ｊされ
る。レベルシフト回路（３３）および（３４）にＬ≦い
ては、それぞれレベルシフ！−回路（２３）および〈２
４）により行なわれたレベルシフトのンフｌ−■と同量
でか１）逆極性のしベルシフトを行なう。その結果し・
ベルシフト回路（３３）および（３４）のそれぞれの出
力は、減衰器（２１）および（２２）の出力と実質的に
同じになる。レベルシフト回路（３３）および（３４）
の出力は極（’ｌ　ｔｌｌ別回路り３６）に人力される
。極性’Ｉｌｌ別回路（３６）は［／ベルシフト回路（
３３）および（３４）から人力される両信号の極性を判
別ｒる回路であり、その−例を第３図に示す。

第３図の極性判別回路（３６）において、レベルシフト
回路（３３）および（３４）の出力はそれぞれ極性判別
回路（３６）の比較回路（４３）および（４４）のプラ
ス入フハ；１４子（４３Ａ）および（４４Ａ）に印＋１
１１される。両比較回の可変抵抗（４１）および（４２
）により所定の基準電圧が印加されている。

第３図において、レベルシフト回路（３３）および（３
４）からの出力はそれぞれの比較回路（４３）および〈
４４）のプラス入力端子（４３Ａ）および（４４Δ）に
入力される。各比較回路（４３）および（４４）のマイ
ナス入力端子はそれぞれ可変抵抗（４１）および（４２
）より所定の基準電圧が印加されている。各比較回路（
４３）および（４４）はそれぞれのプラス入力端子（４
３Ａ）おにび（４４Ａ）の入力レベルが前記それぞれの
基準電圧を超えると出力端子に出力電圧が生じ、その出
力電圧はアンド回路（４５）に入力される。アンド回路
（４５）の出力はフリップフロップ（４６）の入力端子
（Ｓ）に入力される。フリップフロップ（４６）の出力
端子（Ｑ）の出力はバッファ（４７）を経て第２図に示
す故障判別回路（２０）の警報発生回路〈３７）に入力
される。

警報発生回路（３１）は警報ｕＢ（４ｏ）を（＋Ｈｉえ
ている。１）／Ａ変換器（３２）の出力端子（３８）お
よびＤ／Ａ変１１１！！器（３５）の出力端子（３９）
はともにデータレフータ用の端子であり、この図に記載
されていないデータレフータに接続される。この故障判
別回路（２０）においては変’ｔＡｔ器＜１１）わよび
＜１２）により検出された極めて短時間の信号がデフタ
ルデータと（、てそれぞれメモリ（２７）および（２８
）に−旦記録される。そしてクロック発振器（２９〉の
信号により順次取り出されて１）／Ａ性変換れるので、
記録速度の比較的遅いレコータにＪ、っても３己録する
ことかできる。

次にこの実施例の動作について説明する。第１図におい
てこの送電線（１）か正割な場合においてパルス発生器
（１０）の高電圧パルスが相導体（２）に例えば矢印（
Ａ）で示す方向に印加された時、相導体（２）を流れる
７ｔｔ　’ｔＡｔによりそのまわりに矢印（Ｂ）に示す
磁力線か生じる。この磁力線はンース（４）、導線（１
３）、接地線（６Ａ）および導線（１４）からなる導体
のループの中を貫通する。その結実相互誘導によ−）て
この導体のループに矢印（Ｃ）で示す電流か流れる。こ
の電流は高周波であるので、両ソース（４）及び（４Ａ
）間に絶縁スベー→Ｊ（３）か介在していても両ノース
（４）及び（４Ａ）間の静電容量によって電−Ｑ　　− 流か流れる。この電流は変流器（１１）を−Ｌから下に
流れ、かつ変流器（１２）を下から」二に流れる。その
結果変流器（１１）および（１２）により検出される信
号の位相は相互に逆になる。第４図（ａ）に変流器（Ｉ
Ｉ）の検出信号波形を示し、第４図（ｂ）に変流器（１
２）の検出信号波形を示す。図において、金１状の高い
レベルのパルス（Ｐ＋）およヒ（Ｐ２）ハハルスＴｘ　
圧Ｍ　印加された時、相導体（２）とシース（４）及び
（４ａ）に、１す形成されるコンデンサの充電によって
生じるらのである。コンデンサの充電か完了した後は矢
印（Ｃ）の方向に流れる電流により変流器（１１）には
図の上から下へ電流が流れ、変流器（１２）には下から
上へ電流が流れる。その結果変流器（ＩＩ）の出力は第
４図（ａ）に示すように正の出力となり変流器（１２）
の出力は第４図（ｂ）に示すように負の出力となる。

変流器（１１）および（１２）の出力は、第２図に示す
故障判別回路（２０〉のそれぞれの減衰器（２１）およ
び（２２）に入力され、それぞれの信号レベルを次のレ
ベルシフト回路（２３）および（２４）の入力に適［７
た値にまで低減さＵる。レベルシフト回路（２３）おＪ
、び−ｌＯ−−− （２４）は、入力信号が正のレベルの場合にはそのまま
通過させ、負のレベルの場合にはレベルシフトを行なっ
て正の信号にする回路であり、この実施例においては変
流器（１２）の出力は負のレベルであるのでレベルシフ
ト回路（２４＞によってレベルシフトされ正の信号とな
される。

レベルシフト回路（２３）および（２４）の出力はそれ
ぞれのＡ／Ｄ変換器り２５）および（２６）によ−ンて
Δ／Ｄ変換され、そのデジタル出力はそれぞれのメモリ
（２７）および（２８）にメモリされる。Ａ／Ｄ変換器
（２５）および（２６）およびメモリ（２７）および（
２８）はクロック発信器（２９）、カウンタ（３０）を
備える制御回路（３１）により制御される。

メモリ（２７）および（２８）に記録されたデータはク
ロック信号により順次読み出されそれぞれのＡ／Ｄ変換
器（３２）および（３５）によってアナログ信号に変換
される。Ｄ／Ａ変換器（３２）および（３５）のアナロ
グ出力はそれぞれのレベルソフト回路（３３）および（
３４）に入力され、レベルソフト回路（２３）および（
２４）によってレベルシフトされたンフ）［１で同ｍで
かつ反対極性にシフトされる。その結果レベルシフト回
路〈３３〉および（３４）の出力信号はそ４１ぞれレベ
ルシフト回路（２３）および＜２４）の人力信号と同じ
になる。レベルシフト回路（３３）および（３４）の出
力は極性判別回路（３６）に入力される。

比較回路（４３）および（４４）の出力はそれらのプラ
ス入力端子（４３Ａ）、　（４４Ａ）の入力の極１ノ１
か正でかつ所定レベル以」−の場合ハイレベルとなり、
負の場合にはローレベルとなる用に基準電圧か設定され
てる。したがって故障判別回路（２０）の減衰器（２１
）に第４図（ａ）に示す正の信号が入力され、減衰器（
２２）に第４図（ｂ）に示す負の信号が入力される場合
には、極性判別回路（３６）の比較回路（４３）のプラ
ス入力端子の入力は正、比較回路（４４）のプラス入力
端子の入力は負となり、比較回路（４３）の出力のみが
ハイレベルとなる。したがってアントゲ−１・（４５）
は出力を生じない。その結果フリップフロップ（４６）
のセット入力端子（Ｓ）には人力信号か印加されず、フ
リップフロップ（４６）は出力を生じないので極圧判別
回路（３６）は警報発生回路（３７）に出力を印加しな
いので警報発生回路は作動しない。

第６図に示す送電線（１）の絶縁スペーサ（３）に例え
ば導電性異物（５）が４１１着して絶縁スペー号（３）
に絶縁不良が発生した場合には、相導体（２）と導電性
異物（５）および導電性異物（５）とシース（４）間の
８爪によって放電が発生する。その結果相導体（２）か
らシース（４）および（４ａＬおよび導線（１３）およ
び（１４）を経て接地線（６Ａ）間に放電電流が流れる
。

その結果変流器（１１）および（１２）の出力波形はそ
れぞれ第５図（ａ）および第５図（ｂ）に示すようにと
もに正の信号どなる。すなわち相導体とシース間に放電
が生じた場合にはその放電電流は導線（１３）および（
１４）をほぼ等分に流れる。そしてその電流値は一般に
相互誘導により矢印（Ｃ）の方向に生じるループ電流に
比較して大きい。第５図（ａ）および第５図（ｂ）に示
すそれぞれの変流器（１１）および（１２）の検出信号
は故障判別回路（２０）に入力されるが、両信１Ｊとも
正であるので、故障判別回路（２０）のレベルシフト回
路（２３）およヒ〈２４）においてレベルシフトはなさ
れない。故障判別回路（２０）における両−１３＝信号の処理は極性判別回路〈３６）の入力までは前記正
常な場合と同様であるが、極性判別回路（３６）の比較
回路（４３）および（４４）のそれぞれのプラス入力端
子の入力はともに正であるので両比較回路（４３）およ
び（４４）の出力はともにノーイレベルとなる。その結
果アンドゲート（４５）に出力が生じフリップフロップ
（４６）のセット入力に印加される。その結果、フリッ
プフロップ（４６）はセットされ出力端子（Ｑ）に出力
が生じる。この出力はバッファ増幅器（４７）を経て端
子（４８）に出力され故障判別回路（２０）の警報発生
回路（３７）に入力され警報器（４０）を駆動する。

変流器（１１）および（１２）の検出波形を観測する場
合には、Ｄ／Ａ変換器（３２）および（３５）のそれぞ
れの出力端子（３８）および（３９）にデータレコーダ
またはオシロスフープを接続することにより波形を１ｉ
５１　ｌｌ１ｌｌすることができる。

この実施例においてはＧＩＳの送電線（１）について説
明したが、本発明の故障検査装置は高圧送電線として用
いられる油入りケーブル、Ｃｖケーブルおよび管路気中
送電線等にも適用することができる。

「発明の〃ノ果」この発明においては、高電圧送電線例えばＧＩＳの送１
１１線（１）の／−スと接ｔｌｉ！ｌｕ間に所定の距離
を隔′（゛で２４＜の導線＜１３）、　（＋４）を接続
し、相導体にバフレス発牛器から高電圧のパルスを印加
したときｊｉｔ！ｉ！（１３）↓〕よび（１４）を流れ
る電流をそれぞれの変流２ｉ４（ＩＮＢよび（１２）に
より検出し、両度ｍ　２にの出力の極性か異なる場合に
はこの送電線は正常である、−とを、また両極性が同じ
場合にはこの送電線に異常か生じていることを、知るこ
とかできる。

１−たかって送電線の絶縁不良等の５′？常状態が極め
て軽微な段階においてもその異常を検出することかでき
る。また異常の場合には警報器か信号音を発生ずるよう
にした場合は検査のために特に技術を必要とけずジ１熟
紳者でも容易にかつ１■二確に異常を知ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の構成図、第２図はこの発明
の実施例の故障判別回路のブロック図、第３図は故障判
別回路の極性１゛す別回路の訂細図、第４図（ａ）およ
び第４図（ｂ）は正常な場合における各変流器の出力信
号の波形図、第５図（ａ）および第５図（ｂ）は異常な
場合における各変流器の出力信号の波形図、第６図は送
電線の要部拡大図、第７図は従来の技術による故１障検
査装置の構成図である。図中（１）は送電線、（４）、（４ａ）はシース、（＋
１）、（１２）は変流器、（＋３＞、　（１４）は導線
、（３６）は極性判別回路である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）高電圧送電線又は高電圧送電機器のシース上の所
定の距離を隔てた少なくとも２点と接地間を接続する少
なくとも２本の導線、前記少なくとも２本の導線にそれぞれ結合して設けられ
、各導線を流れる電流を検出する変流器、前記各変流器
の検出出力の極性を判別するための極性判別手段、を備える電力機器の故障検査装置。