CN1049229A

CN1049229A - 电气设备绝缘恶化监视装置

Info

Publication number: CN1049229A
Application number: CN90106644A
Authority: CN
Inventors: 齐卿晃; 前沢重成; ∴山知章; 濑良昭雄; 照永福三
Original assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Current assignee: Mitsui Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1989-07-31
Filing date: 1990-07-31
Publication date: 1991-02-13
Anticipated expiration: 2005-07-31
Also published as: DE69024278T2; EP0411863B1; CA2022413A1; CN1028909C; KR910003393A; EP0411863A3; DE69024278D1; KR0172603B1; ATE131935T1; US5117191A; EP0411863A2

Abstract

一种可在带电状态下临视电力装备及电缆的绝缘状态的电气设备绝缘恶化监视装置。它含有：用以检测在该部位发生部分放电而发生的行波的第一传感器；用以检测行波相位及外来噪声的第二传感器；用以检测基准信号的第三传感器；及处理所述第一、第二和第三传感器的信号的检测部分，该检测部分比较所述第一和第三传感器的信号的相位，根据行波判定是否有绝缘恶化，并在探测第二传感器的信号是外来噪声还是绝缘恶化的同时，探测出在确定是绝缘恶化的情况下绝缘恶化的相位。

Description

本发明涉及用以监视电气设备绝缘恶化的检测装置，更准确地说，涉及能断定电力传输线路中绝缘有问题的电缆或电气装备绝缘有缺损的电气设备绝缘恶化监视装置。

一般，电力电缆和与其连接的电力装备可由于各种不同的原因而造成局部的绝缘不良。

可能造成这种绝缘不良的原因有：由于受外部的机械力，由于绝缘材料的化学变化，由于所谓的水树（water tree）和/或电树（electric tree）效应等，而且因为约有百分之八十的重大事故都可归因于这样的绝缘恶化，所以直到现在已提出了各种不同的绝缘检查方法。在这里，所谓水树脂由电场中的水所产生的一种绝缘恶化，该恶化含象树枝一样扩大开来。同样，电树也是一种绝缘恶化，由于它是在电缆绝缘部分的内部或是在半导体层与绝缘部分之间的边界部分中的部分的强电场中所产生的，所以最初只在开头部位发生部分的恶化，其后，该恶化就象树枝一样扩大开来。

按照绝缘检查方法的一个实例，定期对供电系统在停电状态下进行绝缘检查。在该检查方法中，首先，将直流电压加到线路上，然后按以下顺序完成：第一，部分放电的测量;第二，通过剩余电压、放电电流、剩余电荷测定介电松弛现象;第三，通过电位衰减、漏泄电流测定绝缘性能等。

在将交流电压加到线路的检查方法中，可按以下顺序完成：第一，部分放电的测量;第二，通过介质损耗正切测定介电松弛现象。

除此之外，作为在带电状态下对电力电缆进行检查的方法，可用便携式或固定式测量装置来测定绝缘电阻或分布直流电流。

然而，在上述的先有的检测方法中，涉及定期在停电状态下对供电系统进行测试时，因为必须对构成系统的全部电力线路顺次进行测定，所以很费时间，而且，由于一次停电期间能测定点的个数也是有限制的。因此，存在着即使其绝缘状态已有潜在恶化的情况下，也无法知道该倾向因而不能及时采取予防措施之类的问题。

另一方面，在带电状态用便携式测量装置检查电力电缆的绝缘电阻的方法中，在进行检测时，必须进行使系统的接地型仪表用变压器的中性点与大地直流绝缘的操作，不言而喻，这需要准备工作和测定方面的劳动力，特别因为不精心操作难以确保安全，所以在测定中有要求富有经验的熟练操作之类的问题，同时，用该方法不能连续不断地监视供电系统的绝缘状态。

另外，使用在带电状态用固定式测量装置检查电力电缆的分布直流电流的方法，在进行测定时，必须进行使电缆铠装的接地点与大地直流绝缘的操作，也不适用于连续不断地监视供电系统的绝缘状态。

在上述带电状态下进行检查的方法中，检测绝缘恶化的对象仅限于高压电缆，而且，不能检测绝缘物中的孔隙放电那样的局部缺陷。

鉴于上述事实本发明的目的是提供一种能够在带电状态下恒定地监视电力设备和电力电缆的绝缘状态那样的电气设备绝缘恶化监视装置。

为了解决上述技术课题，本发明的电气设备绝缘恶化监视装置在具有一条或多条电力传输路由的电力传输系统中，是这样构成的。即含有：

在电力传输路由中绝缘状态下降时，用以检测由在该部位发生的部分放电而发生的行波的第一传感器（S）;

用以在检测所述发生行波的相位的同时检测外来噪声的第二传感器（SR）;

用以检测用于判定所述行波进行方向的基准信号的第三传感器（SF或SG），以及

用以处理来自所述第一传感器（S）、第二传感器（SR）和第三传感器（SF或SG）的信号的测定部分（3）。

所述测定部分（3）通过对来自所述第一传感器（S）和第三传感器（SF、SG）的信号的相位进行比较，在它检测到电力电缆（L）或电气装备因出现的绝缘恶化而发生的行波时，判定是否存在绝缘恶化，并在根据来自第二传感器（SR）的信号探测该信号是外来噪声还是绝缘恶化的同时，在确定是绝缘恶化的情况下探测出该陷入绝缘恶化的相位，这样便构成电气设备恶化监视装置。

更具体地说，最好在与所述电力电缆（L）连接的母线的各相与大地之间分别设置电容器（CT或C），所述第一传感器（S）把构成电力传输路由的电力电缆（L）作为检测的目标，所述第二传感器（SR）把所述各相的电容器（CT、C）连接到大地的各条线路作为检测的目标：所述第三传感器（SF、SG）把所述全部电容器（CT、C）与大地连接的线路作为检测的目标。

这样，所述第一传感器（S）是通过围绕环形铁芯配置一检测绕组而构成的，使构成电力传输路由的电力电缆（L）贯穿环形铁芯，因此，可把该电力电缆（L）作为所谓的一次绕组。

第二传感器（SR）也是通过围绕环形铁芯配置一检测绕组而构成的，使把各相的电容器（CT、C）连接到大地的各线路贯穿过环形铁芯，由此，可把该各线路作为所谓的一次绕组。

所述第三传感器（SF、SG）也是通过围绕环形铁芯配置一检测绕组而构成的，使把所述全部电容器（CT或C）连接到大地的线路贯穿过环形铁芯，因此可把该电线作为所谓的一次绕组。

另外，在所述检测部分（3）中，根据来自第二传感器（SR）的信号已判断其为外来噪声的情况下，不可再根据行波进行判定绝缘恶化的处理，或者，即使已在进行绝缘恶化判定处理时，也能取消该处理。

同时，最好第一传感器（S）、第二传感器（SR）和第三传感器（SF、SG）是在磁通势与磁通密度间有大致比例关系近似线性的BH特性，并且，在从低频区直到高频区范围内磁导率近似恒定的环形铁芯（K）上缠绕一检测绕组而构成的。所述铁芯（K）最好是用非晶金属，特别是用以钴作为其主要成分的非晶金属制成的。当然，并不限于此例，用高磁导率线性磁滞特性的硅钢和透磁合金或铁氧体等磁性材料制成的铁芯也是可适用的。

另外，铁芯（K）也可用两个半环形铁芯组装而构成环状。这样结构的第一传感器（S）就能够安装到带电状态的电缆上。

而且，可使所述第一传感器（S）具有可检测市电频率的接地电流的零相变流器的功能。

因而，所述第一传感器（S）、第二传感器（SR）和第三传感器（SF、SG）可通过配置两端短路的第一绕组（M1）和第二绕组（M2）而构成，可将第二绕组（M2）作为检测绕组。

另外，第一传感器（S）、第二传感器（SR）和第三传感器（SF、SG）也可以不设置第一绕组（M1），而把阻抗Z连接到第二绕组（M2）上作为检测绕组。

还有，所述电容器（CT、C）可用介质陶瓷材料成型为例如绝缘子的形状，具体地说，可把多个由介质陶瓷材料构成的电容元件串联并用环氧树脂模制成型为绝缘子形状。把电容器（CT、C）成型为绝缘子形状，使之具有机械及耐压强度，就能兼作母线和其他电线的支持绝缘子。

另外，所述电容器（CT、C）也可取别种形态，即装在塑料等制成的绝缘筒中，设置高压侧测头和接地侧接地线，便能够直接连接到带电状态的母线上。

又，所述电容器（CT、C）的介质陶瓷的组份可以是SrTiO₃或者MgTiO₃。

如果电力传输路由上产生绝缘缺陷时，在该部位就会发生局部放电。

于是这种放电就引起一种从故障点沿电路向两方向进行的行波。从而，通过检测该行波的方向就可指出绝缘性能已下降的传输路由。

于是，作为检测所述行波方向的方法，通过对设在公共母线上的基准点的行波进行方向，与从公共母线分支出的各电力传输路径中行波进行方向的相位进行比较，也可鉴定存在绝缘缺陷的系统和装备。

另外，由于注意到在各相中外来噪声（共态噪声）情况下的电特性与绝缘恶化情况下的电特性有显著不同的缘故，所以能够由此精确地判定绝缘恶化。

下面，通过参照图1和2将对该技术的一实例加以说明，首先，在P点由于出现绝缘恶化发生的行波电流全部通过第一传感器（S）。此外设定，以通过设置在第一公共母线（LF）上电容器（C、CT）近旁的第三传感器（SF）的行波的方向作为基准，就观察通过设置在各电缆（L）的传感器（S）的行波电流而言，仅仅是绝缘产生恶化的电缆（L1）中的传感器（Si）才检测到有相反方向的行波。

同样地，若以通过位于第二公共母线（LG）与接地线GND之间的第三传感器（SG）的行波方向作为基准，就观察通过设置在各电缆（L）的传感器（S）的行波电流而言，仅仅是绝缘发生恶化的电缆（L1）中的传感器（S4）检测到有相反方向的行波。

作为另外一个实例：如图2所示，将与电容器（CT）和大地连接的电线｛LF（R、S、T）｝作为一次绕组的三个第二传感器SR进行并联配置，用以对通过各电线的电流的相位进行比较，可便利地判别超出给定电平以上的信号是共态噪声还是绝缘恶化信号，而且，还容易检测绝缘恶化的相位。

因此，通过用测定部分3测定由第一、第二、第三传感器所检测的信号，可以准确检出绝缘不良的位置。

就各传感器的作用来看，如图3（A）所示，在缠绕于各传感器的环形铁芯K上、从其检测信号的电缆（L）中流有低频电流和高频电流，由此在铁芯k中产生了磁动势。

由于第一绕组（M1）与第二绕组（M2）相对于电缆L（一次线圈）起到二次线圈的作用，在第一绕组（M1）中产生与该磁动势相应的电动势。然而，由于第一绕组的两端进行了短路，所以取消环形铁芯K中磁通变化的电流流经第一绕组（M1）。应当指出，如果环形铁芯（K）有一高磁导率，该磁导率从低频区至高频区的整个范围内大致保持恒定，并且，如果其剩磁和矫顽磁力两者都很小且具有近似线性的BH特性，即，其磁动势和磁通密度互相大致上呈比例关系，则第一绕组（M1）的感应电抗对低频将变成很小而对高频变得很大。

因此，由于低频分量实际上已完全抵消，所以只有高频分量可从第2绕组（M2）取得。

实际上，如图3（B）所示，被检测线（L）只要插过铁芯（k）内就行。

另外，作为其他的构成实例，如图3（C）所示第二绕组（M2）与阻抗（Z）相连接，若适当选定阻抗（Z）的频率特性，就可省略第一绕组（M1）。

图1至图13说明本发明的实施例：

图1是第一实施例的方框图，

图2表示图1实施例的传感器和检测部分的组合电路图，

图3（A）～（C）是不同的传感器的正视图，

图4是传感器铁芯的BH特性曲线图，

图5是图4传感器铁芯的频率特性曲线图，

图6是表示行波检测结果的自动记录实例图，

图7是表示在电缆绝缘恶化的情况下，行波检测结果的自动记录实例图，

图8是表示在电动机绝缘恶化的情况下，行波检测结果的自动记录实例图，

图9是检测结果的曲线图，

图10（a）～（c）和图11（a）～（c）是不同的电容器的平面图、正视图和底视图，

图12是表示第二实施例的传感器部分和检测部分的组合电路图，

图13是表示第三实施例的传感器部分和检测部分的组合电路图，

图14是表示按便携式结构的本发明装置的实施的电路图，

图15是表示将构成带电线路的电缆芯线与电缆铠装之间的间隔用作电容器的另一实施例的电路图。

根据图1至图15说明本发明的实施例。

图中，1为变电所，2为需要供电的场所，3为检测部分，S（S1、S2、S3、S4、S5、S6、S21、S22、S23、S32、S33）为第一传感器，SF、SG为第三传感器，SR为第二传感器，M1为第一绕组，M2为第二绕组，K为铁芯，C、CT为电容器，P为绝缘恶化点;L（L1、L2、L3、L4、L5、L6、L21、L22、L23、L32、L33）为电缆，T1、T2、T3为变压器，M为电动机，B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B21、B31为断路器。

图12中，240为输入电路，241为触发电平设定装置，242为滤波电路，245为脉冲输出电路，246为计数器电路，247为判定绝缘恶化的输出电路，248为时限整定电路。

图13中，140、150为输入电路;141、151为触发电平设定装置，143、153为滤波器电路，145、155为脉冲输出电路，146、156为计数器电路，147、157为判定绝缘恶化的输出电路，148、158为时限整定电路。

首先，已证实了在电力传输路由中发生绝缘恶化时，相应部位就会生部分放电，伴随这样的放电在电力传输路由中就会产生行波。

下面，就根据所述行波用以检测电力传输路由中绝缘恶化部分的装置加以说明。

图1中，首先，将交流电源AC供电给变电所1，在该变电所1中通过传输线连接变压器T1和断路器B1以构成第一公共母线LF，该第一公共母线LF通过电容器C接地（GND）。

环形的第三传感器SF环绕装载在电容器C与接地部分之间的线路上，来自该第三传感器SF的输出信号构成设置在公共母线上基准点信号。

在所述第一公共母线LF上通过各断路器B2、断路器B3、断路器B4、断路器B21、分别连接到输电电缆L1、L2、L3、L21、L22、L23，在这些电缆上各自环绕装载了环形的第一传感器S1、S2、S3、S21、S22、S23。

然后，所述电缆L1延长到电力消耗现场Z。

将所述第一传感器S1、S2、S3的输出信号和第三传感 F的输出信号输入到绝缘恶化状态的检测部分3。

在电力消耗现场2，电缆L1上装载了第一传感器S4，并通过断路器B5连接到第二公共母线LG。

所述第二公共母线LG通过电容器C接地（GND）。环形的第三传感器SG环绕装载在该电容器C与接地部分之间的线路上，将来自该第三传感器SG的输出信号构成在第二公共母线LG的基准点信号。

所述第二公共母线LG通过断路器B6、断路器B7连接到输电电缆L4、电缆L5，在这些电缆上各自环绕装载了第一传感器S5、S6。

然后，所述电缆L4连接到电动机M上，电缆L5连接到变压器T2上。

所述第一传感器S4、S5、S6的输出信号和第三传感器SG的输出信号输入到电力消耗现场2所设置的绝缘状态的检测部分3。

由于故障点P的部分放电而产生的行波电流，在变电所1由第一传感器S1、第三传感器SF、检测部分3进行检测，同时，在电力消耗现场2由第一传感器S4、第三传感器SG、测定部分3进行检测。

因此，根据对由图1的故障点P的部分放电而产生的行波电流的检测，就可知道在电缆L1中存在故障点P。

另外，如果故障点P是在电力消耗现场2所设置的电动机M内的情况下，则由第一传感器（SF）、第三传感器（SG）和检测部分3进行检测。

同样，如果故障点P是在变压器T2之内的情况下，就由第一传感器S6、第三传感器SG、检测部分3进行检测。

因此，并不限于检测电缆的绝缘恶化，而且还能够检测到电气装备的绝缘恶化。

接着，说明第一传感器S和电路的工作原理。

所述第一传感器S如图5所示，从低频到高频范围内其磁导率大致保持恒定，如图4所示，其剩磁和矫顽磁力两者都很小，而且，它是在由具有近似线性的BH特性钴基非晶金属制成的铁芯K上缠绕线圈而构成的。又如图3所示，所述线圈在由在铁芯K上缠绕一两端短路的第一绕组M1和两端开路的第二绕组M2构成的。该铁芯K其宽度为10mm，内径为150mm，高度为5mm，所述第一绕组M1的圈数为3匝，第二绕组M2的圈数为10匝。

由于采用这样的结构，该传感器能识别伴随所述部分放电而产生的行波电流和电源频率，及其高次谐波的低频电流。

铁芯K用钴基非晶合金制成的具有所述结构和第一传感器S，即使在2.5安培市电频率电流情况下铁芯K也不会出现磁饱和。

接着，图2表示在传输三相交流线路上的实施例，据此说明确定已发生绝缘状态恶化的线路的实况。

在此，行波的进行速度呆由下式得到：

V＝[（磁导率×介电常数）^1/2]^-1

在此当从聚乙烯绝缘电缆的绝缘体内部发生部分放电的情况下，行波的传输路由变成通过电缆的导体和电缆的铠装，由于聚乙烯绝缘体的介电常数为空气的4倍左右，在传输路由的传播速度约为光速的1/2，V大致为150m/μS。另外，当从电力装备发生部分放电的情况下，由于行波的传输路由变成通过电缆的导体和大地，所以该场合的传播速度接近于光速。

行波以这样的高速通过铁芯产生尖锐的脉冲磁动势。在传感器的铁芯K中，由电源的频率及其高次谐波的低频电流的零相电流IE和所述由部分放电产生的行波电流ip产生的磁动势，但第一绕组M1的感应电抗对低频变小，对脉冲变大。因此，由于低频电流iE的磁动势磁通变化大致能动完全抵消，但由于行波ip的通过由脉冲电流的磁动势引起的磁通变化保留未消。

因此，从第二绕组M2的两端只能得到伴随行波电流的通过而引起的信号。在该场合所获得的电压检测信号由于第一传感器S的短路绕组M1的效果将如图7、图8、图9所示呈交变衰减振动波形。

图7示出通过第一传感器S所检测出由电缆的绝缘体中部分放电所引起的行波电流的实例，该电流不含高次谐波。图8示出通过在电缆上所设置的第一传感器S检测到由电动机绕组的绝缘体所产生的部分放电而引起的行波电流的实例，该场合在检出波形的波前部分含有大量的高次谐波。

如前所述，当在电力装备内部发生部分放电时，由于行波的传播路由变成电缆导体和大地，所以浪涌阻抗很大，同时，行波的传播速度也变成很大，因此，在波前部分含有很多高次谐波。

所以，通过观察由第一传感器S检测出的波形，就有可能判定绝缘恶化部分是发生在电缆内还是在象电动机那样的电气装备内。

另外，可借助于插在设置于图2母线LF上的电容器CT的各相中、用以确定绝缘恶化相位的第二传感器SR，能够得到鉴别行波电流通过哪一个相位的绝缘恶化相鉴别信号。更进一步，无论任何相出现绝缘恶化，或系统内作何况出现绝缘恶化行波电流都按相同方向通过传感器，依靠设置在电容器CT的公共线上的第三传感器SF，能够得到构成行波方向基准的信号。

在实际系统中，如图2所示，高频共态噪声电流in可流经第一传感器S和在各相所设置的第二传感器SR，在该情况下，共态噪声电流in均以相同相位通过在各相母线设置的各相的第二传感器SR，而因系统绝缘状态恶化由部分放电引起的行波电流ip却以不同的相位通过各相的第二传感器SR而加以区别。因此，可预防噪声电流in的影响。

用图2示出的电路进行伴随电缆绝缘体的恶化由部分放电引起行波的检测实验，下面，结合图6对实验结果加以说明。曲线图中，J为在电缆上设置的第一传感器S的信号特性曲线，Q为在母线上设置的第三传感器（SF、SG）的信号特性曲线。若电缆中存在缺陷，行波如图1P点所示那样向两个方向进行，但因为通过第一传感器S和第三传感器（SF、SG）的行波电流方向各异，所以J与Q的相位大体上相反。据此，可确定行波的存在，即电缆中有缺陷。

接着，对图2中绝缘状态的检测部分3的动作加以说明。将来自第一传感器S、各相的第二传感器SR、第三传感器SF各检测线圈的信号输入到绝缘状态检测部分3。

在检测部分3中，第一传感器S、第三传感器SF的检测信号输入到输入电路40，只有检出频带超过触发电平设定器41的设定值的信号，允许通过带通滤波器电路42、43并馈给相位比较电路44。

在相位比较电路44中，对来自电缆的第一传感器S的信号和公共母线的第三传感器SF的信号的相位进行比较，当相位比较指出从装载第一传感器S的电缆中传播着行波ip时，就把表示该相位关系的信号输入到脉冲输出电路45。

另一方面，将来自各相的第二传感器SR的检测信号输入到输入电路50，并将超过触发电平设定器51的测定值的信号输入到共态噪声检测电路52，在共态噪声检测电路52中检测来自各相的第二传感器SR的信号的值和相位，在检出可视为共态噪声in的场合，通过输出封锁电路57禁止输出所述脉冲形成输出电路45的输出。因此，不再执行根据行波判定绝缘恶化的操作。

同时，若在共态噪声检测电路52确定是由部分放电引起的绝缘恶化信号的场合，绝缘恶化相位检测电路53根据来自各相第二传感器SR的信号电平值检测出绝缘恶化的相位。

将脉冲输出电路45的输出输入到计数电路46。

计数电路46的计数值超出时限整定电路48重复整定时间之内的设定值时，将信号送到判定绝缘恶化的输出电路47，由所述输出电路47显示判定结果并输出到外部。

另一方面，将脉冲输出电路45的输出和绝缘恶化相位检测电路53的输出输入到AND门54，将AND门54的输出信号输入到计数电路55。

在由时限带定电路48的重复设定时间之内，当计数电路55中的计数值超出设定的预定值时，由计数电路55将信号馈给判定绝缘恶化的输出电路56，由所述输出电路56显示判定结果并输出到外部。

因此，依靠检测部分3的动作能够确定绝缘状态已恶化的电力传输系统和恶化的相位。

接着，参照图9对实际测定波形的实例加以说明。伴随部分放电而发生的脉冲虽也可能照其原样进行观察，但由于它是在极短时间内发生的，所以对其捕捉是有困难的。因此通过在脉冲电路中插入谐振电路以便于脉冲捕捉，图9表示使用这种电路所获得的波形，图中，J1是伴随部分放电而产生的脉冲，其后，该脉冲激励谐振电路呈现出有特定频率的衰减波形J2。

还有，应当指出铁芯K的尺寸形状及材料并不局限于上述实施例，可根据检测条件进行适当的变更。

接着，在图10和图11中示出本发明使用的电容器CT的制作实例。图10的电容器的电容量为500pF。图11的电容器的电容量为1000pF。图11的电容器是按照可兼作母线支持绝缘子的样式进行制作的，因而可节省安装所需的空间。每个电容器都是通过将多个介质陶瓷材料制成的电容元件Fd进行串联并用环氧树脂覆盖在元件上模制成型为绝缘子形状而制成的。

本发明中使用的电容器CT由于本发明既定的目的，除了行波高侵入性和部分放电的高初始电压之外，因为它们是长久地安装在实际系统中的，所以还要求高耐压特性、高电气绝缘性能，长使用寿命等电气和机械方面的高度可靠性。

经本发明人进行一系列实验以后，实验证明，就高侵入行波和高耐压特性而言，用于本发明的电容器元件最好用具有组分为SrTiO₃或MgTiO₃或BaTiO₃的介质陶瓷材料制成。因此，在本发明中最好使用具有这样组分的介质陶瓷材料。

此外，加速恶化试验的实验已经证明，由于部分放电呈现高的初始电压、以及要求高耐压特性和良好的绝缘特性，将电容器元件串联排列并模制成型于环氧树脂中是适宜的。因此，最好在本发明中使用如上结构的电容器元件。

下面，参照图12-图15，示出本发明另外的应用实施例。

图12示出系统中无噪声时的绝缘恶化监视装置的适用实例，在该情况下，由于没必要在公共母线上设置电容器，所以可采用简洁而廉价的结构。

图13示出除经常性监视系统的绝缘恶化之外，也适用于检测系统与地发生短路的实例，第一传感器S代替以往的零相电流互感器，因此不必要再装备零相电流互感器和接地继电器，设备费用变得便宜起来，同时还能节省安置空间。

图14示出由便携式装置构成的另一实施例。

第一传感器S用半环形铁芯制成，并可拆卸地装载到电缆上。

另外，在连接到电缆（L）的母线的各相上，设置有可装可卸的接线端子312的三根电线311，在这些电线311上分别连接着保险丝F和电容器CT。于是，各电容器CT分别包含在塑料制的绝缘筒310中，通过保险丝（F）和接线端子312连接到高压母线上。

电容器CT的接地侧电线311通过装在可携带式盒子300中的第二传感器SR和第三传感器SF与地GND相接。

可携带式盒子300还包含检测部分3，它接收第一传感器S、第二传感器SR、第三传感器SF的输出信号。

象这样按便携式构成的本发明的电气设备绝缘恶化监视装置可以在带电状态安装到并从电气装备上拆下而不必停电进行装卸。

接着，在图15中示出利用单芯电缆或三芯电缆的芯线与铠装间的静电电容作为电容器（CT）的情况。

由于这种情况下不需在电线上设陶瓷电容器，所以特别适合于10KV以上的电力传输系统。

如上所说明的，按照本发明能够经常在带电状态下监视电力装备和电缆等的电气设备的绝缘状态。

Claims

1、用于监视电气设备绝缘恶化的装置，它包括：

在电力传输路由中绝缘状态下降时，用以检测由在该部位发生的部分放电而发生的行波的第一传感器，

用以在检测所述发生行波的相位的同时检测外来噪声的第二传感器，

用以检测为判定所述行波的方向用的基准信号的第三传感器，以及

用以处理来自所述第一传感器、第二传感器和第三传感器的信号的检测部分，

其特征在于，所述检测部分通过对来自所述第一传感器和第三传感器的信号的相位进行比较，在它探测到电力电缆或电气装备因出现的绝缘恶化而发生的行波时，判定是否存在绝缘恶化，并在根据来自第二传感器的信号探测该信号是外来噪声还是绝缘恶化的同时，在确定是绝缘恶化的情况下探测出该陷入绝缘恶化的相位。

2、根据权利要求1所述的用于监视电气设备绝缘恶化的装置，其特征在于，

在和所述电力电缆连接的公共母线与各相母线的接地线之间设置电容器，

所述第一传感器适合于在包含多个电力传输路由的电力电缆中检测行波，

所述第二传感器适合于检测在各相的电容器连接到大地的各条线路中检测行波的相位，

所述第三传感器适合于在把所有电容器连接到大地的线路中检测基准信号。

3、根据权利要求1或2所述的用于监视电气设备绝缘恶化的装置，其特征在于，所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器都是通过围绕环形铁芯配置一检测绕组而构成的，而且，分别把其检测对象贯穿过环形铁芯作为一次绕组。

4、根据权利要求1或2所述的用于监视电气设备绝缘恶化的装置，其特征在于，所述检测部分在根据来自第二传感器的信号判断该信号为外来噪声的情况下，不再根据行波执行判定绝缘恶化的处理。

5、根据权利要求3所述的用于监视电气设备绝缘恶化的装置，其特征在于，构成所述第一传感器、第二传感器和第三传感器的环形铁芯，磁动势与磁通密度间有大致比例关系、近似线性的BH特性，并且，在从低频区到高频区范围内磁导率近似恒定。

6、根据权利要求1或2所述的用于监视电气设备绝缘恶化的装置，其特征在于，所述第一传感器具有用于检测市电频率的接地电流的零相电流互感器的功能。

7、根据权利要求5所述的用于监视电气设备绝缘恶化的装置，其特征在于，所述铁芯是用非晶金属制成的。

8、根据权利要求7所述的用于监视电气设备绝缘恶化的装置，其特征在于，所述非晶金属是以钴为主要成分的非晶金属。

9、根据权利要求3所述的用于监视电气设备绝缘恶化的装置，其特征在于，所述第一传感器、第二传感器、第三传感器缠绕构成第一绕组和第二绕组，把第一绕组两端短路，把第二绕组作为检测绕组。

10、根据权利要求2所述的用于监视电气设备绝缘恶化的装置，其特征在于，所述电容器是用介质陶瓷材料制成的。

11、根据权利要求10所述的用于监视电气设备绝缘恶化的装置，其特征在于，所述介质陶瓷材料的组成部分是SrTiO₃或MgTiO₃或BaTiO₃。

12、根据权利要求10所述的用于监视电气设备绝缘恶化的装置，其特征在于，所述电容器成型为绝缘子形状，具有机械和电气的强度，是按可兼作所述电线或电线的支持绝缘子而构成的。

13、根据权利要求12所述的用于监视电气设备绝缘恶化的装置，其特征在于，所述电容器是把多个由介质陶瓷材料构成的电容元件串联，并用环氧树脂模制成型为绝缘子形状的。

14、根据权利要求2所述的用于监视电气设备绝缘恶化的装置，其特征在于，将构成母线的芯线与覆盖该芯线的铠装之间的静电电容用作所述电容器。

15、根据权利要求2所述的用于监视电气设备绝缘恶化的装置，其特征在于，所述第一传感器的环形铁芯，是用半环形铁芯制成，并可拆卸地装载到检测目标的电缆上，另外，在连接到所述电力电缆的母线的各相上，设置有可装可卸的接线端子的电线，在各电线上设置所述电容器的同时，在各电容器的接地侧电线上设置所述第二传感器和所述第三传感器，第二传感器和第三传感器及检测部分都装进可携带式框盒中以构成便携型的装置。