JP2540916B2

JP2540916B2 - 部分放電測定器

Info

Publication number: JP2540916B2
Application number: JP63209301A
Authority: JP
Inventors: 桓遠藤
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1988-08-22
Filing date: 1988-08-22
Publication date: 1996-10-09
Anticipated expiration: 2011-10-09
Also published as: JPH0255969A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は部分放電測定器に関し、特に、測定精度の向
上を図り、かつ、その測定効果を容易に確認できるよう
にした部分放電測定器に関する。

〔従来の技術〕

従来の部分放電測定器として、例えば、第３図に示す
ものがある。この部分放電測定器は電源装置（図示せ
ず）からケーブル絶縁体（図示せず）に所定の電圧を印
加されるケーブルのシールド層（浮かした状態）に接続
された端子T₁と、端子T₁を介して絶縁体の欠陥箇所から
発生する部分放電パルスを逐次検出するインピーダンス
１と、検出インピーダンス１によって検出された部分放
電パルスを増幅する増幅器２と、ケーブルが受ける外部
雑音のみを入力する端子T₂に接続され、外部雑音を逐次
検出する外部雑音検出インピーダンス11と、外部雑音検
出インピーダンス11によって検出された外部雑音を増幅
する増幅器12と、増幅器12によって増幅された外部雑音
の位相を調整する位相調整回路22と、位相調整回路22か
ら出力される外部雑音を入力すると、所定時間幅のゲー
ト制御信号を出力するパルス整形回路23と、パルス整形
回路23から出力されるゲート制御信号に基づいて検出イ
ンピーダンス１から増幅器２を介して出力される測定用
パルスの外部雑音を遮断するAND回路６と、AND回路６を
通過した部分放電パルスを計数するカウンタ等の計数回
路７と、AND回路６より出力される部分放電パルスを表
示するCRT24とによって構成されている。

以下、第４図のタイミングチャートを用いて動作を説
明する。

電源装置から絶縁体に所定の供試ケーブル課電圧（図
中（ａ））を印加すると絶縁欠陥箇所から部分放電パル
スＳが発生する（図中（ｂ））。このとき、端子T₁を介
して接続された検出インピーダンス１が部分放電パルス
Ｓを外部雑音Ｎと共に検出し（図中（ｂ））、増幅器２
を介してAND回路６に出力する。一方、外部雑音検出イ
ンピーダンス11はケーブルが受ける外部雑音のみを検出
し（図中（ｃ））、外部雑音を増幅器12に出力する。増
幅器12はこの外部雑音を増幅すると共にその出力側に接
続された位相調整回路22に増幅された外部雑音を出力す
る。位相調整回路22は雑音の位相調整をした後、パルス
整形回路23へ入力する。パルス整形回路23はこの外部雑
音を入力して所定のパルス幅のゲート制御信号をAND回
路６に出力し（図中（ｄ））、これによってAND回路６
は入力したゲート制御信号に基づいて所定時間の閉塞を
行う。このため増幅器２から出力される外部雑音ＮはAN
D回路６で遮断され、部分放電パルスＳ（図中（ｅ））
だけが計数回路７に入力する。計数回路７はこの部分放
電パルスＳに計数することにより絶縁劣化の診断を行う
ことができる。また、CRT24はその部分放電パルスＳ
（図中（ｅ））の波形を表示しており、作業者が監視す
ることによって外部雑音が混入されていないかを推測す
ることができる。

また、このような部分放電測定器が特開昭61−173175
号公報、特開昭61−272666号公報および特開昭61−2881
75号公報に提案されており、ノイズの種類を判別した
り、ノイズ発生中は測定を停止させたり、部分放電の電
荷量を測定したりできるようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、第３図に示した従来の部分放電測定器による
と、CRT24の表示を見ながら位相調整回路22を手動で調
整するため、１サイクル、もしくは半サイクルに１個
のノイズしか消去できない。外部雑音の位相が変動す
ると、ゲート制御信号と外部雑音のタイミングが一致し
なくなり、ゲート手段で外部雑音を遮断できなくなるだ
けでなく、有効な部分放電パルスまでも遮断する恐れが
ある。商用周波電源に同期したノイズパルス（例え
ば、サイリスタノイズ）にしか適用することができず、
ランダムに発生する外部雑音は消去できない。検出感
度を下げてノイズ侵入による計数誤差の発生を防ぐよう
にすると、実効検出感度が低下する等の欠点がある。そ
の結果、計数手段で計数された部分放電パルス数に誤差
が生じ、絶縁劣化の診断の精度および感度が低下する。
また、モニタにリジェクト後の部分放電測定信号しか表
示されないため、実際にリジェクトされたのか、単に外
部雑音が入ってこなかったのかを判別することができな
いという不都合がある。また、前記公開公報に示される
ものは外部雑音を除去しながら部分放電を測定すること
はできない。

従って、本発明の第１の目的は１サイクル中で複数個
の外部雑音を消去することができる部分放電測定器を提
供することである。

本発明の第２の目的は外部雑音の位相が変動しても確
実に消去できる部分放電測定器を提供することである。

本発明の第３の目的はランダムに発生する外部雑音を
消去できる部分放電測定器を提供することである。

本発明の第４の目的は所定の検出精度および検出感度
を維持しながらモニタ等で外部雑音の消去を確認するこ
とができる部分放電測定器を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は以上述べた目的を実現するため、部分放電パ
ルス検出系、外部雑音検出系、ゲート手段、計数手段、
第一の表示手段および第二の表示手段をそれぞれ有し、部分放電検出系は、電気機器へ接続する端子を介して
前記部分放電パルスおよび電気機器が受ける外部雑音を
共に検出し、この検出時の信号を入力することにより所
定パルス幅の矩形波パルスを出力する遅延回路と、前記
矩形波パルスの立ち下がり時の電圧変化に基づいて測定
用パルスを発生させるパルス発生回路とを有し、一方の外部雑音検出系は、前記端子とは別個の端子を
通じて電気機器が受ける外部雑音のみを検出し、この検
出時の信号を入力することにより所定パルス幅の矩形波
パルスを出力する遅延回路と、前記矩形波パルスの立ち
下がり時の電圧変化に基づいてリジェクト信号を発生さ
せるリジェクト時間調整部とを有し、ゲート手段は、前記リジェクト信号を入力し且つ商用
周波電圧のレベルに基づいてゲート制御信号を発生させ
るゲート制御信号発生回路と、前記ゲート制御信号およ
び前記測定用パルスを入力するAND回路とを有し、このA
ND回路を通過した信号の部分放電パルスを前記計数手段
に計数させるものとし、前記第一の表示手段は、前記外部雑音検出系の端子を
介して検出される外部雑音の信号のみを受信しこれを表
示するものとし、一方の第二の表示手段は、前記部分放
電パルス検出系の端子を介した部分放電パルスおよび外
部雑音の信号を共に受信しこれを表示するものとしてな
る、部分放電測定器を提供するものである。

〔作用〕

部分放電パルスおよび外部雑音を遅延させてゲート回
路に出力する一方、外部雑音に対応したゲート制御信号
をゲート回路に出力し、ゲート回路を閉塞する。このた
め、外部雑音の通過を防ぐことができ、計数手段に入力
した部分放電パルスを計数することにより正確な絶縁劣
化を診断することができる。また、第１および第２の表
示手段を監視することにより、外部雑音のリジェクト効
果を容易に確認することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の部分放電測定器を詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示し、商用周波電源20か
らケーブル絶縁体（図示せず）に所定の電圧を印加され
るケーブルのシールド層（浮かした状態）には端子T₁を
有した検出インピーダンス１が接続されており、絶縁体
の欠陥箇所から発生する部分放電パルス（外部雑音を含
む）を逐次検出する。検出インピーダンス１には減衰器
（ATT）２が接続されており、検出インピーダンス２で
検出された部分放電パルスを減衰させ、そのうち微小レ
ベルのものを消去する。減衰器２には増幅器３が接続さ
れており、減衰器２を通過した部分放電パルスを増幅す
る。増幅器３には遅延回路４が接続されており、パルス
幅t₁の矩形波パルスを出力する（時定数によってパルス
幅t₁は可変）。遅延回路４に接続されたパルス発生回路
５は遅延回路４が出力するパルスの立下がり時の電圧変
化に基づいて測定用パルスを発生して接続されたAND回
路６に出力するようになっている。

また、端子T₂を検出インピーダンス11はケーブルが受
ける外部雑音を検出する。端子T₂としては外部雑音（ノ
イズ）取り込みアンテナが用いられる。このアンテナ
は、外部雑音のみを強力に取り込めるよう外部雑音源を
突き止めてできるだけその外部雑音源の近くに設置す
る。例えば、前述の供試ケーブルとは別の電線（あるい
はケーブル）を伝播して来た外部雑音がこの供試ケーブ
ルに誘導しているような場合には、上記電線に沿って外
部雑音取り込みアンテナを設置する。そしてまた、この
アンテナは、ケーブルの部分放電による影響を受けない
ようにするため、供試ケーブルからできるだけ離れた位
置に設置するのが望ましい。因に、端子（外部雑音取り
込みアンテナ）T₂が部分放電パルスをも検出してしまう
恐れがあるかどうかは、部分放電測定に先立って行われ
る供試ケーブルの部分放電測定感度校正（供試ケーブル
の中心導体とシールド層間（即ち、ケーブル絶縁体）に
校正パルスを注入して行われる。）時、校正パルスが端
子（外部雑音取り込みアンテナ）T₂に誘導しているかど
うかを監視する（CRT17,19に表示される波形を監視す
る。）ことにより予め確認できる。従って、この確認に
基づき上記端子（外部雑音取り込みアンテナ）T₂の最適
配置（即ち、供試ケーブルの部分放電による影響を受け
ないか、影響が微小となる配置）を予め決定することが
できる。検出インピーダンス11には減衰器（ATT）12が
接続されており、検出した外部雑音のうち微小レベルの
ものを消去する。減衰器12には増幅器13が接続されてお
り、減衰器12を通過した外部雑音を増幅する。増幅器13
の出力にはそれぞれ遅延回路14および第一の表示手段で
ある受信回路16が接続されており、受信回路16は増幅さ
れた外部雑音を受信してこれをCRT17に表示する。ま
た、遅延回路14は増幅された外部雑音をパルス幅t₂の矩
形波パルスとしてリジェクト時間調整部15に出力する
（時定数によってパルス幅t₂は可変）。リジェクト時間
調整部15は遅延回路14が出力するパルスの立下がり時の
電圧変化に基づいて所定パルス幅を有するリジェクト信
号を発生して接続されたゲート制御信号発生回路21に出
力する。このリジェクト時間調整部15はリジェクト信号
のパルス幅を変化させることができ、外部雑音の接続時
間に対応可能となっている。ゲート制御信号発生回路21
の入力には商用周波電源20と接続されており、電源20の
電圧出力値が入力される。ゲート制御信号発生回路21は
この出力値のレベルに応じてゲート制御信号を発生する
ようになっており、ゲート制御信号はAND回路６および
受信回路18に出力される。このゲート制御信号の発生条
件として、電圧の極性が正極のとき、電圧出力値が所定
レベルに達した場合に発生するようにすることが好まし
い。この場合、電源20の電圧出力値が所定レベルに達し
てゲート制御信号が発生したとき、リジェクト時間調整
部15からリジェクト信号の入力を受けると、この信号長
に応じてゲート制御信号が「１」から「０」に反転して
出力するようになっている。第二の表示手段である受信
回路18はゲート制御信号を入力してCRT19に表示する。
このとき、増幅器３から出力される部分放電パルスを入
力して表示するが、リジェクト信号の遅延時間と同一時
間遅延させてCRT19に表示するようになっている。前述
したCRT17に表示される外部雑音もCRT19と比較できるよ
うにこの遅延時間をもって表示される。７はAND回路６
を通過した信号を計数するカウンタ等の計数回路であ
る。

尚、測定用パルスは0.1〜0.3μsec程度遅延させて出
力するようになっており、この遅延時間は外部雑音の減
衰時間とゲート制御信号の遅れを考慮したものになって
いる。

以下、本発明の動作を第２図のタイミングチャートを
用いて説明する。

電源20からケーブル絶縁体に所定の供試ケーブル課電
圧（図中（ａ））を印加すると、その周期に略同期して
絶縁体欠陥箇所から部分放電パルスＳ（図中（ｂ））が
発生する。このとき、端子T₁を介して接続された検出イ
ンピーダンス１が部分放電パルスＳを外部雑音Ｎと共に
検出する（図中（ｂ））。減衰器（ATT）２は微小レベ
ルのものを消去し、所定レベル以上のものだけが増幅器
３を介して遅延回路４に入力する（図中（ｃ））。遅延
回路４はパルス幅t₁の矩形波パルスをパルス発生回路５
に出力し（図中（ｄ））。パルス発生回路５はこの矩形
波パルスの立ち下がり時に測定用パルスを発生し（図中
（ｅ））、AND回路６に出力する。即ち、パルス発生回
路５の出力は遅延回路４の入力に比べて所定時間ｔ（例
えば、0.1〜0.3μsec）だけ遅延されている。

一方、外部雑音検出インピーダンス11はケーブルが受
ける外部雑音のみを検出し、減衰器（ATT）12で微小レ
ベルのものを消去し、所定レベル以上のものだけを増幅
器13を介して遅延回路14および受信回路16に出力する
（図中（ｆ））。受信回路16は後述するリジェクト信号
と同期させてCRT17に表示し（図中（ｋ））、遅延回路1
4はパルス幅t₂の矩形波パルスをリジェクト時間調整部1
5に出力する（図中（ｇ））。リジェクト時間調整部15
はこの矩形波パルスの立ち下がり時に予め設定された信
号長を有するリジェクト信号をゲート制御信号発生回路
21に出力する（図中（ｈ））。ゲート制御信号発生回路
21は電源20の電源出力値に基づいてゲート制御信号（時
間t₂だけ遅延させた方が好ましい）を発生しており、こ
のリジェクト信号を入力すると、Ｒで示すようにゲート
制御信号が反転させられる（図中（ｉ））。このように
ゲート制御信号発生回路21からゲート制御信号が発生す
ると、受信回路18およびAND回路６に入力される。受信
回路18はリジェクト信号を含むゲート制御信号をCRT19
に表示し（図中（ｉ））、AND回路６はその時間だけパ
ルス整形回路５から出力される部分放電パルスの通過を
許可する。また、受信回路18は増幅器３から出力される
部分放電パルスＳおよび外部雑音Ｎを入力してリジェク
ト信号を含むゲート制御信号に同期させてCRT19に同時
表示させる（図中（ｊ））。

このようにして、AND回路６を通過した有効な部分放
電パルス（図中（ｌ））を計数回路７で計数することに
より正確な絶縁劣化を診断することができる。また、測
定者はCRT16およびCRT19を同時に比較することができる
ため、外部雑音のリジェクト効果を確認しながら部分放
電の測定を行うことができる。また、小レベルの外部雑
音で動作させたい場合には減衰器12を適宜、調整するこ
とにより可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明の部分放電測定器による
と、下記（１）〜（５）の効果を有する。

（１）モニタ等で外部雑音の消去を確認することができ
る。

（２）１サイルにおいて複数個の外部雑音を消去するこ
とができる。

（３）外部雑音の位相が変動しても確実に消去できる。

（４）ランダムに発生する外部雑音を確実に消去でき
る。

（５）検出精度を向上させ、検出感度の低下を防ぐこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図
（ａ）〜（ｌ）はその動作を示すタイミングチャート、
第３図は従来の部分放電測定器を示すブロック図、第４
図（ａ）〜（ｅ）はその動作を示すタイミングチャー
ト。符号の説明１、11……検出インピーダンス２、12……減衰器、３、13……増幅器４、14……遅延回路５……パルス発生回路６……AND回路、７……計数回路 16、18……受信回路、17、19……CRT 15……リジェクト時間調整部 20……電源 21……ゲート制御信号発生回路 22……位相調整回路Ｓ……部分放電パルスＮ……外部雑音パルス T₁……端子（部分放電パルス検出系） T₂……端子（外部雑音検出系）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーブル等を含む電気機器の絶縁体に所定
の電圧を印加してその絶縁欠陥箇所から発生する部分放
電パルスを計数する部分放電測定器において、部分放電パルス検出系、外部雑音検出系、ゲート手段、
計数手段、第一の表示手段および第二の表示手段をそれ
ぞれ有し、部分放電検出系は、電気機器へ接続する端子を介して前
記部分放電パルスおよび電気機器が受ける外部雑音を共
に検出し、この検出時の信号を入力することにより所定
パルス幅の矩形波パルスを出力する遅延回路と、前記矩
形波パルスの立ち下がり時の電圧変化に基づいて測定用
パルスを発生させるパルス発生回路とを有し、一方の外部雑音検出系は、前記端子とは別個の端子を通
じて電気機器が受ける外部雑音のみを検出し、この検出
時の信号を入力することにより所定パルス幅の矩形波パ
ルスを出力する遅延回路と、前記矩形波パルスの立ち下
がり時の電圧変化に基づいてリジェクト信号を発生させ
るリジェクト時間調整部とを有し、ゲート手段は、前記リジェクト信号を入力し且つ商用周
波電圧のレベルに基づいてゲート制御信号を発生させる
ゲート制御信号発生回路と、前記ゲート制御信号および
前記測定用パルスを入力するAND回路とを有し、このAND
回路を通過した信号の部分放電パルスを前記計数手段に
計数させるものとし、前記第一の表示手段は、前記外部雑音検出系の端子を介
して検出される外部雑音の信号のみを受信しこれを表示
するものとし、一方の第二の表示手段は、前記部分放電
パルス検出系の端子を介した部分放電パルスおよび外部
雑音の信号を共に受信しこれを表示するものとしてな
る、ことを特徴とする部分放電測定器。