JP2003107122A - 巻線機器の部分放電検出装置 - Google Patents
巻線機器の部分放電検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 容量性静電分布とターン間を伝播する電磁波
の検出される時間の差により部分放電の発生場所が同定
できる部分放電検出装置を得る。 【解決手段】 巻線機器３の電圧印加端付近に設置され
て巻線機器３内の部分放電に起因して発生する電磁波を
検出する検出器１と、前記検出器１による電磁波の波形
を分析する波形分析装置２とを備え、前記波形分析装置
２は、巻線機器３の部分放電による巻線内の容量性電位
分布による電磁波信号の到達時間と部分放電を起こした
巻線ターンとその隣の巻線ターンの電位差により巻線タ
ーン間に発生する進行波信号の到達時間との時間差によ
り、部分放電の場所を同定する。
の検出される時間の差により部分放電の発生場所が同定
できる部分放電検出装置を得る。 【解決手段】 巻線機器３の電圧印加端付近に設置され
て巻線機器３内の部分放電に起因して発生する電磁波を
検出する検出器１と、前記検出器１による電磁波の波形
を分析する波形分析装置２とを備え、前記波形分析装置
２は、巻線機器３の部分放電による巻線内の容量性電位
分布による電磁波信号の到達時間と部分放電を起こした
巻線ターンとその隣の巻線ターンの電位差により巻線タ
ーン間に発生する進行波信号の到達時間との時間差によ
り、部分放電の場所を同定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、巻線機器の部分
放電検出装置に関するものである。
放電検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】巻線機器内で発生した部分放電の検出か
ら絶縁物等の劣化の判定が行われてきた。更に、巻線内
の部分放電が発生した場所の評定を行うため、複数個の
検出器を用いて、それぞれの検出器の信号の到達時間か
ら部分放電の個所を評定する方法と、部分放電波形の高
周波成分が容量性電位分布により伝播し、低周波成分が
巻線を進行波として伝播することによる到達時間の差よ
り場所を評定する方法が行われていた。
ら絶縁物等の劣化の判定が行われてきた。更に、巻線内
の部分放電が発生した場所の評定を行うため、複数個の
検出器を用いて、それぞれの検出器の信号の到達時間か
ら部分放電の個所を評定する方法と、部分放電波形の高
周波成分が容量性電位分布により伝播し、低周波成分が
巻線を進行波として伝播することによる到達時間の差よ
り場所を評定する方法が行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数の
検出器を用いる場合、部品点数が多くなり、また、構造
が複雑になるため、部分放電検出器全体の価格が高くな
る問題点がある。また、１つの検出器で部分放電の発生
場所の評定を行う場合、部分放電波形の異なる周波数成
分の到達時間の違いを用いることになるため、検出され
た２つの部分放電波形が同じ部分放電波形の異なる周波
数成分を検出したのか、発生した場所あるいは時間が異
なる２つの部分放電波形を検出したのかの区別がつきに
くい等の問題点があった。また、この方法によると、単
一周波数からなる部分放電の発生場所の位置評定は、検
出される信号の伝達時間に相違がなく行えないという問
題点があった。
検出器を用いる場合、部品点数が多くなり、また、構造
が複雑になるため、部分放電検出器全体の価格が高くな
る問題点がある。また、１つの検出器で部分放電の発生
場所の評定を行う場合、部分放電波形の異なる周波数成
分の到達時間の違いを用いることになるため、検出され
た２つの部分放電波形が同じ部分放電波形の異なる周波
数成分を検出したのか、発生した場所あるいは時間が異
なる２つの部分放電波形を検出したのかの区別がつきに
くい等の問題点があった。また、この方法によると、単
一周波数からなる部分放電の発生場所の位置評定は、検
出される信号の伝達時間に相違がなく行えないという問
題点があった。
【０００４】この発明は上述した点に鑑みてなされたも
ので、部分放電波形が単一周期のパルスであっても、１
つの検出器により部分放電が発生した場所の評定を可能
にする巻線機器の部分放電検出装置を得ることを目的と
する。また、時間遅れにより検出した２つの部分放電波
形が同じ部分放電波形によるものであることの同定がで
きる巻線機器の部分放電検出装置を得ることを目的とす
る。
ので、部分放電波形が単一周期のパルスであっても、１
つの検出器により部分放電が発生した場所の評定を可能
にする巻線機器の部分放電検出装置を得ることを目的と
する。また、時間遅れにより検出した２つの部分放電波
形が同じ部分放電波形によるものであることの同定がで
きる巻線機器の部分放電検出装置を得ることを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明に係る巻線機器
の部分放電検出装置は、巻線機器に設置されて巻線機器
内の部分放電に起因して発生する電磁波を検出する検出
器と、前記検出器による電磁波の波形を分析する波形分
析装置とを備え、前記波形分析装置は、巻線機器の部分
放電による巻線内の容量性電位分布による電磁波信号の
到達時間と部分放電を起こした巻線ターンとその隣の巻
線ターンの電位差により巻線ターン間に発生する進行波
信号の到達時間との時間差により、部分放電の場所を同
定することを特徴とするものである。
の部分放電検出装置は、巻線機器に設置されて巻線機器
内の部分放電に起因して発生する電磁波を検出する検出
器と、前記検出器による電磁波の波形を分析する波形分
析装置とを備え、前記波形分析装置は、巻線機器の部分
放電による巻線内の容量性電位分布による電磁波信号の
到達時間と部分放電を起こした巻線ターンとその隣の巻
線ターンの電位差により巻線ターン間に発生する進行波
信号の到達時間との時間差により、部分放電の場所を同
定することを特徴とするものである。
【０００６】また、前記波形分析装置は、前記検出器に
より検出された電磁波信号の大きさから絶縁劣化を診断
することを特徴とするものである。
より検出された電磁波信号の大きさから絶縁劣化を診断
することを特徴とするものである。
【０００７】また、前記検出器は、１つの検出器でな
り、前記波形分析装置は、１つの検出器により検出され
た巻線内の容量性電位分布による電磁波信号の到達時間
と部分放電を起こした巻線ターンとその隣の巻線ターン
の電位差により巻線ターン間に発生する進行波信号の到
達時間との時間差により、部分放電の場所を同定するこ
とを特徴とするものである。
り、前記波形分析装置は、１つの検出器により検出され
た巻線内の容量性電位分布による電磁波信号の到達時間
と部分放電を起こした巻線ターンとその隣の巻線ターン
の電位差により巻線ターン間に発生する進行波信号の到
達時間との時間差により、部分放電の場所を同定するこ
とを特徴とするものである。
【０００８】また、前記波形分析装置は、容量性電位分
布による電磁波信号と巻線ターン間を伝播する進行波信
号の大きさの違いにより、容量性電位分布による電磁波
と進行波による信号を識別することを特徴するものであ
る。
布による電磁波信号と巻線ターン間を伝播する進行波信
号の大きさの違いにより、容量性電位分布による電磁波
と進行波による信号を識別することを特徴するものであ
る。
【０００９】また、前記波形分析装置は、容量性電位分
布による電磁波信号と巻線ターン間を伝播する進行波信
号の波形の違いにより、容量性電位分布による電磁波と
進行波による信号を識別することを特徴するものであ
る。
布による電磁波信号と巻線ターン間を伝播する進行波信
号の波形の違いにより、容量性電位分布による電磁波と
進行波による信号を識別することを特徴するものであ
る。
【００１０】また、前記波形分析装置は、容量性電位分
布による電磁波信号を微分したものを進行波による信号
と比較することにより、同じ部分放電源からの信号であ
ることを確認することを特徴とするものである。
布による電磁波信号を微分したものを進行波による信号
と比較することにより、同じ部分放電源からの信号であ
ることを確認することを特徴とするものである。
【００１１】また、前記波形分析装置は、巻線ターン間
を伝播する進行波信号を積分したものを容量性電位分布
による電磁波信号と比較することにより、同じ部分放電
源からの信号であることを確認することを特徴とするも
のである。
を伝播する進行波信号を積分したものを容量性電位分布
による電磁波信号と比較することにより、同じ部分放電
源からの信号であることを確認することを特徴とするも
のである。
【００１２】また、前記波形分析装置は、巻線の回路解
析により得られた波形より部分放電の発生個所を評定す
ることを特徴とするものである。
析により得られた波形より部分放電の発生個所を評定す
ることを特徴とするものである。
【００１３】また、巻線機器として変圧器に用いること
を特徴とするものである。
を特徴とするものである。
【００１４】さらに、巻線機器として回転機または電動
機に用いることを特徴とするものである。
機に用いることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】まず、この発明において、課題を
解決する原理について説明する。巻線内の高周波電位振
動は、コイル間あるいは巻線ターン間の静電容量結合に
より伝播するモードと巻線ターン間を進行波として伝播
するモードが存在する。この場合、静電容量結合のモー
ドによる波形の大きさは、巻線機器の構造に依存する
が、ターン間の進行波の波形の大きさと比較して、十倍
以上大きい。静電容量結合によるモードの伝播距離は、
巻線機器の寸法程度（十ｍ程度）であり、伝播速度は、
巻線機器中をこのモードの電磁波が伝播する速度であ
る。
解決する原理について説明する。巻線内の高周波電位振
動は、コイル間あるいは巻線ターン間の静電容量結合に
より伝播するモードと巻線ターン間を進行波として伝播
するモードが存在する。この場合、静電容量結合のモー
ドによる波形の大きさは、巻線機器の構造に依存する
が、ターン間の進行波の波形の大きさと比較して、十倍
以上大きい。静電容量結合によるモードの伝播距離は、
巻線機器の寸法程度（十ｍ程度）であり、伝播速度は、
巻線機器中をこのモードの電磁波が伝播する速度であ
る。
【００１６】また、部分放電が発生した部分に隣接する
ターンは、そのターンの部分放電の影響により、電位が
発生するため、隣のターンと異なる電位となる。そのた
め、この２つのターン間に進行波が発生する。この進行
波は、ターン間を伝播し、伝播距離は、ターン間の長さ
数百ｍ以上となる。また、伝播速度は、ターン間の絶縁
物を伝播する電磁波の速度である。
ターンは、そのターンの部分放電の影響により、電位が
発生するため、隣のターンと異なる電位となる。そのた
め、この２つのターン間に進行波が発生する。この進行
波は、ターン間を伝播し、伝播距離は、ターン間の長さ
数百ｍ以上となる。また、伝播速度は、ターン間の絶縁
物を伝播する電磁波の速度である。
【００１７】静電容量によるモードの伝播距離は短いた
め、検出器までの到達時間の遅れは無視できる。静電容
量によるモードを検出した時間は、部分放電が発生した
時間と考えてよい。そのため、巻線ターン間を伝播する
進行波の検出時間との差ｔは、ターン間を伝播する進行
波が部分放電を起こした場所から検出器まで、ターン間
を伝播していく時間となる。
め、検出器までの到達時間の遅れは無視できる。静電容
量によるモードを検出した時間は、部分放電が発生した
時間と考えてよい。そのため、巻線ターン間を伝播する
進行波の検出時間との差ｔは、ターン間を伝播する進行
波が部分放電を起こした場所から検出器まで、ターン間
を伝播していく時間となる。
【００１８】また、この進行波の伝播速度ｖは、ターン
間の絶縁物の比誘電率をεとすると、下式から得られ
る。
間の絶縁物の比誘電率をεとすると、下式から得られ
る。
【数１】
ここで、ｃは真空中の電磁波（光）の伝播速度である。
よって、部分放電を起こした場所はターン間に沿って、
下式に示す長さｌの場所である。
よって、部分放電を起こした場所はターン間に沿って、
下式に示す長さｌの場所である。
【数２】
【００１９】容量性電位分布により伝播する波形は、も
との部分放電の波形と相似である。一方、ターン間を伝
播する進行波の波形は、巻線に印加された波形すなわ
ち、元の部分放電の波形の微分形となる。そのため、元
の波形を微分するか、ターン間の進行波の波形を積分す
ることにより、これら二つの波形の起源が同じ物である
か確認できる。以上、これら二つの伝播モードは、電気
回路、例えば多導体伝送線路モデルにより解析できる。
との部分放電の波形と相似である。一方、ターン間を伝
播する進行波の波形は、巻線に印加された波形すなわ
ち、元の部分放電の波形の微分形となる。そのため、元
の波形を微分するか、ターン間の進行波の波形を積分す
ることにより、これら二つの波形の起源が同じ物である
か確認できる。以上、これら二つの伝播モードは、電気
回路、例えば多導体伝送線路モデルにより解析できる。
【００２０】この発明は、先に述べた原理をもとにし
て、部分放電の発生場所を評定するものであり、１つの
検出器でも部分放電の発生場所を評定することができ、
さらに、単一周波数から構成される波形をもつ部分放電
の発生場所の評定を可能とするものである。加えて、検
出した２つの波形が同じ部分放電によるものを検出して
いることの確認を可能とするものである。以下、具体的
な実施の形態について説明する。
て、部分放電の発生場所を評定するものであり、１つの
検出器でも部分放電の発生場所を評定することができ、
さらに、単一周波数から構成される波形をもつ部分放電
の発生場所の評定を可能とするものである。加えて、検
出した２つの波形が同じ部分放電によるものを検出して
いることの確認を可能とするものである。以下、具体的
な実施の形態について説明する。
【００２１】実施の形態１．図１は、この発明の実施の
形態１に係る巻線機器の部分放電検出装置の構成を示す
ブロック図である。図１において、１は、巻線機器３、
例えばその電圧印加端付近に設置されて巻線機器３内の
部分放電に起因して発生する電磁波を検出するアンテナ
（または電圧プローブ）でなる検出器、２は前記検出器
１による電磁波の波形を分析する波形分析装置であり、
巻線機器３の部分放電による巻線内の容量性電位分布に
よる電磁波信号の到達時間と部分放電を起こした巻線タ
ーンとその隣の巻線ターンの電位差により巻線ターン間
に発生する進行波信号の到達時間との時間差により、部
分放電の場所を同定する。
形態１に係る巻線機器の部分放電検出装置の構成を示す
ブロック図である。図１において、１は、巻線機器３、
例えばその電圧印加端付近に設置されて巻線機器３内の
部分放電に起因して発生する電磁波を検出するアンテナ
（または電圧プローブ）でなる検出器、２は前記検出器
１による電磁波の波形を分析する波形分析装置であり、
巻線機器３の部分放電による巻線内の容量性電位分布に
よる電磁波信号の到達時間と部分放電を起こした巻線タ
ーンとその隣の巻線ターンの電位差により巻線ターン間
に発生する進行波信号の到達時間との時間差により、部
分放電の場所を同定する。
【００２２】この実施の形態１によれば、容量性電位分
布による電磁波が、ほとんど部分放電が発生した時間で
検出器１により検出される。一方、この部分放電により
引き起こされた巻線ターン間を伝播する電磁波（進行
波）がターンを伝播する時間遅れて検出器１にて検出さ
れる。
布による電磁波が、ほとんど部分放電が発生した時間で
検出器１により検出される。一方、この部分放電により
引き起こされた巻線ターン間を伝播する電磁波（進行
波）がターンを伝播する時間遅れて検出器１にて検出さ
れる。
【００２３】この場合、複数の検出器１と複数の波形解
析装置２、あるいは複数の検出器１を１つの波形解析装
置２につなげば、部分放電が発生した場所の位置評定の
精度は上がるが、図２に示すように、１つの検出器１で
も位置の評定が可能である。部分放電の大きさは、巻線
機器の絶縁劣化に依存する。また、この実施の形態１の
検出器１で得られる電磁波の大きさは部分放電の大きさ
に依存する。よって、この実施の形態の部分放電検出装
置を用いて電磁波の大きさ、例えば電圧信号を設定値に
比較して、設定値以上のときは絶縁劣化であると診断す
ることが可能となる。
析装置２、あるいは複数の検出器１を１つの波形解析装
置２につなげば、部分放電が発生した場所の位置評定の
精度は上がるが、図２に示すように、１つの検出器１で
も位置の評定が可能である。部分放電の大きさは、巻線
機器の絶縁劣化に依存する。また、この実施の形態１の
検出器１で得られる電磁波の大きさは部分放電の大きさ
に依存する。よって、この実施の形態の部分放電検出装
置を用いて電磁波の大きさ、例えば電圧信号を設定値に
比較して、設定値以上のときは絶縁劣化であると診断す
ることが可能となる。
【００２４】図３は、部分放電波形が１周期の正弦波形
からなるパルスである場合、コイル間の容量性電位分布
による電磁波と巻線ターン間を伝播する電磁波（進行
波）の伝播の様子と、これら２つの電磁波により得られ
る信号を示す。コイル間の静電結合による容量性電位分
布による電磁波は、図３（ａ）に示すように、巻線の高
さ方向に伝播していく。そのため、伝播距離は巻線機器
の大きさ程度となる。一方、ターン間を伝播する電磁波
（進行波）は、図３（ｂ）に示すように、ターン間に沿
って伝播していく。そのため、伝播距離は巻線の長さ程
度で、その長さは数百ｍ程度となる。
からなるパルスである場合、コイル間の容量性電位分布
による電磁波と巻線ターン間を伝播する電磁波（進行
波）の伝播の様子と、これら２つの電磁波により得られ
る信号を示す。コイル間の静電結合による容量性電位分
布による電磁波は、図３（ａ）に示すように、巻線の高
さ方向に伝播していく。そのため、伝播距離は巻線機器
の大きさ程度となる。一方、ターン間を伝播する電磁波
（進行波）は、図３（ｂ）に示すように、ターン間に沿
って伝播していく。そのため、伝播距離は巻線の長さ程
度で、その長さは数百ｍ程度となる。
【００２５】巻線内の比誘電率をεとすると、巻線機器
内部を伝播する電磁波の伝播速度は真空中の電磁波の伝
播速度の
内部を伝播する電磁波の伝播速度は真空中の電磁波の伝
播速度の
【数３】
となる（油絶縁の変圧器で、ε＝４程度）。この電磁波
の伝播速度を考慮すると、容量性電位分布により部分放
電が発生した場所から、検出器まで電磁波が伝播する時
間は無視できる。そのため、容量性電位分布による電磁
波の検出された時間とターン間を伝播する進行波を検出
した時間の差ｔは、部分放電が発生した場所から検出器
まで、進行波がターン間を伝播する時間となる。
の伝播速度を考慮すると、容量性電位分布により部分放
電が発生した場所から、検出器まで電磁波が伝播する時
間は無視できる。そのため、容量性電位分布による電磁
波の検出された時間とターン間を伝播する進行波を検出
した時間の差ｔは、部分放電が発生した場所から検出器
まで、進行波がターン間を伝播する時間となる。
【００２６】ターン間電圧は隣り合うターンの対地電圧
の差である。ターンの対地電圧は容量性電位分布と進行
波の２つの成分の寄与による。ターンの対地電圧の容量
性電位分布と進行波の２つの成分の波形は、部分放電波
形と相似であると考えられる。また、容量性電位分布に
よる電圧は隣り合うどうしではほぼ等しいと考えられ
る。そのため、ターン間電圧にはターンを伝播する進行
波の影響だけが見られる。ここで、ターン間電圧は、隣
り合うターン電圧の差であるから、ターン間電圧波形は
ターンの対地電圧波形の差分波形となるが、１ターン長
と比較してターンを伝播する進行波の波長が長い場合は
近似的にターンの対地電圧の微分波形となる。
の差である。ターンの対地電圧は容量性電位分布と進行
波の２つの成分の寄与による。ターンの対地電圧の容量
性電位分布と進行波の２つの成分の波形は、部分放電波
形と相似であると考えられる。また、容量性電位分布に
よる電圧は隣り合うどうしではほぼ等しいと考えられ
る。そのため、ターン間電圧にはターンを伝播する進行
波の影響だけが見られる。ここで、ターン間電圧は、隣
り合うターン電圧の差であるから、ターン間電圧波形は
ターンの対地電圧波形の差分波形となるが、１ターン長
と比較してターンを伝播する進行波の波長が長い場合は
近似的にターンの対地電圧の微分波形となる。
【００２７】すなわち、ターン間電圧波形は、容量性電
位分布による波形の微分形となる。図３では、もとの部
分放電の波形が一周期の正弦波パルスである場合に得ら
れる容量性電位分布による電磁波の信号とターン間を伝
播してきた電磁波の信号を示す。更に図３（ｃ）では、
これら２つの信号の時間遅れの関係を示す。
位分布による波形の微分形となる。図３では、もとの部
分放電の波形が一周期の正弦波パルスである場合に得ら
れる容量性電位分布による電磁波の信号とターン間を伝
播してきた電磁波の信号を示す。更に図３（ｃ）では、
これら２つの信号の時間遅れの関係を示す。
【００２８】従って、上記実施の形態１によれば、容量
性電位分布による電磁波とターン間を伝播する進行波の
検出に基づいて、部分放電がいかなる波形であっても１
つの検出器にて正確に部分放電の位置評定が可能とな
り、部分放電信号の伝播経路として、コイル間あるいは
ターン間の静電容量結合により伝播するものと巻線ター
ン間を伝播するものの到達時間の違いより部分放電の発
生場所の評定を可能とすることができる。
性電位分布による電磁波とターン間を伝播する進行波の
検出に基づいて、部分放電がいかなる波形であっても１
つの検出器にて正確に部分放電の位置評定が可能とな
り、部分放電信号の伝播経路として、コイル間あるいは
ターン間の静電容量結合により伝播するものと巻線ター
ン間を伝播するものの到達時間の違いより部分放電の発
生場所の評定を可能とすることができる。
【００２９】実施の形態２．巻線機器のターン間電圧
は、容量性電位分布と比較すると振幅が小さい。また、
先に述べたように、ターン電圧は容量性電位分布の波形
と進行波の波形が異なる。従って、波形解析装置２に、
波形の大きさの違いあるいは波形自体の違いの一方ある
いは両方を比較する機能を持たせることで、容量性電位
分布による電磁波と進行波の識別ができる。
は、容量性電位分布と比較すると振幅が小さい。また、
先に述べたように、ターン電圧は容量性電位分布の波形
と進行波の波形が異なる。従って、波形解析装置２に、
波形の大きさの違いあるいは波形自体の違いの一方ある
いは両方を比較する機能を持たせることで、容量性電位
分布による電磁波と進行波の識別ができる。
【００３０】実施の形態３．ターン間の進行波の電圧波
形は容量性電位分布による波形の微分形である。そのた
め、波形解析装置２に、容量性電位分布による波形を微
分してターン間電圧の波形と比較すること、あるいはタ
ーン間の進行波の電圧を積分して容量性電位分布と比較
する機能を持たせることで、容量性電位分布による波形
の信号とターン間の進行波の波形が同じ部分放電を起源
としていることの確認ができる。
形は容量性電位分布による波形の微分形である。そのた
め、波形解析装置２に、容量性電位分布による波形を微
分してターン間電圧の波形と比較すること、あるいはタ
ーン間の進行波の電圧を積分して容量性電位分布と比較
する機能を持たせることで、容量性電位分布による波形
の信号とターン間の進行波の波形が同じ部分放電を起源
としていることの確認ができる。
【００３１】実施の形態４．容量性電位分布とターン間
を伝播する進行波の現象は、回路解析によりシミュレー
ションが可能であるため、波形解析装置２に、回路解析
により得られた部分放電信号から部分放電の発生場所を
評定する機能をもたせることができる。
を伝播する進行波の現象は、回路解析によりシミュレー
ションが可能であるため、波形解析装置２に、回路解析
により得られた部分放電信号から部分放電の発生場所を
評定する機能をもたせることができる。
【００３２】外鉄形変圧器巻線について、巻線内の部分
放電による容量性電位分布と進行波の波形の解析回路の
一例を、図４と図５に示す。
放電による容量性電位分布と進行波の波形の解析回路の
一例を、図４と図５に示す。
【００３３】図４に、巻線内のコイル間の静電結合を考
慮した容量性電位分布を計算する回路を示す。図４で、
Ｃm (1)は静電板とコイル１の間の静電容量、Ｃm (i)（ｉ
＞１）はコイルコイル間の静電容量、Ｃg (i)はｉ番目の
コイルの対地静電容量である。また、Ｖは、部分放電に
よりターンに印加される電圧を表す。Ｚは、巻線と接続
する負荷などのインピーダンス（外部インピーダンス）
である。検出器は、図２に示すように、高電圧コイルの
電圧印加部にあるとする。このモデルでは、容量性電位
分布による波形はｘの部分の電圧から得られる。
慮した容量性電位分布を計算する回路を示す。図４で、
Ｃm (1)は静電板とコイル１の間の静電容量、Ｃm (i)（ｉ
＞１）はコイルコイル間の静電容量、Ｃg (i)はｉ番目の
コイルの対地静電容量である。また、Ｖは、部分放電に
よりターンに印加される電圧を表す。Ｚは、巻線と接続
する負荷などのインピーダンス（外部インピーダンス）
である。検出器は、図２に示すように、高電圧コイルの
電圧印加部にあるとする。このモデルでは、容量性電位
分布による波形はｘの部分の電圧から得られる。
【００３４】図５に、ターン間の電圧を計算する回路と
して一枚一枚のコイルをそれぞれ１つの単導体伝送線路
で表すモデルを示す。Ｅiはｉ番目のコイルに容量性電
位分布分でかかる電圧で、図４の回路から得られる。こ
の電圧をそれぞれの単導体伝送線路のシースに印加す
る。シース導体の入り口からｌの場所の電圧波形をｙ
（ｌ）とすると、ｙ（０）−ｙ（ａ）がターン間を伝播
する電磁波の電圧波形となる。ここで、ａは１ターンの
長さである。電圧Ｖの印加の場所等をパラメータとして
変えることにより、ここで得られた波形が検出器で検出
された波形と一致するケースを見つけることにより、部
分放電の発生場所を同定することができる。
して一枚一枚のコイルをそれぞれ１つの単導体伝送線路
で表すモデルを示す。Ｅiはｉ番目のコイルに容量性電
位分布分でかかる電圧で、図４の回路から得られる。こ
の電圧をそれぞれの単導体伝送線路のシースに印加す
る。シース導体の入り口からｌの場所の電圧波形をｙ
（ｌ）とすると、ｙ（０）−ｙ（ａ）がターン間を伝播
する電磁波の電圧波形となる。ここで、ａは１ターンの
長さである。電圧Ｖの印加の場所等をパラメータとして
変えることにより、ここで得られた波形が検出器で検出
された波形と一致するケースを見つけることにより、部
分放電の発生場所を同定することができる。
【００３５】実施の形態５．上記の部分放電検出装置
は、巻線機器として、変圧器、あるいは発電機、電動機
に用いることができる。
は、巻線機器として、変圧器、あるいは発電機、電動機
に用いることができる。
【００３６】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、部分
放電信号の伝播経路として、コイル間あるいはターン間
の静電容量結合により伝播するものと巻線ターン間を伝
播するものの到達時間の違いより部分放電の発生場所評
定を可能とすることができる。
放電信号の伝播経路として、コイル間あるいはターン間
の静電容量結合により伝播するものと巻線ターン間を伝
播するものの到達時間の違いより部分放電の発生場所評
定を可能とすることができる。
【００３７】また、部分放電の位置評定のみならず、巻
線の絶縁物の絶縁劣化の診断を行えることができる。
線の絶縁物の絶縁劣化の診断を行えることができる。
【００３８】また、１つの検出器で、部分放電が発生し
た場所が評定できる。
た場所が評定できる。
【００３９】また、容量電位分布の波形の大きさとター
ン間を伝播する波形の大きさの違いより、容量性電位分
布による信号とターン間を伝播する進行波の信号の識別
が可能となる。
ン間を伝播する波形の大きさの違いより、容量性電位分
布による信号とターン間を伝播する進行波の信号の識別
が可能となる。
【００４０】また、容量電位分布の波形の形とターン間
伝播する波形の形の違いより、容量性電位分布による信
号とターン間を伝播する進行波の信号の識別が可能とな
る。
伝播する波形の形の違いより、容量性電位分布による信
号とターン間を伝播する進行波の信号の識別が可能とな
る。
【００４１】また、容量電位分布の波形を微分して、タ
ーン間伝播する波形と比較することにより、２つの波形
が同じ部分放電波形を起源としていることの確認が可能
となる。
ーン間伝播する波形と比較することにより、２つの波形
が同じ部分放電波形を起源としていることの確認が可能
となる。
【００４２】また、ターン間を伝播する波形を積分し
て、容量電位分布の波形と比較することにより、２つの
波形が同じ部分放電波形を起源としていることの確認が
可能となる。
て、容量電位分布の波形と比較することにより、２つの
波形が同じ部分放電波形を起源としていることの確認が
可能となる。
【００４３】また、巻線の回路解析により部分放電が発
生している場所の位置評定が可能となる。
生している場所の位置評定が可能となる。
【００４４】また、変圧器の部分放電を検出することが
できる。
できる。
【００４５】また、回転機、電動機の部分放電を検出す
ることができる。
ることができる。
【図１】 この発明の実施の形態１に係るもので、巻線
機器に設置された複数の検出器と解析装置からなる部分
放電検出器の概略図である。
機器に設置された複数の検出器と解析装置からなる部分
放電検出器の概略図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係るもので、巻線
機器に設置された１つの検出器と解析装置からなる部分
放電検出器の概略図である。
機器に設置された１つの検出器と解析装置からなる部分
放電検出器の概略図である。
【図３】 容量性電位分布波形とターン間を伝播する進
行波の波形から部分放電の場所を求める原理の説明図で
ある。
行波の波形から部分放電の場所を求める原理の説明図で
ある。
【図４】 容量性電位分布による波形を求める解析回路
の一例である。
の一例である。
【図５】 ターン間を伝播する進行波の波形を求める解
析回路の一例である。
析回路の一例である。
１ 検出器、２ 波形解析装置、３ 巻線機器。
Claims (10)
- 【請求項１】 巻線機器に設置されて巻線機器内の部分
放電に起因して発生する電磁波を検出する検出器と、 前記検出器による電磁波の波形を分析する波形分析装置
とを備え、 前記波形分析装置は、巻線機器の部分放電による巻線内
の容量性電位分布による電磁波信号の到達時間と部分放
電を起こした巻線ターンとその隣の巻線ターンの電位差
により巻線ターン間に発生する進行波信号の到達時間と
の時間差により、部分放電の場所を同定することを特徴
とする巻線機器の部分放電検出装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の巻線機器の部分放電検
出装置において、 前記波形分析装置は、前記検出器により検出された電磁
波信号の大きさから絶縁劣化を診断することを特徴とす
る巻線機器の部分放電検出装置。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の巻線機器の部
分放電検出装置において、 前記検出器は、１つの検出器でなり、前記波形分析装置
は、１つの検出器により検出された巻線内の容量性電位
分布による電磁波信号の到達時間と部分放電を起こした
巻線ターンとその隣の巻線ターンの電位差により巻線タ
ーン間に発生する進行波信号の到達時間との時間差によ
り、部分放電の場所を同定することを特徴とする巻線機
器の部分放電検出装置 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の巻
線機器の部分放電検出装置において、 前記波形分析装置は、容量性電位分布による電磁波信号
と巻線ターン間を伝播する進行波信号の大きさの違いに
より、容量性電位分布による電磁波と進行波による信号
を識別することを特徴する巻線機器の部分放電検出装
置。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の巻
線機器の部分放電検出装置において、 前記波形分析装置は、容量性電位分布による電磁波信号
と巻線ターン間を伝播する進行波信号の波形の違いによ
り、容量性電位分布による電磁波と進行波による信号を
識別することを特徴する巻線機器の部分放電検出装置。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載の巻
線機器の部分放電検出装置において、 前記波形分析装置は、容量性電位分布による電磁波信号
を微分したものを進行波による信号と比較することによ
り、同じ部分放電源からの信号であることを確認するこ
とを特徴とする巻線機器の部分放電検出装置。 - 【請求項７】 請求項１ないし５のいずれかに記載の巻
線機器の部分放電検出装置において、 前記波形分析装置は、巻線ターン間を伝播する進行波信
号を積分したものを容量性電位分布による電磁波信号と
比較することにより、同じ部分放電源からの信号である
ことを確認することを特徴とする巻線機器の部分放電検
出装置。 - 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれかに記載の巻
線機器の部分放電検出装置において、 前記波形分析装置は、巻線の回路解析により得られた波
形より部分放電の発生個所を評定することを特徴とする
巻線機器の部分放電検出装置。 - 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれかに記載の巻
線機器の部分放電検出装置において、 巻線機器として変圧器に用いることを特徴とする巻線機
器の部分放電検出装置。 - 【請求項１０】 請求項１ないし８のいずれかに記載の
巻線機器の部分放電検出装置において、 巻線機器として回転機または電動機に用いることを特徴
とする巻線機器の部分放電検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001305287A JP2003107122A (ja) | 2001-10-01 | 2001-10-01 | 巻線機器の部分放電検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001305287A JP2003107122A (ja) | 2001-10-01 | 2001-10-01 | 巻線機器の部分放電検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003107122A true JP2003107122A (ja) | 2003-04-09 |
Family
ID=19125099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001305287A Withdrawn JP2003107122A (ja) | 2001-10-01 | 2001-10-01 | 巻線機器の部分放電検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003107122A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006087828A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Toshiba Corp | 磁気共鳴イメージング装置 |
| JP2010117298A (ja) * | 2008-11-14 | 2010-05-27 | Toyota Motor Corp | 固定子巻線の部分放電を検出するためのセンサ、並びに固定子巻線の検査装置及び検査方法 |
| CN112904162A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-06-04 | 贵州电网有限责任公司 | 一种适用于交流架空线路的异常放电采集与识别方法 |
| JP2022076688A (ja) * | 2020-11-10 | 2022-05-20 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 回転電機用放電検出装置 |
-
2001
- 2001-10-01 JP JP2001305287A patent/JP2003107122A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006087828A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Toshiba Corp | 磁気共鳴イメージング装置 |
| JP2010117298A (ja) * | 2008-11-14 | 2010-05-27 | Toyota Motor Corp | 固定子巻線の部分放電を検出するためのセンサ、並びに固定子巻線の検査装置及び検査方法 |
| JP2022076688A (ja) * | 2020-11-10 | 2022-05-20 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 回転電機用放電検出装置 |
| JP7378381B2 (ja) | 2020-11-10 | 2023-11-13 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 回転電機用放電検出装置 |
| CN112904162A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-06-04 | 贵州电网有限责任公司 | 一种适用于交流架空线路的异常放电采集与识别方法 |
| CN112904162B (zh) * | 2021-01-22 | 2022-04-08 | 贵州电网有限责任公司 | 一种适用于交流架空线路的异常放电采集与识别方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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