JP2008232973A - Device and method for determining partial discharge of electric apparatus - Google Patents

Device and method for determining partial discharge of electric apparatus Download PDF

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茂 天海
Akiyo Fukawa
明世 府川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately locate the partial discharge occurrence in a vessel of an electric apparatus by removing the factors and noises other than the partial discharge in the vessel. <P>SOLUTION: An ultrasonic sensor 15 detects an acoustic signal in the vessel 13 storing a body section 14 of the electric apparatus, an electric current detector 16 detects a current pulse flowing in the vessel 13 storing the body section 14 of the electric apparatus, and a data collection section 19 starts to collect the acoustic signal from the ultrasonic sensor 15 when the electric current detector 16 detects the current pulse, and records it on a recording section 20. A timer means 21 time-delay-operates after the electric current detector 16 detects the current pulse, and returns after a predetermined time after the detection of the current pulse. A determining means 22 determines the partial discharge part of the electric apparatus based on the acoustic signal from the ultrasonic sensor 15 collected during operation of the timer means 21. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、容器に収納された電気機器の部分放電を検出して判定する電気機器の部分放電判定装置及び方法に関する。   The present invention relates to a partial discharge determination device and method for an electric device that detects and determines partial discharge of an electric device accommodated in a container.

例えば、電気機器である変圧器は、容器内に鉄心及び巻線からなる変圧器本体を収納し絶縁油または絶縁ガスを封入して形成されている。このような変圧器において容器内部で部分放電が発生すると、それに伴い電流パルスと音響信号とが発生することから、電流パルスと音響信号とを検出して容器内部で発生した部分放電を検出するようにしている。例えば、容器を流れる電流を検出する電流検出器及び複数の超音波センサを容器の外面に設置して、電流パルスをトリガとして、超音波センサで検出した音響信号の放電発生からの時間差により放電発生位置を標定するようにしている。   For example, a transformer, which is an electrical device, is formed by enclosing a transformer body composed of an iron core and a winding in a container and enclosing insulating oil or insulating gas. In such a transformer, when a partial discharge is generated inside the container, a current pulse and an acoustic signal are generated accordingly, so that the partial discharge generated inside the container is detected by detecting the current pulse and the acoustic signal. I have to. For example, a current detector that detects the current flowing through the container and a plurality of ultrasonic sensors are installed on the outer surface of the container, and the current pulse is used as a trigger to generate a discharge due to the time difference from the discharge of the acoustic signal detected by the ultrasonic sensor. The position is determined.

超音波センサを静止機器タンク本体の外面の特定位置に配置して放電発生位置の標定を簡単に行うようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。これは、超音波センサ2個を1組として3組備え、静止機器のタンク本体外面の対面で対称の位置になるよう配置し、超音波センサから放電発生位置までの検出時間差と絶縁媒体内の音速度より求めた1組の超音波センサの距離データから放電発生位置の座標軸上の座標を計算し、その計算を3組の超音波センサに対して実行することにより、静止機器内で発生した放電位置を標定するものである。   There is one in which an ultrasonic sensor is arranged at a specific position on the outer surface of a stationary equipment tank body so that the discharge generation position is easily determined (for example, see Patent Document 1). This consists of two sets of two ultrasonic sensors as one set, arranged so as to be symmetric with respect to the outer surface of the tank body of the stationary device, and the difference in detection time from the ultrasonic sensor to the discharge generation position and in the insulating medium. It was generated in a stationary device by calculating the coordinates on the coordinate axis of the discharge generation position from the distance data of one set of ultrasonic sensors obtained from the sound velocity, and executing the calculation for the three sets of ultrasonic sensors. The discharge position is determined.

また、電気式センサでの放電検出をトリガとして、振動センサでの検出波形を平均化処理して振動センサノイズを低減し、振動センサ波形の立ち上がり点より部分放電位置標定を実施するが、単に電気式センサ検出をトリガとするのではなく、電気式センサでの前回検出と今回検出の時間差が一定値以上であった場合に、振動センサ波形の取り込みを行い、ガス絶縁機器内部で発生する部分放電発生位置の標定を精度良く行うようにしたものがある(例えば、特許文献2参照)。
特開平10−54862号公報 特開2003−28910号公報
In addition, using the detection of electric discharge by the electric sensor as a trigger, the detection waveform of the vibration sensor is averaged to reduce vibration sensor noise, and partial discharge position is determined from the rising point of the vibration sensor waveform. Instead of triggering sensor detection, partial discharge that occurs inside the gas insulation device by capturing the vibration sensor waveform when the time difference between the previous detection and the current detection by the electrical sensor is greater than a certain value. There is one in which the location of the occurrence position is accurately determined (see, for example, Patent Document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 10-54862 JP 2003-28910 A

しかし、容器内の部分放電以外の要因で電流検出器が電流パルスを検出することがあり、同様に容器内の部分放電以外の要因で超音波センサが音響信号を検出することがある。例えば、変圧器の周辺の開閉器の開閉動作やタップ切換変圧器のタップ切換器の切換動作、あるいは雷やノイズなどの影響で、容器内の部分放電以外の要因で電流検出器が電流パルスを検出したり、超音波センサが音響信号を検出したりすることがある。そのような場合には、部分放電の判定が難しくなる。   However, the current detector may detect the current pulse due to a factor other than the partial discharge in the container, and the ultrasonic sensor may detect the acoustic signal due to a factor other than the partial discharge in the container. For example, the current detector generates a current pulse due to a factor other than partial discharge in the container due to the switching operation of the switch around the transformer, the switching operation of the tap switch of the tap switching transformer, or lightning or noise. Or an ultrasonic sensor may detect an acoustic signal. In such a case, it is difficult to determine partial discharge.

特許文献1のものでは、部分放電位置の標定は精度よく行えるが、電流検出器や超音波センサがノイズによる信号を検出した場合であっても部分放電位置の標定をすることになる。また、特許文献2のものでは、単に電気式センサ検出をトリガとするのではなく、電気式センサでの前回検出と今回検出の時間差が一定値以上であった場合に、振動センサ波形の取り込みを行い、連続して発生した部分放電であっても精度よく検出できるものであるが、電流検出器や超音波センサがノイズによる信号を検出した場合についての対策が施されていないので、ノイズによる信号の場合であっても部分放電であると判定してしまうおそれがある。   Although the partial discharge position can be determined with accuracy in Patent Document 1, the partial discharge position is determined even when the current detector or the ultrasonic sensor detects a signal due to noise. Further, in Patent Document 2, the detection of the vibration sensor waveform is not performed when the time difference between the previous detection and the current detection by the electric sensor is equal to or greater than a predetermined value, instead of merely using the electric sensor detection as a trigger. Even if it is a partial discharge that occurs continuously, it can be accurately detected, but no measures are taken when the current detector or ultrasonic sensor detects a signal due to noise. Even in this case, it may be determined that the discharge is partial discharge.

本発明の目的は、容器内の部分放電以外の要因やノイズを除去し、電気機器の容器内の部分放電発生の標定を精度良く行うことができる電気機器の部分放電判定装置及び方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a partial discharge determination device and method for an electric device that can remove factors other than the partial discharge in the vessel and noise, and can accurately determine the occurrence of the partial discharge in the vessel of the electric device. That is.

請求項1の発明に係わる電気機器の部分放電判定装置は、電気機器の本体部を収納した容器の外面に設置された超音波センサと、電気機器の本体部を収納した容器に流れる電流パルスを検出する電流検出器と、前記電流検出器が電流パルスを検出したとき前記超音波センサからの音響信号を収集開始し記録部に記録するデータ収集部と、前記電流検出器が電流パルスを検出してから限時動作し電流パルスを検出してから所定時間経過後に復帰するタイマ手段と、前記タイマ手段の動作時間中に収集した前記超音波センサからの音響信号に基づいて電気機器の部分放電部位を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする。   An apparatus for determining partial discharge of an electric device according to a first aspect of the present invention includes an ultrasonic sensor installed on an outer surface of a container housing a main body of the electric device, and a current pulse flowing in the container housing the main body of the electric device. A current detector to detect, a data collection unit that starts collecting acoustic signals from the ultrasonic sensor when the current detector detects a current pulse and records it in a recording unit; and the current detector detects a current pulse. Timer means that operates for a limited time after the current pulse is detected and returns after a lapse of a predetermined time, and a partial discharge portion of the electric device based on an acoustic signal collected from the ultrasonic sensor collected during the operation time of the timer means. And determining means for determining.

請求項2の発明に係わる電気機器の部分放電判定装置は、請求項1の発明において、外部ノイズ発生源の機器動作検出装置を設け、前記判定手段は電気機器の部分放電部位の判定結果に前記機器動作検出装置の動作情報を付与することを特徴とする。
請求項3の発明に係わる電気機器の部分放電判定装置は、請求項1または2の発明において、前記タイマ手段の限時動作の時限は、前記超音波センサから前記電気機器の最短距離の部位までの距離に対して音響信号が伝搬する時間に余裕値を見込んだ時間、前記タイマ手段の限時復帰の時限は、前記超音波センサから前記電気機器の最長距離の部位までの距離に対して音響信号が伝搬する時間に余裕値を見込んだ時間であることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a partial discharge determination device for an electric device according to the first aspect of the present invention, wherein the device operation detection device for an external noise generation source is provided, and the determination means includes the determination result of the partial discharge portion of the electric device. The operation information of the device operation detection device is given.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the partial discharge determination device for an electric device according to the first or second aspect, wherein the time limit operation of the timer means is from the ultrasonic sensor to a portion of the shortest distance of the electric device. The time when the acoustic signal is propagated with respect to the distance, the time when the marginal value is expected, the time limit of the time-return of the timer means is the acoustic signal relative to the distance from the ultrasonic sensor to the longest distance part of the electric device. It is a time that allows for a margin value in the propagation time.

本発明によれば、電流パルスを検出したときに超音波センサからの音響信号を収集開始するとともに、タイマ手段で定めた動作時間中に収集した超音波センサからの音響信号に基づいて電気機器の部分放電部位を判定するので、明らかなノイズの影響を除去して電気機器の部分放電を標定できる。また、外部ノイズ発生源の機器動作検出装置が動作したときは、電気機器の部分放電部位の判定結果に機器動作検出装置の動作情報を付与するので、容器内の部分放電以外の要因による部分放電判定との誤判定を抑制できる。また、タイマ手段で定めた動作時間は、電流パルスをトリガとして超音波センサが部分放電による音響信号を検出可能な範囲の時間に設定されるので、部分放電の判定を行う音響信号には、部分放電による音響信号を確実に含んだものとなる。   According to the present invention, when the current pulse is detected, the acoustic signal from the ultrasonic sensor is started to be collected, and based on the acoustic signal from the ultrasonic sensor collected during the operation time determined by the timer means, Since the partial discharge portion is determined, it is possible to determine the partial discharge of the electric device by removing the influence of obvious noise. In addition, when the device operation detection device of the external noise generation source operates, the operation information of the device operation detection device is added to the determination result of the partial discharge site of the electric device, so the partial discharge due to factors other than the partial discharge in the container Misjudgment with judgment can be suppressed. In addition, since the operation time determined by the timer means is set to a time within a range in which the ultrasonic sensor can detect the acoustic signal due to the partial discharge with the current pulse as a trigger, The sound signal by discharge is surely included.

図1は本発明の実施の形態に係わる電気機器の部分放電判定装置の構成図である。図1では電気機器として変圧器11に部分放電判定装置12を適用した場合を示している。   FIG. 1 is a configuration diagram of a partial discharge determination device for an electrical apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the case where the partial discharge determination apparatus 12 is applied to the transformer 11 as an electric equipment is shown.

変圧器11の容器13には、変圧器の本体部14である鉄心及び巻線が絶縁油または絶縁ガスを封入して収納されている。この容器の外面には、容器13内で発生した部分放電の音響信号を検出する複数個の超音波センサ15が設置され、また、容器13内で発生した部分放電の電流パルスを検出する電流検出器16が設置されている。 In the container 13 of the transformer 11, an iron core and a winding, which are the main body 14 of the transformer, are enclosed and filled with insulating oil or insulating gas. A plurality of ultrasonic sensors 15 for detecting acoustic signals of partial discharge generated in the container 13 are installed on the outer surface of the container, and current detection for detecting current pulses of partial discharge generated in the container 13 is provided. A vessel 16 is installed.

また、変圧器11の周辺の機器が動作したことを検出する機器動作検出装置17が設けられている。例えば、変圧器11がタップ切換変圧器である場合にはタップ切換器の動作信号を検出する機器動作検出器17が設けられ、変圧器11の近傍の開閉器の開閉動作を検出する機器動作検出器17が設けられる。   Moreover, the apparatus operation | movement detection apparatus 17 which detects that the apparatus of the periphery of the transformer 11 operate | moved is provided. For example, when the transformer 11 is a tap switching transformer, a device operation detector 17 that detects an operation signal of the tap switch is provided, and a device operation detection that detects the opening / closing operation of the switch near the transformer 11 is provided. A vessel 17 is provided.

超音波センサ15、電流検出器16及び機器動作検出器17の検出信号は、部分放電判定装置12の入力部18を介してデータ収集部19に入力される。データ収集部19は、電流検出器16が電流パルスを検出したとき超音波センサ15からの音響信号を収集開始し記録部20に記録する。容器13内で部分放電が発生したとすると、部分放電による電流パルスが超音波センサ15で検出される音響信号より先に検出されるので、電流検出器16が電流パルスを検出してから超音波センサ15からの音響信号を収集開始するようにしている。これは、電流パルスは光速とほぼ同じ早さで容器13の外面に伝導しアースに流れるが、音響信号は容器13内に充填された絶縁油(絶縁ガス)を伝搬して容器13の外面に伝わるので、音響信号の検出には時間遅れが発生するためである。   Detection signals from the ultrasonic sensor 15, the current detector 16, and the device operation detector 17 are input to the data collection unit 19 via the input unit 18 of the partial discharge determination device 12. When the current detector 16 detects a current pulse, the data collection unit 19 starts collecting acoustic signals from the ultrasonic sensor 15 and records them in the recording unit 20. If a partial discharge is generated in the container 13, a current pulse due to the partial discharge is detected before the acoustic signal detected by the ultrasonic sensor 15, so that the ultrasonic wave is detected after the current detector 16 detects the current pulse. Collection of acoustic signals from the sensor 15 is started. This is because the current pulse is conducted to the outer surface of the container 13 at almost the same speed as the speed of light and flows to the ground, but the acoustic signal propagates through the insulating oil (insulating gas) filled in the container 13 to the outer surface of the container 13. This is because a time delay occurs in the detection of the acoustic signal.

次に、タイマ手段21は電流検出器16が電流パルスを検出してから限時動作し、電流パルスを検出してから所定時間経過後に復帰するものであり、タイマ手段21の計時情報(動作中情報)は判定手段22に入力される。そして、判定手段22は、タイマ手段21の動作時間中に収集した超音波センサ15からの音響信号を記録部21から入力し、その音響信号に基づいて電気機器の部分放電部位を判定する。これは、超音波センサ15が検出する音響信号には、ノイズによる音響信号も含まれているので、部分放電以外の要因で超音波センサ15が検出した音響信号を除外するためである。   Next, the timer means 21 operates for a time limit after the current detector 16 detects the current pulse, and returns after a predetermined time has elapsed since the current pulse was detected. ) Is input to the determination means 22. And the determination means 22 inputs the acoustic signal from the ultrasonic sensor 15 collected during the operation time of the timer means 21 from the recording part 21, and determines the partial discharge site | part of an electric equipment based on the acoustic signal. This is because the acoustic signal detected by the ultrasonic sensor 15 includes an acoustic signal due to noise, so that the acoustic signal detected by the ultrasonic sensor 15 due to factors other than partial discharge is excluded.

判定手段22で判定された電気機器の部分放電部位は、記録部20に記録されるとともに、必要に応じて出力部23を介して表示装置24に表示出力されプリンタ25にプリント出力される。この場合、判定結果である電気機器の部分放電部位だけでなく、記録部20に記録された音響信号データも併せて出力される。機器動作検出装置17の動作情報が記録されている場合にはその動作情報も併せて出力される。また、必要に応じて、あるいは上位システム26からの要求に応じて、通信装置27を介して記録部20に記録されたデータを上位システム26に送信する。   The partial discharge site of the electrical device determined by the determination unit 22 is recorded in the recording unit 20 and, if necessary, displayed on the display device 24 via the output unit 23 and printed on the printer 25. In this case, not only the partial discharge site of the electrical device as the determination result but also the acoustic signal data recorded in the recording unit 20 is output together. When the operation information of the device operation detection device 17 is recorded, the operation information is also output. Further, the data recorded in the recording unit 20 is transmitted to the host system 26 via the communication device 27 as necessary or in response to a request from the host system 26.

図2は変圧器11の容器13内に収納された本体部14の断面図である。図2では4個の超音波センサ15a〜15dが容器13の外面に設置された場合を示している。容器13内には絶縁油(絶縁ガス)28が充填され、鉄心29にコイル30が巻き付けられた本体部14が収納されている。部分放電は本体部14のいずれかの部位で発生することになる。本体部14のいずれかの部位で発生した部分放電は、放電部位から本体部14、絶縁油(絶縁ガス)28、容器13を経由し、超音波センサ15a〜15dに伝搬する。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the main body 14 housed in the container 13 of the transformer 11. FIG. 2 shows a case where four ultrasonic sensors 15 a to 15 d are installed on the outer surface of the container 13. The container 13 is filled with insulating oil (insulating gas) 28, and the main body 14 in which the coil 30 is wound around the iron core 29 is accommodated. The partial discharge occurs at any part of the main body 14. The partial discharge generated in any part of the main body part 14 propagates from the discharge part to the ultrasonic sensors 15a to 15d via the main body part 14, the insulating oil (insulating gas) 28, and the container 13.

いま、本体部14の部位A1で部分放電が発生したとする。この場合、電流パルスは容器13に設けられたアース線を通り放電され電流検出器16で検出される。一方、音響信号は、絶縁油(絶縁ガス)28、本体部14及び容器13を伝搬し、各々の超音波センサ15a〜15dに伝搬する。従って、部分放電部位A1から超音波センサ15a〜15dまでの距離が最も近い超音波センサ15aが最初に音響信号を検出することになる。以下、同様に、部分放電部位A1に近い順の超音波センサ15b、15d、15cの順番に音響信号を検出することになる。   Now, it is assumed that a partial discharge has occurred in the portion A1 of the main body portion 14. In this case, the current pulse is discharged through the ground wire provided in the container 13 and detected by the current detector 16. On the other hand, the acoustic signal propagates through the insulating oil (insulating gas) 28, the main body 14 and the container 13 and propagates to each of the ultrasonic sensors 15a to 15d. Therefore, the ultrasonic sensor 15a having the shortest distance from the partial discharge site A1 to the ultrasonic sensors 15a to 15d first detects the acoustic signal. Hereinafter, similarly, acoustic signals are detected in the order of the ultrasonic sensors 15b, 15d, and 15c in the order close to the partial discharge site A1.

各々の超音波センサ15a〜15dは、部分放電部位A1の位置により、検出する音響信号の順序は異なることになるが、最初に音響信号を検出する超音波センサ15は部分放電位置A1が最も近い超音波センサであり、最後に音響信号を検出する超音波センサ15は部分放電位置A1から最も遠い超音波センサである。このことから、各々の超音波センサ15a〜15dの設置位置と、想定される部分放電位置A1との関係から、電流パルスが発生してから最初の音響信号が検出されるまでの時間及び最後の音響信号が検出されるまでの時間は、予め設定することができる。   Each of the ultrasonic sensors 15a to 15d has a different order of acoustic signals to be detected depending on the position of the partial discharge portion A1, but the ultrasonic sensor 15 that first detects the acoustic signal has the closest partial discharge position A1. The ultrasonic sensor 15 that finally detects an acoustic signal is an ultrasonic sensor farthest from the partial discharge position A1. From this, from the relationship between the installation positions of the ultrasonic sensors 15a to 15d and the assumed partial discharge position A1, the time until the first acoustic signal is detected after the current pulse is generated and the last The time until the acoustic signal is detected can be set in advance.

そこで、タイマ手段21の限時動作の時限は、超音波センサ15a〜15dから本体部14の最短距離の部位までの距離に対して音響信号が伝搬する時間に余裕値を見込んだ時間とし、タイマ手段21の限時復帰の時限は、超音波センサ15a〜15dから本体部14の最長距離の部位までの距離に対して音響信号が伝搬する時間に余裕値を見込んだ時間とする。   Therefore, the time limit of the time limit operation of the timer means 21 is set to a time when an allowance is expected for the time during which the acoustic signal propagates with respect to the distance from the ultrasonic sensors 15a to 15d to the shortest part of the main body 14, and the timer means The time limit of 21 time-return is a time in which a margin value is expected for the time during which the acoustic signal propagates with respect to the distance from the ultrasonic sensors 15a to 15d to the longest distance portion of the main body 14.

なお、音響信号の伝搬速度は伝搬媒質によって異なり、一般に絶縁油より金属の方が伝搬速度が速いので、部分放電部位A1から超音波センサ15a〜15dまでの距離は、部分放電部位A1から超音波センサ15a〜15dが取り付けられた容器13の内面までの最短距離に近似することができる。   Note that the propagation speed of the acoustic signal differs depending on the propagation medium, and in general, the propagation speed of the metal is faster than that of the insulating oil. Therefore, the distance from the partial discharge site A1 to the ultrasonic sensors 15a to 15d is the ultrasonic wave from the partial discharge site A1. It can be approximated to the shortest distance to the inner surface of the container 13 to which the sensors 15a to 15d are attached.

図3は各々の超音波センサ15a〜15dで検出された音響信号S1〜S4の一例を示す波形図である。この一例では、各々の超音波センサ15a〜15dのいずれかから本体部14の最短距離の部位で部分放電が発生した場合を示している。いま時点t1で電流パルスが検出されたとする。そうすると、タイマ手段21は限時動作の時限をカウント開始し時点t2で限時動作する。時点t1〜t2の時限T1は、各々の超音波センサ15a〜15dのいずれかから本体部14の最短距離の部位までの距離に対して音響信号が伝搬する時間T2に余裕値ΔT2を見込んだ時間である。従って、時限T1の間においては、部分放電による音響信号は発生しない時間領域である。   FIG. 3 is a waveform diagram showing an example of the acoustic signals S1 to S4 detected by the ultrasonic sensors 15a to 15d. In this example, a case is shown in which partial discharge has occurred at a portion of the main body portion 14 at the shortest distance from any of the ultrasonic sensors 15a to 15d. Assume that a current pulse is detected at time t1. Then, the timer means 21 starts counting the time limit operation and operates at the time t2. The time period T1 from the time point t1 to the time point t2 is a time period in which the acoustic signal propagates with respect to the distance from any one of the ultrasonic sensors 15a to 15d to the shortest distance portion of the main body 14 and the time T2 is estimated to allow for a margin value ΔT2. It is. Therefore, during the time period T1, it is a time region in which an acoustic signal due to partial discharge is not generated.

そして、時点t3において、部分放電部位に最も近い超音波センサ15が音響信号S1を検出し、以下、同様に、部分放電部位A1に近い順の超音波センサ15の順番に時点t4で音響信号S2、時点t5で音響信号S3、時点t6で音響信号S4を検出することになる。この場合、タイマ手段21は時点t1から所定の時限T4後に動作復帰する。つまり、タイマ手段21は、超音波センサ15a〜15dから本体部14の最長距離の部位までの距離に対して音響信号が伝搬する時間T3に余裕値ΔT3を見込んだ時間T4後に復帰することになる。従って、時限T4の経過後においては、部分放電による音響信号は発生しない時間領域である。   Then, at time t3, the ultrasonic sensor 15 closest to the partial discharge site detects the acoustic signal S1, and similarly, the acoustic signal S2 at time t4 in the order of the ultrasonic sensors 15 in order of proximity to the partial discharge site A1. The acoustic signal S3 is detected at time t5, and the acoustic signal S4 is detected at time t6. In this case, the timer means 21 returns to operation after a predetermined time period T4 from the time point t1. That is, the timer means 21 returns after a time T4 when a margin value ΔT3 is expected in the time T3 in which the acoustic signal propagates with respect to the distance from the ultrasonic sensors 15a to 15d to the longest part of the main body 14. . Therefore, after the elapse of the time period T4, it is a time region in which an acoustic signal due to partial discharge is not generated.

このように、タイマ手段21の動作時間(t2〜t7:T0)は、部分放電による音響信号が発生する時間領域を定めるものであり、タイマ手段21の動作時間T0の領域内で発生した音響信号は、部分放電による音響信号と判断することができ、タイマ手段21の動作時間T0以外の領域で発生した音響信号は部分放電による音響信号ではないと判断できる。   Thus, the operation time (t2 to t7: T0) of the timer means 21 defines a time region in which an acoustic signal due to partial discharge is generated, and the acoustic signal generated in the region of the operation time T0 of the timer means 21. Can be determined as an acoustic signal due to partial discharge, and an acoustic signal generated in an area other than the operating time T0 of the timer means 21 can be determined not to be an acoustic signal due to partial discharge.

図4は各々の超音波センサ15a〜15dで検出された音響信号S1〜S4の他の一例を示す波形図であり、図4(a)は電流パルスを検出したがタイマ手段21の動作時間T0以前に超音波センサが音響信号を検出した場合の一例の波形図、図4(b)は電流パルスを検出したがタイマ手段21の動作時間T0経過に超音波センサが音響信号を検出した場合の一例の波形図である。図4(a)、図4(b)の場合は、いずれもタイマ手段21の動作時間T0以外の領域で発生した音響信号であるので、部分放電発生の電流パルスによる音響信号ではないと判断される。従って、この場合の音響信号は外部ノイズによる音響信号であると判断される。   FIG. 4 is a waveform diagram showing another example of the acoustic signals S1 to S4 detected by the ultrasonic sensors 15a to 15d. FIG. 4 (a) shows the operation time T0 of the timer means 21 when a current pulse is detected. FIG. 4B is a waveform diagram of an example when the ultrasonic sensor has previously detected an acoustic signal. FIG. 4B shows a case in which a current pulse is detected but the ultrasonic sensor detects an acoustic signal after the operation time T0 of the timer means 21 has elapsed. It is an example waveform diagram. In the case of FIGS. 4A and 4B, both are acoustic signals generated in a region other than the operating time T0 of the timer means 21, and therefore, it is determined that the acoustic signal is not an acoustic signal due to a partial discharge generated current pulse. The Therefore, the acoustic signal in this case is determined to be an acoustic signal due to external noise.

図5は、部分放電判定装置12の処理動作を示すフローチャートである。まず、電流検出器16で電流パルスを検出したか否かを判定し(S1)、電流パルスが検出されたときは、タイマ手段21を起動するとともに超音波センサ15a〜15dで検出される音響信号を記録開始する(S2)。そして、電流パルスを入力してからタイマ手段21で定まる所定時限T1を経過し、タイマ手段21は限時動作したか否かを判定し(S3)、限時動作したときは、所定時限T1内に音響信号はあるか否かを判定し(S4)、音響信号があるときは、その音響信号は外部ノイズと判定する。   FIG. 5 is a flowchart showing the processing operation of the partial discharge determination device 12. First, it is determined whether or not a current pulse is detected by the current detector 16 (S1). When a current pulse is detected, the timer means 21 is activated and an acoustic signal detected by the ultrasonic sensors 15a to 15d. Starts recording (S2). Then, after a current pulse is input, a predetermined time period T1 determined by the timer means 21 has passed, and it is determined whether or not the timer means 21 has operated for a time limit (S3). It is determined whether or not there is a signal (S4). If there is an acoustic signal, the acoustic signal is determined as external noise.

次に、電流パルスを入力してからタイマ手段21で定まる所定時限T4を経過し、タイマ手段21は動作復帰したか否かを判定し(S6)、所定時限T4を経過し動作復帰したときは、タイマ手段21の動作時間T0中の時間領域に音響信号はあるかどうかを判定し(S7)、音響信号があるときは、タイマ手段21の動作時間T0中の音響信号に基づいて部分放電部位を判定する(S8)。   Next, a predetermined time period T4 determined by the timer means 21 has elapsed since the input of the current pulse, and it is determined whether or not the timer means 21 has returned to operation (S6). Then, it is determined whether or not there is an acoustic signal in the time domain during the operation time T0 of the timer means 21 (S7), and when there is an acoustic signal, the partial discharge site is based on the acoustic signal during the operation time T0 of the timer means 21 Is determined (S8).

一方、ステップS7の判定で、タイマ手段21の動作時間T0中に音響信号がない場合には、外部ノイズであると判定する(S9)。   On the other hand, if it is determined in step S7 that there is no acoustic signal during the operation time T0 of the timer means 21, it is determined that the noise is external noise (S9).

このように、タイマ手段21の動作時間T0の時間領域内で発生した音響信号に対して、その音響信号に基づいて部分放電部位を判定するので、外部ノイズによる音響信号についてまで部分放電部位の判定をすることがないので、部分放電位置の判定の精度が向上する。部分放電部位の判定は、電流検出器16で検出した部分放電によるアースに流れる電流パルスと、超音波センサ15で検出した音響信号とを入力し、その時間差から部分放電現象の有無を判定する。例えば、特許文献1に示されるように、複数の超音波センサ15からの音響信号の遅れ時間から判定することになる。通常、超音波センサ15が1個である場合には部分放電が発生したことが分かる。超音波センサ15が2個である場合には部分放電が発生したことに加え、部分放電部位の大まかなエリアが分かる。超音波センサ15が3個である場合には、部分放電エリアを絞り込んだ部分放電部位が分かる。   Thus, since the partial discharge site is determined based on the acoustic signal generated in the time domain of the operation time T0 of the timer means 21, the partial discharge site determination is performed even for the acoustic signal due to external noise. Therefore, the accuracy of the determination of the partial discharge position is improved. The partial discharge site is determined by inputting the current pulse flowing to the ground due to the partial discharge detected by the current detector 16 and the acoustic signal detected by the ultrasonic sensor 15 and determining the presence or absence of the partial discharge phenomenon from the time difference. For example, as shown in Patent Document 1, the determination is made from the delay times of the acoustic signals from the plurality of ultrasonic sensors 15. Usually, it is understood that partial discharge has occurred when the number of ultrasonic sensors 15 is one. When the number of ultrasonic sensors 15 is two, in addition to the occurrence of partial discharge, a rough area of the partial discharge site can be seen. When the number of ultrasonic sensors 15 is three, the partial discharge site where the partial discharge area is narrowed down is known.

ここで、タイマ手段21の動作時間T0内の音響信号であっても外部ノイズによる場合がある。例えば、変圧器の周辺の開閉器の開閉動作やタップ切換変圧器のタップ切換器の切換動作、あるいは雷やノイズなどの影響で、超音波センサ15a〜15dが音響信号を検出することがある。そこで、タイマ手段21の動作時間T0内の音響信号による部分放電の判定部位の判定結果に対して、機器動作検出装置17の動作情報がある場合には、その動作情報を部分放電部位の判定結果に付与して記録する。これにより、部分放電部位の判定結果をより精度よく解析できることになる。   Here, even an acoustic signal within the operating time T0 of the timer means 21 may be caused by external noise. For example, the ultrasonic sensors 15a to 15d may detect acoustic signals due to the effects of switching operations of the switches around the transformer, switching operations of the tap switching devices of the tap switching transformer, or lightning and noise. Therefore, when there is operation information of the device operation detection device 17 for the determination result of the partial discharge determination portion by the acoustic signal within the operation time T0 of the timer means 21, the operation information is used as the determination result of the partial discharge portion. To be recorded. Thereby, the determination result of the partial discharge site can be analyzed with higher accuracy.

本発明の実施の形態によれば、部分放電によるアースに流れる電流パルスを検出する電流検出器16及び部分放電による音響信号を検出する超音波センサ15を設け、電流パルスを検出したときに超音波センサ15からの音響信号を収集開始するとともに、タイマ手段21で定めた動作時間T0中に収集した音響信号に基づいて変圧器の本体部14の部分放電部位を判定するので、明らかなノイズの影響による音響信号を除去して、部分放電による音響信号に基づいて電気機器の部分放電を標定できる。   According to the embodiment of the present invention, the current detector 16 for detecting the current pulse flowing to the ground due to the partial discharge and the ultrasonic sensor 15 for detecting the acoustic signal due to the partial discharge are provided, and the ultrasonic wave is detected when the current pulse is detected. Since the acoustic signal from the sensor 15 is started to be collected and the partial discharge portion of the main body 14 of the transformer is determined based on the acoustic signal collected during the operation time T0 determined by the timer means 21, the influence of obvious noise The partial discharge of the electric device can be determined based on the acoustic signal generated by the partial discharge.

また、タイマ手段21で定めた動作時間T0中に収集した音響信号が、外部ノイズ発生源の機器動作検出装置17が動作したときの音響信号であるときは、その音響信号に基づいて判定した部分放電部位の判定結果に対して、機器動作検出装置17の動作情報を付与するので、容器13内の部分放電以外の要因による部分放電判定との誤判定を抑制できる。   Further, when the acoustic signal collected during the operation time T0 determined by the timer means 21 is an acoustic signal when the device operation detection device 17 of the external noise generation source is operated, the part determined based on the acoustic signal Since the operation information of the device operation detection device 17 is given to the determination result of the discharge part, erroneous determination with partial discharge determination due to factors other than partial discharge in the container 13 can be suppressed.

また、タイマ手段22で定めた動作時間T0は、電流パルスをトリガとして超音波センサ15が部分放電による音響信号を検出可能な範囲の時間に設定されるので、部分放電の判定を行う音響信号には、部分放電による音響信号を確実に含んだものとすることができる。   In addition, the operation time T0 determined by the timer means 22 is set to a time within a range in which the ultrasonic sensor 15 can detect the acoustic signal due to the partial discharge with the current pulse as a trigger. Can reliably include an acoustic signal due to partial discharge.

本発明の実施の形態に係わる電気機器の部分放電判定装置の構成図。The block diagram of the partial discharge determination apparatus of the electric equipment concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における電気機器である変圧器の容器内に収納された本体部の断面図。Sectional drawing of the main-body part accommodated in the container of the transformer which is an electric equipment in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における各々の超音波センサで検出された音響信号の一例を示す波形図。The wave form diagram which shows an example of the acoustic signal detected by each ultrasonic sensor in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における各々の超音波センサで検出された音響信号の他の一例を示す波形図。The wave form diagram which shows another example of the acoustic signal detected by each ultrasonic sensor in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係わる電気機器の部分放電判定装置の処理動作を示すフローチャート。The flowchart which shows the processing operation of the partial discharge determination apparatus of the electric equipment concerning embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11…変圧器、12…部分放電判定装置、13…容器、14…本体部、15…超音波センサ、16…電流検出器、17…機器動作検出装置、18…入力部、19…データ収集部、20…記録部、21…タイマ手段、22…判定手段、23…出力部、24…表示装置、25…プリンタ、26…上位システム、27…通信装置、28…絶縁油(絶縁ガス)、29…鉄心、30…コイル DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Transformer, 12 ... Partial discharge determination apparatus, 13 ... Container, 14 ... Main-body part, 15 ... Ultrasonic sensor, 16 ... Current detector, 17 ... Apparatus operation detection apparatus, 18 ... Input part, 19 ... Data collection part , 20 ... recording section, 21 ... timer means, 22 ... determination means, 23 ... output section, 24 ... display device, 25 ... printer, 26 ... host system, 27 ... communication device, 28 ... insulating oil (insulating gas), 29 ... iron core, 30 ... coil

Claims (4)

電気機器の本体部を収納した容器の外面に設置された超音波センサと、
電気機器の本体部を収納した容器に流れる電流パルスを検出する電流検出器と、
前記電流検出器が電流パルスを検出したとき前記超音波センサからの音響信号を収集開始し記録部に記録するデータ収集部と、
前記電流検出器が電流パルスを検出してから限時動作し電流パルスを検出してから所定時間経過後に復帰するタイマ手段と、
前記タイマ手段の動作時間中に収集した前記超音波センサからの音響信号に基づいて電気機器の部分放電部位を判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする電気機器の部分放電判定装置。
An ultrasonic sensor installed on the outer surface of the container containing the main body of the electrical device;
A current detector for detecting a current pulse flowing in a container housing the main body of the electrical device;
A data collection unit that starts collecting acoustic signals from the ultrasonic sensor and records them in a recording unit when the current detector detects a current pulse; and
Timer means that operates for a time after the current detector detects a current pulse and returns after a predetermined time has elapsed after detecting the current pulse;
Determining means for determining a partial discharge site of the electric device based on an acoustic signal collected from the ultrasonic sensor collected during an operation time of the timer means;
A partial discharge determination device for an electrical device, comprising:
外部ノイズ発生源の機器動作検出装置を設け、前記判定手段は電気機器の部分放電部位の判定結果に前記機器動作検出装置の動作情報を付与することを特徴とする請求項1記載の電気機器の部分放電判定装置。   2. The apparatus according to claim 1, further comprising an apparatus operation detection device for an external noise generation source, wherein the determination unit adds operation information of the apparatus operation detection device to a determination result of a partial discharge site of the electric apparatus. Partial discharge determination device. 前記タイマ手段の限時動作の時限は、前記超音波センサから前記電気機器の最短距離の部位までの距離に対して音響信号が伝搬する時間に余裕値を見込んだ時間、前記タイマ手段の限時復帰の時限は、前記超音波センサから前記電気機器の最長距離の部位までの距離に対して音響信号が伝搬する時間に余裕値を見込んだ時間であることを特徴とする請求項1または2記載の電気機器の部分放電判定装置。   The time limit of the time limit operation of the timer means is the time when the acoustic signal propagates with respect to the distance from the ultrasonic sensor to the shortest distance part of the electric equipment, the time limit recovery of the timer means 3. The electricity according to claim 1, wherein the time period is a time in which a margin value is expected for a time during which an acoustic signal propagates with respect to a distance from the ultrasonic sensor to a longest distance portion of the electric device. Equipment for partial discharge determination of equipment. 電気機器の本体部を収納した容器に流れる電流パルスを検出したとき前記容器の外面に設置された超音波センサからの音響信号を収集開始して記録し、
一方、電流パルスを検出してからタイマ手段を限時動作させ電流パルスを検出してから所定時間経過後にタイマ手段を復帰させ、
前記タイマ手段の動作時間中に収集した前記超音波センサからの音響信号に基づいて電気機器の部分放電部位を判定することを特徴とする電気機器の部分放電判定方法。
When the current pulse flowing in the container containing the main body of the electric device is detected, the acoustic signal from the ultrasonic sensor installed on the outer surface of the container is started and recorded,
On the other hand, after detecting the current pulse, the timer means is operated for a time limit and the timer means is returned after a predetermined time has elapsed since the current pulse was detected,
A partial discharge determination method for an electric device, comprising: determining a partial discharge portion of the electric device based on an acoustic signal from the ultrasonic sensor collected during an operation time of the timer means.
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