JP2746986B2 - 部分放電位置標定方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電力機器の内部で発生する部分放電の発生部
位を標定する部分放電位置標定方法および装置に関す
る。

［従来の技術］ 変電所を構成する電力機器、例えば密閉容器内に構成
されるガス絶縁開閉装置においては、密閉容器の外部か
ら部分放電の発生を検出するために種々の部分放電検出
装置が提案されており、部分放電電荷を密閉容器の接地
線を流れる電流として検出するものや、部分放電により
発生する振動を密閉容器の振動から検出するものや、絶
縁スペーサ等から密閉容器外へ出る放射電波として検出
するものなどが実用化されている。

また検出感度をより向上させた部分放電検出装置とし
て、密閉容器を仕切る絶縁スペーサに埋込んだ電極や、
密閉容器内に構成した専用の電極等によつて、コンデン
サ式部分放電検出センサを構成し、これら電極を用いて
密閉容器内で発生した部分放電に伴う振動電圧を検出す
るものが、例えば特開昭59−88658号公報で知られてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、密閉容器内に構成した電極を用いてコ
ンデンサ式部分放電検出センサを構成した場合、部分放
電を極めて初期のレベルで高感度で検出することができ
る反面、ガス絶縁開閉装置等の電力機器の所定の位置に
配置した複数のセンサが同時に異常を検出してしまい、
部分放電の発生部位を標定することができなかつた。

本発明の目的は、高感度のコンデンサ式部分放電検出
センサを用いて部分放電の発生部位を標定することがで
きる部分放電位置標定方法および装置を提供するにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明による部分放電位置標定方法は上記目的を達成
するために、部分放電が発生したとき複数の各センサの
出力レベルの順に実測パターンを作成し、次いで検出周
波数帯域と同じ周波数の模擬信号を上記各センサの検出
電極にそれぞれ注入し、この注入した模擬信号により得
られた上記センサの出力レベルの順に模擬パターンを作
成し、この模擬パターンと上記実測パターンとの比較に
よつて部分放電の発生部位を標定するようにしたことを
特徴とする。

また本発明による部分放電位置標定装置は、コンデン
サ式部分放電検出電極を有するセンサと、複数の上記セ
ンサの検出電極に接続されて出力レベルの順にパターン
を作成する手段と、上記各センサの検出電極に接続され
ていて部分放電が発生したとき検出周波数帯域と同じ周
波数の模擬信号を上記各センサの検出電極にそれぞれ注
入する模擬信号注入手段とから成ることを特徴とする。

［作用］ 本発明による部分放電位置標定方法は上述の如きであ
るから、コンデンサ式部分放電検出センサの複数が同時
に部分放電を検出しても、その出力レベル順の実測パタ
ーンと、このときと同じ条件下で模擬信号によつて得た
模擬パターンとを比較し、最も類似姓の高い模擬パター
ンを選び出すことができる。ここで、ガス絶縁開閉装置
等の場合、遮断器や断路器の開閉状態や密閉容器の形状
により、部分放電の発生部位から各センサまでの距離と
信号の減衰量とは比例しないので、同一条件下の模擬パ
ターンによつてこれを加味し、この模擬パターンの模擬
信号を注入したセンサの近傍を部分放電発生部位として
標定することができる。

また本発明の部分放電位置標定装置は上述の如く、複
数のセンサの検出電極にパターン作成手段と模擬信号注
入手段とを接続したため、部分放電によつてパターン作
成手段が作動すると上述の実測パターンが得られ、また
模擬信号によつてパターン作成手段が作動すると上述の
模擬パターンが得られるので、上述の場合と同様にして
部分放電の発生部位を標定することができる。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面によつて説明する。

第２図は電力機器であるガス絶縁開閉装置の構成例を
模式的に示した回路図である。

ガス絶縁開閉装置の主な構成機器は、遮断器2a〜2e、
断路器3a〜3lおよびこれら機器間を電気的に接続する主
回路導体4a〜4kである。また、これら各機器は図中一点
鎖線で示すような密閉容器５内に収納され、この密閉容
器５は図示しない絶縁スペーサにより適当に区分される
と共に接地され、またその内部には所定圧力のSF₆ガス
が充填されている。更に、同図の構成においては直線的
構成の端部となる位置にコンデンサ式部分放電検出セン
サ6a〜6fが構成されている。

このコンデンサ式部分放電検出センサ6a〜6fが構造を
第３図に例示している。主回路導体４と所定距離隔てて
対向した位置に検出電極７を設け、この検出電極７は誘
電体９を介して密閉容器５から電気的に絶縁した状態に
保持されている。検出電極７は密閉容器５から電気的に
絶縁した状態で気密端子８により外部へ導出されてい
る。

このような構成のガス絶縁開閉装置において、密閉容
器５内で部分放電が発生すると、この部分放電はパルス
姓で極めて高い周波数成分を含んだ信号で、密閉容器５
内を導波管の原理で伝播する。しかし、この場合、導波
管の原理により密閉容器５の構造的な大きさで定まるカ
ツトオフ周波数が存在し、この周波数よりも高い周波数
成分だけが余り減衰せずに密閉容器５内を伝播する。こ
のような信号をコンデンサ式部分放電検出センサ６で検
出した場合のセンサ出力波形を第４図に示している。上
述のカツトオフ周波数f₀以下の周波数成分中に変電所内
の外部ノイズが含まれ、一方、部分放電はカツトオフ周
波数f₀よりも高い特定の周波数f₁，f₂での出力が高くな
る傾向があるため、検出電極７はこれを高感度に検出す
ることができる。

しかしながら、この特徴は密閉容器５内の特定の部分
で部分放電が発生した場合でも、その近傍に配置したセ
ンサのみならず、全てのセンサが何等かのレベルの信号
を検出してしまうことになる。しかもガス絶縁開閉装置
の場合、単に検出レベルの大小関係だけで部分放電の発
生部位を特定することはできない。というのは第２図の
Ｐ点で部分放電が発生したとしても、近傍に構成された
遮断器や断路器の開閉状態あるいは密閉容器の分岐部等
の形状の差によつて、各センサ6a〜6fに到達するまでの
減衰量が異なつてくるからである。例えば、Ｐ点で部分
放電が発生した場合でも、遮断器2aが開状態、断路器3b
が開状態、また断路器3iが閉状態であれば、各センサの
うち出力レベルの最も大きいのはセンサ6aではなくセン
サ6eであり、その順位は大きい方からセンサ6e、センサ
6b、センサ6aとなることがある。従つて、単純に出力レ
ベルの最も大きいセンサの近傍が部分放電の発生部位で
あると判定すると、それは誤つた位置標定となつてしま
う。

そこで、各センサ6a〜6fの出力を第１図に示すように
処理して正確な位置標定を行なうようにしている。

各センサ6a〜6fの出力端子は、入力インタフエース10
を介して増幅器11に接続し、次いで第４図で説明した周
波数f₁，f₂を含む特定周波数帯域の信号のみを選択する
フイルタ12、ピーク値を保持するピークホールド21、こ
のピーク値をデジタル量に変換するA/D変換器22を介し
て所定のタイミングで先のデジタル量をデータ取込み部
23に取込んでいる。演算部14では後述するプログラムに
従つて処理が行なわれる。

今、位置の不明なところで部分放電が発生すると、各
センサ6a〜6fはこれを検出する。各センサ6a〜6fの出力
は入力インタフエース10、増幅器11、フイルタ12、ピー
クホールド21A/D変換器22、データ取込み部23を経て演
算部14で処理され、ピーク値の大きい順に実測パターン
24を作成し第５図に示すように検出時刻を付けて第１図
の表示部16に表示すると共に、記憶部13に実測パターン
24を記憶する。従つて演算部14には実測パターン作成の
ためのプログラムが組込まれており、上述の構成によつ
て各センサ6a〜6fの検出電極に接続されて出力レベル順
にパターンを作成する手段を構成している。また演算部
14は、データ取込み部22からの信号に基いて現象の連続
姓や出力レベルが設定値を越えたことなどから部分放電
があつたと判定し、模擬信号制御部17に指令を与える。
このとき模擬信号制御部17は、出力レベルのうち第４図
に示した周波数f₁，f₂ではどちらが大きいかの情報も
得、大きい方の周波数に対応する模擬信号を発生するよ
う信号発生器19を調整する。従つて、演算部14には模擬
信号制御部17に対して模擬信号を発生させる指示のため
のプログラムも組込まれ、この演算部14から信号切換器
20までの構成により模擬信号注入手段を構成している。
模擬信号注入手段の信号発生器19からの模擬信号は信号
切換部20を介して各センサ6a〜6fの検出電極に順次与え
られる。それぞれの模擬信号を注入したセンサを除く他
のセンサはこれを検出して、入力インタフエース10に出
力される。上述したようにこの入力インタフエース10か
ら演算部14までは、出力レベル順にパターンを作成する
手段を構成しているため、各模擬信号による各センサ出
力からそれぞれ出力レベル順にパターンを作成し、第６
図に示すように模擬パターン25を得る。これは表示部16
によつて、模擬信号を注入したセンサと共に表示され、
かつ記憶部13に記憶される。このように実測パターン24
と模擬パターン25は同一手段によつて作成されるので、
それぞれ専用手段を用いる場合よりも構造は簡単にな
る。

次いで、演算部14は組込まれたプログラムによつて、
記憶部13に記憶されている実測パターン24と、模擬パタ
ーン25を比較する。模擬パターン25は、最も出力レベル
の高いセンサが模擬信号注入部として利用されているた
め、実測パターン24と単純には対応しない。そこで実測
パターン24の最も出力レベルの高かつた第１位のセンサ
6eを除く第２位以降のパターンと模擬パターン25を比較
し、第６図に示す模擬信号をセンサ6eから注入したとき
のパターンが、実測パターン24の第２位以降のパターン
と同一であることが分かる、従つて、模擬信号を注入す
ることによつて、部分放電が発生したとき、つまり実測
パターン24を形成したときの遮断器2a〜2eや断路器3a〜
3lの開閉状態および密閉容器５の形状を考慮することが
でき、両パターン24,25の比較からセンサ6eの近傍で部
分放電が発生したことを標定することができる。そし
て、この標定結果も表示部16に表示させると良い。尚、
上述の例では第２位以降の実測パターン24に全く一致す
る模擬パターンを得ているが、第２位と第３位が一致す
るものを選定しても実用上同一効果が得られる。

このように部分放電を検出する毎に、遮断器や断路器
の開閉状態、また密閉容器の形状等を考慮した減衰パタ
ーンを模擬パターン25として得ることができるので、誤
判定することなく信頼性の高い部分放電位置標定装置が
得られる。尚、部分放電の詳細位置を探査する場合は、
上述の標定結果に基く部分に可搬式のAEセンサ等の高精
度診断装置を持込んで行なうことができる。

上記実施例において演算部14は部分放電の発生の有無
を判定するために現象の連続性や出力レベルが所定値を
越えたことを見ていることを説明したが、演算部14で出
力レベルが所定値を越えたことを検出する手段を構成す
れば、模擬信号制御部17を試験操作して各センサ6a〜6f
に試験のための模擬信号を注入し、上記検出手段によつ
て各センサ6a〜6fの出力から各センサが正常であるか否
かを自己診断することができる。同じく入力インタフエ
ース10から演算部14までの構成は、出力レベル順にパタ
ーンを作成する手段を構成していることを説明したが、
模擬信号制御部17を試験操作して各センサ6a〜6fに試験
のための模擬信号を入力し、上述のパターン作成手段に
よるパターンから、各センサ6a〜6fが正常であるか否か
を自己診断することもできる。

本発明の他の実施例として、前述の処理を複数回実施
し、センサの出力レベルが所定値を越えた割合や位置標
定結果の一致度などが、予め設定した値以上になつたと
きのみ表示部16に表示したり、それ以外のときはその旨
のコメントをつけて表示部16に表示するようにすれば、
保守員の対応が容易になる。また前述した実施例におい
ては、第３図に示すようなコンデンサ式部分放電検出セ
ンサ６について説明したが、一般に知られるように絶縁
スペーサを利用して構成したコンデンサ式部分放電検出
センサを用いても同様の効果を得ることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明による部分放電位置標定方
法は、部分放電が発生したとき複数のセンサの出力レベ
ルの順に実測パターンを得、次いで検出周波数帯域と同
じ周波数帯域の模擬信号を上記各センサの検出電極にそ
れぞれ注入し、この注入した模擬信号により得られた上
記センサの出力レベルの順に模擬パターンを得、これら
両パターンの比較によつて部分放電の発生部位を標定す
るようにしたため、模擬パターンによって遮断器や断路
器の開閉状態のような変動要因を考慮して、正確に部分
放電発生部位を標定することができる。

また本発明による部分放電位置標定装置は、複数のコ
ンデンサ式部分放電検出センサと、このセンサの検出電
極に接続されて出力レベルの順にパターンを作成する手
段と、上記各検出電極に接続されて検出周波数帯域と同
じ周波数帯域の模擬信号を上記各検出電極にそれぞれ注
入する模擬信号注入手段とを設けたため、上記パターン
作成手段は、部分放電が発生した場合の実測パターン
と、模擬信号による模擬パターンとを得ることができ、
両パターンの比較から遮断器や断路器の開閉状態等を考
慮して部分放電の発生部位を標定することができるの
で、簡単な構成で正確な標定が行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による部分放電位置標定装置
のブロツク図、第２図は本発明を適用するガス絶縁開閉
装置の一例を示す回路図、第３図は第２図のコンデンサ
式部分放電検出センサの一例を示す縦断面図、第４図は
部分放電発生時のセンサ出力を示す波形図、第５図は実
測パターンを示す表示図、第６図は模擬パターンを示す
表示図である。 2a〜2e……遮断器、3a〜3l……断路器、５……密閉容
器、6a〜6f……コンデンサ式部分放電検出センサ、７…
…検出電極、24……実測パターン、25……模擬パター
ン。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電力機器の密閉容器内に複数のコンデンサ
   式部分放電検出センサを設け、これらセンサの出力によ
   つて部分放電の発生部位を標定する部分放電位置標定方
   法において、部分放電が発生したとき上記各センサの出
   力レベルの順に実測パターンを得、次いで検出した部分
   放電と同じ周波数帯域の模似信号を上記各センサの検出
   電極にそれぞれ注入し、この模擬信号により得られた上
   記各センサの出力レベルの順に模擬パターンを得、上記
   実測パターンおよび模擬パターンから部分放電の発生部
   位を標定するようにしたことを特徴とする部分放電位置
   標定方法。
2. 【請求項２】電力機器の密閉容器内に、検出電極を有す
   る複数のコンデンサ式部分放電検出センサを設けて成る
   部分放電位置標定装置において、上記各センサの検出電
   極に接続されて出力レベルの順にパターンを作成する手
   段と、上記各センサの検出電極に接続されて部分放電が
   検出されたとき部分放電の周波数と同じ周波数帯域の模
   擬信号を上記検出電極にそれぞれ注入する模擬信号注入
   手段とを有することを特徴とする部分放電位置標定装
   置。
3. 【請求項３】請求項２記載のものにおいて、上記模擬信
   号注入手段によつて模擬信号を注入したときの上記各セ
   ンサの出力レベルが所定値を越えたことを検出する手段
   を設けたことを特徴とする部分放電位置標定装置。
4. 【請求項４】請求項２記載のものにおいて、上記模擬信
   号注入手段は、部分放電による２種類の特定周波数のう
   ち出力レベルの大きい方と同じ周波数帯域の模擬信号を
   出力するようにしたことを特徴とする部分放電位置標定
   装置。