专利名称：部分放电判定方法以及部分放电判定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及判断有无在气体绝缘设备内部产生的部分放电的部分放电判定方法以及部分放电判定装置。
背景技术：
作为检测在气体绝缘设备的内部产生的作为绝缘异常的前兆的部分放电的已有技术，例如，在利用绝缘物将高电压导体支持配置在填充例如绝缘性气体的密闭金属容器内部而形成的绝缘电气装置中，作为诊断其内部发生的异常的气体绝缘电气装置的异常诊断方法，公开了以下技术，即从密闭金属容器输入高频信号，将该高频信号分在不同的多个频率区域，将不同的各高频区域的各高频信号的大小加以比较，以此对气体绝缘电气装置中有无异常发生、以及判断从观测点到异常发生点的距离。被信号分离手段分离的信号是相对于传播双导体系统的基本模式TEM模式为高次模式的TE11、TE21、TM01、TM12、以及TE31模式等，表示这些高频信号的绝对强度或者相对强度，并且根据需要用这些高频信号的强度进行运算，从而对气体绝缘电气装置中有无异常进行判断，进而在判断为有异常的情况下，对观测点到异常发生点的距离进行判断。
上述的已有气体绝缘诊断方法中，使用预先埋入支持导体的绝缘垫块的屏蔽电极作为检测因部分放电而产生的高频信号的传感器。该屏蔽电极在绝缘垫块外周附近的圆周方向围绕绝缘垫块设置成环状，形成在绝缘垫块部用该屏蔽电极检测经过金属容器传播来的高频信号的结构。若利用由中心导体的直径和金属容器的直径决定的截止频率，借助于滤波器使高频信号中包含的各模式分离，在这些频率区域中有能量，则判断为有该模式。这样，仅根据频率区域分离部分放电产生的电磁波信号，因此检测区域仅仅是将可能存在这些高次模式的频率区域广泛覆盖，检测时检测出某些能量时，难以确定它是源于部分放电的信号还是仅为外来噪声，作为现场环境噪声大的变电所等的通用的部分放电诊断技术，在噪声对策方面尚存在问题。
本发明是为了解决上述存在问题而完成的，其目的在于提供可靠性高的部分放电判定方法以及部分放电判定装置，所述方法与装置着眼于因部分放电而产生的高频信号中由气体绝缘设备的构造决定的高次TE模式中，能够有意利用特别是气体绝缘设备箱的圆周方向上具有显著的强度分布的特征的TE11模式或者TE21模式，通过可靠地检测这些信号，从而可以减少外来噪声的影响，判断有无部分放电。
发明内容
本发明的部分放电判定方法，利用绝缘垫块区划封入绝缘气体的圆筒形金属箱，将利用绝缘垫块支持中心导体构成的气体绝缘设备作为对象，判断有无在金属箱内部发生的部分放电，其中，在绝缘垫块外周的圆周方向的多处，利用电磁波检测器检测传播到金属箱内的电磁波信号，通过TE11检波装置，利用截止频率从检测出的电磁波信号中提取TE11模式传播、TE21模式不传播的频带的信号，根据提取的信号的强度和电磁波检测器的圆周方向的位置信息，利用强度检测装置检测金属箱的外周方向的电磁波的强度分布，根据强度分布是否表示TE11模式特有的分布，判断有无部分放电。
又，本发明的部分放电判定装置，具有在绝缘垫块外周的圆周方向的多处检测传播到金属箱内的电磁波信号的电磁波检测器、接收检测出的电磁波信号，利用截止频率提取TE11模式传播、TE21模式不传播的频带的信号的TE11检波装置、以及根据提取的信号的强度和电磁波检测器的圆周方向的位置信息，检测金属箱的外周方向的电磁波的强度分布的强度检测装置。
采用本发明的部分放电判定方法或部分放电判定装置，则在绝缘垫块外周的圆周方向的多处检测电磁波信号，利用TE11检波装置提取TE11模式传播，TE21模式不传播的频带的信号，根据提取的信号的强度和电磁波检测器的圆周方向的位置信息，检测金属箱的外周方向的电磁波的强度分布，根据该强度分布是否表示TE11模式特有的分布，判断有无部分放电，因此可以高效率地捕捉部分放电过程中产生的电磁波中包含的TE11模式的信号，提取该模式特有的特征，因此能够提供可以抑制外来噪声的影响，判断有无部分放电的可靠性高的部分放电判定方法或者部分放电判定装置。
又，在上述部分放电判定方法中增加判定装置，利用该判定装置，将强度检测装置获得的电磁波的强度分布与TE11模式特有的分布加以比较，判断有无部分放电。
又，上述部分放电判定装置具有将强度检测装置检测出的强度分布与TE11模式特有的分布加以比较，判断有无部分放电的判定装置。
采用上述部分放电判定方法以及部分放电判定装置，则有无部分放电的判断是采用判定装置将强度检测装置获得的电磁波的强度分布与TE11模式特有的分布加以比较以进行判断，因此，除了上述的效果以外，还可以提高判断精度。
又，本发明的部分放电判定方法，是在绝缘垫块外周的圆周方向的多处，利用电磁波检测器检测传播到金属箱内的电磁波信号，借助于TE21检波装置，利用截止频率从检测出的电磁波信号中提取TE21模式传播、TE31模式不传播的频带的信号，根据提取的信号的强度和电磁波检测器的圆周方向的位置信息，利用强度检测装置检测金属箱的外周方向的电磁波的强度分布，根据强度分布是否表示TE21模式特有的分布判断有无部分放电。
又，本发明的部分放电判定装置，具有在绝缘垫块外周的圆周方向的多处检测传播到金属箱内的电磁波信号的电磁波检测器、接收检测出的电磁波信号，利用截止频率提取TE21模式传播、TE31模式不传播的频带的信号的TE21检波装置、以及根据提取的信号的强度和电磁波检测器的圆周方向的位置信息，检测金属箱的外周方向的电磁波的强度分布的强度检测装置。
采用本发明的部分放电判定方法或部分放电判定装置，则在绝缘垫块外周的圆周方向的多处检测电磁波信号，利用TE21检波装置提取TE21模式传播、TE31模式不传播的频带的信号，根据提取的信号的强度和电磁波检测器的圆周方向的位置信息，检测金属箱的外周方向的电磁波的强度分布，根据该强度分布是否表示TE21模式特有的分布判断有无部分放电，因此可以高效率地捕捉部分放电过程中产生的电磁波中包含的TE21模式的信号，提取该模式特有的特征，因此能够提供可以抑制外来噪声的影响，判断有无部分放电的可靠性高的部分放电判定方法或者部分放电判定装置。
又，在上述部分放电判定方法中增加判定装置，利用该判定装置，将强度检测装置获得的电磁波的强度分布与TE21模式特有的分布加以比较，判断有无部分放电。
又，上述部分放电判定装置，具有将强度检测装置检测出的强度分布与TE21模式特有的分布加以比较，判断有无部分放电的判定装置。
如果采用上述部分放电判定方法以及部分放电判定装置，则有无部分放电的判断是采用判定装置将强度检测装置获得的电磁波的强度分布与TE21模式特有的分布加以比较地进行判断，因此，除了上述的效果以外，还可以提高判断精度。
结合附图，通过以下的本发明的具体描述，本发明的上述以及其他目的、特征、形态、以及优点将变得更加明了。
图1是本发明实施形态1中的将部分放电判定装置安装在气体绝缘设备的图。
图2是从图1的II-II观察的剖视图。
图3是示出同轴线路中的TEM模式、TE11模式、以及TE21模式的电磁场分布的示意图。
图4是在金属箱内发生部分放电时的电磁波强度分布之一例。
图5是本发明实施形态1的直管金属箱的部分放电判定方法说明图。
图6示出图1的部分放电判定装置的判定部的其他例子。
图7示出图6的判定部获得的强度分布图案之一例。
图8是本发明实施形态2的L字形金属箱的部分放电判定方法说明图。
图9示出对本发明实施形态2的L字形金属箱的部分放电判定方法进行说明的其他例子。
图10示出对本发明实施形态2的L字形金属箱的部分放电判定方法进行说明的另一例子。
图11是对本发明实施形态3的T字形金属箱的部分放电判定方法进行说明的说明图。
图12示出对本发明实施形态3的T字形金属箱的部分放电判定方法进行说明的另一例子。
图13示出对本发明实施形态3的T字形金属箱的部分放电判定方法进行说明的又一例子。
图14示出对本发明实施形态3的T字形金属箱的部分放电判定方法进行说明的再一个例子。
图15是本发明实施形态5的绝缘垫块部的剖视图。
图16示出本发明实施形态6的部分放电判定装置。
图17是本发明实施形态6的直管金属箱的部分放电判定方法的说明图。
图18是本发明实施形态7的绝缘垫块部的剖视图。
具体实施例方式
实施形态1以下，参照附图对本发明实施形态1的部分放电判定装置进行说明。图1表示将本发明实施形态1中的部分放电判定装置安装在气体绝缘设备。作为判断对象的气体绝缘设备之一例，以GIS(Gas Insulated Switchgear气体绝缘开关装置)为例进行说明。GIS形成以下结构，即切断开关、断路器等开关设备和保护它们的电气设备由母线连接，各设备的高电压充电部收装在填充绝缘性气体的金属箱内。该图示出将部分放电判定装置配置在该GIS的母线箱部分的情况。
如图所示，配置成以下结构，即通过绝缘垫块2连结做成圆筒形状的多个金属箱1，将支持于该绝缘垫块2的圆筒状的中心导体3配置成与金属箱1同轴。然后，将绝缘气体封入由绝缘垫块2区划的金属箱1内。
接着，对部分放电判定装置的结构进行说明。将检测传播到金属箱1内的电磁波信号的电磁波检测器4配置在连结金属箱1的绝缘垫块2的外周部。该电磁波检测器4形成以电磁波天线为主的结构，使用例如环形线圈、偶极天线、对数(ログペリ)天线、喇叭形天线等。电磁波检测器4可以利用移动装置5在绝缘垫块2的外周方向上移动，可以在外周的圆周方向的任意位置测量并检测电磁波。将电磁波检测器4利用移动装置5在绝缘垫块2的外周的圆周方向上移动时的电磁波检测器4的位置信息，发送到移动角检测装置6，作为从基点起的移动角θ检测。
电磁波检测器4来的检测信号和来自移动角检测装置6的移动角信息被发送到判定部7。判定部7具有利用后文所述的截止频率从电磁波检测器4的检测信号中提取TE11模式传播、TE21模式不传播的频带的电磁波信号的TE11检波装置8、输入计算截止频率所需要的金属箱1和中心导体3的外径信息的输入部9、接收TE11检波装置8的输出信号以及来自移动角检测装置6的移动角θ，检测金属箱1外周方向的电磁波的强度分布的强度检测装置10、以及将检测出的强度分布与TE11模式特有的强度分布加以比较，判断有无部分放电的判定装置11。上述4～11组成部分放电判定装置的主要部分。而且，例如箱内的异物等成为部分放电源13。
图2是从图1的II-II方向观察的剖视图，示出利用移动装置5使电磁波检测器4移动的情况的一个例子。如图所示，在绝缘垫块2的外周部设置导轨12，使设置在电磁波检测器4一侧的卡合部可以滑动地卡合在导轨12上。在电磁波检测器4上设置驱动电动机，形成能够利用移动装置5根据命令在导轨12上移动。将此时的圆周方向的位置信息输入移动角检测装置6。若以例如图的垂直下部的位置为基点，则在4a的位置进行检测时，将θ作为移动角检测。
此外，图2所示的移动装置是一个例子，只要是可以在绝缘垫块2外周的圆周方向上移动，不限于该图的结构。
下面，对利用本发明的部分放电判定装置检测部分放电的方法进行说明。GIS的母线箱如图1所示，形成由中心导体3和覆盖中心导体的金属箱1组成的同轴结构。传播于这样的同轴结构的电磁波的模式中有TEM模式、TE模式(TE11、TE21、TE31...)以及TM模式，各模式表示电磁波不同的传播方式，通过相对于前进方向有无电场和磁场的矢量区别。已知该TEM、TE11模式、TE21模式...其每一模式局限地存在于特定的频率以上的区域。该特定频率被称为截止频率，根据中心导体直径和箱直径等组成部件的形状和尺寸，即根据气体绝缘设备的形状和尺寸决定。若将例如金属箱1的半径记为a、将中心导体3的半径记为b，将光速记为c，则可将Tem1模式的截止频率f近似表达为式(1)。
f＝c·m/〔π(a+b)〕……(1)其中，m＝1、2、3、……。
即，如果若确定了金属箱1和中心导体3的形状，则可以确定存在的模式和截止频率。
各模式中，TEM模式是与金属箱圆周方向上不具有峰值分布的静电场相同的电场分布。与此相反，TE(m1)模式表示在圆周方向上具有峰值分布的电场分布。图3示意性表示同轴线路的情况下的TEM模式、TE11模式、以及TE21模式的电磁场分布。如图所示，已知TE11模式表示在圆周方向的180°对称位置上具有强峰值的电场分布，TE21模式是在圆周方向的90°对称位置上具有峰值的电场分布。
图4示出在金属箱内发生部分放电时的电磁波强度的分布之一例。以浓度不同的方式表现不同频率的电磁波强度的强弱和金属箱的壁面上的分布状况。该图是根据发明人的研究被弄清楚的实验验证数据例，在中心导体的长度约为2m的金属箱内部发生部分放电，纵坐标轴表示以放电源作为基点(0°)，用角度表示金属箱外周的圆周方向的位置，横坐标轴表示频率(MHz)。该图中，颜色浓的部分是电磁波信号强的部分。在图的上部，分别用横条图形表示TEM、TE11模式、TE21模式以及TE31模式的电磁波信号传播的频带。
如在图中标注圆圈例示的那样，可以充分了解到，TEM模式在圆周方向上同样具有信号，不具有峰值，但TE11模式在圆周方向上，在180°相对的位置上具有2个强度峰值，而且TE21模式在90°间隔上具有4个峰值。因此，这意味着只要这些强度分布在用式(1)计算的各模式的频率区域被验证，该模式的电磁波就一定存在。
如上所述，部分放电所产生电磁波从TEM区域到更高次模式的信号广泛分布在GIS内部。通过把握该分布形状，可以判断有无在GIS内部的部分放电。在这里，对于着眼于哪个模式，必需考虑图案识别的简易程度和另一方面信号处理的操作简便程度再作决定。信号处理的简易度中，最好是将更低的频带作为检测目标，但在频率小的地方存在的TEM模式在整个一周方向上表示分布，因此难以找到特征性的分布图案。另一方面，若是高次模式，则分布的形状变复杂，可以找到自然界中更加不存在的GIS固有的图案，但若过分复杂，则部分放电判定装置的判定算法变得非常高级、复杂，另外，高频信号处理也变复杂，不适合于实际诊断。因此，本实施形态中，可以找到GIS比较固有的特长，而且着眼于信号处理也容易的区域、即TE11模式。再者，若用式(1)对实际的GIS箱中TE11模式的频率进行试算，则因箱直径的不同而不同，但是频率在200MHz～1GHz左右。
首先，说明借助于图1的TE11检波装置8，利用截止频率提取TE11模式传播、TE21模式不传播的频带的电磁波信号的频带，是大于等于用式(1)求出的TE11模式的截止频率，小于TE12模式的截止频率的范围。但是，式(1)是近似式，并不是利用该式就可以完全地对模式进行严格区别，因此无需严密划分范围，前后略微有一些宽限也可以。
下面，对具体的气体绝缘设备中的判定方法进行说明。图5是对使用本发明的部分放电判定装置的部分放电判定方法进行说明的说明图。该图的(a)示出在用2个绝缘垫块2a、2b区划的直管金属箱1内发生部分放电时的发生位置，(b)是部分放电发生位置的z轴的垂直方向的剖视图，表示部分放电源13以例如水平方向为基准，存在于角度θ的位置的情况。另外，(c)表示在设置在直管与金属箱1的连接部的绝缘垫块2a或2b观测部分放电所产生的电磁波信号时的电磁波信号的圆周方向的强度分布。
再者，为了容易理解，将部分放电源13图示于紧邻绝缘垫块的近旁，但只要是在金属箱1内，在哪里都可以。另外，电磁波信号的强度分布主要是为了在视觉上容易理解地说明出现峰值的方向和表示方法，因此简单地予以表示，并并非正确地表示实测值。在以下的实施形态的说明中也相同。
部分放电的测定，是利用移动装置5使电磁波检测器4向绝缘垫块2a的圆周方向移动，同时一边在圆周方向的多个位置实施。这时，利用移动角检测装置6将来自基准点的测量位置的信息作为角度信息θ检测，发送到部分放电判定装置的判定部7。
在GIS箱内部产生的部分放电源13以例如水平方向为基准存在于角度θ的位置(即使是与13成180°相对的13a也相同)的情况下，电磁波信号也同样朝着角度θ的方向强烈发射，在绝缘垫块2a，如该图(c)所示那样，可以确认有在实质上为角度θ的位置具备强信号峰值的分布。
因此，若将在绝缘垫块2a的外周部的圆周方向的多处测量的来自电磁波检测器4的电磁波信号输入图1中说明的部分放电判定装置的判定部7，进行信号处理，表示为圆周方向的强度分布，则在TE11模式的电磁波存在的情况下也就是说是部分放电所产生电磁波的情况下，在大约180°相对的位置上能够看到强峰值。因此，可以根据检测结果得到的强度分布是否表示这样的TE11模式特有的分布，判断有无部分放电。
作为强度检测装置10的具体例，下面对使用图案识别装置的情况进行说明。图6是将图案识别装置14用于图1的部分放电判定装置的强度检测装置时的框图。图案识别装置14以外的部分与图1相同，因此省略其说明。若将来自E11检波装置8的TE11的信号和来自移动角检测装置6的移动角θ的信息输入图案识别装置14，则图案识别装置14中产生绝缘垫块2的外周上的电磁波信号的强度分布图案。将强度分布图案之一例表示于图7。以该图的纵坐标表示信号强度，横坐标表示圆周方向的位置(角度)，将各位置上的信号强度做成曲线图，则可以获得粗线那样的强度分布图案。判定装置11根据例如θ1与θ2的间隔和峰值判断是否为TE11模式特有的模式。若能够确认θ1、θ2那样的显著的峰值在大约180°相对的位置上，则可以判断出是TE11模式特有的分布，从而可以判断为检测出部分放电所产生的电磁波。这样，在绝缘垫块2的圆周方向的测定过程中，通过以可再现的方式确认离开大约180°的位置上存在2点峰值，可以确定并非外来噪声，而是内部存在部分放电。
再者，图案识别装置可以利用当前通常进行的各种信号处理技术进行应对。
又如图5(a)所示，在金属箱1的两端配置绝缘垫块2a和绝缘垫块2b的情况下，若该绝缘区划内部存在部分放电源13，则只要是直管金属箱，具有上述那样的2点峰值的分布的形状就不会失去原形，而向两侧传播，相邻的绝缘垫块2a、2b在相同的位置上出现峰值。
因此，直管金属箱1中存在2个以上的绝缘垫块的情况下，从在绝缘垫块2a测定的电磁波信号，检测圆周方向上大约180°对称的位置上具有峰值的TE11模式的信号，而且，在确认该峰值在相邻的绝缘垫块2b相同的位置上的情况下，判断为电磁波检测器4检测出的信号是金属箱1内部的部分放电信号。两者的峰值位置不同的情况下，判断为并非部分放电所产生的电磁波信号，而是外来噪声。
又如上述的说明所述，峰值信号出现在与部分放电源13的圆周方向的位置相同的方向上。利用这一点，根据测定的峰值信号处于金属箱1的圆周方向的哪个位置的位置(角度)信息，可以推断部分放电源13在圆周方向的位置。但是，图5(b)中不区别部分放电源处于13的情况和处于13a的情况，也不区别是金属箱1一侧还是中心导体3一侧。
以上的说明中，作为利用电磁波检测器4在绝缘垫块2外周的圆周方向的多处进行测量的方法，对用移动装置5使电磁波检测器4移动的情况进行了说明，但也可以不利用移动装置5，而是例如测量者一边使电磁波检测器4在绝缘垫块2外周的圆周方向上移动，一边进行测量。另外，位置(角度)信息也不是自动从移动角检测装置6取入，测量者也可以将该信息输入强度检测装置10。
又可以不使电磁波检测器4移动，而将多个电磁波检测器4固定地配置在绝缘垫块2外周上的圆周方向的规定位置上。
又，为了计算截止频率，从输入部9输入金属箱1和中心导体3的直径信息，但并非每次都输入，也可以预先存储在存储部，对象气体绝缘设备被确定的情况下，也可以直接利用根据直径信息计算的截止频率。
还有，根据测量结果判断有无部分放电时，在强度分布被强度检测装置获得的阶段，如果是熟练者，只要看到强度分布，特别是不使用后级判定装置，也可以判断有无部分放电。例如、只要将上述那样的图案识别装置用作强度检测装置，在视觉上将结果显示为强度分布图案，就可以根据该图确认TE11模式的存在。因此，作为部分放电判定装置，判定部7中的判定装置11并非是必要的。
如上所述，如果采用本实施形态的发明，则在绝缘垫块外周的圆周方向的多处检测电磁波信号，利用TE11检波装置提取TE11模式传播，TE21模式不传播的频带的信号，从提取的信号的强度和电磁波检测器的圆周方向的位置信息，检测金属箱的外周方向的电磁波的强度分布，根据其强度分布是否表示TE11模式特有的分布判断有无部分放电，因此可以高效率地捕捉部分放电过程中产生的电磁波中包含的TE11模式的信号，提取该模式特有的特征，所以够提供可抑制外来噪声的影响，判断有无部分放电的可靠性高的部分放电判定方法或者部分放电判定装置。
又，有无部分放电的判定是采用判定装置将强度检测装置获得的电磁波强度分布与TE11模式特有的分布加以比较地进行判断的，因此除了上述效果以外，还可以进行高精度的判断。
又，电磁波的检测是利用移动装置使电磁波检测器朝着绝缘垫块外周方向移动进行测量的，因此可以自由地选择测量位置，还可以高效率地进行测量。
又，上述电磁波的检测是利用多个配置在绝缘垫块外周的圆周方向上的电磁波检测器进行的，因此可以节省决定测量位置的功夫，使测量点无一疏漏，切实地实施测量。
又，将图案识别装置用作强度检测装置，因此在视觉上可以容易地判断有无部分放电。
又，确定输出达到峰值的外周位置，根据确定的外周位置，推断金属箱的圆周方向上的部分放电源的位置，因此，即使在无法轻易地看到GIS那样的内部的气体绝缘设备中，也可以识别部分放电源是处于箱底面还是附着在侧面。
又，由于输入金属箱的直径以及中心导体直径的值，计算截止频率，设定利用TE11检波装置进行检波的频带，因此可以高精度地求出适于作为对象的气体绝缘设备的TE11模式的频带。
又，将在直管金属箱的轴方向上设置的2个绝缘垫块的各垫块上测量得到电磁波的强度分布加以比较，若强度分布的峰值位置相同，则判断为直管内发生部分放电，因此可以高精度地判断有无发生直管箱中的部分放电。
实施形态2图8～图10对本发明的实施形态2的部分放电判定方法进行说明。图8、9(a)表示L字形金属箱中的部分放电的发生位置，(b)表示在一个绝缘垫块部的电磁波的强度分布，(c)表示在另一个绝缘垫块部的电磁波的强度分布。如图所示，相对于L字形的金属箱1c、1d，分别将绝缘垫块2c、2d配置在该L字形的屈曲部的前后。除金属箱1c、1d呈L字形外，结构等同于实施形态1中说明的图1，另外，部分放电判定装置也等同于实施形态1中说明的图，因此省略详细说明，下面以不同点为中心进行说明。
在GIS由直管金属箱构成的情况下，电磁波的行为如实施形态1中说明的那样简单，但实际的GIS形成多个呈L字形和T字形的箱子组合在一起的结构，因此在该L字形和T字形的屈曲部发生电磁波模式的转换，信号的圆周方向的分布失去原形。
首先，对如图8所示所示部分放电源13存在于L字形屈曲部的眼前一侧的金属箱1c内部的情况进行说明。为了确定图中的方向，以包含金属箱1c、1d的轴线的平面为基准面15。对部分放电源13在金属箱1c侧通过轴心处于与基准面15平行的方向(x轴方向)的情况进行说明。
在这种情况下，确认为在绝缘垫块2c上如图(b)所示那样在与基准面15平行的方向(x轴方向)上具有峰值的TE11模式的强度分布。然后，根据发明申请人的研究，确认在通过L字部之后的绝缘垫块2d上，与2c中的分布不同，如该图(c)那样在整个一周方向上表示分布的情况。
其结果是，在L字形的金属箱的屈曲部的前后存在绝缘垫块2c、2d的情况下，在两个绝缘垫块2c、2d上，利用电磁波检测器4测量TE11模式的电磁波的强度分布，在其中一个绝缘垫块2c，与基准面15实质上平行的方向上存在2点峰值的情况下，只要可以确认在另一个绝缘垫块2d具有再现性地存在整个一周方向上的分布，就可以判断出在该金属箱内部发生部分放电，而不是外部噪声。
接着，图9与图8相同是L字形的金属箱，但如(a)所示，部分放电源13处于在金属箱1c内通过轴心与基准面15垂直的方向(y轴方向)。这时，在绝缘垫块2c被观测的部分放电所产生的TE11模式的电磁波如该图(b)所示，在与基准面15垂直的方向(y轴方向)上具有峰值，即使是在通过L字形屈曲部之后的绝缘垫块2d观测的信号，也如图(c)所示那样，在垂直于基准面15的方向上具有峰值的信号分布能够得到确认。
根据该结果，在L字形的金属箱1c、1d的两者内有绝缘垫块2c、2d的情况下，在两个绝缘垫块部利用电磁波检测器4测量TE11模式的电磁波在圆周方向的强度分布，在其中一个绝缘垫块2c上，在与基准面15实质上垂直的方向上存在2点峰值的情况下，只要确定另一个垫块2d上在同样实质上垂直的方向上具有再现性地存在2点峰值，就可以判断出在该金属箱内部发生部分放电。
以上，对部分放电信号在对基准面15垂直或者水平的方向上侵入的情况进行了说明。下面，对部分放电源13位于相对于15倾斜的方向的情况进行说明。对信号以倾斜方向进入的情况，确认了可以考虑将倾斜信号分解为水平分量和垂直分量进行考虑。以下对此进行说明。
图10对部分放电源13存在于相对基准面倾斜的方向上的情况下，L再现屈曲部的TE11模式的电磁波分布的变化进行说明。如图(a)所示，部分放电源13以水平方向(基准面)为基准，存在于角度θ的位置的情况下，有部分放电源13的金属箱1c侧的绝缘垫块2c中，如图(b)“输入”所示，作为水平分量与垂直分量之和，在角度θ的位置上具有强信号峰值的分布的情况得到确认。可以认为，这是以角度θ侵入的大小为A的信号分解为水平分量(Acosθ)和垂直分量(Asinθ)，将这两个分量相加的结果。另一方面，在通过L字形屈曲部的一侧的绝缘垫块2d，如图(b)“输出”所示，表示将水平分量、垂直分量分布在屈曲部转换模式的结果相加的右下方那样的分布的情况得到确认。
因此，在实际测量过程中，在L字形屈曲部的前后的绝缘垫块上被观测到的信号的圆周方向的分布与在这里预测的分布一致的情况下，即确认为一个绝缘垫块部在具有倾斜的方向上具有2点峰值的强度分布，并且在另一个绝缘垫块部，相当于垂直方向的分量与整个一周方向的分量之和的强度分布得到确认的情况下，可以判断为在该金属箱内部发生部分放电。
如上所述，采用本实施形态的发明，则在具有L字形屈曲部的金属箱、亦即从屈曲部向2个方向延伸的金属箱的双方上具有绝缘垫块的情况下，将包含L字形金属箱的轴线的平面作为基准面时，一个绝缘垫块部在与基准面实质上平行的方向上具有2点峰值的强度分布得到确认，并且另一个绝缘垫块部在整个一周上具有信号的强度分布得到确认的情况下，判断为在L字形金属箱内发生部分放电，因此可以高精度地判断L字形金属箱内的圆周方向上有无在与基准面平行的位置上发生的部分放电。
又，L字形的一个绝缘垫块部在与基准面实质上平行的方向上具有2点峰值的强度分布得到确认，并且另一个绝缘垫块部也在相同方向上也具有峰值的强度分布得到确认的情况下，判断为在L字形金属箱内发生部分放电，因此可以高精度地判断L字形金属箱内的圆周方向上有无在与基准面垂直的位置上发生的部分放电。
又，L字形状的一个绝缘垫块部在相对基准面倾斜的方向上具有2点峰值的强度分布得到确认，并且在另一个绝缘垫块部，相当于在垂直于基准面的方向的分量与整个一周方向的分量之和的强度分布得到确认的情况下，可以判断为在L字形金属箱内部发生部分放电，因此可以高精度地判断L字形金属箱内部的圆周方向上，在相对于基准面倾斜的位置上有无发生部分放电。
实施形态3图11～图14是对本发明的实施形态3的部分放电判定方法进行说明的说明图。图(a)表示T字形金属箱中的部分放电的发生位置，(b)～(d)表示各绝缘垫块部中的电磁波的强度分布。如图所示，相对于由直管部和从该直管部的中途分叉为T字形的分叉管部构成的T字形金属箱，从分叉点向3个方向延伸的金属箱1e、1f、1g上各自具有绝缘垫块2e、2f、2g。除了金属箱为T字形状之外的结构等同于实施形态1中说明的图1，另外，部分放电判定装置也与实施形态1中说明的图相同，因此省略详细说明，以不同点为中心进行说明。
为了确定在图中的方向，以包含金属箱1e～1g的轴线的平面为基准面16。首先，如图11所示，对部分放电源13在金属箱1e侧通过箱的轴心处于与基准面16平行的方向的情况进行说明。部分放电源13存在于图(b)所示那样的位置的情况下，在绝缘垫块2e上如图(b)所示，在与基准面16平行的方向(x轴方向)上具有2点峰值的TE11模式的信号分布得到确认。这时，获知在通过分叉部之后的分叉管1f侧的绝缘垫块2f和直管1g侧的绝缘垫块2g，与绝缘垫块2e的分布不同，如该图(c)和(d)所示那样，在整个一周方向上表示强度分布的情况。再者，部分放电源13处于直管1g侧的同样方向时也一样。
另一方面，如图12(a)所示，部分放电源13在分叉管1f侧通过轴心存在于与基准面16平行的方向(z方向)的情况下，在绝缘垫块2f上，如图(b)所示那样在与基准面平行的方向上具有2点峰值的分布得到确认，已知在通过分叉部之后的直管1e、1g侧的绝缘垫块2e、2g上，如该图(c)所示那样，在圆周方向上整个一周上表示具有信号的强度分布的情况。
其结果是，T字形金属箱如图所示那样在直管部的两侧和分叉管侧具有绝缘垫块的情况下，在各绝缘垫块2e～2g上，利用电磁波检测器4检测电磁波，对TE11模式的频率进行检波，将其看作金属箱圆周方向的强度分布的情况下，任意一个绝缘垫块部在与基准面16实质上平行的方向上具有2点峰值的强度分布得到确认，并且具有再现性地确认剩下的2个绝缘垫块部在整个一周上具有信号的强度分布的情况下，可以判断为在该金属箱的内部发部分放电。
下面，就部分放电源13通过金属箱轴心存在于与基准面16垂直的方向(Y轴方向)的情况进行说明。如图13(a)所示，部分放电源13处于在T字形金属箱的直管1e侧与基准面16垂直的方向。这时，具有部分电源13的金属箱1e侧的绝缘垫块2e中，如图(b)所示，部分放电所产生的TE11模式的电磁波在与基准面16垂直的方向上具有2点峰值，还有，即使在通过分叉管之后的分叉管1f侧的绝缘垫块2f和直管1g侧的绝缘垫块2g中，电磁波信号也如(c)、(d)所示那样，同样在垂直于基准面16的方向上具有2点峰值的强度分布得到确认。
同样，若对图14(a)所示那样，部分放电源13在分叉管1f侧通过轴心存在于与基准面16垂直的方向上的情况进行说明，则在部分放电源13存在的金属箱一侧的绝缘垫块2f上，部分放电所产生的TE11模式的电磁波如该(b)所示那样，在与基准面16垂直的方向上具有2点峰值，在设置于通过分叉管之后的直管1e、1g的绝缘垫块2e、2g观测的电磁波信号，如图(c)那样，同样在垂直于基准面16的方向上具有2点峰值的强度分布得到确认。
根据这些结果，T字形金属箱的3方上具有绝缘垫块的情况下，对在各绝缘垫块2e～2g上由电磁波检测器4检测出的电磁波信号进行处理，获取金属箱圆周方向的强度分布，在任意1个绝缘垫块部在与基准面16实质上垂直垂直的方向上存在2点峰值的情况下，在其他绝缘垫块部在与基准面16实质上垂直的方向上可再现地确认存在2点峰值，因此即确认在所有的绝缘垫块部在与基准面16实质上垂直的方向上具有2点峰值的情况，以此判定该金属箱的内部在发生部分放电。
在上述说明中，为了简单，对部分放电源13处于与基准面16垂直的方向或者水平的方向的情况进行了说明。关于部分放电源处于相对于基准面16倾斜的方向的情况，与实施形态2中说明的内容相同，将倾斜方向的信号分解为水平分量和垂直分量，通过使各模式转换结果再次重合，获得TE11模式的强度分布。确认虽图示省略，但在部分放电源13位于相对于基准面16倾斜的方向的情况下，在3个绝缘垫块部中的任意一处，相对于基准面16倾斜的方向上具有2点峰值的强度分布得到确认，并且在剩下的2个绝缘垫块部，相当于整个一周方向的分量与垂直方向的分量之和强度分布得到确认的情况受到验证。
因此，实际测定过程中，在T字形金属箱的各绝缘垫块部，利用电磁波检测器4检测电磁波，通过信号处理获取各绝缘垫块部的外周方向的TE11模式的电磁波的强度分布，其结果表示上述那样的强度分布的情况下，判断为该金属箱内部发生部分放电，从而可以判断为除此之外是外部噪声。
如上所述，如果采用本实施形态的发明，在T字形金属箱中，以包含金属箱的轴线的平面为基准面时，在3个绝缘垫块中的任意一处与基准面实质上平行的方向上具有2点峰值的强度分布得到确认，并且在剩下的2个绝缘垫块部，在整个一周上具有信号的强度分布得到确认的情况下，判断为有部分放电，因此，可以高精度地判断在T字形金属箱内部的圆周方向上有无在与基准面平行的位置上发生的部分放电。
又，在全部3个绝缘垫块，在与基准面实质上垂直的方向上具有峰值的强度分布得到确认的情况下，判断为在T字形金属箱内发生部分放电，因此可以高精度地判定在T字形金属箱内部的圆周方向上，有无在与基准面垂直的位置上发生的部分放电。
还有，在3个绝缘垫块中的任意一处相对基准面的方向倾斜的方向上具有峰值的强度分布得到确认，并且在剩下的2个绝缘垫块部，相当于整个一周方向的分量与垂直于基准面的方向的分量之和的强度分布得到确认的情况下，判断为在T字形金属箱内发生部分放电，因此可以高精度地判定在T字形金属箱内部的圆周方向上，有无在相对基准面倾斜的方向的位置上发生的部分放电。
实施形态4下面，对实施形态4的部分放电方法进行说明。部分放电判定装置本身等同于实施形态1中说明的图1，因此省略详细说明，下面以不同点为中心进行说明。作为测量对象的气体绝缘设备的金属箱可以是直管、L字形、T字形管中的任意一种。本实施形态尤其涉及电磁波检测器的测量点。
作为气体绝缘设备，以例如GIS为对象的情况下，用于GIS的绝缘垫块的数量虽然也取决于规模，但1个设备也有使用数十～一百个以上的情况，因此对它们的整个部位，在整个一周上进行测量时需要很多时间和劳力。因此必需考虑提高测量效率。
在绝缘垫块外周的圆周方向，利用电磁波检测器检测在金属箱内传播的电磁波的情况下，有在圆周方向上连续测量的方法、以及以规定的间距进行测量的方法。考虑上述那样的测量部位的多少，对有效的测量方法进行验证，其结果是可知，在实际在绝缘垫块外周的整个一周进行检测的情况下，若在将圆周8分割，在8个点上进行测量，则在实用上是充分的。即可以验证若在圆周方向上在45°间隔的位置上测量8处，则可以获得圆周方向的强度分布。
因此，作为有效的测量方法之一，利用电磁波检测器在绝缘垫块外周的圆周方向上进行检测的测量位置，是在绝缘垫块外周的圆周方向上均等地选取8处。当然，若在8分割以上的点上进行测量，则可以获得更可靠的强度分布。
下面，进一步对高效率的测量方法进行说明。像迄今为止所述的实施形态说明的那样，在绝缘垫块部观测的TE11模式的电磁波的强度分布，从圆形方向观察该垫块时，已知以圆的中心点为基准形成点对称。着眼于此，在绝缘垫块外周部利用电磁波检测器检测电磁波时，并非检测整个一周，而是首先检测半周。然后，通过判定部确认进行信号处理获得的强度分布，仅仅是在该范围内可以观看到TE11模式特有的电磁波的强度分布时，接着对剩下的1/2进行测定。
GIS那样的气体绝缘设备用于要求高度可靠性的变电设备，因此在相应的质量管理下制造和维修保养，实际上部分放电发生的频率非常小。因此，实际现场的测量过程中，在绝缘垫块外周的圆周方向利用电磁波检测器进行测量的情况下，不突然对所有的绝缘垫块在整个一周上进行测量，而首先测量半周。然后，测量半周份额的过程中无法确认存在TE11模式特有的峰值的情况下，意味着部分放电没有产生，或者因模式转换而被均匀化，总之，在该绝缘垫块部进行详细的部分放电诊断没有意义。即只将可以确定规定的强度分布的绝缘垫块作为问题即可。若部分放电在金属箱内发生，则表示规定强度分布的绝缘垫块一定存在，即使在测量半周过程中，也可以捕捉到其征兆。因此，在测量半周份额过程中，可以仅测量半周过程中观察到存在TE11模式特有的电磁波的强度分布时，才对剩余的1/2进行测量。其结果是，若能够确认是TE11模式的强度分布，则以该绝缘垫块为基准，用实施形态1～3那样的方法进行判断。因此，实际现场测量过程中，可以省去大约一半测量。
下面，进一步对高效率的测量方法进行说明。如上所述，在绝缘垫块外周的圆周方向利用电磁波检测器进行测量的情况下，采用只要是整个一周则在8处进行测量就可以的验证结果和测量上述的半周份额的想法，首先，在绝缘垫块外周的圆周方向以45°间隔在4处进行测量，只是在该范围内可以观看到TE11模式特有的电磁波的强度分布时，为了进行确认，接着在剩下的圆周方向以45°间隔在4处进行测量。将这样的测量方法应用于实际现场测量，也完全可以判断有无发生部分放电。
如上所述，如果采用本发明的实施形态，则利用电磁波检测器在绝缘垫块外周的圆周方向上进行检测的测量位置是在绝缘垫块外周的圆周方向上均等地选取8处，因此可以高效率地实施测量。
又，利用电磁波检测器进行的绝缘垫块外周的圆周方向的测量，首先，在绝缘垫块的整个一周的1/2范围内进行测量，仅在该范围内可以观看到TE11模式特有的电磁波强度分布时，接着，对剩下的1/2进行测量，因此可以谋求测量操作的省力和高效率。特别在如GIS那样具有很多绝缘垫块的气体绝缘设备中，可以期待有很大的效果。
还有，电磁波检测器进行的绝缘垫块外周的圆周方向的测量，首先在绝缘垫块外周的圆周方向上以45°间隔在4处进行测量，仅在该范围内可以观看到TE11模式特有的电磁波强度分布时，接着在剩下的圆周方向以45°间隔测量4处，因此能够谋求与上面所述相比更省力和高效率。
实施形态5下面，对实施形态5的部分放电判定方法进行说明。图15是表示GIS的绝缘垫块部位上的与金属箱轴线垂直的方向的剖视图。除图15中所示的部分以外，与实施形态1中说明的图1等同，因此省略详细说明，以不同点为中心进行说明。在本实施形态中形成以下所述结构，即使用2个电磁波检测器，相对于第1电磁波检测器17，将第2电磁波检测器18在绝缘垫块2的圆周方向以90°间隔配置，利用差分运算器19对两个电磁波检测器17、18同时检测出的2个电磁波信号的差分进行计算，将该值输入判定部7的TE11检波装置8。
上面已经说明了在利用TE11模式的电磁波的部分放电判定方法中，对TE11模式的强度分布在绝缘垫块的圆周方向180°位置上存在对置的特征性的峰值的情况加以利用的情况。因此，通过对这样的特征性分布进行测量，可以高度准确地对部分放电进行判断，但用例如第1电磁波检测器17捕获到峰值的情况下，在隔开90°的第2电磁波检测器18的位置上几乎观测不到TE11模式的强度的情况，通过此前的说明是能够明白的。第2电磁波检测器18获得的信号中，不包含TE11模式的信号，只检测到环境噪声。该环境噪声是整个测量环境的噪声，因此当然也由第1电磁波检测器17同时检测出。因此，只要用差分运算器19对两个电磁波检测器17、18的差分进行计算，以此只消去环境噪声，由判定部对该信号进行处理，就可以获得不受环境噪声影响的部分放电的TE11模式的强度分布。
此外，在使两个电磁波检测器17、18移动的情况下，自然也可以预先保持90°的间隔。
如上所述，如果采用本实施形态的发明，则在绝缘垫块外周的圆周方向利用电磁波检测器检测电磁波时，将第1电磁波检测器和第2电磁波检测器配置成在圆周方向间隔90°，根据利用运算器对两个电磁波检测器同时检测出的2个电磁波信号的差分进行计算得出的信息进行判断，因此可以排除外部噪声的影响，高精度地判断有无部分放电。
实施形态6下面，对实施形态6的部分放电判定装置以及部分放电判定方法进行说明。迄今为止的实施形态利用因部分放电而产生的电磁波中的TE11模式，但本实施形态利用更高次的TE21模式。
部分放电判定装置以及气体绝缘设备的结构与实施形态1中说明的图1相同，因此省略详细说明，下面以不同部分为主进行说明。部分放电判定装置形成如图16所示的结构。与图1不同的是替代图1的TE11检波装置8，形成TE21检波装置20这一点。下面适当参考图1～图4进行说明。
与实施形态1的图1中的说明相同，利用移动装置5使电磁波检测器4向绝缘垫块2的外周的圆周方向移动，在圆周方向的多个位置上，检测在金属箱内传播的电磁波信号。这时，利用移动角检测装置6将测量位置的信息作为角度信息θ检测，发送到判定部7的强度检测装置10。在判定部7中，首先接收到来自电磁波检测器4的输出的TE21检波装置20，从接收信号中对TE21模式传播，TE31模式不传播的频带的电磁波信号进行检波。这时，作为计算截止频率时需要信息，可以从输入部9输入金属箱和中心导体的直径信息。被检波的TE21模式的信号被输入强度检测装置10。强度检测装置10根据输入信号和位置信息θ，获得金属箱外周方向的电磁波的强度分布。形成用判定装置1将该强度分布与TE21模式特有的分布加以比较，判断有无部分放电的结构。
此外，所谓由上述的TE21检波装置20检波的TE21模式传播、TE31不传播的频带，是指根据该气体绝缘设备的形状信息(金属箱和中心导通的直径)，在绝缘设备中利用式(1)计算出的，TE21模式的截止频率以上、TE31模式的截止频率以下的区域。但是，实际运用中，无需严格地限定在范围内，前后略微有一些宽限也可以。若考虑到通用性，则该方法是实际可行的。
下面，对使用该部分放电判定装置的具体的部分放电判定方法进行说明。图17示出采用本发明的部分放电判定装置的气体绝缘诊断方法。图17(a)是表示由2个绝缘垫块2h、2i区划的直管金属箱1h内发生部分放电的情况的示意图。作为一例，将部分放电源13设定在靠近绝缘垫块2h的位置上，即对水平方向(x轴)具有θ角的位置。(b)是与部分放电发生部分的z轴的垂直方向的剖视图。而(c)是在绝缘垫块2h或2i部对部分放电所产生的电磁波信号进行观测得到的电磁波信号强度分布。
如图17(a)所示，若金属箱1h在自x轴方向偏离θ角度的位置发生部分放电，则在绝缘垫块2h部观测到的TE21的电磁波的强度分布如(c)那样，以部分放电源13所处的角度θ为中心，以90°间隔在4处观察到信号峰值。因此，只要能够确认在绝缘垫块2h部利用电磁波检测部4测量获得的电磁波信号的强度分布是圆周方向上具有实质上90°间隔的4个峰值的强度分布，就可以判断为是部分放电产生的信号。
又，具有这4个峰值的分布形状，如果是直管的金属箱，则不走样地进行传播，即使是在例如邻接的绝缘垫块2i，也在同样的位置上存在峰值。因此在直管金属箱1h中，对邻接的2个绝缘垫块中的TE21信号的强度分布进行比较，存在于相同位置的情况下，判定为该电磁波是由该金属箱内部中的部分放电产生的。再者，对部分放电源13，在13a～13c的任何位置也会表示出相同的峰值分布。
如上所述，可以替代TE11模式，使用TE21模式对部分放电进行判断。该TE21模式比TE11模式频带高，具有不易受到环境噪音影响的特征。但是，信号处理和判断算法复杂。因此，下面，对有效地活用利用TE21模式的部分放电判定装置和判定方法进行说明。
即使采用利用前面说明的TE11模式的部分放电判定装置和判定方法，也可以进行准确度高的部分放电判断。利用基于TE11模式的判断确定怀疑发生部分放电的金属箱时，作为后继的处置，使金属箱开放，消除部分放电产生的原因。因而必须长时间使GIS等气体绝缘变电设备停电，需要很大的成本和劳动力，因此准确无误地确认部分放电的发生是重要的工作。因此，发现部分放电产生时，有时要求确认操作更加谨慎。
作为这种谨慎操作，如果首先用TE11模式进行判断，然后接着对该金属箱追加利用本实施形态的TE21模式的判断，则判断的可靠性将得以显著提高。如上所述，TE21模式与TE11模式相比，其频带更高，具有不易受到环境噪音影响的特征，因此，可以在通过TE11模式进行验证之后，利用TE21进行验证，根据其峰值在圆周方向上实质上90°、180°、270°的各个位置上确认存在峰值，以此实施谨慎的操作。
在图16中对利用移动装置5使电磁波检测器4移动的情况进行了说明，但也可以不利用移动装置而使操作人员移动，也可以向预定的场所多个进行配置。
又，根据测量结果判断有无部分放电时，若强度检测装置10采用例如图案识别装置，如果是熟练者，只要看到强度分布，即使不特别使用后级的判定装置11，也可以判断有无部分放电。因此，作为部分放电装置，判定部7中的判定装置11不是必需的。
还有，金属箱只说明了直管的情况，L字形和T字形的情况下，用与TE11模式的情况相同的想法，预先确认TE21模式的情况下的分叉部的模式转换，求出强度分布，将强度分布与测量结果加以比较，以此可以对部分放电进行判定。
如上所述，采用本实施形态的发明，则在绝缘垫块外周的圆周方向的多处对电磁波信号进行检测，利用TE21检波装置提取TE21模式传播，TE31模式不传播的频带的信号，根据提取的信号的强度和电磁波检测器的圆周方向的位置信息，检测出金属箱的外周方向的电磁波的强度分布，根据该强度分布是否表示TE21模式特有的分布判断有无部分放电，因此可以高效率地捕捉部分放电过程中产生的电磁波中包含的TE21模式的信号，提取该模式特有的特征，从而能够提供可以不受外来噪音的影响就可以判断有无部分放电的可靠性高的部分放电判定方法或者部分放电判定装置。
又，若将本发明作为利用TE11模式的部分放电判定方法的判断结果的确认操作实施，则可以更高精度地判断有无部分放电。
又，有无部分放电的判断，是利用判定装置将强度检测装置获得的电磁波的强度分布与TE21模式特有的分布加以比较地进行判断，因此，除了上述的效果以外，还可以高精度地进行判断。
还有，将在直管的金属箱的轴方向上设置的2个绝缘垫块的各垫块上测量得到电磁波的强度分布加以比较，若强度分布的峰值位置相同，则判断为直管内发生部分放电，因此可以高精度地判断有无发生直管箱中的部分放电。
实施形态7下面，对实施形态7进行说明。部分放电判定装置的整体结构与实施形态6相同，因此省略说明，以不同点为中心进行说明。作为整体的结构图，基本与实施形态1中说明的图1相同。主要的不同点是图18所示那样使用2个电磁波检测器，在与第1电磁波检测器17相隔45°的角度上配置第2电磁波检测器18。形成两个电磁波检测器17、18的检测信号输入到差分运算器19，差额信号输入到判定部7的结构。
下面，对作用进行说明。利用TE21模式的电磁波的部分放电判定方法中，利用TE21的强度分布具有在垫块的圆周方向上在90°的位置上相对的特征性的峰值的状况。因此，通过观测这样的特征性的分布，可以高精度地进行诊断，但测量时也存在环境噪音。因此，利用第2电磁波检测器18对环境噪音进测量，扣除环境噪音以消去噪音影响。电磁波的分布如上所述在90°的位置上具有峰值，在自峰值位置偏离45°的位置上由第2电磁波检测器18检测出的信号几乎没有TE21模式的信号而只是环境噪音，因此利用由两个电磁波检测器17、18同时检测出的信号的差分，取出去除了环境噪音的信号。
再者，移动两个电磁波检测器17、18的情况下，预先保持45°间隔是不言而喻的。
如上所述，采用本实施形态的发明，则在绝缘垫块外周的圆周方向利用电磁波检测器检测出电磁波时，将第1电磁波检测器和第2电磁波检测器配置成在圆周方向上间隔45°，利用运算器对两个电磁波检测器同时检测出的电磁波信号的差分进行计算，将该值输入到TE21检波装置，因此可以排除外来噪音的影响，高精度地进行判断。
至此，本发明的最佳实施形态已经得以演示和阐述。可以理解为这些公示的目的在于举例证明，在不背离附加于说明书的权利要求书所定义的普通发明概念的精神和范围的前提下，可以做出不同的修改。
工业上的实用性在具有气体绝缘开关装置那样的、圆筒状金属箱内同轴配置的中心导体的电气设备中，可以广泛应用于内部发生的部分放电的检测。
权利要求
1.一种部分放电判定方法，利用绝缘垫块(2)区划封入绝缘气体的圆筒形金属箱(1)，将利用绝缘垫块(2)支持中心导体(3)构成的气体绝缘设备作为对象，判断有无在金属箱(1)内部发生的部分放电，其特征在于，在所述绝缘垫块(2)的外周的圆周方向的多处，利用电磁波检测器(4)检测传播到金属箱(1)内的电磁波信号，通过TE11检波装置(8)，利用截止频率从检测出的所述电磁波信号中提取TE11模式传播、TE21模式不传播的频带的信号，根据提取的所述信号的强度和所述电磁波检测器(4)的所述圆周方向的位置信息，利用强度检测装置(10、14)检测金属箱(1)的外周方向的电磁波的强度分布，根据所述强度分布是否表示TE11模式特有的分布，判断有无部分放电。
2.一种部分放电判定方法，利用绝缘垫块(2)区划封入绝缘气体的圆筒形金属箱(1)，将利用绝缘垫块(2)支持中心导体(3)构成的气体绝缘设备作为对象，判断有无在金属箱(1)内部发生的部分放电，其特征在于，在所述绝缘垫块(2)的外周的圆周方向的多处，利用电磁波检测器(4)检测传播到金属箱(1)内的电磁波信号，通过TE11检波装置(8)，利用截止频率从检测出的所述电磁波信号中提取TE11模式传播、TE21模式不传播的频带的信号，根据提取的所述信号的强度和所述电磁波检测器(4)的所述圆周方向的位置信息，利用强度检测装置(10、14)检测金属箱(1)的外周方向的电磁波的强度分布，利用判定装置(11)将所述强度分布与TE11模式特有的分布加以比较，判断有无部分放电。
3.根据权利要求1或2所述的部分放电判定方法，其特征在于，所述电磁波的检测，利用移动装置(5)使所述电磁波检测装置(4)向所述绝缘垫块(2)的外周的圆周方向移动进行测定。
4.根据权利要求1或2所述的部分放电判定方法，其特征在于，所述电磁波的检测利用在所述绝缘垫块(2)的外周的圆周方向上配置多个的所述电磁波检测器(4)进行。
5.根据权利要求1或2所述的部分放电判定方法，其特征在于，所述强度检测装置(10)采用图案识别装置(14)。
6.根据权利要求1或2所述的部分放电判定方法，其特征在于，确定输出达到峰值的外周位置，从确定的所述外周峰值位置推定所述金属箱(1)的圆周方向的部分放电发生源的位置。
7.根据权利要求1或2所述的部分放电判定方法，其特征在于，输入所述金属箱(1)的直径和所述中心导体(3)的直径的值，计算所述截止频率，设定利用所述TE11检波装置(8)进行检波的频带。
8.根据权利要求1或2所述的部分放电判定方法，其特征在于，所述金属箱(1)是直管，对在所述金属箱(1)的两侧设置的两个绝缘垫块部(2)的各个上测定得到的电磁波的强度进行比较，如果所述两强度分布的峰值位置相同，则判定为所述直管内发生部分放电。
9.根据权利要求1或2所述的部分放电判定方法，其特征在于，所述金属箱(1c、1d)具有L字形的屈曲部，从所述屈曲部向两方延伸的金属箱(1c、1d)上分别具有所述绝缘垫块(2c、2d)，以包含所述L字形的金属箱(1c、1d)的轴线的平面为基准面时，在一方的绝缘垫块部(2c)确认实质上平行于所述基准面的方向上具有两点的峰值的强度分布，而且在另一绝缘垫块部(2d)确认在全周具有信号的强度分布的情况下，判断为在所述L字形的金属箱(1c、1d)内发生部分放电。
10.根据权利要求1或2所述的部分放电判定方法，其特征在于，所述金属箱(1c、1d)具有L字形的屈曲部，从所述屈曲部向两个方向延伸的金属箱(1c、1d)上分别具有所述绝缘垫块(2c、2d)，以包含所述L字形的金属箱(1c、1d)的轴线的平面为基准面时，在所述一方的绝缘垫块部(2c)确认在实质上垂直于所述基准面的方向上具有两点的峰值的强度分布，而且在另一绝缘垫块部(2d)也确认在实质上平行于所述基准面的方向上具有两点峰值的强度分布的情况下，判断为所述L字形的金属箱(1c、1d)内发生部分放电。
11.根据权利要求1或2所述的部分放电判定方法，其特征在于，所述金属箱(1c、1d)具有L字形的屈曲部，从所述屈曲部向两方延伸的金属箱(1c、1d)上分别具有所述绝缘垫块(2c、2d)，以所述L字形的金属箱(1c、1d)的轴线的平面为基准面时，在一方的绝缘垫块部(2c)确认在以所述基准面斜交的方向上具有两点峰值的强度分布，而且在另一绝缘垫块部(2d)确认与垂直于所述基准面的方向的成分与全周方向的成分之和相当的部分的强度分布的情况下，判断为所述L字形的金属箱(1c、1d)内部发生部分放电。
12.根据权利要求1或2所述的部分放电判定方法，其特征在于，所述金属箱(1e、1f、1g)具有直管部和从该直管部中途呈T字形分叉的分叉管部，从分叉点向三方延伸的金属箱(1e、1f、1g)上分别具有绝缘垫块(2e、2f、2g)，以包含所述T字形的金属箱(1e、1f、1g)的轴线的平面为基准面时，所述三个具有衬垫部(2e、2f、2g)中的任何一处确认在实质上平行于所述基准面方向上具有两点峰值的强度分布，而且在其余的两个绝缘垫块部确认在整个一周上具有信号的强度分布的情况下，判定所述T字形的金属箱(1e、1f、1g)的内部发生部分放电。
13.根据权利要求1或2所述的部分放电判定方法，其特征在于，所述金属箱(1e、1f、1g)具有直管部和从该直管部中途呈T字形分叉的分叉管部，从分叉点向三方延伸的金属箱(1e、1f、1g)上分别具有绝缘垫块(2e、2f、2g)，在以包含所述T字形的金属箱(1e、1f、1g)的轴线的平面为基准面时，在所述三个绝缘垫块部的全部上确认在实质上垂直于所述基准面的方向上具有两点的峰值的强度分布的情况下，判定为所述T字形的金属箱(1e、1g、1f)内部发生部分放电。
14.根据权利要求1或2所述的部分放电判定方法，其特征在于，所述金属箱(1e、1f、1g)具有直管部和从该直管部中途呈T字形分叉的分叉管部，从分叉点向三方延伸的金属箱(1e、1f、1g)上分别具有绝缘垫块(2e、2f、2g)，在以包含所述T字形的金属箱的轴线的平面为基准面时，在所述三个绝缘垫块部(2e、2f、2g)中的任何一处确认与所述基准面斜交的方向上具有两点的峰值的强度分布，而且在其余两个绝缘垫块部确认相当于所述基准面的垂直方向的成分与全周成分之和的强度分布的情况下，判定为所述T字形的金属箱(1e、1g、1f)内部发生部分放电。
15.根据权利要求1或2所述的部分放电判定方法，其特征在于，利用所述电磁波检测器(4)在所述绝缘垫块(2)的外周的圆周方向测定的测定位置是在所述绝缘垫块(2)的外周的圆周方向上均匀分布的8处。
16.根据权利要求1或2所述的部分放电判定方法，其特征在于，利用所述电磁波检测器(4)在所述绝缘垫块(2)的外周的圆周方向的测定，首先在所述绝缘垫块(2)的全周的1/2范围实施，只在该范围中看到TE11模式特有的电磁波强度分布时，接着对其余的1/2进行测定。
17.根据权利要求1或2所述的部分放电判定方法，其特征在于，利用所述电磁波检测器(4)在所述绝缘垫块(2)的外周的圆周方向的测定，首先，在所述绝缘垫块(2)的外周的圆周方向上隔开45°间隔在4处实施，只在该范围看到TE11模式特有的电磁波的强度分布时，接着在其余的圆周方向上隔开45°对4处进行测定。
18.根据权利要求1或2所述的部分放电判定方法，其特征在于，在所述绝缘垫块(2)的外周的圆周方向上检测电磁波的电磁波检测器(4)，具备第1电磁波检测器(17)和与该第1电磁波检测器(17)间隔90°配置的第2电磁波检测器(18)，利用运算器(19)计算用所述两个电磁波检测器同时检测出的两个电磁波信号的差分，然后将其输入所述TE11检波装置(8)。
19.一种部分放电判定装置，利用绝缘垫块(2)区划封入绝缘气体的圆筒形金属箱(1)，以利用所述绝缘垫块(2)支持中心导体(3)构成的气体绝缘设备作为对象，判断有无在金属箱(1)内部发生的部分放电，其特征在于，具有在绝缘垫块(2)外周的圆周方向的多处，检测传播到金属箱(1)内的电磁波信号的电磁波检测器(4)、接收检测出的所述电磁波信号，利用截止频率提取TE11模式传播、TE21模式不传播的频带的信号的TE11检波装置(8)、以及根据提取的所述信号的强度和所述电磁波检测器(4)的所述圆周方向的位置信息、检测金属箱(1)的外周方向的电磁波的强度分布的强度检测装置(10、14)。
20.一种部分放电判定装置，利用绝缘垫块(2)区划封入绝缘气体的圆筒形金属箱(1)，以利用所述绝缘垫块支持中心导体(3)构成的气体绝缘设备作为对象，判断有无在金属箱(1)内部发生的部分放电，其特征在于，具有在所述绝缘垫块(2)的外周的圆周方向的多处，检测传播到金属箱(1)内的电磁波信号的电磁波检测器(4)、接收检测出的所述电磁波信号，利用截止频率提取TE11模式传播、TE21模式不传播的频带的信号的TE11检波装置(8)、根据提取的所述信号的强度和所述电磁波检测器(4)的所述圆周方向的位置信息，检测出所述金属箱(1)的外周方向的电磁波的强度分布的强度检测装置(10、14)、以及将检测出的所述强度分布与TE11模式特有的分布加以比较，判断有无部分放电的判定装置(11)。
21.一种部分放电判定方法，利用绝缘垫块(2h、2i)区划封入绝缘气体的圆筒形金属箱(1h)，将利用所述绝缘垫块(2h、2i)支持中心导体(3)构成的气体绝缘设备作为对象，判断有无在金属箱(1h)内部发生的部分放电，其特征在于，在所述绝缘垫块(2h、2i)的外周的圆周方向的多处，利用电磁波检测器(4)检测传播到金属箱(1h)内的电磁波信号，通过TE21检波装置(20)，利用截止频率从检测出的所述电磁波信号中提取TE21模式传播、TE31模式不传播的频带的信号，根据提取的所述信号的强度和所述电磁波检测器(4)的所述圆周方向的位置信息，利用强度检测装置(10)检测所述金属箱(1h)的外周方向的电磁波的强度分布，根据所述强度分布是否表示TE21模式特有的分布，判断有无部分放电。
22.一种部分放电判定方法，利用绝缘垫块(2h、2i)区划封入绝缘气体的圆筒形金属箱(1h)，将利用所述绝缘垫块(2h、2i)支持中心导体(3)构成的气体绝缘设备作为对象，判断有无在金属箱(1h)内部发生的部分放电，其特征在于，在所述绝缘垫块(2h、2i)的外周的圆周方向的多处，利用电磁波检测器(4)检测传播到金属箱(1h)内的电磁波信号，通过TE21检波装置(20)，利用截止频率从检测出的所述电磁波信号中提取TE21模式传播、TE31模式不传播的频带的信号，根据提取的所述信号的强度和所述电磁波检测器(4)的所述圆周方向的位置信息，利用强度检测装置(10)检测所述金属箱(1h)的外周方向的电磁波的强度分布，利用判定装置(11)将所述强度分布与TE21模式特有的分布加以比较，判断有无部分放电。
23.根据权利要求21或22所述的部分放电判定方法，其特征在于，所述金属箱(1h)是直管，对在所述金属箱(1h)的两侧设置的两个绝缘垫块部(2h、2i)的各个上测定得到的电磁波的强度进行比较，如果所述两强度分布的峰值位置相同，则判定为所述直管内发生部分放电。
24.根据权利要求21或22所述的部分放电判定方法，其特征在于，在所述绝缘垫块(2h、2i)的外周的圆周方向上检测电磁波的电磁波检测器(4)由第1电磁波检测器(17)和与该第1电磁波检测器(17)间隔45°间隔配置的第2电磁波检测器(18)构成，利用运算器(19)计算用所述两个电磁波检测器(17、18)同时检测出的两个电磁波信号的差分，然后将其输入所述TE21检波装置(20)。
25.一种部分放电判定装置，利用绝缘垫块(2h、2i)区划封入绝缘气体的圆筒形金属箱(1h)，将利用所述绝缘垫块(2h、2i)支持中心导体(3)构成的气体绝缘设备作为对象，判断有无在金属箱(1h)内部发生的部分放电，其特征在于，具有在所述绝缘垫块(2h、2i)的外周的圆周方向的多处，检测传播到所述金属箱(1h)内的电磁波信号的电磁波检测器(4)、接收检测出的所述电磁波信号，利用截止频率提取TE21模式传播、TE31模式不传播的频带的信号的TE21检波装置(20)、以及根据提取的所述信号的强度和所述电磁波检测器(4)的所述圆周方向的位置信息，检测所述金属箱(1h)的外周方向的电磁波的强度分布的强度检测装置(10)。
26.一种部分放电判定装置，利用绝缘垫块(2h、2i)区划封入绝缘气体的圆筒形金属箱(1h)，将利用所述绝缘垫块(2h、2i)支持中心导体(3)构成的气体绝缘设备作为对象，判断有无在所述金属箱(1h)内部发生的部分放电，其特征在于，具有在所述绝缘垫块(2h、2i)的外周的圆周方向的多处，检测传播到所述金属箱(1h)内的电磁波信号的电磁波检测器(4)、利用截止频率从检测出的所述电磁波信号中提取TE21模式传播、TE31模式不传播的频带的信号的TE21检波装置(20)、根据提取的所述信号的强度和所述电磁波检测器(4)的所述圆周方向的位置信息，检测所述金属箱(1h)的外周方向的电磁波的强度分布的强度检测装置(10)、以及将所述强度分布与TE21模式特有的分布加以比较，判断有无部分放电的判定装置(11)。
全文摘要
本发明揭示一种部分放电判定方法以及部分放电判定装置，能排除噪声的影响，高精度判定有无在气体绝缘设备发生的部分放电。在利用绝缘垫块(2)区划封入绝缘气体的圆筒形金属箱(1)，判断利用绝缘垫块(2)支持中心导体(3)构成的气体绝缘设备的金属箱(1)内部有无发生部分放电的部分放电判定方法中，在绝缘垫块(2)外周的圆周方向的多处，从电磁波检测器(4)检测出的电磁波信号，利用TE11检波器(8)提取仅TE11模式传播的频带的信号，利用检测装置(10)从提取的信号的强度和圆周方向的测定位置信息取得金属箱(1)的外周方向的电磁波的强度分布，利用判定装置(11)与TE11模式特有的分布进行比较，判断有无部分放电。
文档编号G01R31/00GK1837837SQ20061005153
公开日2006年9月27日 申请日期2006年2月27日 优先权日2005年3月23日
发明者西田智惠子, 亀井光仁, 冈部成光, 金子周平, 武藤浩隆, 吉村学 申请人:东京电力株式会社, 三菱电机株式会社