JPH09191514A - 電気機器用絶縁異常監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンテナセンサを電気機器に取付ける必要を
なくし、かつ、内部部分放電の検出感度を改善した電気
機器用絶縁異常監視装置を提供する。 【解決手段】 電気機器容器７の外側において、接地開
閉器４の接地側電極１０と接地間に接地手段及び接続回
路１５を接続してバンドパスフィルタを構成する。この
接地手段は、高周波成分を除いて、接地開閉器の接地側
電極を接地する。また、容器内部に発生した部分放電に
よる電磁波は、接地側電極により検出される。接続回路
は、この電磁波信号を通過させて出力する。監視装置本
体は、接地側電極が検出した電磁波信号に基づいて、容
器内部の部分放電の有無を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス絶縁開閉装置
（以下、「ＧＩＳ」という。）等の電気機器の容器内部
の絶縁異常を監視する装置に関し、特に、容器内部で発
生した部分放電を、電磁波により検出する絶縁異常監視
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＧＩＳの容器内に金属の切り粉又はバリ
等の金属異物が存在すると、金属異物の先端から部分放
電が生じることがある。また、導体の接触部に接触不良
がある場合にも部分放電が生じることがある。このよう
にして発生した部分放電をそのまま放置すると、やがて
絶縁破壊が発生して重大な事故に発展する恐れがある。

【０００３】したがって、ＧＩＳの事故を未然に防ぐた
めに、ＧＩＳの内部に部分放電が発生しているか否かを
監視する必要がある。従来より、部分放電の発生に伴っ
て、電磁波が発生することが知られている。そこで、従
来においては、部分放電により発生する異常電磁波をア
ンテナで検知することによりＧＩＳの絶縁異常を監視す
ることが行われている。

【０００４】ＧＩＳのように金属容器でシールドされた
電気機器では、内部部分放電の検知は、容器内部に設け
たアンテナで電磁波を検知するか、又は、容器の外に設
けたアンテナで容器から漏れ出た電磁波を検出する。こ
の電磁波の漏れ出る場所としては絶縁スペーサがあるの
で、この絶縁スペーサの外周にアンテナセンサを巻き付
けて設置し、内部部分放電を検出することが行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の２つのアンテナ
の取付け方法の内、絶縁スペーサにアンテナセンサを取
り付ける方法は、既設のＧＩＳに対して適用しても主回
路への影響がないという利点があるものの、アンテナ自
体の構造と取付けのための構造が複雑となるという問題
点がある。一方、容器内部にアンテナを取り付ける方法
は、電磁波の検出が確実に行えるものの、主回路への影
響があるため、既設のＧＩＳに取り付けることは運用上
不可能に近い。

【０００６】本発明は、アンテナセンサを電気機器に取
付ける必要をなくし、かつ、内部部分放電の検出感度を
改善した電気機器用絶縁異常監視装置を提供することを
目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】ＧＩＳ等の電気機器にお
いては、運用上又は保守点検用として接地開閉器が容器
内の必要な位置に設けられている。この接地開閉器は、
電気機器の運転時には開とされる。本発明においては、
開の状態での接地開閉器の接地側電極を電磁波検出用の
アンテナセンサとして利用する。

【０００８】このために、電気機器容器の外側におい
て、接地開閉器の接地側電極と接地間に接地手段を接続
する。そして、この接地手段に接続回路を接続してバン
ドパスフィルタを構成する。この接地手段は、高周波成
分を除いて、接地開閉器の接地側電極を接地する。ま
た、接続回路は、接地側電極が検出した電磁波の信号を
通過させて監視装置本体に出力する。

【０００９】容器内に設けられた接地開閉器の接地側電
極は、内部部分放電による電磁波を感度良く検出する。
同時に、他の電気機器からのノイズ及び、公衆放送波、
無線局等も外部ノイズとして検出する。ここで、一般的
に、電気機器から発生する定常ノイズは低周波の領域に
存在し、部分放電による電磁波は比較的幅広い周波数領
域に存在する。また、公衆放送波、無線局等は、固有周
波数に固定されている。

【００１０】接続回路に接続された監視装置本体は、検
出した電磁波の信号から内部部分放電を識別する。部分
放電の識別方法としては、任意の方法を採用することが
できる。以上の構成により、電気機器容器の内側又は外
側にアンテナを取り付けることを不要とする。したがっ
て、主回路の絶縁性能低下を来したり、タンクの改造を
必要とせずに、簡単に電磁波を検出することができる。
また、アンテナセンサの機能を果たす接地開閉器の接地
側電極は、容器内部に設けられているから、目的とする
内部部分放電を感度良く検出する。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明をＧＩＳに適用した例につ
いて図を用いて説明する。図１はＧＩＳ１３の１ユニッ
ト分の側面断面図を示す。図１において、６は母線容
器、７は遮断器容器、８はケーブルヘッド容器、９は避
雷器容器である。図２はＧＩＳの単線結線図を示す。図
２において、１はケーブルヘッド、２は断路器、３は接
地開閉器、４は手動接地開閉器、５は遮断器である。

【００１２】図１及び図２では、ＧＩＳ１３の１ユニッ
トごとに、手動接地開閉器４の接地側電極１０と接地と
の間にマッチング回路１５が接続される。図２に示すよ
うに、接地側電極１０は容器７の外部に設けられた外部
接地端子１１と接続されており、この外部接地端子１１
と接地の間にマッチング回路１５が接続される。マッチ
ング回路１５の出力は、同軸ケーブル２１を通して監視
装置本体１４に入力される。

【００１３】なお、本例においては、ＧＩＳ１３の１ユ
ニットにつき１つのマッチング回路１５を設けている
が、このマッチング回路１５を取り付ける範囲を狭める
ことにより、より厳密に部分放電の発生している位置を
判別することができる。図３にマッチング回路１５の詳
細を示す。マッチング回路１５において、接地開閉器４
の手動接地開閉器１０に接続された外部接地端子１１
は、５〜２０μＨのインダクタンスＬの１次側を通して
接地される。また、インダクタンスＬの１次側に、抵抗
Ｒ，コンデンサＣが並列接続されて、バンドパスフィル
タが構成される。インダクタンスＬの２次側は、同軸ケ
ーブル２１を通して監視装置本体１４に接続される。

【００１４】電極の主回路に流れる電流は５０〜６０Ｈ
ｚであり、部分放電による電磁波は、１５００ＭＨｚ以
下程度までの広範囲なものとなる。そこで、バンドパス
フィルタの電磁波検出範囲を４００〜８００ＭＨｚとす
る。これにより、接地開閉器４の接地側にマッチング回
路１５を挿入しても、インダクタンスＬの１次側にバン
ドパス回路を構成でき、接地機能に影響を与えない。

【００１５】さらに、マッチング回路１５は、接地開閉
器４の接地側電極１０をアンテナセンサとするための監
視装置本体１４との整合と、ＧＩＳ１３と監視装置本体
１４との間の絶縁の役割も果たす。監視装置本体１４の
回路構成は、図１に示されている。ＧＩＳ１３の複数の
ユニットに設けられたマッチング回路１５から出力され
た信号は、同軸ケーブル２１を経由してセレクタ１６に
入力される。

【００１６】セレクタ１６は、演算処理装置２０からの
指示により、複数の入力信号の内いずれかの信号を選択
して、高周波用のプリアンプ１７に接続する。プリアン
プ１７により増幅された信号は、チューナ１８に入力さ
れる。チューナ１８は、時系列的に与えられる電磁波に
ついて、演算処理装置２０から指示された周波数成分を
検波してＡ／Ｄ変換器１９に出力する。Ａ／Ｄ変換器１
９は、チューナ１８からの信号をディジタル化して演算
処理装置２０に出力する。

【００１７】演算処理装置２０は、セレクタ１６に切替
えのための指示を出力して、診断しようとするＧＩＳユ
ニットからの出力、又は、比較のために参照しようとす
るＧＩＳユニットからの出力の一つを選択させる。ま
た、チューナ１９に対して、所定の周波数成分を順次選
択させる。さらに演算処理装置２０は、検出した電磁波
の信号に基づいて内部部分放電の有無を判定する。

【００１８】容器７内に設けられた接地開閉器４の接地
側電極１０が検出した電磁波には、本来検出したい当該
容器７内の部分放電による電磁波の他にノイズが含まれ
る。つまり、当該容器７内の各種電気機器が発生する定
常電磁波、他のユニットの部分放電による電磁波、公衆
放送波、無線局等による電磁波もノイズとして検出す
る。ここで、一般的に、電気機器から発生する定常ノイ
ズは低周波の領域に存在し、部分放電による電磁波は比
較的幅広い周波数領域に存在する。また、公衆放送波、
無線局等は、固有周波数に固定されている。

【００１９】監視装置本体１４での部分放電の識別方法
としては、周波数、強度、連続性と予備、他相レベル比
較による解析診断により識別する方法、又は、所定の周
波数帯域の各周波数成分を所定の時間マックスホールド
して識別レベルと比較して部分放電の有無を判定方法な
どがある。また、セレクタ１６に入力された複数の信号
を比較することにより、部分放電の発生相、又は、発生
位置を識別することもできる。これらの識別方法として
は、公知のものが採用できるので、ここでの詳細な説明
は省略する。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、アンテナセンサを電気
機器に取付ける必要がなく、かつ、内部部分放電の検出
感度を改善した電気機器用絶縁異常監視装置を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す図。

【図２】図１の単線結線図。

【図３】図１、図２におけるマッチング回路の詳細を示
す図。

【符号の説明】

１…ケーブルヘッド ２…断路器 ３…接地開閉器 ４…手動接地開閉器 ５…遮断器 ６…母線容器 ７…遮断器容器 ８…ケーブルヘッド容器 ９…避雷器容器 １０…接地側電極 １１…外部接地端子 １３…ＧＩＳ １４…監視装置本体 １５…マッチング回路 １６…セレクタ １７…プリアンプ １８…チューナ １９…アナログディジタル変換器 ２０…演算装置 ２１…同軸ケーブル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器内に接地開閉器を収納した電気機器
   の絶縁異常を監視する装置において、前記接地開閉器の
   接地側電極と接地間に接続され、接地開閉器の接地を有
   効化する接地手段と、この接地手段に接続されてバンド
   パスフィルタを構成し、前記接地側電極が検出した電磁
   波の信号を出力する接続回路と、この接続回路の出力側
   に接続され、前記電磁波の信号に基づいて、前記電気機
   器内部に部分放電が発生したか否かを判定する監視装置
   本体とを具備することを特徴とする電気機器用絶縁異常
   監視装置。