部分放電判定方法及び部分放電判定装置
【課題】外来ノイズの影響を排除し、ガス絶縁機器で発生する部分放電の有無を精度良く判定する。
【解決手段】絶縁ガスが封入された円筒形の金属タンク１を絶縁スペーサ２で区画し、中心導体３を絶縁スペーサ２で支持して構成したガス絶縁機器の、金属タンク１の内部で発生する部分放電の有無を判定する部分放電判定方法において、絶縁スペーサ２の外周の周方向の複数箇所において電磁波検出器４により検出した電磁波信号から、ＴＥ１１検波器８によってＴＥ１１モードのみが伝播する周波数帯域の信号を抽出し、抽出した信号の強度と円周方向の測定位置情報とから、検出装置１０によって金属タンク１の外周方向の電磁波の強度分布を取得し、判定装置１１によってＴＥ１１モード特有の分布と比較して部分放電の有無を判定するようにした。
【解決手段】絶縁ガスが封入された円筒形の金属タンク１を絶縁スペーサ２で区画し、中心導体３を絶縁スペーサ２で支持して構成したガス絶縁機器の、金属タンク１の内部で発生する部分放電の有無を判定する部分放電判定方法において、絶縁スペーサ２の外周の周方向の複数箇所において電磁波検出器４により検出した電磁波信号から、ＴＥ１１検波器８によってＴＥ１１モードのみが伝播する周波数帯域の信号を抽出し、抽出した信号の強度と円周方向の測定位置情報とから、検出装置１０によって金属タンク１の外周方向の電磁波の強度分布を取得し、判定装置１１によってＴＥ１１モード特有の分布と比較して部分放電の有無を判定するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガス絶縁機器の内部で発生する部分放電の有無を判定する部分放電判定方法及び部分放電判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガス絶縁電気機器の内部で発生した絶縁異常の前兆となる部分放電を検出する従来の技術としては、例えば、絶縁性ガスを充填した密閉金属容器内部に高電圧導体を絶縁物により支持配置して成る絶縁電気装置において、その内部で発生する異常を診断するガス絶縁電気装置の異常診断方法として、密閉金属容器から高周波信号を取り込み、この高周波信号を複数の周波数領域別に分離してそれぞれの周波数領域別の各高周波信号の大きさを比較することにより、ガス絶縁電気装置での異常発生の有無、及び観測点から異常発生点までの距離を判断する技術が開示されている。信号分離手段によって分離される信号は、２導体系を伝播する基本モードのＴＥＭモードに対し高次モードであるＴＥ１１，ＴＥ２１，ＴＭ０１，ＴＭ１２及びＴＥ３１モード等であり、これら高周波信号の絶対強度若しくは相対強度を表示し、かつ必要に応じてこれらの高周波信号の強度を用いて演算を行い、ガス絶縁電気装置の異常の有無、さらに異常と判断した場合には観測点から異常発生点までの距離を判断するものである（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１０２１５９号公報（第２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来のガス絶縁診断方法では、部分放電によって発生する高周波信号を検出するセンサとして、導体を支持する絶縁スペーサに予め埋め込まれたシールド電極を使用している。このシールド電極は、絶縁スペーサの外周近傍の周方向に、絶縁スペーサを取り巻くようにリング状に設けられおり、金属容器を伝播してきた高周波信号を絶縁スペーサ部においてこのシールド電極で検出するように構成されている。高周波信号に含まれる各モードは中心導体の径と金属容器の径で決まる遮断周波数を利用してフィルタにより分離し、それらの周波数領域にエネルギーがあればそのモードかあると判断している。このように、部分放電による電磁波信号を周波数領域のみによって分離しているので、検出領域は単にそれらの高次モードが存在する可能性がある周波数領域を広くカバーしているだけであり、測定時に何らかのエネルギーが検出されたときに、それが部分放電に由来する信号か、単なる外来ノイズかの識別は難しく、現場環境ノイズの大きい変電所等における汎用の部分放電診断技術としては、ノイズ対策の面で課題が残されていた。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、部分放電によって発生する高周波信号のうち、ガス絶縁機器の構造によって決定される高次ＴＥモードの中から、特にガス絶縁機器のタンクの円周方向に顕著な強度分布を持つ特徴を有意に活用できるＴＥ１１モード又はＴＥ２１モードに着目し、これらの信号を確実に検出することにより、外来ノイズに影響されることなく部分放電の有無を判定できる信頼性の高い部分放電判定方法及び部分放電判定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係わる部分放電判定方法は、絶縁ガスが封入された円筒形の金属タンクを絶縁スペーサで区画し、中心導体を絶縁スペーサで支持して構成したガス絶縁機器を対象とし、金属タンクの内部で発生する部分放電の有無を判定する部分放電判定方法において、絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において金属タンク内に伝播する電磁波信号を電磁波検出器により検出し、検出した電磁波信号から遮断周波数を利用してＴＥ１１モードが伝播しＴＥ２１モードが伝播しない周波数帯域の信号をＴＥ１１検波装置によって抽出し、抽出した信号の強度と電磁波検出器の周方向の位置情報とから金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を強度検出装置によって検出し、強度分布がＴＥ１１モード特有の分布を示すかどうかにより部分放電の有無を判定するものである。
【０００７】
また、上記の部分放電判定方法に判定装置を加え、その判定装置によって、強度検出装置で得られた電磁波の強度分布とＴＥ１１モード特有の分布とを比較して部分放電の有無を判定するものである。
【０００８】
また、この発明に係わる部分放電判定装置は、絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において金属タンク内に伝播する電磁波信号を検出する電磁波検出器と、検出した電磁波信号を受信し遮断周波数を利用してＴＥ１１モードが伝播しＴＥ２１モードが伝播しない周波数帯域の信号を抽出するＴＥ１１検波装置と、抽出した信号の強度と電磁波検出器の周方向の位置情報とから金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を検出する強度検出装置とを備えたものである。
【０００９】
また、上記の部分放電判定装置に、強度検出装置で検出した強度分布とＴＥ１１モード特有の分布とを比較して部分放電の有無を判定する判定装置を備えたものである。
【００１０】
また、絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において金属タンク内に伝播する電磁波信号を電磁波検出器により検出し、検出した電磁波信号から遮断周波数を利用してＴＥ２１モードが伝播しＴＥ３１モードが伝播しない周波数帯域の信号をＴＥ２１検波装置によって抽出し、抽出した信号の強度と電磁波検出器の周方向の位置情報とから金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を強度検出装置によって検出し、強度分布がＴＥ２１モード特有の分布を示すかどうかにより部分放電の有無を判定するものである。
【００１１】
また、上記の部分放電判定方法に判定装置を加え、その判定装置によって、強度検出装置で得られた電磁波の強度分布とＴＥ２１モード特有の分布とを比較して部分放電の有無を判定するものである。
【００１２】
また、この発明に係わる部分放電判定装置は、絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において金属タンク内に伝播する電磁波信号を検出する電磁波検出器と、検出した電磁波信号を受信し遮断周波数を利用してＴＥ２１モードが伝播しＴＥ３１モードが伝播しない周波数帯域の信号を抽出するＴＥ２１検波装置と、抽出した信号の強度と電磁波検出器の周方向の位置情報とから金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を検出する強度検出装置とを備えたものである。
【００１３】
更にまた、上記の部分放電判定装置に、強度検出装置で検出した強度分布とＴＥ２１モード特有の分布とを比較して部分放電の有無を判定する判定装置を備えたものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の部分放電判定方法又は部分放電判定装置によれば、絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において電磁波信号を検出し、ＴＥ１１モードが伝播しＴＥ２１モードが伝播しない周波数帯域の信号をＴＥ１１検波装置によって抽出し、抽出した信号の強度と電磁波検出器の周方向の位置情報とから金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を検出し、その強度分布がＴＥ１１モード特有の分布を示すかどうかにより部分放電の有無を判定するようにしたので、部分放電で発生する電磁波の中に含まれるＴＥ１１モードの信号を効率よく捕捉でき、そのモード特有の特徴を抽出できるので、外来ノイズの影響を抑制して部分放電の有無を判定できる信頼性の高い部分放電判定方法又は部分放電判定装置を提供できる。
【００１５】
また、上記の部分放電判定方法及び部分放電判定装置において、部分放電の有無の判定は、判定装置を用いて強度検出装置で得られた電磁波の強度分布とＴＥ１１モード特有の分布とを比較して判定するようにしたので、上記の効果に加え、判定精度を上げることができる。
【００１６】
また、絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において電磁波信号を検出し、ＴＥ２１モードが伝播しＴＥ３１モードが伝播しない周波数帯域の信号をＴＥ２１検波装置によって抽出し、抽出した信号の強度と電磁波検出器の周方向の位置情報とから金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を検出し、その強度分布がＴＥ２１モード特有の分布を示すかどうかにより部分放電の有無を判定するようにしたので、部分放電で発生する電磁波の中に含まれるＴＥ２１モードの信号を効率よく捕捉でき、そのモード特有の特徴を抽出できるので、外来ノイズの影響を抑制して部分放電の有無を判定できる信頼性の高い部分放電判定方法又は部分放電判定装置を提供できる。
【００１７】
更にまた、上記の部分放電判定方法及び部分放電判定装置において、部分放電の有無の判定は、判定装置を用いて強度検出装置で得られた電磁波の強度分布とＴＥ２１モード特有の分布とを比較して判定するようにしたので、上記の効果に加え、判定精度を上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１による部分放電判定装置を図によって説明する。図１は、この発明の実施の形態１による部分放電判定装置をガス絶縁機器に取り付けた図である。判定対象とするガス絶縁機器の一例として、ＧＩＳ（Gas Insulated Switchgear：ガス絶縁開閉装置）を例に説明する。ＧＩＳは、断路器，遮断器等の開閉機器やこれらを保護する電気機器が母線により接続され、各機器の高電圧充電部は絶縁性ガスを充填した金属タンク内に収納されて構成されている。図は、このＧＩＳの母線タンク部分に部分放電判定装置を配置した場合を示している。
【００１９】
図のように、円筒形状をした複数の金属タンク１が絶縁スペーサ２を介し連結され、この絶縁スペーサ２に支持された円筒状の中心導体３が金属タンク１と同軸に配置されて構成されている。そして、絶縁スペーサ２で区画された金属タンク１内には絶縁ガスが封入されている。
【００２０】
次に、部分放電判定装置の構成について説明する。金属タンク１を連結する絶縁スペーサ２の外周部に、金属タンク１内に伝播する電磁波信号を検出する電磁波検出器４を配置する。この電磁波検出器４は、電磁波アンテナを主に構成されており、例えば、ループコイル，ダイポールアンテナ，ログペリアンテナ，ホーンアンテナ等が使用される。電磁波検出器４は、移動装置５によって絶縁スペーサ２の外周方向に移動可能となっており、外周の周方向の任意の位置で電磁波を測定し検出することができる。移動装置５により電磁波検出器４が絶縁スペーサ２の外周の周方向に移動したときの電磁波検出器４の位置情報は、移動角検出装置６に送られ、基点からの移動角θとして検出される。
【００２１】
電磁波検出器４からの検出信号と移動角検出装置６からの移動角情報とは、判定部７に送信される。判定部７は、電磁波検出器４の検出信号から後述する遮断周波数を利用してＴＥ１１モードが伝播しＴＥ２１モードが伝播しない周波数帯域の電磁波信号を抽出するＴＥ１１検波装置８と、遮断周波数を演算するのに必要な金属タンク１と中心導体３の外径情報を入力する入力部９と、ＴＥ１１検波装置８の出力信号及び移動角検出装置６からの移動角θを受信し、金属タンク１の外周方向の電磁波の強度分布を検出する強度検出装置１０と、検出した強度分布とＴＥ１１モード特有の強度分布とを比較して部分放電の有無を判定する判定装置１１とを備えている。上記４〜１１までで、部分放電判定装置の主要部が構成されている。なお、例えばタンク内の異物等は、部分放電源１３となる。
【００２２】
図２は図１のII−II方向から見た断面図であり、移動装置５によって電磁波検出器４を移動させる場合の一例を示す図である。図のように、絶縁スペーサ２の外周部にガイドレール１２を設け、電磁波検出器４側に設けた係合部をガイドレール１２にスライド可能に係合させている。電磁波検出器４には駆動モータを設けており、移動装置５から指令によりガイドレール１２上を移動できるようになっている。このときの周方向の位置情報を移動角検出装置６に取り込む。例えば、図の垂直下部の位置を基点とすると、４ａの位置で測定する場合は、θを移動角として検出する。
なお、図２に示す移動装置は、一例であり、絶縁スペーサ２の外周の周方向に移動可能なものであれば、図の構造に限定しない。
【００２３】
次に、本発明の部分放電判定装置によって部分放電を検知する方法について説明する。ＧＩＳの母線タンクは、図１に示すように中心導体３とそれを被う金属タンク１からなる同軸構造となっている。このような同軸構造を伝播する電磁波のモードにはＴＥＭモード、ＴＥモード（ＴＥ１１，ＴＥ２１，ＴＥ３１・・・）及びＴＭモードがあり、それぞれのモードは電磁波の異なる伝播形態を表しており、進行方向に対し電界や磁界のベクトルの有無で区別されている。このＴＥＭ，ＴＥ１１モード、ＴＥ２１モード・・・はそれぞれのモードごとに特定の周波数以上の領域に限定して存在していることが知られている。この特定の周波数は遮断周波数と呼ばれており、中心導体径やタンク径などの構成部品の形状や寸法によって、すなわちガス絶縁機器の形状や寸法に応じて決まるものである。例えば、金属タンク１の半径をａ、中心導体３の半径をｂとし、光速をｃとすると、近似的にＴＥｍ１モードの遮断周波数ｆは式１のように表される。
ｆ＝ｃ・ｍ／〔π（ａ＋ｂ）〕・・・・・・・・・式１
但しｍ＝１，２，３・・・
つまり、金属タンク１と中心導体３の形状が決定すれば、存在するモードと遮断周波数が特定できることになる。
【００２４】
各モードのうち、ＴＥＭモードはタンク円周方向にピーク分布を持たない静電界と同じ電界分布である。これに対し、ＴＥ（ｍ１）モードは円周方向にピーク分布を持つ電界分布を示す。図３は、同軸線路の場合のＴＥＭモード，ＴＥ１１モード，及びＴＥ２１モードの電磁界分布を模式的に示す図である。図のように、ＴＥ１１モードは円周方向の１８０°対称の位置に強いピークを持つ電界分布を示し、ＴＥ２１モードは円周方向の９０°対称の位置にピークを持つ電界分布であることがわかる。
【００２５】
図４は、金属タンク内で部分放電が生じている場合の電磁波強度の分布の一例を示す図である。周波数別の電磁波強度の強弱と金属タンクの壁面における分布状況を濃淡で表現している。この図は、発明者らの研究によって明らかにされた実験検証データ例であり、中心導体の長さが約２ｍの金属タンク内部で部分放電を発生させたものであり、縦軸は、放電源を基点（０°）とし金属タンク外周の円周方向の位置を角度で示し、横軸は、周波数（ＭＨｚ）を示している。図において、色の濃い部分が電磁波信号の強い部分である。図の上部には、ＴＥＭモード，ＴＥ１１モード，ＴＥ２１モード及びＴＥ３１モードの電磁波信号が伝播する周波数帯域をそれぞれ横棒グラフで示している。
【００２６】
図中に丸を付して例示しているように、ＴＥＭモードは円周方向に一様に信号を有しピーク値を持たないが、ＴＥ１１モードは円周方向において１８０°対向する位置に２つの強度ピークを持ち、また、ＴＥ２１モードは９０°ピッチで４つのピークを持つことがよくわかる。従って、式１を用いて計算された各モードの周波数領域おいてこれらの強度分布が検証されれば、間違いなくそのモードの電磁波が存在していることを意味する。
【００２７】
以上説明したように、部分放電による電磁波は、ＴＥＭ領域から、より高次のモードの信号まで広くＧＩＳ内部に分布している。この分布形状を把握することで、ＧＩＳ内部での部分放電の有無の判断が可能となる。ここで、どのモードに着目するかについては、パターンの見分け易さと、一方で信号処理のし易さとを考慮して決定していく必要がある。信号処理のし易さでは、より低い周波数帯を検出ターゲットとした方が好ましいが、最も周波数の低いところで存在するＴＥＭモードは全周方向に亘り分布を示しているため特徴的な分布パターンは見出しにくい。一方で、高次モードになると、分布の形状が複雑になっていくため、より自然界には存在しないＧＩＳ固有のパターンを見出すことができるようになるが、複雑すぎると、部分放電判定装置の判定アルゴリズムが非常に高度・複雑なものとなり、また高周波信号処理も難しくなって、実際の診断には適さなくなる。そこで、本実施の形態では、比較的ＧＩＳ固有の特長が見出せ、かつ、信号処理も容易な帯域であるＴＥ１１モードに着目した。なお、実際のＧＩＳタンクでのＴＥ１１モードの周波数帯について、式１で試算すると、タンク径によって異なるが２００ＭＨｚ〜１ＧＨｚ程度である。
【００２８】
先に、図１のＴＥ１１検波装置８によって、遮断周波数を利用してＴＥ１１モードが伝播しＴＥ２１モードが伝播しない周波数帯域の電磁波信号を抽出すると説明した周波数帯域とは、式１で求めたＴＥ１１モードの遮断周波数以上で、ＴＥ２１モードの遮断周波数未満の範囲のことである。但し、式１は近似式であり、この式によってモードを完全に峻別できるわけではないので、厳密に範囲を区切る必要はなく前後に多少幅があっても良い。実運用においては、汎用性を考慮して幅を持たせる方が実用的でる。
【００２９】
次に、具体的なガス絶縁機器での判定方法について説明する。図５は、この発明の部分放電判定装置を用いた部分放電判定方法を説明する図である。図の（ａ）は２個の絶縁スペーサ２ａ，２ｂで区画された直管の金属タンク１内で部分放電が発生した場合の発生位置を示し、（ｂ）は部分放電発生位置のｚ軸に垂直方向の断面図であり、部分放電源１３が、例えば水平方向を基準として角度θの位置に存在する場合を示している。また、（ｃ）は部分放電による電磁波信号が直管の金属タンク１の接続部に設けた絶縁スペーサ２ａ又は２ｂで観測される際の、電磁波信号の周方向の強度分布を示すものである。
なお、部分放電源１３は、分かりやすいために絶縁スペーサのすぐ近傍に図示しているが、金属タンク１内であればどこでもよい。また、電磁波信号の強度分布は、主にピークが現れる方向や現れ方を視覚的に分かりやすく説明するため単純化して表示しており、実測値を正確に表したものではない。以下の実施の形態の説明でも同様である。
【００３０】
部分放電の測定は、電磁波検出器４を移動装置５によって絶縁スペーサ２ａの周方向へ移動させながら、周方向の複数の位置で実施する。このとき、基準点からの測定位置の情報は移動角検出装置６によって角度情報θとして検出し、部分放電判定装置の判定部７へ送信する。
ＧＩＳタンク内部に発生する部分放電源１３が、例えば水平方向を基準として角度θの位置（１３と１８０°対向する１３ａでも同じ）に存在した場合、電磁波信号も同じく角度θの方向に強く放射され、絶縁スペーサ２ａにおいて、図の（ｃ）に示すように、ほぼ角度θの位置に強い信号ピークを持つ分布が確認される。
【００３１】
そこで、絶縁スペーサ２ａの外周部の周方向の複数箇所で測定した電磁波検出器４からの電磁波信号を、図１で説明したような部分放電判定装置の判定部７に取り込み、信号処理をして円周方向の強度分布として表せば、ＴＥ１１モードの電磁波が存在した場合、すなわち部分放電による電磁波である場合は、ほぼ１８０°対向する位置に強いピーク値が見られることになる。従って、検出結果の強度分布がこのようなＴＥ１１モード特有の分布を示すかどうかにより部分放電の有無を判定することができる。
【００３２】
強度検出装置１０の具体例としてパターン認識装置を使用した場合について説明する。図６は図１の部分放電判定装置の強度検出装置にパターン認識装置１４を使用した場合のブロック図である。パターン認識装置１４以外は図１と同じなので説明は省略する。ＴＥ１１検波装置８からのＴＥ１１の信号と、移動角検出装置６からの移動角θの情報をパターン認識装置１４へ入力するとパターン認識装置１４では、絶縁スペーサ２の外周上の電磁波信号の強度分布パターンを生成する。強度分布パターンの一例を図７に示す。図の縦軸に信号強度、横軸に周方向の位置（角度）をとり、各位置での信号強度をグラフにすれば太線のような強度分布パターンが得られる。判定装置１１では、例えば、θ１とθ２の間隔やピーク値から、ＴＥ１１モード特有のモードかどうかを判定する。θ１，θ２のような顕著なピーク値がほぼ１８０°対向する位置に確認できれば、ＴＥ１１モード特有の分布であると判断でき、部分放電による電磁波が検出されたと判定できる。このように、絶縁スペーサ２の外周方向の測定において、ほぼ１８０°離れた位置に２つのピークが存在することを再現性をもって確認することで、外部ノイズではなく内部に部分放電が存在することを特定できる。
なお、パターン認識装置は、現在一般に行われている各種信号処理技術を利用することで対応できる。
【００３３】
また、図５の（ａ）のように、金属タンク１の両端に絶縁スペーサ２ａと絶縁スペーサ２ｂとが配置されている場合、この絶縁区画内部に部分放電源１３が存在すると、上記のような２つのピークを持つ分布の形状は、直管の金属タンクであれば崩れることなく両側へ伝播し、隣接する絶縁スペーサ２ａ，２ｂで同じ位置にピーク値が現れる。
そこで、直管の金属タンク１において２つ以上の絶縁スペーサが存在する場合、絶縁スペーサ２ａで測定した電磁波信号から、周方向でほぼ１８０°対称の位置にピーク値を有するＴＥ１１モードの信号を検出し、かつ、そのピーク値が隣接する絶縁スペーサ２ｂで同じ位置に確認できた場合に、電磁波検出器４が検出した信号は、金属タンク１の内部における部分放電信号であると判定する。両者のピーク位置が異なる場合には、部分放電によるものではなく外部ノイズであると判定する。
【００３４】
また、上記の説明のように、ピーク信号は、部分放電源１３の円周方向の位置と同じ方向に現れる。このことを利用し、測定したピーク信号が金属タンク１の円周方向のどの位置に立つかという位置（角度）情報によって、部分放電源１３の円周方向の位置を推定することができる。但し、図５（ｂ）で部分放電源が１３にある場合と１３ａにある場合の区別や、金属タンク１側か中心導体３側かの区別はしない。
【００３５】
上記までの説明では、電磁波検出器４によって絶縁スペーサ２の外周の周方向の複数箇所で測定するやり方として、移動装置５を用いて移動させる場合について説明したが、移動装置５によらずに、例えば、測定者が電磁波検出器４を絶縁スペーサ２の外周の周方向に移動させながら測定しても良い。また、位置（角度）情報も、移動角検出装置６から自動的に取り込むのではなく、測定者がその情報を強度検出装置１０に入力するようにしても良い。
また、電磁波検出器４を移動させるのではなく、複数の電磁波検出器４を絶縁スペーサ２の外周上の周方向の所定位置に固定して配置しておいても良い。
また、遮断周波数を演算するために、金属タンク１と中心導体３の径情報を入力部９から入力するようにしたが、その都度入力するのではなく、予め記憶部に記憶させておいても良く、対象ガス絶縁機器が特定されているような場合は、径情報から計算される遮断周波数を直接利用しても良い。
【００３６】
更にまた、測定結果から部分放電の有無を判定する際に、強度検出装置によって強度分布が得られた段階で、熟練者であれば強度分布を見れば、特に後段の判定装置を使用しなくても、部分放電の有無を判定することが可能である。例えば、強度検出装置として上述のようなパターン認識装置を使用し、結果を強度分布パターンとして視覚的に表示させれば、その図からＴＥ１１モードの存在を確認することが可能である。従って、部分放電判定装置として、判定部７の中の判定装置１１は必須ではない。
【００３７】
以上のように、本実施の形態の発明によれば、絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において電磁波信号を検出し、ＴＥ１１検波装置によってＴＥ１１モードが伝播しＴＥ２１モードが伝播しない周波数帯域の信号を抽出し、抽出した信号の強度と電磁波検出器の周方向の位置情報とから金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を検出し、その強度分布がＴＥ１１モード特有の分布を示すかどうかにより部分放電の有無を判定するようにしたので、部分放電で発生する電磁波の中に含まれるＴＥ１１モードの信号を効率よく捕捉でき、そのモード特有の特徴を抽出できるので、外来ノイズの影響を抑制して部分放電の有無を判定できる信頼性の高い部分放電判定方法又は部分放電判定装置を提供できる。
【００３８】
また、部分放電の有無の判定は、判定装置を用いて強度検出装置で得られた電磁波の強度分布とＴＥ１１モード特有の分布とを比較して判定するようにしたので、上記の効果に加え、更に精度の良い判定を行うことができる。
【００３９】
また、電磁波の検出は、移動装置により電磁波検出器を絶縁スペーサの外周の周方向へ移動させて測定するようにしたので、測定位置を自由に選択でき、また効率よく測定することができる。
【００４０】
また、上記電磁波の検出は、絶縁スペーサの外周の周方向に複数個配置された電磁波検出器によって行うようにしたので、測定位置を決定する手間が省け、測定点の抜け漏れがなく、確実に測定を実施することができる。
【００４１】
また、強度検出装置としてパターン認識装置を使用するようにしたので、視覚的に容易に部分放電の有無を判定することができる。
【００４２】
また、出力がピークに達する外周位置を特定し、特定した外周位置から金属タンクの円周方向における部分放電源の位置を推定するようにしたので、ＧＩＳのような内部を容易に見ることができないガス絶縁機器でも、部分放電源がタンク底面にあるのか、側面に付着したものかを識別することができる。
【００４３】
また、金属タンクの径および中心導体の径の値を入力して遮断周波数を演算し、ＴＥ１１検波装置により検波する周波数帯域を設定するようにしたので、対象とするガス絶縁機器に適合したＴＥ１１モードの周波数帯域を精度良く求められる。
【００４４】
更にまた、直管の金属タンクの軸方向に設けた２個の絶縁スペーサのそれぞれにおいて測定して得た電磁波の強度分布を比較し、強度分布のピーク位置が同じであれば、直管内で部分放電が発生していると判定するようにしたので、直管タンクにおける部分放電の発生の有無を精度良く判定できる。
【００４５】
実施の形態２．
図８〜図１０はこの発明の実施の形態２による部分放電判定方法を説明する図である。図８，９の（ａ）はＬ字形状の金属タンクにおける部分放電の発生位置を示し、（ｂ）は一方の絶縁スペーサ部での電磁波の強度分布、（ｃ）は他方の絶縁スペーサ部での電磁波の強度分布を示している。図のように、Ｌ字形状の金属タンク１ｃ、１ｄに対して、そのＬ字の屈折部の前後に絶縁スペーサ２ｃ，２ｄがそれぞれ配置されている。金属タンク１ｃ，１ｄがＬ字形状をしている以外の構成は、実施の形態１で説明した図１と同等であり、また部分放電判定装置も実施の形態１で説明した図と同等なので詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。
【００４６】
ＧＩＳが直管の金属タンクから構成されている場合は、電磁波の挙動は実施の形態１で説明したように単純であったが、実際のＧＩＳではＬ字やＴ字の形状をしたタンクが複数組み合わさって構成されているため、このＬ字やＴ字の屈折部分で電磁波モードの変換が発生し、信号の円周方向の分布が崩れる。
【００４７】
まず、図８のように、Ｌ字屈折部の手前側の金属タンク１ｃ内部において部分放電源１３が存在した場合について説明する。図中での方向を特定するために、金属タンク１ｃ，１ｄの軸線を含む平面を基準面１５とする。部分放電源１３は、金属タンク１ｃ側で軸心を通り基準面１５に平行な方向（ｘ軸方向）にある場合を説明する。
この場合、絶縁スペーサ２ｃにおいては図の（ｂ）のように基準面１５と平行な方向（ｘ軸方向）にピーク値を持つＴＥ１１モードの強度分布が確認される。そして、Ｌ字部を通過した後の絶縁スペーサ２ｄにおいては、２ｃにおける分布とは異なり、図の（ｃ）のように全周方向に亘って強度分布を示すことが発明者らの研究によって確認された。
【００４８】
この結果、Ｌ字状の金属タンクの屈曲部の前後に絶縁スペーサ２ｃ，２ｄが存在する場合には、両絶縁スペーサ２ｃ，２ｄにおいて電磁波検出器４によってＴＥ１１モードの電磁波の強度分布を測定し、一方の絶縁スペーサ２ｃにおいて基準面１５にほぼ平行な方向に２点のピーク値が存在した場合に、他方の絶縁スペーサ２ｄにおいて全周方向に亘る分布が再現性をもって存在することを確認できれば、外部ノイズではなく、当該金属タンク内部において部分放電が発生していると判定することができる。
【００４９】
次に、図９は図８と同様にＬ字状の金属タンクであるが、（ａ）に示すように、部分放電源１３が、金属タンク１ｃ内で軸心を通り基準面１５に垂直な方向（ｙ軸方向）にある場合である。このとき、絶縁スペーサ２ｃにおいて観測される部分放電によるＴＥ１１モードの電磁波は図の（ｂ）のように基準面１５に垂直方向（ｙ軸方向）にピーク値を有し、Ｌ字屈折部を通過した後の絶縁スペーサ２ｄで観測した信号でも、図の（ｃ）のように基準面１５に垂直方向にピーク値を持つ信号分布が確認される。
【００５０】
この結果から、Ｌ字状の金属タンク１ｃ，１ｄの双方に絶縁スペーサ２ｃ，２ｄがある場合には、両絶縁スペーサ部で電磁波検出器４によってＴＥ１１モードの電磁波の周方向の強度分布を測定し、一方の絶縁スペーサ２ｃにおいて基準面１５にほぼ垂直方向に２点のピーク値が存在した場合には、他方の絶縁スペーサ２ｄにおいて同じくほぼ垂直方向に２点のピーク値が再現性をもって存在することを確認すれば、当該金属タンク内部において部分放電が発生していると判定することができる。
【００５１】
以上までは、部分放電信号が基準面１５に対し垂直もしくは水平方向に侵入した場合について説明した。次に、部分放電源１３が基準面１５に対して斜め方向に位置している場合について説明する。斜め方向に信号が進入した場合については、斜め信号を水平成分と垂直成分に分離して考えることができることが確認された。次に、これを説明する。
【００５２】
図１０は、基準面に斜め方向に部分放電源１３が存在した場合の、Ｌ字屈折部でのＴＥ１１モードの電磁波の分布の変化につい説明する図である。図の（ａ）に示すように、水平方向（基準面）を基準に角度θの位置に部分放電源１３が存在した場合、部分放電源１３がある金属タンク１ｃ側の絶縁スペーサ２ｃでは図の（ｂ）「入力」に示すように、水平成分と垂直成分の和として角度θの位置に強い信号ピークを持つ分布が確認される。これは、角度θで侵入した大きさＡの信号は、水平成分（Ａｃｏｓθ）と、垂直成分（Ａｓｉｎθ）に分割し、これらを足し合わせた結果として考えることができる。一方、Ｌ字屈折部を通過した側の絶縁スペーサ２ｄでは、図の（ｂ）「出力」に示すように、水平成分，垂直成分それぞれの屈折部でモードが変換された結果を足し合わせた右下のような分布を示すことが確認された。
そこで、実際の測定においては、Ｌ字屈折部の前後の絶縁スペーサで観測された信号の円周方向の分布が、ここで予測される分布と一致した場合、すなわち、一方の絶縁スペーサ部で傾斜を持つ方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認され、かつ、他方の絶縁スペーサ部で垂直な方向の成分と全周方向の成分との和に相当する強度分布が確認された場合、当該金属タンク内部で部分放電が発生していると判定することができる。
【００５３】
以上のように本実施の形態の発明によれば、Ｌ字状の屈曲部を有する金属タンクであって、屈曲部から２方に伸びる金属タンクの双方に絶縁スペーサを有する場合、Ｌ字状の金属タンクの軸線を含む平面を基準面とするとき、一方の絶縁スペーサ部で基準面にほぼ平行な方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認され、かつ、他方の絶縁スペーサ部で全周に亘って信号を有する強度分布が確認された場合に、Ｌ字状の金属タンク内で部分放電が発生していると判定するようにしたので、Ｌ字状の金属タンク内の周方向で基準面に平行な位置に発生する部分放電の有無を精度良く判定することができる。
【００５４】
また、Ｌ字状の一方の絶縁スペーサ部で基準面にほぼ垂直な方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認され、かつ、他方の絶縁スペーサ部でも同様な方向にピーク値を有する強度分布が確認された場合に、Ｌ字状の金属タンク内で部分放電が発生していると判定するようにしたので、Ｌ字状の金属タンク内部の周方向で基準面に垂直な位置に発生する部分放電の有無を精度良く判定することができる。
【００５５】
また、Ｌ字状の一方の絶縁スペーサ部で基準面と傾斜を持つ方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認され、かつ、他方の絶縁スペーサ部で基準面に垂直な方向の成分と全周方向の成分との和に相当する強度分布が確認された場合に、Ｌ字状の金属タンク内で部分放電が発生していると判定するようにしたので、Ｌ字状の金属タンク内部の周方向で基準面に傾斜を持つ位置に発生する部分放電の有無を精度良く判定することができる。
【００５６】
実施の形態３．
図１１〜図１４はこの発明の実施の形態３による部分放電判定方法を説明する図である。図の（ａ）はＴ字形状の金属タンクにおける部分放電の発生位置を示し、（ｂ）〜（ｄ）は各絶縁スペーサ部での電磁波の強度分布を示している。図のように、直管部とこの直管部の途中からＴ字状に分岐した分岐管部からなるＴ字形状の金属タンクに対して、分岐点から３方に伸びる金属タンク１ｅ、１ｆ，１ｇのそれぞれに絶縁スペーサ２ｅ、２ｆ，２ｇを備えている。金属タンクがＴ字形状をしている以外の構成は、実施の形態１で説明した図１と同等であり、また部分放電判定装置も実施の形態１で説明した図と同じなので詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。
【００５７】
図中での方向を特定するために、金属タンク１ｅ〜１ｇの軸線を含む平面を基準面１６とする。まず、図１１のように、部分放電源１３が金属タンク１ｅ側でタンク軸心を通り基準面１６に平行な方向にある場合を説明する。図のような位置に部分放電源１３が存在した場合、絶縁スペーサ２ｅでは（ｂ）に示すように基準面１６に平行な方向（ｘ軸方向）に２つのピーク値を持つＴＥ１１モードの信号分布が確認される。こにとき、分岐部を通過した後の分岐管１ｆ側の絶縁スペーサ２ｆと直管１ｇ側の絶縁スペーサ２ｇにおいては、絶縁スペーサ２ｅにおける分布とは異なり、（ｃ）及び（ｄ）のように全周方向に亘って強度分布を示すことがわかる。なお、部分放電源１３が直管１ｇ側の同方向にある場合も同様である。
【００５８】
一方、図１２の（ａ）に示すように、部分放電源１３が、分岐管１ｆ側で軸心を通り基準面１６に平行な方向（ｚ軸方向）に存在した場合は、絶縁スペーサ２ｆにおいては、（ｂ）に示すように基準面に平行に２点のピーク値を持つ分布が確認され、分岐部を通過した後の直管１ｅ，１ｇ側の絶縁スペーサ２ｅ，２ｇにおいては、（ｃ）のように周方向で全周に亘って信号を有する強度分布を示すことがわかる。
【００５９】
この結果、Ｔ字形状の金属タンクにおいて、図のように直管部の両側と分岐管側に絶縁スペーサが有る場合には、各絶縁スペーサ２ｅ〜２ｇにおいて、電磁波検出器４により電磁波を検出し、ＴＥ１１モードの周波数を検波してタンク周方向の強度分布として見た場合、いずれか１つの絶縁スペーサ部で基準面１６にほぼ平行な方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認され、かつ、残り２個の絶縁スペーサ部で全周に亘って信号を有する強度分布が再現性をもって確認された場合に、当該金属タンクの内部で部分放電が発生していると判定することができる。
【００６０】
次に、部分放電源１３が、タンク軸心を通り基準面１６と垂直な方向（Ｙ軸方向）に存在する場合について説明する。図１３（ａ）に示すように、Ｔ字形状の金属タンクの直管１ｅ側で基準面１６に垂直な方向に部分放電源１３がある場合である。この場合、部分放電源１３がある金属タンク１ｅ側の縁スペーサ２ｅにおいては、（ｂ）のように部分放電によるＴＥ１１モードの電磁波は基準面１６に対し垂直方向に２点のピーク値を持ち、さらに、分岐部を通過した後の分岐管１ｆ側の絶縁スペーサ２ｆと直管１ｇ側の絶縁スペーサ２ｇにおいても、電磁波信号は（ｃ），（ｄ）のように同じく基準面１６に対し垂直方向に２点のピーク値を持つ強度分布が確認される。
【００６１】
同様に、図１４（ａ）に示すように、部分放電源１３が分岐管１ｆ側で軸心を通り基準面１６に垂直な方向に存在した場合について説明すると、部分放電源１３の存在するタンク側の絶縁スペーサ２ｆにおいては、部分放電によるＴＥ１１モードの電磁波は（ｂ）のように基準面１６に対し垂直方向に２点のピーク値を有し、分岐部を通過した後の直管１ｅ，１ｇに設けた絶縁スペーサ２ｅ，２ｇで観測した電磁波信号は、（ｃ）のように同じく基準面１６に垂直方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認されている。
【００６２】
これらの結果から、Ｔ字状の金属タンクの３方に絶縁スペーサが有る場合には、各絶縁スペーサ２ｅ〜２ｇにおいて電磁波検出器４によって検出した電磁波信号を処理し、タンク周方向の強度分布を取得し、いずれか１つの絶縁スペーサ部において基準面１６にほぼ垂直方向に２点のピーク値が存在した場合には、その他の絶縁スペーサ部において同じく基準面１６にほぼ垂直方向に２点のピーク値が再現性をもって存在することを確認することで、すなわち、全ての絶縁スペーサ部において基準面１６にほぼ垂直方向に２点のピーク値を有することを確認することで、当該金属タンクの内部で部分放電が発生していると判定する。
【００６３】
以上までの説明では、簡単のために部分放電源が基準面１６に対し垂直もしくは水平方向にある場合について説明した。部分放電源が基準面１６に対し斜め方向にある場合については、実施の形態２で説明したと同様に、斜め方向の信号を水平成分と垂直成分に分離して、それぞれのモード変換結果を再度重ね合わせることによってＴＥ１１モードの強度分布が得られる。図示は省略するが、部分放電源１３が基準面１６に対し斜め方向に位置する場合、３個の絶縁スペーサ部の内の何れか一箇所で基準面１６と傾斜を持つ方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認され、かつ、残り２個の絶縁スペーサ部で全周方向の成分と垂直な方向の成分の和に相当する強度分布が確認されることを検証した。
従って、実際の測定では、Ｔ字状の金属タンクの各絶縁スペーサ部において、電磁波検出器４により電磁波を検出し、信号処理によって各絶縁スペーサ部の外周方向のＴＥ１１モードの電磁波の強度分布を取得し、その結果が上記のような強度分布を示した場合に、当該金属タンク内で部分放電が発生していると判定し、それ以外は外部ノイズであると判定することができる。
【００６４】
以上のように、本実施の形態の発明によれば、Ｔ字状の金属タンクにおいて、金属タンクの軸線を含む平面を基準面とするとき、３個の絶縁スペーサの内の何れか一箇所で基準面にほぼ平行な方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認され、かつ、残り２個の絶縁スペーサ部で全周に亘って信号を有する強度分布が確認された場合に部分放電有りと判定するようにしたので、Ｔ字状の金属タンク内部の周方向で、基準面に平行な位置に発生する部分放電の有無を精度良く判定することができる。
【００６５】
また、３個の絶縁スペーサ部の全てにおいて基準面にほぼ垂直な方向にピーク値を有する強度分布が確認された場合に、Ｔ字状の金属タンク内で部分放電が発生していると判定するようにしたので、Ｔ字状の金属タンク内部の周方向で、基準面に垂直な位置に発生する部分放電の有無を精度良く判定することができる。
【００６６】
更にまた、３個の絶縁スペーサの内の何れか一箇所で基準面と傾斜を持つ方向にピーク値を有する強度分布が確認され、かつ、残り２個の絶縁スペーサ部で全周方向の成分と基準面に垂直な方向の成分との和に相当する強度分布が確認された場合に、Ｔ字状の金属タンク内で部分放電が発生していると判定するようにしたので、Ｔ字状の金属タンク内部の周方向で、基準面に傾斜を持つ方向の位置に発生する部分放電の有無を精度良く判定することができる。
【００６７】
実施の形態４．
次に実施の形態４による部分放電判定方法について説明する。部分放電判定装置そのものは実施の形態１で説明した図１と同等なので詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。測定対象のガス絶縁機器の金属タンクは、直管，Ｌ字形状，Ｔ字形状のいずれでも良い。本実施の形態は、特に、電磁波検出器の測定点に関するものである。
ガス絶縁機器として例えばＧＩＳを対象とした場合、ＧＩＳに使用されている絶縁スペーサの数は、規模にもよるが１設備で数十個〜百個以上も有るので、それらの全箇所を全周に亘って測定するには非常な時間と労力を要する。そこで、測定の効率化を考える必要がある。
【００６８】
絶縁スペーサの外周の周方向で電磁波検出器により金属タンク内を伝播する電磁波を検出する場合、周方向に連続して測定する方法や、所定のピッチで測定する方法がある。上記のような測定箇所の多さを考慮して、効率的な測定方法について検証した結果、実際の絶縁スペーサの外周の全周で検出する場合、円周を８分割した点で測定すれば実用上十分であることがわかった。すなわち、円周方向に４５°間隔の位置で８箇所測定すれば、周方向の強度分布が得られることが検証できた。
そこで、効率的な測定方法の一つとして、電磁波検出器によって絶縁スペーサの外周の周方向で測定する測定位置は、絶縁スペーサの外周の周方向に均等に８箇所とするものである。当然、８分割以上の点で測定すれば、より確実に強度分布が得られる。
【００６９】
更に、効率的な測定方法について説明する。これまでの実施の形態で説明してきたように、絶縁スペーサ部で観測されるＴＥ１１モードの電磁波の強度分布は、その絶縁スペーサを円形方向に見たとき、円の中心点を基準に点対称となっていることが分かる。このことに着目し、絶縁スペーサの外周部で電磁波検出器により電磁波を測定する場合、全周ではなく、まず半周を測定する。そして判定部により信号処理して得られた強度分布を確認し、この範囲においてＴＥ１１モード特有の電磁波の強度分布が見られたときのみ、次に残りの１／２を測定するものである。
【００７０】
ＧＩＳのようなガス絶縁機器は、高度の信頼性を要求される変電設備に使用されるで、相応の品質管理の下に製造し、保守管理されており、実際に部分放電が発生する頻度は非常に少ない。そこで、実現場における測定においては、絶縁スペーサの外周の周方向で電磁波検出器により測定する場合、いきなり全ての絶縁スペーサを全周に亘って測定しないで、先ず半周を測定する。そして、半周分の測定においてＥ１１モード特有のピークの存在が確認できなかった場合は、部分放電が発生していないか、もしくはモード変換によって均一化されたことを意味しており、いずれにしてもその絶縁スペーサ部において詳細な部分放電診断をすることは意味が無い。すなわち、所定の強度分布が確認できる絶縁スペーサのみを問題とすれば良い。部分放電が金属タンク内に発生していれば所定の強度分布を示す絶縁スペーサが必ず存在し、半周の測定においてもその兆候を捕らえることは可能である。そこで、半周分の測定においてＴＥ１１モード特有の電磁波の強度分布の存在が見られたときのみ残り１／２を測定する。その結果、ＴＥ１１モードの強度分布であることが確認できれば、この絶縁スペーサを基準として実施の形態１〜３のような方法で判定するものとする。したがって、実際の現場での測定においては、測定をほぼ半分に省力化できることになる。
【００７１】
さらに効果的な測定方法について説明する。先述のように、絶縁スペーサの外周の周方向で電磁波検出器により測定する場合、全周であれば８箇所で可能であるという検証結果と、上記の半周分での測定の考え方を取り入れ、先ず、絶縁スペーサ外周の周方向で、４５°間隔を空けて４箇所で測定し、この範囲においてＴＥ１１モード特有の電磁波の強度分布が見られたときのみ、次に、確認のために残りの周方向に４５°間隔を空けて４箇所で測定するものである。このような測定方法を実現場における測定に適用しても、部分放電の発生の有無を判定することは十分に可能である。
【００７２】
以上のように、本実施の形態の発明によれば、電磁波検出器によって絶縁スペーサの外周の周方向で測定する測定位置は、絶縁スペーサの外周の周方向に均等に８箇所としたので、効率的に測定を実施することができる。
【００７３】
また、電磁波検出器による絶縁スペーサの外周の周方向の測定は、まず絶縁スペーサの全周の１／２の範囲で測定し、この範囲においてＴＥ１１モード特有の電磁波の強度分布が見られたときのみ、次に残りの１／２を測定するようにしたので、測定作業の省力化と効率化が図られ、特にＧＩＳのように絶縁スペーサをたくさん有するガス絶縁機器において、多大の効果を期待できる。
【００７４】
更にまた、電磁波検出器による絶縁スペーサの外周の周方向の測定は、まず絶縁スペーサの外周の周方向に４５°間隔を空けて４箇所で測定し、この範囲においてＴＥ１１モード特有の電磁波の強度分布が見られたときのみ、次に残りの周方向に４５°間隔を空けて４箇所を測定するようにしたので、上記に比べ更に省力化と効率化が図れる。
【００７５】
実施の形態５．
次に、実施の形態５による部分放電判定方法について説明する。図１５は、ＧＩＳの絶縁スペーサ部位におけるタンク軸線に垂直方向の断面図を示したものである。図１５に示す部分以外は実施の形態１で説明した図１と同等なので、詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。本実施の形態では、電磁波検出器を２個使用し、第１の電磁波検出器１７に対し第２の電磁波検出器１８を絶縁スペーサ２の周方向で９０°間隔を空けて配置し、両電磁波検出器１７，１８で同時に検出した２つの電磁波信号の差分を差分演算器１９により演算し、その値を判定部７のＴＥ１１検波装置８へ入力するように構成したものである。
【００７６】
ＴＥ１１モードの電磁波を利用した部分放電判定方法においてはＴＥ１１モードの強度分布が絶縁スペーサの円周方向１８０°の位置に対向する特徴的なピーク値が存在していることを利用していることは既に説明してきた。従って、このような特徴的な分布を測定することによって確度高く部分放電の判定ができるが、例えば、第１の電磁波検出器１７でピークを捕らえた場合、９０°離れた第２の電磁波検出器１８の位置ではＴＥ１１モードの強度はほとんど観測されないのは、これまでの説明で明らかである。第２の電磁波検出器１８で得られる信号には、ＴＥ１１モードの信号は含まれず環境ノイズのみを検出することになる。この環境ノイズは測定環境全体のノイズなので、当然、第１の電磁波検出器１７でも同時に検出されている。従って、両電磁波検出器１７，１８の差分を差分演算器１９で演算することで環境ノイズのみが消去され、その信号を判定部で処理すれば、環境ノイズに影響されない部分放電のＴＥ１１モードの強度分布を得ることができる。
なお、両電磁波検出器１７，１８を移動させる場合には、９０°の間隔を保っておくことは言うまでもない。
【００７７】
以上のように、本実施の形態の発明によれば、絶縁スペーサの外周の周方向において電磁波検出器により電磁波を検出するとき、第１の電磁波検出器と第２の電磁波検出器とを周方向で９０°離して配置し、両電磁波検出器で同時に検出した２つの電磁波信号の差分を演算器により演算した情報をもとに判定するようにしたので、外部ノイズの影響を排除して、精度良く部分放電の有無を判定することができる。
【００７８】
実施の形態６．
次に、実施の形態６による部分放電判定装置および部分放電判定方法について説明する。これまでの実施の形態では、部分放電により発生する電磁波のうち、ＴＥ１１モードを利用するものであったが、本実施の形態では、より高次のＴＥ２１モードを利用するものである。
部分放電判定装置及びガス絶縁機器の構成は、実施の形態１で説明した図１と同等なので、詳細な説明は省略し、異なる部分を主に説明する。部分放電判定装置は図１６に示すように構成されている。図１と異なるのは、図１のＴＥ１１検波装置８の代わりの、ＴＥ２１検波装置２０となっている点である。適宜、図１〜図４を参照しながら説明する。
【００７９】
実施の形態１の図１での説明と同様に、電磁波検出器４を移動装置５によって絶縁スペーサ２の外周の周方向に移動させ、周方向の複数の位置において、金属タンク内を伝播する電磁波信号を検出する。このとき、測定位置の情報は移動角検出装置６によって角度情報θとして検出し、判定部７の強度検出装置１０へ送信される。判定部７では、まず電磁波検出器４からの出力を受けたＴＥ２１検波装置２０が、受信信号からＴＥ２１モードが伝播しＴＥ３１モードが伝播しない周波数帯域の電磁波信号を検波する。このとき、遮断周波数の演算に必要な情報として、入力部９より金属タンクと中心導体の径情報が入力できるようになっている。検波されたＴＥ２１モードの信号は強度検出装置１０へ入力される。強度検出装置１０では入力信号と位置情報θをもとに金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を得る。その強度分布とＴＥ２１モード特有の分布とを判定装置１１で比較して部分放電の有無を判定するように構成されている。
【００８０】
なお、上記のＴＥ２１検波装置２０で検波するＴＥ２１モードが伝播しＴＥ３１モードが伝播しない周波数帯域とは、当該ガス絶縁機器の形状情報（金属タンクと中心導体の径）をもとに情報を縁機器のるおいて式１によって計算された、ＴＥ２１モードの遮断周波数以上でＴＥ３１モードの遮断周波数未満の領域である。但し、実際の運用においては厳密に範囲内に限定する必要はなく前後に多少幅があっても良い。汎用性を考えればその方が実際的である。
【００８１】
次に、この部分放電判定装置を用いた具体的な部分放電判定方法について説明する。図１７は、この発明の部分放電判定装置を用いたガス絶縁診断方法を示す図である。図の（ａ）は２個の絶縁スペーサ２ｈ，２ｉで区画された直管の金属タンク１ｈ内で部分放電が発生した場合を模式的に表している。部分放電源１３は、一例として、絶縁スペーサ２ｈに近い位置で、水平方向（ｘ軸）に対しθの角度を持つ位置としている。（ｂ）は部分放電発生部分のｚ軸に垂直方向の断面図である。また、（ｃ）は部分放電による電磁波信号を絶縁スペーサ２ｈ又は２ｉ部で観測した電磁波信号強度分布である。
【００８２】
図１７の（ａ）に示すように、金属タンク１ｈにおいてｘ軸方向からθの位置で部分放電が発生したとすると、絶縁スペーサ２ｈ部において観測されるＴＥ２１の電磁波の強度分布は、（ｃ）のように部分放電源１３の位置する角度θを中心として９０°ピッチで４箇所に信号ピークが観測される。従って、絶縁スペーサ２ｈ部で電磁波検出器４により測定して得た電磁波信号の強度分布が、周方向にほぼ９０°ピッチの４つのピーク値を持つ強度分布であることを確認できれば、部分放電による信号であると判定することができる。
【００８３】
また、この４つのピーク値を持つという分布の形状は、直管の金属タンクであれば崩れることなく伝播し、例えば隣接する絶縁スペーサ２ｉにおいても同様の位置にピーク値が存在する。従って、直管の金属タンク１ｈにおいて、隣接する２つの絶縁スペーサにおけるＴＥ２１信号の強度分布を比較し、同じ位置に存在する場合に、その電磁波は当該金属タンク内部における部分放電によるものであると判定する。なお、部分放電源１３に対し、１３ａ〜１３ｃのどの位置でも同じピークの分布を示す。
【００８４】
以上のように、ＴＥ１１モードに替えて、ＴＥ２１モードを利用して部分放電を判定することができる。このＴＥ２１モードはＴＥ１１モードより周波数帯域が高く、環境ノイズの影響を受けにくいという特徴がある。但し、信号処理や判定アルゴリズムは複雑になる。そこで、ＴＥ２１モードを利用した部分放電判定装置及び判定方法を、有効に活用する方法について説明する。
【００８５】
先に説明したＴＥ１１モードを利用した部分放電判定装置及び判定方法でも確度の高い部分放電の判定が可能である。ＴＥ１１モードによる判定によって部分放電の発生が疑わしい金属タンクが特定できた時に、次の処置としては、金属タンクを開放して部分放電発生原因を除去することになる。このためには、ＧＩＳ等のガス絶縁変電機器を長時間に亘って停電しなければならず、多大のコストと労力を要することになるので、間違い無く部分放電が発生していることを確認することが重要な作業となる。そこで、部分放電の発生を見つけたとき、更なる念押しの確認作業が要求される場合がある。
【００８６】
この念押し作業として、まずＴＥ１１モードでの判定の後で、次に当該金属タンクに対して本実施の形態のＴＥ２１モードを利用した判定を追加すれば、判定の信頼性が格段に向上する。上述のようにＴＥ２１モードはＴＥ１１モードに比較してさらに周波数帯域が高く、環境ノイズの影響を受けにくいという特徴があるので、ＴＥ１１モードでの検証の後にＴＥ２１モードによって検証し、そのピーク値から円周方向にほぼ９０°，１８０°，２７０°の各位置でピーク値が存在することを確認することで念押し作業が実施できる。
【００８７】
なお、図１６では、電磁波検出器４を移動装置５によって移動さる場合について説明したが、移動装置によらずに作業員が移動させてもよく、予め所定の場所へ複数個配置しておいてもよい。
また、測定結果により部分放電の有無を判定するにあたり、強度検出装置１０として例えばパターン認識装置を使用すれば、熟練者であれば強度分布パターンを見れば、特に後段の判定装置１１を使用しなくても、部分放電の有無を判定することが可能である。従って、部分放電判定装置として、判定部７の中の判定装置１１は必須ではない。
更にまた、金属タンクは直管の場合のみを説明したが、Ｌ字状やＴ字状の場合は、ＴＥ１１モードの場合と同様な考え方で、ＴＥ２１モードの場合の分岐部でのモード変換を確認して強度分布を求めておき、それと測定結果とを比較することで、部分放電の判定が可能である。
【００８８】
以上のように、本実施の形態の発明によれば、絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において電磁波信号を検出し、ＴＥ２１検波装置によってＴＥ２１モードが伝播しＴＥ３１モードが伝播しない周波数帯域の信号を抽出し、抽出した信号の強度と電磁波検出器の周方向の位置情報とから金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を検出し、その強度分布がＴＥ２１モード特有の分布を示すかどうかにより部分放電の有無を判定するようにしたので、部分放電で発生する電磁波の中に含まれるＴＥ２１モードの信号を効率よく捕捉し、そのモード特有の特徴を抽出できるので、外来ノイズに影響されることなく部分放電の有無を判定できる信頼性の高い部分放電判定方法又は部分放電判定装置を提供できる。
また、この発明を、ＴＥ１１モードを利用した部分放電判定方法の判定結果の確認作業として実施すれば、更に精度良く部分放電の有無を判定できる。
【００８９】
また、部分放電の有無の判定は、判定装置を用いて強度検出装置で得られた電磁波の強度分布とＴＥ２１モード特有の分布とを比較して判定するようにしたので、上記の効果に加え、精度良く判定を行うことができる。
【００９０】
更にまた、直管の金属タンクの軸方向に設けた２個の絶縁スペーサのそれぞれにおいて測定して得た電磁波の強度分布を比較し、強度分布のピーク位置が同じであれば直管内で部分放電が発生していると判定するようにしたので、直管タンクにおける部分放電の発生の有無を精度良く判定できる。
【００９１】
実施の形態７．
次に実施の形態７について説明する。部分放電判定装置の全体の構成は実施の形態６と同等なので、詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。全体の構成図としては、実施の形態１で説明した図１と基本的に同等である。主な相違点は、図１８に示すように、電磁波検出器を２個使用し、第１の電磁波検出器１７に対し、４５°の角度を空けて第２の電磁波検出器１８を配置したところである。両電磁波検出器１７，１８の検出信号は差分演算器１９に入力され、差分信号が判定部７に入力されるように構成されている。
【００９２】
次に作用について説明する。ＴＥ２１モードの電磁波を利用した部分放電判定方法においてはＴＥ２１の強度分布がスペーサの円周方向に９０°の位置に対向する特徴的なピークを有することを利用している。従って、このような特徴的な分布を観測することによって精度良く診断できるが、測定時には環境ノイズも存在する。そこで、第２の電磁波検出器１８によって環境ノイズを測定し、これを差し引いてノイズを除去するものである。電磁波の分布は上記のように９０°の位置にピーク値を有するが、ピーク位置から４５°離れた位置で第２の電磁波検出器１８によって検出される信号はＴＥ２１モードはほとんどなく環境ノイズのみなので、両電磁波検出器１７，１８で同時に測定した信号の差分を利用して環境ノイズを除去した信号を取り出すものである。
なお、両電磁波検出器１７，１８を移動させる場合には、４５°の間隔を保っておくことは言うまでもない。
【００９３】
以上のように、本実施の形態の発明によれば、絶縁スペーサの外周の周方向において電磁波検出器により電磁波を検出するとき、第１の電磁波検出器と第２の電磁波検出器とを周方向で４５°離れて配置し、両電磁波検出器で同時に検出した２つの電磁波信号の差分を演算器により演算し、その値をＴＥ２１検波装置へ入力するようにしたので、外部ノイズの影響を排除し、精度良く判定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
ガス絶縁開閉装置のような、円筒状の金属タンク内に同軸に配置された中心導体を有する電気機器において、内部で発生する部分放電の検出に広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】この発明の実施の形態１における部分放電判定装置をガス絶縁機器に取り付けた図である。
【図２】図１のII−IIから見た断面図である。
【図３】同軸線路におけるＴＥＭモード，ＴＥ１１モード，及びＴＥ２１モードの電磁界分布を模式的に示す図である。
【図４】金属タンク内で部分放電が生じている場合の電磁波強度の分布の一例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１による直管金属タンクの部分放電判定方法を説明する図である。
【図６】図１の部分放電判定装置の判定部の他の例を示す図である。
【図７】図６の判定部で得られる強度分布パターンの一例を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態２によるＬ字状金属タンクの部分放電判定方法を説明する図である。
【図９】この発明の実施の形態２によるＬ字状金属タンクの部分放電判定方法を説明する他の例を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態２によるＬ字状金属タンクの部分放電判定方法を説明する別の例を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態３によるＴ字状金属タンクの部分放電判定方法を説明する図である。
【図１２】この発明の実施の形態３によるＴ字状金属タンクの部分放電判定方法を説明する他の例を示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態３によるＴ字状金属タンクの部分放電判定方法を説明する別の例を示す図である。
【図１４】この発明の実施の形態３によるＴ字状金属タンクの部分放電判定方法を説明する更に別の例を示す図である。
【図１５】この発明の実施の形態５による縁スペーサ部の断面図である。
【図１６】この発明の実施の形態６による部分放電判定装置を示す図である。
【図１７】この発明の実施の形態６による直管金属タンクの部分放電判定方法を説明する図である。
【図１８】この発明の実施の形態７による縁スペーサ部の断面図である。
【符号の説明】
【００９６】
１，１ｃ〜１ｇ 金属タンク ２，２ｃ〜２ｇ 絶縁スペーサ
３ 中心導体 ４ 電磁波検出器
５ 移動装置 ６ 移動角検出装置
７ 判定部 ８ ＴＥ１１検波装置
１０ 強度検出装置 １１ 判定装置
１３ 部分放電源 １４ パターン認識装置
１５，１６ 基準面 １７ 第１の電磁波検出器
１８ 第２の電磁波検出器 １９ 差分演算器
２０ ＴＥ２１検波装置。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガス絶縁機器の内部で発生する部分放電の有無を判定する部分放電判定方法及び部分放電判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガス絶縁電気機器の内部で発生した絶縁異常の前兆となる部分放電を検出する従来の技術としては、例えば、絶縁性ガスを充填した密閉金属容器内部に高電圧導体を絶縁物により支持配置して成る絶縁電気装置において、その内部で発生する異常を診断するガス絶縁電気装置の異常診断方法として、密閉金属容器から高周波信号を取り込み、この高周波信号を複数の周波数領域別に分離してそれぞれの周波数領域別の各高周波信号の大きさを比較することにより、ガス絶縁電気装置での異常発生の有無、及び観測点から異常発生点までの距離を判断する技術が開示されている。信号分離手段によって分離される信号は、２導体系を伝播する基本モードのＴＥＭモードに対し高次モードであるＴＥ１１，ＴＥ２１，ＴＭ０１，ＴＭ１２及びＴＥ３１モード等であり、これら高周波信号の絶対強度若しくは相対強度を表示し、かつ必要に応じてこれらの高周波信号の強度を用いて演算を行い、ガス絶縁電気装置の異常の有無、さらに異常と判断した場合には観測点から異常発生点までの距離を判断するものである（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１０２１５９号公報（第２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来のガス絶縁診断方法では、部分放電によって発生する高周波信号を検出するセンサとして、導体を支持する絶縁スペーサに予め埋め込まれたシールド電極を使用している。このシールド電極は、絶縁スペーサの外周近傍の周方向に、絶縁スペーサを取り巻くようにリング状に設けられおり、金属容器を伝播してきた高周波信号を絶縁スペーサ部においてこのシールド電極で検出するように構成されている。高周波信号に含まれる各モードは中心導体の径と金属容器の径で決まる遮断周波数を利用してフィルタにより分離し、それらの周波数領域にエネルギーがあればそのモードかあると判断している。このように、部分放電による電磁波信号を周波数領域のみによって分離しているので、検出領域は単にそれらの高次モードが存在する可能性がある周波数領域を広くカバーしているだけであり、測定時に何らかのエネルギーが検出されたときに、それが部分放電に由来する信号か、単なる外来ノイズかの識別は難しく、現場環境ノイズの大きい変電所等における汎用の部分放電診断技術としては、ノイズ対策の面で課題が残されていた。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、部分放電によって発生する高周波信号のうち、ガス絶縁機器の構造によって決定される高次ＴＥモードの中から、特にガス絶縁機器のタンクの円周方向に顕著な強度分布を持つ特徴を有意に活用できるＴＥ１１モード又はＴＥ２１モードに着目し、これらの信号を確実に検出することにより、外来ノイズに影響されることなく部分放電の有無を判定できる信頼性の高い部分放電判定方法及び部分放電判定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係わる部分放電判定方法は、絶縁ガスが封入された円筒形の金属タンクを絶縁スペーサで区画し、中心導体を絶縁スペーサで支持して構成したガス絶縁機器を対象とし、金属タンクの内部で発生する部分放電の有無を判定する部分放電判定方法において、絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において金属タンク内に伝播する電磁波信号を電磁波検出器により検出し、検出した電磁波信号から遮断周波数を利用してＴＥ１１モードが伝播しＴＥ２１モードが伝播しない周波数帯域の信号をＴＥ１１検波装置によって抽出し、抽出した信号の強度と電磁波検出器の周方向の位置情報とから金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を強度検出装置によって検出し、強度分布がＴＥ１１モード特有の分布を示すかどうかにより部分放電の有無を判定するものである。
【０００７】
また、上記の部分放電判定方法に判定装置を加え、その判定装置によって、強度検出装置で得られた電磁波の強度分布とＴＥ１１モード特有の分布とを比較して部分放電の有無を判定するものである。
【０００８】
また、この発明に係わる部分放電判定装置は、絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において金属タンク内に伝播する電磁波信号を検出する電磁波検出器と、検出した電磁波信号を受信し遮断周波数を利用してＴＥ１１モードが伝播しＴＥ２１モードが伝播しない周波数帯域の信号を抽出するＴＥ１１検波装置と、抽出した信号の強度と電磁波検出器の周方向の位置情報とから金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を検出する強度検出装置とを備えたものである。
【０００９】
また、上記の部分放電判定装置に、強度検出装置で検出した強度分布とＴＥ１１モード特有の分布とを比較して部分放電の有無を判定する判定装置を備えたものである。
【００１０】
また、絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において金属タンク内に伝播する電磁波信号を電磁波検出器により検出し、検出した電磁波信号から遮断周波数を利用してＴＥ２１モードが伝播しＴＥ３１モードが伝播しない周波数帯域の信号をＴＥ２１検波装置によって抽出し、抽出した信号の強度と電磁波検出器の周方向の位置情報とから金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を強度検出装置によって検出し、強度分布がＴＥ２１モード特有の分布を示すかどうかにより部分放電の有無を判定するものである。
【００１１】
また、上記の部分放電判定方法に判定装置を加え、その判定装置によって、強度検出装置で得られた電磁波の強度分布とＴＥ２１モード特有の分布とを比較して部分放電の有無を判定するものである。
【００１２】
また、この発明に係わる部分放電判定装置は、絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において金属タンク内に伝播する電磁波信号を検出する電磁波検出器と、検出した電磁波信号を受信し遮断周波数を利用してＴＥ２１モードが伝播しＴＥ３１モードが伝播しない周波数帯域の信号を抽出するＴＥ２１検波装置と、抽出した信号の強度と電磁波検出器の周方向の位置情報とから金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を検出する強度検出装置とを備えたものである。
【００１３】
更にまた、上記の部分放電判定装置に、強度検出装置で検出した強度分布とＴＥ２１モード特有の分布とを比較して部分放電の有無を判定する判定装置を備えたものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の部分放電判定方法又は部分放電判定装置によれば、絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において電磁波信号を検出し、ＴＥ１１モードが伝播しＴＥ２１モードが伝播しない周波数帯域の信号をＴＥ１１検波装置によって抽出し、抽出した信号の強度と電磁波検出器の周方向の位置情報とから金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を検出し、その強度分布がＴＥ１１モード特有の分布を示すかどうかにより部分放電の有無を判定するようにしたので、部分放電で発生する電磁波の中に含まれるＴＥ１１モードの信号を効率よく捕捉でき、そのモード特有の特徴を抽出できるので、外来ノイズの影響を抑制して部分放電の有無を判定できる信頼性の高い部分放電判定方法又は部分放電判定装置を提供できる。
【００１５】
また、上記の部分放電判定方法及び部分放電判定装置において、部分放電の有無の判定は、判定装置を用いて強度検出装置で得られた電磁波の強度分布とＴＥ１１モード特有の分布とを比較して判定するようにしたので、上記の効果に加え、判定精度を上げることができる。
【００１６】
また、絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において電磁波信号を検出し、ＴＥ２１モードが伝播しＴＥ３１モードが伝播しない周波数帯域の信号をＴＥ２１検波装置によって抽出し、抽出した信号の強度と電磁波検出器の周方向の位置情報とから金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を検出し、その強度分布がＴＥ２１モード特有の分布を示すかどうかにより部分放電の有無を判定するようにしたので、部分放電で発生する電磁波の中に含まれるＴＥ２１モードの信号を効率よく捕捉でき、そのモード特有の特徴を抽出できるので、外来ノイズの影響を抑制して部分放電の有無を判定できる信頼性の高い部分放電判定方法又は部分放電判定装置を提供できる。
【００１７】
更にまた、上記の部分放電判定方法及び部分放電判定装置において、部分放電の有無の判定は、判定装置を用いて強度検出装置で得られた電磁波の強度分布とＴＥ２１モード特有の分布とを比較して判定するようにしたので、上記の効果に加え、判定精度を上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１による部分放電判定装置を図によって説明する。図１は、この発明の実施の形態１による部分放電判定装置をガス絶縁機器に取り付けた図である。判定対象とするガス絶縁機器の一例として、ＧＩＳ（Gas Insulated Switchgear：ガス絶縁開閉装置）を例に説明する。ＧＩＳは、断路器，遮断器等の開閉機器やこれらを保護する電気機器が母線により接続され、各機器の高電圧充電部は絶縁性ガスを充填した金属タンク内に収納されて構成されている。図は、このＧＩＳの母線タンク部分に部分放電判定装置を配置した場合を示している。
【００１９】
図のように、円筒形状をした複数の金属タンク１が絶縁スペーサ２を介し連結され、この絶縁スペーサ２に支持された円筒状の中心導体３が金属タンク１と同軸に配置されて構成されている。そして、絶縁スペーサ２で区画された金属タンク１内には絶縁ガスが封入されている。
【００２０】
次に、部分放電判定装置の構成について説明する。金属タンク１を連結する絶縁スペーサ２の外周部に、金属タンク１内に伝播する電磁波信号を検出する電磁波検出器４を配置する。この電磁波検出器４は、電磁波アンテナを主に構成されており、例えば、ループコイル，ダイポールアンテナ，ログペリアンテナ，ホーンアンテナ等が使用される。電磁波検出器４は、移動装置５によって絶縁スペーサ２の外周方向に移動可能となっており、外周の周方向の任意の位置で電磁波を測定し検出することができる。移動装置５により電磁波検出器４が絶縁スペーサ２の外周の周方向に移動したときの電磁波検出器４の位置情報は、移動角検出装置６に送られ、基点からの移動角θとして検出される。
【００２１】
電磁波検出器４からの検出信号と移動角検出装置６からの移動角情報とは、判定部７に送信される。判定部７は、電磁波検出器４の検出信号から後述する遮断周波数を利用してＴＥ１１モードが伝播しＴＥ２１モードが伝播しない周波数帯域の電磁波信号を抽出するＴＥ１１検波装置８と、遮断周波数を演算するのに必要な金属タンク１と中心導体３の外径情報を入力する入力部９と、ＴＥ１１検波装置８の出力信号及び移動角検出装置６からの移動角θを受信し、金属タンク１の外周方向の電磁波の強度分布を検出する強度検出装置１０と、検出した強度分布とＴＥ１１モード特有の強度分布とを比較して部分放電の有無を判定する判定装置１１とを備えている。上記４〜１１までで、部分放電判定装置の主要部が構成されている。なお、例えばタンク内の異物等は、部分放電源１３となる。
【００２２】
図２は図１のII−II方向から見た断面図であり、移動装置５によって電磁波検出器４を移動させる場合の一例を示す図である。図のように、絶縁スペーサ２の外周部にガイドレール１２を設け、電磁波検出器４側に設けた係合部をガイドレール１２にスライド可能に係合させている。電磁波検出器４には駆動モータを設けており、移動装置５から指令によりガイドレール１２上を移動できるようになっている。このときの周方向の位置情報を移動角検出装置６に取り込む。例えば、図の垂直下部の位置を基点とすると、４ａの位置で測定する場合は、θを移動角として検出する。
なお、図２に示す移動装置は、一例であり、絶縁スペーサ２の外周の周方向に移動可能なものであれば、図の構造に限定しない。
【００２３】
次に、本発明の部分放電判定装置によって部分放電を検知する方法について説明する。ＧＩＳの母線タンクは、図１に示すように中心導体３とそれを被う金属タンク１からなる同軸構造となっている。このような同軸構造を伝播する電磁波のモードにはＴＥＭモード、ＴＥモード（ＴＥ１１，ＴＥ２１，ＴＥ３１・・・）及びＴＭモードがあり、それぞれのモードは電磁波の異なる伝播形態を表しており、進行方向に対し電界や磁界のベクトルの有無で区別されている。このＴＥＭ，ＴＥ１１モード、ＴＥ２１モード・・・はそれぞれのモードごとに特定の周波数以上の領域に限定して存在していることが知られている。この特定の周波数は遮断周波数と呼ばれており、中心導体径やタンク径などの構成部品の形状や寸法によって、すなわちガス絶縁機器の形状や寸法に応じて決まるものである。例えば、金属タンク１の半径をａ、中心導体３の半径をｂとし、光速をｃとすると、近似的にＴＥｍ１モードの遮断周波数ｆは式１のように表される。
ｆ＝ｃ・ｍ／〔π（ａ＋ｂ）〕・・・・・・・・・式１
但しｍ＝１，２，３・・・
つまり、金属タンク１と中心導体３の形状が決定すれば、存在するモードと遮断周波数が特定できることになる。
【００２４】
各モードのうち、ＴＥＭモードはタンク円周方向にピーク分布を持たない静電界と同じ電界分布である。これに対し、ＴＥ（ｍ１）モードは円周方向にピーク分布を持つ電界分布を示す。図３は、同軸線路の場合のＴＥＭモード，ＴＥ１１モード，及びＴＥ２１モードの電磁界分布を模式的に示す図である。図のように、ＴＥ１１モードは円周方向の１８０°対称の位置に強いピークを持つ電界分布を示し、ＴＥ２１モードは円周方向の９０°対称の位置にピークを持つ電界分布であることがわかる。
【００２５】
図４は、金属タンク内で部分放電が生じている場合の電磁波強度の分布の一例を示す図である。周波数別の電磁波強度の強弱と金属タンクの壁面における分布状況を濃淡で表現している。この図は、発明者らの研究によって明らかにされた実験検証データ例であり、中心導体の長さが約２ｍの金属タンク内部で部分放電を発生させたものであり、縦軸は、放電源を基点（０°）とし金属タンク外周の円周方向の位置を角度で示し、横軸は、周波数（ＭＨｚ）を示している。図において、色の濃い部分が電磁波信号の強い部分である。図の上部には、ＴＥＭモード，ＴＥ１１モード，ＴＥ２１モード及びＴＥ３１モードの電磁波信号が伝播する周波数帯域をそれぞれ横棒グラフで示している。
【００２６】
図中に丸を付して例示しているように、ＴＥＭモードは円周方向に一様に信号を有しピーク値を持たないが、ＴＥ１１モードは円周方向において１８０°対向する位置に２つの強度ピークを持ち、また、ＴＥ２１モードは９０°ピッチで４つのピークを持つことがよくわかる。従って、式１を用いて計算された各モードの周波数領域おいてこれらの強度分布が検証されれば、間違いなくそのモードの電磁波が存在していることを意味する。
【００２７】
以上説明したように、部分放電による電磁波は、ＴＥＭ領域から、より高次のモードの信号まで広くＧＩＳ内部に分布している。この分布形状を把握することで、ＧＩＳ内部での部分放電の有無の判断が可能となる。ここで、どのモードに着目するかについては、パターンの見分け易さと、一方で信号処理のし易さとを考慮して決定していく必要がある。信号処理のし易さでは、より低い周波数帯を検出ターゲットとした方が好ましいが、最も周波数の低いところで存在するＴＥＭモードは全周方向に亘り分布を示しているため特徴的な分布パターンは見出しにくい。一方で、高次モードになると、分布の形状が複雑になっていくため、より自然界には存在しないＧＩＳ固有のパターンを見出すことができるようになるが、複雑すぎると、部分放電判定装置の判定アルゴリズムが非常に高度・複雑なものとなり、また高周波信号処理も難しくなって、実際の診断には適さなくなる。そこで、本実施の形態では、比較的ＧＩＳ固有の特長が見出せ、かつ、信号処理も容易な帯域であるＴＥ１１モードに着目した。なお、実際のＧＩＳタンクでのＴＥ１１モードの周波数帯について、式１で試算すると、タンク径によって異なるが２００ＭＨｚ〜１ＧＨｚ程度である。
【００２８】
先に、図１のＴＥ１１検波装置８によって、遮断周波数を利用してＴＥ１１モードが伝播しＴＥ２１モードが伝播しない周波数帯域の電磁波信号を抽出すると説明した周波数帯域とは、式１で求めたＴＥ１１モードの遮断周波数以上で、ＴＥ２１モードの遮断周波数未満の範囲のことである。但し、式１は近似式であり、この式によってモードを完全に峻別できるわけではないので、厳密に範囲を区切る必要はなく前後に多少幅があっても良い。実運用においては、汎用性を考慮して幅を持たせる方が実用的でる。
【００２９】
次に、具体的なガス絶縁機器での判定方法について説明する。図５は、この発明の部分放電判定装置を用いた部分放電判定方法を説明する図である。図の（ａ）は２個の絶縁スペーサ２ａ，２ｂで区画された直管の金属タンク１内で部分放電が発生した場合の発生位置を示し、（ｂ）は部分放電発生位置のｚ軸に垂直方向の断面図であり、部分放電源１３が、例えば水平方向を基準として角度θの位置に存在する場合を示している。また、（ｃ）は部分放電による電磁波信号が直管の金属タンク１の接続部に設けた絶縁スペーサ２ａ又は２ｂで観測される際の、電磁波信号の周方向の強度分布を示すものである。
なお、部分放電源１３は、分かりやすいために絶縁スペーサのすぐ近傍に図示しているが、金属タンク１内であればどこでもよい。また、電磁波信号の強度分布は、主にピークが現れる方向や現れ方を視覚的に分かりやすく説明するため単純化して表示しており、実測値を正確に表したものではない。以下の実施の形態の説明でも同様である。
【００３０】
部分放電の測定は、電磁波検出器４を移動装置５によって絶縁スペーサ２ａの周方向へ移動させながら、周方向の複数の位置で実施する。このとき、基準点からの測定位置の情報は移動角検出装置６によって角度情報θとして検出し、部分放電判定装置の判定部７へ送信する。
ＧＩＳタンク内部に発生する部分放電源１３が、例えば水平方向を基準として角度θの位置（１３と１８０°対向する１３ａでも同じ）に存在した場合、電磁波信号も同じく角度θの方向に強く放射され、絶縁スペーサ２ａにおいて、図の（ｃ）に示すように、ほぼ角度θの位置に強い信号ピークを持つ分布が確認される。
【００３１】
そこで、絶縁スペーサ２ａの外周部の周方向の複数箇所で測定した電磁波検出器４からの電磁波信号を、図１で説明したような部分放電判定装置の判定部７に取り込み、信号処理をして円周方向の強度分布として表せば、ＴＥ１１モードの電磁波が存在した場合、すなわち部分放電による電磁波である場合は、ほぼ１８０°対向する位置に強いピーク値が見られることになる。従って、検出結果の強度分布がこのようなＴＥ１１モード特有の分布を示すかどうかにより部分放電の有無を判定することができる。
【００３２】
強度検出装置１０の具体例としてパターン認識装置を使用した場合について説明する。図６は図１の部分放電判定装置の強度検出装置にパターン認識装置１４を使用した場合のブロック図である。パターン認識装置１４以外は図１と同じなので説明は省略する。ＴＥ１１検波装置８からのＴＥ１１の信号と、移動角検出装置６からの移動角θの情報をパターン認識装置１４へ入力するとパターン認識装置１４では、絶縁スペーサ２の外周上の電磁波信号の強度分布パターンを生成する。強度分布パターンの一例を図７に示す。図の縦軸に信号強度、横軸に周方向の位置（角度）をとり、各位置での信号強度をグラフにすれば太線のような強度分布パターンが得られる。判定装置１１では、例えば、θ１とθ２の間隔やピーク値から、ＴＥ１１モード特有のモードかどうかを判定する。θ１，θ２のような顕著なピーク値がほぼ１８０°対向する位置に確認できれば、ＴＥ１１モード特有の分布であると判断でき、部分放電による電磁波が検出されたと判定できる。このように、絶縁スペーサ２の外周方向の測定において、ほぼ１８０°離れた位置に２つのピークが存在することを再現性をもって確認することで、外部ノイズではなく内部に部分放電が存在することを特定できる。
なお、パターン認識装置は、現在一般に行われている各種信号処理技術を利用することで対応できる。
【００３３】
また、図５の（ａ）のように、金属タンク１の両端に絶縁スペーサ２ａと絶縁スペーサ２ｂとが配置されている場合、この絶縁区画内部に部分放電源１３が存在すると、上記のような２つのピークを持つ分布の形状は、直管の金属タンクであれば崩れることなく両側へ伝播し、隣接する絶縁スペーサ２ａ，２ｂで同じ位置にピーク値が現れる。
そこで、直管の金属タンク１において２つ以上の絶縁スペーサが存在する場合、絶縁スペーサ２ａで測定した電磁波信号から、周方向でほぼ１８０°対称の位置にピーク値を有するＴＥ１１モードの信号を検出し、かつ、そのピーク値が隣接する絶縁スペーサ２ｂで同じ位置に確認できた場合に、電磁波検出器４が検出した信号は、金属タンク１の内部における部分放電信号であると判定する。両者のピーク位置が異なる場合には、部分放電によるものではなく外部ノイズであると判定する。
【００３４】
また、上記の説明のように、ピーク信号は、部分放電源１３の円周方向の位置と同じ方向に現れる。このことを利用し、測定したピーク信号が金属タンク１の円周方向のどの位置に立つかという位置（角度）情報によって、部分放電源１３の円周方向の位置を推定することができる。但し、図５（ｂ）で部分放電源が１３にある場合と１３ａにある場合の区別や、金属タンク１側か中心導体３側かの区別はしない。
【００３５】
上記までの説明では、電磁波検出器４によって絶縁スペーサ２の外周の周方向の複数箇所で測定するやり方として、移動装置５を用いて移動させる場合について説明したが、移動装置５によらずに、例えば、測定者が電磁波検出器４を絶縁スペーサ２の外周の周方向に移動させながら測定しても良い。また、位置（角度）情報も、移動角検出装置６から自動的に取り込むのではなく、測定者がその情報を強度検出装置１０に入力するようにしても良い。
また、電磁波検出器４を移動させるのではなく、複数の電磁波検出器４を絶縁スペーサ２の外周上の周方向の所定位置に固定して配置しておいても良い。
また、遮断周波数を演算するために、金属タンク１と中心導体３の径情報を入力部９から入力するようにしたが、その都度入力するのではなく、予め記憶部に記憶させておいても良く、対象ガス絶縁機器が特定されているような場合は、径情報から計算される遮断周波数を直接利用しても良い。
【００３６】
更にまた、測定結果から部分放電の有無を判定する際に、強度検出装置によって強度分布が得られた段階で、熟練者であれば強度分布を見れば、特に後段の判定装置を使用しなくても、部分放電の有無を判定することが可能である。例えば、強度検出装置として上述のようなパターン認識装置を使用し、結果を強度分布パターンとして視覚的に表示させれば、その図からＴＥ１１モードの存在を確認することが可能である。従って、部分放電判定装置として、判定部７の中の判定装置１１は必須ではない。
【００３７】
以上のように、本実施の形態の発明によれば、絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において電磁波信号を検出し、ＴＥ１１検波装置によってＴＥ１１モードが伝播しＴＥ２１モードが伝播しない周波数帯域の信号を抽出し、抽出した信号の強度と電磁波検出器の周方向の位置情報とから金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を検出し、その強度分布がＴＥ１１モード特有の分布を示すかどうかにより部分放電の有無を判定するようにしたので、部分放電で発生する電磁波の中に含まれるＴＥ１１モードの信号を効率よく捕捉でき、そのモード特有の特徴を抽出できるので、外来ノイズの影響を抑制して部分放電の有無を判定できる信頼性の高い部分放電判定方法又は部分放電判定装置を提供できる。
【００３８】
また、部分放電の有無の判定は、判定装置を用いて強度検出装置で得られた電磁波の強度分布とＴＥ１１モード特有の分布とを比較して判定するようにしたので、上記の効果に加え、更に精度の良い判定を行うことができる。
【００３９】
また、電磁波の検出は、移動装置により電磁波検出器を絶縁スペーサの外周の周方向へ移動させて測定するようにしたので、測定位置を自由に選択でき、また効率よく測定することができる。
【００４０】
また、上記電磁波の検出は、絶縁スペーサの外周の周方向に複数個配置された電磁波検出器によって行うようにしたので、測定位置を決定する手間が省け、測定点の抜け漏れがなく、確実に測定を実施することができる。
【００４１】
また、強度検出装置としてパターン認識装置を使用するようにしたので、視覚的に容易に部分放電の有無を判定することができる。
【００４２】
また、出力がピークに達する外周位置を特定し、特定した外周位置から金属タンクの円周方向における部分放電源の位置を推定するようにしたので、ＧＩＳのような内部を容易に見ることができないガス絶縁機器でも、部分放電源がタンク底面にあるのか、側面に付着したものかを識別することができる。
【００４３】
また、金属タンクの径および中心導体の径の値を入力して遮断周波数を演算し、ＴＥ１１検波装置により検波する周波数帯域を設定するようにしたので、対象とするガス絶縁機器に適合したＴＥ１１モードの周波数帯域を精度良く求められる。
【００４４】
更にまた、直管の金属タンクの軸方向に設けた２個の絶縁スペーサのそれぞれにおいて測定して得た電磁波の強度分布を比較し、強度分布のピーク位置が同じであれば、直管内で部分放電が発生していると判定するようにしたので、直管タンクにおける部分放電の発生の有無を精度良く判定できる。
【００４５】
実施の形態２．
図８〜図１０はこの発明の実施の形態２による部分放電判定方法を説明する図である。図８，９の（ａ）はＬ字形状の金属タンクにおける部分放電の発生位置を示し、（ｂ）は一方の絶縁スペーサ部での電磁波の強度分布、（ｃ）は他方の絶縁スペーサ部での電磁波の強度分布を示している。図のように、Ｌ字形状の金属タンク１ｃ、１ｄに対して、そのＬ字の屈折部の前後に絶縁スペーサ２ｃ，２ｄがそれぞれ配置されている。金属タンク１ｃ，１ｄがＬ字形状をしている以外の構成は、実施の形態１で説明した図１と同等であり、また部分放電判定装置も実施の形態１で説明した図と同等なので詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。
【００４６】
ＧＩＳが直管の金属タンクから構成されている場合は、電磁波の挙動は実施の形態１で説明したように単純であったが、実際のＧＩＳではＬ字やＴ字の形状をしたタンクが複数組み合わさって構成されているため、このＬ字やＴ字の屈折部分で電磁波モードの変換が発生し、信号の円周方向の分布が崩れる。
【００４７】
まず、図８のように、Ｌ字屈折部の手前側の金属タンク１ｃ内部において部分放電源１３が存在した場合について説明する。図中での方向を特定するために、金属タンク１ｃ，１ｄの軸線を含む平面を基準面１５とする。部分放電源１３は、金属タンク１ｃ側で軸心を通り基準面１５に平行な方向（ｘ軸方向）にある場合を説明する。
この場合、絶縁スペーサ２ｃにおいては図の（ｂ）のように基準面１５と平行な方向（ｘ軸方向）にピーク値を持つＴＥ１１モードの強度分布が確認される。そして、Ｌ字部を通過した後の絶縁スペーサ２ｄにおいては、２ｃにおける分布とは異なり、図の（ｃ）のように全周方向に亘って強度分布を示すことが発明者らの研究によって確認された。
【００４８】
この結果、Ｌ字状の金属タンクの屈曲部の前後に絶縁スペーサ２ｃ，２ｄが存在する場合には、両絶縁スペーサ２ｃ，２ｄにおいて電磁波検出器４によってＴＥ１１モードの電磁波の強度分布を測定し、一方の絶縁スペーサ２ｃにおいて基準面１５にほぼ平行な方向に２点のピーク値が存在した場合に、他方の絶縁スペーサ２ｄにおいて全周方向に亘る分布が再現性をもって存在することを確認できれば、外部ノイズではなく、当該金属タンク内部において部分放電が発生していると判定することができる。
【００４９】
次に、図９は図８と同様にＬ字状の金属タンクであるが、（ａ）に示すように、部分放電源１３が、金属タンク１ｃ内で軸心を通り基準面１５に垂直な方向（ｙ軸方向）にある場合である。このとき、絶縁スペーサ２ｃにおいて観測される部分放電によるＴＥ１１モードの電磁波は図の（ｂ）のように基準面１５に垂直方向（ｙ軸方向）にピーク値を有し、Ｌ字屈折部を通過した後の絶縁スペーサ２ｄで観測した信号でも、図の（ｃ）のように基準面１５に垂直方向にピーク値を持つ信号分布が確認される。
【００５０】
この結果から、Ｌ字状の金属タンク１ｃ，１ｄの双方に絶縁スペーサ２ｃ，２ｄがある場合には、両絶縁スペーサ部で電磁波検出器４によってＴＥ１１モードの電磁波の周方向の強度分布を測定し、一方の絶縁スペーサ２ｃにおいて基準面１５にほぼ垂直方向に２点のピーク値が存在した場合には、他方の絶縁スペーサ２ｄにおいて同じくほぼ垂直方向に２点のピーク値が再現性をもって存在することを確認すれば、当該金属タンク内部において部分放電が発生していると判定することができる。
【００５１】
以上までは、部分放電信号が基準面１５に対し垂直もしくは水平方向に侵入した場合について説明した。次に、部分放電源１３が基準面１５に対して斜め方向に位置している場合について説明する。斜め方向に信号が進入した場合については、斜め信号を水平成分と垂直成分に分離して考えることができることが確認された。次に、これを説明する。
【００５２】
図１０は、基準面に斜め方向に部分放電源１３が存在した場合の、Ｌ字屈折部でのＴＥ１１モードの電磁波の分布の変化につい説明する図である。図の（ａ）に示すように、水平方向（基準面）を基準に角度θの位置に部分放電源１３が存在した場合、部分放電源１３がある金属タンク１ｃ側の絶縁スペーサ２ｃでは図の（ｂ）「入力」に示すように、水平成分と垂直成分の和として角度θの位置に強い信号ピークを持つ分布が確認される。これは、角度θで侵入した大きさＡの信号は、水平成分（Ａｃｏｓθ）と、垂直成分（Ａｓｉｎθ）に分割し、これらを足し合わせた結果として考えることができる。一方、Ｌ字屈折部を通過した側の絶縁スペーサ２ｄでは、図の（ｂ）「出力」に示すように、水平成分，垂直成分それぞれの屈折部でモードが変換された結果を足し合わせた右下のような分布を示すことが確認された。
そこで、実際の測定においては、Ｌ字屈折部の前後の絶縁スペーサで観測された信号の円周方向の分布が、ここで予測される分布と一致した場合、すなわち、一方の絶縁スペーサ部で傾斜を持つ方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認され、かつ、他方の絶縁スペーサ部で垂直な方向の成分と全周方向の成分との和に相当する強度分布が確認された場合、当該金属タンク内部で部分放電が発生していると判定することができる。
【００５３】
以上のように本実施の形態の発明によれば、Ｌ字状の屈曲部を有する金属タンクであって、屈曲部から２方に伸びる金属タンクの双方に絶縁スペーサを有する場合、Ｌ字状の金属タンクの軸線を含む平面を基準面とするとき、一方の絶縁スペーサ部で基準面にほぼ平行な方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認され、かつ、他方の絶縁スペーサ部で全周に亘って信号を有する強度分布が確認された場合に、Ｌ字状の金属タンク内で部分放電が発生していると判定するようにしたので、Ｌ字状の金属タンク内の周方向で基準面に平行な位置に発生する部分放電の有無を精度良く判定することができる。
【００５４】
また、Ｌ字状の一方の絶縁スペーサ部で基準面にほぼ垂直な方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認され、かつ、他方の絶縁スペーサ部でも同様な方向にピーク値を有する強度分布が確認された場合に、Ｌ字状の金属タンク内で部分放電が発生していると判定するようにしたので、Ｌ字状の金属タンク内部の周方向で基準面に垂直な位置に発生する部分放電の有無を精度良く判定することができる。
【００５５】
また、Ｌ字状の一方の絶縁スペーサ部で基準面と傾斜を持つ方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認され、かつ、他方の絶縁スペーサ部で基準面に垂直な方向の成分と全周方向の成分との和に相当する強度分布が確認された場合に、Ｌ字状の金属タンク内で部分放電が発生していると判定するようにしたので、Ｌ字状の金属タンク内部の周方向で基準面に傾斜を持つ位置に発生する部分放電の有無を精度良く判定することができる。
【００５６】
実施の形態３．
図１１〜図１４はこの発明の実施の形態３による部分放電判定方法を説明する図である。図の（ａ）はＴ字形状の金属タンクにおける部分放電の発生位置を示し、（ｂ）〜（ｄ）は各絶縁スペーサ部での電磁波の強度分布を示している。図のように、直管部とこの直管部の途中からＴ字状に分岐した分岐管部からなるＴ字形状の金属タンクに対して、分岐点から３方に伸びる金属タンク１ｅ、１ｆ，１ｇのそれぞれに絶縁スペーサ２ｅ、２ｆ，２ｇを備えている。金属タンクがＴ字形状をしている以外の構成は、実施の形態１で説明した図１と同等であり、また部分放電判定装置も実施の形態１で説明した図と同じなので詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。
【００５７】
図中での方向を特定するために、金属タンク１ｅ〜１ｇの軸線を含む平面を基準面１６とする。まず、図１１のように、部分放電源１３が金属タンク１ｅ側でタンク軸心を通り基準面１６に平行な方向にある場合を説明する。図のような位置に部分放電源１３が存在した場合、絶縁スペーサ２ｅでは（ｂ）に示すように基準面１６に平行な方向（ｘ軸方向）に２つのピーク値を持つＴＥ１１モードの信号分布が確認される。こにとき、分岐部を通過した後の分岐管１ｆ側の絶縁スペーサ２ｆと直管１ｇ側の絶縁スペーサ２ｇにおいては、絶縁スペーサ２ｅにおける分布とは異なり、（ｃ）及び（ｄ）のように全周方向に亘って強度分布を示すことがわかる。なお、部分放電源１３が直管１ｇ側の同方向にある場合も同様である。
【００５８】
一方、図１２の（ａ）に示すように、部分放電源１３が、分岐管１ｆ側で軸心を通り基準面１６に平行な方向（ｚ軸方向）に存在した場合は、絶縁スペーサ２ｆにおいては、（ｂ）に示すように基準面に平行に２点のピーク値を持つ分布が確認され、分岐部を通過した後の直管１ｅ，１ｇ側の絶縁スペーサ２ｅ，２ｇにおいては、（ｃ）のように周方向で全周に亘って信号を有する強度分布を示すことがわかる。
【００５９】
この結果、Ｔ字形状の金属タンクにおいて、図のように直管部の両側と分岐管側に絶縁スペーサが有る場合には、各絶縁スペーサ２ｅ〜２ｇにおいて、電磁波検出器４により電磁波を検出し、ＴＥ１１モードの周波数を検波してタンク周方向の強度分布として見た場合、いずれか１つの絶縁スペーサ部で基準面１６にほぼ平行な方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認され、かつ、残り２個の絶縁スペーサ部で全周に亘って信号を有する強度分布が再現性をもって確認された場合に、当該金属タンクの内部で部分放電が発生していると判定することができる。
【００６０】
次に、部分放電源１３が、タンク軸心を通り基準面１６と垂直な方向（Ｙ軸方向）に存在する場合について説明する。図１３（ａ）に示すように、Ｔ字形状の金属タンクの直管１ｅ側で基準面１６に垂直な方向に部分放電源１３がある場合である。この場合、部分放電源１３がある金属タンク１ｅ側の縁スペーサ２ｅにおいては、（ｂ）のように部分放電によるＴＥ１１モードの電磁波は基準面１６に対し垂直方向に２点のピーク値を持ち、さらに、分岐部を通過した後の分岐管１ｆ側の絶縁スペーサ２ｆと直管１ｇ側の絶縁スペーサ２ｇにおいても、電磁波信号は（ｃ），（ｄ）のように同じく基準面１６に対し垂直方向に２点のピーク値を持つ強度分布が確認される。
【００６１】
同様に、図１４（ａ）に示すように、部分放電源１３が分岐管１ｆ側で軸心を通り基準面１６に垂直な方向に存在した場合について説明すると、部分放電源１３の存在するタンク側の絶縁スペーサ２ｆにおいては、部分放電によるＴＥ１１モードの電磁波は（ｂ）のように基準面１６に対し垂直方向に２点のピーク値を有し、分岐部を通過した後の直管１ｅ，１ｇに設けた絶縁スペーサ２ｅ，２ｇで観測した電磁波信号は、（ｃ）のように同じく基準面１６に垂直方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認されている。
【００６２】
これらの結果から、Ｔ字状の金属タンクの３方に絶縁スペーサが有る場合には、各絶縁スペーサ２ｅ〜２ｇにおいて電磁波検出器４によって検出した電磁波信号を処理し、タンク周方向の強度分布を取得し、いずれか１つの絶縁スペーサ部において基準面１６にほぼ垂直方向に２点のピーク値が存在した場合には、その他の絶縁スペーサ部において同じく基準面１６にほぼ垂直方向に２点のピーク値が再現性をもって存在することを確認することで、すなわち、全ての絶縁スペーサ部において基準面１６にほぼ垂直方向に２点のピーク値を有することを確認することで、当該金属タンクの内部で部分放電が発生していると判定する。
【００６３】
以上までの説明では、簡単のために部分放電源が基準面１６に対し垂直もしくは水平方向にある場合について説明した。部分放電源が基準面１６に対し斜め方向にある場合については、実施の形態２で説明したと同様に、斜め方向の信号を水平成分と垂直成分に分離して、それぞれのモード変換結果を再度重ね合わせることによってＴＥ１１モードの強度分布が得られる。図示は省略するが、部分放電源１３が基準面１６に対し斜め方向に位置する場合、３個の絶縁スペーサ部の内の何れか一箇所で基準面１６と傾斜を持つ方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認され、かつ、残り２個の絶縁スペーサ部で全周方向の成分と垂直な方向の成分の和に相当する強度分布が確認されることを検証した。
従って、実際の測定では、Ｔ字状の金属タンクの各絶縁スペーサ部において、電磁波検出器４により電磁波を検出し、信号処理によって各絶縁スペーサ部の外周方向のＴＥ１１モードの電磁波の強度分布を取得し、その結果が上記のような強度分布を示した場合に、当該金属タンク内で部分放電が発生していると判定し、それ以外は外部ノイズであると判定することができる。
【００６４】
以上のように、本実施の形態の発明によれば、Ｔ字状の金属タンクにおいて、金属タンクの軸線を含む平面を基準面とするとき、３個の絶縁スペーサの内の何れか一箇所で基準面にほぼ平行な方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認され、かつ、残り２個の絶縁スペーサ部で全周に亘って信号を有する強度分布が確認された場合に部分放電有りと判定するようにしたので、Ｔ字状の金属タンク内部の周方向で、基準面に平行な位置に発生する部分放電の有無を精度良く判定することができる。
【００６５】
また、３個の絶縁スペーサ部の全てにおいて基準面にほぼ垂直な方向にピーク値を有する強度分布が確認された場合に、Ｔ字状の金属タンク内で部分放電が発生していると判定するようにしたので、Ｔ字状の金属タンク内部の周方向で、基準面に垂直な位置に発生する部分放電の有無を精度良く判定することができる。
【００６６】
更にまた、３個の絶縁スペーサの内の何れか一箇所で基準面と傾斜を持つ方向にピーク値を有する強度分布が確認され、かつ、残り２個の絶縁スペーサ部で全周方向の成分と基準面に垂直な方向の成分との和に相当する強度分布が確認された場合に、Ｔ字状の金属タンク内で部分放電が発生していると判定するようにしたので、Ｔ字状の金属タンク内部の周方向で、基準面に傾斜を持つ方向の位置に発生する部分放電の有無を精度良く判定することができる。
【００６７】
実施の形態４．
次に実施の形態４による部分放電判定方法について説明する。部分放電判定装置そのものは実施の形態１で説明した図１と同等なので詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。測定対象のガス絶縁機器の金属タンクは、直管，Ｌ字形状，Ｔ字形状のいずれでも良い。本実施の形態は、特に、電磁波検出器の測定点に関するものである。
ガス絶縁機器として例えばＧＩＳを対象とした場合、ＧＩＳに使用されている絶縁スペーサの数は、規模にもよるが１設備で数十個〜百個以上も有るので、それらの全箇所を全周に亘って測定するには非常な時間と労力を要する。そこで、測定の効率化を考える必要がある。
【００６８】
絶縁スペーサの外周の周方向で電磁波検出器により金属タンク内を伝播する電磁波を検出する場合、周方向に連続して測定する方法や、所定のピッチで測定する方法がある。上記のような測定箇所の多さを考慮して、効率的な測定方法について検証した結果、実際の絶縁スペーサの外周の全周で検出する場合、円周を８分割した点で測定すれば実用上十分であることがわかった。すなわち、円周方向に４５°間隔の位置で８箇所測定すれば、周方向の強度分布が得られることが検証できた。
そこで、効率的な測定方法の一つとして、電磁波検出器によって絶縁スペーサの外周の周方向で測定する測定位置は、絶縁スペーサの外周の周方向に均等に８箇所とするものである。当然、８分割以上の点で測定すれば、より確実に強度分布が得られる。
【００６９】
更に、効率的な測定方法について説明する。これまでの実施の形態で説明してきたように、絶縁スペーサ部で観測されるＴＥ１１モードの電磁波の強度分布は、その絶縁スペーサを円形方向に見たとき、円の中心点を基準に点対称となっていることが分かる。このことに着目し、絶縁スペーサの外周部で電磁波検出器により電磁波を測定する場合、全周ではなく、まず半周を測定する。そして判定部により信号処理して得られた強度分布を確認し、この範囲においてＴＥ１１モード特有の電磁波の強度分布が見られたときのみ、次に残りの１／２を測定するものである。
【００７０】
ＧＩＳのようなガス絶縁機器は、高度の信頼性を要求される変電設備に使用されるで、相応の品質管理の下に製造し、保守管理されており、実際に部分放電が発生する頻度は非常に少ない。そこで、実現場における測定においては、絶縁スペーサの外周の周方向で電磁波検出器により測定する場合、いきなり全ての絶縁スペーサを全周に亘って測定しないで、先ず半周を測定する。そして、半周分の測定においてＥ１１モード特有のピークの存在が確認できなかった場合は、部分放電が発生していないか、もしくはモード変換によって均一化されたことを意味しており、いずれにしてもその絶縁スペーサ部において詳細な部分放電診断をすることは意味が無い。すなわち、所定の強度分布が確認できる絶縁スペーサのみを問題とすれば良い。部分放電が金属タンク内に発生していれば所定の強度分布を示す絶縁スペーサが必ず存在し、半周の測定においてもその兆候を捕らえることは可能である。そこで、半周分の測定においてＴＥ１１モード特有の電磁波の強度分布の存在が見られたときのみ残り１／２を測定する。その結果、ＴＥ１１モードの強度分布であることが確認できれば、この絶縁スペーサを基準として実施の形態１〜３のような方法で判定するものとする。したがって、実際の現場での測定においては、測定をほぼ半分に省力化できることになる。
【００７１】
さらに効果的な測定方法について説明する。先述のように、絶縁スペーサの外周の周方向で電磁波検出器により測定する場合、全周であれば８箇所で可能であるという検証結果と、上記の半周分での測定の考え方を取り入れ、先ず、絶縁スペーサ外周の周方向で、４５°間隔を空けて４箇所で測定し、この範囲においてＴＥ１１モード特有の電磁波の強度分布が見られたときのみ、次に、確認のために残りの周方向に４５°間隔を空けて４箇所で測定するものである。このような測定方法を実現場における測定に適用しても、部分放電の発生の有無を判定することは十分に可能である。
【００７２】
以上のように、本実施の形態の発明によれば、電磁波検出器によって絶縁スペーサの外周の周方向で測定する測定位置は、絶縁スペーサの外周の周方向に均等に８箇所としたので、効率的に測定を実施することができる。
【００７３】
また、電磁波検出器による絶縁スペーサの外周の周方向の測定は、まず絶縁スペーサの全周の１／２の範囲で測定し、この範囲においてＴＥ１１モード特有の電磁波の強度分布が見られたときのみ、次に残りの１／２を測定するようにしたので、測定作業の省力化と効率化が図られ、特にＧＩＳのように絶縁スペーサをたくさん有するガス絶縁機器において、多大の効果を期待できる。
【００７４】
更にまた、電磁波検出器による絶縁スペーサの外周の周方向の測定は、まず絶縁スペーサの外周の周方向に４５°間隔を空けて４箇所で測定し、この範囲においてＴＥ１１モード特有の電磁波の強度分布が見られたときのみ、次に残りの周方向に４５°間隔を空けて４箇所を測定するようにしたので、上記に比べ更に省力化と効率化が図れる。
【００７５】
実施の形態５．
次に、実施の形態５による部分放電判定方法について説明する。図１５は、ＧＩＳの絶縁スペーサ部位におけるタンク軸線に垂直方向の断面図を示したものである。図１５に示す部分以外は実施の形態１で説明した図１と同等なので、詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。本実施の形態では、電磁波検出器を２個使用し、第１の電磁波検出器１７に対し第２の電磁波検出器１８を絶縁スペーサ２の周方向で９０°間隔を空けて配置し、両電磁波検出器１７，１８で同時に検出した２つの電磁波信号の差分を差分演算器１９により演算し、その値を判定部７のＴＥ１１検波装置８へ入力するように構成したものである。
【００７６】
ＴＥ１１モードの電磁波を利用した部分放電判定方法においてはＴＥ１１モードの強度分布が絶縁スペーサの円周方向１８０°の位置に対向する特徴的なピーク値が存在していることを利用していることは既に説明してきた。従って、このような特徴的な分布を測定することによって確度高く部分放電の判定ができるが、例えば、第１の電磁波検出器１７でピークを捕らえた場合、９０°離れた第２の電磁波検出器１８の位置ではＴＥ１１モードの強度はほとんど観測されないのは、これまでの説明で明らかである。第２の電磁波検出器１８で得られる信号には、ＴＥ１１モードの信号は含まれず環境ノイズのみを検出することになる。この環境ノイズは測定環境全体のノイズなので、当然、第１の電磁波検出器１７でも同時に検出されている。従って、両電磁波検出器１７，１８の差分を差分演算器１９で演算することで環境ノイズのみが消去され、その信号を判定部で処理すれば、環境ノイズに影響されない部分放電のＴＥ１１モードの強度分布を得ることができる。
なお、両電磁波検出器１７，１８を移動させる場合には、９０°の間隔を保っておくことは言うまでもない。
【００７７】
以上のように、本実施の形態の発明によれば、絶縁スペーサの外周の周方向において電磁波検出器により電磁波を検出するとき、第１の電磁波検出器と第２の電磁波検出器とを周方向で９０°離して配置し、両電磁波検出器で同時に検出した２つの電磁波信号の差分を演算器により演算した情報をもとに判定するようにしたので、外部ノイズの影響を排除して、精度良く部分放電の有無を判定することができる。
【００７８】
実施の形態６．
次に、実施の形態６による部分放電判定装置および部分放電判定方法について説明する。これまでの実施の形態では、部分放電により発生する電磁波のうち、ＴＥ１１モードを利用するものであったが、本実施の形態では、より高次のＴＥ２１モードを利用するものである。
部分放電判定装置及びガス絶縁機器の構成は、実施の形態１で説明した図１と同等なので、詳細な説明は省略し、異なる部分を主に説明する。部分放電判定装置は図１６に示すように構成されている。図１と異なるのは、図１のＴＥ１１検波装置８の代わりの、ＴＥ２１検波装置２０となっている点である。適宜、図１〜図４を参照しながら説明する。
【００７９】
実施の形態１の図１での説明と同様に、電磁波検出器４を移動装置５によって絶縁スペーサ２の外周の周方向に移動させ、周方向の複数の位置において、金属タンク内を伝播する電磁波信号を検出する。このとき、測定位置の情報は移動角検出装置６によって角度情報θとして検出し、判定部７の強度検出装置１０へ送信される。判定部７では、まず電磁波検出器４からの出力を受けたＴＥ２１検波装置２０が、受信信号からＴＥ２１モードが伝播しＴＥ３１モードが伝播しない周波数帯域の電磁波信号を検波する。このとき、遮断周波数の演算に必要な情報として、入力部９より金属タンクと中心導体の径情報が入力できるようになっている。検波されたＴＥ２１モードの信号は強度検出装置１０へ入力される。強度検出装置１０では入力信号と位置情報θをもとに金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を得る。その強度分布とＴＥ２１モード特有の分布とを判定装置１１で比較して部分放電の有無を判定するように構成されている。
【００８０】
なお、上記のＴＥ２１検波装置２０で検波するＴＥ２１モードが伝播しＴＥ３１モードが伝播しない周波数帯域とは、当該ガス絶縁機器の形状情報（金属タンクと中心導体の径）をもとに情報を縁機器のるおいて式１によって計算された、ＴＥ２１モードの遮断周波数以上でＴＥ３１モードの遮断周波数未満の領域である。但し、実際の運用においては厳密に範囲内に限定する必要はなく前後に多少幅があっても良い。汎用性を考えればその方が実際的である。
【００８１】
次に、この部分放電判定装置を用いた具体的な部分放電判定方法について説明する。図１７は、この発明の部分放電判定装置を用いたガス絶縁診断方法を示す図である。図の（ａ）は２個の絶縁スペーサ２ｈ，２ｉで区画された直管の金属タンク１ｈ内で部分放電が発生した場合を模式的に表している。部分放電源１３は、一例として、絶縁スペーサ２ｈに近い位置で、水平方向（ｘ軸）に対しθの角度を持つ位置としている。（ｂ）は部分放電発生部分のｚ軸に垂直方向の断面図である。また、（ｃ）は部分放電による電磁波信号を絶縁スペーサ２ｈ又は２ｉ部で観測した電磁波信号強度分布である。
【００８２】
図１７の（ａ）に示すように、金属タンク１ｈにおいてｘ軸方向からθの位置で部分放電が発生したとすると、絶縁スペーサ２ｈ部において観測されるＴＥ２１の電磁波の強度分布は、（ｃ）のように部分放電源１３の位置する角度θを中心として９０°ピッチで４箇所に信号ピークが観測される。従って、絶縁スペーサ２ｈ部で電磁波検出器４により測定して得た電磁波信号の強度分布が、周方向にほぼ９０°ピッチの４つのピーク値を持つ強度分布であることを確認できれば、部分放電による信号であると判定することができる。
【００８３】
また、この４つのピーク値を持つという分布の形状は、直管の金属タンクであれば崩れることなく伝播し、例えば隣接する絶縁スペーサ２ｉにおいても同様の位置にピーク値が存在する。従って、直管の金属タンク１ｈにおいて、隣接する２つの絶縁スペーサにおけるＴＥ２１信号の強度分布を比較し、同じ位置に存在する場合に、その電磁波は当該金属タンク内部における部分放電によるものであると判定する。なお、部分放電源１３に対し、１３ａ〜１３ｃのどの位置でも同じピークの分布を示す。
【００８４】
以上のように、ＴＥ１１モードに替えて、ＴＥ２１モードを利用して部分放電を判定することができる。このＴＥ２１モードはＴＥ１１モードより周波数帯域が高く、環境ノイズの影響を受けにくいという特徴がある。但し、信号処理や判定アルゴリズムは複雑になる。そこで、ＴＥ２１モードを利用した部分放電判定装置及び判定方法を、有効に活用する方法について説明する。
【００８５】
先に説明したＴＥ１１モードを利用した部分放電判定装置及び判定方法でも確度の高い部分放電の判定が可能である。ＴＥ１１モードによる判定によって部分放電の発生が疑わしい金属タンクが特定できた時に、次の処置としては、金属タンクを開放して部分放電発生原因を除去することになる。このためには、ＧＩＳ等のガス絶縁変電機器を長時間に亘って停電しなければならず、多大のコストと労力を要することになるので、間違い無く部分放電が発生していることを確認することが重要な作業となる。そこで、部分放電の発生を見つけたとき、更なる念押しの確認作業が要求される場合がある。
【００８６】
この念押し作業として、まずＴＥ１１モードでの判定の後で、次に当該金属タンクに対して本実施の形態のＴＥ２１モードを利用した判定を追加すれば、判定の信頼性が格段に向上する。上述のようにＴＥ２１モードはＴＥ１１モードに比較してさらに周波数帯域が高く、環境ノイズの影響を受けにくいという特徴があるので、ＴＥ１１モードでの検証の後にＴＥ２１モードによって検証し、そのピーク値から円周方向にほぼ９０°，１８０°，２７０°の各位置でピーク値が存在することを確認することで念押し作業が実施できる。
【００８７】
なお、図１６では、電磁波検出器４を移動装置５によって移動さる場合について説明したが、移動装置によらずに作業員が移動させてもよく、予め所定の場所へ複数個配置しておいてもよい。
また、測定結果により部分放電の有無を判定するにあたり、強度検出装置１０として例えばパターン認識装置を使用すれば、熟練者であれば強度分布パターンを見れば、特に後段の判定装置１１を使用しなくても、部分放電の有無を判定することが可能である。従って、部分放電判定装置として、判定部７の中の判定装置１１は必須ではない。
更にまた、金属タンクは直管の場合のみを説明したが、Ｌ字状やＴ字状の場合は、ＴＥ１１モードの場合と同様な考え方で、ＴＥ２１モードの場合の分岐部でのモード変換を確認して強度分布を求めておき、それと測定結果とを比較することで、部分放電の判定が可能である。
【００８８】
以上のように、本実施の形態の発明によれば、絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において電磁波信号を検出し、ＴＥ２１検波装置によってＴＥ２１モードが伝播しＴＥ３１モードが伝播しない周波数帯域の信号を抽出し、抽出した信号の強度と電磁波検出器の周方向の位置情報とから金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を検出し、その強度分布がＴＥ２１モード特有の分布を示すかどうかにより部分放電の有無を判定するようにしたので、部分放電で発生する電磁波の中に含まれるＴＥ２１モードの信号を効率よく捕捉し、そのモード特有の特徴を抽出できるので、外来ノイズに影響されることなく部分放電の有無を判定できる信頼性の高い部分放電判定方法又は部分放電判定装置を提供できる。
また、この発明を、ＴＥ１１モードを利用した部分放電判定方法の判定結果の確認作業として実施すれば、更に精度良く部分放電の有無を判定できる。
【００８９】
また、部分放電の有無の判定は、判定装置を用いて強度検出装置で得られた電磁波の強度分布とＴＥ２１モード特有の分布とを比較して判定するようにしたので、上記の効果に加え、精度良く判定を行うことができる。
【００９０】
更にまた、直管の金属タンクの軸方向に設けた２個の絶縁スペーサのそれぞれにおいて測定して得た電磁波の強度分布を比較し、強度分布のピーク位置が同じであれば直管内で部分放電が発生していると判定するようにしたので、直管タンクにおける部分放電の発生の有無を精度良く判定できる。
【００９１】
実施の形態７．
次に実施の形態７について説明する。部分放電判定装置の全体の構成は実施の形態６と同等なので、詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。全体の構成図としては、実施の形態１で説明した図１と基本的に同等である。主な相違点は、図１８に示すように、電磁波検出器を２個使用し、第１の電磁波検出器１７に対し、４５°の角度を空けて第２の電磁波検出器１８を配置したところである。両電磁波検出器１７，１８の検出信号は差分演算器１９に入力され、差分信号が判定部７に入力されるように構成されている。
【００９２】
次に作用について説明する。ＴＥ２１モードの電磁波を利用した部分放電判定方法においてはＴＥ２１の強度分布がスペーサの円周方向に９０°の位置に対向する特徴的なピークを有することを利用している。従って、このような特徴的な分布を観測することによって精度良く診断できるが、測定時には環境ノイズも存在する。そこで、第２の電磁波検出器１８によって環境ノイズを測定し、これを差し引いてノイズを除去するものである。電磁波の分布は上記のように９０°の位置にピーク値を有するが、ピーク位置から４５°離れた位置で第２の電磁波検出器１８によって検出される信号はＴＥ２１モードはほとんどなく環境ノイズのみなので、両電磁波検出器１７，１８で同時に測定した信号の差分を利用して環境ノイズを除去した信号を取り出すものである。
なお、両電磁波検出器１７，１８を移動させる場合には、４５°の間隔を保っておくことは言うまでもない。
【００９３】
以上のように、本実施の形態の発明によれば、絶縁スペーサの外周の周方向において電磁波検出器により電磁波を検出するとき、第１の電磁波検出器と第２の電磁波検出器とを周方向で４５°離れて配置し、両電磁波検出器で同時に検出した２つの電磁波信号の差分を演算器により演算し、その値をＴＥ２１検波装置へ入力するようにしたので、外部ノイズの影響を排除し、精度良く判定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
ガス絶縁開閉装置のような、円筒状の金属タンク内に同軸に配置された中心導体を有する電気機器において、内部で発生する部分放電の検出に広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】この発明の実施の形態１における部分放電判定装置をガス絶縁機器に取り付けた図である。
【図２】図１のII−IIから見た断面図である。
【図３】同軸線路におけるＴＥＭモード，ＴＥ１１モード，及びＴＥ２１モードの電磁界分布を模式的に示す図である。
【図４】金属タンク内で部分放電が生じている場合の電磁波強度の分布の一例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１による直管金属タンクの部分放電判定方法を説明する図である。
【図６】図１の部分放電判定装置の判定部の他の例を示す図である。
【図７】図６の判定部で得られる強度分布パターンの一例を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態２によるＬ字状金属タンクの部分放電判定方法を説明する図である。
【図９】この発明の実施の形態２によるＬ字状金属タンクの部分放電判定方法を説明する他の例を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態２によるＬ字状金属タンクの部分放電判定方法を説明する別の例を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態３によるＴ字状金属タンクの部分放電判定方法を説明する図である。
【図１２】この発明の実施の形態３によるＴ字状金属タンクの部分放電判定方法を説明する他の例を示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態３によるＴ字状金属タンクの部分放電判定方法を説明する別の例を示す図である。
【図１４】この発明の実施の形態３によるＴ字状金属タンクの部分放電判定方法を説明する更に別の例を示す図である。
【図１５】この発明の実施の形態５による縁スペーサ部の断面図である。
【図１６】この発明の実施の形態６による部分放電判定装置を示す図である。
【図１７】この発明の実施の形態６による直管金属タンクの部分放電判定方法を説明する図である。
【図１８】この発明の実施の形態７による縁スペーサ部の断面図である。
【符号の説明】
【００９６】
１，１ｃ〜１ｇ 金属タンク ２，２ｃ〜２ｇ 絶縁スペーサ
３ 中心導体 ４ 電磁波検出器
５ 移動装置 ６ 移動角検出装置
７ 判定部 ８ ＴＥ１１検波装置
１０ 強度検出装置 １１ 判定装置
１３ 部分放電源 １４ パターン認識装置
１５，１６ 基準面 １７ 第１の電磁波検出器
１８ 第２の電磁波検出器 １９ 差分演算器
２０ ＴＥ２１検波装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁ガスが封入された円筒形の金属タンクを絶縁スペーサで区画し、中心導体を上記絶縁スペーサで支持して構成したガス絶縁機器を対象とし、上記金属タンクの内部で発生する部分放電の有無を判定する部分放電判定方法において、
上記絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において上記金属タンク内に伝播する電磁波信号を電磁波検出器により検出し、検出した上記電磁波信号から遮断周波数を利用してＴＥ１１モードが伝播しＴＥ２１モードが伝播しない周波数帯域の信号をＴＥ１１検波装置によって抽出し、抽出した上記信号の強度と上記電磁波検出器の上記周方向の位置情報とから上記金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を強度検出装置によって検出し、上記強度分布がＴＥ１１モード特有の分布を示すかどうかにより部分放電の有無を判定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項２】
絶縁ガスが封入された円筒形の金属タンクを絶縁スペーサで区画し、中心導体を上記絶縁スペーサで支持して構成したガス絶縁機器を対象とし、上記金属タンクの内部で発生する部分放電の有無を判定する部分放電判定方法において、
上記絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において上記金属タンク内に伝播する電磁波信号を電磁波検出器により検出し、検出した上記電磁波信号から遮断周波数を利用してＴＥ１１モードが伝播しＴＥ２１モードが伝播しない周波数帯域の信号をＴＥ１１検波装置によって抽出し、抽出した上記信号の強度と上記電磁波検出器の上記周方向の位置情報とから上記金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を強度検出装置によって検出し、判定装置によって上記強度分布とＴＥ１１モード特有の分布とを比較して部分放電の有無を判定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の部分放電判定方法において、上記電磁波の検出は、移動装置により上記電磁波検出器を上記絶縁スペーサの外周の周方向へ移動させて測定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項４】
請求項１又は請求項２記載の部分放電判定方法において、上記電磁波の検出は、上記絶縁スペーサの外周の周方向に複数個配置された上記電磁波検出器によって行うことを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項５】
請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記強度検出装置としてパターン認識装置を使用することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、出力がピークに達する外周位置を特定し、特定した上記外周位置から上記金属タンクの円周方向における部分放電発生源の位置を推定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記金属タンクの径および上記中心導体の径の値を入力して上記遮断周波数を演算し、上記ＴＥ１１検波装置により検波する周波数帯域を設定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記金属タンクは直管であり、上記金属タンクの両側に設けた２個の絶縁スペーサ部のそれぞれにおいて測定して得た電磁波の強度分布を比較し、上記両強度分布のピーク位置が同じであれば、上記直管内で部分放電が発生していると判定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項９】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記金属タンクはＬ字状の屈曲部を有し、上記屈曲部から２方に伸びる金属タンクのそれぞれに上記絶縁スペーサを備えており、上記Ｌ字状の金属タンクの軸線を含む平面を基準面とするとき、一方の絶縁スペーサ部で上記基準面にほぼ平行な方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認され、かつ、他方の絶縁スペーサ部で全周に亘って信号を有する強度分布が確認された場合に、上記Ｌ字状の金属タンク内で部分放電が発生していると判定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項１０】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記金属タンクはＬ字状の屈曲部を有し、上記屈曲部から２方に伸びる金属タンクのそれぞれに上記絶縁スペーサを備えており、上記Ｌ字状の金属タンクの軸線を含む平面を基準面とするとき、上記一方の絶縁スペーサ部で上記基準面にほぼ垂直な方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認され、かつ、他方の絶縁スペーサ部でも上記基準面にほぼ垂直な方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認された場合に、上記Ｌ字状の金属タンク内で部分放電が発生していると判定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項１１】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記金属タンクはＬ字状の屈曲部を有し、上記屈曲部から２方に伸びる金属タンクのそれぞれに上記絶縁スペーサを備えており、上記Ｌ字状の金属タンクの軸線を含む平面を基準面とするとき、一方の絶縁スペーサ部で上記基準面と傾斜を持つ方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認され、かつ、他方の絶縁スペーサ部で上記基準面に垂直な方向の成分と全周方向の成分との和に相当する強度分布が確認された場合に、上記Ｌ字状の金属タンク内で部分放電が発生していると判定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項１２】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記金属タンクは直管部とこの直管部の途中からＴ字状に分岐した分岐管部とを有し、分岐点から３方に伸びる金属タンクのそれぞれに絶縁スペーサを備えており、上記Ｔ字状の金属タンクの軸線を含む平面を基準面とするとき、上記３個の絶縁スペーサ部のうちの何れか一箇所で上記基準面にほぼ平行な方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認され、かつ、残り２個の絶縁スペーサ部で全周に亘って信号を有する強度分布が確認された場合に、上記Ｔ字状の金属タンク内で部分放電が発生していると判定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項１３】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記金属タンクは直管部とこの直管部の途中からＴ字状に分岐した分岐管部とを有し、分岐点から３方に伸びる金属タンクのそれぞれに絶縁スペーサを備えており、上記Ｔ字状の金属タンクの軸線を含む平面を基準面とするとき、上記３個の絶縁スペーサ部の全てにおいて上記基準面にほぼ垂直な方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認された場合に、上記Ｔ字状の金属タンク内で部分放電が発生していると判定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項１４】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記金属タンクは直管部とこの直管部の途中からＴ字状に分岐した分岐管部とを有し、分岐点から３方に伸びる金属タンクのそれぞれに絶縁スペーサを備えており、上記Ｔ字状の金属タンクの軸線を含む平面を基準面とするとき、上記３個の絶縁スペーサ部のうちの何れか一箇所で上記基準面と傾斜を持つ方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認され、かつ、残り２個の絶縁スペーサ部で上記基準面に垂直な方向の成分と全周方向の成分との和に相当する強度分布が確認された場合に、上記Ｔ字状の金属タンク内で部分放電が発生していると判定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項１５】
請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記電磁波検出器によって上記絶縁スペーサの外周の周方向で測定する測定位置は、上記絶縁スペーサの外周の周方向に均等に８箇所とすることを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項１６】
請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記電磁波検出器による上記絶縁スペーサの外周の周方向での測定は、まず上記絶縁スペーサの全周の１／２の範囲で実施し、この範囲においてＴＥ１１モード特有の電磁波の強度分布が見られたときのみ、次に残りの１／２を測定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項１７】
請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記電磁波検出器によって上記絶縁スペーサの外周の周方向での測定は、まず上記絶縁スペーサの外周の周方向に４５°間隔を空けて４箇所で実施し、この範囲においてＴＥ１１モード特有の電磁波の強度分布が見られたときのみ、次に残りの周方向に４５°間隔を空けて４箇所で測定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項１８】
請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記絶縁スペーサの外周の周方向において電磁波を検出す電磁波検出器は、第１の電磁波検出器と、この第１の電磁波検出器から９０°間隔を空けて配置した第２の電磁波検出器とを備え、上記両電磁波検出器で同時に検出した２つの電磁波信号の差分を演算器により演算して上記ＴＥ１１検波装置へ入力するようにしたことを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項１９】
絶縁ガスが封入された円筒形の金属タンクを絶縁スペーサで区画し、中心導体を上記絶縁スペーサで支持して構成したガス絶縁機器を対象とし、上記金属タンクの内部で発生する部分放電の有無を判定する部分放電判定装置において、
上記絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において上記金属タンク内に伝播する電磁波信号を検出する電磁波検出器と、検出した上記電磁波信号を受信し遮断周波数を利用してＴＥ１１モードが伝播しＴＥ２１モードが伝播しない周波数帯域の信号を抽出するＴＥ１１検波装置と、抽出した上記信号の強度と上記電磁波検出器の上記周方向の位置情報とから上記金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を検出する強度検出装置とを備えたことを特徴とする部分放電判定装置。
【請求項２０】
絶縁ガスが封入された円筒形の金属タンクを絶縁スペーサで区画し、中心導体を上記絶縁スペーサで支持して構成したガス絶縁機器を対象とし、上記金属タンクの内部で発生する部分放電の有無を判定する部分放電判定装置において、
上記絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において上記金属タンク内に伝播する電磁波信号を検出する電磁波検出器と、検出した上記電磁波信号を受信し遮断周波数を利用してＴＥ１１モードが伝播しＴＥ２１モードが伝播しない周波数帯域の信号を抽出するＴＥ１１検波装置と、抽出した上記信号の強度と上記電磁波検出器の上記周方向の位置情報とから上記金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を検出する強度検出装置と、検出した上記強度分布とＴＥ１１モード特有の分布とを比較して部分放電の有無を判定する判定装置とを備えたことを特徴とする部分放電判定装置。
【請求項２１】
絶縁ガスが封入された円筒形の金属タンクを絶縁スペーサで区画し、中心導体を上記絶縁スペーサで支持して構成したガス絶縁機器を対象とし、上記金属タンクの内部で発生する部分放電の有無を判定する部分放電判定方法において、
上記絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において上記金属タンク内に伝播する電磁波信号を電磁波検出器により検出し、検出した上記電磁波信号から遮断周波数を利用してＴＥ２１モードが伝播しＴＥ３１モードが伝播しない周波数帯域の信号をＴＥ２１検波装置によって抽出し、抽出した上記信号の強度と上記電磁波検出器の上記周方向の位置情報とから上記金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を強度検出装置によって検出し、上記強度分布がＴＥ２１モード特有の分布を示すかどうかにより部分放電の有無を判定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項２２】
絶縁ガスが封入された円筒形の金属タンクを絶縁スペーサで区画し、中心導体を上記絶縁スペーサで支持して構成したガス絶縁機器を対象とし、上記金属タンクの内部で発生する部分放電の有無を判定する部分放電判定方法において、
上記絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において上記金属タンク内に伝播する電磁波信号を電磁波検出器により検出し、検出した上記電磁波信号から遮断周波数を利用してＴＥ２１モードが伝播しＴＥ３１モードが伝播しない周波数帯域の信号をＴＥ２１検波装置によって抽出し、抽出した上記信号の強度と上記電磁波検出器の上記周方向の位置情報とから上記金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を強度検出装置によって検出し、判定装置によって上記強度分布とＴＥ２１モード特有の分布とを比較して部分放電の有無を判定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項２３】
請求項２１又は請求項２２記載の部分放電判定方法において、上記金属タンクは直管であり、上記金属タンクの両側に設けた２個の絶縁スペーサのそれぞれにおいて測定して得た電磁波の強度分布を比較し、上記両強度分布のピーク位置が同じであれば、上記直管内で部分放電が発生していると判定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項２４】
請求項２１〜請求項２３のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記絶縁スペーサの外周の周方向において電磁波を検出す電磁波検出器は、第１の電磁波検出器と、この第１の電磁波検出器から４５°間隔を空けて配置した第２の電磁波検出器とからなり、上記両電磁波検出器で同時に検出した２つの電磁波信号の差分を演算器により演算して上記ＴＥ２１検波装置へ入力するようにしたことを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項２５】
絶縁ガスが封入された円筒形の金属タンクを絶縁スペーサで区画し、中心導体を上記絶縁スペーサで支持して構成したガス絶縁機器を対象とし、上記金属タンクの内部で発生する部分放電の有無を判定する部分放電判定方法において、
上記絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において上記金属タンク内に伝播する電磁波信号を検出する電磁波検出器と、検出した上記電磁波信号を受信し遮断周波数を利用してＴＥ２１モードが伝播しＴＥ３１モードが伝播しない周波数帯域の信号を抽出するＴＥ２１検波装置と、抽出した上記信号の強度と上記電磁波検出器の上記周方向の位置情報とから上記金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を検出する強度検出装置とを備えたことを特徴とする部分放電判定装置。
【請求項２６】
絶縁ガスが封入された円筒形の金属タンクを絶縁スペーサで区画し、中心導体を上記絶縁スペーサで支持して構成したガス絶縁機器を対象とし、上記金属タンクの内部で発生する部分放電の有無を判定する部分放電判定装置において、
上記絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において上記金属タンク内に伝播する電磁波信号を検出する電磁波検出器と、検出した上記電磁波信号を受信し遮断周波数を利用してＴＥ２１モードが伝播しＴＥ３１モードが伝播しない周波数帯域の信号を抽出するＴＥ２１検波装置と、抽出した上記信号の強度と上記電磁波検出器の上記周方向の位置情報とから上記金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を検出する強度検出装置と、検出した上記強度分布とＴＥ２１モード特有の分布とを比較して部分放電の有無を判定する判定装置とを備えたことを特徴とする部分放電判定装置。
【請求項１】
絶縁ガスが封入された円筒形の金属タンクを絶縁スペーサで区画し、中心導体を上記絶縁スペーサで支持して構成したガス絶縁機器を対象とし、上記金属タンクの内部で発生する部分放電の有無を判定する部分放電判定方法において、
上記絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において上記金属タンク内に伝播する電磁波信号を電磁波検出器により検出し、検出した上記電磁波信号から遮断周波数を利用してＴＥ１１モードが伝播しＴＥ２１モードが伝播しない周波数帯域の信号をＴＥ１１検波装置によって抽出し、抽出した上記信号の強度と上記電磁波検出器の上記周方向の位置情報とから上記金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を強度検出装置によって検出し、上記強度分布がＴＥ１１モード特有の分布を示すかどうかにより部分放電の有無を判定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項２】
絶縁ガスが封入された円筒形の金属タンクを絶縁スペーサで区画し、中心導体を上記絶縁スペーサで支持して構成したガス絶縁機器を対象とし、上記金属タンクの内部で発生する部分放電の有無を判定する部分放電判定方法において、
上記絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において上記金属タンク内に伝播する電磁波信号を電磁波検出器により検出し、検出した上記電磁波信号から遮断周波数を利用してＴＥ１１モードが伝播しＴＥ２１モードが伝播しない周波数帯域の信号をＴＥ１１検波装置によって抽出し、抽出した上記信号の強度と上記電磁波検出器の上記周方向の位置情報とから上記金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を強度検出装置によって検出し、判定装置によって上記強度分布とＴＥ１１モード特有の分布とを比較して部分放電の有無を判定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の部分放電判定方法において、上記電磁波の検出は、移動装置により上記電磁波検出器を上記絶縁スペーサの外周の周方向へ移動させて測定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項４】
請求項１又は請求項２記載の部分放電判定方法において、上記電磁波の検出は、上記絶縁スペーサの外周の周方向に複数個配置された上記電磁波検出器によって行うことを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項５】
請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記強度検出装置としてパターン認識装置を使用することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、出力がピークに達する外周位置を特定し、特定した上記外周位置から上記金属タンクの円周方向における部分放電発生源の位置を推定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記金属タンクの径および上記中心導体の径の値を入力して上記遮断周波数を演算し、上記ＴＥ１１検波装置により検波する周波数帯域を設定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記金属タンクは直管であり、上記金属タンクの両側に設けた２個の絶縁スペーサ部のそれぞれにおいて測定して得た電磁波の強度分布を比較し、上記両強度分布のピーク位置が同じであれば、上記直管内で部分放電が発生していると判定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項９】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記金属タンクはＬ字状の屈曲部を有し、上記屈曲部から２方に伸びる金属タンクのそれぞれに上記絶縁スペーサを備えており、上記Ｌ字状の金属タンクの軸線を含む平面を基準面とするとき、一方の絶縁スペーサ部で上記基準面にほぼ平行な方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認され、かつ、他方の絶縁スペーサ部で全周に亘って信号を有する強度分布が確認された場合に、上記Ｌ字状の金属タンク内で部分放電が発生していると判定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項１０】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記金属タンクはＬ字状の屈曲部を有し、上記屈曲部から２方に伸びる金属タンクのそれぞれに上記絶縁スペーサを備えており、上記Ｌ字状の金属タンクの軸線を含む平面を基準面とするとき、上記一方の絶縁スペーサ部で上記基準面にほぼ垂直な方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認され、かつ、他方の絶縁スペーサ部でも上記基準面にほぼ垂直な方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認された場合に、上記Ｌ字状の金属タンク内で部分放電が発生していると判定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項１１】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記金属タンクはＬ字状の屈曲部を有し、上記屈曲部から２方に伸びる金属タンクのそれぞれに上記絶縁スペーサを備えており、上記Ｌ字状の金属タンクの軸線を含む平面を基準面とするとき、一方の絶縁スペーサ部で上記基準面と傾斜を持つ方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認され、かつ、他方の絶縁スペーサ部で上記基準面に垂直な方向の成分と全周方向の成分との和に相当する強度分布が確認された場合に、上記Ｌ字状の金属タンク内で部分放電が発生していると判定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項１２】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記金属タンクは直管部とこの直管部の途中からＴ字状に分岐した分岐管部とを有し、分岐点から３方に伸びる金属タンクのそれぞれに絶縁スペーサを備えており、上記Ｔ字状の金属タンクの軸線を含む平面を基準面とするとき、上記３個の絶縁スペーサ部のうちの何れか一箇所で上記基準面にほぼ平行な方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認され、かつ、残り２個の絶縁スペーサ部で全周に亘って信号を有する強度分布が確認された場合に、上記Ｔ字状の金属タンク内で部分放電が発生していると判定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項１３】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記金属タンクは直管部とこの直管部の途中からＴ字状に分岐した分岐管部とを有し、分岐点から３方に伸びる金属タンクのそれぞれに絶縁スペーサを備えており、上記Ｔ字状の金属タンクの軸線を含む平面を基準面とするとき、上記３個の絶縁スペーサ部の全てにおいて上記基準面にほぼ垂直な方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認された場合に、上記Ｔ字状の金属タンク内で部分放電が発生していると判定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項１４】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記金属タンクは直管部とこの直管部の途中からＴ字状に分岐した分岐管部とを有し、分岐点から３方に伸びる金属タンクのそれぞれに絶縁スペーサを備えており、上記Ｔ字状の金属タンクの軸線を含む平面を基準面とするとき、上記３個の絶縁スペーサ部のうちの何れか一箇所で上記基準面と傾斜を持つ方向に２点のピーク値を有する強度分布が確認され、かつ、残り２個の絶縁スペーサ部で上記基準面に垂直な方向の成分と全周方向の成分との和に相当する強度分布が確認された場合に、上記Ｔ字状の金属タンク内で部分放電が発生していると判定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項１５】
請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記電磁波検出器によって上記絶縁スペーサの外周の周方向で測定する測定位置は、上記絶縁スペーサの外周の周方向に均等に８箇所とすることを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項１６】
請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記電磁波検出器による上記絶縁スペーサの外周の周方向での測定は、まず上記絶縁スペーサの全周の１／２の範囲で実施し、この範囲においてＴＥ１１モード特有の電磁波の強度分布が見られたときのみ、次に残りの１／２を測定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項１７】
請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記電磁波検出器によって上記絶縁スペーサの外周の周方向での測定は、まず上記絶縁スペーサの外周の周方向に４５°間隔を空けて４箇所で実施し、この範囲においてＴＥ１１モード特有の電磁波の強度分布が見られたときのみ、次に残りの周方向に４５°間隔を空けて４箇所で測定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項１８】
請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記絶縁スペーサの外周の周方向において電磁波を検出す電磁波検出器は、第１の電磁波検出器と、この第１の電磁波検出器から９０°間隔を空けて配置した第２の電磁波検出器とを備え、上記両電磁波検出器で同時に検出した２つの電磁波信号の差分を演算器により演算して上記ＴＥ１１検波装置へ入力するようにしたことを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項１９】
絶縁ガスが封入された円筒形の金属タンクを絶縁スペーサで区画し、中心導体を上記絶縁スペーサで支持して構成したガス絶縁機器を対象とし、上記金属タンクの内部で発生する部分放電の有無を判定する部分放電判定装置において、
上記絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において上記金属タンク内に伝播する電磁波信号を検出する電磁波検出器と、検出した上記電磁波信号を受信し遮断周波数を利用してＴＥ１１モードが伝播しＴＥ２１モードが伝播しない周波数帯域の信号を抽出するＴＥ１１検波装置と、抽出した上記信号の強度と上記電磁波検出器の上記周方向の位置情報とから上記金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を検出する強度検出装置とを備えたことを特徴とする部分放電判定装置。
【請求項２０】
絶縁ガスが封入された円筒形の金属タンクを絶縁スペーサで区画し、中心導体を上記絶縁スペーサで支持して構成したガス絶縁機器を対象とし、上記金属タンクの内部で発生する部分放電の有無を判定する部分放電判定装置において、
上記絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において上記金属タンク内に伝播する電磁波信号を検出する電磁波検出器と、検出した上記電磁波信号を受信し遮断周波数を利用してＴＥ１１モードが伝播しＴＥ２１モードが伝播しない周波数帯域の信号を抽出するＴＥ１１検波装置と、抽出した上記信号の強度と上記電磁波検出器の上記周方向の位置情報とから上記金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を検出する強度検出装置と、検出した上記強度分布とＴＥ１１モード特有の分布とを比較して部分放電の有無を判定する判定装置とを備えたことを特徴とする部分放電判定装置。
【請求項２１】
絶縁ガスが封入された円筒形の金属タンクを絶縁スペーサで区画し、中心導体を上記絶縁スペーサで支持して構成したガス絶縁機器を対象とし、上記金属タンクの内部で発生する部分放電の有無を判定する部分放電判定方法において、
上記絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において上記金属タンク内に伝播する電磁波信号を電磁波検出器により検出し、検出した上記電磁波信号から遮断周波数を利用してＴＥ２１モードが伝播しＴＥ３１モードが伝播しない周波数帯域の信号をＴＥ２１検波装置によって抽出し、抽出した上記信号の強度と上記電磁波検出器の上記周方向の位置情報とから上記金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を強度検出装置によって検出し、上記強度分布がＴＥ２１モード特有の分布を示すかどうかにより部分放電の有無を判定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項２２】
絶縁ガスが封入された円筒形の金属タンクを絶縁スペーサで区画し、中心導体を上記絶縁スペーサで支持して構成したガス絶縁機器を対象とし、上記金属タンクの内部で発生する部分放電の有無を判定する部分放電判定方法において、
上記絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において上記金属タンク内に伝播する電磁波信号を電磁波検出器により検出し、検出した上記電磁波信号から遮断周波数を利用してＴＥ２１モードが伝播しＴＥ３１モードが伝播しない周波数帯域の信号をＴＥ２１検波装置によって抽出し、抽出した上記信号の強度と上記電磁波検出器の上記周方向の位置情報とから上記金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を強度検出装置によって検出し、判定装置によって上記強度分布とＴＥ２１モード特有の分布とを比較して部分放電の有無を判定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項２３】
請求項２１又は請求項２２記載の部分放電判定方法において、上記金属タンクは直管であり、上記金属タンクの両側に設けた２個の絶縁スペーサのそれぞれにおいて測定して得た電磁波の強度分布を比較し、上記両強度分布のピーク位置が同じであれば、上記直管内で部分放電が発生していると判定することを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項２４】
請求項２１〜請求項２３のいずれか１項に記載の部分放電判定方法において、上記絶縁スペーサの外周の周方向において電磁波を検出す電磁波検出器は、第１の電磁波検出器と、この第１の電磁波検出器から４５°間隔を空けて配置した第２の電磁波検出器とからなり、上記両電磁波検出器で同時に検出した２つの電磁波信号の差分を演算器により演算して上記ＴＥ２１検波装置へ入力するようにしたことを特徴とする部分放電判定方法。
【請求項２５】
絶縁ガスが封入された円筒形の金属タンクを絶縁スペーサで区画し、中心導体を上記絶縁スペーサで支持して構成したガス絶縁機器を対象とし、上記金属タンクの内部で発生する部分放電の有無を判定する部分放電判定方法において、
上記絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において上記金属タンク内に伝播する電磁波信号を検出する電磁波検出器と、検出した上記電磁波信号を受信し遮断周波数を利用してＴＥ２１モードが伝播しＴＥ３１モードが伝播しない周波数帯域の信号を抽出するＴＥ２１検波装置と、抽出した上記信号の強度と上記電磁波検出器の上記周方向の位置情報とから上記金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を検出する強度検出装置とを備えたことを特徴とする部分放電判定装置。
【請求項２６】
絶縁ガスが封入された円筒形の金属タンクを絶縁スペーサで区画し、中心導体を上記絶縁スペーサで支持して構成したガス絶縁機器を対象とし、上記金属タンクの内部で発生する部分放電の有無を判定する部分放電判定装置において、
上記絶縁スペーサの外周の周方向の複数箇所において上記金属タンク内に伝播する電磁波信号を検出する電磁波検出器と、検出した上記電磁波信号を受信し遮断周波数を利用してＴＥ２１モードが伝播しＴＥ３１モードが伝播しない周波数帯域の信号を抽出するＴＥ２１検波装置と、抽出した上記信号の強度と上記電磁波検出器の上記周方向の位置情報とから上記金属タンクの外周方向の電磁波の強度分布を検出する強度検出装置と、検出した上記強度分布とＴＥ２１モード特有の分布とを比較して部分放電の有無を判定する判定装置とを備えたことを特徴とする部分放電判定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００６−２６６８２０（Ｐ２００６−２６６８２０Ａ）
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−８４３０５（Ｐ２００５−８４３０５）
【出願日】平成１７年３月２３日（２００５．３．２３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２３日（２００５．３．２３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【Ｆターム（参考）】
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