(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧印加部を絶縁材で覆った非接地の被検出物に対する部分放電検出用のセンサであって、
一端が前記絶縁材の表面への設置端で、他端が接地端とされる回路を備え、
前記回路は、絶縁材外部の比誘電率と略同一の比誘電率を備えた複数のキャパシタを直列接続したことを特徴とするセンサ。
【請求項２】
前記キャパシタの誘電体が発泡体で構成されることを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記キャパシタの電極が金属フィルムで構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサ。
【請求項４】
一端が前記絶縁材の表面への設置端で、他端が接地端とされた前記キャパシタを有する複数の前記センサを備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のセンサ。
【請求項５】
一端が前記絶縁材の表面への設置端で、他端が接地端とされた前記キャパシタがセンサ内部に複数並設されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のセンサ。
【請求項６】
前記センサ内部に並設された複数の前記キャパシタは、誘電体が各キャパシタ間で共通であり、各キャパシタの電極が分割された構成とされていることを特徴とする請求項５記載のセンサ。
【請求項７】
前記絶縁材外部は、前記センサの周囲の外部空間であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のセンサ。
【請求項８】
電圧印加部を絶縁材で覆った非接地の被検出物に対する部分放電検出用のセンサであって、
絶縁材外部の比誘電率と略同一の比誘電率を備え、一端が前記絶縁材の表面への設置端で、他端が接地端とされたキャパシタを有し、
前記キャパシタの誘電体が発泡体で構成されることを特徴とするセンサ。
【請求項９】
電圧印加部を絶縁材で覆った非接地の被検出物に対する部分放電検出用のセンサであって、
絶縁材外部の比誘電率と略同一の比誘電率を備え、一端が前記絶縁材の表面への設置端で、他端が接地端とされたキャパシタを有する前記センサを複数、備えることを特徴とするセンサ。
【請求項１０】
電圧印加部を絶縁材で覆った非接地の被検出物に対する部分放電検出用のセンサであって、
絶縁材外部の比誘電率と略同一の比誘電率を備え、一端が前記絶縁材の表面への設置端で、他端が接地端とされたキャパシタを有し、
一端が前記絶縁材の表面への設置端で、他端が接地端とされた前記キャパシタがセンサ内部に複数並設されていることを特徴とするセンサ。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載されたセンサと、前記センサに接続されており部分放電を検出する検出部と、接地部と、を有することを特徴とする部分放電検出装置。
【請求項１２】
電圧印加部を絶縁材で覆った非接地の被検出物に対する部分放電検出用のセンサと、前記センサに接続されており部分放電を検出する検出部と、接地部と、を有し、
前記センサは、絶縁材外部の比誘電率と略同一の比誘電率を備え、一端が前記絶縁材の表面への設置端で、他端が接地端とされたキャパシタを有することを特徴とする部分放電検出装置。
【請求項１３】
部分放電検出に際して、前記絶縁材の表面に対して前記接地部が対向し、前記接地部と前記絶縁材との間に前記センサが配置されるように、前記センサ及び前記接地部が支持されており、前記キャパシタの比誘電率は、前記絶縁材と前記接地部との間の空間の比誘電率と略同一とされることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の部分放電検出装置。
【請求項１４】
請求項４又は９に記載された前記センサを備え、各センサは前記検出部に接続されており、各センサにて検出された電流の極性に基づいて、絶縁材内部での放電源が判別可能とされることを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれかに記載の部分放電検出装置。
【請求項１５】
請求項５又は１０に記載された前記センサを備え、並設された各キャパシタの他端側は前記検出部に接続されており、各キャパシタにて検出された電流の極性に基づいて、絶縁材内部での放電源が判別可能とされることを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれかに記載の部分放電検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電圧印加部を絶縁材で覆った被検出物に対して部分放電を検出可能なセンサ及び部分放電検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、環境要求による都市部近郊での分散型電源建設、省エネ要求による工場・ビル設備の高電圧化に伴い、小さいスペースに、より高い電圧の装置を導入することが求められている。
【０００３】
高電圧設備を小型化するためには、設備内部の絶縁を確保することが課題となる。しかし、最も汎用的な空気を用いた絶縁では、材料物性により絶縁特性が空間距離１ｃｍに対して絶縁破壊電圧が約３０ｋＶで制限される。さらに、大気開放している高電圧部には、汚損や腐食による経年劣化が生じ、その特性低下も含めて離隔距離を確保する必要がある。
【０００４】
そこで、小型化の手段として絶縁物を空気から他の材料に変更することが行われている。絶縁耐力が高い気体絶縁材料として、圧力を上げた乾燥空気やＳＦ６が適用され、小型化に寄与している。さらに、特に高電圧となる部分は、局所的にエポキシ樹脂やシリコン樹脂で封止して絶縁耐圧を高めている。
【０００５】
ところで、固体の絶縁材を適用する上で問題となるのは、絶縁材内部の空隙欠陥（剥離やボイド）である。空隙部分の絶縁性能は空気と同等であり、さらにこの部分には誘電率逆比で電界が集中する。この空隙部分で部分放電が発生し続けると、絶縁材を侵食して、最終的には全体の絶縁破壊に至ってしまう問題があった。
【０００６】
特許文献１は、部分放電測定装置に関する発明である。特許文献１における部分放電測定装置は、接触センサと測定器とを備え、部分放電の検出の際、センサ電極を測定対象としての電力機器に接触させる。電力機器に放電源が存在することで発生する電気信号を接触センサにて検出し、測定器にて放電源の有無を判定している。特許文献１では、測定対象としての電力機器の表面は接地された状態にある。
【０００７】
図７には、高電圧素子１００と、高電圧素子１００を覆う絶縁材１０１と、絶縁材１０１の表面を覆う金属製の容器１０２と、を有する測定対象としての電力機器１０３が示されている。図７に示す符号１０４は、絶縁材１０１内部に生じた空隙欠陥による放電源１０４である。図７では、特許文献１と同様に、電力機器１０３の表面が接地されている。
【０００８】
高電圧素子１００に高電圧が印加されると、放電源１０４にて部分放電が生じる。このとき、部分放電で発生する電気信号を接触センサ１０５にて検出することで、部分放電の発生有無を判定している。
【０００９】
しかしながら図７に示すように電力機器１０３の表面が接地された構造では、電気信号は、放電源１０４からの電流が絶縁物表面に到達した後、電気抵抗がない表面接地面上を伝播する。表面伝播では電流信号が殆ど減衰しないため、接触センサ１０５による測定箇所により電流信号レベルの差を判別しにくく、放電源１０４の位置検出が困難であるといった問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１３−１３４１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明者は、図７とは異なって、被検出物の表面が接地されていない構造の部分放電について考察した。このとき、図８に示すように、被検出物２００の絶縁材２０１表面に接触するセンサ２０２を用いることで、放電に伴う電流を表面接地に妨害されずに直接検出することができる。
【００１２】
しかしながら図９に示すように、接地したセンサ２０２を絶縁材２０１表面に取り付けることで、絶縁材２０１内部に電界を集中させてしまい、センサ２０２を取り付ける前と同一の条件で部分放電検出を行うことができない。
【００１３】
例えば、印加電圧をＶ、高電圧部２０３から絶縁材２０１表面までの距離がＤａ、絶縁材２０１表面から接地フレーム２０４までの距離がＤｂであり、絶縁材２０１の比誘電率をεａ、絶縁材２０１と接地フレーム間２０４間の空間の比誘電率をεｂとする。すると図９に示すように、センサ２０２が接触していない場所での絶縁材２０１内部の電界Ｅａは、［Ｖ／（Ｄａ＋Ｄｂ）］×［εｂ／（εａ＋εｂ）］となり、一方、センサ２０２直下の絶縁材２０１内部の電界Ｅａ´は、Ｖ／Ｄａである。このように、センサ２０２が取り付けられた場所と、センサ２０２が取り付けられていない場所とでは絶縁材２０１内部での電界が異なってしまう。例えば、絶縁材２０１の比誘電率εａが４であり、絶縁材２０１と接地フレーム間２０４間は空気であり、比誘電率をεｂを１とし、またＤａ＝Ｄｂとする。このとき、センサ２０２が取り付けられていない場所での絶縁材２０１内部の電界Ｅａは、［Ｖ/２Ｄａ］×［１／（４＋１）］となり、センサ２０２直下の絶縁材２０１内部の電界Ｅａ´は、センサ２０２が取り付けられていない場所での電界Ｅａの１０倍にまで上昇する。
【００１４】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、非接地の被検出物に対し、部分放電検出の際、センサの接触による絶縁材内部での電界集中を抑制できるセンサ及びそれを用いた部分放電検出装置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】
【００１５】
非接地の被検出物に対する部分放電の測定に際し、センサを絶縁材表面に接触させても、センサを設置した直下の絶縁材内部に電界が集中することがないように、センサの構成を改良したものである。すなわち本発明は以下の通りである。
【００１６】
本発明は、電圧印加部を絶縁材で覆った非接地の被検出物に対する部分放電検出用のセンサであって、一端が前記絶縁材の表面への設置端で、他端が接地端とされる回路を備え、前記回路は、絶縁材外部の比誘電率と略同一の比誘電率を備えた複数のキャパシタを直列接続したことを特徴とする。
【００１７】
このように本発明では、センサを構成するキャパシタと絶縁材外部との比誘電率を略同一に制御した。これにより、誘電率逆比で発生する絶縁材内部の電界強度を一定に保つことができ、センサを用いた部分放電検出精度を向上させることができる。
【００１８】
また本発明では、一端が前記絶縁材の表面への設置端で、他端が接地端とされる回路を備え、前記回路は、絶縁材外部の比誘電率と略同一の比誘電率を備えた複数のキャパシタを直列接続している。これにより、耐圧特性を向上させることができる。
【００１９】
また本発明では、前記キャパシタの誘電体が発泡体で構成されることが好ましい。これにより、絶縁材外部の媒体が発泡材の内部に含浸して、常に絶縁材外部の誘電率と一定にすることができる。また、発泡材を用いることで、センサを発泡材の厚さ方向に圧縮させることが可能になり、センサを様々な部位に設置することが可能になる。
【００２０】
また本発明では、前記キャパシタの電極が金属フィルムで構成されることが好ましい。これにより、被検出物の表面が曲面等であっても、表面に適切にセンサを取り付けることが可能である。
【００２１】
また本発明では、一端が前記絶縁材の表面への設置端で、他端が接地端とされた前記キャパシタを有する複数の前記センサを備えることができる。あるいは、一端が前記絶縁材の表面への設置端で、他端が接地端とされた前記キャパシタがセンサ内部に複数並設されている構成にすることができる。このとき、前記センサ内部に並設された複数の前記キャパシタは、誘電体が各キャパシタ間で共通であり、各キャパシタの電極が分割された構成とされていることが好適である。
【００２２】
また本発明では、前記絶縁材外部は、前記センサの周囲の外部空間であることが好ましい。
また本発明は、電圧印加部を絶縁材で覆った非接地の被検出物に対する部分放電検出用のセンサであって、絶縁材外部の比誘電率と略同一の比誘電率を備え、一端が前記絶縁材の表面への設置端で、他端が接地端とされたキャパシタを有し、前記キャパシタの誘電体が発泡体で構成されることを特徴とする。
また本発明は、電圧印加部を絶縁材で覆った非接地の被検出物に対する部分放電検出用のセンサであって、絶縁材外部の比誘電率と略同一の比誘電率を備え、一端が前記絶縁材の表面への設置端で、他端が接地端とされたキャパシタを有する前記センサを複数、備えることを特徴とする。
また本発明は、電圧印加部を絶縁材で覆った非接地の被検出物に対する部分放電検出用のセンサであって、絶縁材外部の比誘電率と略同一の比誘電率を備え、一端が前記絶縁材の表面への設置端で、他端が接地端とされたキャパシタを有し、一端が前記絶縁材の表面への設置端で、他端が接地端とされた前記キャパシタがセンサ内部に複数並設されていることを特徴とする。
【００２３】
また本発明における部分放電検出装置は、上記のいずれかに記載されたセンサと、前記センサに接続されており部分放電を検出する検出部と、接地部と、を有することを特徴とする。また本発明における部分放電検出装置は、電圧印加部を絶縁材で覆った非接地の被検出物に対する部分放電検出用のセンサと、前記センサに接続されており部分放電を検出する検出部と、接地部と、を有し、前記センサは、絶縁材外部の比誘電率と略同一の比誘電率を備え、一端が前記絶縁材の表面への設置端で、他端が接地端とされたキャパシタを有することを特徴とする。これにより表面が非接地の被検出物に対して、適切に部分放電を検出することが可能である。特に本発明では、比誘電率が絶縁材外部と略同一のキャパシタにて構成されたセンサを用いることにより、誘電率逆比で発生する絶縁材内部の電界強度を一定に保つことができるため、部分放電の検出精度を向上させることができる。
【００２４】
本発明では、部分放電検出に際して、前記絶縁材の表面に対して前記接地部が対向し、前記接地部と前記絶縁材との間に前記センサが配置されるように、前記センサ及び前記接地部が支持されており、前記キャパシタの比誘電率は、前記絶縁材と前記接地部との間の空間の比誘電率と略同一とされることが好ましい。
【００２５】
また本発明では、一端が前記被検出物の表面への設置端で、他端が接地端とされた前記キャパシタを有する複数の前記センサを備え、各センサは前記検出部に接続されており、各センサにて検出された電流の極性に基づいて、絶縁材内部での放電源が判別可能とされることが好ましい。このように、複数のセンサで異なる複数点での電流を検知し、その極性を判定することにより、絶縁材内部の放電源の位置を一つのセンサよりも精度よく特定することが可能になる。
【００２６】
また本発明では、一端が前記被検出物の表面への設置端で、他端が接地端とされた前記キャパシタがセンサ内部に複数並設されている前記センサを備え、並設された各キャパシタは前記検出部に接続されており、各キャパシタにて検出された電流の極性に基づいて、絶縁材内部での放電源が判別可能とされることが好ましい。これにより、センサ内部に並設された各キャパシタを介して電流を検知し、その極性を判定することにより、一回の測定で高精度に放電源の位置を判定することが可能になる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明では、キャパシタと絶縁材外部との比誘電率を略同一に制御することにより、誘電率逆比で発生する絶縁材内部の電界強度を一定に保つことができ、センサを用いた部分放電の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、第１の実施の形態のセンサを具備した部分放電検出装置を用いて、非接地の被検出物の部分放電を測定するための断面模式図であり、特に測定原理を説明するための図である。
【図２】図２は、第２の実施の形態を示すセンサを具備した部分放電検出装置を用いて、非接地の被検出物の部分放電を測定するための断面模式図である。
【図３】図３は、第３の実施の形態を示すセンサを具備した部分放電検出装置を用いて、非接地の被検出物の部分放電を測定するための断面模式図である。
【図４】図４は、第４の実施の形態を示すセンサを具備した部分放電検出装置を用いて、非接地の被検出物の部分放電を測定するための断面模式図である。
【図５】図５は、第５の実施の形態を示すセンサを具備した部分放電検出装置を用いて、非接地の被検出物の部分放電を測定するための断面模式図である。
【図６】図６は、第６の実施の形態を示すセンサを具備した部分放電検出装置を用いて、非接地の被検出物の部分放電を測定するための断面模式図である。
【図７】従来におけるセンサを用いて、接地された被検出物に対し部分放電を測定するための断面模式図である。
【図８】従来におけるセンサを用いて、非接地の被検出物に対し部分放電を測定するための断面模式図である。
【図９】図８に示す従来構造を用いて部分放電を測定した際の課題を説明するための断面図模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、第１の実施の形態のセンサを具備した部分放電検出装置を用いて、非接地の被検出物の部分放電を検出するための断面模式図であり、特に測定原理を説明するための図である。
【００３０】
図１には、電圧印加部２を絶縁材３で覆った高電圧機器１（被検出物；測定対象物）に対する部分放電検出用のセンサ４と、検出部５と、接地フレーム（接地部）６とを具備した部分放電検出装置７が図示されている。
【００３１】
高電圧機器１は、特に限定されるものでないが、例えば、変圧器、コンデンサ、電力ケーブル、回転機、開閉器、配電機器、接続導体等である。なお高電圧機器１は、接地されていない（非接地である）。電圧印加部２は、高電圧機器１の本体部分を構成しており、例えば変圧器であれば電圧印加部２は鉄心及び巻線である。電圧印加部２には高電圧が印加される。
【００３２】
図１に示すように、絶縁材３は、電圧印加部２の全周囲を覆っている。絶縁材３の材質は特に限定されるものではないが、例えばエポキシ樹脂やシリコン樹脂を例示することができる。
【００３３】
図１に示すようにセンサ４は、一端４ａが高電圧機器１を構成する絶縁材３の表面３ａへの設置端で、他端４ｂが接地端とされたキャパシタ８を備える。図１に示すセンサ４は、複数のキャパシタ８が、直列接続された回路９を備えており、回路９の一端が絶縁材３の表面３ａへの設置端で、他端が接地端とされている。このように図１に示すセンサ４は多段容量センサを構成する。なおキャパシタ８は一つとしてもよいが、複数を直列接続した回路構成とすることで耐圧特性の向上を図ることができる。すなわち、測定対象物に高電圧が印加された状態では、キャパシタ８は、分担電圧が小さい多段構成（複数を直列接続した回路構成）が有利となる。また、曲面センサとした場合に、電極間距離が大きすぎると設計どおりのキャパシタとして作用しないので、キャパシタ８を多段構成とすることが好ましい。
【００３４】
本実施の形態では各キャパシタ８の比誘電率を、絶縁材外部１０の比誘電率と略同一に調整している。ここで「略同一」とは、製造誤差を含む概念であり、またキャパシタ８の比誘電率と、絶縁材外部１０の比誘電率との差（絶対値）｛[（キャパシタ８の比誘電率−絶縁材外部１０の比誘電率）／絶縁材外部１０の比誘電率]×１００（％）｝が２０％程度以下であれば「略同一」の範囲とされる。
【００３５】
絶縁材外部１０は、例えば空気や油で構成され、絶縁材外部１０の環境に合わせてキャパシタ８の比誘電率を調整する。絶縁材外部１０が空気であれば、絶縁材外部１０の比誘電率は約１であるため、キャパシタ８の比誘電率が１となる誘電体を用いる。なお、絶縁材外部１０とは、センサ４の周囲を取り囲む外部空間である。したがってセンサ４が設置される絶縁材３の表面３ａとは反対側の外部空間でなく、絶縁材外部１０は、センサ４に近い側の外部空間に設定される。
【００３６】
図１に示すように、センサ４は検出部５に接続されており、検出部５は接地フレーム６に接続されている。図１では、接地フレーム６が高電圧機器１に対して間隔を空けて、高電圧機器１の表面に略平行に配置されている。係る構成においては、絶縁材３と接地フレーム６間の外部空間を絶縁材外部１０として設定することができる。したがってキャパシタ８の比誘電率は、絶縁材３と接地フレーム６間の外部空間の比誘電率と略同一となるように設定される。なお接地フレーム６は板状、棒状等、特に形状を限定するものでない。
【００３７】
検出部５は、センサ４から検出部５に流れる電流を検出し、電流検出レベル及び極性に基づいて部分放電を検出する部分である。図１に示すように、センサ４は、検出部５を介して接地フレーム６に接続されており、センサ４の他端４ｂは接地端とされている。
【００３８】
図１に示すように、絶縁材３が非接地の高電圧機器１に対する部分放電検出について考察する。図１に示す符号１１は、絶縁材３内部に形成された空隙欠陥による放電源である。図１に示すように高電圧機器１に対して交流電源から高電圧が印加される。これにより、絶縁材内部の放電源１１では、火花放電が繰り返し生じる。放電源１１は、電荷を消失させる電荷消失源であり、火花放電により電荷が消失する。図１に示すように、センサ４が絶縁材３の表面３ａに接触することでセンサ４と電圧印加部２との間には容量結合が形成される。消失した電荷は、センサ４と電圧印加部２との間の等価容量Ｃから補填され、電荷の補填によりパルス電流Ｐが生じる。
【００３９】
このパルス電流Ｐはキャパシタ８により構成されたセンサ４により検出される。そしてセンサ４に接続された検出部５により電流検出レベル及び電流の極性が検出され、絶縁材内部での放電源１１の有無及び放電源１１の位置を部分放電検出装置７により特定することができる。
【００４０】
本実施の形態は、非接地の高電圧機器１に対し、部分放電検出のためのセンサ４を絶縁材３の表面３ａに接触させた際に、従来と異なって、絶縁材内部での電界集中を抑制可能なセンサ構成に関するものである。これを実現するために本実施の形態では、センサ４を構成するキャパシタ８の比誘電率を、絶縁材外部１０の比誘電率と略同一に調整したのである。これにより、誘電率逆比で発生する絶縁材内部の電界強度を一定に保つことができる。
【００４１】
図２は、第２の実施の形態を示すセンサを具備した部分放電検出装置を用いて、非接地の被検出物の部分放電を測定するための断面模式図である。図２において図１と同じ符号は図１と同じ部分を示す。
【００４２】
図２では、直列接続された各キャパシタ８の誘電体１２が圧縮性に優れた材質、具体的には発泡体で構成されている。発泡体は高分子発泡体であることが好適である。図２に示すように各誘電体１２の膜厚方向（紙面縦方向）の両側には電極としての金属導体１３が形成されている。また図２に示すように、センサ４の最下面及び最上面に位置する金属導体１３の外側には絶縁フィルム１４が設けられている。そして図２に示すように、各絶縁フィルム１４の表面が絶縁材３の表面３ａ及び接地フレーム６の表面６ａに接している。絶縁フィルム１４は必ずしも必要でないが、絶縁フィルム１４を設けることで、絶縁材３の表面３ａや接地フレーム６の表面６ａとの密着性を向上させることができる。
【００４３】
発泡体の材質を限定するものでないが、発泡体として例えば、発泡ウレタンやシリコンスポンジを選択することができる。
【００４４】
図２では、各キャパシタ８を構成する誘電体１２の比誘電率が、絶縁材外部１０の比誘電率と略同一である。
【００４５】
図２に示すように、誘電体１２を発泡体とすることにより、絶縁材外部１０の媒体（空気や油等）を発泡体内部に適切に含浸させることができ、常に絶縁材外部１０と比誘電率を一定にすることができる。
【００４６】
また誘電体１２に発泡体を用いることにより、センサ４を厚さ方向（図２に示す紙面縦方向）に圧縮可能にでき、センサ４を様々な部位に設置や挿入することができる。
【００４７】
図３は、第３の実施の形態を示すセンサを具備した部分放電検出装置を用いて、非接地の被検出物の部分放電を測定するための断面模式図である。図３において図１、図２と同じ符号は図１、図２と同じ部分を示す。
【００４８】
図３では、各キャパシタ８の電極として金属フィルム１５が用いられる。金属フィルム１５には、例えばアルミ蒸着フィルムが用いられる。金属フィルム１５は可撓性の導電体である。
【００４９】
図３に示すように、キャパシタ８の電極として金属フィルム１５を用いることで、例えば図３に示すように絶縁材３の表面３ａが曲面状であっても、曲面状の表面にセンサ４を適切に取り付けることができる。すなわち図３では、センサ４が絶縁材３の表面３ａの形状に応じて変形できるため、センサ４と絶縁材３との間に隙間が生じないように、センサ４を絶縁材３の表面３ａに密着させることが可能である。
【００５０】
図４は、第４の実施の形態を示すセンサを具備した部分放電検出装置を用いて、非接地の被検出物の部分放電を測定するための断面模式図である。図４において図１と同じ符号は図１と同じ部分を示す。
【００５１】
図４では、図１に示すセンサ４が２個設けられている。各センサ４は夫々、検出部５に接続されている。そして検出部５と接地フレーム６とが接続されている。図４に示すセンサ４は、図１と同様に、絶縁材外部１０の比誘電率と略同一の比誘電率を有する複数のキャパシタ８が直列接続された多段容量センサである。
【００５２】
図４に示すように各センサ４は、間隔を空けて絶縁材３の表面３ａに並設されている。そのため、各センサ４を絶縁材３の表面３ａ内の異なる位置に設置することができる。図４では、ちょうど放電源１１を挟んで両側の絶縁材３の表面３ａに各センサ４が配置された状態とされている。このため、部分放電検出において、一方のセンサ４にて検出される電流の極性と他方のセンサ４にて検出される電流の極性とが異なっている。図４に示す図示右側のセンサ４では、例えば、正極性のパルス電流を検出し、図示左側のセンサ４では、例えば、負極性のパルス電流を検出する。したがって、検出部５にて、各センサ４にて検出された電流検出レベル及び極性を比較・判別することで、絶縁材内部での放電源１１の位置を特定することが可能である。
【００５３】
なお図１に示すようにセンサ４が１個の場合でも、電流検出レベルの大小で放電源１１との距離をある程度判別することができる。ただし、複数のセンサ４を配置し、電流検出レベルのみならず、電流の極性を判定要素に取り込むことで、センサ４が１個だけの構成に比べて、絶縁材内部での放電源１１の位置をより正確に特定することができる。
【００５４】
例えば図４のように、２個のセンサ４を用い、各センサ４から検出される電流の極性が異なる場合、放電源１１は各センサ４の間に位置する絶縁材内部に存在し、各センサ４から検出される電流の極性が同じ場合には、放電源１１はセンサ４の外側の絶縁材内部に位置することがわかる。そして、センサ４の取り付け箇所を変化させて部分放電検出を繰り返すことで、より正確に放電源１１の位置を特定することができる。図４ではセンサ４の数は２個であるが３個以上とすることもできる。
【００５５】
なお図４において、各センサ４を、図２や図３に示した誘電体及び電極にて構成することができる。
【００５６】
図５は、第５の実施の形態を示すセンサを具備した部分放電検出装置を用いて、非接地の被検出物の部分放電を測定するための断面模式図である。図５において、図１と同じ符号は図１と同じ部分を示す。
【００５７】
図５に示すセンサ１６内には、複数のキャパシタ８を直列接続した回路９が複数、並設されている。図５に示すように各回路９の一端は絶縁材３の表面３ａの設置端であり、他端が接地端である。
【００５８】
図５に示すように、各回路９は、検出部５に接続されており、検出部５は接地フレーム６に接続されている。
【００５９】
図５では、センサ１６内に組み込まれた各回路９にて電流を検出し、検出部５で電流検出レベル及び電流の極性を評価する。図５に示すセンサ１６を用いることで、電流の極性が反転する回路９間に放電源１１が存在すると判別することができる。
【００６０】
図５に示すセンサ１６は、図４に示す複数のセンサ４を一つにまとめた構成とみることができるが、図５に示す構成によれば一つのセンサ１６を絶縁材３の表面３ａに接触させることで、簡単且つ高精度に放電発生位置を判定することができる。特に、回路９を２、３個でなく、より多くの数の回路９を一つのセンサ１６内に組み込むことで、多数のセンサ４を一つ一つ絶縁材３の表面３ａに設置する手間が省け、測定時間の短縮につながる。加えて、図５の構成では同時に多数の回路９を絶縁材３の表面３ａに接触させることができるため、仮にいくつかの回路９が絶縁材３の表面３ａにうまく接触していないような状態であっても、絶縁材３の表面３ａに接触している他の回路９にて十分に放電発生位置を判定することができる。
【００６１】
図６は、第６の実施の形態を示すセンサを具備した部分放電検出装置を用いて、非接地の被検出物の部分放電を測定するための断面模式図である。図６において図１、図５と同じ符号は図１、図５と同じ部分を示す。
【００６２】
図６は、図５のセンサ１６の構成を具体的に示したものである。すなわち図６に示すように、図６の断面において、絶縁材３の表面３ａ方向に延出する、複数の誘電体１２が厚さ方向に積層され、各誘電体１２間に電極を分割してなる複数の金属導体１３が所定の間隔を空けて配置されている。また図６に示すように、センサ１６の最下面と最上面には夫々、一枚の絶縁フィルム１４が配置されている。図６の構成では、各回路９において、誘電体１２及び絶縁フィルム１４は全ての回路９にて共通化し、分割電極を導入することで、複数の回路９に分けられた構成となっている。
【００６３】
各誘電体１２には、高分子発泡体を用いることができる。また、各金属導体１３には、金属蒸着フィルムを用いることができる。
【００６４】
図６に示すように、各誘電体１２及び絶縁フィルム１４を各回路９で共通化することで、センサ１６内部の構造を簡略化することができ、センサ１６内に多数の回路９を容易に組み込むことが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明における部分放電検出用のセンサ及びそれを用いた部分放電検出装置は、絶縁材で電圧印加部としての高電圧部を封止した構造を有する変圧器、回転機、接続導体、ケーブル等に適用することができる。センサは非常に安価な構成のため、スポットでの定期診断用途だけでなく、製品付属品としての常設センサにも適用できる。
【符号の説明】
【００６６】
１  高電圧機器
２  電圧印加部
３  絶縁材
３ａ  表面
４、１６  センサ
５  検出部
６  接地フレーム
７  部分放電検出装置
８  キャパシタ
９  回路
１０  絶縁材外部
１１  放電源
１２  誘電体
１３  金属導体
１４  絶縁フィルム
１５  金属フィルム
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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