JPH0734604B2 - 絶縁監視用アンテナ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ガス絶縁開閉装置等のように接地された金
属製の容器で充電部を包囲した電気機器において、絶縁
劣化時に生じる内部の部分放電（コロナ放電）を検出す
るための絶縁監視用アンテナ装置に関するものである。

〔従来の技術〕

例えばガス絶縁開閉装置等に付設される従来の絶縁監視
用アンテナ装置は、第10図に示すように、接地された金
属製の管路容器51,52の接合部に介在する絶縁リング等
の絶縁体53の近傍位置にループアンテナ54を配置してい
る。

管路容器51,52は、端部のフランジ51a,52aの間に絶縁体
53を挟んでねじ止めなどによって、両者を締め付け固定
してあり、ループアンテナ54は、第10図では、フランジ
51aの近傍において、管路容器51と絶縁状態でかつ管路
容器51に巻き付けた状態に装着している。

55は管路容器51,52内を通る充電部、56は信号伝送用の
同軸ケーブルである。

このような絶縁監視用アンテナ装置においては、管路容
器51,52の絶縁劣化に伴う部分放電により生成される高
周波電磁界を管路容器51,52の外部からループアンテナ5
4で検出し、ループアンテナ54から得られる高周波信号
に基づいて管路容器51,52内の絶縁劣化の程度を検知す
るようになっている。この場合、管路容器51,52内の高
周波電磁界が絶縁体53の部分から漏れるのをループアン
テナ54で検出することになる。

他の例として、第11図に示すような絶縁監視用アンテナ
装置も提案されている。この絶縁監視用アンテナ装置
は、ダイポールアンテナ57を絶縁体53の周方向とエレメ
ント長手方向とを合わせた状態で絶縁体53の外周面に沿
って配置している。この場合、ダイポールアンテナ57は
絶縁体53の外周面に巻きつけた状態に貼り付け固定され
る。

このような絶縁監視用アンテナ装置では、ダイポールア
ンテナ57を高周波電磁界の漏れの箇所である絶縁体53の
部分に配置しているので、管路容器51,52から漏れる高
周波電磁界を最も大きなレベルで受けることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

第10図の絶縁監視用アンテナ装置は、部分放電に起因す
る高周波漏れ電流を片方の管路容器51のフランジ51aの
近傍に巻き付けたループアンテナ54で検出しており、絶
縁体53からループアンテナ54が離れているので、検出感
度が低かった。

また、第11図の絶縁監視用アンテナ装置では、絶縁体53
の部分から漏れる高周波電磁界は、管路容器51,52内で
の部分放電の発生によって、フランジ51a,52a間にイン
ピーダンス不整合に起因して電位差が発生し、この電位
差によって絶縁体53の外部に高周波電磁界が生じるので
あるから、その高周波電磁界のうち、電界Ｅの方向が絶
縁体53の厚み方向、すなわち管路容器51,52の長手方向
となる。一方、ダイポールアンテナ57が検出可能な電界
の方向は、エレメントの長手方向、すなわち絶縁体53の
厚み方向と直交する方向となる。したがって、ダイポー
ルアンテナ57では、絶縁体53から漏れる高周波電磁界を
ほとんど検出できず、検出感度はきわめて低いものであ
った。

したがって、この発明の目的は、絶縁劣化時の容器の内
部の部分放電によって発生する高周波電磁界を容器の外
部から高感度に検出することができる絶縁監視用アンテ
ナ装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の絶縁監視用アンテナ装置は、接地された金属
製の容器で充電部を包囲した電気機器の内部の部分放電
により生成される高周波電磁界をスリットアンテナで容
器の外部から検出するようになっている。スリットアン
テナは、容器同士の接合部または容器とブッシングとの
接合部に存在する絶縁体の近傍に、絶縁体の周方向とス
リット長手方向とを合わせた状態で配置している。

〔作用〕 この発明の構成によれば、容器内で絶縁劣化に伴う部分
放電が発生すると、容器内に高周波電磁界が生成され
る。この高周波電磁界は、容器同士の接合部または容器
とブッシングとの接合部に存在する絶縁体の部分から漏
れることになる。この場合、漏れる高周波電磁界は、絶
縁体を挟む両容器間または容器とブッシングとの間に生
じる電位差によって誘導され、その電界の方向は絶縁体
の周方向と直交する。

一方、スリットアンテナは、スリットの長手方向と直交
する方向の電界の検出感度が高く、スリットアンテナの
スリットの長手方向を絶縁体の周方向と合わせた状態
で、絶縁体の近傍に配置すると、絶縁体から漏れる高周
波電磁界を高レベルで受けることができ、しかも絶縁体
から漏れる高周波電磁界の電界の方向と高周波電磁界の
検出感度の高いスリットアンテナのスリットの長手方向
と直交する方向とが一致するので、絶縁体から漏れる高
周波電磁界を高感度で検出することができる。

〔実 施 例〕

この発明の第１の実施例を第１図ないし第３図に基づい
て説明する。この絶縁監視用アンテナ装置は、第１図に
示すように、接地された金属製の管路容器1,2で充電部
５を包囲したガス絶縁開閉装置等の電気機器の内部の部
分放電により生成される高周波電磁界を検出するスリッ
トアンテナ４を管路容器1,2の外部に配置している。

管路容器1,2は、端部のフランジ1a,2aの間に絶縁体３を
挟んでねじ止めなどによって、両者を締め付け固定して
いる。

スリットアンテナ４は、第１図では、管路容器1,2の接
合部に介在する絶縁リング等の絶縁体３の近傍に、絶縁
体３の周方向とスリット4aの長手方向とを合わせた状態
で配置している。具体的には、スリットアンテナ４は、
フランジ1a,2aで挟んで固定した絶縁体３およびフラン
ジ1a,2aの外周面に巻き付けた状態でかつ絶縁状態に貼
り付け固定している。そして、同軸ケーブル６の外部導
体および中心導体をそれぞれスリット4aの長辺の各々中
央位置4b,4cに接続している。

また、スリットアンテナ４は、例えば薄銅板からなり、
第２図に示すように、薄銅板の中央部分に角形のスリッ
ト4aを入れることにより形成される。スリット幅ｗは概
ね絶縁体３の厚さｄに合わせ、スリットアンテナ４の全
体の幅Ｗは、大きい方がよいが、配置場所の制約から例
えば管路容器1,2の接続部（フランジ1a,絶縁体３および
フランジ1bの合計幅）よりやや広い程度に設定してい
る。また、スリット4aの長さｌは検出する高周波電磁界
の波長λから決め、概ねλ/2程度が目安となる。スリッ
トアンテナ４の長さＬについては特に規定はない。

スリットアンテナ４の表面は、例えば銀メッキ等のメッ
キを施している場合もある。また、スリットアンテナ４
の表面には、管路容器1,2との絶縁のため、適度の絶縁
強度を保つことが可能な合成樹脂層等の絶縁層（図示せ
ず）を設けている。

このような絶縁監視用アンテナ装置においては、管路容
器1,2の絶縁劣化に伴う部分放電により生成される高周
波電磁界を管路容器1,2の外部からスリットアンテナ４
で検出し、スリットアンテナ４から得られる高周波信号
に基づいて管路容器1,2内の絶縁劣化の程度を検知する
ようになっている。この場合、管路容器1,2内の高周波
電磁界が絶縁体３の部分から漏れるのをスリットアンテ
ナ４で検出することになる。

具体的に説明すると、管路容器1,2内で絶縁劣化に伴う
部分放電が発生すると、管路容器1,2内に高周波電磁界
が生成される。この高周波電磁界は、管路容器1,2同士
の接合部に介在する絶縁体３の部分から漏れることにな
る。この場合、漏れる高周波電磁界は、絶縁体３による
インピーダンス不整合に起因して絶縁体３を挟む両管路
容器1,2間に生じる電位差によって誘導されるもので、
絶縁体３の外部の電界Ｅの方向は絶縁体３の周方向と直
交する。

一方、スリットアンテナ４は、スリット4aの長手方向と
直交する方向の電界の検出感度が高く、スリットアンテ
ナ４のスリット4aの長手方向を絶縁体３の周方向と合わ
せた状態で、絶縁体３の近傍に配置すると、絶縁体３か
ら漏れる高周波電磁界を高レベルで受けることができ、
しかも絶縁体３から漏れる高周波電磁界の電界の方向と
高周波電磁界の検出感度の高いスリットアンテナ４のス
リット長手方向と直交する方向とが一致するので、絶縁
体３から漏れる高周波電磁界を高感度で検出することが
できる。

スリットアンテナ４が絶縁体３から漏れる高周波電磁界
を高感度に検出できるのは、第３図（ａ）に示すよう
に、スリット4aの長さｌがλ/2であるスリットアンテナ
４の磁界Ｈの方向がスリット4aの長手方向と平行にな
り、電界Ｅの方向がスリット4aの長手方向と直交するか
らである。このようなスリットアンテナ４は、第３図
（ｂ）に示すλ/2の長さのダイポールアンテナ57と補対
の関係にあり、ダイポールアンテナ57の電界Ｅの方向が
エレメントの長手方向と平行になり、磁界Ｈの方向がエ
レメントの長手方向と直交する。

この実施例の絶縁監視用アンテナ装置は、スリットアン
テナ４を用いて管路容器1,2内の部分放電による高周波
電磁界を検出する構成であるので、スリットアンテナ４
を絶縁体３に沿わせて近接させることが容易で、しかも
スリットアンテナ４の検出電界の方向と絶縁体３を通し
て漏れる高周波電界の方向を合わせることができ、絶縁
劣化時の管路容器1,2の内部の部分放電によって発生す
る高周波電磁界を管路容器1,2の外部から高感度に検出
することができる。

この発明の第２の実施例を第４図に基づいて説明する。
この絶縁監視用アンテナ装置は、スリットアンテナ４′
を導電板の打ち抜きではなく、ビニル被覆電線等の絶縁
被覆電線を用いて構成したもので、その他の構成は第１
図に示した実施例と同様である。

この実施例では、スリットアンテナ４′を簡単に作成で
きるという効果がある。その他の作用効果は第１図の実
施例と同様である。

この発明の第３の実施例を第５図および第６図に基づい
て説明する。この絶縁監視用アンテナ装置は、スリット
アンテナ４と同軸ケーブル６との間に平衡・不平衡変換
用のバラン回路８を介挿したもので、その他は前記の第
１図の実施例または第４図の実施例と同様である。

バラン回路８の例としては、第６図（ａ），（ｂ）に示
すようなものが考えられる。

このように、バラン回路８を介挿するのは、以下の理由
からである。すなわち、同軸ケーブル６は、平行フィー
ダとは異なり、不平衡伝送路のため、スリットアンテナ
４の信号の一部が同軸ケーブル６の外被に漏れたり、同
軸ケーブル６の外被のノイズ電流がスリットアンテナ４
に侵入する。このような問題を防止するには、平衡・不
平衡の変換を行わなければならないのである。

この発明の第４の実施例を第７図に基づいて説明する。
この絶縁監視用アンテナ装置は、第７図に示すように、
スリットアンテナ４を絶縁体３およびフランジ1a,2aも
含めて、管路容器1,2の接合部周辺を全体的に導電性を
有する電磁遮蔽用のシールド材9Aで被覆するようにした
ものである。この場合、スリットアンテナ４は、絶縁樹
脂9Bによって、絶縁体３およびフランジ1a,2aの周囲に
巻き付けた状態に固着され、絶縁樹脂9Bの外側にシール
ド材9Aが設けられている。

シールド材9Aは、管路容器1,2の接合部周辺に単に密着
させるだけでもよいが、管路容器1,2の外面には、通常
絶縁塗料10が塗布されていて、そのままでシールド材9A
が管路容器1,2と静電結合しかしない。このため、この
実施例では、絶縁塗料10の一部を剥離除去し、その部分
に導電性塗料（図示せず）を塗布して、シールド材9Aと
管路容器1,2との直接的な電気的接続を図ることが好ま
しい。

このように、シールド材9Aを設けると、不要な外来電磁
波を遮蔽することができ、放電検出のS/N比を向上させ
ることができる。その他の効果は前記の第１の実施例と
同様である。

なお、上記各実施例では、スリットアンテナ4,4′を１
個だけ設けた構成を示したが、スリット長さの異なる２
個以上のスリットアンテナを絶縁体３に巻きつけるよう
にしてもよい。

また、上記実施例では、絶縁体３として、管路容器1,2
間を絶縁する絶縁スペーサを例に挙げたが、これに限ら
ず、例えばガスケットが介在したり、塗装面によって絶
縁層が形成されて、高周波信号が漏れる可能性のある容
器の接合部ならどこでも、この発明を適用することが可
能である。

この発明の第５の実施例を第８図および第９図に基づい
て説明する。この絶縁監視用アンテナ装置は、略Ｃ形に
湾曲させたスリットアンテナ４″を、金属製の容器11に
突設した例えば引き出し用のブッシング12の絶縁碍子部
を包囲した状態に容器11の外面に固着している。13は同
軸ケーブルである。

この実施例においても、ブッシング12の絶縁碍子部から
漏れる高周波電磁界を前記各実施例と同様の作用で検出
することができ、容器11内の絶縁劣化に伴う部分放電を
検知することができる。

〔発明の効果〕

この発明の絶縁監視用アンテナ装置によれば、スリット
アンテナを用いて容器内の部分放電による高周波電磁界
を検出する構成であるので、スリットアンテナを絶縁体
に沿わせて近接させることが容易で、しかもスリットア
ンテナの検出電界の方向と絶縁体を通して漏れる高周波
電界の方向を合わせることができ、絶縁劣化時の容器の
内部の部分放電によって発生する高周波電磁界を容器の
外部から高感度に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例の絶縁監視用アンテナ
装置の斜視図、第２図は第１図に示したスリットアンテ
ナの平面図、第３図はスリットアンテナおよびダイポー
ルアンテナの補対の関係の説明図、第４図はこの発明の
第２の実施例の絶縁監視用アンテナ装置の斜視図、第５
図はこの発明の第３の実施例の絶縁監視用アンテナ装置
の要部斜視図、第６図はバラン回路の例を示す回路図、
第７図はこの発明の第４の実施例の絶縁監視用アンテナ
装置の断面図、第８図はこの発明の第５の実施例の絶縁
監視用アンテナ装置の斜視図、第９図は第８図に示した
スリットアンテナの平面図、第10図は絶縁監視用アンテ
ナ装置の従来例の斜視図、第11図は絶縁監視用アンテナ
装置の他の従来例の斜視図である。 1,2……管路容器、３……絶縁体、４……スリットアン
テナ、4a……スリット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】接地された金属製の容器で充電部を包囲し
   た電気機器の内部の部分放電により生成される高周波電
   磁界を前記容器の外部から検出する絶縁監視用アンテナ
   装置であって、 前記容器同士の接合部または前記容器とブッシングとの
   接合部に存在する絶縁体の近傍に、前記絶縁体の周方向
   とスリット長手方向とを合わせた状態でスリットアンテ
   ナを配置したことを特徴とする絶縁監視用アンテナ装
   置。