JP2506490B2 - 電力ケ―ブル線路の部分放電測定方法 - Google Patents

電力ケ―ブル線路の部分放電測定方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電力ケーブル線路の部分放電測定方法、特に
電力ケーブル線路における部分放電の、検出感度の高い
測定方法に関する。
〔従来の技術〕
部分放電測定は電力ケーブル線路においてケーブル、
接続部等の絶縁劣化を診断あるいは監視するために行わ
れる。電力ケーブル線路現場ではノイズが多いので、部
分放電測定ではS/N比が重要である。
電力ケーブル線路の部分放電を測定するには、通常、
電力ケーブル線路を含む閉回路に挿入された検出インピ
ーダンスの両端に生じる電位差、すなわち部分放電信号
を測定装置で測定する。部分放電測定方法は、信号の検
出に利用する周波数等により下記の三種に大別される。
(1)低周波測定法(測定周波数は数kHzないし1000kH
z) (2)広帯域測定法(測定周波数数kHzないし数MHz) (3)同調式測定法(測定周波数は0ないし数kMHz、通
常100kHzないし数MHz) これらのうち、広帯域測定法と低周波測定法では出力
信号に部分放電特有の波形が保持されるので、波形観察
によりパルス波形、極性に関する情報が得られる利点が
ある。一方、同調式測定法は、同調周波数としてノイズ
の少ない周波数を選ぶことにより高いS/N比を得ること
ができる。従来はこれらの方法のうち一つを選んで用い
ていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、広帯域測定法および低周波測定法では、用い
る周波数範囲に大きなノイズが存在し、高いS/N比を得
ることが困難な場合が多い。
一方、同調式測定法では、前述のように、ノイズの少
ない周波数を選択すれば比較的高いS/N比で部分放電を
検出できるが、得られる出力信号の波形は減衰振動波形
であり、部分放電パルスの特徴的波形を含んでいないた
め、波形観察により部分放電とノイズを識別することは
極めて困難である。従って、同調式測定法では部分放電
の放電電荷量や頻度等の定量的測定を精度よく行うこと
ができない。また、パルスの極性から内部部分放電と外
部部分放電を判別することも困難である。
それ故、本発明の目的は、S/N比が高くしかも波形に
よるノイズとの識別が可能な部分放電測定方法を実現す
ることである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明では、S/N比が高くしかも波形によるノイズと
の識別が可能な電力ケーブル線路の部分放電測定方法を
実現するため、広帯域法または低周波法と、同調法とに
より同時に電力ケーブル線路の部分放電パルスを検出
し、前記広帯域法または低周波法によって検出された出
力信号を、前記同調法によって検出された出力信号と出
力のタイミングが同一になるように所定の時間遅延さ
せ、前記同調法により出力信号が検出されたときのみ、
前記所定の時間遅延された広帯域法または低周波法で検
出された出力信号の波形を部分放電パルスとして測定す
ることを特徴とする電力ケーブル線路の部分放電測定方
法を提供する。
本発明は下記各過程から成る。
(1)広帯域法(または低周波法)と同調法により同時
に部分放電パルスを検出する過程 (2)広帯域法(または低周波法)で得られる出力信号
を遅延させる過程 (3)同調法により出力信号が検出されたときのみ、遅
延された広帯域法または低周波法の出力信号の波形を部
分放電信号として測定する過程 以下、各過程について詳しく説明する。
(1)広帯域法(または低周波法)と同調法により同時
に部分放電パルスを検出する過程 広帯域法または低周波法により部分放電パルスを検出
するには、検出のために形成する閉回路中の検出インピ
ーダンス、例えば高圧導体に接続した結合コンデンサの
アース側に挿入された検出インピーダンスから得られる
信号を、広帯域法または低周波法で処理し、出力信号を
得る。得られた信号は、部分放電パルスに特有の波形の
条件を満足するときのみ入力信号を通過させるゲート回
路(例えば、信号のレベルを複数のタイミングにおいて
チェックするマルチゲート)に通してもよい。あるいは
課電電圧の位相によるゲートを用い、部分放電パルスに
特有の位相に対応するときのみ、信号を通過させるよう
にしてもよい。これらにより測定のS/N比をさらに向上
させることができる。
広帯域法(または低周波法)による検出と同時に同調
法により部分放電パルスを検出するには、上述の検出イ
ンピーダンスから得られる信号を、同調法で処理し、出
力信号を得る。すなわち、予め定めた同調周波数を有す
る同調回路へ入力させる。信号が同調周波数に一致した
周波数成分を有するとき、その成分が同調信号として検
出される。
検出インピーダンは、上の例以外に、絶縁接続部等の
金属シースと大地の間、絶縁接続部に設けた箔状電極と
金属シースの間、絶縁接続部に設けた一対の箔状電極の
間、接地線あるいはクロスボンド線に取り付けた高周波
変成器等に接続したものでもよい。
(2)広帯域法(または低周波法)で得られる出力信号
を遅延させる過程 同じ入力信号に対し、同調法により得られる出力信号
は、広帯域法(または低周波法)により得られる出力信
号より数μsec程度遅延して、減衰振動として得られ
る。それ故、広帯域法(または低周波法)で得られる出
力信号を所定の時間遅延させ、同調法により得られる出
力信号とタイミングを実質的に一致させる。遅延させる
には、公知の遅延手段を用いることができる。遅延の程
度は、同調法の同調回路等の種類、同調周波数等により
調節を要するが、大体3μsecから15μsecまでの範囲か
ら選ばれる。同調法の出力信号とタイミングを実質的に
一致させることにより、同調法の出力信号のレベルを参
照して、広帯域法(または低周波法)で検出された信号
を処理することが可能になる。
(3)同調法により出力信号が検出されたときのみ、遅
延された広帯域法または低周波法の出力信号の波形を部
分放電信号として測定する過程 同調法で得られた出力信号をレベル検出器に入力させ
る。もし同調法で得られた出力信号がこのレベル検出器
のしきい値より高いレベルであれば、レベル検出器の出
力が生じ、同調法により有意の出力信号が検出されたこ
とになる。
上記のように遅延された広帯域法または低周波法出力
信号の波形の観察を、同調法で有意の出力信号が検出さ
れるときのみ行うには、例えば、同調法による測定で有
意の、例えば所定のレベル以上の信号が得られるとき開
かれるゲートに、遅延された広帯域法(または低周波
法)の出力信号を入力させ、ゲートを通過した広帯域法
(または低周波法)の信号について波形の観察を行う。
例えば、トリガー入力があるときのみ開くゲート回路を
用い、上に述べたようなしきい値より高いレベルの入力
があるときのみ出力が生ずるレベル検出器の出力をゲー
ト回路のトリガー入力端子に接続し、レベル検出器には
同調法で得られた出力信号を、ゲート回路には広帯域法
(または低周波法)の遅延出力信号を入力させ、ゲート
回路の出力について波形を観察する。もし同調法で得ら
れた出力信号がレベル検出器のしきい値より高いレベル
であれば、ゲートが開き、ゲート回路に入力された広帯
域法(または低周波法)の遅延出力信号はゲートを通過
する。これにより、同調法による測定で出力信号が得ら
れるときのみ、ゲート回路の出力として、広帯域法(ま
たは低周波法)の遅延出力信号を取り出すことができ
る。
取り出された広帯域法(または低周波法)出力信号の
波形を観察するには、波形観察手段、例えばCRT等を表
示手段とするオシロスコープに、取り出された信号を供
給する。部分放電パルスは、ノイズと異なる特有の波形
を含むから、波形の観察により部分放電パルスとノイズ
の識別が容易にできる。波形の観察の際パルスの極性も
同時に判断できるから、極性から内部部分放電か外部部
分放電であるかを識別することもできる。波形観察の結
果を利用して、部分放電の電荷や発生頻度分布を測定す
ることもできる。さらにパルスの往復反射時間を求め
て、部分放電発生位置の標定を行うことも可能である。
〔作用〕
本発明では、同調法と同時に広帯域法またはの低周波
法で部分放電パルスを検出し、広帯域法または低周波法
で得られる出力を遅延させることにより、広帯域法また
は低周波法より若干(数μsec程度)遅れて出力が得ら
れる同調法とタイミングを合わせる。同調法で出力信号
が得られるときのみ、広帯域法または低周波法の遅延出
力信号を取り出して波形を観察するようにしているか
ら、広帯域法または低周波法で得られるパルスのうち、
S/N比の高い同調法で同時に検出された、部分放電パル
スである可能性の高いパルスについて、波形から部分放
電パルスとノイズの識別を行うことができる。すなわ
ち、波形の観察が可能な広帯域法または低周波法の特徴
とS/N比の高い同調法の利点とを組み合わせることによ
り、高いS/N比で検出した信号について部分放電パルス
だけを識別し、ノイズを除外することを可能にしたの
で、結果として同調法よりさらに高いS/N比を得ること
ができる。後述のようにノイズの発生は間歇的であるか
ら、この方法で検出し識別されたパルスが部分放電パル
スである割合はかなり高く、ノイズとの識別はかなり効
率的に行うことができる。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
〔実施例〕 第1図に本発明の電力ケーブル線路の部分放電測定方
法に用いた構成を示す。第1図の構成において、図示し
ない検出用閉回路に挿入された検出インピーダンス1の
出力は、広帯域増幅器2および同調法増幅器3に接続さ
れている。同調法増幅器3の出力は検波器4を経てアナ
ログゲート回路6のトリガー入力に接続されている。広
帯域増幅器2の出力は、遅延回路5に入力され、遅延回
路5の出力はアナログゲート回路6に入る。遅延回路の
出力はアナログゲート回路6を経て、波形および極性を
観察するためのCRTオシロスコープ7に接続される。
広帯域法増幅器2の出力信号は遅延回路5により約5
μsec遅延され、同調法で得られる出力とタイミングと
ほぼ一致したものとなる。検波器4からの同調法の出力
信号がしきい値以上のときのみアナログゲート回路6が
開かれ、遅延された広帯域法出力信号はアナログゲート
回路6を通過し、CRT7で波形および極性が観察される。
従って、同調法測定で予め定めたけべるを超える出力信
号が得られるときに限り、広帯域法で得られる出力信号
がアナログゲート回路6を通過し、CRTオシロスコープ
7でその波形および極性の観察を行うことができる。
実施例で得られた波形のグラフを第2図(波形a)
に、実施例で得られた出力信号と商用周波数交流を重畳
した波形のグラフを第3図に示す。第2図の下部に波形
bとして同調法の出力信号の波形を示す。比較のため、
広帯域法と同調法でそれぞれ得られた信号をCRTで同時
に観察した波形のグラフを第4図に示す。波形cは広帯
域法で得られた信号、波形dは同調法で得られた信号を
示す。第4図で同調法の信号は検波器で検波されたもの
である。本発明による識別の結果、第4図のパルス群
p1,p2,p3,p5,p6,p7,p8はノイズであり、p4は部分放電パ
ルスであった。同調法ではp4に対応する信号が幾らか遅
延して得られている。第5図は第4図のパルス群p4,p5
の付近を時間軸について拡大して示したもので、広帯域
法の信号の波形cの右寄りに大きなノイズが見られる
が、波形dとて示した同調法の出力とは発生時期がかな
り異なる。従来の広帯域法で得られた出力信号に商用周
波数を重畳した波形のグラフを第6図に示す。第2図と
比較すると、第6図のパルスの大多数はノイズであるこ
とが分かる。このようにノイズは商用交流のほとんどの
位相に分布しているから、従来の広帯域法で得られた出
力信号から部分放電パルスをノイズと区別することは難
しい。しかし第6図が示すように、ノイズは全く連続で
はなく、間歇的であるから、本発明の方法でパルスの波
形を識別した場合、識別されたパルスが部分放電パルス
である割合はかなり高い。
本実施例では同調法出力信号によるゲートのみを用い
たが、広帯域法の出力信号をさらに前述の波形フィルタ
(部分放電特有の波形のとき通過)、位相フィルタ(部
分放電特有の課電電圧位相のとき通過)の何れか又は両
方を通してもよい。
〔発明の効果〕
本発明によると、広帯域法または低周波法と同時に同
調法で出力信号が得られるときに限り、広帯域法または
低周波法により得られる出力信号の波形の観察を行うか
ら、S/N比の高い同調法で得られた、部分放電パルスで
ある可能性の高いパルスについて選択的に波形を観察
し、部分放電パルスであるか単なるノイズかを識別する
ことができる。結果的に同調法よりさらに高いS/N比が
得られ、部分放電の定量的評価等が可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による電力ケーブル線路の部分放電測定
方法の一実施例に用いた構成の説明図、第2図は本発明
による電力ケーブル線路の部分放電測定方法の一実施例
で得られた波形のグラフ、第3図は本発明の一実施例で
得られた出力信号に商用周波数交流を重畳した波形のグ
ラフ、第4図は広帯域法と同調法で得られた信号をCRT
で同時に観察した波形のグラフ、第5図はその一部の時
間軸についての拡大図、第6図は従来の広帯域法で得ら
れた出力信号に商用周波数を重畳した波形のグラフであ
る。 符号の説明 1……検出インピーダンス 2……広帯域増幅器、3……同調法増幅器 4……検波器、5……遅延回路 6……アナログゲート回路 7……CRTオシロスコープ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今井 友章 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日 立電線株式会社電線研究所内 (72)発明者 鈴木 弘 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日 立電線株式会社電線研究所内 (72)発明者 遠藤 桓 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日 立電線株式会社電線研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−147170(JP,A) 特開 平2−21275(JP,A) 特開 昭56−160665(JP,A) 高電圧試験ハンドブックP.427電気 学会昭和58年3月30日 N.Izeki,et al.:IE EE Trans.onPAS−90,P P.2330−2338(1971)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】広帯域法または低周波法と、同調法とによ
    り同時に電力ケーブル線路の部分放電パルスを検出し、 前記広帯域法または低周波法によって検出された出力信
    号を、前記同調法によって検出された出力信号と出力の
    タイミングが同一になるように所定の時間遅延させ、 前記同調法により出力信号が検出されたときのみ、前記
    所定の時間遅延された広帯域法または低周波法で検出さ
    れた出力信号の波形を部分放電パルスとして測定するこ
    とを特徴とする電力ケーブル線路の部分放電測定方法。
JP19969990A 1990-07-26 1990-07-26 電力ケ―ブル線路の部分放電測定方法 Expired - Lifetime JP2506490B2 (ja)

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Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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N.Izeki,etal.:IEEETrans.onPAS−90,PP.2330−2338(1971)
高電圧試験ハンドブックP.427電気学会昭和58年3月30日

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