JPH11150004A - 抵抗分漏れ電流測定方法および抵抗分漏れ電流測定装置 - Google Patents

抵抗分漏れ電流測定方法および抵抗分漏れ電流測定装置

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JPH11150004A
JPH11150004A JP31733897A JP31733897A JPH11150004A JP H11150004 A JPH11150004 A JP H11150004A JP 31733897 A JP31733897 A JP 31733897A JP 31733897 A JP31733897 A JP 31733897A JP H11150004 A JPH11150004 A JP H11150004A
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JP
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leakage current
resistance
zinc oxide
insulating spacer
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Mitsuyuki Nozuki
光行 野月
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】酸化亜鉛形避雷器において、同一電源からのキ
ャンセル波を絶縁スペーサーから供給し、現地での正確
な抵抗分漏れ電流測定を可能にし、現地でのより正確な
予防保全可能な抵抗分漏れ電流測定方法および抵抗分漏
れ電流測定装置を提供する。 【解決手段】酸化亜鉛形避雷器1の抵抗分漏れ電流を測
定するために必要なキャンセル用容量分電流を、酸化亜
鉛形避雷器1の絶縁スペーサー4を流れる電流を外部に
引き出すことにより、避雷器1の全漏れ電流から容量分
電流をキャンセルして避雷器の抵抗分漏れ電流を測定す
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化亜鉛形避雷器
における非直線特性を有する酸化亜鉛素子の劣化程度を
知るための漏れ電流測定技術に関するものであり、特に
避雷器が設置されている現地においても酸化亜鉛素子劣
化程度を測定できる抵抗分漏れ電流測定方法および抵抗
分漏れ電流測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、変電所は変圧器、断路器、遮断機
および避雷器などの設備を地上に配置し、母線で結ぶと
いう気中変電所が多かったが、最近では変電所母線をタ
ンクの中に入れ、絶縁性の高いSFガスで封入した変
電所が用いられるようになってきた。絶縁性の優れたS
ガスで絶縁することにより、従来の気中変電所に比
較して小スペース化を図れるため、国土の狭い我が国に
とってはメリットが大きい。
【0003】ところで、避雷器は異常電圧から電気機器
を保護する機器であり、具体的には、電力系統に落雷な
どにより異常電圧が発生した場合に、送電線を通じて変
電所に侵入する異常電圧から電気機器を保護している。
実際に、避雷器は保護される機器の端子または母線と大
地間に接続され、一定値以上の異常電圧が発生すると、
放電が始まり放電電流は大地に流れ、異常電圧を制限す
る。そして、電圧が正常に戻れば直ちに放電を止め、絶
縁を元に戻す。このような非直線特性を有する素子とし
て、近年、酸化亜鉛(ZnO)が用いられ、酸化亜鉛を
主成分とした酸化亜鉛形避雷器が用いられている。
【0004】酸化亜鉛形避雷器は、その構造上、劣化の
程度を素子を流れる漏れ電流を測定することによって検
出することが可能である。
【0005】ところが、素子内部を流れる電流は抵抗分
漏れ電流と容量分電流とからなる全漏れ電流であること
から、全漏れ電流を測定しただけでは酸化亜鉛素子の劣
化の程度を正確に判別することができない。従って、抵
抗分漏れ電流のみを測定することが要求されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現地に
設置されている酸化亜鉛形避雷器においては、現地での
抵抗分漏れ電流の測定が、適正な容量分電流を得られな
いことに起因して、現地での抵抗分漏れ電流の測定が正
確に実施できないという問題点があった。
【0007】即ち、抵抗分漏れ電流の測定方法としては
主に、全漏れ電流から容量分電流であるキャンセル用の
波形を発生させ、全漏れ電流から容量分電流を打ち消す
方法(キャンセル法)が行われており、このキャンセル
法による測定方法では通常、キャンセル波として、測定
対象となる避雷器と異なる電源から得た正弦波が適用さ
れている。
【0008】しかし、避雷器が設置される現地において
は、全漏れ電流に高調波が含まれることが多く、そのよ
うな場合には、正確な容量分電流であるキャンセル波が
得られず、必ずしも正確な抵抗分漏れ電流の測定を行う
ことができなかった。したがって、従来では抵抗分漏れ
電流の測定が主に工場試験として行われていたものであ
る。
【0009】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、酸化亜鉛形避雷器について、同一電源か
らの容量分電流であるキャンセル波を絶縁スペーサーか
ら供給することができ、それにより現地での正確な抵抗
分漏れ電流測定を可能にし、現地でのより正確な予防保
全が行える抵抗分漏れ電流測定方法および抵抗分漏れ電
流測定装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者は、現地での正
確な抵抗分漏れ電流測定可能な抵抗分漏れ電流測定方法
および抵抗分漏れ電流測定装置を開発すべく研究を行っ
た結果、避雷器に設けられている絶縁スペーサーを利用
することにより、測定すべき避雷器自体に流れる電流を
使用することで、漏れ電流が高調波を含むような場合で
も同一波形のキャンセル波を供給できるとの着想を得
て、本発明に至ったものである。
【0011】即ち、請求項1記載の抵抗分漏れ電流測定
方法は、酸化亜鉛形避雷器の抵抗分漏れ電流を測定する
ために必要なキャンセル用容量分電流を、酸化亜鉛形避
雷器の絶縁スペーサーを流れる電流を外部に引き出すこ
とにより、避雷器の全漏れ電流から容量分電流をキャン
セルして避雷器の抵抗分漏れ電流を測定することを特徴
とする。
【0012】請求項2記載の抵抗分漏れ電流測定方法
は、請求項1記載の抵抗分漏れ電流測定方法において、
絶縁スペーサーに埋設された接地シールド導体と高圧導
体との間で得られる静電容量を、接地シールド導体から
外部に引き出す導体を接続することにより避雷器の容量
分電流を得て、避雷器の全漏れ電流から容量分電流をキ
ャンセルして避雷器の抵抗分漏れ電流を測定することを
特徴とする。
【0013】請求項3記載の抵抗分漏れ電流測定方法
は、請求項1記載の抵抗分漏れ電流測定方法において、
絶縁スペーサーを流れる電流を得るのに絶縁スペーサー
の外周面に導電性材料を巻き付け、高圧導体との間に静
電容量を設けて避雷器の容量分電流を得て、避雷器の全
漏れ電流から容量分電流をキャンセルして避雷器の抵抗
分漏れ電流を測定することを特徴とする。
【0014】請求項4記載の抵抗分漏れ電流測定装置
は、円筒状の外部タンクの中心位置に高圧導体を配置す
るとともに、この高圧導体に酸化亜鉛素子を接続し、前
記高圧導体を前記外部タンクの周壁に鍔状の絶縁スペー
サーを介して支持した構成の酸化亜鉛形避雷器を測定対
象とし、この酸化亜鉛形避雷器の酸化亜鉛素子に電気的
に接続して酸化亜鉛素子の全漏れ電流を入力する一方、
この全漏れ電流に含まれる容量分電流と同波形のキャン
セル波を供給することにより、前記全漏れ電流に含まれ
る抵抗分漏れ電流を測定する抵抗分漏れ電流測定部を有
する抵抗分漏れ電流測定装置であって、前記キャンセル
波を導入するための抵抗分漏れ電流測定部の接続端子
を、前記絶縁スペーサーに周方向に沿って設けられた導
体に接続したこと特徴とする。
【0015】請求項5記載の抵抗分漏れ電流測定装置
は、請求項4記載の抵抗分漏れ電流測定装置において、
キャンセル波導入接続用の導体が、絶縁スペーサー内に
埋設された接地シールド導体であることを特徴とする。
【0016】請求項6記載の抵抗分漏れ電流測定装置
は、請求項4記載の抵抗分漏れ電流測定装置において、
キャンセル波導入接続用の導体が、絶縁スペーサーの外
周面に巻き付けた導電性材料であることを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図1
〜4を用いて説明する。
【0018】本実施形態においては、本発明の抵抗分漏
れ電流測定装置と、この装置を使用して抵抗分漏れ電流
を測定する方法について説明する。
【0019】図1は、実施形態による抵抗分漏れ電流測
定装置を示す説明図である。
【0020】図1に示すように、抵抗分漏れ電流の測定
装置は、酸化亜鉛形避雷器部(A)を測定対象とし、こ
れに抵抗分漏れ電流測定部(B)を接続することによっ
て構成される。
【0021】酸化亜鉛形避雷器部(A)としての避雷器
1は、円筒状の外部タンク2の中心位置に、高圧導体で
ある中心導体3を配置し、この中心導体3に、酸化亜鉛
素子4を接続した構成となっている。この中心導体3
を、外部タンク1の周壁に鍔状の絶縁スペーサー5を介
して設け支持している。
【0022】絶縁スペーサー5内には、外部タンク2に
近接する配置で中心導体3に対して同心円状に、接地シ
ールド導体6を設けている。この接地シールド導体6に
は抵抗R2を接続し、この抵抗R2の片端を金属フラン
ジ7に接続している。また、接地シールド導体6から
は、引き出し導体8を接続して引き出し端子9を介して
外部に接続する構成となっている。
【0023】抵抗分漏れ電流測定部(B)は、抵抗分漏
れ電流測定部(B)が酸化亜鉛素子4に電気的に接続
し、また抵抗分漏れ電流測定部(B)が、絶縁スペー
サー5に設けた導体に接続した構成となっている。
【0024】抵抗分漏れ電流測定部(B)は、中心導
体3が接続している酸化亜鉛素子5とは反対側に接地端
子10を設け、この接地端子10と接地11との間に
は、抵抗R1を接続している。この抵抗R1には、差動
アンプ12の非反転入力に接続して、この差動アンプ1
2からオシロスコープ13に接続している。
【0025】また、抵抗分漏れ電流測定部(B)は、
容量分電流を絶縁スペーサー5内から外部に引き出すた
めの引き出し端子9を絶縁スペーサー5周側面に設け、
この引き出し端子9と接地14との間に、可変抵抗VR
3を接続している。この可変抵抗VR3には、差動アン
プ12の反転入力に接続して、この差動アンプ12から
オシロスコープ13に接続している。
【0026】次に、キャンセル法について図2および図
3を用いて説明する。
【0027】図2(a)は、酸化亜鉛形素子4を示す等
価回路図であり、同図(b)は、漏れ電流の波形を示す
説明図である。
【0028】図2(a)に示すように、酸化亜鉛形素子
4の全漏れ電流Ioは、抵抗分漏れ電流Irと容量分電
流Icとの複合電流であり、図2(b)に示すように容
量分電流Icは略正弦波状であり、抵抗分漏れ電流Ir
は位相が90°ずれた微小電流である。そして、全漏れ
電流Ioは破線で示す歪み波形となる。歪みの度合い
は、印加電圧(V)が高くなればなるほど大きくなる。
【0029】また図3(a)は、キャンセル法による測
定回路図であり、同図3(b)は測定時の波形を示す説
明図である。
【0030】図3(a)に示すように、酸化亜鉛形素子
4の全漏れ電流Ioは、避雷器の接地端子に、検出抵抗
R1を接続するとともに、絶縁スペーサー5の引き出し
端子8に検出抵抗R3を接続して電圧に換算して測定す
る。
【0031】そして、図3(b)に破線で示すように、
容量分漏れ電流Icの極性を反転させたキャンセル電流
Icを印加することにより、抵抗分漏れ電流Irを測定
する。
【0032】本実施形態の抵抗分漏れ電流の測定装置に
おいては、酸化亜鉛素子4に流れる全漏れ電流Ioは抵
抗R1を通して地絡する。抵抗R1に全漏れ電流Ioが
流れると、抵抗R1の電圧降下による検出電圧V1は、
V1=R1×Ioになる。一方、絶縁スペーサー5が持
つC1に流れる容量分電流Ic1 は抵抗R2を通して地
絡する。抵抗R2に容量分電流Ic1 が流れると、抵抗
R2の電圧降下V2は、V2=R2×Ic1 となる。さ
らに、V2は可変抵抗VR3によって分圧されV3とな
る。V2とV3とは差動アンプ12に入力され、またオ
シロスコープ13に接続する。
【0033】ここで、現地の使用電圧における酸化亜鉛
素子5に流れる容量分電流Icと抵抗分漏れ電流Irと
の関係は一般にIc>>Irの関係があり、IcとIr
とは位相が90度ズレていることから、|Io|と|I
c|とがほぼ同じ値となり、全漏れ電流Ioの波高値は
容量分電流Icの波高値にほぼ等しい。
【0034】従って、V1とV3とが同じ波高値になる
ようにオシロスコープ13を観測しながら可変抵抗VR
3を調整することにより、全漏れ電流Ioから容量分電
流Ic分をキャンセルして、その時の差動アンプ12の
出力が抵抗分漏れ電流Irとなる。
【0035】本実施形態による抵抗分漏れ電流測定方法
および抵抗分漏れ電流測定装置によれば、絶縁スペーサ
ー5に接地を目的として埋設された接地シールド導体6
が存在するために、絶縁スペーサー5の中心導体3と絶
縁スペーサー5に埋設された接地シールド導体6の間の
静電容量分に流れる電流を外部に引き出すことが可能で
ある。そして、接地シールド導体6から電流を外部に引
き出してキャンセル法を用いることにより、避雷器の容
量分電流とノイズを含め同相の信号が得られるため、そ
れを利用して避雷器の容量分電流をキャンセルし、現地
にて抗分分漏れ電流を高調波等の影響なく正確に測定す
ることができる。
【0036】なお、以上の一実施形態においては、絶縁
スペーサー5内に接地を目的とした接地シールド導体6
が埋め込まれているタイプの避雷器への適用例について
述べたが、本発明は接地シールド導体6のような導体を
有しない絶縁スペーサー5を有するタイプの避雷器につ
いても適用することができる。
【0037】即ち、図4に示す避雷器1では、絶縁スペ
ーサー5内に接地シールド導体6が設けられていない。
そこで、この場合には絶縁スペーサー5外部の周側面
に、導電性テープ15を巻き付けて、前記一実施形態と
同様に測定を行うことができる。
【0038】この例では、絶縁スペーサー5外部の周側
面に巻き付けた導電性テープ15を外部タンク2に抵抗
R2を介して接続し、この抵抗R2に増幅器16を接続
している。この増幅器16と接地14との間には可変抵
抗VR3を設け、この可変抵抗VR3は、差動アンプ1
2の反転入力に接続し、この差動アンプ12をオシロス
コープ13に接続している。
【0039】このような構成によっても、前記一実施形
態と同様に、絶縁スペーサー5を利用して中心導体3と
導電性テープ15との間で静電容量を得ることができ
る。従って、この静電容量分に流れる電流を外部に引き
出すことにより、避雷器の容量分電流とノイズを含め同
相の信号が得られ、それを利用して避雷器の容量分電流
をキャンセルし、抵抗分漏れ電流を正確に測定すること
ができる。
【0040】
【発明の効果】以上で説明したように、本発明による抵
抗分漏れ電流測定方法および抵抗分漏れ電流測定装置に
よれば、酸化亜鉛形避雷器自体に流れる電流を利用して
キャンセル波形を得ることができ、より正確な現地での
避雷器の予防保全が行えるという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による一実施形態の抵抗分漏れ電流測定
装置を示す図。
【図2】(a)は前記実施形態における酸化亜鉛形素子
を示す等価回路図、(b)は波形を示す説明図。
【図3】(a)はキャンセル法を行うための測定回路を
抽出して示す図、(b)は波形を示す図。
【図4】本発明による抵抗分漏れ電流測定装置の他の実
施形態を示す図。
【符号の説明】
(A) 酸化亜鉛形避雷器部 (B) 抵抗分漏れ電流測定部 1 酸化亜鉛形避雷器 2 外部タンク 3 中心導体 4 酸化亜鉛素子 5 絶縁スペーサー 6 接地シールド導体 7 金属フランジ 8 引き出し導体 9 引き出し端子 10 接地端子 11 接地 12 差動アンプ 13 オシロスコープ 14 接地

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸化亜鉛形避雷器の抵抗分漏れ電流を測
    定するために必要なキャンセル用容量分電流を、酸化亜
    鉛形避雷器の絶縁スペーサーを流れる電流を外部に引き
    出すことにより、避雷器の全漏れ電流から容量分電流を
    キャンセルして避雷器の抵抗分漏れ電流を測定すること
    を特徴とする抵抗分漏れ電流測定方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の抵抗分漏れ電流測定方法
    において、絶縁スペーサーに埋設された接地シールド導
    体と高圧導体との間で得られる静電容量を、接地シール
    ド導体から外部に引き出す導体を接続することにより避
    雷器の容量分電流を得て、避雷器の全漏れ電流から容量
    分電流をキャンセルして避雷器の抵抗分漏れ電流を測定
    することを特徴とする抵抗分漏れ電流測定方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の抵抗分漏れ電流測定方法
    において、絶縁スペーサーを流れる電流を得るのに絶縁
    スペーサーの外周面に導電性材料を巻き付け、高圧導体
    との間に静電容量を設けて避雷器の容量分電流を得て、
    避雷器の全漏れ電流から容量分電流をキャンセルして避
    雷器の抵抗分漏れ電流を測定することを特徴とする抵抗
    分漏れ電流測定方法。
  4. 【請求項4】 円筒状の外部タンクの中心位置に高圧導
    体を配置するとともに、この高圧導体に酸化亜鉛素子を
    接続し、前記高圧導体を前記外部タンクの周壁に鍔状の
    絶縁スペーサーを介して支持した構成の酸化亜鉛形避雷
    器を測定対象とし、この酸化亜鉛形避雷器の酸化亜鉛素
    子に電気的に接続して酸化亜鉛素子の全漏れ電流を入力
    する一方、この全漏れ電流に含まれる容量分電流と同波
    形のキャンセル波を供給することにより、前記全漏れ電
    流に含まれる抵抗分漏れ電流を測定する抵抗分漏れ電流
    測定部を有する抵抗分漏れ電流測定装置であって、前記
    キャンセル波を導入するための抵抗分漏れ電流測定部の
    接続端子を、前記絶縁スペーサーに周方向に沿って設け
    られた導体に接続したこと特徴とする抵抗分漏れ電流測
    定装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の抵抗分漏れ電流測定装置
    において、キャンセル波導入接続用の導体が、絶縁スペ
    ーサー内に埋設された接地シールド導体であることを特
    徴とする抵抗分漏れ電流測定装置。
  6. 【請求項6】 請求項4記載の抵抗分漏れ電流測定装置
    において、キャンセル波導入接続用の導体が、絶縁スペ
    ーサーの外周面に巻き付けた導電性材料であることを特
    徴とする抵抗分漏れ電流測定装置。
JP31733897A 1997-11-18 1997-11-18 抵抗分漏れ電流測定方法および抵抗分漏れ電流測定装置 Pending JPH11150004A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102944738A (zh) * 2012-12-07 2013-02-27 上海市电力公司 开关柜避雷器泄漏电流的检测系统及检测方法
CN107438356A (zh) * 2017-08-08 2017-12-05 芜湖市凯鑫避雷器有限责任公司 一种电瓷避雷器的漏电屏蔽装置

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