JPH0519006A - ガス絶縁開閉装置の部分放電検出システム - Google Patents

ガス絶縁開閉装置の部分放電検出システム

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JPH0519006A
JPH0519006A JP17022191A JP17022191A JPH0519006A JP H0519006 A JPH0519006 A JP H0519006A JP 17022191 A JP17022191 A JP 17022191A JP 17022191 A JP17022191 A JP 17022191A JP H0519006 A JPH0519006 A JP H0519006A
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Katsumi Konishi
克巳 小西
Takaaki Sakakibara
高明 榊原
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 少数の検出器によって、効率良く部分放電の
発生領域を標定可能な、高精度のガス絶縁開閉装置の部
分放電検出システムを提供する。 【構成】 回線Iの線路側ガス絶縁母線4との接続部近
傍に、第1の部分放電検出器13A〜13Cを設置す
る。回線Iの内部に、より望ましくは、主母線1A,1
Bに接続された母線側断路器2と遮断器3との間に、第
2の部分放電検出器13D〜13Fを設置する。第1、
第2の部分放電検出器13A〜13Fを、絶縁スペーサ
12の埋設電極14に接続するか、あるいは接地金属容
器8内に接地金属容器とは絶縁された状態で設けた浮遊
電極に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電力機器を接地金属容
器内にコンパクトに収納したガス絶縁開閉装置に適用さ
れる部分放電検出システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、用地の高騰や都市部における電力
供給量の増大に伴う変電設備の増強化の必要性から、ガ
ス絶縁開閉装置が普及し稼働している。このガス絶縁開
閉装置は、公知のように、断路器、遮断器などの開閉機
器を含む回線を主母線及び線路側ガス絶縁母線に接続し
てなるものである。そして、このようなガス絶縁開閉装
置を構成する各種機器は、高電圧充電部をSF6 ガスな
どの絶縁性ガスと共に接地金属容器内に収納し、隣接す
る接地金属容器間に絶縁スペーサを配置して構成されて
いる。
【0003】このようなガス絶縁開閉装置は、コンパク
ト化が図れ、露出充電部を削減できるなどの種々の利点
がある反面、高性能化・コンパクト化に伴う保守診断の
困難さや、保守修復作業時間の増大などの欠点を有して
いる。そのため、ガス絶縁開閉装置においては、従来か
ら用いられている遮断器、断路器、及び接地開閉器に投
入・引外し指令などを発する変電機器制御システムに加
えて、変電機器の稼働運転状態が正常であることの信頼
度確認と、異常発生時の早期検出監視が可能な予防保全
システムに対するニーズが高まってきている。
【0004】上述した予防保全システムの監視項目とし
ては、その計測値自体が急激に変化しないコロナ量、ガ
ス水分量、ガス成分、ガス圧力、ガス温度、ガス密度、
油面、油圧、油温、分解ガス量などの準定常的である項
目と、遮断器及び断路器などの動作時間のように、短い
時間内での処理を必要とする項目とがある。そのため、
通常の監視方法としては、後者の項目について機器動作
時に計測を行い、データを処理、演算して、その結果を
出力表示及び記憶し、また、前者の準定常的な項目につ
いては、ある一定時間の間隔で計測を行い、データを処
理、演算して、その結果を出力表示及び記憶するように
している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな監視項目の中で、機器の異常を予知する観点から、
最も重要な項目の一つに部分放電検出(コロナ検出)が
ある。この部分放電検出については、従来より多くの検
出方法が提案されている。例えば、特開昭55−863
16号公報及び特開昭55−85260号公報に記載さ
れているように、金属容器の接地線に取付けた変流器に
よって部分放電を検出する方法、あるいは、特開昭58
−7572号公報に記載されているように、金属容器表
面の振動加速度によって、部分放電発生領域を標定する
方法などがある。
【0006】しかしながら、これらの検出方法は、いず
れも金属容器内部に発生した部分放電を直接検出するも
のではないため、検出精度を向上させるためには、多数
の検出器を設置しなければならず、効率が悪かった。ま
た、部分放電の発生領域を正確に標定することは困難で
あった。
【0007】本発明は、上記のような従来技術の欠点を
解決するために提案されたものであり、その目的は、少
数の検出器によって、効率良く部分放電の発生領域を標
定可能な、高精度のガス絶縁開閉装置の部分放電検出シ
ステムを提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によるガス絶縁開
閉装置の部分放電検出システムは、高電圧充電部を絶縁
性ガスと共に接地金属容器内に収納し、隣接する接地金
属容器間に絶縁スペーサを配置してなる各種機器を有
し、且つ、開閉機器を含む回線を主母線及び線路側ガス
絶縁母線に接続してなるガス絶縁開閉装置の内部に発生
する部分放電を検出する部分放電検出システムにおい
て、回線の線路側ガス絶縁母線との接続部近傍に第1の
部分放電検出器を設置すると共に、回線の内部に第2の
部分放電検出器を設置し、且つ、この第1、第2の部分
放電検出器を、絶縁スペーサの埋設電極に接続するか、
あるいは接地金属容器内に接地金属容器とは絶縁された
状態で設けた浮遊電極に接続したことを特徴としてい
る。
【0009】また、線路側ガス絶縁母線が3相一括形ガ
ス絶縁母線である場合には、第1の部分放電検出器は、
単相分岐部に設置されることが望ましい。さらに、回線
の内部に設けられる第2の部分放電検出器は、この第2
の部分放電検出器と、第1の部分放電検出器との間に遮
断器を介在させるように設置されることが望ましい。
【0010】
【作用】本発明の部分放電検出システムによれば、接地
金属容器内に発生した部分放電パルスは、埋設電極ある
いは浮遊電極と高圧導体の間の容量負荷C1と、埋設電
極あるいは浮遊電極と接地金属容器との間の容量負荷C
2 によって分圧され、埋設電極あるいは浮遊電極に信号
として現れる。この信号を、前記埋設電極あるいは浮遊
電極に接続した第1、第2の部分放電検出器によって検
出することにより、部分放電の発生領域を精度良く標定
することができる。
【0011】特に、本発明においては、回線の線路側ガ
ス絶縁母線との接続部近傍と回線の内部に、第1、第2
の部分放電検出器をそれぞれ設置しているため、この第
1、第2の部分放電検出器の検出信号値を比較すること
により、線路側ガス絶縁母線における部分放電発生の有
無及びその発生領域を判定できる。すなわち、線路側ガ
ス絶縁母線で部分放電が発生した場合、この部分放電パ
ルスは、回線部に伝播され、この回線部において、多数
存在する絶縁スペーサや接触部により減衰する。そのた
め、線路側ガス絶縁母線との接続部に設けた第1の部分
放電検出器の出力レベルは、回線の内部に設けた第2の
部分放電検出器の出力レベルより大きくなる。従って、
この第1、第2の部分放電検出器の検出信号値を比較す
ることにより、線路側ガス絶縁母線における部分放電発
生の有無及びその発生領域を判定することができる。
【0012】また、第1の部分放電検出器を、単相分岐
部に設置した場合には、より高い検出感度を得られ、且
つ、効率良く部分放電を検出することができる。さら
に、第1、第2の部分放電検出器の間に遮断器を介在さ
せた場合には、遮断器における部分放電パルスの減衰率
が高いため、第1、第2の部分放電検出器の出力レベル
差がより増大され、線路側ガス絶縁母線における部分放
電発生の有無及びその発生領域の判定がより容易にな
る。
【0013】
【実施例】以下、本発明によるガス絶縁開閉装置の部分
放電検出システムの一実施例を、図1乃至図4に基づい
て具体的に説明する。
【0014】まず、図1は、本発明による部分放電検出
器システムを適用してなるガス絶縁開閉装置の一部を示
す概略平面図であり、図2は、図1のX矢視拡大図であ
る。この図1及び図2においては、主母線と線路側3相
一括形ガス絶縁母線とを接続する回線Iに、部分放電検
出器が設置されている。この場合、実際には、回線Iの
みに限らず、他回線においても同様に部分放電検出器が
設置されているが、これらの構成及び作用効果は、回線
Iと同様であるため、以下には、回線Iについてのみ説
明する。
【0015】図1及び図2に示すように、回線Iにおい
て、平行して配置された主母線1A,1Bには、3相各
相の母線側断路器(DS)2が接続され、各相の遮断器
(GCB)3を介して線路側3相一括形ガス絶縁母線
(GIB)4に接続されている。そして、図1に示すよ
うに、線路側3相一括形ガス絶縁母線4と遮断器3の間
の単相分岐部には、部分放電検出器(第1の部分放電検
出器)13A〜13Cがそれぞれ設置されており、ま
た、各相の遮断器3と母線側断路器2の間には、部分放
電検出器(第2の部分放電検出器)13D〜13Fがそ
れぞれ設置されている。
【0016】次に、図3は、部分放電検出器13Aの回
路構成を示す回路図であり、この図3に示すように、部
分放電検出器13Aは、対応する相の絶縁スペーサ12
の埋設電極14に接続されている。また、図中8は、接
地金属容器、15は、高圧導体を示している。なお、図
示していないが、他の部分放電検出器13B〜13Fに
ついても、部分放電検出器13Aと同様に、対応する各
相の絶縁スペーサ12の埋設電極14に接続されてお
り、部分放電検出器13Aと全く同一の回路構成を有し
ている。従って、以下には、部分放電検出器13Aにつ
いてのみ説明する。
【0017】すなわち、図3に示すように、絶縁スペー
サ12の埋設電極14に接続される部分放電検出器13
Aは、埋設電極14と接地金属容器8の接地電位との間
に接続されるフィルタ16、検波増幅回路17、ピーク
ディテクタ・積分回路18、A/D変換器19、E/O
変換器20、バッテリ21、及びタイマ22によって構
成されている。そして、フィルタ16、検波増幅回路1
7、ピークディテクタ・積分回路18によって検出され
た部分放電検出信号は、A/D変換器19によってデジ
タル化され、E/O変換器20によって光信号に変換さ
れた後、光ケーブル23によって受信側に伝送されるよ
うになっている。
【0018】以上のように構成された部分放電検出器
は、ガス絶縁機器の内部に発生した部分放電に伴う電磁
波を検出することによって、部分放電の有無を判定する
ものである。従って、このような部分放電検出器を有す
る本実施例の部分放電検出システムにおいては、以下に
述べるようにして、ガス絶縁開閉装置の金属容器内部に
発生した部分放電を検出することができる。
【0019】まず、ガス絶縁機器の内部部分放電は、そ
の立上がりが数nsというSF6 ガスの放電現象に関係
しているため、それにより発生する信号も数100MH
zにまで及び極めて周波数の高い電磁波となる。この場
合、ガス絶縁機器の充電部は、接地金属容器8に収納さ
れているため、この接地金属容器8内で発生した内部部
分放電に伴う数MHz以上の周波数の電磁波に対して
は、接地金属容器8が導波管として作用することにな
る。このため、部分放電により発生した信号は、接地金
属容器8内を伝播する。
【0020】そして、図3に示すように、高圧導体15
と接地金属容器8との間で、部分放電パルスが発生する
と、この部分放電パルスは、高圧導体15と絶縁スペー
サ12の埋設電極14との間の容量負荷C1 と、前記埋
設電極14と接地金属容器8との間の容量負荷C2 によ
って分圧され、絶縁スペーサ12内の埋設電極14に信
号として現れる。一般に、C2 は数100pcのオーダ
ーであり、C1 が大きい程、部分放電パルスに対する感
度が高いことになる。これに対して、高圧導体15と埋
設電極14間のC1 の値を、単相用絶縁スペーサと3相
用絶縁スペーサとで比較した場合、同軸位置に配置され
る単相用絶縁スペーサの値の方が、3相用絶縁スペーサ
の値より数十倍も大きい。従って、単相用絶縁スペーサ
の埋設電極14に部分放電検出器13を接地した本実施
例においては、3相用絶縁スペーサの埋設電極に部分放
電検出器を設置した場合に比べて、格段に高い検出感度
を得られ、効率良く部分放電を検出することができる。
【0021】図4は、本発明の部分放電検出システムを
用いて、ガス絶縁開閉装置内部に発生した部分放電を検
出した場合の検出信号の一例を示す出力特性図である。
すなわち、図2に示す回線Iにおいて、線路側3相一括
形ガス絶縁母線4部分で部分放電が発生した場合、この
部分放電パルスは、線路側3相一括形ガス絶縁母線4内
を伝播し、単相分岐部を介して、回線I部に伝播する。
【0022】回線I部においては、遮断器3などの開閉
器がいくつかあり、絶縁スペーサや接触部などが多く存
在するため、部分放電パルスは減衰する。特に、遮断器
3においては、サージインピーダンスの違いやキャパシ
タなどが存在するため、部分放電パルスは大きく減衰す
る。現地実測データの一例によると、遮断器3における
部分放電パルスの減衰量は、30〜35%程度である。
このため、線路側3相一括形ガス絶縁母線4に近い単相
分岐部に設置した検出器13Aの方が、遮断器3を介し
て主母線側に設置した検出器13Dよりも出力レベルが
大きくなる。従って、2つの部分放電検出器13A,1
3Dの検出信号値を比較することにより、線路側3相一
括形ガス絶縁母線4の部分放電発生の有無及びその発生
領域を判定できる。
【0023】以上のように、本実施例によれば、回線の
線路側の単相分岐部及び回線の内部における単相用絶縁
スペーサの埋設電極に部分放電検出器を接続したことに
より、少数の検出器によって、効率良く、線路側3相一
括形ガス絶縁母線部の部分放電の発生領域を標定するこ
とができる。
【0024】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、ガス絶縁開閉装置の接地金属容器内
に、接地金属容器とは絶縁された状態で浮遊電極を設
け、この浮遊電極に部分放電検出器を接続しても良い。
この場合も、上記の実施例と同様の効果が得られる。ま
た、回線の内部における部分放電検出器の設置箇所は適
宜選択可能である。さらに、本発明は、3相一括形の線
路側ガス絶縁母線を使用したガス絶縁開閉装置に限ら
ず、単相の線路側ガス絶縁母線を使用したガス絶縁開閉
装置にも同様に適用可能である。
【0025】
【発明の効果】以上述べた通り、本発明においては、部
分放電検出器を、回線の線路側ガス絶縁母線との接続部
近傍及び回線の内部にそれぞれ設置し、且つ、これらの
部分放電検出器を、絶縁スペーサの埋設電極、あるいは
接地金属容器内に接地金属容器とは絶縁された状態で設
けた浮遊電極に接続することにより、少数の検出器によ
って、効率良く部分放電の発生領域を標定可能な、高精
度のガス絶縁開閉装置の部分放電検出システムを提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるガス絶縁開閉装置の部分放電検出
システムの一実施例を示す概略平面図。
【図2】図1のX矢視拡大図。
【図3】図1の実施例における部分放電検出器の回路構
成を示す回路図。
【図4】図1の実施例において、線路側3相一括形ガス
絶縁母線部分で部分放電が発生した場合の部分放電検出
器の検出信号の一例を示す出力特性図。
【符号の説明】
1A,1B…主母線 2…母線側断路器 3…遮断器 4…線路側3相一括形ガス絶縁母線(線路側GIB) 8…接地金属容器 12…絶縁スペーサ 13A〜13F…部分放電検出器 14…埋設電極 15…高圧導体 16…フィルタ 17…検波増幅回路 18…ピークディテクタ・積分回路 19…A/D変換器 20…E/O変換器 21…バッテリ 22…タイマ 23…光ケーブル

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 高電圧充電部を絶縁性ガスと共に接地金
    属容器内に収納し、隣接する接地金属容器間に絶縁スペ
    ーサを配置してなる各種機器を有し、且つ、開閉機器を
    含む回線を主母線及び線路側ガス絶縁母線に接続してな
    るガス絶縁開閉装置の内部に発生する部分放電を検出す
    る部分放電検出システムにおいて、 前記回線の線路側ガス絶縁母線との接続部近傍に第1の
    部分放電検出器を設置すると共に、回線の内部に第2の
    部分放電検出器を設置し、且つ、この第1、第2の部分
    放電検出器を、絶縁スペーサの埋設電極に接続するか、
    あるいは接地金属容器内に接地金属容器とは絶縁された
    状態で設けた浮遊電極に接続したことを特徴とするガス
    絶縁開閉装置の部分放電検出システム。
JP03170221A 1991-07-10 1991-07-10 ガス絶縁開閉装置の部分放電検出システム Expired - Fee Related JP3086720B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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