JPS595970A - 密閉母線の内部診断装置 - Google Patents

密閉母線の内部診断装置

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JPS595970A
JPS595970A JP11255982A JP11255982A JPS595970A JP S595970 A JPS595970 A JP S595970A JP 11255982 A JP11255982 A JP 11255982A JP 11255982 A JP11255982 A JP 11255982A JP S595970 A JPS595970 A JP S595970A
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JP
Japan
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light emitting
light
bus bar
voltage
shield
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Pending
Application number
JP11255982A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Murase
洋 村瀬
Iwao Oshima
大島 巌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS595970A publication Critical patent/JPS595970A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Installation Of Bus-Bars (AREA)

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】 ・し技術分野〕 本発明は密閉母線の内部診断すなわち、内部異状および
異状場所を検出する装置に関する。
し背景技術とその問題点〕 最近−都市における用地難の問題から、変電所1:おい
ては充電部間を空気により絶縁した空気絶縁方式から、
接地電位になした圧力容器内に充填したSF6ガス等の
絶縁性ガスによ・9、この圧力容器と絶縁して充電部導
体を配置したガス絶縁方式の所謂縮小形変電所に変わり
つつある。   □しかし、この縮小形変電所において
は、充電部導体が圧力容器によって覆われている為、特
に母線を金属シースで゛覆った密閉母線1:おい゛て絶
縁耐力の低下により、主に金属シースから絶縁して母線
を支持する絶縁スペーサに起こる部分放電の検出が容易
でなかった。この部分放電の検出方法として金属シース
から大地に流れるコロナパルス電流の検出等が知られて
いるが、金属シ″−ス全体より検出する為部分放電個所
の位置確認が困離であり、更に外部雑音の影響が゛大き
□く、棲出旬能であつても非常に感度が悪かった。
〔発明の目的〕
本発明は−F記欠点に鑑みてなされたもので、縮小形変
電所の密閉切線1=おける荷電検出は勿論、外部雑音の
影響を受けることなく絶縁スペーサの部分放電個所の位
置確認が容易に1行なえ、保守点検を容易にした密閉母
線の内部診断装置を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
上記目的を達成する為に、本発明は絶縁スペーサに埋設
されるシールドの電位を、正負逆並列に接続した一対の
発光ダイオードにより光として検出し、この光を電気信
号に変換した後、これらの電気信号を比較して密閉母線
内部の異常を検出するよう1ニしたことを特徴とする。
〔実施例〕
以下本発明の一実施例を図面と共に説明する。
第1図は本発明の原理図である。図1=おいて、その内
部1−8F6ガス等の絶縁性ガスを充填し、かつ接地電
位になされた金属シース1内に充填部導体である母線2
を案内し、この母線2を金属シース1から絶縁して絶縁
スペーサ3により支持している。つまり絶縁スペーサ3
と対応した金属シース1を分割し、両金属シースの対向
部にフランジを形成し、この7ランジにより絶縁スペー
サ3を挾持する。しうに図示しないボルトにより接続し
ている。すSに絶縁スペーサ3内に母線2と所定圧離隔
てて母線2を包囲した電界緩和用シールド4が埋設され
ている。正負逆方向に並列接続される2個の発光ダイオ
ード5,6に直列接続し抵抗7および、この発光ダイオ
ード5,6と抵抗71:より構成される回路と並列に接
続されるコンデンサ8とから構成される回路のコンデン
サ8の一端を前記シールド41:接続し、コンデンサ8
の他端を接地電位になされた金属シース1に接続してい
る。即ち接地されている。尚コンデンサ9は、母線2と
シールド4との間の等価浮遊容量を、コンデンサlOは
金属シース1とシールド4との間の等価浮遊容量を表わ
す。次に第2図1=おいて、t41図の符号と同一符号
は同一部品を表わす。絶縁スペーサ3内I=埋設された
電界緩和用シールド4は、導体11.12を介して抵抗
7およびコンデンサ81−接続されている。絶縁スペー
サ3の外周にはリング状の金属フランジ13が取付けら
れており、金属シース1を相互に機械的・電気的に接続
している。抵抗7.コンデンサ89発光ダイオード5゜
6および導体12を内蔵した箱体14が、リング状のフ
ランジ131=設けた凹、部13a H取付けられてい
る。導体12は絶縁物151;より箱体14(二絶縁支
持されている。発光ダイオード5,6はカップリング1
6.17およびライトガイド18.19を介して、光を
電気信号に変換する光−電気変換器(すE変換器)20
.21に連結されている。またり、変換器20.21は
それぞれの電気信号を比較する差動増幅器22に結合さ
れている。
上述の構成1:おいて、母線2(二定常状態I:おいて
、定格電圧十E又は−Bの電圧が課電されている場合、
発光ダイオード5,61=はコンデンサ8゜9 、、、
.10および、抵抗7によシ、規定される電流が流れる
こと1:なるが、通常の定格電、圧では発光ダイオード
5.6が発光せず、密閉母線内部の異常が発生した際発
光ダイオード5,6が発光して異常場所を求めることを
可能とする為のコンデンサ8の容量および抵抗7の値は
次のよりな争件を満さなければならない。尚コンデンサ
9は母線2とシールド4との間の等価浮遊容量を、また
コンデンサ10は金属シース1とシールド4との間の等
価浮遊容量を表わす為、密閉母線に入る絶縁スペーサ3
特有の値であり、一般的1ニコンデンサ9の等価浮遊容
量CIIは3[pF〕〜10〔pF〕、コンデ/+10
の等価浮遊容量C,。は100[1)F’)〜500 
[pF’)である。
第1条件として、母線21″−発生する異常電圧をカバ
ーする全ての周波数に対して、本考案(二係る密閉母線
の内部診断装置の周波数応答特性が平担である必要があ
る。
第2条件として、シールド4と金属シース1との間に発
生する電圧と発光ダイオード5.6の発光強度とを比例
関係に保つ必要がある。
第3条件として、母線2に異常電圧が発生した場合、発
光ダイオード5,6にそれらが発光するl二十分な電流
が流れる必要がある。
第4条件として、シールド4は絶縁スペーサ3端部の゛
電界緩和の役目も果す為、このシールド4の電位は母線
2に発生した異常電圧に、Lつで異常に高くなってはな
らない。これらの4条件を数式1:表現し、計算すると
次のようになる。
まず第1条件については、一般1=母線2に発生する異
常゛電圧は数IQKJ(z以上の高周波である為、本考
案に係る内部診断装置の周波数応答特性はl0KHz以
上の周波数で平担となればよい。このことを数式で表わ
すと次のLうになる。
(C6+C1o)Iち〉τ0 ・・・・・・・・・・・
・(1)ここでC!l l C10はそれぞれコンデン
サ8,10の容量、几、は抵抗7の抵抗値、τ。はl0
KHz tニ一対応する異常電圧の時定数である。
次に第2条件については、発光ダイオードは一般的に2
v程度の順方向電圧ドロップを有する。
従ってコンデンサ8の端子電圧が、発光ダイオード5.
6の順方向電圧ドロップに対し、無視できる程度に大き
くなければならない。発光ダイオード5,6に流れる順
方向電流を■。、順方向電圧ドロップをV。とじた場合
、第2条件は次式で表わされる。
R,I、 )) Vo  ・・・・・・・・・・・・(
2)次に第3条件(二ついては、母線21発生するサー
ジ電圧をv1コンデンサ9の容量をC,とすると第3条
件は次式で表わされる。
最後に第4条件については、コンデンサ8,9゜10に
よるシールド4の分圧がある一定値以下C二なれば−L
い。すると第4条件は次式で表わされる。
ただし−nはある一定の電圧比で、(シールド41:許
容される最大電圧)/(母線21:発生する最大′電圧
)を表わす。ここで、具体的にC6の容量とR1の抵抗
値を求める。C,は3〔pF〕〜lO〔pF〕、C1o
は100[pF)〜500[[)F)  であり、母線
21′″、発生する最大電圧を1500KV 、一般的
な発光ダイオードの順方向電圧ドロップv0を2[V)
 、最大順方向電流Imaxを200 [rnA]%微
的な順方向電流lm1nを5Q[mA)とする。シール
ド4に許容される最大電圧は実験の結果3[KV]  
であるので、上記4条件を満すコンデンサ8の容量C8
と抵抗7の抵抗値R1は以下のようにして求められる。
(4)式において、”” 1500であり、co= 3
[pF)、C0゜=too[pF’)を代入すればc、
 > tooo [pF)となり、c、C10[pF’
)、c、。C500[pF’)を代入すればC,>45
00[pF)  となる。したがってC,及びC3゜の
値に応じてC8として1000[pF]  以上の値を
選ぶことにより、(4)式で表わされる条件は満たされ
る。
(2)式において、R,I0+v0はコンデンサ8の端
子電圧を意味しているので、(2)式は次のように書き
改めることができる。
らばvoの影響による誤差が5チとなり規格で決められ
ている高電圧測定の許容誤差±3チの範囲内となる。ま
た断路器サージなどは最大サージと最小サージの比が2
o程度である。したがって11 ゜、。10vをvoの400倍にしておけば良く、(5
)式は次式のようになる。
f61 式+: オイ1”、C0=3〔pF〕、C5゜
C100[pF)、V=1500[KV ]  を代入
すればCa<5525[pF]となり、C9−10[p
F)、C,。C500[pF)、V=1500[KV]
を代入すれば、C,< 18250[1)F)  とな
る。したがってC3を20000[pF)  以下の適
切な値に選ぶことに、しり(2)式で表わされる条件は
満たされる。
(3)式において、(4)式及び(61式より次式の関
係が得られる。
[Krfl > R,6>4 [+<Ω〕を得る。した
がって1IIIをを〔願〕から5Q [KV)までの範
囲内の適切な値に選ぶことにLす、(3)式で表わされ
る条件は満たされる。
ところで(Ca+C+o ) ”r””τ。のとき(3
)式は次式で表わされる。
50 [mA) (−”−< 200 [rnA) −
1−f8)τ0 (8)式1:、3[pF] ≦co ≦10[pF] 
、”=1500[KV)を代入すれば、τ。の値として
22.5 x 10−”<τ。<300 x 1(r’
を得るが、この値は(1)式を満足している。すなわち
(2)式乃至(4)式を満足するCs+”aを選ぶこと
にLす(1)式は自動的に満足されることがわかる。
以上説明したように第1条件乃至第4条件を満たすコン
デンサ8の容量値C6及び抵抗6の抵抗値比6は次式で
表わされる。
tooo[pF)≦C8≦20000 [pF’)・・
・・・・・・・(9)4[KΩ〕≦Rフ≦60[Kfl
)・・・・・・・・・・・・・・・00次に上述の構成
を有する本発明に係る密閉母線の内部診断装置の作用(
二ついて述べる。
fFh線2 +=定4+2M+4圧例、tハロ6[KV
) 〜soo[KV)が課電されている場合は、上述の
範囲の値を有するコンデンサ8、抵抗7および発光ダイ
オード5.6から構成される回路には発光ダイオード5
,6を発光させる程の電流は流れない。しかし母線2に
正極性の異常電圧が発生した場合、シールド4に電圧が
発生し、発光ダイオード5を発光させる。
(尚負極性の異常電圧が発生した場合は発光ダイオード
6が発光する。)発光ダイオード5.6からの光は、ラ
イトガイド18.19を介してO/FJ変換器20.2
1+=導かれ、電気信号に変換される。
それぞれの電気信号は差動増幅器22に伝送され、それ
ぞれの電気信号の差を求めることに上って正負両方の波
形を測定し、異常場所を検出することができる。
ここでC,=2ooo[pF’) PL7=50[Kj
l]としたとき、発光ダイオード5.61−流れる電流
の周波数応答特性を第3図1−示す。高周波領域におい
ては、周波数応答特性は平担であることがわかる。また
商用周波などの低周波領域では発光ダイオード5,6に
は殆んど電流が流れないことがわかる。
〔発明の効果〕
以上、本発明にLれば、母線に現われるサージ電圧(二
よって直接発光ダイオードを発光させることができ、回
路図かられかるしうに別置の゛電源は不要である。まだ
回路が単純である為信頼性が高く取付スペースも小さく
することができる。まだ発光ダイオードには密閉母線内
部に異常があった場合のみ高周波が流れ、通常時は発光
ダイオードは発光しない為、発光ダイオードの寿命が極
めて長くなるという利点を有する。また信号伝送手段と
してライトガイドを用いるので、サージ電圧による金属
シース電位の変動の影響や、他の制御線からの電気的誘
導の影響を受けないのでノイズを少なくでき、信頼性を
向上できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理を示す概略図、第2図は本発明の
一実施例を示す説明図、第3図は本発明に係る内部診断
装置の特徴的な周波数応答特性を示すクラブである。 1・・・金属シース   2・・・母線3・・・絶縁ス
ペーサ  4・・・シールド5.6・・・発光ダイオー
ド 18 、19・・・ライトガイド20.21・・・
光−電気変換器 22・・・差動増幅器 (7317)  代理人弁理士 則 近 憲 佑 (ほ
か1名)第1図 第2図 第3図 オ日i4ゲイン 1−/AH7!    /4H2/θ4’+’z   
  /θθ4n、     /〜〃ン廚シ皮1( 手続補正書(自発) 415ま1.是48 特許庁長官殿 1、事件の表示 特願昭57−112559号 2、発明の名称 密閉母線の内部診断装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 (307)東京芝浦電気株式会社 4、代理人 〒100 束基部千代田区内幸町1−1−6 東京芝浦電気株式会社釆万(φ詮所内 1、 明細書の「発明の詳細な説明」の欄6、補正の内
容 (1)本願明細書第10頁第3行目に記載の以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 fl)  正負逆方向に並列接続される一対の発光ダイ
    オードと、前記ダイオードに直列接続される抵抗とから
    なる回路に並列接続されるコンデンサとからなる回路を
    有し、この回路1:おけるコンデンサの一端は充電部を
    支持する絶縁スペーサに埋設されるシールドに、他端は
    接地電位に接続して成り、前記発光ダイオードからの光
    を導く一対のライトガイドからの夫々の信号を変換器に
    より電気信号に変換し、この変換器からの夫々の電気信
    号を比較し出力する装置とから構成される密閉母線の内
    部診断装置。 (2)抵抗の抵抗値がIOKΩ以上100にΩ以下で、
    かつコンデンサの静電容量値が1000pF以上200
    0pF 以下であることを特徴とする特記請求の範囲第
    1・項記載の密閉母線の内部診断装置。
JP11255982A 1982-07-01 1982-07-01 密閉母線の内部診断装置 Pending JPS595970A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020109398A (ja) * 2018-12-28 2020-07-16 パロ アルト リサーチ センター インコーポレイテッド 部分放電検出器
CN113358953A (zh) * 2021-05-31 2021-09-07 国网河南省电力公司方城县供电公司 一种管母状态判别装置

Cited By (3)

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