本發(fā)明涉及例如對支承配電盤等電氣器械的充電部的絕緣物的劣化狀態(tài)進行監(jiān)視的絕緣劣化監(jiān)視裝置。

背景技術(shù)：

在配電盤這樣的強電器械的內(nèi)部存在較多以母線為代表的主電路器械的高壓充電部，這些高壓充電部由絕緣物支承于接地側(cè)。絕緣物由于在對高壓充電部進行支承的狀態(tài)下長期使用，從而絕緣性能會發(fā)生劣化，從充電部側(cè)通過絕緣物流向接地側(cè)的漏電流變大。若放任該漏電流的增大，則絕緣物的劣化進一步發(fā)展，最壞情況將成為接地事故發(fā)生的要因。為了事前防止這樣的接地事故，需要預先對絕緣物的劣化狀態(tài)進行監(jiān)視，在適當?shù)钠陂g更換絕緣物。通過了解更換的適當時機，從而能夠高效地運用受配電設備。

作為檢測受電設備中絕緣物的劣化程度的現(xiàn)有技術(shù)，例如已知有下述技術(shù)，即：采取受電盤內(nèi)的塵埃，根據(jù)該塵埃中所包含的離子量和溫度及濕度履歷計算絕緣物的表面電阻率，利用由該絕緣物的表面電阻率和新品時的絕緣物的表面電阻率、絕緣物的已使用年數(shù)及塵埃的量決定的閾值，來推定絕緣物的剩余壽命，判斷適當?shù)母鼡Q時期(例如，參照專利文獻1)。

此外，還已知有下述技術(shù)，即：在收納三相真空斷路器的絕緣框架的相間部分設置導電體，將該導電體連接至接地金屬，因絕緣框架的絕緣劣化而在絕緣框架的外側(cè)或內(nèi)側(cè)流動并流向充電部相間的漏電流通過導電體而導入至接地金屬，使接地繼電器動作來檢測該漏電流，從而掌握絕緣劣化程度(例如，參照專利文獻2)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2014-23401號公報(第3頁、圖1)

專利文獻2：日本專利特開2003-83831號公報(第3頁、圖1-3)

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

在上述專利文獻1所記載的方法中，為了采取附著于絕緣物表面的粉塵需要使受配電設備停電，必須要配合絕緣物的清掃等定期維護來進行操作，從而會發(fā)生設備運用上的問題。為了避免該問題，雖然還記載有預先掌握盤的底面和絕緣物表面的塵埃量的相關(guān)性，根據(jù)從底面采取到的塵埃來推定絕緣物表面的塵埃量的技術(shù)，但即使在這種情況下，也仍然存在下述問題，即：需要在每次測定時采取塵埃，并且預先獲取塵埃所包含的離子量和溫度及濕度的數(shù)據(jù)等需要耗費較多的時間精力。

此外，在上述專利文獻2所記載的絕緣物的劣化監(jiān)視技術(shù)中，雖然對收納三相真空斷路器的絕緣框架的絕緣監(jiān)視是有效的，但對于例如在接地的配電盤的殼體內(nèi)配置多個支承高壓充電部的絕緣物這樣的結(jié)構(gòu)，發(fā)生劣化的絕緣物的確定較為困難，簡單地應用于支承充電部的絕緣物會存在問題。

本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于以簡單的結(jié)構(gòu)獲得一種絕緣劣化監(jiān)視裝置，即使在配電盤這樣的具有多個支承高壓充電部的絕緣物的情況下，也能夠始終對絕緣物的劣化狀態(tài)進行監(jiān)視，能夠判定劣化程度。

解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案

本發(fā)明所涉及的絕緣劣化監(jiān)視裝置是將電氣器械的高壓充電部絕緣支承于接地金屬構(gòu)件的絕緣物的絕緣劣化監(jiān)視裝置，其包括：電流傳感器，該電流傳感器被插入到絕緣物與接地金屬構(gòu)件的連接部，對從高壓充電部通過絕緣物流向接地金屬構(gòu)件的漏電流進行檢測；以及判定單元，該判定單元連接在電流傳感器的輸出側(cè)，基于漏電流的值來判定絕緣物的劣化程度。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的絕緣劣化監(jiān)視裝置，由于具有對從高壓充電部通過絕緣物流向接地金屬構(gòu)件的漏電流進行檢測的電流傳感器、以及基于檢測出的漏電流的值判定絕緣物的劣化程度的判定單元，因此能夠始終對從高壓充電部通過絕緣物流向接地金屬構(gòu)件的漏電流進行監(jiān)視，能夠根據(jù)漏電流值的增加判斷絕緣物的劣化程度，從而能夠推定在發(fā)生接地事故等之前更換絕緣物的時機。

并且，能夠容易地應用于具有多個絕緣物的電氣器械中的各絕緣物，發(fā)生了劣化的絕緣物的確定變得容易。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明實施方式1的絕緣劣化監(jiān)視裝置的主視圖。

圖2是表示圖1的絕緣劣化監(jiān)視裝置的接地側(cè)安裝部的詳細內(nèi)容的分解立體圖。

圖3是說明絕緣劣化的判定方法的一個示例的說明圖。

圖4是表示實施方式2的絕緣劣化監(jiān)視裝置的電流傳感器部的局部剖視圖。

圖5是表示實施方式3的絕緣劣化監(jiān)視裝置的主視圖。

具體實施方式

實施方式1.

圖1是表示實施方式1的絕緣劣化監(jiān)視裝置的主視圖。圖2是圖1的絕緣劣化監(jiān)視裝置的接地側(cè)安裝部的詳細圖，是從下方觀察圖1得到的分解立體圖。

圖中，作為劣化監(jiān)視對象的絕緣物，示出支承配電盤等電氣器械的充電部的絕緣物的情況作為一個示例，高壓充電部1是母線或主電路導體。接地金屬構(gòu)件2是配電盤的殼體的一部分、或者是固定于該殼體的支承金屬構(gòu)件等，該接地金屬構(gòu)件2接地。絕緣物3例如是支承絕緣子。高壓充電部1經(jīng)由該絕緣物3被支承并固定于接地金屬構(gòu)件2。

高壓充電部1通過充電部固定螺栓4固定于絕緣物3。絕緣物3和接地金屬構(gòu)件2通過接地部固定螺栓5來固定。

在該絕緣物3和接地金屬構(gòu)件2的連接部配置有電流傳感器6。電流傳感器6由形成為圓環(huán)狀的貫穿型的電流檢測器構(gòu)成，具體而言，例如是小型的貫穿型ct，檢測從高壓充電部1通過絕緣物3流至接地金屬構(gòu)件2的微小的漏電流。

電流傳感器6的二次側(cè)即輸出側(cè)經(jīng)由引線7與判定單元8相連接。

判定單元8例如設置在收納該高壓充電部1和絕緣物3的電氣器械的控制部內(nèi)。

接著，參照圖2對在絕緣物3安裝電流傳感器6的安裝部的詳細結(jié)構(gòu)進行說明。

在連接至接地金屬構(gòu)件2的絕緣物3的端部埋設有由圓柱狀的金屬構(gòu)件形成的插塊9。在插塊9的中心加工出安裝用的內(nèi)螺紋。在插塊9的與接地金屬構(gòu)件2相對的一側(cè)，安裝側(cè)端部從絕緣物3的端面突出，形成突出部9a。突出部9a的突出長度優(yōu)選設為比電流傳感器6的厚度稍長的尺寸。突出部9a的外徑比形成為圓環(huán)狀的電流傳感器6的內(nèi)徑要小，從而電流傳感器6能夠容易地與該突出部9a嵌合。

另外，在絕緣物3的與高壓充電部1的連接部側(cè)通常也設置有插塊，但這并不是本申請發(fā)明的主要部分，因此省略圖示和說明。

對于組裝，首先，在電流傳感器6嵌合至埋設于絕緣物3的插塊9的突出部9a的狀態(tài)下，使插塊9的螺紋孔對準接地金屬構(gòu)件2的安裝孔2a，利用接地部固定螺栓5進行緊固固定。通過將突出部9a的突出長度設定得比電流傳感器6的厚度要長，絕緣物3和接地金屬構(gòu)件2在插塊9的突出部9a的前端以可靠地相接觸的狀態(tài)被固定，通過緊固不會對電流傳感器6產(chǎn)生負荷，并且突出部9a成為漏電流的路徑。

電流傳感器6的引線7與判定單元8相連接。引線7在接地金屬構(gòu)件2等上收線，確保與充電部的絕緣距離來進行布線。

組裝后的狀態(tài)如圖1所示那樣。

接下來對動作進行說明。

支承高壓充電部1的絕緣物3因長期使用而發(fā)生歷時老化，絕緣能力下降。由此，從高壓充電部1流向接地側(cè)的漏電流變大。

因此，利用電流傳感器6始終對該漏電流進行監(jiān)視，通過觀察其變化來監(jiān)視絕緣物3的劣化。

漏電流通過絕緣物3從高壓充電部1流向接地金屬構(gòu)件2。絕緣物3由于以插塊9的突出部9a的前端與接地金屬構(gòu)件2相接觸的方式固定，因此，來自絕緣物3的漏電流經(jīng)由突出部9a流向接地金屬構(gòu)件2。

電流傳感器6設置為被突出部9a貫穿，表面絕緣，因此，從絕緣物3流至接地金屬構(gòu)件2的微小的漏電流集中流至電阻較低的插塊9的突出部9a，并通過電流傳感器6的內(nèi)側(cè)。因此，能夠利用電流傳感器6高精度且容易地檢測出微小的漏電流。

由電流傳感器6檢測出的漏電流的值經(jīng)由引線7被輸入到判定單元8。判定單元8中存儲有預先獲取的絕緣物3的漏電流與劣化程度的相關(guān)數(shù)據(jù)(correlationdata)。因此，比較該相關(guān)數(shù)據(jù)，在檢測出的漏電流的值超過規(guī)定值的情況下，判斷為劣化已發(fā)展，并且要進行清掃、替換。

利用圖3說明判定單元8中的判定方法的一個示例。圖3是說明絕緣劣化的判定方法的一個示例的說明圖。

若絕緣物3的劣化發(fā)展，則絕緣電阻下降。因此，利用絕緣電阻值作為劣化程度的參數(shù)。絕緣物3的絕緣電阻與漏電流之間具有圖3中粗線所示那樣的相關(guān)關(guān)系。對成為監(jiān)視對象的絕緣物3預先獲取圖3那樣的相關(guān)數(shù)據(jù)。并且預先定義相對于維持絕緣性能所需的絕緣電阻的所需最小值的漏電流的值作為基準值，并將該基準值預先存儲于判定單元8的存儲部。

另外，由于基準值等會因絕緣物的形狀、材質(zhì)等不同而不同，因此，預先要對每個不同種類的絕緣物獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。此外，所需最小值例如根據(jù)更換推薦時期或清掃推薦時期來決定即可。

在由電流傳感器6檢測出的漏電流的值超過基準值的情況下，判斷劣化發(fā)展到規(guī)定程度以上，例如到達了絕緣物3的更換推薦時期，從而能夠準備進行絕緣物3的更換。

通常在電氣器械的內(nèi)部會在多個部位使用多個支承高壓充電部的絕緣物，但通過對需要監(jiān)視的絕緣物設置同樣的絕緣劣化監(jiān)視裝置，從而能夠容易地確定發(fā)生了劣化的絕緣物。對絕緣物只要設置小型的電流傳感器即可，因此設置簡單。

至此為止的說明中，將絕緣物3設為支承絕緣子進行了說明，但并不限于此，只要是將高壓充電部1支承固定于接地金屬構(gòu)件2的絕緣物，就能夠適用于電氣器械的通常的絕緣支承體。絕緣物的材質(zhì)也沒有特別的限定，能夠廣泛適用于瓷器、環(huán)氧樹脂等眾所周知的絕緣材料。

此外，對電流傳感器6設為貫穿型ct進行了說明，但除此以外，例如也可以是羅戈夫斯基線圈。

如上所述，根據(jù)實施方式1，在將電氣器械的高壓充電部絕緣支承于接地金屬構(gòu)件的絕緣物的絕緣劣化監(jiān)視裝置中，包括：電流傳感器，該電流傳感器被插入到絕緣物與接地金屬構(gòu)件的連接部，對從高壓充電部通過絕緣物流向接地金屬構(gòu)件的漏電流進行檢測；以及判定單元，該判定單元連接在電流傳感器的輸出側(cè)，基于漏電流的值判定絕緣物的劣化程度，因此，能夠始終對從高壓充電部通過絕緣物流向接地金屬構(gòu)件的漏電流進行監(jiān)視，能夠根據(jù)漏電流的增加判斷絕緣物的劣化程度。因此，能夠提前發(fā)現(xiàn)絕緣劣化，能夠推定出在發(fā)生接地事故等之前更換絕緣物的時機。

并且，即使在具有多個絕緣物的電氣器械中，也能夠容易地設置電流傳感器，發(fā)生了劣化的絕緣物的確定也變得容易。

此外，在與接地金屬構(gòu)件連接的絕緣物的端部設有具有安裝用螺紋孔的插塊，插塊的與接地金屬構(gòu)件相對的一側(cè)形成從絕緣物的端面突出的突出部，電流傳感器由貫穿型的電流檢測器構(gòu)成，被突出部貫穿并配置在絕緣物與接地金屬構(gòu)件之間，因此，漏電流集中流向電阻較低的插塊的突出部，并通過電流傳感器的內(nèi)側(cè)，因此，漏電流的檢測精度提高。此外，能夠容易地在絕緣物與接地金屬構(gòu)件的連接部安裝電流傳感器，從而能夠獲得組裝操作性優(yōu)異的絕緣劣化監(jiān)視裝置。

實施方式2.

圖4是表示實施方式2的絕緣物的劣化監(jiān)視裝置的電流傳感器部的局部剖視圖。圖中的點劃線是軸對稱線，圖僅示出左半部分。與實施方式1的圖1或圖2相同的部分用相同標號來表示并省略詳細說明，以不同點為中心進行說明。另外，省略與電流傳感器相連的引線7和判定單元8。

如圖4所示那樣，本實施方式的電流傳感器10在外周部設有多個褶狀物10a。電流傳感器10的剖面如圖所示，中心部的線圈的外側(cè)被絕緣構(gòu)件覆蓋，因此在該絕緣構(gòu)件的外周側(cè)設有褶狀物10a。

并且，在電流傳感器10的內(nèi)周側(cè)與突出部9a的外周側(cè)間的間隙插入有由電阻較低的筒狀導電構(gòu)件形成的導電套11。

插塊9的突出部9a的突出長度、電流傳感器10的高度、以及導電套11的長度之間的尺寸關(guān)系設為：導電套11的長度最長，突出部9a的突出長度和電流傳感器10的高度尺寸比導電套11的長度尺寸要短。由此，在圖4那樣的安裝狀態(tài)下，構(gòu)成為：導電套11的一端與絕緣物3接觸，另一端與接地金屬構(gòu)件2接觸。

接著，對作用進行說明。

由于在電流傳感器10的外周部設有褶狀物10a，因此外周部的爬電距離比內(nèi)周部的爬電距離要長。因此，即使絕緣物3和電流傳感器10相接觸，漏電流也主要在電流傳感器10的內(nèi)周部流動。

并且，由于在電流傳感器10的內(nèi)側(cè)設有導電套11，并使絕緣物3與導電套11及導電套11與接地金屬構(gòu)件2可靠地接觸，因此，漏電流通過電阻較低的導電套11而流向接地金屬構(gòu)件2。由此，漏電流更為可靠地在電流傳感器10的內(nèi)側(cè)流動，從而利用電流傳感器10能夠高精度地檢測出流過絕緣物3的微小的漏電流，從而能夠可靠地判定絕緣物3的絕緣劣化狀況。

此外，由于經(jīng)由導電套11與接地金屬構(gòu)件2接觸，因此突出部9a的突出長度只要在導電套11的長度以下即可，無需特別進行尺寸的管理，制作變得簡單。

并且，對于已設置的絕緣物，即使在插塊不具有突起部的情況下，也能夠從后部插入導電套11來安裝電流傳感器。

另外，圖4中，采用在電流傳感器10的外周部設置褶狀物10a且具有導電套11的結(jié)構(gòu)，但也可以采用不設置導電套11、僅設置褶狀物10a的結(jié)構(gòu)，或者不設置褶狀物10a、僅設置導電套11的結(jié)構(gòu)，該情況下，可單獨獲得其各自的效果。

如上所述，根據(jù)實施方式2的絕緣劣化監(jiān)視裝置，由于在電流傳感器的外周部設有多個褶狀物，因此漏電流主要在電流傳感器的內(nèi)周部側(cè)流動，從而電流傳感器檢測漏電流的檢測精度提高。

此外，由于采用將圓筒狀的導電套插入電流傳感器的內(nèi)周側(cè)，使導電套的一端與絕緣物接觸而另一端與接地金屬構(gòu)件接觸的結(jié)構(gòu)，因此，漏電流通過電阻較低的導電套流向接地金屬構(gòu)件，從而使漏電流可靠地在電流傳感器的內(nèi)側(cè)流動，進而能夠高精度地檢測出流過絕緣物的漏電流，能夠高精度地判定絕緣物的絕緣劣化狀況。

實施方式3.

圖5是表示實施方式3的絕緣劣化監(jiān)視裝置的圖。與圖1、圖2相同的部分標注相同標號，并省略說明。省略與電流傳感器6相連的引線7和判定單元8。

成為本實施方式的監(jiān)視對象的絕緣物12例如對多個高壓充電部13進行支承，在多個部位(圖中兩側(cè)的兩個部位)支承固定于接地金屬構(gòu)件2。作為使用這種絕緣物12的電氣器械的具體例，例如有下述情況，即：設想在殼體內(nèi)配置有斷路器、母線的開關(guān)裝置等，經(jīng)由絕緣物12將連接至三相斷路器的三相的高壓充電部13安裝到殼體側(cè)的接地金屬構(gòu)件2。

如圖5所示，例如作為三相的主電路導體的高壓充電部13被一個絕緣物12支承固定，絕緣物12的兩側(cè)的兩個部位被安裝到接地金屬構(gòu)件2。這里，圖中用點劃線圈出的部分與實施方式1的安裝部相同，使設置于絕緣物12一側(cè)的插塊9的突出部9a(未圖示)貫穿電流傳感器6并進行固定。另外，安裝部的結(jié)構(gòu)可以采用實施方式2的圖4的結(jié)構(gòu)。

通過采用上述結(jié)構(gòu)，漏電流向左右的電流傳感器6中的任一個或雙方流動。因此，通過將多個電流傳感器6檢測出的漏電流輸入到一個判定單元(未圖示)，并對其值進行累計，從而求出流過一個絕緣物12的漏電流的電流值。判定單元中預先存儲有預先求得的漏電流與劣化程度的相關(guān)數(shù)據(jù)，在判定單元中，例如通過實施方式1中所說明的方法來判定絕緣物12的劣化的程度。

如上所述，根據(jù)實施方式3的絕緣劣化監(jiān)視裝置，絕緣物與接地金屬構(gòu)件在多個部位連接從而具有多個連接部，在多個連接部分別設置電流傳感器，在判定單元中，對在多個連接部檢測得到的漏電流的值進行累計，基于累計得到的漏電流的值判定絕緣物的劣化程度，因此，能夠應用于與接地金屬構(gòu)件的連接部位有多處的絕緣物，可獲得與實施方式1相同的效果。

此外，本申請發(fā)明在其發(fā)明的范圍內(nèi)能自由地對各實施方式進行組合，或?qū)Ω鲗嵤┓绞竭M行適當?shù)淖兏蚴÷浴?/p>

標號說明

1高壓充電部，2接地金屬構(gòu)件，2a安裝孔，3絕緣物，4充電部固定螺栓，5接地部固定螺栓，6電流傳感器，7引線，8判定單元，9插塊，9a突出部，10電流傳感器，10a褶狀物，11導電套，12絕緣物，13高壓充電部。