JP2009222537A - Partial discharge detecting method by electromagnetic wave measurement - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属閉鎖型配電盤内に設置された高圧の電気設備や機器から発生する部分放電を検出する方法に係り、特に電磁波測定による部分放電検出方法に関するものである。 The present invention relates to a method for detecting a partial discharge generated from a high-voltage electrical facility or equipment installed in a metal-closed switchboard, and more particularly to a method for detecting a partial discharge by electromagnetic wave measurement.
高圧の電気設備や機器に共通して発生する異常現象としては、製造時の不良や経年劣化の影響による部分放電の発生が挙げられる。一般的にモールド機器などに使用される絶縁材料内部に微小な空隙状欠陥部(ボイド)や剥離部などがあると、運転時にその部分に電界が集中し、部分放電と呼ばれる微弱な放電が発生する。また、モールド絶縁体表面の汚損の影響によっても部分放電が発生することがある。 Examples of abnormal phenomena that occur in common in high-voltage electrical facilities and equipment include the occurrence of partial discharge due to the effects of manufacturing defects and aging deterioration. In general, if there are minute voids (voids) or peeling parts in the insulating material used for molding equipment, the electric field concentrates on the part during operation, and a weak discharge called partial discharge occurs. To do. Further, partial discharge may occur due to the influence of contamination on the surface of the mold insulator.
特に、後者の場合には、汚損を除去すれば、部分放電を防止できるけれども、前者の場合の部分放電は、防止ができず、回復性はない。部分放電が発生した状態で運転を継続すると、ボイドや剥離状態を進展させる恐れがあり、最終的には、絶縁破壊に至る危険性がある。 In particular, in the latter case, partial discharge can be prevented by removing the fouling, but partial discharge in the former case cannot be prevented and is not recoverable. If the operation is continued in a state where the partial discharge has occurred, there is a risk that a void or a peeled state may be developed, and there is a risk of eventually resulting in dielectric breakdown.
電気機器(供試体)で発生する部分放電には、高電圧モールド部位の表面汚損などによる気中放電(コロナ)や、モールド機器内部のクラック・ボイド・剥離といった欠陥部で発生する放電が挙げられる。部分放電検出手法としては、次のような4つの手法がある。 Examples of partial discharge generated in electrical equipment (specimen) include air discharge (corona) due to surface contamination of the high-voltage mold site, and discharge generated in defective parts such as cracks, voids, and peeling inside the mold equipment. . There are the following four methods as a partial discharge detection method.
(a)供試体の主回路に直接カップリングコンデンサ(CC)を接続し、部分放電発生に伴うパルス電圧を測定する電気的手法(CC法)、
(b)接地線に高周波CTを取り付けて(接地線電流方式)、部分放電の発生に伴い発生するパルス電流を測定する電気的手法(高周波CT法)、
(c)部分放電発生に伴う弾性波振動や放電音を音響的に検出する診断測定手法、
(d)部分放電発生に伴い放出される電磁波を測定する(電磁波検出法)などが挙げられる。
(A) An electrical method (CC method) in which a coupling capacitor (CC) is directly connected to the main circuit of the specimen and the pulse voltage associated with the occurrence of partial discharge is measured.
(B) an electrical method (high frequency CT method) for attaching a high frequency CT to the ground wire (ground wire current method) and measuring a pulse current generated with the occurrence of partial discharge;
(C) a diagnostic measurement method for acoustically detecting elastic wave vibration and discharge sound accompanying partial discharge generation;
(D) The electromagnetic wave emitted with the occurrence of partial discharge is measured (electromagnetic wave detection method).
上記(a)のCC法は、図6に示す部分放電の校正・測定回路図において、供試体TF中の部分放電による電荷量Qを検出インピーダンスZに発生する電圧Vdとして捉えるもので、供試体TFで電荷量Qの部分放電が発生した場合に、検出インピーダンスZの両端に発生する電圧Vdは、供試体TFの静電容量Ca、結合コンデンサCkの静電容量、検出インピーダンスZとその周波数特性などにより計算では求めることが出来ない。 The CC method of (a) above captures the charge amount Q due to partial discharge in the specimen TF as a voltage Vd generated at the detection impedance Z in the partial discharge calibration / measurement circuit diagram shown in FIG. When a partial discharge with a charge amount Q occurs in TF, the voltage Vd generated at both ends of the detection impedance Z is the capacitance Ca of the specimen TF, the capacitance of the coupling capacitor Ck, the detection impedance Z, and its frequency characteristics. It cannot be calculated by calculation.
このため、図6では、既知の電荷量Qcalを供試体TFに注入して測定器MIの感度調整(校正)を行うようにしている。なお、図中、Cbは供試体TFの欠陥部に直列に挿入される静電容量、Ccは供試体TFの欠陥部の静電容量である。 For this reason, in FIG. 6, a known charge amount Qcal is injected into the specimen TF to adjust the sensitivity of the measuring instrument MI (calibration). In the figure, Cb is a capacitance inserted in series with the defective portion of the specimen TF, and Cc is a capacitance of the defective portion of the specimen TF.
また、上記(b)の高周波CT法は、上述の主回路の電圧から直接部分放電を測定する手法(a)に比較して、接地線に高周波CTを取り付けるのみの非常に簡便な手法であるが、接地線に混入しているノイズの影響を受けやすく、測定放電電荷量の目安とする校正が困難なことと、部分放電検出感度が極端に低下する(例えば、特許文献1参照。)。 The high-frequency CT method (b) is a very simple method in which the high-frequency CT is simply attached to the ground line, compared to the method (a) in which partial discharge is directly measured from the voltage of the main circuit. However, it is easily affected by noise mixed in the ground wire, and calibration as a measure of the measured discharge charge amount is difficult, and the partial discharge detection sensitivity is extremely lowered (see, for example, Patent Document 1).
さらに、上記(c)の代表例としては、一つにAcoustic Emission(以下AE法:音響法)が挙げられる。AE法は、主に圧電素子によるセンサで、金属表面など固体中を伝搬する弾性波を検出し、信号処理を行うことで、部分放電発生値を推測する手法として応用されている。 Furthermore, as a representative example of the above (c), one example is Acoustic Emission (hereinafter referred to as AE method: acoustic method). The AE method is mainly applied as a method of estimating a partial discharge occurrence value by detecting an elastic wave propagating in a solid such as a metal surface by performing a signal processing with a sensor using a piezoelectric element.
この他、同様に圧電素子をセンサとしてパラボラで部分放電発生に伴い生じた超音波を直接捉える音響法もあるが、気中へ放出された超音波を標的とするため、コロナ放電を検出の対象としている。この手法は、集音した信号を増幅回路や各種フィルタを通してFFT演算などにより放電音を特定する手法として応用されている。 In addition, there is also an acoustic method that uses a piezoelectric element as a sensor to directly capture the ultrasonic waves generated by the occurrence of partial discharge in a parabola, but the target is to detect the corona discharge because it targets the ultrasonic waves emitted into the air. It is said. This technique is applied as a technique for specifying a discharged sound by performing an FFT operation or the like on a collected signal through an amplifier circuit and various filters.
さらにまた、上記(d)は、一般的にはアンテナとスペクトラムアナライザを使用し、部分放電電磁波を検出する方法であるが、放送波などの環境電磁波(以下ノイズと称す)の影響が課題となる(例えば、特許文献2から5参照。)。 Furthermore, the above (d) is a method of detecting a partial discharge electromagnetic wave generally using an antenna and a spectrum analyzer, but the influence of environmental electromagnetic waves (hereinafter referred to as noise) such as broadcast waves becomes a problem. (For example, see Patent Documents 2 to 5.)
上記(a)のCC法では、測定のためには供試体に直接カップリングコンデンサを接続する必要があるとともに、試験電圧印加用の電源設備を必要とし、測定を行う度に設備や機器の停止が必要となるなどの問題がある。 In the CC method (a) above, it is necessary to connect a coupling capacitor directly to the specimen for measurement, and a power supply facility for applying the test voltage is required. There is a problem that is necessary.
上記(b)の高周波CT法での部分放電測定は、設備の接地線に高周波CTを取り付けて測定を行う構成であるが、配電盤などに収納されている各機器や部品は、基本的に共通接地されているため、部分放電が検出された場合、その発生位置の特定が困難である。また、漏れ電流に付加されるパルス電流を測定するため、上述のCC法に比べ、部分放電検出感度が悪い問題がある。 The partial discharge measurement by the high-frequency CT method in (b) above is a configuration in which the high-frequency CT is attached to the ground wire of the equipment, but each device and part housed in the switchboard etc. is basically common. Since it is grounded, when a partial discharge is detected, it is difficult to specify the generation position. In addition, since the pulse current added to the leakage current is measured, there is a problem that the partial discharge detection sensitivity is poor compared to the CC method described above.
上記(c)の部分放電発生に伴う弾性波振動や放電音を音響的に検出する診断測定手法(AE法)では、運転中の放電現象による弾性波を直接もしくは間接的に検出するが、配電盤に収納されたモールド機器では間接的検出法として、図7に示す配電盤1の側面壁1aなどにAEセンサ2を取り付けて測定を行う手段がある。なお、3は計器用変圧器(モールド機器)である。
In the diagnostic measurement method (AE method) for acoustically detecting elastic wave vibration and discharge sound due to the occurrence of partial discharge in (c) above, the elastic wave due to the discharge phenomenon during operation is detected directly or indirectly. As an indirect detection method, there is a means for attaching the AE sensor 2 to the side wall 1a of the switchboard 1 shown in FIG.
図7のように側壁面1aに取り付けたAEセンサ2を用いれば、配電盤1の内部の放電現象に伴う弾性波を検出可能である反面、内部のどの部分(あるいはどの相)で放電現象が起きているかの特定が困難である。さらに、雑音(ホワイトノイズ)の影響も大きく、ノイズの中から小さな放電現象に伴う信号を取り出すことも課題である。 If the AE sensor 2 attached to the side wall surface 1a as shown in FIG. 7 is used, the elastic wave accompanying the discharge phenomenon inside the switchboard 1 can be detected, but the discharge phenomenon occurs in any part (or which phase) inside. It is difficult to identify whether Further, the influence of noise (white noise) is large, and it is also a problem to extract a signal accompanying a small discharge phenomenon from the noise.
特に、計器用変圧器は鉄心を有しており、これを発生源とした騒音が発生し部分放電の検出精度を低下させている。騒音発生源の直接要因としては、鉄心の繋ぎ目および積層間に働く磁気力による振動と、鉄心の磁歪現象による振動が挙げられる。 In particular, an instrument transformer has an iron core, and noise is generated from the iron core to reduce the accuracy of partial discharge detection. As a direct factor of the noise generation source, there are vibration due to the magnetic force acting between the joints and laminations of the iron core and vibration due to the magnetostriction phenomenon of the iron core.
また、二次的要因としては、フレーム、鉄心締付構造や周囲条件による共振現象と、磁気力および磁歪現象による構造物振動などが挙げられる。これらの振動が、電源電圧波形に同期して発生するため、同様に電源電圧に同期して発生するAE法による部分放電測定信号に混在し、測定された信号が部分放電によるものか振動ノイズによるものかの判別が困難である。 Further, secondary factors include a resonance phenomenon caused by a frame, an iron core tightening structure, and ambient conditions, and a structure vibration caused by a magnetic force and a magnetostriction phenomenon. Since these vibrations are generated in synchronization with the power supply voltage waveform, they are also mixed in the partial discharge measurement signal by the AE method generated in synchronization with the power supply voltage, and the measured signal is due to partial discharge or due to vibration noise. It is difficult to determine whether something is wrong.
また、放電現象を音響により捉える手法では、配電盤に収納されている計器用変圧器へ適用する場合、盤内に配置されたバリアなどにより測定が困難な場合があり、さらに、完全に密閉されている場合は、バリアなどの開放が必要となる。なお、この方式では、気中放電(コロナ放電)は捉えられるが、モールド機器内部で発生した部分放電の検出は不可能である。AE法と同様に、ノイズの中から小さな放電音を抽出することも課題である。さらに、測定結果から三相のどの相の変圧器から部分放電が発生しているかを明確に把握することが困難である。 In addition, in the method of capturing the discharge phenomenon by sound, when applied to an instrument transformer housed in a switchboard, the measurement may be difficult due to a barrier placed in the panel, etc. If it is, opening a barrier or the like is required. In this method, air discharge (corona discharge) can be detected, but partial discharge generated in the mold apparatus cannot be detected. Similar to the AE method, it is also a problem to extract a small discharge sound from noise. Furthermore, it is difficult to clearly grasp from which three-phase transformer the partial discharge is generated from the measurement result.
上記(d)の電磁波検出法(部分放電検出法)は、診断対象物に対して非接触で測定が行える利点がある。また、モールド機器内部で発生した部分放電も接地された鉄板や金網などで完全に遮蔽されなければ、外部から検出することが可能である点は利点である。 The electromagnetic wave detection method (partial discharge detection method) of (d) has an advantage that measurement can be performed in a non-contact manner on a diagnostic object. Further, it is advantageous that a partial discharge generated inside the molding apparatus can be detected from the outside unless it is completely shielded by a grounded iron plate or a metal mesh.
ただし、電気設備や機器で発生する部分放電で、大気中への放電や絶縁物表面で生じるコロナ放電や、モールド機器の絶縁物内部で発生する部分放電に伴い放出される電磁波は、図8に示すように、一般的には数十〜数百MHzの帯域に出現する。 However, FIG. 8 shows electromagnetic waves emitted by partial discharge generated in electrical equipment and equipment, corona discharge generated in the atmosphere and on the surface of the insulator, and partial discharge generated inside the insulator of the mold equipment. As shown, it generally appears in a band of several tens to several hundreds of MHz.
図8は、コロナ放電に伴い放出された電磁波測定結果の一例を示す。例えば、図8では、30〜50MHz、110〜160MHz、250〜400MHzが部分放電電磁波で、70〜110MHz、170〜230MHz、470〜500MHzなどが放送波などのノイズである。 FIG. 8 shows an example of a measurement result of electromagnetic waves emitted with corona discharge. For example, in FIG. 8, 30 to 50 MHz, 110 to 160 MHz, and 250 to 400 MHz are partial discharge electromagnetic waves, and 70 to 110 MHz, 170 to 230 MHz, 470 to 500 MHz, and the like are noises such as broadcast waves.
なお、図8の測定結果には、同様な帯域に放送波などによるノイズも放出されているため、フィールドによってはノイズと部分放電電磁波の判別が困難である問題もある。 In the measurement result of FIG. 8, noise due to broadcast waves or the like is also emitted in the same band, so that there is a problem that it is difficult to distinguish between noise and partial discharge electromagnetic waves depending on the field.
また、上記特許文献2や特許文献4では、対象電気機器の近傍に部分放電が生じたときに発生する電磁波を検出する部分放電検出アンテナと、ノイズのみを測定するノイズ検出用アンテナを2つ設ける方法である。この方法による部分放電検出では、まず、ノイズ検出アンテナでノイズレベルが規定値以下の周波数測定点を複数設定する過程を行う。その後、この過程で決定された各周波数測定点で、部分放電を検出用アンテナで測定することによりノイズを除去している。
上記特許文献2,4においては、ノイズ検出用アンテナを部分放電が検出されない位置に配置しなければならないが、このアンテナの位置の特定が難しい問題がある。ノイズ検出用アンテナを機器に近すぎると、部分放電を検出してしまうおそれがある。また、あまり離れるとノイズ出力の状況が部分放電検出用アンテナの位置と異なってしまい、作業性が低下する。 In Patent Documents 2 and 4, the noise detection antenna must be arranged at a position where partial discharge is not detected, but there is a problem that it is difficult to specify the position of the antenna. If the noise detection antenna is too close to the device, partial discharge may be detected. If the distance is too far, the noise output status differs from the position of the partial discharge detection antenna, and the workability is lowered.
このため、対象電気機器の運転が停止できる場合は、機器の運転を一度停止し、ノイズを測定後に再び対象電気機器を運転し、部分放電を測定する手段が取られる。この場合、電気機器の運転と停止といった作業が加算され手間と時間がかかり、さらに作業性の低下につながるおそれがある。 For this reason, when the operation of the target electrical device can be stopped, the device is stopped once, and after the noise is measured, the target electrical device is operated again to measure the partial discharge. In this case, work such as operation and stop of the electrical equipment is added, which takes time and effort, and may further reduce workability.
上記特許文献2,4において、部分放電を検出するには、はじめにノイズ検出用アンテナでノイズを測定し、その後、回路を切り替えて部分放電検出用アンテナで部分放電を測定する。このため、ノイズ測定時と部分放電測定時にタイムラグが発生し、ノイズが時間的に変化するような場合では、ノイズが完全に除去できないため、ノイズを部分放電と誤って判断してしまうおそれがある。 In Patent Documents 2 and 4, in order to detect partial discharge, first, noise is measured with a noise detection antenna, and then the circuit is switched to measure partial discharge with the partial discharge detection antenna. For this reason, when there is a time lag between noise measurement and partial discharge measurement, and the noise changes over time, the noise cannot be completely removed, and there is a risk that the noise will be erroneously determined as partial discharge. .
また、ノイズが発生していた周波数測定点は、部分放電電磁波の測定対象外となるため、この測定対象外周波数測定点でどんなに大きな部分放電による電磁波が発生していたとしても、測定できないため、測定精度が著しく低下する問題もある。 In addition, since the frequency measurement point where noise was generated is not subject to measurement of partial discharge electromagnetic waves, it cannot be measured no matter how large partial discharge electromagnetic waves are generated at this non-measurement frequency measurement point, There is also a problem that the measurement accuracy is significantly reduced.
本発明の目的は、上記の事情に鑑みてなされたもので、部分放電電磁波検出の作業性の改善を図るとともに、部分放電電磁波とノイズとの判別を容易にし、ノイズ検出と部分放電電磁波検出を同時にでき、タイムラグを発生しないで部分放電電磁波の検出ができる電磁波測定による部分放電検出方法を提供することを課題とする。 The object of the present invention has been made in view of the above circumstances, and is intended to improve the workability of partial discharge electromagnetic wave detection, facilitate discrimination between partial discharge electromagnetic waves and noise, and perform noise detection and partial discharge electromagnetic wave detection. It is an object of the present invention to provide a partial discharge detection method by electromagnetic wave measurement that can be performed simultaneously and can detect a partial discharge electromagnetic wave without generating a time lag.
上記の課題を達成するために、請求項1に係る発明は、金属製閉鎖型配電盤に部分放電検出対象電気機器を配設し、その電気機器の近傍に第1アンテナを設置するとともに、前記配電盤の外部に第2アンテナを設置して、第1、第2アンテナにより前記電気機器からの部分放電電磁波と前記配電盤外部からの外来ノイズを電磁波出力信号検出装置で検出して、部分放電電磁波と外来ノイズとを判別する方法において、
前記第1アンテナで検出した部分放電電磁波と外来ノイズとを前記電磁波出力信号検出装置の電磁波出力信号検出部で検出して第1記憶部に記憶した後に、前記第2アンテナに前記電磁波出力信号検出装置を接続して、部分放電電磁波と外来ノイズとを前記電磁波出力信号検出部で検出した後に、第2記憶部に記憶し、前記第1、第2記憶部に記憶した部分放電電磁波と外来ノイズとの強度の大小を比較し、前記第1アンテナでの検出出力が前記第2アンテナでの検出出力より大きいときに、部分放電電磁波であると判別することを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, an electrical device subject to partial discharge detection is disposed on a metal closed type switchboard, a first antenna is installed in the vicinity of the electrical device, and the switchboard A second antenna is installed outside the antenna, and the first and second antennas detect the partial discharge electromagnetic wave from the electric device and the external noise from the outside of the switchboard with the electromagnetic wave output signal detection device, and the partial discharge electromagnetic wave and the external In a method of discriminating from noise,
After the partial discharge electromagnetic wave and the external noise detected by the first antenna are detected by the electromagnetic wave output signal detection unit of the electromagnetic wave output signal detection device and stored in the first storage unit, the electromagnetic wave output signal detection is detected by the second antenna. After the apparatus is connected and the partial discharge electromagnetic wave and the external noise are detected by the electromagnetic wave output signal detection unit, the partial discharge electromagnetic wave and the external noise are stored in the second storage unit and stored in the first and second storage units. Are compared, and when the detection output of the first antenna is larger than the detection output of the second antenna, it is determined that the intensity is a partial discharge electromagnetic wave.
また、請求項2に係る発明は、請求項1記載において、前記第1、第2記憶部に記憶した部分放電電磁波と外来ノイズとの強度の差を比較し、その差が、あらかじめ設定した閾値以上のときに、部分放電電磁波であると判別することを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the difference in intensity between the partial discharge electromagnetic wave stored in the first and second storage units and the external noise is compared, and the difference is a preset threshold value. At this time, it is characterized in that it is a partial discharge electromagnetic wave.
また、請求項3に係る発明は、金属製閉鎖型配電盤に部分放電検出対象電気機器を配設し、その電気機器の近傍に第1アンテナを設置するとともに、前記配電盤の外部に第2アンテナを設置して、第1、第2アンテナにより同時に前記電気機器からの部分放電電磁波と前記配電盤外部からの外来ノイズを電磁波出力信号検出装置で検出して、部分放電電磁波と外来ノイズとを判別する方法において、
前記第1アンテナと前記第2アンテナで同時に検出した部分放電電磁波と外来ノイズを、前記第1、第2アンテナにそれぞれ別々に接続した前記電磁波出力信号検出装置の電磁波出力信号検出部で検出した後に、第1、第2記憶部に別々に記憶し、それぞれ別々に記憶した検出した部分放電電磁波と外来ノイズとの強度の大小を比較し、その比較結果から第1アンテナでの検出出力が第2アンテナでの検出出力より大きいときに、部分放電電磁波であると判別することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, an electrical device subject to partial discharge detection is arranged on a metal closed type distribution board, a first antenna is installed in the vicinity of the electric equipment, and a second antenna is installed outside the distribution board. A method for determining a partial discharge electromagnetic wave and an external noise by installing and detecting a partial discharge electromagnetic wave from the electrical device and an external noise from the outside of the switchboard with an electromagnetic wave output signal detection device at the same time by the first and second antennas In
After detecting the partial discharge electromagnetic wave and the external noise simultaneously detected by the first antenna and the second antenna by the electromagnetic wave output signal detection unit of the electromagnetic wave output signal detection device separately connected to the first and second antennas, respectively. The intensity of the detected partial discharge electromagnetic wave and the external noise stored separately in the first and second storage units are compared, and the detection output at the first antenna is the second based on the comparison result. When the output is larger than the detection output of the antenna, it is determined that the electromagnetic wave is a partial discharge electromagnetic wave.
また、請求項4に係る発明は、請求項3記載において、前記第1、第2記憶部に記憶した部分放電電磁波と外来ノイズとの強度の差を比較し、その差が、あらかじめ設定した閾値以上のときに、部分放電電磁波であると判別することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the difference in intensity between the partial discharge electromagnetic wave stored in the first and second storage units and the external noise is compared, and the difference is a preset threshold value. At this time, it is characterized in that it is a partial discharge electromagnetic wave.
本発明によれば、ノイズ検出用アンテナを使用しないため、このアンテナ設置位置を特定する問題が生じない利点があり、また、対象電気機器の運転を停止することなく部分放電の測定ができ、機器運転停止といった作業を行うことがない分手間がかからず、作業時間の短縮を図ることができる利点がある。これらにより、作業性の改善を図ることができる。 According to the present invention, since the noise detection antenna is not used, there is an advantage that the problem of specifying the antenna installation position does not occur, and the partial discharge can be measured without stopping the operation of the target electric device. There is an advantage that the operation time can be shortened because the operation such as the operation stop is not performed and the labor is not required. As a result, workability can be improved.
また、本発明によれば、盤内部と外部の2点の電磁波測定で金属遮蔽や距離減衰の影響を利用することにより、電磁波検出出力の大小や差の比較により容易に外来ノイズを判別することができる。 Further, according to the present invention, it is possible to easily discriminate external noise by comparing the magnitude and difference of the electromagnetic wave detection output by utilizing the influence of metal shielding and distance attenuation in electromagnetic measurement of two points inside and outside the panel. Can do.
さらに、本発明によれば、ノイズが発生していた周波数測定点でも、ノイズに対して部分放電による電磁波出力が十分に大きければ、この周波数測定点においても、部分放電が検出することができる利点がある。 Furthermore, according to the present invention, even at a frequency measurement point where noise has occurred, if the electromagnetic wave output due to the partial discharge is sufficiently large with respect to noise, the partial discharge can be detected also at this frequency measurement point. There is.
この他、本発明によれば、ノイズ検出と部分放電検出を同時に測定するので、タイムラグが発生せず、このため、ノイズが時間的に変化するような場合でも、確実にノイズを検出することができ、より精度のよい測定が可能となる利点もある。 In addition, according to the present invention, noise detection and partial discharge detection are measured at the same time, so there is no time lag, and therefore noise can be reliably detected even when the noise changes over time. There is also an advantage that more accurate measurement is possible.
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態1,2に適用される概略構成図で、図1において、11は金属製の閉鎖型配電盤で、この配電盤11の内部には、部分放電検出対象の電気機器12が収納されるとともに、その電気機器12の近傍に部分放電検出用アンテナ13が設置される。また、閉鎖型配電盤11の外部には、アンテナ14が配置される。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram applied to the first and second embodiments of the present invention. In FIG. 1,
図2は、本発明の実施の形態1、2を述べるための電磁波出力信号検出装置を示すブロック構成図である。
[実施の形態1]
図2において、図1に示すように設置されたアンテナ13(14)の内、まず、アンテナ13に、ロー・ノイズ・アンプ23を接続する。ロー・ノイズ・アンプ23では、アンテナ13が検出した部分放電電磁波信号や外来ノイズを増幅し、帯域フィルタ(BPF)24を介してアンプ25に供給され、ここで、再び、信号は増幅される。
FIG. 2 is a block configuration diagram showing an electromagnetic wave output signal detection device for describing the first and second embodiments of the present invention.
[Embodiment 1]
In FIG. 2, the
アンプ25の出力は、アナログ信号・デジタル信号変換器(A/D変換器)26によりデジタル信号に変換されて電磁波出力信号検出部27に供給され、この検出部27で電磁波出力信号が検出されるとともに、電磁波スペクトルも検出され、分析される。この検出部27で検出された信号は、第1記憶部28aに記憶される。
The output of the
次に、図2に示す電磁波出力信号検出装置を、閉鎖型配電盤11の外部のアンテナ14に接続して上記と同様に電磁波信号を電磁波出力信号検出部27で検出する。この時の検出信号は、第2記憶部28bに記憶される。
Next, the electromagnetic wave output signal detection device shown in FIG. 2 is connected to the
第1、第2記憶部28a,28bに記憶された検出信号は、閉鎖型配電盤11の内部と外部における電磁波出力信号であるから、その信号の強度は、次のようなことから異なる。これは、閉鎖型配電盤11が、金属製であるために、盤内部と外部は金属板で区画され、かつ閉鎖型配電盤11には、通気口等の貫通部があるので、電磁波を完全には、遮蔽できない。このため、電磁波は、閉鎖型配電盤11の内部と外部とでは、ある程度の減衰を受けて受信される。
Since the detection signals stored in the first and
図4(a),(b)は、閉鎖型配電盤11の内部と外部における電磁波出力信号の強度を示す特性図である。この図4(a),(b)から明らかのように、閉鎖型配電盤11の外部からの外来ノイズNの強度は、盤内部と外部の電磁波出力信号の強度と比較すると、同じレベルか、盤内部の方が少し低くなる。図示した差HNのようになる。
FIGS. 4A and 4B are characteristic diagrams showing the intensity of the electromagnetic wave output signal inside and outside the
一方、盤内部の電気機器12から発生する部分放電電磁波は、上記金属板による遮蔽と発生源から遠ざかることによる信号の減衰の両方の影響を受ける。このため、盤内部からの部分放電電磁波出力信号の強度は、盤内部と外部の電磁波出力信号の強度と比較すると、盤外部の部分放電PDの方が小さくなる。図示のように差HPDとなる。
On the other hand, the partial discharge electromagnetic wave generated from the
従って、図2に示す第1、第2記憶部28a,bで記憶した電磁波出力信号の強度を比較部29で比較することにより、部分放電電磁波とノイズとの判定が判定部30で容易に識別することが可能になる。
Therefore, by comparing the intensity of the electromagnetic wave output signal stored in the first and
次にアンテナ13,14による検出出力の「大小」比較による判別と、「差」による判別について述べる。
[アンテナによる検出出力の大小比較による判別]
上記実施の形態1では、アンテナ13で受信した電磁波信号とアンテナ14で受信した電磁波信号による出力の大小を比較し、アンテナ13の出力>アンテナ14の出力であるならば、部分放電電磁波信号と判断して、アンテナ13の出力値を残す。また、アンテナ13の出力<=アンテナ14の出力なら外来ノイズと判断し、アンテナ13の検出出力を消去する。このことを測定した周波数で順次実施することにより、部分放電電磁波と外来ノイズとを判別することができる。
Next, discrimination by “large / small” comparison of detection outputs by the
[Distinction by comparison of magnitude of detection output by antenna]
In the first embodiment, the magnitude of the output of the electromagnetic wave signal received by the
実際には、盤内外の同時測定でない影響や測定誤差等を考慮して、余裕値「K1」を設定しておき、アンテナ13の出力>アンテナ14の出力+余裕値「K1」を部分放電電磁波と判断し、アンテナ13の出力<=アンテナ14の出力+余裕値「K1」を外来ノイズと判断する。このことを測定した周波数で順次実施することにより、部分放電電磁波と外来ノイズとを判別することができる。
Actually, considering the influence of non-simultaneous measurement inside and outside the panel, measurement error, etc., the margin value “K1” is set, and the output of the
以上のような操作を行うことにより、外来ノイズが消去され、部分放電電磁波が残ることになる。残った電磁波スペクトルから部分放電の有無を判定する。
[アンテナによる検出出力の差による判別]
あらかじめ閾値「K2」を外来ノイズの盤内外差HNより大きく部分放電電磁波の盤内外差HPDより小さく設定する。アンテナ13の出力とアンテナ14の出力の差を算出し、この値を設定した閾値「K2」以上であれば、部分放電電磁波と判断し、アンテナ13の出力値を残す。また、設定閾値「K2」以下であれば、外来ノイズと判断し、アンテナ13の出力を消去する。これを測定した周波数で順次実施することにより、部分放電電磁波と外来ノイズとを判別する。
By performing the operation as described above, the external noise is eliminated and the partial discharge electromagnetic wave remains. The presence or absence of partial discharge is determined from the remaining electromagnetic spectrum.
[Distinction based on difference in detection output by antenna]
Advance the threshold value "K2" is set smaller than the panel inner and outer difference H PD of large partial discharge electromagnetic wave from the panel inner and outer difference H N external noise. The difference between the output of the
以上のような操作を行うことにより、外来ノイズが消去され、部分放電電磁波が残る。残った電磁波スペクトルから部分放電の有無を判定する。 By performing the operation as described above, the external noise is eliminated and the partial discharge electromagnetic wave remains. The presence or absence of partial discharge is determined from the remaining electromagnetic spectrum.
なお、上記のような動作、解析はコンピュータにより行ってもよい。
[実施の形態2]
次に、本発明の実施の形態2を述べる。この実施の形態2では、図1に示す閉鎖型配電盤11の内部と外部とで電磁波を同時に検出し比較するものである。
The operation and analysis as described above may be performed by a computer.
[Embodiment 2]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, electromagnetic waves are simultaneously detected and compared between the inside and outside of the
図3は、本発明の実施の形態2を示すブロック構成図で、図2と同一部分には同一符号またはダッシュを付して示した。 FIG. 3 is a block diagram showing the second embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIG.
図3において、盤内部の対象電気機器12の近傍に設置したアンテナ13と盤外部に設置したアンテナ14には、ロー・ノイズ・アンプ23,23’、帯域フィルタ24,24’、アンプ25,25’、アナログ信号・デジタル信号変換器26,26’および電磁波出力信号検出部27,27’が、それぞれ別々に接続される。
In FIG. 3, an
そして、電磁波出力信号検出部27,27’の検出出力は、A記憶部28,B記憶部28’に入力されて記憶される。両記憶部28.28’の出力は、比較部29を介して、出力の大小、または出力の差が比較されて、判定部30に供給されて部分放電の有無が判定される。
The detection outputs of the electromagnetic wave output
この実施の形態2により、盤内部および盤外部の電磁波が同時に検出されるため、アンテナ13およびアンテナ14により検出した信号は同時に解析され、この解析結果から部分放電の発生の有無が判定される。
According to the second embodiment, electromagnetic waves inside and outside the panel are detected at the same time. Therefore, signals detected by the
ここで、上記解析結果からの部分放電発生の有無の判定方法を、図5(a)〜(d)を用いて述べる。図5(a),(b)は、実施の形態1において、電磁波出力信号検出部27の出力にディスプレイを接続するか、A/D変換器26と電磁波出力信号検出部27に代えてスペクトラムアナライザを接続して、閉鎖型配電盤11の内部と外部における電磁波を測定した特性図で、図5(a)は盤内部に設置したアンテナ13における電磁波特性図、図5(b)は盤外部に設置したアンテナ14における電磁波特性図である。
Here, a method for determining whether or not partial discharge has occurred from the above analysis results will be described with reference to FIGS. 5 (a) and 5 (b) show spectrum analyzers in the first embodiment, in which a display is connected to the output of the electromagnetic wave output
図4(a),(b)で述べたように、外来ノイズの強度は、盤内部と外部とでは、ほとんど変わらないか、又は若干盤内部の方が低い。また、盤内部で発生している部分放電電磁波は、盤外部では、かなり電磁波は減衰している。 As described with reference to FIGS. 4A and 4B, the intensity of the external noise is almost the same between the inside and outside of the board, or slightly lower inside the board. Further, the partial discharge electromagnetic waves generated inside the panel are considerably attenuated outside the panel.
上記のことから、図5(a),(b)を検出出力の大小により比較すると、その結果は、図5(c)に示すように、盤外部からの外来ノイズが消え、盤内部の電気機器から発生している部分放電電磁波が残ることから、部分放電電磁波を判定することができる。 From the above, comparing FIGS. 5 (a) and 5 (b) with the magnitude of the detection output, the result is that, as shown in FIG. 5 (c), the external noise from the outside of the panel disappears and the electrical Since the partial discharge electromagnetic wave generated from the device remains, the partial discharge electromagnetic wave can be determined.
また、図5(a),(b)を検出出力の差により判別すると、その結果は、図5(d)に示すように、検出出力の大小による比較とほぼ同様な効果が得られた。 Further, when FIGS. 5A and 5B are discriminated based on the difference between the detection outputs, the result is almost the same as the comparison based on the magnitude of the detection outputs as shown in FIG. 5D.
なお、一部の外来ノイズに時間的変化があったため、外来ノイズが残っているが、上記実施の形態2での盤内部と外部の電磁波同時検出を実施すれば、この影響が軽減され、より精度よく判別が可能となる。この結果から実施の形態1および2においては、外来ノイズを除去し、部分放電の発生の有無を判断するのに有効となる。 Although some external noise has changed over time, the external noise remains. However, if simultaneous detection of electromagnetic waves inside and outside the panel in the second embodiment is performed, this influence is reduced, and more The discrimination can be made with high accuracy. From this result, the first and second embodiments are effective in removing external noise and determining whether or not partial discharge has occurred.
11…金属製の閉鎖型配電盤
12…対象電気機器
13,14…アンテナ
23…ロー・ノイズ・アンプ
24…帯域フィルタ(BPF)
25…アンプ
26…アナログ信号・デジタル信号変換部
27…電磁波出力信号検出部
28a…第1記憶部
28b…第2記憶部
29…比較部
30…判定部
DESCRIPTION OF
25 ...
28b ... 2nd memory |
Claims (4)
前記第1アンテナで検出した部分放電電磁波と外来ノイズとを前記電磁波出力信号検出装置の電磁波出力信号検出部で検出して第1記憶部に記憶した後に、
前記第2アンテナに前記電磁波出力信号検出装置を接続して、部分放電電磁波と外来ノイズとを前記電磁波出力信号検出部で検出した後に、第2記憶部に記憶し、
前記第1、第2記憶部に記憶した部分放電電磁波と外来ノイズとの強度の大小を比較し、前記第1アンテナでの検出出力が前記第2アンテナでの検出出力より大きいときに、部分放電電磁波であると判別することを特徴とする電磁波測定による部分放電検出方法。 An electric device subject to partial discharge detection is arranged on a metal closed type distribution board, a first antenna is installed in the vicinity of the electric equipment, a second antenna is installed outside the distribution board, and the first and second antennas are arranged. In the method of detecting the partial discharge electromagnetic wave from the electrical equipment and the external noise from the outside of the switchboard with an electromagnetic wave output signal detection device, and discriminating between the partial discharge electromagnetic wave and the external noise,
After the partial discharge electromagnetic wave and the external noise detected by the first antenna are detected by the electromagnetic wave output signal detection unit of the electromagnetic wave output signal detection device and stored in the first storage unit,
The electromagnetic wave output signal detection device is connected to the second antenna, and the partial discharge electromagnetic wave and the external noise are detected by the electromagnetic wave output signal detection unit, and then stored in the second storage unit,
When the magnitudes of the intensity of the partial discharge electromagnetic wave stored in the first and second storage units and the intensity of the external noise are compared, and the detection output at the first antenna is larger than the detection output at the second antenna, the partial discharge A partial discharge detection method based on electromagnetic wave measurement, characterized in that it is an electromagnetic wave.
前記第1、第2記憶部に記憶した部分放電電磁波と外来ノイズとの強度の差を比較し、その差が、あらかじめ設定した閾値以上のときに、部分放電電磁波であると判別することを特徴とする電磁波測定による部分放電検出方法。 In the partial discharge detection method by the electromagnetic wave measurement of Claim 1,
Comparing the difference in intensity between the partial discharge electromagnetic wave stored in the first and second storage units and the external noise, and determining that the difference is equal to or greater than a preset threshold value, the partial discharge electromagnetic wave is a partial discharge electromagnetic wave. A partial discharge detection method by electromagnetic wave measurement.
前記第1アンテナと前記第2アンテナで同時に検出した部分放電電磁波と外来ノイズを、前記第1、第2アンテナにそれぞれ別々に接続した前記電磁波出力信号検出装置の電磁波出力信号検出部で検出した後に、第1、第2記憶部に別々に記憶し、
それぞれ別々に記憶した検出した部分放電電磁波と外来ノイズとの強度の大小を比較し、その比較結果から第1アンテナでの検出出力が第2アンテナでの検出出力より大きいときに、部分放電電磁波であると判別することを特徴とする電磁波測定による部分放電検出方法。 An electric device subject to partial discharge detection is arranged on a metal closed type distribution board, a first antenna is installed in the vicinity of the electric equipment, a second antenna is installed outside the distribution board, and the first and second antennas are arranged. In the method of simultaneously detecting the partial discharge electromagnetic wave from the electrical equipment and the external noise from the outside of the switchboard with an electromagnetic wave output signal detection device, and discriminating between the partial discharge electromagnetic wave and the external noise,
After detecting the partial discharge electromagnetic wave and the external noise simultaneously detected by the first antenna and the second antenna by the electromagnetic wave output signal detection unit of the electromagnetic wave output signal detection device separately connected to the first and second antennas, respectively. , Separately stored in the first and second storage units,
When the detected partial discharge electromagnetic wave stored separately and the magnitude of the intensity of the external noise are compared, and when the detection output at the first antenna is larger than the detection output at the second antenna, the partial discharge electromagnetic wave is A partial discharge detection method by electromagnetic wave measurement, characterized in that it is present.
前記第1、第2記憶部に記憶した部分放電電磁波と外来ノイズとの強度の差を比較し、その差が、あらかじめ設定した閾値以上のときに、部分放電電磁波であると判別することを特徴とする電磁波測定による部分放電検出方法。 In the partial discharge detection method by electromagnetic wave measurement of Claim 3,
Comparing the difference in intensity between the partial discharge electromagnetic wave stored in the first and second storage units and the external noise, and determining that the difference is equal to or greater than a preset threshold value, the partial discharge electromagnetic wave is a partial discharge electromagnetic wave. A partial discharge detection method by electromagnetic wave measurement.
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