JP2008051708A - Partial discharge monitoring apparatus and method of gas-insulated electric apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、絶縁ガスを充填した金属容器内に高圧導体を絶縁支持して配置したガス絶縁電気装置における絶縁異常を監視する部分放電監視装置および部分放電監視方法に関するものである。 The present invention relates to a partial discharge monitoring device and a partial discharge monitoring method for monitoring an insulation abnormality in a gas-insulated electrical device in which a high voltage conductor is insulated and supported in a metal container filled with an insulating gas.
従来のガス絶縁電気装置の部分放電監視装置は、金属容器内に距離をおいて設置された複数個の部分放電電磁波検出器と、部分放電の発生位置を標定する異常位置標定装置とからなり、予め記憶部に保存されたガス絶縁電力機器の回路構成部毎の電磁波減衰量と、各検出器の取り付け位置情報と、各検出器で検出された電磁波とに基づき、部分放電発生箇所を判断して結果を表示する(例えば、特許文献1参照。)。
また、電力機器の絶縁異常の原因を調べる従来手法として、絶縁異常により発生する部分放電の発生する商用周波電圧位相(φ)、放電パルスの大きさ(q)、個数(n)からなる3次元分布、いわゆるφ−q−n分布に基づき部分放電を分類する手法が用いられている(例えば、非特許文献1参照。)。
この手法を適用するためには、高速の放電信号をCR積分回路やLC同調回路で減衰振動波に変換し、検波した波形をピークホールドした後、A/D変換により部分放電の大きさに相当するデジタル値を得る(例えば、非特許文献2参照。)。
A conventional partial discharge monitoring device of a gas-insulated electric device is composed of a plurality of partial discharge electromagnetic wave detectors installed at a distance in a metal container, and an abnormal position locating device for locating the occurrence position of the partial discharge, Based on the electromagnetic wave attenuation for each circuit component of the gas-insulated power device stored in advance in the storage unit, the mounting position information of each detector, and the electromagnetic waves detected by each detector, the partial discharge occurrence location is determined. The result is displayed (see, for example, Patent Document 1).
Further, as a conventional method for investigating the cause of the insulation abnormality of the power equipment, a three-dimensional structure composed of a commercial frequency voltage phase (φ), a discharge pulse magnitude (q), and a number (n) generated by a partial discharge caused by the insulation abnormality. A method of classifying partial discharges based on a distribution, so-called φ-qn distribution, is used (see, for example, Non-Patent Document 1).
In order to apply this method, a high-speed discharge signal is converted into a damped oscillation wave by a CR integration circuit or an LC tuning circuit, the detected waveform is peak-held, and then it corresponds to the size of the partial discharge by A / D conversion. To obtain a digital value (see, for example, Non-Patent Document 2)
電力機器の絶縁異常の原因を調べる上記従来手法においては、ガス絶縁電気装置で発生する部分放電を検出する際、S/Nが得られやすいUHF帯域の放射電磁波が検出されるが、このように高い周波数の信号の強度情報を得るには高周波特性の優れた回路による検波、ピークホールド、A/D変換を行う必要があり、回路が複雑になるという問題点があった。
また、従来の部分放電監視装置では、部分放電発生場所を判定する際に、回路構成部毎の電磁波減衰量の情報を用いているが、ガス絶縁電気装置にあっては、高圧絶縁ガス中での部分放電電磁波は周波数が高く、金属容器内で共振するため、検出器の感度は金属容器と検出器との位置関係でも変化することから、回路の構成部毎の電磁波減衰量の情報のみでは放電発生箇所を標定する精度が十分ではないという問題点があった。
In the above-described conventional method for investigating the cause of the insulation abnormality of power equipment, when detecting a partial discharge generated in a gas-insulated electric device, a radiated electromagnetic wave in the UHF band where S / N is easily obtained is detected. In order to obtain intensity information of a high frequency signal, it is necessary to perform detection, peak hold, and A / D conversion by a circuit having excellent high frequency characteristics, which causes a problem that the circuit becomes complicated.
In addition, in the conventional partial discharge monitoring device, when determining the location of the partial discharge, information on the electromagnetic wave attenuation for each circuit component is used. Since the partial discharge electromagnetic wave of the above has a high frequency and resonates in the metal container, the sensitivity of the detector also changes depending on the positional relationship between the metal container and the detector. There was a problem that the accuracy of locating the discharge occurrence location was not sufficient.
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、部分放電の発生原因を、高速に、かつ高精度に判定できる部分放電監視装置、および部分放電監視方法を得ることを目的としている。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a partial discharge monitoring apparatus and a partial discharge monitoring method capable of determining the cause of partial discharge at high speed and with high accuracy. It is an object.
この発明に係るガス絶縁電気装置の部分放電監視装置は、ガス絶縁電気装置の金属容器に設置され、部分放電電磁波を検出する複数個の検出器と、上記複数の検出器にそれぞれ接続され、上記検出器の検出信号強度が所定の閾値を超えたときにパルスを発生するパルス発生手段と、上記パルスの数を所定の時間毎に計数するパルス計数手段と、上記各検出器の設置位置、上記各検出器間の電磁波伝達関数、および予め作成された部分放電発生原因毎の部分放電パターンを記憶する記憶部と、演算部とを具備し、上記演算部は、上記各パルス計数手段で計数されるパルス計測数から部分放電発生場所を判定すると共に、上記記憶部に記憶された上記各検出器間の電磁波伝達関数を用いて、判定された上記部分放電発生場所近傍の各検出器に対するパルス発生手段の仮想閾値レベル(QT)を演算し、演算した上記仮想閾値レベル(QT)と、商用周波電圧位相(φ)に対する各検出器のパルス計測数(n)とから、商用周波電圧位相(φ)−パルス計測数(n)−電磁波強度(Q)分布を示す部分放電パターンを作成し、上記部分放電パターンと、予め上記記憶部に記憶されている部分放電発生原因毎の部分放電パターンとを比較することにより、部分放電発生原因を判定するものである。 A partial discharge monitoring device for a gas insulated electrical device according to the present invention is installed in a metal container of a gas insulated electrical device, connected to a plurality of detectors for detecting partial discharge electromagnetic waves, and the plurality of detectors, A pulse generating means for generating a pulse when a detection signal intensity of the detector exceeds a predetermined threshold; a pulse counting means for counting the number of the pulses every predetermined time; an installation position of each of the detectors; A storage unit for storing an electromagnetic wave transfer function between the detectors and a partial discharge pattern for each partial discharge occurrence created in advance, and a calculation unit, and the calculation unit is counted by the pulse counting means. The partial discharge occurrence location is determined from the number of measured pulses, and an electromagnetic wave transfer function between the detectors stored in the storage unit is used to determine each detector in the vicinity of the determined partial discharge occurrence location. Calculate the virtual threshold level of the pulse generating means (Q T), since the calculated the virtual threshold level (Q T), each detector pulse measurement number for the commercial frequency voltage phase (phi) (n), and power frequency A partial discharge pattern showing a distribution of voltage phase (φ) −number of pulse measurements (n) −electromagnetic wave intensity (Q) is created, and the partial discharge pattern and a portion for each partial discharge occurrence cause stored in advance in the storage unit The cause of partial discharge is determined by comparing the discharge pattern.
また、この発明に係るガス絶縁電気装置の部分放電監視方法は、ガス絶縁電気装置の金属容器に設置された複数個の部分放電電磁波検出器の出力強度が所定の閾値を超えたときに上記各検出器に接続されたパルス発生手段によりパルスを発生する第1ステップ、上記パルスを所定の時間毎に計数する第2ステップ、上記各検出器に対して計測されるパルス計測数から部分放電発生場所を判定する第3ステップ、予め取得された上記各検出器間の電磁波伝達関数を用いて、判定された上記部分放電発生場所近傍の各検出器に対するパルス発生手段の仮想閾値レベル(QT)を演算する第4ステップ、演算した上記仮想閾値レベル(QT)と、商用周波電圧位相(φ)に対する各検出器のパルス計測数(n)とから、商用周波電圧位相(φ)−パルス計測数(n)−電磁波強度(Q)分布を示す部分放電パターンを作成する第5ステップ、および作成した部分放電パターンと、予め取得された部分放電発生原因毎の部分放電パターンとを比較することにより、部分放電発生原因を判定する第6ステップを備えたものである。 Further, the partial discharge monitoring method for a gas-insulated electrical apparatus according to the present invention provides each of the above-described methods when the output intensity of a plurality of partial-discharge electromagnetic wave detectors installed in a metal container of the gas-insulated electrical apparatus exceeds a predetermined threshold. A first step of generating a pulse by means of pulse generation means connected to the detector, a second step of counting the pulse every predetermined time, and a location where a partial discharge is generated from the number of measured pulses measured for each detector A third step of determining the virtual threshold level (Q T ) of the pulse generating means for each detector in the vicinity of the determined partial discharge generation location using the electromagnetic wave transfer function between the detectors acquired in advance. From the calculated fourth threshold value, the calculated virtual threshold level (Q T ), and the pulse measurement number (n) of each detector for the commercial frequency voltage phase (φ), the commercial frequency voltage phase (φ) −pulse The fifth step of creating a partial discharge pattern showing the distribution of measured number (n) -electromagnetic wave intensity (Q), and comparing the created partial discharge pattern with a partial discharge pattern for each partial discharge occurrence cause acquired in advance. Thus, a sixth step of determining the cause of occurrence of partial discharge is provided.
この発明によれば、予め設定された閾値を部分放電電磁波が超えたときにパルス発生手段でパルスを発生し、このパルスを計数して部分放電発生場所と原因を判定するため、検出器から演算部までの回路構成が簡単にできるにもかかわらず、ガス絶縁電気装置における信号伝搬の伝達関数をもとに複数のコンパレータの閾値レベルを補正して二次的に部分放電による電磁波強度情報が得られるため、部分放電の発生原因を、高速、かつ高い精度で判定できる効果がある。 According to this invention, when the partial discharge electromagnetic wave exceeds a preset threshold value, a pulse is generated by the pulse generating means, and this pulse is counted to determine the location and cause of the partial discharge. Despite being able to simplify the circuit configuration up to the part, the threshold level of multiple comparators is corrected based on the signal propagation transfer function in the gas-insulated electrical device to obtain electromagnetic wave intensity information by secondary partial discharge. Therefore, there is an effect that the cause of the partial discharge can be determined with high speed and high accuracy.
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1によるガス絶縁電気装置の部分放電監視装置を示す構成図である。ガス絶縁電気装置1は金属容器4の中にスペーサ3と呼ばれる絶縁支持物で導体2が支持されており、金属容器内部4には絶縁ガス33が封入されている。
このようなガス絶縁電気装置1において、金属容器4への異物の混入やスペーサ3の絶縁劣化による絶縁異常時に部分放電34が発生し、これに伴って電磁波35が放射される。電磁波35は金属容器4の壁面に設置された検出器5で検出されるが、電磁波35は金属容器内部を伝搬するに従って減衰するため、ガス絶縁電気装置1のどこで絶縁異常が発生しても電磁波35を検出できるように、複数の検出器5が設置される。
FIG. 1 is a block diagram showing a partial discharge monitoring device for a gas-insulated electric device according to
In such a gas-insulated
各検出器5で検出された電磁波35の信号強度は、比較器(コンパレータ:パルス発生手段)6のトリガレベル(閾値レベル)と比較され、電磁波35の強度の方が大きい場合に比較器6はパルス電圧を出力する。このパルス電圧はE/O変換器7により一旦光信号に変換され、光ファイバケーブル8で所定の距離を伝送された後、O/E変換器9で再び電気信号に戻される。このようにパルス化されて伝送されてきた電磁波35は所定の時間毎にカウンタ(パルス計数手段)10で計数され、演算部12においてパルス計測数や導体2に印加されている商用周波電圧の位相に対する分布等から、その電磁波3が外来ノイズなのか絶縁異常による部分放電なのか、また、部分放電であればどのような種類の異常によるものなのか、さらに部分放電発生場所等を判定する。
部分放電の発生原因の判定は、記憶部11に記憶されている各検出器5の設置位置、上記各検出器5間の電磁波伝達関数、および予め作成された部分放電発生原因毎の部分放電パターン(商用周波電圧位相(φ)−パルス計測数(もしくは発生頻度)(n)−電磁波強度(Q)の分布パターン)に基づき実施される。判定結果は表示部13で表示される。
The signal intensity of the
The determination of the cause of occurrence of partial discharge is performed by determining the installation position of each
図2および図3に、ガス絶縁開閉装置(GIS)で検出される部分放電電磁波の例を示す。図中、横軸は導体に印加される商用周波電圧位相(φ)、縦軸はパルス化された放電電磁波のパルス計測数(n)、奥行き軸は電磁波強度(Q)であり、パルスを計数するときのトリガレベル(QT)に対応している。
一般的に、トリガレベルが十分に低い場合は多数の放電電磁波が検出されるが、トリガレベルが高くなるにつれて検出される放電電磁波の個数は少なくなっていく。また、放電発生源の位置が固定されている場合、例えば金属容器4の底面に金属異物が固着していたり、スペーサ3の表面に金属異物が付着していたりするような絶縁異常の場合は、放電は電圧位相(φ)に対して、それぞれある一定のパターンを示す。それに対して、金属容器内に金属異物が混入し固定されていない場合は、導体2と金属容器4とにより形成される電界によって異物が帯電し、静電気力によって金属容器4内を動き回ることがある。異物の動きは導体2の電圧変化に完全には追従せず、電圧変化とは無関係に金属容器4との接触を繰り返すため、接触時に発生する放電は電圧位相(φ)とは無関係となり、その結果、電圧位相(φ)に対して無秩序なパターンを示すことがある。
2 and 3 show examples of partial discharge electromagnetic waves detected by a gas insulated switchgear (GIS). In the figure, the horizontal axis is the commercial frequency voltage phase (φ) applied to the conductor, the vertical axis is the pulse measurement number (n) of the pulsed discharge electromagnetic wave, the depth axis is the electromagnetic wave intensity (Q), and the pulses are counted. This corresponds to the trigger level (Q T ).
In general, a large number of discharge electromagnetic waves are detected when the trigger level is sufficiently low, but the number of detected discharge electromagnetic waves decreases as the trigger level increases. Further, when the position of the discharge generation source is fixed, for example, in the case of an insulation abnormality such as a metal foreign object adhering to the bottom surface of the
図2は金属容器4の底面に金属異物が固定されているときの部分放電パターンの例である。放電は印加電圧のピークである位相90度と270度を中心に分布している。これは、部分放電発生源である異物の先端電界がある一定値を超えたときに部分放電が発生するためである。
一方、図3はスペーサ3沿面に金属異物が付着しているときの部分放電パターンの例である。電磁波強度の小さい放電(図3のA)は、電圧位相の45度と225度付近を中心に分布しているのに対して、電磁波強度の大きい放電(図3のB)については、0度と180度に近い位相に発生している。これは、半周期前の電圧周期での放電による電荷がスペーサ絶縁物沿面に残留して帯電し、その結果、次の周期の放電の開始時に異物周辺の電界を強調し、大きな放電が発生するのに対して、そのような帯電電荷は何回かの部分放電発生により中和され、その後は逆に同極性に帯電して異物周辺の電界を緩和して小さな放電が発生する、という現象が半周期毎に起こっているためであると考えられる。
以上は部分放電パターンの一部の例であるが、これ以外のパターンも含めた部分放電パターンの特徴を捉えることにより、絶縁異常の原因を判定することができる。
FIG. 2 is an example of a partial discharge pattern when a metal foreign object is fixed to the bottom surface of the
On the other hand, FIG. 3 shows an example of a partial discharge pattern when a metallic foreign object adheres to the surface of the
The above is an example of a part of the partial discharge pattern, but the cause of the insulation abnormality can be determined by capturing the characteristics of the partial discharge pattern including other patterns.
このような判定を実施するための信号処理の方法について以下で説明する。
まず、各検出器5間の伝達関数について説明する。本実施の形態においては、記憶部11は、各検出器5間の電磁波伝達関数として、各検出器5とガス絶縁電気装置1との間の電磁波伝達関数、およびガス絶縁電気装置1内の、各検出器5に対応する部位間の電磁波伝達関数とを記憶する。
上記各伝達関数は以下のようにして取得する。
A signal processing method for performing such determination will be described below.
First, the transfer function between the
Each of the above transfer functions is obtained as follows.
図4はガス絶縁電気装置1の一部と、各部の電磁波の伝達関数を測定するための測定器を接続した様子を表している。検出器S1〜S6はガス絶縁電気装置1の金属容器4の壁面に複数個設置されており、ガス絶縁電気装置1で発生する部分放電電磁波を検出する。また、パルス入力点Sp1は、検出器S1が端部に位置するため一時的に設けたパルス入力点であり、隣接する検出器S2に対して反対方向に設定される。パルス入力点Sp1は検出器S1とガス絶縁電気装置1との間の伝達関数G(1)およびガス絶縁電気装置1の中の伝達関数の内、検出器S1に対応する部位と検出器S2に対応する部位との間の伝達関数G(1,2)を求めるために必要となるものである。
パルス入力点Sp1は例えば検出器と同じものでも良いし、スペーサが設置されていて金属容器がとぎれていれば、そこに一時的な電磁波注入装置を設けても良い。あるいは、ブッシングが設置されて金属容器がとぎれていれば、そこに付加的な電磁波注入装置を設けても良く、これらの他にも金属容器内に電磁波信号を注入できれば、様々な構成によるパルス入力点が適用可能である。
FIG. 4 shows a state in which a part of the gas-insulated
The pulse input point Sp1 may be the same as that of the detector, for example, or if a spacer is installed and the metal container is broken, a temporary electromagnetic wave injection device may be provided there. Alternatively, if the bushing is installed and the metal container is disconnected, an additional electromagnetic wave injection device may be provided there. In addition to these, if an electromagnetic wave signal can be injected into the metal container, pulse input with various configurations is possible. The point is applicable.
今、パルス入力点Sp1にパルス発生器14を接続してパルス電圧(校正パルス)を注入し、検出器S1にオシロスコープ15を接続して伝搬してきた電磁波信号を検出する。このときのパルスの入力電圧と検出器S1における検出電圧との比が、パルス入力点Sp1から検出器S1までの間の伝達関数G(Sp1,S1)であり、G(Sp1,S1)は図4より、
G(Sp1,S1)=G(p1)+G(p1,1)+G(1)・・・(1)
で表すことができる。
同様に、パルス発生器14を検出器S1、オシロスコープ15を検出器S2に接続すると、検出器S1からの注入するパルス電圧と検出器S2における検出電圧との比が、検出器S1から検出器S2までの間の伝達関数G(S1,S2)として計測でき、G(S1,S2)は図4より、
G(S1,S2)=G(1)+G(1,2)+G(2)・・・(2)
で表すことができる。
さらに、パルス発生器14をパルス入力点Sp1、オシロスコープ15を検出器S2に接続すると、パルス入力点Sp1からの注入するパルス電圧と検出器S2における検出電圧との比が、パルス入力点Sp1から検出器S2までの間の伝達関数G(Sp1,S2)として計測でき、G(Sp1,S2)は図4より、
G(Sp1,S2)=G(p1)+G(p1,2)+G(2)・・・(3)
で表すことができる。
式(1)〜(3)を連立して解くと
G(1)={G(Sp1,S1)+G(S1,S2)−G(Sp1,S2)}/2
・・・(4)
となり、G(1)が既知の値となる。
Now, the
G (Sp1, S1) = G (p1) + G (p1,1) + G (1) (1)
Can be expressed as
Similarly, when the
G (S1, S2) = G (1) + G (1,2) + G (2) (2)
Can be expressed as
Further, when the
G (Sp1, S2) = G (p1) + G (p1,2) + G (2) (3)
Can be expressed as
When equations (1) to (3) are solved simultaneously, G (1) = {G (Sp1, S1) + G (S1, S2) -G (Sp1, S2)} / 2
... (4)
G (1) becomes a known value.
同様に、測定範囲を検出器S3まで広げると、
G(S2,S3)=G(2)+G(2,3)+G(3)・・・(4)
G(S1,S3)=G(1)+G(1,3)+G(3)・・・(5)
が求められ、式(2)(4)(5)を連立して解くと
G(2)={G(S1,S2)+G(S2,S3)−G(S1,S3)}/2
・・・(6)
となり、G(2)が既知の値となる。
さらに、式(2)(4)(6)から、
G(1,2)=G(S1,S2)−G(1)−G(2)・・・(7)
というようにG(1,2)も既知の値となる。
Similarly, when the measurement range is expanded to the detector S3,
G (S2, S3) = G (2) + G (2,3) + G (3) (4)
G (S1, S3) = G (1) + G (1,3) + G (3) (5)
And solving the equations (2), (4), and (5) simultaneously, G (2) = {G (S1, S2) + G (S2, S3) -G (S1, S3)} / 2
... (6)
G (2) is a known value.
Furthermore, from the equations (2), (4) and (6),
G (1,2) = G (S1, S2) -G (1) -G (2) (7)
Thus, G (1,2) is also a known value.
以上のように、所定の検出器S(i)にパルス電圧を入力し、上記検出器S(i)の一つ隣の検出器S(j)の検出信号と二つ隣の検出器S(k)の検出信号とを測定するという手順を、全ての検出器または所定のエリアに含まれる全ての検出器について実施することにより、ガス絶縁電気装置との間の伝達関数、およびガス絶縁電気装置内の伝達関数を求めることが可能である。
また、設置場所がガス絶縁電気装置端部に位置する検出器S(m)については、検出器S(m)と隣接する検出器S(n)に対して反対側の任意の場所に、付加的に信号入力点S(pm)を設定し、S(pm)の一つ隣の検出器S(m)の検出信号と二つ隣の検出器S(n)の検出信号とを測定するという手順を、全てのガス絶縁電気装置端部に位置する検出器または所定のエリアに含まれる全てのガス絶縁電気装置端部に位置する検出器について実施することにより、全ての検出器とガス絶縁電気装置との間の伝達関数、およびガス絶縁電気装置内の伝達関数を求めることが可能である。
As described above, the pulse voltage is input to the predetermined detector S (i), the detection signal of the detector S (j) next to the detector S (i) and the detector S ( The transfer function between the gas-insulated electric device and the gas-insulated electric device by performing the procedure of measuring the detection signal of k) for all the detectors or all the detectors included in the predetermined area. Can be obtained.
In addition, for the detector S (m) whose installation location is located at the end of the gas-insulated electrical device, it can be added to any location on the opposite side of the detector S (n) adjacent to the detector S (m). The signal input point S (pm) is set, and the detection signal of the detector S (m) adjacent to S (pm) and the detection signal of the detector S (n) adjacent to S (pm) are measured. Perform the procedure on all detectors located at the ends of all gas-insulated electrical devices or detectors located at the ends of all gas-insulated electrical devices included in a given area. It is possible to determine the transfer function between the device and the transfer function in the gas-insulated electrical device.
なお、以上の方法は、パルス発生器とオシロスコープを用いてパルスの電圧変化を伝達関数として求める例を説明したが、その他にも入力パルスと検出パルスの波形を高速フーリエ変換して周波数成分に置き換え、周波数毎の強度変化として伝達関数を得ることも可能である。また、パルス発生器とオシロスコープの替わりにネットワークアナライザを用い、正弦波の周波数をスイープしたときの応答から周波数と位相を含む特性として伝達関数を得ることも可能である。 In the above method, the pulse generator and oscilloscope were used to calculate the pulse voltage change as a transfer function. However, the input pulse and detection pulse waveforms were also fast Fourier transformed and replaced with frequency components. It is also possible to obtain a transfer function as an intensity change for each frequency. It is also possible to obtain a transfer function as a characteristic including frequency and phase from the response when the frequency of the sine wave is swept using a network analyzer instead of the pulse generator and the oscilloscope.
このように、検出器とガス絶縁電気装置との間の伝達関数、およびガス絶縁電気装置内の各検出器に対応する部位間の伝達関数をそれぞれ求めておくことの重要性を次に説明する。
絶縁ガス中で発生する部分放電パルスは立ち上がり1ns以下の高速パルスであり、それにより1GHzを超える周波数の電磁波が放射される。一方、部分放電電磁波の検出上ノイズとなる、ガス絶縁電気装置の外部で起こる気中コロナの場合、放射される電磁波の周波数は絶縁ガス中の放電と比較して低く、かつ、外部からガス絶縁電気装置の金属筐体内に伝搬する際にフィルタリングされるため、主たる周波数は500MHz以下になる傾向にある。このような理由から、ガス絶縁電気装置の部分放電監視は数百MHz〜千数百MHzの周波数帯域の電磁波を検出して高感度化及びS/N向上をねらう場合が多い。
The importance of obtaining the transfer function between the detector and the gas-insulated electric device and the transfer function between the parts corresponding to each detector in the gas-insulated electric device will be described next. .
The partial discharge pulse generated in the insulating gas is a high-speed pulse with a rise of 1 ns or less, whereby an electromagnetic wave having a frequency exceeding 1 GHz is radiated. On the other hand, in the case of an airborne corona that occurs outside the gas-insulated electrical device, which causes noise when detecting partial discharge electromagnetic waves, the frequency of the emitted electromagnetic waves is lower than that of the discharge in the insulating gas, and gas insulation from the outside Since it is filtered when propagating into the metal casing of the electric device, the main frequency tends to be 500 MHz or less. For these reasons, partial discharge monitoring of gas-insulated electrical devices often detects electromagnetic waves in the frequency band of several hundreds of MHz to several hundreds of MHz in order to increase sensitivity and improve S / N.
一方、金属筐体内では電磁波は反射を繰り返しながら伝搬し、金属筐体や導体の構造・寸法等で決まる周波数で共振する。例えば、ガス絶縁電気装置のひとつである同軸構造のガス絶縁母線では、サイズに依存するが、一般に周波数が数百MHzを超える領域で、基本のTEMモード以外に、共振モードであるTEモード、TMモードが発生し、金属筐体内の軸方向・周方向・半径方向に電界や磁界の強度分布が生じる。つまり、検出器の出力は単純に電磁波発生源と検出器の距離や伝搬経路上の構造等だけでは決定されず、検出器が設置されている金属筐体上の位置や検出する周波数にも依存する。
従って、電磁波の強度から放電の大きさを精度良く求めるためには、先に述べた方法により検出器とガス絶縁電気装置との間の伝達関数、およびガス絶縁電気装置内の各検出器に対応する部位間の伝達関数をそれぞれ測定しておくことが重要である。
On the other hand, electromagnetic waves propagate in the metal casing while being repeatedly reflected, and resonate at a frequency determined by the structure and dimensions of the metal casing and the conductor. For example, in a gas-insulated bus having a coaxial structure, which is one of the gas-insulated electrical devices, depending on the size, in general, in a region where the frequency exceeds several hundreds of MHz, in addition to the basic TEM mode, a TE mode that is a resonance mode, TM A mode is generated, and an intensity distribution of an electric field or a magnetic field is generated in the axial direction, the circumferential direction, and the radial direction in the metal casing. In other words, the detector output is not simply determined by the distance between the electromagnetic wave source and the detector, the structure on the propagation path, etc., but also depends on the position on the metal housing where the detector is installed and the frequency to be detected. To do.
Therefore, in order to accurately determine the magnitude of the discharge from the intensity of the electromagnetic wave, the transfer function between the detector and the gas-insulated electric device and each detector in the gas-insulated electric device are supported by the method described above. It is important to measure the transfer function between the parts to be measured.
次に、検出した電磁波からどのように部分放電の発生原因を判定するかを説明する。図5に演算部12で判定をする際に作成される部分放電パターンを示す。図5では検出器S1の近傍で部分放電が発生し、検出器S1〜S4で電磁波が検出された場合を想定して示した。
まず、導体に印加されている商用周波数の電圧位相を所定の数のウインドウに分割し、それぞれのウインドウ毎に電磁波がトリガレベルVtrigを超えたときに発生されるパルスの数を計数して、検出器毎の電圧位相(φ)−パルス計測数(n)の特性パターンを作成する。このとき、パルス計測数の最も多かった検出器S1が放電源に最も近いという判定がなされる。
Next, how to determine the cause of the partial discharge from the detected electromagnetic wave will be described. FIG. 5 shows a partial discharge pattern created when the
First, the voltage phase of the commercial frequency applied to the conductor is divided into a predetermined number of windows, and the number of pulses generated when the electromagnetic wave exceeds the trigger level Vtrig for each window is detected and detected. A characteristic pattern of voltage phase (φ) for each device−number of pulse measurements (n) is created. At this time, it is determined that the detector S1 having the largest number of pulse measurements is closest to the discharge source.
次に、記憶部11に保存されている検出器S1〜S4に関する伝達関数を呼び出し、各検出器のトリガレベルの補正を行う。つまり、検出器S1にはガス絶縁電気装置1と検出器S1との間の伝達関数G(1)だけ減衰した電磁波が検出され、トリガレベルVtrig以上の強度の電磁波がパルス化されたことになるので、実質的にはトリガレベル(仮想トリガレベル)として
Vtrig+G(1)
以上の強度の電磁波を計数したことになる。
また検出器S2には、ガス絶縁電気装置1内の伝達関数G(1,2)と、ガス絶縁電気装置1と検出器S2との間の伝達関数G(2)だけ減衰した電磁波が検出され、トリガレベルVtrig以上の強度の電磁波がパルス化されたことになるので、実質的にはトリガレベル(仮想トリガレベル)として
Vtrig+G(1,2)+G(2)
以上の強度の電磁波を計数したことになる。
検出器S3、検出器S4に対する出力についても同様に考えることができ、
検出器S3に対するトリガレベル(仮想トリガレベル)は
Vtrig+G(1,2)+G(2,3)+G(3)
検出器S4に対するトリガレベル(仮想トリガレベル)は
Vtrig+G(1,2)+G(2,3)+G(3,4)+G(4)
であると考える。
Next, a transfer function relating to the detectors S1 to S4 stored in the storage unit 11 is called, and the trigger level of each detector is corrected. That is, the electromagnetic wave attenuated by the transfer function G (1) between the gas-insulated
The electromagnetic waves having the above intensity are counted.
The detector S2 detects electromagnetic waves attenuated by the transfer function G (1,2) in the gas-insulated
The electromagnetic waves having the above intensity are counted.
The output to the detectors S3 and S4 can be considered similarly,
The trigger level (virtual trigger level) for the detector S3 is Vtrig + G (1,2) + G (2,3) + G (3)
The trigger level (virtual trigger level) for the detector S4 is Vtrig + G (1,2) + G (2,3) + G (3,4) + G (4)
I believe that.
このようにして伝達関数に基づき、各検出器に対するトリガレベルを補正した結果、検出器S1〜S4の出力は、部分放電発生位置において発生する電磁波を、所定の複数の仮想トリガレベルで同時に検出したものと同じと考えることができる。
したがって、これらを統合して扱い、前述した検出器毎の電圧位相(φ)−パルス計測数(n)の特性パターンを、各検出器に対する仮想トリガレベルの値(QT)に応じて、電圧位相(φ)軸とパルス計測数(n)軸に直交する軸(Q)方向に並べると、図5のような、部分放電パターン(商用周波電圧位相(φ)−パルス計測数(n)−電磁波強度(Q)の分布パターン)が得られる。
As a result of correcting the trigger level for each detector based on the transfer function in this way, the outputs of the detectors S1 to S4 detected the electromagnetic waves generated at the partial discharge occurrence positions simultaneously at a plurality of predetermined virtual trigger levels. You can think of it as the same thing.
Therefore, these are handled in an integrated manner, and the above-described characteristic pattern of voltage phase (φ) −number of pulse measurements (n) for each detector is changed according to the value (Q T ) of the virtual trigger level for each detector. When arranged in the axis (Q) direction orthogonal to the phase (φ) axis and the number of pulse measurements (n) axis, as shown in FIG. 5, the partial discharge pattern (commercial frequency voltage phase (φ) −number of pulse measurements (n) − Electromagnetic wave intensity (Q) distribution pattern).
次に、記憶部11に保存されている部分放電発生原因毎の部分放電パターン(商用周波電圧位相(φ)−パルス計測数(もしくは発生頻度)(n)−電磁波強度(Q)の分布パターン)を呼び出して比較し、特性が近いものを選択する。 Next, partial discharge patterns (commercial frequency voltage phase (φ) −number of pulse measurements (or occurrence frequency) (n) −electromagnetic wave intensity (Q) distribution pattern) for each cause of partial discharge stored in the storage unit 11) Call and compare and select the ones with similar characteristics.
先に図2、図3により部分放電の発生源と電磁波分布の例を説明したように、部分放電の発生源の種類と上記部分放電パターンは密接な関係があり、予めこの特性を取得して記憶部11に保存しておくことにより、部分放電発生原因の判定に利用できる。 As described above with reference to FIGS. 2 and 3, examples of partial discharge sources and electromagnetic wave distributions have a close relationship between the type of partial discharge source and the partial discharge pattern. By storing it in the storage unit 11, it can be used to determine the cause of partial discharge.
以上の説明では、パルス計測数の最も多かった検出器S1が放電源に最も近いと判定して各検出器に対する仮想トリガレベルを算出していったが、放電発生位置の判定については以下にもう少し詳しく説明する。
例として仮に、
G(1)+G(1,2)<G(2)
または、
G(2)−G(1)>G(1,2)
であるような場合、検出器S2の近傍に部分放電発生源があっても検出器S1で検出されるパルス計測数の方が多くなり、放電源は検出器S1の近傍であるという誤判定がなされてしまう。このように判定に利用する複数の検出器Si,Sj,・・・のガス絶縁電気装置との間の伝達関数G(i),G(j),・・・の値のバラツキが、ガス絶縁電気装置内の伝達関数G(i,j),G(j,k),・・・の値より大きい場合は、放電源の位置を誤判定する恐れがある。
In the above description, it is determined that the detector S1 having the largest number of pulse measurements is closest to the discharge source, and the virtual trigger level is calculated for each detector. explain in detail.
As an example,
G (1) + G (1,2) <G (2)
Or
G (2) -G (1)> G (1,2)
In such a case, even if there is a partial discharge generation source in the vicinity of the detector S2, the number of pulse measurements detected by the detector S1 is larger, and an erroneous determination that the discharge source is in the vicinity of the detector S1. Will be made. As described above, variations in the values of transfer functions G (i), G (j),... Between the plurality of detectors Si, Sj,. If the value is larger than the values of transfer functions G (i, j), G (j, k),... In the electric device, the position of the discharge source may be erroneously determined.
そこで、放電発生位置の判定に用いる検出器には、検出器とガス絶縁電気装置との間の伝達関数のバラツキが、それら検出器が設置されているエリアのガス絶縁電気装置内の伝達関数の値よりも小さいものを選定し、その中で検出されたパルス計測数の最も多い検出器の近傍が放電発生源であると判定するとよい。 Therefore, in the detector used for determining the discharge occurrence position, variation in the transfer function between the detector and the gas-insulated electric device is the transfer function in the gas-insulated electric device in the area where the detector is installed. It is preferable to select one smaller than the value and determine that the vicinity of the detector having the largest number of pulse measurements detected therein is the discharge generation source.
伝達関数の大きさによって検出器が複数のグループに分かれた場合は、それぞれのグループ毎に放電発生位置の判定を行い、放電発生位置として複数の候補を挙げる。次に、各検出器のトリガレベルの補正をそれぞれの放電発生位置の候補に対して実施する。パルス計測数はトリガレベルが高くなるに従って減少するので、ここでパルス計測数の降順と補正したトリガレベル(仮想トリガレベル)の昇順が不一致であった場合、放電発生位置は他の位置である。また、放電発生位置がいずれかの検出器の近傍である仮定すると矛盾する場合は、検出器と検出器の間のどこかに放電発生位置があることが考えられる。この場合、簡易的に両検出器の中間位置にあると仮定し、ガス絶縁電気装置内の伝達関数の1/2を割り当ててトリガレベルの補正を行う。このようにして放電発生位置の選定と絞り込みを行っても複数の候補が残ったときは、それぞれの位置に対して放電発生原因の判定を実施する。放電発生原因として複数の判定結果が得られた場合は、それぞれ結果について可能性ありとして表示する。
以上のようにすることにより、放電発生位置を精度よく求めることができる。
When the detectors are divided into a plurality of groups depending on the size of the transfer function, the discharge generation position is determined for each group, and a plurality of candidates are given as the discharge generation positions. Next, the correction of the trigger level of each detector is performed on each discharge generation position candidate. Since the number of pulse measurements decreases as the trigger level increases, when the descending order of the number of pulse measurements does not match the ascending order of the corrected trigger level (virtual trigger level), the discharge generation position is another position. Further, if there is a contradiction when it is assumed that the discharge generation position is in the vicinity of one of the detectors, it is possible that the discharge generation position is somewhere between the detectors. In this case, the trigger level is corrected by assigning a half of the transfer function in the gas-insulated electric apparatus, assuming that the position is simply between the two detectors. If a plurality of candidates remain even when the discharge generation position is selected and narrowed down as described above, the cause of discharge generation is determined for each position. When a plurality of determination results are obtained as the cause of occurrence of discharge, each result is displayed as possible.
By doing as described above, the discharge occurrence position can be obtained with high accuracy.
図6は本発明の実施の形態1による部分放電監視装置の判定方法を示すフローチャートであり、伝達関数の大きさによって検出器を複数のグループに分ける場合の部分放電監視方法を示すものである。
図6において、各検出器において電磁波信号を取得し(ステップS101)、比較器で所定の値に設定されているトリガレベルと取得した信号の波高値とを比較し(ステップS102)、その信号がトリガレベル以下であれば異常なし表示(ステップS117)であるが、トリガレベルを超える場合、比較器はその電磁波信号毎にパルスを発生する(ステップS103)。そのパルスはカウンタで計数され(ステップS104)、単位時間あたりのパルス計測数(n)を所定の値と比較し(ステップS105)、設定数以下であれば異常なし表示(ステップS117)であるが、設定数を超える場合、演算部で判定作業が実施される。
FIG. 6 is a flowchart showing a determination method of the partial discharge monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention, and shows the partial discharge monitoring method when the detectors are divided into a plurality of groups according to the size of the transfer function.
In FIG. 6, an electromagnetic wave signal is acquired in each detector (step S101), the trigger level set to a predetermined value by the comparator is compared with the peak value of the acquired signal (step S102), and the signal is If it is below the trigger level, there is no abnormality display (step S117), but if the trigger level is exceeded, the comparator generates a pulse for each electromagnetic wave signal (step S103). The pulse is counted by a counter (step S104), the number of pulses measured per unit time (n) is compared with a predetermined value (step S105), and if it is less than the set number, there is no abnormality display (step S117). If the number exceeds the set number, a determination operation is performed by the calculation unit.
演算部では記憶部に保存されている伝達関数に関するデータベースを呼び出して(ステップS106)、各検出器とガス絶縁電気装置との間の伝達関数G(i),G(j),・・・の値と、ガス絶縁電気装置内の伝達関数G(i,j),G(j,k),・・・の値とを比較し、放電発生位置判定に使用する検出器を選定すると共に、伝達関数G(i),G(j),・・・の値に応じて複数の検出器をグループ化する(ステップS107)。
次に、グループ毎にパルス計測数が最多の検出器の近傍が放電発生位置であると仮設定し(ステップS108)、また、グループ毎にパルス計測数が最多の検出器とその両隣の検出器との中間位置が放電発生位置であると仮設定する(ステップS109)。
The calculation unit calls up a database related to the transfer function stored in the storage unit (step S106), and transfers the transfer functions G (i), G (j),... Between each detector and the gas-insulated electric device. The value is compared with the values of transfer functions G (i, j), G (j, k),... In the gas-insulated electrical device, and a detector used for determining the discharge occurrence position is selected and transmitted. A plurality of detectors are grouped according to the values of the functions G (i), G (j),... (Step S107).
Next, it is temporarily set that the vicinity of the detector having the largest number of pulse measurements for each group is the discharge generation position (step S108), and the detector having the largest number of pulse measurements for each group and the detectors on both sides thereof. Is temporarily set to be a discharge generation position (step S109).
続いて、ステップS107およびステップS109で仮設定された各放電発生位置に対し、それぞれ、上記放電発生位置近傍の各検出器に対応するコンパレータのトリガレベルを、ステップS106で呼び出した伝達関数を用いて補正し、仮想トリガレベル(QT)を演算する(ステップS110)。
続いて、各放電発生位置に対して、それぞれ演算された仮想トリガレベルの昇順と対応するカウンタで計測されるパルス計測数の降順とが一致しているかどうかを比較し、仮設定された放電発生位置のうち、一致している仮設定位置を選択し(ステップS111)、一致している上記仮設定位置が放電発生位置であるという判定を行う(ステップS112)。ここで、仮想トリガレベルの昇順とパルス計測数の降順との比較には冗長性をもたせて、複数の位置を優先順位を与えながら選定すると誤判定を防ぐことができる。
Subsequently, for each discharge occurrence position temporarily set in step S107 and step S109, the trigger level of the comparator corresponding to each detector in the vicinity of the discharge occurrence position is used using the transfer function called in step S106. corrected, to calculate the virtual trigger level (Q T) (step S110).
Next, for each discharge occurrence position, it is compared whether the calculated ascending order of the virtual trigger level matches the descending order of the number of pulse measurements measured by the corresponding counter, and the temporarily set discharge occurrence Among the positions, a matching temporary setting position is selected (step S111), and it is determined that the matching temporary setting position is a discharge generation position (step S112). Here, if the virtual trigger level is compared with the ascending order of the virtual trigger level and the descending order of the number of pulse measurements, redundancy is provided, and if a plurality of positions are selected while giving priority, erroneous determination can be prevented.
続いて、検出器毎に、電圧位相(φ)−パルス計測数(n)の特性パターンを作成すると共に、選定された放電発生位置に基づいて、各検出器に対し、ステップS110で得られた仮想トリガレベル(QT)を割り当てる(ステップS113)。
さらに、演算部では、検出器毎の電圧位相(φ)−パルス計測数(n)の特性パターンと、各検出器に割り当てられた仮想トリガレベル(QT)とを統合して、電圧位相(φ)−パルス計測数(n)−電磁波強度(Q)の分布パターンを作成すると共に(ステップS114)、記憶部に保存されている部分放電発生原因毎の放電パターン(電圧位相(φ)−パルス計測数(n)−電磁波強度(Q)の分布パターン)のデータベースを呼び出して(ステップS115)、比較し、類似している特性を選んで発生原因を判定する(ステップS114)。
最後に、判定結果を表示(ステップS116)する。
Subsequently, a characteristic pattern of voltage phase (φ) −number of pulse measurements (n) is created for each detector, and obtained in step S110 for each detector based on the selected discharge generation position. A virtual trigger level (Q T ) is assigned (step S113).
Further, the calculation unit integrates the characteristic pattern of voltage phase (φ) for each detector−number of pulse measurements (n) and the virtual trigger level (Q T ) assigned to each detector to obtain a voltage phase ( A distribution pattern of (φ) −number of pulse measurements (n) −electromagnetic wave intensity (Q) is created (step S114), and a discharge pattern (voltage phase (φ) −pulse for each cause of partial discharge stored in the storage unit) A database of the number of measurements (n) -electromagnetic wave intensity (Q) distribution pattern) is called (step S115), compared, and similar characteristics are selected to determine the cause of occurrence (step S114).
Finally, the determination result is displayed (step S116).
以下に、ステップS111、S112における放電発生位置の判定手順について、図7〜図9を用いて、更に具体的に説明する。
図7は部分放電監視装置の検出器S1〜S7の位置、検出されるパルス計測数、各部の伝達関数を模式的に示したものである。説明の簡単化のために、ここでは検出器とガス絶縁電気装置との間の伝達関数(減衰率)は、検出器グループ1(S1,S2,S5,S6)(○印)では10[dB]、検出器グループ2(S3,S4,S7)(△印)では18[dB]とし、ガス絶縁電気装置の中の伝達関数は、隣り合う検出器間で全て6[dB]とし、検出器S1〜S7が直列に並んでいるものとする。
各検出器S1〜S7に対して検出されたパルス計測数は、多い方から順にS5>S4>S6>S2>S3>S1>S7とする。検出器とガス絶縁電気装置との間の伝達関数により分けた2つのグループのそれぞれのパルス計測数が最多の検出器S4,S5の近傍と、これらの両隣の検出器との間の中間位置S3−4,S4−5,S5−6を放電発生位置に仮設定する。
これら5つの仮設定位置から各検出器までの伝達関数を計算したものを図8に示す。検出器間の中間位置については、その両隣の検出器の位置までの伝達関数を6[dB]の半分である3[dB]として計算する。これらの伝達関数にコンパレータの閾値レベルを加えた値がトリガレベルの補正値(仮想トリガレベル)であるが、各コンパレータの閾値は全て同じであるのが一般的であるため、今、仮想トリガレベルの大小を比較することに対してコンパレータの閾値は省略している。
図8の結果を基に、各検出器に対し、パルス計測数の降順と、各仮設定位置における仮想トリガレベルの昇順を図9にまとめる。図中、点線で囲っている組み合わせは仮想トリガレベルの計算値が同じであった場合であるので、順位を入れ替えても構わない。
図9より仮想トリガレベルの昇順がバルス数降順に最も一致している仮設定位置がS4であり、続いてS4−5、S5である。
そこで、放電発生位置としてS4(判定順位1)が最も可能性が高く、次いでS4−5、S5(判定順位2)も可能性有りという判定がなされる。
Hereinafter, the determination procedure of the discharge occurrence position in steps S111 and S112 will be described more specifically with reference to FIGS.
FIG. 7 schematically shows the positions of the detectors S1 to S7 of the partial discharge monitoring device, the number of detected pulses, and the transfer function of each part. For simplification of explanation, here, the transfer function (attenuation rate) between the detector and the gas-insulated electric device is 10 [dB] in the detector group 1 (S1, S2, S5, S6) (circle mark). In the detector group 2 (S3, S4, S7) (Δ mark), 18 [dB] is set, and the transfer functions in the gas-insulated electrical apparatus are all 6 [dB] between adjacent detectors. Assume that S1 to S7 are arranged in series.
The number of pulse measurements detected for each of the detectors S1 to S7 is S5>S4>S6>S2>S3>S1> S7 in order from the largest. The two groups divided by the transfer function between the detector and the gas-insulated electrical device, each of which has the largest number of pulse measurements, the vicinity of the detectors S4 and S5, and the intermediate position S3 between these adjacent detectors. −4, S4-5, and S5-6 are temporarily set to the discharge generation positions.
FIG. 8 shows the calculated transfer functions from these five temporarily set positions to each detector. For the intermediate position between the detectors, the transfer function up to the positions of the detectors on both sides is calculated as 3 [dB] which is half of 6 [dB]. The value obtained by adding the threshold level of the comparator to these transfer functions is the correction value of the trigger level (virtual trigger level), but since the threshold values of each comparator are generally the same, the virtual trigger level is now The threshold value of the comparator is omitted for comparing the magnitudes of.
Based on the results of FIG. 8, the descending order of the number of pulse measurements and the ascending order of the virtual trigger level at each temporarily set position are summarized in FIG. 9 for each detector. In the figure, the combinations surrounded by dotted lines are cases where the calculated values of the virtual trigger level are the same, so the order may be switched.
From FIG. 9, the temporary setting position where the ascending order of the virtual trigger level most closely matches the descending order of the number of pulses is S4, followed by S4-5 and S5.
Therefore, it is determined that S4 (determination order 1) is most likely as the discharge occurrence position, and that S4-5 and S5 (determination order 2) are also possible.
以上のように、本発明の実施の形態1の構成によれば、検出した高周波の電磁波信号を信号毎にパルス化してから演算して判定するため、検出器から演算部までの回路構成が簡単にできると共に、演算部の処理負荷が少なく、高速に判定することができる。
また、ガス絶縁電気装置における信号伝搬の伝達関数をもとに複数のコンパレータの閾値レベルを補正して二次的に部分放電による電磁波強度情報を得るため、部分放電の発生原因と発生場所とを高い精度で判定できる効果がある。
また、電磁波の伝搬・共振に伴う波形ひずみや減衰を補正して放電源そのものに由来した電磁波強度が得られるため、放電電磁波の、電圧位相−パルス計測数−電磁波強度特性を精度良く得ることができ、放電発生原因判定が可能となる。
As described above, according to the configuration of the first embodiment of the present invention, the detected high frequency electromagnetic wave signal is pulsed for each signal and then calculated and determined, so the circuit configuration from the detector to the calculation unit is simple. In addition, the processing load on the calculation unit is small and the determination can be made at high speed.
In addition, in order to obtain second-order electromagnetic wave intensity information by correcting the threshold levels of multiple comparators based on the signal propagation transfer function in the gas-insulated electrical apparatus, the cause and location of the partial discharge are determined. There is an effect that can be determined with high accuracy.
In addition, since the electromagnetic wave intensity derived from the discharge source itself can be obtained by correcting the waveform distortion and attenuation accompanying propagation / resonance of the electromagnetic wave, it is possible to accurately obtain the voltage phase-number of pulse measurements-electromagnetic wave intensity characteristics of the discharged electromagnetic wave. It is possible to determine the cause of occurrence of discharge.
また、このような構成によれば、パルス化した検出信号は電気/光変換が容易であるため、光ファイバで伝送することができ、ノイズの影響を極力排除して検出器からカウンタに信号伝送することが可能となる。
なお、上記実施の形態では、コンパレータとカウンタとの間を光ファイバケーブルで接続したが、カウンタと演算部との間を光ファイバケーブルで接続しても同様の効果がある。
In addition, according to such a configuration, since the pulsed detection signal can be easily converted into an electric signal, the signal can be transmitted from the detector to the counter by eliminating the influence of noise as much as possible. It becomes possible to do.
In the above embodiment, the comparator and the counter are connected by the optical fiber cable. However, the same effect can be obtained by connecting the counter and the arithmetic unit by the optical fiber cable.
また、伝達関数を取得する際には、検出器間のパルスの伝搬特性を一つ隣と二つ隣の検出器で順次測定することにより行うので、部分放電発生原因を判定するために必要な各部の伝達関数が容易に得られる。
また、端部に位置する検出器に関する伝達関数については、隣接検出器とは反対側の方にパルス入力点を設けて上記伝達関数を取得するので、端部の検出器に関する伝達関数を容易に得ることができる。
In addition, when acquiring the transfer function, it is necessary to measure the propagation characteristics of the pulse between the detectors one after the other with the two adjacent detectors, which is necessary to determine the cause of the partial discharge. The transfer function of each part can be easily obtained.
For the transfer function related to the detector located at the end, the transfer function is obtained by providing the pulse input point on the opposite side of the adjacent detector, so the transfer function related to the detector at the end can be easily obtained. Obtainable.
実施の形態2.
図10は本発明の実施の形態2による高圧配電盤の部分放電監視装置を示す構成図である。高圧配電盤36は、金属筐体37の中に高圧充電部である導体38や図示しない遮断器などを収納し、図示しない絶縁物で支持している。導体38と絶縁物とは図示しない金属容器の中に配置されて絶縁ガスが封入されている場合もあるが、比較的低い電圧階級の高圧配電盤の場合は絶縁ガスを密封することなく、単に大気に曝されている場合もある。このような高圧配電盤36において、上記絶縁物が劣化すると、部分放電39が発生し、これに伴って電磁波40が放射される。
電磁波は金属筐体37もしくは図示しない金属容器に設置された検出器27で検出されるが、電磁波40は金属筐体37の内部を伝搬するに従って減衰するため、高圧配電盤36のどこで絶縁異常が発生しても電磁波40を検出できるように、複数の検出器27が設置される。検出器27で検出された電磁波40の信号強度は比較器28のトリガレベルと比較され、電磁波40の強度の方が大きい場合に比較器28はパルス電圧を出力する。パルス化された電磁波40はカウンタ29で計数され、演算部31において、実施の形態1と同様、記憶部30に記憶されている高圧配電盤36と各検出器27との間の信号の伝達関数および高圧配電盤36を信号が伝搬するときの伝達関数を用いて各比較器28のトリガレベルを補正し、補正した仮想トリガレベルと、導体38に印加されている商用周波電圧の位相に対する計測数の分布とを用いて、電圧位相−パルス計測数(もしくは発生頻度)−電磁波強度のパターンを得、予め記憶された複数のパターンと比較することにより、検出された電磁波40が外来ノイズなのか絶縁異常による部分放電なのか、また、部分放電であればどのような種類の異常によるものなのか等を判定する。判定結果は表示部32で表示される。
FIG. 10 is a block diagram showing a partial discharge monitoring device for a high voltage switchboard according to
The electromagnetic wave is detected by the
このような構成とすれば、高圧配電盤の部分放電監視装置においても、簡単な回路構成で、部分放電の発生原因を、高速、かつ高い精度で判定できる効果がある。 With such a configuration, even in the partial discharge monitoring device of the high-voltage switchboard, there is an effect that the cause of the partial discharge can be determined with high speed and high accuracy with a simple circuit configuration.
1 ガス絶縁電気装置、2,38 導体、3 スペーサ、4 金属容器、5,27 検出器、6,28 比較器、7 E/O変換器、8 光ファイバケーブル、9 O/E変換器、10,29 カウンタ、11,30 記憶部、12,31 演算部、13,32 表示部、14 パルス発生器、15 オシロスコープ、33 絶縁ガス、34,39 部分放電、35,40 電磁波、36 高圧配電盤、37 金属筐体。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
Among the plurality of partial discharge electromagnetic wave detectors installed in the metal container of the gas insulated electrical device, the detector S (m) whose installation location is located at the end of the gas insulated electrical device is the detector S (m). A signal input point S (pm) is set at an arbitrary location on the opposite side to the adjacent detector S (n), and the detection signal of the detector S (m) next to S (pm) and two The procedure of measuring the detection signal of the adjacent detector S (n) is located at the detector located at the end of all gas insulated electrical devices or at the end of all gas insulated electrical devices included in a given area. 9. The partial discharge monitoring method for a gas-insulated electric device according to claim 8, wherein an electromagnetic wave transfer function relating to the detector whose installation location is located at the end of the gas-insulated electric device is obtained by performing the detection on the detector.
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