(57)【要約】【課題】電力機器の外壁面の表面状態にかかわらず、高感度で安定した測定を行うことができる部分放電測定装置を提供する。【解決手段】電力機器１の容器３の外壁面３ａとセンサ電極２２との間に介在させるための導電性及び柔軟性を有する接触部材２３を備え、電力機器１の外壁面３ａとセンサ電極２２とが接触部材２３による接触面状態に倣った変形により互いに密着（電気的にも密着）するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の電力機器の外壁面にセンサ電極を対向させ、前記電力機器の内部で部分放電が生じた際の信号変化を前記センサ電極を通じて測定する部分放電測定装置であって、
前記電力機器の外壁面と前記センサ電極との間に介在させる導電性及び柔軟性を有する接触部材を備えたことを特徴とする部分放電測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の部分放電測定装置において、
前記接触部材は、前記センサ電極側に設けられたことを特徴とする部分放電測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の部分放電測定装置において、
前記接触部材は、前記センサ電極側に着脱可能に設けられたことを特徴とする部分放電測定装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の部分放電測定装置において、
前記接触部材は、弾性材料にて構成されたことを特徴とする部分放電測定装置。
【請求項５】
測定対象の電力機器の外壁面にセンサ電極を対向させ、前記電力機器の内部で部分放電が生じた際の信号変化を前記センサ電極を通じて測定する部分放電測定方法であって、
前記電力機器の外壁面と前記センサ電極との間に導電性及び柔軟性を有する接触部材を介在させて部分放電の測定を行うようにしたことを特徴とする部分放電測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば変圧器、リアクトル、コンデンサ、整流器、遮断器、開閉装置、配電盤、電力ケーブル等の電力機器の内部で発生する部分放電を測定する部分放電測定装置及び部分放電測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力機器における部分放電（導体間の絶縁部分の一部で限定的に生じる放電）の測定は、絶縁破壊に至る前の前駆現象を捉えることから、電力機器の健全性や状態把握に有効な手段である。例えば電力機器の内部における導体間の絶縁部分に微小なボイド（空隙状欠陥）がある場合、電力機器への電圧印加に伴ってボイドに電界が集中し、ボイドでの電圧が放電電圧に達すると火花放電が生じる。すると、放電により消失した分の電荷を外部から補填しようと電流が生じるため、例えば特許文献１に開示の測定装置は、これに係る信号変化（パルス電流）を検出することで部分放電の測定を行うというものである。
【０００３】
因みに、特許文献１に開示の測定装置は、そのセンサ部を電力機器の外壁面に接触させ、電力機器の内部に対する部分放電の測定を容器から間接的に行うようにしたものである。そのため、部分放電の測定を容易に行うことができるばかりか、電力機器の外壁面を通じて測定することで、結果的にＳＮ比が良好で高感度な測定を行うことができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１４９８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電力機器の外壁面は、凹凸や丸み等、必ずしも平面度が高い表面状態でないため、電力機器の外壁面に対するセンサ部の電極部分の密着性が要求される装置では、測定感度が低下することが懸念される。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電力機器の外壁面の表面状態にかかわらず、高感度で安定した測定を行うことができる部分放電測定装置及び部分放電測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する部分放電測定装置は、測定対象の電力機器の外壁面にセンサ電極を対向させ、前記電力機器の内部で部分放電が生じた際の信号変化を前記センサ電極を通じて測定する部分放電測定装置であって、前記電力機器の外壁面と前記センサ電極との間に介在させる導電性及び柔軟性を有する接触部材を備える。
【０００８】
この構成によれば、導電性及び柔軟性を有する接触部材が電力機器の外壁面とセンサ電極との間に介在されるため、これら電力機器の外壁面とセンサ電極とが接触部材による接触面状態に倣った変形により互いに密着し、電気的にも密着する。そのため、部分放電に伴う信号変化が電力機器の外壁面とセンサ電極との間で減衰することを小さく抑えることができ、センサ電極を通じて感度良く部分放電の測定を行うことが可能である。また、接触部材がその都度電力機器の外壁面の表面状態に倣って変形して密着するため、電力機器の外壁面の表面状態にかかわらず測定感度が安定的になる。つまり、高感度で安定した測定を行うことが可能となる。
【０００９】
上記の部分放電測定装置において、前記接触部材は、前記センサ電極側に設けられることが好ましい。
この構成によれば、接触部材はセンサ電極側に設けられてセンサ電極と共に一体的に扱うことができることから、部分放電の測定が簡易に行うことが可能である。
【００１０】
上記の部分放電測定装置において、前記接触部材は、前記センサ電極側に着脱可能に設けられることが好ましい。
この構成によれば、接触部材はセンサ電極側に着脱可能に設けられることから、接触部材の劣化時の交換が容易となったり、電力機器の外壁面の表面状態に適合する仕様のものに容易に交換ができるといった効果が期待できる。
【００１１】
上記の部分放電測定装置において、前記接触部材は、弾性材料にて構成されることが好ましい。
この構成によれば、接触部材は弾性材料にて構成され、電力機器の外壁面とセンサ電極とが接触部材による接触面状態に倣った弾性変形により互いに密着することで、高感度で安定した測定が可能となる。
【００１２】
また上記課題を解決する部分放電測定方法は、測定対象の電力機器の外壁面にセンサ電極を対向させ、前記電力機器の内部で部分放電が生じた際の信号変化を前記センサ電極を通じて測定する部分放電測定方法であって、前記電力機器の外壁面と前記センサ電極との間に導電性及び柔軟性を有する接触部材を介在させて部分放電の測定を行う。
【００１３】
この構成によれば、導電性及び柔軟性を有する接触部材が電力機器の外壁面とセンサ電極との間に介在されて部分放電の測定が行われるため、上記したように高感度で安定した測定を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の部分放電測定装置及び部分放電測定方法によれば、電力機器の外壁面の表面状態にかかわらず、高感度で安定した測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態における部分放電測定装置及び測定対象を示す概略図である。
【図２】センサ電極の構成を説明するためのセンサ部の拡大図である。
【図３】部分放電測定装置及び測定対象の等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、部分放電測定装置（部分放電測定方法）の一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態の部分放電測定装置１０は、センサ部１１と測定器１２とがケーブル１３にて接続されてなる。センサ部１１は、センサ本体２１から突出するように互いに所定間隔を有する一対のセンサ電極２２を備えている。センサ電極２２は、導電金属製で例えば円盤状に形成されている。また、センサ電極２２の一側面、即ち測定対象と対向する測定面には、導電性（半導電性も含む）で弾性変形可能な柔軟性を有する接触部材２３が貼着されている。この場合、接触部材２３は、センサ電極２２に対して着脱可能であっても着脱不能であってもよく、またセンサ電極２２に一体的に構成する態様でもよい。そして、部分放電の測定の際、センサ電極２２に貼着した接触部材２３側を測定対象の電力機器１の外壁面に接触させて、電力機器１の内部で生じる部分放電の有無の測定が行われる。
【００１７】
ここで、測定対象の電力機器１は、変圧器、リアクトル、コンデンサ、整流器、遮断器、開閉装置、配電盤、電力ケーブル等を含む高電圧機器や高電圧印加により性能検証を行う機器等である。この内、変圧器、リアクトル、コンデンサ、整流器、遮断器、開閉装置、配電盤等においては、電力機器１の内部とは本体部２であり、電力機器１の外壁面とは本体部２を収納する金属製の容器３の外壁面に相当する。一方、電力ケーブル等においては、電力機器１の内部とは導体線であり、電力機器１の外壁面とは絶縁樹脂製の被覆部材の外壁面に相当する（図示略）。
【００１８】
次に、部分放電の測定のメカニズムを図３の等価回路を参照して説明すると、先ず電力機器１の容器３に収納される本体部２にて部分放電箇所（ボイド等の微小な絶縁異常箇所）が存在する場合、その部分放電箇所は電荷ｑを消失させる電荷消失源５とみなされる。即ち、部分放電測定を行う場合、電力機器１に対して測定用の交流電源や実運転時の商用電源等の交流電源Ｅから交流電圧Ｖａｃが印加されると、部分放電箇所では交流電圧Ｖａｃの印加に基づいて火花放電が繰り返して生じ、電荷消失源５として電荷ｑを消失する。電荷消失源５にて消失した分の電荷ｑは、電力機器１の本体部２と容器３との間に存在する浮遊静電容量Ｃ１から補填され、このような電荷ｑの補填は、本体部２の部分放電箇所（電荷消失源５）、浮遊静電容量Ｃ１、容器３の外壁面３ａを通る回路上にパルス電流Ｉ１を生じさせる。パルス電流Ｉ１は、数ＭＨｚ〜十数ＭＨｚの高周波帯域の電流である。
【００１９】
パルス電流Ｉ１は高周波帯域の電流であることから、容器３の外壁面３ａのインピーダンスＺ１のインダクタンス成分により、外壁面３ａの任意の２点間で電位差が生じる。つまり、一対のセンサ電極２２がそれぞれ接触部材２３を介して接触する外壁面３ａの接触点間では、容器３の外壁面３ａを流れるパルス電流Ｉ１の発生に基づいて電位差が生じる。一方、一対のセンサ電極２２間は、先の高周波のパルス電流Ｉ１に対するインピーダンスＺ２が容器３の外壁面３ａでのインピーダンスＺ１と比べても非常に低くなるように内部回路が構成されているため、容器３の外壁面３ａを流れるパルス電流Ｉ１がそのセンサ電極２２を通じて測定器１２側に取り込まれる。そして、測定器１２は、入力されたパルス電流Ｉ１のその電流変化（信号変化）に基づいて、電力機器１の本体部２での部分放電箇所の少なくともその存在の有無が判定可能な表示、例えば部分放電のレベル表示を行って、測定作業者等に報知するようになっている。
【００２０】
また、本実施形態での部分放電の測定は、センサ部１１のセンサ電極２２を導電性及び柔軟性を有する接触部材２３を介して電力機器１の容器３に接触させてその測定を行うものとしている。
【００２１】
ここで、電力機器１の容器３の外壁面３ａは、凹凸や丸み等があり平面度が高い表面状態であるとは限らない。従って、剛体且つ平板状のセンサ電極２２を容器３の外壁面３ａに直接的に接触させて部分放電の測定を行うと、凹凸や丸み等が多く存在する外壁面３ａに対してはセンサ電極２２が点接触となる箇所が多く、接触面積が小さくなる。すると、部分放電に伴って発生するパルス電流Ｉ１（信号）が容器３の外壁面３ａとセンサ電極２２との間で減衰し易くなり、測定感度の低下に繋がる。また、異なる種類の電力機器１はもとより、同じ種類の電力機器１であっても容器３の外壁面３ａの表面状態が異なるため、個体毎で測定感度がばらついて、測定の安定性についても懸念されるところである。
【００２２】
これに対して本実施形態では、センサ電極２２に貼着した導電性且つ柔軟性を有する接触部材２３を電力機器１の容器３の外壁面３ａに接触させて電力機器１の内部（本体部２）での部分放電を測定する態様としているため、図２に示すように、接触部材２３が容器３の外壁面３ａの凹凸や丸み等の表面状態に倣って変形して密着するようになる。換言すると、接触部材２３には、容器３の外壁面３ａにおいて想定する凹凸や丸み等に倣って変形可能な厚みのものを用い、また導電性や柔軟性に適切な材料も含めて選定されたものを用いるのが好ましい。
【００２３】
そして、センサ電極２２に装着された接触部材２３が容器３の外壁面３ａに密着することで、部分放電に伴って発生するパルス電流Ｉ１（信号）がセンサ電極２２と容器３の外壁面３ａとの間で減衰することを小さく抑えることができ、センサ電極２２を通じて感度良く測定できるようになる。また、接触部材２３がその都度容器３の外壁面３ａの表面状態に倣って変形して密着するため、容器３の外壁面３ａの表面状態にかかわらず測定感度が安定的になる。また図２では示していないが、センサ電極２２の測定面の平面度が高くなくてもこの電極２２側についても接触部材２３が倣って密着するため、この間のパルス電流Ｉ１（信号）の減衰が小さく抑えられるようになっている。
【００２４】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）導電性及び柔軟性（本実施形態では弾性）を有する接触部材２３が電力機器１の容器３の外壁面３ａとセンサ電極２２との間に介在されるため、これら電力機器１の外壁面３ａとセンサ電極２２とが接触部材２３による接触面状態に倣った変形により互いに密着し、電気的にも密着する。そのため、部分放電に伴うパルス電流Ｉ１（信号）が電力機器１の外壁面３ａとセンサ電極２２との間で減衰することを小さく抑えることができ、センサ電極２２を通じて感度良く部分放電の測定を行うことが可能である。また、接触部材２３がその都度電力機器１の外壁面３ａの表面状態に倣って変形して密着するため、電力機器１の外壁面３ａの表面状態にかかわらず測定感度が安定的になる。つまり、本実施形態の部分放電測定装置１０では、高感度で安定した測定を行うことができる。
【００２５】
（２）接触部材２３はセンサ電極２２側に設けられてセンサ電極２２と共に一体的に扱うことができることから、部分放電の測定が簡易に行うことが可能である。
（３）接触部材２３をセンサ電極２２側に着脱可能に設けるようにすれば、接触部材２３の劣化時の交換が容易となったり、電力機器１の外壁面３ａの表面状態に適合する仕様のものに容易に交換ができるといった効果が期待できる。
【００２６】
尚、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・接触部材２３を導電性且つ弾性変形可能な材料にて作製したが、例えば塑性変形可能な柔軟性を有する材料にて作製してもよい。導電性についても、半導電性のものであってもよい。
【００２７】
・接触部材２３をセンサ電極２２に対して着脱可能、着脱不能、一体的に構成のいずれの態様としてもよい。また、接触部材２３をセンサ電極２２と別体としてもよく、部分放電の測定時に測定対象とセンサ電極２２との間に介在させる態様としてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１…電力機器、３…容器、３ａ…外壁面、２２…センサ電極、２３…接触部材。
【図１】
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【図２】
2015206772.tif 000004
【図３】
2015206772.tif 000005