JPH1026650A - ガス絶縁機器の部分放電診断方法 - Google Patents

ガス絶縁機器の部分放電診断方法

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JPH1026650A
JPH1026650A JP8183221A JP18322196A JPH1026650A JP H1026650 A JPH1026650 A JP H1026650A JP 8183221 A JP8183221 A JP 8183221A JP 18322196 A JP18322196 A JP 18322196A JP H1026650 A JPH1026650 A JP H1026650A
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JP
Japan
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partial discharge
foreign matter
conductive foreign
gas
fire
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JP8183221A
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English (en)
Inventor
Manabu Yoshimura
学 吉村
Hirotaka Muto
浩隆 武藤
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス絶縁機器内部で発生した部分放電から導
電性異物がファイアフライ状態にあるかどうかを判断す
る。 【解決手段】 ガス絶縁機器内部の部分放電を検出する
ための検出器が設置されているガス絶縁機器の部分放電
診断方法において、部分放電パルスの時間間隔及び部分
放電パルスの振幅のうちの少なくとも一方の発生パター
ンが2つに分類されるような部分放電を検出した場合に
導電性異物がファイアフライを起こしていると判断す
る。また、部分放電パルスの包絡線が導電性異物の運動
と対応した周期を有する場合や、部分放電パルスの時間
間隔の頻度分布に2つのピークが生じる場合や、部分放
電パルスの振幅強度と時間間隔との間に正の相関がある
場合に導電性異物がファイアフライを起こしていると判
断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス絶縁機器(例
えばガス絶縁開閉装置、ガス絶縁DC変圧器、ガス絶縁
リアクトル等)の内部で発生する部分放電の診断方法に
関し、特にファイアフライ状態になっている導電性異物
を検出できる部分放電診断方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ガス絶縁機器には運転時の事故を防止す
るために、内部で発生する部分放電を検出して診断する
部分放電診断が行われている。このようなガス絶縁機器
の部分放電診断の多くは導電性異物に起因した部分放電
や、スペーサクラックで起きる部分放電を検出すること
を目的としており、部分放電信号の特性を捉えて、放電
の位置や放電の種類を特定することができる。例えば特
開平3−269274号公報には部分放電の周波数スペ
クトルを600MHzを境として比較した場合、600
MHz未満のスぺクトル包絡のスペクトル強度の最高値
と山裾の幅両方が600MHz以上の部分よりも大きい
とガス絶縁機器内部のスペーサクラックによる部分放電
であるとし、小さいとガス絶縁内部に存在している導電
性異物による部分放電であると判断する方法が記載され
ており、導電性異物とスペーサクラックの放電を区別可
能とした部分放電診断方法が示されている。
【0003】また、特開平3−41372号公報には、
部分放電電荷量の違いにより、導電性異物の状態が、高
圧導体に固定しているか、ガス絶縁機器内部を飛び跳ね
ているか、スペーサ沿面に付着しているか、もしくは接
地タンク底面に固定しているかを区別する部分放電診断
方法が記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ガス絶縁機器の運転中
の絶縁破壊は導電性異物が原因となることが多いため、
部分放電を検出し、導電性異物がどのような状態にある
のかを判断することが重要である。電圧課電中の導電性
異物の状態は、上述のように多岐にわたり、導電性異物
の状態の違いで絶縁破壊への危険度も変わってくる。
【0005】特に直流課電下では上記の状態に加え、導
電性異物が高圧導体に垂直に突き立つような状態で運動
するファイアフライ現象が起こることがある。導電性異
物がファイアフライ状態中は絶縁破壊の危険度が他の状
態に比べ非常に高いので、ガス絶縁機器の絶縁診断にお
いて、試験や運転中に発生したこの現象を検出すること
は極めて重要である。しかし、従来の診断技術では部分
放電の発生から導電性異物がファイアフライ状態にある
ということを識別することはできなかった。
【0006】本発明の目的はガス絶縁機器内部で発生し
た部分放電から導電性異物がファイアフライ状態にある
かどうかを判断することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明に係るガス絶
縁機器の部分放電診断方法は、部分放電パルスの時間間
隔及び部分放電パルスの振幅のうちの少なくとも一方の
発生パターンが2つに分類されるような部分放電を検出
した場合に導電性異物がファイアフライを起こしている
と判断するものである。
【0008】第2の発明に係るガス絶縁機器の部分放電
診断方法は、上記部分放電パルスの包絡線が導電性異物
の運動と対応した周期を有する場合に導電性異物がファ
イアフライを起こしていると判断するものである。
【0009】第3の発明に係るガス絶縁機器の部分放電
診断方法は、上記包絡線の周期が数10μs以上になる
場合に導電性異物がファイアフライを起こしていると判
断するものである。
【0010】第4の発明に係るガス絶縁機器の部分放電
診断方法は、上記部分放電パルスの時間間隔の頻度分布
に2つのピークが生じる場合に導電性異物がファイアフ
ライを起こしていると判断するものである。
【0011】第5の発明に係るガス絶縁機器の部分放電
診断方法は、上記部分放電パルスの振幅強度と時間間隔
との間に正の相関がある場合に導電性異物がファイアフ
ライを起こしていると判断するものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.図1はガス絶縁機器の内部に混入した導
電性異物がファイアフライを起こしている様子と部分放
電の診断装置の断面図を示す。ガス絶縁機器の母線内部
は高圧導体10が接地タンク20の中心に絶縁スペーサ
30によって支持されている構成である。また高圧導体
10と接地タンク20の間の空間にはSF6ガス40が
封入されている。そして高圧導体10には負極性の直流
電圧が印加されている。機器の内部に混入した導電性異
物80の状態として、高圧導体に垂直に突き立つような
状態で運動するファイアフライ現象を起こしている様子
を示している。
【0013】機器内部の部分放電診断装置として、接地
タンク20に部分放電検出器50が設置されている。こ
の検出器20としてはUHFカプラーやループアンテ
ナ、超音波センサ、加速度センサ、光センサ等部分放電
信号を計測できるものすべてに適用可能である。部分放
電検出器50で検出された信号は測定器のオシロスコー
プ60に取り込まれて、放電パルス信号に変換される。
その情報はコンピュータ70に入り、演算、判断され導
電性異物がファイアフライを起こしているかどうかを表
示させるようになっている。
【0014】図2はファイアフライ時の部分放電パルス
信号である。これは導電性異物80として長さ3mm、
直径0.2mmのアルミニウムの細線を用いた場合の実
験結果である。図2の部分放電パルスの振幅強度および
時間間隔を見ると、振幅強度が大きくかつ時間間隔が長
い部分Aと、振幅強度が小さくかつ時間間隔が短い部分
Bの二つのパターンにわかれる。このような特徴から以
下に述べる理由によりファイアフライによる部分放電信
号であると判断することができる。
【0015】ファイアフライ現象は導電性異物に起因す
る部分放電を伴う。通常、導電性異物に起因する部分放
電は現象としては1種類である。例えば、高圧導体10
に固定している導電性異物80から発生する部分放電は
導電性異物80先端でのみ発生する。また、スペーサ3
0沿面やタンク20底面に付着している導電性異物80
では、絶縁物と導電性異物の接触点近傍でできる微小ギ
ャップでのみ起こる。これに対して、ファイアフライ現
象は2種類の放電現象を伴う。1つは図1において導電
性異物80が高圧導体10に到達したときに導電性異物
80の接地タンク20側の先端で起きる部分放電であ
り、もう1つは導電性異物80と高圧導体10のギャッ
プでおきる部分放電である。したがって部分放電の発生
パターンもそれぞれの現象を表わしたものになり、図2
のようにA,Bの2つのパターンが現れる。Aの範囲の
放電はギャップ間で起きる放電のパターンを示してお
り、ギャップ間の電界が強いためにBの範囲の放電であ
る導電性異物80先端の放電と比べ大きな部分放電が起
きる。また浮遊金属なので充電するのに時間が必要なた
め、時間間隔がBの範囲の放電より長い。このように、
ファイアフライ時は放電時間間隔が長く振幅強度が大き
い放電(Aの範囲)と、放電時間間隔が短く放電振幅強
度が小さい放電(Bの範囲)との2種類の放電パターン
が現れる。なお、部分放電検出器50の種類等により振
幅強度および時間間隔のいずれか一方しか検出できない
場合は、一方の発生パターンが2つに分類されるような
部分放電を検出した場合に導電性異物がファイアフライ
を起こしていると判断してもよい。
【0016】実施の形態2.図3(a)は図2の部分放
電パルスの包絡線を引いたものである。また(b)はそ
の時の導電性異物の位置を観察した様子を模式的に示
す。導電性異物80の位置関係から上記図2のBの部分
では導電性異物80が高圧導体10に接触しているので
導電性異物80の接地タンク20側先端から出る部分放
電が発生し、Aの部分では高圧導体10から離れている
ので導電性異物80と高圧導体10の間のギャップで部
分放電が発生していることが分かる。このように導電性
異物80の運動時の位置で部分放電の発生形態が決まる
ので、包絡線の周期は運動周期と同じ1〜2msにな
る。このように、部分放電パルスの包絡線が導電性異物
80の運動と対応した周期を有する場合にファイアフラ
イによる部分放電信号と判断することができる。ただ
し、この周期は導電性異物80の形状や重さや材質によ
り変化する。しかし、少なくとも部分放電の発生間隔よ
り大きな周期、数10μs以上の周期を持つことにな
る。
【0017】実施の形態3.図4は図2の実験結果を放
電時間間隔の頻度分布で表した図である。図2中のAの
範囲すなわち高圧導体10と導電性異物80の微小ギャ
ップで起こる部分放電の時間間隔の40μs以上と、B
の範囲すなわち導電性異物80の設置電極側先端で起こ
る部分放電の時間間隔の0〜40μsの二つの領域でピ
ークが現れる。よってこのような部分放電パルスの時間
間隔の頻度分布に2つのピークが生じる場合に、ファイ
アフライによる部分放電信号と判断することができ、放
電パルスの振幅強度は検出しなくてもファイアフライか
どうか判断できる。
【0018】実施の形態4.図5は図2の放電時間間隔
と放電振幅強度の関係を示したものである。この図から
これらの関係が正の相関関係にあることがわかる。上述
のように、図2中のAの範囲においては高圧導体10と
導電性異物80とのギャップ間の電界が強いためにBの
範囲の放電である導電性異物80先端の放電と比べ大き
な部分放電が起きる。また浮遊金属なので充電するのに
時間が必要なため、時間間隔がBの範囲の放電より長
い。従って、ファイアフライ時は放電時間間隔が長く振
幅強度が大きい放電と、放電時間間隔が短く放電振幅強
度が小さい放電との2種類の放電があり、図5のように
正の相関関係となる。したがって、部分放電パルスの振
幅強度と時間間隔との間に正の相関がある場合にファイ
アフライによる部分放電信号と判断することができる。
【0019】以上、上記の各実施の形態のような部分放
電診断方法により導電性異物80の状態がファイアフラ
イかどうか判断できるので、導電性異物80による最も
危険な状態であるファイアフライを察知して、直流印加
中の絶縁破壊事故を未然に防ぐことができる。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、部分放電
パルスの時間間隔及び部分放電パルスの振幅のうちの少
なくとも一方の発生パターンが2つに分類されるような
部分放電を検出した場合に、また、部分放電パルスの包
絡線が導電性異物の運動と対応した周期を有する場合
や、部分放電パルスの時間間隔の頻度分布に2つのピー
クが生じる場合や、部分放電パルスの振幅強度と時間間
隔との間に正の相関がある場合に導電性異物がファイア
フライを起こしていると判断するので、導電性異物のフ
ァイアフライ状態を正確に判断でき、絶縁破壊事故を未
然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1に係わり導電性異物の
ファイアフライ状態の様子を示すガス絶縁母線の断面図
である。
【図2】 本発明の実施の形態1に係わり導電性異物の
ファイアフライ時の部分放電パルス信号を示す図であ
る。
【図3】 本発明の実施の形態2に係わり図2の部分放
電パルス信号の包絡線と導電性異物の位置との関連を説
明する図である。
【図4】 本発明の実施の形態3に係わり部分放電パル
ス信号の時間間隔の頻度分布を示す図である。
【図5】 本発明の実施の形態4に係わり部分放電パル
ス信号の振幅強度と放電時間間隔の相関関係を示す図で
ある。
【符号の説明】
10 高圧導体、 20 接地タンク、 30 絶縁ス
ペーサ、 40 SF6ガス、 50 部分放電検出
器、 60 オシロスコープ、 70 コンピュータ、
80 導電性異物。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガス絶縁機器内部の部分放電を検出する
    ための検出器が設置されているガス絶縁機器の部分放電
    診断方法において、部分放電パルスの時間間隔及び部分
    放電パルスの振幅のうちの少なくとも一方の発生パター
    ンが2つに分類されるような部分放電を検出した場合に
    導電性異物がファイアフライを起こしていると判断する
    ことを特徴とするガス絶縁機器の部分放電診断方法。
  2. 【請求項2】 上記部分放電パルスの包絡線が導電性異
    物の運動と対応した周期を有する場合に導電性異物がフ
    ァイアフライを起こしていると判断する請求項1記載の
    ガス絶縁機器の部分放電診断方法。
  3. 【請求項3】 上記包絡線の周期が数10μs以上にな
    る場合に導電性異物がファイアフライを起こしていると
    判断する請求項2記載のガス絶縁機器の部分放電診断方
    法。
  4. 【請求項4】 上記部分放電パルスの時間間隔の頻度分
    布に2つのピークが生じる場合に導電性異物がファイア
    フライを起こしていると判断する請求項1記載のガス絶
    縁機器の部分放電診断方法。
  5. 【請求項5】 上記部分放電パルスの振幅強度と時間間
    隔との間に正の相関がある場合に導電性異物がファイア
    フライを起こしていると判断する請求項1記載のガス絶
    縁機器の部分放電診断方法。
JP8183221A 1996-07-12 1996-07-12 ガス絶縁機器の部分放電診断方法 Pending JPH1026650A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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