CN1032239A

CN1032239A - 绝缘状态的检测方法及装置

Info

Publication number: CN1032239A
Application number: CN88104898A
Authority: CN
Inventors: 乡晃; 前泽重成; 荫山知章; 石藏敬三郎; 漱良昭; 末宏润次
Original assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Current assignee: Mitsui Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1987-08-07
Filing date: 1988-08-06
Publication date: 1989-04-05
Also published as: DE3856263T2; EP0302747A2; EP0302747B1; ATE180064T1; DE3888751D1; EP0550403A2; EP0544646A2; CA1294329C; DE3856263D1; EP0544646A3; DE3888751T2; KR920000566B1; KR890004170A; DE3856334D1; ATE172794T1; EP0544646B1; US4929903A; CN1018201B; EP0550403B1; EP0550403A3

Abstract

判别流过测定对象的电流是否叠加有绝缘劣化信号的方法和装置。方法之一通过检测在该部位因绝缘性下降所致的电晕放电或局部放电引起的行波来确定该绝缘劣化的输电线路。之二由对母线上基准点处的行波相位和由母线分出的多条输电线上各行波相位进行比较来定行波发生部位。其装置有在磁通势和磁通密度大致成比例的铁心上绕以匝数、绕向相同的初级、次级线圈构成的第一线圈，在同质铁心上绕以初、次线圈构成的第二线圈及阻抗电路。

Description

本发明涉及绝缘状态的检测方法及装置，它是通过检测电气设备及电缆等的绝缘性能劣化时产生的电晕放电和局部放电，来检查电气设备及电缆等的绝缘性能的劣化情况。

通常，埋设的电力电缆或与其连接的电力设备，由于各种原因，往往产生局部性的绝缘不良现象。

造成这种绝缘不良的原因有：机械外力、绝缘材料的化学变化、以及所谓水树枝劣化等。重大事故的百分之八十是由这种绝缘劣化造成的，因此以往已提出了数种检查绝缘的方法。

其中的一种方法是使输电系统定期地处于停电状态进行检查。例如首先用对电路外加直流电压进行检查的方法，一是测定局部放电，二是检测由剩余电压、放电电流及剩余电荷引起的电介质松弛现象，三是通过电位衰减及漏电流测定绝缘性能，等等。

另一方面，用对电路外加交流电压进行检查的方法，一是测定局部放电，二是测定与介质损耗角正切有关的介质松弛现象，等等。

另外，还有一种与上述不同的测定方法，它是使用便携式测量仪，在输电线路处于带电状态下进行检查的一种方法。

但是，上述原有的检测方法所存在的问题是当使输电系统定期停电进行检查时，由于必须依次测定各条线路，因此很费时间，另外，停电一次所能测定的地方也是有限的。因此即使绝缘状态已经在逐渐恶化，也不能获知这种恶化的倾向，因此也就不能采取予防措施。

另一方面，在使用便携式测定仪在输电线路处于带电状态下进行检查时，当然需要做准备工作，而且还要有测定人员等等，特别是难以确保安全，因此测定时要有熟练的技能。

鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种能在线路带电状态下，经常监视电力设备或电力电缆的绝缘状态的检测方法及装置，这种方法或装置能判断出在测定对象中流动的电流中是否叠加着由于绝缘劣化而产生的劣化信号。本发明提供的这种装置在从测定对象取得的电流含有绝缘物的充电电流和漏电电流的基波及其高次谐波、表示绝缘物劣化的高频电晕放电电流、局部放电电流、以及突跳状脉冲电流等情况下，通过辨别这种表示劣化的信号电流，检测绝缘是否劣化。

该装置包括：由绕在磁通势与磁通密度成正比的铁心上的匝数相同、且绕线方向相同的两个初级线圈（11）、（12）和次级线圈（13）构成的第1线圈（1），以及由绕在磁通势与磁通密度成正比的铁心上的初级线圈（21）和次级线圈（22）构成的第二线圈（2）、和阻抗电路（3）;

第1线圈（1）中的初级线圈（11）的末端端点（11-b）和初级线圈（12）的末端端点（12-b）分别同第2线圈（2）的初级线圈（21）的端点（21-a）、（21-b）相连接，第1线圈（1）中的初级线圈（11）的末端端点（11-b）和初级线圈（12）的初端端点（12-a）还与阻抗电路（3）相连接，当第1线圈（1）的初级线圈（11）的初端端点（11-a）和初级线圈（12）的初端端点（12-a）同电气设备的壳体或电力电缆的屏蔽物接地后，便可从第1线圈（1）的次级线圈（13）的两个端点（13-a）、（13-b）或从第2线圈（2）的次级线圈（22）的两个端点（22-a）、（22-b）获得表示上述的电气设备或电力电缆的绝缘劣化的信号，从而检测出绝缘状态的情况。

再者，本发明所提供的方法是在具有一个系统以上输电线路的输电系统中，当输电线路的绝缘性能下降时，通过检测由该部位产生的电晕放电或局部放电所引起的行波，来确定该绝缘性能降低了的输电线路的情况。

另外，还提供另一种检测绝缘状态的装置，它包括：在具有一个系统以上输电线路的输电系统中，能在输电线路的绝缘性能降低时检测出由该部位产生的电晕放电或局部放电所引起的行波的传感器S，以及以来自该传感器S的信号作为输入，测定其长度的测定部分53。上述传感器S是绝缘状态的检测装置，它在具有磁通势和磁通密度大致成正比的线性BH特性、而且磁导率从低频区到高频区大致恒定的环形铁心K上，缠绕着两端被短路了的第1线圈M1和第2线圈M2。

下面结合附图说明本发明。

图1所示为本发明的第一种装置的原理性结构图;

图2所示为本发明装置的一个实施例;

图3所示为主电路电流i₁、由低频电流iE引起的检测信号电压eE、以及由高电频电流iP引起的检测信号电压eP随时间变化的关系曲线;

图4所示为本发明的一个应用实例，它是采用图2所示的装置，构成检测高压电缆的绝缘劣化情况的经常性的监视装置;

图5-1所示为应用于直流高压试验或交流耐压试验的情况;

图5-2所示为应用于与图5-1相同的情况，但按照本发明实施的装置被设置在高压侧。

图6至图14为本发明的第二种装置的实施例。图6为总体方框图、图7为传感器部分的电路图、图8（A）、（B）为传感器的正视图、图9为传感器用的铁心的BH特性曲线、图10为其频率特性曲线、图11为表示行波的检测结果的曲线图、图12为信号处理电路的方框图、图13及图14为测定结果的曲线图。

首先根据图1～图5-2来说明按照本发明实施的电气设备及电缆的绝缘劣化检测装置。它具有如图1所示的原理性结构。

1和2分别为线圈，且含有铁心1A、2A，这些铁心具有高磁导率，且导磁率从低频区域直至高频区域几乎是恒定的，剩磁及矫顽力都很小，而且具有呈线性的B-H磁特性曲线。

3是由电容器、电阻器、电抗线圈、半导体元件等单独构成或组合而成的阻抗电路。

4是包含绝缘劣化信号的被检测电流流经的主电路。

11、12都是线圈1的初级线圈，缠绕在铁心1A上，线圈的数及绕线方向均相同。

13是线圈1的次级线圈。

21是线圈2的初级线圈。

22是线圈2的次级线圈。

11-a是线圈1的初级线圈11的初端端点，11-b是该线圈的末端端点。

12-a是线圈1的初级线圈12的初端端点，12-b是该线圈的末端端点。

21-a、21-b是线圈2的初级线圈21的端点。

22-a、22-b是线圈2的次级线圈22的端点。

端点11-b和21-a、12-b和21-b通过外接线路相连接，另外，阻抗电路3连接在端点11-b和12-a之间。

端点11-a和12-a连接在主电路4上，包含绝缘劣化信号的被检测电流流经主电路4。

而绝缘的劣化信号输出是从线圈1的次级线圈13的两个端点13-a、13-b或从线圈2的次级线圈22的两个端点22-a、22-b获得。根据不同的用途，可以使用上述两处信号输出中的任意一处，或者同时使用两处也可以。

当绝缘物的充电电流及漏电电流的基波及其高次谐波、表示绝缘物劣化的高频电晕放电电流、局部放电电流、以及突跳状脉冲电流互相重叠的电流流经主电路4时，则在线圈1的初级线圈11中便有主电路的全部电流流过，而在线圈1的初级线圈12中，则流过从主电路的总电流中按照矢量计算方式扣除流经阻抗3的电流之后的电流。此电流以串联的方式流过线圈2的初级线圈21。

这时铁心1A的磁通势是由初级线圈11中的电流产生的磁通势和初级线圈12中的电流产生的磁通势按向量合成的，但是由于线圈11和12绕线方向相同，流经线圈11的电流方向和流经线圈12的电流方向，对于线圈的初端和末端来说，则方向彼此相反，因此铁心1A的磁通势是由初级线圈11的电流产生的磁通势和初级线圈12的电流产生的磁通势的矢量差构成的。由于铁心1A的磁通势的变化，在线圈1的次级线圈13上产生电压。

另外，铁心2A的磁通势是由按照矢量方式从主电路的总电流中减去流经阻抗电路3的电流之后的电流产生的，由于该磁通势的变化在线圈2的次级线圈22上产生电压。

因此，适当地选择铁心1A及铁心2A的尺寸、形状、以及各线圈的匝数等磁路，並适当地选择阻抗电路3中的阻抗类型及特性常数等，便可从线圈1的次级线圈13或线圈2的次级线圈22中，以能加以辨别的电压信号的形式获得叠加在主电路电流中的由高频信号或脉冲信号构成的绝缘物的劣化信号分量。

下面说明第一种装置的具体实施例。

图2所示为本发明的电气设备及电缆的绝缘劣化检测装置的一个实施例的结构，适合在高压电力电缆的工作状态下使用。100和200是用钴系非晶形合金制成的铁心，具有高磁导率，而且其磁导率从低频一直到高频范围内几乎是恒定的，同时具有平缓的磁滞特性，例如采用巴库姆修迈尔才（バク-ムシユメルッエ）公司制造的VATROVAC-6025F等。线圈101、102一起沿同一方向穿过铁心100一次，另外检测信号用的次级线圈103绕在该铁心上，这样就构成了线圈104。在铁心200上绕上初级线圈201和次级线圈202，构成线圈203。C是构成阻抗电路的电容器元件。300是用来防止噪声信号从外部侵入的磁屏蔽外壳。400是被试验的物体-电力电缆，其结构是用绝缘体402包着导体401，在其上面装有屏蔽层403，再在其上面装有绝缘套404。在这种情况下，从绝缘套404取出测定所需要的主电路电流i。试验时，一边从电缆接头405测定对地电压，一边进行试验。

这时如果主电路电流i1是由绝缘体的充电电流、漏电流的基波及其高次谐波构成的低频电流iE，以及构成绝缘体劣化信号的电晕放电电流、局部放电电流和构成突跳状脉冲电流的高频电流iP叠加而成时，主电路电流i1便流过线圈104的初级线圈101。线圈203的初级线圈201对高频电流产生的感抗大，对低频电流产生的感抗小，而电容器C则对高频电流产生的容抗小，对低频电流产生的容抗大，因此高频电流iP流过电容器C，低频电流iE经过线圈203的初级线圈201、再流过线圈104的初级线圈102。

因此，铁心100的磁通势只由高频电流iP产生的那一部分磁通势构成，而没有由低频电流产生的成分，从线圈104的次级线圈103上便可得到由高频电流iP产生的信号电压eP。

同样，从线圈203的次级线圈202上，可得到由低频电流i_E产生的信号电压eE。

图3所示为主电路电流i1、由低频电流iE产生的检测信号电压eE、以及由高频电流iP产生的检测信号电压eP随时间变化的关系曲线。

图4所示为本发明的应用例，即利用图2所示的装置构成检测高压电缆的绝缘劣化情况的经常性的监视装置。在该图中，500是利用本发明构成的绝缘劣化检测部分，501、502是获得由图2所示的实施例中的高频电流iP产生的信号电压eP的端点，503、504是获得由低频电流iE产生的信号电压eE的端点。在图4中，用同轴电缆505代替图2中的初级线圈101、102。Z是阻抗，当充电电流等的低频电流大时，为了防止铁心达到磁饱和在铁心200上再绕接一个次级线圈204。600是信号接收装置，它是由脉冲波输入电路601、基波输入电路602、放大器603、604、相位比较器605、脉冲计数器606、时钟脉冲电路607、时间设定电路608及输出电路609构成的。

当电力电缆400由于水树枝劣化现象、或电树枝劣化现象、或外伤等原因，其绝缘物402的绝缘性能劣化时，由于正常工作电压的对地电压的作用，电晕放电电流、局部放电电流、或者突跳状放电电流，即绝缘劣化信号电流叠加在绝缘物402的充电电流上，经过屏蔽层403流入大地。绝缘劣化检测部分500利用脉冲波输入电路601和基波输入电路602，来辨别由绝缘劣化信号电流形成的信号成分和由充电电流形成的信号成分，並输入到信号接收装置600中。

在信号接收装置600中，脉冲波输入电路601的输出及基波输入电路602的输出分别由放大器603、604放大后，加到位相比较器605上，检测是否有对应于构成基波的充电电流信号的各相位的绝缘劣化信号电流的脉冲波，並在脉冲计数电路606中进行计数。脉冲计数电路606利用时间设定电路608来计数时钟脉冲电路607，产生的标准时钟脉冲，计数出在所设定的规定时间内的绝缘劣化信号脉冲，当计数值超过所规定的数值时，便向输出电路609发出输出信号。

这样，在输出电路609中发出表示检测到绝缘劣化信号的报警，同时根据需要，向图中未示出的断路器发出断路信号，以便使电力电缆400断开电源。另外，向图中未示出的数据处理装置发出输出，这样，数据处理装置便对与构成基波的充电电流的各相位对应的绝缘劣化脉冲的发生频率等数据进行分析处理，並判断劣化的程度、分析劣化原因等。

再者，在图4中，将图中未示出的仪器用的接地变压器的零相电压加到基波输入电路602的输入中，通过这种变更便能检测微弱的接地。

这样，利用如图4所示的装置，便可用简单的结构，经常对高压电缆的绝缘劣化情况进行可靠程度很高的监视，根据高压电缆的劣化情况，可以防止事故于未然。

图5-1所示，是将图4所示的装置应用于直流高压试验或交流耐压试验的情况。图5-2的用途与图5-1相同，只不过是将按照本发明实施的装置设置在高压侧，可消除试验装置有系统漏电时所产生的影响。在图5-1及5-2两图中，500是图4所示的绝缘劣化检测部分、600是信号接收装置、700是耐压试验用的加压装置、800是被试物件。与加压装置如此组合，利用本发明的装置，就能获知绝缘物的劣化状态，外加高压有危险时，可以通过操作来中止试验，可防止被试物件的绝缘破坏于未然。

在图2所示的结构中，铁心100和200采用巴库姆修迈尔才公司制造的上述钴系非晶形铁心VATROVAC-6025F时，设绝缘劣化信号电平为S、绝缘体的充电电流和漏电电流之和的信号电平为N，则比值S/N很容易达到120分贝。

这样，便可使电气设备及电缆的绝缘劣化检测装置实现结构简单、S/N的比值大、价格便宜、且体积小、重量轻的目标。

上述的钴系非晶形合金是由钴（CO）、铁（Fe）、硅（Si）、硼（B）、钼（MO）及镍（Ni）组成的，用下式

（CO）a（Fe）b（Si）c（B）d（MO）e（Ni）_f表示，

式中a～f表示各元素成分的原子百分率。

a＝50～90，b＝1～10，c＝5～20，

d＝0～20，e＝0～20，f＝1～5，

且a～f之和为100。

铁心100和200是将用该钴系非晶形合金制成的带缠绕许多圈，即做成环形铁心。该钴系非晶形合金环形铁心在进行环形成形时，在150～450℃的温度下，进行5～180分钟的热处理，即可得到所要求的磁导率。再者，最好是在直流磁场或交流磁场中进行热处理，以使性能均匀，另外，在氮气环境中进行处理，可使性能更稳定。

如上所述，如果使用本发明的第一种装置，能在电气设备及电缆处于工作状态下，以高灵敏度检测其绝缘体的劣化程度，若将该装置应用于经常性的监视装置中，就能防止事故于未然，而且可以获得价格便宜、体积小、重量轻的电气设备及电缆的绝缘劣化检测装置。

其次，说明在具有一个系统以上的输电线路的输电系统中，当输电线路的绝缘性能降低时，通过检测由该部位发生的电晕放电或局部放电所引起的行波，来确定该绝缘性能降低了的输电线路的方法和装置。

如果输电线路的绝缘层出现损伤，该部位就会产生电晕放电或局部放电。

所产生的放电引起行波的发生，该行波由损伤部位向线路的两个方向行进。因此通过检测有无这种行波，就能确定绝缘性能降低了的输电线路的情况。而作为检测上述行波方向的方法可举例如下，即将作为电气基准点的公共母线的特定（基准）点处的行波的相位同由公共母线取得的各输电线路中的行波的相位进行比较，这样就能确定损伤的位置。也就是说，如果在多处测定行波的方向，就能确定行波的发生点（劣化位置）。

现根据图6加以说明，首先假定P点的绝缘已劣化男胁ǖ缌魍ü械拇衅鳌Ｕ饫镆酝ü柚迷诘?公共母线LF上的电容器C附近的传感器SF的行波方向作为基准，如果观察通过设置在各电缆（L）上的传感器（S）的行波电流时，便会发现只有绝缘劣化了的该电缆（L1）上的传感器（S1）能检测到反方向的行波。

同样，如果以通过位于第2公共母线LG与地GND之间的传感器SG的行波方向为基准，则观察通过设置在各电缆（L）上的传感器（S）的行波电流，便会发现只有绝缘劣化了的该电缆（L1）上的传感器（S4）能检测到反方向的行波。

因此，使被这些传感器S检测出来的信号，再通过测定部分53进行测定，就可知道绝缘不良的位置了。

检测行波用的传感器，可举例如下。

即在磁通势和磁通密度大致成比例的、其BH特性约呈线性的、且磁导率从低频区域到高频区域大致恒定的环形铁心X上，缠绕着两端被短路了的第1线圈M1和检测信号用的第2线圈M2，这就构成了传感器（信号鉴别器）。

上述环形铁心K可以用例如以钴为主要成分的非晶形金属制成。

而且如图8（A）所示，将用作被检测信号线的电缆L绕在环形铁心K上，低频电流和高频电流流过电缆L，于是在铁心K中产生磁通势。

相对于电缆L（初级线圈）来说，第1线圈M1和第2线圈M2起着次级线圈的作用，因此对应于上述的磁通势，在第1线圈M1中产生电动势，但因该线圈两端短路，因此在环形铁心K中产生抵消磁通量变化的电流。因这里的环形铁心K的磁导率高，从低频区到高频区的磁导率大致稳定，剩磁和矫顽力都很小，而且具有磁通势与磁通密度大致成比例的约呈线性的BH特性，所以第1线圈M1的感抗对低频来说小，对高频来说大。

因此低频成分被抵消，只能从第2线圈M2上获得高频成分。

再者，如图8（B）所示，实际上被检测线（L）只要从铁心K内穿过即可。

作为一个实例，上述环形铁心K的材料是由钴（CO）、铁（Fe）、硅（Si）、硼（B）、钼（MO）、镍（Ni）组成的，可用下式

（CO）a（Fe）b（Si）c（B）d（MO）e（Ni）f表示。

（式中a～f表示各元素成分的百分率，a＝50～90、b＝1～10、C＝5～20、d＝0～20、e＝0～20、f＝1～5，且a～f之和为100）

另外，环形铁心K用例如钴系非晶形合金带制成，由于将环形铁心在150～450℃的温度下，进行5～180分钟的热处理，所以能获得所期望的磁导率。这时最好是在直流磁场或交流磁场中进行热处理，以使性能均匀，再者，若在氮气环境中进行处理，可使性能更稳定。

此外，第1线圈M1和第2线圈M2可以分开缠绕，也可以使第1线圈M1和第2线圈M2共用一部分。

还有，作为铁心K，若使用例如巴库姆修迈尔才公司制造的钴系非晶形合金带6025F，做成环形铁心，就能获得所期望的磁导率。

接着，根据图6至图14说明本发明的实施例。

首先，本申请人已确认，当输电线路中产生绝缘不良时，该部分就会产生电晕放电或局部放电，伴随这种放电，输电线路中有行波产生。

下面，在说明检测绝缘状态的方法时，从根据上述的行波检测输电线路中绝缘不良的部分的装置说起。

交流电源A首先向变电所51供电，在该变电所51中，使输电线通过变压器T1和断路器B1后用作第1公共母线LF，该第1公共母线LF通过电容器C接地（GND）。

在电容器C和接地部分之间的线路上，装有环形传感器SF，环绕在该线路上，由该传感器SF输出的信号，便成为设于公共母线上的基准点处的信号。

上述第1公共母线LF分别通过断路器B2、断路器B3、断路器B4连接到输电用的电缆L1、电缆L2、电缆L3上，在这些电缆上装有环形传感器S1、S2、S3，环绕着电缆。而且上述电缆L1延伸到需要供电的场所52。

在需要供电的场所52，在电缆L1上装有传感器S4，并通过断路器B5与第2公共母线LG相连接。

上述第2公共母线LG通过电容器C接地（GND）。在该电容器C与接地部分之间的线路上装有传感器SG，环绕着该线路，从该传感器SG输出的信号成为第2公共母线上的基准点处的信号。

输电用的电缆L4、电缆L5分别通过断路器B6、断路器B7与上述第2公共母线LG连接。在这些电缆上分别装有环形传感器S5、S6，环绕着电缆。

而且上述电缆L4与电动机M连接，电缆L5与变压器T2连接。

上述传感器S1、S2、S3的输出信号输入到扫描电路60中，进行时序分解后，输入到方向比较电路61，与上述传感器SF发出的信号进行比较。该比较结果被输入到数据传输电路62。

另一方面，上述传感器S5、S6的输出信号输入到扫描电路70，进行时序分解后，输入到方向比较电路71，与来自上述传感器SG的信号进行比较。该比较结果输入到数据传输电路72。

上述数据传输电路62和数据传输电路72各自的信号输入到测定部分53，这些信号首先输入到扫描电路81，进行时序分解后，输入到数据快速存储电路82，同时还输入到报警-显示电路83。快速数据存储电路82与个人计算机84连接，进行数据的存取。个人计算机84与显示器86和打印机87相连接，可将检查结果显示出来。上述快速数据存储电路82的具体硬件可根据图12加以说明，如图所示，该电路是由传感器S、连接在该传感器S的下一级的缓冲器BU、放大来自缓冲器BU的信号放大器AP、连接在放大器AP的下一级用来检测输出信号的最大值的峰值检测部分PS、与该峰值检测部分PS并连的20兆赫的A/D换流器AD、能分别存储该峰值检测部分PS和该A/D换流器AD的输出信号的容量为两千个字节的存储器板MB、对该存储器板MB存储信号的个人计算机84、以及用作输出装置的打印机85连接而成。

其次说明上述传感器S的工作原理及电路的工作原理。

上述的传感器S是将线圈绕在由钴系非晶形金属制成的铁心K上构成的，该铁心K的磁导率如图10所示，从低频到高频大致是恒定的、剩磁和矫顽力都很小，而且B-H特性呈线性，如图9所示。如图8所示，该线圈是由绕在铁心K上的被短路的第1线圈M1和两端开路的第2线圈M2构成的。铁心K的宽度为10毫米、厚度为3毫米、内径为150毫米。上述第1线圈M1的匝数为3，第2线圈M2的匝数为10。

利用这样一种结构，可以辨别电源频率及其高次谐波的低频电流和伴随上述电晕放电或局部放电的行波电流。实验结果表明，这种结构的传感器S的灵敏度可以检测出20皮库仑大小的电晕放电电荷量。

图7所示为三项交流输电线路上的实施例，这里行波的行进速度V为

V＝〔（导磁率×介电常数） 1/2 〕¹

式中因聚乙稀绝缘体的介电常数为空气的4倍，所以行波在输电线路中的传播速度约为光速的1/2，故V的大小为150米/微秒。由于行波以这样大的速度通过铁心，所以产生很强的脉冲磁通势。在各线圈中感应出电源频率及其高次谐波的低频电流、以及伴随上述电晕放电或局部放电的行波电流，但第1线圈M1的感抗对低频来说很小，对脉冲来说很大。因此由低频电流iE的磁通势产生的磁通量的变化几乎能被完全抵消，而由行波电流iP的通过所产生的脉冲电流的磁通势所产生的磁通量的变化不会被抵消而留下。

因此，从第2线圈M2两个端子上只能获得伴随行波通过的信号。

另外，由于在设置了电容器CT的各相母线LM上插入了用来判断绝缘劣化情况的传感器SR，因此判别行波通过哪一项，就能获得绝缘劣化相的判别信号。再者，不管哪一相劣化或系统内的哪一部分劣化，行波都沿同一方向通过设置在电容器CT的公共线上的传感器SF，因此可获得作为行波方向的基准的信号。

从这些检测线圈发出的信号，如上述的实施例那样，通过扫描电路可按时序输出，在信号传输容量有余量的情况下，也可进行并行处理。

上述行波呈现与放电噪声相同的频谱，分布在很宽的频率范围，有一定能量，但有时出现与绝缘不良相伴随的电晕放电时所特有的频率分布，与此同时，为了限制无用频带，提高相对于外来噪声的信噪比（S/N），利用带通滤波器来限制频带，具有很好的效果。

如此利用带通滤波器进行实验时，将所检测的频率范围设定在20千赫至200兆赫，最好设定在300千赫至50兆赫，而若设定在300千赫至5兆赫就更好了，这样可以获得良好的结果。所通过的具体频率，必须使用频谱分析器等确定最适合于这种情况的频率。至于说到滤波器，当然可以使用上述的单调谐式的，此外还可以使用多点调谐的串联式滤波器。

其次，关于在图6所示的电路中，利用图8所示的传感器进行的检测电缆的绝缘体劣化相伴随的电晕放电所引起的行波的实验结果，与图11一起说明。曲线图中，J是设置在电缆上的传感器S1的信号特性曲线，Q是设置在母线上的传感器SF的信号特性曲线。当电缆上有损伤时，行波便向两个方向行进，行波电流分别沿相反的方向通过传感器SF和传感器S1，因此J和Q的相位大致相反。由此可知存在行波，即电缆上有损伤。

其次，根据图13及图14说明实际的测定波形。

图13表示从测定点看，在远处产生行波时的情况，被电动机等的末端负载反射的行波周期性地出现。

然而还可能照样观察到伴随电晕放电产生的脉冲，但因这种脉冲只在极短的时间内出现，所以捕捉它往往很困难。于是在脉冲检测电路中插进了一个谐振电路，这就使捕捉脉冲变得容易了。图14所示就是采用这种电路时所得到的波形，J1是伴随电晕放电的脉冲，此后该脉冲激发谐振电路，呈现出特定频率的衰减波形J2。

再者，上述的实施例没有限定铁心K的尺寸、形状及材料，自然可以根据检测条件进行适当的变更。

如上所述，如果采用本发明的话，可以在正常带电的状态下监视电气设备及电缆的绝缘状态。

另外，当绝缘状态异常时，可以确定该异常状态的位置。

因此，在绝缘不良的轻微阶段就能检测出来，则可防止因绝缘不良而引起的事故于未然。

Claims

1、电气设备及电缆的绝缘劣化检测装置，其特征为：它包括第1线圈(1)、第2线圈(2)和阻抗电路(3)、上述第1线关(1)是在磁通势和磁通密度成正比的铁心上绕上上匝数相同、且绕线方向相同的两个初级线圈(11)、(12)和次级线圈(13)构成的，上述第2线圈(2)是在磁通势和磁通密度成正比例的铁心上绕上初级线圈(21)和次级线圈(22)构成的，第1线圈(1)的初级线圈(11)的末端端点(11-b)和初级线圈(12)的末端端点(12-b)分别与第2线圈(2)的初级线圈(21)的端点(21-a)，(21-b)相连接，第1线圈(1)的初级线圈(11)的末端端点(11-b)和初级线圈(12)的初端端点(12-a)与阻抗电路(3)相连接，当第1线圈(1)的初级线圈(11)的初端端点(11-a)和初级线圈(12)的初端端点(12-a)连接到电气设备的壳体上或电力电缆的屏蔽层和大地上时，从第1线圈(1)的次级线圈(13)的两个端点(13-a)、(13-b)上或从第2线圈(2)的次级线圈(22)的两个端点(22-a)、(22-b)上得到表示上述电气设备或电力电缆的绝缘劣化的信号。

2、根据权利要求1所述的电气设备及电缆的绝缘劣化检测装置，其特征为：构成上述线圈（1）、（2）的铁心是用以钴为主要成分的非晶形合金制作的。

3、一种绝缘状态的检测方法，其特征为：在具有一个系统以上的输电线路的输电系统中，当输电线路的绝缘性能下降时，通过检测该绝缘性能下降部位产生的电晕放电或局部放电所引起的行波，确定该绝缘性能下降了的输电线路。

4、根据权利要求3所述的绝缘状态的检测方法，其特征为：检测上述行波方向的方法，是采用比较设于公共母线上的基准点处的行波相位和从公共母线上〉玫母魇涞缦呗飞系男胁ㄏ辔坏姆椒ā?

5、根据权利要求3所述的绝缘状态的检测方法，其特征为：对设于公共母线上的基准点处的行波相位和从公共母线分支出来的多条输电线路上的各行波相位进行比较，确定产生行波的位置。

6、根据权利要求5所述的绝缘状态的检测方法，其特征为：将从公共母线分支出来的多条输电线路上的各行波相位信号以分时方式输入运算装置，进行运算处理。

7、根据权利要求5所述的绝缘状态的检测方法，其特征为：将从公共母线分支出来的多条输电线路上的各行波相位信号以并行方式输入运算装置，进行运算处理。

8、根据权利要求3所述的绝缘状态的检测方法，其特征为：用分别安装在电气基准点及各输电线路上的传感器S，检测当输电线路的绝缘性能下降时由该绝缘性能下降部位产生的电晕放电或局部放电所引起的行波，上述的传感器S是由绕在环形铁心K上的两端短路了的第1线圈M1和第2线圈M2构成的，上述环形铁心K具有磁通势和磁通密度大致成比例的约呈线性的BH特性，而且其磁导率从低频区到高频区大致恒定，通过测定来自上述第2线圈M2的信号，来检测绝缘状态。

9、一种绝缘状态的检测装置，其特征为：该装置包括用来检测在具有一个系统以上的输电线路的输电系统中，当输电线路的绝缘性能下降时，由该绝缘性能下降部分产生的电晕放电或局部放电引起的行波的传感器S，以及以来自该传感器S的信号作为输入，並测定其强度的测定部分33，上述传感器S是在具有磁通势与磁通密度大致成比例的约呈线性的BH特性、且磁导率从低频区到高频区大致恒定的环形铁心K上，绕以两端短路的第1线圈M1和第2线圈M2构成的。

10、根据权利要求9所述的绝缘状态的检测装置，其特征为：上述铁心K是用以钴为主要成分的非晶形金属制成的。