WO2014125563A1

WO2014125563A1 - 部分放電センサー評価方法及び部分放電センサー評価装置

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Publication number: WO2014125563A1
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Inventors: 深沢　徹; 伊藤　隆史; 宮下　裕章
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Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
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Filing date: 2013-02-12
Publication date: 2014-08-21
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Abstract

　実効高の周波数特性が既知であるリファレンスアンテナ３と、測定用アンテナ２とが所定の距離だけ離されて平板状のグランド１に設置されている状態で、伝達特性測定器４がリファレンスアンテナ３と測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性を測定する第１の周波数特性測定工程と、リファレンスアンテナ３が設置されていた位置に施された円形開口５に埋設されている円筒グランド６の内部に被測定用アンテナ９が設置されている状態で、伝達特性測定器４が被測定用アンテナ９と測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性を測定する第２の周波数特性測定工程とを備えている。

Description

部分放電センサー評価方法及び部分放電センサー評価装置

　この発明は、例えば、ＧＩＳ（ｇａｓ　ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　ｓｗｉｔｃｈｇｅａｒ：ガス絶縁開閉装置）等の高電力設備の装置で生じる高周波を検知して、部分放電現象を検知する際に用いる部分放電センサー評価方法及び部分放電センサー評価装置に関するものである。

　図１６は以下の非特許文献１に開示されている部分放電センサー評価装置を示す構成図である。
　Ｇ－ＴＥＭセル１０２は、信号源１０１から発生された高周波を受けると、その高周波を概ね平面波に変換して、その平面波を伝搬する。
　これにより、部分放電センサー１０３が設置されている金属面に垂直な偏波で照射される。
　デジタイザ１０４は、部分放電センサー１０３で受信された電波の強度と、信号源１０１から発生された高周波の強度とを比較することで、信号源１０１から部分放電センサー１０３に至るまでの伝達特性を測定する。

　また、部分放電センサー１０３の代わりに、アンテナ実効高が既知のリファレンスアンテナを設置することで、デジタイザ１０４が、信号源１０１からリファレンスアンテナに至るまでの伝達特性を測定する。
　信号源１０１から部分放電センサー１０３に至るまでの伝達特性と、信号源１０１からリファレンスアンテナに至るまでの伝達特性とを比較することで、部分放電センサー１０３のアンテナ実効高を求めることが可能である。
　また、信号源１０１の周波数を変えながら同様の測定を行うことで、アンテナ実効高の周波数特性を求めることが可能であり、それらの周波数特性を規定の周波数で平均した値が部分放電センサー１０３の指標として一般的に用いられる。

M.D.Judd, ‘UHF Couplers for GIS-Sensitivity and Specification,' Proc. 10th Int. Symp. on High Voltage Engineering, vol.6, Aug. 1997

　従来の部分放電センサー評価装置は以上のように構成されているので、部分放電センサー１０３のアンテナ実効高を求めることができる。しかし、Ｇ－ＴＥＭセル１０２の寸法は３ｍを越える大きなものであるため、装置全体が大型化して、設置場所等の制約を受けてしまう課題があった。

　この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、装置全体の小型化を図ることができる部分放電センサー評価方法及び部分放電センサー評価装置を得ることを目的とする。

　この発明に係る部分放電センサー評価方法は、実効高の周波数特性が既知であるリファレンスアンテナと、測定用アンテナとが所定の距離だけ離されて平板状のグランドに設置されている状態で、伝達特性測定器がリファレンスアンテナと測定用アンテナ間の伝達特性の周波数特性を測定する第１の周波数特性測定工程と、そのリファレンスアンテナが設置されていた位置に施された円形開口に埋設されている円筒グランドの内部に被測定用アンテナが設置されている状態で、伝達特性測定器が被測定用アンテナと測定用アンテナ間の伝達特性の周波数特性を測定する第２の周波数特性測定工程と、第１の周波数特性測定工程で測定された伝達特性の周波数特性と第２の周波数特性測定工程で測定された伝達特性の周波数特性から被測定用アンテナの実効高の周波数特性を演算する演算工程とを備えるようにしたものである。

　この発明によれば、大きなＧ－ＴＥＭセルを用いることなく、被測定用アンテナの実効高の周波数特性を演算することができるようになり、装置全体の小型化を図ることができる効果がある。

この発明の実施の形態１による部分放電センサー評価方法を示すフローチャートである。測定用アンテナ２とリファレンスアンテナ３が平板状のグランド１に設置されている状態を示す説明図である。被測定用アンテナ用９が設置される円筒グランド６が円形開口５に埋設されている状態を示す説明図である。円筒グランド６の内部に設置される被測定用アンテナ用９を示す説明図である。被測定用アンテナ９が平板状のグランド１に設置されている状態を示す説明図である。この発明の実施の形態２による部分放電センサー評価方法を示すフローチャートである。複数の測定用アンテナ２とリファレンスアンテナ３が平板状のグランド１に設置されている状態を示す説明図である。複数の測定用アンテナ２と被測定用アンテナ９が平板状のグランド１に設置されている状態を示す説明図である。この発明の実施の形態３による部分放電センサー評価方法を示すフローチャートである。測定用アンテナ２が設置されている側の状態、被測定アンテナ１６が設置されている側の状態を示す説明図である。ＧＩＳに設置される高圧電線路を示す斜視図である。この発明の実施の形態４による部分放電センサー評価装置を示す斜視図である。この発明の実施の形態４による他の部分放電センサー評価装置を示す斜視図である。この発明の実施の形態４による他の部分放電センサー評価装置を示す斜視図である。この発明の実施の形態４による他の部分放電センサー評価装置を示す斜視図である。非特許文献１に開示されている部分放電センサー評価装置を示す構成図である。

実施の形態１．
　図１はこの発明の実施の形態１による部分放電センサー評価方法を示すフローチャートである。
　図２は測定用アンテナ２とリファレンスアンテナ３が平板状のグランド１に設置されている状態を示す説明図である。
　図２において、平板状のグランド１は測定用アンテナ２とリファレンスアンテナ３を設置するための金属板である。

　測定用アンテナ２は例えばモノポールアンテナで構成されており、平板状のグランド１に設置される。
　モノポールアンテナは、長さが１／２波長以下であれば、モノポールアンテナの長手方向に直交する面内（側面方向）に高周波を放射する。後述する被測定用アンテナ９（図５を参照）は、モノポールアンテナである測定用アンテナ２の側面方向に設置されるため、モノポールアンテナの長さは、測定する最大周波数の１／２波長以下とする。

　リファレンスアンテナ３はアンテナ実効高ｈｅｆｆ＿ｒｅｆ（ｆ）の周波数特性が既知のアンテナであり、測定用アンテナ２と所定の距離だけ離されて設置される。なお、リファレンスアンテナ３はアンテナ実効高ｈｅｆｆ＿ｒｅｆ（ｆ）が既知であれば、どのようなアンテナを用いても構わないが、一般的には、非特許文献１に記載されているように、２５ｍｍのモノポールアンテナが用いられる。
　所定の距離（測定用アンテナ２とリファレンスアンテナ３との間の距離）は大きいほど、測定精度が高まる。
　例えば、後述する被測定用アンテナ９の平板状グランド１への円形開口径５がＤであるとすると、所定の距離が（Ｄ×Ｄ／波長）以上であれば、測定用アンテナ２とリファレンスアンテナ３を十分に離している場合と同等の測定精度が得られる。

　ネットワークアナライザ４はリファレンスアンテナ３と測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ＿ｒｅｆ（ｆ）を測定するとともに、後述する被測定用アンテナ９と測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ＿ｄｕｔ（ｆ）を測定する処理を実施する。なお、ネットワークアナライザ４は伝達特性測定器を構成している。
　演算装置４ａは例えばパソコンなどから構成されており、ネットワークアナライザ４により測定されたリファレンスアンテナ３と測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ＿ｒｅｆ（ｆ）と、被測定用アンテナ９と測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ＿ｄｕｔ（ｆ）から、被測定用アンテナ９の実効高の周波数特性ｈｅｆｆ（ｆ）を演算するとともに、実効高の周波数平均値ｈｅｆｆ＿ａｖｅｒａｇｅを演算する処理を実施する。なお、演算装置４ａは実効高周波数特性演算手段を構成している。

　図３は被測定用アンテナ９が設置される円筒グランド６が円形開口５に埋設されている状態を示す説明図であり、図４は円筒グランド６の内部に設置される被測定用アンテナ９を示す説明図である。
　また、図５は被測定用アンテナ９が平板状のグランド１に設置されている状態を示す説明図である。
　図３から図５において、円形開口５はリファレンスアンテナ３が設置されていた位置に施されている円形の開口部である。
　円筒グランド６は円形開口５に埋設されている円筒状の金属部材であり、下部にはフランジ７が接続されている。また、フランジ７はアンテナグランド８と接続されている。
　被測定用アンテナ９は円筒グランド６内でアンテナグランド８上に設置されている。

　次に動作について説明する。
　最初に、ステップＳＴ１～ＳＴ３までの第１の周波数特性測定工程について説明する。
　まず、リファレンスアンテナ３と測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ＿ｒｅｆ（ｆ）を測定するために、図２に示すように、モノポールアンテナである測定用アンテナ２を平板状のグランド１に設置する（図１のステップＳＴ１）。
　次に、アンテナ実効高ｈｅｆｆ＿ｒｅｆ（ｆ）の周波数特性が既知であるリファレンスアンテナ３を測定用アンテナ２と所定の距離だけ離して平板状のグランド１に設置する（ステップＳＴ２）。
　ここで、所定の距離は、上述したように、円形開口径５がＤであるとすれば、（Ｄ×Ｄ／波長）以上になるような距離である。

　ネットワークアナライザ４は、リファレンスアンテナ３と測定用アンテナ２が平板状のグランド１に設置されると、リファレンスアンテナ３と測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ＿ｒｅｆ（ｆ）を測定する（ステップＳＴ３）。

　次に、ステップＳＴ４～ＳＴ６までの第２の周波数特性測定工程について説明する。
　まず、平板状のグランド１からリファレンスアンテナ３を撤去してから、図３に示すように、そのリファレンスアンテナ３が設置されていて位置に円形開口５を施し、下部にフランジ７が接続されている円筒グランド６を円形開口５に埋設する（ステップＳＴ４）。
　次に、円筒グランド６のフランジ７をアンテナグランド８と接続し、図５に示すように、被測定用アンテナ９を円筒グランド６内でアンテナグランド８上に設置する（ステップＳＴ５）。
　ネットワークアナライザ４は、被測定用アンテナ９が円筒グランド６内に設置されると、被測定用アンテナ９と測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ＿ｄｕｔ（ｆ）を測定する（ステップＳＴ６）。

　次に、ステップＳＴ７～ＳＴ８までの演算工程について説明する。
　演算装置４ａは、リファレンスアンテナ３と測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ＿ｒｅｆ（ｆ）と、被測定用アンテナ９と測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ＿ｄｕｔ（ｆ）とを測定すると、その周波数特性Ｅ＿ｒｅｆ（ｆ）と周波数特性Ｅ＿ｄｕｔ（ｆ）を下記の式（１）に代入することで、被測定用アンテナ９の実効高の周波数特性ｈｅｆｆ（ｆ）を演算する（ステップＳＴ７）。

　式（１）において、ｈｅｆｆ＿ｒｅｆ（ｆ）はリファレンスアンテナ３のアンテナ実効高である。

　演算装置４ａは、被測定用アンテナ９の実効高の周波数特性ｈｅｆｆ（ｆ）を演算すると、下記の式（２）に示すように、実効高の周波数平均値ｈｅｆｆ＿ａｖｅｒａｇｅを演算する（ステップＳＴ８）。
　ここでは、ネットワークアナライザ４が測定用アンテナ２に供給される電波の周波数（規定の周波数）を変えながら同様の測定を実施し、実効高の周波数特性ｈｅｆｆ（ｆ）を規定の周波数で平均化しているが、規定の周波数としては、例えば、５００ＭＨｚ～１５００ＭＨｚが用いられる。

　平板状のグランド１上に設置されたモノポールアンテナである測定用アンテナ２は、平板状のグランド１に対して垂直な偏波を放射し、平板状のグランド１に沿って高周波が伝搬する。そのため、図５のように、測定用アンテナ２と被測定用アンテナ９を設置すると、Ｇ－ＴＥＭセルを用いている場合と同様に、被測定用アンテナ９の側面に対して、平板状のグランド１に垂直な偏波を照射することが可能になる。
　その結果、ステップＳＴ１～ＳＴ８に示す手順によって、Ｇ－ＴＥＭセルを用いている場合の評価と同等な評価が可能になる。

　例えば、円形開口５の直径が「３５０ｍｍ」で、観測する周波数を５００ＭＨｚ～１５００ＭＨｚであると仮定すると、所定の距離の最大値が「６１２ｍｍ」になる。
　このため、最大でも平板状のグランド１の長さは１ｍ程度で収まるため、Ｇ－ＴＥＭセルと比べて、設置エリアが小さい評価設備の構築可能である。
　また、Ｇ－ＴＥＭセルを平板状のグランド１枚で代用することが可能となるため、設備自体の低コスト化も可能になる。

　以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、大きなＧ－ＴＥＭセルを用いることなく、被測定用アンテナ９の実効高の周波数特性ｈｅｆｆ（ｆ）や、実効高の周波数平均値ｈｅｆｆ＿ａｖｅｒａｇｅを演算することができるようになり、装置全体の小型化を図ることができる効果を奏する。

実施の形態２．
　図６はこの発明の実施の形態２による部分放電センサー評価方法を示すフローチャートである。
　図７は複数の測定用アンテナ２とリファレンスアンテナ３が平板状のグランド１に設置されている状態を示す説明図であり、図８は複数の測定用アンテナ２と被測定用アンテナ９が平板状のグランド１に設置されている状態を示す説明図である。
　上記実施の形態１では、測定用アンテナ２とリファレンスアンテナ３（被測定用アンテナ９）が所定の距離だけ離されて、平板状のグランド１に設置されているものを示したが、この実施の形態２では、Ｎ個の測定用アンテナ２がリファレンスアンテナ３（被測定用アンテナ９）の周囲に配置（閉曲線に沿って設置）されている点で相違している。Ｎは２以上の整数である。

　ネットワークアナライザ１０はリファレンスアンテナ３とＮ個の測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ’＿ｒｅｆ＿ｉ（ｆ）を測定するとともに、被測定用アンテナ９とＮ個の測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ’＿ｄｕｔ＿ｉ（ｆ）を測定する処理を実施する。なお、ネットワークアナライザ１０は伝達特性測定器を構成している。
　演算装置１０ａは例えばパソコンなどから構成されており、ネットワークアナライザ１０により測定されたリファレンスアンテナ３とＮ個の測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ’＿ｒｅｆ＿ｉ（ｆ）から、リファレンスアンテナ３から所定距離以上離れている地点の電界Ｅ＿ｒｅｆ（ｆ）を演算するとともに、被測定用アンテナ９とＮ個の測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ’＿ｄｕｔ＿ｉ（ｆ）から、被測定用アンテナ９から所定距離以上離れている地点の電界Ｅ＿ｄｕｔ（ｆ）を演算する処理を実施する。
　また、演算装置１０ａは双方の地点の電界Ｅ＿ｒｅｆ（ｆ），Ｅ＿ｄｕｔ（ｆ）から被測定用アンテナ９の実効高の周波数特性ｈｅｆｆ（ｆ）を演算するとともに、実効高の周波数平均値ｈｅｆｆ＿ａｖｅｒａｇｅを演算する処理を実施する。なお、演算装置１０ａは実効高周波数特性演算手段を構成している。

　次に動作について説明する。
　最初に、ステップＳＴ１１～ＳＴ１３までの第１の周波数特性測定工程について説明する。
　まず、リファレンスアンテナ３と測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ＿ｒｅｆ（ｆ）を測定するために、図７に示すように、平板状のグランド１において、モノポールアンテナである測定用アンテナ２を閉曲線に沿ってＮ個設置する（図６のステップＳＴ１１）。
　次に、アンテナ実効高ｈｅｆｆ＿ｒｅｆ（ｆ）の周波数特性が既知であるリファレンスアンテナ３を閉曲線内の任意の位置に設置する（ステップＳＴ１２）。
　これにより、Ｎ個の測定用アンテナ２がリファレンスアンテナ３の周囲に配置されていることになる。

　ネットワークアナライザ１０は、リファレンスアンテナ３とＮ個の測定用アンテナ２が平板状のグランド１に設置されると、Ｎ個の測定用アンテナ２の中から、測定対象の測定用アンテナ２をスイッチによって切り換えながら、リファレンスアンテナ３とＮ個の測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ’＿ｒｅｆ＿ｉ（ｆ）を測定する（ステップＳＴ１３）。ｉ＝１，２，・・・，Ｎである。

　次に、ステップＳＴ１４～ＳＴ１６までの第２の周波数特性測定工程について説明する。
　上記実施の形態１と同様に、平板状のグランド１からリファレンスアンテナ３を撤去してから、そのリファレンスアンテナ３が設置されていて位置に円形開口５を施し、下部にフランジ７が接続されている円筒グランド６を円形開口５に埋設する（ステップＳＴ１４）。
　次に、円筒グランド６のフランジ７をアンテナグランド８と接続し、被測定用アンテナ９を円筒グランド６内でアンテナグランド８上に設置する（ステップＳＴ１５）。
　ネットワークアナライザ１０は、被測定用アンテナ９が円筒グランド６内に設置されると、Ｎ個の測定用アンテナ２の中から、測定対象の測定用アンテナ２をスイッチによって切り換えながら、被測定用アンテナ９とＮ個の測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ’＿ｄｕｔ（ｆ）＿ｉを測定する（ステップＳＴ１６）。ｉ＝１，２，・・・，Ｎである。

　次に、ステップＳＴ１７～ＳＴ２０までの演算工程について説明する。
　演算装置１０ａは、リファレンスアンテナ３とＮ個の測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ’＿ｒｅｆ＿ｉ（ｆ）と、被測定用アンテナ９とＮ個の測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ’＿ｄｕｔ＿ｉ（ｆ）とを測定すると、リファレンスアンテナ３とＮ個の測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ’＿ｒｅｆ＿ｉ（ｆ）から、下記の式（３）に示すように、リファレンスアンテナ３から所定距離以上離れている地点の電界Ｅ＿ｒｅｆ（ｆ）（式（３）の左辺に相当）を演算する（ステップＳＴ１７）。

　なお、距離Ｒは、各測定用アンテナ２の座標と、リファレンスアンテナ３からＤ^２／λに比べて十分に大きい距離に設定された観測点の座標との間の距離である。Ｄは測定用アンテナ２の大きさ、λは波長である。ベクトルｎは平板状のグランド１の面内にあり、かつ、上記閉曲線に対して外側を向いた法線ベクトルである。

　また、演算装置１０ａは、被測定用アンテナ９とＮ個の測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ’＿ｄｕｔ＿ｉ（ｆ）から、下記の式（４）に示すように、被測定用アンテナ９から所定距離以上離れている地点の電界Ｅ＿ｄｕｔ（ｆ）（式（４）の左辺に相当）を演算する（ステップＳＴ１８）。

　なお、距離Ｒは、各測定用アンテナ２の座標と、被測定アンテナ９からＤ^２／λに比べて十分に大きい距離に設定された観測点の座標との間の距離である。Ｄは測定用アンテナ２の大きさ、λは波長である。ベクトルｎは平板状のグランド１の面内にあり、かつ、上記閉曲線に対して外側を向いた法線ベクトルである。

　演算装置１０ａは、双方の地点の電界Ｅ＿ｒｅｆ（ｆ），Ｅ＿ｄｕｔ（ｆ）を演算すると、双方の地点の電界Ｅ＿ｒｅｆ（ｆ），Ｅ＿ｄｕｔ（ｆ）を上記の式（１）に代入することで、被測定用アンテナ９の実効高の周波数特性ｈｅｆｆ（ｆ）を演算する（ステップＳＴ１９）。
　演算装置１０ａは、被測定用アンテナの実効高の周波数特性ｈｅｆｆ（ｆ）を演算すると、上記の式（２）に示すように、実効高の周波数平均値ｈｅｆｆ＿ａｖｅｒａｇｅを演算する（ステップＳＴ２０）。
　ここでは、ネットワークアナライザ１０及び演算装置１０ａにより測定用アンテナ２に供給される電波の周波数（規定の周波数）を変えながら同様の測定を実施し、実効高の周波数特性ｈｅｆｆ（ｆ）を規定の周波数で平均化しているが、規定の周波数としては、例えば、５００ＭＨｚ～１５００ＭＨｚが用いられる。

　以上のステップＳＴ１１～ＳＴ２０を実行することで、Ｇ－ＴＥＭセルを用いている場合の評価と同等な評価が可能になる。
　この実施の形態２では、被測定用アンテナ９の周囲に配置されているＮ個の測定用アンテナ２を用いて、等価的な遠方界を算出することで、被測定用アンテナ素子９と測定用アンテナ２が十分に離れた場合に相当する伝達特性を算出しており、被測定用アンテナ素子９と測定用アンテナ２の距離を近接させることが可能である。その結果、上記実施の形態１よりも更に装置の小型化が可能である。

実施の形態３．
　図９はこの発明の実施の形態３による部分放電センサー評価方法を示すフローチャートである。
　図１０（ａ）は測定用アンテナ２が設置されている側の状態を示し、図１０（ｂ）は図１０（ａ）を裏から見ている図面であり、被測定アンテナ１６が設置されている側の状態を示している。
　被測定用アンテナ１６が設置される前の状態、つまりリファレンスアンテナ３を測定する状態は、上記実施の形態１と同様であり、図２が該当する。
　図１０において、スリット状開口１１はリファレンスアンテナ３が設置されていた位置に施されているスリット状の開口部である。

　誘電体板１２は後述する図１１の絶縁スペーサ２３に相当する部材であり、誘電体板１２は両端部分がスリット状開口１１の両端の位置にあり、中央部分がスリット状開口１１内に埋設されているかまぼこ型の部材である。
　導体板１３，１４は後述する図１１のフランジ２４，２５に相当する部材であり、導体板１３，１４は誘電体板１２を挟むように配置されて、一端がグランドと電気的に接続されている。
　ボルト１５は後述する図１１のボルト２６に相当する部材である。
　被測定用アンテナ１６は後述する図１１の被測定用アンテナ２７に相当し、誘電体板１２の上に設置されている。

　図１１はＧＩＳに設置される高圧電線路を示す斜視図である。
　図１１において、外導体２２は高圧電線２１を覆っている円筒状の部材であり、内部には絶縁性の高いガスが封入されている。
　絶縁スペーサ２３は高圧電線２１を保持するために、所定の間隔で設けられており、２つのフランジ２４，２５に挟まれて、複数のボルト２６によって保持されている。
　被測定用アンテナ２７は絶縁スペーサ２３から外部に伝搬された高周波を検知するために設置されている。
　図１０は、図１１における絶縁スペーサ２３及びフランジ２４，２５を矩形で切り出した部分に相当している。
　この実施の形態３の部分放電センサー評価装置は、ＧＩＳに設置される図１１の高圧電線路の絶縁スペーサ２３から外部に伝搬された高周波の検知を模擬するものである。

　次に動作について説明する。
　最初に、ステップＳＴ２１～ＳＴ２３までの第１の周波数特性測定工程について説明する。
　まず、上記実施の形態１と同様に、リファレンスアンテナ３と測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ＿ｒｅｆ（ｆ）を測定するために、図２に示すように、モノポールアンテナである測定用アンテナ２を平板状のグランド１に設置する（図９のステップＳＴ２１）。
　次に、上記実施の形態１と同様に、アンテナ実効高ｈｅｆｆ＿ｒｅｆ（ｆ）の周波数特性が既知であるリファレンスアンテナ３を測定用アンテナ２と所定の距離だけ離して平板状のグランド１に設置する（ステップＳＴ２２）。
　ネットワークアナライザ４は、リファレンスアンテナ３と測定用アンテナ２が平板状のグランド１に設置されると、上記実施の形態１と同様に、リファレンスアンテナ３と測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ＿ｒｅｆ（ｆ）を測定する（ステップＳＴ２３）。

　次に、ステップＳＴ２４～ＳＴ２６までの第２の周波数特性測定工程について説明する。
　まず、平板状のグランド１からリファレンスアンテナ３を撤去してから、図１０に示すように、そのリファレンスアンテナ３が設置されていた位置にスリット状開口１１を施し、誘電体板１２の両端部分がスリット状開口１１の両端の位置になるように、誘電体板１２の中央部分をスリット状開口１１に埋設する（ステップＳＴ２４）。
　このとき、誘電体板１２を挟むように、一端がグランドと電気的に接続されている導体板１３，１４を配置する。
　そして、被測定用アンテナ１６を誘電体板１２の上に設置する（ステップＳＴ２５）。
　ネットワークアナライザ４は、被測定用アンテナ１６が誘電体板１２の上に設置されると、上記実施の形態１と同様に、被測定用アンテナ１６と測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ＿ｄｕｔ（ｆ）を測定する（ステップＳＴ２６）。

　次に、ステップＳＴ２７～ＳＴ２８までの演算工程について説明する。
　演算装置４ａは、リファレンスアンテナ３と測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ＿ｒｅｆ（ｆ）と、被測定用アンテナ１６と測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ＿ｄｕｔ（ｆ）とを測定すると、上記実施の形態１と同様に、周波数特性Ｅ＿ｒｅｆ（ｆ）と周波数特性Ｅ＿ｄｕｔ（ｆ）を上記の式（１）に代入することで、被測定用アンテナ１６の実効高の周波数特性ｈｅｆｆ（ｆ）を演算する（ステップＳＴ２７）。

　演算装置４ａは、被測定用アンテナ１６の実効高の周波数特性ｈｅｆｆ（ｆ）を演算すると、上記実施の形態１と同様に、上記の式（２）を用いて、実効高の周波数平均値ｈｅｆｆ＿ａｖｅｒａｇｅを演算する（ステップＳＴ２８）。
　ここでは、ネットワークアナライザ４及び演算装置４ａが測定用アンテナ２に供給される電波の周波数（規定の周波数）を変えながら同様の測定を実施し、実効高の周波数特性ｈｅｆｆ（ｆ）を規定の周波数で平均化しているが、規定の周波数としては、例えば、５００ＭＨｚ～１５００ＭＨｚが用いられる。

　平板状のグランド１上に設置されたモノポールアンテナである測定用アンテナ２は、平板状のグランド１に対して垂直な偏波を放射し、平板状のグランド１に沿って高周波が伝搬する。そのため、図１０のように、測定用アンテナ２と被測定用アンテナ１６を設置すると、Ｇ－ＴＥＭセルを用いている場合と同様に、被測定用アンテナ１６の側面に対して、平板状のグランド１に垂直な偏波を照射することが可能になる。
　その結果、ステップＳＴ２１～ＳＴ２８に示す手順によって、Ｇ－ＴＥＭセルを用いている場合の評価と同等な評価が可能になる。

　この実施の形態３では、スリット状開口１１から所定の距離離して測定用アンテナ２を１つ設置しているものを示したが、上記実施の形態２でＮ個の測定用アンテナ２を施しているのと同様に、スリット状開口１１の周囲にＮ個の測定用アンテナ２を施し、被測定用アンテナ１６を誘電体板１２の上に設置するようにしてもよい。
　この場合、上記実施の形態２と同様に、リファレンスアンテナ３とＮ個の測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ’＿ｒｅｆ＿ｉ（ｆ）を測定するとともに、被測定用アンテナ１６とＮ個の測定用アンテナ２間の伝達特性の周波数特性Ｅ’＿ｄｕｔ＿ｉ（ｆ）を測定することで、被測定用アンテナ１６の実効高の周波数特性ｈｅｆｆ（ｆ）や、被測定用アンテナ実効高の周波数平均値ｈｅｆｆ＿ａｖｅｒａｇｅを演算する。

実施の形態４．
　図１２はこの発明の実施の形態４による部分放電センサー評価装置を示す斜視図であり、図において、図５と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
　電波吸収体３１は平板状のグランド１の周囲に設置されている角錐型の電波吸収体である。
　図１２では、上記実施の形態１で示す部分放電センサー評価装置に対して、電波吸収体３１が設置されている例を示しているが、上記実施の形態２，３で示す部分放電センサー評価装置に対して、電波吸収体３１が設置されていてもよい。

　上記実施の形態１～３に示す部分放電センサー評価方法で伝達特性を測定する際、平板状のグランド１のエッジ部分からの散乱波が誤差要因になる。
　この実施の形態４では、平板状のグランド１のエッジ部分からの散乱波を低減するために、エッジ部分に沿って電波吸収体３１を配置している。
　その結果、エッジ部分からの散乱波による誤差要因を低減することができ、アンテナ実効高の測定精度を高めることが可能になる。

　この実施の形態４では、平板状のグランド１の周囲に角錐型の電波吸収体３１を設置する例を示しているが、図１３に示すように、平板状のグランド１の周囲に電波吸収体３２を塗布するようにしてもよく、同様の効果が得られる。

　この実施の形態４では、平板状のグランド１の周囲に角錐型の電波吸収体３１を設置する例を示しているが、図１４に示すように、平板状のグランド１の周囲のエッジ部分に切り込み３３が設けられているようにしてもよい。
　エッジ部分に切り込み３３が設けられることで、散乱波が様々な方向に分散されるため、エッジからの散乱波による誤差要因を低減することができ、アンテナ実効高の測定精度を高めることが可能になる。

　この実施の形態４では、平板状のグランド１の周囲に角錐型の電波吸収体３１を設置する例を示しているが、図１５に示すように、平板状のグランド１の周囲のエッジ部分が、測定用アンテナ２と反対側に湾曲されているようにしてもよい。３４は湾曲されているエッジ部分の湾曲面である。
　平板状のグランド１上を伝搬していく波は、湾曲面３４に沿って伝搬する性質があるため、被測定用アンテナ９や測定用アンテナ２から見通し外のところで電波を散乱させることが可能になる。その結果、散乱波が被測定用アンテナ９や測定用アンテナ２に到達する量が低減され、測定精度を高めることが可能になる。

　なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

　この発明に係る部分放電センサー評価方法は、例えば、ＧＩＳ等の高電力設備の装置で生じる高周波を検知して、部分放電現象を検知する際に用いる装置の小型化を図る必要があるものに適している。

　１　平板状のグランド、２　測定用アンテナ、３　リファレンスアンテナ、４　ネットワークアナライザ（伝達特性測定器）、４ａ　演算装置（実効高周波数特性演算手段）、５　円形開口、６　円筒グランド、７　フランジ、８　アンテナグランド、９　被測定用アンテナ、１０　ネットワークアナライザ（伝達特性測定器）、１０ａ　演算装置（実効高周波数特性演算手段）、１１　スリット状開口、１２　誘電体板、１３，１４　導体板、１５　ボルト、１６　被測定用アンテナ、２１　高圧電線、２２　外導体、２３　絶縁スペーサ、２４，２５　フランジ、２６　ボルト、２７　被測定用アンテナ、３１，３２　電波吸収体、３３　切り込み、３４　湾曲面、１０１　信号源、１０２　Ｇ－ＴＥＭセル、１０３　部分放電センサー、１０４　デジタイザ。

Claims

　実効高の周波数特性が既知であるリファレンスアンテナと、測定用アンテナとが所定の距離だけ離されて平板状のグランドに設置されている状態で、伝達特性測定器が上記リファレンスアンテナと上記測定用アンテナ間の伝達特性の周波数特性を測定する第１の周波数特性測定工程と、
　上記リファレンスアンテナが設置されていた位置に施された円形開口に埋設されている円筒グランドの内部に被測定用アンテナが設置されている状態で、上記伝達特性測定器が上記被測定用アンテナと上記測定用アンテナ間の伝達特性の周波数特性を測定する第２の周波数特性測定工程と、
　上記第１の周波数特性測定工程で測定された伝達特性の周波数特性と上記第２の周波数特性測定工程で測定された伝達特性の周波数特性から上記被測定用アンテナの実効高の周波数特性を演算する演算工程と
　を備えた部分放電センサー評価方法。
　演算工程では、第１の周波数特性測定工程で測定された伝達特性の周波数特性と第２の周波数特性測定工程で測定された伝達特性の周波数特性から被測定用アンテナの実効高の周波数特性を演算するとともに、上記実効高の周波数平均値を演算することを特徴とする請求項１記載の部分放電センサー評価方法。
　第１の周波数特性測定工程では、複数の測定用アンテナがリファレンスアンテナの周囲に配置されている状態で、伝達特性測定器が上記リファレンスアンテナと上記複数の測定用アンテナ間の伝達特性の周波数特性を測定し、
　第２の周波数特性測定工程では、上記伝達特性測定器が被測定用アンテナと上記複数の測定用アンテナ間の伝達特性の周波数特性を測定し、
　演算工程では、上記第１の周波数特性測定工程で測定された伝達特性の周波数特性から、上記リファレンスアンテナから所定距離以上離れている地点の電界を演算するとともに、上記第２の周波数特性測定工程で測定された伝達特性の周波数特性から、上記被測定用アンテナから所定距離以上離れている地点の電界を演算し、双方の地点の電界から上記被測定用アンテナの実効高の周波数特性を演算することを特徴とする請求項１記載の部分放電センサー評価方法。
　演算工程では、双方の地点の電界から被測定用アンテナの実効高の周波数特性を演算するとともに、上記実効高の周波数平均値を演算することを特徴とする請求項３記載の部分放電センサー評価方法。
　実効高の周波数特性が既知であるリファレンスアンテナと、測定用アンテナとが所定の距離だけ離されて平板状のグランドに設置されている状態で、伝達特性測定器が上記リファレンスアンテナと上記測定用アンテナ間の伝達特性の周波数特性を測定する第１の周波数特性測定工程と、
　両端部分が、上記リファレンスアンテナが設置されていた位置に施されたスリット状開口の両端の位置にあり、中央部分が上記スリット状開口内に埋設されている誘電体板と、上記誘電体板を挟むように配置されて、一端がグランドと電気的に接続されている２枚の導体板とが設けられ、被測定用アンテナが上記誘電体板の上に設置されている状態で、上記伝達特性測定器が上記被測定用アンテナと上記測定用アンテナ間の伝達特性の周波数特性を測定する第２の周波数特性測定工程と、
　上記第１の周波数特性測定工程で測定された伝達特性の周波数特性と上記第２の周波数特性測定工程で測定された伝達特性の周波数特性から上記被測定用アンテナの実効高の周波数特性を演算する演算工程と
　を備えた部分放電センサー評価方法。
　演算工程では、第１の周波数特性測定工程で測定された伝達特性の周波数特性と第２の周波数特性測定工程で測定された伝達特性の周波数特性から被測定用アンテナの実効高の周波数特性を演算するとともに、上記実効高の周波数平均値を演算することを特徴とする請求項５記載の部分放電センサー評価方法。
　第１の周波数特性測定工程では、複数の測定用アンテナがリファレンスアンテナの周囲に配置されている状態で、伝達特性測定器が上記リファレンスアンテナと上記複数の測定用アンテナ間の伝達特性の周波数特性を測定し、
　第２の周波数特性測定工程では、上記伝達特性測定器が被測定用アンテナと上記複数の測定用アンテナ間の伝達特性の周波数特性を測定し、
　演算工程では、上記第１の周波数特性測定工程で測定された伝達特性の周波数特性から、上記リファレンスアンテナから所定距離以上離れている地点の電界を演算するとともに、上記第２の周波数特性測定工程で測定された伝達特性の周波数特性から、上記被測定用アンテナから所定距離以上離れている地点の電界を演算し、双方の地点の電界から上記被測定用アンテナの実効高の周波数特性を演算する
　ことを特徴とする請求項５記載の部分放電センサー評価方法。
　演算工程では、双方の地点の電界から被測定用アンテナの実効高の周波数特性を演算するとともに、上記実効高の周波数平均値を演算することを特徴とする請求項７記載の部分放電センサー評価方法。
　請求項１記載の部分放電センサー評価方法に適用される部分放電センサー評価装置は、
　平板状のグランドに設置される測定用アンテナと、
　上記平板状のグランドに上記測定用アンテナと所定の距離だけ離されて設置される実効高の周波数特性が既知のリファレンスアンテナと、
　上記リファレンスアンテナが設置される位置に施された円形開口に埋設される円筒グランドと、
　上記円筒グランドの内部に設置される被測定用アンテナと、
　上記リファレンスアンテナと上記測定用アンテナ間の伝達特性の周波数特性を測定するとともに、上記被測定用アンテナと上記測定用アンテナ間の伝達特性の周波数特性を測定する伝達特性測定器と、
　上記伝達特性測定器により測定された双方の伝達特性の周波数特性から上記被測定用アンテナの実効高の周波数特性を演算する実効高周波数特性演算手段と
　から構成されていることを特徴とする部分放電センサー評価装置。
　リファレンスアンテナ及び被測定用アンテナが設置される位置の周囲に、複数の測定用アンテナが配置されており、
　伝達特性測定器は、上記リファレンスアンテナと上記複数の測定用アンテナ間の伝達特性の周波数特性を測定するとともに、上記被測定用アンテナと上記複数の測定用アンテナ間の伝達特性の周波数特性を測定し、
　実効高周波数特性演算手段は、上記伝達特性測定器により測定されたリファレンスアンテナと複数の測定用アンテナ間の伝達特性の周波数特性から、上記リファレンスアンテナから所定距離以上離れている地点の電界を演算するとともに、上記伝達特性測定器により測定された被測定用アンテナと複数の測定用アンテナ間の伝達特性の周波数特性から、上記被測定用アンテナから所定距離以上離れている地点の電界を演算し、双方の地点の電界から上記被測定用アンテナの実効高の周波数特性を演算する
　ことを特徴とする請求項９記載の部分放電センサー評価装置。
　電波吸収体が平板状のグランドの周囲に設置、あるいは、塗布されていることを特徴とする請求項９記載の部分放電センサー評価装置。
　平板状のグランドの周囲のエッジ部分に切り込みが設けられていることを特徴とする請求項９記載の部分放電センサー評価装置。
　平板状のグランドの周囲のエッジ部分が、測定用アンテナと反対側に湾曲されていることを特徴とする請求項９記載の部分放電センサー評価装置。
　請求項５記載の部分放電センサー評価方法に適用される部分放電センサー評価装置は、
　平板状のグランドに設置される測定用アンテナと、
　上記平板状のグランドに上記測定用アンテナと所定の距離だけ離されて設置される実効高の周波数特性が既知のリファレンスアンテナと、
　両端部分が、上記リファレンスアンテナが設置されていた位置に施されたスリット状開口の両端の位置にあり、中央部分が上記スリット状開口内に埋設される誘電体板と、
　上記誘電体板を挟むように配置されて、一端がグランドと電気的に接続されている２枚の導体板と、
　上記誘電体板の上に設置される被測定用アンテナと、
　上記リファレンスアンテナと上記測定用アンテナ間の伝達特性の周波数特性を測定するとともに、上記被測定用アンテナと上記測定用アンテナ間の伝達特性の周波数特性を測定する伝達特性測定器と、
　上記伝達特性測定器により測定された双方の伝達特性の周波数特性から上記被測定用アンテナの実効高の周波数特性を演算する実効高周波数特性演算手段と
　から構成されていることを特徴とする部分放電センサー評価装置。
　リファレンスアンテナ及び被測定用アンテナが設置される位置の周囲に、複数の測定用アンテナが配置されており、
　伝達特性測定器は、上記リファレンスアンテナと上記複数の測定用アンテナ間の伝達特性の周波数特性を測定するとともに、上記被測定用アンテナと上記複数の測定用アンテナ間の伝達特性の周波数特性を測定し、
　実効高周波数特性演算手段は、上記伝達特性測定器により測定されたリファレンスアンテナと複数の測定用アンテナ間の伝達特性の周波数特性から、上記リファレンスアンテナから所定距離以上離れている地点の電界を演算するとともに、上記伝達特性測定器により測定された被測定用アンテナと複数の測定用アンテナ間の伝達特性の周波数特性から、上記被測定用アンテナから所定距離以上離れている地点の電界を演算し、双方の地点の電界から上記被測定用アンテナの実効高の周波数特性を演算する
　ことを特徴とする請求項１４の部分放電センサー評価装置。
　電波吸収体が平板状のグランドの周囲に設置、あるいは、塗布されていることを特徴とする請求項１４記載の部分放電センサー評価装置。
　平板状のグランドの周囲のエッジ部分に切り込みが設けられていることを特徴とする請求項１４記載の部分放電センサー評価装置。
　平板状のグランドの周囲のエッジ部分が、測定用アンテナと反対側に湾曲されていることを特徴とする請求項１４記載の部分放電センサー評価装置。