(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器の絶縁異常に伴って発生する部分放電により発生する電磁波を検出することにより絶縁異常判定を行う電気機器用絶縁診断装置において、
前記電気機器が多相交流用電気機器であり、
前記電気機器の各相ごとに配置され、各相ごとの前記電磁波を検出する手段と、前記各相の検出手段の出力レベルを監視比較し、多相の内１相以上の出力レベルが基準レベルを超え、かつ、多相の内１相のみが特異的に出力レベルが高い場合に絶縁異常が発生したと判定する手段と
を具備することを特徴とする電気機器用絶縁診断装置。
【請求項２】
前記判定手段は、多相の内１相以上の出力レベルが基準レベルを超えた場合であっても、多相の全てがある範囲内で同一レベルの範囲内にある場合は、絶縁異常が発生していないと判定することを特徴とする請求項１記載の電気機器用絶縁診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス絶縁開閉装置、ガス遮断器、キュービクル等の電気機器において絶縁異常が発生したか否かを診断する絶縁診断装置に関するものである。電気機器に絶縁異常が発生すると、それに伴って部分放電が発生する。絶縁診断装置は、この部分放電により発生する電磁波を検出して絶縁異常の有無を判定するもので、電気機器の絶縁異常を軽微な段階で検出するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５に従来例を示す。従来は、電磁波をとらえるとメータが振れる電磁波エネルギー検出装置を絶縁診断装置２０として使用していた。絶縁診断時には、絶縁診断装置２０を作業員２１が持ち、そのアンテナを診断対象となる電気機器２２の充電部２３に近付ける。電気機器２２内部に絶縁異常があると、それに伴って部分放電が発生し、部分放電により電磁波２４が発生して充電部２３から外部に放射される。絶縁診断装置２０が電磁波２４をとらえると、そのメータが振れる。作業員３はこのメータの振れを見て、電気機器１に絶縁異常が発生しているか否かを判断する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の絶縁診断装置２０では、その現場に外来ノイズ２５がある場合、その外来ノイズ２５がアンテナを介して絶縁診断装置２０に侵入するのでメータが振れる。したがって、絶縁診断装置２０のメータの振れを見るだけでは、電気機器２２内の部分放電による電磁波２４と外部ノイズ２５との区別が付かず、誤診をする可能性がある。また、絶縁診断装置２０のアンテナを電気機器２２の充電部２２へ近づけることは、作業員２１にとって危険なことである。
【０００４】
本発明は、外部ノイズの影響を受けず、正確に電気機器の絶縁異常を検出することのできる絶縁診断装置を提供することを目的とするものである。
また、本発明は、安全に使用することができる絶縁診断装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、電気機器の絶縁異常に伴って発生する部分放電により発生する電磁波を検出することにより絶縁異常判定を行う電気機器用絶縁診断装置において、電気機器として多相交流用電気機器を対象とし、電気機器の各相ごとに配置され、各相ごとの電磁波を検出する手段と、各相の検出手段の出力レベルを監視比較し、多相の内１相以上の出力レベルが基準レベルを超え、かつ、多相の内１相のみが特異的に出力レベルが高い場合に絶縁異常が発生したと判定する手段とから電気機器用絶縁診断装置を構成する。
【０００６】
電磁波を検出する手段は、電気機器の絶縁異常により発生する電磁波と外部ノイズの両方を検出する。これら絶縁異常による電磁波と外部ノイズとは、次の原理により判別される。絶縁異常により電磁波が発生すると、絶縁異常が発生した相の検出手段の出力レベルが最も高くなり、他の相の検出手段の出力レベルはそれに比較して低いものとなる。これに対し、外部ノイズは各相の検出手段により同等に受けられるため、各相の検出手段の出力レベルはほぼ等しい値となる。
【０００７】
判定手段は、上記原理に基づいて、各相の検出手段の出力レベルを監視比較し、絶縁異常による出力レベルの上昇時のみ、異常信号を出力する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
図１は、本発明の絶縁診断装置をタンク形ガス遮断器に適用した例を示す。図において（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
図１のタンク形ガス遮断器は、支持台１３上に配置された３相のガス遮断器１，２，３から構成される。ガス遮断器はそれぞれブッシングを有し、各相のブッシング４，５，６のそれぞれに電磁波の検出手段としてアンテナ７，８，９が付けられる。図示の例では、アンテナ７，８，９はブッシング下部に取り付けられているが、その位置は自由に設定することができる。
【０００９】
また、電磁波の検出手段としては、アンテナ又は電極をガス遮断器１，２，３の内部に取り付けることもできる。ただし、これらのアンテナ又は電極は、各相の導体に対向して設け、該当する相の電磁波を検出できるように配置する必要がある。
各相のアンテナ７，８，９は、診断装置本体１０に接続される。また、診断装置本体１０には、外部ノイズ用アンテナ１１が接続される。診断装置本体１０の出力信号は出力端子１２から取り出される。
【００１０】
図２に絶縁診断装置の回路を示す。
３相分のアンテナ７，８，９及び外部ノイズ用アンテナ１１は、チャンネルセレクタ１４に接続される。チャンネルセレクタ１４は、３相分のアンテナ７，８，９と外部ノイズ用アンテナ１１を切り換えて、順次各アンテナ７，８，９，１１の出力をチューニングアンプ１５に入力する。チューニングアンプ１５の出力は、Ａ／Ｄ変換器１６によりディジタル信号に変換されて、ＣＰＵ１７に入力される。
【００１１】
ＣＰＵ１７は、各アンテナ出力に基づいて、ガス遮断器１，２，３に絶縁異常が発生したか否かを判定し、絶縁異常が発生したと判定したときは、Ｉ／Ｏインターフェース１８を介してリレー１９を動作させ、異常信号を出力端子１２から出力する。
次に、図２の回路の動作について説明する。
【００１２】
チューニングアンプ１５は、複数点の周波数ｆ１  ，ｆ２  ……ｆｎ  を選択し増幅して出力する。ここで選択される周波数としては、外部ノイズの少ない周波数が選ばれる。例えば、ｆ１  ＝９０ＭＨｚ，ｆ２  ＝１５０ＭＨｚ……というように選択される。
電気機器に部分放電が発生していないときのチューニングアンプ１５の出力を、図３の（ａ）に示し、電気機器に部分放電が発生したときの出力を（ｂ）に示す。図３において、横軸は周波数ｆ、縦軸は出力レベルＰである。（ａ）の部分放電が発生していないときの出力レベルは、各周波数ｆ１  ，ｆ２  ……ｆｎ  において低く、（ｂ）の部分放電が発生したときの出力レベルは、多くの周波数点で高くなる。なお、（ａ）における通常時の出力レベルは、専らバックグランドノイズ（ＢＧＮ）により発生する。
【００１３】
また、図３において、ＰＢＧＮ  は異常判定レベルで、異常判定のために、部分放電が発生していないときの出力レベルよりやや高い値に設定される。
チューニングアンプ１５の出力レベルは、ＣＰＵ１７において、例えば次のいずれかの方法により数値化される。
（１）全数平均をとる。  −Ｐ＝（１／ｎ）ΣＰｎ  
（２）最大値からｎｕ  点までの平均をとる。  −Ｐｍａｘ  ＝（１／ｎｕ  ）ΣＰｎｕ
（３）最多値からｎｍ  点までの平均をとる。  −Ｐｍ  ＝（１／ｎｍ  ）ΣＰｎｍ
（４）重み付け平均をとる。  −Ｐ２  ＝（１／ｎ）ΣＰｎ  ２  
上記の種々の数値化のいずれかにより数値化した値を  −ＰＴ  で表示すると、いずれの方法で数値化されたものも、概して部分放電の増大に対応して  −ＰＴ  も増大する関係となる。
【００１４】
このように数値化された出力レベル  −ＰＴ  は、各状況に応じて各相ごとに図４に示すように変化する。
図４の時点ｔ１  〜ｔ２  ，ｔ３  〜ｔ４  は、各Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の出力レベル  −ＰＴ（Ｕ），  −ＰＴ（Ｖ），  −ＰＴ（Ｗ）はいずれも異常判定レベルＰＢＧＮ  より低い。この状態は、電気機器内で絶縁異常が発生せず、かつ外部ノイズも到達していない状態であることを示している。
【００１５】
時点ｔ２  〜ｔ３  は、各相の出力レベルが異常判定レベルＰＢＧＮ  より高くなっているが、各相の出力レベルはほぼ等しい値となっている。この状態は、各相のアンテナが外部ノイズを同等にとらえている状態を示している。
時点ｔ４  〜ｔ５  は、各相の出力レベルが異常判定レベルＰＢＧＮ  より高くなり、かつＶ相の出力レベル  −ＰＴ（Ｖ）が他のＵ，Ｗ相の出力レベル  −ＰＴ（Ｕ），  −ＰＴ（Ｗ）より高くなっている。この状態は、Ｖ相の電気機器において、部分放電が発生している可能性が高いことを示している。
【００１６】
以上の見地から、ＣＰＵ１７においては、１相以上の出力レベルが異常判定レベルＰＢＧＮ  を超えたときは、部分放電が発生している可能性があると判定する。次いで、各相の出力レベル  −ＰＴ（Ｕ），  −ＰＴ（Ｖ），  −ＰＴ（Ｗ）を相互に比較する。
ここで、各相の出力レベル  −ＰＴ（Ｕ），  −ＰＴ（Ｖ），  −ＰＴ（Ｗ）が所定の値Δ  −ＰＴ  の幅に入っていれば、これは外部ノイズにより出力レベルが上昇したと判定し、異常信号を出力しない。
【００１７】
各相の出力レベルの内、Ｖ相の出力レベル  −ＰＴ（Ｖ）が他の２相の出力レベル  −ＰＴ（Ｕ），  −ＰＴ（Ｗ）より大きくかつその差が所定の値  −ΔＰＴ  を超えていれば、当該相のＶ相に絶縁異常が発生したと判定し、リレー１９を動作させ、出力端子１２から異常信号を出力する。
なお、１相の出力レベルが異常判定レベルＰＢＧＮ  を超えたとき、その出力レベルと外部ノイズ用アンテナ１１からの出力レベルとを比較し、両者がほぼ同等であれば、外部ノイズによる出力レベルの上昇と判定して異常信号を出力しないようにすることもできる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、外部ノイズの影響を受けず、正確に電気機器の絶縁異常を検出することのできる絶縁診断装置を得ることができる。また、本発明によれば、安全に使用することができる絶縁診断装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気機器用絶縁診断装置を適用したガス遮断器を示す図。
【図２】図１の絶縁診断装置の回路図。
【図３】図１のチューニングアンプの出力レベルを示すグラフ。
【図４】図１のアンテナ出力レベルの変化を示すグラフ。
【図５】従来の絶縁診断装置の使用形態を示す図。
【符号の説明】
１，２，３…ガス遮断器
４，５，６…ブッシング
７，８，９…アンテナ
１０…診断装置本体
１１…外部ノイズ用アンテナ
１４…チャンネルセレクタ
１５…チューニングアンプ
１７…ＣＰＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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