JP4880343B2 - 部分放電検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、地中配電線の系統切替用のモールド開閉器から部分放電が発生したことを超音波センサーで検出するための方法に関する。

配電線を地中に敷設してある箇所では、配電線の系統切替のため、路上機器が設置されている。路上機器は、密閉ケース内にモールド開閉器を複数まとめて収容してあり、密閉ケース及びモールド開閉器には水浸入防止用にパッキンが施されている。というのも、水分がモールド開閉器内部に浸入すると、部分放電が発生し、硝酸等の劣化促進物質が生成され、絶縁抵抗が低下し、最終的に絶縁破壊から停電に至るからである。水分がモールド開閉器内部に浸入する仕組みは、以下のように考えられている。梅雨期や、降雪地域の冬期には、密閉ケース内部に結露が発生する。また、モールド開閉器への通電量は変化するものであり、通電量の変化に伴ってモールド開閉器の温度変化が生じ、パッキンが劣化している場合には温度変化に伴う呼吸作用により結露の水分がモールド開閉器内部に浸入するのである。

停電に至る絶縁低下を確実に防ぐためには、モールド開閉器を実際に開いて内部を点検し、劣化状況（電極や炭素の付着具合）に応じて部品を交換等すれば良いが、開くと停電が生じるので、部品を交換等しない場合にはたとえ点検のためとは言えどもモールド開閉器を開くことは避けたいのが現状である。

また、路上機器内部にはモールド開閉器が３回路から５回路あり、各回路は３相に分かれているため、点検箇所は９箇所から１５箇所あり、その全てに部分放電の有無を検出する装置をつけることは現実的ではない。

そこでモールド開閉器を閉じたまま部分放電の発生の有無を検出できる方法として、超音波センサーを、シリコングリスのような接触媒体を介してモールド開閉器に数秒程、押し当てる作業を、繰り返す方法が存在する（特許文献１）。
特開２００４−６１３５８号公報

接触媒体としてシリコングリスをモールド開閉器の上部に塗布するのは、モールド開閉器上部には微小な凹凸があり、超音波センサーの測定面を凹凸のある部分にそのまま押し当てると、検出精度が悪化するからである。

ところで、モールド開閉器に多量の水分が浸入し、例えば５０ｐＣ〜１００ｐＣ（ピコ・クーロン）程度の放電量が発生したものであれば、シリコングリスを用いた検出方法で部分放電を検出できるが、放電量が微量な場合、例えば２０ｐＣ程度の場合は検出できないことが図３の試験結果に示すように分かった。従って、放電量が微量のとき、即ち、部分放電の初期段階で発生の有無を検出できることが望ましい。ちなみに、モールド開閉器の点検結果から部分放電は、２０ｐＣ程度のものが多く存在することが推測される。

また、超音波センサーをモールド開閉器に押し当てた場合に、シリコングリスの粘性により、超音波センサーが横方向にずれやすく、作業し難かった。

さらに、モールド開閉器上部に塗布したシリコングリスを測定後に拭き取ろうとしても、完全な拭き取りは作業スペースや作業時間との関係上難しく、残ったシリコングリスは美観上好ましくないだけでなく、次回測定時までに硬化して悪影響を及ぼすおそれがあるため、残ったシリコングリスを剥がし取る煩わしさがある。かといって、シリコングリスを剥がしとると、モールド開閉器の上面も傷つき、剥がし取った粉末が路上機器内に飛散し、モールド開閉器の絶縁性能を低下させるという問題点があった。

本発明は上記実情を考慮して創作されたもので、その目的は、放電量が微量であっても検出することができ、しかも、検出作業を容易にし、その上、検出作業後の拭き取りを不要とする接触媒体を用いた検出方法を見つけ出すことである。

本発明は、路上機器の密閉ケースを開いてその中に収容された配電線系統切替用のモールド開閉器に超音波センサーを押し当て、超音波センサーから得られる信号波形によって部分放電の有無を見分ける部分放電検出方法であって、３０ｋＨｚ付近の超音波を検出可能な超音波センサーを用いると共に、超音波センサーの測定面にクロロプレンゴム製の接触媒体を止めてあることを特徴とする

本発明は、接触媒体がゴムなので、その弾力性によって超音波センサーをモールド開閉器に確実に押し当てられ、従来のシリコングリスのように横ずれすることなく、検出作業が容易となる。また、予め接触媒体を超音波センサーの測定面に止めてあるので、従来のように塗ったり拭いたりせずに済み、単に押し当てる作業を繰り返すだけでよくなり、作業性が向上すると共に、モールド開閉器を検出作業前と変わらない状態で保持できる。さらに、ゴムは２０ｐＣ程度の微量の放電量であっても検出できる。その上、クロロプレンゴムを用いているので、シリコンゴムを用いる場合よりも、さらに検出精度が向上する。

路上機器１は図１（イ）、（ロ）に示すように、密閉ケース２内を上下に仕切る仕切板３を備え、仕切板３の上に三相一組からなる一回路分のモールド開閉器４を複数回路分（図１（イ）では３回路分）左右に間隔をあけて並べ、密閉ケース２の底からケーブル５を貫通し、そのケーブル５を仕切板３の下から各組のモールド開閉器４に接続してある。

密閉ケース２は、前面が開放されたケース本体６に扉７を開閉可能に設けたもので、閉じた扉７とケース本体６の間にはパッキン８を介在しており、密閉ケース２内への水分の浸入を防いでいる。

一回路分のモールド開閉器４は図１（ロ）に示すように、三相分のモールド開閉器４を奥行き方向（図の左右方向）に間隔をあけて並べてある。各モールド開閉器４は図２の結線図に示すように３つのモールド開閉器４の導通を図る側の接点９、ケーブル５側の接点１０を開閉するものである。また、モールド開閉器４は仕切板３に固定する固定部１１と、固定部１１に対して開閉可能に設けた蓋部１２からなり、固定部１１にケーブル５側の電極（図示せず）を内蔵し、一方、蓋部１２に短絡用電極（図示せず）を内蔵してある。三相分のモールド開閉器４はその蓋部１２上面の横幅中央部を連結金物１３で一体化し、図示しないレバー機構を用いて三相分の蓋部１２をまとめて開閉する。蓋部１２を閉じると、固定部１１の回りを囲むシールパッキンＰが潰れて密閉が確保される。蓋部１２の上面は連結金物１３の横側箇所を、超音波センサー１４を押し当てる箇所とする。

超音波センサー１４の測定面とモールド開閉器４との間に介在する接触媒体１５には、ゴム（天然ゴム、合成ゴム）を用いる。ゴムの大きさは、超音波センサ−１４の測定面よりも一回り大きくした。部分放電の検出精度の良いゴムを見つけ出すために比較試験を行った。試験は、何種類かの均一な厚みのゴムを超音波センサー１４の測定面全域に両面テープを用いて貼り付け、超音波センサー１４の裏に付いたゴムをモールド開閉器４の上面（蓋部１２）に適度な圧力で押し当て、超音波センサー１４から得られる信号波形をオシロスコープ等で表示する条件で行われた。比較試験の結果を図３のグラフに示す。これによりクロロプレンゴムであれば、放電量の多い場合であっても（５０ｐＣ〜１００ｐＣ）、微量の場合であっても（２０ｐＣ）、確実に部分放電の有無を検出できることがわかる。また、別の試験結果よりクロロプレンゴムは、硬度を約６０度以下とし、厚みを約１ｍｍ以下とするものが望ましい。さらに、モールド開閉器４内部で生じる部分放電を超音波センサー１４で検出した場合の周波数成分は、部分放電が発生していない場合に比較して、約３０ｋＨｚ付近での信号が増加していることより、３０ｋＨｚ付近の検出感度が高い超音波センサー１４を用いることで、さらに検出精度が向上する。なお、ここで用いる超音波センサーはＡＥセンサー（AE:Acoustic Emission）とも言われる。ＡＥセンサーの基本的な構造は、弾性波の検出素子（例えば圧電セラミックス）をケースに封入するとと共に、ケースの測定面側を受信板（例えばセラミックス）で形成し、受信板の上に検出素子を載置した構造である。

（イ）（ロ）図は部分放電検出方法を示す正面方向の断面図、側面方向の断面図である。 モールド開閉器の結線図である。 ゴムの性能を示すグラフである。

符号の説明

１路上機器、２密閉ケース、３仕切板、４モールド開閉器、５ケーブル、６ケース本体、
７扉、８パッキン、９接点、１０接点、１１固定部、１２蓋部、１３連結金物、
１４超音波センサー、１５接触媒体、Ｐシールパッキン

Claims (1)

1. 路上機器（１）の密閉ケース（２）を開いてその中に収容された配電線系統切替用のモールド開閉器（４）に超音波センサー（１４）を押し当て、超音波センサー（１４）から得られる信号波形によって部分放電の有無を見分ける部分放電検出方法であって、
   ３０ｋＨｚ付近の超音波を検出可能な超音波センサー（１４）を用いると共に、超音波センサー（１４）の測定面にクロロプレンゴム製の接触媒体（１５）を止めてあることを特徴とする部分放電検出方法。
   

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