JP2019090693A - Partial discharge detector - Google Patents

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伸行 藤原
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Abstract

To provide a partial discharge detector with which can detect a partial discharge without relying on the power supply frequency of a facility whose partial discharge is to be detected.SOLUTION: The partial discharge detector comprises: an antenna type sensor 101 for detecting a current flowing through a ground line of a facility whose partial discharge is to be detected (rotary machine 100 to be measured) to which an AC power supply voltage is applied; a filter circuit 102 for removing low-frequency components from a detection output of the antenna type sensor 101; an envelope circuit 103 for converting the output signal of the filter circuit 102 to an envelope-shaped signal; a current sensor 104 for detecting the power supply current of the facility whose partial discharge is to be detected; a low-resolution analog board 105 for determining whether there is occurrence of a partial discharge, with the envelope-shaped signal converted by the envelope circuit 103 and the power supply current detected by the current sensor 104 used as inputs thereto.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、変圧器や回転機の巻線で発生する部分放電を検出する装置に関し、特に面電流を計測して安価なアナログボードで装置を構成できる部分放電検出装置に関するものである。   The present invention relates to an apparatus for detecting a partial discharge generated in a winding of a transformer or a rotating machine, and more particularly to a partial discharge detection apparatus capable of measuring an area current and configuring the apparatus with an inexpensive analog board.

図9に従来の部分放電検出装置の一例を示す。図9において、100は、交流電源電圧が印加される部分放電検出対象設備としての被測定回転機である。120は被測定回転機100を収納する回転機筐体であり、接地線を介して接地されている。   FIG. 9 shows an example of a conventional partial discharge detection device. In FIG. 9, 100 is a to-be-measured rotary machine as partial discharge detection object installation to which alternating current power supply voltage is applied. Reference numeral 120 denotes a rotating machine housing that accommodates the measured rotating machine 100, and is grounded via a grounding wire.

101は、回転機筐体120に取り付けられ、被測定回転機100の部分放電によって生じる漏洩電磁波を検出するアンテナ型センサである。このアンテナ型センサ101は、例えば面電流センサから成り、部分放電により回転機筐体120を通って接地線へ流れる電流を捉える。   An antenna type sensor 101 is attached to the rotary machine housing 120 and detects a leaked electromagnetic wave generated by a partial discharge of the rotary machine 100 to be measured. The antenna type sensor 101 includes, for example, a surface current sensor, and captures a current flowing to the ground line through the rotary machine housing 120 by partial discharge.

102は、アンテナ型センサ101の出力からノイズ成分を除去するフィルタ回路であり、例えばハイパスフィルタ回路により構成されている。   Reference numeral 102 denotes a filter circuit that removes noise components from the output of the antenna type sensor 101, and is configured of, for example, a high pass filter circuit.

300はフィルタ回路102の出力信号の周波数成分を解析して部分放電の発生判断を行うアナログボードである。   An analog board 300 analyzes the frequency component of the output signal of the filter circuit 102 to determine the occurrence of partial discharge.

また、部分放電信号を検出して診断対象の絶縁異常を診断する従来の装置として、例えば特許文献1に記載のものが提案されていた。   Moreover, as a conventional apparatus which detects a partial discharge signal and diagnoses the insulation abnormality of a diagnostic object, the thing of patent document 1 is proposed, for example.

特開2005−147890号公報JP, 2005-147890, A

特許文献1に記載の「絶縁異常診断装置」では、フィルタ回路にバンドパスフィルタを設け、商用電源周波数の2倍の周波数、つまり50Hzの2倍である100Hzの周波数成分のみを検波することにより、部分放電発生判断を行っている。   In the “insulation abnormality diagnostic device” described in Patent Document 1, a band pass filter is provided in the filter circuit, and only a frequency twice as high as the commercial power supply frequency, that is, 100 Hz frequency components twice as high as 50 Hz is detected. It is judged that partial discharge has occurred.

しかしこれでは、被測定物の電源周波数が設計と異なる場合使用できず、例えばインバータ使用時(被測定物がインバータにより駆動されているとき)のように電源周波数が可変である場合、部分放電を検出することはできない。   However, this can not be used when the power supply frequency of the DUT is different from the design, and for example, when the power supply frequency is variable, such as when using an inverter (when the DUT is driven by the inverter), partial discharge It can not be detected.

本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、部分放電検出対象設備の電源周波数に依存することなく部分放電を検出することができる部分放電検出装置を提供することにある。   The present invention solves the above problem, and an object thereof is to provide a partial discharge detection device capable of detecting partial discharge without depending on the power supply frequency of the partial discharge detection target equipment.

上記課題を解決するための請求項1に記載の部分放電検出装置は、
交流電源電圧が印加される部分放電検出対象設備の接地線に流れる電流を検出するアンテナ型センサと、
前記アンテナ型センサの検出出力から低周波成分を除去するフィルタと、
前記フィルタの出力信号を包絡線状信号に変換する包絡線回路と、
前記部分放電検出対象設備の電源電流を検出する電流センサと、
前記包絡線回路により変換された包絡線状信号および前記電流センサにより検出された電源電流を入力として部分放電発生の有無を判断する低分解能アナログボードと、を備え、
前記低分解能アナログボードは、
前記入力された包絡線状信号が、予め設定した電圧レベル閾値信号以上であるか否かを判定する信号レベル判定部と、
前記信号レベル判定部により、予め設定した電圧レベル閾値信号以上であると判定された包絡線状信号から、前記入力された電源電流検出信号の1周期のうちの設定した期間における包絡線状信号の波形の塊を抽出する信号抽出部と、
前記信号抽出部により抽出された包絡線状信号の波形の塊の数を、設定した時間内でカウントするカウント部と、
前記カウント部によりカウントされた包絡線状信号の波形の塊の数が、設定した塊数閾値以上であるとき、部分放電が発生したと判断する部分放電発生判断部と、を有していることを特徴とする。
The partial discharge detection device according to claim 1 for solving the above problems is
An antenna type sensor that detects a current flowing to a ground line of a partial discharge detection target equipment to which an alternating current power supply voltage is applied;
A filter for removing low frequency components from the detection output of the antenna type sensor;
An envelope circuit for converting an output signal of the filter into an envelope-like signal;
A current sensor that detects a power supply current of the partial discharge detection target facility;
And a low-resolution analog board that receives as input the envelope-like signal converted by the envelope circuit and the power supply current detected by the current sensor, and determines whether or not partial discharge has occurred.
The low resolution analog board is
A signal level determination unit that determines whether the input envelope-like signal is equal to or greater than a preset voltage level threshold signal;
An envelope-like signal in a set period of one cycle of the input power supply current detection signal from an envelope-like signal determined to be equal to or higher than a preset voltage level threshold signal by the signal level determination unit A signal extraction unit for extracting a waveform block;
A count unit that counts the number of lumps of the waveform of the envelope-like signal extracted by the signal extraction unit within a set time;
And a partial discharge occurrence determination unit that determines that partial discharge has occurred when the number of lumps of the waveform of the envelope-like signal counted by the counting unit is equal to or greater than a set number threshold value. It is characterized by

請求項2に記載の部分放電検出装置は、請求項1において、
前記信号抽出部は、前記包絡線状信号から、前記入力された電源電流を全波整流した電流が前記電源電流の実効値以上となる期間における包絡線状信号の波形の塊を抽出することを特徴とする。
The partial discharge detection device according to claim 2 in claim 1,
The signal extraction unit extracts, from the envelope-like signal, a lump of the waveform of the envelope-like signal in a period in which a current obtained by full-wave rectification of the input power supply current is equal to or more than an effective value of the power supply current. It features.

請求項3に記載の部分放電検出装置は、請求項1において、
前記信号抽出部は、前記包絡線状信号から、前記入力された電源電流を全波整流した電流に微分を施した信号により設定した、全波整流した電源電流の立ち上がり又は立ち下がりから電源電流がピークに至るまでの期間における包絡線状信号の波形の塊を抽出することを特徴としている。
The partial discharge detection device according to claim 3 in claim 1,
The signal extraction unit sets the power supply current from rising or falling of the full-wave rectified power supply current set by a signal obtained by differentiating the input power supply current from full-wave rectified current from the envelope-like signal. It is characterized by extracting the lump of the waveform of the envelope-like signal in the period up to the peak.

請求項4に記載の部分放電検出装置は、請求項1ないし3のいずれか1項において、
前記アンテナ型センサは、部分放電検出対象設備を収納する筐体に取り付けられ、該筐体を通って接地線に流れる電流を検出することを特徴としている。
The partial discharge detection device according to claim 4 is the device according to any one of claims 1 to 3.
The antenna type sensor is attached to a housing that accommodates the partial discharge detection target equipment, and detects a current flowing through the housing to the ground line.

本発明によれば、電流センサにより検出された部分放電検出対象設備の電源電流の、設定した期間のみで検波を行い、部分放電発生の判断を行っているため、部分放電検出対象設備の電源周波数に依存することなく部分放電を検出することができる。   According to the present invention, detection is performed only during a set period of the power supply current of the partial discharge detection target equipment detected by the current sensor to determine the occurrence of partial discharge, so the power supply frequency of the partial discharge detection target equipment Partial discharge can be detected without depending on

このため、部分放電検出対象設備の電源周波数が、例えばインバータ使用時のように可変な状況であっても部分放電を検出することができる。   For this reason, partial discharge can be detected even if the power supply frequency of the partial discharge detection target facility is variable, for example, when using an inverter.

また、アンテナ型センサの出力信号を、フィルタおよび包絡線回路に通して包絡線状信号に変換し、アナログボードにて部分放電発生の有無を判断しているので、低分解能のアナログボードを使用して部分放電を検出することができる。このため、低コスト化を図ることができる。   Also, since the output signal of the antenna type sensor is converted to an envelope-like signal through a filter and an envelope circuit, and the presence or absence of partial discharge occurrence is determined by the analog board, a low resolution analog board is used. Partial discharge can be detected. For this reason, cost reduction can be achieved.

本発明の実施例1による部分放電検出装置の構成図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The block diagram of the partial discharge detection apparatus by Example 1 of this invention. 図1の要部の回路図。The circuit diagram of the principal part of FIG. 図2の回路の出力信号の波形図。The wave form diagram of the output signal of the circuit of FIG. 本発明の実施例1における低分解能アナログボードの構成図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The block diagram of the low-resolution analog board in Example 1 of this invention. 本発明における部分放電検出装置の構成を表すブロック図。The block diagram showing the composition of the partial discharge detection device in the present invention. 本発明の実施例1の低分解能アナログボードにおけるアンテナ型センサの出力信号の処理を表す説明図。Explanatory drawing showing processing of the output signal of the antenna type sensor in the low-resolution analog board of Example 1 of this invention. 本発明の実施例2における低分解能アナログボードの構成図。The block diagram of the low-resolution analog board in Example 2 of this invention. 本発明の実施例2の低分解能アナログボードにおけるアンテナ型センサの出力信号の処理を表す説明図。Explanatory drawing showing processing of the output signal of the antenna type | mold sensor in the low-resolution analog board of Example 2 of this invention. 従来の部分放電検出装置の一例を示す構成図。The block diagram which shows an example of the conventional partial discharge detection apparatus. アンテナ型センサ出力の模式図。The schematic diagram of an antenna type sensor output.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記の実施形態例に限定されるものではない。まず、図9の従来の部分放電検出装置において、部分放電で発生した信号変化をアンテナ型センサ101により捉えた際の信号の模式図を図10に示す。図10は、アンテナ型センサ101の出力電圧と被測定回転機100(図示では被測定物と表記)の電源電流の各波形を示している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments. First, FIG. 10 shows a schematic view of a signal when the signal change generated by the partial discharge is captured by the antenna type sensor 101 in the conventional partial discharge detection device of FIG. FIG. 10 shows respective waveforms of the output voltage of the antenna type sensor 101 and the power supply current of the rotating object under test 100 (shown as the object under test in the drawing).

図9および図10において、回転機筐体120を流れる信号は通常であればノイズ成分だけである。部分放電が発生した場合は電源電流のピーク付近で放電現象による大きな信号の変動が発生する。   In FIGS. 9 and 10, the signal flowing through the rotary machine casing 120 is usually only a noise component. When partial discharge occurs, a large signal fluctuation occurs due to the discharge phenomenon near the peak of the power supply current.

ただし、この信号の変動はメガヘルツ以上の高周波な現象である。よって、従来型部分放電検出装置のアナログボード300は高周波成分に対応することが求められ、且つ周波数分解能も高くなくてはならない。このようなアナログボードは一般的に高価である。   However, the fluctuation of this signal is a high frequency phenomenon of megahertz or more. Therefore, the analog board 300 of the conventional partial discharge detection device is required to be compatible with high frequency components, and the frequency resolution must be high. Such analog boards are generally expensive.

しかし、部分放電を検出することが目的であれば、この高周波信号をそのまま計測する必要はなく、部分放電に起因する変化が捉えられれば良い。そこで本実施形態例では、アンテナ型センサの出力信号を直接アナログボードに入力するのではなく、一旦アナログの包絡線回路を通してアナログボードに入力する回路方式を採用した。   However, if the purpose is to detect a partial discharge, it is not necessary to measure this high frequency signal as it is, as long as changes due to the partial discharge can be captured. Therefore, in the present embodiment, a circuit system is adopted in which the output signal of the antenna type sensor is not directly input to the analog board, but is once input to the analog board through the analog envelope circuit.

また、部分放電検出対象設備の電源電流を検出する電流センサを設け、電源電流のピーク時又は電源電流の立ち上がり、立ち下がり時のタイミングのみ検波を行うように構成することで、部分放電検出対象設備の電源周波数に依存することなく部分放電検出が行えるようにした。   In addition, by providing a current sensor for detecting the power supply current of the partial discharge detection target equipment and performing detection only at the timing of the peak of the power supply current or the rise and fall of the power supply current, the partial discharge detection target equipment Partial discharge detection can be performed without depending on the power supply frequency.

図1は本実施例1による部分放電検出装置の構成を示し、図9と同一部分は同一符号をもって示している。図1において図9と異なる点は、アンテナ型センサ101の出力からノイズ成分を除去したフィルタ回路102の出力信号を包絡線状信号に変換して波形形成を行う包絡線回路103を設け、被測定回転機100に交流電力を導く回転機電源ケーブル130に介挿され、被測定回転機100の電源電流を検出して電源周波数を取得する電流センサ104を設け、周波数分解能の高いアナログボード300に代えて、包絡線回路103の出力信号と電流センサ104の出力信号を入力として部分放電発生の有無を判断する低分解能アナログボード105を設けた点にあり、その他の部分は図9と同一に構成されている。   FIG. 1 shows the configuration of the partial discharge detection device according to the first embodiment, and the same parts as FIG. 9 are indicated by the same reference numerals. 1 differs from FIG. 9 in that the output signal of the filter circuit 102 obtained by removing noise components from the output of the antenna type sensor 101 is converted into an envelope-like signal to form an envelope circuit 103 for waveform formation. A current sensor 104 is inserted in the rotating machine power supply cable 130 that guides AC power to the rotating machine 100, detects the power supply current of the measured rotating machine 100 and acquires the power supply frequency, and replaces the analog board 300 with high frequency resolution. In that a low resolution analog board 105 is provided to receive the output signal of the envelope circuit 103 and the output signal of the current sensor 104 as input to determine the presence or absence of partial discharge occurrence, and the other parts are configured the same as FIG. ing.

前記包絡線回路103の具体例を図2に示す。図2において、51は、フィルタ回路102の出力信号(アンテナ型センサ101の出力からノイズ(低周波)成分を除去した信号)がアノード側に入力されるダイオードである。   A specific example of the envelope circuit 103 is shown in FIG. In FIG. 2, reference numeral 51 denotes a diode to which an output signal of the filter circuit 102 (a signal obtained by removing noise (low frequency) components from the output of the antenna type sensor 101) is input to the anode side.

ダイオード51のカソード側にはコンデンサ52および抵抗53の各一端が接続され、コンデンサ52および抵抗53の各他端は共通接続されている。   One end of each of a capacitor 52 and a resistor 53 is connected to the cathode side of the diode 51, and the other ends of the capacitor 52 and the resistor 53 are commonly connected.

この図2の回路により、ダイオード51のアノード側に入力された信号は、その高周波成分が除去されて、出力側(抵抗53の両端間)には入力波形の包絡線に近い波形、すなわち包絡線状信号が得られる。   The high frequency component of the signal input to the anode side of the diode 51 is removed by the circuit of FIG. 2, and the waveform close to the envelope of the input waveform, that is, the envelope is obtained on the output side (between the two ends of the resistor 53). Signal is obtained.

図2の包絡線回路103から出力される包絡線状信号の一例を図3に示す。図3のような包絡線状信号であれば、分解能が数10kHz単位のアナログボードのような低分解能のアナログボード(105)であってもサンプリングすることができ、これにより、部分放電検出機能が得られる。   An example of the envelope-like signal output from the envelope circuit 103 of FIG. 2 is shown in FIG. With an envelope-like signal as shown in FIG. 3, even a low-resolution analog board (105) such as an analog board with a resolution of several tens of kHz can be sampled, and this enables partial discharge detection can get.

この低分解能アナログボード105は、本実施例1では図4のように構成されている。図4において、包絡線回路103の出力である包絡線状信号aは、コンパレータ11(comp1)の正側入力端およびスイッチ14(S1)の一端に入力される。   The low resolution analog board 105 is configured as shown in FIG. 4 in the first embodiment. In FIG. 4, an envelope-like signal a which is the output of the envelope circuit 103 is input to the positive side input end of the comparator 11 (comp1) and one end of the switch 14 (S1).

コンパレータ11は、正側入力端に入力される前記包絡線状信号aと、負側入力端に入力される、図示省略の制御電源の電圧を抵抗12および可変抵抗13(VR1)で分圧して得られた電圧レベル閾値信号b(予め設定した電圧レベル閾値信号)とを比較して電圧レベル判定結果信号cを出力する。   The comparator 11 divides the envelope-like signal a input to the positive side input terminal and the voltage of the control power supply (not shown) input to the negative side input terminal by the resistor 12 and the variable resistor 13 (VR1). The voltage level determination result signal c is output by comparing the obtained voltage level threshold signal b (preset voltage level threshold signal).

スイッチ14はコンパレータ11から出力される電圧レベル判定結果信号cによってオン、オフ制御され、包絡線状信号aが電圧レベル閾値信号b以上であるときはオンとなり、前記aがbに満たない場合はオフとなる。   The switch 14 is on / off controlled by the voltage level determination result signal c output from the comparator 11, and is on when the envelope-like signal a is equal to or higher than the voltage level threshold signal b. It will be off.

このため、スイッチ14の他端には予め設定した電圧レベル閾値信号b以上の包絡線状信号aのみが得られる。   Therefore, only the envelope-like signal a equal to or higher than the preset voltage level threshold signal b is obtained at the other end of the switch 14.

前記コンパレータ11、抵抗12、可変抵抗13およびスイッチ14によって、本発明の信号レベル判定部を構成している。   The comparator 11, the resistor 12, the variable resistor 13 and the switch 14 constitute a signal level determination unit of the present invention.

前記スイッチ14の他端はスイッチ15(S2)の一端に接続されており、前記電流センサ104の出力信号である電源電流瞬時値d(被測定回転機100の電源電流を回転機電源ケーブル130からセンシングした信号)は、ダイオードブリッジ16(全波整流回路)および実効値検波回路17に入力される。ダイオードブリッジ16は電源電流瞬時値dを整流して電源電流の全波整流信号eに変換し、コンパレータ18(comp2)の正側入力端に入力する。   The other end of the switch 14 is connected to one end of the switch 15 (S2), and the power supply current instantaneous value d which is an output signal of the current sensor 104 (the power supply current of the rotary machine 100 to be measured The sensed signal is input to the diode bridge 16 (full wave rectification circuit) and the effective value detection circuit 17. The diode bridge 16 rectifies the power supply current instantaneous value d, converts it into a full wave rectified signal e of the power supply current, and inputs it to the positive side input end of the comparator 18 (comp2).

実効値検波回路17は、電源電流瞬時値dを電源電流の実効値信号fに変換してコンパレータ18の負側入力端に入力する。   The effective value detection circuit 17 converts the instantaneous value d of the power supply current into the effective value signal f of the power supply current and inputs it to the negative input terminal of the comparator 18.

コンパレータ18は、電源電流の全波整流信号eと電源電流の実効値信号fを比較して電源電流のピーク抽出信号gを出力する。   The comparator 18 compares the full-wave rectified signal e of the power supply current with the effective value signal f of the power supply current to output a peak extraction signal g of the power supply current.

スイッチ15はコンパレータ18から出力される電源電流のピーク抽出信号gによってオン、オフ制御され、電源電流の全波整流信号eが電源電流の実効値信号fよりも大きい場合はオンとなり、前記eがfよりも小さい場合はオフとなる。   The switch 15 is on / off controlled by the peak extraction signal g of the power supply current output from the comparator 18, and is turned on when the full-wave rectified signal e of the power supply current is larger than the effective value signal f of the power supply current. If it is smaller than f, it will be off.

このためスイッチ15の他端には、電源電流が実効値以上、すなわち電源電流がピークとなる付近のタイミングの包絡線状信号aのみが得られる。   Therefore, at the other end of the switch 15, only the envelope-like signal a at a timing near the power supply current equal to or higher than the effective value, ie, when the power supply current peaks, is obtained.

前記スイッチ15、ダイオードブリッジ16、実効値検波回路17およびコンパレータ18によって、本発明の信号抽出部を構成している。   The switch 15, the diode bridge 16, the effective value detection circuit 17 and the comparator 18 constitute a signal extraction unit of the present invention.

前記スイッチ15の他端は、包絡線状信号塊数カウンタ回路19の入力端および抵抗20の一端に接続され、抵抗20の他端は接地されている。   The other end of the switch 15 is connected to the input end of the envelope signal block number counter circuit 19 and one end of the resistor 20, and the other end of the resistor 20 is grounded.

包絡線状信号塊数カウンタ回路19は、スイッチ15を通して入力される、電源電流がピークとなる付近のタイミングの包絡線状信号aの波形の塊数をカウントし、ディジタルの包絡線状信号塊数カウンタ出力信号kを出力する。   The envelope-like signal block number counter circuit 19 counts the number of waveforms of the envelope-like signal a in the vicinity of the peak of the power supply current input through the switch 15, and the digital envelope-like signal block number The counter output signal k is output.

21は、所定周波数の信号を発振して水晶発振器出力信号hを出力する水晶発振器である。   Reference numeral 21 denotes a crystal oscillator which oscillates a signal of a predetermined frequency and outputs a crystal oscillator output signal h.

22は、水晶発振器出力信号hが立ち上がる度にカウントアップして水晶発振器カウンタ出力信号iを出力する水晶発振器用カウンタ回路である。   Reference numeral 22 denotes a crystal oscillator counter circuit which counts up every time the crystal oscillator output signal h rises and outputs a crystal oscillator counter output signal i.

23は、前記水晶発振器カウンタ出力信号iが、自身に設定された設定値(包絡線状信号塊数カウンタ回路19および水晶発振器用カウンタ回路22のカウント時間を決める設定値)に達したか否かを解読するデコーダ回路である。   23 indicates whether the crystal oscillator counter output signal i has reached a set value (a set value for determining the count time of the envelope signal block number counter circuit 19 and the crystal oscillator counter circuit 22) set to itself. Is a decoder circuit that decodes the

デコーダ回路23のデコーダ出力信号jは、水晶発振器カウンタ出力信号iがデコーダ回路23の設定値未満であるとき非アクティブとなり、水晶発振器カウンタ出力信号iがデコーダ回路23の設定値に達するとアクティブとなる。   The decoder output signal j of the decoder circuit 23 becomes inactive when the crystal oscillator counter output signal i is less than the set value of the decoder circuit 23, and becomes active when the crystal oscillator counter output signal i reaches the set value of the decoder circuit 23. .

このデコーダ出力信号jは包絡線状信号塊数カウンタ回路19および水晶発振器用カウンタ回路22に導入され、デコーダ出力信号jがアクティブとなった場合、前記カウンタ回路19および22のカウント動作を各々リセットさせ、包絡線状信号塊数カウンタ出力信号kおよび水晶発振器カウンタ出力信号iを0にする。   The decoder output signal j is introduced into the envelope signal block number counter circuit 19 and the crystal oscillator counter circuit 22. When the decoder output signal j becomes active, the count operations of the counter circuits 19 and 22 are each reset. , 0. The envelope-like signal block number counter output signal k and the crystal oscillator counter output signal i are set to 0.

このため、包絡線状信号塊数カウンタ回路19は、スイッチ15から、電源電流がピークとなる付近の包絡線状信号aが入力される度に0からカウントアップし続け、デコーダ出力信号jによりリセットされると包絡線状信号塊数カウンタ出力信号kを出力0に戻す。   Therefore, the envelope-like signal block number counter circuit 19 continues to count up from 0 every time the envelope-like signal a in the vicinity of the peak of the power supply current is input from the switch 15, and is reset by the decoder output signal j. Then, the envelope-like signal block number counter output signal k is returned to the output 0.

したがって、この包絡線状信号塊数カウンタ出力信号kには、設定した時間内の包絡線状信号aの波形の塊数が得られる。   Therefore, the number of waveforms of the envelope-like signal a in the set time is obtained as the envelope-like signal block number counter output signal k.

包絡線状信号塊数カウンタ出力信号kはD/A変換回路24に入力されてディジタル−アナログ変換され、D/A変換回路24からはD/A変換出力信号lが出力される。このためD/A変換出力信号lは、ディジタルの包絡線状信号塊数カウンタ出力信号kに相当するアナログの電圧信号である。   The envelope-like signal block number counter output signal k is input to the D / A conversion circuit 24 to be converted from digital to analog, and the D / A conversion circuit 24 outputs a D / A conversion output signal l. Therefore, the D / A conversion output signal l is an analog voltage signal corresponding to the digital envelope-like signal block number counter output signal k.

前記包絡線状信号塊数カウンタ回路19、抵抗20、水晶発振器21、水晶発振器用カウンタ回路22、デコーダ回路23およびD/A変換回路24によって、本発明のカウント部を構成している。   The envelope-like signal block number counter circuit 19, the resistor 20, the crystal oscillator 21, the crystal oscillator counter circuit 22, the decoder circuit 23 and the D / A conversion circuit 24 constitute a count unit of the present invention.

25は、前記D/A変換出力信号lが正側入力端に入力されるコンパレータ(comp3)である。   Reference numeral 25 denotes a comparator (comp3) to which the D / A conversion output signal l is input to the positive side input terminal.

コンパレータ25は、正側入力端に入力されたD/A変換出力信号lと、負側入力端に入力される、図示省略の制御電源の電圧を抵抗26および可変抵抗27(VR2)で分圧して得られた包絡線状信号塊数閾値信号m(設定した塊数閾値)とを比較して部分放電検出信号nをCPU28に出力する。   The comparator 25 divides the D / A converted output signal 1 input to the positive side input terminal and the voltage of the control power supply (not shown) input to the negative side input terminal by the resistor 26 and the variable resistor 27 (VR2). The partial discharge detection signal n is output to the CPU 28 by comparing it with the envelope-like signal block number threshold value signal m (set block number threshold value) obtained as a result.

この部分放電検出信号nは、D/A変換出力信号lが包絡線状信号塊数閾値信号mよりも大きい場合はアクティブとなり、これをもってCPU28は部分放電が発生したと見なし、前記lがmよりも小さい場合は非アクティブとなり、これをもってCPU28は部分放電が発生したと見なさない。   The partial discharge detection signal n is activated when the D / A converted output signal l is larger than the envelope signal block number threshold signal m, and the CPU 28 assumes that partial discharge has occurred, and the l is greater than m. If it is too small, it becomes inactive, and the CPU 28 does not consider that partial discharge has occurred.

前記コンパレータ25、抵抗26、可変抵抗27およびCPU28によって、本発明の部分放電発生判断部を構成している。   The partial discharge occurrence determination unit of the present invention is configured by the comparator 25, the resistor 26, the variable resistor 27 and the CPU 28.

図1〜図4に示す実施例1の部分放電検出装置の要部構成のみをブロックで表すと図5のとおりである。   It is as FIG. 5 when only the principal part structure of the partial discharge detection apparatus of Example 1 shown to FIGS. 1-4 is represented with a block.

次に、図1〜図5に示す実施例1の部分放電検出装置の動作を、低分解能アナログボードにおけるアンテナ型センサの出力信号の処理を表す図6とともに説明する。   Next, the operation of the partial discharge detection device of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5 will be described with reference to FIG. 6 showing processing of an output signal of an antenna type sensor on a low resolution analog board.

(1)アンテナ型センサ101は回転機筐体120を通して流れる電流を検出し、電流センサ104は回転機電源ケーブル130に流れる被測定回転機100の電源電流を検出する。アンテナ型センサ101の出力は、フィルタ回路102(例えばハイパスフィルタ回路)に入力されて低周波成分が除去される。   (1) The antenna type sensor 101 detects the current flowing through the rotary machine housing 120, and the current sensor 104 detects the power supply current of the measured rotary machine 100 flowing through the rotary machine power cable 130. The output of the antenna type sensor 101 is input to a filter circuit 102 (for example, a high pass filter circuit) to remove low frequency components.

(2)フィルタ回路102から出力された信号は、包絡線回路103に入力されて図3のような包絡線状信号aに変換される。   (2) The signal output from the filter circuit 102 is input to the envelope circuit 103 and converted into an envelope-like signal a as shown in FIG.

(3)包絡線回路103から出力された包絡線状信号aおよび電流センサ104から出力された電源電流瞬時値dは低分解能アナログボード105に入力され、低分解能アナログボード105において下記(3−1)〜(3−4)に示す信号処理がなされて部分放電検出が行われる。   (3) The envelope signal a output from the envelope circuit 103 and the power supply current instantaneous value d output from the current sensor 104 are input to the low resolution analog board 105, and the low resolution analog board 105 Signal processing shown to (3)-(3-4) is performed, and partial discharge detection is performed.

(3−1)図4において、可変抵抗13(VR1)で設定した電圧レベル閾値信号bと包絡線回路103から出力された包絡線状信号aをコンパレータ11で比較し、電圧レベル判定結果信号cを出力する。包絡線状信号aと電圧レベル閾値信号bの関係は図6の上段のものとなる。包絡線状信号aが電圧レベル閾値信号bよりも大きい場合には、電圧レベル判定結果cによりスイッチ14がオンとなる。また、包絡線状信号aが電圧レベル閾値信号bよりも小さい場合には電圧レベル判定結果cによりスイッチ14がオフとなり、入力信号(a)の電圧レベルが閾値(b)に満たない場合は除去される。これにより、予め設定した電圧レベル閾値信号b以上の包絡線状信号aのみを得る。   (3-1) Referring to FIG. 4, the voltage level threshold signal b set by the variable resistor 13 (VR1) and the envelope signal a output from the envelope circuit 103 are compared by the comparator 11, and the voltage level determination result signal c Output The relationship between the envelope-like signal a and the voltage level threshold signal b is as shown in the upper part of FIG. When the envelope-like signal a is larger than the voltage level threshold signal b, the switch 14 is turned on according to the voltage level determination result c. Also, when the envelope-like signal a is smaller than the voltage level threshold signal b, the switch 14 is turned off according to the voltage level determination result c, and removed when the voltage level of the input signal (a) does not reach the threshold (b) Be done. Thereby, only the envelope-like signal a having the voltage level threshold signal b or more set in advance is obtained.

(3−2)電源電流瞬時値dはダイオードブリッジ16によって電源電流の全波整流信号eへと変換され、コンパレータ18の正側入力端に入力される。また、実効値検波回路17により電源電流瞬時値dは電源電流の実効値信号fに変換され、コンパレータ18の負側入力端に入力される。   (3-2) The power supply current instantaneous value d is converted into a full wave rectified signal e of the power supply current by the diode bridge 16 and is input to the positive side input terminal of the comparator 18. Further, the power supply current instantaneous value d is converted to the power supply current effective value signal f by the effective value detection circuit 17 and is input to the negative input terminal of the comparator 18.

電源電流の全波整流信号eが電源電流の実効値信号fよりも大きい場合、コンパレータ18から出力される電源電流のピーク抽出信号gによりスイッチ15がオンとなる。また、電源電流の全波整流信号eが電源電流の実効値信号fよりも小さい場合、電源電流のピーク抽出信号gによりスイッチ15がオフとなる。   When the full wave rectified signal e of the power supply current is larger than the effective value signal f of the power supply current, the switch 15 is turned on by the peak extraction signal g of the power supply current output from the comparator 18. When the full wave rectification signal e of the power supply current is smaller than the effective value signal f of the power supply current, the switch 15 is turned off by the peak extraction signal g of the power supply current.

これにより、電源電流が実効値以上、つまり電源電流がピークとなる前後のタイミングの包絡線状信号aのみが得られる。したがって、図6の中段に示すように、電源電流の全波整流信号eと実効値信号fの関係がe>fとなる期間(すなわち電源電流ピーク付近)のアンテナ型センサ出力(包絡線状信号a)のみが抽出される。   As a result, only the envelope-like signal a of the timing before and after the power supply current is equal to or more than the effective value, that is, the power supply current becomes peak is obtained. Therefore, as shown in the middle part of FIG. 6, the antenna-type sensor output (envelope-like signal) in a period in which the relationship between the full wave rectified signal e of the power supply current and the effective value signal f is e> f Only a) is extracted.

(3−3)スイッチ15がオンの間、包絡線状信号aは包絡線状信号塊数カウンタ回路19に入力され、包絡線状信号塊数カウンタ回路19は包絡線状信号aの波形の塊数をカウントしディジタルの包絡線状信号塊数カウンタ出力信号kを出力する。   (3-3) While the switch 15 is on, the envelope-like signal a is input to the envelope-like signal block number counter circuit 19, and the envelope-like signal block number counter circuit 19 generates the waveform block of the envelope-like signal a. The number is counted to output a digital envelope-like signal block number counter output signal k.

一方、水晶発振器21からの水晶発振器出力信号hは水晶発振器用カウンタ回路22に入力され、水晶発振器用カウンタ回路22は水晶発振器カウンタ出力信号iを出力し、水晶発振器カウンタ出力信号iはデコーダ回路23に入力される。   On the other hand, the crystal oscillator output signal h from the crystal oscillator 21 is input to the crystal oscillator counter circuit 22, the crystal oscillator counter circuit 22 outputs the crystal oscillator counter output signal i, and the crystal oscillator counter output signal i is the decoder circuit 23 Is input to

水晶発振器出力信号hが立ち上がる度に水晶発振器用カウンタ回路22は水晶発振器カウンタ出力信号iをカウントアップする。水晶発振器カウンタ出力信号iが予めデコーダ回路23内に設定しておいた設定値に達すると、デコーダ回路23のデコーダ出力信号jはアクティブとなる。水晶発振器カウンタ出力信号iがデコーダ回路23の設定値未満の場合、デコーダ出力信号jは非アクティブとなる。   Every time the crystal oscillator output signal h rises, the crystal oscillator counter circuit 22 counts up the crystal oscillator counter output signal i. When the crystal oscillator counter output signal i reaches a set value preset in the decoder circuit 23, the decoder output signal j of the decoder circuit 23 becomes active. When the crystal oscillator counter output signal i is less than the set value of the decoder circuit 23, the decoder output signal j becomes inactive.

デコーダ出力信号jがアクティブになると、水晶発振器用カウンタ回路22および包絡線状信号塊数カウンタ回路19をリセットする。リセットされた包絡線状信号塊数カウンタ回路19および水晶発振器用カウンタ回路22は、それぞれの出力信号、すなわち包絡線状信号塊数カウンタ出力信号kおよび水晶発振器カウンタ出力信号iを0にする。   When the decoder output signal j becomes active, the crystal oscillator counter circuit 22 and the envelope signal block number counter circuit 19 are reset. The reset envelope-like signal block number counter circuit 19 and the crystal oscillator counter circuit 22 set the respective output signals, that is, the envelope-like signal block number counter output signal k and the crystal oscillator counter output signal i to zero.

包絡線状信号塊数カウンタ回路19は、スイッチ15を介して包絡線状信号塊が入力される度に、デコーダ出力信号jによりリセットされるまで、包絡線状信号塊数カウンタ出力信号kを0からカウントアップし続け、前記jによりリセットされると包絡線状信号塊数カウンタ出力信号kを出力0に戻す。   The envelope-like signal block number counter circuit 19 sets the envelope-like signal block number counter output signal k to 0 until it is reset by the decoder output signal j every time the envelope-like signal block is input through the switch 15. Continues counting up, and when reset by j, the envelope-like signal block number counter output signal k is returned to the output 0.

この包絡線状信号塊数カウンタ回路19でのカウント処理の様子は図6下段のとおりである。図6下段において、破線で囲まれた信号は、図6中段のe>fの範囲で抽出された(電源電流ピーク付近の)包絡線状信号a(包絡線状信号塊数カウンタ回路19の入力信号)であり、図6下段に表記された「設定周期」は、包絡線状信号塊数カウンタ回路19がカウントを開始しデコーダ出力信号jによりリセットされるまでの期間であり、デコーダ回路23内の設定値に相当する。   The state of the count processing in the envelope-like signal block number counter circuit 19 is as shown in the lower part of FIG. In the lower part of FIG. 6, the signal surrounded by the broken line is the input of the envelope-like signal a (near the power supply current peak) (the envelope-like signal block number counter circuit 19 extracted in the range of e> f in the middle of FIG. 6) is a period until the envelope-like signal block number counter circuit 19 starts counting and is reset by the decoder output signal j. It corresponds to the setting value of.

(3−4)包絡線状信号塊数カウンタ回路19から出力された包絡線状信号塊数カウンタ出力信号kはD/A変換回路24に入力され、D/A変換回路24は包絡線状信号塊数カウンタ出力信号kに応じたD/A変換出力lを出力し、コンパレータ25に入力される。   (3-4) The envelope-like signal block number counter output signal k output from the envelope-like signal block number counter circuit 19 is input to the D / A conversion circuit 24, and the D / A conversion circuit 24 is an envelope-like signal The D / A conversion output l corresponding to the block number counter output signal k is output and input to the comparator 25.

D/A変換出力lはコンパレータ25によって、可変抵抗27(VR2)で設定された包絡線状信号塊数閾値信号mと比較され、D/A変換出力lが包絡線状信号塊数閾値信号mよりも大きい場合には、部分放電検出信号nをアクティブにし、CPU28は部分放電が発生したと見なす。   The D / A conversion output l is compared by the comparator 25 with the envelope-like signal block number threshold signal m set by the variable resistor 27 (VR2), and the D / A conversion output l is the envelope-like signal block number threshold signal m If larger, the partial discharge detection signal n is activated, and the CPU 28 considers that a partial discharge has occurred.

また、D/A変換出力lが包絡線状信号塊数閾値信号mよりも小さい場合には、コンパレータ25によって部分放電検出信号nは非アクティブとなり、CPU28は部分放電が発生したと見なさない。   Further, when the D / A conversion output 1 is smaller than the envelope-like signal block number threshold signal m, the partial discharge detection signal n is inactivated by the comparator 25 and the CPU 28 does not consider that the partial discharge has occurred.

上記により、低分解能アナログボードを用いた部分放電検出機能が得られる。   Thus, the partial discharge detection function using the low resolution analog board can be obtained.

上記のように本実施例1によれば、部分放電検出対象設備(被測定回転機100)の電源周波数に依存することなく部分放電を検出することができる。このため、部分放電検出対象設備の電源周波数が、例えばインバータ使用時のように可変な状況であっても部分放電を検出することができる。   As described above, according to the first embodiment, partial discharge can be detected without depending on the power supply frequency of the partial discharge detection target equipment (the rotary machine 100 to be measured). For this reason, partial discharge can be detected even if the power supply frequency of the partial discharge detection target facility is variable, for example, when using an inverter.

また、アンテナ型センサ101の出力信号を、フィルタ回路102および包絡線回路103に通して包絡線状信号に変換し、低分解能アナログボード105にて部分放電発生の有無を判断しているので、低分解能のアナログボードを使用して部分放電を検出することができる。このため、低コスト化を図ることができる。   Also, since the output signal of the antenna type sensor 101 is converted to an envelope-like signal through the filter circuit 102 and the envelope circuit 103 and the low resolution analog board 105 determines the presence or absence of partial discharge occurrence, it is low. Partial discharge can be detected using a resolution analog board. For this reason, cost reduction can be achieved.

実施例1では、被測定回転機100の電源電流がピークとなる付近において部分放電を検出する方式に構成されていた。しかし、図10に示すように、アンテナ型センサ101を用いて部分放電を検出する場合、そのセンサ出力は被測定回転機100の電源電流のピーク付近のみならず、電源電流の立ち上がり時および立ち下がり時においても大きく変動する場合がある。   In the first embodiment, the system is configured to detect partial discharge in the vicinity of the peak of the power supply current of the measured rotating machine 100. However, as shown in FIG. 10, when the partial discharge is detected using the antenna type sensor 101, the sensor output is not only near the peak of the power supply current of the rotary machine under test 100, but also at the rise and fall of the power supply current. There is also a possibility of large fluctuations at times.

そこで本実施例2では、電源電流の立ち上がり又は立ち下がりから電源電流がピークに至るまでの期間において、部分放電を検出する方式とした。   In the second embodiment, therefore, the partial discharge is detected in a period from the rise or fall of the power supply current to the peak of the power supply current.

本実施例2による部分放電検出装置は、図1、図5における低分解能アナログボード105に代えて、電源電流の立ち上がり又は立ち下がりから電源電流がピークに至るまでの期間において部分放電を検出する低分解能アナログボード205を設けたものであり、その他の部分は図1、図5と同一に構成されている。   The partial discharge detection apparatus according to the second embodiment is a low detection circuit that detects a partial discharge in a period from the rise or fall of the power supply current to the peak of the power supply current, instead of the low resolution analog board 105 in FIGS. A resolution analog board 205 is provided, and the other parts are configured the same as in FIG. 1 and FIG.

本実施例2の低分解能アナログボード205は図7のように構成されている。図7において、図4と同一部分は同一符号をもって示している。図7において図4と異なる部分は、図4の信号抽出部を構成しているスイッチ15、ダイオードブリッジ16、実効値検波回路17、コンパレータ18の回路に代えて、スイッチ15、ダイオードブリッジ16、微分回路31およびコンパレータ32(comp4)の回路で構成した信号抽出部を設けた点にあり、その他の部分は図4と同一に構成されている。   The low resolution analog board 205 of the second embodiment is configured as shown in FIG. In FIG. 7, the same parts as those in FIG. 4 are indicated by the same reference numerals. 7 differs from FIG. 4 in that the switch 15, the diode bridge 16, the diode bridge 16, and the derivative instead of the circuit of the switch 15, the diode bridge 16, the effective value detection circuit 17 and the comparator 18 which constitute the signal extraction unit of FIG. The point is that a signal extraction unit configured by the circuit 31 and the circuit of the comparator 32 (comp 4) is provided, and the other parts are configured the same as FIG. 4.

図7において、電流センサ104の出力信号である電源電流瞬時値dはダイオードブリッジ16に入力される。ダイオードブリッジ16は、電源電流瞬時値dを整流して電源電流の全波整流信号eに変換し、微分回路31に入力する。   In FIG. 7, a power supply current instantaneous value d which is an output signal of the current sensor 104 is input to the diode bridge 16. The diode bridge 16 rectifies the power supply current instantaneous value d to convert it into a full wave rectified signal e of the power supply current, and inputs it to the differentiating circuit 31.

微分回路31は電源電流の全波整流信号eを微分し、全波整流電源電流の微分信号pをコンパレータ32の正側入力端に入力する。   The differentiating circuit 31 differentiates the full wave rectified signal e of the power supply current, and inputs the differentiated signal p of the full wave rectified power supply current to the positive input terminal of the comparator 32.

コンパレータ32は、前記入力された全波整流電源電流の微分信号pと負側入力端の接地電位(0)とを比較して全波整流電源電流の立ち上がり検出信号qを出力する。   The comparator 32 compares the differential signal p of the full-wave rectified power supply current input with the ground potential (0) of the negative side input terminal, and outputs a rise detection signal q of the full-wave rectified power supply current.

スイッチ15は、コンパレータ32から出力される全波整流電源電流の立ち上がり検出信号qによってオン、オフ制御され、全波整流電源電流の微分信号pが接地電位0よりも大きい場合はオンとなり、前記pが0よりも小さい場合はオフとなる。   The switch 15 is on / off controlled by the rise detection signal q of the full wave rectified power supply current output from the comparator 32, and is turned on when the differential signal p of the full wave rectified power supply current is larger than the ground potential 0, the p Is smaller than 0, it is off.

このためスイッチ15の他端には、電源電流の立ち上がり又は立ち下がりからピークに至る期間の包絡線状信号aのみが得られる。   Therefore, at the other end of the switch 15, only the envelope-like signal a in the period from the rise or fall of the power supply current to the peak is obtained.

次に、図1、図5の低分解能アナログボード105の代わりに図7の低分解能アナログボード205を用いた本実施例2の動作を、低分解能アナログボードにおけるアンテナ型センサの出力信号の処理を表す図8とともに説明する。   Next, the operation of the second embodiment using the low resolution analog board 205 of FIG. 7 instead of the low resolution analog board 105 of FIGS. 1 and 5 is the processing of the output signal of the antenna type sensor in the low resolution analog board. This will be described together with FIG.

まず、アンテナ型センサ101、フィルタ回路102、包絡線回路103および電流センサ104の各動作は、前述の実施例1の動作(1)、(2)と同一の動作となる。   First, the operations of the antenna type sensor 101, the filter circuit 102, the envelope circuit 103 and the current sensor 104 are the same as the operations (1) and (2) of the first embodiment described above.

次に、低分解能アナログボード205の動作のうち、信号レベル判定部が行う、包絡線状信号aが電圧レベル閾値信号b以上であるか否かを判定する動作は、前述の実施例1の動作(3−1)と同一となる。尚、包絡線状信号aと電圧レベル閾値信号bの関係は、図6上段と同一の、図8の上段のものとなる。   Next, among the operations of the low resolution analog board 205, the operation performed by the signal level determination unit to determine whether the envelope-like signal a is the voltage level threshold signal b or more is the operation of the first embodiment described above. It becomes the same as (3-1). The relationship between the envelope-like signal a and the voltage level threshold signal b is the same as in the upper part of FIG. 6 and in the upper part of FIG.

また、部分放電発生判断部が行う、カウント部によりカウントされた包絡線状信号の波形の塊の数(k、l)が、設定した塊閾値(m)以上であるとき、部分放電が発生したと判断する動作は、前述の実施例1の動作(3−4)と同一である。   In addition, partial discharge occurred when the number (k, l) of lumps of the waveform of the envelope-like signal counted by the count unit, which is performed by the partial discharge occurrence determination unit, is equal to or greater than the set threshold value (m) The operation to determine that is the same as the operation (3-4) of the first embodiment described above.

次に、低分解能アナログボード205の動作のうち、信号抽出部が行う、前述の実施例1の動作(3−2)とは異なる動作(13−2)と、カウント部が行う、前述の実施例1の動作(3−3)とは異なる動作(13−3)とを述べる。   Next, among the operations of the low resolution analog board 205, an operation (13-2) performed by the signal extraction unit, which is different from the operation (3-2) of the above-described first embodiment, and the above-described embodiment An operation (13-3) different from the operation (3-3) of Example 1 will be described.

(13−2)図7のスイッチ15、ダイオードブリッジ16、微分回路31およびコンパレータ32から成る信号抽出部において、電源電流瞬時値dはダイオードブリッジ16によって電源電流の全波整流信号eへ変換され、微分回路31に入力される。また微分回路31により電源電流の全波整流信号eは全波整流電源電流の微分信号pに変換され、全波整流電源電流の微分信号pはコンパレータ32に入力される。   (13-2) In the signal extraction unit including the switch 15, the diode bridge 16, the differentiating circuit 31, and the comparator 32 in FIG. 7, the power supply current instantaneous value d is converted by the diode bridge 16 into a full wave rectified signal e of the power supply current It is input to the differentiation circuit 31. Further, the full wave rectified signal e of the power supply current is converted into a differentiated signal p of the full wave rectified power supply current by the differentiating circuit 31, and the differentiated signal p of the full wave rectified power supply current is input to the comparator 32.

全波整流電源電流の微分信号pが接地電位である0よりも大きい場合、コンパレータ32の出力である全波整流電源電流の立ち上がり検出信号qによりスイッチ15がオンとなる。また、全波整流電源電流の微分信号pが0よりも小さい場合、全波整流電源電流の立ち上がり検出信号qによりスイッチ15がオフとなる。   When the differential signal p of the full-wave rectified power supply current is larger than 0, which is the ground potential, the switch 15 is turned on by the rising detection signal q of the full-wave rectified power supply current which is the output of the comparator 32. When the differential signal p of the full-wave rectified power supply current is smaller than 0, the switch 15 is turned off by the rise detection signal q of the full-wave rectified power supply current.

これにより、電源電流の立ち上がり又は立ち下がりからピークに至るまでの期間の包絡線状信号aのみが得られる。すなわち、電源電流の全波整流信号eを微分した全波整流電源電流の微分信号pが、図8の中段に示すようにp>0である期間(すなわち電源電流の立ち上がり又は立ち下がりからピークに至るまでの期間)のアンテナ型センサ出力(包絡線状信号a)のみが抽出される。   Thereby, only the envelope-like signal a in the period from the rise or fall of the power supply current to the peak is obtained. That is, a period in which the differential signal p of the full wave rectified power supply current obtained by differentiating the full wave rectified signal e of the power supply current is p> 0 as shown in the middle part of FIG. Only the antenna-type sensor output (envelope-like signal a)) is extracted.

(13−3)スイッチ15がオンの間、包絡線状信号aは包絡線状信号塊数カウンタ回路19に入力され、包絡線状信号塊数カウンタ回路19は包絡線状信号aの波形の塊数をカウントしディジタルの包絡線状信号塊数カウンタ出力信号kを出力する。   (13-3) While the switch 15 is on, the envelope-like signal a is input to the envelope-like signal block number counter circuit 19, and the envelope-like signal block number counter circuit 19 generates the waveform block of the envelope-like signal a. The number is counted to output a digital envelope-like signal block number counter output signal k.

一方、水晶発振器21からの水晶発振器出力信号hは水晶発振器用カウンタ回路22に入力され、水晶発振器用カウンタ回路22は水晶発振器カウンタ出力信号iを出力し、水晶発振器カウンタ出力信号iはデコーダ回路23に入力される。   On the other hand, the crystal oscillator output signal h from the crystal oscillator 21 is input to the crystal oscillator counter circuit 22, the crystal oscillator counter circuit 22 outputs the crystal oscillator counter output signal i, and the crystal oscillator counter output signal i is the decoder circuit 23 Is input to

水晶発振器出力信号hが立ち上がる度に水晶発振器用カウンタ回路22は水晶発振器カウンタ出力信号iをカウントアップする。水晶発振器カウンタ出力信号iが予めデコーダ回路23内に設定しておいた設定値に達すると、デコーダ回路23のデコーダ出力信号jはアクティブとなる。水晶発振器カウンタ出力信号iがデコーダ回路23の設定値未満の場合、デコーダ出力信号jは非アクティブとなる。   Every time the crystal oscillator output signal h rises, the crystal oscillator counter circuit 22 counts up the crystal oscillator counter output signal i. When the crystal oscillator counter output signal i reaches a set value preset in the decoder circuit 23, the decoder output signal j of the decoder circuit 23 becomes active. When the crystal oscillator counter output signal i is less than the set value of the decoder circuit 23, the decoder output signal j becomes inactive.

デコーダ出力信号jがアクティブになると、水晶発振器用カウンタ回路22および包絡線状信号塊数カウンタ回路19をリセットする。リセットされた包絡線状信号塊数カウンタ回路19および水晶発振器用カウンタ回路22は、それぞれの出力信号、すなわち包絡線状信号塊数カウンタ出力信号kおよび水晶発振器カウンタ出力信号iを0にする。   When the decoder output signal j becomes active, the crystal oscillator counter circuit 22 and the envelope signal block number counter circuit 19 are reset. The reset envelope-like signal block number counter circuit 19 and the crystal oscillator counter circuit 22 set the respective output signals, that is, the envelope-like signal block number counter output signal k and the crystal oscillator counter output signal i to zero.

包絡線状信号塊数カウンタ回路19は、スイッチ15を介して包絡線状信号塊が入力される度に、デコーダ出力信号jによりリセットされるまで、包絡線状信号塊数カウンタ出力信号kを0からカウントアップし続け、前記jによりリセットされると包絡線状信号塊数カウンタ出力信号kを出力0に戻す。   The envelope-like signal block number counter circuit 19 sets the envelope-like signal block number counter output signal k to 0 until it is reset by the decoder output signal j every time the envelope-like signal block is input through the switch 15. Continues counting up, and when reset by j, the envelope-like signal block number counter output signal k is returned to the output 0.

この包絡線状信号塊数カウンタ回路19でのカウント処理の様子は図8下段のとおりである。図8下段において、破線で囲まれた信号は、図8中段のp>0の範囲で抽出された(電源電流の立ち上がり又は立ち下がりからピークに至るまでの期間の)包絡線状信号a(包絡線状信号塊数カウンタ回路19の入力信号)であり、図8下段に表記された「設定周期」は、包絡線状信号塊数カウンタ回路19がカウントを開始しデコーダ出力信号jによりリセットされるまでの期間であり、デコーダ回路23内の設定値に相当する。   The state of the count processing in the envelope-like signal block number counter circuit 19 is as shown in the lower part of FIG. In the lower part of FIG. 8, the signal surrounded by the broken line is an envelope-like signal a (in a period from the rise or fall of the power supply current to the peak) extracted in the range of p> 0 in the middle of FIG. The “set period” described in the lower part of FIG. 8 is an input signal of the linear signal block number counter circuit 19), and the enveloped signal block number counter circuit 19 starts counting and is reset by the decoder output signal j. Period, which corresponds to a set value in the decoder circuit 23.

以上のように本実施例2では、前述した動作(1)、(2)、(3−1)、(13−2)、(13−3)、(3−4)によって、実施例1と同様の効果が得られる。   As described above, according to the second embodiment, the operations (1), (2), (3-1), (13-2), (13-3), and (3-4) described above are compared with the first embodiment. The same effect is obtained.

すなわち、部分放電検出対象設備(被測定回転機100)の電源周波数に依存することなく部分放電を検出することができる。このため、部分放電検出対象設備の電源周波数が、例えばインバータ使用時のように可変な状況であっても部分放電を検出することができる。   That is, the partial discharge can be detected without depending on the power supply frequency of the partial discharge detection target equipment (the rotary machine 100 to be measured). For this reason, partial discharge can be detected even if the power supply frequency of the partial discharge detection target facility is variable, for example, when using an inverter.

また、アンテナ型センサ101の出力信号を、フィルタ回路102および包絡線回路103に通して包絡線状信号に変換し、低分解能アナログボード205にて部分放電発生の有無を判断しているので、低分解能のアナログボードを使用して部分放電を検出することができる。このため、低コスト化を図ることができる。   In addition, since the output signal of the antenna type sensor 101 is converted to an envelope-like signal through the filter circuit 102 and the envelope circuit 103 and the low resolution analog board 205 determines the presence or absence of partial discharge, it is low. Partial discharge can be detected using a resolution analog board. For this reason, cost reduction can be achieved.

11、18、25、32…コンパレータ
12、20、26、53…抵抗
13、27…可変抵抗
14、15…スイッチ
16…ダイオードブリッジ
17…実効値検波回路
19…包絡線状信号塊数カウンタ回路
21…水晶発振器
22…水晶発振器用カウンタ回路
23…デコーダ回路
24…D/A変換回路
28…CPU
31…微分回路
51…ダイオード
52…コンデンサ
100…被測定回転機
101…アンテナ型センサ
102…フィルタ回路
103…包絡線回路
104…電流センサ
105、205…低分解能アナログボード
120…回転機筐体
130…回転機電源ケーブル
11, 18, 25, 32 ... Comparator 12, 20, 26, 53 ... Resistance 13, 27 ... Variable resistance 14, 15 ... Switch 16 ... Diode bridge 17 ... Effective value detection circuit 19 ... Envelope-like signal block number counter circuit 21 ... Crystal oscillator 22 ... Counter circuit for crystal oscillator 23 ... Decoder circuit 24 ... D / A conversion circuit 28 ... CPU
31 differential circuit 51 diode 52 capacitor 100 rotating machine under test 101 antenna type sensor 102 filter circuit 103 envelope circuit 104 current sensor 105, 205 low resolution analog board 120 rotating machine housing 130 Rotating machine power cable

Claims (4)

交流電源電圧が印加される部分放電検出対象設備の接地線に流れる電流を検出するアンテナ型センサと、
前記アンテナ型センサの検出出力から低周波成分を除去するフィルタと、
前記フィルタの出力信号を包絡線状信号に変換する包絡線回路と、
前記部分放電検出対象設備の電源電流を検出する電流センサと、
前記包絡線回路により変換された包絡線状信号および前記電流センサにより検出された電源電流を入力として部分放電発生の有無を判断する低分解能アナログボードと、を備え、
前記低分解能アナログボードは、
前記入力された包絡線状信号が、予め設定した電圧レベル閾値信号以上であるか否かを判定する信号レベル判定部と、
前記信号レベル判定部により、予め設定した電圧レベル閾値信号以上であると判定された包絡線状信号から、前記入力された電源電流検出信号の1周期のうちの設定した期間における包絡線状信号の波形の塊を抽出する信号抽出部と、
前記信号抽出部により抽出された包絡線状信号の波形の塊の数を、設定した時間内でカウントするカウント部と、
前記カウント部によりカウントされた包絡線状信号の波形の塊の数が、設定した塊数閾値以上であるとき、部分放電が発生したと判断する部分放電発生判断部と、を有していることを特徴とする部分放電検出装置。
An antenna type sensor that detects a current flowing to a ground line of a partial discharge detection target equipment to which an alternating current power supply voltage is applied;
A filter for removing low frequency components from the detection output of the antenna type sensor;
An envelope circuit for converting an output signal of the filter into an envelope-like signal;
A current sensor that detects a power supply current of the partial discharge detection target facility;
And a low-resolution analog board that receives as input the envelope-like signal converted by the envelope circuit and the power supply current detected by the current sensor, and determines whether or not partial discharge has occurred.
The low resolution analog board is
A signal level determination unit that determines whether the input envelope-like signal is equal to or greater than a preset voltage level threshold signal;
An envelope-like signal in a set period of one cycle of the input power supply current detection signal from an envelope-like signal determined to be equal to or higher than a preset voltage level threshold signal by the signal level determination unit A signal extraction unit for extracting a waveform block;
A count unit that counts the number of lumps of the waveform of the envelope-like signal extracted by the signal extraction unit within a set time;
And a partial discharge occurrence determination unit that determines that partial discharge has occurred when the number of lumps of the waveform of the envelope-like signal counted by the counting unit is equal to or greater than a set number threshold value. A partial discharge detection device characterized by
前記信号抽出部は、前記包絡線状信号から、前記入力された電源電流を全波整流した電流が前記電源電流の実効値以上となる期間における包絡線状信号の波形の塊を抽出することを特徴とする請求項1に記載の部分放電検出装置。   The signal extraction unit extracts, from the envelope-like signal, a lump of the waveform of the envelope-like signal in a period in which a current obtained by full-wave rectification of the input power supply current is equal to or more than an effective value of the power supply current. The partial discharge detection device according to claim 1, characterized in that 前記信号抽出部は、前記包絡線状信号から、前記入力された電源電流を全波整流した電流に微分を施した信号により設定した、全波整流した電源電流の立ち上がり又は立ち下がりから電源電流がピークに至るまでの期間における包絡線状信号の波形の塊を抽出することを特徴とする請求項1に記載の部分放電検出装置。   The signal extraction unit sets the power supply current from rising or falling of the full-wave rectified power supply current set by a signal obtained by differentiating the input power supply current from full-wave rectified current from the envelope-like signal. 2. The partial discharge detection device according to claim 1, wherein a lump of the waveform of the envelope-like signal in a period up to the peak is extracted. 前記アンテナ型センサは、部分放電検出対象設備を収納する筐体に取り付けられ、該筐体を通って接地線に流れる電流を検出することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の部分放電検出装置。   The antenna type sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the antenna type sensor is attached to a housing that accommodates the partial discharge detection target equipment, and detects the current flowing through the housing to the ground line. Partial discharge detection device as described.
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