JPS59139815A - 部分放電検出素子を内蔵した絶縁スペ−サ - Google Patents

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】 この発明はガス絶縁密閉開閉装置、ガス絶縁ケーブル等
に使用される円板形または＝−ン状絶縁スペーサのうち
部分放電検出素子を内蔵した絶縁スペーサに関する。

近年変電所の敷地面積の縮小や絶縁信頼性向上のために
ガス絶縁電器が急速に発達した。このガス絶縁電器は多
数のガスタンク部から構成されており、外部が完全に密
閉金属容器で囲まれている。

このため密閉容器内部で地絡事故が発生しても外部から
その個所を見ることができない。このため一度事故が発
生すると大がかりな分解点検が必要となり、電力供給に
支障をきたすおそれがあるために内部機能の予防診断を
行ない、故障発生の未然防止を図ることが求められてい
る。

ガス絶縁電器内部で部分放電が発生すると、思わぬ低い
電圧で絶縁破壊を起こすことがある。部分放電の発生原
因としては充電部の突起個所の集中電界によるガス中の
部分放電、ガス絶縁導体を絶縁支持する絶縁スペーサ内
部の残存気泡中の部分放電、密閉金属容器内部に介在す
る導電性異物の電界浮上によるガス中の部分放電などで
ある。

その主原因は製造１組立時などの品質管理上の欠陥に起
因する場合が多く、少なくとも工場試験や据付現地試験
において上記部分放電の段階でこれをとらえ原因を除去
できれば１重大事故の発生を未然に防止することができ
る。

第１図はガス絶縁電器の一例として母線管部分に設けた
部分放電検出回路の従来例である。複数個の密閉容器１
を貫通するガス絶縁導体２は絶縁スペーサ３により密閉
容器ｌに絶縁支持され、隣接する密閉容器内のガス絶縁
空間は絶縁スペーサ３により互いに密閉区分される。つ
ぎに密閉容器１の内部で部分放電が発生しているか否か
の試験をする場合の検出方法を図について説明する。

第１の方法は、密閉容器ｌの接地端子８に接続された接
地線９を１次導体とし、これに嵌め込まれた部分放電検
出用トロイダルコイル１０を２次導体として、トロイダ
ルコイルで検出された部分放電パルスを部分放電測定器
１１を用いて測定する方法である。この方法は二つ割り
鉄心に２次コイルを巻回したトロイダルコイルを用いる
ことにより部分放電パルスを簡便ｌこ検出できる反面、
接地線に流れる部分放電パルスとこれに重畳して流れる
放送電波やガス絶縁電器に接続されている送電線のコロ
ナ放電パルスなどの高周波雑音パルスとを同時に検出し
てしまうため１部分放電の検出感度が阻害される欠点が
ある。

第２の方法は、絶縁スペーサの外周７ランジ部分に密閉
容器ｌの内周面より内側に凸に金網等で成形され、樹脂
中にモールドされた多孔板状遮蔽電極５、リード線７．
接地端子６を利用し１部分放電検出インピーダンス１２
により部分放電を検出し１部分放電測定器１３により測
定する方法である。この方法では部分放電検出電極とし
て利用する電極５が密閉容器ｌによって遮へいされてい
るために外部雑音の影響を受けに＜＜、絶縁スペーサ内
部のボイド放電を感度よく検出できる利点（小さいため
、ガス絶縁空間で発生した部分放電の検出感度が悪い欠
点がある。また本来大地電位にある遮蔽電極５を検出イ
ンピーダンス１２により浮かす必要があるため、運転中
の電器について　５− は適用を制限される場合が多い。

この発明は前述の状況に鑑みてなされたもので。

前記リング状電極より外周側の低電界部分の樹脂中に１
部分放電検出用のバーアンテナと部分放電光検出用の光
ファイバとを埋没した絶縁スペーサを提供することによ
り、活線状態にあるガス絶縁電器の部分放電試験を安全
かつ容易に実施できるようにすることを目的とする。

本発明によれば上述の目的は、隣り合う筒状の密閉容器
の端部フランジ間に介装されこの容器内に収納されるガ
ス絶縁導体を支持する円板またはコーン状の絶縁スペー
サであって、密閉容器の内周面付近にかつこの局面より
内側に突出して絶縁物中に埋設された多孔板状の遮蔽電
極と、この電極の外周側の絶縁物中に長手方向を周方向
に配して埋設されたバーアンテナと、前記密閉容器の内
周面近傍の絶縁スペーサの表面に受光端面を露出させて
絶縁物中に埋設された光ファイバと、この光ファイバか
らの光信号および前記アンテナからの受信信号を絶縁ス
ペーサの外周面から取り出す　６− 導出部とを備えることにより達成された。

以下本発明の実施例を添付図面を参照しながら説明する
。

第２図は本発明の実施例を示す絶縁スペーサの要部の断
面図で、第１図のＡ部に対応する部分を拡大したもので
ある。図において、絶縁スペーサは、充填材入りエポキ
シ樹脂製注型絶縁物２１と。

その外周にクッション材２２を介して絶縁物２１に固定
された金属リング２３とで形成され１両側の筒状密閉容
器１の金属フランジ２４とは金属リング２３を貫通する
図示しないボルドによって連結され、絶縁スペーサと７
ランジとの接触面の気密は０リング２５によって保たれ
る。

絶縁物２１内に密閉容器ｌの内周面より内側に凸に金網
等を用いて成形された多孔板遮蔽電極５は、金属リング
２４に取り付けられた図示しない金属製の支柱により密
閉容器１の内周面より内側の位置に支持された状態で一
体注型され、かつ前記支柱および金属リングを介して接
地される。多孔板遮蔽電極５を設けることにより金属フ
ランジ２４の内周側のかど部の電界が緩和されるととも
に、多孔板遮蔽電極５と金属リング２３との間の樹脂中
に低電界部分が形成される。

状のフェライト磁心２６の外周に絶縁層２７を介られた
導出用のコネクタ３２において接触子として利用される
。バーアンテナ３０は金属リング２３にリード線２９を
埋込み樹脂３１であらかじめ固定され、スペーサの注型
時に一体注型される。

気密性の高いコンジット光ファイバ３５は、保護管３６
．埋込み樹脂３７を介して金属リング２３に固定され、
０ネクタ用ネジ部３８に外部から光電変換素子を内蔵し
たコードコネクタが挿入される構造となっている。絶縁
スペーサの樹脂部２Ｘ中にモールドされた２本の光ファ
イバ３５の他端は、金属容器ｌの内周面より内側の位置
にその端面が配設され、絶縁物と共に端面を研削（３９
の部分）したのち、プラスチック製集光レンズ４゜を接
着する。

このようにしてバーアンテナ３ｏおよび光ファイバ３５
をモールドした部分の金属容器ｌに対する円周上の位置
関係は、ガス絶縁導体が単相の場合は密閉容器の底部に
、３相器の場合は底部およびガス絶縁導体と対向する位
置にそれぞれ配設する。

つぎに部分放電の検出Ｎ理および動作について説明する
。ガス絶縁電器内部で部分放電が発生すると、ガス絶縁
導体にパルス電流が流れるとともに、放電部から電磁波
、放電光、超廿波などが放射される。この発明はバーア
ンテナによって電磁波を、光ファイバによって放電光を
検出し、センサに比較的近い位置にあるガス中、絶縁ス
ペーサ内部、あるいは絶縁スペーサ表面およびガス絶縁
導体表面などで起った部分放電を高感度で検出すると同
時に、およその発生位置を標定しようとするものである
。

　９− ことに重要なことは、電器の製造組立時に管理しきれな
かった導電性異物、ことに針金状の金属片などが、金属
容器内部ｌこ残存していると、高圧導体に電圧を印加す
ることにより金属片が電界浮上を起して容器内を起立し
た状態で跳ね蝙り、この際尖端の電界集中部で部分放電
が発生する。金属片がたまたま絶縁スペーサ表面に付着
した場合には絶縁物の放電劣化や沿面放電を綽発するな
どの不都合を生ずる危険性がある。したがって導電性異
物がこのような悪影響を絶縁に与える以前に絶縁診断に
より予知することが要求される。しかし従来方法では検
出感度が充分でなく、シたがって異物から発生する微細
な部分放電を確実に把握できなかった。

この発明では、絶縁スペーサ近傍に近寄って来た導電性
異物から部分放電が発生し、この放電から放射される電
磁波をバーアンテナのｔ磁波粂来力と、アンテナコイル
を含む同調検出回路の優れたＱ特性との相乗効果により
、高感度で検出することかできる。また光検出索子を絶
縁スペーサの−１０− 両側に配設したことによりアンテナ出力と光出力の組合
せにより放電位置をおよそ標定できる。

この発明ではセンサを電界緩和シールド５の陰に配置し
、ガス絶縁導体からの電界の影響を除去し、かつセンサ
出力端子を高周波同軸コネクタに近い構造にして検出回
路を容易に接続できるようにしたので、運転中の機器に
ついても随時絶縁診実施例 第３図はこの発明の他の実施例である。多孔板遮蔽電極
５は、第２図の例では絶縁スペーサの全周にわたって配
設したが、３相器に本発明を適用する場合、ガス絶縁導
体に対向する位置ｌこバーアンテナおよび光ファイバを
埋設したので、高電圧導体と密閉容器との間の絶縁距離
が短がいために高電界になる部分に近い位置から部分放
電による電磁波および放電光を検出できるので有利であ
る。

第３図の例では蓮蔽電極４１をバーアンテナ３０を用い
て共通支持したものである。このようにすることにより
、アンテナの支持を強化でき、かつ電界遮蔽シーレドの
経済設計が可能になる。

前述のように本発明によれば１部分放電の検出に部分放
電発生部から放射される電磁波をすぐれた電波柔來力と
高い利得特性を有するフェライトバーアンテナを用い、
これを密閉容器に近接した位置に設けたことにより、従
来法に比べて密閉容器の近傍に残存する金属片などが電
界浮上する原生ずる部分放電を高感度で検出できる。ま
た電磁波信号と光信号を同時に検出できることにより、
部分放電の発生位置がモールド樹脂中であるか隣接する
密閉容器のどちら側であるかを標定できる。

またバーアンテナおよび光ファイバからなる部分放電検
出素子を絶縁スペーサ製作時に一体注型し、かつ着脱自
在に形成された導出部をスベーザ外周面に設けて、絶縁
スペーサと部分放電検出手段を一体化した１個の部品と
して提供できるようにしたことにより、ガス絶縁密閉電
器の組立時に部分放電検出素子を密閉容器内に取り付け
るなどの加工が一切不要になるなどの効果がＭ待できる
。

さらに金属フランジのかど部の電界緩和用に設けられる
多孔板遮蔽電極と金檎７ランジおよび金属リングに囲ま
れて低電界、低雑廿化された絶縁物中に部分放電検出素
子を埋設したことにより、外部ＭＶに影響されずに部分
放電の検出が可能であると同時に、外部回路の着脱が危
険を伴なわずに実施できるため運転中の静止電器の部分
放電試験を随時実施できる。また上記樹脂部分は絶縁ス
ペーサの機緘的強度を保持する面では重要な機能を持っ
ているが、電気的にはほとんど利用されない部分であっ
た。部分放電検出素子をこの未利用部分を利用して被試
験電器の密閉容器に内設したことによって、本来検出素
子を密閉容器のガス中に内設した場合に増加するであろ
う空間を省略できたことになり、間接的にガス絶縁密閉
電器の小型化に寄与できた。

なお本発明はガス絶縁密閉電器として、ガス絶縁密閉開
閉装置、ガス絶縁母線、ガス絶縁ケーブルはもとより、
ガス絶縁の変圧器、リアクトル。

変成器等円板形またはコーン形絶縁スペーサを使−１３
− 用するものに共通して使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガス絶縁電器と部分放電検出回路、第２
図は本発明の実施例を示す絶縁スペーサの要部の断面図
、第３図は異なる実施例の断面図である。 図において、ｌ・・・密閉容器、２・・・ガス絶縁導体
。 ３．２１・・・樹脂注型絶縁物、４，２５・・・０リン
グ。 ５．４１・・・多孔板遮蔽電極、６・・・端子、７・・
・リード線、８・・・接地端子、９・・・接地線、１ｏ
・・・トロイダルコイル、１１．１３・・・部分放電測
定器。 １２・・・検出インピーダンス、２２・・・クッション
材。 ２３・・・金属リング、２４・・・金属７ランジ。 ２６・４２・・・フェライト磁心、２７・・絶縁。 ２８・・アンテナコイル、２９・棒状リード線。 ３０・・バーアンテナ、３１．３７　　・糠め込み絶縁
物、３２．３８・・・導出部、３５　光ファイバ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）隣り合う筒状の密閉容器の端部フランジ間に介装さ
   れこの容器内に収納されるガス絶縁導体を支持する円板
   またはコーン状の絶縁スペーサであって、密閉容器の内
   周面付近にかつこの局面より内側に突出して絶縁物中に
   埋設された多孔板状の遮蔽電極と、この電極の外周側の
   絶縁物中に長手方向を周方向に配して埋設されたバーア
   ンテナと。 前記密閉容器の内周面近傍の絶縁スペーサの表面に受光
   端面を露出させて絶縁物中に埋設された光ファイバと、
   この光ファイバからの光信号および前記アンテナからの
   受信信号を絶縁スペーサの外周面から取り出す導出部と
   を備えたことを特徴とする部分放電検出素子を内蔵した
   絶縁スペーサ。 ２、特許請求の範囲第１項記載の絶縁スペーサにおいて
   、導出部が、前記絶縁スペーサの外周部にクッション材
   を介して固定された金属リングにコネクタとして形成さ
   れたことを特徴とする部分放電検出素子を内蔵した絶縁
   スペーサ。 ３）特許請求の範囲第１項記載の絶縁スペーサにおいて
   、ガス絶縁導体が複数個であり、ガス絶縁導体それぞれ
   に対向した最も近い位置の多孔板状の遮蔽電極の外周側
   に、バーアンテナおよび光ファイバが埋設されたことを
   特徴とする部分放電検出素子を内蔵した絶縁スペーサ。 ４）特許請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載
   の絶縁スペーサにおいて、多孔板状の遮蔽電極が、この
   電極の外周側の絶縁物中に埋設されたバーアンテナを覆
   う範囲にそれぞれ独立して設けられ、前記バーアンテナ
   が前記遮蔽電極を前記金属リングに固定する金属製支柱
   によって支持されたことを特徴とする部分放電検出素子
   を内蔵した絶縁スペーサ。