JP2023141670A - 部分放電検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 部分放電を精度良く検出する。【解決手段】 検出センサ１００の筐体を構成する本体１２０の表面１２０ｓに電極１０１を貼付し、その表面に誘電体を貼り付ける。また、本体の四隅には凹部１２３を設け、磁石１０７を挿入する。変圧器または配電盤を内蔵する電気設備の外面に誘電体が接するように検出センサ１００を取り付けると、電気設備と電極との間に静電結合が生じ、配電盤で生じた部分放電による接地電圧の変化を高感度で検出することができる。また、ノイズが多い環境にあるときは、検出センサ１００の裏面側が電気設備の内面に接するよう取り付けた上、電極１０１および誘電体の表面に金属板のアンテナ板を取り付ける。こうすることで、電気設備によって外部のノイズを遮断しながら、内部で生じた部分放電を検出することができる。こうすることで、部分放電を精度良く検出できる。【選択図】 図２

Description

本発明は、変圧器または配電盤を覆う電気設備で生じる部分放電を検出する技術に関する。

変圧器または配電盤など高圧電気を扱う電気設備では、電線その他種々の部位が、適宜、絶縁材料によって絶縁されている。この絶縁材料に経年劣化や損傷が生じると、それらの部位に、部分的な短絡によって、パルス状の微弱な放電が生じることがある。電気設備を適切な状態に保つためには、この部分放電を検出し、早期にメンテナンスを図ることが好ましい。
部分放電を検出するためのセンサとしてＴＥＶ（Transient Earth Voltage）センサが知られている。ＴＥＶセンサは、部分放電によって電気設備に生じる接地電圧の変化を検出するセンサである。従来、ＴＥＶセンサは、筐体内に電極を設けた構成となっており、これを電気設備に取り付けると、電気設備と電極とが所定の間隔をあけて配置され両者間の静電結合が生じることを利用し、電気設備の接地電圧の変化を電極によって検出していた。特許文献１は、ＴＥＶセンサによって検出される波形信号の周波数を下げて検出する技術を開示している。

特開２０２１－２５８８１号公報

しかし、従来のＴＥＶセンサは、感度が悪く、部分放電検出の精度確保が困難であった。また、周囲のノイズの影響を受けやすいという課題もあった。さらに、部分放電は非常に高周波のパルスとなるため、これを検出するためには、高い周波数で検出、サンプリングを行う必要があり、検出装置が高価になり、検出に要する消費電力が増大する傾向にあった。
本発明は、これらの課題に鑑みてなされてものであり、部分放電の検出において、これらの課題の少なくとも一部の解決を図ることを目的とする。

本発明は、第１の態様として、
変圧器または配電盤を覆う電気設備の内部で生じる部分放電を検出する部分放電検出装置であって、
金属板で構成される電極と、
前記電極の表面に貼付された誘電体の膜と、
前記膜が前記電気設備側に向いた状態で、前記電極を前記電気設備に取り付けるための筐体とを備える部分放電検出装置として構成することができる。

第１の態様では、電極を電気設備に取り付けると、電極と電気設備との間に誘電体が介在した状態となる。電気設備の内部で部分放電が生じ、それによって発生する電磁波が電機設備に到達すると、電気設備には接地電圧の変動が生じ、電気設備と静電結合している電極によって検出されることになる。ここで、第１の態様では、電気設備と電極との間に誘電体が介在しているため、電極の静電容量が増大し、これに伴って感度が増大することになる。従って、第１の態様によれば、電気設備の内部で生じた部分放電を感度よく検出することが可能となる。

本発明において、誘電体としては種々の材質のものを利用可能であるが、
前記膜はフッ素樹脂であるものとしてもよい。

フッ素樹脂は、比較的入手しやすく、取扱しやすいとともに、感度向上のために十分な比誘電率を有しているため好適なのである。一例として、ガラス繊維シートの基材にフッ素樹脂をコーティングした素材を用いることができる。
比誘電率を大きくした場合、接地電圧の検出感度は向上する一方、検出感度が高くなる周波数帯が低周波側に移行することがわかっている。この意味で、比誘電率は、高いほど良いという訳でもなく、感度と周波数帯の双方を考慮して、最適な値を選択すればよい。フッ素樹脂は、かかる観点からも本発明に適した素材と言うことができる。

本発明において、
前記電気設備に取り付けた状態での静電容量が２００ｐF以上となるものとしてもよい。

静電容量増大による接地電圧の検出感度の向上を測定したところ、全体として静電容量の増大とともに感度は単調増加していくことが確認されたが、静電容量が約２００ｐＦまでは感度が非常に急峻に増大するのに対して、約２００ｐＦを超えると感度の増大が緩やかになることが確認された。従って、静電容量が２００ｐＦ以上になるようにすることで、十分な感度向上が得られるものと考えられる。
静電容量を増大させるためには、電極の面積を大きくする、誘電体の比誘電率を大きくする、電極と電気設備との間隔を狭くする（誘電体を薄くする）などの方法が考えられる。これらのいずれを採用してもよいし、組み合わせて採用してもよい。
もっとも、電極の面積だけで従来の静電容量（約１１ｐＦ）の約２０倍にあたる２００ｐＦの静電容量を達成しようとすれば、電極の面積を２０倍にする必要が生じ、検出センサのサイズが非常に大きくなってしまう。本発明において、誘電体を用いるのは、検出センサのサイズを抑制しながら感度を高めるためにも有用である。

本発明において、
前記筐体は、箱状をなしており、
前記電極は、前記筐体の一表面に貼付されており、
前記膜は、前記電極の外表面に貼付されているものとしてもよい。

こうすることにより、筐体、電極、膜を一つのセンサとして取扱しやすくなる。従来のＴＥＶセンサは、電極と電気設備との間隔を確保するため、筐体内部に電極を備えるものが一般的であったが、本発明では、電極の表面に誘電体の膜を備えるため、電極を筐体の外表面に取り付けることができる。この結果、箱状の筐体という取扱やすい形をとりながら、誘電体を介して電気設備と電極とを接近して配置することが可能となり、その検出感度向上を図ることができる。
筐体を電気設備に取り付けるための方法は、磁力、接着、粘着、吸盤、ネジその他の固定具を利用する方法など種々の方法をとることができる。筐体に磁石を取り付け、この磁力で電気設備に取り付ける方法が、取り扱い易さという点で好適である。

本発明は、第２の態様として、
変圧器または配電盤を覆う電気設備の内部で生じる部分放電を検出する部分放電検出装置であって、
金属板で構成される電極と、
金属板で構成されるアンテナ板と、
前記電極と前記アンテナ板とを第１の間隔で平行に保持するとともに、前記電気設備から第２の間隔をあけた状態で前記電極を前記電気設備に取り付けるための筐体とを備える部分放電検出装置として構成することができる。

第２の態様によれば、筐体に電極とアンテナ板とを有しているため、電気設備の内部で生じた部分放電による電磁波をアンテナ板で捉え、電極によって接地電圧を検出することができる。
従来、ＴＥＶセンサは、電気設備で部分放電による電磁波を捉え、これによる接地電圧を検出していた。しかし、外部のノイズが多い環境に電気設備が設置されている場合、電気設備が、外部のノイズと部分放電の双方を捉えてしまい、部分放電検出装置は、部分放電とノイズとの判別が困難となり、部分放電の検出精度が低くなってしまう。
これに対し、第２の態様では、部分放電検出装置を電気設備の内側に取り付ければ、外部のノイズを電気設備が遮断した状態で、アンテナ板が内部の部分放電を捉えることができるため、ノイズの影響を受けることなく、部分放電を精度良く検出することができる。

電極とアンテナ板の間の第１の間隔は、任意に設定することができるが、検出感度を高めるという観点からは、第１の間隔は狭い方が好ましい。
また、電気設備と電極との第２の間隔も任意に設定することができるが、ノイズの影響を回避するという観点からは、第２の間隔は広い方が好ましい。

本発明の第２の態様においては、
前記電極と前記アンテナ板との間に備えられた誘電体の膜を有するものとしてもよい。

こうすることにより、第１の態様と同様、検出感度を高めることができる。

本発明の第２の態様においては、
前記アンテナ板は脱着可能に取り付けられており、
前記筐体は、前記アンテナ板を外したとき、前記第２の間隔よりも狭い第３の間隔をあけた状態で前記電極を前記電気設備に取り付け可能となっているものとしてもよい。

部分放電検出装置は、アンテナ板を取り付けた状態では、電気設備の内側に取り付けることで部分放電を検出することができる。この態様はノイズが多い環境下で有用である。
一方、アンテナ板を取り外した状態のときは、電気設備の外側（または内側）に取り付けることにより、電気設備自体をアンテナとして活用することで部分放電を検出することができる。この態様は、ノイズが少ない環境下で有用である。
このようにアンテナを脱着可能とすることにより、環境に応じて、電気設備の内側に取り付けたり、外側に取り付けたり使用態様を切り換えることが可能となる。

第３の間隔は、電気設備と電極とが静電結合できる範囲で任意に決めることができる。第１の間隔と同一でもよいし、異なっていてもよい。
本発明の部分放電検出装置は、一つの態様として、アンテナ板を取り付けた状態のときは、電極と対向する面を電気設備に貼り付けるように取り付け、アンテナ板を取り外した状態のときは、装置を裏返して、電極側を電気設備に貼り付けるように取り付けても良い。
また、部分放電検出装置は、別の態様として、筐体の厚さを変更できるようにしておいてもよい。かかる態様では、電気設備の内側に取り付けるときは、ノイズの影響を受けないよう筐体を厚い状態で取り付け、電気設備の外側に取り付けるときは、静電結合ができるよう筐体を薄い状態で取り付けることができる。

本発明の第２の態様においては、
前記筐体は、箱状をなすとともに、表面から裏面にわたる長さの磁石を有しており、
前記電極は、前記表面の前記磁石を回避した位置に貼付されているものとしてもよい。

上記態様によれば、筐体を表裏いずれに向けても電気設備に取り付けることが可能となる。また、表面から裏面にわたる長さの磁石を用いるため、構造が簡略であるという利点もある。
もっとも、上記構造に限定されるものではなく、筐体の表面、裏面のそれぞれに磁石を備える構成としてもよい。

本発明の第２の態様においては、
前記アンテナ板は、前記磁石によって脱着可能に取り付けられるものとしてもよい。

こうすれば、比較的容易にアンテナ板を脱着することができる。上述の通り、表面から裏面にわたる磁石が用いられている場合は、この磁石を利用してもよい。

本発明の第１の態様、第２の態様においては、さらに、
前記電極で検出される検出信号の周波数を低減する変換回路を備えるものとしてもよい。

部分放電は、非常に高周波のパルスとなるのが通常である。従って、その検出、検出結果の送信も高い周波数で行う必要があり、消費電力の増大を招くことになる。これに対して、上記態様によれば、変換回路によって検出信号の周波数を低減することができるため、消費電力を抑制することが可能となる。

本発明の第２の態様においては、
前記変換回路は、１０～２０ＭＨｚの検出信号に同調する回路であるものとしてもよい。

部分放電検出装置で検出される部分放電信号は、１０～２０ＭＨｚと、５０～１００ＭＨｚにピークを有することが分かっている。消費電力を抑制するために周波数を低減する場合、５０～１００ＭＨｚ帯よりは、１０～２０ＭＨｚの方が、より変換しやすい。上記態様によれば、部分放電の周波数を検出するとともに、低周波への変換も効率的に行うことができる利点がある。

本発明の第２の態様においては、
前記変換回路は、同調回路、高周波増幅回路、検波回路、低周波増幅回路を備えているＡＭ変調回路であるものとしてもよい。

こうすることで、周波数を低くすることができる。また、上述のＡＭ変調回路であれば、一つのＩＣチップも存在しており、比較的安価に入手することができる利点がある。

本発明は第３の態様として、
変圧器または配電盤を覆う電気設備の内部で生じる部分放電を検出する部分放電検出システムであって、
上述したいずれかの態様の部分放電検出装置と、
前記部分放電検出装置の出力に基づいて部分放電の有無を解析する解析装置とを備える部分放電検出システムとして構成することができる。

第３の態様によれば、解析装置によって解析することで部分放電を検出することができる。解析は、種々の方法で行うことができる。

本発明の第３の態様においては、さらに、
前記部分放電検出装置は、出力を無線で送信前記解析装置に無線通信するための無線通信装置を備えるものとしてもよい。

上記態様によれば、出力を無線で送信できるため、部分放電検出装置の利便性を向上させることができる。

本発明において、以上で述べた種々の特徴は、必ずしも全てを備えている必要はなく、適宜、その一部を省略したり組み合わせたりしても良い。

部分放電検出システムの構成を示す説明図である。 検出センサの構成を示す説明図である。 検出センサの使用態様を示す説明図である。 筐体厚さによるノイズの影響を示すグラフである。 静電容量と感度の関係を示すフラフである。 誘電体の材質と静電容量の関係を示す説明図である。 通信装置の構成を示す説明図である。 変換回路の作用を示す説明図である。 放電検出処理のフローチャートである。

以下、本発明の実施例について、配電盤で生じた部分放電を検出するためのシステムを例にとって説明する。
図１は、部分放電検出システムの構成を示す説明図である。電気設備１０は、電力会社から送られてくる高い電圧を変圧する配電盤をボックスに収容した設備である。
電気設備１０の扉には、部分放電を検出するための検出センサ１００、および検出した信号を無線で通信する通信装置１９０が取り付けられている。検出センサ１００および通信装置１９０が、部分放電検出装置に相当する。

検出された信号は、通信装置１９０から、中継器２０を経て、ネットワークＮＥを介して解析装置２００に送信される。中継器２０は、通信装置１９０をネットワークＮＥに接続するための機器であり、周知の種々の機器を利用できる。
検出センサ１００と解析装置２００とは、種々の態様で接続可能であり、通信装置１９０と解析装置２００とを直接に無線または有線で接続してもよい。また、両者を一体の構成としてもよい。

検出センサ１００は、図中に実線で示したように電気設備１０の外側に取り付けたり、破線で示したように内側に取り付けたりできる。内側に取り付ける場合には、通信装置１９０Ａも内側に取り付けることになる。ただし、通信装置１９０Ａは、電気設備１０の内側に取り付けた状態でも通信ができる構成としておくことが好ましい。例えば、検出信号を、電気設備１０の扉を介して電気、光、音などによって通信装置１９０に伝える構成を加えてもよい。
検出センサ１００，通信装置１９０の構成については、後述する。

解析装置２００は、サーバに図示する各機能を実現するプログラムをインストールすることによってソフトウェア的に構築した。機能の一部または全部は、ハードウェア的に構成してもよい。
図示する各機能について説明する。
送受信部２０１は、検出センサ１００等とネットワークＮＥを介して信号を送受信する機能を奏する。
放電検出部２０２は、検出センサ１００で検出した信号に基づき、部分放電に該当するか否かを解析する。
アラート部２０３は、部分放電が検出され、配電盤に異常があると判断されるときに、アラートを出力する。アラートは、例えば、所定の通知先にメールを送信する方法など種々の方法で出力することができる。

配電盤データベース２０４は、配電盤、即ち電気設備１０の情報を記憶するデータベースである。例えば、配電盤に付された識別子に対応づけて、その位置、名称など配電盤を特定する情報が記憶されている。こうすることで、検出センサ１００から、識別子とともに検出結果を受信することにより、どの配電盤の検出結果かを容易に特定することができる。
検出ログ記憶部２０５は、配電盤ごとに過去の検出結果を記憶する。過去の検出結果を記憶しておくことにより、例えば、部分放電がどの程度の頻度で発生しているかを確認でき、配電盤の異常の有無を解析することが可能となる。

部分放電検出システムは、図１に示した構成に限らず、種々の構成をとることができる。図示した以外の機能を追加してもよい。

図２は、検出センサ１００の構成を示す説明図である。
図２（ａ）には斜視図を示した。検出センサ１００の筐体は、本体１２０および蓋体１４０で構成される。説明の便宜上、図中の筐体の上側を表、下側を裏と呼ぶものとする。
筐体を構成する本体１２０の表面１２０ｓには、金属板の電極１０１が貼り付けられている。また、電極１０１の表面には、誘電体が貼付されている。以下、電極１０１が貼付された面を表面、その反対側を裏面と称するものとする。
筐体の四隅には、表面から裏面にわたる長さの磁石１０７が埋め込まれている。磁石１０７の磁力によって、検出センサ１００は、電気設備１０に表面、裏面どちら向きにも取り付けることが可能となっている。
また、筐体の本体１２０には、検出信号を出力するための端子１０４が取り付けられている。端子１０４と電極１０１とは本体１２０の内部で電線によって接続されている。

図２（ｂ）は、検出センサ１００の本体１２０、蓋体１４０を外した状態で内部構造を示している。本体１２０の側面１２１には、端子１０４を取り付けるための取付部１２２が形成されている。電極と端子１０４とは、電線１０５で接続されている。
本体１２０の四隅には、凹部１２３が設けられており、円柱状の磁石１０７がそれぞれ挿入されている。蓋体１４０には、その側面１４１に、端子１０４を押さえるための取付部１４２が形成されている。また四隅には、磁石１０７を押さえるための凸部１４３が形成されている。
このように蓋体１４０で磁石１０７、端子１０４を押さえるようにしたことで、ネジなどの部品を用いるまでなく、簡易に検出センサ１００を構成することができる利点がある。

検出センサ１００の形状、構造は、上述した例に限定されるものではない。磁石１０７は、表面、裏面に分割して取り付けてもよい。

図３は、検出センサの使用態様を示す説明図である。
図３（ａ）は、電気設備１０の扉１１の外側に取り付けた状態を示している。このとき、検出センサ１００は、磁石１０７の磁力Ｆによって、表面を扉１１に向けて取り付ける。電極１０１の表面には誘電体１０２が貼付されているから、検出センサ１００を扉１１に取り付けることにより、扉１１と電極１０１で誘電体１０２を挟んだ構成となる。
この結果、電気設備１０内の配電盤で部分放電が生じたとき、その電磁波は扉１１で捕捉され、検出センサ１００によって検出されることになる。また、誘電体１０２が介在していることにより、電極１０１の静電容量が増大し、検出の感度が増大する。

図３（ｂ）は、電気設備１０の扉１１の内側に取り付けた状態を示している。このとき、検出センサ１００は、磁石１０７の磁力Ｆ１によって裏面側が扉１１に向くように取り付けられる。また、表面には、電極１０１，誘電体１０２の表面にアンテナ板１０３が磁石１０７の磁力Ｆ２によって取り付けられる。アンテナ板１０３は、電極１０１よりも大きい金属製の板である。電気設備１０の内部に取り付けた状態では、電極１０１とアンテナ板１０３で誘電体１０２を挟んだ構成となる。
この結果、電気設備１０内の配電盤で部分放電が生じたとき、その電磁波はアンテナ板１０３で捕捉され、検出センサ１００によって検出されることになる。また、誘電体１０２が介在していることにより、電極１０１の静電容量が増大し、検出の感度が増大する。

電気設備１０がノイズの多い環境に設置されている場合、図示するようにノイズが電気設備１０の扉１１で捕捉される。また、扉１１は、ノイズを遮蔽する機能も奏する。また、検出センサ１００の筐体は、部分放電を捕捉するアンテナ板１０３を扉１１から間隔ｔをあけた位置に隔離する機能も奏する。従って、図３（ｂ）に示したように、実施例の検出センサ１００は、扉１１の内側に取り付けることにより、ノイズの影響を抑制して、部分放電を検出することが可能となる。

扉１１からアンテナ板１０３までの間隔ｔ（筐体厚さｔという）はノイズの影響などを考慮して、任意に決めることができる。
図４は、筐体厚さによるノイズの影響を示すグラフである。図示する通り、筐体厚さｔが大きくなるとノイズの混入率は単調減少する。ノイズを十分に低減するには、筐体厚さｔを１０ｍｍ以上とすることが好ましい。もっとも、筐体厚さを大きくすると、検出センサ１００が大型化するため、かかる点も考慮して筐体厚さを決めることが好ましい。

先に説明した通り、検出センサ１００は、電極１０１の表面に誘電体１０２が貼付されており、これによって検出感度が向上している。

図５は、静電容量と感度の関係を示すフラフである。縦軸は、従来のＴＥＶセンサ（結合静電容量１１ｐＦ程度）の感度を基準とする感度の倍率である。図示する通り、静電容量が増大するにつれ、検出センサ１００の感度は単調増大する。ただし、検出センサ１００の感度は、線形に増加するのではなく、静電容量が２０４ｐＦまでの範囲では静電容量のわずかな増大によって約５倍にまで大きく感度が向上し、これを超える範囲では静電容量の増大による影響は緩やかになり、静電容量を増加させても、感度はさほど大きくは増大しなくなる。従って、検出センサ１００として十分な感度を得るという意味では、静電容量は約２００ｐＦ以上とすることが好ましい。

検出センサ１００において、誘電体１０２は、種々の材料を用いることができる。実施例では、以下に示す３種類の材料を試験し、検出センサ１００に適した材料を選択した。
図６は、誘電体の材質と静電容量の関係を示す説明図である。図６（ａ）に示した通り、実施例では、ＣＳ－３９４５、ＥＳ－３３４６、ＡＤ－３３９６（いずれも商標）を用いた。比誘電率、シートの厚みなどの特徴は、図６（ａ）の表中に示した通りである。
これらの材料を用いた場合の静電容量を図６（ｂ）に示した。表中で曲線Ａは、従来のＴＥＶセンサの静電容量である。図示する通り、静電容量が大きい方から、ＣＳ－３９４５、ＥＳ－３３４６、ＡＤ－３３９６の順であり、ＣＳ－３９４５の場合に静電容量が２００ｐＦを超えることが分かる。
図６（ａ）に示す通り、比誘電率はＣＳ－３９４５、ＥＳ－３３４６、ＡＤ－３３９６の順に大きくなるが、材料の厚みはこの順に薄くなることから、全体の静電容量はＣＳ－３９４５が最も大きくなっている。このように、比誘電率、材料の厚みの双方が静電容量には関与する。実施例で示したのは、一例に過ぎず、種々の比誘電率、材料の厚みの材料を選択することができる。

図７は、通信装置１９０の構成を示す説明図である。図７（ａ）には、通信装置１９０の概略構成を示した。図示する通り、通信装置１９０には、変換回路１９１およびＡＤ変換部１９８、無線通信部１９９が備えられている。
変換回路１９１は、高周波の入力を低い周波数に変換するための回路である。変換回路１９１には、同調回路１９２、高周波増幅回路１９３、検波回路１９４、低周波増幅回路１９５を備えている。
図７（ｂ）に具体的な回路構成を示した。同調回路１９２は、Ｑ値を大きくすることで、幅広い周波数に同調させることができるが、実施例では、後述する通り１０～２０ＭＨｚに同調するよう回路を設計してある。
本実施例では、変換回路１９１を構成するＡＭ変調のＩＣチップを利用するものとした。こうすることで、変換回路を安価かつ簡易に構成することができる。なお、変換回路１９１は、かかる構成に限らず、高周波の入力を低い周波数に変換する種々の構成を適用することができる。
ＡＤ変換部１９８は、変換回路１９１によって低周波に変換された出力を、ディジタル信号に変換する。
無線通信部１９９は、変換されたディジタル信号を無線で送信する。

図８は、変換回路１９１の作用を示す説明図である。図８（ａ）は、部分放電を検出したときの検出センサ１００からの出力信号を表している。図示する通り、出力信号は種々の周波数の成分を有している。
図８（ｂ）には、出力信号に含まれるそれぞれの周波数の強さ分布を示した。図示する通り、部分放電の出力信号には、１０～２０ＭＨｚ、５０～１００ＭＨｚに強さのピークが現れることが分かる。従って、部分放電を精度良く検出するためには、同調回路１９２によって、これらの２つのピークの一方または双方の周波数を検出することが好ましい。本実施例では、１０～２０ＭＨｚに同調するよう回路を構成した。周波数が高い５０～１００ＭＨｚを低周波に変換するよりも、周波数が低い１０～２０ＭＨｚを低周波に変換する方が効率的であり、また、１０～２０ＭＨｚに対する同調回路の方が安価に実現することができるからである。
図８（ｃ）には、変換回路１９１への入力波形と出力波形を示した。部分放電による検出信号は、図８（ａ）、（ｂ）に示した通り種々の周波数を含むものの、図８（ｃ）の入力波形に示す通り非常に高周波のパルス状の波形であるが、実施例では、この検出信号を、低周波に変換する。変換後の周波数は、任意に選択することができるが、一例として、数十ＫＨｚ、例えば５０ＫＨｚ程度としてもよい。

低周波に変換する理由は、次の通りである。図８（ｃ）に示すような高周波のパルス状の検出信号を検出するためには、これと同程度の高周波でサンプリングをし、高周波で検出した結果を、送信する必要がある。かかる回路は、高価になるとともに、送信するデータ量も多大となり、その分、消費電力も大きくなる。実施例では、これを低周波に低減することにより、かかる課題を回避し、低コストで消費電力を抑えて部分放電を検出することが可能となる。

送信された検出信号は、解析装置２００によって、部分放電か否かの検出が行われる。
図９は、放電検出処理のフローチャートである。解析装置２００が行う処理である。
処理を開始すると、解析装置２００は、検出信号を受診し（ステップＳ１０）、放電か否かを判定する（ステップＳ１１）。放電の判定方法を図中に示した。図示するように、一例として、検出信号の強さが所定の閾値を超えるときに部分放電であると判定することができる。判定は、かかる方法に限らず、その他種々の方法をとることができる。

部分放電が検出されないときは（ステップＳ１２）、放電検出処理を終了する。
部分放電が検出されたときは（ステップＳ１２）、解析装置２００は、過去の検出ログを読み込み（ステップＳ１３）、アラートの要否判定に基づきアラートを出力する（ステップＳ１４）。アラートの要否は、例えば、過去の部分放電の検出回数、検出頻度などに基づいて判定することができる。アラートの出力は、例えば、予め決められた通知先にメールを送信する方法などによって行うことができる。

以上で説明した実施例の部分放電検出装置、部分放電検出システムによれば、高周波で発生する部分放電を、低いコスト、消費電力で精度良く検出することができる。また、ノイズが低い環境下で使用する場合には、電気設備の外に取り付けるようにし、ノイズが高い慣用下で使用する場合には、電気設備の内部に取り付けるようにすることで、ノイズの影響を抑制して検出を行うことが可能となる。

部分放電検出装置、部分放電検出システムは、実施例で説明した種々の特徴を必ずしも全て備えている必要はなく、適宜、その一部を省略したり組み合わせたりして構成してもよい。

本発明は、変圧器または配電盤を覆う電気設備で生じる部分放電を検出するために利用することができる。

１０ 電気設備
１１ 扉
２０ 中継器
１００ 検出センサ
１０１ 電極
１０２ 誘電体
１０３ アンテナ板
１０４ 端子
１０５ 電線
１０７ 磁石
１２０ 本体
１２０ｓ 表面
１２１ 側面
１２２ 取付部
１２３ 凹部
１４０ 蓋体
１４１ 側面
１４２ 取付部
１４３ 凸部
１９０、１９０Ａ 通信装置
１９１ 変換回路
１９２ 同調回路
１９３ 高周波増幅回路
１９４ 検波回路
１９５ 低周波増幅回路
１９８ ＡＤ変換部
１９９ 無線通信部
２００ 解析装置
２０１ 送受信部
２０２ 放電検出部
２０３ アラート部
２０４ 配電盤データベース
２０５ 検出ログ記憶部

Claims (14)

1. 変圧器または配電盤を覆う電気設備の内部で生じる部分放電を検出する部分放電検出装置であって、
   金属板で構成される電極と、
   前記電極の表面に貼付された誘電体の膜と、
   前記膜が前記配電盤側に向いた状態で、前記電極を前記電気設備に取り付けるための筐体とを備える部分放電検出装置。
2. 請求項１記載の部分放電検出装置であって、
   前記膜はフッ素樹脂である部分放電検出装置。
3. 請求項１または２記載の部分放電検出装置であって、
   前記電気設備に取り付けた状態での静電容量が200ｐF以上となる部分放電検出装置。
4. 請求項１～３いずれか記載の部分放電検出装置であって、
   前記筐体は、箱状をなしており、
   前記電極は、前記筐体の一表面に貼付されており、
   前記膜は、前記電極の外表面に貼付されている部分放電検出装置。
5. 変圧器または配電盤を覆う電気設備の内部で生じる部分放電を検出する部分放電検出装置であって、
   金属板で構成される電極と、
   金属板で構成されるアンテナ板と、
   前記電極と前記アンテナ板とを第１の間隔で平行に保持するとともに、前記電気設備から第２の間隔をあけた状態で前記電極を前記電気設備に取り付けるための筐体とを備える部分放電検出装置。
6. 請求項５記載の部分放電検出装置であって、
   前記電極と前記アンテナ板との間に備えられた誘電体の膜を有する部分放電検出装置。
7. 請求項５または６記載の部分放電検出装置であって、
   前記アンテナ板は脱着可能に取り付けられており、
   前記筐体は、前記アンテナ板を外したとき、前記第２の間隔よりも狭い第３の間隔をあけた状態で前記電極を前記電気設備に取り付け可能となっている部分放電検出装置。
8. 請求項７記載の部分放電検出装置であって、
   前記筐体は、箱状をなすとともに、表面から裏面にわたる長さの磁石を有しており、
   前記電極は、前記表面の前記磁石を回避した位置に貼付されている部分放電検出装置。
9. 請求項８記載の部分放電検出装置であって、
   前記アンテナ板は、前記磁石によって脱着可能に取り付けられる部分放電検出装置。
10. 請求項１～９いずれか記載の部分放電検出装置であって、さらに、
    前記電極で検出される検出信号の周波数を低減する変換回路を備える部分放電検出装置。
11. 請求項１０記載の部分放電検出装置であって、
    前記変換回路は、１０～２０ＭＨｚの検出信号に同調する回路である部分放電検出装置。
12. 請求項１０または１１記載の部分放電検出装置であって、
    前記変換回路は、同調回路、高周波増幅回路、検波回路、低周波増幅回路を備えているＡＭ変調回路である部分放電検出装置。
13. 変圧器または配電盤を覆う電気設備の内部で生じる部分放電を検出する部分放電検出システムであって、
    請求項１～１２いずれか記載の部分放電検出装置と、
    前記部分放電検出装置の出力に基づいて部分放電の有無を解析する解析装置とを備える部分放電検出システム。
14. 請求項１３記載の部分放電検出システムであって、さらに、
    前記部分放電検出装置は、出力を無線で送信前記解析装置に無線通信するための無線通信装置を備える部分放電検出システム。

Images