JPH0821865A - 部分放電検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＧＩＳに設けられたポスト形絶縁スペーサの
接地側脚部周辺あるいは接地側脚部に直接検出電極を取
り付けることによって、部分放電検出装置取り付け専用
のタンク構造やスペースを不要として機器の高信頼性を
維持する。 【構成】 接地タンク１にはポスト形絶縁スペーサ３を
取り付けるためのボス６とこのボス６の開口部を塞ぐフ
ランジ７が設けられている。ポスト形絶縁スペーサ３の
基部はこのフランジ７に固定され、フランジ７と共にボ
ス６に固定される。また、ポスト形絶縁スペーサ３の接
地側脚部周囲には検出電極８が取り付けてある。この検
出電極８はいずれとも接続されておらず、絶縁物９によ
って絶縁された状態接地タンク１に対して支持されてい
る。検出電極８の検出信号を外部に取り出すための気密
端子１０にはリード線１１が接続され、このリード線１
１がタンクに設けられた気密端子１０から外部に引き出
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＳＦ６ガス等の絶縁性
に優れたガスを絶縁媒体としたガス絶縁開閉装置内部に
おいて発生した絶縁異常を、装置内部に取り付けた部分
放電検出電極によって外部より診断することを可能とし
た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、都市近郊部における、電力供給量
の増加に伴う変電設備の増強化の必要性および用地の高
騰による用地確保の難しさにより、変電所を構成する開
閉装置としてガス絶縁開閉装置（以下ＧＩＳと称する）
が広く普及している。このＧＩＳは、図７にその一例を
示すように、高電圧導体２をＳＦ６ガス等の絶縁性ガス
と共に接地電位の密閉形金属容器（以下接地タンクと称
する）１内に封入し、この高電圧導体２を接地タンク１
内に配置した絶縁スペーサ３，５によって容器に対して
絶縁状態で支持したものである。

【０００３】このようなＧＩＳを利用した変電所では、
導体などの高電圧部分が大気中に露出することはないた
め、高電圧部分を大気中に露出する構造を有する気中の
変電所と比較して、据え付け面積の大幅な縮小が可能と
なり、安全性が向上する。さらに、碍子や鉄構が送電線
引き込み部分以外に存在しないために、耐環境性も高
い。しかしながら、以上のような利点を有する反面、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
の増大をもたらすという欠点を有している。特に、ＧＩ
Ｓにおいて万一事故が発生した場合に予想される変電所
の一部または全体の停止が社会に与える影響は、はかり
知れない。そのため、前述の欠点を補うべく、ＧＩＳ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
時の早期検出を、ＧＩＳを構成する機器の外部から実施
が可能な予防保全システムが要求されてきた。

【０００４】機器の異常を予知する観点から発達してき
た外部診断技術、特に絶縁異常の診断技術の中で用いら
れているのは、ガス中の部分放電を検出する方法であ
る。この部分放電によって異常を検出する方法は、絶縁
物沿面および絶縁物内部の欠陥や異常、ガス中への金属
異物の混入などの検出に極めて有効である。一般にこの
部分放電の検出には、静電分圧形部分放電検出装置が用
いられることが多い。

【０００５】図５は、静電分圧形部分放電検出装置の原
理図である。この静電分圧形放電検出装置では、まずＧ
ＩＳ内部に高電圧導体２側および接地タンク１側から電
気的に浮かせた検出電極８を設置する。そしてこの検出
電極８と高電圧導体２と間の漂遊静電容量Ｃ１と、検出
電極８と接地タンク１との間に設置したコンデンサＣ２
による静電容量との相間関係によって検出電極８に誘導
される電位を外部に引き出してこれを測定する。すなわ
ち、図６は、図５の等価回路図であって、この図６に示
すように、高電圧導体２の電位は、検出電極８と高電圧
導体２との間の漂遊静電容量Ｃ１と、接地タンク１と検
出電極８との間のコンデンサＣ２によって分圧される。
高電圧導体２を伝搬してきた部分放電などによるサージ
性の電圧波も同様の分圧比で検出電極８に電位が生じ
る。したがって、この電位を外部から高速かつ正確に測
定することができれば、ＡＣ〜数１０ＭＨｚ領域までの
広い帯域でＧＩＳを伝搬する電圧波を検出することは可
能である。

【０００６】前記のような部分放電検出装置において、
検出電極をＧＩＳ内部に実装する手段には様々なものが
あるが、精度良い測定を実施できる位置に部分放電検出
電極が存在すること、またＧＩＳ内部のあらゆる位置に
おける部分放電検出電極の実装が可能であること等がポ
イントとなる。図７は、従来から用いられている部分放
電検出装置の一実施例であり、図８は、その検出部分の
拡大図である。すなわち、一般的なＧＩＳは密閉形金属
容器である接地タンク１内に収納され、この接地タンク
１はコーン形絶縁スペーサ５によって電気的に分割され
て、長手方向に連結されている。また、接地タンク１内
には、図示しない送電線路に電気的に接続された高電圧
導体２がポスト形絶縁スペーサ３及びコーン形絶縁スペ
ーサ５によって支持されている。この場合ポスト形の絶
縁スペーサ３は、接地タンク１の底部にボス６を設け、
このボス６の底部開口部を塞いだフランジ７上に支持さ
れている。さらに、図８の接地タンク１の底部には、前
記ポスト形絶縁スペーサ３用のボス６とは別に、部分放
電検出装置用のボス６１が設けられ、このボス６１の底
部を塞ぐフランジ７上に円盤状金属板からなる検出電極
８が取り付けられている。この場合、検出電極８は絶縁
物９を介してを接地タンク１から浮いた状態で支持され
ている。検出電極の信号を取り出すリード線１１は、気
密端子１０を用いて接地タンク１外部に引き出されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近では、
図７に示したようないわゆる円筒状のポスト形絶縁スペ
ーサ３がＧＩＳに多用されるようになってきた。この理
由としては、ポスト形絶縁スペーサ３の材料となるエポ
キシ樹脂の信頼性の向上、工場および現地での製造、組
立作業時の異物管理の徹底、さらに長尺なガス絶縁管路
母線の出現等が挙げられる。ポスト形絶縁スペーサ３で
高電圧導体２が支持された場合、ポスト形絶縁スペーサ
３の前後は同一のガス区画となる。円盤状のコーン形絶
縁スペーサ５は前後のガス空間を完全に分割するため
に、ポスト形絶縁スペーサ３を用いて構成されたガス空
間は、コーン形絶縁スペーサ５を用いて構成されたもの
と比較して非常に大きくなることがある。この大きなガ
ス空間内における金属異物検出を行う場合、部分放電を
部分放電サージの反射・減衰の影響を受けずに測定する
ことが必要である。したがって、部分放電をその発生し
たガス区画内にある至近の部分放電検出電極で検出する
ことが非常に重要となる。

【０００８】また、一般にポスト形絶縁スペーサは、そ
の形状故に、針状異物の沿面付着には比較的弱く、ポス
ト形絶縁スペーサ沿面の状態を工場試験時や現地据付試
験時に厳しくチェックすることは非常に有益であると考
えられる。さらにＧＩＳ内部の任意点における充電の有
無を外部測定によって判断することは、ＧＩＳの運用上
非常に重要である。

【０００９】しかし、従来技術では、図８に示したよう
に、この部分放電検出電極８を、接地タンク１における
ポスト形絶縁スペーサ３とは別に設けられたボス６１部
分に取り付ける必要があった。したがって、ポスト形絶
縁スペーサ３の適用によって部品コストの低減が達せら
れるにもかかわらず、専用のボス６１を設ける分だけ部
分放電検出装置部を含めた総合コストが増大するという
欠点があった。

【００１０】本発明は上記のような従来技術の問題点を
解消するために提案されたものであり、その目的は、Ｇ
ＩＳにおいて、ポスト形絶縁スペーサの接地側脚部周辺
あるいは直接接地側脚部に検出電極を取り付けることに
よって部分放電検出装置取り付け専用のボス構造やスペ
ースを不要とし、機器の高信頼性を維持しつつ省スペー
ス・低コストで優れた部分放電検出装置を提供すること
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の部分放電検出装置は、高電圧導体
または接地タンクとの間に静電誘導現象を生じる静電分
圧形の検出電極を備え、且つ、前記検出電極を、絶縁ス
ペーサの接地側脚部周辺に配置したことを特徴とする。

【００１２】請求項２記載の部分放電検出装置は、前記
高電圧導体との間に静電誘導現象生じる静電分圧形の検
出電極を備え、且つ、前記検出電極を、絶縁スペーサの
接地側脚部に直接固定して配置したことを特徴とする。

【００１３】

【作用】上記のような構成を有する請求項１および請求
項２記載の部分放電検出装置では、ポスト形絶縁スペー
サ接地側脚部周辺あるいは接地側脚部に直接部分放電検
出電極を取り付けることによって部分放電検出電極取り
付け専用のタンク構造やスペースが不必要となり、設置
作業も容易になる。また、ポスト形絶縁スペーサ至近に
部分放電検出電極を取り付けることで、ポスト形絶縁ス
ペーサの絶縁診断を特に集中的に行い、正確且つ効率良
く部分放電の発生領域を標定することが可能となる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明による部分放電検出装置の実施
例を図面にしたがって具体的に説明する。

【００１５】（１）第一実施例 図１に示すように、接地タンク１は、両端のコーン形絶
縁スペーサ５によって電気的に分割され、隣のガス区画
とも遮断されて長手方向に連結されている。また、高電
圧導体２はポスト形絶縁スペーサ３及びコーン形絶縁ス
ペーサ５によって支持されている。さらに、ポスト形絶
縁スペーサ３は取り付け部４において接地タンク１に固
定されている。

【００１６】図２は、図１の取り付け部４の拡大図を示
している。接地タンク１にはポスト形絶縁スペーサ３を
取り付けるためのボス６と、このボス６の開口部を塞ぐ
フランジ７が設けられている。ポスト形絶縁スペーサ３
の基部はこのフランジ７に固定され、フランジ７と共に
ボス６に固定される。また、ポスト形絶縁スペーサ３の
接地側脚部周囲には検出電極８が取り付けられている。
この検出電極８は、ポスト形絶縁スペーサ３や接地タン
ク１および高電圧導体２のいずれとも接続されておら
ず、接地タンク１に対しては絶縁物９によって絶縁され
た状態で支持されている。検出電極８の検出信号を外部
に取り出すための気密端子１０にはリード線１１が接続
され、このリード線１１がタンクに設けられた気密端子
１０から外部に引き出されている。

【００１７】このように構成された第一実施例は、以下
に述べるように作用する。すなわち、図２において、ポ
スト形絶縁スペーサ３の接地側脚部周辺に構成された検
出電極８と高電圧導体２との間には、漂遊の静電容量Ｃ
１が形成されている。ここで、高電圧導体２の電位は検
出電極８と接地タンク１との間の設けられたコンデンサ
Ｃ２とによって概略分圧される。高電圧導体２を伝搬し
てきた部分放電などによるサージ性の電圧波に対しても
同様の分圧比で検出電極に電位が生じるため、この電位
を外部から高速にかつ正確に測定することができればＡ
Ｃ〜数１０ＭＨｚ領域までの広い帯域でＧＩＳを伝搬す
る電圧波を検出することが原理的には可能である。

【００１８】この第一実施例によれば、検出精度の高い
部分放電検出装置をタンクに専用の取り付け構造を考慮
しなくとも構成することが可能となり、センサ取り付け
スペースを小さくでき、かつ総合的なコストの低減が可
能となる。さらに、第一実施例では一般的な部分放電検
出機能および充電部位の確認機能の他に、特に、検出電
極があるポスト形絶縁スペーサの絶縁異常を敏感に検出
できる。すなわち、検出電極８はポスト形絶縁スペーサ
３に至近に存在するため、Ｃ１の値はポスト形絶縁スペ
ーサ３の表面状態や内部状態に大きく依存することとな
る。例えば、これまで清浄であったポスト形絶縁スペー
サ３沿面に異物が付着した場合や内部のボイドが大きく
成長した場合等の異常がＣ１の特性を大きく変化させ、
結果として出力の電圧を変動させる。したがって、ポス
ト形絶縁スペーサ３の絶縁異常は、ただちに検出電極８
からの信号の異常として外部から検出することが可能で
ある。また同時に、当該部位の充電の有無の検出やポス
ト形絶縁スペーサの絶縁診断を集中的に行うことが可能
となる。

【００１９】（２）第二実施例 第二実施例の構成を図３に示す。なお、第二実施例は、
ポスト形絶縁スペーサ３の接地側脚部に検出電極８を直
接取り付け、接地タンク１および高電圧導体２からの絶
縁および電極の支持をポスト形絶縁スペーサ３に兼用さ
せた例である。第二実施例における検出電極８と接地タ
ンク１および高電圧導体２との電気的な接続関係は、第
一実施例で説明したものと同様であり、図１、図２と同
一部分には同一符号を付し、説明を省略する。

【００２０】この第二実施例では、図３に示すように検
出電極８から外部にリード線１１を引き出すにあたっ
て、ポスト形絶縁スペーサ３の内部および気密端子１０
を通過している。

【００２１】また、第二実施例においては、図４に示す
ようにこれとは別の接続手段でリード線１１を外部に引
き出すことができる。すなわち、ポスト形絶縁スペーサ
３の上下面は通常機械的剛性を確保するためや界面電界
の制御を目的とした金属性の埋め込み電極１３によって
終端されている。ここで、埋め込み電極１３と検出電極
８をポスト形絶縁スペーサ３内部にて接続し、この埋め
込み電極１３とフランジ７の間には絶縁物９を挿入し、
埋め込み電極１３から直接気密端子１０を介して接地タ
ンク１と接続しないようにしてリード線１１を引き出し
ている。

【００２２】このように第二実施例では、ポスト形絶縁
スペーサ３の接地側脚部に直接検出電極８を取り付け、
接地タンク１および高電圧導体２からの絶縁および電極
の支持をポスト形絶縁スペーサ３に兼用させているの
で、第一実施例にも増して総合的なコストの低減が可能
となる。また、その他に関しても第一実施例と同様の効
果が得られることは言うまでもない。

【００２３】

【発明の効果】以上の通り、本発明によればポスト形絶
縁スペーサの接地側脚部周辺あるいは接地側脚部に直接
に部分放電検出電極を取り付けることで、部分放電検出
電極取り付け専用のタンク構造やスペースが不必要とな
るため、設置作業が簡略化し、省スペースでかつ部分放
電検出電極取り付けのための総合コストの低減化が可能
となる。また、ポスト形絶縁スペーサの至近に部分放電
検出電極を取り付けることで、ポスト形絶縁スペーサの
絶縁診断を特に集中的に行うことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例を示す断面図。

【図２】（Ａ）図１の部分放電検出電極部分の拡大断面
図。 （Ｂ）（Ａ）における検出電極スペーサ取り付け部の拡
大横断面図。

【図３】本発明の第二実施例を示す部分放電検出電極取
り付け部分の拡大断面図。

【図４】第二実施例における部分放電検出電極取り付け
部分の変形例を示す拡大断面図。

【図５】静電容量形部分放電検出装置の原理図。

【図６】図５の部分放電検出装置の等価回路図。

【図７】従来の実施例を示す断面図。

【図８】（Ａ）は従来の実施例の部分放電検出電極部分
の拡大縦断面図。（Ｂ）は（Ａ）における検出電極スペ
ーサ取り付け部の拡大横断面図。

【符号の説明】

１…接地タンク ２…高電圧導体 ３…ポスト形絶縁スペーサ ４…部分放電検出電極取り付け部 ５…コーン形絶縁スペーサ ６…ボス ６１…ボス ７…フランジ ８…検出電極 ９…絶縁物 １０…気密端子 １１…リード線 １２…埋め込み電極 １３…絶縁物

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高電圧導体を絶縁性ガスと共に接地電位
   の密閉形金属容器内に封入し、この高電圧導体を前記密
   閉形金属容器内に固定した絶縁スペーサによって絶縁し
   た状態で支持してなるガス絶縁開閉装置の内部に発生す
   る部分放電を検出する部分放電検出装置において、 前記高電圧導体または接地電位の密閉形金属容器との間
   に静電誘導現象を生じる静電分圧形の検出電極を備え、
   且つ、前記検出電極を前記絶縁スペーサの接地側脚部周
   辺に配置したことを特徴とする部分放電検出装置。
2. 【請求項２】 高電圧導体を絶縁性ガスと共に接地電位
   の密閉形金属容器内に封入し、この高電圧導体を前記密
   閉形金属容器内に固定した絶縁スペーサによって絶縁し
   た状態で支持してなるガス絶縁開閉装置の内部に発生す
   る部分放電を検出する部分放電検出装置において、 前記高電圧導体との間に静電誘導現象を生じる静電分圧
   形の検出電極を備え、且つ、前記検出電極を前記絶縁ス
   ペーサの接地側脚部に直接固定して配置したことを特徴
   とする部分放電検出装置。