JPH09159720A - 屋外碍子の汚損監視装置 - Google Patents

屋外碍子の汚損監視装置

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Publication number
JPH09159720A
JPH09159720A JP7316197A JP31619795A JPH09159720A JP H09159720 A JPH09159720 A JP H09159720A JP 7316197 A JP7316197 A JP 7316197A JP 31619795 A JP31619795 A JP 31619795A JP H09159720 A JPH09159720 A JP H09159720A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulator
partial discharge
component
output signal
leakage current
Prior art date
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Pending
Application number
JP7316197A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsumi Takano
哲美 高野
Takayuki Iwama
貴行 岩間
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
富士電機株式会社
Tokyo Electric Power Co Inc:The
東京電力株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd, 富士電機株式会社, Tokyo Electric Power Co Inc:The, 東京電力株式会社 filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP7316197A priority Critical patent/JPH09159720A/ja
Publication of JPH09159720A publication Critical patent/JPH09159720A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】共通の電流センサを鉄塔上に配することによっ
て、ラジオ障害電波を発生している碍子を特定できるよ
うにすることにある。 【解決手段】碍子6の表面が導電性物質で汚損したとき
に、その汚損の程度を碍子6の漏れ電流と碍子6表面で
生ずる部分放電との両者をもとにして監視する装置にお
いて、碍子6の接地側と鉄塔4との間に介装された抵抗
11が鉄塔4に載置され、この抵抗11の出力信号を漏
れ電流成分と部分放電成分とに分けて監視する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、屋外の鉄塔に吊
り下げられ送電線を支持する碍子の表面が導電性物質で
汚損したときに、その汚損の程度を監視する装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】屋外の鉄塔に吊り下げられ送電線を支持
する碍子に塩分など導電性物質が付着しその絶縁表面が
汚損すると、碍子の絶縁耐力が低下し送電に支障を来す
ともに、その碍子表面からは高周波の部分放電雑音が放
射され周囲の電気機器にラジオ障害を与える原因にもな
る。
【0003】図4は、汚損した碍子が湿潤状態にあると
きの碍子への印加電圧と碍子に流れる電流とのタイムチ
ャートである。横軸の単位時間幅Dは5msであり、縦
軸は電圧または電流である。波形1が碍子への印加電圧
であり、50ヘルツの商用周波電圧である。波形2が碍
子を流れる電流であり、漏れ電流成分2Bに部分放電電
流成分2Aが重畳している。漏れ電流成分2Bは非常に
低い周波数成分であり、50ヘルツに同期して発生す
る。一方、部分放電電流成分2Aは非常に高い周波数成
分でありパルス的に発生する。
【0004】一般に、汚損した表面が湿潤すると表面抵
抗が低下するので印加電圧と同相の電流が流れ、これが
漏れ電流になる。この漏れ電流は碍子表面を均一には流
れず、局部的に集中して流れ易く局部アークを形成す
る。この局部アークのために、碍子表面が局部的に乾燥
する。この乾燥帯に印加電圧がかかるので部分放電が発
生する。乾燥帯は周囲の雰囲気によって再び湿潤される
ので、また表面抵抗が低下する。このような現象が繰り
返されるので、漏れ電流と部分放電電流とが重畳して生
ずる。
【0005】図5は、図4の波形2を二つの電流成分に
分けて示したタイムチャートであり、それぞれ(A)は
部分放電電流成分2Aの、(B)は漏れ電流成分2Bの
タイムチャートである。図5の縦軸はいずれも電流であ
り、図5(A)の横軸の単位時間幅D1は50ns、図
5(B)の横軸の単位時間幅D2は5msである。図5
(A)における部分放電電流成分2Aは、一発のパルス
の時間軸を引き伸ばしたものであり、その第一波のパル
ス幅は約100ns程度である。なお、部分放電の現象
はこの第一波で終了しており、第二波以降の後続のパル
スは回路の振動によって生じたものである。すなわち、
部分放電電流は、数MHzの周波数成分を含んだ高周波
パルスである。一方、図5(B)における漏れ電流成分
2Bの周波数成分は1kHz以下であり、その大部分は
50ヘルツである。
【0006】図6は、従来の碍子の汚損監視装置の構成
を示す結線図である。鉄塔4が地上3に立っている。こ
の鉄塔4の腕40に碍子連6を介して送電線5が吊られ
ている。この碍子連6の接地側の碍子6Aの両端に電流
センサ72が結線されている。この電流センサ72は変
流器であり、その出力信号は、鉄塔4に沿わされた測定
線71を介して地上3まで下ろされている。測定線71
の出力信号は、電流測定器7に入力されている。一方、
地上3には、ラジオ障害電波測定器8が配され、この測
定器8からアンテナ81が張られている。
【0007】図6において、電流測定器7は、電流セン
サ72とともに商用周波用の低い周波数の電流測定用の
ものであり、1kHz以下の漏れ電流成分が測定され
る。一方、ラジオ障害電波測定器8は、部分放電によっ
て放射されるメガサイクルオーダの電波をアンテナ81
を介して検出する。電流測定器7によって、碍子の漏れ
電流成分を監視するとともに、ラジオ障害電波測定器8
によって、碍子の部分放電成分を監視している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の装置は、部分放電を電波として空間を介
して測定するので、どの碍子から部分放電が発生してい
るのか分からないと言う問題があった。アンテナ81に
指向性を持たことはできるが、一本の鉄塔には何本もの
碍子が密集して張られているので、碍子の陰になったも
のは全く分からなかった。そのために、ラジオ障害電波
を発生している碍子の対策が出来ず、周囲の電気機器に
ラジオ障害を与えたままになることもあった。
【0009】この発明の目的は、漏れ電流と部分放電と
の共通の電流センサを鉄塔上に配することによって、ラ
ジオ障害電波を発生している碍子を特定できるようにす
ることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明によれば、屋外の鉄塔に吊り下げられ送電
線を支持する碍子の表面が導電性物質で汚損したとき
に、その汚損の程度を碍子の漏れ電流と碍子表面で生ず
る部分放電との両者をもとにして監視する装置におい
て、碍子の接地側と鉄塔との間に介装された電流センサ
が鉄塔に載置され、この電流センサの出力信号を漏れ電
流成分と部分放電成分とに分けて監視するものとすると
よい。鉄塔上の各碍子に電流センサを配せば、各碍子の
汚損状況を監視することができるので部分放電を発生し
ている碍子を特定することができる。
【0011】また、かかる構成において、電流センサが
抵抗よりなり、この電流センサの出力信号が二つに分岐
され、漏れ電流成分は1kHz以上の周波数を遮断する
ローパスフイルタを介して監視され、部分放電成分は出
力信号の立ち上がり時刻から0.1μsないし1μsま
での期間に渡って積分する積分回路を介して監視されて
なるものとするとよい。部分放電電流は、持続時間が数
10ns程度なので、0.1μsないし1μsまで積分
すれば、パルス的に流れた電流を完全に蓄積することが
でき正確に部分放電電荷量を検出することができる。
【0012】また、かかる構成において、漏れ電流成分
と部分放電成分とが鉄塔上で一旦合成されるとともに光
信号に変換され、この光信号は光ファイバケーブルを介
して地上に送られ、この光ファイバケーブルの出力する
光信号が地上で再び電気信号に変換されるとともに漏れ
電流成分と部分放電成分とに分離されるものとするとよ
い。これによって、高い鉄塔に沿わす光ファイバケーブ
ルが一本で済む。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、この発明を実施例に基づい
て説明する。図1は、この発明の実施例にかかる碍子の
汚損監視装置の構成を示す結線図である。接地側の碍子
6Aの両端に抵抗11よりなる電流サンサと同軸ケーブ
ル12とが接続され、この同軸ケーブル12の出力信号
は、鉄塔に固定された検出ボックス17に入力されてい
る。検出ボックス17の出力信号は、鉄塔に沿わされた
光ファイバケーブル14を介して地上3の測定ボックス
18に入力されている。その他は、図6の従来の構成と
同じである。従来と同じ部分には同一参照符号を付け、
詳細な説明をここで繰り返すことは省略する。
【0014】図2は、図1の電気回路図である。図2上
部の送電線5と接地16(鉄塔)との間に碍子連6と抵
抗11とが接続され、抵抗11の両端は同軸ケーブル1
2を介して検出ボックス17に入力されている。検出ボ
ックス17においては、同軸ケーブル12の出力信号が
二つに分岐され、一方は漏れ電流検出回路19、他方は
部分放電検出回路20に入力される。漏れ電流検出回路
19は、同軸ケーブル12の一方の出力信号を1kHz
以上の周波数を遮断するローパスフイルタ25と増幅器
26を介して出力するものである。また、部分放電検出
回路20は、同軸ケーブル12のもう一方の出力信号を
積分用抵抗21を介して増幅器22に入力し、増幅器2
2の出力信号を部分放電検出回路20の出力信号にして
いる。なお、増幅器22の出力信号は積分用コンデンサ
23と放電用抵抗24の並列回路を介して帰還されるよ
うになっている。さらに、検出ボックス17において
は、漏れ電流検出回路19と部分放電検出回路20との
出力信号が差動増幅器27を介して合成され、その合成
信号はE/O変換器28を介して光信号に変換される。
【0015】また、図2において、検出ボックス17か
ら出力される光信号は、光ファイバケーブル14を介し
て測定ボックス18に入力される。この測定ボックス1
8においては、光信号がO/E変換器29を介して再び
電気信号に変換される。O/E変換器29の出力信号は
二つに分岐され、この一方の電気信号は、1kHz以上
の周波数を遮断するローパスフイルタ31に入力され、
他方の電気信号は、10kHz以下の周波数を遮断する
ハイパスフイルタ30に入力される。ローパスフイルタ
31およびハイパスフイルタ30の出力信号は、それぞ
れ漏れ電流表示装置32、部分放電電荷量表示装置33
に入力され、漏れ電流成分と部分放電電荷量とが表示さ
れる。
【0016】図2において、同軸ケーブル12には、図
4の波形2のような信号が入力されるので、漏れ電流検
出回路19では、ローパスフイルタ25によって図5
(B)の漏れ電流成分2Bのような波形になる。一方、
部分放電検出回路20では、積分用抵抗21と積分用コ
ンデンサ23との積分回路によって図5の(A)のよう
な部分放電パルスが積分され、部分放電電荷として一旦
蓄積される。この積分回路は、部分放電パルスの立ち上
がり時刻から0.1μsないし1μsまでの期間に渡っ
て積分するように設定される。積分終了後、蓄積された
部分放電電荷は、放電用抵抗24を介して放電される。
【0017】図3は、図2の部分放電検出回路20の入
出力信号のタイムチャートである。横軸の単位時間幅D
3は50nsであり、縦軸は電流または電荷量である。
部分放電電流成分2Aのような信号が入力された場合、
部分放電電荷量の出力は波形2Cのようになる。入力信
号である部分放電電流成分2Aが、立ち上がり時刻t0
から時刻t1まで持続しているときに、積分回路がこの
部分放電電流成分2Aを積分する。積分回路の積分時間
T(時刻t0からt2まで)は、0.1μsないし1μ
sに設定されているので、部分放電電流成分2Aは完全
に積分用コンデンサに蓄積される。時刻t2以降は,波
形2Cのように1ms程度の時定数で蓄積された電荷が
放電される。波形2Cは、後段の部分放電電荷量表示装
置33(図2)まで送られ、波形2Cのピーク値、すな
わち、部分放電の電荷量(pC)が表示される。
【0018】図2に戻り、部分放電検出回路20に低周
波数の漏れ電流成分が入力されても、積分時間Tが1μ
s以下なので漏れ電流成分が立ち上がる前に放電されて
しまう。したがって、部分放電検出回路20は、高周波
の部分放電電流成分だけを検出する。積分回路の積分時
間Tは、積分用抵抗21と積分用コンデンサ23との積
(充電時定数)によって決まり、電荷の放電時間は放電
用抵抗24と積分用コンデンサ23との積(放電時定
数)によって決まる。
【0019】なお、部分放電検出回路20は、図2の代
わりに10kHz以下の周波数を遮断するハイパスフイ
ルタを介して増幅する回路で構成してもよい。
【0020】
【発明の効果】この発明によれば、碍子の接地側と鉄塔
との間に介装された電流センサが鉄塔に載置され、この
電流センサの出力信号を漏れ電流成分と部分放電成分と
に分けて監視する。それによって、部分放電を発生して
いる碍子を特定することができ、ラジオ障害電波を発生
している碍子の対策ができるようになる。
【0021】また、電流センサが抵抗よりなり、この電
流センサの出力信号が二つに分岐され、漏れ電流成分は
1kHz以上の周波数を遮断するローパスフイルタを介
して監視され、部分放電成分は出力信号の立ち上がり時
刻から0.1μsないし1μsまでの期間に渡って積分
する積分回路を介して監視される。それによって、部分
放電電流は、持続時間が数10ns程度なので、0.1
μsないし1μsまで積分すれば、パルス的に流れた電
流を完全に蓄積することができ正確に部分放電電荷量を
検出することができる。
【0022】漏れ電流成分と部分放電成分とが鉄塔上で
一旦合成されるとともに光信号に変換され、この光信号
は光ファイバケーブルを介して地上に送られ、この光フ
ァイバケーブルの出力する光信号が地上で再び電気信号
に変換されるとともに漏れ電流成分と部分放電成分とに
分離される。高い鉄塔に沿わす光ファイバケーブルが一
本で済むのでコストが低減されると言う利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例にかかる碍子の汚損監視装置
の構成を示す結線図
【図2】図1の電気回路図
【図3】図2の部分放電検出回路の入出力信号のタイム
チャート
【図4】汚損した碍子が湿潤状態にあるときの碍子への
印加電圧と碍子に流れる電流とのタイムチャート
【図5】図4の波形2を二つの電流成分に分けて示した
タイムチャートであり、それぞれ(A)は部分放電電流
成分2Aの、(B)は漏れ電流成分2Bのタイムチャー
【図6】従来の碍子の汚損監視装置の構成を示す結線図
【符号の説明】
4:鉄塔、6:碍子連、5:送電線、11:抵抗、2
1:積分用抵抗、23:積分用コンデンサ、24:放電
用抵抗、25,31:ローパスフイルタ、30:ハイパ
スフイルタ、22,26:増幅器、27:差動増幅器、
12:同軸ケーブル、14:光ファイバケーブル、3
2:漏れ電流表示装置、33:部分放電電荷量表示装
置、17:検出ボックス、18:測定ボックス、40:
腕、19:漏れ電流検出回路、20:部分放電検出回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】屋外の鉄塔に吊り下げられ送電線を支持す
    る碍子の表面が導電性物質で汚損したときに、その汚損
    の程度を碍子の漏れ電流と碍子表面で生ずる部分放電と
    の両者をもとにして監視する装置において、碍子の接地
    側と鉄塔との間に介装された電流センサが鉄塔に載置さ
    れ、この電流センサの出力信号を漏れ電流成分と部分放
    電成分とに分けて監視することを特徴とする屋外碍子の
    汚損監視装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のものにおいて、電流セン
    サが抵抗よりなり、この電流センサの出力信号が二つに
    分岐され、漏れ電流成分は1kHz以上の周波数を遮断
    するローパスフイルタを介して監視され、部分放電成分
    は出力信号の立ち上がり時刻から0.1μsないし1μ
    sまでの期間に渡って積分する積分回路を介して監視さ
    れてなることを特徴とする屋外碍子の汚損監視装置。
  3. 【請求項3】請求項1または2に記載のものにおいて、
    漏れ電流成分と部分放電成分とが鉄塔上で一旦合成され
    るとともに光信号に変換され、この光信号は光ファイバ
    ケーブルを介して地上に送られ、この光ファイバケーブ
    ルの出力する光信号が地上で再び電気信号に変換される
    とともに漏れ電流成分と部分放電成分とに分離されるこ
    とを特徴とする屋外碍子の汚損監視装置。
JP7316197A 1995-12-05 1995-12-05 屋外碍子の汚損監視装置 Pending JPH09159720A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000105265A (ja) * 1998-07-24 2000-04-11 Eaton Corp ア―ク故障検知装置
JP2009115505A (ja) * 2007-11-02 2009-05-28 Mitsubishi Electric Corp 巻線の検査装置及び検査方法
CN110031727A (zh) * 2019-05-23 2019-07-19 唐智科技湖南发展有限公司 一种绝缘子的故障监测系统及绝缘子故障智能运维平台

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