JPH0261567A - 異常放電検出装置を備えたブッシング - 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］ この発明はブッシングの内部に収容した固体絶縁物ある
いは絶縁油の劣化、固体絶縁物の最外接地層と取付フラ
ンジとを接続するリード線の機械的損傷により発生する
局部的な異常放電を検出することができる異常放電検出
装置を備えたブッシングに関するものである。

［従来の技術］ 発電所あるいは変電所において装設される大型犬ｆ！蓋
のブッシングは、電力供給の信頼性の確保、向上の観点
から、異常診断と劣化診断を行うことが要求される。こ
の異常診断と劣化診断の処方として、従来３つの方法が
ある。

第１の方法はブッシング内に充填された絶縁油に溶解し
ている部分放電によって生成されたガスを抽出し、これ
をガスクロマトウグラフによって分析して異常の発生や
、劣化の診断を行うのである。

上記第１の方法は放電生成物の検出であるが、第２の方
法としては、放電に伴う現象の検出、つまり放電現象を
電気的に検出し、放電によって発生する電荷量を直接測
定する部分放電量測定方法がある。

さらに、第３の方法として、放電が生じると、放電電流
によって誘電正接が高くなることを利用する間接測定方
法、つまり誘電正接測定方法がある。

［発明が解決しようとする課題］ 前記第１の部分放電にともなう生成物の検出方法の測定
システム、判定基準、パターンによる分析方法は、変圧
器については確立しており、又、採油のみであるため、
測定方法が簡略であるにもかかわらず、広範な診断デー
タが得られるという利点がある。

ところが、採油は人手により行われ、かつ、ブッシング
についてはその殆どの部分が充電部であるため、停電が
必要であるという問題があった。

又、採油の際ブッシング内の密封を解くため、吸湿や酸
素の混入のおそれがあり注意を要する上に、連続的に測
定することが不可能であるという問題があった。

又、従来の第２の検出方法は、部分放電を電荷量として
直接測定するため、構成が容易で、パターンから異常の
部分が判別できるという利点がある。

ところが、試験用端子又は電圧測定端子を備えていない
ブッシングでは、検出信号を取り出すために、接地用の
取付フランジをタンク、壁などから外して接地を遮断す
ることが必要であるばかりでなく、接続されたリード線
を外すことが必要であり停電を回避することができない
とともに、外部のノイズの影響が太き（Ｓ／Ｎ比が大き
くとれないため、測定が困難であるという問題があった
。

さらに、別電源や結合コンデンサなど大掛かりな検出装
置が必要であるという問題もあった。

さらに、第３の従来方法は、測定方法が比較的容易であ
る半面、前記第２の検出方法の問題点以外に、感度が低
く比較的大きな放電しか検出できないという問題があっ
た。

本発明の目的は、上記従来方法に存する問題点を解消し
て、外部のノイズの影響を受けにくく、常時検出するこ
とが可能で、別電源、結合コンデンサ、標準コンデンサ
などの大掛かりな装置を不要にすることができる部分放
電検出装置を備えたブッシングを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 請求項１記載の発明は、ブッシングに対し部分放電によ
り発生する超音波を検出するためのＡＥ（アコースティ
ック・エミッション）センサを取着し、該ＡＥセンサに
は該ＡＥセンサから出力される検出信号に基づいて部分
放電の有無を報知するための報知装置を接続するという
手段を採っている。

又、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明にお
いて、前記ＡＥセンサに対し、その検出信号と予め設定
された設定値とを比較する比較回路を接続し、該比較回
路には電源電圧に対する該比較回路から出力された検出
信号の出力値及び波形信号の位相を記憶する現在波形メ
モリを接続するとともに、前回の波形を記憶する前回波
形メモリを接続し、さらに、前記両波形メモリには出力
値及び発生位相がほぼ同じ信号が繰り返し継続して発生
したとき、前記報知装置へ動作信号を出力する反復性判
別回路を接続するという手段を採っている。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、
比較回路には設定値を越えるＡＥセンサの出力信号が単
位時間中に発生する数をカウントする発生数カウント回
路を接続し、該カウント回路には発生数が設定値を越え
たが否かを比較するための設定カウント数比較回路を接
続し、誼設定カウント′数比教回路には前記現在波形メ
モリと前回波形メモリとを接続するという手段を採って
いる。

さらに、請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明に
おいて、設定値比較回路に対し、切換スイッチを介して
ブラウン管オシロスコープを接続するとともに、同じく
設定値比較回路と報知装置との間には放電波形メモリを
接続し、さらに、前・記数電波形メモリを前記切換スイ
ッチを介してブラウン管オシロスコープに接続するとい
う手段を採っている。

さらに、請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれ
か１項において、ブッシングの接地フランジ部外面に対
し収納凹所を一体形成し、該収納凹所にはＡＥセンサを
取付けた蓋板をパッキングを介してボルト等により固定
するという手段を採っている。

請求項６記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に
おいて、ブッシングの接地フランジ部外面に対しＡＥセ
ンサを内蔵した潤滑剤入り収納ケースを固定するという
手段を採っている。

さらに、請求項７記載の発明は、請求項１〜４のいずれ
か１項において、ＡＥセンサは付勢手段によって取付面
に圧接するという手段を採っている。

［作用］ 請求項１記載の発明は、通電状態のブッシング内で部分
放電が発生すると、これに件って超音波が発生し、該超
音波がＡＥセンサにより検出され、この検出信号により
、報知装置が駆動され部分放電の警報又は表示が報知さ
れる。

請求項２記載の発明は、ＡＥセンサにより検出された検
出信号が比較回路により設定値と比較され、設定値を越
えた検出信号は、最初前回波形メモリにより記憶され、
次に設定値を越えた検出信号が現在波形メモリに記憶さ
れ、前回波形メモリ及び現在波形メモリから反復性比較
回路に入力された二つの波形信号は、該反復性比較回路
で同じ位相において繰り返し発生ずる放電のみを部分放
電と判定して、報知装置から異常が報知されるので、一
過性の放電は検出しても報知動作されない。

請求項３記載の発明は、設定値を越えるＡＥセンサの出
力信号が単位時間中に発生ずる数をカウントするととも
に、カウント数が設定回数を越えた時、出力値及び信号
が発生する電源電圧に対する位相をメモリし、その後出
力値及び発生位相がほぼ同じ信号が繰り返し継続して発
生したとき、報知装置から警報又は表示が行なわれる。

従って、請求項２記載の発明と同様に、一過性のノイズ
は検出しても、警報又は表示動作されることがない。

さらに、請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明の
作用に加えて、ＡＥセンサからの検出信号が設定値を越
えた場合に、オシロスコープにより部分放電現象として
表示されるとともに、部分放電が発生した場合には放電
波形メモリにより部分放電波形が記憶されているので、
切替スイッチによりオシロスコープにより部分放電現象
を確認できる。

部分放電はブッシングの導体に作用している電圧値に対
しである位相関係で発生し、部分放電発生原因に応じた
位相となるため、請求項４記載の発明では部分放電発生
原因の区分が可能となる。

又、ＡＥセンサ出力も部分放電によって発生するもので
あるから、部分放電の区分も可能となる。

このように、請求項４記載の発明は、一過性のノイズを
カウントすることが防止され、自動判定による警報や表
示の出力が可能となり、部分放電が生じている波形を随
時チエツクすることが可能となる。

請求項５に記載の発明は、潤滑剤入り収納ケース内にＡ
Ｅセンサが収納されているので、ブッシングの接地フラ
ンジ部外面にＡＥセンサが取着されていても、その検出
感度がブッシング内部にＡＥセンサを収納したのと同様
に高感度に維持される。

請求項６記載の発明は請求項１に記載の作用に加えて、
既設のブッシングに対し脱着を簡単に行えるので、ＡＥ
センサの保守点検が容易となる。

請求項７記載の発明は、ＡＥセンサが付勢手段により取
付面に押圧付勢されているので、ＡＥセンサを接着する
接着剤が劣化しても、ＡＥセンサが取付面に押圧把持さ
れるので、検出感度の低下が抑制されるとともに、ＡＥ
センサに加わる荷重を適性に保持して、該センサの損傷
を防止することができる。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した１実線例を第１図〜第９図に
基づいて説明する。

まず、最初に第３図に基づいてブッシングの構造を説明
すると、この油入ブッシング１の碍管２は取付フランジ
３により碍管４に連結固定されている。前記両碍管２，
４の中心部には中心導体５が挿入され、碍管２の先端部
には頭部６が取着されている。又、前記屋内側碍管５の
先端部には屋内側端子９及び屋内側シールド１０が取着
されている。

前記両肩管２．４内には固体絶縁物８が前記中心導体５
を取り巻くように同心状に収容されている。さらに、前
記両禮管２．４内には絶縁油９が充填されている。

次に、第１図により本発明の要部である部分放電検出装
置について説明する。

ブッシング１の取付フランジ３には、ブッシング内にお
いて部分放電が発生した際に生じる超音波を検出するた
めの例えばＰＺＴなどの圧電セラミック振動子よりなる
ＡＦ、センサ１４が取付られている。このＡＥセンサ１
４の取付方法としては、第２図（ａ）に示すように、取
付フランジ３の外周面に外側収納凹部３ａを設け、この
凹部３ａを密閉するように蓋板１２をボルトにより取付
け、該蓋板１２の内側縁に接着剤などにより取着してい
る。又、第２図（ｂ）に示すように、取付フランジ３の
内側に内側収納凹部３ｂを設け、該凹部３ｂにＡＥセン
サ１４を接着剤などにより取付けてもよい、さらに第２
図（ｃ）に示すように、取付フランジ３に貫通孔３Ｃを
設け、該貫通孔３Ｃを密閉する蓋板１２の内面に対しＡ
Ｅセンサ１４を接着剤などに固定してもよい。

前記ＡＥセンサ１４は、ブッシング１内において部分放
電が発生した際、その放電電荷量に応じて第４図に示す
ようにその出力が増大する。又、ＡＥセンサ１４には前
置増幅器１５が接続され、ＡＥセンサ１４からの出力信
号を増幅するようにしている。さらに、前記前置増幅器
１５に、は主増幅器１６が接続され、ここでさらに出力
信号の増幅を行うようにしている。前記前置増幅器１５
からの出力と部分放電量との関係を実験により測定した
結果、第６図に示すように前置増幅器１５からの出力が
増加すると部分放電量も増加することがわかった。

前記主増幅器１３には報知手段としてのシンクロスコー
プ１７が接続されていて、第８図に示すように部分放電
の発生状況が表示されるようにしている。このシンクロ
スコープ１７に代えてオシロスコープを使用した場合に
は、第９図に示すように部分放電の発生状況が中心導体
６に流れる電流の位相と対比して表示され、どの位相に
おいて部分放電が生じているかが表示される。

一方、前記主増幅器１６にはカウント回路１８が接続さ
れ、部分放電が生じた回数をカウントし、そのカウント
数が表示されるようになっている。

前記ＡＥセンサ１４は、ブッシング１内において部分放
電が発生した際、その放＠電荷量に応じて第５図に示す
ようにＡＥＪウント数が増大する。

前記内部部分放電ＩとＡＥ発生数との関係を実験により
測定した結果、第７図に示すように前置増幅器１５から
の出力が増加すると部分放電量も増加することがわかっ
た。

さて、前記実施例では通電状態のブッシング内で部分放
電が発生すると、これに件って超音波が発生し、該超音
波がＡＥセンサ１４及びカウント回路１８により検出さ
れ、この検出１３号により、シンクロスコープ１７が駆
動され部分放電が表示される。

次に、請求項２に記載の発明を具体化した実施例を第１
０図について説明する。

前記主増幅器１６には設定値比較回路２１が接続され、
この比較回路２１により主増幅器１６から出力された検
出信号が設定値以上の場合のみ次の回路に出力されるよ
うにしている。前記設定値比較回路２１には現在波形メ
モリ２２と、前回波形メモリ２３が並列に接続されてい
る。又、前記両波形メモリ２２．２３には反復性判別回
路２４が接続され、出力値及び信号が発生する電源電圧
に対する位相をメモリし、その後、出力値及び発生位相
がほぼ同じ信号が繰り返し継続して発生した時、反復性
比較回路２４から報知装置動作回路２５へ動作信号を出
力するようにしている。２６はブザー等の警報装置、２
７はオシロスコープ等の表示装置である。

従って、この実施例においては、部分放電の出力値と発
生位相の繰り返しに着目し、一過性のノイズのような場
合にはそれを検出しても報知動作しないようにすること
ができ、検出精度を向上することができる。

次に第１１図に基づいて請求項３記載の発明の詳細な説
明する。

この実施例においては第１０図に示す請求項２に記載の
発明において、設定値比較回路２１と現在波形メモリ２
２及び前回波形メモリ２３との間に部分放電が発生した
回数をカウントする発生数カウント回路３０と、このカ
ウント回路によりカウントされたカウント数と予め設定
した設定カウント数を比較して、設定カウント数以上に
なった場合のみ動作信号を出力する設定カウント数比較
回路°３１とを直列に接続している。

従って、この請求項３記載の実施例においても、一過性
のノイズのようなものは検出しても表示動作することが
なく、検出精度が向上する。

さらに、第１２図に基づいて、請求項４記載の発明の詳
細な説明する。

この実施例では設定値比較回路２１と報知装置動作回路
２５との間に対し、放電波形メモリ３５を前記両波形メ
モリ２２．２３と並列に接続し、設定値比較回路２１と
放電波形メモリ３５に対し切換スイッチ３６を介してブ
ラウン管オシロスコープ３７を接続している。その他の
構成は第１０図に示す実施例と同様である。

部分放電は部分放電発生原因によって電源電圧の位相に
対する発生位置が異なる。ＡＥセンサ１４の出力も部分
放電によって発生ずるものであるから、この実施例にお
いてこれをブラウン管オシロスコープ３７に表示するこ
とにより部分放電発生原因の区分が可能である。

又、メモリ２２．２３を使用し、反復性をチエツクする
ことによって、ノイズをカウントすることが防止でき、
自動判定による警報や表示の報知動作信号の出力は可能
である。

又、第１０図、第１１図、第１２図の実施例において部
分放電が発生する電源電圧に対する位相と部分放電発生
原因のパターンをコンピュータにより予め記憶しておき
、ＡＥセンサ１４から出力された検出信号と、記憶され
たパターンとを比較判別して、いかなる種類の部分放電
が発生したがを判別することも可能である。

なお、本発明は次のように具体化することもできる。

第１３図に示すように、取付フランジ３の外面に対し取
付板４１をボルト４２により固定し、該ボルト４２を利
用して収納ゲース４３を取付板４１に図示しないパツキ
ンを介して気密的に固定し、該ケース４３内に対し前記
取付板４１に接着されたＡＥセンサ１４が長期使用によ
り接着不良となった場合にも検出感度の低下を防止する
ための潤滑油４４を注入している。

この実施例では、ＡＥセンサ１４を取付けるための良好
な仕上面が得られにくい既設ブッシングに対し容易に取
付けることができる。

第１４図に示すように、収納ケース４３内に収納したＡ
Ｅセンサ１４をコイルばね４５により押圧することもで
きる。

この実施例ではＡＥセンサ１４と取付フランジ３の接触
面が常に良好に接触され、ＡＥセンサに加わる荷重を適
性に保持して、ＡＥセンサの損傷を防止することができ
る。又、ＡＥセンサの接着が不良となっても、ばね４５
によりＡＥセンサが取付面に押圧されているので、ＡＥ
センサの検出感度が低下することはない。

第１５図に示すように、ＡＥセンサ１４からの出力リー
ド線に対し切り替え用の一対のスイッチ４６．４７を主
体とする接地短絡装置４８を接続し、常時は接地短絡で
き、測定時のみ開路するようにすることもできる。

この実施例は誘導電圧によってＡＥセンサ１４破壊する
ことを防止でき、人為的な危険（感電）を防止すること
もできる。

［発明の効果］ 以上詳述したように請求項１記載の発明は、無停電状態
で別電源、結合コンデンサ、標準コンデンサなどの大掛
かりな装置を使用することなく、又、ブッシング内部で
発生し取付フランジなどの部材を伝波する超音波を測定
するため、外部のノイズの影響を受けに＜＜シて検出感
度を向上することができ、常時検出動作することができ
る効果がある。

又、請求項２に記載の発明は、部分放電波形のメモリが
繰り返して発生したかどうかを判別することにより、ノ
イズのような一過性の信号に対しては報知動作を防止し
て検出精度を向上することができる。

又、請求項３記載の発明は、部分放電の発生数をカウン
トし、そのカウント数が設定カウント数を越えた場合の
み、現在波形メモリと前回波形メモリにより反復性を比
較することにより、ノイズのような一過性の信号に対し
て報知動作が行われないようにすることができ、検出精
度を向上することができる効果がある。

さらに、請求項４記載の発明は、部分放電発生原因の区
分を行うことができ、部分放電が生じている波形を随時
チエツクすることができる効果がある。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の効果に加え
て、潤滑剤入り収納ケース内にＡＥセンサが収納されて
いるので、ブッシングの接地フランジ部外面にＡＥセン
サが取着されていても、その検出感度がブッシング内部
にＡＥセンサを収納したのと同様に高感度に維持するこ
とができる効果がある。

請求項６記載の発明は、請求項１に記載の効果に加えて
、既設のブッシングに対し脱着を簡単に行えるので、Ａ
Ｅセンサの保守点検が容易となる。

請求項７記載の発明は、請求項１に記載の効果に加えて
、ＡＥセンサが付勢手段により取付面に押圧付勢されて
いるので、ＡＥセンサを接着する接着剤が劣化しても、
ＡＥセンサが取付面に押圧把持され、検出感度の低下が
抑制されるとともに、ＡＥセンサに加わる荷重を適性に
保持して、該センサの損傷を防止することができる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項１記載の発明を具体化した一実施例を示
す路体回路図、第２図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれＡＥセ
ンサの取付横道を示ず断面図、第３図はブッシングのみ
の要部断面図、第４図は放電電荷量とＡＥセンサの出力
値との関係を示すグラフ、第５図は放電電荷量とＡＥセ
ンサのカウント数を示すグラフ、第６図は前置増幅器の
出力と部分放電量との関係を示すグラフ、第７図はブッ
た部分放電の波形図、第９図はｆシロ謬スコープに現れ
た部分放電の波形図、第１０図は請求項２に記載の発明
の実施例を示す回路図、第１１図は請求項３記載の発明
を示すブロック回路図、第１２図は請求項４記載の発明
を示すブロック回路図、第１３図は請求項５記載の発明
を示す要部の断面図、第１４図は請求項６記載の発明を
示す要部の断面図、第１５図は請求項７記載の発明を示
す要部の断面図である。 １・・・油入密閉型ブッシング、２・・・屋外側碍管、
３・・・取付フランジ、３ａ・・・外側収納凹部、３ｂ
・・・内側収納凹部、３Ｃ・・・貫通孔、４・・・碍管
、５・・・中心導体、１２・・・蓋板、１４・・・ＡＥ
センサ、１５・・・前置増幅器、１６・・・主増幅器、
１７・・・報知装置としてのシンクロスコープ、１８・
・・カウンタ回路、２１・・・設定値比絞回路、２２・
・・現在波形メモリ、２３・・・前回波形メモリ、２４
・・・反復性判別回路、２５・・・報知装置動作回路、
２６・・・報知装置、３０・・・発生数カウント回路、
３１・・・設定カウント数比教回路、３５・・・放電波
形メモリ、３６・・・切換スイッチ、３７・−・ブラウ
ン管オシロスコープ、４３・・・収納ケース、４４・・
・潤滑油、４５・・・コイルバネ、４６．４７・・・ス
イ・ツチ、４８・・・接地短絡装置。 特許出願人　　日本碍子　株式会社 代　理　人　　弁理士　恩［日　博宣

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ブッシングに対し部分放電により発生する超音波を
   検出するためのＡＥ（アコースティック・エミッション
   ）センサを取着し、該ＡＥセンサには該ＡＥセンサから
   出力される検出信号に基づいて部分放電の有無を報知す
   るための報知装置を接続したことを特徴とする異常放電
   検出装置を備えたブッシング。 ２、請求項１記載の発明において、前記ＡＥセンサに対
   し、その検出信号と予め設定された設定値とを比較する
   比較回路を接続し、該比較回路には電源電圧に対する該
   比較回路から出力された検出信号の出力値及び波形信号
   の位相を記憶する現在波形メモリを接続するとともに、
   前回の波形を記憶する前回波形メモリを接続し、さらに
   、前記両波形メモリには出力値及び発生位相がほぼ同じ
   信号が繰り返し継続して発生したとき、前記報知装置へ
   動作信号を出力する反復性判別回路を接続したことを特
   徴とする異常放電検出装置を備えたブッシング。 ３、請求項２記載の発明において、比較回路には設定値
   を越えるＡＥセンサの出力信号が単位時間中に発生する
   数をカウントする発生数カウント回路を接続し、該カウ
   ント回路には発生数が設定値を越えたか否かを比較する
   ための設定カウント数比較回路を接続し、該設定カウン
   ト数比較回路には前記現在波形メモリと前回波形メモリ
   とを接続したことを特徴とする異常放電検出装置を備え
   たブッシング。 ４、請求項２記載の発明において、設定値比較回路に対
   し、切換スイッチを介してブラウン管オシロスコープを
   接続するとともに、同じく設定値比較回路と報知装置と
   の間には放電波形メモリを接続し、さらに、前記放電波
   形メモリを前記切換スイッチを介してブラウン管オシロ
   スコープに接続したことをと特徴とする異常放電検出装
   置を備えたブッシング。 ５、請求項１〜４のいずれか１項において、ブッシング
   の接地フランジ部外面に対し収納凹所を一体形成し、該
   収納凹所にはＡＥセンサを取付けた蓋板をパッキングを
   介してボルト等により固定したことを特徴とする異常放
   電検出装置を備えたブッシング。 ６、請求項１〜４のいずれか１項において、ブッシング
   の接地フランジ部外面に対しＡＥセンサを内蔵した潤滑
   剤入り収納ケースを固定したことを特徴とする異常放電
   検出装置を備えたブッシング。 ７、請求項１〜４のいずれか１項において、ＡＥセンサ
   は付勢手段によって取付面に圧接されている異常放電検
   出装置を備えたブッシング。