(57)【要約】第１の導体管の一端に形成された第１のフランジと、第２の導体管の一端に形成された第２のフランジと、第１のフランジおよび第２のフランジの間に挟まれた第１の絶縁スペーサと、第１のフランジと第１の絶縁スペーサと第２のフランジを貫通する複数の穴と、複数の穴の１つを貫通し、第１のフランジおよび第２のフランジに電気的に接続して配置された少なくとも２つの第１の導体と、複数の穴の１つを貫通し、第２のフランジに電気的に接続して配置された第２の導体と、第２の導体と第１のフランジとの間を絶縁する第２の絶縁スペーサを備えた部分放電センサーである。
2015132821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の導体管の一端に形成された第１のフランジと、
第２の導体管の一端に形成された第２のフランジと、
前記第１のフランジおよび前記第２のフランジの間に挟まれた第１の絶縁スペーサ、
前記第１のフランジと前記第１の絶縁スペーサと前記第２のフランジを貫通する複数の穴と、
前記複数の穴の１つを貫通し、前記第１のフランジおよび前記第２のフランジに電気的に接続して配置された少なくとも２つの第１の導体と、
前記複数の穴の１つを貫通し、前記第２のフランジに電気的に接続して配置された第２の導体と、
前記第２の導体と前記第１のフランジとの間を絶縁する第２の絶縁スペーサと
を備えた部分放電センサー。
【請求項２】
前記第１のフランジと前記第２のフランジと前記第１の導体を線路として形成されるスロットアンテナ
を備えた請求項１に記載の部分放電センサー。
【請求項３】
前記複数の穴の１つを貫通し、配置された少なくとも１つの連結部材
を備え、
前記連結部材は、前記第１の導体と前記第２の導体が配置される周状において、前記第１の導体と前記第２の導体の間に配置された
請求項１に記載の部分放電センサー。
【請求項４】
前記連結部材は、第３の導体であって、
前記第３の導体と前記第１のフランジとの間および前記第３の導体と前記第２のフランジとの間をそれぞれ絶縁する第３の絶縁スペーサ
を備えた請求項３に記載の部分放電センサー。
【請求項５】
給電線の内導体および外導体のいずれか一方が前記第１の導体の１つを介して前記第１のフランジに電気的に接続され、
前記給電線の内導体および外導体のいずれか他方が前記第２の導体を介して前記第２のフランジに電気的に接続される
請求項１に記載の部分放電センサー。
【請求項６】
前記第２の導体は、前記第１のフランジおよび前記第２のフランジを連結するボルトであって、
前記給電線の内導体および外導体は、先端に導体端子を有し、
前記ボルトを介して、２つの前記導体端子とこの２つの前記導体端子の間に前記第２の絶縁スペーサを挟んで当該ボルトの頭部または当該ボルトを締めるナットにより前記第１のフランジに固定する
請求項５に記載の部分放電センサー。
【請求項７】
前記第１の導体、前記第２の導体は、前記第１のフランジおよび前記第２のフランジを連結する第１、第２のボルトであって、
前記給電線の内導体および外導体は、先端に導体端子を有し、
前記第１のボルトを介して２つの前記導体端子のいずれか一方を、前記第２のボルトを介して２つの前記導体端子のいずれか他方を当該ボルトの頭部または当該ボルトを締めるナットにより前記第１のフランジに固定する
請求項５に記載の部分放電センサー。
【請求項８】
第１の導体管の一端に形成された第１のフランジと、
第２の導体管の一端に形成された第２のフランジと、
前記第１のフランジおよび前記第２のフランジの間に挟まれた第１の絶縁スペーサと、
前記第１のフランジと前記第１の絶縁スペーサと前記第２のフランジを貫通する第１の穴と、
前記第１の穴を貫通し、前記第２のフランジに電気的に接続して配置された第１の導体と、
前記第１の導体と前記第１のフランジとの間を絶縁する第２の絶縁スペーサと
を備えた部分放電センサー。
【請求項９】
前記第１のフランジと前記第２のフランジとから形成される平行平板アンテナと
を備えた請求項８に記載の部分放電センサー。
【請求項１０】
給電線の内導体および外導体のいずれか一方が前記第１のフランジに電気的に接続され、
前記給電線の内導体および外導体のいずれか他方が前記第１の導体を介して前記第２のフランジに電気的に接続される
請求項８に記載の部分放電センサー。
【請求項１１】
前記第１の導体は、前記第１のフランジおよび前記第２のフランジを連結するボルトであって、
前記給電線の内導体および外導体は、先端に導体端子を有し、
前記ボルトを介して、２つの前記導体端子とこの２つの前記導体端子の間に前記第２の絶縁スペーサを挟んで当該ボルトの頭部または当該ボルトを締めるナットにより前記第１のフランジに固定する
請求項１０に記載の部分放電センサー。
【請求項１２】
前記第１のフランジと前記第１の絶縁スペーサと前記第２のフランジを貫通する第２の穴と、
前記第２の穴を貫通し、配置された第２の導体と、
前記第２の導体と前記第１のフランジとの間および前記第２の導体と前記第２のフランジとの間をそれぞれ絶縁する第３の絶縁スペーサと
を備え、
前記第１の導体、前記第２の導体は、前記第１のフランジおよび前記第２のフランジを連結する第１、第２のボルトであって、
前記給電線の内導体および外導体は、先端に導体端子を有し、
前記第１のボルトを介して２つの前記導体端子のいずれか一方を、前記第２のボルトを介して２つの前記導体端子のいずれか他方を当該ボルトの頭部または当該ボルトを締めるナットにより前記第１のフランジに固定する
請求項１０に記載の部分放電センサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、ガス絶縁開閉装置などの電力機器における金属容器の内部で発生する部分放電現象を検知する部分放電検知装置の部分放電センサーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガス絶縁開閉装置のような電力機器では、封入された絶縁ガスを密閉した金属容器の内部で高電圧導体（電線）を支持して絶縁状態を保っている。金属容器内の電界分布は、平等電界となるように設計されているが、不平等電界を形成する欠陥（例えば、金属の異物や針状突起など）が混入すると、その欠陥の部分を起点として部分放電が発生する場合がある。この部分放電を放置すると、絶縁破壊が発生して事故につながることがあるため、部分放電の初期段階を検知して、絶縁破壊を未然に防止することが重要である。【０００３】
そのため、この部分放電を検出するために、部分放電センサーが設けられる。部分放電が発生すると、ＶＨＦ帯からＵＨＦ帯の電磁波が放射されることが知られている。従来の部分放電センサーとして、この電磁波を受信することにより放電を検知するものが提案されている。例えば特許文献１では、金属容器の接合部の一対のフランジと、この一対のフランジを連結する複数のスタッドにより高周波的に閉ループ回路を形成してスロットアンテナを構成し、金属容器の接合部の隙間から外部に漏れる電磁波を受信する絶縁監視用アンテナ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０４−００４７２５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ガス絶縁開閉装置のような電力機器の金属容器内で発生する部分放電では、放射される電磁波ノイズの周波数はＶＨＦ帯からＵＨＦ帯が主体である。【０００６】
しかし、特許文献１の絶縁監視用アンテナ装置では、金属容器の接合部の一対のフランジと、この一対のフランジを連結する複数のスタッドによりスロットアンテナを構成しているため、スロットアンテナの共振周波数は隣接するスタッドの間隔によって決まる。スロットアンテナは、その長手方向の長さＬに対して、波長がＬ／２となる周波数で最も高い感度を有するため、ＶＨＦ帯のように低い周波数帯では波長がＬ／２に対して長くなることから十分な高い感度が得られないという課題があった。【０００７】
また、フランジの接合部から外部に漏れ出す電磁波ノイズを検知する別のアンテナを用いてもよいが、ＶＨＦ帯の電磁波ノイズに高い感度を有するセンサーを得るためにはその波長の１／２に合わせて構成するとアンテナが大型化してしまうという課題があった。【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ＶＨＦ帯のように低い周波数帯の電磁波ノイズに対しても高い感度を有する低周波化した部分放電センサーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の部分放電センサーは、第１の導体管の一端に形成された第１のフランジと、第２の導体管の一端に形成された第２のフランジと、第１のフランジおよび第２のフランジの間に挟まれた第１の絶縁スペーサと、第１のフランジと絶縁スペーサと第２のフランジを貫通する複数の穴と、複数の穴の１つを貫通し、第１のフランジおよび第２のフランジに電気的に接続して配置された少なくとも２つの第１の導体と、複数の穴の１つを貫通し、第２のフランジに電気的に接続して配置された第２の導体と、第２の導体と第１のフランジとの間を絶縁する第２の絶縁スペーサとを備えた。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、ＶＨＦ帯のように低い周波数帯の電磁波ノイズに対しても高い感度を有する部分放電センサーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１による部分放電センサーを含む部分放電検知装置の一例を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１による導体管の概略構成の一例を示す図である。
【図３】図１に示された曲面Ａを含む断面の展開図である。
【図４】この発明の実施の形態１による部分放電センサーのフランジ２ａ、接続ボルト５ａ、フランジ２ｂ、接続ボルト５ｂによって構成されるスロットアンテナの受信電圧特性をシミュレーションによって算出した結果を示す説明図である。
【図５】図３に示した展開図の絶縁対象とするフランジを変更して絶縁スペーサと圧着端子を接続した変形例である。
【図６】この発明の実施の形態２による部分放電センサーを含む部分放電検知装置の一例を示す図である。
【図７】図６に示された曲面Ｂを含む断面の展開図である。
【図８】この発明の実施の形態２による部分放電センサーのフランジ２ａ、接続ボルト５ａ、フランジ２ｂ、接続ボルト５ｂによって構成されるスロットアンテナの受信電圧特性をシミュレーションによって算出した結果を示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態３による部分放電センサーを含む部分放電検知装置の一例の断面の展開図である。
【図１０】図９に示された接続ボルトと圧着端子の接続の変形例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の形態による部分放電センサーについて、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１では、２つの導体管の一端にそれぞれ形成されたフランジと２つのフランジを接続する接続ボルトで形成される閉ループにより構成されたスロットアンテナが放電源から放射された電磁波を受信する部分放電センサーについて説明する。
【００１４】
図１は、この発明の実施の形態１による部分放電センサーを含む部分放電検知装置の一例を示す図である。
【００１５】
図１において、フランジ２ａ（第１のフランジ）は、導体管１ａ（第１の導波管）の一端に形成されている。フランジ２ｂ（第２のフランジ）は、導体管１ｂ（第２の導波管）の一端に形成されている。高電圧導体３は、導体管１ａ、１ｂにより構成される筒状の閉空間内に設置されている。絶縁スペーサ４（第１の絶縁スペーサ）は、フランジ２ａおよびフランジ２ｂの間に挟まれ、高電圧導体３を支持する。接続ボルト５は、フランジ２ａ、絶縁スペーサ４、フランジ２ｂを固定する。伝送線路９（９ａ、９ｂ）は、給電線の内導体および外導体であって、接続ボルト５を介してフランジ２ａ、２ｂに接続されて信号を外部に取り出す。
【００１６】
なお、導体管１ａ、１ｂは、筒状の閉空間として円筒状の閉空間を形成するものを例示したが、必ずしも円筒状でなくともよく、例えば断面が矩形や多角形、楕円のような形状でもよい。また、筒状の閉空間内には絶縁性を高めるガスが充填される。
【００１７】
図２は、この発明の実施の形態１による導体管の概略構成の一例を示す図である。
【００１８】
図２に示すように、高電圧導体３は、絶縁スペーサ４を貫通し、フランジ２ａ、２ｂ、また導体管１ａ、１ｂが構成する筒状の閉空間の内壁に接触しないように絶縁スペーサ４に支持される。
【００１９】
図３は、図１に示された曲面Ａを含む断面の展開図である。曲面Ａは、フランジを固定する接続ボルト５の中心を含む円周に沿った曲面であるが、ここでは平面的に示して説明する。
【００２０】
図３において、穴６ａ〜６ｃは、フランジ２ａ、絶縁スペーサ４、フランジ２ｂを貫通するように複数設けられる。ナット７ａ〜７ｃは、穴６ａ〜６ｃを通して貫通した接続ボルト５ａ〜５ｃを締め付けてフランジ２ａ、絶縁スペーサ４、フランジ２ｂを連結する。なお、穴６ａ〜６ｃの直径は、接続ボルト５ａ〜５ｃより大きくしておく。また、接続ボルト５ａ〜５ｃの頭部は、穴６ａ〜６ｃの直径より大きくなっている。
【００２１】
ここでは、接続ボルト５ａ〜５ｃ、ナット７ａ〜７ｃは、導体とする。
【００２２】
穴６ａ、６ｂを貫通する接続ボルト５ａ、５ｂ（第１の導体）の頭部は、穴６ａ、６ｂより大きいのでフランジ２ａと接触し、電気的に接続された状態となる。また、接続ボルト５ａ、５ｂは、ナット７ａ、７ｂによってフランジ２ｂと接触し、電気的に接続された状態となる。
【００２３】
絶縁スペーサ８（第２の絶縁スペーサ）は、穴６ｃを貫通する接続ボルト５ｃ（第２の導体）の頭部とフランジ２ａの間に挿入され、接続ボルト５ｃとフランジ２ａが電気的に接続しないようにする。接続ボルト５ｃは、ナット７ｃによってフランジ２ｂと接触し、電気的に接続された状態となる。なお、この絶縁スペーサ８のような絶縁材を接続ボルト５ｃと穴６ｃの間に充填してもよい。
【００２４】
よって、第１の導体である接続ボルト５ａ、５ｂは、フランジ２ａとフランジ２ｂのいずれとも接触して電気的に接続された状態となっている。また、第２の導体である接続ボルト５ｃは、フランジ２ａとは接触しておらず、フランジ２ｂとのみ接触して電気的に接続された状態となっている。したがって、フランジ２ａ、接続ボルト５ａ、フランジ２ｂ、接続ボルト５ｂによって形成される閉ループがスロットアンテナを構成する。
【００２５】
伝送線路９は、内導体および外導体（一方を伝送線路９ａ、他方を伝送線路９ｂとする）からなる給電線である。圧着端子１０ａは、伝送線路９ａの端部に形成され、接続ボルト５ｃの頭部と絶縁スペーサ８の間に配置される。また、圧着端子１０ｂは、伝送線路９ｂの端部に形成され、接続ボルト５ｂの頭部とフランジ２ａの間に配置される。圧着端子１０ａ、１０ｂの接続部は、例えば接続ボルトを貫通させるリングを持つＯ字状の導体でも、接続ボルトを一方向から挟むＵ字状の導体でも構わない。
【００２６】
ここで、接続ボルト５ｃは、フランジ２ａとは導通せず、フランジ２ｂとは導通しているので、伝送線路９ａ、９ｂによりスロットアンテナで受信した電磁波の信号を外部に取り出すことができる。伝送線路９ａ、９ｂの構成としては、例えば同軸ケーブルがある。
【００２７】
次に動作について説明する。
【００２８】
この発明の部分放電センサーが利用されるガス絶縁開閉装置などの電力機器の部分放電検知装置では、導体管１ａ、１ｂの内部に異物が混入することなどによって、局所的に高電界を生じて、部分放電が発生する。部分放電が発生すると、部分放電の放電源から高周波の電磁波が放射される。
【００２９】
この発明の実施の形態１では、フランジ２ａ、接続ボルト５ａ、フランジ２ｂ、接続ボルト５ｂによって構成されるスロットアンテナが、放電源から放射された電磁波を受信し、その受信信号を伝送線路９ａ、９ｂによって外部に伝送する。このとき、受信信号は、接続ボルト５ｃのフランジ２ａに近い方の端である頭部とフランジ２ａの間に印加された交流電圧として検知される。
【００３０】
このスロットアンテナによる受信信号を外部の測定器で検出することで、その受信信号の強さや頻度などから導体管１ａ、１ｂの内部で部分放電が発生していることを検知することができる。
【００３１】
部分放電から放射される電磁波の周波数は、放電が発生する場所等によって異なるが、主にＶＨＦ帯からＵＨＦ帯の信号が検出される。
【００３２】
外部の測定器で信号レベルが高い信号を得るには、所定の周波数で部分放電センサーの感度を高めることが必要である。
【００３３】
図４は、この発明の実施の形態１による部分放電センサーのフランジ２ａ、接続ボルト５ａ、フランジ２ｂ、接続ボルト５ｂによって構成されるスロットアンテナの受信電圧特性をシミュレーションによって算出した結果を示す説明図である。
【００３４】
隣接する接続ボルト間の距離Ｌとし、長さがＬのスロットアンテナの共振周波数をＦとする。図４より、この発明の実施の形態１では、長さがＬのスロットアンテナの共振周波数の約１／２の周波数で共振し、受信電圧が高くなっている。例えばＬ＝３００ｍｍであれば、１／２Ｆ＝２５０ＭＨｚとなり、ＶＨＦ帯のような低い周波数であっても高い感度を得ることができる。
【００３５】
以上のように、この発明の実施の形態１によれば、フランジ２ａ（第１のフランジ）、接続ボルト５ａ（第１の導体）、フランジ２ｂ（第２のフランジ）、接続ボルト５ｂ（第１の導体）によって構成されるスロットアンテナに対して、接続ボルト５ａ、５ｂの間の位置にある接続ボルト５ｃ（第２の導体）をフランジ２ａから絶縁し、接続ボルト５ｃと伝送線路９ａ、接続ボルト５ｂを介してフランジ２ｂと伝送線路９ｂを接続する構成としたので、隣接する接続ボルト間の距離である長さがＬのスロットアンテナの共振周波数の約１／２の周波数で特に感度が高い部分放電センサーを得ることができる。
【００３６】
また、この発明の実施の形態１によれば、伝送線路９ａ、９ｂは圧着端子１０ａ、１０ｂを介して接続ボルト５ｃとフランジ２ａに固定する構成としたので、スロットアンテナで受信した信号を取り出すのに特別な構造を別途用意する必要がなく、組み立ての手間とコストを低減した部分放電センサーを得ることができる。
【００３７】
なお、図１および図３で示した伝送線路９の構成は同軸ケーブルとしていたが、これに限定するものではなく、接続ボルト５ｃとフランジ２ａの間に生じる信号を取り出すことができれば任意の伝送線路が選択可能である。
【００３８】
また、接続ボルトと絶縁される一方のフランジは、フランジ２ａ、２ｂのどちらを選択しても良い。例えば、図５は、図３に示した展開図の絶縁対象とするフランジを変更して絶縁スペーサと圧着端子を接続した変形例である。図において、ナット７ｃとフランジ２ｂの間に絶縁スペーサ８を挿入すれば、接続ボルト５ｃとフランジ２ｂを絶縁することができる。この場合、フランジ２ａ（第１のフランジ）、接続ボルト５ａ（第１の導体）、フランジ２ｂ（第２のフランジ）、接続ボルト５ｂ（第１の導体）によって構成されるスロットアンテナに対して、接続ボルト５ａ、５ｂの間の位置にある接続ボルト５ｃ（第２の導体）をフランジ２ｂから絶縁し、接続ボルト５ｃと伝送線路９ｂ、接続ボルト５ｂを介してフランジ２ｂと伝送線路９ａを接続する構成としたので、図３と同様に、隣接する接続ボルト間の距離である長さがＬのスロットアンテナの共振周波数の約１／２の周波数で特に感度が高い部分放電センサーを得ることができる。ここで、接続ボルトをフランジ２ｂ側から挿入し、フランジ２ａ側でナットを挿入する場合にも、絶縁対象としていずれのフランジを選択しても、接続ボルト５ｃに対して絶縁するフランジ側に絶縁スペーサ８を配置して圧着端子１０ａ、１０ｂの接続を同様に行うことができる。
【００３９】
実施の形態２．
先に説明したこの発明の実施の形態１では、フランジ２ａ、接続ボルト５ａ、フランジ２ｂ、接続ボルト５ｂが形成する閉ループにより構成されるスロットアンテナが放電源から放射された電磁波を受信する部分放電センサーについて説明した。この発明の実施の形態２では、接続ボルト５ａ、５ｂ間に設けた接続ボルトをフランジ２ａおよびフランジ２ｂと絶縁させてスロット長を伸延したスロットアンテナを構成する部分放電センサーについて説明する。
【００４０】
図６は、この発明の実施の形態２による部分放電センサーを含む部分放電検知装置の一例を示す図である。全体的な概略を説明する図６においては、図１に示したこの発明の実施の形態１と同一または同等の部分については同じ符号を付け、説明を省略する。
【００４１】
図７は、図６に示された曲面Ｂを含む断面の展開図である。曲面Ｂは、フランジを固定する接続ボルト５の中心を含む円周に沿った曲面であるが、ここでは平面的に示して説明する。図７において、図３に示したこの発明の実施の形態１と同一または同等の部分については同じ符号を付け、説明を省略する。
【００４２】
この発明の実施の形態２による部分放電センサーとこの発明の実施の形態１による部分放電センサーとの相違点は、接続ボルト５ａ、５ｂの間に、フランジ２ａおよびフランジ２ｂと絶縁された接続ボルト５ｄ（第３の導体）を少なくとも１つ設けた点である。
【００４３】
この発明の実施の形態２では、第３の導体である接続ボルト５ｄをフランジ２ａおよびフランジ２ｂから絶縁するため、絶縁スペーサ１１ａ、１１ｂ（第３の絶縁スペーサ）を設け、接続ボルト５ｄの頭部とフランジ２ａの間に絶縁スペーサ１１ａを、ナット７ｄとフランジ２ｂの間に絶縁スペーサ１１ｂをそれぞれ挿入している。これにより、接続ボルト５ｄは、フランジ２ａおよびフランジ２ｂとは電気的に接続しないようにする。なお、この絶縁スペーサ１１ａ、１１ｂのような絶縁材を接続ボルト５ｄと穴６ｄの間に充填してもよい。したがって、フランジ２ａ、接続ボルト５ａ、フランジ２ｂ、接続ボルト５ｂによって閉ループが形成され、スロットアンテナが構成される。
【００４４】
このとき、スロットアンテナの長さであるスロット長は隣接する接続ボルトの間隔Ｌの約３倍となり、この発明の実施の形態１と比較して１．５倍のスロット長とすることができる。したがって、スロット長が伸延することでスロットアンテナの共振周波数をより低くすることができる。
【００４５】
図８は、この発明の実施の形態２による部分放電センサーのフランジ２ａ、接続ボルト５ａ、フランジ２ｂ、接続ボルト５ｂによって構成されるスロットアンテナの受信電圧特性をシミュレーションによって算出した結果を示す説明図である。
【００４６】
図８より、この発明の実施の形態２のスロットアンテナは、この発明の実施の形態１のスロットアンテナよりも低い周波数である０．３３Ｆにおいて特に高い感度を有していることがわかる。したがって、この発明の実施の形態１の部分放電センサーよりも低い周波数であっても高い感度を得ることができる。
【００４７】
また、接続ボルト５ａ、５ｂの間で、フランジ２ａ，２ｂから絶縁される接続ボルト５ｄの数を２以上としても、すでに説明した動作と同様の原理により、スロット長が伸延されたスロットアンテナを構成することができる。この場合、絶縁される接続ボルトの数によって、スロット長が調整されてスロットアンテナの共振周波数を変化させることが可能である。
【００４８】
隣接する接続ボルト間の間隔Ｌが固定された状態において、接続ボルト５ａ、５ｂの間に含まれる接続ボルト５ｃ、５ｄ（伝送線路９ａを接続する接続ボルトを含む）の本数をＮとすると、フランジ２ａ、接続ボルト５ａ、フランジ２ｂ、接続ボルト５ｂによって構成されるスロットアンテナの長さ（スロット長）は、式（１）のように表せる。
【００４９】
【数１】
2015132821.tif 000003
と表される。
【００５０】
スロットアンテナの共振周波数は、スロット長が波長の１／２となる周波数であるから、スロット長が式（１）で表されるスロットアンテナの共振周波数Ｆ（Ｎ）は、式（２）のように表せる。
【００５１】
【数２】
2015132821.tif 000004
【００５２】
ここで、ｃは光速である。
【００５３】
式（２）より、接続ボルト５ａ、５ｂの間に含まれる接続ボルトの本数Ｎを増やすことによってスロットアンテナの共振周波数を低くすることができる。
【００５４】
したがって、隣接する接続ボルトの間隔Ｌが小さくなった場合でも、接続ボルト５ａ、５ｂの間に含まれる接続ボルト５ｃ、５ｄの本数Ｎを大きくすることでスロット長を伸延することができ、その結果として低い周波数で高い感度を有する部分放電センサーを得ることができる。
【００５５】
以上のように、この発明の実施の形態２によれば、第１の導体である接続ボルト５ａ、５ｂの間にある複数の接続ボルトのうち、第２の導体である接続ボルト５ｃをフランジ２ａから絶縁し、接続ボルト５ｃとフランジ２ａに伝送線路９ａ、９ｂを接続するとともに、接続ボルト５ｃ以外の接続ボルト５ａ、５ｂの間にある少なくとも１つの第３の導体である接続ボルト５ｄをフランジ２ａおよびフランジ２ｂから絶縁する構成としたので、式（２）で表される共振周波数で特に感度が高い部分放電センサーを得ることができる。よって、隣接する接続ボルトの間隔Ｌを小さくした場合でも、接続ボルト５ａ、５ｂの間に含まれる接続ボルト５ｃ、５ｄの本数Ｎを増やすことによって、より低い周波数帯で感度の高い部分放電センサーを得ることができる。
【００５６】
また、この発明の実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、伝送線路９ａ、９ｂは圧着端子１０ａ、１０ｂを介して接続ボルト５ｃとフランジ２ａに固定する構成としたので、スロットアンテナで受信した信号を取り出すのに特別な構造を別途用意する必要がなく、組み立ての手間とコストを低減した部分放電センサーを得ることができる。
【００５７】
なお、伝送線路９の構成は、実施の形態１と同様に、同軸ケーブルに限定するものではなく、接続ボルト５ｃとフランジ２ａの間に生じる信号を取り出すことができれば任意の伝送線路が選択可能である。
【００５８】
また、接続ボルトと絶縁される一方のフランジは、実施の形態１と同様に、フランジ２ａ、２ｂのどちらを選択しても良い。例えば、ナット７ｃとフランジ２ｂの間に絶縁スペーサ８を挿入すれば、接続ボルト５ｃとフランジ２ｂを絶縁することができる。この場合、接続ボルト５ｃとフランジ２ａに伝送線路に伝送線路９ａ、９ｂを接続すれば、同様の動作により高周波信号を検出することができ、低い周波数帯で感度の高い部分放電センサーを得ることができる。ここで、接続ボルトをフランジ２ｂ側から挿入し、フランジ２ａ側でナットを挿入する場合にも、絶縁スペーサ８をいずれの側に挿入してもよい。
【００５９】
また、フランジ２ａ，２ｂの両方から絶縁される接続ボルト５ｄは、他の接続ボルト５ａ〜５ｃと材質を変えて、導通性のない接続ボルト（連結部材）を採用することで、絶縁スペーサ１１ａ、１１ｂをなくしてもよい。
【００６０】
実施の形態３．
先に説明したこの発明の実施の形態２では、接続ボルト５ａ、５ｂ間に設けた接続ボルトをフランジ２ａおよびフランジ２ｂと絶縁させてスロット長を伸延したスロットアンテナを構成した部分放電センサーについて説明した。この発明の実施の形態３では、伝送線路９ａが接続される接続ボルト５ｃ以外のすべての接続ボルトをフランジ２ａおよびフランジ２ｂから絶縁させてアンテナを構成する部分放電センサーについて説明する。
【００６１】
図９は、この発明の実施の形態３による部分放電センサーを含む部分放電検知装置の一例の断面の展開図である。この発明の実施の形態２の図７に示した断面の展開図に相当する。
【００６２】
図において、伝送線路９ａが接続される接続ボルト５ｃ以外のすべての接続ボルトをフランジ２ａおよびフランジ２ｂから絶縁することで、フランジ２ａとフランジ２ｂから構成される平行平板型のアンテナとして動作し、放電源から放射された電磁波を受信する部分放電センサーが得られる。したがって、この発明の実施の形態１で説明した動作と同様の原理により、部分放電の発生を検知することができる。
【００６３】
ここで、接続ボルト５ｃ以外のすべての接続ボルト５ａ、５ｂ、５ｄをフランジ２ａおよびフランジ２ｂから絶縁する際に、この発明の実施の形態２の接続ボルト５ｄと同様に、接続ボルト５ａ、５ｂの頭部とフランジ２ａの間、およびナット７ａ、７ｂとフランジ２ｂの間にも絶縁スペーサ１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂをそれぞれ挿入することで、接続ボルト５ｃ以外の接続ボルト５ａ、５ｂ、５ｄはフランジ２ａおよびフランジ２ｂとは電気的に接続しないようにする。圧着端子１０ａの接続は、絶縁スペーサ１０ａと接続ボルト５ｃの間に図３、図７に示した接続方式と同様に行い、フランジ２ｂとのみ電気的に接続された状態とする。一方、圧着端子１０ｂの接続は、フランジ２ａと接続ボルト５ｂの間ではなく、フランジ２ａと絶縁スペーサ１２ａの間に接続し、フランジ２ａとのみ電気的に接続された状態とする。なお、絶縁スペーサのような絶縁材を接続ボルトと穴の間に充填してもよい。
【００６４】
この発明の実施の形態３では、この発明の実施の形態１および実施の形態２のスロットアンテナとは異なり、フランジ２ａ、２ｂ全体を平行平板型アンテナとして動作させるので、アンテナの動作周波数をスロットアンテナよりも低くさせることができ、ＶＨＦ帯の低い周波数帯においてさらに感度の高い放電検知センサーを得ることができる。
【００６５】
また、図１０は、図９に示された接続ボルトと圧着端子の接続の変形例である。図において、図９に対して接続ボルト５ｂを接続ボルト５ａと同様に、フランジ２ａおよびフランジ２ｂから絶縁する。接続ボルト５ｂから外した圧着端子１０ｂは接続ボルト５ｃを利用してフランジ２ｂと接続するが、接続ボルト５ｃには電気的に接続しないようにする。よって、例えば穴６ｃの径と同様に端子の径を大きくした圧着端子１０ｃに圧着端子１０ｂを代えることで、圧着端子１０ｃを絶縁スペーサ８とフランジ２ａの間に接続する。なお、圧着端子１０ａについても圧着端子１０ｃと同様の大きい径のものを使用しても、接続ボルト５ｃの頭から電気的な接続が確保できればよい。
【００６６】
なお、図１０で説明した接続ボルトと圧着端子の接続の変形例は、接続ボルト５ｂから絶縁スペーサ１２ａおよび絶縁スペーサ１２ｂを取り外して、実施の形態１の図３、実施の形態２の図７における接続ボルト５ｃの頭側に２つの圧着端子の接続にも適用可能である。また、実施の形態１から実施の形態３のいずれにおいても、図５のように、圧着端子の接続を接続ボルトの頭側からナット側へ変更しても、接続ボルト５ｃのナット７ｃ側に２つの圧着端子１０ａ、１０ｃを接続することができることは自明である。
【００６７】
以上のように、この発明の実施の形態３によれば、伝送線路９ａが接続される接続ボルト５ｃ以外のすべての接続ボルトをフランジ２ａおよびフランジ２ｂから絶縁させた平行平板型アンテナとして構成したので、フランジ２ａ、２ｂ全体をアンテナとして動作させて、アンテナの動作周波数をスロットアンテナよりも低くさせることができ、ＶＨＦ帯の低い周波数帯においてさらに感度の高い放電検知センサーを得ることができる。
【００６８】
また、この発明の実施の形態３によれば、この発明の実施の形態１および実施の形態２と同様に、伝送線路９ａ、９ｂは圧着端子１０ａ、１０ｂを介して接続ボルトとフランジに固定する構成としたので、スロットアンテナで受信した信号を取り出すのに特別な構造を別途用意する必要がなく、組み立ての手間とコストを低減した部分放電センサーを得ることができる。
【００６９】
なお、伝送線路９の構成は、この発明の実施の形態１および実施の形態２と同様に、同軸ケーブルに限定するものではなく、接続ボルト５ｃとフランジ２ａの間に生じる信号を取り出すことができれば任意の伝送線路が選択可能である。
【００７０】
また、接続ボルトと絶縁される一方のフランジは、この発明の実施の形態１および実施の形態２と同様に、フランジ２ａ、２ｂのどちらを選択しても良い。例えば、ナット７ｃとフランジ２ｂの間に絶縁スペーサ８を挿入すれば、接続ボルト５ｃとフランジ２ｂを絶縁することができる。この場合、接続ボルト５ｃとフランジ２ａに伝送線路に伝送線路９ａ、９ｂを接続すれば、同様の動作により高周波信号を検出することができ、低い周波数帯で感度の高い部分放電センサーを得ることができる。ここで、接続ボルトをフランジ２ｂ側から挿入し、フランジ２ａ側でナットを挿入する場合にも、絶縁スペーサ８をいずれの側に挿入してもよい。
【００７１】
また、フランジ２ａ，２ｂの両方から絶縁される接続ボルト５ａ、５ｂ、５ｄは、他の接続ボルト５ｃと材質を変えて、導通性のない接続ボルトを採用することで、絶縁スペーサをなくしてもよい。
【００７２】
これまで説明したように、この発明の部分放電センサーによれば、フランジ２ａ、接続ボルト５ａ、フランジ２ｂ、接続ボルト５ｂによって構成されるスロットアンテナに対して、接続ボルト５ａ、５ｂの間にある接続ボルト５ｃをフランジ２ａから絶縁し、接続ボルト５ｃとフランジ２ａに伝送線路に伝送線路９ａ、９ｂを接続する構成としたので、長さがＬのスロットアンテナの共振周波数の約１／２の周波数で特に感度が高い部分放電センサーを得ることができる。
【００７３】
また、この発明の部分放電センサーによれば、接続ボルト５ａ、５ｂの間にある複数の接続ボルトのうち、接続ボルト５ｃをフランジ２ａから絶縁し、接続ボルト５ｃとフランジ２ａに伝送線路９ａ、９ｂを接続するとともに、接続ボルト５ｃ以外の接続ボルト５ａ、５ｂの間にあるＮ個の接続ボルトをフランジ２ａおよびフランジ２ｂから絶縁する構成としたので、式（２）で表される共振周波数で特に感度が高い部分放電センサーを得ることができ、隣接する接続ボルトの間隔Ｌを小さくした場合でも、接続ボルト５ａ、５ｂの間に含まれる接続ボルト５ｃ、５ｄの本数Ｎを増やすことによって、より低い周波数帯で感度の高い部分放電センサーを得ることができる。
【００７４】
また、この発明の部分放電センサーによれば、伝送線路９ａが接続される接続ボルト５ｃ以外のすべての接続ボルトをフランジ２ａおよびフランジ２ｂから絶縁させた平行平板型アンテナとして構成したので、フランジ２ａ、２ｂ全体をアンテナとして動作させて、アンテナの動作周波数をスロットアンテナよりも低くさせることができ、ＶＨＦ帯の低い周波数帯においてさらに感度の高い放電検知センサーを得ることができる。
【００７５】
また、この発明の部分放電センサーによれば、伝送線路９ａ、９ｂは圧着端子１０ａ、１０ｂを介して接続ボルト５ｃとフランジ２ａに固定する構成としたので、スロットアンテナで受信した信号を取り出すのに特別な構造を別途用意する必要がなく、コストを低減した部分放電センサーを得ることができる。
【００７６】
なお、この発明の部分放電センサーをガス絶縁開閉装置などの電力機器の部分放電検知装置として利用することで、部分放電を早期に検知し、絶縁破壊の発生を未然に防止することが可能となる。
【００７７】
なお、この発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意な構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意な構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
この発明に係る部分放電センサーは、ＶＨＦ帯のような低い周波数帯の電磁波を受信する感度を向上させることができ、ガス絶縁開閉装置のような電力機器において部分放電を検出する部分放電検知装置などに適している。
【符号の説明】
【００７９】
１ａ、１ｂ  導体管、２ａ、２ｂ  フランジ、３  高電圧導体、４  絶縁スペーサ、５、５ａ〜５ｄ  接続ボルト、６ａ〜６ｃ  穴、７ａ〜７ｃ  ナット、８  絶縁スペーサ、９、９ａ、９ｂ  伝送線路、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ  圧着端子、１１ａ、１１ｂ  絶縁スペーサ、１２ａ、１２ｂ  絶縁スペーサ、１３ａ、１３ｂ  絶縁スペーサ。
【図１】
2015132821.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年3月15日(2016.3.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の導体管の一端に形成された第１のフランジと、
第２の導体管の一端に形成された第２のフランジと、
前記第１のフランジおよび前記第２のフランジの間に挟まれた第１の絶縁スペーサ、
前記第１のフランジと前記第１の絶縁スペーサと前記第２のフランジを貫通する複数の穴と、
前記複数の穴の１つを貫通し、前記第１のフランジおよび前記第２のフランジに電気的に接続して配置された少なくとも２つの第１の導体と、
前記複数の穴の１つを貫通し、前記第２のフランジに電気的に接続して配置された第２の導体と、
前記第２の導体と前記第１のフランジとの間を絶縁する第２の絶縁スペーサと
を備えた部分放電センサー。
【請求項２】
前記第１のフランジと前記第２のフランジと前記第１の導体を線路として形成されるスロットアンテナ
を備えた請求項１に記載の部分放電センサー。
【請求項３】
前記複数の穴の１つを貫通し、配置された少なくとも１つの連結部材
を備え、
前記連結部材は、前記第１の導体と前記第２の導体が配置される周状において、前記第１の導体と前記第２の導体の間に配置された
請求項１に記載の部分放電センサー。
【請求項４】
前記連結部材は、第３の導体であって、
前記第３の導体と前記第１のフランジとの間および前記第３の導体と前記第２のフランジとの間をそれぞれ絶縁する第３の絶縁スペーサ
を備えた請求項３に記載の部分放電センサー。
【請求項５】
給電線の内導体および外導体のいずれか一方が前記第１の導体の１つを介して前記第１のフランジに電気的に接続され、
前記給電線の内導体および外導体のいずれか他方が前記第２の導体を介して前記第２のフランジに電気的に接続される
請求項１に記載の部分放電センサー。
【請求項６】
前記第２の導体は、前記第１のフランジおよび前記第２のフランジを連結するボルトであって、
前記給電線の内導体および外導体は、先端に導体端子を有し、
前記ボルトを介して、２つの前記導体端子とこの２つの前記導体端子の間に前記第２の絶縁スペーサを挟んで当該ボルトの頭部または当該ボルトを締めるナットにより前記第１のフランジに固定する
請求項５に記載の部分放電センサー。
【請求項７】
前記第１の導体、前記第２の導体は、前記第１のフランジおよび前記第２のフランジを連結する第１、第２のボルトであって、
前記給電線の内導体および外導体は、先端に導体端子を有し、
前記第１のボルトを介して２つの前記導体端子のいずれか一方を、前記第２のボルトを介して２つの前記導体端子のいずれか他方を当該ボルトの頭部または当該ボルトを締めるナットにより前記第１のフランジに固定する
請求項５に記載の部分放電センサー。
【請求項８】
第１の導体管の一端に形成された第１のフランジと、
第２の導体管の一端に形成された第２のフランジと、
前記第１のフランジおよび前記第２のフランジの間に挟まれた第１の絶縁スペーサと、  前記第１のフランジと前記第１の絶縁スペーサと前記第２のフランジを貫通する第１の穴と、
前記第１の穴を貫通し、前記第２のフランジに電気的に接続して配置された第１の導体と、
前記第１の導体と前記第１のフランジとの間を絶縁する第２の絶縁スペーサと、
前記第１のフランジと前記第２のフランジとから形成される平行平板アンテナと
を備えた部分放電センサー。
【請求項９】
第１の導体管の一端に形成された第１のフランジと、
第２の導体管の一端に形成された第２のフランジと、
前記第１のフランジおよび前記第２のフランジの間に挟まれた第１の絶縁スペーサと、  前記第１のフランジと前記第１の絶縁スペーサと前記第２のフランジを貫通する第１の穴と、
前記第１の穴を貫通し、前記第２のフランジに電気的に接続して配置された第１の導体と、
前記第１の導体と前記第１のフランジとの間を絶縁する第２の絶縁スペーサと
を備え、
給電線の内導体および外導体のいずれか一方が前記第１のフランジに電気的に接続され、
前記給電線の内導体および外導体のいずれか他方が前記第１の導体を介して前記第２のフランジに電気的に接続される
部分放電センサー。
【請求項１０】
前記第１の導体は、前記第１のフランジおよび前記第２のフランジを連結するボルトであって、
前記給電線の内導体および外導体は、先端に導体端子を有し、
前記ボルトを介して、２つの前記導体端子とこの２つの前記導体端子の間に前記第２の絶縁スペーサを挟んで当該ボルトの頭部または当該ボルトを締めるナットにより前記第１のフランジに固定する
請求項９に記載の部分放電センサー。
【請求項１１】
前記第１のフランジと前記第１の絶縁スペーサと前記第２のフランジを貫通する第２の穴と、
前記第２の穴を貫通し、配置された第２の導体と、
前記第２の導体と前記第１のフランジとの間および前記第２の導体と前記第２のフランジとの間をそれぞれ絶縁する第３の絶縁スペーサと
を備え、
前記第１の導体、前記第２の導体は、前記第１のフランジおよび前記第２のフランジを連結する第１、第２のボルトであって、
前記給電線の内導体および外導体は、先端に導体端子を有し、
前記第１のボルトを介して２つの前記導体端子のいずれか一方を、前記第２のボルトを介して２つの前記導体端子のいずれか他方を当該ボルトの頭部または当該ボルトを締めるナットにより前記第１のフランジに固定する
請求項９に記載の部分放電センサー。
【国際調査報告】
2015132821.tif 000015
2015132821.tif 000016
2015132821.tif 000017