JPH0551105B2 - - Google Patents

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JPH0551105B2
JPH0551105B2 JP61163272A JP16327286A JPH0551105B2 JP H0551105 B2 JPH0551105 B2 JP H0551105B2 JP 61163272 A JP61163272 A JP 61163272A JP 16327286 A JP16327286 A JP 16327286A JP H0551105 B2 JPH0551105 B2 JP H0551105B2
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insulated equipment
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    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
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    • G01R31/1254Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of gas-insulated power appliances or vacuum gaps

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガス絶縁機器の絶縁試験方法に係り、
特に絶縁物表面に運転状態で有害な導電性異物が
付着した場合、これを有効に検出し、初期不良を
抑えることを目的とした絶縁試験方法に関する。
〔従来の技術〕
従来一般に、ガス絶縁機器の絶縁試験を現地で
行う場合に用いられる試験電圧は、電気協同研究
会発行の「電気協同研究第39巻第6号(昭和59年
2月)p.133」に記載されているように、商用周
波数の電圧が一般的であつた。我国においては、
出荷の際に行われる試験が十分なものと考えられ
るため、現地における試験電圧値は運転電圧の
110%相当と比較的低い値が採用されている。
一方、ガス絶縁機器においては、従来の気中絶
縁機器と異なり、微小な導電性異物の混入により
絶縁性能が著しく低下する場合がある。特に商用
周波電圧の印加状態下においては、印加時間が長
いため印加電解により導電性異物は静電力による
浮上力を受け、機器中を容易に浮遊することにな
る。すなわち、初期状態においては比較的低電界
部に隠れていた異物がこの浮上力により飛び出
し、絶縁上問題となる部分に移動する可能性があ
る。通常、このような導電性硝物がガス空間に浮
遊している場合は絶縁低下は少ないが、絶縁物の
表面に付着した場合には大幅な絶縁低下を引き起
す。したがつて、長期間の絶縁信頼性を得るため
には、現地試験電圧値をできる限り高くする必要
がある。このような観点から国外では前述の文献
に示されるように、工場試験の75〜80%の商用周
波電圧が用いられている。この値は常規運転電圧
に対し、1.7〜2倍近い値となつている。
なお、最近ハーフリエー社、技術資料E1−44、
1979年7月(HAEFELY E1−44、1979/7:K.
Feser:High Voltage testing of metal−
enclosed、gas−insulated substations on−site
with oscillating switching impulse voltage)
において論じられているように、現地試験に開閉
インパルスを使用する動きもでてきている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術においては次のような2点が問題
となつている。
(1) 現地試験電圧値 商用周波電圧により高い電圧を印加すること
は信頼性の上から最も有効であるが、運転状況
下においては商用周波過電圧は最大でも、130
%相当までであり、これ以上の電圧を印加する
ことは、通常問題にならないような異物まで危
険な状況下に移動させる恐れが大きく、厳し過
ぎる。
(2) 実際の運転状況下で加わる電圧波形 実際の運転状況下での130%以上の過電圧は
商用周波ではなく、継続時間の短い開閉インパ
ルス的な電圧波形であり、最大値は避雷器等の
制限電圧まで考える必要がある。
本発明の目的はガス絶縁機器の絶縁物の表面に
付着した導電性異物に過剰な静電浮上力を及ぼす
ことなく、商用周波数電圧波形によるのと同等の
導電性異物の検出感度を有する現地試験方法を提
供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成するために本発明は、ガス絶縁
機器の高圧部に絶縁試験電圧を印加する試験電圧
を商用周波数電圧の半周期よりも短い継続時間の
正極性および負荷性の電圧を少なくとも1回交互
に生じる波形としたことを特徴とするものであ
る。
〔作用〕
商用周波数電圧波形の半周期よりも短い継続時
間の波形の試験電圧をガス絶縁機器の高圧部に印
加することは、ガス絶縁機器の絶縁物の表面に付
着した導電性異物に過剰な静電浮上力を及ぼすこ
となく絶縁試験が実施できることを意味する。試
験電圧波形が波頭長20μs以上1000μs未満の波形で
構成されることは、商用周波数電圧による絶縁試
験と同等の導電性異物の検出感度を得るための必
要条件となつている。また短い継続時間の試験電
圧波形を負極性の正極性の電圧を交互に印加する
ことは、導電性異物の検出感度を向上するのに役
立つ。試験電圧波形の構成要素がインパルス波
形、振動を伴つたインパルス波形、減衰交流振動
波の半波形を用いても同等の導電性異物の検出感
度を得ることができる。ただし減衰交流振動半波
の波形の場合は第1波の電圧に対する極性反対の
第2波の電圧の絶対値が60%以上の値であること
が必要条件となる。絶縁試験電圧を発生させるた
めの工数は減衰交流振動波形が一番少なくて済
む。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
まず、第2図に本発明において被試験体となる
ガス絶縁機器の構成を示す。ガス絶縁機器は、接
地タンク1内の通電用の高電圧導体2が配置さ
れ、高電圧部は絶縁スペーサ20により絶縁支持
固定され、母線の気中引出部としてブツシング3
が設けられている。本発明はこのように構成され
たガス絶縁機器において、組立後の最終試験時に
ブツシング3を介して高圧の試験電圧を試験電圧
発生器10から印加するものである。
次に、第3図に本発明に係る試験電圧発生器1
0の例を示す。第3図において、交流電圧源11
から供給される交流電圧は整流器12により直流
電圧に変換され、極性切替器13を介して正およ
び負の電圧が交互になるようにスイツチングされ
た後、衝撃電圧発生器14に与えられる。
衝撃電圧発生器14は、一般に用いられるイン
パルス電圧発生器を用いる。すなわち、コンデン
サに充電した電荷をギヤツプを通して適当な波形
整形回路に放電し、所要の波形のインパルス電圧
を発生させるものである。この衝撃電圧発生器1
4から電圧印加線5を介して供試体であるガス絶
縁機器に後述する波形の試験電圧が印加される。
第4図はガス絶縁機器内の絶縁物表面に導電性
異物が付着している場合の、各種印加電圧波形と
絶縁破壊電圧について示したものである。aは商
用周波数電圧を印加した場合であり、破壊電圧は
最も低くなる。b〜eはこの破壊電圧Vaを基準
にし各種インパルス電圧印加時の破壊電圧の相対
値を示したものである。bは雷インパルス(波頭
長1.2μs、波尾長50μs)単独印加、cは雷インパ
ルス極性反転印加(正極性印加の後負極性を印
加)の場合である。aに比べそれぞれ10〜20%高
い値であり、導電性異物の検出感度が悪いことを
示している。一方、dは開閉インパルス(波頭長
20〜900μs、波尾長2500〜5000μs)単独印加、e
は極性反転印加の場合である。dの単独印加では
aの場合よりも50%以上も破壊電圧が高くなる
が、eのように極性反転することによりaと同等
の破壊電圧を示すことが実験により確められた。
すなわち、開閉インパルス電圧を正、負極性交
互に印加することにより、商用周波数電圧を印加
した場合と同等の導電性異物の検出感度が得られ
た。
一方、商用周波数電圧では電圧の継続時間が長
いため導電性異物の挙動に大きく影響を与える。
すなわち実際に起り得ないような高い電圧を印加
した場合には、通常時問題とならないような異物
まで動かしてしまい、厳しすぎることになる。こ
れに対し、商用周波数電圧の半サイクルよりも短
い継続時間の開閉インパルス電圧を数回印加した
場合には、導電性異物に与える静電力は商用周波
数電圧印加時よりも極めて小さいため、問題ない
部分の異物の動きを抑えることができ、実用から
かけ離れた厳しい状況にしなくても信頼性の高い
試験が可能になる。
試験電圧は、第1図に示すように、正極性(+
V1)、負極性(−V2)のインパルス性電圧を交互
に印加する。極性反転時の電圧印加間隔Tdは極
力短くするのが効果的であるが、数分のオーダで
も特性上問題はない。また、電圧の印加順序、印
加回数についても、1回以上の反転を実施すれば
良いわけであるが、第1図に示すように、正極性
から負極性への反転および負極性から正極性への
反転を含むことが好ましいため、最低3回の電圧
印加が望ましい。
このような電圧印加方法を可能にすることによ
り、万一導電性異物が絶縁スペーサ20等に付着
している場合には、商用周波数電圧を印加した場
合と同等の検出感度で試験を行うことができる。
第5図は印加電圧値について示したものであ
る。aは商用周波数の運転電圧Vpであり、bは
運転時発生する可能性のある商用周波数領域の過
電圧Vac、dはこのガス絶縁機器に設けられてい
る避雷器等による制限電圧Varrである。一般に、
ガス絶縁機器にはVpからVacまでの商用周波数電
圧と、VacからVarrまでのインパルス性の電圧が
加わる可能性がある。したがつて、本試験装置に
おいては、VacからVarrまでの電圧印加が推奨範
囲になる。
もし、過電圧Vac以上の商用周波数電圧を用い
て試験を行う場合には、機器にとつては苛酷な試
験条件となるため、経済的にも不利なものとな
る。
第6図は印加電圧波形について示したものであ
る。aは単純なインパルス波形、bは振動を伴つ
たインパルス波形である。第4図に示したよう
に、商用周波数電圧と同等の性能を得る場合に
は、インパルス電圧の波頭長Tfが短くてはなら
ない。実験の結果によれば、波頭長Tfは20μs以
上が望ましい。この条件が満足されれば変形の影
響はほとんどないといえる。なお、インパルス電
圧の波尾長Ttは短いほうが良く、あまり長くす
ると(5000μs以上)、商用周波数電圧の場合と同
様に導電性異物の挙動に影響するため好ましくな
い。
第7図は他の印加電圧波形例を示したものであ
る。前述のものと異なるのは、電圧波形自体が正
極性、負極性に振動する点である。波頭長Tf
前述と同様20μs以上が望ましい。また、振動波形
の第1波高値V1と逆極性第2波の波高値V2との
関係はV2/V1>0.6程度が望ましい。これは第4
図d,eに示したように、単極性印加の場合の破
壊電圧値と極性反転時の破壊電圧値が上述のよう
な比率で低下するためである。このような波形の
発生が可能な高電圧発生装置を用いた場合には、
極性反転を別途行う必要がなく、試験工程を簡略
化できる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、実際の運転状況に即してガス
絶縁機器の高圧部に、商用周波数電圧波形の半周
期よりも短い継続時間の、波頭長が20μs以上
1000μs未満のインパルス波形、振動を伴つたイン
パルス波形または減衰交流振動波の半波形の絶縁
試験電圧を、正極性および負極性に極性を変えて
少なくともそれぞれ1回交互に印加する。これに
よつて、絶縁物の表面に付着した導電性異物に過
剰な静電浮上力を及ぼすことのない、商用周波数
電圧波形と同等の導電性異物の検出感度を有す
る、ガス絶縁機器の現地試験を実施することが可
能になつた。その結果、実際には起こり得ないよ
うな過剰の商用周波数電圧の印加が避けられ、過
剰な絶縁耐力を有する機器を設計する必要がなく
なり、機器製作上の経済性も向上することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に用いられる試験電圧
の波形を示す説明図、第2図は本発明におけるガ
ス絶縁機器と高電圧発生器を示す概要図、第3図
は高電圧発生器の例を示すブロツク図、第4図は
各種の試験電圧に対する破壊電圧の分布を示す説
明図、第5図は必要電圧範囲を示す説明図、第6
図aは単純インパルス波形、bは振動を伴うイン
パルス波形を示す波形図、第7図は他の試験電圧
波形の例を示す波形図である。 1……接地タンク、2……高電圧導体、3……
ブツシング、5……電圧印加線、10……高電圧
発生器、20……絶縁物スペーサ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ガス絶縁機器の高圧部に絶縁試験電圧を印加
    する試験方法において、前記試験電圧の波形が商
    用周波数電圧波形の半周期よりも短い継続時間で
    かつ波頭長が20μs以上1000μs未満の波形であり、
    正極性および負極性の電圧を少なくともそれぞれ
    1回交互に印加するようにしたことを特徴とする
    ガス絶縁機器の試験方法。 2 特許請求の範囲第1項記載の試験方法におい
    て、前記試験電圧の波形がインパルス波形である
    ことを特徴とするガス絶縁機器の試験方法。 3 特許請求の範囲第1項記載の試験方法におい
    て、前記試験電圧の波形が振動を伴つたインパル
    ス波形あることを特徴とするガス絶縁機器の試験
    方法。 4 特許請求の範囲第1項記載の試験方法におい
    て、前記試験電圧波形が減衰交流振動波形であ
    り、振動波形の第1波高値に対する極性反対の第
    2波高値の比の絶対値が60%以上の値であること
    を特徴とするガス絶縁機器の試験方法。
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