JPH09196997A - 模擬部分放電発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】変電所に設けられる部分放電検出装置の機能の
確認を行わせるために模擬部分放電を発生する模擬部分
放電発生装置を提供する。 【解決手段】変電所の主回路導体２に一端が結合された
コンデンサ７に直列に分圧コンデンサ８を接続し、コン
デンサ７を介して分圧コンデンサ８に主回路の電圧を印
加する。分圧コンデンサ８の両端に直列コンデンサ９と
アレスタ１０との直列回路とスイッチ１１とを並列に接
続する。アレスタ１０の放電開始電圧を分圧コンデンサ
８の両端の電圧よりも低く設定しておき、スイッチ１１
を開くことにより、アレスタ１０に放電を生じさせて模
擬部分放電を生じさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変電所設備に設け
られる部分放電検出装置の動作の確認を行うために、模
擬的に部分放電を発生する模擬部分放電発生装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、社会環境の変化や高度情報化社会
の進展に伴って電力に対する依存度が高まっており、そ
れに伴って電力供給の信頼性を高めることの必要性が高
まっている。そのため、変電所設備においては、事故を
未然に防ぐために、予測保全の技術が重要になってお
り、予測保全を図るために設けられているセンサ類の信
頼性を高めることが重要になっている。

【０００３】変電所設備において予測保全を図るための
手段として、変圧器や開閉装置などの機器の絶縁性能を
監視するための各種の装置が用いられており、その一つ
として、機器内で生じる部分放電の発生の有無を検出す
る部分放電検出装置が用いられている。

【０００４】部分放電検出装置としては、例えば、変電
所設備の主回路に変流器を取り付けて、部分放電が生じ
たときに主回路電流に重畳して流れる高周波電流を検出
するようにしたもの、主回路の近傍や機器のタンク内等
にアンテナを設置して、部分放電が生じたときに発生す
る電磁波を検出するようにしたもの、部分放電発生時に
機器のタンクを流れる高周波電流によるタンクの電位上
昇をタンクの外部に設けた電極により検出するようにし
たもの、或いは部分放電が発生したときに接地線を流れ
る商用周波数の電流に畳重する高周波電流を検出するよ
うにしたもの等がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】部分放電検出装置によ
り部分放電の有無を検出して機器の絶縁性能の監視を適
確に行わせるためには、検出装置が正常に機能するか否
かをチェックし得るようにしておくことが望ましい。そ
のためには、変電所設備において模擬的に部分放電を発
生させて、その部分放電により生じる高周波パルスを、
実際に設置されている部分放電検出装置が検出するか否
かを確認するようにするのがよいが、従来はこのような
目的に使用し得る適当な模擬部分放電発生装置がなかっ
た。

【０００６】本発明の目的は、部分放電検出装置の機能
を確認するために自由に模擬部分放電を発生させること
ができるようにした模擬部分放電発生装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる模擬部分
放電発生装置は、変電所設備の主回路に結合されている
コンデンサに直列に接続されて前記主回路に結合されて
いるコンデンサを介して主回路の電圧が印加される分圧
コンデンサと、分圧コンデンサの両端に並列に接続され
た直列コンデンサとアレスタ（避雷器）との直列回路と
により構成し、アレスタの放電開始電圧を分圧コンデン
サの両端の電圧よりも低く設定しておく。

【０００８】上記のように構成すると、分圧コンデンサ
の両端の電圧によりアレスタで放電が生じるため、実際
の部分放電パルスと同様の波形の模擬部分放電パルス及
び電磁波を直列コンデンサと主回路に結合されているコ
ンデンサとを通して変電所設備の主回路に注入すること
ができる。主回路に注入された模擬部分放電パルスまた
は電磁波は、該主回路を通して部分放電検出装置に達す
るため、部分放電検出装置が該模擬部分放電パルスまた
は電磁波を検出することができるか否かを調べることに
より、該部分放電検出装置が正常に機能するか否かをチ
ェックすることができる。

【０００９】アレスタで放電が生じたときに流れるパル
ス電流の大きさは、アレスタの放電電圧、特性要素の抵
抗値、直列コンデンサの静電容量等により適宜に調整す
ることができる。

【００１０】上記直列コンデンサとアレスタとの直列回
路は複数個設けて、該複数の直列回路を分圧コンデンサ
の両端に並列に接続するのが好ましい。このように複数
のアレスタを設けておくと、発生する模擬部分放電パル
スの数を増加させることができる。

【００１１】上記主回路に結合されているコンデンサは
例えば、変電所に設けられているコンデンサ設備のコン
デンサや、変電所に設けられているコンデンサ形計器用
変圧器の一次側に設けられているコンデンサである。こ
れらのコンデンサを利用できないときには、変電所設備
の主回路導体に電極を対向配置して、該主回路導体と電
極とにより構成されるコンデンサを上記主回路に結合さ
れているコンデンサとしてもよい。

【００１２】模擬部分放電の発生、停止を制御するため
には例えば、分圧コンデンサの両端に該分圧コンデンサ
を短絡するスイッチを接続して、常時は該スイッチを閉
じて分圧コンデンサを短絡しておき、部分放電検出装置
の機能チェックを行う際に、該スイッチを開いてアレス
タに放電を生じさせるようにすればよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態を示
したものである。同図において１は変電所設備の一次電
源、２は該変電所設備の一次側系統の主回路導体（主回
路電流が流れる導体）、３は模擬部分放電検出装置であ
る。図示してないが、主回路導体２には、遮断器、電力
用変圧器、計器用変圧器などの変電設備の構成機器が接
続され、変電設備を構成する機器の絶縁性能を監視する
ために部分放電検出装置４が設けられている。部分放電
検出装置４は、例えば、主回路導体２に取り付けられた
変流器５により検出した電流の中から部分放電パルスに
相当する高周波パルスを増幅する増幅回路と、該増幅回
路の出力を入力として部分放電パルスの有無を判定する
判定装置とにより構成される。部分放電検出装置４はま
た、主回路導体２の近傍や機器のタンク内、ガス絶縁開
閉装置に設けられている絶縁スペーサの近傍などに設置
されて部分放電により生じる電磁波を検出するアンテナ
６の受信出力を増幅する増幅回路と、該増幅回路の出力
から部分放電パルスの有無を判定する判定装置とにより
構成される場合もある。

【００１４】７は変電所設備に種々の目的で設けられて
いて、その一端が主回路導体２に結合されたコンデンサ
である。このコンデンサ７は例えば、力率改善用のコン
デンサ設備に設けられているコンデンサや、コンデンサ
形計器用変圧器の一次側に設けられたコンデンサであ
る。

【００１５】本発明に係わる模擬部分放電発生装置３
は、コンデンサ７の他端に一端が接続され他端が接地さ
れた分圧コンデンサ８と、分圧コンデンサ８の両端に並
列に接続された直列コンデンサ９とアレスタ（避雷器）
１０との直列回路と、分圧コンデンサ８の両端に並列接
続されたスイッチ１１とにより構成されている。図示の
例では、直列コンデンサ９とアレスタ１０との直列回路
が複数個設けられて、該複数の直列回路が分圧コンデン
サ８の両端に並列に接続されている。複数の直列回路の
それぞれに設けるアレスタとしては定格放電電圧が同じ
ものを用いている。

【００１６】アレスタ１０は、印加電圧が所定の放電開
始電圧に達したときに放電を生じる素子である。アレス
タ１０は、例えば、非直線抵抗体からなる特性要素と直
列ギャップとにより構成されている。アレスタ１０の放
電開始電圧は、一次電源１から主回路導体２に一次電圧
が印加されているときに分圧コンデンサ８の両端に発生
する電圧よりも低く設定しておく。

【００１７】図１に示した模擬部分放電発生装置３にお
いては、コンデンサ７と分圧コンデンサ８とによりコン
デンサ分圧回路が構成され、分圧コンデンサ８の両端に
主回路導体２の対地電圧を分圧した電圧が現れる。模擬
部分放電を発生させない定常時には、スイッチ１１を閉
じて分圧コンデンサ８を短絡しておき、部分放電検出装
置４の機能の確認を行う場合にのみスイッチ１１を開
く。スイッチ１１を開くと、分圧コンデンサ８の両端に
現れる電圧が直列コンデンサ９を介してアレスタ１０に
印加される。アレスタ１０に印加される電圧がその放電
開始電圧に達すると該アレスタで放電が発生し、部分放
電が生じた際に発生する放電パルスと同様の波形の模擬
部分放電パルスが直列コンデンサ９とコンデンサ７とを
通して主回路導体２に注入される。この模擬部分放電パ
ルスは変流器５やアンテナ６等の部分放電検出装置の検
出部に到達するため、スイッチ１１を開いた際に部分放
電検出装置４が部分放電の検出動作を行ったか否かを調
べることにより、部分放電検出装置４の機能の確認を行
うことができる。

【００１８】図１の模擬部分放電発生装置３において、
直列コンデンサ９は、アレスタ１０が放電する際の電流
を調整する働きと、アレスタ１０を繰り返し放電させる
働きとを有している。

【００１９】直列コンデンサ９の静電容量をＣ9 、アレ
スタ１０の静電容量をＣ10、直列コンデンサ９とアレス
タ１０との直列回路の両端に印加される印加電圧をＶt
、アレスタ１０の端子電圧をＶa とすると、アレスタ
１０の端子電圧Ｖa は下記の式で与えられる。

【００２０】 Ｖa ＝｛Ｃ9 ／（Ｃ9 ＋Ｃ10）｝Ｖt …（１） 印加電圧（商用周波数の交流電圧）Ｖt が上昇していく
と、アレスタの端子電圧Ｖa も上昇していく。アレスタ
の端子電圧Ｖa がその放電電圧Ｖd に達すると、該アレ
スタで放電が生じ、アレスタの両端の電圧はきわめて短
時間のうちに一定の残留電圧Ｖr まで低下する。その後
印加電圧Ｖt が更に（Ｖd −Ｖr ）だけ上昇してアレス
タの端子電圧Ｖa が放電電圧Ｖd に達すると再びアレス
タで放電が生じる。印加電圧Ｖt がピークを過ぎると、
（Ｖd −Ｖr ）だけ印加電圧が降下したときにアレスタ
の端子電圧Ｖa が放電電圧−Ｖd に達して、逆極性の放
電が発生する。このようにして、アレスタには繰り返し
放電が発生する。

【００２１】図１に示したように、直列コンデンサ９と
アレスタ１０との直列回路を複数個設ける（複数のアレ
スタとしては、定格放電電圧が同じものを用いる。）
と、複数のアレスタをμｓｅｃオーダの微小な時間差を
もって放電させて、発生する模擬部分放電パルスの数を
増加させることができることが実験で確認されている。
これは、アレスタ１０の製作に起因する放電電圧の微小
なばらつきによるものと思われる。

【００２２】なお直列コンデンサ９とアレスタ１０との
直列回路を複数個設ける場合に、複数のアレスタの放電
電圧を明らかに異ならせると、放電電圧が低いアレスタ
で電圧が抑制されるため、放電電圧が高いアレスタは放
電しないことが確認されている。従って、直列コンデン
サ９とアレスタ１０との直列回路を複数個設ける場合に
は、複数の直列回路にそれぞれ設けるアレスタの放電電
圧の差を製作上のばらつき程度の微小な範囲におさめる
ことが必要である。

【００２３】なお本発明は、直列コンデンサ９とアレス
タ１０との直列回路を複数個設ける場合に限定されるも
のではなく、該直列回路は少くとも１つ設ければよい。

【００２４】図２及び図３は本発明の他の実施の形態を
示したもので、これらの図において２０は変電所に設置
されたガス絶縁開閉装置の金属容器、２１は容器２０内
に収容されて該容器２０の両端に配置された図示しない
絶縁スペーサに支持された主回路導体であり、容器２０
内にはＳＦ₆ ガスが所定の圧力で封入されている。

【００２５】容器２０は管状に形成されていて、その内
部には円弧状の断面形状を有する板状の分圧電極２２が
収容されている。分圧電極２２は、主回路導体２１と中
心軸線を共有した状態で配置されて、主回路導体２１に
所定のギャップを介して対向させられている。容器２０
の管壁を貫通させて設けられた孔２０ａを気密に閉じる
ように蓋板２３が取り付けられ、該蓋板２３を気密に貫
通させた状態で取り付けられたブッシング２４の中心導
体に分圧電極２２が接続されている。分圧電極２２と容
器２０の内面との間に適宜の個数の絶縁スペーサ２５が
挿入され、これらの絶縁スペーサ２５を介して分圧電極
２２が容器２０に対して支持されている。

【００２６】容器２０の外側に分圧コンデンサ８が配置
されて該分圧コンデンサ８の一端がブッシング２４の中
心導体に接続されている。分圧コンデンサ８の他端は接
地され、該分圧コンデンサ８の両端に、直列コンデンサ
９とアレスタ１０との直列回路が少くとも１つ接続され
ている。分圧コンデンサ８の両端にはまた、スイッチ１
１が並列に接続されている。この例では、分圧コンデン
サ８と直列コンデンサ９とアレスタ１０とスイッチ１１
とにより模擬部分放電発生装置３が構成されている。

【００２７】図２及び図３に示した例では、分圧電極２
２と主回路導体２１とにより、図１の例で示したコンデ
ンサ７に相当するコンデンサ７´が形成され、該コンデ
ンサ７´を介して分圧コンデンサ８が主回路導体２１に
結合されている。その他の点は図１に示した例と同様で
ある。

【００２８】なお本発明に係わる模擬部分放電発生装置
の分圧コンデンサ８を主回路に結合するためのコンデン
サ７として、変電所に設置されるコンデンサ設備のコン
デンサやＣＶＴの一次側コンデンサを利用する場合に
は、模擬部分放電を発生させる際（部分放電検出装置の
チェックを行なう際）にのみ該分圧コンデンサ８をコン
デンサ７に接続し、模擬部分放電を発生させない場合に
は、分圧コンデンサ８を主回路のコンデンサから切り離
しておくのはもちろんである。

【００２９】以上本発明の好ましいと思われる実施の形
態を示したが、本明細書に開示した発明の主な態様を示
すと下記の通りである。

【００３０】（１） 変電所設備の主回路導体に一端が
接続されているコンデンサの他端に一端が接続され、他
端が接地された分圧コンデンサと、該分圧コンデンサの
両端に並列に接続された直列コンデンサとアレスタとの
直列回路とを備え、前記アレスタの放電開始電圧が前記
分圧コンデンサの両端の電圧よりも低く設定されている
ことを特徴とする模擬部分放電発生装置。

【００３１】（２） 前記直列コンデンサとアレスタと
の直列回路は複数個設けられて、該複数個の直列回路が
互いに並列に接続されていることを特徴とする上記１項
に記載の模擬部分放電発生装置。

【００３２】（３） 前記主回路導体に一端が接続され
ているコンデンサは前記変電所設備に設けられているコ
ンデンサ設備のコンデンサである上記１項または２項に
記載の模擬部分放電発生装置。

【００３３】（４） 前記主回路導体に一端が接続され
ているコンデンサは前記変電所設備に設けられているコ
ンデンサ形計器用変圧器の一次側に設けられているコン
デンサである上記１項または２項に記載の模擬部分放電
発生装置。

【００３４】（５） 前記主回路導体に一端が接続され
ているるコンデンサは、前記変電所設備の主回路導体と
該主回路導体に対向配置された電極とにより構成された
コンデンサである上記１項または２項に記載の模擬部分
放電発生装置。

【００３５】（６） 前記分圧コンデンサの両端に該分
圧コンデンサを短絡するスイッチが接続されていること
を特徴とする上記１項、２項、３項、４項、または５項
に記載の模擬部分放電発生装置。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、実際の
部分放電パルスと同様の波形の模擬部分放電パルス及び
電磁波を変電所設備の主回路に注入することができるた
め、部分放電検出装置に該模擬部分放電パルスまたは電
磁波の検出を行わせることにより、部分放電検出装置が
正常に機能するか否かのチェックを行わせることがで
き、部分放電検出装置の信頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示した構成図である。

【図２】本発明の他の実施の形態において分圧コンデン
サを主回路に結合するコンデンサの部分の構成を示した
縦断面図である。

【図３】図２に示した実施の形態の全体的な構成を、図
２に示した部分の横断面とともに示した図である。

【符号の説明】

１ 変電所の一次電源 ２ 主回路導体 ３ 模擬部分放電発生装置 ４ 部分放電検出装置 ７ 主回路導体に結合されているコンデンサ ８ 分圧コンデンサ ９ 直列コンデンサ １０ アレスタ １１ スイッチ ２０ ガス絶縁開閉装置の容器 ２１ 主回路導体 ２２ 分圧電極

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変電所設備の主回路に結合されているコ
   ンデンサに直列に接続されて前記主回路に結合されてい
   るコンデンサを介して主回路の電圧が印加される分圧コ
   ンデンサと、前記分圧コンデンサの両端に並列に接続さ
   れた直列コンデンサとアレスタとの直列回路とを備え、
   前記アレスタの放電開始電圧が前記分圧コンデンサの両
   端の電圧よりも低く設定されていることを特徴とする模
   擬部分放電発生装置。
2. 【請求項２】 前記直列コンデンサとアレスタとの直列
   回路は複数個設けられて、該複数個の直列回路が互いに
   並列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載
   の模擬部分放電発生装置。
3. 【請求項３】 前記主回路に結合されているコンデンサ
   は前記変電所設備に設けられているコンデンサ設備のコ
   ンデンサである請求項１または２に記載の模擬部分放電
   発生装置。
4. 【請求項４】 前記主回路に結合されているコンデンサ
   は前記変電所に設けられているコンデンサ形計器用変圧
   器の一次側に設けられているコンデンサである請求項１
   または２に記載の模擬部分放電発生装置。
5. 【請求項５】 前記主回路に結合されているコンデンサ
   は、前記変電所設備の主回路導体と該主回路導体に対向
   配置された電極とにより構成されたコンデンサである請
   求項１または２に記載の模擬部分放電発生装置。
6. 【請求項６】 前記分圧コンデンサの両端に該分圧コン
   デンサを短絡するスイッチが接続されていることを特徴
   とする請求項１，２，３，４または５のいずれかに記載
   の模擬部分放電発生装置。