(57)【要約】【課題】種々の測定対象に対しても、測定感度を良好に維持することができる部分放電測定装置を提供する。【解決手段】センサ電極２３を電力機器１の容器３の壁面３ａに接触させて、電力機器１の本体部２で発生する部分放電を容器３から間接的に測定する測定装置１０において、センサ電極２３を種々の電力機器１の容器３の壁面形状に適切に接触し得るように複数種類用意して付け替え可能とする構成、若しくは対をなすセンサ電極２３間の間隔を変更可能とする構成の少なくとも一方の構成が備えられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力機器はその本体部が容器に収納されてなり、対をなすセンサ電極を前記容器の壁面に接触させて、前記電力機器の本体部で発生する部分放電を前記容器の壁面から間接的に測定する部分放電測定装置であって、
前記センサ電極を種々の前記電力機器の容器の壁面形状に適切に接触し得るように複数種類用意して付け替え可能とする構成、若しくは対をなす前記センサ電極間の間隔を変更可能とする構成の少なくとも一方の構成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、
対をなす前記センサ電極に跨って、若しくは前記センサ電極の各々に設けられ、前記電力機器の容器の壁面形状に倣って変形可能な補助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３】
請求項１又は２に記載の部分放電測定装置において、
補助延長棒の先端部に取り付け可能に構成され、測定作業者から離れた位置にある前記電力機器の測定を可能としたことを特徴とする部分放電測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の部分放電測定装置において、
前記センサ電極の対向側に向けてレーザ光の出射が可能なレーザポインタを取り付け可能に構成されたことを特徴とする部分放電測定装置。
【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、配電盤等の電力機器の本体部で発生する部分放電を測定する部分放電測定装置に関する。
【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。例えば電力機器の本体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、これに係る電流変化（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容器に接触させ、電力機器の本体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、容器の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、測定対象とする電力機器の種類毎、同じ種類でも仕様が異なる毎に外観形状や内部構造等様々であるため、多くの電力機器に対する測定感度のばらつきを抑え、測定感度を良好に維持することが望まれている。
【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、種々の測定対象に対しても、測定感度を良好に維持することができる部分放電測定装置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ために、請求項１に記載の発明は、電力機器はその本体部が容器に収納されてなり、対をなすセンサ電極を前記容器の壁面に接触させて、前記電力機器の本体部で発生する部分放電を前記容器の壁面から間接的に測定する部分放電測定装置であって、前記センサ電極を種々の前記電力機器の容器の壁面形状に適切に接触し得るように複数種類用意して付け替え可能とする構成、若しくは対をなす前記センサ電極間の間隔を変更可能とする構成の少なくとも一方の構成を備えたことをその要旨とする。
【０００８】
この発明では、種々の電力機器の容器の壁面形状に適切に接触し得るように複数種類のセンサ電極が用意され、容器の壁面形状に応じてセンサ電極が付け替え可能に構成される（第１の構成）。また、種々の電力機器に応じて、対をなすセンサ電極間の間隔が変更可能に構成される（第２の構成）。そして、測定装置には、これら第１及び第２の構成の少なくとも一方が備えられる。第１の構成では、種々の電力機器の容器の壁面に対してセンサ電極の十分な接触面積の確保が可能となり、種々の電力機器に対しても測定感度を良好に維持できる。第２の構成では、電力機器の容器から間接的に本体部の部分放電を測定する場合、本体部と容器との間の浮遊静電容量を用いるが、その浮遊静電容量が小さい電力機器を測定対象とした場合でも、対をなすセンサ電極の間隔を大きくして容器の壁面上での接触点間を大きくすることで、測定時に生じる電極間の電位差を拡大でき、測定感度を良好に維持できる。従って、第１及び第２の構成の少なくとも一方が備えられることで、種々の電力機器に対して測定感度を良好に維持できる部分放電測定装置の提供が可能となる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の部分放電測定装置において、対をなす前記センサ電極に跨って、若しくは前記センサ電極の各々に設けられ、前記電力機器の容器の壁面形状に倣って変形可能な補助部材を備えたことをその要旨とする。
【００１０】
この発明では、対をなすセンサ電極に跨って、若しくはセンサ電極の各々に設けられる補助部材が電力機器の容器の壁面形状に倣って変形することで、容器の壁面に対するセンサ電極の接触状態を良好とするため、測定感度の良好維持に貢献できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の部分放電測定装置において、補助延長棒の先端部に取り付け可能に構成され、測定作業者から離れた位置にある前記電力機器の測定を可能としたことをその要旨とする。
【００１２】
この発明では、測定装置を補助延長棒の先端部に取り付けることで、測定作業者から離れた位置にある電力機器の測定が容易に実施できる。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の部分放電測定装置において、前記センサ電極の対向側に向けてレーザ光の出射が可能なレーザポインタを取り付け可能に構成されたことをその要旨とする。
【００１３】
この発明では、センサ電極の対向側に向けてレーザ光の出射が可能なレーザポインタを測定装置に取り付けて、そのレーザ光の電力機器への照射を手がかりに補助延長棒の操作を行うことで、測定作業者から離れた位置にある電力機器であっても、測定を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、種々の測定対象に対しても、測定感度を良好に維持することができる部分放電測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態における部分放電測定装置とその測定対象を示す概略図である。
【図２】部分放電測定装置とその測定対象の等価回路図である。
【図３】第１実施形態におけるセンサ部の構成を示す概略図である。
【図４】同形態におけるセンサ部の構成を示す概略図である。
【図５】同形態におけるセンサ部の構成を示す概略図である。
【図６】別例におけるセンサ部の構成を示す概略図である。
【図７】第２実施形態におけるセンサ部を示す概略図である。
【図８】別例における部分放電測定装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。
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から突出する一対の取付軸２２に取り付けられ互いに所定間隔を有する一対のセンサ電極２３を備えている。センサ電極２３は、取付軸２２の先端部に対し、電気的に接続可能且つ着脱可能に構成されている。部分放電の測定の際には、センサ電極２３の接触面２３ａが測定対象の電力機器１の本体部２を収納する容器３に接触される。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、配電盤等であり、これらの本体部２が一般的に金属製の容器３に収納されて構成されている。
【００１７】
次に、部分放電の測定のメカニズムを図２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。
【００１８】
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、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２３が接触する壁面３ａの接触点間では、容器３の壁面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２３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の壁面３ａを流れるパルス電流Ｉ１がそのセンサ電極２３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。
【００１９】
ところで、部分放電の測定の際、センサ部１１のセンサ電極２３を電力機器１の容器３に接触させてその測定が行われるが、センサ電極２３の接触面２３ａと容器３の壁面３ａとの接触面積が十分に確保できないと測定感度が低下してしまう。従って、センサ電極２３の接触面２３ａでの接触面積を十分に確保することが要求される。
【００２０】
そこで、本実施形態の測定装置１０は、電力機器１の容器３の壁面３ａ（測定面）の形状に合わせた図３〜図５等に示す種々の仕様のセンサ電極２３〜２５を着脱可能（付け替え可能）に構成されている。図３に示すセンサ電極２３は円盤状をなし、接触面２３ａは円形平坦面をなしている。このセンサ電極２３は、電力機器１の容器３の測定面としての壁面３ａが例えば平坦面である場合に好適であり、標準的に取り付けられている。
【００２１】
これに対し、図４に示すセンサ電極２４は略円盤状をなし、接触面２４ａは湾曲状に凹設された形状をなしている。このセンサ電極２４は、容器３の壁面３ｂが例えばセンサ電極２４毎に湾曲凸形状である場合に好適であり、取付軸２２に対して付け替えられる。また、図５に示すセンサ電極２５は略円盤状をなし、接触面２５ａは平坦面と湾曲面とで混成された形状をなしている。このセンサ電極２５は、容器３の壁面３ｃが例えばセンサ電極２５部分に湾曲角部を有する場合に好適であり、取付軸２２に対して付け替えられる。
【００２２】
つまり、本実施形態では、種々の電力機器１の容器３の壁面形状に倣った例えば図３〜図５に示した接触面２３ａ〜２５ａを有するセンサ電極２３〜２５等、複数種類用意し、測定する容器３の壁面形状に適切なセンサ電極２３〜２５が選択されて使用できるようになっている。このようにすれば、容器３の壁面３ａ〜３ｃに対するセンサ電極２３〜２５の十分な接触面積の確保が可能となり、容器３の壁面形状が様々であっても測定感度の良好維持が可能である。
【００２３】
尚、容器３の壁面形状に適切な図３〜図５のセンサ電極２３〜２５等を選択可能とするのに加え、各センサ電極２３〜２５の接触面２３ａ〜２５ａと容器３の壁面３ａ〜３ｃとの間に、誘電率の良好な溶剤を塗布又は部材を介在させるようにすれば、互いがより密着性高く接触でき、測定感度を高めることができる。
【００２４】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
種々の電力機器１の容器３の壁面形状に適切に接触し得るように、例えば図３〜図５にて示される複数種類のセンサ電極２３〜２５が用意され、容器３の壁面形状に応じてセンサ電極２３〜２５が付け替え可能に構成されている。これにより、種々の電力機器１の容器３の壁面３ａ〜３ｃに対してセンサ電極２３〜２５の十分な接触面積を確保でき、種々の電力機器１に対しても測定感度を良好に維持することができる。
【００２５】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・センサ部１１の例えばセンサ本体２１の測定対象との対向面にマグネットを組み付け、一般的に鉄製の電力機器１の容器３に対する吸着力にてセンサ部１１を支持可能としてもよい。つまり、部分放電の測定の際、測定作業者によるセンサ部１１の支持が不要となり、測定を容易に行うことができる。
【００２６】
・図３〜図５のように一対の取付軸２２に同一形状のセンサ電極２３〜２５等を取り付けてもいいが、取付軸２２毎に接触面２３ａ〜２５ａの形状が異なるセンサ電極２３〜２５等を取り付けてもよい。
【００２７】
・図３〜図５のセンサ電極２３〜２５等を取付軸２２に対して傾動不能に構成してもよく、また傾動可能としてもよい。傾動可能とすれば、例えば容器３の壁面形状が一様でなくても、センサ電極２３〜２５等が接触する容器３の壁面形状に合わせてセンサ電極２３〜２５が傾動してその壁面形状に追従できるようになり、十分な接触面積の確保に寄与できる。
【００２８】
・図６に示すように、一対の取付軸２２に対して着脱可能な一対のセンサ電極２６に跨って補助固定治具２７を一体的に組み付けてもよい。補助固定治具２７は、誘電率の良好な可撓性を有する材料にて一部が開放された略環状（Ｃ字状）に形成され、容器３の外観が例えば円柱状であってもその壁面３ｄの湾曲形状に合わせて変形し、容器３の壁面３ｄに密着する。つまり、容器３の壁面形状が様々であっても、補助固定治具２７が柔軟に変形してセンサ電極２６の接触状態を良好とするため、測定感度を良好に維持できる。また、容器３を把持するように補助固定治具２７を装着できるものに対しては、測定作業者による支持不要でセンサ部１１の容器３に対する支持が可能となる。尚、補助固定治具２７を用いる場合においても、該治具２７と容器３の壁面３ｄとの間に、誘電率の良好な溶剤を塗布又は部材を介在させてもよい。また、補助固定治具２７のような可撓性を有する補助部材を個々のセンサ電極２６毎に設けてもよい。また、センサ電極自体を材料や構造にて変形可能に構成してもよい。
【００２９】
（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態を図面に従って説明する。本実施形態の部分放電測定装置は、センサ部１１のセンサ電極２３の支持構成が第１実施形態と異なっている。以下、相違点を中心に説明する。
【００３０】
図７に示すように、本実施形態のセンサ部１１は、例えば図３に示した円盤状のセンサ電極２３を一対用い、各センサ電極２３とセンサ本体２１との間に可動機構２８を備えている。各センサ電極２３は、回動型の可動機構２８により互いの間隔を最小の間隔Ｌ１から中間の間隔Ｌ２、最大の間隔Ｌ３まで変更可能となっている。因みに、各センサ電極２３は、同一平面上で可動する。
【００３１】
ここで、一対のセンサ電極２３を展開して壁面３ａ上での接触点間を大きくすると、部分放電時に生じる各電極２３間の電位差を拡大でき、部分放電の測定感度が向上する。そのため、浮遊静電容量Ｃ１（図２参照）の小さく電極２３間の電位差が小さくなりがちな電力機器１を測定対象とするような場合、センサ電極２３を展開して測定することで、測定感度を良好に維持できる。
【００３２】
一方で、測定装置１０の運搬時等においては、センサ部１１のコンパクトさが要求される。また、浮遊静電容量Ｃ１の大きい電力機器１を測定対象とし、特にセンサ電極２３の展開が不要な場合は、センサ電極２３が格納されてコンパクト（長手方向に小型化）とされる。つまり、本実施形態では、センサ部１１のコンパクトさと測定感度の良好維持との両立が図られている。
【００３３】
尚、本実施形態においても、可動機構２８に対してセンサ電極２３を着脱可能としてもよく、この場合、種々の電力機器１の容器３の壁面形状に合わせて図３〜図５にて示したセンサ電極２３〜２５等の使用が選択可能になる。
【００３４】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
種々の電力機器１に応じて、対をなす例えばセンサ電極２３間の間隔（Ｌ１〜Ｌ３）が変更可能に構成されている。これにより、本体部２と容器３との間の浮遊静電容量Ｃ１が小さい電力機器１を測定対象とした場合でも、対をなすセンサ電極２３の間隔を大きくして容器３の壁面３ａ上での接触点間を大きくすることで、測定時に生じる電極２３間の電位差を拡大でき、測定感度を良好に維持することができる。
【００３５】
また本実施形態においても、センサ電極２３〜２５等の付け替えを可能とすることで、種々の電力機器１に対する測定感度の良好維持に一層貢献できる。
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
【００３６】
・一対のセンサ電極２３間の間隔を変更する手段として、回動型の可動機構２８以外で、例えばスライド型（直動型）の可動機構等、その他の可動機構を用いてもよい。
・第２実施形態のみならず前記第１実施形態の測定装置１０に対し、図８に示すような補助延長棒２９を用いてもよい。補助延長棒２９は、絶縁材料よりなり、先端に設けた取付部２９ａ，２９ｂにセンサ部１１と測定器１２とがそれぞれ着脱可能に取り付けられる。そして、測定対象の電力機器１が高所や離間した位置、また高電圧箇所にある場合等の部分放電の測定を容易に実施することができる。
【００３７】
・補助延長棒２９を使用する場合、同図８に示すように、センサ電極２３の対向側に向けてレーザ光の出射が可能なレーザポインタ３０をセンサ部１１等に設けてもよく、このレーザポインタ３０も着脱可能としてもよい。部分放電の測定の際、センサ部１１のセンサ電極２３を測定対象の電力機器１の容器３に接触させる必要があるが、補助延長棒２９を使用すると測定作業者から電力機器１までの距離が遠くなるため、補助延長棒２９の操作が難しくなることが懸念される。そのため、センサ電極２３の対向側に向かうレーザ光をレーザポインタ３０から出射させそのレーザ光の電力機器１への照射を手がかりに補助延長棒２９の操作を行えば、測定作業者から離れた位置からでもセンサ部１１を電力機器１の容器３に容易に接触でき、測定を容易に行うことができる。
【００３８】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）  請求項１〜４のいずれか１項に記載の部分放電測定装置を用いた測定方法であって、センサ電極と測定対象の電力機器の容器との間に所定誘電率を有する溶剤を塗布又は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。
【００３９】
これにより、センサ電極と測定対象の電力機器の容器との間に、塗布した所定誘電率の溶剤又は介在した所定誘電率の部材にて、互いがより密着性高く接触でき、測定感度を高めることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１…電力機器、２…本体部、３…容器、３ａ〜３ｄ…壁面、１０…部分放電測定装置、２３〜２６…センサ電極、２７…補助固定治具（補助部材）、２９…補助延長棒、３０…レーザポインタ、Ｌ１〜Ｌ３…間隔。
【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】
2013134133.tif 000009
【図８】
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