JPH10322823A - 電気機器の絶縁診断方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】絶縁スペーサが金属シールドされている場合で
も、外部絶縁診断が可能となり、絶縁異常検出のための
作業が比較的安全且つ安価な電気機器の絶縁診断方法お
よび装置を提供する。 【解決手段】方法は、接地装置に接続された接地線引出
端子２から電磁波を検出して内部部分放電による絶縁不
良を事前に検出する。装置は、接地装置に接続された接
地線引出端子２と、同軸ケーブルと接地リードとを備え
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ガス絶縁開閉装
置（ＧＩＳ）、キュービクル等の接地装置を有する電気
機器の絶縁診断方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばＧＩＳの内部で接触不良個所ある
いは金属異物等が存在すると、そこに電界が集中して部
分放電が発生し、絶縁破壊から地絡・短絡事故に至る恐
れがある。このような事態を事故に至る前に検知するこ
とは重要である。ＧＩＳでは従来、図８に示すように、
母線導体１００を通す管路１０１のフランジに挟まれた
絶縁スペーサ１０２上に部分放電検出用スロットアンテ
ナ１０３を取付け、同軸ケーブル１０４を介して絶縁診
断装置１０５に接続し、またノイズ検出用アンテナ１０
６を同軸ケーブルで電磁波受信装置１０５に接続してい
た。

【０００３】この従来例は、管路１０１の内部部分放電
による電磁波を電磁波に対して開口部となるむき出しの
絶縁スペーサ１０２に取り付けたスロットアンテナ１０
３で機器外部から検出し、絶縁診断装置１０５で受信す
る。ノイズ検出用アンテナ１０６は、スロットアンテナ
１０３で内部部分放電と同時に検出する外部ノイズを内
部部分放電による電磁波と区別するために使用する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来例は絶縁スペーサから漏れる電磁波を検出する方式で
あるため絶縁スペーサ１０２が金属でシールドされてい
る場合は、絶縁スペーサ１０２が電磁波に対し開口部と
ならず、内部部分放電による電磁波の検出が不可能であ
った。また絶縁スペーサ１０２が金属でシールドされて
いない場合でもスロットアンテナ１０３を絶縁スペーサ
１０２に取り付けることは高所作業を伴い危険であっ
た。さらにスロットアンテナは高価であった。

【０００５】この発明は、接地装置を有する電気機器に
おいて、前記接地装置が回路を接地するとき以外は回路
から解放されていることに着目し、これを部分放電検出
用のアンテナとして利用することを特徴とする。本発明
によれば従来のようなスロットアンテナを使用せず、し
かも絶縁スペーサ以外の部分で外部絶縁診断が可能とな
り、絶縁異常検出のためのコストの低減、安全性を考慮
した電気機器の絶縁診断方法及び装置を提供できる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の電気機器の絶
縁診断方法は、接地装置を有する電気機器において、前
記接地装置に接続された接地線引出端子から部分放電に
よる電磁波を検出することを特徴とする。請求項１の電
気機器の絶縁診断方法によれば、接地装置を内部アンテ
ナとしてそのまま利用するため、絶縁スペーサの有無に
係わらず電気機器の外部絶縁診断が可能となる。またス
ロットアンテナが不要になり、さらに接地線引出端子は
比較的低所に設けられているため診断作業が容易且つ安
全である。

【０００７】請求項２の電気機器の絶縁診断装置は、接
地装置を有する電気機器において、前記接地装置に接続
された接地線引出端子と、この引出端子に接続される同
軸ケーブルと接地リードを備えたものである。請求項２
の電気機器の絶縁診断装置によれば、請求項１と同じ効
果がある。請求項３の電気機器の絶縁診断装置は、請求
項２において、接地線引出端子に接続された接地リード
を高周波に対してハイインピーダンスとなるリング状の
フェライトコアに挿通したものである。

【０００８】請求項３の電気機器の絶縁診断装置によれ
ば、請求項２の効果のほか、フェライトコアによりルー
プアンテナ部がなくなりロッドアンテナ部のみとなるの
で接地リードのループからノイズを検出しなくなる。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明の第１の実施の形態をガ
ス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）を例に図１ないし図５により
説明する。図１に示すように容器１の内部には図示を省
略しているが遮断器、断路器、接地装置等の機器が収納
され、また絶縁性ガスが充填されている。接地線引出端
子２は、容器１内の接地装置の可動接触子に接地線を介
して接続されている。回路充電中は可動接触子が固定接
触子から開離しており、反対に回路を接地する際は引出
端子２に接地リードを接続して接地装置を投入すればよ
い。３は同軸ケーブルで、その一端が接地線引出端子２
に、他端が絶縁診断装置５に接続される。また送電線等
の部分放電や放送波等の外部ノイズを検出するノイズ受
信用アンテナ４が同軸ケーブル６により絶縁診断装置５
に接続されている。

【００１０】図２はアンテナとなる部分の構成を示す。
図２（ａ）に示すようにアンテナとなる部分は、接地装
置８の接地線８′と接地線引出端子２と同軸ケーブル３
と接地リード１２とにより構成されている。エポキシ等
の絶縁材９で容器１の開口を塞ぎ、この絶縁材９を引出
端子２が貫通し、引出端子２に接地リード１２を接続
し、接地リード１２の端部を接地している。同軸ケーブ
ル３はその芯線３ａを引出端子２に、シールド線３ｂを
容器１の接地部１３にそれぞれ接続している。

【００１１】図２（ｂ）は図２（ａ）のアンテナとなる
部分のアンテナ回路を示し、引出端子２、接地線８′、
接地装置８により形成されるロッドアンテナ部１０と、
シールド線３ｂ，芯線３ａ，接地リード１２及び接地に
より形成されるループアンテナ部１１とにより構成され
る。これらにより容器１内の部分放電による電磁波とと
もに外部ノイズも検出する。

【００１２】図３は、絶縁診断装置の一例を示す概略構
成を示す。絶縁診断装置５は外部ノイズと内部部分放電
とを区別するため測定対象物の近傍にノイズ受信用アン
テナ４を設置するとともに、ノイズ除去装置１４を設け
て部分放電検出用のアンテナとなる部分へ接続される入
力部７とノイズ受信用アンテナ４の差動出力を得てい
る。

【００１３】ノイズ除去装置１４は、部分放電検出用の
アンテナとなる部分へ接続される入力部７及びノイズ受
信用アンテナ４に接続されて同一の周波数をチューニン
グするチューナ１５，１６と、チューナ１５，１６の出
力を増幅するとともにノイズ受信用アンテナ４側の出力
が大きくなるようにゲインを設定したアンプ１７，１８
と、アンプ１７，１８の出力の差をつくる差動アンプ１
９と、差動アンプ１９の出力信号を整流する整流器２０
を有する。

【００１４】１３は判定ユニットであり、整流器２０の
出力から異常電磁波の有無が判定され、異常電磁波があ
る場合に警報信号を出力し、警報器等を動作させる。２
１は外来ノイズ２２を発生する疑似の基準信号源であ
る。図４は、異常電磁波が漏洩していない状態で、基準
信号源２１より疑似の外来ノイズ２２を発生した場合の
波形図である。同図（ａ）は内部部分放電検出側のアン
プ１７の出力波形、同図（ｂ）はノイズ受信用アンテナ
４のアンプ１８の出力波形である。この場合、アンプ１
８のゲインを大きくしているので、ノイズ受信用アンテ
ナ４の信号レベルが接地線引出端子２の信号よりも大き
くなる。同図（ｃ）のように差動アンプ１９によりアン
プ１７，１８の出力信号の差の信号を作ると、負のレベ
ルの信号が得られる。同図（ｄ）は整流器２０による整
流後の出力波形であり、外来ノイズの差の信号は負側の
レベルのため出力はない。

【００１５】一方、容器１内に部分放電が発生したとき
は、その電磁波が接地線引出端子２により検出され、し
たがってアンテナ回路は図５（ｃ）のように外来ノイズ
分Ｐと異常電磁波分Ｑを含んだ信号を出力し、一方ノイ
ズ受信用アンテナ４は接地線引出端子２に接続されてな
く距離的にも接地線引出端子２と離れているので、図５
（ａ）のように異常電磁波の信号は現れず外来ノイズ分
Ｐのみ出力する。そして、差動アンプ１９の出力には異
常電磁波分Ｑの差の信号が正側に現れ、外来ノイズ分Ｐ
の差の信号が負側に現れる（図２の（ｃ））が、負側は
整流器１２により整流されるので、図５（ｂ）のように
異常電磁波成分Ｑの差の信号が出力される。

【００１６】この実施の形態によれば、内部部分放電に
よる電磁波を接地線引出端子２から回路充電の状態で受
信して機器外部から内部の絶縁異常を早期に発見するこ
とができる。このため、絶縁スペーサの有無に係わら
ず、ガス絶縁機器の外部絶縁診断が可能となる。また接
地線引出端子２は比較的低所にあるので作業上危険が少
ない。

【００１７】また同軸ケーブル３を接地線引出端子２に
接続して、ガス絶縁機器内の接地装置を内部アンテナと
して使用する構成であるため、スロットアンテナが不要
になりコスト低減が可能である。また同軸ケーブル３の
芯線３ａを接地線引出端子２に接続し、同軸ケーブル３
のシールド線３ｂを容器１の接地部１３に接続している
ため、接地された接地リード１２，同軸ケーブル３の芯
線３ａおよび接地されたシールド線３ｂのループにより
形成されるループアンテナ部１１と、接地線引出端子２
により形成されるロッドアンテナ部１０が混在したもの
となり、内部部分放電とともに外部ノイズも検出する。

【００１８】この発明の第２の実施の形態を図６に示
す。すなわち、第１の実施の形態において、接地線引出
端子２に接続された接地リード１２を高周波に対してハ
イインピーダンスとなるリング状のフェライトコア２３
に挿通している。２４は接地線引出端子２に接続された
同軸ケーブル３の芯線３ａとシールド線３ｂとの間の浮
遊容量である。

【００１９】この実施の形態によれば、フェライトコア
２３によりループアンテナ部１１がなくなり、ロッドア
ンテナ部１０のみとなるので接地リード１２のループか
ら外部ノイズを検出しなくなる。その他は第１の実施の
形態と同様である。この発明の第３の実施の形態を図７
に示す。すなわち、第２の実施の形態において、容器１
に接続されて容器１の接地線引出端子２に接近する導電
材２５を有し、この導電材２５に同軸ケーブル３のシー
ルド線３ｂを接続している。導電材２５は中央に孔２５
ａのある断面ハット形をなし、孔２５ａに接地線引出端
子２を通して絶縁材９の外面を被覆し、周縁部を容器１
に電気的機械的に取付けている。シールド線３ｂは孔２
５ａの縁部に接続している。

【００２０】同図（ｂ）はそのアンテナ回路であり、２
６は芯線３ａとシールド線３ｂとの間の浮遊容量であ
る。この実施の形態によれば、接地線引出端子２に接近
した導電材２５に同軸ケーブル３のシールド線３ｂを接
続したため、同軸ケーブル３の芯線３ａとシールド線３
ｂと間の浮遊容量２６による影響を少なくすることがで
き、内部部分放電にらる電磁波を感度よく検出できる。

【００２１】その他は第２の実施の形態と同様である。
なお、絶縁診断装置５の一例として内部部分放電による
電磁波と外部ノイズの出力の差をとる方式について説明
したが、これに限定されるものではない。たとえば同一
出願人より既に出願（特願平７−３３３５１３号）され
ているような、電気機器内部で発生した部分放電に伴っ
て生ずる電磁波を検出することにより前記電気機器の絶
縁を診断する装置において、ノイズ検出用アンテナが検
出した信号から複数の周波数ポイントにおける複数のデ
ータを得るようにし、前記複数のデータの中のレベルの
小さいデータに基づいて、ノイズのない周波数ポイント
を探すために用いる低ノイズレベル判定値を自動的に設
定するような方式であってもよいことは勿論である。

【００２２】

【発明の効果】この発明の絶縁診断方法及び装置によれ
ば、内部部分放電によって接地線引出端子から電磁波を
受信して機器外部から内部の絶縁異常を早期に発見する
ことができる。このため、絶縁スペーサの有無に係わら
ず、電気機器の外部絶縁診断が可能となる。また接地線
引出端子は比較的低所にあるので診断作業が容易且つ安
全である。さらにスロットアンテナが不要になるので安
価である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態の説明図である。

【図２】そのアンテナとなる部分の説明図である。

【図３】ノイズ除去装置を含む電磁波受信装置のブロッ
ク図である。

【図４】外来ノイズのみが発生した場合の波形図であ
る。

【図５】ガス絶縁機器内に電磁波が発生したときの波形
図である。

【図６】第２の実施の形態のアンテナとなる部分の説明
図である。

【図７】第３の実施の形態のアンテナとなる部分の説明
図である。

【図８】従来例の説明図である。

【符号の説明】

１ 容器 ２ 接地線引出端子 ３ 同軸ケーブル ３ａ 芯線 ３ｂ シールド線 ５ 絶縁診断装置 ８′ 接地線 １２ 接地リード １３ 接地部 ２３ フェライトコア ２５ 導電材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接地装置を有する電気機器において、前
   記接地装置に接続された接地線引出端子から部分放電に
   よる電磁波を検出することを特徴とする電気機器の絶縁
   診断方法。
2. 【請求項２】 接地装置を有する電気機器において、前
   記接地装置に接続された接地線引出端子と、この引出端
   子に接続される同軸ケーブルと接地リードを備えた電気
   機器の絶縁診断装置。
3. 【請求項３】 接地線引出端子に接続された接地リード
   を高周波に対してハイインピーダンスとなるリング状の
   フェライトコアに挿通した請求項２記載の電気機器の絶
   縁診断装置。