特許 7697237 センサ及び部分放電測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-06-16

(45)【発行日】2025-06-24

(54)【発明の名称】センサ及び部分放電測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/12 20200101AFI20250617BHJP

【ＦＩ】

G01R31/12 A

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2021046164

(22)【出願日】2021-03-19

(65)【公開番号】P2022144952

(43)【公開日】2022-10-03

【審査請求日】2024-02-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】余 増強

(72)【発明者】

【氏名】華表 宏隆

【審査官】永井 皓喜

(56)【参考文献】

【文献】特表２００３－５０８７９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０３０５４１６０（ＣＮ，Ｕ）

【文献】韓国登録特許第１０－２１９２６０９（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】特開２０１９－２１１２３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１３４１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２８５７６１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開昭６１－１７３６１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５９－４９９７０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１１－１４９８９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２８２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１３４１３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２０６７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－５７２９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ３１／１２

Ｇ０１Ｒ ３１／５０

Ｇ０１Ｒ ３１／０８

Ｇ０１Ｒ ２９／００

Ｈ０２Ｂ １／００

Ｈ０２Ｂ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属壁の内側で発生する部分放電によって前記金属壁に流れる電流を検出するセンサであって、
前記金属壁の外面に近接することで前記外面との間に静電容量を形成する電極と、
前記電極に電気的に接続されたコネクタと、
前記電極が前記金属壁の外面に近接するように、前記センサを前記金属壁の外面に着脱自在に取り付ける取り付け具と、
前記静電容量を調節する調節機構と、
誘電体と、
前記電極を収容する導電性のケースと、を備え、
前記ケースと前記電極は、前記誘電体によって電気的に絶縁され、
前記取り付け具は、前記誘電体が前記電極と前記金属壁の外面との間に介在するように、前記センサを前記金属壁の外面に着脱自在に取り付ける、センサ。

【請求項2】

前記誘電体は、前記センサの底壁を形成する、請求項１に記載のセンサ。

【請求項3】

前記誘電体は、前記底壁を形成する板状部材である、請求項２に記載のセンサ。

【請求項4】

前記誘電体は、前記センサの筐体の一部である、請求項１に記載のセンサ。

【請求項5】

金属壁の内側で発生する部分放電によって前記金属壁に流れる電流を検出するセンサであって、
前記金属壁の外面に近接することで前記外面との間に静電容量を形成する電極と、
前記電極に電気的に接続されたコネクタと、
前記電極が前記金属壁の外面に近接するように、前記センサを前記金属壁の外面に着脱自在に取り付ける取り付け具と、
前記静電容量を調節する調節機構と、
誘電体である基板と、を備え、
前記取り付け具は、前記誘電体が前記電極と前記金属壁の外面との間に介在するように、前記センサを前記金属壁の外面に着脱自在に取り付ける、センサ。

【請求項6】

前記取り付け具は、前記誘電体が前記金属壁の外面に接触するように、前記センサを前記金属壁の外面に着脱自在に取り付ける、請求項１から５のいずれか一項に記載のセンサ。

【請求項7】

前記電極は、前記誘電体に接触する、請求項１から６のいずれか一項に記載のセンサ。

【請求項8】

前記電極は、前記誘電体の上面に接触する、請求項７に記載のセンサ。

【請求項9】

前記ケースは、シールドケースとして機能する、請求項１に記載のセンサ。

【請求項10】

前記ケースは、前記コネクタを支持する、請求項１に記載のセンサ。

【請求項11】

前記調節機構は、前記電極が前記外面に対向する面積を変更することで、前記静電容量を調節する、請求項１から１０のいずれか一項に記載のセンサ。

【請求項12】

前記電極は、第１電極と第２電極を含み、
前記調節機構は、前記第１電極と前記第２電極のうち少なくとも一方の可動電極を動かすことで、前記第１電極と前記第２電極が前記外面に対向する面積を変更し、前記静電容量を調節する、請求項１１に記載のセンサ。

【請求項13】

金属壁の内側で発生する部分放電によって前記金属壁に流れる電流を検出するセンサであって、
前記金属壁の外面に近接することで前記外面との間に静電容量を形成する電極と、
前記電極に電気的に接続されたコネクタと、
前記電極が前記金属壁の外面に近接するように、前記センサを前記金属壁の外面に着脱自在に取り付ける取り付け具と、
前記静電容量を調節する調節機構と、を備え、
前記電極は、第１電極と第２電極を含み、
前記調節機構は、前記第１電極と前記第２電極のうち少なくとも一方の可動電極を回転させる回転軸を有し、前記回転軸を回転させることで、前記第１電極と前記第２電極が前記外面に対向する面積を変更し、前記静電容量を調節する、センサ。

【請求項14】

金属壁の内側で発生する部分放電によって前記金属壁に流れる電流を検出するセンサであって、
前記金属壁の外面に近接することで前記外面との間に静電容量を形成する電極と、
前記電極に電気的に接続されたコネクタと、
前記電極が前記金属壁の外面に近接するように、前記センサを前記金属壁の外面に着脱自在に取り付ける取り付け具と、
前記静電容量を調節する調節機構と、を備え、
前記電極は、第１電極と第２電極を含み、
前記第１電極と前記第２電極のうち少なくとも一方は、可動電極であり、
前記調節機構は、前記第１電極と前記第２電極とを重複させることで、前記第１電極と前記第２電極が前記外面に対向する面積を変更し、前記静電容量を調節する、センサ。

【請求項15】

前記第１電極は、固定電極であり、
前記第２電極は、可動電極である、請求項１２から１４のいずれか一項に記載のセンサ。

【請求項16】

前記電極は、複数の部分電極を含み、
前記調節機構は、前記複数の部分電極の間の導通と非導通とを切り替える少なくとも一つのスイッチ素子を有し、前記スイッチ素子のオン又はオフによって、前記複数の部分電極が前記外面に対向する有効面積を変更し、前記静電容量を調節する、請求項１１に記載のセンサ。

【請求項17】

前記調節機構は、前記電極が前記外面に対向する距離を変更することで、前記静電容量を調節する、請求項１から１０のいずれか一項に記載のセンサ。

【請求項18】

前記調節機構は、前記電極を動かすことで、前記距離を変更する、請求項１７に記載のセンサ。

【請求項19】

前記調節機構は、前記電極に固定された棒を有し、前記棒を移動させること前記電極を動かす移動機構を有する、請求項１８に記載のセンサ。

【請求項20】

請求項１から１９のいずれか一項に記載のセンサと、
前記コネクタから出力されるセンサ信号に基づいて、前記部分放電を測定する測定器と、を備える、部分放電測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、センサ及び部分放電測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

金属筐体に囲まれた高電圧電力機器（例えば、変圧器、遮断器、配電盤など）では、その内部で電界が局所的に集中し、部分放電が発生することがある。部分放電が発生し続けると、絶縁破壊に至るおそれがあるため、絶縁破壊の前駆現象として発生する部分放電を測定する技術が求められている。

【0003】

部分放電とは、機器内部において、電界ストレスの集中などの原因で局部に発生する微小な放電である。部分放電が周囲の絶縁構造の腐食を進行させ、機器の絶縁性能が低下し、絶縁破壊に至るおそれがある。

【0004】

このような部分放電を測定する技術として、電力機器の容器の壁面に容量センサを取り付けて、壁面の電位を測定することによって、容器内で発生する部分放電を測定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この容量センサは、電力機器の容器の壁面との間に静電容量を形成する対向電極と、対向電極と接地電位部との間に接続されるインピーダンス素子とを備える。容器内で発生する部分放電によって壁面に流れるパルス電流が上記の静電容量を経由してインピーダンス素子に流れると、インピーダンス素子の両端にパルス電圧が発生する。従来の測定方法は、このパルス電圧を測定することで、容器内で発生する部分放電を測定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１１－１４９８９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

金属壁の内側で発生する部分放電によって金属壁に流れる電流（以下、 "部分放電信号"ともいう）に、何らかのノイズが重畳する場合がある。部分放電信号に重畳するノイズの周波数がセンサの検出帯域に含まれていると、部分放電信号とノイズとの比（ＳＮ比）が低下するので、部分放電信号の検出精度が低下する。

【0007】

本開示は、部分放電信号を高ＳＮ比で検出可能なセンサ及び当該センサを備える部分放電測定装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示は、
金属壁の内側で発生する部分放電によって前記金属壁に流れる電流を検出するセンサであって、
前記金属壁の外面に近接することで前記外面との間に静電容量を形成する電極と、
前記電極に電気的に接続されたコネクタと、
前記電極が前記金属壁の外面に近接するように、前記センサを前記金属壁の外面に着脱自在に取り付ける取り付け具と、
前記静電容量を調節する調節機構と、を備える、センサを提供する。

【0009】

また、本開示は、当該センサと、前記コネクタから出力されるセンサ信号に基づいて、前記部分放電を測定する測定器と、を備える、部分放電測定装置を提供する。

【発明の効果】

【0010】

本開示の技術によれば、金属壁の内側で発生する部分放電によって金属壁に流れる電流（部分放電信号）を高ＳＮ比で検出できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】一実施形態に係る部分放電測定装置の構成例を示す図である。

【図2】静電容量の調節によるセンサの検出帯域の調整を説明するための図である。

【図3】第１実施形態に係るセンサの構成例を示す断面図である。

【図4】第１実施形態に係るセンサにおける静電容量の調節機構の構成例を示す図である。

【図5】調節機構における静電容量の調節動作を例示する図である。

【図6】可動電極の回転角度と静電容量との関係を例示する図である。

【図7】第２実施形態に係るセンサの構成例を示す断面図である。

【図8】各スイッチ素子状態における複数のスイッチ素子のオン又はオフの組み合わせを例示する図である。

【図9】各スイッチ素子状態と静電容量との関係を例示する図である。

【図10】第３実施形態に係るセンサの構成例を示す断面図である。

【図11】第３実施形態に係るセンサにおける静電容量の調節機構の動作例を示す図である。

【図12】電極と誘電体との距離と、静電容量との関係を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照して説明する。

【0013】

図１は、一実施形態に係る部分放電測定装置の構成例を示す図である。図１に示す部分放電測定装置１００は、接地された金属筐体に囲まれた高電圧機器１１の内部の発生源１２で発生する部分放電を測定する装置である。部分放電測定装置１００は、部分放電によって金属筐体の表面に流れるパルス電流等の部分放電信号を検出するセンサ１７と、センサ１７から出力されるセンサ信号に基づいて、その部分放電の大きさ等を測定する測定器１８と、を備える。

【0014】

高電圧機器１１は、高電圧電源１４にリード線１５を介して電気的に接続されるブッシング１３を有する。ブッシング１３は、高電圧電源１４から供給される高電圧ＨＶを高電圧機器１１に導入する高電圧導入部の一例である。高電圧機器１１は、ブッシング１３を介して導入された高電圧ＨＶが印加される内部導体を有する。高電圧機器１１は、高電力を扱う電力機器であり、その具体例として、配電盤、変圧器、遮断器などが挙げられる。高電圧機器１１は、これらの具体例に限られない。

【0015】

高電圧機器１１は、金属壁１を有する。金属壁１は、高電圧機器１１の金属筐体の一部である。金属壁１は、金属筐体の壁に限られず、金属扉の壁などでもよい。金属壁１は、誘電体の塗装膜を有してもよい。

【0016】

センサ１７は、接地された金属壁１の外面１ａに取り付けて使用される検出装置である。センサ１７は、金属壁１の内側で発生する部分放電によって金属壁１に流れるパルス電流等の部分放電信号を静電結合方式で検出し、その検出結果を表すセンサ信号を測定器１８に出力する。センサ１７は、ＴＥＶ（Transient Earth Voltage）センサとも称される。センサ１７の取り付け場所は、金属壁１の外面１ａ上の任意の場所でよい。

【0017】

センサ１７は、金属壁１の外面１ａに近接することで外面１ａとの間に静電容量Ｃを形成する電極３と、電極３に電気的に接続されたコネクタ５と、電極３が金属壁１の外面１ａに近接するように、センサ１７を金属壁１の外面１ａに磁石等で着脱自在に取り付ける取り付け具４０とを備える。外面１ａと電極３との間に介在する誘電体は、樹脂等の固体でも、空気等の気体でもよい。固体と気体の両方の誘電体が介在してもよい（例えば、外面１ａと電極３との間の少なくとも一方と固体の誘電体との間に隙間がある場合など）。

【0018】

センサ１７は、部分放電によって金属壁１に流れるパルス電流等の部分放電信号を静電容量Ｃにより検出し、静電容量Ｃにより検出された部分放電信号をコネクタ５からセンサ信号として測定器１８に出力する。

【0019】

測定器１８は、センサ１７のコネクタ５から出力されたセンサ信号に基づいて、金属壁１の内側で発生した部分放電の大きさ等を測定する。測定器１８は、部分放電の大きさ等の測定結果を外部に出力する。これにより、ユーザは、その測定結果を把握できる。測定器１８は、例えば、所定のレベルを超えるセンサ信号が所定の回数以上検知された場合、部分放電による劣化を知らせるアラームを出力してもよい。これにより、ユーザは、実際に絶縁破壊が発生する前に、部品交換などの予防措置を講ずることができる。測定器１８は、データロガーやオシロスコープなどの測定器自体でもよいし、測定器を備える制御機器でもよい。

【0020】

測定器１８は、例えば、メモリとプロセッサ（例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit））を有する。測定器１８の機能は、メモリに記憶されたプログラムによって、プロセッサが動作することにより実現される。

【0021】

ところで、金属壁１を伝搬する部分放電信号には、発生源１２から接地線１６を経由して金属壁１に流れる低周波成分（例えば、１００ＭＨｚ未満）の接地電流と、発生源１２から放射された電磁波等に由来する高周波成分（例えば、１００ＭＨｚ以上）の電流とが含まれている。また、高電圧機器１１が稼働する現場では、放送波、インバータサージ、開閉サージなどの環境ノイズが発生することがある。このような環境ノイズは、低周波成分（例えば、数１０ＭＨｚ以下）のノイズ電流を金属壁１に誘起させる。

【0022】

そのため、図２に示すように、数１０ＭＨｚ以下の周波数帯域では、ノイズ電流等の環境ノイズが部分放電信号に重畳していることがある。部分放電信号に重畳する環境ノイズの周波数がセンサの検出帯域に含まれていると、センサは、部分放電信号に重畳した環境ノイズも検出し、ＳＮ比が低下してしまう。

【0023】

図１に示す本実施形態に係るセンサ１７は、静電容量Ｃを自動又は手動により調節する調節機構１９を備える。調節機構１９は、例えば、電極３が外面１ａと対向する面積Ｓと、電極３と外面１ａとの間の誘電体の厚さｄ（電極３と外面１ａとの距離）と、当該誘電体の誘電率εとのうち、少なくとも一つを変更することで、静電容量Ｃを調節する。

【0024】

調節機構１９は、静電容量Ｃを減少させることで、センサ１７の検出帯域を、環境ノイズの周波数を含む低周波領域よりも高い周波数帯域に調整できる（図２参照）。これにより、センサ１７は、部分放電信号を高ＳＮ比で検出できる。その結果、センサ１７による部分放電信号の検出の精度が向上するとともに、測定器１８による部分放電の測定の精度が向上する。

【0025】

調節機構１９は、静電容量Ｃを調整することで、外面１ａとコネクタ５との間を電気的に結ぶ信号線のインダクタンスを調整する不図示の機構に比べて、センサ１７の検出帯域を高周波数側に調整する範囲が広くなる。外面１ａとコネクタ５との間を電気的に結ぶ信号線のインダクタンスを調整する機構では、調整のためのインダクタンスが増大するので、センサの検出帯域を高周波領域側にシフトすることが難しい。これに対し、センサ１７は、静電容量Ｃを調節する調節機構１９を備えるので、環境ノイズの周波数を含む低周波領域を避けて、高周波の部分放電信号を高ＳＮ比で抽出できる。

【0026】

次に、センサ１７のいくつかの実施形態について説明する。

【0027】

図３は、第１実施形態に係るセンサの構成例を示す断面図である。図３に示すセンサ１７Ａは、上記のセンサ１７の一例である。センサ１７Ａは、接地された金属壁１の外面１ａに取り付けて、金属壁１の内側（外面１ａとは反対側）で発生する部分放電によって金属壁１に生じる部分放電信号を検出する。

【0028】

センサ１７Ａは、電極３、コネクタ５、ケース２、磁石８、誘電体７及び調節機構１９Ａを備える。

【0029】

電極３は、金属壁１の外面１ａに近接することで外面１ａとの間に静電容量Ｃを形成する。電極３は、例えば、平板状の導体である。

【0030】

コネクタ５は、電極３に電気的に接続され、この例では、導線６を介して電極３に電気的に接続される。コネクタ５は、例えば、同軸ケーブルの一端が接続され、同軸ケーブルの他端は、上記の測定器１８（図１）に接続される。同軸ケーブルの信号線は、導線６を介して電極３に電気的に接続され、同軸ケーブルのシールド線は、ケース２に電気的に接続される。

【0031】

ケース２は、電極３及び導線６を収容し、コネクタ５を支持する導電性の容器である。ケース２は、外来ノイズを抑制するシールドケースとして機能する。

【0032】

誘電体７は、センサ１７Ａの底壁を形成する板状部材である。誘電体７は、センサ１７Ａの筐体の一部でもよいし、ケース２に組み付けられた基板でもよい。電極３は、誘電体７の上面に接触する。これにより、静電容量Ｃのばらつきが抑えられるので、部分放電信号の検出精度が向上する。また、ケース２と電極３は、誘電体７によって電気的に絶縁されているので、電極３を通る部分放電信号がケース２に回り込むことを誘電体７により防止できる。

【0033】

磁石８は、上記の取り付け具４０（図１）の一例である。磁石８は、誘電体７が電極３と外面１ａとの間に介在するように、センサ１７Ａを外面１ａに着脱自在に取り付ける。これにより、外面１ａと電極３との間の誘電体が空気等の気体である形態に比べて、静電容量Ｃのばらつきが抑えられるので、部分放電信号の検出精度が向上する。

【0034】

磁石８は、誘電体７が金属壁１の外面１ａに接触するように、センサ１７Ａを金属壁１の外面１ａに着脱自在に取り付ける。誘電体７と外面１ａとの接触により、静電容量Ｃのばらつきが抑えられるので、部分放電信号の検出精度が向上する。

【0035】

図３に示す例では、センサ１７Ａを金属壁1に取り付けるため、磁石８は、センサ１７Ａの誘電体７に開けられた穴に埋められている。誘電体７に開けられた穴は、誘電体７を貫通しもよいし、誘電体７を貫通しないように底部を有してもよい。磁石８の位置が穴の底部で固定されるため、磁石８の取り付けが容易になる。

【0036】

図３に示す例では、センサ１７Ａは、磁石８の吸引力を利用して金属壁１の外面１ａに付着し、誘電体７の底面は、外面１ａと接触する。誘電体７の上面は、電極３と接触する。つまり、電極３と外面１ａとの間に誘電体７が介在するコンデンサ構造が得られる。センサ１７Ａは、このコンデンサ構造によって部分放電信号を検出し、検出した部分放電信号を導線６及びコネクタ５を介して測定器１８へ伝送する。

【0037】

調節機構１９Ａは、静電容量Ｃを調節する上記の調節機構１９（図１）の一例である。調節機構１９Ａは、電極３が誘電体７を介して外面１ａに対向する面積Ｓを変更し、静電容量Ｃを調節する。図３に示す例では、電極３は、固定電極９と可動電極１０を含む。固定電極９は、第１電極の一例であり、可動電極１０は、第２電極の一例である。

【0038】

図４は、調節機構１９Ａの構成例を示す図である。図４（ａ）は、調節機構１９Ａを平面視で示す模式図である。図４（ｂ）は、調節機構１９Ａを側面視で示す模式図である。調節機構１９Ａは、可動電極１０を動かすことで、固定電極９と可動電極１０が誘電体７を介して金属壁１の外面１ａに対向する面積Ｓを変更し、静電容量Ｃを調節する。

【0039】

この例では、調節機構１９Ａは、可動電極１０を回転させる回転軸４を有する。調節機構１９Ａは、回転軸４を手動又はモータにより回転させることで、可動電極１０を回転させる。調節機構１９Ａは、可動電極１０を回転させることで、固定電極９と可動電極１０が誘電体７を介して金属壁１の外面１ａに対向する面積Ｓを変更し、静電容量Ｃを調節する。

【0040】

調節機構１９Ａは、固定電極９及び可動電極１０の平面視で、固定電極９と可動電極１０を重複させることで、固定電極９と可動電極１０が誘電体７を介して金属壁１の外面１ａに対向する面積Ｓを変更し、静電容量Ｃを調節する。固定電極９と可動電極１０を重複させることで、調節機構１９Ａを小型化できる。

【0041】

固定電極９は、誘電体７の上面に接着剤などで固定されている。固定電極９と可動電極１０は、同じ半円形状であり、回転軸４は、接着剤などで可動電極１０の直径中心部に固定されている。導線６は、半田等で固定電極９に固定され、例えば図５に示すように、固定電極９の外縁部に固定されている。

【0042】

図５は、調節機構における静電容量の調節動作を例示する図である。センサ１７Ａの外部に突出する回転軸４を平面視で時計方向に回すと、電極３の有効面積を変化させることができ、上記のコンデンサ構造の静電容量Ｃを調整することが可能である。

【0043】

固定電極９及び可動電極１０の平面視での形状を半円とし、その半円の面積をＳ_１とする場合、回転軸４が約１８０°回転することで、電極３の有効面積が約２×Ｓ_１になる。これにより、上記コンデンサ構造の静電容量Ｃが２倍になり、センサ１７の信号検出帯域の調整が可能になる。なお、固定電極９と可動電極１０の形状は、半円に限られない。

【0044】

図６は、可動電極１０の回転角度と静電容量Ｃとの関係を例示する図である。調節機構１９Ａは、可動電極１０の回転角度を増やすことで、電極３の有効面積が広くなるので、静電容量Ｃが増大する。

【0045】

なお、調節機構１９Ａは、一対の電極のうち、一方の電極（この例では、可動電極１０）を動かすことで静電容量Ｃを調節するが、両方の電極を動かすことで静電容量Ｃを調節してもよい。

【0046】

図７は、第２実施形態に係るセンサの構成例を示す断面図である。図７に示すセンサ１７Ｂは、上記のセンサ１７の一例である。センサ１７Ｂは、接地された金属壁１の外面１ａに取り付けて、金属壁１の内側（外面１ａとは反対側）で発生する部分放電によって金属壁１に生じる部分放電信号を検出する。第２実施形態において、上述の実施形態と同様の構成についての説明は、上述の説明を援用することで省略する。

【0047】

センサ１７Ｂは、電極３、コネクタ５、ケース２、磁石８、誘電体７及び調節機構１９Ｂを備える。

【0048】

調節機構１９Ｂは、静電容量Ｃを調節する上記の調節機構１９（図１）の一例である。調節機構１９Ａは、電極３が誘電体７を介して外面１ａに対向する有効面積Ｓを変更することで、静電容量Ｃを調節する。図７に示す例では、電極３は、複数の部分電極３１～３５を含む。

【0049】

複数の部分電極３１～３６は、互いに間隔を空けて接触しない状態で、誘電体７の上面に接着剤などで固定されている。図７に示す例では、電極３は、６個の同一形状の部分電極３１～３６を含む。部分電極の個数は、複数であればよく、６個に限られない。

【0050】

調節機構１９Ｂは、複数の部分電極３１～３６の間の導通と非導通とを切り替える少なくとも一つのスイッチ素子（この例では、部分電極３１～３６の個数よりも一つ少ない５つのスイッチ素子２１～２５）を有する。調節機構１９Ｂは、複数のスイッチ素子２１～２５のそれぞれをオン又はオフにすることによって、複数の部分電極３１～３６が誘電体７を介して外面１ａに対向する有効面積Ｓを変更し、静電容量Ｃを調節する。

【0051】

この例では、導線６とスイッチ素子２１～２５を介して、複数の部分電極３１～３６のうち隣接する部分電極同士を並列に接続する。スイッチ素子２１～２５は、ケース２に設けられ、手動又は不図示の駆動回路により独立にオン又はオフされる。

【0052】

図８は、各スイッチ素子状態Ｓ１～Ｓ６における複数のスイッチ素子２１～２５のオン又はオフの組み合わせを例示する図である。図９は、各スイッチ素子状態Ｓ１～Ｓ６と静電容量Ｃとの関係を例示する図である。スイッチ素子２１～２５が全てオフ状態の場合、センサ１７Ｂの有効面積Ｓは、１個の部分電極３１の面積ｓ_１になる。全てオフ状態のスイッチ素子２１～２５を昇順にオンすると、有効面積Ｓは、ｓ_１ずつ拡大し、静電容量Ｃが増加する。全てオン状態のスイッチ素子２１～２５を降順にオフすると、有効面積Ｓは、ｓ_１ずつ縮小し、静電容量Ｃが減少する。

【0053】

図１０は、第３実施形態に係るセンサの構成例を示す断面図である。図１０に示すセンサ１７Ｃは、上記のセンサ１７の一例である。センサ１７Ｃは、接地された金属壁１の外面１ａに取り付けて、金属壁１の内側（外面１ａとは反対側）で発生する部分放電によって金属壁１に生じる部分放電信号を検出する。第３実施形態において、上述の実施形態と同様の構成についての説明は、上述の説明を援用することで省略する。

【0054】

センサ１７Ｃは、電極３、コネクタ５、ケース２、磁石８、誘電体７及び調節機構１９Ｃを備える。

【0055】

調節機構１９Ｃは、静電容量Ｃを調節する上記の調節機構１９（図１）の一例である。調節機構１９Ｃは、電極３が誘電体７を介して外面１ａに対向する距離ｄを変更することで、静電容量Ｃを調節する。例えば、調節機構１９Ｃは、電極３を動かすことで、距離ｄを変更する。

【0056】

図１０に示す例では、調節機構１９Ｃは、距離ｄが変化する方向に電極３を動かす移動機構４３を有する。移動機構４３は、距離ｄが変化する方向に移動する棒４２と、棒４２を支える支持部４４と、棒４２を支持部４４に固定するねじ４１とを有する。棒４２は、誘電体７からの電極３の高さを調整するための部材である。棒４２の先端部は、電極３の主面に接着剤等で固定されている。支持部４４は、ケース２の外側に固定された筒状部である。ケース２を貫通した棒４２の中間部は、筒状の支持部４４の中空部を貫通し、支持部４４の側面から中空部に向けて進入するねじ４１によって支持部４４の内壁に固定される。ねじ４１を緩めることで、距離ｄが変化する方向に棒４２は移動可能となる。棒４２が上下方向に移動することで、距離ｄは変化する。

【0057】

調節機構１９Ｃは、ねじ４１が緩んだ状態で、棒４２を手動又はモータにより上下方向に移動させることで、電極３を上下方向に移動させる（図１１参照）。調節機構１９Ｃは、電極３を上下方向に移動させることで、電極３と誘電体７との距離ｄ１を変更し、静電容量Ｃを調節する。調節機構１９Ｃは、目標の静電容量Ｃが得られる距離ｄ（距離ｄ１）の状態で棒４２の上下移動を止め、ねじ４１が締まることで棒４２を支持部４４に固定する。

【0058】

図１２は、距離ｄ１と静電容量Ｃとの関係を例示する図である。距離ｄ１が長くなるほど、電極３と外面１ａとの距離ｄが長くなるので、静電容量Ｃは、減少する。

【0059】

以上、実施形態を説明したが、本開示の技術は上記の実施形態に限定されない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が可能である。

【符号の説明】

【0060】

１ 金属壁
１ａ 外面
２ ケース
３ 電極
４ 回転軸
５ コネクタ
６ 導線
７ 誘電体
８ 磁石
９ 固定電極
１０ 可動電極
１１ 高電圧機器
１２ 発生源
１３ ブッシング
１４ 高電圧電源
１５ リード線
１６ 接地線
１７，１７Ｂ，１７Ｃ センサ
１８ 測定器
１９，１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ 調節機構
２１，２２，２３，２４，２５ スイッチ素子
３１，３２，３３，３４，３５ 部分電極
４０ 取り付け具
４１ ねじ
４２ 棒
４３ 移動機構
４４ 支持部
１００ 部分放電測定装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】