JPH0378429A - 絶縁監視用アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ガス絶縁開閉装置等のように接地された金
属製の容器で充電部を包囲した電気機器において、絶縁
劣化時に生じる内部の部分放電（コロナ放電）を検出す
るための絶縁監視用アンテナ装置に関するものである。

〔従　来　の　技　術〕

例えばガス絶縁開閉装置等に付設される従来の絶縁監視
用アンテナ装置は、第１０図に示すように、接地された
金属製の管路容器５１．５２の接合部に介在する絶縁リ
ング等の絶縁体５３の近傍位置にループアンテナ５４を
配置している。

管路容器５１．５２は、端部のフランジ５１ａ５２ａの
間に絶縁体５３を挟んでねし止めなどによって、両者を
締め付は固定してあり、ループアンテナ５４は、第１０
図では、フランジ５１ａの近傍において、管路容器５１
と絶縁状態でかつ管路容器５１に巻き付けた状態に装着
している。

５５は管路容器５１．５２内を通る充電部、５６は信号
伝送用の同軸ケーブルである。

このような絶縁監視用アンテナ装置においては、管路容
器５１．５２の絶縁劣化に伴う部分放電により生成され
る高周波電磁界を管路容器５１．５２の外部からループ
アンテナ５４で検出し、ループアンテナ５４から得られ
る高周波信号に基づいて管路容器５１．５２内の絶縁劣
化の程度を検知するようになっている。この場合、管路
容器５１５２内の高周波電磁界が絶縁体５３の部分から
漏れるのをループアンテナ５４で検出することになる。

他の例として、第１１図に示すような絶縁監視用アンテ
ナ装置も提案されている。この絶縁監視用アンテナ装置
は、ダイポールアンテナ５７を絶縁体５３の周方向とエ
レメント長手方向とを合わせた状態で絶縁体５３の外周
面に沿って配置している。この場合、ダイポールアンテ
ナ５７は絶縁体５３の外周面に巻きつけた状態に貼り付
は固定される。

このような絶縁監視用アンテナ装置では、ダイポールア
ンテナ５７を高周波電磁界の漏れの箇所である絶縁体５
３の部分に配置しているので、管路容器５１．５２から
漏れる高周波電磁界を最も大きなレベルで受けることが
できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

第１０図の絶縁監視用アンテナ装置は、部分放電に起因
する高周波漏れ電流を片方の管路容器５１のフランジ５
１ａの近傍に巻き付けたループアンテナ５４で検出して
おり、絶縁体５３からループアンテナ５４が離れている
ので、検出感度が低かった。

また、第１１図の絶縁監視用アンテナ装置では、絶縁体
５３の部分から漏れる高周波電磁界は、管路容器５１．
５２内での部分放電の発生によって、フランジ５１ａ、
５２ａ間にインピーダンス不整合に起因して電位差が発
生し、この電位差によって絶縁体５３の外部に高周波電
磁界が生じるのであるから、その高周波電磁界のうち、
電界Ｅの方向が絶縁体５３の厚み方向、すなわち管路容
器５１゜５２の長手方向となる。一方、ダイポールアン
テナ５７が検出可能な電界の方向は、エレメントの長手
方向、すなわち絶縁体５３の厚み方向と直交する方向と
なる。したがって、ダイポールアンテナ５７では、絶縁
体５３から漏れる高周波電磁界をほとんど検出できず、
検出感度はきわめて低いものであった。

したがって、この発明の目的は、絶縁劣化時の容器の内
部の部分放電によって発生する高周波電磁界を容器の外
部から高感度に検出することかできる絶縁監視用アンテ
ナ装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の絶縁監視用アンテナ装置は、接地された金属
製の容器で充電部を包囲した電気機器の内部の部分放電
により生成される高周波電磁界をスリットアンテナで容
器の外部から検出するようになっている。スリットアン
テナは、容器同士の接合部または容器とブッシングとの
接合部に存在する絶縁体の近傍に、絶縁体の周方向とス
リット長手方向とを合わせた状態で配置している。

〔作　　　用〕

この発明の構成によれば、容器内で絶縁劣化に伴う部分
放電が発生すると、容器内に高周波電磁界が生成される
。この高周波電磁界は、容器同士の接合部または容器と
ブッシングとの接合部に存在する絶縁体の部分から漏れ
ることになる。この場合、漏れる高周波電磁界は、絶縁
体を挟む繭容器間または容器とブッシングとの間に生じ
る電位差によって誘導され、その電界の方向は絶縁体の
周方向と直交する。

一方、スリットアンテナは、スリットの長手方向と直交
する方向の電界の検出感度が高く、スリットアンテナの
スリットの長手方向を絶縁体の周方向と合わせた状態で
、絶縁体の近傍に配置すると、絶縁体から漏れる高周波
電磁界を高レベルで受けることができ、しかも絶縁体か
ら漏れる高周波電磁界の電界の方向と高周波電磁界の検
出感度の高いスリットアンテナのスリットの長手方向と
直交する方向とが一致するので、絶縁体から漏れる高周
波１！磁界を高感度で検出することができる。

〔実　施　例〕 この発明の第１の実施例を第１図ないし第３図に基づい
て説明する。この絶縁監視用アンテナ装置は、第１図に
示すように、接地された金属製の管路容器１．２で充電
部５を包囲したガス絶縁開閉装置等の電気機器の内部の
部分放電により生成される高周波電磁界を検出するスリ
ソトアンテナ４を管路容器１．２の外部に配置している
。

管路容器１，２は、端部のフランジｌａ、２ａの間に絶
縁体３を挟んでねじ止めなどによって、両者を締め付は
固定している。

スリットアンテナ４は、第１図では、管路容器１．２の
接合部に介在する絶縁リング等の絶縁体３の近傍に、絶
縁体３の周方向とスリット４ａの長手方向とを合わせた
状態で配置している。具体的には、スリットアンテナ４
は、フランジ１ａ２ａで挟んで固定した絶縁体３および
フランジｌａ、２ａの外周面に巻き付けた状態でかつ絶
縁状態に貼り付は固定している。そして、同軸ケーブル
６の外部導体および中心導体をそれぞれスリン）４ａの
長辺の各々中央位置４ｂ、４ｃに接続している。

また、スリットアンテナ４は、例えばＦｊｉ銅板からな
り、第２図に示すように、薄銅板の中央部分に角形のス
リット４ａを入れることにより形成される。スリット幅
Ｗは概ね絶縁体３の厚さｄに合わせ、スリットアンテナ
４の全体の幅Ｗは、太きい方がよいが、配置場所の制約
から例えば管路容器１．２の接続部（フランジｌａ、絶
縁体３およびフランジ１ｂの合計幅）よりやや広い程度
に設定している。また、スリット４ａの長さｌは検出す
る高周波ｉａｍ界の波長λから決め、概ねλ／２程度が
目安となる。スリットアンテナ４の長さしについては特
に規定はない。

スリットアンテナ４の表面は、例えば銀メツキ等のメツ
キを施している場合もある。また、スリットアンテナ４
０表面には、管路容器１．２との絶縁のため、適度の絶
縁強度を保つことが可能な合成樹脂層等の絶縁層（図示
せず）を設けている。

このような絶縁監視用アンテナ装置においては、管路容
器１．２の絶縁劣化に伴う部分放電により生成される高
周波ｉ！電磁界管路容器１，２の外部からスリットアン
テナ４で検出し、スリットアンテナ４から得られる高周
波信号に基づいて管路容器１．２内の絶縁劣化の程度を
検知するようになっている。この場合、管路容器１．２
内の高周波電磁界が絶縁体３の部分から漏れるのをスリ
７）アンテナ４で検出することになる。

具体的に説明すると、管路容器１．２内で絶縁劣化に伴
う部分放電が発生すると、管路容器１゜２内に高周波電
磁界が生成される。この高周波電磁界は、管路容器１．
２同士の接合部に介在する絶縁体３の部分から漏れるこ
とになる。この場合、漏れる高周波電磁界は、絶縁体３
によるインピーダンス不整合に起因して絶縁体３を挟む
両管路容器１，２間に生じる電位差によって誘導される
もので、絶縁体３の外部の電界Ｅの方向は絶縁体３の周
方向と直交する。

一方、スリットアンテナ４は、スリット４ａの長手方向
と直交する方向の電界の検出感度が高く、スリットアン
テナ４のスリット４ａの長手方向を絶縁体３の周方向と
合わせた状態で、絶縁体３の近傍に配置すると、絶縁体
３から漏れる高周波電磁界を高レベルで受けることがで
き、しかも絶縁体３から漏れる高周波ｉ！電磁界電界の
方向と高周波電磁界の検出感度の高いスリットアンテナ
４のスリット長手方向と直交する方向とが一致するので
、絶縁体３から漏れる高周波電磁界を高感度で検出する
ことができる スリットアンテナ４が絶縁体３から漏れる高周波電磁界
を高感度に検出できるのは、第３図（ａｌに示すように
、スリット４ａの長さｌがλ／２であるスリットアンテ
ナ４の磁界Ｈの方向がスリット４ａの長手方向と平行に
なり、電界Ｅの方向がスリット４ａの長手方向と直交す
るからである。このようなスリットアンテナ４は、第３
図（ｂｌに示すλ／２の長さのダイポールアンテナ５７
と補対の関係にあり、ダイポールアンテナ５７の電界Ｅ
の方向がエレメントの長手方向と平行になり、磁界Ｈの
方向がエレメントの長手方向と直交する。

この実施例の絶縁監視用アンテナ装置は、スリットアン
テナ４を用いて管路容器１．２内の部分放電による高周
波ｉｌｌ界を検出する構成であるので、スリットアンテ
ナ４を絶縁体３に沿わせて近接させることが容易で、し
かもスリットアンテナ４の検出電界の方向と絶縁体３を
通して漏れる高周波電界の方向を合わせることができ、
絶縁劣化時の管路容器１，２の内部の部分放電によって
発生する高周波電磁界を管路容器１．２の外部から高感
度に検出することができる。

この発明の第２の実施例を第４図に基づいて説明する。

この絶縁監視用アンテナ装置は、スリットアンテナ４′
を導電板の打ち抜きではなく、ビニル被覆電線等の絶縁
被覆電線を用いて構成したもので、その他の構成は第１
図に示した実施例と同様である。

この実施例では、スリットアンテナ４′を簡華に作成で
きるという効果がある。その他の作用効果は第１図の実
施例と同様である。

この発明の第３の実施例を第５図および第６図に基づい
て説明する。この絶縁監視用アンテナ装置は、スリット
アンテナ４と同軸ケーブル６との間に平衡・不平衡変換
用のバラン回路８を介挿したもので、その他は前記の第
１図の実施例または第４図の実施例と同様である。

バラン回路８の例としては、第６図（ａｌ、　（ｂ）に
示すようなものが考えられる。

このように、バラン回路８を介挿するのは、以下の理由
からである。すなわち、同軸ケーブル６は、平行フィー
ダとは異なり、不平衡伝送路のため、スリットアンテナ
４の信号の一部が同軸ケーブル６の外被に漏れたり、同
軸ケーブル６の外被のノイズ電流がスリットアンテナ４
に侵入する。

このような問題を防止するには、平衡・不平衡の変換を
行わなければならないのである。

この発明の第４の実施例を第７図に基づいて説明する。

この絶縁−祝用アンテナ装置は、第７図に示すように、
スリットアンテナ４を絶縁体３およびフランジｌａ、２
ａも含めて、管路容器１２の接合部周辺を全体的に導電
性を有する電磁遮蔽用のシールド材９Ａで被覆するよう
にしたものである。この場合、スリットアンテナ４は、
絶縁樹脂９Ｂによって、絶縁体３およびフランジ１ａ２
ａの周囲に巻き付けた状態に固着され、絶縁樹脂９Ｂの
外側にシールド材９Ａが設けられている。

シールド材９Ａは、管路容器１，２の接合部周辺に単に
密着させるだけでもよいが、管路容器ｌ。

２の外面には、通常絶縁塗料１０が塗布されていて、そ
のままでシールド材９Ａが管路容器１，２と静電結合し
かしない。このため、この実施例では、絶縁塗料ｌＯの
一部を剥離除去し、その部分に導電性塗料（図示せず）
を塗布して、シールド＋４９Ａと管路容器１．２との直
接的な電気的接続を図ることが好ましい。

このように、シールド材９Ａを設けると、不要な外来電
磁波を遮蔽することができ、放電検出のＳ／Ｎ比を向上
させることができる。その他の効果は前記の第１の実施
例と同様である。

なお、上記各実施例では、スリットアンテナ４４′を１
個だけ設けた構成を示したが、スリット長さの異なる２
個以上のスリットアンテナを絶縁体３に巻きつけるよう
にしてもよい。

また、上記実施例では、絶縁体３として、管路容器１．
２間を絶縁する絶縁スペーサを例に挙げたが、これに限
らず、例えばガスケツトが介在したり、塗装面によって
絶縁層が形成されて、高周波信号が漏れる可能性のある
容器の接合部ならどこでも、この発明を適用することが
可能である。

この発明の第５の実施例を第８図および第９図に基づい
て説明する。この絶縁監視用アンテナ装置は、略Ｃ形に
湾曲させたスリットアンテナ４″を、金属製の容器１１
に突設した例えば引き出し用のブッシング１２の絶縁碍
子部を包囲した状態に容器１１の外面に固着している。

１３は同軸ケーブルである。

この実施例においても、ブッシング１２の絶縁碍子部か
ら漏れる高周波電磁界を前記各実施例と同様の作用で検
出することができ、容器１１内の絶縁劣化に伴う部分放
電を検知することができる。

〔発明の効果〕

この発明の絶縁監視用アンテナ装置によれば、スリット
アンテナを用いて容器内の部分放電による高周波電磁界
を検出する構成であるので、スリットアンテナを絶縁体
に沿わせて近接させることが容易で、しかもスリットア
ンテナの検出電界の方向と絶縁体を通して漏れる高周波
電界の方向を合わせることができ、絶縁劣化時の容器の
内部の部分放電によって発生する高周波電磁界を容器の
外部から高感度に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例の絶縁監視用アンテナ
装置の斜視図、第２図は第１図に示したスリットアンテ
ナの平面図、第３図はスリットアンテナおよびダイポー
ルアンテナの補対の関係の説明図、第４図はこの発明の
第２の実施例の絶縁監視用アンテナ装置の斜視図、第５
図はこの発明の第３の実施例の絶縁監視用アンテナ装置
の要部斜視図、第６図はバラン回路の例を示す回路図、
第７図はこの発明の第４の実施例の絶縁監視用アンテナ
装置の断面図、第８図はこの発明の第５の実施例の絶縁
監視用アンテナ装置の斜視図、第９図は第８図に示した
スリットアンテナの平面図、第１０図は絶縁監視用アン
テナ装置の従来例の斜視図、第１１図は絶縁監視用アン
テナ装置の他の従来例の斜視図である。 １．２・・・管路容器、３・・・絶縁体、４・・・スリ
ー／　トアンテナ、４ａ・・・スリット 第 ４ 図 第 図 第 図 （ａ） （ｂ） 第 ０ 図 ６ 第 １ 図 ３ ７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 接地された金属製の容器で充電部を包囲した電気機器の
   内部の部分放電により生成される高周波電磁界を前記容
   器の外部から検出する絶縁監視用アンテナ装置であって
   、 前記容器同士の接合部または前記容器とブッシングとの
   接合部に存在する絶縁体の近傍に、前記絶縁体の周方向
   とスリット長手方向とを合わせた状態でスリットアンテ
   ナを配置したことを特徴とする絶縁監視用アンテナ装置
   。