JP2960782B2 - Partial discharge measurement method - Google Patents

Partial discharge measurement method

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JP2960782B2 JP41016990A JP41016990A JP2960782B2 JP 2960782 B2 JP2960782 B2 JP 2960782B2 JP 41016990 A JP41016990 A JP 41016990A JP 41016990 A JP41016990 A JP 41016990A JP 2960782 B2 JP2960782 B2 JP 2960782B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は部分放電測定方法に関
し、特に電力ケーブル等を構成する絶縁体の絶縁不良を
診断する部分放電測定方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a partial discharge measuring method, and more particularly to a partial discharge measuring method for diagnosing insulation failure of an insulator constituting a power cable or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】部分放電測定方法として、例えば、試験
用変圧器を用いて測定を行う方法がある。
2. Description of the Related Art As a method of measuring partial discharge, for example, there is a method of performing measurement using a test transformer.

【0003】図3は、このような試験用変圧器を用いて
部分放電測定を行う方法の一例を示すブロック図であ
る。部分放電測定を行う場合には、電力ケーブル11の
活線運転を停止し、電力ケーブル11の一方の終端部1
2aから引き出されたケーブル導体13に試験用変圧器
14を接続して試験電圧を課電し、試験用変圧器14の
二次巻線14aから課電圧波形を取出して波形発生器1
4bから波形信号をCRT15に送る。一方、電力ケー
ブル11の他方の終端部12bから引き出されたケーブ
ル導体13に結合コンデンサ16を介して部分放電測定
器17を接続し、ここで高周波パルスを検出してCRT
15に送る。CRT15において課電圧波形と高周波パ
ルスの位相を比較する。ここで、課電圧位相が部分放電
の発生確率が高い位相にあるとき、例えば最大値付近又
はそれより若干進んだ位相にあるときに検出された高周
波パルスを、電力ケーブルの絶縁体の部分放電信号とし
て判定する。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a method for performing partial discharge measurement using such a test transformer. To perform the partial discharge measurement, the live-line operation of the power cable 11 is stopped, and one end 1 of the power cable 11 is stopped.
A test transformer 14 is connected to the cable conductor 13 drawn out of the test transformer 2a to apply a test voltage, and a voltage impressed waveform is extracted from the secondary winding 14a of the test transformer 14 to obtain a waveform generator 1.
From 4b, a waveform signal is sent to the CRT 15. On the other hand, a partial discharge measuring device 17 is connected to a cable conductor 13 drawn out from the other end portion 12b of the power cable 11 via a coupling capacitor 16, where a high-frequency pulse is detected and a CRT is detected.
Send to 15. The CRT 15 compares the applied voltage waveform with the phase of the high-frequency pulse. Here, when the applied voltage phase is in a phase where the probability of occurrence of partial discharge is high, for example, a high-frequency pulse detected when it is in the vicinity of the maximum value or in a phase slightly advanced therefrom, the partial discharge signal of the insulator of the power cable is used. Is determined.

【0004】図4は、部分放電測定方法の他の例を示す
ブロック図である。ケーブル導体13に接続された計器
用変圧器18の二次巻線はE/O(電気/光)変換器1
9に接続され、ここで二次巻線の出力電圧信号がE/O
変換される。この信号は、光ファイバ20によりO/E
(光/電気)変換器21に送られ、ここでO/E変換さ
れる。再生された出力電圧信号はAM変調器22でAM
変調され、接地線23で接地されたシースの一点11a
から電力ケーブル11に注入される。接地線23には高
周波鉄心24が接続され、対地インピーダンスを高めて
いる。一方、絶縁接続部25には一対の金属箔電極2
6,26が取付けられ、電力ケーブル11を経て伝送さ
れたAM変調信号波は、金属箔電極26,26により抽
出され、AM復調器30で復調された後、CRT15へ
出力される。また、高周波パルスは、金属箔電極26,
26から検出インピーダンス27を介して部分放電測定
器17で検出され、CRT15でモニタされる。そし
て、図3で示した方法と同様に、課電圧位相と高周波パ
ルスを観察して部分放電信号を判定する。
FIG. 4 is a block diagram showing another example of the partial discharge measuring method. The secondary winding of the instrument transformer 18 connected to the cable conductor 13 is an E / O (electric / optical) converter 1.
9 where the output voltage signal of the secondary winding is E / O
Is converted. This signal is transmitted through the optical fiber 20 to the O / E
It is sent to an (optical / electrical) converter 21 where it is O / E converted. The reproduced output voltage signal is output to the AM
One point 11a of the modulated and grounded ground wire 23
From the power cable 11. A high-frequency iron core 24 is connected to the ground line 23 to increase the impedance to ground. On the other hand, a pair of metal foil electrodes 2
The AM modulation signal waves transmitted through the power cable 11 are attached to the metal foil electrodes 26, 26, demodulated by the AM demodulator 30, and output to the CRT 15. The high frequency pulse is applied to the metal foil electrode 26,
26 is detected by the partial discharge measuring device 17 via the detection impedance 27 and monitored by the CRT 15. Then, similarly to the method shown in FIG. 3, the partial discharge signal is determined by observing the applied voltage phase and the high-frequency pulse.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来の部分放電測定方法では、以下に示すような問題点
があった。
However, the conventional partial discharge measuring method as described above has the following problems.

【0005】図3に示した方法では、電力ケーブルの活
線運転を停止しなければならないため、一時的に電力サ
ービスを中断しなければならなかった。また、部分放電
測定時には試験用変圧器から課電するので、専用の機器
を必要とし、これらの機器を接続する手数の煩わしさ
等、不便な点があった。
[0005] In the method shown in FIG. 3, since the hot-line operation of the power cable has to be stopped, the power service has to be temporarily interrupted. In addition, since power is applied from the test transformer at the time of partial discharge measurement, a dedicated device is required, and there are inconveniences such as troublesome connection of these devices.

【0006】一方、図4に示した方法では、変電所の運
転、保守管理に重要な役割を有する計器用変圧器を用い
て活線電圧の位相を検出するので、部分放電測定を行う
際に計器用変圧器の出力に例えば短絡、接地等の事故が
発生すると、前述した運転、保守管理に影響を与えるこ
とになる。また、この方法では、課電圧位相を複雑な経
路を経て取込むこととなるので、端子の極性を逆にして
取込む恐れ等があり、正確な測定を妨げる要因が多かっ
た。
On the other hand, in the method shown in FIG. 4, since the phase of the hot-line voltage is detected by using an instrument transformer having an important role in the operation and maintenance of the substation, the partial discharge measurement is performed. If an accident such as a short circuit or grounding occurs in the output of the instrument transformer, the above-mentioned operation and maintenance management will be affected. Further, in this method, since the applied voltage phase is taken in through a complicated path, there is a risk that the polarity of the terminal may be taken in, and there are many factors that hinder accurate measurement.

【0007】従って、本発明の目的は、部分放電測定を
電力ケーブルが活線状態のまま行うことができ、かつ活
線状態の電力系に影響を与えずに確実に測定を行うこと
ができるようにした部分放電測定方法を提供することで
ある。
Accordingly, an object of the present invention is to enable partial discharge measurement to be performed while the power cable is in a live state, and to perform the measurement without affecting the power system in a live state. To provide a method for measuring partial discharge.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、活線状態の電力ケーブルのシースの接地
線に接続された検出インピーダンスに基づいて部分放電
信号を検出し、前記シースから前記接地線を介して大地
に流れる充電電流を前記接地線から検出し、前記充電電
流の波形から前記電力ケーブルの課電圧の位相を求め、
前記部分放電信号の発生タイミングと前記課電圧の位相
を比較して部分放電の判定を行うことを特徴とする部分
放電測定方法を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to the above-mentioned object.
To achieve a partial discharge based on the detected impedance connected to the ground wire of the sheath of the live power cable
Signal, and ground from the sheath via the ground wire.
The charging current flowing through the detection from the ground line, obtains a phase of the division voltage of the power cable from the waveform of the charging current,
Generation timing of the partial discharge signal and phase of the applied voltage
And measuring the partial discharge by comparing the partial discharges.

【0008】[0008]

【作用】単相の電力ケーブルを3条布設してなる3相送
電系において、各電力ケーブルの線路の一部或いは全体
のシース側が一点接地されている場合には、シース回路
電流は全く流れないか又は無視することができる。この
とき、接地線に流れる電流は、電力ケーブルの絶縁体の
静電容量による充電電流が支配的となる。この場合、課
電圧の位相と接地線を流れる充電電流の位相の位相差は
π/2である。
In a three-phase power transmission system in which three single-phase power cables are laid, if a part or the entire sheath side of each power cable line is grounded at a single point, no sheath circuit current flows. Or can be ignored. At this time, the current flowing through the ground wire is dominated by the charging current due to the capacitance of the insulator of the power cable. In this case, the phase difference between the phase of the applied voltage and the phase of the charging current flowing through the ground line is π / 2.

【0009】従って、接地線を流れる充電電流を検出す
れば、課電圧位相を求めることができる。本発明では接
地線に流れる充電電流を検出し、予め分かっている充電
電流と課電圧の位相差から課電圧位相を求め、この間接
的に検出された課電圧位相と検出された高周波パルスと
を比較し、特定の課電圧位相において検出された高周波
パルスを部分放電信号と判定する。
Therefore, if the charging current flowing through the ground line is detected, the applied voltage phase can be obtained. In the present invention, the charging current flowing through the ground line is detected, and the charging voltage phase is obtained from the phase difference between the charging current and the charging voltage known in advance, and the indirectly detected charging voltage phase and the detected high-frequency pulse are calculated. By comparison, a high-frequency pulse detected in a specific applied voltage phase is determined as a partial discharge signal.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の部分放電測定方法について詳
細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The partial discharge measuring method of the present invention will be described below in detail.

【0011】図1は本発明の一実施例を示す回路図であ
る。本例は、例えばU,V,Wの3本の単心電力ケーブ
ルからなる三相送電系における各電力ケーブルの部分放
電測定を行うものである。U,V,Wの各相のいずれの
電力ケーブルを測定する場合も全く同様に行うので、こ
こではU相の電力ケーブルを測定する場合を例にとって
説明する。
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention. In this example, for example, partial discharge measurement of each power cable in a three-phase power transmission system including three single-core power cables of U, V, and W is performed. The measurement is performed in exactly the same way when measuring the power cables of each of the U, V, and W phases. Therefore, the case of measuring the U-phase power cables will be described here as an example.

【0012】単心の電力ケーブル11の終端部12から
はケーブル導体13が引き出されている。この単心ケー
ブル系のシースは、一点11aでのみ接地線23で接地
されている。この接地線23には、高周波のインピーダ
ンスを高めるために高周波鉄心24が接続されている。
この接地線23は部分放電測定器17に接続され、ここ
で検出された高周波パルス信号はCRT15に送られ
る。
A cable conductor 13 is drawn out from a terminal portion 12 of the single-core power cable 11. The sheath of the single-core cable system is grounded by the ground wire 23 only at one point 11a. A high-frequency iron core 24 is connected to the ground wire 23 to increase the high-frequency impedance.
This ground line 23 is connected to the partial discharge measuring device 17, and the high-frequency pulse signal detected here is sent to the CRT 15.

【0014】一方、この接地線23には充電電流を検出
するための電流変成器28が設置され、この電流変成器
28は並列に接続した抵抗29を介して波形変換器30
に接続され、ここで電流信号の積分処理が行われる。得
られた充電電流の波形信号はCRT15に送られ、ここ
で前記高周波パルスと同時にモニタされる。なお、抵抗
29の代わりにコンデンサを接続し、その両端から直接
電圧波形を得るようにしてもよい。
On the other hand, a current transformer 28 for detecting a charging current is provided on the ground line 23. The current transformer 28 is connected to a waveform converter 30 via a resistor 29 connected in parallel.
, Where the integration processing of the current signal is performed. The obtained charging current waveform signal is sent to the CRT 15, where it is monitored simultaneously with the high frequency pulse. Note that a capacitor may be connected instead of the resistor 29, and a voltage waveform may be obtained directly from both ends.

【0015】以上の構成において、課電圧に対応する充
電電流の位相と高周波パルスとをCRT15で同時に観
察すると、課電圧の特定位相において高周波パルスが検
出される。部分放電パルスは課電圧が特定の位相のとき
に現れる頻度が高いので、その位相に現れるパルスを部
分放電パルスとして判定することができる。従って、外
部からのノイズとを明確に区別して部分放電測定を行う
ことが可能となる。
In the above configuration, when the phase of the charging current corresponding to the applied voltage and the high-frequency pulse are simultaneously observed on the CRT 15, the high-frequency pulse is detected at the specific phase of the applied voltage. Since the partial discharge pulse frequently appears when the applied voltage has a specific phase, the pulse appearing at that phase can be determined as a partial discharge pulse. Therefore, it is possible to perform partial discharge measurement while clearly distinguishing external noise.

【0016】なお、課電圧位相及び部分放電パルスの極
性の関係から、得られた部分放電信号が部分放電測定を
行っている試料系の電力ケーブル11内からのものか、
あるいは試料系の電力ケーブル11以外からのものか判
別することも可能である。
From the relationship between the applied voltage phase and the polarity of the partial discharge pulse, whether the obtained partial discharge signal is from the power cable 11 of the sample system where the partial discharge measurement is performed,
Alternatively, it is also possible to determine whether the cable is from a source other than the power cable 11 of the sample system.

【0017】また、高周波パルス信号とともに充電電流
から得た課電圧の位相に応じた信号をゲート回路に入力
し、課電圧が所定の位相となる場合にのみ高周波パルス
信号を出力してこれを評価することにより、部分放電信
号の判定がより確実かつ容易となる。
In addition, a signal corresponding to the phase of the applied voltage obtained from the charging current is input to the gate circuit together with the high-frequency pulse signal, and the high-frequency pulse signal is output only when the applied voltage has a predetermined phase and evaluated. By doing so, the determination of the partial discharge signal becomes more reliable and easier.

【0018】図2は、絶縁接続部によりシース回路が独
立し、その各々の区間のシースが単独に接地されている
ような線路において、部分放電測定を行う場合の例を示
している。
FIG. 2 shows an example in which a partial discharge measurement is performed on a line in which a sheath circuit is independent by an insulated connecting portion and a sheath in each section is independently grounded.

【0019】この場合、複数の絶縁接続部25a及び2
5bで区切られた各区間のシースがそれぞれ単独に接地
線23a,23b及び23cで接地されている。その線
路の任意の接地線に図1で示したのと同じ測定系を取付
け、この系から充電電流及び高周波パルスの各信号を検
出することにより、図1で示した実施例の場合と全く同
様に部分放電測定を行うことができる。
In this case, the plurality of insulated connecting portions 25a and 25a
The sheath of each section sectioned by 5b is independently grounded by grounding wires 23a, 23b and 23c. The same measurement system as that shown in FIG. 1 is attached to an arbitrary ground line of the line, and the charging current and the high-frequency pulse signals are detected from this system, so that it is completely the same as the embodiment shown in FIG. The partial discharge measurement can be performed.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の部分放電測
定方法によると、接地線を流れる充電電流を検出するこ
とによって課電圧位相を求めるようにしたので、電力ケ
ーブルの活線運転を停止する必要がなくなり、電力の供
給サービスを中断することなく絶縁診断を行うことがで
きる。また、計器用変圧器等の出力を測定に利用しない
ので、これらの変電所の運転等に影響を与える恐れもな
くなる。さらに、比較的単純な経路により課電圧信号を
取出すので、誤結線等を生じる要因が少なくなり、精度
の高い測定を行うことができる。
As described above, according to the partial discharge measuring method of the present invention, the voltage application phase is obtained by detecting the charging current flowing through the ground line, so that the live operation of the power cable is stopped. This eliminates the need and allows the insulation diagnosis to be performed without interrupting the power supply service. In addition, since the output of the instrument transformer or the like is not used for measurement, there is no possibility that the operation of these substations will be affected. Further, since the imposed voltage signal is extracted through a relatively simple path, factors that cause erroneous connection and the like are reduced, and highly accurate measurement can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の部分放電測定方法の一実施例を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a partial discharge measuring method according to the present invention.

【図2】本発明の部分放電測定方法の他の実施例を示す
ブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the partial discharge measuring method of the present invention.

【図3】従来の部分放電測定方法を示すブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram showing a conventional partial discharge measuring method.

【図4】従来の部分放電測定方法の他の例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 4 is a block diagram showing another example of a conventional partial discharge measurement method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 電力ケーブル 11a
接地シース 12 ケーブル終端部 13
ケーブル導体 15 CRT 17
高周波測定器 23,23a,23b 接地線 24
高周波鉄心 25,25a,25b 絶縁接続部 28
電流変成器 29 抵抗 30
波形変換器
11 Power cable 11a
Grounding sheath 12 Cable termination 13
Cable conductor 15 CRT 17
High frequency measuring device 23, 23a, 23b Ground wire 24
High frequency iron core 25, 25a, 25b Insulated connection 28
Current transformer 29 Resistance 30
Waveform converter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 桓 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日 立電線株式会社電線研究所内 (72)発明者 鈴木 弘 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日 立電線株式会社電線研究所内 (72)発明者 今井 友章 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日 立電線株式会社電線研究所内 (56)参考文献 特開 昭52−137384(JP,A) 特開 昭61−230065(JP,A) 特開 平2−122284(JP,A) 特開 平2−154170(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01R 31/12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor: Kan Endo 5-1-1, Hidaka-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside the Electric Wire Research Laboratory, Hitachi Cable Co., Ltd. 1-1 1-1 Nippon Electric Cable Co., Ltd. (72) Inventor Tomoaki Imai 5-1-1 Hidakacho, Hitachi City, Ibaraki Pref. Nippon Electric Cable Co., Ltd. (56) References JP 52-137384 (JP, A) JP-A-61-230065 (JP, A) JP-A-2-122284 (JP, A) JP-A-2-154170 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G01R 31/12

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 活線状態の電力ケーブルのシースの接地
線に接続された検出インピーダンスに基づいて部分放電
信号を検出し、前記シースから前記接地線を介して大地
に流れる充電電流を前記接地線から検出し、前記充電電
流の波形から前記電力ケーブルの課電圧の位相を求め、
前記部分放電信号の発生タイミングと前記課電圧の位相
を比較して部分放電の判定を行うことを特徴とする部分
放電測定方法。
1. A partial discharge based on a detected impedance connected to a ground wire of a sheath of a power cable in a live state.
Signal, and ground from the sheath via the ground wire.
The charging current flowing through the detection from the ground line, obtains a phase of the division voltage of the power cable from the waveform of the charging current,
Generation timing of the partial discharge signal and phase of the applied voltage
And measuring the partial discharge by comparing the partial discharges.
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