JP2670424B2 - 部分放電測定システム - Google Patents
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Description
放電を測定する部分放電測定システムに関し、特に、部
分放電被疑信号,及びノイズを適確に識別して測定精度
を高めた部分放電測定システムに関する。
影響を低減して測定するシステムとして、例えば、特開
平3−176675号公報に示されるものがある。
電力ケーブル1R(他の2相は省略している)の絶縁接
続部101R,102R,・・1nRに設けられた検出
電極201R,202R・・・2nRと、検出電極20
1R,202R・・・2nRに接続された検出部301
R,302R・・・3nRと、絶縁接続部301Rから
3nRまでの出力M1RからMnRを順次加算してA2
R,・・・ARとして出力する加算器702R,703
R・・・7nRと、各相の相電圧VR ,VS ,VT に基
いて制御され、相電圧の正負のピーク値を中心とする所
定の位相幅に相当する時間だけ最終段の加算器7nRの
出力AR(他の2相は図示しない最終段の加算器からの
出力AS,AT)を通過さす位相ゲート10R,10
S,10Tと、位相ゲート10R,10S,10Tを通
過した信号ARφ,ASφ,ATφを加算する加算器7
と、加算器7の出力を平均化する平均化処理回路8と、
平均化処理された平均化信号と予め定めた入力基準信号
AREF と比較し、平均化信号が入力基準値AREF より大
きいとき、警報信号を出力して後段の警報発生回路9a
を作動させて警報を出させる比較回路9より構成されて
いる。
1絶縁接続部101R,101S,101Tの例につい
て示されている。図中、破線部はそれぞれ検出部301
R,301S,301Tを示し、501R,501S,
501Tは各接続部の検出電極201R,201S,2
01Tから信号パルスを入力する検出回路401R,4
01S,401Tにそれぞれ接続されたゲート回路で、
601R,601S,601Tはゲート回路501R,
501S,501Tを制御するAND回路である。AN
D回路601Rの入力端子の1つは検出回路401Sの
出力、他の1つは検出回路401Tの出力に接続されて
おり、AND回路601S,601Tへの同様に他の2
相の検出回路の出力が入力される。すなわち、他の2相
において同時に信号パルスが検出された場合、ゲート回
路501R,501S,501Tは出力M1R,M1
S,M1Tを生じないようになっている。
をR相の電力ケーブル1Rについて説明する。検出電極
201Rと検出回路401Rで得られた絶縁接続部10
1Rからの信号パルスはゲート回路501Rに導かれ
る。一方、検出回路401S,401Tが他の2相(S
相,T相)から同時に信号パルスを検出すると、AND
回路601Rは制御信号を出力してゲート回路501R
を閉じるので、R相で信号パルスが検出されてもゲート
回路501Rは出力を生じない。すなわち、R相からの
信号パルスのうち、S相とT相で検出されるものはゲー
ト回路501Rで遮断される。これはR,S,T三相に
同時に検出される信号パルスをノイズと判断して除去す
ることに相当し、第1絶縁接続部の検出部301Rの出
力MIRはこのようにしてノイズが除去されたものとな
る。また、第2絶縁接続部102Rの検出部302Rの
出力M2Rも同様にして得られる。
続部102Rまで伝送され、加算器702Rで絶縁接続
部102Rからの出力M2Rと加算される。加算器70
2Rの出力A2Rは絶縁接続部103Rまで伝送され、
加算器703Rで絶縁接続部103Rからの出力M3R
と加算される。このような動作を絶縁接続部1nRまで
繰り返し行い、R相の絶縁接続部101Rから1nRま
での出力を全部加算したものに相当する出力ARを加算
器7nRから出力する。これまでの一連の動作はS相及
びT相でも同様に行われ、最終段の加算器からそれぞれ
出力AS,ATが得られる。
10R,10S,10Tにおいて、それぞれの相電圧V
R ,VS ,VT に基づいてゲート通過が制御される。す
なわち、出力AR,AS,ATは相電圧VR ,VS ,V
T の正負のピーク値を中心とする所定の位相だけ位相ゲ
ート10R,10S,10Tを通過する。これによって
部分放電が発生する可能性のない位相で発生した信号パ
ルスが遮断される。位相ゲート10R,10S,10T
を通過した信号パルスARφ,ASφ,ATφは加算器
7で更に加算される。
化され、その結果は比較回路9により予め設定された入
力基準値AREF と比較され、入力基準値AREF より大で
あれば警報信号を出力して警報発生回路9aを作動さ
せ、警報を出させる。
3相同時に発生する信号パルス,及び相電圧の特定の位
相以外の位相で発生する信号パルスをノイズと判定して
除去し、更に、複数回の測定結果を平均化処理すること
によって測定時のノイズの影響を低減している。
電測定システムによると、図2に示したように、普通接
続部191Rには検出電極が取り付けられていないの
で、普通接続部191Rで発生した部分放電を測定する
ことができない。
は、普通接続部に検出電極を取り付けなくても、隣接す
る絶縁接続部に取り付けられた検出電極から高い精度で
その普通接続部で発生した部分放電を検出できるように
した部分放電測定システムを提供することにある。
成するため、 第1および第2の絶縁接続部の間に位置す
る普通接続部の部分放電を検出する部分放電測定システ
ムにおいて、 前記第1の絶縁接続部に設けられ、前記第
1の絶縁接続部および前記普通接続部の部分放電被疑信
号を出力する第1の検出手段と、 前記第2の絶縁接続部
に設けられ、前記第2の絶縁接続部および前記普通接続
部の部分放電被疑信号を出力する第2の検出手段と、 前
記第1および第2の検出手段から前記普通接続部の前記
部分放電被疑信号が同時に出力されたとき、前記普通接
続部の前記部分放電被疑信号を前記普通接続部の部分放
電信号として判定する判定手段を備えたことを特徴とす
る部分放電測定システムを提供する。
1および第2の絶縁接続部に取り付けられた第1および
第2の検出電極と、前記第1および第2の検出電極の検
出電位を同調増幅する第1および第2の同調増幅部と、
前記第1および第2の同調増幅部から出力される同調増
幅信号を変調した後光信号に変換する電光変換部と、前
記光信号を伝送する光ファイバと、前記光ファイバによ
って伝送された前記光信号を電気信号に変換する光電変
換部と、前記電気信号に基づいて前記普通接続部の前記
部分放電被疑信号を出力する第1および第2の復調部よ
り構成されている。
調部から前記部分放電被疑信号が同時に出力されたとき
前記部分放電被疑信号を前記部分放電被疑信号として通
過させるゲート回路を備えている。
第1および第2の絶縁接続部の前記部分放電被疑信号
と、前記普通接続部の前記部分放電被疑信号を異なった
周波数で同調増幅して出力するように構成されている。
続時間を判別される判別手段に接続された構成を有す
る。
放電判別のための信号処理を施すコンピュータに接続さ
れた構成を有する。
ついて添付図面を参照しながら詳細に説明する。
定システムがR相の電力ケーブルについて示されてい
る。この部分放電測定システムは、R相の電力ケーブル
70の複数の絶縁接続部21(便宜上、2箇所だけ図
示)に設けられた複数の信号検出部241 ,242 ,2
43 ・・24n と、信号検出部241 ,242 ,243
・・24n で検出された検出信号を送信信号として送信
する複数の送信局251 ,252 ,253 ・・25
n と、ここから送信された送信信号を受信信号として受
信する複数の受信局261 ,262 ,263 ・・26n
と、ここで得た受信信号をノイズ,NJ判別,対パル
ス,位相,持続性,及びレベルの中の少なくとも1つの
パラメータに基づいて処理して第1の部分放電被疑信号
を発生する複数の第1判別部271 ,272 ,273 ・
・27n と、これら第1判別部271 ,272 ,273
・・27n の判定に基づいて得られた第1の部分放電被
疑信号に対して、第2,及び第3の判定を行うコンピュ
ータ46と、第1判別部271 ,272 ,273 ・・2
7n とコンピュータ46の間に設けられたスイッチ群S
W1 〜SW2nを有した信号選択スイッチ28を備えて構
成されている。
4n )は、各絶縁接続部21に設けられた検出電極20
を介して電力ケーブル70の部分放電を検出する部分放
電検出部29と、アンテナ22を介して各絶縁接続部2
1の周囲の外部ノイズを検出するノイズ検出部30より
構成されている。
5n )は、絶縁接続部21と隣接する普通接続部23で
生じる部分放電の信号を同調増幅し、また、絶縁接続部
21に侵入するノイズの信号増幅を行う複数の同調増幅
器31a,31b,31c,31dと、当該同調増幅器
31a,31b,31c,31dからの出力信号SI,
SN,XI,XNをFM変調するFM変調部32と、当
該FM変調部32の出力を多重化する信号多重部33
と、当該信号多重部33の出力を電気信号から光信号に
変換する電気・光変換部34より構成されている。SI
は絶縁接続部の部分放電被疑信号,SNは普通接続部か
らの部分放電を高感度で検出できるように同調周波数を
選択して得られた部分放電被疑信号である。また、X
I,XNはそれぞれアンテナ22から得られたノイズ信
号であるが、このうちノイズ信号XIは部分放電被疑信
号SIの中にも含まれている可能性があり、ノイズ信号
XNは部分放電被疑信号SNの中にも含まれている可能
性がある。なお、ここでは普通接続部の部分放電を対象
に説明したが、もとより同調周波数を選択することで、
ケーブル線路の任意位置のケーブル部からの部分放電を
高感度で検出することも可能である。
6n )は、光ファイバ71を介して各測定箇所を総括的
に監視する親局側に設けられ、光ファイバ71を介して
受信した光信号を電気信号に変換する光・電気変換部3
5と、多重化した受信信号を分離する信号分離部36
と、各受信信号をFM復調してSI,SN,XI,XN
として出力するFM復調部37より構成されている。
7n )は、FM復調部37より部分放電被疑信号(以
下、単に部分放電被疑信号という、普通接続部について
も同じ)SIとノイズ信号XIを入力し、部分放電被疑
信号SIからノイズ信号XIと同時に検出された信号パ
ルスを外部ノイズと判断して阻止するとともに、部分放
電被疑信号SIにおいて電力ケーブル20の課電圧印加
情報に基づいて部分放電が発生する可能性のない位相で
発生した信号パルスを阻止するノイズ・位相ゲート39
と、FM復調部37より部分放電被疑信号SNとノイズ
信号XNを入力し、部分放電被疑信号SNからノイズ信
号XNと同時に検出された信号パルスを外部ノイズと判
断して阻止するとともに、部分放電被疑信号SNにおい
て電力ケーブル20の課電圧印加情報に基づいて部分放
電が発生する可能性のない位相で発生した信号パルスを
阻止するノイズ・位相ゲート40と、一つの絶縁接続部
21からの信号に基づいてノイズ・位相ゲート40から
出力された信号パルスともう一つの絶縁接続部21から
の信号に基づいてノイズ・位相ゲート40から出力され
た信号パルスが同時に検出された時のみ、これらの信号
を通過させるNJ判別ゲート43と、正,及び負の一対
のパルスが発生する割合を表す対パルス率,及び一対の
パルスが連続する時限を表す連続発生時限の中の少なく
とも1つのパラメータに基づく処理によって部分放電パ
ルスの識別を行う対パルス等処理部66と、ノイズ・位
相ゲート39から出力される信号パルスに部分放電信号
の特徴である持続性があるか否かを判別して、持続性が
ある場合には部分放電被疑信号をコンピュータ46に入
力すると共にその後段の判別表示部42に表示させる持
続性判別部41と、NJ判別ゲート43を通過したノイ
ズ・位相ゲート40からの信号パルスに持続性があるか
否かを判別して、持続性がある場合には部分放電発生信
号をコンピュータ46に入力すると共に、その後段の判
別表示部45に表示させる持続性判別部44を有して構
成されている。対パルス等処理部66は、平成4年6月
26日付けで本出願人から特願平4−191405号
「部分放電パルスの識別法」として提案されている。
47,第2判別部48,及び第3判別部49より構成さ
れている。
部41,44から出力される部分放電判別信号を収集す
る第1判別情報収集部50と、第1判別情報収集部50
からの第1判別情報に基づいて信号選択スイッチ28の
スイッチ群を制御する、つまり、部分放電被疑信号が出
力されている箇所のスイッチをONする信号選択スイッ
チ制御部51と、第1判別結果を表示・記録する表示・
記録部52を備えている。
7の信号選択スイッチ制御部51の制御に応じて複数の
A/D変換器621 ,622 ,623 ・・62n を制御
し、第1判別部47の判別結果で部分放電と判別された
第1の部分放電被疑信号を信号選択スイッチ28から入
力する第2判別用A/D変換器制御部53と、第1判別
結果入力部47の制御に基づいて、信号選択スイッチ2
8から入力した第1の部分放電被疑信号に対してニュー
ラルネットワークを用いたPD判別処理を行うニューラ
ルネットパターン判別処理部54と、その判別結果を表
示・記録する表示・記録部56と、パターン判別処理の
判別結果に基づいて信号選択スイッチ28のスイッチ群
を制御する信号選択スイッチ制御部57より構成されて
いる。パターン判別処理は、平成3年11月20日付け
で本出願人から特願平3−329735号「部分放電判
別法」として提案されている。従って、ここでの詳細な
説明は省略する。
選択スイッチ制御部57の制御に応じてA/D変換器6
31 ,632 を制御し、第2判別部48の判別結果で部
分放電と判別された第1の部分放電被疑信号を信号選択
スイッチ28から入力する第3判別用A/D変換器制御
部58と、入力した第1の部分放電被疑信号に対してニ
ューラルネットワークを用いたトレンド判別処理を行う
ニューラルネットトレンド判別処理部59と、その判別
結果を表示・記録する表示・記録部61と、トレンド判
別処理部59の判別結果に基づいてモニターPD監視部
64と、その記録部65を制御するモニター記録制御部
60を備えている。ニューラルネットトレンド判別処理
部59における判別処理法は、ニューラルネットワーク
からの出力値を或る測定時点からの所定期間において複
数回測定し、その複数個の出力値に重み付きの平均化を
行い、平均値が或る閾値より大きくなるか又は小さくな
るかによって部分放電の有無を判別するようになってい
る。
241 ,242 ,・・24n において、絶縁接続部21
の検出電極(例えば、金属箔電極)20を通して検出さ
れた検出信号は、所定の検出インピーダンスに導かれ、
そしてその結果、当該検出インピーダンスの両端に生じ
る電位差から信号パルスとして部分放電検出部29で得
られるが、ここで得られる信号パルスには、絶縁接続部
21と普通接続部23の両方からの信号が重畳されてい
る。両接続部の測定周波数はS/N比の良い2つの周波
数に決められており、その周波数において増幅後、検出
信号SI,SNに分離し、FM変調部32に出力する。
一方、アンテナ22とノイズ検出部30で得たノイズに
ついて、絶縁接続部21と普通接続部23の測定に用い
られる周波数と等しい,或いはその近くの周波数で同調
増幅して検出信号XI,XNに分離し、FM変調部32
に出力する。
において、FM変調部32は検出信号SI,SN,X
I,XNをFM変調して、信号多重部33から多重信号
を出力し、これを電気・光変換部34から光信号として
光ファイバ71を介して受信局261 ,262 ,・・2
6n まで伝送する。
この光信号を光・電気変換部35で電気信号に変換し、
更に、信号分離部36で多重信号を分離させる。分離し
た各受信信号はFM復調部37で復調され、検出信号S
I,XIとしてノイズ・位相ゲート39に、また、検出
信号SN,XNとしてノイズ・位相ゲート40にそれぞ
れ出力され、第1判別部271 ,272 ,・・27n に
おいて部分放電判別が行われる。
て、部分放電被疑信号SIのうち、ノイズ信号XIと同
時に検出された信号パルスを外部ノイズと判断して阻止
すると共に、部分放電被疑信号SIの電力ケーブル20
の課電圧印加情報に基づいて部分放電が発生する可能性
のない位相で発生した信号パルスを阻止する。また、ノ
イズ・位相ゲート40において、部分放電被疑信号SN
のうち、ノイズ信号XNと同時に検出された信号パルス
を外部ノイズと判断して阻止すると共に、部分放電被疑
信号SNの電力ケーブル20の課電圧印加情報に基づい
て部分放電が発生する可能性のない位相で発生した部分
放電信号SNを阻止する。更に、NJ判別ゲート43に
おいて、両絶縁接続部21からの両部分放電被疑信号S
Nが同時に検出された時は、普通接続部23からの部分
放電被疑信号と判断してこれを通過させ、それ以外の信
号については通過を阻止する。続いて、ノイズ・位相ゲ
ート39,40を通過した検出信号SI,SNを持続性
判別部41,44で持続性があるか否か判別する。持続
性がある場合には部分放電被疑信号の情報をコンピュー
タ46の第1判別情報収集部50に出力すると共に、そ
の後段の判別表示部42,45に表示を行わせる。
ら部分放電被疑信号が出力し、第1判別結果入力部47
の第1判別情報収集部50に入力すると、信号選択スイ
ッチ制御部51の制御によって信号選択スイッチ28の
所定のスイッチをONすると共に、第2判別部48の第
2判別用A/D変換器制御部53によってA/D変換器
621 ,622 ・・62n を制御することにより、部分
放電に相当する第1の部分放電被疑信号を第2判別用A
/D変換器制御部53に入力させる。
D変換器制御部53が第1の部分放電被疑信号を入力す
ると、ニューラルネットPD判別処理部54でニューラ
ルネットPD判別処理が行われる。その結果、第1の部
分放電被疑信号によって部分放電があると判断されたと
きには、信号選択スイッチ制御部57で信号選択スイッ
チ28の所定のスイッチをONすると共に、第3判別部
49の第3判別用A/D変換器制御部58によってA/
D変換器631 ,632 を制御することにより、部分放
電に相当する第1の部分放電被疑信号を第3判別用A/
D変換器制御部58に入力させる。
D変換器制御部58が第1の部分放電被疑信号を入力す
ると、次に、ニューラルネットトレンド判別処理部59
でニューラルネットトレンド判別処理が実施される。そ
の結果、部分放電があると判別された場合には表示・記
録部61に表示・記録し、必要に応じてモニター記録制
御部60からモニターPD監視部64や、その記録部6
5にも表示・記録させるようにする。
出された複数の信号SI,SNは、各種のアナログ式ゲ
ートより成る第1判別部でほとんどが選択されてしま
う。つまり、このような部分放電測定システムでは、予
め外部ノイズの少ない周波数で信号を検出しているた
め、通常は部分放電信号が生じていないことから無信号
状態にあり、突発的に開閉器ノイズ等の外部ノイズが侵
入してきても、持続性判別部て選択されてしまい、第2
判別部に入力される信号は極端に少なくなる。ケーブル
線路において、ノイズの発生頻度を調査したところ、1
チャンネルの信号当り15時間に1回位の割合で外部ノ
イズが侵入し、第2判別部に入力されることが判った。
第2判別部のニューラルネットでは、信号が入力されて
判別結果が表示されるまでの時間は約1分である。ここ
で、信号チャンネル数が合計30チャンネルのケーブル
線路を設定すると、第2判別部への入力頻度は、1回/
15時間×100チャンネル=100回/900分=1
回/9分と9分に1回の割合である。この10倍の発生
頻度のノイズにも平均的には対応可能である。第2判別
でも部分放電と判別された信号は第3判別部のトレンド
判別に入力される。この第3判別部用のコンピュータも
ニューラルネット用と同一装置を用い、ソフトのみ変更
することで対応可能である。この第1判別部のコストと
ニューラルネット用コンピュータのコストの割合は第1
判別部1に対し、第2判別部20の割合である。このよ
うに、第1判別部100チャンネル分に対し高価な第
2,第3判別部は1基で済み、全チャネンルにニューラ
ルネット用コンピュータを備えたシステムに比べ、遙か
に低コストで小型化となる。
において各種ゲートで部分放電のアナログ的な判別を行
い、更に、コンピュータのニューラルネットワークを用
いたデジタル的な第2,及び第3判別を行うようにして
いる。このため、部分放電信号とノイズの識別を適確に
行うことができ、高い測定精度を得ることができる。
測定システムによると、普通接続部の両側の絶縁接続部
の検出部から同時に部分放電信号が出力されたとき、そ
の普通接続部で部分放電が発生したものと判定するよう
にしたので、普通接続部に検出部を設けなくても高い精
度で部分放電を検出することができる。
図。
処理回路 9 比較回路 9a 警報発
生回路 10R,10S,10T 位相ゲート 20 検出電極 21 絶縁接
続部 22 アンテナ 23 普通接
続部 241 ,242 ,243 ・・24n 信号検出部 251 ,252 ,253 ・・25n 送信局 261 ,262 ,263 ・・26n 受信局 271 ,272 ,273 ・・27n 第1判別部 28 信号選択スイッチ 29 部分放
電検出部 30 ノイズ検出部 31a,31b,31c,31d 同調増幅器 32 FM変調部 33 信号多
重部 34 電気・光変換部 35 光・電
気変換部 36 信号分離部 37 FM復
調部 39 ノイズ・位相ゲート 40 ノイズ
・位相ゲート 41 持続性判別部 42 判別表
示部 43 NJ判別ゲート 44 持続性
判別部 45 判別表示部 46 コンピ
ュータ 47 第1判別結果入力部 48 第2判
別部 49 第3判別部 50 第1判
別情報収集部 51 信号選択スイッチ制御部 52 表示・
記録部 53 第2判別用A/D変換器制御部 54 ニューラルネットPD判別処理部 56 表示・記録部 57 信号選
択スイッチ制御部 58 第3判別用A/D変換器制御部 59 ニューラルネットトレンド判別処理部 60 モニター記録制御部 61 表示・
記録部 621 ,622 ,623 ・・62n A/D変換器 631 ,622 A/D変換器 64 モニタ
ーPD監視部 65 記録部 66 対パル
ス等処理部 101R,102R,103R,1nR,101S,1
01T 絶縁接続部 201R,202R,203R,2nR,201S,2
01T 検出電極 301R,302R,303R,3nR,301S,3
01T 検出部 401R,401S,401T 検出回路 501R,501S,501T ゲート回路 601R,601S,601T AND回路
Claims (6)
- 【請求項1】第1および第2の絶縁接続部の間に位置す
る普通接続部の部分放電を検出する部分放電測定システ
ムにおいて、 前記第1の絶縁接続部に設けられ、前記第1の絶縁接続
部および前記普通接続部の部分放電被疑信号を出力する
第1の検出手段と、 前記第2の絶縁接続部に設けられ、前記第2の絶縁接続
部および前記普通接続部の部分放電被疑信号を出力する
第2の検出手段と、 前記第1および第2の検出手段から前記普通接続部の前
記部分放電被疑信号が同時に出力されたとき、前記普通
接続部の前記部分放電被疑信号を前記普通接続部の部分
放電信号として判定する判定手段を備えたことを特徴と
する部分放電測定システム。 - 【請求項2】前記第1および第2の検出手段は、前記第
1および第2の絶縁接続部に取り付けられた第1および
第2の検出電極と、前記第1および第2の検出電極の検
出電位を同調増幅する第1および第2の同調増幅部と、
前記第1および第2の同調増幅部から出力される同調増
幅信号を変調した後光信号に変換する電光変換部と、前
記光信号を伝送する光ファイバと、前記光ファイバによ
って伝送された前記光信号を電気信号に変換する光電変
換部と、前記電気信号に基づいて前記普通接続部の前記
部分放電被疑信号を出力する第1および第2の復調部を
有する構成の請求項1記載の部分放電測定システム。 - 【請求項3】前記判定手段は、前記第1および第2の復
調部から前記部分放電被疑信号が同時に出力されたとき
前記部分放電被疑信号を前記部分放電信号として通過さ
せるゲート回路を有する請求項2記載の部分放電測定シ
ステム。 - 【請求項4】前記第1および第2の同調増幅部は、前記
第1および第2の絶縁接続部の前記部分放電被疑信号
と、前記普通接続部の前記部分放電被疑信号を異なった
周波数で同調増幅して出力する構成の請求項2記載の部
分放電測定システム。 - 【請求項5】前記ゲート回路は、前記部分放電信号の持
続時間を判別される判別手段に接続された構成を有する
請求項3記載の部分放電測定システム。 - 【請求項6】前記判別手段は、前記部分放電信号に部分
放電判別のための信号処理を施すコンピュータに接続さ
れた構成を有する請求項5記載の部分放電測定システ
ム。
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JP6039133A JP2670424B2 (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | 部分放電測定システム |
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