ガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置

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【発明の名称】	ガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置
【発明者】	【氏名】宮下信【氏名】大隅正則
【要約】	【課題】ガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置の構成を簡単にする。【解決手段】金属製で円筒状の第１の容器１０と第２の容器１１との間に円形状の絶縁スペーサ１２を挟持し、絶縁スペーサ１２で支持された電気機器１３の部分放電により電磁波が発生したとき、絶縁スペーサ１２から各容器１０，１１の外部に漏洩した電磁波を検出するようにしたガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置において、単一指向性を有するアンテナ１５を主ビーム１６の中心軸が各容器１０，１１の中心軸と直交するように絶縁スペーサ１２に対向させて配置したものである。

【特許請求の範囲】
【請求項１】金属製で円筒状の一対の容器間に円形状の絶縁スペーサを挟持し、上記絶縁スペーサで支持された電気機器の部分放電により電磁波が発生したとき、上記絶縁スペーサから上記各容器の外部に漏洩した上記電磁波をアンテナで検出するようにしたガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置において、上記アンテナは単一指向性を有し、主ビームの指向性の範囲内に上記各容器の中心部が入るように上記絶縁スペーサ近傍に対向するよう配置したことを特徴とするガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置。
【請求項２】アンテナの主ビームの利得の最大値をＥｍａｘとし、受信した電磁波が出力される給電点と主ビームの中心軸とが直交する点から絶縁スペーサの外周面に引いた一対の接線が、指向性図のＥｍａｘ／２^1/2となる各半幅値の点を通過するように上記アンテナを配置したときに先端部に対向した上記絶縁スペーサの外周面と上記給電点との距離をＸ₁とし、上記アンテナの上記先端部と上記給電点との距離をＸ₂とし、上記アンテナの上記給電点と上記先端部に対向した上記絶縁スペーサの外周面との距離をＸ₀としたとき、Ｘ₁≧Ｘ₀＞Ｘ₂となる位置に上記アンテナを配置したことを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置。
【請求項３】アンテナは先端部が絶縁スペーサと対向し、上記先端部の反対側に配置された給電点から出力される円偏波方式のアンテナであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置。
【請求項４】アンテナは電界面と磁界面とを有する直線偏波方式で、上記電界面が各容器の中心軸に並行となるように配置されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置。
【請求項５】金属製で円筒状の一対の容器間に円形状の絶縁スペーサを挟持し、上記絶縁スペーサで支持された電気機器の部分放電により電磁波が発生したとき、上記絶縁スペーサから上記各容器の外部に漏洩した上記電磁波を検出するようにしたガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置において、電界面と磁界面とを有し単一指向性である直線偏波方式の第１のアンテナ及び第２のアンテナの各主ビームの指向性の範囲内に上記各容器の中心部が入るように配置して、上記第１のアンテナの上記電界面を各容器の中心軸にほぼ一致させ、上記第２のアンテナの上記磁界面を上記各容器の中心軸にほぼ一致させ、演算手段で上記第１のアンテナからの第１の検出信号と上記第２のアンテナからの第２の検出信号とを比較して、上記第１の検出信号が上記第２の検出信号より大きいとき、少なくとも上記各容器のいずれかの内部で部分放電が発生したと判定するようにしたことを特徴とするガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置。
【請求項６】金属製で円筒状の一対の容器間に円形状の絶縁スペーサを挟持し、上記絶縁スペーサで電気機器を支持してガス区分単位を構成すると共に、上記ガス区分単位内において上記電気機器の部分放電により電磁波が発生したとき、上記絶縁スペーサから上記各容器の外部に漏洩した上記電磁波をアンテナで検出するようにしたガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置において、上記アンテナは、単一指向性を有し、主ビームの指向性の範囲内に上記ガス区分単位が入るように配置されたことを特徴とするガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置。
【請求項７】金属製で円筒状の一対の容器間に円形状の絶縁スペーサを挟持し、上記絶縁スペーサで電気機器を支持してガス区分単位を構成すると共に、上記ガス区分単位内において上記電気機器の部分放電により電磁波が発生したとき、上記絶縁スペーサから上記各容器の外部に漏洩した上記電磁波をアンテナで検出するようにしたガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置において、上記アンテナは単一指向性を有し、主ビームの指向性の範囲内に上記各容器の中心部が入るように、上記主ビームの中心軸の方向を決める照準手段を設けたことを特徴とするガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置。
【請求項８】照準手段はレーザー光を出力するレーザー発振器で、アンテナの主ビームの利得が最大値を示す上記主ビームの中心軸と、上記レーザー光の中心軸とが、所定の距離をあけて平行になるように配置されていることを特徴とする請求項７に記載のガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置。
【請求項９】レーザー光をレンズで広角にして、上記レーザー光の送出角度を主ビームの半値角と一致させたことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置。
【請求項１０】部分放電により電磁波が発生したことを検出したとき、音声で出力することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１６は、例えば特開平１０－３４１５２０号公報に記載された従来のガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置を示す構成図である。図１６において、金属製の円筒状の容器１，２に収納されて絶縁スペーサ３で支持され、高電圧が印加された導体等の電気機器４の部分放電により発生した数十ＭＨｚから数十ＧＨｚのマイクロ波の電磁波が、絶縁スペーサ３から容器１，２の外部に漏洩する。絶縁スペーサ３から漏洩した電磁波をマイクロ波用アンテナ５で受信する。そして、信号処理手段６により所定の帯域幅で信号処理し、判定手段７が信号レベル等から部分放電の有無を判定する。この場合、外部ノイズの電磁波がアンテナ５に受信されるのを防止するために、絶縁スペーサ３の外周をカバー８で遮蔽するとともに、アンテナ５及び信号処理手段６をカバー９で遮蔽することにより、受信感度の向上が図られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置は以上のように構成されているので、外来ノイズの電磁波を遮蔽するために絶縁スペーサ３，アンテナ５，信号処理手段６等をカバー８，９で遮蔽する必要があるため、構成が複雑になるという問題点があった。この発明は以上のような問題点を解消するためになされたもので、構成を簡単にすることができるガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明に係わるガス絶縁開閉装置の部分放電検出装置は、金属製で円筒状の一対の容器間に円形状の絶縁スペーサを挟持し、絶縁スペーサで支持された電気機器の部分放電により電磁波が発生したとき、絶縁スペーサから各容器の外部に漏洩した電磁波をアンテナで検出するようにしたガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置において、単一指向性を有するアンテナを主ビームの指向性の範囲内に各容器の中心部が入るように絶縁スペーサ近傍に対向させて配置したものである。また、アンテナの主ビームの利得の最大値をＥｍａｘとし、受信した電磁波が出力される給電点と主ビームの中心軸とが直交する点から絶縁スペーサの外周面に引いた一対の接線が、指向性図のＥｍａｘ／２^1/2となる各半幅値の点を通過するようにアンテナを配置したときに先端部に対向した絶縁スペーサの外周面と給電点との距離をＸ₁とし、アンテナの先端部と給電点との距離をＸ₂とし、アンテナの給電点と先端部に対向した絶縁スペーサの外周面との距離をＸ₀としたとき、Ｘ₁≧Ｘ₀＞Ｘ₂となる位置にアンテナを配置したものである。
【０００５】また、アンテナは先端部が絶縁スペーサと対向し、先端部の反対側に配置された給電点から出力される円偏波方式のコーンスパイラル形としたものである。また、アンテナは電界面と磁界面とを有する直線偏波方式で、電界面が各容器の中心軸にほぼ一致するように配置されたものである。また、金属製で円筒状の一対の容器間に円形状の絶縁スペーサを挟持し、絶縁スペーサで支持された電気機器の部分放電により電磁波が発生したとき、絶縁スペーサから各容器の外部に漏洩した電磁波を検出するようにしたガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置において、電界面と磁界面とを有し単一指向性である直線偏波方式の第１のアンテナ及び第２のアンテナの各主ビームの指向性の範囲内に各容器の中心部が入るように配置して、第１のアンテナの電界面を各容器の中心軸にほぼ一致させ、第２のアンテナの磁界面を各容器の中心軸にほぼ一致させ、演算手段で第１のアンテナからの第１の検出信号と第２のアンテナからの第２の検出信号とを比較して、第１の検出信号が第２の検出信号より大きいとき、少なくとも各容器のいずれかの内部で部分放電が発生したと判定するようにしたものである。
【０００６】また、金属製で円筒状の一対の容器間に円形状の絶縁スペーサを挟持し、絶縁スペーサで電気機器を支持してガス区分単位を構成すると共に、ガス区分単位内において電気機器の部分放電により電磁波が発生したとき、絶縁スペーサから各容器の外部に漏洩した電磁波をアンテナで検出するようにしたガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置において、アンテナは、単一指向性を有し、主ビームの指向性の範囲内にガス区分単位が入るように配置されたものである。また、金属製で円筒状の一対の容器間に円形状の絶縁スペーサを挟持し、絶縁スペーサで電気機器を支持してガス区分単位を構成すると共に、ガス区分単位内において電気機器の部分放電により電磁波が発生したとき、絶縁スペーサから各容器の外部に漏洩した電磁波をアンテナで検出するようにしたガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置において、アンテナは単一指向性を有し、主ビームの指向性の範囲内に各容器の中心部が入るように、主ビームの中心軸の方向を決める照準手段を設けたものである。また、照準手段はレーザー光を出力するレーザー発振器で、アンテナの主ビームの利得が最大値を示す主ビームの中心軸と、レーザー光の中心軸とが、所定の距離をあけて平行になるように配置されているものである。また、レーザー光をレンズで広角にして、レーザー光の送出角度を主ビームの半値角と一致させたものである。さらに、部分放電により電磁波が発生したことを検出したとき、音声で出力するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、実施の形態１のガス絶縁開閉機器の部分放電検出装置を示す構成図、図２はコーンスパイラル形アンテナを示す斜視図である。図１及び図２において、１０，１１は絶縁ガスが封入された金属製の容器で、円筒状に形成されている。１２は各容器１０，１１間に挟持された円形状の絶縁スペーサ、１３は各容器１０，１１内に収納された導体等の電気機器で、絶縁スペーサ１２により支持されている。１４はブッシングで、電気機器１３と外部機器（図示せず）との接続をする。１５は単一指向性を有するコーンスパイラル形アンテナで、後述の主ビーム１６の中心軸が各容器１０，１１の中心軸と直交するように先端部１５ａが絶縁スペーサ１２に対向させて配置されている。単一指向性を有するアンテナ１５は、先端部１５ａと出力部になる給電点１５ｂとが対向するように形成されている。そして、各方向をｘ、ｙ、ｚの直交座標としたとき、ｚ軸が中心軸である。
【０００８】図３はアンテナ１５の指向性を示した説明図である。アンテナ１５は中心軸のｚ軸方向にのみ強い指向性を有するので、ｚ－ｘ平面ではｚ軸を中心にして最も高い利得となる主ビーム１６が存在する。主ビーム１６の利得の最大値をＥｍａｘとしたときＥｍａｘ／２^1/2の点が半幅値である。そして、直交座標の基点と各半幅値の点とを結んだ一対の線で挟まれた角度θを半値角という。なお、単一指向性を有する円偏波方式及び直線偏波方式のアンテナは、アンテナ１５と同様に主ビーム１６、半幅値及び半値角θが定義されている。１７は増幅手段で、アンテナ１５が受信した電磁波をフイルタを通して所定の周波数帯域に弁別して増幅する。１８は信号処理手段で、増幅された信号を検波処理してパルス信号を出力する。１９はオシロスコープ等の出力手段である。２０は絶縁スペーサ１２から外部に放射された電磁波の電界方向を示す矢印である。
【０００９】次に動作について説明する。図１から図３において、容器１０，１１に収納された電気機器１３で部分放電が発生すると、微小変位電流により数十ＭＨｚから数十ＧＨｚのマイクロ波の電磁波が発生する。電磁波は容器１０，１１内を伝搬して絶縁スペーサ１２から外部に漏洩する。漏洩して外部に放射された電磁波を部分放電信号としてアンテナ１５が受信する。増幅手段１７は部分放電信号を所定の周波数帯域に弁別すると共に増幅して出力する。次に、信号処理手段１８で検波処理した後に、Ａ／Ｄ変換によりパルスを成形化して出力する。最後に、出力手段１９から例えば図４に示すように、電気機器１３に印加された電圧波形２１と、部分放電の電磁波形２２とを対比させて出力される。この出力手段１９に表示された各波形２１，２２から部分放電の有無を判断する。
【００１０】以上のように、単一指向性を有するアンテナ１５を主ビーム１６の中心軸（ｚ軸）が各容器１０，１１の中心軸とほぼ直交するように絶縁スペーサ１２と対向させて配置したことにより、アンテナ１５が主ビーム１６の中心軸（ｚ軸）の方向にのみ強い指向性を有するので、主ビーム１６以外の方向からの外来ノイズの電磁波を受けても受信利得が小さくなるため、各容器１０，１１内での部分放電を精度よく検出することができる。なお、実施の形態１において、オシロスコープ等の出力手段１９で出力されたデータにより人が判断するものについて説明したが、設定値を設定した演算手段が判断するようにしても同様の効果を期待することができる。
【００１１】実施の形態２．図５は実施の形態２の要部を示す平面図、図６は図５のＶＩ－ＶＩ線の断面図である。図５及び図６において、１０～１３，１５，１６は実施の形態１のものと同様のものである。なお、アンテナ１５は主ビーム１６の中心軸がほぼ直交する給電点１５ｂから絶縁スペーサ１２の外周面に引いた一対の接線が、各半幅値の点を通過するように配置されている。さらに、アンテナ１５の給電点１５ｂと主ビーム１６の中心軸とがほぼ直交する点から絶縁スペーサ１２の外周面に引いた接線が、アンテナ１５の指向性図のＥｍａｘ／２^1/2となる各半幅値の点を通過するようにアンテナ１５を配置する。このとき、アンテナ１５の先端部１５ａに対向した絶縁スペーサ１２の外周面と給電点１５ｂとの距離をＸ₁とし、アンテナ１５の先端部１５ａと給電点１５ｂとの距離をＸ₂とし、アンテナ１５の給電点１５ｂと先端部１５ａに対向した絶縁スペーサ１２の外周面との距離をＸ₀としたとき、Ｘ₁≧Ｘ₀＞Ｘ₂となる位置にアンテナ１５が配置されている。
【００１２】次に動作について説明する。図５及び図６において、アンテナ１５に向かって外来ノイズが放射された場合について図７で説明する。図７において、アンテナ１５に放射される外来ノイズとして３方向の電磁波２３ａ，２３ｂ，２３ｃが想定される。まず、電磁波２３ａは容器１０，１１を挟んでアンテナ１５の反対側から半値角θ内に放射されたものである。この場合、電磁波２３ａは金属製の容器１０，１１の表面で反射されるので、容器１０，１１がシールドの役割を果たすため、外来ノイズの影響を軽減させる。次に、電磁波２３ｂは半値角θの範囲外からアンテナ１５へ入射されたものである。この場合、アンテナ１５の電磁波２３ｂに対する利得は最大利得Ｅｍａｘの１／２^1/2以下となる。
【００１３】さらに、電磁波２３ｃは容器１０，１１の表面で反射してアンテナ１５に向かって放射されるものである。この場合、電磁波２３ｃが容器１０，１１の表面へ放射する角度によって、アンテナ１５の半値角θ内へ入射されるものと、入射されないものとが生じる。そのため、電磁波２３ｃがアンテナ１５へ入射される量が少なくなるので、外来ノイズの影響を軽減させる。ここで、距離Ｘ₀と、距離Ｘ₁との関係がＸ₀＞Ｘ₁になると、外来ノイズの電磁波２３ａ，２３ｂが半値角θ内に入射される。以上のように、アンテナ１５の給電点１５ｂと主ビーム１６の中心軸とが直交する点から絶縁スペーサ１２の外周面に引いた一対の接線が、指向性図の各半幅値の点を通過するようにアンテナ１５を配置する。そして、アンテナ１５の先端部１５ａに対向した絶縁スペーサ１２の外周面と給電点１５ｂとの距離をＸ₁とし、アンテナ１５の先端部１５ａと給電点１５ｂとの距離をＸ₂とし、アンテナ１５の給電点１５ｂと先端部１５ａに対向した絶縁スペーサ１２の外周面との距離をＸ₀としたとき、Ｘ₁≧Ｘ₀＞Ｘ₂となる位置にアンテナ１５を配置する。このように、アンテナ１５を配置することにより外来ノイズの電磁波２３ａ，２３ｂ，２３ｃがアンテナ１５へ入射されるのを軽減できるので、容器１０，１１内の部分放電を精度よく検出することができる。なお、実施の形態１及び実施の形態２において、単一指向性を有するアンテナ１５として円偏波方式のコーンスパイラル形アンテナを適用した例について説明したが、単一指向性を有するものであれば円偏波方式及び直線偏波方式のいずれのものを使用しても同様の効果を期待することができる。
【００１４】実施の形態３．図８は実施の形態３の要部を示す斜視図である。図８において、１０～１３，２０は実施の形態１のものと同様のものである。２４は単一指向性を有するリッジガイド形アンテナで、電界面が各容器１０，１１の中心軸に一致し、各容器１０，１１の中心軸が磁界面と直交するように配置されている。図８の図示のようにアンテナ２４の各方向をｘ、ｙ、ｚの直交座標としたとき、ｘ軸とｚ軸とを含む面が電界面（Ｅｐｌａｎｅ）であり、ｙ軸とｚ軸とを含む面が磁界面（Ｈｐｌａｎｅ）である。電界面が放射される電磁波の電界方向と同一方向であるときに最も効率よく受信することができる。図９は図８のアンテナ２４の配置と比較するための説明図である。図９において、１０～１３，２０は実施の形態１のものと同様のものである。２５はアンテナ２４と同様のリッジガイド形アンテナで、磁界面が各容器１０，１１の中心軸に一致し、各容器１０，１１の中心軸が電界面とほぼ直交するように配置されている。
【００１５】図８及び図９の構成において、電気機器１３に高電圧を印加して部分放電を発生させると、図１０（ａ）に示すように電気機器１３に印加された電圧波形２６に対して、図８の構成では部分放電による電流波形２７ａが検出され、図９の構成では図１０（ｂ）に示す電流波形２７ｂが検出された。以上のように、アンテナ２５の磁界面が各容器１０，１１の中心軸と一致するようにアンテナ２５を配置すると、部分放電により発生した電磁波の検出感度が小さくなる。これに対して、アンテナ２４の電界面が各容器１０，１１の中心軸と一致するようにアンテナ２４を配置することにより、矢印２０に示すように各容器１０，１１内で放射された電磁波の電界方向とアンテナ２４の電界面とが一致するので、放射された電磁波を効率よく受信することができる。
【００１６】実施の形態４．図１１は実施の形態４の構成を示す斜視図である。図１１において、１０～１３，２０は実施の形態１のものと同様のものである。２８は直線偏波方式の第１のアンテナで、実施の形態３の図８に示したアンテナ２４と同様に配置されている。２９は直線偏波方式の第２のアンテナで、実施の形態３の図９に示したアンテナ２５と同様に配置されている。３０は第１の増幅手段で、第１のアンテナ２８が受信した電磁波をフィルタを通して所定の周波数帯域に弁別して増幅する。３１は第１の信号処理手段で、増幅された信号を検波処理して第１の検出信号３１ａを出力する。３２は第２の増幅手段で、第２のアンテナ２９が受信した電磁波をフィルタを通して所定の周波数帯域に弁別して増幅する。３３は第２の信号処理手段で、増幅された信号を検波処理して第２の検出信号３３ａを出力する。
【００１７】３４は演算手段で、各アンテナ２８，２９が受信して各増幅手段３０，３２を介して各信号処理手段３１，３３から出力された各検出信号３１ａ，３３ａを比較して、第１の検出信号３１ａが第２の検出信号３３ａより大きいとき、少なくともいずれかの容器１０，１１内で部分放電が発生したと判定する。以上のように、第１のアンテナ２８の電界面が絶縁スペーサ１２から放射される電磁波の電界方向と一致するように、第１のアンテナ２８の電界面を各容器１０，１１の中心軸にほぼ一致させて、第２のアンテナ２９の磁界面を各容器１０，１１の中心軸にほぼ一致させ、第１のアンテナ２８からの第１の検出信号３１ａが第２のアンテナ２９からの第２の検出信号３３ａより大きいとき、演算手段３４が少なくともいずれかの容器１０，１１の内部で部分放電が発生したと判定するので、部分放電を精度よく検出することができる。
【００１８】実施の形態５．図１２は実施の形態５の要部を示す斜視図である。図１２において、１０～１３は実施の形態１のものと同様のものである。３５～３７はそれぞれガス区分されたＵ相、Ｖ相及びＷ相母線で、それぞれ各容器１０，１１、絶縁スペーサ１２及び電気機器１３で構成されている。３８はガス区分された一括母線で、各相母線３５～３７の導出部（図示せず）が収納されている。３９はブッシングで、各母線３５～３７の各電気機器１３と外部機器（図示せず）とを接続する。４０は電界面が各容器１０，１１の中心軸とほぼ一致するように配置された単一指向性を有するアンテナで、主ビーム４１内に一つのガス区分単位である例えば一括母線３８が入るように配置されている。以上のように、アンテナ４０の主ビーム４１内にガス区分単位が入るようにアンテナ４０を配置することにより、外来ノイズの電磁波の影響を低減できるので、ガス区分単位で部分放電の発生を精度よく検出することができる。
【００１９】実施の形態６．図１３は実施の形態６を示す構成図である。図１３において、１０～１５，１７～２０は実施の形態１のものと同様のものである。４２はレーザー光４２ａを出力する半導体レーザー発振器からなる照準手段で、図２及び図３に示すアンテナ１５の主ビーム１６の利得が最大値Ｅｍａｘを示すＺ軸方向の主ビーム１６の中心軸とレーザー光４２ａの中心軸とが所定の距離をあけて平行になるように配置されている。なお、レーザー光４２ａの中心軸はアンテナ１５の指向性の範囲内に配置するのが望ましい。次に動作について説明する。図２，図３及び図１３において、部分放電を検出する際には照準手段４２のレーザー光４２ａを絶縁スペーサ１２に照射して、視覚により照準位置を確認する。この状態でアンテナ１５が絶縁スペーサ１２に対向して、主ビーム１６の指向性の範囲内に容器１０，１１の中心部が入っていることが確認される。
【００２０】もし、部分放電により発生した数十ＭＨｚから数十ＧＨｚのマイクロ波の電磁波が絶縁スペーサ１２から放射されていると、電磁波を部分放電信号としてアンテナ１５が受信する。増幅手段１７は部分放電信号を所定の周波数帯域に弁別すると共に増幅して出力する。次に、信号処理手段１８で検波した後に、Ａ／Ｄ変換によりパルスを成形して出力する。最後に、出力手段１９から例えば図４に示すように、電気機器１３に印加された電圧波形２１と、部分放電の電磁波形２２とを対比させて出力する。この出力手段１９に表示された各波形２１，２２から部分放電の有無を判断する。
【００２１】以上のように、アンテナ１５の主ビーム１６の指向性の範囲内に容器１０，１１の中心部が入るように、主ビーム１６の中心軸の方向を決める照準手段４２を設けたことにより、電磁波の発生個所から離れた測定地点からでも、アンテナ１５の主ビーム１６の利得が最大値Ｅｍａｘを示すＺ軸方向を電磁波の発生部位に対向させることができるので、部分放電の検出精度を向上させることができる。また、照準手段４２をレーザー光４２ａを出力するレーザー発振器として、アンテナ１５の主ビーム１６の利得が最大値を示す主ビーム１６の中心軸と、レーザー光４２ａの中心軸とが、所定の距離をあけて平行になるように配置したので、レーザー光４２ａを目視確認することにより主ビーム１６の照射範囲を容易に決定することができる。実施の形態６において、照準手段４２は半導体レーザー発振器を使用したものについて説明したが、一対のスリットを対向させたもの等、周知のものを使用しても同様の効果を期待することができる。
【００２２】実施の形態７．図１４は実施の形態７を示す構成図である。図１４において、１０～１５，１７～２０は実施の形態１のものと同様のものである。４３は半導体レーザー発振器からなる照準手段で、レーザー光４３ａの送出角度が図２及び図３に示すアンテナ１５の主ビーム１６の半値角θと一致するようにレンズ４４を介して広角にされている。なお、照準手段４３はアンテナ１５の主ビーム１６の利得が最大値Ｅｍａｘを示すＺ軸の方向の主ビーム１６の中心軸とレーザー光４３ａの中心軸とが所定の距離を明けて平行になるように配置されている。そして、レーザー光４３ａの照射範囲と主ビーム１６の指向性の半値角θの範囲とが重なるようにする。４５はブッシング１４に接続された接続線で、高電圧が印加されている。
【００２３】次に動作について説明する。図２，図３及び図１４において、部分放電を検出する際には、高電圧が印加されている接続線４５を避けるように照準手段４３のレーザー光４３ａを絶縁スペーサ１２に向けて照射する。これにより、アンテナ１５の指向性の範囲内に絶縁スペーサ１２が入っていることを視覚で確認できる。ここで、部分放電により発生した電磁波を部分放電信号としてアンテナ１５が受信すると、増幅手段１７で増幅して信号処理手段１８でパルス成形して出力する。そして、最後に出力手段１９から図４に示すように、電気機器１３に印加された電圧波形２１と、部分放電の電磁波形２２とを対比させて出力する。この出力手段１９に表示された各波形２１，２２から部分放電の有無を判断する。以上のように、照射手段４３から出力されるレーザー光４３ａの照射される角度をレンズ４４を介して広角にし、アンテナ１５の主ビーム１６の半値角θとレーザー光４３ａの照射される範囲とが重なるようにしたことにより、高電圧が印加された接続線４５で部分放電が発生していても、レーザー光４３ａで目視確認して接続線４５を避けることができるので、容器１０，１１内の部分放電を誤判断することなく精度よく検出することができる。
【００２４】実施の形態８．図１５は実施の形態８を示す構成図である。図１５において、１０～１５、１７～２０は実施の形態１のものと同様のものである。４６は信号処理手段１８から出力されたパルス信号が入力されるフィルタで、可聴音帯域の周波数の音声信号成分のみを通過させる。４７は増幅器で、フィルタ４６から出力された音声信号成分を増幅する。４８はスピーカ等の音声出力手段で、増幅器４７から出力された音声信号を音声として出力する。次に動作について説明する。図２，図３及び図１５において、アンテナ１５により部分放電を検出すると、実施の形態１と同様に増幅手段１７で増幅されて信号処理手段１８でパルス信号に変換される。そして、フィルタ４６を通過した音声信号成分は増幅器４７で増幅されて音声出力手段４８から音声として出力される。以上のように、部分放電により電磁波が発生したことをアンテナ１５が検出したとき、音声出力手段４８から音声として出力するので、聴覚により部分放電の有無を確認することができる。このため、オシロスコープ等の出力手段に比べて軽量化を図ることができる。
【００２５】
【発明の効果】この発明によれば、単一指向性を有するアンテナを主ビームの中心軸が各容器の中心軸とほぼ直交するように絶縁スペーサと対向させて配置したことにより、アンテナが主ビームの中心軸の方向にのみ強い指向性を有するので、主ビーム以外の方向から外来ノイズの電磁波を受けても受信利得が小さくなるため、各容器内での部分放電を精度よく検出することができる。また、アンテナの給電点と主ビームの中心軸とが直交する点から絶縁スペーサの外周面に引いた一対の接線が、指向性図の各半幅値の点を通過するようにアンテナを配置し、アンテナの先端部に対向した絶縁スペーサの外周面と給電点との距離をＸ₁とし、アンテナの先端部と給電点との距離をＸ₂とし、アンテナの給電点と先端部に対向した絶縁スペーサの外周面との距離をＸ₀としたとき、Ｘ₁≧Ｘ₀＞Ｘ₂となる位置にアンテナを配置することにより、外来ノイズの電磁波がアンテナへ入射されるのを軽減できるので、容器内の部分放電を精度よく検出することができる。
【００２６】また、コーンスパイラル形アンテナの先端部を絶縁スペーサと対向させ、先端部の反対側に配置された給電点から出力されるようにしたことにより、容器内の部分放電を精度よく検出することができる。また、電界面と磁界面とを有する直線偏波方式のアンテナの電界面が各容器の中心軸にほぼ一致するように配置したことにより、容器内の部分放電を精度よく検出することができる。また、第１のアンテナの電界面が絶縁スペーサから放射される電磁波の電界方向と一致するように、第１のアンテナの電界面を各容器の中心軸にほぼ一致させて、第２のアンテナの磁界面を各容器の中心軸にほぼ一致させ、第１のアンテナからの第１の検出信号が第２のアンテナからの第２の検出信号より大きいとき、演算手段が少なくともいずれかの容器の内部で部分放電が発生したと判定するので、部分放電を精度よく検出することができる。また、アンテナの主ビーム内にガス区分単位が入るようにアンテナを配置することにより、外来ノイズの電磁波の影響を低減できるので、ガス区分単位で部分放電の発生を精度よく検出することができる。
【００２７】また、アンテナの主ビームの指向性の範囲内に容器の中心部が入るように、主ビームの中心軸の方向を決める照準手段を設けたことにより、電磁波の発生個所から離れた測定地点からでも、アンテナの主ビームの利得が最大値Ｅｍａｘを示すＺ軸方向を電磁波の発生部位に対向させることができるので、部分放電の検出精度を向上させることができる。また、照準手段をレーザー光を出力するレーザー発振器として、アンテナの主ビームの利得が最大値を示す主ビームの中心軸と、レーザー光の中心軸とが、所定の距離をあけて平行になるように配置したので、レーザー光を目視確認することにより主ビームの照射範囲を容易に決定することができる。また、照射手段から出力されるレーザー光の照射される角度をレンズを介して広角にし、アンテナの主ビームの半値角θとレーザー光の照射される範囲とが重なるようにしたことにより、高電圧が印加された接続線で部分放電が発生していても、レーザー光で目視確認して接続線を避けることができるので、容器外の部分放電を誤判断することなく精度よく検出することができる。さらに、部分放電により電磁波が発生したことをアンテナが検出したとき、音声出力手段から音声として出力するので、聴覚により部分放電の有無を確認することができる。

【出願人】	【識別番号】０００００６０１３【氏名又は名称】三菱電機株式会社
【出願日】	平成１２年５月２５日（２０００．５．２５）
【代理人】	【識別番号】１０００７３７５９【弁理士】【氏名又は名称】大岩増雄
【公開番号】	特開２００１－１９４４１１（Ｐ２００１－１９４４１１Ａ）
【公開日】	平成１３年７月１９日（２００１．７．１９）
【出願番号】	特願２０００－１５４１６８（Ｐ２０００－１５４１６８）