JP2836623B2 - 受変電設備の絶縁診断装置 - Google Patents

受変電設備の絶縁診断装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、運転中の受変電設備機器の絶縁信頼性の
診断及び余寿命の信頼度評価を行う受変電設備の絶縁診
断装置に関するものである。
〔従来の技術〕
第4図はビル等の受変電室における受変電機器の絶縁
劣化診断の従来の方式を示すものであり、図において、
(1)は母線、(2)は開閉器(4)を経由して母線
(1)と接地(3)間に接続された個別の受変電機器を
示す。(5)は受変電機器(2)の試験用の別電源、
(6)は絶縁診断用の検出素子または検出装置である検
出部、(7)は検出部(6)より出力されて判断基準
(8)と対比評価される検出信号、(8)は検出部
(6)から出力された検出信号と対比評価の基準となる
対比基準、(9)は対比基準(8)から出力された判定
結果である。
次に動作について説明する。
絶縁診断の対象となる受変電機器(2)を開閉器
(4)により母線(1)から解列するか、母線(1)そ
のものを上位の電力幹線(図示せず)から解列するかし
て、無電圧の状態とする。次いで別電源(5)および絶
縁診断用の検出部(6)により閉回路を構成する。この
とき別電源(5)が交流電源の場合は絶縁診断用の検出
部(6)は部分放電または誘電対損失率tanδの検出を
行い、また別電源(5)が直流電源の場合は絶縁診断用
の検出部(6)は吸収電流または絶縁抵抗の検出を行う
ことになる。
このような絶縁診断の検出部(6)により得られた検
出信号(7)は第5図に示されるように、S1またはS2
の判定基準と比較され、異常なしの判定9′または警告
の判定9″に到達する。例えば、受変電機器(2)が配
電用油入変圧器の場合では、第1次警告値S1および第2
次警告値S2として下記の数値がとられる。
〔発明が解決しようとする課題〕 従来の受変電設備の絶縁診断装置は以上のように構成
されているので、診断にあたっては受変電機器を一旦無
電圧の状態にしなければならず、多くの場合、一時的な
停電を行う必要があり、またその停電次官は短縮するこ
とが好ましいために、部分放電の診断などにおいて充分
な時間を診断に充当することが困難であるなどの問題点
があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、受変電機器の絶縁診断を非停電で行うこと
ができるとともに、部分放電の診断に充分な時間を充当
して、受変電機器の余寿命を信頼度評価する受変電設備
の絶縁診断装置を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る受変電設備の絶縁診断装置は、受変電
設備機器の接地電流を検出する電流センサと、この電流
センサの検出電流より受変電設備機器の部分放電に起因
するパルスを検出し増幅するパルス増幅器と、このパル
ス増幅器からのパルス増幅信号を長時間記録する計測部
と、この計測部が長時間記録したパルス増幅信号より判
明される受変電設備機器の部分放電の非発生確認時間と
予め設定された受変電設備機器の運転経過年数をパラメ
ータとして、受変電設備機器の余寿命を信頼度評価する
信頼度評価手段とを備えたものである。
〔作用〕
この発明は、加電中の受変電設備機器より電流センサ
によって接地電流を検出し、更に検出電流より受変電設
備機器の部分放電に起因する部分放電パルスを計測部に
長時間計測して記録した結果より部分放電の非発生確認
時間を把握したならば、非発生確認時間と受変電設備機
器の運転経過年数をパラメータとして、信頼度評価手段
に備えられた絶縁診断アルゴリズムで受変電設備機器の
絶縁劣化診断を行う。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
1図において(6a)は受変電機器(2)の接地線に磁気
結合されたクランプ式電流センサ、(10)はこの電流セ
ンサ(6a)の出力(7)のうち、交流成分をカットし、
部分放電に起因したパルス成分(パルス電圧)を増幅す
るパルス増幅器、(11)はパルス増幅器(10)により増
幅されたパルス電圧の大きさを測定する波高値電圧計、
(12)は波高値電圧計(11)の出力を長時間にわたり記
録する長時間記録計、(8a)は長時間記録計(11)の記
録結果から受変電機器(2)の信頼度を評価する信頼度
評価手段である。また(14)は部分放電の発生状況を詳
細に観測するためのオシロスコープであり、このオシロ
スコープ(14)には、部分放電の信号としてパルス増幅
器の出力波形であるパルス電圧と、母線(1)から計器
用変圧器PT(13)を経由して受変電機器(2)への加電
電圧波形の信号とがそれぞれ同時に入力される。
第2図は、長時間記録計(12)が長時間記録したパル
ス信号から得られる受変電機器(2)の部分放電の非発
生の確認時間τ(15)と受変電機器(2)の運転経過年
数Tをパラメータとして、絶縁診断対象機器である受変
電機器(2)の余寿命を信頼度Rにより評価するアルゴ
リズムを示すものである。第2図の場合、油入変圧器に
ついて期待寿命30年迄の余寿命に対する統計的診断アル
ゴリズムを示している。このアルゴリズムの根拠は、三
菱電機技報 Vo1.45,No.8,P.1015「油中コロナによるガ
ス発生」で調査されているように、部分放電の大きさが
2.3×10-7クーロンの油中コロナ数にて0.5mm程度貫通す
るという結果に基づいて設定されている。
次に上記構成に基づき本実施例の動作について説明す
ると、クランプ式電流センサ(6a)によって受変電機器
(2)の接地線から検出された接地電流はパルス増幅器
(10)において交流成分がカットされ、受変電機器
(2)の部分放電に起因するパルス電圧を検知して増幅
する。増幅されたパルス電圧は波高値電圧計(11)にて
パルス電圧の大きさが測定され、この測定値を長時間記
録計(12)で長時間にわたり記録する。この記録データ
より部分放電の非発生の確認時間τが得られたならば、
この部分放電の非発生の確認時間τは信頼度評価手段
(8a)に入力され、この信頼度評価手段(8a)は、第2
図に示されているように例えば運転経過年数10年の変圧
器で部分放電の絶縁診断を実施した場合に、計測開始か
ら計測終了まで例えば、30時間の計測を行ったとして、
この間に部分放電が発生しない時はa点のように無部分
放電の確認時間は30時間となるので期待寿命30年までの
余寿命20年間を信頼度R>99%にて保証できるというこ
とが言える。ところがもし30時間の計測時間内に3発の
部分放電が観測された時は、部分放電相互間の平均時間
7.5時間を無部分放電の確認時間とみなすことができる
ので、b点に示すようにこの確認時間に対しては余寿命
20年間をR=80%でも保証できないことになる。
第1図に示すように、受変電機器(2)の部分放電の
計測は長時間にわたるので、無人で計測することが多い
が、受変電機器(2)の部分放電の発生が見られる場合
には、オシロスコープ(14)によって部分放電の発生位
相や、図示していないが、部分放電による受変電機器
(2)からの同期音の計測等を行って、受変電機器
(2)内部の部分放電であることを確認することが肝要
である。
なお、上記実施例では、油入変圧器の場合について説
明したが、遮断器、PCT、断路器等の開閉器類やコンデ
ンサおよびケーブルについても、それぞれ期待寿命20
年、25年および27年迄の余寿命に対応して統計的信頼度
の判定基準を第3図のようにそれぞれ(16)として設定
することができる。それぞれの判定については、第2図
の場合と同様である。
また、第3図に示すように、各機器の部分放電による
絶縁診断アルゴリズムを電算機にあらかじめ入力してお
き、無部分放電の確認時間τの情報(15)を入力するこ
とによって、余寿命Trの関数として信頼度R(17)を出
力させることにより、詳細な統計的診断を迅速になしう
ることができる。
〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、受変電設備機器の
接地電流を検出する電流センサと、この電流センサの検
出電流より受変電設備機器の部分放電に起因するパルス
を検出し増幅するパルス増幅器と、このパルス増幅器か
らのパルス増幅信号を長時間記録する計測部と、この計
測部が長時間記録したパルス増幅信号より判明される受
変電設備機器の部分放電の非発生確認時間と予め制定さ
れた受変電設備機器の運転経過年数をパラメータとし
て、受変電設備機器の余寿命を信頼度評価する信頼度評
価手段とを備えたので、常時、受変電設備機器の部分放
電の非発生確認時間により、受変電設備機器の絶縁余寿
命を設定のアルゴリズムに基づき診断できるように構成
したので、受変電設備機器を停電させずに設備診断する
ことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による受変電設備の絶縁診
断装置を示す構成図、第2図はこの発明の判定基準とな
る診断アルゴリズムを変圧器について示した信頼度特性
図、第3図は受変電設備機器の各々について上記アルゴ
リズムを具備させた評価判定の構成を示す図、第4図は
従来の絶縁診断装置の構成図、第5図は従来の診断の判
定を行う方式を示した図である。 図において、(2)は受変電機器(受変電設備機器)、
(3)は接地(6a)はクランプ式電流センサ(電流セン
サ)、(8a)は信頼度評価手段、(10)はパルス増幅
器、(11)は波高値電圧計、(12)は長時間記録計。 なお、各図中同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】受変電設備機器の接地電流を検出する電流
    センサと、該電流センサの検出電流より上記受変電設備
    機器の部分放電に起因するパルスを検出し増幅するパル
    ス増幅器と、該パルス増幅器からのパルス増幅信号を長
    時間記録する計測部と、該計測部が長時間記録したパル
    ス増幅信号より判明される上記受変電設備機器の部分放
    電の非発生確認時間、と予め設定された受変電設備機器
    の運転経過年数をパラメータとして、上記受変電設備機
    器の余寿命を信頼度評価する信頼度評価手段とを備えた
    ことを特徴とする受変電設備の絶縁診断装置。
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