JPH065648Y2

JPH065648Y2 - 開閉機器の異常検出装置

Info

Publication number: JPH065648Y2
Application number: JP1987139775U
Authority: JP
Inventors: 忠就前田; 英二川越; 秀隆興梠; 宏之平河; 昇一広兼; 賢治加藤; 誠治小林; 巖萩野
Original assignee: Kansai Electric Power Co Inc
Current assignee: Kansai Electric Power Co Inc
Priority date: 1987-09-11
Filing date: 1987-09-11
Publication date: 1994-02-09
Anticipated expiration: 2002-09-11
Also published as: JPS6444478U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ガス絶縁開閉装置の内部に発生する部分放電
などを検出する機器の異常検出装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

第４図は例えば、実公昭58-855号公報に示された従来の
ガス絶縁開閉機器の異常検出装置の取付図である。図に
おいて、(1)はガス絶縁開閉機器の金属製の接地容器、
(2)は中心導体、(3)はブッシング、(4)(5)は接地架台、
(6)は気中接続導体、(7)は検出電極、(8)は接地容器(1)
と検出電極(7)とを絶縁する誘電体、(9)は検出ケーブ
ル、(10)は接地容器(1)と検出電極(7)との間の静電容量
と共振するリアクトル、(11)はリアクトル(10)の両端の
電圧を検出する測定器を示す。

次に、動作について説明する。接地容器(1)の内部に異
常が発生し、部分放電を生じた場合は、中心導体(2)に
進行波を生じ、これに伴ない接地容器(1)にも進行波を
生ずる。“Ａ”点で発生した部分放電は中心導体(2)に
電位変動を発生させ、それが左右に進行波として進行す
る。そして、接地容器(1)の不連続点であるブッシング
(3)に達して接地容器(1)に電位変動を与え、それが接地
容器(1)の外部の進行波を生ずる。その接地容器−大地
間の電位変動を誘電体(8)で絶縁取付する検出電極(7)と
誘電体(8)とリアクトル(10)で構成する検出回路(12)を
設けることによって計測し、その電圧信号を測定器(11)
により増巾、選別して判定を行うことができる。

第５図は第４図における検出機構を示す構成図である。
図において、(13)は電源側をみた中心導体(2)の等価的
なインダクタンス、(14)は中心導体(1)の大地間静電容
量、(4a)(5a)はそれぞれ接地架台(4)のインダクタン
ス、(8a)は接地容器(1)と電極(7)との間の静電容量であ
る。

電位変動は、接地容器(1)の開閉装置内部での往復反射
によるものと、第６図の電源側を見た等価的なインダク
タンス(13)と大地間静電容量(14)で表わされる電源を回
わる大きなループによるものがある。電位変動の周波数
としては、前者が数MHz以上、後者が数百KHz程度の数値
になるのが一般である。従来の検出回路(12)は誘電体
(8)とリアクトル(10)とによって構成される同調周波数
として、第６図の回路による電位変動を検出する様に１
MHz程度となっていた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

従来の異常検出装置は、以上のように電源からの再充電
回路成分を検出するため、周波数が低く、減衰も遅くな
ること。更に接地線を含むループ回路が大きく、架空線
等の気中導体から発生するコロナ放電や、中波放送電波
をひろい易く、その分離ができないため、小さな内部部
分放電は判別が難しいという問題点があった。

この考案は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、外来成分を低減させ、且つ内部部分放電に
よる電位変化の信号を効果的に検出することのできる開
閉機器の異常検出装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案に係る開閉機器の異常検出装置は、20MHz〜60M
Hzの共振周波数を有するコンデンサとリアクトルとの直
列共振回路を、その共振周波数の波長の1/4以下の長さ
のケーブルを介して容器に絶縁取付部の両側の容器に接
続し、上記直列共振回路の誘起電圧を検波器で検波しそ
の信号に基づいて上記容器内の異常を検出するように構
成したものである。

〔作用〕

この考案における検出回路は、リアクトルとコンデンサ
とで構成された直列回路は、その共振周波数の波長の1/
4以下の長さのケーブルを介して容器の絶縁取付部の両
側の容器に接続する事によって共振周波数ずれや反射の
影響を受けることなく、また、架空線のコロナや、中波
放送電波等の外来ノイズが少ない状態で容器に発生する
進行波に基づく高周波電圧を検出して容器内の異常を検
出する。

〔実施例〕

ガス絶縁開閉装置の内部に放電が発生したときに生じる
パルス波は、接地容器の絶縁取付部から外部に高周波現
象を与えるので、この絶縁取付部に高周波バイパス回路
を設けて内部放電を検出するようにした装置が、昭和61
年電気関係学会関西支部連合大会講演論文集「G3-52,GI
S外部診断技術の開発（外被電極診断装置の改良）」に
示されているように、本願の発明者等によってすでに提
案されている。

この発明は、この提案された装置の原理に基づいて成さ
れたもので、以下、この考案の一実施例を図について説
明する。第１図において、(15)は中心導体(2)を保持す
る絶縁部材で、それぞれ接地容器(1)のフランジにボル
ト(16)(17)によって締付けられ、それらのボルト(16)(1
7)は互いに絶縁されて、絶縁取付部を構成している。(1
8)は過電圧抑制素子で、接続導体(19)(20)を介して各容
器(1)に接続されている。(21)は接続導体(19)(20)と接
続されたケーブルで、検出回路(12)へ接続されている。
(22)は検出回路(12)と測定器(11)とを接続したケーブル
である。

第２図は検出回路(12)を含む回路構成を示す。図におい
て、23はリアクトル(10)と共に共振回路を形成するコン
デンサ(24)(25)からなる直列共振回路、(26)はリアクト
ル(10)に誘起する入力信号を適当な大きさにする減衰
器、(27)は増巾器、(28)は波器で、必要な周波数成分
を取り出し、検波器(29)で電圧の振動波形を包絡線パル
ス状に処理するようにし構成している。この検出回路(1
2)へ測定用のケーブル(22)を接続して測定器(11)で計測
し、その結果から異常の有無を判定する、(30)は絶縁取
付部における両接地容器(1)間の等価的なコンデンサ、
(19a)(20a)は接続導体(19)(20)のもつ等価インダクタン
スである。

次に動作について説明する。内部に部分放電が発生する
と、開閉装置の接地容器(1)間の絶縁取付部には、次の
ような機構で高周波電圧が誘起される。

第３図に示す“Ａ”点で部分放電が発生すると、その電
位変動は左右に進行波となって伝播する。この時、中心
導体(2)と接地容器(1)とは同軸構成のため、電磁的結合
が強く、進行波は外部に出ないと言える。そして、図に
おいて、右進する進行波が絶縁取付部“Ｃ”に達する
と、静電容量Ｃを充電（または放電）させながら右進を
続けることになる。この静電容量Ｃが充電（あるいは放
電）することは、外部に対して一つの電源としてV_Cなる
電位変動を容器外部に及ぼすことになる。その時の変動
の周波数としては、接地容器の長さを進行波が往復反射
することによって生じる。進行波はほぼ光速で伝播する
ため、例えば、接地容器の長さを５ｍないし15ｍとする
とないし5MHzとなる。そのため、接地容器間電圧V_Cを検出
するため、ここに同調回路をもつ検出部を設けるには、
その共振周波数を上記ｆ値以上例えば20〜60MHz程度と
することが望ましい。

同調回路の減衰時定数は部分放電に起因する信号として
検出するに都合の値にされ、実施例では、0.02〜0.1ms
程度になる様に選定した。その振動波形を増巾後20〜60
MHzの同調回路の周波数に近い周波数の波器を通す。
これは気中コロナ等外部よりGISに侵入する電位変動の
周波数成分が数百KHz〜数MHzのため、波器の出力電圧
として小さくすることになり、外来成分との分離能を大
きくする。波器の出力電圧は次の包絡線検波回路で波
高時間0.02〜0.1ms程度のパルス波形に成形される。

さらに、この進行波による発生機構から、中心導体にサ
ージが侵入して来てもV_Cに電圧が発生することであり、
直列に接続された離れた接地容器で生じた部分放電でも
検出できるといえる。一方開閉機器（断路器や接地開閉
器）の操作、雷サージの侵入では、V_Cの電圧が数十KVに
達する可能性がある。そのため、検出回路(10)の前段に
発生サージ電圧を数KV以下に制限する電圧抑制素子(18)
を絶縁取付部に取り付けるのが有効である。抑制素子と
しては、過電圧の印加時に速い応答で低抵抗となり、サ
ージが数μｓで減衰した後、商用周波の続流を流さない
酸化亜鉛形素子などが望ましい。さらに、第２図に示す
ように電圧抑制素子(18)を取り付けのための接続導体(1
9)(20)はインダクタンス(19a)(20a)を有し、高周波電流
に対し電圧を上昇させるため、抑制素子の端子近傍に検
出ケーブル(21)の接続を行うようにしている。

このように構成すると、架空線のコロナ、中波放送電波
等の外来ノイズは、容器の接地線を伝って大地へ流れ、
検出されることが少なくなる。

検出ケーブル(21)の長さは、その静電容量による共振周
波数ずれや、反射の影響を少くするため、使用周波数に
対する波長の1/4より短くすることが有効である。実施
例では、40MHzで共振させているため、その長さは波長
が約７ｍであるので、１ｍ以下が望ましいといえる。こ
の事は、狭い場所での測定や、いくつかの検出部を１個
所で同時に測定する場合に不都合となるため、本考案で
は、検出部で高周波検出波形を包絡線検波して出力し、
その出力ケーブルを長く延長して測定部に接続できるよ
うに検出部を構成した。この様に構成することで、検出
部として小形にすることができ、検出部のみを絶縁取付
近傍の開閉装置の架台等に固定し、検出ケーブルを接続
し、出力ケーブルは広い場所まで延長して測定すること
ができる。

上記の実施例では、可搬形の測定器として構成したが、
検出部を必要数ガス絶縁開閉装置に設置し、それらを集
合して開閉装置全体の異常を常時監視する装置のセンサ
部として利用できる。

また、出力ケーブルを開閉装置ヤードの外側まで延長す
るなど、長くなる場合は、検出部で検波されパルス巾が
広くなっているため、容易に電圧−光変換を行え、検出
部の検波部の後に光変換部を設けることで、光ケーブル
による信号電送で測定部へ送ることができる。

〔考案の効果〕

以上のように、この考案によれば20〜60MHzの共振周波
数を有するコンデンサとリアクトルとの直列共振回路
を、その共振周波数の波長の1/4以下の長さのケーブル
により絶縁部材を介して結合された２つの容器間に接続
し、この直列共振回路の誘起電圧を検波器で検出しその
信号に基づいて容器内の異常を検出するようにしたの
で、共振周波数ずれや反射の影響を大きく受けることな
く内部部分放電により容器間に発生する高周波電圧を検
出し、もって従来の装置のように外来ノイズの影響を大
きく受ける事なく効果的にガス絶縁電気装置の異常を検
出する事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の構成を示す構成図、第２図は検出回路
周辺の等価回路を示す構成図、第３図は接地容器間に電
圧が誘起する機構を示す説明図である。第４図は従来の
異常検出装置の取付状態を示す構成図、第５図は第４図
における検出機構を示す構成図、第６図は第５図の等価
回路を示す構成図である。図において、(1)は接地容
器、(2)は中心導体、(10)はリアクトル、(11)は測定
器、(12)は検出回路、23は直列共振回路、(24)(25)はコ
ンデンサである。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者平河宏之兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社伊丹製作所内 (72)考案者広兼昇一兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社伊丹製作所内 (72)考案者加藤賢治兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社伊丹製作所内 (72)考案者小林誠治兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社伊丹製作所内 (72)考案者萩野巖兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社伊丹製作所内 (56)参考文献特開昭61−147170（ＪＰ，Ａ) 実開昭60−135675（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】中心導体と、該中心導体を収容し、絶縁性
ガスが充填され互に連結され接地される複数の容器と、
連結される容器の端部間に介在され、該容器端部間を絶
縁するとともに、中心導体を支持する絶縁部材と、上記
絶縁部材により絶縁された容器端部間にケーブルを介し
て接続された共振周波数が20〜60MHzのコンデンサとリ
アクトルからなる直列共振回路と、該直列共振回路の誘
起電圧を検波する検波器と、該検波器の出力信号に基づ
いて上記容器内の異常を検出する測定器とを備えたこと
を特徴とする開閉機器の異常検出装置。
【請求項２】容器端部間と直列共振回路とを直列共振回
路の共振周波数20〜60MHzの１／４波長以下の長さの接
続ケーブルで接続したことを特徴とする実用新案登録請
求の範囲第１項に記載の開閉機器の異常検出装置。