JP2010164453A - Device and method for monitoring partial discharge generation - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and a method for monitoring partial discharge generation, reducing a data quantity of partial discharge in a charge lifetime test by a charge sample for evaluating insulation performance, and reducing a storage capacity for storing partial discharge data. <P>SOLUTION: The device 2 for monitoring partial discharge generation to detect, measure and monitor partial discharge generated in the charge sample 3 by a partial discharge detection device 6 in the charge lifetime test performed by applying an AC test voltage to the charge sample 3 includes: an input means 8 for inputting a discharge signal S of the partial discharge from the charge sample 3 detected by the partial discharge detection device 6; a detection means 9 for detecting polarity inversion of a voltage waveform of a test voltage inputted through a potential divider 5; and a determination-output means 11 for determining at every half period of the test voltage whether a signal level of the inputted discharge signal S exceeds a prescribed threshold P or not, and outputting in one bit, a determination result on existence of discharge at every half period. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電気機器、またはその絶縁材料の絶縁性能を評価する課電寿命試験における課電試料の部分放電を計測、監視する部分放電発生監視装置及び方法に関する。   The present invention relates to a partial discharge generation monitoring apparatus and method for measuring and monitoring a partial discharge of an applied sample in an applied life test for evaluating the insulation performance of an electric device or its insulating material.

電気機器には電気絶縁物が使用されており、稼動時に電気的、機械的、熱的なストレスが加わることにより、絶縁物の劣化が進行して最終的には電気機器の故障を引き起こすことがある。電気機器の信頼性を確保するには、電機器の絶縁性能の把握が必要である。   Electrical equipment uses electrical insulators, and electrical, mechanical, and thermal stresses are applied during operation, which can cause deterioration of the insulation and eventually cause failure of the electrical equipment. is there. In order to ensure the reliability of electrical equipment, it is necessary to grasp the insulation performance of electrical equipment.

絶縁性能の評価の一つに、電気機器、またはその絶縁材料に一定条件下で長期間にわたり所定の電圧を印加しつづけて絶縁破壊までの時間を測定し、評価する課電寿命試験が有る。ある条件で電圧を印加すると絶縁物近傍で部分放電が発生し、この部分放電が絶縁物の劣化の一因となることが知られている。よって、課電寿命試験において、絶縁物の性能を評価し、劣化メカニズムを検討する上で部分放電の発生状況を把握することが重要である。   One of the evaluations of the insulation performance is an electric life test in which a predetermined voltage is continuously applied to an electrical device or its insulating material over a long period of time to measure and evaluate the time until dielectric breakdown. It is known that when a voltage is applied under certain conditions, a partial discharge occurs near the insulator, and this partial discharge contributes to the deterioration of the insulator. Therefore, it is important to grasp the state of occurrence of partial discharge in evaluating the performance of the insulator and examining the degradation mechanism in the electric charging life test.

一方、信号波形の測定については、一般にオシロスコープを用いているが、課電寿命試験における部分放電の放電信号は数kHzの周波数帯からGHzの周波数帯であるため、部分放電波形を測定するにはサンプリング周波数を放電周波数程度以上に上げる必要がある。そのため、部分放電波形を保存するにはデータ量が膨大であるから、多量の記憶容量が必要となるだけでなく、データ処理や伝送にも多くの時間が必要となる。   On the other hand, an oscilloscope is generally used for measuring the signal waveform. However, since the discharge signal of the partial discharge in the charging life test is in the frequency band of several kHz to GHz, in order to measure the partial discharge waveform It is necessary to raise the sampling frequency to about the discharge frequency or higher. For this reason, since the amount of data is enormous in order to store the partial discharge waveform, not only a large amount of storage capacity is required, but also a lot of time is required for data processing and transmission.

こうした状況に対し、部分放電波形を測定する際、正と負のピーク値を保持することにより、サンプリング点数を抑えることでデータ量を低減する方法がある(例えば、特許文献1参照)。この方法は部分放電波形の保存や解析に適している。しかし、課電寿命試験における部分放電の発生状況を把握するには、長時間に渡ってデータを記憶し続ける必要がある。   In such a situation, when measuring a partial discharge waveform, there is a method of reducing the amount of data by holding the positive and negative peak values to suppress the number of sampling points (see, for example, Patent Document 1). This method is suitable for storing and analyzing partial discharge waveforms. However, it is necessary to continue to store data for a long time in order to grasp the state of occurrence of partial discharge in the electric charging life test.

特開2008−39606号公報JP 2008-39606 A

上記のような状況に鑑みて本発明はなされたもので、その目的とするところは、電気機器等の絶縁性能を評価する課電寿命試験で、課電試料に発生する部分放電を計測することによって得る部分放電のデータ量を低減することができ、また部分放電のデータを記憶する記憶装置の記憶容量を少なくすることができる部分放電発生監視装置及び方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above situation, and its purpose is to measure a partial discharge generated in a charged sample in a charged life test for evaluating the insulation performance of electrical equipment and the like. It is an object of the present invention to provide a partial discharge occurrence monitoring apparatus and method capable of reducing the amount of partial discharge data obtained by the above method and reducing the storage capacity of a storage device for storing partial discharge data.

この発明は上記目的を達成するものであって、本発明の部分放電発生監視装置及び監視方法は、部分放電発生監視装置が、課電試料に交流試験電圧を印加して課電寿命試験を行う際、前記課電試料に発生する部分放電を、部分放電検出装置により検出し計測して監視する部分放電発生監視装置であって、前記部分放電検出装置により検出された前記課電試料からの部分放電の放電信号を入力する入力手段と、分圧器を介して入力された前記試験電圧の電圧波形の極性反転を検出する検出手段と、入力した前記放電信号の信号レベルが所定の閾値を超えたものであるか否かの判定を前記試験電圧の半周期毎に行い、該半周期毎の放電の有無についての判定結果を1ビットで出力する判定・出力手段を備えていることを特徴とするものである。   The present invention achieves the above object, and in the partial discharge generation monitoring apparatus and monitoring method of the present invention, the partial discharge generation monitoring apparatus applies an AC test voltage to the applied sample and performs an applied life test. A partial discharge generation monitoring device that detects, measures, and monitors a partial discharge generated in the charged sample by a partial discharge detection device, the portion from the charged sample detected by the partial discharge detection device Input means for inputting a discharge signal of the discharge, detection means for detecting polarity reversal of the voltage waveform of the test voltage input through a voltage divider, and the signal level of the input discharge signal has exceeded a predetermined threshold value A determination / output means for performing determination of whether or not the discharge voltage is generated every half cycle of the test voltage and outputting a determination result as to whether or not there is a discharge for each half cycle in one bit. Is.

また、部分放電発生監視方法が、課電試料に交流試験電圧を印加して発生する部分放電を、検出し計測して監視する課電寿命試験における部分放電発生監視方法であって、前記課電試料の部分放電に伴う放電信号の信号レベルと前記試験電圧の電圧波形の極性反転を検出した後、前記信号レベルが所定の閾値を超えたものであるか否かの判定を前記試験電圧の半周期毎に行い、該半周期毎の放電の有無を計数するようにして監視することを特徴とする方法である。   The partial discharge occurrence monitoring method is a partial discharge occurrence monitoring method in an electric charge life test in which a partial discharge generated by applying an AC test voltage to a charged sample is detected, measured, and monitored. After detecting the signal level of the discharge signal accompanying the partial discharge of the sample and the polarity reversal of the voltage waveform of the test voltage, it is determined whether or not the signal level exceeds a predetermined threshold. It is a method characterized in that it is performed every cycle and monitoring is performed by counting the presence or absence of discharge every half cycle.

本発明によれば、課電試料に発生する部分放電を検出するようにした課電寿命試験での部分放電のデータ量を低減することができると共に、長期間の試験であってもデータを記憶する記憶装置の記憶容量を少なくすることができ、装置も簡素な構成となるので安価なものとなる等の効果を有する。   According to the present invention, it is possible to reduce the amount of data of partial discharge in an electric charging life test designed to detect partial discharge generated in an electric charge sample, and to store data even in a long-term test. Thus, the storage capacity of the storage device can be reduced, and the device has a simple configuration, so that the storage device can be inexpensive.

本発明の第1の実施形態に係る部分放電発生監視システムの構成図である。1 is a configuration diagram of a partial discharge generation monitoring system according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る部分放電発生監視システムを説明するための回路図である。It is a circuit diagram for demonstrating the partial discharge generation | occurrence | production monitoring system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態における制御フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control flow in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態における入力信号波形と放電判定の出力データを示す図である。It is a figure which shows the output data of the input signal waveform and discharge determination in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態において出力される放電判定データの個数を示す図である。It is a figure which shows the number of the discharge determination data output in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る部分放電発生監視システムの構成図である。It is a block diagram of the partial discharge generation | occurrence | production monitoring system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る部分放電発生監視システムを説明するための回路図である。It is a circuit diagram for demonstrating the partial discharge generation | occurrence | production monitoring system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態における制御フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control flow in the 2nd Embodiment of this invention.

以下本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

先ず第1の実施形態を図1乃至図5により説明する。図1は部分放電発生監視装置を備えた部分放電発生監視システムの構成図であり、図2は部分放電発生監視装置を備えた部分放電発生監視システムの回路図であり、図3は部分放電発生監視装置における制御フローを示すフローチャートであり、図4は部分放電発生監視装置の入力信号波形と放電判定の出力データを示す図であり、図5は部分放電発生監視装置から出力される放電判定データの個数を示す図である。   First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram of a partial discharge generation monitoring system including a partial discharge generation monitoring device, FIG. 2 is a circuit diagram of the partial discharge generation monitoring system including a partial discharge generation monitoring device, and FIG. 3 is a partial discharge generation. 4 is a flowchart showing a control flow in the monitoring device, FIG. 4 is a diagram showing an input signal waveform of the partial discharge generation monitoring device and output data of discharge determination, and FIG. 5 is a discharge determination data output from the partial discharge generation monitoring device. FIG.

図1乃至図5において、1は部分放電発生監視システムで、部分放電発生監視装置2を備え、電気機器、あるいはその絶縁材料等の絶縁性能を評価するための課電寿命試験を行うよう構成されている。課電寿命試験にかける課電試料3としては、例えば回転電機の固定子巻線における巻線間に発生する部分放電を模擬したツイストペア試料が用いられる。なお、ツイストペア試料は、固定子巻線に使用するエナメル被覆で覆った導線2本を数回程度ねじったもので、製作が容易で、複数の試料を用意できるので絶縁性能の評価試験によく使用される。   1 to 5, reference numeral 1 denotes a partial discharge generation monitoring system, which includes a partial discharge generation monitoring device 2 and is configured to perform an electrical charging life test for evaluating the insulation performance of an electrical device or its insulating material. ing. As the applied sample 3 to be applied to the applied life test, for example, a twisted pair sample simulating partial discharge generated between windings in a stator winding of a rotating electric machine is used. Twisted pair specimens are two twisted conductors covered with enamel coating used for stator windings. They are easy to manufacture, and multiple specimens can be prepared, so they are often used for insulation performance evaluation tests. Is done.

部分放電発生監視システム1は、部分放電発生監視装置2の他に、課電試料3に所定の交流試験電圧を印加する電源4と、課電試料3に印加する試験電圧を分圧して出力する分圧器(VT)5と、課電試料3に発生した部分放電を、課電試料3に流れる放電電流を検出することによって放電信号Sを出力する部分放電検出装置6と、部分放電発生監視装置2から所定間隔で出力され送信された部分放電のデータを記憶、保存する外部記憶装置(PC)7を備えて構成されている。   The partial discharge generation monitoring system 1 divides and outputs a power supply 4 for applying a predetermined AC test voltage to the applied voltage sample 3 and a test voltage applied to the applied voltage sample 3 in addition to the partial discharge generation monitoring device 2. A partial discharge detector 6 that outputs a discharge signal S by detecting a discharge current that flows through the voltage divider (VT) 5, a partial discharge generated in the voltage applied sample 3, and a partial discharge occurrence monitoring device 2 is provided with an external storage device (PC) 7 for storing and storing partial discharge data output and transmitted at predetermined intervals.

部分放電発生監視装置2については、部分放電検出装置6によって検出された課電試料3の放電信号Sが入力する入力手段8と、電源4から課電試料3に印加された交流試験電圧を分圧し、計測用に降圧する分圧器5の出力を得て試験電圧の電圧波形の極性反転を検出する検出手段9と、入力手段8と検出手段9の出力に基づき、入力した放電信号Sの信号レベルが設定手段10に予め設定した所定の信号レベルの閾値Pを超えたものであるか否かの判定を試験電圧の半周期毎に行い、部分放電があったか否か、すなわち、放電の有無についての判定を行い、結果を1ビットで出力する判定・出力手段11を備えて構成されている。   For the partial discharge generation monitoring device 2, the input means 8 for inputting the discharge signal S of the applied voltage sample 3 detected by the partial discharge detecting device 6 and the AC test voltage applied to the applied sample 3 from the power source 4 are divided. And detecting means 9 for detecting the polarity reversal of the voltage waveform of the test voltage by obtaining the output of the voltage divider 5 that is stepped down for measurement, and the signal of the input discharge signal S based on the outputs of the input means 8 and the detecting means 9 It is determined whether or not the level exceeds a predetermined signal level threshold P set in advance in the setting means 10 every half cycle of the test voltage. And a determination / output unit 11 for outputting the result in 1 bit.

また、部分放電発生監視装置2には、図示しない表示部に放電の有無の判定結果、例えば所定経過時間に対する放電判定信号の累積回数等が表示され、部分放電の発生の監視が行えるようになっている。さらに、部分放電発生監視装置2には装置内メモリ12が設けられていて、放電の有無の判定結果のデータが装置内メモリ12に一時記憶できるようになっており、記憶された判定結果は、予め設定した所定の間隔で判定・出力手段11の伝送路を介して外部記憶装置7にシリアル通信で伝送され、記憶、保存され、その表示部に表示させることで計測結果の確認を行うことができるようになっている。   In addition, the partial discharge occurrence monitoring device 2 displays the determination result of the presence or absence of discharge on a display unit (not shown), for example, the cumulative number of discharge determination signals with respect to a predetermined elapsed time, and can monitor the occurrence of partial discharge. ing. Furthermore, the partial discharge occurrence monitoring device 2 is provided with an in-device memory 12 so that data on the determination result of the presence / absence of discharge can be temporarily stored in the in-device memory 12. It is possible to confirm the measurement result by transmitting to the external storage device 7 via serial communication at a predetermined interval set in advance via serial communication, storing, saving, and displaying on the display unit. It can be done.

また、部分放電を検出する部分放電検出装置6は、部分放電による放電電流を検出する高周波変成器(CT)13と、高周波変成器13の出力からノイズ信号を除去し放電信号Sを出力するフィルタ14を備えて構成されている。なお、部分放電を検出する部分放電検出装置6としては、前述のもの以外に、部分放電による放電光を検出する光電子倍増管を用いたり、部分放電に伴う電磁波を検出する電磁アンテナや、放電電荷を検出する結合コンデンサ等を用いたりしたものであってもよい。   The partial discharge detection device 6 that detects partial discharge includes a high frequency transformer (CT) 13 that detects a discharge current due to partial discharge, and a filter that removes a noise signal from the output of the high frequency transformer 13 and outputs a discharge signal S. 14. As the partial discharge detection device 6 for detecting partial discharge, in addition to the above-described one, a photomultiplier tube for detecting discharge light due to partial discharge, an electromagnetic antenna for detecting electromagnetic waves accompanying partial discharge, a discharge charge, etc. It is also possible to use a coupling capacitor or the like for detecting.

そして、上記のように構成された部分放電発生監視装置2の部分放電の計測、監視の制御フローは以下に示す通りとなっており、図3を参照して説明する。   And the control flow of the measurement and monitoring of partial discharge of the partial discharge generation | occurrence | production monitoring apparatus 2 comprised as mentioned above is as showing below, and it demonstrates with reference to FIG.

第1ステップS1では、装置内のメモリ12に放電判定信号の回数を計数し記憶するように設けられたカウンタCの計数値を「0」とする。続く、第2ステップS2では、放電判定フラッグFを設けて、まず「L」(Low)を書き込み初期化しておく。なお、放電判定フラグFは、読み込んだ放電信号の大きさが信号レベルの閾値Pと比べて大きい「H」(High)であるか、閾値P以下「L」であるかを記憶しておくフラグである。   In the first step S1, the count value of the counter C provided to count and store the number of discharge determination signals in the memory 12 in the apparatus is set to “0”. In the subsequent second step S2, a discharge determination flag F is provided, and “L” (Low) is first written and initialized. The discharge determination flag F is a flag that stores whether the magnitude of the read discharge signal is “H” (High), which is larger than the threshold P of the signal level, or “L” below the threshold P. It is.

次の第3ステップS3では、部分放電検出装置6から入力した放電信号Sを読み込み、第4ステップS4に進む。放電信号Sの読み込み間隔については、部分放電の検出漏れを防ぐため、部分放電発生時の放電波形のパルス幅の1/2より短い時間とする。   In the next third step S3, the discharge signal S input from the partial discharge detector 6 is read, and the process proceeds to the fourth step S4. The reading interval of the discharge signal S is set to a time shorter than ½ of the pulse width of the discharge waveform when the partial discharge is generated in order to prevent a partial discharge detection failure.

第4ステップS4では、読み込んだ放電信号Sのレベルが予め設定した信号レベルの閾値Pを超えているか否かの判定をする。閾値Pの設定については、放電信号Sのノイズレベルに対し若干大きい値にしておく。またノイズレベルについては、試験環境や試験装置、測定試料(課電試料3)により変化するため、ノイズレベルに合わせて放電判定の閾値Pを、閾値の可変設定可能に構成した設定手段10に変更、設定することで、放電判定の精度を上げることができる。   In the fourth step S4, it is determined whether or not the level of the read discharge signal S exceeds a preset signal level threshold value P. The threshold value P is set slightly larger than the noise level of the discharge signal S. Further, since the noise level changes depending on the test environment, the test apparatus, and the measurement sample (electrically charged sample 3), the discharge determination threshold value P is changed to the setting means 10 configured so that the threshold value can be variably set according to the noise level. By setting, the accuracy of discharge determination can be increased.

そして、放電信号Sのレベルが予め設定した閾値Pを超えている場合(第4ステップS4:YES)は、第5ステップS5に進む。第5ステップS5では、放電信号Sのレベルが閾値Pを超えているから、放電判定フラッグFに判定結果の「H」を書き込み、第6ステップS6に進む。また、放電信号Sのレベルが閾値P以下の場合(第4ステップS4:NO)は、第6ステップS6に進む。   When the level of the discharge signal S exceeds the preset threshold value P (fourth step S4: YES), the process proceeds to the fifth step S5. In the fifth step S5, since the level of the discharge signal S exceeds the threshold value P, the determination result “H” is written in the discharge determination flag F, and the process proceeds to the sixth step S6. When the level of the discharge signal S is equal to or lower than the threshold value P (fourth step S4: NO), the process proceeds to the sixth step S6.

第6ステップS6では、分圧器5から入力した試験電圧を降圧した電圧のレベルを読み込み、その後、第7ステップS7に進む。ここでの電圧を読み込む間隔は、例えば放電電圧を読み込む間隔と同じとする。しかし、部分放電の放電信号Sが数kHzの周波数帯からGHzの周波数帯であり、この放電信号Sを読み込む間隔は電圧波形に対して極端に短い。そこで、極性反転の判定には数百μsオーダの間隔であれば十分であるため、電圧を読み込む間隔を長くし、電圧を読み込むまでは、放電信号Sの読み込みと判定を行う第3ステップS3〜第5ステップS5を繰り返すように制御を行ってもよい。   In the sixth step S6, the voltage level obtained by stepping down the test voltage input from the voltage divider 5 is read, and then the process proceeds to the seventh step S7. The interval at which the voltage is read here is, for example, the same as the interval at which the discharge voltage is read. However, the discharge signal S of the partial discharge is in the frequency band from several kHz to GHz, and the interval at which this discharge signal S is read is extremely short with respect to the voltage waveform. Therefore, since an interval of the order of several hundreds μs is sufficient for the determination of polarity reversal, the reading interval of the discharge signal S is determined until the reading interval of the voltage is increased and the reading interval of the voltage is increased. Control may be performed so as to repeat the fifth step S5.

第7ステップS7では、読み込んだ電圧の極性が反転しているか否かを判定する。ここでは、例えば電圧半周期毎に放電判定結果を記憶する。そのため、電圧波形の正の部分と負の部分、すなわち、電圧の極性が反転した時点で1回ずつ放電判定結果の記憶を行う。半周期の設定については、位相をずらし適宜に設定するようにしてもよいが、電圧が0[V]付近では部分放電の発生頻度が少ないため、電圧が0[V]となる極性反転点を放電判定の境界とするのが望ましい。そして、電圧の極性が反転している場合(第7ステップS7:YES)は、第8ステップS8に進み、電圧の極性が反転していない場合(第7ステップS7:NO)は、第3ステップS3に戻り、次の放電信号Sの読込みを行い、放電判定を繰り返す。   In the seventh step S7, it is determined whether or not the polarity of the read voltage is inverted. Here, for example, the discharge determination result is stored for each voltage half cycle. Therefore, the discharge determination result is stored once each when the positive and negative portions of the voltage waveform, that is, when the polarity of the voltage is reversed. The half cycle may be set appropriately by shifting the phase. However, since the frequency of partial discharge is low near the voltage of 0 [V], the polarity reversal point at which the voltage becomes 0 [V] is set. It is desirable to be a boundary for discharge determination. If the polarity of the voltage is reversed (seventh step S7: YES), the process proceeds to the eighth step S8. If the polarity of the voltage is not reversed (seventh step S7: NO), the third step Returning to S3, the next discharge signal S is read, and the discharge determination is repeated.

第8ステップS8では、放電判定フラグFに記憶している内容が「H」であるか否かの判定を行う。そして、放電判定フラグFが「H」である場合(第8ステップS8:YES)は、第9aステップS9aに進み、放電結果としてメモリ12に“1”を書き込み記憶させ、第10ステップS10に進む。また、放電判定フラグFが「L」である場合(第8ステップS8:NO)は、第9bステップS9bに進み、放電結果としてメモリ12に“0”を書き込み記憶させ、第10ステップS10に進む。   In the eighth step S8, it is determined whether or not the content stored in the discharge determination flag F is “H”. When the discharge determination flag F is “H” (eighth step S8: YES), the process proceeds to the ninth a step S9a, “1” is written and stored in the memory 12 as the discharge result, and the process proceeds to the tenth step S10. . When the discharge determination flag F is “L” (eighth step S8: NO), the process proceeds to the ninth b step S9b, “0” is written and stored in the memory 12 as the discharge result, and the process proceeds to the tenth step S10. .

第10ステップS10では、メモリ12に放電判定信号の回数を計数し記憶するカウンタCの計数値に「1」を加え、第11ステップS11に進む。そして、第11ステップS11では、カウンタCの計数値が予め設定した計数値の閾値N以上であるか否かの判定を行い、カウンタCの計数値が閾値N以上であると判定した場合(第11ステップS11:YES)は、第12ステップS12に進む。   In the tenth step S10, "1" is added to the count value of the counter C which counts and stores the number of discharge determination signals in the memory 12, and the process proceeds to the eleventh step S11. In the eleventh step S11, it is determined whether or not the count value of the counter C is equal to or greater than a preset count value threshold value N. If it is determined that the count value of the counter C is equal to or greater than the threshold value N (first step). 11 step S11: YES), it progresses to 12th step S12.

続く第12ステップS12では、装置内メモリ12に記憶した全てのデータを外部記憶装置7にシリアル通信により送信する。そして、送信した後、第13ステップS13に進む。一方、カウンタCの計数値が閾値N未満であると判定した場合(第11ステップS11:NO)は、第2ステップS2に戻り、次の電圧半周期での部分放電の判定を行い、以降のステップを繰り返す。   In the following twelfth step S12, all data stored in the in-device memory 12 is transmitted to the external storage device 7 by serial communication. And after transmitting, it progresses to 13th step S13. On the other hand, when it is determined that the count value of the counter C is less than the threshold value N (11th step S11: NO), the process returns to the second step S2 to determine the partial discharge in the next voltage half cycle. Repeat steps.

以上のように、第12ステップS12においてメモリ12に所定量のデータが溜まった段階、つまり、計数値の閾値N以上となったところで定期的にデータを転送することにより、装置内メモリ12の容量を小さくすることができる。課電寿命試験では長期間、常に放電監視を行い、放電判定信号をメモリ12に記憶し続けることになるため、メモリ12内のデータを外部に転送することで、装置内メモリ12の記憶容量の節約ができ、また試験途中でも、これまでの放電の発生状況を外部の離れたところでも確認することができる。なお、計数値の閾値Nについては、装置内メモリ12の記憶容量や確認の間隔等に合せ、適正な値に予め設定を行う。   As described above, when the predetermined amount of data is accumulated in the memory 12 in the twelfth step S12, that is, when the count value exceeds the threshold value N, the data is periodically transferred, so that the capacity of the in-device memory 12 is increased. Can be reduced. In the electric charging life test, the discharge is constantly monitored for a long period of time, and the discharge determination signal is continuously stored in the memory 12. Therefore, by transferring the data in the memory 12 to the outside, the storage capacity of the in-device memory 12 is increased. It is possible to save, and even during the test, it is possible to confirm the state of occurrence of the discharge so far even outside. The threshold value N of the count value is set in advance to an appropriate value in accordance with the storage capacity of the in-device memory 12 and the confirmation interval.

また、本実施形態においては、試験電圧の半周期で1ビットを出力するため、測定時間に対する放電監視で出力されるデータ量は図5に示す通りとなる。すなわち、試験電圧の周波数が60Hzでは、1時間で54kバイト、1年でも473Mバイトのデータ量で済むことになる。よって、長時間の部分放電発生監視においては、データ量を抑えながらも全期間に渡って放電データを得ることができる。また本実施形態では、カウンタCを用いて一定間隔でデータを送信しているが、カウンタCを用いず送信指示があった時のみデータを送信するようにしてもよい。   In this embodiment, since 1 bit is output in a half cycle of the test voltage, the amount of data output in the discharge monitoring with respect to the measurement time is as shown in FIG. That is, when the frequency of the test voltage is 60 Hz, the data amount is 54 kbytes in one hour and 473 Mbytes in one year. Therefore, in the partial discharge occurrence monitoring for a long time, discharge data can be obtained over the entire period while suppressing the data amount. In this embodiment, data is transmitted at regular intervals using the counter C. However, the data may be transmitted only when there is a transmission instruction without using the counter C.

そして、第13ステップS13では、計測終了の指示が入力されていた場合(第13ステップS13:YES)は、計測を終了する。この計測終了時点においては、前の第12ステップS12で装置内メモリ12に記憶した全てのデータを外部記憶装置7に送信し終えているので、装置内メモリ12にはデータが記憶されていない状態になる。また、計測終了の指示が入力されていない場合(第13ステップS13:NO)は、第1ステップS1に戻り、カウンタCの計数値を「0」に戻し、再びそれ以降のステップを実行し、計測を継続する。   In the thirteenth step S13, when an instruction to end the measurement is input (13th step S13: YES), the measurement ends. At the end of this measurement, since all data stored in the internal memory 12 in the previous twelfth step S12 has been transmitted to the external storage device 7, no data is stored in the internal memory 12 become. If no measurement end instruction is input (13th step S13: NO), the process returns to the first step S1, the count value of the counter C is returned to "0", and the subsequent steps are executed again. Continue measuring.

以上のように構成し、電圧半周期毎に部分放電の発生の有無を1ビットで記憶することで、長期間に渡る課電寿命試験においてもデータ量を抑えるようにしながら部分放電発生の監視を行うことができる。また、データ量の低減により、装置内メモリ12や外部記憶装置7等のメモリ容量が小さくて済み、さらに、機能を放電の有無を出力することに限定することにより装置構成を簡素なものとすることができるため、装置を安価なものとすることができる。またさらに、部分放電の検出、計測時、部分放電検出装置6からの放電信号Sにはノイズが含まれていることがあるから、そのノイズレベルに合わせて放電判定を行う際の信号レベルの閾値Pを適正に設定することで、測定環境に適した精度で部分放電を計測し監視することができる。   With the configuration as described above, the presence or absence of partial discharge is stored in one bit every half voltage period, so that partial discharge generation can be monitored while suppressing the amount of data even in a long-term charging life test. It can be carried out. Further, by reducing the amount of data, the memory capacity of the in-device memory 12 and the external storage device 7 can be reduced, and the device configuration can be simplified by limiting the function to outputting the presence or absence of discharge. Therefore, the apparatus can be made inexpensive. Furthermore, when detecting or measuring a partial discharge, since the discharge signal S from the partial discharge detection device 6 may contain noise, a threshold of a signal level when performing discharge determination according to the noise level. By setting P appropriately, partial discharge can be measured and monitored with accuracy suitable for the measurement environment.

次に第2の実施形態を図6乃至図8を参照して説明する。図6は部分放電発生監視装置を備えた部分放電発生監視システムの構成図であり、図7は部分放電発生監視装置を備えた部分放電発生監視システムの回路図であり、図8は部分放電発生監視装置における制御フローを示すフローチャートである。なお、第1の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、第1の実施形態と異なる本実施形態の構成について説明する。   Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a configuration diagram of a partial discharge generation monitoring system including a partial discharge generation monitoring device, FIG. 7 is a circuit diagram of the partial discharge generation monitoring system including a partial discharge generation monitoring device, and FIG. 8 is a partial discharge generation. It is a flowchart which shows the control flow in a monitoring apparatus. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted, and the structure of this embodiment different from 1st Embodiment is demonstrated.

図6乃至図8において、21は部分放電発生監視システムで、部分放電発生監視装置22を備え、電気機器、あるいはその絶縁材料等の絶縁性能を評価するための課電寿命試験を、例えば回転電機の固定子巻線における巻線間に発生する部分放電を模擬したツイストペア試料の課電試料3を用いて行うよう構成されている。さらに、部分放電発生監視システム21は、部分放電発生監視装置22の他に、電源4と、交流試験電圧を分圧して出力する分圧器(VT)5と、課電試料3に発生した部分放電を検出し放電信号Sを出力する部分放電検出装置6と、部分放電発生監視装置22から所定間隔で出力され送信された部分放電のデータを記憶、保存する外部記憶装置(PC)7を備えて構成されている。   6 to 8, reference numeral 21 denotes a partial discharge generation monitoring system, which includes a partial discharge generation monitoring device 22, and performs an electric charging life test for evaluating the insulation performance of an electric device or its insulating material, for example, a rotating electric machine. This is performed by using a charged sample 3 of a twisted pair sample that simulates a partial discharge generated between windings of the stator winding. Further, the partial discharge generation monitoring system 21 includes a power source 4, a voltage divider (VT) 5 that divides and outputs an AC test voltage, in addition to the partial discharge generation monitoring device 22, and a partial discharge generated in the applied sample 3. And a partial discharge detector 6 that outputs a discharge signal S, and an external storage device (PC) 7 that stores and stores partial discharge data output and transmitted from the partial discharge generation monitoring device 22 at predetermined intervals. It is configured.

そして、部分放電発生監視装置22は、部分放電検出装置6によって検出された課電試料3の放電信号Sが入力する入力手段8と、電源4から課電試料3に印加された交流試験電圧を分圧し、計測用に降圧する分圧器5の出力を得て試験電圧の電圧波形と電圧波形の極性反転を検出する検出手段23と、入力手段8と検出手段23の出力に基づき、入力した放電信号Sの信号レベルが設定手段10に予め設定した所定の信号レベルの閾値Pを超えたものであるか否かの判定を試験電圧の半周期毎に行い、部分放電があったか否か、すなわち、放電の有無についての判定を行い、結果を1ビットで出力すると共に、放電有りと判定した際の半周期における電圧波形のピーク値を出力する判定・出力手段24を備えて構成されている。   Then, the partial discharge generation monitoring device 22 receives the AC test voltage applied to the applied sample 3 from the power supply 4 and the input means 8 for inputting the discharge signal S of the applied sample 3 detected by the partial discharge detecting device 6. The detection means 23 for dividing the voltage and obtaining the output of the voltage divider 5 that drops the voltage for measurement to detect the voltage waveform of the test voltage and the polarity inversion of the voltage waveform, and the input discharge based on the outputs of the input means 8 and the detection means 23 It is determined whether or not the signal level of the signal S exceeds a predetermined signal level threshold P preset in the setting means 10 every half cycle of the test voltage. A determination / output means 24 is provided for determining whether or not there is a discharge, outputting the result in one bit, and outputting the peak value of the voltage waveform in a half cycle when it is determined that there is a discharge.

また、部分放電発生監視装置22には、図示しない表示部に放電の有無の判定結果、例えば所定経過時間に対する放電判定信号の累積回数や部分放電が有ったと判断した際の試験電圧の半周期毎の電圧波形のピーク値の状況等が表示され、部分放電の発生の監視が行えるようになっている。さらに、部分放電発生監視装置22には装置内メモリ12が設けられていて、放電の有無の判定結果、放電有りと判定した際の半周期における電圧波形のピーク値等が装置内メモリ12に一時記憶できるようになっており、記憶された判定結果は、予め設定した所定の間隔で判定・出力手段24の伝送路を介して外部記憶装置7にシリアル通信で伝送され、記憶、保存され、その表示部に表示させることで計測結果の確認を行うことができるようになっている。   Further, the partial discharge occurrence monitoring device 22 has a determination result of whether or not there is a discharge on a display unit (not shown), for example, the cumulative number of discharge determination signals for a predetermined elapsed time or a half cycle of the test voltage when it is determined that partial discharge has occurred. The status of the peak value of each voltage waveform is displayed, and the occurrence of partial discharge can be monitored. Further, the partial discharge occurrence monitoring device 22 is provided with an in-device memory 12, and the determination result of the presence / absence of discharge, the peak value of the voltage waveform in the half cycle when it is determined that there is discharge, etc. are temporarily stored in the in-device memory 12. The stored determination result is transmitted by serial communication to the external storage device 7 via the transmission path of the determination / output means 24 at a predetermined interval set in advance, stored and saved, The measurement result can be confirmed by displaying on the display unit.

そして、上記のように構成された部分放電発生監視装置22の部分放電の計測、監視の制御フローは以下に示す通りとなっており、図8を参照して説明する。   And the control flow of the measurement and monitoring of partial discharge of the partial discharge generation | occurrence | production monitoring apparatus 22 comprised as mentioned above is as showing below, and it demonstrates with reference to FIG.

第1ステップS21では、装置内のメモリ12に放電判定信号の回数を計数し記憶するように設けられたカウンタCの計数値を「0」とする。続く、第2ステップS22では、放電判定フラッグFを設けて、まず「L」(Low)を書き込み初期化しておく。また第3ステップS23において、電圧振幅の最大値として電圧ピークVを設けて、その数値を「0」と書き込んでおく。   In the first step S21, the count value of the counter C provided to count and store the number of discharge determination signals in the memory 12 in the apparatus is set to “0”. In the subsequent second step S22, a discharge determination flag F is provided, and first, “L” (Low) is written and initialized. In the third step S23, the voltage peak V is provided as the maximum value of the voltage amplitude, and the value is written as “0”.

次の第4ステップS24では、部分放電検出装置6から入力した放電信号Sを読み込み、第5ステップS25に進む。放電信号Sの読み込み間隔については、部分放電の検出漏れを防ぐため、部分放電発生時の放電波形のパルス幅の1/2より短い時間とする。   In the next fourth step S24, the discharge signal S input from the partial discharge detector 6 is read, and the process proceeds to the fifth step S25. The reading interval of the discharge signal S is set to a time shorter than ½ of the pulse width of the discharge waveform when the partial discharge is generated in order to prevent a partial discharge detection failure.

第5ステップS25では、読み込んだ放電信号Sのレベルが予め設定した信号レベルの閾値Pを超えているか否かの判定をする。放電信号Sのレベルが予め設定した閾値Pを超えている場合(第5ステップS25:YES)は、第6ステップS26に進む。第6ステップS26では、放電信号Sのレベルが閾値Pを超えているから、放電判定フラッグFに判定結果の「H」を書き込み、第7ステップS27に進む。また、放電信号Sのレベルが閾値P以下の場合(第5ステップS25:NO)は、第7ステップS27に進む。   In the fifth step S25, it is determined whether or not the level of the read discharge signal S exceeds a preset threshold P of the signal level. When the level of the discharge signal S exceeds the preset threshold value P (fifth step S25: YES), the process proceeds to the sixth step S26. In the sixth step S26, since the level of the discharge signal S exceeds the threshold value P, the determination result “H” is written in the discharge determination flag F, and the process proceeds to the seventh step S27. If the level of the discharge signal S is equal to or lower than the threshold value P (fifth step S25: NO), the process proceeds to the seventh step S27.

第7ステップS27では、分圧器5から入力した試験電圧を降圧した電圧のレベルを読み込み、第8ステップS28に進む。続く第8ステップS28では、読み込んだ電圧の絶対値が電圧ピークVを超えているか否かを判定する。読み込んだ電圧の絶対値が書き込まれている電圧ピークVを超えている場合(第8ステップS28:YES)は、第9ステップS29に進み、読み込んだ電圧の絶対値を電圧ピークVに書き込み、第10ステップS30に進む。また、読み込んだ電圧の絶対値が書き込まれている電圧ピークVを超えていない場合(第8ステップS28:NO)は、第10ステップS30に進む。   In the seventh step S27, the voltage level obtained by stepping down the test voltage input from the voltage divider 5 is read, and the process proceeds to the eighth step S28. In the following eighth step S28, it is determined whether or not the absolute value of the read voltage exceeds the voltage peak V. If the absolute value of the read voltage exceeds the written voltage peak V (eighth step S28: YES), the process proceeds to the ninth step S29, the absolute value of the read voltage is written to the voltage peak V, Proceed to step S30. When the absolute value of the read voltage does not exceed the written voltage peak V (eighth step S28: NO), the process proceeds to the tenth step S30.

第10ステップS30では、読み込んだ電圧の極性が反転しているか否かを判定する。そして、電圧の極性が反転している場合(第10ステップS30:YES)は、第11ステップS31に進み、電圧の極性が反転していない場合(第10ステップS30:NO)は、第4ステップS24に戻り、次の放電信号Sの読込みを行い、放電判定を繰り返す。   In the tenth step S30, it is determined whether or not the polarity of the read voltage is inverted. If the polarity of the voltage is reversed (10th step S30: YES), the process proceeds to the 11th step S31. If the polarity of the voltage is not reversed (10th step S30: NO), the fourth step is performed. Returning to S24, the next discharge signal S is read, and the discharge determination is repeated.

第11ステップS31では、放電判定フラグFに記憶している内容が「H」であるか否かの判定を行う。そして、放電判定フラグFが「H」である場合(第11ステップS31:YES)は、第12aステップS32aに進み、放電結果としてメモリ12に“1”を書き込み記憶させ、さらに第13ステップS33に進み、メモリ12に読み込んだ電圧の絶対値が書き込まれた電圧ピークVをメモリ12に書き込み記憶させ、第14ステップS34に進む。一方、放電判定フラグFが「L」である場合(第11ステップS31:NO)は、第12bステップS32bに進み、放電結果としてメモリ12に“0”を書き込み記憶させ第14ステップS34に進む。   In an eleventh step S31, it is determined whether or not the content stored in the discharge determination flag F is “H”. If the discharge determination flag F is “H” (11th step S31: YES), the process proceeds to the 12th a step S32a, and “1” is written and stored in the memory 12 as the discharge result, and further the 13th step S33. Then, the voltage peak V in which the absolute value of the voltage read into the memory 12 is written is written and stored in the memory 12, and the process proceeds to the 14th step S34. On the other hand, when the discharge determination flag F is “L” (11th step S31: NO), the process proceeds to the 12b step S32b, “0” is written and stored in the memory 12 as the discharge result, and the process proceeds to the 14th step S34.

第14ステップS34では、メモリ12に放電判定信号の回数を計数し記憶するカウンタCの計数値に「1」を加え、第15ステップS35に進む。本実施形態においては、放電ありの場合のみ電圧値も同時に記憶しているため、カウンタCとメモリ12に記憶したデータ量とが対応していないことになる。つまり、データ量ではなく、時間間隔を一定にしてデータを外部に送信することになる。このため、データ量で閾値を設定する場合には、カウンタCの計数値に記憶したビット数を加えて、データ量を積算する制御としてもよい。電圧値を1回記憶するのに必要なデータ量は、例えば2バイト整数を使用すると、16ビットとなる。   In the fourteenth step S34, "1" is added to the count value of the counter C which counts and stores the number of discharge determination signals in the memory 12, and the process proceeds to the fifteenth step S35. In the present embodiment, since the voltage value is also stored simultaneously only when there is a discharge, the counter C and the amount of data stored in the memory 12 do not correspond. That is, instead of the amount of data, the data is transmitted to the outside with a constant time interval. For this reason, when setting a threshold value by the data amount, it is good also as control which adds the number of bits memorize | stored to the count value of the counter C, and integrates data amount. For example, when a 2-byte integer is used, the amount of data necessary to store the voltage value once is 16 bits.

そして、第15ステップS35では、カウンタCの計数値が予め設定した計数値の閾値N以上であるか否かの判定を行い、カウンタCの計数値が閾値N以上であると判定した場合(第15ステップS35:YES)は、第16ステップS36に進む。   In the fifteenth step S35, it is determined whether or not the count value of the counter C is equal to or greater than a preset count value threshold value N. If it is determined that the count value of the counter C is equal to or greater than the threshold value N (first step). 15 step S35: YES), the process proceeds to the 16th step S36.

続く第16ステップS36では、装置内メモリ12に記憶した全てのデータを外部記憶装置7にシリアル通信により送信する。そして、送信した後、第17ステップS37に進む。一方、カウンタCの計数値が閾値N未満であると判定した場合(第15ステップS35:NO)は、第2ステップS22に戻り、次の電圧半周期での部分放電の判定を行い、以降のステップを繰り返す。   In the following 16th step S36, all the data stored in the in-device memory 12 are transmitted to the external storage device 7 by serial communication. And after transmitting, it progresses to 17th step S37. On the other hand, when it is determined that the count value of the counter C is less than the threshold value N (15th step S35: NO), the process returns to the second step S22 to determine partial discharge in the next half voltage cycle. Repeat steps.

第17ステップS37では、計測終了の指示が入力されていた場合(第17ステップS37:YES)は、計測を終了する。また、計測終了の指示が入力されていない場合(第17ステップS37:NO)は、第1ステップS21に戻り、カウンタCの計数値を「0」に戻し、再びそれ以降のステップを実行し、計測を継続する。   In the 17th step S37, when an instruction to end the measurement is input (17th step S37: YES), the measurement is ended. If no measurement end instruction is input (17th step S37: NO), the process returns to the first step S21, the count value of the counter C is returned to "0", and the subsequent steps are executed again. Continue measuring.

以上のように構成し、電圧半周期毎に部分放電の発生の有無を1ビットで記憶し、放電発生有りの時のみ半周期の電圧ピーク値を同時に記憶することで、長期間に渡る課電寿命試験においてもデータ量を抑えるようにしながら部分放電発生の監視を行うことができ、さらに、放電発生時の電圧の確認が行えることから、課電試料3に印加される試験電圧の外部ノイズや電源系統の電圧変動等による変化の履歴が明らかとなり、課電寿命試験の信頼性を向上させることができる。また、データ量の低減により必要とするメモリ容量が小さくてよく、装置構成も簡素なものとすることができるので装置を安価なものとすることができる。   With the above configuration, the presence or absence of partial discharge is stored in one bit for each half voltage period, and the voltage peak value of the half period is stored simultaneously only when there is a discharge, so that it is possible to apply power for a long period of time. In the life test, the occurrence of partial discharge can be monitored while suppressing the amount of data, and the voltage at the time of discharge can be confirmed. The history of changes due to voltage fluctuations in the power supply system is clarified, and the reliability of the electrical charging life test can be improved. Further, the required memory capacity can be reduced by reducing the amount of data, and the apparatus configuration can be simplified, so that the apparatus can be made inexpensive.

1,21…部分放電発生監視システム
2,22…部分放電発生監視装置
3…課電試料
4…電源
5…分圧器
6…部分放電検出装置
7…外部記憶装置
8…入力手段
9,23…検出手段
10…設定手段
11,24…判定・出力手段
12…メモリ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,21 ... Partial discharge generation | occurrence | production monitoring system 2,22 ... Partial discharge generation | occurrence | production monitoring apparatus 3 ... Electric charge sample 4 ... Power supply 5 ... Voltage divider 6 ... Partial discharge detection apparatus 7 ... External storage device 8 ... Input means 9, 23 ... Detection Means 10 ... Setting means 11, 24 ... Determination / output means 12 ... Memory

Claims (3)

課電試料に交流試験電圧を印加して課電寿命試験を行う際、前記課電試料に発生する部分放電を、部分放電検出装置により検出し計測して監視する部分放電発生監視装置であって、
前記部分放電検出装置により検出された前記課電試料からの部分放電の放電信号を入力する入力手段と、分圧器を介して入力された前記試験電圧の電圧波形の極性反転を検出する検出手段と、入力した前記放電信号の信号レベルが所定の閾値を超えたものであるか否かの判定を前記試験電圧の半周期毎に行い、該半周期毎の放電の有無についての判定結果を1ビットで出力する判定・出力手段を備えていることを特徴とする部分放電発生監視装置。
A partial discharge generation monitoring device for detecting and measuring a partial discharge generated in the charged sample by a partial discharge detection device when applying an alternating test voltage to the charged sample and performing a charged life test. ,
Input means for inputting a partial discharge discharge signal from the applied sample detected by the partial discharge detection device; and detection means for detecting polarity reversal of the voltage waveform of the test voltage input via a voltage divider. The determination whether or not the signal level of the input discharge signal exceeds a predetermined threshold is performed every half cycle of the test voltage, and the determination result about the presence or absence of discharge every half cycle is 1 bit. A partial discharge generation monitoring device, characterized by comprising determination / output means for outputting in the above.
放電の有無の判定で放電有りと判定した際、放電有りと判定した半周期における電圧波形のピーク値を出力するピーク値出力段を備えていることを特徴とする請求項1記載の部分放電発生監視装置。   2. The partial discharge generation according to claim 1, further comprising a peak value output stage for outputting a peak value of a voltage waveform in a half cycle in which it is determined that there is a discharge when it is determined that there is a discharge in the determination of the presence or absence of discharge. Monitoring device. 課電試料に交流試験電圧を印加して発生する部分放電を、検出し計測して監視する課電寿命試験における部分放電発生監視方法であって、
前記課電試料の部分放電に伴う放電信号の信号レベルと前記試験電圧の電圧波形の極性反転を検出した後、前記信号レベルが所定の閾値を超えたものであるか否かの判定を前記試験電圧の半周期毎に行い、該半周期毎の放電の有無を計数するようにして監視することを特徴とする部分放電発生監視方法。
A partial discharge occurrence monitoring method in an electric charge life test for detecting, measuring and monitoring a partial discharge generated by applying an AC test voltage to a charged sample,
After detecting the signal level of the discharge signal associated with the partial discharge of the applied sample and the polarity reversal of the voltage waveform of the test voltage, it is determined whether or not the signal level exceeds a predetermined threshold value. A partial discharge occurrence monitoring method characterized by performing monitoring every half cycle of voltage and counting the presence / absence of discharge in each half cycle.
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