JP2877387B2 - 部分放電検出器 - Google Patents

部分放電検出器

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JP2877387B2
JP2877387B2 JP1279878A JP27987889A JP2877387B2 JP 2877387 B2 JP2877387 B2 JP 2877387B2 JP 1279878 A JP1279878 A JP 1279878A JP 27987889 A JP27987889 A JP 27987889A JP 2877387 B2 JP2877387 B2 JP 2877387B2
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  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、密閉式ガス開閉器や変圧器等の内部に発生
する部分放電を検出するために用いられる部分放電検出
器に関するものである。
(従来の技術) 近年、用地の高騰や都市部における電力供給量の増大
に伴う変電設備の増強化の必要性から、絶縁性及び消弧
性に優れたSF6ガスを用いて、断路器、遮断器等の変電
機器を密閉容器内に収納配置し、耐環境性とKV・A当た
りの据付け体積をコンパクト化して、いわゆるガス絶縁
開閉装置が普及し稼働している。
上記の様なガス絶縁開閉装置はコンパクト化、接地タ
ンクの露出充電部の消減等、種々の利点がある反面、高
性能化に伴う保守診断の困難さ、保守修復作業時間の増
大等、容器内部に異常が生じた場合、その信頼性が著し
く低下するという欠点があった。
そこで、従来から、ガス絶縁開閉装置全体の信頼性の
向上を実現するために、装置の適切な設計・製作に努め
ているが、電力供給能力の質の向上の一貫として、装置
全体の信頼度確認及び監視が必要となり、その有効な手
段が種々検討されてきた。
この様な手段の一つとして、ガス絶縁開閉装置内部に
発生する部分放電を検出するために用いられる部分放電
検出器がある。第5図に従来から用いられている部分放
電検出器の一例を示した。即ち、一般的に密閉型ガス開
閉器は金属容器1内に収納され、この金属容器1は絶縁
スペーサ2によって電気的に分割されて、長手方向に連
結されている。また、前記金属容器1内には、図示しな
い送電線路に電気的に接続されている中心導体3が、前
記絶縁スペーサ2によって支持されている。なお、前記
金属容器1は接地線(図示せず)によって接地されてい
る。また、前記絶縁スペーサ2には、検電用の電極4が
設けられ、この電極4と金属容器1との間には、浮遊容
量C2が存在し、この浮遊容量C2はコンデンサ5として示
されている。そして、このコンデンサ5の両端子には信
号引込線6を介して、検出器7が接続されている。ま
た、この検出器7は、増幅器8を介してE/O変換部に接
続され、さらに、光ファイバ10を介して監視部11に接続
されている。この監視部11は、O/E変換部12と信号処理
部13とから構成され、その処理データを出力するように
構成されている。
この様に構成された従来の部分放電検出器は以下に述
べる様に作用する。即ち、中心導体3に高電圧が印加さ
れると、中心導体3と電極4の間に存在する浮遊容量C1
とコンデンサ5とが分圧器を構成し、コンデンサ5の両
端に分担電圧を発生する。そして、この分担電圧には、
開閉器内で部分放電が発生するとその放電に起因する高
周波成分(信号)が重畳され、検出器7に入力される。
この高周波信号は、検出器7において分担電圧から分
離、検出され、増幅器8で増幅された後、光信号に変換
され、前記監視部11に伝送される。この光信号は監視部
11内のO/E変換部12において電気信号に変換され、信号
処理部13に入力される。そして、信号処理部13におい
て、サンプリングしたすべての信号の平均を求め、その
平均値と予め定められた基準値とを比較して、異常の判
定を行う。
ここで、サンプリングしたすべての信号の平均を求
め、その平均値と予め定められた基準値とを比較するの
は、以下に述べる様な理由からである。即ち、前記検出
器7で受信される電気信号には、電気的なノイズも含ま
れるが、このノイズの大きさは、長期的に発生している
レベルの低い部分放電信号に比べて十分大きいため、一
つ一つのサンプリング信号と基準値とを比較して、各サ
ンプリング信号が基準値より大きい場合に“異常”と判
定してしまうと、上記の様なノイズ信号も“異常”と判
断してしまうことになる。そこで、あるサンプリング周
期において検出した部分放電信号を平均化処理すること
によって、ノイズを除去することが可能となるからであ
る。
また、上記の様なノイズ信号の発生頻度は十分に低い
ため、全サンプリング信号と共に平均化しても、その平
均値に与える影響は無視できる程度に小さいからであ
る。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上述した様な従来の部分放電検出器に
おいては、以下に述べる様な解決すべき課題があった。
即ち、部分放電は、第6図に示した様に、長期的に発生
しているレベルの低い部分放電と、単発的に発生するレ
ベルの高い部分放電に分けられるが、特に、接触不良の
原因で地絡に至る場合は、地絡発生前にレベルの高い単
発的な部分放電が頻発に発生する傾向が見られる。その
ため、変電機器の事故を未然に防ぐためには、この様な
レベルの高い部分放電をも検出し、接触不良が原因とな
る地絡事故の防止を図ることを可能とした、精度の高い
部分放電検出器の開発が切望されていた。
本発明は、以上の欠点を解消するために提案されたも
ので、その目的は、一定レベルより小さい部分放電と、
そのレベルより大きい部分放電とを別個に処理すること
のできる、精度の高い部分放電検出器を提供することに
ある。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、高電圧充電部等を絶縁性ガスと共に接地金
属容器内に収納して成るガス絶縁開閉装置の内部に発生
する部分放電を検出する部分放電検出器において、入力
された部分放電信号を処理し、異常判定を行う信号処理
部が、入力された部分放電信号のレベルを予め設定され
た基準レベルと比較判定するレベル判定部と、前記レベ
ル判定部において前記基準レベルより低い部分放電信号
と判定されたデータを処理する第1の信号処理部と、前
記基準レベルより高い部分放電信号と判定されたデータ
を処理する第2の信号処理部とから構成され、第1の信
号処理部では、積算された放電量の時間平均値を算出
し、第2の信号処理部では、放電回数の時間平均値を算
出することを特徴とする。
(作用) 本発明の部分放電検出器によれば、長期的に発生して
いるレベルの低い部分放電信号については積算された放
電量の時間平均値を算出する第1の信号処理部におい
て、単発的に発生するレベルの高い部分放電信号につい
ては放電回数の時間平均値が算出する第2の信号処理部
において把握することによって、接触不良が原因で地絡
する際に、その前兆として現れるレベルの高い部分放電
を容易に検出することができる。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を第1図及び第2図に基づい
て具体的に説明する。なお、第5図に示した従来型の同
一の部材には同一の符号を付して、説明は省略する。
本実施例においては、第1図に示した様に、部分放電
検出器の信号処理部20が、入力された部分放電信号のレ
ベルを判定するレベル判定部21と、前記レベル判定部21
において、ある基準レベルより低い部分放電信号と判定
されたデータを処理する第1の信号処理部22及び前記基
準レベルより高い部分放電信号と判定されたデータを処
理する第2の信号処理部23とから構成されている。
本実施例の部分放電検出器の動作を、第2図のフロー
チャートに示した。即ち、第6図に示した様な長期的に
発生しているレベルの低い部分放電に比べて、単発的に
発生するレベルの高い部分放電はその発生頻度が低いた
め、その平均値を求める周期はレベルの低い部分放電の
平均値を求める周期(T1)の整数倍(T2)で良い。即
ち、レベルの低い部分放電はT1ごとに、レベルの高い部
分放電はT1*T2ごとに平均値を求めることとする。ま
ず、すべての変数を初期化した後(ステップP1)、タイ
マリセットをする(ステップP2)。次に、時間tをレベ
ルの低い部分放電の平均値を求める周期T1と比較し(ス
テップP3)、tがT1より小さい間は、部分放電信号を読
み込み(ステップP4)、基準レベルとの大小関係を調べ
(ステップP5)、基準レベルより小さい時は長期的に発
生している部分放電であり、基準レベルより大きい時は
単発的に発生する部分放電と見なす。なお、前記基準レ
ベルは、部分放電検出器のほぼフルスケールに近い値に
設定されている。これは、第6図から明らかな様に、接
触不良が原因で単発的に発生する部分放電は、計器が振
り切れる程大きいからである。次に、基準レベルより小
さい部分放電は、その放電量の積算値QTを求め(ステッ
プP6)、基準レベルより高い部分放電は、計器が振り切
れている状態なので、放電量を記録する必要はないの
で、発生回数Nをカウントする(ステップP7)。この様
に、時間tがT1より小さい間は、上記のデータ読み込み
レーチンを繰り返し、t>T1となった時は、ステップP8
に進み、単発的に発生する部分放電のためのタイマカウ
ンタt2を一つ増やす。次に、時間tが、単発的に発生す
部分放電の平均値を求める周期に達していない時は、ス
テップ10に進み、基準レベルより低い部分の放電量の時
間平均Aを求める。そして、ステップP12で前記時間平
均Aが警報値A0より大きいと判断された時は警報のリレ
ーをONにし(ステップP13)、一方、警報値A0より小さ
い時には、この周期の間の部分放電量は異常ではないと
判断し、再びステップP2に戻り、次の周期のデータの取
り込みを始める。
この様に、基準レベルより低い部分放電のデータ処理
を行っている内に、時間tが単発的に発生する部分放電
の処理周期に達し、ステップP9に示す条件を満たした場
合は、ステップP14に進む。ステップP14では、単発的に
発生する部分放電の回数の時間平均Bを求め、ステップ
P16でBが警報値B0より大きい時は異常とみなし、警報
のリレーをONにする(ステップP13)。一方、Bが警報
値B0より小さい時には異常でないと判断し、ステップP1
0に戻り、長期的に発生している基準レベルより低い部
分放電のデータ処理ルーチンに入る。
この様に、本実施例においては、単発的に発生するレ
ベルの高い部分放電信号を、長期的に発生しているレベ
ルの低い部分放電信号と区別して処理することにより、
高精度で信頼性の高い部分放電検出器を提供することが
できる。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものでは
なく、第3図または第4図に示したフローチャートに従
って動作するように構成しても良い。
まず、第3図に示したフローチャートについて説明す
る。即ち、レベルの低い部分放電信号から得られた放電
量の平均値Aが、ある警報値A0より大きい場合は、金属
容器内の絶縁物、例えば絶縁スペーサなどに生じたクラ
ックまたは異物の侵入による部分放電が発生しているこ
とが多いので、警報出力の際(ステップP17)に、その
旨を表示することで、部分放電の原因を容易に推測する
ことができる。一方、レベルの高い部分放電信号から得
られた放電回数の平均値Bが、ある警報値B0より大きい
時には、接触不良による部分放電が発生していることが
多いので、警報出力の際(ステップP18)、その旨を表
示することで、部分放電の原因を推測することができ
る。
この様に、本実施例においては、単発的に発生するレ
ベルの高い部分放電信号を、長期的に発生しているレベ
ルの低い部分放電信号と区別して処理し、警報出力の際
にその原因と推測できる事項を表示することにより、高
精度でより信頼性の高い部分放電検出器を提供すること
ができる。
次に、第4図に示したフローチャートについて説明す
る。これは、第2図に示した実施例が、サンプリング周
期を時間で管理するのに対し、データ個数で管理するも
のである。即ち、ステップP19ですべての変数を初期化
する。この中には、基準レベルQSより低い部分放電信号
のサンプリング時間を計るためのタイマt1と、基準レベ
ルQSより高い部分放電信号のサンプリング時間を計るた
めのタイマタイマt2を含む。次に、ステップP20でデー
タQを読み込み、この値と基準レベルQSとの大小関係を
ステップP21で調べる。基準レベルQSより小さいデータ
は、長期的に発生しているレベルの低い部分放電信号と
みなし、ステップP22に進み、データ数のカウントをし
た後、ステップP23で放電量の積算値の計算を行う。取
り込むデータ数がN1になるまで、このデータ読み込みル
ーチンを繰り返し、N1個のデータを取り込んだ時間をT1
とする(ステップP25)。ステップP26でN1個の積算放電
量QTを時間T1で割ることにより、放電量の時間平均Aを
求める。そして、Aと警報基準値A0を比較し(ステップ
P28)、A>A0であれば警報のリレーをONにし(ステッ
プP29)、A<A0であれば、放電量は異常ではないとみ
なし、ステップP20に戻る。一方、ステップP20で読み込
んだデータQが、基準レベルQSより大きい場合は、単発
的に発生するレベルの高い部分放電とみなし、ステップ
P30で回数をカウントする。取り込むデータ数がN2にな
るまで、このデータ読み込みルーチンを繰り返し、N2
のデータを取り込んだ時間をT2とする(ステップP3
2)。ステップP33で、放電回数N2を時間T2で割ることに
より、放電回数の時間平均Bを求める。そして、Bと警
報基準値B0を比較し(ステップP35)、B>B0であれば
警報のリレーをONにし(ステップP29)、B<B0であれ
ば、放電回数の時間密度は異常ではないとみなし、ステ
ップP20に戻る。なお、ここで、第3図に示した実施例
と同様に、ステップP28の判断の結果出力する警報と、
ステップP35の判断の結果出力する警報を区別できるよ
うに構成すれば、部分放電の原因を容易に推定すること
ができる。
この様に、本実施例においては、単発的に発生するレ
ベルの高い部分放電信号を、長期的に発生しているレベ
ルの低い部分放電信号と区別して処理し、また、サンプ
リングの周期をデータ個数で管理することにより、部分
放電が頻繁に発生した時には、第2図に示した実施例よ
りは早く警報を出力することができる。
[発明の効果] 以上述べた様に、本発明によれば、基準レベルより高
い部分放電と、そのレベルより低い放電部分とを別々に
処理するように構成することによって、単発的に発生す
る部分放電をも検出することのできる、信頼性の高い部
分放電検出器を提供することができる。
特に、地絡発生前に頻発して発生する計器が振り切れ
るようなレベルの高い単発的な部分放電を、放電量では
なくその回数を記録することによって確実に把握するこ
とができることから、接触不良を原因とする地絡事故を
防止し、精度が良く信頼性の高い部分放電検出器を提供
することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の部分放電検出器の一実施例を示す構成
図、第2図はその動作を示すフローチャート、第3図及
び第4図は本発明の他の実施例の動作を示すフローチャ
ート、第5図は従来の部分放電検出器の一例を示す構成
図、第6図は部分放電の発生状況を示す図である。 1……金属容器、2……絶縁スペーサ、3……中心導
体、4……電極、5……コンデンサ、6……信号引込
線、7……検出器、8……増幅器、9……E/O変換部、1
0……光ファイバ、11……監視部、12……O/E変換部、13
……信号処理部、20……信号処理部、21……レベル判定
部、22……第1の信号処理部、23……第2の信号処理
部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鎌田 功 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株式会社東芝浜川崎工場内 (56)参考文献 特開 昭64−59084(JP,A) 特開 昭50−17871(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高電圧充電部等を絶縁性ガスと共に接地金
    属容器内に収納して成るガス絶縁開閉装置の内部に発生
    する部分放電を検出する部分放電検出器において、 入力された部分放電信号を処理し、異常判定を行う信号
    処理部が、入力された部分放電信号のレベルを予め設定
    された基準レベルと比較判定するレベル判定部と、前記
    レベル判定部において前記基準レベルより低い部分放電
    信号と判定されたデータを処理する第1の信号処理部
    と、前記基準レベルより高い部分放電信号と判定された
    データを処理する第2の信号処理部とから構成され、 第1の信号処理部では、積算された放電量の時間平均値
    を算出し、第2の信号処理部では、放電回数の時間平均
    値を算出すること、 を特徴とする部分放電検出器。
JP1279878A 1989-10-30 1989-10-30 部分放電検出器 Expired - Fee Related JP2877387B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0697250B2 (ja) * 1987-08-29 1994-11-30 エ−テイ−アイ株式会社 部分放電電荷量測定装置

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