JP2023164157A - 部分放電検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 部分放電を検出したい対象物の内部において、部分放電が発生したことを検出できる部分放電検出装置を提供する。【解決手段】 対象物の部分放電を検出する部分放電検出装置であって、接地した導体に配置された過渡接地電圧を測定する第１のセンサと、対象物に配置された過渡接地電圧を測定する第２のセンサと、第１のセンサと第２のセンサからの信号に基づいて、対象物内の部分放電の有無を出力する出力部とを有する部分放電検出装置。【選択図】 図１
Description
本発明は、部分放電検出装置に関する。
配電盤は、事故時に遮断器で電流を遮断することで安全を担保する構成となっており、劣化による故障が発生すると波及効果が広いため診断が求められている。
特許文献１は、電力機器で発生する部分放電を高感度で検出する部分放電検出装置の技術を開示している。しかしながら、特許文献１では、電力機器の内部で部分放電が発生したのか外部で部分放電が発生したのかについては配慮をしていない。
本発明の目的は、部分放電を検出したい対象物の内部において、部分放電が発生したことを検出できる部分放電検出装置を提供する。
本発明の好ましい一例は、対象物の部分放電を検出する部分放電検出装置であって、接地した導体に配置された過渡接地電圧を測定する第１のセンサと、前記対象物に配置された過渡接地電圧を測定する第２のセンサと、第１のセンサと第２のセンサからの信号に基づいて、前記対象物内の部分放電の有無を出力する出力部とを有する部分放電検出装置である。
本発明によれば、部分放電を検出したい対象物の内部において、部分放電が発生したことを検出できる。
以下、本発明を実施する上で好適となる実施例について図面を用いて説明する。尚、下記はあくまでも実施の例に過ぎず、発明の内容が下記具体的態様に限定されるものではない。本発明は、下記態様を含めて種々の態様に変形することが無論可能である。
実施例１について図１、図２（ａ）、図２（ｂ）を用いて説明する。
図１に示す如く、本実施例の配電盤４は遮断器１を配置しており、金属容器９に覆われた構造となっており、金属容器９は接地されている。遮断器１はケーブル（送電側）２とケーブル（配電側）３でつながっている。
金属容器９の外側には過渡接地電圧を測定できるセンサ（金属容器の外側に配置）６が配置されている。また、配電盤の外部に配置した接地した金属板８にも過渡接地電圧を測定できるセンサ（接地した金属板に配置）７が配置されている。センサ（金属容器の外側に配置）６とセンサ（接地した金属板に配置）７の信号はオシロスコープ５で測定する。
配電盤４の内部で部分放電１１が発生した場合、部分放電１１により発生する電磁波３１によって金属容器９に表面電流４０が流れセンサ（金属容器の外側に配置）６で信号が取得される。
また、碍子２１で発生した外部の部分放電１２は誘導電流４１が流れて、センサ（金属容器の外側に配置）６とセンサ（接地した金属板に配置）７で信号が取得される。そのため、図２で示すように内部で部分放電１１が発生した場合はセンサ（金属容器の外側に配置）６のみで信号が発生するが、外部で部分放電が発生した場合はセンサ（金属容器の外側に配置）６とセンサ（接地した金属板に配置）７の両方で信号が発生する。
図２（ａ）は、縦軸がセンサ６で検出した過渡接地電圧Ｖで横軸が時間tを示す図である。図２（ｂ）は、縦軸がセンサ７で検出した過渡接地電圧Ｖで横軸が時間tを示す図である。図２（ａ）や図２（ｂ）では、配電盤４の内部で部分放電が生じ、その後、配電盤４の外部で部分放電が生じた場合を示している。
図２（ｂ）に示すように、配電盤４の外部で部分放電が生じた場合には、過渡接地電圧の一時的な上昇が発生することを示している。センサ７で検出した過渡接地電圧の一時的な上昇は、センサ６で検出した過渡接地電圧の一時的な上昇とほぼ同じ時刻に発生する。センサ６とセンサ７で発生する過渡接地電圧の一時的な上昇は、配電盤４の外部での放電に起因する誘導電流４１が、センサ６やセンサ７に伝わる信号の遅れにより生じる。そのため、その時間差は、ほぼ同じ時刻である。配電盤４の内部で部分放電が生じた場合には、センサ７では検出できないので、図２（ａ）では、配電盤４の内部で部分放電に起因した過渡接地電圧の一時的な上昇が発生するが、図２（ｂ）では、配電盤４の内部で部分放電に起因した過渡接地電圧の一時的な上昇は見られない。内部放電で生じる表面電流４０は外部放電で生じる誘導電流４１に比べて小さいため、センサ６では、表面電流４０による過渡接地電圧は検出できるが、センサ７では、その過渡接地電圧は検出できないと推定される。
図２（ａ）や、図２（ｂ）の信号の時間変化は、オシロスコープ５で、観察できる。オシロスコープ５で観察できる信号の出力から、利用者は、配電盤の内部での部分放電の有無を検出できる。
図１では、１つの配電盤４と、センサ６とセンサ７と、センサ６とセンサ７からの信号を出力する１台のオシロスコープ５を使った例を示している。この例に限らず、複数の配電盤４のそれぞれに、２つのセンサを配置し、複数の配電盤４のそれぞれの部分放電の有無を判定する出力部を、コンピュータで構成するようにしてもよい。
このコンピュータは、複数の配電盤４のセンサと接続したサーバであり、配電盤４で生じた部分放電が、内部での部分放電なのか、外部での部分放電なのかを判定するデータセンタとして構成するようにしてもよい。配電盤の内部での部分放電の有無の判定は、上記したセンサ６とセンサ７で発生する過渡接地電圧の発生のタイミングを比較することで、自動的に判定できる。例えば、その判定結果は、信号の時間変化を出力することに限らず、内部の部分放電の有無や、内部の部分放電の発生時刻や、過去の内部の部分放電の発生回数などを伴った情報をモニターに表示するようにしてもよい。
このように、センサ６からの信号とセンサ７からの信号から、上記の差を認識することで部分放電が発生している場所が配電盤の内部で生じたのか外部で生じたのかを判定することができる。
内部で発生した部分放電１１の電磁波３１は金属容器で遮蔽されるため、センサ（接地した金属板に配置）７への影響がない。
なお、碍子２１は一例として示しており、配電盤の外部で発生する部分放電場所であればどこでも良い。そのため、センサ（接地した金属板に配置）７は部分放電が発生する箇所毎に配置する必要があるため、複数の設置する場合が多いと想定される。
本実施例によれば、配電盤の内部で発生した部分放電を検出でき、それにより、絶縁劣化を診断することができる。
実施例２について図３（ａ）、図３（ｂ）を用いて説明する。尚、実施例１と重複する箇所については、ここでの説明を省略する。
実施例1ではノイズの影響で判定できない場合があるため、本実施例では、ノイズの影響を少なくして部分放電を検出する構成とした。
配電盤に部分放電が発生した場合であって、センサ６またはセンサ７で検出した信号をフーリエ変換したグラフを、図３（ａ）に示す。
配電盤に部分放電が発生しない場合であって、センサ６またはセンサ７で検出した信号をフーリエ変換したグラフを、図３（ｂ）に示す。
図３（ａ）、図３（ｂ）は、縦軸に振幅、横軸に周波数を示す。
センサ６やセンサ７で取得した信号波形をフーリエ変換すると、部分放電が発生した場合と部分放電が発生していない場所で周波数帯域が異なる。図３（ａ）に示すように、部分放電の周波数帯域は、ノイズの周波数帯域よりも低い周波数に発生する。そのため、周波数帯域の差を判定することで部分放電の発生を把握することができる。
そこで、配電盤におけるノイズの周波数帯域を検出しておき、ノイズの周波数帯域を除くようなフィルタ（ノッチフィルタ）、もしくは、部分放電の周波数帯域の信号のみを通過させるようなフィルタを、センサ６またはセンサ７からの信号に通過させるような構成とする。
そのような構成を追加することで、本実施例では、ノイズを除いたセンサ６もしくはセンサ７からの信号を、実施例１のようなオシロスコープや、判定用のサーバに、信号を送り、ノイズの影響を少なくして、配電盤の内部での部分放電の有無を、検出できる。
上記した実施例では、部分放電を検出する対象物として配電盤を例にして説明をしたが、ガス遮断器などの他の対象物の部分放電を検出することに適用することができる。
１ 遮断器、２ ケーブル（送電側）、３ ケーブル（配電側）、４ 配電盤、５ オシロスコープ、６ センサ（金属容器の外側に配置）、７ センサ（接地した金属板に配置）、８ 接地した金属板、９ 金属容器、１１ 内部の部分放電、１２ 外部の部分放電、２１ 碍子、２２ 高電圧の配線、３１ 電磁波、４０ 表面電流、４１ 誘導電流
Claims (7)
- 対象物の部分放電を検出する部分放電検出装置であって、
接地した導体に配置された過渡接地電圧を測定する第１のセンサと、
前記対象物に配置された過渡接地電圧を測定する第２のセンサと、
第１のセンサと第２のセンサからの信号に基づいて、前記対象物内の部分放電の有無を出力する出力部とを有する部分放電検出装置。 - 請求項１に記載の部分放電検出装置において、
前記対象物は、金属容器で覆われ、
第１のセンサおよび第２のセンサは、前記対象物の外部に配置される部分放電検出装置。 - 請求項１に記載の部分放電検出装置において、
前記出力部は、
第１のセンサと第２のセンサからの信号の時間変化を出力する部分放電検出装置。 - 請求項１に記載の部分放電検出装置において、
前記出力部は、
前記対象物内の部分放電の有無を判定し、判定結果を出力する部分放電検出装置。 - 請求項１に記載の部分放電検出装置において、
前記出力部は、
第１のセンサと第２のセンサからの信号から、ノイズの周波数帯域を除く処理をして、
前記対象物内の部分放電の有無を出力する部分放電検出装置。 - 請求項１に記載の部分放電検出装置において、
前記対象物は、配電盤もしくは、ガス遮断器である部分放電検出装置。 - 対象物の部分放電を検出する部分放電検出方法であって、
過渡接地電圧線を測定する第１のセンサが接地した導体に配置され、
過渡接地電圧線を測定する第２のセンサが前記対象物に配置され、
第１のセンサと第２のセンサからの信号に基づいて、前記対象物内の部分放電の有無を出力する部分放電検出方法。
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