JP2020101491A - Partial discharge detector and partial discharge detection method - Google Patents

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Abstract

To provide a low-cost partial discharge detector with which it is possible to observe a high-frequency current flowing on the surface of a container that stores an electric apparatus and efficiently detect a signal caused by a partial discharge with good sensitivity.SOLUTION: A partial discharge detector 10 comprises: a sensor 11 for detecting the surface current of an object; a filter unit 12 for limiting the output signal of the sensor 11 to a set frequency band; a RF detector 20 for measuring the energy of the output signal of the filter unit 12 and outputting a signal that corresponds to the strength of the energy; a recording unit 15 for sampling and recording the output signal of the RF detector 20; and an analysis unit 16 for analyzing the signal recorded by the recording unit 15. The analysis unit 16 includes a level determination unit for detecting a signal of a defined threshold or greater, a noise rejection unit for removing a signal of other than a defined cycle, a continuity determination unit for determining the continuity of a signal of the defined cycle, and a partial discharge determination unit for determining a partial discharge upon receiving the result of the continuity determination unit.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電気設備・機器の内部での部分放電発生を検出する部分放電検出装置および部分放電検出方法に関する。 The present invention relates to a partial discharge detection device and a partial discharge detection method for detecting the occurrence of partial discharge inside an electric facility/apparatus.

部分放電は、絶縁破壊の前駆現象であり、運転状態の電気機器(例えば、変圧器や開閉装置等)から発生する部分放電を計測・評価することにより、電気機器の絶縁性能の劣化診断が行われている。 Partial discharge is a precursor to dielectric breakdown, and the deterioration of the insulation performance of electrical equipment can be diagnosed by measuring and evaluating the partial discharge generated from electrical equipment in operation (such as transformers and switchgear). It is being appreciated.

部分放電を検出する方法としては、部分放電に伴う発光・発熱・パルス電流・電磁波・超音波等を感知するセンサを使用する方法がある。例えば、特許文献1には、電気機器を格納する容器の表面を流れる高周波電流を検知するセンサが開示されている。この文献に開示されているセンサは、検出電極をシールド金属容器で覆うことにより、外部からのノイズが侵入し難い構造とし、いわゆる環境ノイズの影響を少なくして、表面電流の検出感度を向上させることが試みられている。 As a method of detecting partial discharge, there is a method of using a sensor that senses light emission, heat generation, pulse current, electromagnetic waves, ultrasonic waves, etc. associated with partial discharge. For example, Patent Document 1 discloses a sensor that detects a high-frequency current flowing on the surface of a container that stores an electric device. The sensor disclosed in this document has a structure in which noise from the outside does not easily enter by covering the detection electrode with a shield metal container, and reduces the influence of so-called environmental noise to improve the detection sensitivity of surface current. Is being attempted.

しかしながら、センサの感度を表面電流に特化して向上させたとしても、検出した信号が、部分放電に起因する表面電流であるか、ほかのノイズに起因する表面電流であるか、判断するのが難しいという問題がある。また部分放電検出のための信号が、高い周波数帯に広く分布していた場合、それらの信号を記録し、解析するためには、サンプリングスピードが高速かつ感度の高い高性能の素子や解析のための高速の信号処理のプロセッサーを用いる必要があり、測定装置のコストが高くなってしまうという問題がある。 However, even if the sensitivity of the sensor is improved by specializing on the surface current, it is still necessary to determine whether the detected signal is the surface current caused by partial discharge or the surface current caused by other noise. There is a problem that it is difficult. In addition, if the signals for partial discharge detection are widely distributed in a high frequency band, in order to record and analyze those signals, a high-performance element with high sampling speed and high sensitivity or analysis Since it is necessary to use a high-speed signal processing processor, the cost of the measuring device becomes high.

特開平10−170594号公報JP, 10-170594, A

本発明は、電気機器を格納する容器の表面を流れる高周波電流を観測し、部分放電に起因する信号を効率的に感度良く検出し、かつ、測定のコストを抑えることが可能となる部分放電検出装置および部分放電検出方法を提供することを課題とする。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention observes a high-frequency current flowing on the surface of a container that stores electric equipment, efficiently detects a signal caused by partial discharge with high sensitivity, and can reduce the cost of measurement. An object is to provide an apparatus and a partial discharge detection method.

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の部分放電検出装置は、物体の表面電流を検知するセンサと、前記センサの出力信号を設定された周波数帯域に制限するフィルタ部と、前記フィルタ部の出力信号のエネルギーを測定しそのエネルギーの強さに対応する信号を出力するRFディテクタと、前記RFディテクタの出力信号をサンプリングして記録する記録部と、前記記録部に記録された信号を解析する解析部と、を備え、前記解析部は、定められた閾値以上の信号を抽出するレベル判定部と、定められた周期以外の信号を除去するノイズ除去部と、前記定められた周期の信号の継続性を判定する継続性判定部と、前記継続性判定部の結果を受けて部分放電を判定する部分放電判定部と、を備えることを特徴とする。
このような構成によれば、表面電流から得られる信号を、ノイズ成分を除去し、部分放電に起因する信号を抽出して解析できるので、部分放電が発生したときの検出感度を向上することができる。
The present invention adopts the following means in order to solve the above problems.
That is, the partial discharge detection device of the present invention, a sensor that detects the surface current of the object, a filter unit that limits the output signal of the sensor to a set frequency band, and measures the energy of the output signal of the filter unit. An RF detector that outputs a signal corresponding to the intensity of the energy, a recording unit that samples and records the output signal of the RF detector, and an analysis unit that analyzes the signal recorded in the recording unit, The analysis unit includes a level determination unit that extracts a signal having a predetermined threshold value or more, a noise removal unit that removes a signal other than a predetermined period, and a continuity that determines continuity of the signal of the predetermined period. It is characterized by comprising a determination unit and a partial discharge determination unit that determines a partial discharge based on a result of the continuity determination unit.
According to such a configuration, the signal obtained from the surface current can be analyzed by removing the noise component and extracting the signal caused by the partial discharge, so that the detection sensitivity when the partial discharge occurs can be improved. it can.

本発明の一態様においては、本発明の部分放電検出装置の前記定められた閾値は、時刻ごとに設定されることを特徴とする。
このような構成によれば、ノイズの時刻による変化に基づいて閾値が設定されるので、信号の誤検出を低減することができる。
In one aspect of the present invention, the predetermined threshold value of the partial discharge detection device of the present invention is set at each time.
According to such a configuration, the threshold value is set based on the change of noise with time, so that erroneous signal detection can be reduced.

本発明の一態様においては、本発明の部分放電検出装置の前記継続性判定部は複数の判定基準を有し、前記部分放電判定部は、前記複数の判定基準の各発生回数により部分放電を判定することを特徴とする。
このような構成によれば、複数の基準に基づいて部分放電が判定されるので、部分放電のいろいろな発生モードに対応して部分放電の発生を判断することができ、部分放電が発生したときの検出感度を向上することができる。
In one aspect of the present invention, the continuity determination unit of the partial discharge detection device of the present invention has a plurality of determination criteria, the partial discharge determination unit, the partial discharge by each number of occurrences of the plurality of determination criteria. It is characterized by judging.
According to such a configuration, the partial discharge is determined based on a plurality of criteria, so that it is possible to determine the occurrence of the partial discharge corresponding to various modes of the partial discharge, and when the partial discharge occurs. The detection sensitivity of can be improved.

本発明の一態様においては、本発明の部分放電検出装置は、前記センサは面電流センサであることを特徴とする。 In one aspect of the present invention, the partial discharge detection device of the present invention is characterized in that the sensor is a surface current sensor.

また、本発明の部分放電検出方法は、物体の表面電流を検知するセンサにより検出された信号を設定された周波数帯域に制限し、前記設定された周波数帯域に制限された信号のエネルギーを測定し、前記エネルギーの強さに対応する信号をサンプリングして記録し、前記記録された信号を解析し、前記解析は、定められた閾値以上の信号を抽出すること、定められた周期以外の信号を除去すること、前記定められた周期の信号の継続性を判定すること、前記継続性を判定することの結果を受けて部分放電を判定すること、を含むことを特徴とする。
このような構成によれば、表面電流から得られる信号を、ノイズ成分を除去し、部分放電に起因する信号を抽出して解析できるので、部分放電の発生の検出率を向上することができる。
Further, the partial discharge detection method of the present invention limits the signal detected by the sensor that detects the surface current of the object to the set frequency band, and measures the energy of the signal limited to the set frequency band. , Sampling and recording a signal corresponding to the intensity of the energy, analyzing the recorded signal, the analysis, extracting a signal equal to or more than a predetermined threshold, the signal other than a predetermined period Removing, determining the continuity of the signal of the defined period, and determining partial discharge based on the result of the determination of continuity.
According to such a configuration, the signal obtained from the surface current can be analyzed by removing the noise component and extracting the signal caused by the partial discharge, so that the detection rate of occurrence of the partial discharge can be improved.

本発明によれば、電気機器を格納する容器の表面を流れる高周波電流を観測し、部分放電に起因する信号を効率的に感度良く検出し、かつ、測定のコストを抑えることが可能となる部分放電検出装置および部分放電検出方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to observe a high-frequency current flowing on the surface of a container that stores an electric device, efficiently detect a signal caused by partial discharge with high sensitivity, and reduce the cost of measurement. A discharge detection device and a partial discharge detection method can be provided.

本発明の実施形態に係る部分放電検出装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the partial discharge detection apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図1の解析部の構成を示す機能ブロック図である。2 is a functional block diagram showing a configuration of an analysis unit in FIG. 1. FIG. 部分放電発生時の表面電流を観測して得られる信号を示す図である。It is a figure which shows the signal obtained by observing the surface current at the time of partial discharge generation. 本発明の実施形態に係る部分放電検出装置のRFディテクタの出力信号を示す図である。It is a figure which shows the output signal of the RF detector of the partial discharge detection apparatus which concerns on embodiment of this invention. 表面電流を観測して得られる信号を、周波数と周波数成分強度に変換したスペクトル解析図であって、環境ノイズと部分放電発生時の波形が示されている。FIG. 4 is a spectrum analysis diagram in which a signal obtained by observing a surface current is converted into a frequency and a frequency component intensity, and a waveform when environmental noise and partial discharge occur is shown. 本発明の実施形態に係る部分放電検出装置の記録部に記録された信号を示す図である。It is a figure which shows the signal recorded on the recording part of the partial discharge detection apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る部分放電検出装置の記録部に記録された信号を示す図である。It is a figure which shows the signal recorded on the recording part of the partial discharge detection apparatus which concerns on embodiment of this invention.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る部分放電検出装置の構成を示す機能ブロック図を図1に、図1の解析部の機能ブロック図を図2に示す。
部分放電検出装置10は、図1に示されるように、センサ11、帯域フィルタ12、増幅器13、RFディテクタ20、A/D変換器14、記録部15、解析部16、表示部17、および、記録部15と解析部16にそれぞれ付属するメモリ18とメモリ19を備えている。解析部16は、図2に示されるように、レベル判定部50、ノイズ除去部51、継続性判定部52、部分放電判定部53を備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the partial discharge detection device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a functional block diagram of the analysis unit shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the partial discharge detection device 10 includes a sensor 11, a bandpass filter 12, an amplifier 13, an RF detector 20, an A/D converter 14, a recording unit 15, an analysis unit 16, a display unit 17, and The recording unit 15 and the analysis unit 16 are provided with memories 18 and 19, respectively. As shown in FIG. 2, the analysis unit 16 includes a level determination unit 50, a noise removal unit 51, a continuity determination unit 52, and a partial discharge determination unit 53.

センサ11は、部分放電を検出するために、電気機器(例えば、変圧器や開閉装置等)を格納する容器等の表面に取り付けられて容器の表面を流れる電流を感知し、その電流強度に対応した信号を出力する。センサ11から出力された信号は、帯域フィルタ12に入力される。帯域フィルタ12は、予め定められた周波数帯域に信号をフィルタリングし増幅器13に出力する。増幅器13に入力された信号は増幅されて、RFディテクタ20に入力される。RFディテクタ20は入力されたRF信号のエネルギーを測定し、そのエネルギー強度に応じた出力レベルの信号をA/D変換器14に出力する。A/D変換器14は、入力された信号強度をデジタル信号解析が可能となるように、アナログ量からデジタル量に変換し、そのデータを記録部15に送信する。 The sensor 11 is attached to the surface of a container or the like that stores electric equipment (for example, a transformer or a switchgear) in order to detect a partial discharge, senses a current flowing on the surface of the container, and corresponds to the current intensity. Output the signal. The signal output from the sensor 11 is input to the bandpass filter 12. The bandpass filter 12 filters the signal in a predetermined frequency band and outputs the signal to the amplifier 13. The signal input to the amplifier 13 is amplified and input to the RF detector 20. The RF detector 20 measures the energy of the input RF signal and outputs a signal having an output level corresponding to the energy intensity to the A/D converter 14. The A/D converter 14 converts the input signal intensity into an analog amount into a digital amount so that digital signal analysis can be performed, and transmits the data to the recording unit 15.

記録部15に送信されたデータは、時系列でメモリ18に記録される。このときメモリ18に記録されるデータは、図示しない制御部によって予め指定されたサンプリング日時、サンプリング期間等、解析部16の解析に必要な情報とともに紐付けられて記録される。解析部16は、記録部15を通してメモリ18のデータを呼び出し、後述する解析手順に従って部分放電の有無を解析する。解析された結果は、表示部17に表示される。 The data transmitted to the recording unit 15 is recorded in the memory 18 in time series. At this time, the data recorded in the memory 18 is recorded in association with the information necessary for the analysis of the analysis unit 16, such as the sampling date and time and the sampling period designated in advance by the control unit (not shown). The analysis unit 16 calls the data in the memory 18 through the recording unit 15 and analyzes the presence or absence of partial discharge according to the analysis procedure described later. The analyzed result is displayed on the display unit 17.

ここで、RFディテクタの動作について説明する。図3は、部分放電が生じている際の、センサ11の出力a(実線)と電気機器に印可される50Hzの電源電圧b(点線)を示す図であり、横軸に時間(msec)、縦軸に信号強度を表している。図4は、図3におけるセンサ出力aを入力されたRFディテクタ13の出力c(実線)が示されている。部分放電に起因する信号が0msecから60msecまで10msecおきに生じているが、RFディテクタは、図3のセンサ出力aのような、ひとかたまりの振幅信号のRFエネルギーを測定し、図4に示すようなワンショットのパルス信号を出力する。 Here, the operation of the RF detector will be described. FIG. 3 is a diagram showing the output a (solid line) of the sensor 11 and the power supply voltage b (dotted line) of 50 Hz applied to the electric device when the partial discharge occurs, and the horizontal axis represents time (msec), The vertical axis represents the signal strength. FIG. 4 shows the output c (solid line) of the RF detector 13 to which the sensor output a in FIG. 3 is input. The signal due to the partial discharge is generated every 10 msec from 0 msec to 60 msec, but the RF detector measures the RF energy of a mass of amplitude signal like the sensor output a in FIG. 3, and as shown in FIG. Outputs a one-shot pulse signal.

このように、RFディテクタを使用することにより、高周波信号の振幅の集団をひとかたまりのグループとして扱うことができ、部分放電検出のためのサンプリングクロックや解析のための信号プロセッサーのクロックに比較的低速のものを使用することができる。すなわち、高級なICチップを使用する必要が少なくなるため、従来の解析装置と比較してコストを抑えることができる。またサンプリングクロックが低速であることによって、信号を記録するためのメモリー空間を節約することが可能になるという好適な効果も奏する。 As described above, by using the RF detector, it is possible to treat a group of high-frequency signal amplitudes as a group, and to use a sampling clock for detecting partial discharge and a signal processor clock for analysis with a relatively low speed. Things can be used. That is, since it is less necessary to use a high-grade IC chip, the cost can be reduced as compared with the conventional analysis device. In addition, since the sampling clock has a low speed, it is possible to save a memory space for recording a signal, which is a preferable effect.

さらに図3、図4を参照して、部分放電検出装置10を詳細に説明する。
図3に示されるように、0msec、20msec、40msec、および、60msecのところに比較的大きいセンサ出力が、10msec、30msec、50msecのところに小さいセンサ出力が生じている。図3、図4からわかるように、部分放電は、電源電圧の立ち上がりと立ち下がりで生じる傾向にある。従って、電源周波数と同じサイクルで生じるセンサ出力信号が部分放電と関係性が深いことが考察される。この性質は後述する解析部16において、ノイズを除去する際に考慮されている。すなわち電源周波数と同じサイクルで発生していない信号は、部分放電とは関係ない信号として除去することができる。
Further, the partial discharge detection device 10 will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.
As shown in FIG. 3, a relatively large sensor output occurs at 0 msec, 20 msec, 40 msec, and 60 msec, and a small sensor output occurs at 10 msec, 30 msec, and 50 msec. As can be seen from FIGS. 3 and 4, the partial discharge tends to occur at the rise and fall of the power supply voltage. Therefore, it is considered that the sensor output signal generated in the same cycle as the power supply frequency is closely related to the partial discharge. This property is taken into consideration when removing noise in the analysis unit 16 described later. That is, a signal that does not occur in the same cycle as the power supply frequency can be removed as a signal that is not related to partial discharge.

図5は、横軸に周波数(MHz)、縦軸に周波数成分強度を表すグラフで、図3に示したセンサ出力信号aを周波数と周波数成分強度に変換したスペクトル解析図である。図5には、実線で描かれた部分放電が発生していない環境ノイズ波形cと2重線で描かれた部分放電発生時の波形dが示されている。図5からわかるように、10〜30MHz、40MHz、55MHz、70〜90MHz近傍の領域では、部分放電発生時の信号が環境ノイズよりも充分大きくなっていることがわかる。すなわち周波数帯によってS/N比のよい領域があることが図5より考察される。 FIG. 5 is a graph showing the frequency (MHz) on the horizontal axis and the frequency component intensity on the vertical axis, and is a spectrum analysis diagram in which the sensor output signal a shown in FIG. 3 is converted into frequency and frequency component intensity. FIG. 5 shows an environmental noise waveform c drawn by a solid line in which no partial discharge occurs and a waveform d drawn by a double line when a partial discharge occurs. As can be seen from FIG. 5, in the regions near 10 to 30 MHz, 40 MHz, 55 MHz, and 70 to 90 MHz, the signal at the time of partial discharge occurrence is sufficiently larger than the environmental noise. That is, it is considered from FIG. 5 that there is a region having a good S/N ratio depending on the frequency band.

部分放電検出装置10は、帯域フィルタ12の通過帯域を部分放電発生時の信号が環境ノイズよりも大きくなっている周波数帯域に設定する、換言すると、S/N比のよい周波数帯域に設定するので、部分放電信号を感度よく検知することが可能となる。さらに、本実施形態においては、記録される信号は、センサ11からの高周波信号を受け、そのエネルギーに基づいた信号を出力するRFディテクタの出力であるので、RFディテクタのエネルギー測定可能な周波数帯域、例えば、数MHzから数GHzまでの広い帯域の信号を変換して解析のため記録することができる。したがって、帯域フィルタ12に設定される周波数帯域は、サンプリングのための内部クロックスピードを変更することなく、部分放電発生時の信号のS/N比のよい部分に任意に設定可能であるので、装置コストをおさえ充分な検出感度を有する部分放電検出装置が提供できる。 The partial discharge detection device 10 sets the pass band of the band filter 12 to a frequency band in which the signal at the time of occurrence of partial discharge is larger than environmental noise, in other words, to a frequency band with a good S/N ratio. , It becomes possible to detect the partial discharge signal with high sensitivity. Further, in the present embodiment, the recorded signal is the output of the RF detector that receives the high-frequency signal from the sensor 11 and outputs a signal based on the energy, so that the energy band of the RF detector can be measured. For example, signals in a wide band from several MHz to several GHz can be converted and recorded for analysis. Therefore, the frequency band set in the bandpass filter 12 can be arbitrarily set in a portion having a good S/N ratio of the signal when the partial discharge occurs, without changing the internal clock speed for sampling. It is possible to provide a partial discharge detection device which has a sufficient detection sensitivity while suppressing the cost.

次に図6と図7を参照して、解析部16の動作を説明する。図6、図7は、横軸に時間(msec)、縦軸に信号強度を示すグラフで、それぞれ違う場面での部分放電発生時のRFディテクタ20の出力を表している。図6、図7に示されたデータは、サンプリング期間が、電源周波数が50Hzの場合の5周期分、100msecの期間のデータを示している。 Next, the operation of the analysis unit 16 will be described with reference to FIGS. 6 and 7. 6 and 7 are graphs showing the time (msec) on the horizontal axis and the signal intensity on the vertical axis, showing the output of the RF detector 20 when partial discharge occurs in different situations. The data shown in FIG. 6 and FIG. 7 shows data for a sampling period of 100 msec for 5 cycles when the power supply frequency is 50 Hz.

図1、図2に示される解析部16は、まず、記録部15を通してメモリ18に記録された、図6、図7に示すようなデータを読み込む。次に解析部16のレベル判定部50は、図6、図7に点線で描かれた閾値T以上のレベルの信号を、解析の対象として抽出する。
信号の解析対象の判定に使われる閾値Tは、メモリ19に予め設定されている。レベル判定部50は、メモリ19の閾値Tの値を参照して信号を抽出する。ここにおいて閾値Tは、一定の値であってよいし、時刻ごとに異なった値を設定してよい。たとえば、深夜や早朝で、環境ノイズのレベルが比較的低い状態にある場合は、低めの閾値を設定してよい。一方、日中で、環境ノイズのレベルが比較的高い状態にある場合は、高めの閾値を設定してよい。このように、部分放電を観測する対象の環境ノイズの、時刻ごとの変化に対応して閾値Tを変更することによって、誤検出を防ぎ、部分放電の検出感度を向上させることができる。
The analysis unit 16 shown in FIGS. 1 and 2 first reads the data as shown in FIGS. 6 and 7 recorded in the memory 18 through the recording unit 15. Next, the level determination unit 50 of the analysis unit 16 extracts a signal having a level equal to or higher than the threshold T drawn by the dotted line in FIGS. 6 and 7 as an analysis target.
The threshold T used for determining the signal analysis target is preset in the memory 19. The level determination unit 50 refers to the value of the threshold T in the memory 19 and extracts the signal. Here, the threshold value T may be a constant value or a different value may be set for each time. For example, when the environmental noise level is relatively low at midnight or early morning, a lower threshold may be set. On the other hand, when the level of environmental noise is relatively high during the daytime, a higher threshold value may be set. In this way, by changing the threshold value T in response to the change of the environmental noise of the partial discharge observed for each time, it is possible to prevent erroneous detection and improve the detection sensitivity of the partial discharge.

次に解析部16のノイズ除去部51は、レベル判定部50で抽出した、信号についてそれぞれ、電源周波数に対応する20msecごとの発生があるかどうかをチェックする。図6にA、Bで示されたそれぞれのグループが20msecごとに発生があると判断された信号グループである。このとき、20msecごとの発生を確認する場合、きっかり20msecで判断するのではなくある範囲の値のゆらぎを考慮する。例えば、20msec+−0.5msecであれば、電源周期20msecに適合して発生していると判断する。図6において、Cで示された信号群は、20msecの周期では発生していないので、ノイズ除去部51によって、ノイズと判定されて解析対象から除外される。すなわち図6においては、グループAとグループBの信号群が解析対象になる。
このように電源周期と連動して発生する信号以外はノイズとして除去して解析が行われるので、部分放電に関係する信号を効率よく抽出し、誤検出を防ぎ、部分放電の検出感度を向上することができる。
Next, the noise removal unit 51 of the analysis unit 16 checks whether or not each of the signals extracted by the level determination unit 50 is generated every 20 msec corresponding to the power supply frequency. Each of the groups indicated by A and B in FIG. 6 is a signal group determined to occur every 20 msec. At this time, when confirming the occurrence of every 20 msec, the fluctuation of the value in a certain range is taken into consideration rather than making the determination exactly at 20 msec. For example, if it is 20 msec+-0.5 msec, it is determined that the power cycle is 20 msec. In FIG. 6, since the signal group indicated by C is not generated in the cycle of 20 msec, the noise removing unit 51 determines that it is noise and excludes it from the analysis target. That is, in FIG. 6, the signal groups of group A and group B are to be analyzed.
In this way, signals other than those generated in conjunction with the power supply cycle are removed as noise for analysis, so signals related to partial discharge are efficiently extracted, erroneous detection is prevented, and detection sensitivity for partial discharge is improved. be able to.

次に、解析部16の継続性判定部52は、20msecの周期で発生している信号群がサンプリング期間中どれくらいの頻度で発生しているかを調べる。図6に示したグループAとグループBの信号群は、5周期中5回発生しているので、どちらも発生頻度5/5と判定される。図7に示されたグループDの場合は、5周期中3回の発生なので、3/5と判定される。
継続性判定部52は、50Hzの電源周期5周期分の100msecの期間のデータを1セットとして、連続的に取得される複数セットのデータを順次解析する。ここで1セットのデータの電源周波数5サイクル中5回の周期データが観測されれば、5/5の事象が発生したと判断する。それぞれ5/5、4/5、3/5、2/5、と表現する、部分放電発生事象の判定がなされる都度に、各事象ごとに設けられたカウンタを1増加させて、各事象の発生回数をメモリ19に記録する。ここにおいて示された、n/5(n=2〜5)で表された事象の意味は、5周期中n回20msecの周期に適合する信号が観測されたことを示している。
Next, the continuity determination unit 52 of the analysis unit 16 checks how often the signal group generated in the cycle of 20 msec occurs in the sampling period. Since the signal groups of the group A and the group B shown in FIG. 6 are generated 5 times in 5 cycles, both are determined to have an occurrence frequency of 5/5. In the case of the group D shown in FIG. 7, since it occurs 3 times in 5 cycles, it is determined to be 3/5.
The continuity determination unit 52 sequentially analyzes a plurality of sets of data that are continuously acquired, with one set of data for a period of 100 msec corresponding to five power supply cycles of 50 Hz. Here, if the periodic data of 5 times in 5 cycles of the power supply frequency of one set of data is observed, it is determined that the event of 5/5 has occurred. Each time a partial discharge occurrence event, which is expressed as 5/5, 4/5, 3/5, 2/5, is determined, the counter provided for each event is incremented by 1 to The number of occurrences is recorded in the memory 19. The meaning of the event represented by n/5 (n=2 to 5) shown here indicates that a signal conforming to a cycle of 20 msec was observed n times in 5 cycles.

解析部16の部分放電判定部53は、継続性判定部52で計数された各事象ごとのカウンタの値を監視し、各事象ごとに予め定められた回数以上の発生が確認されると部分放電の発生が生じたと判定する。例えば、各事象5/5、4/5、3/5、2/5、についてそれぞれ、100回、100回、500回、1000回の値以上で部分放電発生と判定する。
部分放電検出装置10は、このような手段によって、部分放電に起因する信号を部分放電発生の性質を利用して効率よく抽出し、誤検出を少なくし、かつ、部分放電の検出感度を向上させることができる。
The partial discharge determination unit 53 of the analysis unit 16 monitors the value of the counter for each event counted by the continuity determination unit 52, and when it is confirmed that each event has occurred a predetermined number of times or more, partial discharge occurs. Is determined to have occurred. For example, for each of the events 5/5, 4/5, 3/5, and 2/5, it is determined that the partial discharge occurs when the value is 100 times, 100 times, 500 times, or 1000 times or more.
By such means, the partial discharge detection device 10 efficiently extracts the signal caused by the partial discharge by utilizing the property of the partial discharge generation, reduces the erroneous detection, and improves the detection sensitivity of the partial discharge. be able to.

部分放電検出装置において、電気機器を格納する容器等の表面に取り付けられて容器の表面を流れる電流を感知するセンサ11は、物理的にはキャパシタンスであれば表面電流を感知することが可能であるが、面電流センサとして特化されているセンサを使用してもよい。また本実施形態では電源周波数として50Hzの場合を述べているが、電源周波数が60Hzの場合も周期性判定を20msecから16.6msecに変更することによって実施可能である。この周期性判定サイクルは観測環境に適合させて任意に変更可能である。また1セットのサンプリング期間も、本実施形態では電源周波数5サイクル(電源周波数50Hzの場合100msec)の例を述べているが、これに限定されるものではなく、観測対象の部分放電発生環境を考慮して適切なサンプリング期間を設定してよい。その際、各部分放電発生事象ごとに、部分放電判定のカウント数も適切な値を設定してよい。 In the partial discharge detection device, the sensor 11 that is attached to the surface of a container or the like that stores electrical equipment and that senses a current flowing on the surface of the container can physically sense the surface current if it is a capacitance. However, a sensor specialized as a surface current sensor may be used. Further, although the case where the power supply frequency is 50 Hz is described in the present embodiment, it can be implemented by changing the periodicity determination from 20 msec to 16.6 msec even when the power supply frequency is 60 Hz. This periodicity determination cycle can be arbitrarily changed according to the observation environment. In the present embodiment, an example of a power supply frequency of 5 cycles (100 msec in the case of a power supply frequency of 50 Hz) is also described for one set of sampling periods. Then, an appropriate sampling period may be set. At this time, an appropriate value may be set for the partial discharge determination count number for each partial discharge occurrence event.

本実施形態においては、電気機器を格納する容器等の表面に取り付けられて容器の表面を流れる電流を感知するセンサ11を使用し、電源周波数に依存する信号のみを解析対象として選別しているので、3相交流電源に係る機器のいずれかに部分放電が発生すると、部分放電が3相交流のいずれの位相の電源を起因として生じたかに関わらず、部分放電に起因すると予想される信号を1個のセンサで感度よく検知できる。そしてその感知した信号について、継続性判定解析をおこない、3相のいずれかで部分放電が発生しているか否かを判断することができる。 In the present embodiment, the sensor 11 that is attached to the surface of a container or the like that stores electrical equipment and that senses the current flowing through the surface of the container is used, and only signals that depend on the power supply frequency are selected for analysis. When a partial discharge occurs in any of the devices related to the three-phase AC power supply, regardless of which phase of the three-phase AC power supply caused the partial discharge, a signal expected to be caused by the partial discharge Sensitive with one sensor. Then, the sensed signal can be subjected to continuity determination analysis to determine whether or not partial discharge occurs in any of the three phases.

10 部分放電検出装置
11 センサ
12 帯域フィルタ
15 記録部
16 解析部
T 閾値
20 RFディテクタ
50 レベル判定部
51 ノイズ除去部
52 継続性判定部
53 部分放電判定部
10 Partial Discharge Detection Device 11 Sensor 12 Bandpass Filter 15 Recording Section 16 Analyzing Section T Threshold 20 RF Detector 50 Level Determination Section 51 Noise Removal Section 52 Continuity Determination Section 53 Partial Discharge Determination Section

Claims (5)

物体の表面電流を検知するセンサと、
前記センサの出力信号を設定された周波数帯域に制限するフィルタ部と、
前記フィルタ部の出力信号のエネルギーを測定しそのエネルギーの強さに対応する信号を出力するRFディテクタと、
前記RFディテクタの出力信号をサンプリングして記録する記録部と、
前記記録部に記録された信号を解析する解析部と、を備え、
前記解析部は、
定められた閾値以上の信号を抽出するレベル判定部と、
定められた周期以外の信号を除去するノイズ除去部と、
前記定められた周期の信号の継続性を判定する継続性判定部と、
前記継続性判定部の結果を受けて部分放電を判定する部分放電判定部と、を備える
ことを特徴とする部分放電検出装置。
A sensor that detects the surface current of the object,
A filter unit that limits the output signal of the sensor to a set frequency band,
An RF detector that measures the energy of the output signal of the filter unit and outputs a signal corresponding to the intensity of the energy,
A recording unit for sampling and recording the output signal of the RF detector;
An analysis unit for analyzing the signal recorded in the recording unit,
The analysis unit is
A level determination unit that extracts a signal equal to or higher than a predetermined threshold,
A noise removal unit that removes signals other than the specified period,
A continuity determination unit that determines the continuity of the signal of the predetermined cycle,
A partial discharge detection device comprising: a partial discharge determination unit that determines a partial discharge in response to a result of the continuity determination unit.
前記定められた閾値は、時刻ごとに設定され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 partial discharge detection device according to claim 1, wherein the determined threshold value is set for each time. 前記継続性判定部は複数の判定基準を有し、前記部分放電判定部は、前記複数の判定基準の各発生回数により部分放電を判定することを特徴とする請求項1または2に記載の部分放電検出装置。 The part according to claim 1 or 2, wherein the continuity determination unit has a plurality of determination criteria, and the partial discharge determination unit determines a partial discharge based on the number of times each of the plurality of determination criteria occurs. Discharge detection device. 前記センサは面電流センサであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の部分放電検出装置。 The partial discharge detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the sensor is a surface current sensor. 物体の表面電流を検知するセンサにより検出された信号を設定された周波数帯域に制限し、
前記設定された周波数帯域に制限された信号のエネルギーを測定し、
前記エネルギーの強さに対応する信号をサンプリングして記録し、
前記記録された信号を解析し、
前記解析は、
定められた閾値以上の信号を抽出すること、
定められた周期以外の信号を除去すること、
前記定められた周期の信号の継続性を判定すること、
前記継続性を判定することの結果を受けて部分放電を判定すること、
を含むことを特徴とする部分放電検出方法。
Limit the signal detected by the sensor that detects the surface current of the object to the set frequency band,
Measuring the energy of the signal limited to the set frequency band,
Sampling and recording a signal corresponding to the energy intensity,
Analyzing the recorded signal,
The analysis is
Extracting signals above a defined threshold,
Removing signals outside the defined period,
Determining the continuity of the signal of the defined period,
Determining partial discharge in response to the result of determining the continuity,
A partial discharge detection method comprising:
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