JPH0875813A - 絶縁診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 取扱い容易且つ外部ノイズの影響をうけにく
い絶縁診断装置を提供すること。 【構成】 被測定通電電流の正極性電流測定部と、負極
性電流測定部とを備えるとともにこれらの両測定部によ
って測定された電流値の表示部を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高電圧電気機器の絶縁
異常の有無を検出する絶縁診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】変電所あるいは開閉所等においては各種
の高電圧機器が使用される。これらの高電圧機器は使用
時の異常を未然に防止するため、各種の診断装置が開発
されている。特に、密閉した容器内に絶縁性のガス、例
えばＳＦ6 ガスを加圧封入したガス絶縁機器において
は、機器内部の状態は目視などにより外部から直接把握
できないため、何等かの手段を用いて内部の機器状態を
監視することが、信頼性を確保する上で必要不可欠であ
る。中でも、何等かの電気的異常に伴って発生する部分
放電を検出することは、機器内部の絶縁劣化や電気的な
接続不良あるいは金属異物の混入の有無などを知ること
ができ極めて重要である。

【０００３】さて、機器の内部において部分放電が発生
すると、部分放電特有の直流分から数ギガヘルツに至る
広い周波数帯域かつ時間的変動を伴う不特定な周波数成
分を含む電気信号を生ずる。従来、こうした部分放電信
号を検出するため、同調型、高帯域、狭帯域などの部分
放電計測器が開発実用化されてきた。これらの計器の特
徴は、部分放電に含まれる高周波成分例えば、数百キロ
ヘルツや数十メガヘルツあるいは数百メガヘルツの周波
数成分を電気的に検出するものであり、極めて高感度の
ものが製作実用化されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方において、部分放
電の計測においては放送波やサイリスタなどを使用した
各種の電気機器から発生する外部ノイズの存在が常に問
題となる。こうした場合には部分放電信号と外部ノイズ
との区別が難しくなり検出感度が低下するという問題を
有している。

【０００５】こうした欠点を補う方法として、スペクト
ルアナライザを用いて検出周波数を広範囲にわたって変
化させ最適な周波数を取捨選択する方法が考えられる
が、計測器そのものが高価であり経済的に不利となる欠
点を有していた。また、その取扱いには高度な専門性を
要するため、汎用性に欠けるという問題点もあった。

【０００６】本発明は、以上の欠点を解消するために提
案されたものであり、簡易構成で取扱いが容易でありな
がら、外部のノイズの影響を受けにくい絶縁診断装置を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は被測定通電電流
の正極性電流測定部と、前記通電電流の負荷性電流測定
部とを備えるとともにこれらの両測定部によって測定さ
れた電流値の表示部を備えることを特徴とする。

【０００８】

【作用】以上の構成により、簡易構成でありながら外部
ノイズの影響を受けにくい絶縁診断が可能となる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を図面を参照しながら説明す
る。本発明による回路構成を図１に示す。図１におい
て、整流素子１，２が端子７に対して互いに逆向きに接
続されている。そして、整流素子１には電流計３が直列
に接続され、整流素子１を流れる電流を測定できるよう
に構成されている。また、電流計３には必要に応じて平
滑用のコンデンサ５が並列に挿入されている。一方、整
流素子２には電流計４が直列に接続され、必要に応じて
平滑用コンデンサ６が電流計４と並列に接続されてい
る。そして電流計３，４の一端は端子８に共通に接続さ
れている。なお、ここでの電流は直流分を測定するた
め、電流計としては直流電流計を用いている。

【００１０】本実施例によれば、端子７と８との間には
正負両極性の電流成分が流れるが、整流素子１側には整
流素子１の作用により正極性の電流成分のみが、また整
流素子２側には整流素子２の作用により負極性の電流成
分が流れる。そして整流素子１を流れる電流は直列に接
続された電流計３により測定される。また、整流素子２
を流れる電流は直列に接続された電流計４により測定さ
れる。また、コンデンサ５，６は電流計３，４に流れる
電流に対して高周波成分のバイパス機能ならびに電流の
脈動を抑制する作用を有する。本回路構成によれば、も
し前述した極性効果がなければ両者の電流計の指示値は
等しくなるが、たとえば部分放電による電流に対しては
極性効果のため、指示値は異なり、この差から極性効果
の有無を判定できる。すなわち、部分放電発生の有無を
判別することが可能となる。この場合、電流計の指示値
は平滑コンデンサ５，６によりほぼ直流成分となり、外
部雑音である放送波や各種の制御機器から発生する外部
ノイズは、コンデンサの持つ積分作用により平均化され
ると共に、商用周波の電源に対してはその平均値は電流
計の指示値の差をとることにより相殺され外部雑音とし
ては検出されなくなる。

【００１１】なお、本回路においては正極性と負極性の
電流成分を分離してその大きさを直接測定できるという
特徴を有している。このため、放電の極性効果に基づく
電流成分を正極性と負極性に分離した後、直流成分に変
換して検出することにより、放電の極性効果を直接測定
できると共に、従来問題となっていた外部ノイズをキャ
ンセルすることが可能であり、部分放電に対する検出感
度を増すことができる。

【００１２】図２は本発明の他の実施例を例解するもの
である。交差コイル９には整流素子１により正極性の電
流成分が、また、交差コイル10には整流素子２により負
極性の電流成分が流れるようになっている。そしてメー
タの指示値は両者コイルの駆動力の差に比例して指示が
なされる。本実施例によれば、極性効果による電流値の
差成分を直読することが可能である。すなわち、差動型
であるため、検出感度をさらに高めることができる。

【００１３】なお、必要に応じて交差コイルと並列に平
滑用のコンデンサを付加することにより高周波成分のバ
イパス機能ならびに脈動の低減を図ることができる。図
３は本発明に係る絶縁診断装置をガス絶縁母線の接地回
路へ適用した例を示している。図において、タンク21内
部には高電圧導体がＳＦ6 ガス等の絶縁性ガスと共に収
納されている。タンク21は接地線22により接地がなされ
ているが、本発明の絶縁診断装置を接地線の途中に付加
することによりタンク内部の極性効果に基づく被測定通
電電流の電流成分を検出することができこれにより絶縁
診断を行うことができる。

【００１４】なお、ここでは高電圧機器の例としてガス
絶縁母線を取り上げたが、本発明は一般の種々の高電圧
機器に適用可能であることは原理からして明かである。
一般に、高電圧機器の絶縁に有害となる部分放電は、電
圧を一定とした場合、電圧の極性により、放電の様相が
異なるいわゆる極性効果を有している。

【００１５】図４は、一例として直流電圧に対する針対
平板電極の電圧と放電電流との関係を模式的に描いたも
のである。本図から、明かなように針対平板電極のよう
に不平等電界が形成される電極構成においては電圧を一
定とした場合、正極性に比べて負荷性の方が放電電流が
大きいことがわかる。

【００１６】一方、交流電圧の場合には、半波毎に正極
性と負極性が現れるが、この場合にも放電の様相は基本
的には直流の場合の正極性と負極性の放電が交互に繰り
返されると考えることができる。すなわち、正極性に比
べて負極性の方が放電電流が大きい。なお、ここに述べ
た極性効果については電極構成や部分放電の性質により
千差万別であるが、電流の極性別に平均値が異なる点で
は共通性を有している。

【００１７】さて、電極構成が例えばガス絶縁開閉装置
で用いられているような同軸円筒電極構成の場合には、
電界分布が準平等電界分布となる。こうした電極構成に
対して交流電極が印加された場合、回路には充電電流が
流れるが、その流れ方は正極性と負極性で差がない。す
なわち、極性効果は存在しない。一方、部分放電が発生
した場合には電流に対する極性効果が生じる。したがっ
て、交流電流に含まれる極性効果の有無を検出すること
により、部分放電の発生の有無を判別できることにな
る。

【００１８】また、外部ノイズの発生要因である放送波
や各種の制御機器から発生する外部ノイズは、商用周波
交流にくらべてはるかに周波数成分が高いため、商用周
波電圧の半波毎にその値を積分操作により平均化する
と、その値はほぼ同じまたは相殺されるため、外部雑音
としては検出されなくなる。

【００１９】すなわち、本発明の実施例によれば、部分
放電の極性効果による信号成分を検出できると共に、商
用周波電圧の半周期ごとの積分操作により、従来問題と
なっていた外部ノイズをキャンセルすることが可能であ
り、部分放電に対する検出感度を増すことができる。こ
れにより部分放電発生の有無が容易になり高電圧機器の
信頼性を高めることに寄与することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上に述べた通り、本発明によれば、部
分放電が発生することにより生じる被測定電流の極性効
果を利用することにより、高電圧機器の内部絶縁状態を
知ることができる絶縁診断装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る絶縁診断装置

【図２】本発明の他の実施例に係る絶縁診断装置

【図３】絶縁診断装置をガス絶縁母線の接地回路への適
用例解図

【図４】放電電流の極性効果例解図

【符号の説明】

１，２…整流素子 ３，４…電流計 ５，６…コンデン
サ ７，８…端子 ９，１０…交差コイル ２１…タンク ２２…接地線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の絶縁機器よりの被測定通電電流の
   正極性電流測定部と、前記通電電流の負極性電流測定部
   とを備えるとともにこれらの両測定部によって測定され
   た電流値の表示部を備えることを特徴とする絶縁診断装
   置
2. 【請求項２】 前記両電流測定部は各々整流素子と電流
   計の直列回路から構成される請求項１記載の絶縁診断装
   置
3. 【請求項３】 前記電流計には各々コンデンサが並列に
   接続されている請求項２記載の絶縁診断装置
4. 【請求項４】 同一指示計器内に同一方向に巻回された
   一対の交差コイルを設け、一方の交差コイルに被測定通
   電電流の正極性電流を通電し、他方の交差コイルに前記
   通電電流の負極性電流を通電し、各々の電流値を比較表
   示可能に構成した絶縁診断装置