JPH0519004A - ガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガス絶縁開閉装置のレイアウトや絶縁特性に
不利益を招くことなく、部分放電の検出感度の向上を可
能とした部分放電検出装置を提供する。 【構成】 接地金属容器５０内に各相の高電圧導体５３
を取り囲むように各相の変流器２５の接地シールド部２
を配置する。各相のシールド部２には浮遊電極３をそれ
ぞれの高電圧導体５３を取り囲むように絶縁状態で設け
る。各浮遊電極３に誘起する信号を前記接地金属容器５
０から絶縁されたガス気密端子により導出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電力機器を接地金属容
器内にコンパクトに収納した三相一括形ガス絶縁開閉装
置に適用される部分放電検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、用地の高騰や都市部における電力
供給量の増大に伴う変電設備の増強化の必要性から、ガ
ス絶縁開閉装置が普及し稼働している。このガス絶縁開
閉装置は、断路器、遮断器などを密閉容器内に収納し、
その周囲に絶縁性及び消弧性に優れたＳＦ6 ガスなどの
絶縁性ガスを充填して絶縁を確保している。

【０００３】このようなガス絶縁開閉装置は、コンパク
ト化が図れ、露出充電部を削減できる等の種々の利点が
ある反面、高性能化・コンパクト化に伴う保守診断の困
難さや、保守修復作業時間の増大等の欠点を有してい
る。

【０００４】そのため、ガス絶縁開閉装置においては、
遮断器、断路器及び接地開閉器に投入・引外し指令等を
発するために従来から用いられている変電機器制御装置
に加えて、変電機器の稼働運転状態が正常であることの
信頼度確認と、異常発生時の早期検出監視が可能な予防
保全装置に対するニーズが高まってきている。

【０００５】上述した予防保全装置の監視項目として
は、その計測値自体が急激に変化しないコロナ量、ガス
水分量、ガス成分、ガス圧力、ガス温度、ガス密度、油
面、油圧、油温、分解ガス量等の準定常的である項目
と、遮断器及び断路器等の動作時間のように、短い時間
内での処理を必要とする項目とがある。そのため、通常
の監視方法としては、後者の項目について機器動作時に
計測を行い、データを処理、演算して、その結果を出力
表示及び記憶し、また、前者の準定常的な項目について
は、ある一定時間の間隔で計測を行い、データを処理、
演算して、その結果を出力表示及び記憶するようにして
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したような監視項
目の中で、機器の異常を予知する観点から、最も重要な
項目の一つに部分放電検出（コロナ検出）がある。この
部分放電検出については、従来より多くの検出方法が提
案されている。例えば、特開昭５５−８６３１６号公報
及び特開昭５５−８５２６０号公報に記載されているよ
うに、金属容器の接地線に取付けた変流器によって部分
放電を検出する方法、あるいは、特開昭５８−７５７２
号公報に記載されているように、金属容器表面の振動加
速度によって、部分放電発生領域を標定する方法等があ
る。

【０００７】接地金属容器内部に検出電極を設け、その
電極に誘起する信号を検出する装置は、前記の各装置に
比べ、検出感度が非常に良い利点がある。この内部電極
装置については、絶縁スペーサ内に埋め込まれている接
地側内部電極を用いる装置が一般的であり、特開昭４９
−７０１８３等にその提案例がある。

【０００８】図４は絶縁スペーサを用いた部分放電検出
器の構成例を示したものである。図４において、絶縁ス
ペーサ１２の埋設電極１４に接続された部分放電検出器
１３Ａは、埋設電極１４と接地金属容器８の接地電位と
の間に接続されるフィルタ１６、検波増幅回路１７、ピ
ークディテクタ・積分回路１８、Ａ／Ｄ変換器１９、Ｅ
／Ｏ変換器２０、バッテリ２１及びタイマ２２とから構
成されている。そして、フィルタ１６、検波増幅回路１
７、ピークディテクタ・積分回路１８によって検出され
た部分放電検出信号は、Ａ／Ｄ変換器１９によってデジ
タル化され、Ｅ／Ｏ変換器２０によって光信号に変換さ
れた後、光ケーブル２３によって受信側に伝送される。

【０００９】このような構成を有する部分放電検出装置
においては、以下に述べるようにして、ガス絶縁開閉装
置の金属容器内部に発生した部分放電を検出することが
できる。即ち、ガス絶縁機器の内部部分放電は、その立
上がりが数ｎｓというＳＦ6ガスの放電現象に関係して
いるため、それにより発生する信号も数１００ＭＨｚに
まで及び、極めて周波数の高い電磁波となる。この場
合、ガス絶縁機器の充電部は、接地金属容器８内に収納
されているため、この接地金属容器８内で発生した内部
部分放電に伴う数ＭＨｚ以上の周波数の電磁波に対して
は、接地金属容器８が導波管として作用する。このた
め、部分放電により発生した信号は、接地金属容器８内
を伝播する。特に、分岐部のない回線部の単相機器部に
おいては、高電圧導体１５と接地金属容器８とが同軸位
置に配置されるため、導波管における損失も少なく、ほ
とんど減衰することなく伝播する。

【００１０】そして、図４に示したように、高圧導体１
５と接地金属容器８との間で発生した部分放電パルス
は、高圧導体１５と絶縁スペーサ１２の埋設電極１４と
の間の容量負荷Ｃ1 と、前記埋設電極１４と接地金属容
器８との間の容量負荷Ｃ2 によって分圧され、絶縁スペ
ーサ１２内の埋設電極１４に信号として現れる。一般
に、Ｃ2 は数１００ｐｃのオーダーであり、Ｃ1が大き
い程、部分放電パルスに対する感度が高いことになる。

【００１１】この絶縁スペーサを用いた部分放電検出装
置においては、三相一括形絶縁スペーサの場合に下記の
ような問題点がある。即ち、図５は、三相一括形絶縁ス
ペーサの平面図を示すものであり、５１は金属フランジ
であり、ボルト穴５２を介して接地金属容器フランジに
ボルト、ナット等により結合される。５３は高電圧導体
であり、三相分が接地金属容器５０内に、図示されてい
ない絶縁ガスと共に収納されている。

【００１２】５４は絶縁スペーサ内に埋め込まれたシー
ルド電極であり、３本の高電圧導体５３を取囲む形で配
設されており、このシールド電極を、絶縁スペーサの絶
縁特性には影響しない程度の電圧（数１０ｍＶ）だけ浮
遊させることにより、部分放電検出用アンテナとして作
用させる。この電極に誘起する部分放電信号は、これと
電気的に導通した部分放電検出端子５５より外部に取出
すことができる。

【００１３】シールド電極５４に誘起する部分放電信号
は、主に高電圧導体５３との間の静電容量Ｃ1 に大きく
左右される。三相一括形絶縁スペーサの場合、この静電
容量Ｃ1 は単相形絶縁スペーサの場合に比べて小さいた
め、部分放電検出感度が劣るという問題点がある。即
ち、単相絶縁スペーサの場合には、シールド電極は１つ
の導体５３で周回するように構成されるため、静電容量
Ｃ1 が大きく検出感度の低下がないが、三相一括形絶縁
スペーサの場合は１つのシールド電極５４が三相分の高
電圧導体５３全体を取り囲むように配置されているの
で、個々の高電圧導体５３から見れば静電容量Ｃ1 の低
下は避けられない。

【００１４】このような点を改善するため絶縁スペーサ
の代わりに、部分放電検出用の電極を、個々の高電圧導
体を取り囲むように接地金属容器内に設けることも考え
られる。しかし、現実には、部分放電検出のための電極
を、各高電圧導体の周囲にそれぞれ設けることは、ガス
絶縁開閉装置のレイアウトに影響を与えることが多く、
ガス絶縁開閉装置の小型化の妨げとなるとか、機器の絶
縁特性の低下を引き起こすなどの問題があり、実用化さ
れていなかった。

【００１５】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたもので、ガス絶縁開閉装置
のレイアウトに影響を与えることなく、単相絶縁スペー
サと同様な検出感度を有する三相一括形ガス絶縁開閉装
置用の部分放電検出装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、三相分の高電圧充電部を、絶縁性ガス
と共に接地金属容器内に収納して成る三相一括形ガス絶
縁開閉装置において、前記接地金属容器内に各相の高電
圧導体を取り囲むように各相の変流器の接地シールド部
を配設し、各相のシールド部には浮遊電極をそれぞれの
高電圧導体を取り囲むように絶縁状態で設け、各浮遊電
極に誘起する信号を前記接地金属容器から絶縁されたガ
ス気密端子により導出することを特徴とする。

【００１７】

【作用】このような構成を有する本発明においては、各
相の高電圧導体の周囲にそれぞれ浮遊電極が設けられ、
これらの浮遊電極からそれぞれ部分放電検出信号を取り
出すことが可能となるので、三相一括形ガス絶縁開閉装
置でも、単相形と同様な感度の高い部分放電検出が可能
となる。

【００１８】また、変流器は、三相一括形ガス絶縁開閉
装置でも各相の高電圧導体ごとに設けられているので、
その部分に浮遊電極を設けることで、各相の高電圧導体
にそれぞれ浮遊電極を設けてもガス絶縁開閉装置のレイ
アウトや絶縁特性に影響を与えることはない。

【００１９】

【実施例】

（１）代表的な実施例 以下、本発明の部分放電検出装置の一実施例を図面に基
づいて説明する。

【００２０】図１は、三相一括形ガス絶縁開閉装置の構
成例を示すもので、図中、２１は遮断器、２２，２９，
３０は断路器、２７，２８は主母線、２３は接地装置、
２５は変流器、２４はケーブルヘッド（接続部）であ
る。

【００２１】図２は、図１のＡ部分を示す拡大図で、図
中、１は接地金属容器５０内に封入されたＳＦ6 ガス、
２は接地されたシールドである。このシールド２は、前
記変流器２５を電界的にシールドするために、各高電圧
導体５３を周回する形で設置されている。また、このシ
ールド２は、接地金属容器５０のフランジ５１部分に、
フランジ５を介して固定されている。このシールド２の
外周側には、変流器２５のコア部が配置されている。

【００２２】３は、同様に各高電圧導体５３を周回する
形で設置される各相の浮遊電極であり、これらの浮遊電
極３はフランジ５に対して絶縁板４を介して電気的に絶
縁して取付けられている。各浮遊電極３は、それぞれの
高電圧導体５３に取付けられており、各電極からは独立
して図示されていないリード線及びガス気密端子を介し
て接地金属容器５０外に導出されている。このリード線
と接地金属容器５０間にはインピーダンスが取付けら
れ、浮遊電極３に誘起するＡＣ電圧は数１０ｍＶ程度に
抑制されている。

【００２３】このような構成を有する本実施例によれ
ば、各高電圧導体５３とその周囲にそれぞれ配置された
浮遊電極３との間の静電容量Ｃ1 は、単相絶縁スペーサ
を用いる場合と同程度になり、三相一括形ガス絶縁開閉
装置における部分放電検出感度を向上させることができ
る。

【００２４】また、ガス絶縁開閉装置の変流器部には、
もともと各相の高電圧導体を周回する形で内部シールド
が存在するため、本実施例ではこれに浮遊電極３を追加
する形になっているので、浮遊電極３の取付け構造も簡
単になり、経済性の面からも好ましい。更に、浮遊電極
３のリード線と接地金属容器５０間にはインピーダンス
を取付け、浮遊電極３に誘起するＡＣ電圧を数１０ｍＶ
程度に抑制しているため、ガス絶縁開閉装置の絶縁性能
上も全く問題がない。

【００２５】しかも、部分放電信号は高周波であり、ガ
ス絶縁開閉装置の管路内を伝播するため、本実施例のよ
うに変流器部分に検出用の浮遊電極を設置すれば、その
回線全体を監視することが可能である。

【００２６】以上のように本発明によれば、三相一括形
ガス絶縁開閉装置における各機器の配置・構成に影響を
与えず、感度の高い内部部分放電検出装置を提供するこ
とができる。

【００２７】（２）他の実施例 図２は、本発明の他の実施例を示すものであり、この実
施例では浮遊電極３はシールド２の内部に設置されてい
る。この実施例においても、前記実施例と同様に、各高
電圧導体５３の周囲にそれぞれ浮遊電極３を配置するこ
とができ、しかも各浮遊電極３の配置スペースを特別に
確保する必要も無く、また機器の絶縁特性も確保でき
る。その結果、各高電圧導体ごとに浮遊電極を設けるこ
とが可能となるので、部分放電の検出感度を向上させる
ことができる。

【００２８】

【発明の効果】以上の通り、本発明は、三相一括形ガス
絶縁開閉装置において、各相の変流器取付け部分に各相
の高電圧導体を取り囲むようにして浮遊電極を設けると
いう簡単な手段にもかかわらず、ガス絶縁開閉装置のレ
イアウトや絶縁特性に不利益を招くことなく、部分放電
の検出感度の向上を可能とした部分放電検出装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の部分放電検出装置を適用するガス絶縁
開閉装置の一例を示す断面図。

【図２】図１のＡ部分の拡大断面図。

【図３】本発明の他の実施例を示す図１のＡ部分の拡大
断面図。

【図４】従来の部分放電検出装置の一例を示すブロック
図。

【図５】三相一括形絶縁スペーサの正面図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 三相分の高電圧充電部を、絶縁性ガスと
   共に接地金属容器内に収納して成る三相一括形ガス絶縁
   開閉装置において、 前記接地金属容器内に各相の高電圧導体を取り囲むよう
   に各相の変流器の接地シールド部を配置し、各相のシー
   ルド部には浮遊電極をそれぞれの高電圧導体を取り囲む
   ように絶縁状態で設け、各浮遊電極に誘起する信号を前
   記接地金属容器から絶縁されたガス気密端子により導出
   することを特徴とするガス絶縁開閉装置の部分放電検出
   装置。