CN107076796B - 绝缘劣化监视装置 - Google Patents

Abstract

本发明能够以简单的结构获得可始终对绝缘物的劣化状态进行监视并可判断劣化程度的绝缘劣化监视装置。将电气器械的高压充电部(1)绝缘支承于接地金属构件(2)的绝缘物(3)的绝缘劣化监视装置包括：贯穿型的电流传感器(6)，该贯穿型的电流传感器(6)被***到绝缘物(3)与接地金属构件(2)的连接部，对从高压充电部(1)通过绝缘物(3)流向接地金属构件(2)的漏电流进行检测；以及判定单元(8)，该判定单元(8)连接在电流传感器(6)的输出侧，基于漏电流的值判定绝缘物(3)的劣化程度。

Description

绝缘劣化监视装置

技术领域

本发明涉及例如对支承配电盘等电气器械的充电部的绝缘物的劣化状态进行监视的绝缘劣化监视装置。

背景技术

在配电盘这样的强电器械的内部存在较多以母线为代表的主电路器械的高压充电部，这些高压充电部由绝缘物支承于接地侧。绝缘物由于在对高压充电部进行支承的状态下长期使用，从而绝缘性能会发生劣化，从充电部侧通过绝缘物流向接地侧的漏电流变大。若放任该漏电流的增大，则绝缘物的劣化进一步发展，最坏情况将成为接地事故发生的要因。为了事前防止这样的接地事故，需要预先对绝缘物的劣化状态进行监视，在适当的期间更换绝缘物。通过了解更换的适当时机，从而能够高效地运用受配电设备。

作为检测受电设备中绝缘物的劣化程度的现有技术，例如已知有下述技术，即：采取受电盘内的尘埃，根据该尘埃中所包含的离子量和温度及湿度履历计算绝缘物的表面电阻率，利用由该绝缘物的表面电阻率和新品时的绝缘物的表面电阻率、绝缘物的已使用年数及尘埃的量决定的阈值，来推定绝缘物的剩余寿命，判断适当的更换时期(例如，参照专利文献1)。

此外，还已知有下述技术，即：在收纳三相真空断路器的绝缘框架的相间部分设置导电体，将该导电体连接至接地金属，因绝缘框架的绝缘劣化而在绝缘框架的外侧或内侧流动并流向充电部相间的漏电流通过导电体而导入至接地金属，使接地继电器动作来检测该漏电流，从而掌握绝缘劣化程度(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2014-23401号公报(第3页、图1)

专利文献2：日本专利特开2003-83831号公报(第3页、图1-3)

发明内容

发明所要解决的技术问题

在上述专利文献1所记载的方法中，为了采取附着于绝缘物表面的粉尘需要使受配电设备停电，必须要配合绝缘物的清扫等定期维护来进行操作，从而会发生设备运用上的问题。为了避免该问题，虽然还记载有预先掌握盘的底面和绝缘物表面的尘埃量的相关性，根据从底面采取到的尘埃来推定绝缘物表面的尘埃量的技术，但即使在这种情况下，也仍然存在下述问题，即：需要在每次测定时采取尘埃，并且预先获取尘埃所包含的离子量和温度及湿度的数据等需要耗费较多的时间精力。

此外，在上述专利文献2所记载的绝缘物的劣化监视技术中，虽然对收纳三相真空断路器的绝缘框架的绝缘监视是有效的，但对于例如在接地的配电盘的壳体内配置多个支承高压充电部的绝缘物这样的结构，发生劣化的绝缘物的确定较为困难，简单地应用于支承充电部的绝缘物会存在问题。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于以简单的结构获得一种绝缘劣化监视装置，即使在配电盘这样的具有多个支承高压充电部的绝缘物的情况下，也能够始终对绝缘物的劣化状态进行监视，能够判定劣化程度。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明所涉及的绝缘劣化监视装置是将电气器械的高压充电部绝缘支承于接地金属构件的绝缘物的绝缘劣化监视装置，其包括：电流传感器，该电流传感器被***到绝缘物与接地金属构件的连接部，对从高压充电部通过绝缘物流向接地金属构件的漏电流进行检测；以及判定单元，该判定单元连接在电流传感器的输出侧，基于漏电流的值来判定绝缘物的劣化程度。

发明效果

根据本发明的绝缘劣化监视装置，由于具有对从高压充电部通过绝缘物流向接地金属构件的漏电流进行检测的电流传感器、以及基于检测出的漏电流的值判定绝缘物的劣化程度的判定单元，因此能够始终对从高压充电部通过绝缘物流向接地金属构件的漏电流进行监视，能够根据漏电流值的增加判断绝缘物的劣化程度，从而能够推定在发生接地事故等之前更换绝缘物的时机。

并且，能够容易地应用于具有多个绝缘物的电气器械中的各绝缘物，发生了劣化的绝缘物的确定变得容易。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1的绝缘劣化监视装置的主视图。

图2是表示图1的绝缘劣化监视装置的接地侧安装部的详细内容的分解立体图。

图3是说明绝缘劣化的判定方法的一个示例的说明图。

图4是表示实施方式2的绝缘劣化监视装置的电流传感器部的局部剖视图。

图5是表示实施方式3的绝缘劣化监视装置的主视图。

具体实施方式

实施方式1.

图1是表示实施方式1的绝缘劣化监视装置的主视图。图2是图1的绝缘劣化监视装置的接地侧安装部的详细图，是从下方观察图1得到的分解立体图。

图中，作为劣化监视对象的绝缘物，示出支承配电盘等电气器械的充电部的绝缘物的情况作为一个示例，高压充电部1是母线或主电路导体。接地金属构件2是配电盘的壳体的一部分、或者是固定于该壳体的支承金属构件等，该接地金属构件2接地。绝缘物3例如是支承绝缘子。高压充电部1经由该绝缘物3被支承并固定于接地金属构件2。

高压充电部1通过充电部固定螺栓4固定于绝缘物3。绝缘物3和接地金属构件2通过接地部固定螺栓5来固定。

在该绝缘物3和接地金属构件2的连接部配置有电流传感器6。电流传感器6由形成为圆环状的贯穿型的电流检测器构成，具体而言，例如是小型的贯穿型CT，检测从高压充电部1通过绝缘物3流至接地金属构件2的微小的漏电流。

电流传感器6的二次侧即输出侧经由引线7与判定单元8相连接。

判定单元8例如设置在收纳该高压充电部1和绝缘物3的电气器械的控制部内。

接着，参照图2对在绝缘物3安装电流传感器6的安装部的详细结构进行说明。

在连接至接地金属构件2的绝缘物3的端部埋设有由圆柱状的金属构件形成的插块9。在插块9的中心加工出安装用的内螺纹。在插块9的与接地金属构件2相对的一侧，安装侧端部从绝缘物3的端面突出，形成突出部9a。突出部9a的突出长度优选设为比电流传感器6的厚度稍长的尺寸。突出部9a的外径比形成为圆环状的电流传感器6的内径要小，从而电流传感器6能够容易地与该突出部9a嵌合。

另外，在绝缘物3的与高压充电部1的连接部侧通常也设置有插块，但这并不是本申请发明的主要部分，因此省略图示和说明。

对于组装，首先，在电流传感器6嵌合至埋设于绝缘物3的插块9的突出部9a的状态下，使插块9的螺纹孔对准接地金属构件2的安装孔2a，利用接地部固定螺栓5进行紧固固定。通过将突出部9a的突出长度设定得比电流传感器6的厚度要长，绝缘物3和接地金属构件2在插块9的突出部9a的前端以可靠地相接触的状态被固定，通过紧固不会对电流传感器6产生负荷，并且突出部9a成为漏电流的路径。

电流传感器6的引线7与判定单元8相连接。引线7在接地金属构件2等上收线，确保与充电部的绝缘距离来进行布线。

组装后的状态如图1所示那样。

接下来对动作进行说明。

支承高压充电部1的绝缘物3因长期使用而发生历时老化，绝缘能力下降。由此，从高压充电部1流向接地侧的漏电流变大。

因此，利用电流传感器6始终对该漏电流进行监视，通过观察其变化来监视绝缘物3的劣化。

漏电流通过绝缘物3从高压充电部1流向接地金属构件2。绝缘物3由于以插块9的突出部9a的前端与接地金属构件2相接触的方式固定，因此，来自绝缘物3的漏电流经由突出部9a流向接地金属构件2。

电流传感器6设置为被突出部9a贯穿，表面绝缘，因此，从绝缘物3流至接地金属构件2的微小的漏电流集中流至电阻较低的插块9的突出部9a，并通过电流传感器6的内侧。因此，能够利用电流传感器6高精度且容易地检测出微小的漏电流。

由电流传感器6检测出的漏电流的值经由引线7被输入到判定单元8。判定单元8中存储有预先获取的绝缘物3的漏电流与劣化程度的相关数据(correlation data)。因此，比较该相关数据，在检测出的漏电流的值超过规定值的情况下，判断为劣化已发展，并且要进行清扫、替换。

利用图3说明判定单元8中的判定方法的一个示例。图3是说明绝缘劣化的判定方法的一个示例的说明图。

若绝缘物3的劣化发展，则绝缘电阻下降。因此，利用绝缘电阻值作为劣化程度的参数。绝缘物3的绝缘电阻与漏电流之间具有图3中粗线所示那样的相关关系。对成为监视对象的绝缘物3预先获取图3那样的相关数据。并且预先定义相对于维持绝缘性能所需的绝缘电阻的所需最小值的漏电流的值作为基准值，并将该基准值预先存储于判定单元8的存储部。

另外，由于基准值等会因绝缘物的形状、材质等不同而不同，因此，预先要对每个不同种类的绝缘物获取相关数据。此外，所需最小值例如根据更换推荐时期或清扫推荐时期来决定即可。

在由电流传感器6检测出的漏电流的值超过基准值的情况下，判断劣化发展到规定程度以上，例如到达了绝缘物3的更换推荐时期，从而能够准备进行绝缘物3的更换。

通常在电气器械的内部会在多个部位使用多个支承高压充电部的绝缘物，但通过对需要监视的绝缘物设置同样的绝缘劣化监视装置，从而能够容易地确定发生了劣化的绝缘物。对绝缘物只要设置小型的电流传感器即可，因此设置简单。

至此为止的说明中，将绝缘物3设为支承绝缘子进行了说明，但并不限于此，只要是将高压充电部1支承固定于接地金属构件2的绝缘物，就能够适用于电气器械的通常的绝缘支承体。绝缘物的材质也没有特别的限定，能够广泛适用于瓷器、环氧树脂等众所周知的绝缘材料。

此外，对电流传感器6设为贯穿型CT进行了说明，但除此以外，例如也可以是罗戈夫斯基线圈。

如上所述，根据实施方式1，在将电气器械的高压充电部绝缘支承于接地金属构件的绝缘物的绝缘劣化监视装置中，包括：电流传感器，该电流传感器被***到绝缘物与接地金属构件的连接部，对从高压充电部通过绝缘物流向接地金属构件的漏电流进行检测；以及判定单元，该判定单元连接在电流传感器的输出侧，基于漏电流的值判定绝缘物的劣化程度，因此，能够始终对从高压充电部通过绝缘物流向接地金属构件的漏电流进行监视，能够根据漏电流的增加判断绝缘物的劣化程度。因此，能够提前发现绝缘劣化，能够推定出在发生接地事故等之前更换绝缘物的时机。

并且，即使在具有多个绝缘物的电气器械中，也能够容易地设置电流传感器，发生了劣化的绝缘物的确定也变得容易。

此外，在与接地金属构件连接的绝缘物的端部设有具有安装用螺纹孔的插块，插块的与接地金属构件相对的一侧形成从绝缘物的端面突出的突出部，电流传感器由贯穿型的电流检测器构成，被突出部贯穿并配置在绝缘物与接地金属构件之间，因此，漏电流集中流向电阻较低的插块的突出部，并通过电流传感器的内侧，因此，漏电流的检测精度提高。此外，能够容易地在绝缘物与接地金属构件的连接部安装电流传感器，从而能够获得组装操作性优异的绝缘劣化监视装置。

实施方式2.

图4是表示实施方式2的绝缘物的劣化监视装置的电流传感器部的局部剖视图。图中的点划线是轴对称线，图仅示出左半部分。与实施方式1的图1或图2相同的部分用相同标号来表示并省略详细说明，以不同点为中心进行说明。另外，省略与电流传感器相连的引线7和判定单元8。

如图4所示那样，本实施方式的电流传感器10在外周部设有多个褶状物10a。电流传感器10的剖面如图所示，中心部的线圈的外侧被绝缘构件覆盖，因此在该绝缘构件的外周侧设有褶状物10a。

并且，在电流传感器10的内周侧与突出部9a的外周侧间的间隙***有由电阻较低的筒状导电构件形成的导电套11。

插块9的突出部9a的突出长度、电流传感器10的高度、以及导电套11的长度之间的尺寸关系设为：导电套11的长度最长，突出部9a的突出长度和电流传感器10的高度尺寸比导电套11的长度尺寸要短。由此，在图4那样的安装状态下，构成为：导电套11的一端与绝缘物3接触，另一端与接地金属构件2接触。

接着，对作用进行说明。

由于在电流传感器10的外周部设有褶状物10a，因此外周部的爬电距离比内周部的爬电距离要长。因此，即使绝缘物3和电流传感器10相接触，漏电流也主要在电流传感器10的内周部流动。

并且，由于在电流传感器10的内侧设有导电套11，并使绝缘物3与导电套11及导电套11与接地金属构件2可靠地接触，因此，漏电流通过电阻较低的导电套11而流向接地金属构件2。由此，漏电流更为可靠地在电流传感器10的内侧流动，从而利用电流传感器10能够高精度地检测出流过绝缘物3的微小的漏电流，从而能够可靠地判定绝缘物3的绝缘劣化状况。

此外，由于经由导电套11与接地金属构件2接触，因此突出部9a的突出长度只要在导电套11的长度以下即可，无需特别进行尺寸的管理，制作变得简单。

并且，对于已设置的绝缘物，即使在插块不具有突起部的情况下，也能够从后部***导电套11来安装电流传感器。

另外，图4中，采用在电流传感器10的外周部设置褶状物10a且具有导电套11的结构，但也可以采用不设置导电套11、仅设置褶状物10a的结构，或者不设置褶状物10a、仅设置导电套11的结构，该情况下，可单独获得其各自的效果。

如上所述，根据实施方式2的绝缘劣化监视装置，由于在电流传感器的外周部设有多个褶状物，因此漏电流主要在电流传感器的内周部侧流动，从而电流传感器检测漏电流的检测精度提高。

此外，由于采用将圆筒状的导电套***电流传感器的内周侧，使导电套的一端与绝缘物接触而另一端与接地金属构件接触的结构，因此，漏电流通过电阻较低的导电套流向接地金属构件，从而使漏电流可靠地在电流传感器的内侧流动，进而能够高精度地检测出流过绝缘物的漏电流，能够高精度地判定绝缘物的绝缘劣化状况。

实施方式3.

图5是表示实施方式3的绝缘劣化监视装置的图。与图1、图2相同的部分标注相同标号，并省略说明。省略与电流传感器6相连的引线7和判定单元8。

成为本实施方式的监视对象的绝缘物12例如对多个高压充电部13进行支承，在多个部位(图中两侧的两个部位)支承固定于接地金属构件2。作为使用这种绝缘物12的电气器械的具体例，例如有下述情况，即：设想在壳体内配置有断路器、母线的开关装置等，经由绝缘物12将连接至三相断路器的三相的高压充电部13安装到壳体侧的接地金属构件2。

如图5所示，例如作为三相的主电路导体的高压充电部13被一个绝缘物12支承固定，绝缘物12的两侧的两个部位被安装到接地金属构件2。这里，图中用点划线圈出的部分与实施方式1的安装部相同，使设置于绝缘物12一侧的插块9的突出部9a(未图示)贯穿电流传感器6并进行固定。另外，安装部的结构可以采用实施方式2的图4的结构。

通过采用上述结构，漏电流向左右的电流传感器6中的任一个或双方流动。因此，通过将多个电流传感器6检测出的漏电流输入到一个判定单元(未图示)，并对其值进行累计，从而求出流过一个绝缘物12的漏电流的电流值。判定单元中预先存储有预先求得的漏电流与劣化程度的相关数据，在判定单元中，例如通过实施方式1中所说明的方法来判定绝缘物12的劣化的程度。

如上所述，根据实施方式3的绝缘劣化监视装置，绝缘物与接地金属构件在多个部位连接从而具有多个连接部，在多个连接部分别设置电流传感器，在判定单元中，对在多个连接部检测得到的漏电流的值进行累计，基于累计得到的漏电流的值判定绝缘物的劣化程度，因此，能够应用于与接地金属构件的连接部位有多处的绝缘物，可获得与实施方式1相同的效果。

此外，本申请发明在其发明的范围内能自由地对各实施方式进行组合，或对各实施方式进行适当的变更或省略。

标号说明

1高压充电部，2接地金属构件，2a安装孔，3绝缘物，4充电部固定螺栓，5接地部固定螺栓，6电流传感器，7引线，8判定单元，9插块，9a突出部，10电流传感器，10a褶状物，11导电套，12绝缘物，13高压充电部。

Claims (6)

1.一种绝缘劣化监视装置，是将电气器械的高压充电部绝缘支承于接地金属构件的绝缘物的绝缘劣化监视装置，其特征在于，包括：

电流传感器，该电流传感器为圆环状，且被***到所述绝缘物与所述接地金属构件的连接部，对从所述高压充电部通过所述绝缘物流向所述接地金属构件的漏电流进行检测；以及

判定单元，该判定单元连接在所述电流传感器的输出侧，基于所述漏电流的值来判定所述绝缘物的劣化程度，

在与所述接地金属构件连接的一侧的所述绝缘物的端部设置有具有安装用的螺纹孔的插块，所述插块的与所述接地金属构件相对的一侧形成从所述绝缘物的端面突出且比所述电流传感器的厚度稍长的突出部，并且，所述突出部的外形构成为比所述电流传感器的内径要小，所述电流传感器在与所述插块的突出部嵌合的状态下配置在所述绝缘物与所述接地金属构件之间，并且，所述插块的突出部的前端与所述接地金属构件相接触。

2.如权利要求1所述的绝缘劣化监视装置，其特征在于，

在所述电流传感器的外周部设有多个褶状物。

3.如权利要求1或2所述的绝缘劣化监视装置，其特征在于，

在所述电流传感器的内周侧***圆筒状的导电套，并构成为使所述导电套的一端与所述绝缘物接触，另一端与所述接地金属构件接触。

4.如权利要求1或2所述的绝缘劣化监视装置，其特征在于，

所述绝缘物与所述接地金属构件在多个部位连接，从而具有多个连接部，

在所述多个连接部分别设置所述电流传感器，

所述判定单元中，对所述多个连接部中检测出的所述漏电流的值进行累计，基于所述累计得到的漏电流的值来判定所述绝缘物的劣化程度。

5.一种绝缘劣化监视装置，是将电气器械的高压充电部绝缘支承于接地金属构件的绝缘物的绝缘劣化监视装置，其特征在于，包括：

电流传感器，该电流传感器被***到所述绝缘物与所述接地金属构件的连接部，对从所述高压充电部通过所述绝缘物流向所述接地金属构件的漏电流进行检测；以及

判定单元，该判定单元连接在所述电流传感器的输出侧，基于所述漏电流的值来判定所述绝缘物的劣化程度，

在所述电流传感器的外周部设有多个褶状物，在所述电流传感器的内周侧***有圆筒状的导电套，构成为使所述导电套的一端与所述绝缘物相接触，使另一端与所述接地金属构件相接触。

6.如权利要求5所述的绝缘劣化监视装置，其特征在于，

所述绝缘物与所述接地金属构件在多个部位连接，从而具有多个连接部，

在所述多个连接部分别设置所述电流传感器，

所述判定单元中，对所述多个连接部中检测出的所述漏电流的值进行累计，基于所述累计得到的漏电流的值来判定所述绝缘物的劣化程度。

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