CN101561472B

CN101561472B - 局部放电检测方法

Info

Publication number: CN101561472B
Application number: CN 200910007700
Authority: CN
Inventors: 柳川裕之; 东盛刚; 浦野幸治
Original assignee: Zhiyou Photoelectric Technology Development Co Ltd; Japan Electric Wire & Cable Co Ltd
Current assignee: Zhiyou Photoelectric Technology Development Co., Ltd.; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2008-04-18
Filing date: 2009-03-03
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2029-03-03
Also published as: SG156567A1; TW200944808A; JP4949314B2; CN101561472A; TWI409473B; JP2009258011A

Abstract

本发明提供一种局部放电检测方法，其对局部放电信号具有良好的检测灵敏度。在通过绝缘筒(14)连接的金属铠装(13A)和(13B)之间设置了具有容性阻抗(20)的低阻抗的旁路导线(21)作为传感回路，并利用高频变流器(30)检测流入该旁路导线(21)的局部放电电流，所以可以容易地将局部放电信号从商用频率电流中分离，而且，由空间辐射或传输而来的外来噪声不容易与局部放电信号重叠，所以，可以提高检测灵敏度。

Description

局部放电检测方法

技术领域

本发明涉及局部放电检测方法。

背景技术

以往，作为检测在高电压电力设备中产生的局部放电的局部放电检测方法，例如，有如下的方法：在电力电缆的表面设置箔电极，使用检测阻抗检测通过该箔电极耦合到电力电缆的外部的局部放电脉冲电流(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开平7-174809号公报

但是，根据以往的局部放电检测方法，存在如下的问题：当检测到局部放电时，由于使用高阻抗的检测器，由空间辐射或传输而来的外来噪声很容易叠加到局部放电信号中，由此，使局部放电信号的检测灵敏度降低。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种对局部放电信号具有优异的检测灵敏度的局部放电检测方法。

本发明为了实现上述的目的，提供具有如下特征的局部放电检测方法：在检测对象的外部设置检测用闭合传感回路，该检测用闭合传感回路具有容性阻抗，该检测用闭合传感回路相对于商用频率的阻抗很大，而在局部放电的频段的阻抗则很小，因而利用高频变流器检测流经所述检测用闭合传感回路的局部放电电流。

或上述局部放电检测方法中，也可以通过电容器将由检测对象的外表或外周设置的绝缘筒所分割的铠装之间连接，形成可以通过局部放电电流的检测用闭合传感回路。另外，也可以使用箔电极和构成检测对象的绝缘护套物的一部分来形成电容器。进而，也可以在检测对象和接地之间设置检测用闭合传感回路。另外，也可以在检测对象和设备外壳之间设置检测用闭合传感回路。另外，也可以通过电容器将多个检测对象连接来形成检测用闭合传感回路。

根据本发明的局部放电检测方法，可以提高局部放电信号的检测灵敏度。

附图说明

图1是表示用于进行本发明的第1实施方式的局部放电检测的结构图。

图2是表示用于进行本发明的第2实施方式的局部放电检测的结构图。

图3是表示用于进行本发明的第3实施方式的局部放电检测的结构图。

图4是局部地表示在金属铠装和接地之间设置接地线的电力电缆的图。

图5是表示用于进行本发明的第4实施方式的局部放电检测的结构图。

图6是表示用于进行本发明的第5实施方式的局部放电检测的结构图。

图7是表示用于进行本发明的第6实施方式的局部放电检测的结构图。

图中：10-电力电缆；11-导体；12-绝缘体；13、13A、13B、130A、130B、131A、131B-金属铠装；13a-连接法兰；14、14A、14B-绝缘筒；15-套管；16-设备外壳；17、17A、17B-绝缘；18A、18B-基部；19-连接线；20-电容器；21、21A、21B-旁路导线；22-短路连接线；30-高频变流器；31-箔电极；40、42、43、44-引线；41-光纤；51-局部放电检测装置(PDM)；52-手提电脑(PC)；53-频谱分析仪(SPEC)；54-示波器(OSC)；132-螺栓；133-螺母；170-上部金属部件；171-上部金属部件。

具体实施方式

(第1实施方式)

第1实施方式，在作为检测对象的电力电缆10的外部连接具有电容器20的旁路导线21，使流经旁路导线21所形成的传感回路21的局部放电电流通过高频变流器30，从而检测出局部放电信号。

电力电缆10具有导体11、绝缘体12、设置在绝缘体12的外周的金属铠装13A、13B、以及具有金属铠装13A、13B并在金属铠装13A、13B的一部分外周设置使其绝缘的绝缘筒14。

另外，作为从电力电缆10检测出局部放电信号的元件，具有：高频变流器30，其可拆装地设置于旁路导线21；电光转换部(E/O)50，其通过引线40与高频变流器30连接；局部放电信号处理装置(PDM)51，其通过光纤41与电光转换部(E/O)50连接，来检测局部放电信号；手提电脑(PC)52，其通过信号线42与局部放电信号处理装置(PDM)51连接；频谱分析仪(SPEC)，其通过信号线43与局部放电信号处理装置(PDM)51连接；示波器(OSC)54，其通过信号线44与局部放电信号处理装置(PDM)51连接，从而可同时观测局部放电的频率成分和放电波形。

旁路导线21，在金属铠装13A和金属铠装13B之间具有两个电容器20，通过未图示的各个箔电极固定于金属铠装13A和金属铠装13B的表面，由此形成低阻抗的检测用闭合传感回路。在第1实施方式中，检测用闭合传感回路为导体11-绝缘体12-金属铠装13A-旁路导线21-电容器20-旁路导线21-高频变流器30-旁路导线21-电容器20-旁路导线21-金属铠装13B-绝缘体12-导体11。这里，优选使用电容分别为500pF以上的电容器20。此外，也可以用图示的2个以外的数量的电容器来构成。

一般地，在使用箔电极和检测阻抗检测出局部放电的情况下，为了得到阻抗匹配，广泛地使用500Ω到1KΩ左右的检测阻抗，通过检测在检测阻抗的两端产生的电压来进行局部放电检测。在使用这样的检测阻抗的局部放电检测中，对于基于局部放电的高频信号实质上为与开路状态相同的高阻抗。

第1实施方式的旁路导线21，通过箔电极分别固定于金属铠装13A和金属铠装13B的表面，并且具有电容器20，由此相对商用频率(50Hz～60Hz)为高阻抗，而相对局部放电的频段(100kHz～100MHz)的高频信号是低阻抗。

下面，对第1实施方式的局部放电检测动作进行说明。若在电力电缆10的外周所设置的绝缘筒14附近发生了局部放电，则脉冲状的局部放电电流从金属铠装13A流到具有电容器20的旁路导线21。高频变流器30，通过信号线40向电光转换部(E/O)50输出基于流入旁路导线21的局部放电电流而产生的局部放电信号。

电光转换部(E/O)50，将通过信号线40输入的电流转换成光信号，通过光纤41向局部放电信号处理装置(PDM)51输出。局部放电信号处理装置(PDM)51，被输入经由光纤41输入的光信号，由此来检测局部放电。该局部放电信号处理装置(PDM)51，通过从手提电脑(PC)52输入操作信号来控制局部放电检测的开始和停止。伴随局部放电检测，利用频谱分析仪(SPEC)53可显示和分解所检测到的局部放电信号中所包含的频率成分，利用示波器(OSC)54可显示和分析局部放电的波形特征。

(第1实施方式的效果)

根据上述的第1实施方式，由于构成为：在通过绝缘筒14连接的金属铠装13A和13B之间，设置具有电容器20的低阻抗的旁路导线21，并用高频变流器30检测流入该旁路导线21的局部放电电流，所以可以容易地将局部放电信号从商用频率的背景噪声中分离，并且，通过空间辐射或传播而来的外来噪声不易与局部放电信号重叠，所以可以提高检测灵敏度。

图2是表示用于进行本发明的第2实施方式的局部放电检测的结构图。此外，在以下的说明中，对于具有与第1实施方式相同的结构和功能的部分标以相同的符号。

第2实施方式与第1实施方式的不同点是：在第1实施方式中说明的设置于金属铠装13A和金属铠装13B之间的绝缘筒14，通过将金属铠装13A和金属铠装13B固定的螺栓132和螺母133短路；在设置于绝缘筒14的表面的箔电极31和金属铠装13B之间设置旁路导线21。

金属铠装13A和金属铠装13B，具有连接法兰13a，通过螺栓132和螺母133的紧固将在与该连接法兰13a之间设置的绝缘筒14固定。绝缘筒14，通过螺栓132和螺母133被短路，由此，金属铠装13A和金属铠装13B之间的阻抗几乎为0。

旁路导线21，将箔电极31和金属铠装13B连接，由此，形成了通过绝缘筒14取出流经导体11的局部放电电流的低阻抗闭合传感回路。若在电力电缆10的绝缘筒14附近发生了局部放电，则局部放电电流通过箔电极31从绝缘筒14流向旁路导线21。高频变流器30，通过信号线40向电光转换部(E/O)50输出流向旁路导线21的基于局部放电电流而产生的局部放电信号。

(第2实施方式的效果)

根据上述的第2实施方式，如果构成为，通过箔电极31将旁路导线21的一端连接于通过螺栓132和螺母133被短路的绝缘筒14的表面，将旁路导线21的另一端与金属铠装连接，可以使用箔电极31和设置于成为检测对象的电力电缆10的外周的绝缘筒14的一部分来设置电容器，与第1实施方式相同地，由空间辐射或传播而来的外来噪声不容易与局部放电信号重叠，可以得到良好的检测灵敏度。此外，在第2实施方式中，说明了将旁路导线21的另一端与金属铠装13B连接的结构，但是，也可以是与金属铠装13A连接的结构。

[第3实施方式]

第3实施方式与第1实施方式的不同点是，作为接地线设置具有在第1实施方式中说明过的电容器20的旁路导线21，在金属铠装13和接地之间设置低阻抗的闭合传感回路。

旁路导线21，以任意的长度被设置于金属铠装13A和接地之间，由此，形成低阻抗的旁路回路。

(第3实施方式的效果)

根据上述的第3实施方式，由于在金属铠装13和接地之间设置具有电容器20的旁路导线21，所以，即使在作为局部放电的检测对象，在系统运行上不能将金属铠装13进行直接接地的情况下，也能够安全且容易地设置旁路导线21，该旁路导线21和电容器20所构成的传感回路相对商用频率是高阻抗，而相对局部放电的高频信号则是低阻抗。由此可以以良好的检测灵敏度进行局部放电检测。

另外，如图4所示，在电力电缆10中，在金属铠装13和接地之间设置接地线22，在这种情形下，也可以考虑直接在该接地线22中设置高频变流器30。但是，若接地线22的长度过长，由于电感的存在而成为高阻抗，反尔使局部放电的高频成分难以流动。在这种情况下，第3实施方式的旁路导线21可以以良好的检测灵敏度进行局部放电检测。

(第4实施方式)

第4实施方式与第1实施方式不同点在于，具有：作为检测对象的气体绝缘开闭装置(GIS)的设备外壳16；设置于设备外壳上的套管15。在构成套管15的绝缘17的表面设置箔电极31，将该套管15和设备外壳16之间用旁路导线21连接。

将旁路导线21的一端与设置于套管15的下部表面的箔电极31连接，将另一端与设置于设备外壳16的上部侧面的接地板32连接。通过这样连接，旁路导线21和套管15被电容耦合，由此形成相对于局部放电的高频信号是低阻抗的闭合传感回路。

(第4实施方式的效果)

根据上述的第4实施方式，即使在气体绝缘开闭装置(GIS)中，与电力电缆和电力电缆终端部(箱)等检测对象相同，设置基于电容耦合的低阻抗的闭合传感回路，由此，与以往的使用对地电容器进行的电力电缆的绝缘连接部中的局部放电检测方法相比，能够进行检测灵敏度优异的局部放电检测。

此外，在第4实施方式中，对设置用于在气体绝缘开闭装置中检测局部放电的低阻抗闭合传感回路的构成进行了说明，但是，例如对于变压器的空气终端部(箱)等可以同样地检测局部放电。

(第5实施方式)

第5实施方式与第4实施方式的不同点在于，对于在第4实施方式中说明过的套管15，在利用相同电源的双导并联的复导相的检测对象之间设置旁路导线21，利用高频变流器30从该旁路导线21取出局部放电信号。

例如，具有R相的绝缘17A和绝缘17B，利用具有2个电容器20的旁路导线21将作为绝缘17A的基部的下部金属部件18A和作为绝缘17B的基部的下部金属部件18B连接，并且，利用连接线19将绝缘17A的上部金属部件170和绝缘17B的上部金属部件171的上部连接，由此形成低阻抗的闭合回路。此外，在第5实施方式中，说明了利用连接线19将同相位间连接的方式而将R相的套管彼此之间连接的结构，但是，也可以构成为将T相或S相彼此之间的检测对象连接的结构。

(第5实施方式的效果)

根据上述的第5实施方式，通过在同相的两根电缆的检测对象之间布设的旁路导线21来设置低阻抗的闭合传感回路，由此，可以进行检测灵敏度优异的、与在单独一根电缆下的局部放电检测相比效率更高的局部放电检测。当发生了局部放电的情况下，可以通过利用局部放电检测装置(PDM)51检查信号极性式相位来把握该发生源是在哪一根电缆上。

(第6实施方式)

第6实施方式与第5实施方式的不同点是，将在第5实施方式中说明过的设置连接利用相同电源的双导体并联的复导相之间连接的旁路导线21的结构，应用于用绝缘筒14A、14B分割后的电力电缆10A、10B中。

电力电缆10A通过绝缘筒14A将金属铠装130A和金属铠装130B分割，电力电缆10B，利用绝缘筒14B将金属铠装131A和金属铠装131B分割。在金属铠装130A和金属铠装131A之间设置了旁路导线21A，在金属铠装130B和金属铠装131B之间设置了旁路导线21B。另外，通过构成旁路导线的一部分的短路连接线22将旁路导线21A和旁路导线21B连接，在短路连接线22中设置高频变流器30。另外，连接线19将2个导体11A(例如R相)连接。

(第6实施方式的效果)

根据上述的第6实施方式，是利用绝缘筒分割的同相位的两根电缆，也可以与第5实施方式相同地进行检测灵敏度优异的局部放电检测，与在单独一根电缆的局部放电检测相比效率更高。

(其他实施方式)

此外，本发明，不限于上述实施方式，在不脱离或变更本发明的技术思想的范围内可以进行各种变形。例如，对于金属铠装，也可以利用防锈层将表面覆盖。

Claims

1.一种局部放电检测方法，

在检测对象的外部设置检测用闭合传感回路，该检测用闭合传感回路相对于商用频率的阻抗很大，而在局部放电的频段的阻抗则很小，

利用可装卸地安装在所述检测用闭合传感回路上的高频变流器检测流经所述检测用闭合传感回路的局部放电电流，

该局部放电检测方法的特征在于，

所述检测对象是电力电缆，该电力电缆具有导体、绝缘体、设置在该绝缘体的外周的第一金属铠装以及第二金属铠装，在所述第一金属铠装以及所述第二金属铠装的一部分外周设置有使该第一金属铠装与该第二金属铠装绝缘的绝缘筒，

所述第一金属铠装以及第二金属铠装，经在该第一金属铠装以及第二金属铠装各自的表面上设置的箔电极，通过具有两个容性阻抗的旁路导线连接，由此形成所述检测用闭合传感回路，

通过将所述高频变流器设置在所述旁路导线上的两个容性阻抗之间来检测局部放电。

2.一种局部放电检测方法，

该局部放电检测方法的特征在于，

所述绝缘筒，通过螺栓以及螺母被固定于在所述第一金属铠装以及第二金属铠装各自上设置的法兰部分之间，

在所述绝缘筒的表面上设置的箔电极，通过旁路导线与被分割的所述第一金属铠装以及第二金属铠装的任一方连接，由此形成所述检测用闭合传感回路，

通过将所述高频变流器设置在所述旁路导线上来检测局部放电。

3.一种局部放电检测方法，

该局部放电检测方法的特征在于，

所述检测对象是电力电缆，该电力电缆具有导体、绝缘体以及金属铠装，

在所述金属铠装与接地之间设置具有一个容性阻抗的旁路导线，由此形成所述检测用闭合传感回路，

4.一种局部放电检测方法，

该局部放电检测方法的特征在于，

所述检测对象是气体绝缘开闭装置，该气体绝缘开闭装置具有设备外壳以及在所述设备外壳上设置的套管，

在构成所述套管的绝缘的表面上设置的箔电极与在所述设备外壳的上部侧面设置的接地板之间设置旁路导线，由此形成所述检测用闭合传感回路，

5.一种局部放电检测方法，

该局部放电检测方法的特征在于，

所述检测对象分别是利用相同电源的双导并联的复导相的气体绝缘开闭装置，该气体绝缘开闭装置具有设备外壳以及在所述设备外壳上设置的套管，

所述套管具有R相、T相或S相的第一绝缘和第二绝缘，利用具有2个容性阻抗的旁路导线将作为所述第一绝缘的基部的第一下部金属部件和作为所述第二绝缘的基部的第二下部金属部件连接，并且利用连接线将所述第一绝缘的上部金属部件即第一上部金属部件的上部和所述第二绝缘的上部金属部件即第二上部金属部件的上部连接，由此形成所述检测用闭合传感回路，

6.一种局部放电检测方法，

该局部放电检测方法的特征在于，

所述检测对象分别是同相位的两根电力电缆，该两根电力电缆分别具有导体、绝缘体、经由绝缘筒连接的第一金属铠装以及第二金属铠装，

所述两根电力电缆，其导体部分通过连接线连接，

所述两根电力电缆的第一金属铠装彼此被第一旁路导线连接，所述两根电力电缆的第二金属铠装彼此被第二旁路导线连接，

并且，在所述第一旁路导线和所述第二旁路导线之间设置有具有一个容性阻抗的短路连接线，由此形成所述检测用闭合传感回路，

通过将所述高频变流器设置在所述短路连接线上来检测局部放电。