JP2013253804A

JP2013253804A - 校正装置

Info

Publication number: JP2013253804A
Application number: JP2012128055A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Nishizawa; 敦西澤
Original assignee: SYNTHESIZE Ltd
Current assignee: SYNTHESIZE Ltd
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2013-12-19

Abstract

【課題】停電することなく、使用中の電力機器に生じる部分放電の電荷量を測定するための部分放電測定装置を正確に校正することができる校正装置を提供する。
【解決手段】校正装置１０は、パルス送出用ＣＴ２０を含み、パルス送出用ＣＴ２０を介して電力機器１２の低圧側に設置される。電力機器１２に並列に接続されたカップリングコンデンサ１４の低圧側に検出器１６が設置され、検出器１６で検出された部分放電パルスの電荷量が部分放電測定装置１８で測定される。校正装置１０から電力機器に正確な電荷量を有する模擬部分放電パルスを送出し、それが部分放電測定装置１８で測定される。この測定値と模擬部分放電パルスの電荷量とを比較することにより、部分放電測定装置１８の校正を行う。
【選択図】図１

Description

この発明は、校正装置に関し、特にたとえば、絶縁された電力機器に生じる部分放電の電荷量を測定するための部分放電測定装置を校正するために用いられる校正装置に関する。

たとえば、高電圧電力ケーブルなどの絶縁体内部に異物やボイドがあると、その部分に放電が発生する。このような放電現象によって絶縁体内に電気トリーが発生し、やがて絶縁破壊、すなわち短絡状態に至ることになる。電気トリー内部は空洞であり、電気トリーの成長により放電量が上昇する。したがって、高電圧電力ケーブルの内部に発生する放電を監視すれば、絶縁破壊を予知することが可能となる。

そこで、電力ケーブルなどの高電圧送配電設備に電圧を印加して、電力ケーブル内部の部分放電が測定装置によって監視される。ここで、測定装置が正確に部分放電の電荷量を検出するように、校正装置によって測定装置の校正が行われる。この場合、たとえば図４に示すように、部分放電の検出対象である供試物１の両端子に、テストリード２を介して部分放電測定装置３が接続される。さらに、供試物１の両端子には、校正装置４が接続される。校正装置４は、所定の電荷量を有する校正用パルスを送出することができるものである。校正装置４から供試物１に校正用パルスが送出され、それが部分放電測定装置３で測定される。校正装置４から送出される校正用パルスは所定の電荷量を有しているため、部分放電測定装置３で測定された校正用パルスの測定値と比較することにより、部分放電測定装置３の校正を行うことができる（特許文献１参照）。

特開２００３−２０７５３６号公報

使用状態の電力機器の場合、図５に示すように、電力機器５は高圧側と低圧側の間に設置されている。このような使用中の電力機器５について、部分放電の電荷量を測定する場合、電力機器５と並列に、カップリングコンデンサ６が接続される。このカップリングコンデンサ６の低圧側に検出器７が取り付けられ、検出器７で検出した部分放電の電荷量が部分放電測定装置８で測定される。

このように、使用中の電力機器５における部分放電の電荷量を測定するための部分放電測定装置８について、上述のような方法を用いて校正を行う場合、電力機器５の両端子、つまり電力機器５の高圧側端子と低圧側端子に校正装置４が接続される。そして、校正装置４から所定の電荷量を有する校正用パルス、すなわち模擬部分放電パルスが送出される。送出された模擬部分放電パルスは検出器７で検出され、その電荷量が部分放電測定装置８で測定される。部分放電測定装置８で測定された測定値と校正装置４から送出された模擬部分放電パルスの電荷量とを比較することにより、部分放電測定装置８の校正が行われる。

しかしながら、校正装置４を電力機器５の高圧側および低圧側に接続するために、電力機器５について停電が必要となる。また、校正装置４は、電線などの線材を用いて電力機器５に接続されているため、校正装置４や線材に雑音が入ると、模擬部分放電パルスに雑音が重畳されて送出され、正確に部分放電測定装置８の校正を行うことができない。

それゆえに、この発明の主たる目的は、停電することなく、使用中の電力機器に生じる部分放電の電荷量を測定するための部分放電測定装置を正確に校正することができる校正装置を提供することである。

この発明は、絶縁された電力機器に生じる部分放電の電荷量を測定するための部分放電測定装置を校正するための校正装置であって、電力機器の低圧側に設置されるパルス送出用カレントトランスと、前記パルス送出用カレントトランスを介して電力機器に模擬部分放電パルスを送出するパルス送出器とを含む、校正装置である。
電力機器の低圧側にパルス送出用カレントトランスが設置されるため、電線などを用いて電力機器の端子に校正装置を接続する必要はない。そのため、使用中の電力機器に校正装置を設置することができる。また、線材を用いて電力機器に校正装置を接続する必要がないため、パルス送出用カレントトランスを含む校正装置全体を接地することができ、校正装置に雑音が入っても、電力機器に送出される模擬部分放電パルスに雑音が重畳されることを防止することができる。

このような校正装置において、パルス送出器は、充電された電荷をパルス送出用カレントトランスに放出することにより電力機器に模擬部分放電パルスを送出するパルス送出用コンデンサと、パルス送出用コンデンサの充電と放電とを切り換えるための切換スイッチとを含む構成とすることができる。
校正装置内の充電されたコンデンサからパルス送出用カレントトランスに電荷を放出することによって、模擬部分放電パルスを電力機器に送出することができる。

また、パルス送出用コンデンサを充電するときの充電電圧を調整することによりパルス送出用コンデンサに充電される電荷量を調整して、パルス送出用カレントトランスに放出される電荷量を調整することにより、電力機器に送出される模擬部分放電パルスの電荷量を調整することができる。
パルス送出用コンデンサからパルス送出用カレントトランスに放出される電荷量を調整することによって、模擬部分放電パルスの大きさを調整することができる。

さらに、電力機器の低圧側に設置されるパルス検出用カレントトランスと、前記パルス検出用カレントトランスを介して電力機器に流れる模擬部分放電パルスを検出するための検出部と、検出部で検出された模擬部分放電パルスの電荷量に応じて電力機器に送出される模擬部分放電パルスの電荷量を制御するための制御装置とを含む構成とすることができる。
電力機器に模擬部分放電パルスを送出し、その模擬部分放電パルスを検出して、検出された模擬部分放電パルスの電荷量に応じて制御を行うことにより、所定の電荷量を有する模擬部分放電パルスを送出することができる。

この発明によれば、停電することなく、使用中の電力機器に生じる部分放電の電荷量を測定するための部分放電測定装置の校正を行うことができる。しかも、校正装置に雑音が入っても、模擬部分放電パルスに重畳されないため、正確に部分放電測定装置の校正を行うことができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。

この発明の校正装置を使用中の電力機器に用いる場合の概略を示す図解図である。図１に示す校正装置の一例を示す回路図である。図２に示す校正装置に用いられる制御装置の動作を示すフロー図である。従来の校正装置の使用法の一例を示す図解図である。図４に示す従来の校正装置を使用中の電力機器に用いる場合の概略を示す図解図である。

図１は、この発明の校正装置１０を使用中の電力機器に用いる場合の概略を示す図解図である。活線状態において、電力機器１２に生じる部分放電を検出するために、電力機器１２に並列にカップリングコンデンサ１４が接続され、カップリングコンデンサ１４の低圧側に検出器１６が設置される。さらに、検出器１６には、部分放電測定装置１８が接続される。電力機器１２に部分放電が生じると、検出器１６で部分放電パルスが検出され、部分放電測定装置１８で部分放電パルスの電荷量が測定される。ここで、校正装置１０は、電力機器１２の低圧側に設置される。

校正装置１０は、図２に示すように、パルス送出用カレントトランス（ＣＴ）２０を含む。このパルス送出用ＣＴ２０が、電力機器１２の低圧側に設置される。たとえば、電力機器１２がトランスの場合、パルス送出用ＣＴ２０は、トランスの接地線などに設置される。パルス送出用ＣＴ２０は、切換スイッチ２２を介して、パルス送出用コンデンサ２４に接続される。また、切換スイッチ２２は、電圧可変レギュレータ２６の出力端に接続され、パルス送出用コンデンサ２４をパルス送出用ＣＴ２０側と電圧可変レギュレータ２６側に切り換える。

電圧可変レギュレータ２６の一方の入力端には、電源２８が接続される。また、電圧可変レギュレータ２６の他方の入力端には、可変抵抗３０が接続される。そして、切換スイッチ２２により、パルス送出用コンデンサ２４を電圧可変レギュレータ２６側に接続することにより、パルス送出用コンデンサ２４が充電される。このとき、可変抵抗３０を調整することにより、パルス送出用コンデンサ２４に与えられる充電電圧を調整することができ、パルス送出用コンデンサ２４に蓄積される電荷量を調整することができる。

パルス送出用コンデンサ２４を充電した状態で、切換スイッチ２２をパルス送出用ＣＴ２０側に切り換えることにより、パルス送出用コンデンサ２４は放電し、そこに蓄積された電荷がパルス送出用ＣＴ２０に放出される。それにより、パルス送出用ＣＴ２０を介して、電力機器１２に模擬部分放電パルスが送出される。このように、パルス送出用コンデンサ２４と切換スイッチ２２とで、パルス送出器が構成される。

さらに、校正装置１０は、パルス検出用ＣＴ３２を含む。パルス検出用ＣＴ３２はハイパスフィルタ３４に接続され、さらにハイパスフィルタ３４は抵抗３６に接続される。抵抗３６の両端は、差動アンプ３８の２つの入力端に接続され、差動アンプ３８の出力端はピークホールドアンプ４０の入力端に接続される。そして、ピークホールドアンプ４０の出力端は、制御装置４２に接続される。制御装置４２としては、たとえばマイクロコントローラなどが用いられる。さらに、制御装置４２には、たとえば、ダイヤルやキーボードなどの入力装置４４が接続される。

パルス検出用ＣＴ３２では、電力機器１２の低圧側に流れる電流が検出される。検出された電流はハイパスフィルタ３４に通され、商用周波数成分が除去されて、パルス送出用ＣＴ２０を介して送出されたパルス成分だけが抵抗３６に与えられる。抵抗３６では、検出した電流のうちのパルス成分が電圧に変換され、差動アンプ３８から出力される。差動アンプ３８の出力電圧はピークホールドアンプ４０に入力され、差動アンプ３８のピーク電圧が制御回路４２に入力される。

制御回路４２では、入力されたピーク電圧がＡ／Ｄ変換されて演算処理される。ここで、差動アンプ３８のピーク電圧を計測することにより、パルス送出用ＣＴ２０を介して電力機器１２に送出されたパルスの電荷量（単位：ｐＣ）を演算することができる。したがって、差動アンプ３８およびピークホールドアンプ４０などによって、電力機器１２に送出された模擬部分放電パルスを検出するための検出部が構成される。

また、入力装置４４から制御装置４２に、電力機器１２に送出される模擬部分放電パルスの電荷量が設定値として入力される。そして、差動アンプ３８のピーク電圧から演算されたパルスの電荷量と設定値とが比較され、パルス送出用ＣＴ２０を介して送出される模擬部分放電パルスの電荷量が調整される。

制御装置４２で送出される模擬部分放電パルスの電荷量を調整するフロー図の一例が図３に示される。まず、ステップＳ１において、電力機器１２に送出される模擬部分放電パルスの電荷量の設定値が入力される。設定値の入力は、入力装置４４を用いて行われる。設定値としては、部分放電測定装置で測定を行って校正を実施しようとしている電荷量が用いられる。

次に、ステップＳ２において、パルス送出用コンデンサ２４が充電される。パルス送出用コンデンサ２４の充電は、切換スイッチ２２を電圧可変レギュレータ２６側に切り換えることによって行われる。

次に、ステップＳ３において、パルス送出用コンデンサ２４の放電が行われる。パルス送出用コンデンサ２４の放電は、切換スイッチ２２をパルス送出用ＣＴ２０側に切り換えることによって行われる。パルス送出用コンデンサ２４を放電することにより、そこに蓄積された電荷がパルス送出用ＣＴ２０に放出され、電力機器１２に模擬部分放電パルスが送出される。

次に、ステップＳ４において、送出された模擬部分放電パルスの電荷量が計測される。模擬部分放電パルスの電荷量は、上述のように、パルス検出用ＣＴ３２で検出され、差動アンプ３８のピーク電圧を測定することにより行われる。

次に、ステップＳ５において、計測した模擬部分放電パルスの電荷量が設定値より小さいかどうか判断される。計測した模擬部分放電パルスの電荷量が設定値より小さい場合、ステップＳ６において、パルス送出用コンデンサ２４の充電電圧が昇圧される。充電電圧の昇圧は、電圧可変レギュレータ２６に接続された可変抵抗３０を調整することによって行なわれる。そして、ステップＳ２にもどって、昇圧された充電電圧で、パルス送出用コンデンサ２４の充電が行われる。

計測した模擬部分放電パルスの電荷量が設定値より小さくない場合、ステップＳ７において、計測した模擬部分放電パルスの電荷量が設定値より大きいかどうか判断される。計測した模擬部分放電パルスの電荷量が設定値より大きい場合、ステップＳ８において、パルス送出用コンデンサ２４の充電電圧が減圧される。充電電圧の減圧は、電圧可変レギュレータ２６に接続された可変抵抗３０を調整することによって行なわれる。そして、ステップＳ２にもどって、減圧された充電電圧で、パルス送出用コンデンサ２４の充電が行われる。

計測した模擬部分放電パルスの電荷量が設定値より大きくない場合、ステップＳ９において、設定値入力に変化があるかどうか判断される。設定値入力に変化がある場合、ステップＳ１にもどって、新しい設定値が入力される。設定値入力に変化がない場合、ステップＳ２にもどって、パルス送出用コンデンサ２４の充電が行われる。

このようにして、パルス送出用ＣＴ２０を介して電力機器１２に送出される模擬部分放電パルスの電荷量が、設定値の通りに調整される。このような正確な電荷量を有する模擬部分放電パルスが検出器１６で検出され、部分放電測定装置１８でその電荷量が測定される。模擬部分放電パルスの電荷量は予めわかっているため、部分放電測定装置１８の測定値をその電荷量と比較することにより、部分放電測定装置１８の校正を行うことができる。

この校正装置１０は、パルス送出用ＣＴ２０およびパルス検出用ＣＴ３２を介して、電力機器１２の低圧側に設置されるため、電力機器１２の停電は不要であり、活線状態で校正装置１０の設置が可能である。また、校正装置１０は、その内部にあるパルス送出用ＣＴ２０を介して電力機器１２の低圧側に設置されているため、校正装置１０と電力機器１２とを電線など線材で接続する必要はない。そのため、校正装置１０の全体を接地するなどの方法により、校正装置１０に雑音が入っても、模擬部分放電パルスに雑音が重畳されない。したがって、正確な電荷量を有する模擬部分放電パルスを電力機器１２に送出することができ、部分放電測定装置１８を正確に校正することができる。

１０校正装置
１２電力機器
１６検出器
１８部分放電測定装置
２０パルス送出用ＣＴ
２２切換スイッチ
２４パルス送出用コンデンサ
２６電圧可変レギュレータ
２８電源
３０可変抵抗
３２パルス検出用ＣＴ
３８差動アンプ
４０ピークホールドアンプ
４２制御装置

Claims

絶縁された電力機器に生じる部分放電の電荷量を測定するための部分放電測定装置を校正するための校正装置であって、
前記電力機器の低圧側に設置されるパルス送出用カレントトランス、および
前記パルス送出用カレントトランスを介して前記電力機器に模擬部分放電パルスを送出するパルス送出器を含む、校正装置。
前記パルス送出器は、充電された電荷を前記パルス送出用カレントトランスに放出することにより前記電力機器に模擬部分放電パルスを送出するパルス送出用コンデンサと、前記パルス送出用コンデンサの充電と放電とを切り換えるための切換スイッチとを含む、請求項１に記載の校正装置。
前記パルス送出用コンデンサを充電するときの充電電圧を調整することにより前記パルス送出用コンデンサに充電される電荷量を調整して、前記パルス送出用カレントトランスに放出される電荷量を調整することにより、前記電力機器に送出される模擬部分放電パルスの電荷量が調整される、請求項１または請求項２に記載の校正装置。
前記電力機器の低圧側に設置されるパルス検出用カレントトランス、
前記パルス検出用カレントトランスを介して前記電力機器に流れる模擬部分放電パルスを検出するための検出部、および
前記検出部で検出された模擬部分放電パルスの電荷量に応じて前記電力機器に送出される模擬部分放電パルスの電荷量を制御するための制御装置を含む、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の校正装置。