JP3707161B2

JP3707161B2 - 絶縁診断装置

Info

Publication number: JP3707161B2
Application number: JP29637896A
Authority: JP
Inventors: 宗敬斉藤
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 1996-11-08
Filing date: 1996-11-08
Publication date: 2005-10-19
Anticipated expiration: 2016-11-08
Also published as: JPH10142286A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス絶縁開閉装置などの電気機器の絶縁性能の診断を行うための絶縁診断装置に関し、特に、電気機器内部に発生する部分放電による電磁波を検出することにより絶縁診断を行う絶縁診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガス絶縁開閉装置などの電気機器においては、絶縁異常時に部分放電が発生し、この部分放電により二次的に電磁波が発生する。電気機器の絶縁破壊による重大事故を未然に防ぐために、部分放電の段階における電磁波を検出することにより、運転中の電気機器の内部に絶縁異常が発生しているか否かを診断する絶縁診断装置が提案されている。
【０００３】
この絶縁診断装置においては、部分放電により発生する電磁波は、異常検出アンテナにより検出される。また、部分放電による電磁波の周波数は不特定であるので、複数点の周波数ポイントについて電磁波をモニタする。異常検出アンテナは、電気機器内部からの電磁波だけではなく外部ノイズも拾うため、このノイズによる誤判定を排除する必要がある。このため、絶縁監視装置１の立ち上げ時に、ノイズアンテナを用いてノイズの検出を行う。そして、この検出結果に基づいて、ノイズが存在しない複数の周波数ポイントを最適周波数ポイントとして選択する。そして、異常検出アンテナにより検出した電磁波を、最適周波数ポイントごとにレベル測定をし、その測定データに基づいて絶縁診断を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の絶縁監視装置においては、最適周波数ポイントの設定は、絶縁監視装置の立ち上げ時にのみ行っていた。このため、最適周波数ポイントとしてノイズのない周波数を設定しても、設定後に外部ノイズが発生すると、絶縁診断時に、このノイズを部分放電による電磁波と誤認し、誤診断を行うケースがある。
【０００５】
本発明は、電気機器の絶縁性能の診断を行うための絶縁診断装置において、ノイズによる誤判定が発生することを防止することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、最適周波数ポイントの設定後でも、絶縁診断ごとに、診断開始前のノイズチェックを行う。
最初に、絶縁診断装置の立ち上げ時に、ノイズアンテナを用いて、外部ノイズのない複数の周波数ポイントを最適周波数ポイントとして決定する。
【０００７】
次に、絶縁診断開始の直前若しくは同時に、ノイズアンテナにより最適周波数ポイントごとのノイズレベルを検出する。この検出レベルが所定値を超えた場合、その周波数ポイントにおける周波数データを無効として、絶縁診断時にはその周波数ポイントのデータを使用できないようにする。
ノイズチェック終了後に、異常検出アンテナを用いて、前記最適周波数ポイントごとの電磁波レベルを計測する。そして、得られたデータの内、有効なデータのみを用いて絶縁診断を行う。
【０００８】
これにより、最適周波数ポイントの設定後にノイズが発生しても、その影響を排除することができ、誤診断をすることがなくなる。
また、ノイズチェックから絶縁診断までのごく短い期間中にノイズが発生することがある。このノイズによる誤診断を防止するために、ノイズチェックと絶縁診断を複数回繰り返して、それにより得た複数の検出データに基づいて絶縁診断を行うことができる。この場合、ノイズによる悪影響は、複数のデータをとることにより、低減することができる。このとき、複数データの平均値、最低値、又は、最多値などを計算することで、更に有効にノイズを除去できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に、絶縁監視装置の構成を示す。
１は絶縁監視装置であり、絶縁異常により発生する電磁波を検出する異常検出アンテナ２と、外部ノイズを検出するためのノイズアンテナ３が接続される。４は電気機器であり、その内部に軽微な絶縁異常が発生すると、該当部分に部分放電５が発生する。
【００１０】
両アンテナ２，３の検出出力は、切換器６により一方が選択され、アンプ７により増幅され、チューナ８により最適周波数ポイントごとに信号が選択され、Ａ−Ｄ変換器９によりディジタル信号に変換されて判定器１０に入力される。この判定器１０はＣＰＵにより構成することができる。また、切換器５は判定器１０の制御により切り換えられ、チューナ８は判定器１０の制御により同調周波数が選択される。
【００１１】
図２に、判定器１０による診断動作の第１例のフローチャートを示す。
ステップＳ１では、絶縁監視装置１の立ち上げ時に、ノイズが検出されない周波数ポイントを複数選択し、これを最適周波数として設定する。
このため、判定部１０は切換器６をノイズアンテナ３側に切り換える。そして、チューナ８により、予め設定した複数の周波数ポイントによりノイズアンテナ３が検出した電磁波のレベルの測定を行う。図３（ａ）は、この測定結果を示す。なお、図３において、ＢＧＮＬは、バックグラウンドノイズレベルを表している。
【００１２】
判定部１０では、測定レベルがバックグラウンドノイズレベルＢＧＮＬを超えた周波数ポイントについては、チューナ８の周波数をΔＦずらせて、再チェックをする。これを測定レベルがバックグラウンドノイズレベルＢＧＮＬより低くなるまで繰り返し、最終的に、殆どの周波数ポイントが検出レベルの低いものとなるように、監視周波数ポイントを設定する。このようにして最適周波数ポイントを設定した状態を図３（ｂ）に示す。
【００１３】
ステップＳ２で、上記最適周波数設定後に、電磁波の測定を行う。このステップＳ２は、定期的に、あるいは任意の間隔でくり返すことができる。
ステップＳ２では、最初に、ステップＳ２１でノイズチェックを行う。判定器１０が切換器６をノイズアンテナ３側に切り換えて、チューナ８を複数の最適周波数ポイントに切り換えて、測定レベルをチェックする。ここで、新たに発生したノイズがなければ、図４（ａ）に示すように、どの周波数ポイントにおいても、バックグラウンドノイズレベルＢＧＮＬにマージン（α）を加えたレベル（ＢＧＮ＋α）より低くなる。しかしながら、偶発ノイズが発生していると、図４（ｂ）に示すように、何点かの周波数ポイントで、検出レベルがレベルＢＧＮＬ＋αを超える。
【００１４】
ステップＳ２２で、各最適周波数ポイントごとにデータの有効無効の判定を行う。図４（ｂ）に示すように、レベルＢＧＮＬ＋αを超えた周波数ポイントのデータを無効とし、その他のデータを有効とする。これにより、この周波数ポイントにおけるデータは、以後の診断動作に使用されなくなる。
ステップＳ２３で、部分放電による電磁波の計測を行う。判定器１０は、切換器６を異常検出アンテナ２側に切り換え、チューナ８を複数の最適周波数ポイントに切り換えて、各周波数ポイントごとのデータを得る。判定部１０では、これらのデータから、ステップＳ２２で無効にされたデータを除いた有効なデータを用いて部分放電の有無の判定を行う。なお、チューナ８において、無効とされた周波数ポイントを選択しないようにすることもできる。
【００１５】
この判定に用いられるデータは、ノイズの影響を受けたものが除外されているため、絶縁診断は、ノイズの影響のない正確な診断を行うことができる。なお、部分放電の有無の判定を行う手法については、公知のものであるので、ここでの説明は省略する。なお、ノイズアンテナのレベルと異常検出アンテナのレベルの差を評価する方法もあるが、異常検出アンテナは、機器により特性が異なるため、その都度、調整が必要となる。本発明では、このような調整は不要となる。
【００１６】
また、ノイズチェックと電磁波の計測は同時に行うこともできる。本例では、システムを安価とするために時分割で行っている。
図５に、図２の診断動作の変形例を示す。
図２を用いて説明した第１の例では、ノイズチェックを１回行った後に部分放電による電磁波の計測を行うので、ノイズチェックから計測までに時差が生じる。たまたまこの間にノイズが発生すると、やはりノイズによる誤診断を行うことがあり得る。本例は、これを更に防止するものである。
【００１７】
図５において、ステップＳ１は図２と同一動作である。また、ステップＳ１に続くステップＳ３の測定動作においても、ステップＳ２１からステップＳ２３までは、図２と同一動作である。つまり、ステップＳ１の最適周波数ポイントの設定後、ステップＳ２１のノイズチェック、ステップＳ２２の周波数ポイント有効無効の判定、ステップＳ２３の測定の一連の動作が行われる。これらの動作が終了すると、ステップＳ２４で測定回数の判定が行われる。ここで、所定の回数Ｎ回だけ測定が行われたか否かを判定し、Ｎ回に達していなければ、ステップＳ２１に戻って、再度ノイズチェックを行ってから測定を行う。ステップＳ２４で測定回数がＮ回に達したと判定されると、ステップＳ２５へ進む。
【００１８】
ステップＳ２５では、測定データを用いた計算が行われる。ここでは、電磁波データとして、周波数ポイントごとに、Ｎ回測定された電磁波レベルの平均値、最小値、最多値、又は、χ^-−３σなどが計算される。以後は、判定部１０において、この計算された値に基づいて部分放電の有無の判定が行われる。
平均値を採用した場合、ノイズチェックから計測までの短時間の間にノイズが発生したとしても、複数回の計測を行えば、１回のノイズの影響は少なくなる。また、最小値を採用した場合は、ノイズの影響のないデータで診断を行うことができる。なお、ノイズチェック後に連続的なノイズの発生があった場合は、２回目以降のノイズチェックによりその周波数ポイントのデータは無効とされるので、この場合もノイズによる誤判定を防止できる。
【００１９】
上記複数回の測定を行った場合のデータの計算方法には、種々の方法がある。例えば、平均値をとるときに、各周波数ポイントにおける全データの平均をとらずに、誤差を含み易い最大値側及び最小値側のデータをカットして、残りのデータで平均値をとることにより、より正確なデータを得ることができる。また、最大値側及び最小値側のデータをカットしたデータから、判定用の最小値を得るようにすることもできる。平均値は、２乗平均、又は、正規分布による平均などでも良い。
【００２０】
さらに、各周波数ポイントごとに平均値又は最小値を計算した後、全周波数ポイントのデータ（平均値又は最小値）から最大値側及び最小値側のデータをカットするようにしても良い。
本発明の絶縁診断装置は、ポータブル型のように、場所、時間などを変えて使用する場合に有効である。
【００２１】
本発明によれば、電気機器の絶縁性能の診断を行うための絶縁診断装置において、ノイズによる誤診断が発生することを防止することができる。さらには、電磁波レベルの計測結果を安定させて、より正確な絶縁診断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の絶縁監視装置の実施形態の構成を示す図。
【図２】図１の装置の動作を示すフローチャート。
【図３】絶縁監視装置における最適周波数を決定する方法を説明する図。
【図４】図１の装置におけるノイズチェックの動作を説明するための図。
【図５】図２の動作の変形例を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…絶縁監視装置
２…異常検出アンテナ
３…ノイズアンテナ
４…電気機器
５…部分放電
６…切換器
７…アンプ
８…チューナ
９…Ａ−Ｄ変換器
１０…判定器

Claims

電磁波検出方式による絶縁診断装置において、
絶縁異常により発生する部分放電による電磁波を検出するための異常検出アンテナと、
外来ノイズを検出するためのノイズアンテナと、
前記異常検出アンテナを用いて、複数の周波数ポイントにおける前記電磁波のレベルを測定することにより絶縁診断を行う判定部であって、該絶縁診断の直前若しくは同時に、前記ノイズアンテナにより前記複数の周波数ポイントごとの電磁波レベルを測定し、この測定レベルが所定値を超えた場合、その周波数ポイントにおける測定データを無効とするノイズチェックを行う判定部と
を具備することを特徴とする絶縁診断装置。
前記判定部は、前記ノイズチェックと前記絶縁診断を複数回繰り返して、複数回分の測定データに基づいて絶縁診断を行うことを特徴とする請求項１記載の絶縁診断装置。