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公開番号2025104240
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2024174959
出願日2024-10-04
発明の名称部分放電センサ
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類G01R 31/12 20200101AFI20250702BHJP(測定;試験)
要約【課題】小型で実用的に常設可能な部分放電センサを提供する。
【解決手段】本開示に従う部分放電センサ2は、高電圧電気機器1の部分放電を監視するための部分放電センサであって、部分放電によって放射される電磁波を受信するアンテナ50と、アンテナ50が受信した電磁波を検波する検出器54と、高電圧電気機器1の周囲のエネルギーを利用して自己発電を行い、発電した電力を検出器に供給する自己発電装置4とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
高電圧電気機器の部分放電を監視するための部分放電センサであって、
前記部分放電によって放射される電磁波を受信するアンテナと、
前記アンテナが受信した電磁波を検波する検出器と、
前記高電圧電気機器の周囲のエネルギーを利用して自己発電を行い、発電した電力を前記検出器に供給する自己発電装置とを備える、部分放電センサ。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記自己発電装置は、
前記高電圧電気機器に取り付けられ、前記高電圧電気機器の運転中に発生する振動を利用した電磁誘導によって発電する発電モジュールと、
前記発電モジュールが発生した電力を蓄える蓄電回路とを含む、請求項１に記載の部分放電センサ。
【請求項３】
前記発電モジュールは、
永久磁石を有する磁石部と、
磁束の変化によって大バルクハウゼン効果を発生させる磁性体コアと、前記磁性体コアに巻回されたコイルとを有する発電素子とを含み、
前記磁石部と前記発電素子とは、前記高電圧電気機器の振動によって相対変位が生じるように前記高電圧電気機器に取り付けられており、
前記相対変位に基づく磁界の変化によって、前記発電素子の前記コイルに電圧が発生する、請求項２に記載の部分放電センサ。
【請求項４】
前記発電素子において、前記磁性体コアは、大バルクハウゼン効果を生じる１本以上の複合磁気ワイヤを含む、請求項３に記載の部分放電センサ。
【請求項５】
前記発電素子は、前記磁性体コアの長手方向における両端に設けられ、軟磁性体である集磁体をさらに有し、
前記磁性体コアおよび前記集磁体は、一体でボビン形状を有する、請求項３または４に記載の部分放電センサ。
【請求項６】
前記磁石部は、前記高電圧電気機器にバネを介して取り付けられ、
前記高電圧電気機器の振動によって、前記バネおよび前記磁石部がともに共振するように、前記バネのバネ定数および前記磁石部の自重が決定される、請求項３に記載の部分放電センサ。
【請求項７】
前記磁石部は、第１磁石と、第２磁石とを含み、
前記第１磁石および前記第２磁石は、互いの磁極が逆向きで、かつ、各々から生じた磁力線が前記磁性体コアに沿って前記発電素子を貫通するように着磁され、
前記磁石部は、前記第１磁石および前記第２磁石の各々の着磁面が前記相対変位の方向に対応して並ぶように、前記第１磁石および前記第２磁石を固定する磁性体ヨークをさらに含む、請求項５に記載の部分放電センサ。
【請求項８】
前記集磁体の前記相対変位の方向における幅は、前記集磁体に対向する前記磁石部の着磁面の前記相対変位の方向における幅の６割から８割の長さである、請求項７に記載の部分放電センサ。
【請求項９】
前記磁石部は、前記第１磁石と前記第２磁石との間に非磁性の間隙を有し、
前記間隙は、前記集磁体の前記相対変位の方向における幅以上である、請求項７に記載の部分放電センサ。
【請求項１０】
前記磁石部は、前記バネの振動の中心軸に対して前記発電素子と反対側に設置された重りをさらに含み、
前記磁石部の重心は、前記中心軸よりも前記重り側の位置にある、請求項６に記載の部分放電センサ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、部分放電センサに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
国際公開第２０１５／１９０２６０号（特許文献１）には、高電圧電気機器の内部に発生する部分放電を検出して絶縁劣化の有無を診断する部分放電診断システムが開示されている。この部分放電診断システムは、部分放電アンテナと、部分放電アンテナからの放電信号を検出する部分放電検出回路とを備える。部分放電検出回路には、回路駆動電圧を供給するための電池が搭載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１５／１９０２６０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の部分放電診断システムでは、部分放電検出回路の動作時間を長くするためには、大容量の電池が必要となり、装置寸法が大型化するという問題がある。
【０００５】
また、部分放電検出回路は、通常、高電圧電気機器が設置される高電圧環境下に設置されるため、電池の点検および交換などのメンテナンスが困難となるという問題がある。そのため、電力寿命が有限である電池は、部分放電検出回路の電源として必ずしも実用的でないことが懸念される。
【０００６】
本開示は、このような課題を解決するためになされたものであり、本開示の第１の目的は、小型の部分放電センサを提供することである。本開示の第２の目的は、実用的に常設可能な部分放電センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に従う部分放電センサは、高電圧電気機器の部分放電を監視するための部分放電センサであって、部分放電によって放射される電磁波を受信するアンテナと、アンテナが受信した電磁波を検波する検出器と、高電圧電気機器の周囲のエネルギーを利用して自己発電を行い、発電した電力を検出器に供給する自己発電装置とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、実用的な常設型の部分放電センサを提供することができる。また、本開示によれば、小型の部分放電センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施の形態１に従う部分放電センサの全体構成を示す図である。
自己発電装置の構成例を示すブロック図である。
発電モジュールの構成例を示す斜視図である。
発電素子の構成例を示す図である。
発電素子の別の構成例を示す図である。
発電素子における磁力線の流れを説明する図である。
第１磁石および第２磁石の変位方向と、発電素子の集磁体との位置関係を示した図である。
ギャップが０．５ｍｍ，１ｍｍ，２ｍｍの場合の磁石部の磁束密度の波形の一例を示す図である。
コイルに生じる電圧の波形の一例を示す図である。
実施の形態２に従う発電モジュールの構成を示す斜視図である。
実施の形態２の変形例に従う発電モジュールの構成を示す斜視図である。
実施の形態３に従う発電モジュールの構成を示す斜視図である。
実施の形態３に従う発電モジュールの構成を示す図である。
実施の形態３の変形例に従う発電モジュールの構成を示す図である。
実施の形態４に従う発電モジュールの構成を示す斜視図である。
実施の形態５に従う発電モジュールの構成を示す斜視図である。
実施の形態５に従う発電モジュールの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、図中の同一または相当部分について同一符号を付して、その説明は原則的に繰り返さないものとする。
（【００１１】以降は省略されています）

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