JPH052048A - 部分放電測定装置及びその試験方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機器の高信頼性を維持可能として、しかも、
容易に部分放電測定装置の試験を行うことができ、さら
に、実際の運用状態においても試験を行うことができる
ようにする。 【構成】 絶縁スペーサ２，１１の内部または接地金属
容器１の内部の、接地金属容器１と絶縁された複数個の
埋設電極または浮遊電極の一つである第１の電極４ａ
に、部分放電測定装置検出部７を接続する。第１の電極
４ａとは離れた位置にある第２の電極４ｂに、模擬部分
放電信号発生器８を接続し、模擬部分放電信号を発生さ
せ、第２の電極４ｂを介してガス絶縁機器内部に注入す
る。望ましくは、部分放電測定装置１０または他の制御
装置から、注入指令信号を出力し、この注入指令信号に
基づいて模擬部分放電信号発生器８を自動的に動作させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、密閉式ガス絶縁開閉装
置にて発生した部分放電を測定する部分放電測定装置及
びその試験方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、変電所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（ＧＩＳ）が普及し、稼働してい
る。このガス絶縁開閉装置は、公知のように密閉容器内
に断路器、遮断器などを収納配置し、その周辺に絶縁性
及び消弧性に優れたＳＦ₆ ガスを充填して絶縁を確保し
てなる装置である。

【０００３】このようなガス絶縁開閉装置は、コンパク
ト化、接地タンクの露出充電部の削減などの利点を有し
ている。しかしその反面、高性能に伴う保守診断の困難
さ、保守修復作業時間の増大などで、密閉容器内部に異
常が生じた場合、その信頼性が著しく低下するという欠
点を有している。そのため、ガス絶縁開閉装置の設備に
おいては、遮断器、断路器、及び接地開閉器に、投入、
引き外し指令などを発生する変電機器制御システムと、
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システム
を備えている。

【０００４】このうち、予防保全システムの監視項目と
しては、その計測値自体が急激に変化しないコロナ量、
ガス密度、油面、油温などの準定常的である項目と、遮
断器及び断路器など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。通常の監視方法として
は、後者の項目については、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している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
な予防保全システムの監視項目の中で、機器の異常予知
の観点から最も重要な項目の一つに部分放電測定（コロ
ナ測定）がある。この部分放電測定については、従来よ
り多くの測定方法が提案されているが、これらの方法を
実際のガス絶縁機器、特に既設の機器に適用し、その点
検を行う場合には、その試験方法に問題があった。

【０００６】図２は、このような従来の部分放電測定装
置の試験方法の一例を示す模式的断面図である。図２に
示すように、一般的なガス絶縁機器は、接地線（図示せ
ず）によって接地された接地金属容器１内に収納され、
この接地金属容器１は、絶縁スペーサ２によって電気的
に分割され、長手方向に連結されている。また、接地金
属容器１内には、図示していない送電線路に電気的に接
続された高電圧充電部である中心導体３が絶縁スペーサ
２によって支持されている。この絶縁スペーサ２には、
検電用の埋設電極４が設けられており、この埋設電極４
と接地金属容器１との間には、浮遊容量Ｃ２が存在し、
この浮遊容量Ｃ２は、コンデンサ５として示されてい
る。そして、このコンデンサ５の両端子には、信号引き
込み線６を介して部分放電測定装置検出部７が接続され
ている。また、図中Ｃ１は、埋設電極４と中心導体３と
の間に存在する浮遊容量を示している。

【０００７】そして、このように部分放電測定装置検出
部７を接続したガス絶縁機器において、中心導体３と接
地金属容器１との間で部分放電が発生した場合を模擬し
て部分放電測定装置検出部７の試験を行う場合の試験方
法としては、図２に示すように、接地金属容器１の接続
部分を切り離し、その切り離し部分に模擬部分放電信号
発生器８を接続し、中心導体３と接地金属容器１間に模
擬部分放電信号を注入するという方法が考えられる。

【０００８】しかしながら、このような試験方法を採用
した場合には、接地金属容器１の接続部分を切り離し、
試験終了後に再接続する必要があり、作業性が悪い。そ
の上、試験終了後には、ＳＦ₆ ガスを再充填するなどの
ガス処理も必要となり、さらに、このガス処理におい
て、絶縁破壊の原因となる異物の混入などが起こり易
い。従って、工場内の試験はもとより、特に変電所にお
ける既設の機器においては、このような試験の実施は不
可能に近いのが現状である。

【０００９】また、図３は、従来の部分放電検出器の試
験方法の他の一例を示す模式的断面図である。図３にお
いて、接地金属容器１の中央部の一部は分岐され、この
分岐部に接地装置２０が配置されている。この接地装置
２０は、接地金属容器１に接続された絶縁端子２１と、
絶縁端子２１内に埋め込まれ、接地金属容器１に接続さ
れた電極２２と、この電極２２に接続された可動電極２
３、及び中心導体３に接続された固定電極２４を備えて
おり、可動電極２３の動作によって、電極２３，２４間
を開閉させ、投入状態において、中心導体３を接地する
装置である。

【００１０】そして、このように接地装置２０を備えた
ガス絶縁機器において、部分放電測定装置検出部７の試
験を行う場合の試験方法としては、図３に示すように、
接地装置２０の絶縁端子２１の電極２２と接地金属容器
１との電気的接続部分を切り離すと共に、電極２２と接
地金属容器１との間に模擬部分放電信号発生器８を取り
付け、接地装置２０を投入状態として、模擬部分放電信
号発生器８から模擬部分放電信号を送る試験方法が考え
られる。この試験方法においては、模擬部分放電信号発
生器８にて生成された模擬部分放電信号は、電極２２、
可動電極２３、固定電極２４を介して中心導体３に送ら
れるため、部分放電測定装置検出部７の動作試験を行う
ことができる。

【００１１】しかしながら、このような試験方法を採用
した場合には、接地装置２０の絶縁端子２１の電極２２
と接地金属容器１との間の電気的接続部分を切り離し、
試験終了後に再接続する必要があり、作業性が悪い。そ
の上、接地装置２０の投入状態で試験を行うことから、
試験時に主回路を停止しなければならない。従って、実
際の運用状態においては、試験を行うことができず、極
めて不都合である。

【００１２】本発明は、上記のような従来技術の課題を
解決するために提案されたものであり、その目的は、ガ
ス絶縁機器の分解やガス処理を不要として、且つ、試験
時における主回路の停止も不要とすることにより、機器
の高信頼性を維持可能で、しかも、容易に部分放電測定
装置の試験を行うことができ、さらに、実際の運用状態
においても試験を行うことができるような、優れた部分
放電測定装置及びその試験方法を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明による部分放電測
定装置の試験方法は、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なるガス絶縁機器に接続され
る検出部を備え、この検出部からの出力信号に基づきガ
ス絶縁機器の内部に発生する部分放電の測定を行う部分
放電測定装置の試験方法であり、以下の特徴を有する。
すなわち、接地金属容器を電気的に分割する絶縁スペー
サの内部または接地金属容器の内部に、接地金属容器と
絶縁した状態で、複数個の埋設電極または浮遊電極を設
け、この複数個の埋設電極または浮遊電極のうちの一つ
である第１の電極に、部分放電測定装置の検出部を接続
する。そして、第１の電極とは離れた位置にある他の埋
設電極または浮遊電極のうちの一つである第２の電極
に、模擬部分放電信号発生器を接続して、この模擬部分
放電信号発生器にて発生した模擬部分放電信号を、第２
の電極を介してガス絶縁機器内部に注入するものであ
る。

【００１４】この場合、具体的には、部分放電測定装置
または他の制御装置から、模擬部分放電信号発生器に対
して、模擬部分放電信号のガス絶縁機器内部への注入を
指令する注入指令信号を出力し、この注入指令信号に基
づいて模擬部分放電信号の注入を行わせることが望まし
い。さらに、第１の電極及び第２の電極としては、同一
の種類の電極を使用することが可能であるが、異なる種
類の電極を使用することも同様に可能である。

【００１５】一方、本発明による部分放電測定装置は、
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
してなり、且つ、前記接地金属容器を電気的に分割する
絶縁スペーサの内部または接地金属容器の内部に、接地
金属容器と絶縁した状態で、複数個の埋設電極または浮
遊電極を設けたガス絶縁機器の内部に発生する部分放電
の測定を行う部分放電測定装置であって、且つ、以下の
特徴を有し、前記試験方法に適合する装置である。すな
わち、本発明の部分放電測定装置は、まず、複数個の埋
設電極または浮遊電極のうちの一つである第１の電極に
接続され、ガス絶縁機器の内部に発生する部分放電を検
出する検出部を有する。加えて、第１の電極とは離れた
位置にある他の埋設電極または浮遊電極のうちの一つで
ある第２の電極に接続され、模擬部分放電信号を発生
し、この模擬部分放電信号を第２の電極を介してガス絶
縁機器内部に注入する模擬部分放電信号発生器を有す
る。さらに、模擬部分放電信号発生器に対して、模擬部
分放電信号のガス絶縁機器内部への注入を指令する注入
指令信号を出力し、この注入指令信号に基づいて模擬部
分放電信号の注入を行わせる注入指令部を有する。

【００１６】

【作用】以上のような構成を有する本発明の部分放電測
定装置の試験方法を採用した場合には、模擬部分放電信
号発生器を、絶縁スペーサの埋設電極などの、接地金属
容器とは絶縁された状態の埋設電極または浮遊電極に単
に接続して、この電極を介して模擬部分放電信号を注入
するだけで、容易に試験を行うことができる。従って、
模擬部分放電信号発生器を接続するために、ガス絶縁機
器の分解やガス処理を行う必要がないため、容易に試験
を行うことができ、且つ、機器の信頼性を低下する恐れ
がない。また、試験時に主回路を停止する必要もないた
め、実際の運用状態においても試験を行うことができ、
好都合である。

【００１７】特に、部分放電測定装置または他の制御装
置から、模擬部分放電信号発生器に対して注入指令信号
を出力し、この注入指令信号に基づいて模擬部分放電信
号の注入を行わせるように構成した場合には、実際の運
用状態において、自動的に測定試験を行うことができ、
実用性に優れている。

【００１８】

【実施例】以下に、本発明による部分放電測定装置の試
験方法の代表的な一実施例について、図１を参照して具
体的に説明する。この場合、図１は、図２に示した従来
技術と同様の一般的なガス絶縁機器に本発明を適用した
実施例を示す模式的断面図であり、図２と同一部分には
同一符号を付している。

【００１９】図１に示すように、接地金属容器１は、絶
縁スペーサ２によって電気的に分割され、長手方向に連
結されている。また、接地金属容器１内には、図示して
いない送電線路に電気的に接続された高電圧充電部であ
る中心導体３が絶縁スペーサ２によって支持されてい
る。この絶縁スペーサ２には、検電用の埋設電極４ａが
設けられ、この埋設電極４ａと接地金属容器１との間に
は、浮遊容量Ｃ２が存在し、この浮遊容量Ｃ２は、コン
デンサ５として示されている。そして、このコンデンサ
５の両端子には、信号引き込み線６を介して部分放電測
定装置検出部７が接続されている。この場合、絶縁スペ
ーサ２の埋設電極４ａが、本発明における第１の電極に
相当する。また、図中Ｃ１は、埋設電極４ａと中心導体
３との間に存在する浮遊容量を示している。なお、ここ
までの構成は、図２に示した従来技術と同様である。

【００２０】さらに、本実施例においては、部分放電測
定装置検出部７からの出力は、光ケーブル９によって部
分放電測定装置受信部１０に伝送されるようになってい
る。一方、模擬部分放電信号発生器８は、部分放電測定
装置検出部７が設置されている絶縁スペーサ２とは異な
る他の絶縁スペーサ１１に接続されている。すなわち、
模擬部分放電信号発生器８は、この絶縁スペーサ１１の
埋設電極４ｂによって形成されたコンデンサ５の両端子
に、信号注入線１２を介して接続されている。この場
合、絶縁スペーサ１１の埋設電極４ｂが、本発明におけ
る第２の電極に相当する。また、部分放電測定装置受信
部１０は、一定周期毎に自動的に注入指令信号を出力す
るように設定されている。部分放電測定装置受信部１０
から出力された注入指令信号は、電気／光変換部（Ｅ／
Ｏ変換部）１３、光ケーブル９、及び光／電気変換部
（Ｏ／Ｅ変換部）１４を順次介して伝送され、模擬部分
放電信号発生器８へ入力されるようになっている。

【００２１】そして、本実施例は、以上のような構成に
おいて、部分放電測定装置検出部７の試験を行うもので
あり、以下には、この試験方法について説明する。

【００２２】まず、ガス絶縁機器の内部部分放電は、そ
の立ち上がりが数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１０００
ＭＨｚにまで及ぶ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１内に
収納されているため、この接地金属容器１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１が導波管として作用することに
なる。すなわち、部分放電により発生した信号は、接地
金属容器１内を伝播する。従って、このような電磁波の
信号を検出すれば、部分放電の有無を判定することが可
能となる。最近では、このような原理に基づいて高周波
帯域を検出する部分放電測定装置が提案されているの
で、本実施例においても、この種の部分放電測定装置検
出部７を使用して、部分放電信号を検出するものであ
る。

【００２３】すなわち、本実施例においては、部分放電
測定装置検出部７の試験に際し、まず、部分放電測定装
置受信部１０から、一定周期毎に自動的に注入指令信号
が出力される。この注入指令信号は、電気／光変換部
（Ｅ／Ｏ変換部）１３によって光信号に変換され、光ケ
ーブル９を介して光／電気変換部（Ｏ／Ｅ変換部）１４
に伝送され、この光／電気変換部（Ｏ／Ｅ変換部）１４
によって再び電気信号に変換された後、模擬部分放電信
号発生器８へ入力される。

【００２４】次に、模擬部分放電信号発生器８において
は、この注入指令信号に基づき模擬部分放電信号（図１
中の模擬信号に相当する）が生成され、この模擬部分放
電信号は、信号注入線１２を介して絶縁スペーサ１１内
の埋設電極４ｂと接地金属容器１間に注入される。注入
された模擬部分放電信号は、ガス絶縁機器の内部部分放
電の立ち上がりの数ｎｓと同等のものであるため、浮遊
容量Ｃ１及びＣ２を介してガス絶縁機器内に入った後、
実際の部分放電信号と同等の速度で図中左右へと伝播す
る。このようにして伝播した模擬部分放電信号は、もう
一方の絶縁スペーサ２における埋設電極４ａと中心導体
３との間の浮遊容量Ｃ１と、埋設電極４ａと接地金属容
器１との間の浮遊容量Ｃ２によって分圧され、信号引き
込み線６を介して部分放電測定装置検出部７で検出され
る。なお、模擬部分放電信号発生器８からガス絶縁機器
内に注入する模擬部分放電信号は、前述のように高周波
であるため、信号注入線１２の構成によって試験結果が
大きく左右されてしまう可能性がある。このため、信号
注入線１２は、極力短く、且つ同軸ケーブルのような線
間の距離が変化しないものであることが望ましい。

【００２５】さらに、部分放電測定装置検出部７で検出
された模擬部分放電信号は、光ケーブル９を介して部分
放電測定装置受信部１０に伝送される。従って、部分放
電測定装置受信部１０において、注入された模擬部分放
電信号値とこれに同期して部分放電測定装置検出部７で
検出された模擬部分放電信号とを比較することにより、
部分放電測定装置システムそのものの異常の有無を自動
的に判定することができる。

【００２６】以上のように、本実施例は、部分放電測定
装置受信部１０からの注入指令信号に基づき、模擬部分
放電信号発生器８にて模擬部分放電信号を生成し、この
信号を、絶縁スペーサ１１の埋設電極４ｂに注入する方
法であるため、図２に示した従来技術のようにガス絶縁
機器の分解やガス処理を行う必要がなく、容易且つ自動
的に部分放電測定装置検出部７の試験を行うことがで
き、且つ、機器の信頼性を低下する問題もない。特に、
既設の機器に部分放電測定装置を適用する際などにおい
て、場合によっては、適用機器を停止させることなく、
検出特性の確認及び検出器の感度調整などを、現地にて
容易且つ自動的に行うことが可能である。

【００２７】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、例えば、部分放電測定装置及び模擬部分
放電信号発生器に接続する電極は、絶縁スペーサの埋設
電極に限らず、接地金属容器に対して絶縁された状態で
設けられた埋設電極または浮遊電極である限り、その具
体的な構成は適宜選択可能であり、その配置箇所も自由
に選択可能である。また、前記実施例においては、部分
放電測定装置に接続する電極と、模擬部分放電信号発生
器に接続する電極として、共に、絶縁スペーサの埋設電
極という同じ種類の電極を使用したが、本発明は、これ
に限定されるものではなく、異なる種類の電極を使用す
ることも同様に可能であり、同様に優れた作用効果を得
られるものである。さらに、本発明は、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なるガス絶
縁機器である限り、どのような配置構成のガス絶縁機器
に対しても同様に適用可能である。

【００２８】ところで、前記実施例においては、部分放
電測定装置受信部から注入指令信号を出力するように構
成したが、模擬部分放電信号発生器に対する注入指令信
号の出力は、受信部とは別に設けた制御部、あるいは他
の制御装置によって行うことも可能であり、その場合に
も、同様の作用効果を得られる。また、注入指令信号を
自動的に出力せず、マニュアル操作にて出力する構成
や、さらには、注入指令信号自体を使用せず、マニュア
ル操作にて直接的に模擬部分放電信号発生器を動作さ
せ、模擬部分放電信号を生成することも可能である。

【００２９】一方、本発明において、ガス絶縁機器内に
注入した模擬部分放電信号と測定された模擬部分検出信
号とを具体的に比較する方法は適宜選択可能であり、例
えば、部分放電測定装置受信部の中に比較・演算回路を
設けたり、あるいは、この受信部とは別に処理部を設け
たり、さらに測定装置の外部に別に設けた装置で処理を
行うことも可能である。同様に、部分放電測定装置の他
の構成部分や、制御装置などの周辺装置または上位装置
の構成は適宜選択可能である。すなわち、本発明は、ガ
ス絶縁機器に設けられた第１の埋設電極または浮遊電極
に部分放電測定装置検出部を接続すると共に、第２の埋
設電極または浮遊電極に模擬部分放電信号発生器を接続
し、模擬部分放電信号をガス絶縁機器内に注入するとい
う特徴を有する試験方法である限り、その具体的な装置
構成や周辺構成は自由に選択可能であり、同様に優れた
作用効果を得られるものである。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明においては、
模擬部分放電信号発生器をガス絶縁機器に設けた埋設電
極または浮遊電極に接続し、この電極を介して模擬信号
を注入することにより、従来技術では必要とされていた
ガス絶縁機器の分解やガス処理を不要として、且つ、試
験時における主回路の停止も不要とすることにより、機
器の高信頼性を維持可能で、しかも、容易に部分放電測
定装置の試験を行うことができ、さらに、実際の運用状
態においても試験を行うことができるような、優れた部
分放電測定装置及びその試験方法を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による部分放電測定装置の試験方法の代
表的な一実施例を示す模式的断面図。

【図２】従来の部分放電測定装置の試験方法の一例を示
す模式的断面図。

【図３】従来の部分放電測定装置の試験方法の他の一例
を示す模式的断面図。

【符号の説明】

１…接地金属容器 ２…絶縁スペーサ ３…中心導体（高電圧充電部） ４，４ａ，４ｂ…埋設電極 ５…コンデンサ ６…信号引き込み線 ７…部分放電測定装置検出部 ８…模擬部分放電信号発生器 ９…光ケーブル １０…部分放電測定装置受信部 １１…絶縁スペーサ １２…信号注入線 １３…電気／光変換部（Ｅ／Ｏ変換部） １４…光／電気変換部（Ｏ／Ｅ変換部）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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なるガス絶縁機器に接続される検出
   部を備え、この検出部からの出力信号に基づきガス絶縁
   機器の内部に発生する部分放電の測定を行う部分放電測
   定装置の試験方法において、前記接地金属容器を電気的
   に分割する絶縁スペーサの内部または接地金属容器の内
   部に、接地金属容器と絶縁した状態で、複数個の埋設電
   極または浮遊電極を設け、この複数個の埋設電極または
   浮遊電極のうちの一つである第１の電極に、部分放電測
   定装置の検出部を接続し、且つ、第１の電極とは離れた
   位置にある他の埋設電極または浮遊電極のうちの一つで
   ある第２の電極に、模擬部分放電信号発生器を接続し
   て、この模擬部分放電信号発生器にて発生した模擬部分
   放電信号を、第２の電極を介してガス絶縁機器内部に注
   入することを特徴とする部分放電測定装置の試験方法。
2. 【請求項２】 前記部分放電測定装置または他の制御装
   置から、模擬部分放電信号発生器に対して、模擬部分放
   電信号のガス絶縁機器内部への注入を指令する注入指令
   信号を出力し、この注入指令信号に基づいて模擬部分放
   電信号の注入を行わせることを特徴とする請求項１に記
   載の部分放電測定装置の試験方法。
3. 【請求項３】 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なり、且つ、前記接地金属容器を電
   気的に分割する絶縁スペーサの内部または接地金属容器
   の内部に、接地金属容器と絶縁した状態で、複数個の埋
   設電極または浮遊電極を設けたガス絶縁機器の内部に発
   生する部分放電の測定を行う部分放電測定装置におい
   て、前記複数個の埋設電極または浮遊電極のうちの一つ
   である第１の電極に接続され、ガス絶縁機器の内部に発
   生する部分放電を検出する検出部と、第１の電極とは離
   れた位置にある他の埋設電極または浮遊電極のうちの一
   つである第２の電極に接続され、模擬部分放電信号を発
   生し、この模擬部分放電信号を第２の電極を介してガス
   絶縁機器内部に注入する模擬部分放電信号発生器と、模
   擬部分放電信号発生器に対して、模擬部分放電信号のガ
   ス絶縁機器内部への注入を指令する注入指令信号を出力
   し、この注入指令信号に基づいて模擬部分放電信号の注
   入を行わせる注入指令部とを有することを特徴とする部
   分放電測定装置。