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JP2584251B2 - 絶縁劣化診断装置 - Google Patents

絶縁劣化診断装置

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Publication number
JP2584251B2
JP2584251B2 JP62268945A JP26894587A JP2584251B2 JP 2584251 B2 JP2584251 B2 JP 2584251B2 JP 62268945 A JP62268945 A JP 62268945A JP 26894587 A JP26894587 A JP 26894587A JP 2584251 B2 JP2584251 B2 JP 2584251B2
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JP
Japan
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current
voltage
dielectric loss
insulation deterioration
waveform
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JP62268945A
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JPH01110267A (ja
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俊成 橋詰
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Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
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Publication date
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  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、電力ケーブル、コンデンサ、変圧器等の電
力用機器の絶縁劣化状態を電源供給を停止することなく
活線状態のままで診断することのできる絶縁劣化診断装
置に関する。
【従来の技術】
絶縁材料、特に高分子材料は使用中に種々の原因によ
り次第にその絶縁性能を低下していくことがある。この
現象が劣化である。この絶縁材料の劣化現象には、高圧
劣化、紫外線劣化、放電劣化、化学劣化等がある。 このような絶縁材料の劣化は、使用される絶縁材料の
種類、使用される場所によって劣化の状態が異なってく
る。しかし、この絶縁材料の劣化状態を知ることは、絶
縁破壊に至る前に絶縁材料の交換あるいは、絶縁材料の
使用されている部分の交換をすることにより、大事故を
起こす予防を行う上できわめて重要なことである。ま
た、電力の安定供給の面から活線下で絶縁劣化状態を診
断する方法の開発が望まれている。 従来は、第3図及び第4図に示す如き方法が採られて
いる。これらの状態は、いずれも電力ケーブルを測定対
象として開発されたものである。第3図は、高圧母線10
0の中点G1にスイッチS1,S2,S3,S4とコンデンサC1の並列
回路が接続されており、この並列回路の他端は接地され
ている。また、スイッチS2,S3には直流電源110,120が互
い逆方向に挿入接続されている。また、高圧母線100に
接続されるケーブル130の一端に抵抗R1で低インピーダ
ンス接地を行うと共に、スイッチS5に並列にコンデンサ
C2が接続されている。 また、第4図は、高圧配電線200から電力を取り出す
ケーブル300の活線診断を行うもので、ケーブル300のア
ース線にスイッチS10,S20を設け、一方のアース線に並
列に活線診断装置400を接続してある。 この2つの従来の装置は、共に電力ケーブルの絶縁体
に流れる電流を検出するものであり、電流の大小によっ
て絶縁材料の劣化の程度を知ろうとするものである。
【発明が解決すようとする問題点】
しかしながら、これら従来の方法によったのでは、絶
縁材料の劣化の程度を正確に検出することは難しい。そ
れは、絶縁材料に電圧が加えられた際に発生する電流に
は、絶縁材料の内部を流れるもの(この絶縁抵抗が体積
抵抗である)と、表面に沿って流れるもの(この絶縁抵
抗が表面抵抗である)とがあり、特に、絶縁材料の表面
に沿って流れる漏れ電流は、絶縁材料の劣化がなくても
他の要因によっても大きくなることがあるからである。
また、絶縁材料中を流れる電流は微小であるため、電流
変化が容易に判定できず、検出精度が低いという問題点
を有している。したがって、従来の方式によって絶縁材
料の絶縁劣化診断と、事実の絶縁劣化状態とが必ずしも
一致せず、別の判定原理に基づく方法と合わせて測定を
行い、精度の高い絶縁診断を行う必要がある。 本発明の目的は、電力ケーブル、コンデンサ、変圧器
等絶縁材料を用いた電力用機器の絶縁劣化状態を電源供
給を停止することなく、活線状態のままで簡単に、しか
も安全に、かつ正確に診断することにある。
【問題点を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の絶縁劣化診断装
置は、高圧線を含め該高圧線に接続される電力用機器の
絶縁状態を検出する絶縁劣化診断装置において、前記電
力用機器のアース線に取り付けられ、該アース線に流れ
る電流波形を検出するクランプ式の計器用変流器と,前
記計器用変流器から出力される電流波形を所定の大きさ
に増幅する電流増幅手段と,前記高圧線に接続され、該
高圧線に供給されている電圧波形を検出する分圧器と,
前記電流増幅手段によって増幅された電流波形と前記分
圧器で検出された電圧波形とを比較して求めた位相差か
ら誘電正接(tanδ)を算出する誘電正接算出手段と,
前記計器用変流器による電流波形の検出時に生じた位相
ずれを補正する補正手段とを備えたものである。 さらに、本発明の絶縁劣化診断装置は、前記誘電正接
算出手段によって求めた誘電正接から絶縁劣化状態を段
階的に表示する表示手段を設けたものである。
【作用】
高圧線を含め該高圧線に接続される電力用機器の絶縁
状態を検出する場合に、電力用機器のアース線にクラン
プ式の計器用変流器を取り付けて、このアース線に流れ
る電流の電流波形を検出し、この計器用変流器から出力
される電流波形を電流増幅手段によって所定の大きさに
増幅する。 一方、電流波形の検出と同時に、高圧線に接続された
分圧器によって、この高圧線に供給されている電圧波形
の検出する。 この分圧器で検出された電圧波形と電流増幅手段によ
って増幅された電流波形を比較して求めた位相差から誘
電正接算出手段で誘電正接(tanδ)を求め、この誘電
正接の値の大小によって高圧線を含め該高圧線に接続さ
れる電力用機器の絶縁状態を診断する。 この誘電正接(tanδ)を求める際に、クランプ式の
計器用変流器で生じたアース線に流れる電流波形からの
位相ずれを補正手段で補正して求める。
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。 絶縁物の絶縁状態を示すものとして誘電正接(tan
δ)があり、本発明は、この誘電正接を測定することに
より絶縁物の絶縁状態を診断するものである。この誘電
正接というのは、誘電損角δの正接tanδのことであ
る。誘電体(電気の不良導体)に交流電圧を加えた際、
流れる電流は、理想的には位相が電圧の位相より90゜進
むはずである。しかしながら、実際には、電流の位相の
電圧の位相に対する位相の進み角90゜に幾分の遅れが生
じる。この際の遅れ角度をδで表したものが誘電損角δ
である。すなわち、誘電体に交流電圧を加えて生じる電
流は、電圧の位相に対し90゜より幾分少ない進み位相角
θだけ位相が進み、この進み位相角θを誘電位相角と称
している。 この誘電位相角θと誘電損角δとの間には、 θ=90゜−δ の関係を有している。 第1図には、本発明の実施例が示されている。 図において、高圧線1には、電力用機器2が接続され
ている。この電力用機器2は、電力ケーブル、変圧器、
コンデンサ等の対地絶縁機器である。この電力用機器2
は、所定箇所よりアース線3を用いて接地されている。
このアース線3には、クランプ式の計器用変流器4が取
り付けられている。 そして、この計器用変流器4には電流増幅器5が接続
されており、この電流増幅器5に誘電正接測定器6が接
続されている。 一方、高圧線1に供給されている電圧の電圧波形は、
分圧器7によって検出され、誘電正接測定器6に入力さ
れる。この誘電正接測定器6は、分圧器7から入力され
る電圧波形の最大ピーク値から、電流増幅器5から出力
される電流波形(電流増幅器からの出力は電圧値として
出力される)の零点クロスまでの位相差を算出し、誘電
損角δ値を求め、この誘電損角δ値から誘電正接(tan
δ)を算出するものである。 すなわち、分圧器7からの出力電圧のピーク値から電
流増幅器5からの出力電圧の零クロス点までの時間Δt
を検出し、誘電損角δは、次式により容易に算出され
る。 (但し、周波数は50Hz) クランプ式の計器用変流器の場合、電流増幅器5から
出力される電流の電流波形は、コアに巻き付ける巻線の
種類、巻線の巻数、計器用変流器の形状、測定時の周囲
温度等種々の原因によって、電力用機器2のアース線3
に流れる電流の電流波形に対して位相ずれを起こしてい
る。 この位相ずれは、補正手段によって補正することがで
きるようになっている。 また、本実施例においては、電圧波形検出に分圧器7
を用いているが、分圧器でなくても、光を応用した電圧
計あるいは、静電誘導を利用した検出器等、電源電圧の
波形が検出できるものであれば何でもよい。 したがって、本実施例によれば、電流位相検出にクラ
ンプ式の計器用変流器を用いているため、アース線を切
断して別の素子を挿入することなく電流波形の測定をす
ることができる。このため、現場での活線診断が短時間
で実施することができると共に、アース線の切断作業が
無いため、作業の安全上のメリットも大きい。 第2図には、本発明の別な実施例が示されている。 本実施例が、第1図図示実施例と異なる点は、第1図
図示実施例の誘電正接測定器6に、誘電正接の値に対応
して絶縁体の劣化状態を段階的に表示する表示装置10を
設けた点である。他は、第1図図示実施例と同様であ
る。 この表示装置10は、例えば、複数の比較器によって構
成されているもので、誘電正接の値と比較値とを比較し
て、その大小によって出力するものである。すなわち、
この比較値が、絶縁体の絶縁劣化の段階的程度を示した
ものである。 したがって、本実施例によれば、予め絶縁体の絶縁劣
化の程度に合わせて段階的に表示することができるた
め、誰にでも簡単に絶縁体の絶縁劣化の状態を判定する
ことができる。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、クランプ式の
計器用変流器を使用しているため、電流位相の測定が簡
単であり、アース線の取り外し作業を必要とせず、誘電
正接の測定を速やかに実施することができる。 さらに、本発明によれば、絶縁物の絶縁劣化の状態を
精度良く、かつ、誰にでも簡単に、活線状態で早期に検
出することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す回路図、第2図は本発明
の別な実施例を示す回路図、第3図及び第4図は従来の
絶縁劣化診断装置の回路図である。 1……高圧線 2……電力用機器 3……アース線 4……計器用変流器 5……電流増幅器 6……誘電正接測定器 7……分圧器 10……表示装置

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高圧線を含め該高圧線に接続される電力用
    機器の絶縁状態を検出する絶縁劣化診断装置において, 前記電力用機器のアース線に取り付けられ、該アース線
    に流れる電流波形を検出するクランプ式の計器用変流器
    と, 前記計器用変流器から出力される電流波形を所定の大き
    さに増幅する電流増幅手段と, 前記高圧線に接続され、該高圧線に供給されている電圧
    波形を検出する分圧器と, 前記電流増幅手段によって増幅された電流波形と前記分
    圧器で検出された電圧波形とを比較して求めた位相差か
    ら誘電正接(tanδ)を算出する誘電正接算出手段と, 前記計器用変流器による電流波形の検出時に生じた位相
    ずれを補正する補正手段と, を有することを特徴とする絶縁劣化診断装置。
  2. 【請求項2】前記誘電正接算出手段によって求めた誘電
    正接から絶縁劣化状態を段階的に表示する表示手段を設
    けた特許請求の範囲第1項記載の絶縁劣化診断装置。
JP62268945A 1987-10-23 1987-10-23 絶縁劣化診断装置 Expired - Fee Related JP2584251B2 (ja)

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