JPH08114644A - 筒状絶縁物の部分放電試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長尺な筒状絶縁物の部分放電試験装置を提供
すること。 【構成】 柱状導体電極が中空筒状絶縁物内を軸方向に
挿通する。この柱状導体電極が中空筒状絶縁物の内面と
ほぼ平行になるようこの中空筒状絶縁物は支持手段で支
持される。中空筒状絶縁物外部に配置されるとともに柱
状導体電極の軸方向に移動可能な電極部に所定電圧が電
圧発生部により印加される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として高電圧機器に
使用される長尺な中空筒状絶縁物の部分放電試験装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、変電所などにおいてはＳＦ₆ ガス
を用いたガス絶縁機器が広く普及している。ガス絶縁機
器は、金属性の密閉された容器の内部に各種の開閉機器
や変圧器、保護装置などを収納したもので、小型ながら
高電圧大容量の機器が製作可能であり、かつ、高信頼性
を有するため、今日、電力送配設備の要として広く実用
化されている。一方において、送電線とガス絶縁機器と
の間にはブッシングと称される高電圧機器により両者の
接続が行われている。

【０００３】さて、ブッシングについてはその絶縁構成
により種々のタイプのものが実用化されている。中でも
ＳＦ₆ ガスを絶縁媒体として用いたガスブッシングは軽
量かつ構造が簡単であることから取扱いが容易であり、
ガス絶縁機器の構成上、必要不可欠な機器の一つになっ
ている。

【０００４】ガスブッシングは、碍管内部に加圧したＳ
Ｆ₆ ガスを封入することにより、ブッシング内部の絶縁
性能を向上させているが、万一碍管が何らかの原因で破
損した場合には、内部のガス圧により碍管が飛散する恐
れがある。

【０００５】特に、近年のガス絶縁機器に対する一層の
信頼性向上ならびに作業員に対する安全性確保の観点か
ら、ガスブッシングに対しても万一の碍管破損に対する
飛散抑制構造が求められるようになってきた。

【０００６】こうしたニーズに答えるため、防爆構造に
関しては、登録特許1303003 号に示される様に防爆用内
筒体を碍管内部に収納した構成が提示されている。本例
によれば碍管と防爆用内筒体間に充填される絶縁性ガス
の量を必要最小限にでき、万が一碍管が破壊しても碍管
の破片の飛散距離を小さくでき災害防止効果を高めるこ
とができる。

【０００７】また、実際のブッシング構造としては特願
平5-10810 号に示される飛散抑制型のガスブッシングが
提案されている。これを図３に示す。本方式は碍管内部
にＦＲＰ製の円筒状絶縁物20を挿入することにより、碍
管との間のガス容積を低減させ、これによって飛散距離
を著しく減少させたもので、既に実用化がなされてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】さて、前述した飛散抑
制型ブッシングについては碍管内部にＦＲＰ製の円筒状
絶縁物を挿入することにより、所望の絶縁性能ならびに
飛散抑制機能を確保するものであるが、本絶縁物に関し
ては電気絶縁性能を確保していく上で次の様な問題が存
在している。

【０００９】以下、円筒状絶縁物の一例として、1000kV
送電用ガスブッシングに使用されているＦＲＰ絶縁物を
取り上げる。これを図３に示す。構造としては約12ｍの
長尺な円筒状磁器碍管内にＦＲＰ絶縁筒20が挿入されて
おり、その形状から容易に想像されるように極めて細長
いことが特徴である。この絶縁物の電気的異常の有無を
事前に検査することは信頼性確保の上から極めて重要で
ある。通常、電気的異常の有無を判定するため、部分放
電試験が行われるが、このような長尺な円筒状絶縁物に
対して実際に部分放電試験を実施しようとすると次に述
べるように極めて多くの困難が伴う。

【００１０】例えば、従来より広く実施されている様
に、絶縁物の両端に電極を取付けて絶縁物単体で全長に
わたって電気的絶縁特性を検査する場合、絶縁物に印加
される電気的ストレスは長尺であるが故に周囲の影響を
強く受け、場所により電界の向きや大きさが大きく変化
する。このため、実際には局部的な検証しかできないと
いう問題がある。また、電圧については実器試験電圧に
相当する1100kVrms もの電圧が必要となり、試験自体が
極めて大がかりとなる。また、試験設備としても絶縁距
離を十分確保する必要があり、広い試験空間が必要とな
る。さらには、部分放電試験を高感度で実施しようとし
ても、長尺なため十分な検出感度が得られないといった
技術的問題がある。このため、ＦＲＰ絶縁筒単体での部
分放電試験は事実上不可能であった。

【００１１】したがって、従来の方法ではＦＲＰ絶縁筒
に対しては十分な検証試験を行うことなく、ブッシング
として組立を先に行い、完成された状態で試験を実施せ
ざるを得なかった。このため、何らかの異常が発見され
た場合には、試験自体を最初からやり直すことになり、
極めて多くの不都合が生じるといった問題点を有してい
た。

【００１２】本発明は、以上の欠点を解消するために提
案されたものであり、その目的とするところは、長尺な
筒状絶縁物の部分放電試験装置を提供しようとするもの
である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は中空筒状絶縁物
内を軸方向に挿通する柱状導体電極と、この柱状導体電
極が前記中空筒状絶縁物の内面とほぼ平行になるよう前
記中空筒状絶縁物を支持する支持手段と、前記中空筒状
絶縁物外部に配置されるとともに前記柱状導体電極の軸
方向に移動可能な電極部と、この電極部に所定電圧を印
加する電圧発生部とを備えて成ることを特徴とする。

【００１４】

【作用】以上の構成により、中空筒状絶縁物に対して、
実試験時に発生する電界を模擬するために設けられた電
極により等価的な電界を印加することにより、実使用電
圧よりもはるかに低い電圧で部分放電試験を実施するこ
とができる。さらに、電界のかかる部分は局部に限られ
るため、電極の移動あるいは筒状絶縁物の回動により部
分放電の発生源を特定することができる。また、絶縁媒
体を空気よりも絶縁耐力の高い媒体とすることにより、
より高感度な部分放電試験を実施可能とすることができ
る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を図面を参照しながら説明す
る。本発明による筒状絶縁物の部分放電試験装置の実施
例を図１に示す。図１において、中空筒状絶縁物１は、
回転台６ａ，６ｂにより円周方向に回動できるようにな
っている。又、筒状絶縁物１の内側に円柱状の導体２が
挿入されるとともに、下方側面が絶縁支持物10および11
により大地から絶縁支持されると共に、部分放電検出用
インピーダンス７を介して接地されている。また、絶縁
筒１の外部には第一電極３ならびに第二電極４が設けら
れており、これらの電極は架台12により一体構成されて
いる。また、第一の電極３は絶縁支持物13により架台12
に固定されると共に絶縁がなされている。そして第一電
極３および第二電極４は架台12により筒状絶縁物の軸方
向に移動可能である。また、第一電極３は交流電源５に
接続されている。一方、第二電極４は部分放電検出用イ
ンピーダンス８を介して接地されている。

【００１６】なお、筒状絶縁物１が、図２に示される代
表例の様に円錐形状の場合で、すなわち、筒状絶縁物が
軸方向に径の異なる形状を有する場合には、筒状絶縁物
の内外電極間の距離をなるべく短くする目的と軸方向に
電極が移動した場合の電界の変化ができるだけ少なくす
る目的のため、筒状絶縁物内部に挿入された導体の中心
軸が、筒状絶縁物の内側表面に接する円錐の側面と概略
平行であるように絶縁筒ならびに電極の相対的な配置に
工夫を施すものである。

【００１７】このように構成された試験装置は、ここで
は仮に３電極法を用いたものであると称することにす
る。本実施例によれば、第一電極３と導体２との間に高
電圧が印加されると筒状絶縁物の貫層方向に電界が印加
される。この場合、もしボイドや剥離、異物混入など何
らかの電気的欠陥が存在する場合にはここで部分放電が
発生する。この時発生する電気信号は検出インピーダン
ス７により検出することができる。

【００１８】また、第一電極３と第二電極４によって筒
状絶縁物の軸方向の電界を発生させることができるた
め、沿層方向に存在する電気的欠陥を見つけることがで
きる。この場合に発生する部分放電信号は検出インピー
ダンス８により検出可能である。実際には、これら電極
の幾何学的配置により貫層方向ならびに沿層方向の電界
分布が種々変化するので、その電界分布の詳細は電子計
算機を用いた計算手法により解析する必要がある。しか
しながら、その場合であっても、本試験法によれば筒状
絶縁物の沿層方向および貫層方向の両方向について、あ
る一定の範囲内の電界ストレスにおいて部分放電試験が
可能であることが明らかである。

【００１９】なお、電界が印加される場所は第一ならび
に第二電極周辺に限定されるため、筒状絶縁物全体に対
しては、前述したように電極の移動あるいは筒状絶縁物
の回転を施すことにより、部分放電試験を全ての部位に
対して実施することができる。この結果、部分放電が発
生した場合にはその発生場所を特定できるという大きな
特徴を有している。

【００２０】さらには、筒状絶縁物が軸方向に対して径
が異なる場合には、筒状絶縁物内部に挿入された導体の
中心軸が、筒状絶縁物の内側表面に接する円錐の側面と
概略平行であるように筒状絶縁物の軸を偏芯させること
により、筒状絶縁物に印加される電界の大きさをある許
容範囲内に保つことができる。

【００２１】さらに、この場合に必要とする電圧の大き
さは、筒状絶縁物の肉厚部分に印加される電圧とこれ以
外の部分のギャップに印加される電圧の和となるが、後
者についてはそのギャップを必要最小限にとどめること
が可能であるため、結果として筒状絶縁物全体を試験す
る場合に比べて著しく電圧を低減することが可能であ
る。このため、試験を容易に実施できるという利点があ
る。

【００２２】以上の様に、本発明によれば、従来は試験
が困難であった長尺な筒状絶縁物に対して、部分放電試
験を実施することが可能となり、電気的欠陥を容易に発
見することが可能となる。

【００２３】初めに、以上述べたことは大気中で試験す
ることを前提に説明してきたが、実際には大気の温度や
湿度さらには大気中に含まれる粉塵などにより、部分放
電試験への影響が懸念されることが多い。この様な場合
には、絶縁性のガス、例えばＳＦ₆ ガス中あるいは変圧
器油中に、試験装置（少なくとも電極部及び筒状絶縁
物）を設置することにより、こうした問題点を解決でき
る。特にＳＦ₆ ガス中で試験する場合には、ガス自体の
絶縁特性が優れているため、試験装置側から発生する部
分放電の影響を考慮する必要がなく絶縁物自体の部分放
電を極めて高精度で測定することができる。

【００２４】次に、絶縁媒体として純水を用いた場合に
は、水の比誘電率が絶縁物のそれに比べて大きいため、
より低い電圧を用いて試験を行うことが可能である。前
述した実施例においては第一、第二電極の形状について
は言及しなかったが、球電極あるいはリング電極の一部
を用いると試験上好都合である。この場合、電極は一体
構成とし、予め上下左右方向の電極間距離の調整ができ
るようギャップ長調整器が装備されていれば好都合であ
ることは論をまたない。

【００２５】筒状絶縁物の回転方法については、ここで
は回転台を用いた場合について述べたが、両端を支持金
具等を用いて回転させるなど他の方法によっても何等問
題はない。

【００２６】電極に絶縁コーティングあるいはアルマイ
ト処理を施すことは電極からの部分放電を防ぐ上で効果
があり、今回の試験装置に対しても有効であることは明
白である。

【００２７】尚、本試験装置は筒状絶縁物の回動や第一
および第二電極の移動、あるいは部分放電試験について
自動化が可能であり、これにより、より確実な部分放電
試験の実施が可能となる。

【００２８】

【発明の効果】以上に述べた通り、本発明によれば、長
尺な筒状絶縁物に対しても実使用状態と等価な電界を印
加することが可能である。これによって容易に部分放電
試験を実施することが可能となり、長尺な筒状絶縁物の
電気絶縁性能を事前に検査することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の例解図

【図２】図１の要部拡大図

【図３】円筒状絶縁物の使用例解図

【符号の説明】

１…円筒状絶縁物 ２…導体 ３…第一電極 ４…第二
電極 ５…交流電源 ６ａ，６ｂ…回転台 ７…検出インピーダンス ８…検
出インピーダンス 10…絶縁支持物 11…絶縁支持物
12…架台 20…ＦＲＰ絶縁筒

フロントページの続き (72)発明者 大島 巖 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空筒状絶縁物内を軸方向に挿通する柱
   状導体電極と、この柱状導体電極が前記中空筒状絶縁物
   の内面とほぼ平行になるよう前記中空筒状絶縁物を支持
   する支持手段と、前記中空筒状絶縁物外部に配置される
   とともに前記柱状導体電極の軸方向に移動可能な電極部
   と、この電極部に所定電圧を印加する電圧発生部とを備
   えて成ることを特徴とする筒状絶縁物の部分放電試験装
   置。
2. 【請求項２】 前記支持手段は前記中空筒状絶縁物を前
   記柱状導体電極外周囲に沿って回動可能に支持するもの
   である請求項１記載の筒状絶縁物の部分放電試験装置。
3. 【請求項３】 前記電極部は前記柱状導体電極とほぼ平
   行に離間対向配置された一対の電極より成る請求項１乃
   至２記載の筒状絶縁物の部分放電試験装置。
4. 【請求項４】 前記電極部及び柱状導体電極は絶縁性材
   でコーティングされている請求項１乃至２記載の筒状絶
   縁物の部分放電試験装置。
5. 【請求項５】 少なくとも前記中空筒状絶縁物、前記柱
   状導体電極、及び前記電極部が絶縁性媒体雰囲気内に配
   置されている請求項１乃至２記載の筒状絶縁物の部分放
   電試験装置。