JPH044708A - 絶縁監視用アンテナ装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ガス絶縁開閉装置等のガス絶縁電気機器に
おいて、絶縁劣化による地絡事故等の発生を未然に防止
するために、地絡事故等に先立つて発生し補修の目安と
なる部分放電を検出するための絶縁監視用アンテナ装置
に関するものである。

この絶縁監視用アンテナ装置は、絶縁監視装置に接続さ
れ、部分放電が絶縁監視用アンテナ装置で検出されたと
きに、絶縁監視装置が例えば警報を発生することになる
。

〔従　来　の　技　術〕

第６図に、ガス絶縁電気機器において、部分放電を検出
する部分の概略構造を示す。第６図において、ガス絶縁
電気機器を構成するーっの管路容器３１は、端部のフラ
ンジ３１ａが絶縁スペーサ３３を介して他の管路容器３
２の端部のフランジ３２ａと共線めにより固定される。

上記管路容器３１．３２内には、高圧導体３８が通って
おり、この高圧導体３８は上記絶縁スペーサ３３によっ
て管路容器３１．３２とは絶縁された状態で支持されて
いる。また、絶縁スペーサ３３は、隣接する管路容器３
１．３２内を仕切るようにもなっている。

管路容器３１のフランジ３１ａの近傍には、管路容器３
１．３２内で高圧導体３８と管路容器３１．３２との間
で発生した部分放電によって誘導される高周波電気振動
を検出するためのループアンテナ３４を管路容器３１を
包囲した状態に配置している。ループアンテナ３４は、
同軸ケーフル３５を介して電界強度計３６に接続され、
電界強度計３６がさらに部分放電判定ユニツト３７に接
続されている。

以上のような構成において、管路容器３１３２内に絶縁
異常が生し、管路容器３１．３２内で部分放電が発生す
ると、それに伴って高周波電気振動が発生し、この高周
波電気振動が管路容器３１．３２内を高圧導体３８の線
路方向に伝搬することになる。その高周波電気振動の一
部は、管路容器３１．３２の間に介在する絶縁スペーサ
３３０箇所から管路容器３１．３２外へｉｔ電磁波して
放射されることになる。この管路容器３１゜３２外へ放
射される電磁波を管路容器３１．３２外に設けたループ
アンテナ３４で検出し、検出信号を電界強度計３６へ伝
達させることになる。

ループアンテナ３４で検出されるＮＭＩ波パターンは、
管路容器３１．３２内での部分放電の発生の有無によっ
て変化し、したがって電界強度計３６で検出される電界
強度も部分放電が生じていない場合より強くなる。

部分放電判定ユニット３７は、電界強度計３６の出力か
ら部分放電回数９強さ等を検出し、管路容器３１．３２
内で地絡事故等の発生が近い状態となったときに、これ
を判定して警報等を発することになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、第６図のように管路容器３１．３２の外部に
設けたループアンテナ３４で部分放電に伴い放射される
電磁波を検出する構成では、管路容器３１．３２が金属
で構成されていることがら、それらの内部から絶縁スペ
ーサ３３の部分を通して外部へ漏れる電磁波はごく僅が
であり、部分放電の検出感度が低いものであった。また
、アンテナが露出しているため、外部雑音を拾いやすく
、外部雑音による誤検出の問題もあった。

したがって、この発明の目的は、部分放電の発生を高感
度に検出することができ、しがも外部雑音による部分放
電発生の誤検出を防止することができる絶縁監視用アン
テナ装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

請求項ｆｉｌ記戦の絶縁監視用アンテナ装置は、ガス絶
縁電気機器の容器に開口を設け、この開口にアンテナ構
成スロットを前記容器内の導体の線路方向と直交する方
向に形成した第１の導電部材を嵌め込み、前記開口を前
記容器の外側から第２の導電部材で密封している。

請求項（２）記載の絶縁監視用アンテナ装置は、ガス絶
縁電気機器の容器にアンテナ構成スロットを前記容器内
の導体の線路方向と直交する方向に形成し、前記容器の
アンテナ構成スロット形成部位を前記容器の外側から導
電部材で密封している。

〔作　　　用〕

請求項（１１記載の構成によれば、ガス絶縁電気機器の
容器の開口に嵌め込んだ第１の導電部材のアンテナ構成
スロットにて、ガス絶縁電気機器の内部で発生した部分
放電により生じた高周波電気振動を検出することができ
る。しかも、アンテナ構成スロットは容器内の空間に臨
んでいて容器内を伝搬する高強度の高周波電気振動を直
接検出することができるので、部分放電の発生を高感度
に検出することができる。また、アンテナ構成スロット
を有する第１の導電部材を嵌め込んだ容器の開口を第２
の導電部材で容器の外側から密封しているので、容器内
に絶縁用ガスを封入した状態を維持することができ、ア
ンテナ構成スロットを設けたことによる絶縁性能の低下
はなく、また第２の導電部材がアンテナ構成スロットに
対する′＠磁シールド材として機能するので、外部雑音
を検出することもな（、外部雑音による誤検出も防止す
ることができる。

請求項（２）記載の構成によれば、ガス絶縁電気機器の
容器に設けたアンテナ構成スロットにて、ガス絶縁電気
機器の内部で発生した部分放電により生じた高周波電気
振動を検出することができる。

しかも、アンテナ構成スロットは容器内の空間に臨んで
いて容器内を伝搬する高強度の高周波電気振動を直接検
出することができるので、部分放電の発生を高感度に検
出することができる。また、容器におけるアンテナ構成
スロット形成部位を容器の外側から導電部材で密封して
いるので、容器内に絶縁用ガスを封入した状態を維持す
ることができ、アンテナ構成スロットを設けたことによ
る絶縁性能の低下はなく、また導電部材がアンテナ構成
スロットに対する電磁シールド材として機能するので、
外部雑音を検出することもなく、外部雑音による誤検出
も防止することができる。

〔實　施　例〕

以下、この発明の実施例を図面を参照しながら説明する
。

第１図にこの発明の第１の実施例の絶縁監視用アンテナ
装置の断面図を示し、第２図に絶縁監視用アンテナ装置
の要部の斜視図を示す。第１図および第２図において、
金属製の円筒からなる管路容器１内を高圧導体２が通っ
ている。管路容器１の周壁の一部には、略円形の開口３
を形成しである。開口３０周縁部を管路容器１の外方向
に延長形成して筒部（第２の導電部材）４とし、筒部４
の先端には蓋取付用のフランジ５が設けられ、このフラ
ンジ５に蓋１０を被せて管路容器１および筒部４の内部
空間を管路容器１の外側から密封するようになっている
。

一方、金属製の有底円筒形部材（第１の導電部材）６は
、底板に部分放電による高周波電気振動を検出するため
のアンテナ構成スロット７を形成してあり、アンテナ構
成スロット７の両長辺の中間部にそれぞれ信号引き出し
用の突起８．８が形成されていて、同軸ケーブル９を有
底円筒形部材６の周胴内に通し、同軸ケーブル９の先端
を突起８．８にそれぞれ接続している。

以上のような構成の有底円筒形部材６を管路容器１に形
成した開口３に筒部４を通して嵌め込んでいる。この場
合、有底円筒形部材６は、アンチ構成スロット７を設け
た底板を管路容器１の内部に臨ませている。また、この
有底円筒形部材６は、管路容器１および蓋ｌＯとの間に
絶縁材１１を介在させるか、もしくは空間を作ることに
より、管路容器１および蓋１０とＩＩＩＩＡ＆！シてい
る。なお、管路容器１と蓋１０とは電気的に接続されて
いる。

また、有底円筒形部材６は、アンテナ構成スロット７の
方向が高圧導体２の線路方向に直交するように設置して
いる。

アンテナ構成スロット７に接続される同軸ケーブル９は
、蓋１０に設けた同軸密封端子台１２を介して外部に引
き出される。また、有底円筒形部材６にも、導線１３が
接続され、この導線１３も１１０に設けた密封端子台１
４を介して外部に引き出される。

なお、有底円筒形部材６を管路容器１および蓋１０と絶
縁しているのは、電気的に接触すると、アンテナの共振
条件が変化したり、不要な接触ノイズが発生するという
問題があるが、以上の問題を避けるためである。また、
このように絶縁すると、高圧導体２の電圧を有底円筒形
部材６を用いてコンデンサ分圧によって検出することが
可能であり、上記のように導線１３も合わせて設け、そ
れを検電装置（図示せず）へ接続するようにしているの
である。

以上のような構成の絶縁監視用アンテナ装置において、
動作を説明する。

有底円筒形部材６のアンテナ構成スロット７は、各長辺
の中央部がアンテナ給電点として働き、筒部４と有底円
筒形部材６との幾何学的条件で決定される固有の共振モ
ード（条件によっては、共振点を複数個有する多共振モ
ードともなる）を有する。アンテナ構成スロット７の方
向は、給電点間に電位差を与える方向にする必要があり
、この方向は磁界と平行となる方向である。サージの電
流は高圧導体２と管路容器ｌの内壁を進行方向と平行に
分布定数のインダクタンスおよびキャパシタンスの充放
電を繰り返して進行するから、この電流に直交する方向
、つまりアンテナ構成スロット７の長辺の方向が高圧導
体２の長手方向と直交する方向が最良となる。

そして、管路容器１内で発生した部分放電に伴う高周波
電気振動がアンテナ構成スロット７で検出され、図示は
しないが、従来例と同様に電界強度針へ導かれ、さらに
部分放電判定ユニットへ送られる。

なお、アンテナ構成スロット７を設けた有底円筒形部材
６の周胴は、管路容器１に接続した筒部４との容量結合
を行うために設けているが、これが無くても部分放電の
検出は可能であり、省略してもよい。

この実施例の絶縁監視用アンテナ装置によれば、ガス絶
縁電気機器の管路容器１の開口３に嵌め込んだ有底円筒
形部材６のアンテナ構成スロット７にて、管路容器１の
内部で発生した部分放電により生じた高周波電気振動を
検出することができる。

しかも、アンテナ構成スロット７は管路容器１内の空間
に臨んでいて管路容器１内を伝搬する高強度の高周波電
気振動を直接検出することができるので、部分放電の発
生を高感度に検出することができる。また、アンテナ構
成スロット７を有する有底円筒形部材６を嵌め込んだ管
路容器１の開口３を筒部４および蓋１０で密封している
ので、管路容器１内に絶縁用ガスを封入した状態を維持
することができ、アンテナ構成スロット７を設けたこと
による絶縁性能の低下はなく、また筒部４および蓋１０
がアンテナ構成スロット７に対する電磁シールド材とし
て機能するので、外部雑音を検出することもなく、外部
雑音による誤検出も防止することができる。

また、アンテナ構成スロット７を形成した有底円筒形部
材６を管路容器１および蓋１０と絶縁しているので、コ
ンデンサ分圧によって高圧導体２の通電の有無を検出す
ることも可能である。

また、筒部４の直径は１００ｆｉ程度であり、これより
小さい長さのアンテナ構成スロット７を設けるだけで十
分に部分放電を検出することができ、従来例のように管
路容器１を包囲するループアンテナのように直径５００
ｍ程度の大きなものは不要となり、小型化を達成するこ
とができる。

さらに、管路容器に設けた既設のハンドホールにも容易
に取りつけることが可能である。

第３図にこの発明の第２の実施例の絶縁監視用アンテナ
装置の断面図を示し、第４図に絶縁監視用アンテナ装置
の要部の平面図を示す。

この絶縁監視用アンテナ装置は、管路容器１に高圧導体
２と直交する方向のアンテナ構成スロット２１を直接形
成したもので、アンテナ構成スロット２１の両長辺の中
間部の信号引き出し用の突起２２に同軸ケーブル２３を
接続している。

管路容器１におけるアンテナ構成スロット２１の形成部
位は、前記実施例と同様に筒部４およびＭｌｏによって
密封するようになっている。

ただ、この実施例では、高圧導体２の電圧を前記第１の
実施例のようにコンデンサ分圧して検出することはでき
ないので、そのための構成は省かれている。

その他の構成は第１図および第２図に示した実施例と同
様であり、アンテナ構成スロット２１によって、管路容
器１の内部で発生した部分放電に伴う高周波電気振動を
直接検出することができる。

この管路容器１に直に形成したアンテナ構成スロット２
１によって部分放電を検出できる原理は前記の第１の実
施例の場合と同様であるが、つぎのように考えることも
できる。すなわち、管路容器１および高圧導体２は、分
布定数回路（同軸伝送路）とみなすことができ、高周波
信号は、管路容器１内を線路方向に伝搬することになる
。この際、同軸伝送路の外部導体である管路容器１およ
び同軸伝送路の内部導体である高圧導体２の何れかに不
連続な箇所があれば、その部分でインピーダンスの不整
合が生し、この部分で電位差が発生する。

このような不整合による電位差を作る方向は、スロット
が導体に直交する方向であり、管路容器１の全周をスロ
ットにすれば、得られる電位差も大きくなる。

この実施例の絶縁監視用アンテナ装置によれば、ガス絶
縁電気機器の管路容器１に設けたアンテナ構成スロット
２１にて、管路容器１の内部で発生した部分放電により
生した高周波電気振動を検出することができる。しかも
、アンテナ構成スロット２１は管路容器１内の空間に臨
んでいて管路容器１内を伝搬する高強度の高周波電気振
動を直接検出することができるので、部分放電の発生を
高感度に検出することができる。また、管路容器１のア
ンテナ構成スロット２１の形成部位を筒部４およびｌｌ
ｌ０で密封しているので、管路容器１内に絶縁用ガスを
封入した状態を維持することができ、アンテナ構成スロ
ット２１を設けたことによる絶縁性能の低下はなく、ま
た筒部４および蓋１０がアンテナ構成スロット２１に対
する電磁シールド材として機能するので、外部雑音を検
出することもなく、外部雑音による誤検出も防止するこ
とができる。

この発明の第３の実施例を第５図に基づいて説明する。

この絶縁監視用アンテナ装置は、第５図に示すように、
管路容器１に設けたアンテナ構成スロット２１に同軸ケ
ーブル２３を直接接続するのではなく、アンテナ構成ス
ロット２４を形成した金属板２５を設け、この金属板２
５のアンテナ構成スロット２４の長辺の中間部の信号引
き出し用の突起２６に同軸ケーブル２３を接続し、上記
金属板２５を絶縁板２７を介して管路容器１にアンテナ
構成スロット２１．２４同士を整合させた状態で重ね合
わせ、両アンテナ構成スロット２１２４を電磁結合させ
たものである。

このように構成すると、管路容器１内で発生した部分放
電に伴う高周波電気振動がまず管路容器１のアンテナ構
成スロット２１で検出され、さらにそれが、金属板２５
のアンテナ構成スロット２４に誘導され、金属板２５の
アンテナ構成スロット２４から同軸ケーブル２３を通し
て電界強度計へ送られ、さらに部分放電判定ユニットへ
送られることになる。

この結果、管路容器１の内部で発生した部分放電を管路
容器１と電気的に絶縁した状態で検出することができる
。したがって、地絡事故発生時等における管路容器１の
電位の浮き上がりに対し電界強度計および部分放電判定
ユニットを保護することができ、それらの破壊を防止す
ることができる。

その他の効果については第２の実施例と同様である。

なお、上記各実施例は、管路容器１内に高圧導体２が１
本だけ配置されているものについて説明したが、ひとつ
の管路容器内に３相分の高圧導体が配されている場合に
この発明を適用できるのは当然である。また、導体が箱
形の容器で包囲されている場合にも、容器に導体の線路
方向と直交する方向にアンテナ構成スロットを設けるこ
とで、前記各実施例と同様の作用効果を達成することが
できる。

〔発　明　の　効　果〕

請求項（１１記載の絶縁監視用アンテナ装置、によれば
、ガス絶縁電気機器の容器の開口に嵌め込んだ第１の導
電部材のアンテナ構成スロ７）にて、ガス絶縁電気機器
の内部で発生した部分放電により生した高周波電気振動
を検出することができる。

しかも、アンテナ構成スロットは容器内の空間に臨んで
いて容器内を伝搬する高強度の高周波電気振動を直接検
出することができるので、部分放電の発生を高感度に検
出することができる。また、アンテナ構成スロットを有
する第１の導電部材を嵌め込んだ容器の開口を容器の外
側から第２の導電部材で密封しているので、容器内に絶
縁用ガスを封入した状態を維持することができ、アンテ
ナ構成スロットを設けたことによる絶縁性能の低下はな
く、また第２の導電部材がアンテナ構成スロットに対す
る電磁シールド材として機能するので、外部雑音を検出
することもなく、外部雑音による誤検出も防止すること
ができる。

請求項（２）記載の絶縁監視用アンテナ装置によれば、
ガス絶縁電気機器の容器に設けたアンテナ構成スロット
にて、ガス絶縁電気機器の内部で発生した部分放電によ
り生した高周波電気振動を検出することができる。しか
も、アンテナ構成スロットは容器内の空間に臨んでいて
容器内を伝搬する高強度の高周波電気振動を直接検出す
ることができるので、部分放電の発生を高感度に検出す
ることができる。また、容器におけるアンテナ構成スロ
ット形成部位を容器の外側から導電部材で密封している
ので、容器内に絶縁用ガスを封入した状態を維持するこ
とができ、アンテナ構成スロットを設けたことによる絶
縁性能の低下はなく、また導電部材がアンテナ構成スロ
ットに対する１ｉ磁シールド材として機能するので、外
部雑音を検出することもなく、外部雑音による誤検出も
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例の絶縁監視用アンテナ
装置の構成を示す断面図、第２図はアンテナ構成スロッ
トを形成した有底円筒部材の斜視図、第３図はこの発明
の第２の実施例の絶縁監視用アンテナ装置の構成を示す
断面図、第４図は第３図の絶縁監視用アンテナ装置の要
部の平面図、第５図はこの発明の第３の実施例の絶縁監
視用アンテナ装置の構成を示す分解斜視図、第６図は従
来例を示す概略図である。 ｌ・・・管路容器、２・・・高圧導体、３・・・開口、
４・・・筒部（第２の導電部材）、６・・・有底円筒部
材（第１の導電部材）、７・・・アンテナ構成スロット
、１０・・・蓋（第２の導電部材）、２１・・・アンテ
ナ構成スロット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガス絶縁電気機器の容器に開口を設け、この開口
   にアンテナ構成スロットを前記容器内の導体の線路方向
   と直交する方向に形成した第１の導電部材を嵌め込み、
   前記開口を前記容器の外側から第２の導電部材で密封し
   たことを特徴とする絶縁監視用アンテナ装置。
2. （２）ガス絶縁電気機器の容器にアンテナ構成スロット
   を前記容器内の導体の線路方向と直交する方向に形成し
   、前記容器のアンテナ構成スロット形成部位を前記容器
   の外側から導電部材で密封したことを特徴とする絶縁監
   視用アンテナ装置。