JP2008175699A - 塩害検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】実際に使用されている監視対象の屋外配電線の設備における放電を事前に精度良く検出することのできる塩害検出装置を提供する。
【解決手段】鋭角な尖状部４ａを有する一対の放電電極４Ａを実際に使用されている碍子１に設けている。このことにより放電部位となる尖状部４ａ間の適切なギャップを現地の環境に応じて容易に設定でき、碍子１表面の汚損状況に応じた部分放電特性の調整が可能になる。そのため、実際に使用されている碍子１を塩害予測・監視用のセンサとして用いることができ、模擬碍子等によらないで実際に使用されている実機の碍子１が塩害による放電を生じうる状況を事前に精度良く検出することが可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、屋外配電線を支持する支持碍子等の配電用機材に対し、塩害により発生する部分放電の発生を事前に検出する塩害検出装置に関するものである。

従来、高圧配電線の電気的絶縁部材として碍子が広く使用されている。海岸に近い地域では、海上からの風によって海塩成分が運ばれ、碍子表面に塩分が付着し、降雨、結露等により塩分に水分が供給されると、碍子の表面抵抗値が急激に低下して碍子表面の耐フラッシュオーバー電圧が大幅に低下することにより表面漏洩電流が流れ、放電が発生し、最終的には表面閃絡が生じて停電に至ることがある。この局部放電は、強烈な発光事象（放電発光）を伴うとともに配電用機材の劣化、ひいては発火等の被害を及ぼし、公衆災害に至る場合がある。

このような塩害に起因する放電発光及び公衆災害の発生を事前に予防するため、従来から定期的に碍子の清掃を行う等の対策が取られてきた。また、碍子の汚損状態を常時監視するものとして、碍子に流れる漏れ電流を検出することにより汚損状況を監視するものがある（例えば、特許文献１参照。）。

また、監視対象の碍子と同一環境に監視対象の碍子より汚損されやすい模擬碍子を設置し、この模擬碍子の汚損状況を監視するものがある（例えば、特許文献２参照。）。
特開平６−１５３３７４号公報 特開平１０−３１２７２３号公報

しかし、従来の塩害予測・監視によると、地域や地形により塩害の発生状況が異なり、さらに同一地域でも気象変動等によって塩害の発生状況が異なることから、漏れ電流だけでは汚損を精度良く監視することができない。また、模擬碍子等を用いた汚損監視では、実際に使用されている碍子等の配電用機材の汚損状況と必ずしも一致しないため、塩害発生を精度良く検出することができないという問題がある。特に、強塩害地区では塩害による放電を十分に防止できない場合があり、顧客からの放電発光に起因する夜間通報に苦慮してきた。

従って、本発明の目的は、実際に使用されている監視対象の屋外配電線の設備における放電を事前に精度良く検出することのできる塩害検出装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するため、塩害に基づく放電の事前予測を行う屋外配電線の設備と同一環境に設けられ、電気絶縁性に優れた素材で形成された碍子と、前記碍子の外周面に設けられ、前記塩害による汚損に基づいて前記碍子が有する放電電圧より小なる電圧で放電を生じる電極形状で形成された放電電極を有することを特徴とする塩害検出装置を提供する。

本発明によれば、実際に使用されている監視対象の屋外配電線の設備における放電を事前に精度良く検出することができる。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る塩害検出装置を示し、（ａ）は塩害検出装置の概略構成図、（ｂ）は放電電極の一部を示す平面図である。

この塩害検出装置１０は、図１（ａ）に示すように上部に高圧配電線を保持する電線保持部１Ａを有し、磁器等の絶縁性材料で円筒状に形成される碍子１と、金属材料で形成されて支柱等への支持固定に用いる鍔部２Ａを有するボルト部２と、ボルト部２に装着されるナット３およびワッシャー３Ａと、円筒状の碍子１の外周面に環状に取り付けられる放電電極４と、放電電極４と導線５を介して接続される高圧電源６と、放電電極４における放電に基づく電流を導線５から検出する電流検出部７と、電流検出部７で検出された電流に基づいて部分放電の判定を行う判定部８とを有する。この塩害検出装置１０では電流検出部７として変流器を用いている。

放電電極４は、耐腐食性に優れるステンレス等の金属板をプレス加工等によって成形することにより形成されており、碍子１の外周面に巻き付け可能な長手方向のサイズを有している。第１の実施の形態では、塩害予測・監視を行う現地に既設で実際に使用されている碍子１に対し、全体がジグザグ形状をなすとともに鋭角な突部としての尖状部４ａを有する一対の放電電極４Ａを用意し、この一対の放電電極４Ａの尖状部４ａが所定のギャップ（間隔）をおいて対向するように碍子１の外周面上に一対の放電電極４Ａを位置決めし、図１（ｂ）に示す端部４ｂを溶接することによって一対の放電電極４Ａを環状に巻きつけて固定している。尖状部４ａの先端は隣接する尖状部４ａと一定の距離ｗ_Ａを有して設けられている。本実施の形態では、放電電極４を構成する金属板の厚さを１〜２ｍｍとしており、尖状部４ａ間のギャップは現地の環境等によって異なるが、２〜１０ｍｍの間隔を有するように設けることが望ましい。

この塩害検出装置１０は、６．６ｋＶの配電系統における塩害監視を行うにあたって高圧電源６から導線５を介して一対の放電電極４Ａに単相４００Ｖを印加する。碍子１に汚損を生じていない状態では碍子１に取り付けられた一対の放電電極４Ａ間に電流は流れないが、碍子１に塩分が付着して汚損され、降雨、結露等により塩分に水分が供給されると、碍子の表面抵抗値が急激に低下して一対の放電電極４Ａ間に放電が生じ易い状況が形成され、汚損が進行すると一対の放電電極４Ａの尖状部４ａ間で部分放電が生じる。

部分放電に基づく電流は電流検出部７で検出されて判定部８に出力される。判定部８は、予め設定されている電流値以上の値が検出されたときに塩害発生と判定する。

（第１の実施の形態の効果）
上記した第１の実施の形態によると、鋭角な尖状部４ａを有する一対の放電電極４Ａを実機として実際に使用されている碍子１に設けているので、放電部位となる尖状部４ａ間の適切なギャップを現地の環境に応じて容易に設定でき、碍子１表面の汚損状況に応じた部分放電特性の調整が可能になる。そのため、実際に使用されている碍子１を塩害予測・監視用のセンサとして用いることができ、模擬碍子等によらないで実際に使用されている配電用機材（実機）の碍子１が塩害による放電を生じうる状況を事前に精度良く検出することが可能になる。

そのため、例えば、実際に使用されている複数の碍子１に対し、一対の放電電極４Ａに設けられる尖状部４ａ間のギャップを異なる値で段階的に設定したグループを構成し、各グループについて部分放電に基づく電流を監視することによって、塩害による放電の事前予測だけでなく、汚損の進行状況を把握するシステムに適用することもできる。

放電電極４の構造として、第１の実施の形態では金属板をジグザグ状にプレス加工した放電電極４を説明したが、汚損が運ばれる風向に合わせて放電部位を設けることができるものであれば他の構成であっても良く、例えば、くし型状あるいは鋸刃状の鋭利な突部を有する一対の放電電極４Ａを用意し、突起同士が所定のギャップを有するように配置されるものであってもよい。これによって、碍子１の表面の湿潤状態を制御するといった特殊な機能を保持させることなく、放電電極４で容易に放電を発生させることが可能となる。

なお、第１の実施の形態では、一対の放電電極４Ａからなる放電電極４を碍子１の表面に設けた構成を説明したが、放電電極４Ａは少なくとも２つ設ければ尖状部４ａ間に放電を発生させることが可能であるので、２つ以上の放電電極４Ａからなる放電電極４を構成しても良い。この場合には放電部位が増加するので、塩害に基づく部分放電の検出感度が向上する。

また、汚損の著しい地区においては、一対の放電電極４Ａ間に汚損が蓄積される場合があるため、一対の放電電極４Ａと碍子１とが直接接触することなく一定の隙間を有して配置される構造を適用することにより汚損の蓄積等による検出精度の低下を回避することができる。

第１の実施の形態では、電流検出部７として変流器を用いているが、変流器に限定されず、部分放電を直接的または間接的に検出可能な他の構成であってもよい。

また、第１の実施の形態では、塩害予測・監視を行う現地で実際に使用されている実機としての碍子１に放電電極４を設ける構成を説明したが、監視対象の碍子や電線等の機器の近傍に上記した放電電極４を有するパイロット碍子を設けて塩害検出を行うことも可能である。この場合、パイロット碍子は監視対象の碍子と同一の材料構造を有するものを用いることがより好ましい。

（第２の実施の形態）
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る塩害検出装置を示す概略構成図である。以下の説明において、第１の実施の形態と同一の構成および機能を有する部分については同一の符号を付している。

この塩害検出装置１０は、第１の実施の形態で説明した放電電極４Ａに代えて、耐腐食性に優れるステンレス等の金属板からなり、先端部分に尖状部４ａを有する電極片４０と、一定の間隔を有して平行に配置される電極片４０を連結する連結部４１とを有する一対の放電電極４Ｂによって放電電極４を構成している点で相違しており、放電電極４が碍子１の外周面に環状に固定されている構成において共通している。

図３は、第２の実施の形態に係る放電電極を示し、（ａ）は放電電極全体を示す図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向から見た放電電極の一部を示す図、（ｃ）は（ａ）のＢ方向から見た放電電極の一部を示す図である。

電極片４０は、図３（ａ）に示すように隣接する電極片４０と一定の距離ｗを有して隔てられた状態で連結部４１に溶接によって固定されており、長辺方向の一端を尖状に加工した尖状部４ａを有している。そのため、尖状部４ａの先端も一定の距離ｗ_Ａを有して設けられる。

この放電電極４Ｂは、碍子１の外周面に固定されたとき、図３（ｂ）に示すように電極片４０が碍子１の外周面に密接し、連結部４１と碍子１との間に隙間ｄを生じることから、電極片４０の間に汚損を生じにくく、かつ汚損を生じても降雨等による洗浄性が良好となるような構成を有している。なお、図３（ｂ）においては説明の便宜上、碍子１の部分を平面状に図示している。

電極片４０は、図３（ｃ）に示すように尖状部４ａの先端に向かうにつれて厚みが小になる楔状に形成されている。

（第２の実施の形態の効果）
上記した第２の実施の形態によると、第１の実施の形態の好ましい効果に加えて、電極片４０が一定の距離ｗを有して隔てられた状態で連結部４１に固定された放電電極４を用いることにより、耐汚損性に優れ、かつ汚損物質の洗浄性に優れた構成とすることができる。

（第３の実施の形態）
図４は、本発明の第３の実施の形態に係る塩害検出装置を示す概略構成図である。

この塩害検出装置１０は、第２の実施の形態で説明した放電電極４Ｂに代えて、先端部分に尖状部４ａを有する電極片４０を連結部４１の外側に固定し、連結部４１と碍子１との間に電極支持部４２を設けた一対の放電電極４Ｃによって放電電極４を構成している点で相違しており、放電電極４が碍子１の外周面に環状に取り付けられる構成において共通している。

図５は、第３の実施の形態に係る放電電極を示し、（ａ）は放電電極全体を示す図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向から見た放電電極の一部を示す図、（ｃ）は（ａ）のＢ方向から見た放電電極の一部を示す図である。

電極片４０は、図５（ａ）に示すように隣接する電極片４０と一定の距離ｗを有して隔てられた状態で連結部４１の碍子側とは反対側の外側に溶接によって固定されており、長辺方向の一端を尖状に加工した尖状部４ａを有している。そのため、尖状部４ａの先端も一定の距離ｗ_Ａを有して設けられる。

この放電電極４Ｃは、碍子１の外周面に固定されたとき、図５（ｂ）に示すように電極支持部４２によって連結部４１と碍子１との間に隙間ｄを有するように配置される。電極支持部４２は連結部４１に溶接によって固定されており、連結部４１、電極片４０とともに一体化された構成を有する。電極片４０は図５（ｃ）に示すように折り曲げ部４０Ｂで碍子１側に折り曲げられており、そのことによって尖状部４ａが碍子１の外周面に接触した構成を有するので、電極片４０の間に汚損を生じにくく、かつ汚損を生じても洗浄性が良好となるような構成を有している。なお、図５（ｂ）においても説明の便宜上、碍子１の部分を平面状に図示している。

第３の実施の形態においても、電極片４０は、図５（ｃ）に示すように尖状部４ａの先端に向かうにつれて厚みが小になる楔状に形成されている。

（第３の実施の形態の効果）
上記した第３の実施の形態によると、第２の実施の形態の好ましい効果に加えて、耐汚損性、汚損物質の洗浄性のより向上した構成とすることができる。

なお、本発明は上記した各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々な変形が可能である。

例えば、上記した塩害検出装置は実際に使用されている碍子１を監視対象とするものであるが、碍子に限定されず電線等の屋外配電線の設備に適用することができる。

また、放電電極４についても碍子１の外周面に一対の放電電極４Ａ〜４Ｃを環状に装着するものに限定されず、風向によって死角を生じることがないように外周面に分散して複数箇所に設けられるものであっても良い。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る塩害検出装置を示し、（ａ）は塩害検出装置の概略構成図、（ｂ）は放電電極の一部を示す平面図である。 図２は、本発明の第２の実施の形態に係る塩害検出装置を示す概略構成図である。 図３は、第２の実施の形態に係る放電電極を示し、（ａ）は放電電極全体を示す図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向から見た放電電極の一部を示す図、（ｃ）は（ａ）のＢ方向から見た放電電極の一部を示す図である。 図４は、本発明の第３の実施の形態に係る塩害検出装置を示す概略構成図である。 図５は、第３の実施の形態に係る放電電極を示し、（ａ）は放電電極全体を示す図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向から見た放電電極の一部を示す図、（ｃ）は（ａ）のＢ方向から見た放電電極の一部を示す図である。

符号の説明

１…碍子、１Ａ…電線保持部、２…ボルト部、２Ａ…鍔部、３…ナット、３Ａ…ワッシャー、４…放電電極、４Ａ〜４Ｃ…放電電極、４ａ…尖状部、４ｂ…端部、５…導線、６…高圧電源、７…電流検出部、８…判定部、１０…塩害検出装置、４０…電極片、４０Ｂ…折り曲げ部、４１…連結部、４２…電極支持部

Claims (4)

1. 塩害に基づく放電の事前予測を行う屋外配電線の設備と同一環境に設けられ、電気絶縁性に優れた素材で形成された碍子と、
   前記碍子の外周面に設けられ、前記塩害による汚損に基づいて前記碍子が有する放電電圧より小なる電圧で放電を生じる電極形状で形成された放電電極を有することを特徴とする塩害検出装置。
2. 前記放電電極は、前記碍子の外周面に環状に巻き付け可能な長手方向のサイズを有し、前記長手方向に所定の距離をおいて複数の鋭利な突部が配置されていることを特徴とする請求項１記載の塩害検出装置。
3. 前記放電電極は、前記碍子の外周面との間に一定の隙間を有して環状に固定されることを特徴とする請求項１記載の塩害検出装置。
4. 前記放電電極は、前記碍子の外周面に環状に装着される一対の放電電極からなり、前記一対の放電電極は複数の鋭利な突部を有して前記複数の突部が一定の間隔をおいて対向配置されるように前記碍子の外周面に固定されていることを特徴とする請求項１記載の塩害検出装置。

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