(57)【要約】【課題】簡易な演算で放電発生位置を推定できる放電発生位置推定装置他を得る。【解決手段】変圧器本体３は、外鉄形の鉄心４に巻回されたコイル５を有し、鉄心４が下部タンク２ａのフランジ部に載置され、コイル５の下部渡り部５ａが下部タンク２ａに収容され、上部渡り部５ｂが上部タンク２ｃに収容されている。アンテナ６，８は、それぞれ支持装置７，９にて下部タンク２ａ、上部タンク２ｃの内部の図２（ｂ）における手前側の左右方向の中央部付近の同じ座標（ｘ１，ｙ１）上でｚ軸の座標のみが異なる位置に支持されている。コイル５で発生した放電による電磁波Ｂをアンテナ６，８にて検出して検出信号ＳＤ１，ＳＵ１を出力し、位置推定手段１０は検出信号ＳＤ１，ＳＵ１の強度（例えば波高値の最大値）の比に基づき放電発生位置を推定する。検出信号の強度の比によれば、演算が簡易になり、容易に放電発生位置を推定できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の検出センサ並びに位置推定手段を有し、タンクとこのタンク内に収容されたコイルとを有する静止誘導器内の上記コイルにおける放電発生位置を推定する放電発生位置推定装置であって、
上記第１及び第２の検出センサは、上記タンク内の所定の位置に配置され、上記放電にともない発生する放電信号を受信してそれぞれ第１及び第２の検出信号を発するものであり、
上記位置推定手段は、上記第１及び第２の検出信号の強度に基づいて上記放電発生位置を推定するものである
放電発生位置推定装置。
【請求項２】
上記第１及び第２の検出センサは、上記タンク内の所定方向に間隔を設けてかつ上記所定方向から見たとき互いの位置が重なるようにして配置されるものである
ことを特徴とする請求項１に記載の放電発生位置推定装置。
【請求項３】
上記第１及び第２の検出センサは、上記タンクの上記所定方向と直交する方向の中央部付近に配置されるものである
ことを特徴とする請求項２に記載の放電発生位置推定装置。
【請求項４】
上記静止誘導器は、外鉄形のものであって、鉄心を有し、上記コイルは上記鉄心から上記所定方向に突出した第１の渡り部及び上記鉄心から上記所定方向と逆方向に突出した第２の渡り部を有するものであり、
上記タンクは、第１及び第２の収容部を有し、上記第１の収容部に上記コイルの上記第１の渡り部を収容するとともに上記第２の収容部に上記コイルの上記第２の渡り部を収容するものであり、
上記第１及び第２の検出センサは、上記タンク内の上記第１の収容部及び上記第２の収容部にそれぞれ配置されるものである
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の放電発生位置推定装置。
【請求項５】
上記静止誘導器は、上記コイルにおける放電が発生する確率の高い位置が予め予想可能なものであり、
上記第１及び第２の検出センサは、上記放電が発生する確率の高い位置の近傍に配置されるものである
ことを特徴とする請求項１に記載の放電発生位置推定装置。
【請求項６】
上記位置推定手段は、上記第１及び第２の検出信号の強度の比または差に基づいて上記放電発生位置を推定するものである
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の放電発生位置推定装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の放電発生位置推定装置を備えた静止誘導器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静止誘導器、例えば油入変圧器のコイルの放電発生位置を推定する放電発生位置推定装置及び放電発生位置推定装置を備えた静止誘導器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の放電発生位置推定装置として、静止機器のタンク本体外面に配置した１個の電流パルス検出器及び複数の超音波センサを設けて、静止機器内部で発生した放電位置を、電流パルス検出器で検出した電流パルスと超音波センサで検出した音響パルスとの時間差及び絶縁媒体内の音速度から標定（推定）する放電発生位置標定方法において、超音波センサ２個を１組として３組備え、静止機器のタンク本体外面の対面で対称の位置になるよう配置し、超音波センサから放電発生位置までの検出時間差と絶縁媒体内の音速度より求めた１組の超音波センサの距離データから放電発生位置の座標軸上の座標を計算し、その計算を３組の超音波センサに対して実行することにより、静止機器内で発生した放電位置を容易に標定できるとするものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−０５４８６２号公報（例えば、段落番号００２２，００２３、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の放電発生位置推定装置は以上のように構成され、電流パルスと超音波センサで検出した音響パルスとの時間差及び絶縁媒体内の音速度から放電位置を標定しなければならず、複雑な演算を要するという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、簡易な演算で放電発生位置を推定できる放電発生位置推定装置及び放電発生位置推定装置を備えた静止誘導器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係る放電発生位置推定装置においては、
第１及び第２の検出センサ並びに位置推定手段を有し、タンクとこのタンク内に収容されたコイルとを有する静止誘導器内の上記コイルにおける放電発生位置を推定する放電発生位置推定装置であって、
上記第１及び第２の検出センサは、上記タンク内の所定の位置に配置され、上記放電にともない発生する放電信号を受信してそれぞれ第１及び第２の検出信号を発するものであり、
上記位置推定手段は、上記第１及び第２の検出信号の強度に基づいて上記放電の発生位置を推定するものである。
【０００６】
また、この発明に係る静止誘導器においては、放電発生位置推定装置を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る放電発生位置推定装置は、第１及び第２の検出センサ並びに位置推定手段を有し、タンクとこのタンク内に収容されたコイルとを有する静止誘導器内の上記コイルにおける放電発生位置を推定する放電発生位置推定装置であって、
上記第１及び第２の検出センサは、上記タンク内の所定の位置に配置され、上記放電にともない発生する放電信号を受信してそれぞれ第１及び第２の検出信号を発するものであり、
上記位置推定手段は、上記第１及び第２の検出信号の強度に基づいて上記放電の発生位置を推定するものであるので、
簡易な演算で放電発生位置を推定できる。
【０００８】
また、この発明に係る静止誘導器は、放電発生位置推定装置を備えたものであるので、簡易な放電発生位置推定装置にて放電発生位置を推定できる静止誘導器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】外鉄形の変圧器の構成を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１である放電発生位置推定装置を備えた外鉄形の変圧器を示すものであり、図（ａ）は構成を示す斜視図、図（ｂ）はアンテナの取付位置を示す平面断面図、図（ｃ）は側断面図である。
【図３】図２の位置推定手段の構成を示すブロック図である。
【図４】放電発生位置推定装置の動作を説明するための説明図である。
【図５】この発明の実施の形態２である放電発生位置推定装置を備えた変圧器の構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１〜図４は、この発明を実施するための実施の形態１を示すものであり、図１は外鉄形の変圧器の構成を示す斜視図、図２は放電発生位置推定装置を備えた外鉄形の変圧器を示すものであり、図２（ａ）は構成を示す斜視図、図２（ｂ）はアンテナの取付位置を示す平面断面図、図（ｃ）は側断面図である。図３は位置推定手段の構成を示すブロック図、図４は放電発生位置推定装置の動作を説明するための説明図である。図１は変圧器のタンクの一部を取り去って内部構造を示した斜視図であるが、図１において、静止誘導器としての外鉄形の変圧器１は次のように構成されている。タンク２は、直方体の箱状の下部タンク２ａ、中部タンク２ｂ、上部タンク２ｃにて構成されている。
【００１１】
変圧器本体３は、三相外鉄形の鉄心４、鉄心４に巻回されたＲ，Ｓ，Ｔの三相分のコイル５を有し、鉄心４が下部タンク２ａのフランジ部に載置され、鉄心４から所定方向である下方に突出したコイル５の第１の渡り部としての下部渡り部５ａが第１の収容部としての下部タンク２ａに収容され、鉄心４から上記所定方向と逆方向である上方に突出した第２の渡り部としてのコイル５の上部渡り部５ｂ（図１及び図２）参照）が第２の収容部としての上部タンク２ｃに収容され、内部に図示しない絶縁油が入れられている。なお、分かり易くするために、図１においては一番手前のＲ相用の鉄心４及びＲ相用のコイル５は一部を切断して示している。
【００１２】
図２において、第１の検出センサとしてのアンテナ６は、広帯域の特性を有し、無指向性のものである。アンテナ６は、支持装置７により下部タンク２ａ内の所定の位置（後述）に位置するようにして支持されている。第２の検出センサとしてのアンテナ８は、広帯域の特性を有し、無指向性のものである。アンテナ８は、支持装置９により上部タンク２ｃ内の所定の位置（後述）に位置するようにして支持されている。なお、アンテナ６，８は、同じ仕様で、検出感度も同じである。支持装置７は、図２（ｃ）に示すように円筒状のアームの一方の端部にフランジが設けられ、当該フランジが下部タンク２ａの内壁に固定され、上記アームの他方の端部にアンテナ６が固定支持されているものである。支持装置９は支持装置７と同様のものであるが、アームの図２（ｃ）における左右方向の長さが支持装置７のアームの長さよりも所定寸法長くされており、上部タンク２ｃの内面に固定されている。
【００１３】
そして、図２（ａ）に示すように、アンテナ６は下部タンク２ａ内であって下部タンク２ａを図２（ａ）の前方右寄りから見たとき下部タンク２ａの手前側の壁面の上記所定方向と直交する方向である左右方向の中央部付近に位置し、アンテナ８は上部タンク２ｃ内であって上部タンク２ｃを図２（ａ）の前方右寄りから見たとき上部タンク２ｃの手前側の壁面の左右方向の中央部付近に位置し、かつアンテナ６，８が図２（ｂ），（ｃ）に示すようにｘｙｚ直交座標系における同じ座標（ｘ１，ｙ１）上に位置するようにしてそれぞれ支持装置７，９にて支持されている。すなわち、アンテナ６，８は、タンク２内の所定方向である上下方向（ｚ方向）に所定の間隔を設けてかつ上下方向からみたとき直線Ｎ（図１、図２参照）の上にあって互いの位置が重なるようにして配置されている。また、アンテナ６，８の出力側は、位置推定手段１０に接続されている。位置推定手段１０は、図３に示すように、トリガー手段１０ａ、第１ピークホールド手段１０ｂ、第２ピークホールド手段１０ｃ、比率演算手段１０ｅ、位置決定手段１０ｆを有する。
【００１４】
次に、動作を説明する。例えば、図２における位置Ａにおいて発生した放電によって放電信号としての電磁波Ｂが発生する。電磁波Ｂは変圧器１のタンク２内を伝搬しアンテナ６及び８にて検出され、第１及び第２の検出信号としての検出信号ＳＤ１，ＳＵ１が出力され、位置推定手段１０へ送信される。トリガー手段１０ａは、検出信号ＳＤ１，ＳＵ１のいずれかが、あるレベル以上になると第１及び第２ピークホールド手段１０ｂ，１０ｃにトリガー信号を発し、検出信号ＳＤ１，ＳＵ１の波高値の最大値ＳＤ１Ｐｍａｘ，ＳＵ１Ｐｍａｘを記憶させる。比率演算手段１０ｅは、第１及び第２ピークホールド手段１０ｂ，１０ｃに保持された最大値ＳＤ１Ｐｍａｘと最大値ＳＵ１Ｐｍａｘとの比ＳＤ１Ｐｍａｘ／ＳＵ１Ｐｍａｘを演算する。位置決定手段１０ｆは、次に述べるような予め決められた手順により、放電の発生位置を推定する。
【００１５】
ここで、図４（ａ）は、実際の変圧器１の上部タンク２ｃ内のコイル５内部にて放電を発生させて、すなわち放電源をコイル５の内部に設定してアンテナ６及び８ａにて検出した検出信号ＳＤ１，ＳＵ１の一例を示すものである。図４（ａ）によれば、放電源を上部タンク２ｃ内のコイル５内部に設定した場合は、放電源に近い上部タンク２ｃ内のアンテナ８にて検出された検出信号ＳＵ１が下部タンク２ａ内のアンテナ６にて検出された検出信号ＳＤ１よりも大きく、かつ電磁波Ｂはアンテナ６に到達するよりも早くアンテナ８に到達している。この場合では検出信号ＳＤ１とＳＵ１との波高値の最大値の比ＳＤ１Ｐｍａｘ／ＳＵ１Ｐｍａｘは１／１２〜１／１３程度であり、下方のアンテナ６に到達する電磁波は上方のアンテナ８に到達する電磁波に比し１／１０以下に減衰している。
【００１６】
また、図４（ｂ）は放電源が完全に上部タンク２ｃ内にある場合に放電による電磁波をアンテナ６，８にて検出した検出信号を正規化して示すものであり、下部タンク２ａ内でのアンテナ６の検出信号ＳＤ２と上部タンク２ｃ内でのアンテナ８による検出信号ＳＵ２とを示す。なお、放電源が完全に下部タンク２ａ内にある場合は、図４（ｂ）に示した検出信号ＳＤ２とＳＵ２との大小関係が逆になる。図４（ｂ）によれば、放電源が完全に上部タンク２ｃまたは下部タンク２ａのどちらか一方のみにあれば、検出信号ＳＤ２とＳＵ２との強度例えば波高値の最大値の比ＳＤ１Ｐｍａｘ／ＳＵ１Ｐｍａｘは１／１００以下になることが分かる。なお、図４（ｂ）におけるアンテナＮｏ．は、使用したアンテナの番号を表す。この場合、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５の計５台のアンテナを上部タンク２ｃに、Ｎｏ．６のアンテナを下部タンク２ａに設置している。アンテナＮｏ．１〜Ｎｏ．５で検出した信号強度がグラフ上で右肩上がりとなっているのは、アンテナの設置位置による検出感度の変化によるものである。
【００１７】
従って、位置決定手段１０ｆにより、下部タンク２ａまたは上部タンク２ｃのアンテナ６，８で検出した図４（ａ）及び（ｂ）に示したような検出信号ＳＤ１，ＳＵ１やＳＤ２，ＳＵ２等の強度例えば波高値の最大値からコイル５の上下どのあたりの位置に放電源があるかを推定することができる。また、検出信号ＳＤ１，ＳＵ１やＳＤ２，ＳＵ２等の強度の比較方法としては、上記のような波高値の最大値によるものに限らず、実効値やある期間の平均値等の比やこれらの差によることもできる。
【００１８】
以上のように、この実施の形態によれば、タンク２内に設けた二つのアンテナ６，８による検出信号の強度を比較するのみで、迅速に放電の発生位置がコイル５の上方側か下方側か判断できる。また、アンテナ６，８をタンク２内に設けるので下部タンク２ａと中部タンク２ｂ、上部タンク２ｃのように段付きの箱形形状のタンクであってもアンテナ６，８の配置に制限を受けず、アンテナ６，８を取り付ける場所も容易に確保することができ、アンテナ６，８の配置が容易である。さらに、２つのアンテナ６，８にて検出された放電信号の強度に基づいて放電発生位置を推定するので、従来の放電発生位置推定装置のように２つの超音波センサによる検出信号の時間差や絶縁媒体内の音速度を用いることを要せず、簡易な演算で放電発生位置を容易に推定できる。
【００１９】
さらに、アンテナ６，８をｘｙ平面上の同じ位置に設置したので、タンク２内の放電発生による放電信号の減衰、反射等による時間遅れの影響を、アンテナ６，８を互いにｘｙ平面上の違う位置に配置した場合と比較して低減できる。そのため、放電発生位置の演算による推定が容易となる。また、アンテナ６，８を下部タンク２ａ、上部タンク２ｃの図２（ｂ）における左右方向の中央部付近に配置することで、下部タンク２ａ及び上部タンク２ｃの図２（ｂ）における左右方向の各隅部に配置した場合と比較して、高感度に放電信号を検出でき、放電位置の推定を容易に行うことができる。また、高感度に放電信号を検出でき、放電位置の推定を容易に行うことができる変圧器を得ることができる。
なお、鉄心４と中部タンク２ｂとの間、コイル５と下部タンク２ａとの間、コイル５と上部タンク２ｃとの間、等に比較的間隙がある場合は、必要な検出感度に応じてアンテナ６，８を上記のような下部及び上部タンク２ａ，２ｃの図２（ｂ）における左右方向の中央部付近に配置しないで中央部付近以外の位置に配置してもよい。
【００２０】
実施の形態２．
図５は、実施の形態２である放電発生位置推定装置を備えた変圧器の構成を示す構成図である。この実施の形態においては上部タンク２ｃの位置Ｄ近傍においてコイル５の放電が発生する確率が高いと分かっている場合、図５に示すように、位置Ｄ近傍にアンテナ１６，１８を配置するものである。なお、アンテナ１６，１８にて検出された検出信号ＳＳ１及びＳＳ２は、実施の形態１の図２における場合と同様に位置推定手段１０に送信され、実施の形態１で説明したのと同様の方法により放電位置の推定が行われる。
【００２１】
実施の形態１では、下部タンク２ａ、上部タンク２ｃの図２（ｂ）における手前側の壁面の左右方向の中央部付近にそれぞれアンテナ６，８を配置したものを示したが、放電が発生する確率の高い場所（例えば高圧コイルの近傍）が予め把握できている場合においては、この実施の形態のように必要な検出感度に応じて下部タンク２ａと上部タンク２ｃとに分けて配置しないで放電が発生する確率の高い位置（例えばこの実施の形態においては位置Ｄ）近傍にアンテナ１６，１８を配置するとよい。この実施の形態によれば、アンテナ１６，１８や位置推定手段１０に過大な検出性能が要求されることなくおのおのの性能を適正に設定でき、装置費用を低減できる。
【００２２】
なお、上記各実施の形態においては放電により発生する電磁波を検出するものを示したが、放電により発生する超音波や光を検出するものであっても同様の効果を奏する。また、静止誘導器は、外鉄形の変圧器に限られるものではなく、外鉄形のリアクトル、内鉄形の変圧器やリアクトル等であっても同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【００２３】
１  変圧器、２ａ  下部タンク、２ｃ  上部タンク、５  コイル、
５ａ，５ｂ  下部及び上部渡り部、６，８，１６，１８  アンテナ、７，９  支持装置、
１０  位置推定手段。
【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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