WO2014073056A1 - 部分放電センサー - Google Patents

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深沢　徹
伊藤　隆史
宮下　裕章
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三菱電機株式会社
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    • G01R31/1254—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of gas-insulated power appliances or vacuum gaps

Definitions

  • the present invention relates to a partial discharge sensor for detecting a high frequency generated in a device and detecting a partial discharge phenomenon in a high power facility such as a GIS (Gas Insulated Switchgear).
  • GIS Gas Insulated Switchgear
  • a partial discharge sensor connects an outer conductor and an inner conductor of a signal line connected to a signal extraction port portion to an external electrode and an internal electrode. It is composed by doing. Further, the partial discharge sensor is provided in a case connected through an opening, and a gap is provided inside the internal electrode, and a desiccant is inserted in that part. With this configuration, it is possible to simultaneously realize a function as a partial discharge sensor and a function of holding a desiccant. In particular, in a small GIS apparatus in which the size of the entire apparatus is severely limited, it contributes to downsizing of the entire apparatus.
  • the partial discharge sensor is configured in a case connected through an opening.
  • the partial discharge sensor operates as an antenna that receives high-frequency radio waves generated from partial discharge generated in a closed space between a high-voltage electric wire and the ground. High-frequency radio waves enter the case through the opening, but the strength rapidly decreases as the distance from the opening increases.
  • the entire external electrode and internal electrode operate as an antenna, most of the antenna is configured to be installed at the back of the case away from the opening. As a result, there is a problem that high-frequency radio waves received by the antenna become weak and sensitivity as a partial discharge sensor is lowered.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a partial discharge sensor that can detect radio waves effectively and has high sensitivity.
  • the partial discharge sensor according to the present invention has a high-voltage electric wire inside, a first ground that forms a closed space so as to surround the high-voltage electric wire, and a part of the first ground that protrudes into the external space.
  • a cylindrical branch pipe provided so as to have a first opening at one end of the branch pipe with respect to the closed space, and a lid at one end of the branch pipe facing the first opening;
  • a first metal container provided in a recessed space constituted by the branch pipe and the lid and having at least one hole through which gas can pass, and the first opening of the first metal container
  • a slit provided on the side surface and a coaxial line disposed inside the first metal container, and at one end of the coaxial line, an outer conductor of the coaxial line is located near the center of the slit.
  • the inner conductor of the coaxial line Connected to the first metal container, the inner conductor of the coaxial line
  • the outer conductor and the inner conductor are operated as a slot antenna by connecting to the first metal container on the opposite side across the slit from the position where the outer conductor is connected. The high frequency from the partial discharge generated in this way is detected.
  • the partial discharge sensor of the present invention it is possible to effectively detect radio waves and increase sensitivity.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a partial discharge sensor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a view of the partial discharge sensor according to the first embodiment of the present invention as viewed from the inside of the GIS.
  • FIG. 3 is a perspective view of a first metal container of the partial discharge sensor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the partial discharge sensor includes a first ground 1, a high-voltage electric wire 2, a closed space 3, a branch pipe 4, a first opening 5, a first metal container 6, a coaxial line 7, and a lid 8. .
  • the first ground 1 has a high-voltage electric wire 2 inside, and constitutes a cylindrical closed space 3 so as to surround the high-voltage electric wire 2.
  • the closed space 3 is sealed with an insulating gas.
  • a cylindrical branch pipe 4 is formed in a part of the first ground 1, and has a first opening 5 at one end on the side of the branch pipe 4 with respect to the closed space 3. That is, one end of the branch pipe 4 on the side facing the first opening 5 with respect to the closed space 3 is sealed with the lid 8.
  • the first metal container 6 is provided in a recessed space constituted by the branch pipe 4 and the lid 8, has at least one hole through which gas can pass, and the gas sealed in the closed space 3 comes and goes. I can do it. Further, the first metal container 6 is configured not to protrude into the closed space 3 with respect to the first ground 1. Therefore, an unnecessary high voltage portion is not generated in the closed space 3, and the insulation performance of the GIS is not deteriorated. A desiccant 11 for drying the gas filled in the closed space 3 is held in the first metal container 6.
  • the 1st metal container 6 is comprised with the mesh-shaped metal.
  • the mesh-like metal is configured to have a roughness that does not hinder the passage of the gas filled in the closed space 3 and is sufficiently smaller than the wavelength of the high-frequency radio wave to be detected.
  • the mesh roughness may be about several mm to several tens of mm.
  • the first metal container 6 has a mesh shape. However, as long as it has a plurality of holes having a sufficiently small roughness compared to the wavelength of the high frequency to be detected. Good.
  • the lid 8 can be opened and closed, and the desiccant 11 can be periodically replaced.
  • a rectangular slit 12 is provided on the surface of the first metal container 6 on the first opening 5 side.
  • a coaxial line 7 is disposed inside the first metal container 6.
  • the outer conductor 9 of the coaxial line 7 is connected to the first metal container 6 near the center of the slit 12, and the outer conductor 9 is connected to the inner conductor 10 of the coaxial line 7.
  • the position is connected to the first metal container 6 on the opposite side across the slit 12.
  • the slit 12 is a quadrilateral that is long enough that the length of the two sides to which the outer conductor 9 and the inner conductor 10 are connected is not longer than the diameter of the cylindrical branch pipe 4 than the other two sides. It is sufficient if it is not a complete rectangle, but includes a rectangle that is almost rectangular.
  • the first metal container 6 has a cylindrical shape.
  • the first metal container 6 is made of a mesh-like metal that is sufficiently smaller than the wavelength, it can be regarded as a uniform conductor when viewed at high frequencies.
  • a rectangular slit 12 is provided on the surface of the conductor, and the inner conductor 10 and the outer conductor 9 of the coaxial line 7 are connected so as to straddle the slit 12 so as to operate as a slot antenna. The high frequency from the partial discharge is detected.
  • the slit 12 can receive radio waves efficiently when it has a length of about half wavelength to one wavelength of the used frequency. For example, considering a frequency range of 500 to 1500 MHz, the length is about 100 mm at the shortest and about 600 mm at the longest.
  • the partial discharge is generated in the closed space 3 and generates high-frequency radio waves.
  • the high frequency signal propagates into the branch pipe 4 through the first opening 5. Since the distribution of the high-frequency signal in the branch pipe 4 is stronger as it is closer to the first opening 5, the antenna that detects the high-frequency radio wave can detect the radio wave more effectively as it is closer to the first opening 5.
  • a partial discharge sensor with high sensitivity can be constructed.
  • a desiccant 11 essential for GIS can be installed in the first metal container 6, and a function as a partial discharge sensor and a function for holding the desiccant 11 can be realized simultaneously.
  • the above-described configuration contributes to downsizing the entire apparatus.
  • the whole GIS apparatus can be reduced in size.
  • FIG. FIG. 4 is a view of a partial discharge sensor according to Embodiment 2 of the present invention as viewed from the inside of the GIS. Note that the description of the same configuration as that described in Embodiment 1 is omitted.
  • the difference between the second embodiment and the first embodiment is that the rectangular slit 12 in the first embodiment is replaced with a U-shaped slit 13 as shown in FIG.
  • the slot antennas are arranged in a straight line (see FIG. 2).
  • the linear slot antenna has no sensitivity in the longitudinal direction of the slot, it cannot receive radio waves arriving from the vertical direction of the paper surface in FIG.
  • the U-shaped slot antenna shown in FIG. 4 has sensitivity in all directions. Therefore, in addition to the effect of the first embodiment, there is an advantage that the partial discharge can be detected regardless of the location where the partial discharge is generated inside the GIS.
  • a partial discharge sensor having sensitivity in any direction can be provided.
  • FIG. FIG. 5 is a schematic diagram of a partial discharge sensor according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the overlapping description is abbreviate
  • the difference between the third embodiment and the first embodiment is that a non-conductive spacer 14 is provided as shown in FIG.
  • the non-conductive spacer 14 is installed between the desiccant 11 and the slit 12 to prevent the desiccant 11 and the slit 12 from approaching each other within a predetermined distance, and between the desiccant 11 and the slit 12. Arranged in a state of maintaining a gap.
  • the term “within a predetermined distance” as used herein refers to a distance sufficient to prevent significant deterioration of the sensitivity of the partial discharge sensor.
  • the distance between the desiccant 11 and the slit 12 may be larger than about 20 mm.
  • the desiccant 11 has a relative dielectric constant of about 7, and has a relatively high value. Moreover, it changes with time by absorbing moisture inside the GIS.
  • a dielectric having a high relative dielectric constant approaches the antenna, the antenna performance tends to deteriorate, and the degree thereof is proportional to the proximity distance.
  • the nonconductive spacer 14 since the nonconductive spacer 14 is disposed between the desiccant 11 and the slit 12, it is possible to prevent the desiccant 11 and the slot antenna from being in close contact with each other. If the distance between the desiccant 11 and the slit 12 is, for example, greater than about 20 mm, the sensitivity of the partial discharge sensor can be prevented from being greatly deteriorated.
  • the non-conductive spacer 14 preferably has a low dielectric constant, a foamed material or a resin structure having a hollow inside is suitable.
  • the third embodiment in addition to high sensitivity of the partial discharge sensor, it is possible to reduce sensitivity deterioration of the partial discharge sensor.
  • FIG. FIG. 6 is a schematic diagram of a partial discharge sensor according to Embodiment 4 of the present invention. Note that the description of the same configuration as that described in Embodiments 1 to 3 is omitted.
  • the difference between the fourth embodiment and the third embodiment is that a non-conductive partition plate 15 is provided instead of the non-conductive spacer 14 as shown in FIG.
  • the non-conductive partition plate 15 is installed between the desiccant 11 and the slit 12 to prevent the desiccant 11 and the slit 12 from approaching within a predetermined distance, and between the desiccant 11 and the slit 12. In a state where a predetermined interval is maintained.
  • the term “within a predetermined distance” as used herein refers to a distance sufficient to prevent significant deterioration of the sensitivity of the partial discharge sensor.
  • the distance between the desiccant 11 and the slit 12 may be larger than about 20 mm.
  • the partition plate 15 Since the desiccant 11 is held by the partition plate 15, a predetermined distance is maintained between the desiccant 11 and the slit 12. Therefore, it is possible to prevent the desiccant 11 and the slot antenna from coming into close contact with each other, and it is possible to prevent a significant deterioration in sensitivity of the partial discharge sensor.
  • the partition plate 15 is assumed to be non-conductive here, the same effect can be obtained even if the partition plate 15 is replaced with metal. However, when it is made of metal, unnecessary resonance occurs in the gap portion between the partition plate 15 and the first metal container 6, and the characteristics of the partial discharge sensor deteriorate. In order to prevent this, it is necessary to connect the partition plate 15 and the first metal container 6 to prevent unnecessary resonance.
  • the difficulty of work is deteriorated, but it becomes possible to shield the desiccant 11 from the slot antenna at a high frequency.
  • the significant deterioration in sensitivity of the partial discharge sensor can be reduced to a level at which the performance deterioration due to can be ignored.
  • the fourth embodiment in addition to the high sensitivity of the partial discharge sensor, it is possible to reduce the sensitivity deterioration of the partial discharge sensor.
  • FIG. 7 is an enlarged schematic view of a connection portion between the coaxial line 7 and the slit 12 in the partial discharge sensor according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the partial discharge sensor further includes a dielectric substrate 16, a receptacle 17, a signal line 18, a ground line 19, and a screw 20.
  • the dielectric substrate 16 is installed so as to straddle the slit 12.
  • the receptacle 17 is mounted on the dielectric substrate 16, and the receptacle 17 causes the inner conductor 10 of the coaxial line 7 to be connected to the signal line 18 on the dielectric substrate 16 and the outer conductor 9 of the coaxial line 7 to be the dielectric substrate 16.
  • Each is connected to the upper ground line 19.
  • the signal line 18 and the ground line 19 extend to the first metal container 6 so as to straddle the slit 12.
  • the signal line 18 and the ground line 19 and the first metal container 6 are pressure-bonded by the screw 20 to ensure conduction.
  • FIG. FIG. 8 is an enlarged schematic view of the connecting portion between the coaxial line 7 and the slit 12 in the partial discharge sensor according to the sixth embodiment of the present invention. Note that the description of the same configuration as that described in Embodiments 1 to 5 is omitted.
  • the difference between the sixth embodiment and the fifth embodiment is that an impedance transformer 21 is provided as shown in FIG.
  • the impedance transformer 21 is disposed between the receptacle 17 and the screw 20 and improves the matching state between the impedance of the slot antenna constituted by the slit 12 and the impedance of the coaxial line 7.
  • the coaxial line 7 has a characteristic impedance of 50 ⁇ , and the maximum sensitivity can be obtained when the impedance of the slot antenna constituted by the slits 12 is 50 ⁇ .
  • the impedance of the slot antenna is usually higher than 50 ⁇ , the sensitivity is lowered due to impedance mismatch.
  • an impedance transformer 21 is inserted between the coaxial line 7 and the screw 20.
  • the sixth embodiment it is possible to provide a partial discharge sensor with high sensitivity by suppressing a decrease in sensitivity due to impedance mismatch of the slot antenna.
  • the partial discharge sensor according to the present invention can effectively detect radio waves and increase sensitivity. Therefore, in a high power facility such as GIS, the partial discharge sensor detects a high frequency generated in the apparatus and detects a partial discharge phenomenon. It can be applied to a partial discharge sensor or the like.

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Abstract

　高圧の電線２を内部に有し、高圧の電線２を囲むようにして閉空間３を構成する第一のグランド１と、第一のグランド１の一部に、外部空間に突起するように設けられた円筒状の枝管４と、枝管４の閉空間３に対する側の一端に第一の開口５と、枝管４の第一の開口５に対向する側の一端に蓋８と、枝管４と蓋８とにより構成される凹み空間に設けられ、気体が通過できる少なくとも１つ以上の穴を有する第一の金属製容器６と、第一の金属製容器６の第一の開口５側の面に設けられたスリット１２と、第一の金属製容器６の内部に配置された同軸線７とを備え、同軸線７の一端において、同軸線７の外導体９をスリット１２の中央付近にて第一の金属製容器６に接続し、同軸線７の内導体１０を、外導体９が接続された位置とはスリット１２をまたいで反対側の第一の金属製容器６に接続することによって、外導体９と内導体１０とをスロットアンテナとして動作させ、閉空間３内にて発生した部分放電からの高周波を検知することを特徴とする。

Description

部分放電センサー
　この発明は、ＧＩＳ（Ｇａｓ　Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　Ｓｗｉｔｃｈｇｅａｒ：ガス絶縁開閉装置）等の高電力設備において、装置内に生じる高周波を検知し、部分放電現象を検知するための部分放電センサーに関するものである。
　従来の絶縁診断装置では、例えば特許文献１に開示されているように、部分放電センサーは、外部電極と内部電極に、信号取り出し口部に接続される信号線の外導体、および内導体を接続することで構成される。また、部分放電センサーは開口部を介して接続されるケース内に設けられ、内部電極の内側には空隙が設けられており、その部分に乾燥剤が挿入されている。このように構成されることで、部分放電センサーとしての機能と、乾燥剤を保持する機能を同時に実現することが可能となる。特に、装置全体の大きさの制限が厳しい小形のＧＩＳ装置において、装置全体の小型化に寄与する。
特開２００４－２７１４０２号公報
　しかしながら、特許文献１のような従来技術では、部分放電センサーは、開口部を介して接続されているケース内に構成されている。部分放電センサーは、高圧の電線とグランドの間の閉空間内に生じる部分放電から発生する高周波の電波を受信するアンテナとして動作する。高周波の電波は開口部を介してケース内に侵入するが、その強度は開口部から離れるに従い、急激に低下する。従来技術の構成では、外部電極と内部電極全体がアンテナとして動作するため、アンテナの大半は開口部から離れたケースの奥の部分に設置される構成となる。その結果、アンテナに受信される高周波の電波が弱くなり、部分放電センサーとしての感度が低くなるという課題がある。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、有効に電波を検知し、感度の高い部分放電センサーを提供することを目的とする。
　この発明に係る部分放電センサーは、高圧の電線を内部に有し、前記高圧の電線を囲むようにして閉空間を構成する第一のグランドと、前記第一のグランドの一部に、外部空間に突起するように設けられた円筒状の枝管と、前記枝管の前記閉空間に対する側の一端に第一の開口と、前記枝管の前記第一の開口に対向する側の一端に蓋と、前記枝管と前記蓋とにより構成される凹み空間に設けられ、気体が通過できる少なくとも１つ以上の穴を有する第一の金属製容器と、前記第一の金属製容器の前記第一の開口側の面に設けられたスリットと、前記第一の金属製容器の内部に配置された同軸線とを備え、前記同軸線の一端において、前記同軸線の外導体を前記スリットの中央付近にて前記第一の金属製容器に接続し、前記同軸線の内導体を、前記外導体が接続された位置とは前記スリットをまたいで反対側の前記第一の金属容器に接続することによって、前記外導体と前記内導体とをスロットアンテナとして動作させ、前記閉空間内にて発生した部分放電からの高周波を検知することを特徴とする。
　この発明の部分放電センサーによれば、有効に電波を検知し、感度を高くすることができる。
この発明の実施の形態１に係る部分放電センサーの概略図である。 この発明の実施の形態１に係る部分放電センサーを、ＧＩＳの内部から見た図である。 この発明の実施の形態１に係る部分放電センサーの第一の金属製容器の斜視図である。 この発明の実施の形態２に係る部分放電センサーを、ＧＩＳの内部から見た図である。 この発明の実施の形態３に係る部分放電センサーの概略図である。 この発明の実施の形態４に係る部分放電センサーの概略図である。 この発明の実施の形態５に係る部分放電センサーにおいて、同軸線とスリットとの接続部を拡大した概略図である。 この発明の実施の形態６に係る部分放電センサーにおいて、同軸線とスリットとの接続部を拡大した概略図である。
　以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
　図１は、この発明の実施の形態１に係る部分放電センサーの概略図である。
　図２は、この発明の実施の形態１に係る部分放電センサーを、ＧＩＳの内部から見た図である。
　図３は、この発明の実施の形態１に係る部分放電センサーの第一の金属製容器の斜視図である。
　図１において、部分放電センサーは、第一のグランド１、高圧の電線２、閉空間３、枝管４、第一の開口５、第一の金属製容器６、同軸線７、蓋８を備える。
　第一のグランド１は、高圧の電線２を内部に有し、高圧の電線２を囲むようにして円筒状の閉空間３を構成している。ＧＩＳにおいては、この閉空間３には、絶縁性のガスが密閉されている。
　また、第一のグランド１の一部には円筒状の枝管４が構成されており、枝管４の、閉空間３に対する側の一端には第一の開口５を有しており、他方、つまり、枝管４の閉空間３に対して第一の開口５に対向する側の一端は、蓋８で封鎖されている。
　第一の金属製容器６は、枝管４と蓋８とにより構成される凹み空間に設けられ、気体が通過できる少なくとも１つ以上の穴を有し、閉空間３に密閉されたガスが往来できればよい。
　また、第一の金属製容器６は、第一のグランド１に対して閉空間３内に突起しない構成となっている。そのため、閉空間３内に不要な高電圧箇所を生じさせることがなく、ＧＩＳの絶縁性能を劣化させることがない。
　また、第一の金属製容器６内には、閉空間３に充填されたガスを乾燥させる乾燥剤１１を保持している。
　さらに、この実施の形態１では、第一の金属製容器６は、メッシュ状の金属により構成されている。メッシュ状の金属は、閉空間３に充填されたガスの往来を妨げない程度に、かつ、検知する高周波電波の波長に比べて十分に小さい粗さで構成される。例えば、部分放電検知に用いられる周波数の一例が５００～１５００ＭＨｚ程度であるので、メッシュ粗さとしては、数ｍｍ～十数ｍｍ程度であればよい。
　なお、この実施の形態１では、第一の金属製容器６をメッシュ状としたが、検知する高周波の波長に比べて十分に小さい粗さで構成される複数の穴を設けたものであればよい。
　蓋８は開閉可能であり、乾燥剤１１の定期的な交換を可能としている。
　図２に示すように、第一の金属製容器６の第一の開口５側の面には、長方形のスリット１２が設けられている。
　また、第一の金属製容器６の内部には同軸線７が配置されている。
　同軸線７の一端において、同軸線７の外導体９が、スリット１２の中央付近にて第一の金属製容器６に接続されており、同軸線７の内導体１０は、外導体９が接続された位置とはスリット１２をまたいで反対側の第一の金属製容器６に接続される。
　なお、スリット１２は、その外導体９及び内導体１０が接続される側の２辺の長さが、その他の２辺よりも、円筒状の枝管４の直径より長くない程度に長い四角形であればよく、完全な長方形でなくても、ほぼ長方形であるものも含むものとする。
　第一の金属製容器６は、図３に示すように、円柱型となっている。
　次に動作原理を説明する。第一の金属製容器６は波長に比べて十分に小さいメッシュ状の金属により構成されているため、高周波で見た場合には一様な導体とみなせる。この導体の表面に、長方形のスリット１２を設け、同軸線７の内導体１０と外導体９とを、スリット１２をまたぐように接続することでスロットアンテナとして動作させ、閉空間３内にて発生した部分放電からの高周波を検知する。
　スリット１２の長さは、使用する周波数の半波長～１波長程度の長さを有する場合に効率よく電波を受信できる。例えば、５００～１５００ＭＨｚの周波数範囲を考慮すると、最短で１００ｍｍ、最長で６００ｍｍ程度の長さとなる。
　部分放電は閉空間３内にて発生し、高周波電波を生じる。高周波信号は第一の開口５を介して枝管４内に伝搬する。高周波信号の枝管４内における分布は、第一の開口５に近いほど強いため、高周波電波を検知するアンテナは第一の開口５に近いほど有効に電波を検知できる。
　図１に示した構成では、スロットアンテナを第一の開口５にほぼ接するところに構成可能であるため、感度の高い部分放電センサーを構築できる。また、第一の金属製容器６内にはＧＩＳに必須な乾燥剤１１を設置可能であり、部分放電センサーとしての機能と、乾燥剤１１を保持するための機能を同時に実現することが可能となる。特に装置全体の大きさの制限が厳しい小形のＧＩＳ装置において、上記構成は装置全体の小形化に寄与する。
　以上のように、この実施の形態１によれば、有効に電波を検知し、感度の高い部分放電センサーを提供することができる。また、ＧＩＳ装置全体を小型化することができる。
実施の形態２．
　図４は、この発明の実施の形態２に係る部分放電センサーを、ＧＩＳの内部から見た図である。
　なお、実施の形態１で説明したものと同様の構成については、重複した説明を省略する。
　この実施の形態２と実施の形態１との相違点は、図４に示すように、実施の形態１における長方形のスリット１２をコの字型のスリット１３に置き換えた点である。
　次に動作原理を説明する。実施の形態１で示した構造では、スロットアンテナが直線状に配置されていた（図２参照）。しかしながら、直線状のスロットアンテナは、スロットの長手方向に感度を有さないため、図２における紙面の上下方向から到来する電波を受信できない。
　これに対し、図４に示したコの字型のスロットアンテナは、全方向に対して感度を有する。そのため、実施の形態１の効果に加え、ＧＩＳ内部における部分放電の発生場所によらず、部分放電を検知できるという利点が生じる。
　以上のように、この実施の形態２によれば、感度が高いことに加え、どの方向に対しても感度を有する部分放電センサーを提供することができる。
実施の形態３．
　図５は、この発明の実施の形態３に係る部分放電センサーの概略図である。
　なお、実施の形態１，２で説明したものと同様の構成については、重複した説明を省略する。
　この実施の形態３と実施の形態１との相違点は、図５に示すように、非伝導性スペーサー１４を備えた点である。
　非導電性スペーサー１４は、乾燥剤１１とスリット１２の間に設置され、乾燥剤１１とスリット１２とが所定の距離以内に近接することを防ぎ、乾燥剤１１とスリット１２との間に所定の間隔を保持した状態で配置される。
　ここでいう所定の距離以内とは、部分放電センサーの感度の大幅な劣化を防ぐために十分な距離をいい、例えば、乾燥剤１１とスリット１２との間の距離が２０ｍｍ程度より広ければよい。
　次に動作原理を説明する。乾燥剤１１は、比誘電率が７程度であり、比較的高い値を有する。また、ＧＩＳ内部の水分を吸収することで、経年的に変化する。
　ここで、比誘電率が高い誘電体がアンテナに近接するとアンテナ性能は劣化する傾向にあり、その度合いは近接する距離に比例する。
　この実施の形態３では、乾燥剤１１とスリット１２との間に非導電性スペーサー１４が配置されるため、乾燥剤１１とスロットアンテナが密着することを防止できる。乾燥剤１１とスリット１２との距離は、例えば、２０ｍｍ程度より広ければ、部分放電センサーの感度の大幅な劣化は防げる。
　なお、非導電性スペーサー１４は、誘電率が低い方が好ましいため、発泡材や内部が中空の樹脂構造物などが適している。
　以上のように、この実施の形態３によれば、部分放電センサーの感度が高いことに加え、部分放電センサーの感度劣化を低減することが可能となる。
実施の形態４．
　図６は、この発明の実施の形態４に係る部分放電センサーの概略図である。
　なお、実施の形態１～３で説明したものと同様の構成については、重複した説明を省略する。
　この実施の形態４と実施の形態３との相違点は、図６に示すように、非電導性スペーサー１４の代わりに非電導性の仕切板１５を備えた点である。
　非導電性の仕切板１５は、乾燥剤１１とスリット１２との間に設置され、乾燥剤１１とスリット１２とが所定の距離以内に近接することを防ぎ、乾燥剤１１とスリット１２との間に所定の間隔を保持した状態で配置される。
　ここでいう所定の距離以内とは、部分放電センサーの感度の大幅な劣化を防ぐために十分な距離をいい、例えば、乾燥剤１１とスリット１２との間の距離が２０ｍｍ程度より広ければよい。
　次に動作原理を説明する。仕切板１５により乾燥剤１１が保持されるため、乾燥剤１１とスリット１２との間は、所定の距離を保持する。そのため、乾燥剤１１とスロットアンテナが密着することを防止でき、部分放電センサーの感度の大幅な劣化を防ぐことが可能となる。
　なお、ここでは、仕切板１５を非導電性と仮定したが、仕切板１５を金属で置き換えても同様な効果が得られる。ただし、金属で構成した場合には、仕切板１５と第一の金属製容器６の間の隙間部分で不要な共振が生じ、部分放電センサーの特性が劣化する。これを防ぐためには、仕切板１５と第一の金属製容器６とを導通させ、不要な共振を防ぐことが必要となる。仕切板１５と第一の金属製容器と６の導通をとるためには、工作上の難易度は劣化するが、スロットアンテナから乾燥剤１１を高周波でみて遮蔽することが可能となり、乾燥剤１１による性能劣化を無視できるレベルまで、部分放電センサーの感度の大幅な劣化を低減できるという利点が生じる。
　以上のように、この実施の形態４によれば、部分放電センサーの感度が高いことに加え、部分放電センサーの感度劣化を低減することが可能となる。
実施の形態５．
　この実施の形態５は、図２における同軸線７とスリット１２との接続方法の一態様を示すものであり、同軸線７と第一の金属製容器６との具体的な接続方法の一例を示したものである。したがって、この実施の形態５の動作原理は、実施の形態１と同様である。
　なお、実施の形態１～４で説明したものと同様の構成については、重複した説明を省略する。
　図７は、この発明の実施の形態５に係る部分放電センサーにおいて、同軸線７とスリット１２との接続部を拡大した概略図である。
　図７において、部分放電センサーは、誘電体基板１６、レセプタクル１７、信号線１８、グランド線１９、ネジ２０をさらに備える。
　誘電体基板１６は、スリット１２をまたぐように設置されている。
　レセプタクル１７は、誘電体基板１６上に実装されており、レセプタクル１７によって、同軸線７の内導体１０は誘電体基板１６上の信号線１８に、同軸線７の外導体９は誘電体基板１６上のグランド線１９にそれぞれ接続される。
　信号線１８およびグランド線１９は、スリット１２をまたぐように第一の金属製容器６まで延在する。信号線１８およびグランド線１９と第一の金属製容器６はネジ２０にて圧着され、導通が確保される。
　以上のように、この実施の形態５によれば、有効に電波を検知し、感度の高い部分放電センサーを提供することができる。
実施の形態６．
　図８は、この発明の実施の形態６に係る部分放電センサーにおいて、同軸線７とスリット１２との接続部を拡大した概略図である。
　なお、実施の形態１～５で説明したものと同様の構成については、重複した説明を省略する。
　この実施の形態６と実施の形態５との相違点は、図８に示すように、インピーダンス変成器２１を備えた点である。
　インピーダンス変成器２１は、レセプタクル１７とネジ２０との間に配置され、スリット１２から構成されるスロットアンテナのインピーダンスと、同軸線７が有するインピーダンスの整合状態を改善する。
　次に動作原理を説明する。一般的に、同軸線７は５０Ωの特性インピーダンスを有しており、スリット１２から構成されるスロットアンテナのインピーダンスが５０Ωの場合に最大の感度が得られる。しかしながら、スロットアンテナのインピーダンスは通常５０Ωより高いため、インピーダンスの不整合により感度が低下する。これを改善するため、同軸線７とネジ２０の間にインピーダンス変成器２１を挿入する。
　以上のように、この実施の形態６によれば、スロットアンテナのインピーダンスの不整合による感度の低下を抑制し、感度の高い部分放電センサーを提供することができる。
　なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
　この発明に係る部分放電センサーは、有効に電波を検知し、感度を高くすることができるため、ＧＩＳ等の高電力設備において、装置内に生じる高周波を検知し、部分放電現象を検知するための部分放電センサー等に適用することができる。
　１　第一のグランド、２　電線、３　閉空間、４　枝管、５　第一の開口、６　第一の金属製容器、７　同軸線、８　蓋、９　外導体、１０　内導体、１１　乾燥剤、１２，１３　スリット、１４　スペーサー、１５　仕切板、１６　誘電体基板、１７　レセプタクル、１８　信号線、１９　グランド線、２０　ネジ、２１　インピーダンス変成器。

Claims (12)

  1. 　高圧の電線を内部に有し、前記高圧の電線を囲むようにして閉空間を構成する第一のグランドと、
    　前記第一のグランドの一部に、外部空間に突起するように設けられた円筒状の枝管と、
    　前記枝管の前記閉空間に対する側の一端に第一の開口と、
    　前記枝管の前記第一の開口に対向する側の一端に蓋と、
    　前記枝管と前記蓋とにより構成される凹み空間に設けられ、気体が通過できる少なくとも１つ以上の穴を有する第一の金属製容器と、
    　前記第一の金属製容器の前記第一の開口側の面に設けられたスリットと、
    　前記第一の金属製容器の内部に配置された同軸線とを備え、
    　前記同軸線の一端において、前記同軸線の外導体を前記スリットの中央付近にて前記第一の金属製容器に接続し、前記同軸線の内導体を、前記外導体が接続された位置とは前記スリットをまたいで反対側の前記第一の金属製容器に接続することによって、前記外導体と前記内導体とをスロットアンテナとして動作させ、前記閉空間内にて発生した部分放電からの高周波を検知することを特徴とする部分放電センサー。
  2. 　前記第一の金属製容器は、検知する前記高周波の波長に比べて十分に小さい粗さで構成される複数の穴を設けたことを特徴とする請求項１記載の部分放電センサー。
  3. 　前記第一の金属製容器は、メッシュ状の金属により構成されることを特徴とする請求項１記載の部分放電センサー。
  4. 　前記蓋は、前記枝管と前記外部空間とを遮断し、かつ開閉可能であることを特徴とする請求項１記載の部分放電センサー
  5. 　前記スリットの形状を長方形としたことを特徴とする請求項１記載の部分放電センサー。
  6. 　前記スリットの形状をコの字状としたことを特徴とする請求項１記載の部分放電センサー。
  7. 　前記第一の金属製容器内に乾燥剤を設置したことを特徴とする請求項１記載の部分放電センサー。
  8. 　前記乾燥剤と前記スリットとの間に、非電導性スペーサーを設置したことを特徴とする請求項７記載の部分放電センサー。
  9. 　前記乾燥剤と前記スリットとの間に、仕切板を設置したことを特徴とする請求項７記載の部分放電センサー。
  10. 　前記仕切板は金属で構成され、前記仕切板と前記第一の金属製容器とを導通させることを特徴とする請求項９記載の部分放電センサー。
  11. 　前記スリットをまたぐように設置した誘電体基板をさらに備え、
    　前記内導体を前記誘電体基板上の信号線に、前記外導体を前記誘電体基板上のグランド線にそれぞれ接続したことを特徴とする請求項１記載の部分放電センサー。
  12. 　前記誘電体基板上に、インピーダンス変成器を設置したことを特徴とする請求項１１記載の部分放電センサー。
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