JP4690428B2 - Device for detecting partial discharge intensity of conductive device - Google Patents

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Description

本発明は、ガス絶縁開閉装置や電力ケーブル等の導電装置の部分放電発生位置検出装置、特に筒状体の長さ方向と交差する方向の位置を的確に知ることができる導電装置の部分放電発生位置検出装置に関する。   The present invention relates to a partial discharge generation position detection device for a conductive device such as a gas insulated switchgear or a power cable, and particularly to a partial discharge generation of a conductive device that can accurately know the position in the direction intersecting the length direction of the cylindrical body. The present invention relates to a position detection device.

従来の導電装置であるガス絶縁機器の部分放電検出装置として、部分放電の周波数スペクトルの特性から異常を検出するもので、例えば周波数スペクトルに現れる複数のスペクトル強度の山のスペクトル幅を測定または比較して、コンタクトの接触不良、電気フロート、スペーサのクラックとボイド、金属線等の異常原因を診断しようとするものがある(例えば、特許文献1参照)。   As a partial discharge detection device for gas insulation equipment, which is a conventional conductive device, it detects anomalies from the characteristics of the frequency spectrum of partial discharge. For example, it measures or compares the spectral widths of multiple spectral intensity peaks that appear in the frequency spectrum. Some of them attempt to diagnose abnormal causes such as contact failure, electrical float, spacer cracks and voids, and metal wires (see, for example, Patent Document 1).

特開平5−12350号公報JP-A-5-12350

従来の部分放電検出装置は上記の如きであったが、この方法では部分放電が径方向のどのあたりの位置で発生しているのかを、的確に知ることができなかった。異常の径方向の位置によっては早急に点検を要するものもあり、しばらくは放置しておいても有害ではないものもあることから、径方向の異常位置の判定を的確に行える装置が望まれている。   The conventional partial discharge detection apparatus is as described above. However, in this method, it has not been possible to know exactly where the partial discharge is generated in the radial direction. Depending on the position of the abnormal radial direction, there is a thing that requires immediate inspection, and there are some that are not harmful if left unattended for a while, so a device that can accurately determine the abnormal position in the radial direction is desired. Yes.

すなわち、例えばガス絶縁開閉装置(以下GISという)の筒状体であるタンク内への異物の混入を考えた場合、同じ形状の異物でもタンク側にある場合は起立→浮上→破壊という段階を踏むのに対し、内部高圧導体側にある場合は直ちに破壊に結び付く可能性がある。よって、異物の径方向の位置を知ることは絶縁診断上重要なことである。   That is, for example, when considering the entry of foreign matter into a tank that is a cylindrical body of a gas insulated switchgear (hereinafter referred to as GIS), even if the same shape of foreign matter is on the tank side, the steps of standing up → floating → destruction are taken. On the other hand, if it is on the internal high-voltage conductor side, it may lead to destruction immediately. Therefore, knowing the position of the foreign material in the radial direction is important for insulation diagnosis.

本発明の目的とするところは、上記のような問題点を解決して、導電性材料で形成された筒状体とこの筒状体内に収容され筒状体の長さ方向に延伸された導体とを有する導電装置における上記筒状体内で発生する部分放電が、筒状体の長さ方向と交差する方向のどの位置で発生したか、すなわち筒状体が円筒状であればその径方向のどの位置で発生したかを知ることができる導電装置の部分放電発生位置検出装置を得ることにある。さらに、部分放電の強度を知ることができる部分放電強度検出装置を得ることを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-described problems, and a cylindrical body formed of a conductive material and a conductor accommodated in the cylindrical body and extended in the length direction of the cylindrical body The partial discharge generated in the cylindrical body in the conductive device having the above is generated at which position in the direction intersecting the longitudinal direction of the cylindrical body, that is, in the radial direction if the cylindrical body is cylindrical. The object is to obtain a partial discharge occurrence position detection device for a conductive device that can know at which position it has occurred. Furthermore, it aims at obtaining the partial discharge intensity | strength detection apparatus which can know the intensity | strength of partial discharge.

この発明に係る本発明の導電装置の部分放電強検出装置においては、導電性材料で形成された筒状体とこの筒状体内に収容され筒状体の長さ方向に延伸された導体とを有する導電装置における筒状体内で発生する電磁波の内のTE21モードの強度を求めてこれを部分放電強度の指標とするものである。   In the partial discharge strong detection device for a conductive device of the present invention according to the present invention, a cylindrical body made of a conductive material and a conductor accommodated in the cylindrical body and extended in the length direction of the cylindrical body. The TE21 mode intensity of electromagnetic waves generated in the cylindrical body of the conductive device is obtained and used as an index of partial discharge intensity.

この発明は、導電性材料で形成された筒状体とこの筒状体内に収容され筒状体の長さ方向に延伸された導体とを有する導電装置における筒状体内で発生する電磁波の内のTE21モードの強度を求めてこれを部分放電強度の指標とするものであるので、TE21モードは筒状体の長さ方向と交差する方向の位置にほとんど依存しないので本モードを検出することにより放電強度の正確な測定が可能となる。   The present invention relates to an electromagnetic wave generated in a cylindrical body in a conductive device having a cylindrical body formed of a conductive material and a conductor accommodated in the cylindrical body and extended in the length direction of the cylindrical body. Since the TE21 mode intensity is obtained and used as an indicator of the partial discharge intensity, the TE21 mode hardly depends on the position in the direction intersecting the longitudinal direction of the cylindrical body, so that the discharge is detected by detecting this mode. Accurate measurement of intensity is possible.

ガス絶縁機器等の導電装置の内部異常は、発生する部分放電の周波数スペクトルを検出することで診断できる。相分離母線GISは円筒同軸構造をしているので、電磁波の伝搬に関して同軸導波管と見なすことができる。同軸導波管内を伝搬する電磁波モードには、TEMモード(tansverse electro−magnetic mode)、TEmnモード、TMmnモードの基本的に3種類のモードが存在する。ここで、TEmnモード(transverse electric mode)の場合は、mおよびnは1以上の整数である。TMmnモード(transverse magnetic mode)の場合は、mは0以上の整数、nは1以上の整数である。各電磁波モードはそれぞれのモードに固有の電磁界分布をもつ。   An internal abnormality of a conductive device such as a gas insulation device can be diagnosed by detecting a frequency spectrum of the partial discharge that occurs. Since the phase separation bus GIS has a cylindrical coaxial structure, it can be regarded as a coaxial waveguide with respect to propagation of electromagnetic waves. There are basically three types of electromagnetic wave modes propagating in the coaxial waveguide: a TEM mode (transverse electro-magnetic mode), a TEmn mode, and a TMmn mode. Here, in the TEmn mode (transverse electric mode), m and n are integers of 1 or more. In the TMmn mode (transverse magnetic mode), m is an integer of 0 or more, and n is an integer of 1 or more. Each electromagnetic wave mode has a unique electromagnetic field distribution.

図1〜図4は、各モードの電界分布の一例を示す特性図である。図1はTEMモードとTEm1モードの特性を示し、図2はTMm1モードの径方向電界成分の径方向分布を示す。図3は、TE11モードとTM01モードの電界の径方向成分を示す特性図、図4は、各モードの周波数分布図である。   1 to 4 are characteristic diagrams showing an example of an electric field distribution in each mode. FIG. 1 shows the characteristics of the TEM mode and the TEm1 mode, and FIG. 2 shows the radial distribution of the radial electric field component of the TMm1 mode. FIG. 3 is a characteristic diagram showing the radial component of the electric field of the TE11 mode and the TM01 mode, and FIG. 4 is a frequency distribution diagram of each mode.

TEMモードは、良く知られているように同軸中心からの距離に反比例する電界分布を示すことから、図1のように、電界強度と径方向位置とは1対1に対応する。放電発生源がタンク側にある場合、放電発生源から放射された電磁波は、放電発生源が内部高圧導体側にある場合に比べて内部高圧導体との結合が弱くなる。TEMモードの電磁波が発生するためには導体が2つ必要なことから、タンク側で放電した場合は内部高圧導体側で放電した場合に比べて内部高圧導体との結合が弱い分TEMモードの電磁波が発生しにくくなっている。   As is well known, the TEM mode shows an electric field distribution that is inversely proportional to the distance from the coaxial center. Therefore, as shown in FIG. 1, the electric field intensity and the radial position correspond one-to-one. When the discharge generation source is on the tank side, the electromagnetic wave radiated from the discharge generation source is weakly coupled to the internal high-voltage conductor as compared to when the discharge generation source is on the internal high-voltage conductor side. Since two conductors are required to generate the TEM mode electromagnetic wave, the TEM mode electromagnetic wave is less coupled with the internal high voltage conductor when discharged on the tank side than when discharged on the internal high voltage conductor side. Is less likely to occur.

一方、図2のように、TMm1モードは中心導体とタンク底面との間においてその強度が極小となる位置があり、電界強度と径方向位置は1対1に対応しない。また、図示はしていないが、TEmn、TMmnモードの内nが2以上のモードについては、中心導体とタンクとの間においてその強度が極小となる位置があり、電界強度と径方向の位置とは1対1に対応しない。   On the other hand, as shown in FIG. 2, the TMm1 mode has a position where the strength is minimal between the center conductor and the tank bottom surface, and the electric field strength and the radial position do not correspond one-to-one. Although not shown in the figure, among the TEmn and TMmn modes where n is 2 or more, there is a position where the strength is minimal between the central conductor and the tank, and the electric field strength and the radial position are Does not correspond one to one.

ところで、部分放電源はGISのタンク内のある位置に偶発的に存在し、例えば中心導体表面や、タンク底面、スペーサ表面などが可能性としてある。それらの放電源において放電が発生すると電磁波が励起される。前述したように、GISのように同軸構造容器内においては放電のエネルギにより各電磁波モードが励起される。励起される電磁波モードそれぞれの強度は放電の大きさや放電源の位置に依存する。   By the way, the partial discharge power supply is accidentally present at a certain position in the tank of the GIS. For example, the central conductor surface, the tank bottom surface, the spacer surface, and the like are possible. When discharge occurs in those discharge sources, electromagnetic waves are excited. As described above, each electromagnetic wave mode is excited by the energy of discharge in the coaxial structure container like GIS. The intensity of each excited electromagnetic wave mode depends on the magnitude of the discharge and the position of the discharge source.

一般に励起源の強度、すなわち放電の強度が同じであれば、モード固有の電界強度分布において電界が高くなる場所で励起するとそのモードが強く励起される。すなわち、図1および図2に示した各モードの電界分布は各モードの電磁波強度の放電源位置依存性を示している。従って、例えば、TE11モードの場合はタンク底面に放電源が存在する場合に比較して中心導体側に存在する方が強く励起されることを示している。一方、TE31モードに関しては、タンク底面側に存在する方が強く励起されることを示している。   In general, if the intensity of the excitation source, that is, the intensity of the discharge is the same, the mode is strongly excited when excited in a place where the electric field is high in the electric field intensity distribution specific to the mode. That is, the electric field distribution of each mode shown in FIGS. 1 and 2 shows the dependency of the electromagnetic wave intensity of each mode on the discharge source position. Therefore, for example, in the case of the TE11 mode, it is shown that the presence of the discharge source on the bottom surface of the tank is more strongly excited when it exists on the center conductor side. On the other hand, regarding the TE31 mode, it is shown that the one existing on the bottom side of the tank is strongly excited.

従って、部分放電によって発生するTEM、TEmn、TMmnモードの内、TEMモード、TEm1モードの強度を用いることによって放電源の径方向の位置を知ることができる。
なお、図2に示すようにTMモードは電界分布が中心導体表面とタンク底面の間で極小値をもち径方向の位置とモードの強度が1対1に対応しない。また、図示していないが、TEmnモードの内、nが2以上のモードの場合にもTMモードと同様にモードの強度と径方向の位置が必ずしも1対1に対応しない場合がある。ゆえに、TMモードを単独の指標として用いることは適当でない。但し、図3の特性図に示すようにTEMモードやTE11モードに比べてその値は小さいので、TEMモードやTE11モード等に混在していても、それほど影響を与えない。
Therefore, the radial position of the discharge source can be known by using the intensity of the TEM mode and the TEm1 mode among the TEM, TEmn, and TMmn modes generated by the partial discharge.
As shown in FIG. 2, in the TM mode, the electric field distribution has a minimum value between the center conductor surface and the tank bottom surface, and the radial position and the mode intensity do not correspond one-to-one. Although not shown, even in the case of the TEmn mode where n is 2 or more, the intensity of the mode and the position in the radial direction may not always correspond to each other as in the TM mode. Therefore, it is not appropriate to use the TM mode as a single indicator. However, as shown in the characteristic diagram of FIG. 3, the value is smaller than that of the TEM mode or the TE11 mode, so even if they are mixed in the TEM mode, the TE11 mode, or the like, the influence is not so much.

ところで、部分放電は放電の種類によって、また印加電圧によって決まる放電源周辺の電界によって放電の大きさが異なる。即ち、特定の電磁波モードの強度の違いだけでは、放電の大きさの違いを反映しているのか、あるいは、部分放電発生の径方向位置の違いを反映しているのかを知ることができない。従って、ある特定のモードの強度だけでは、放電源の径方向の位置を同定することは困難である。   By the way, the magnitude of discharge varies depending on the type of discharge and the electric field around the discharge source determined by the applied voltage. That is, it is impossible to know whether the difference in the magnitude of the discharge is reflected or the difference in the radial position of the partial discharge is reflected only by the difference in the intensity of the specific electromagnetic wave mode. Therefore, it is difficult to identify the radial position of the discharge source with only the intensity of a specific mode.

放電の大きさは発生の都度変化するが、何らかの方法により放電の大きさの影響を除くことができれば、それは放電の大きさには依存せず、径方向だけに依存することになり、特定の電磁波モードの強度の違いは部分放電発生の径方向の位置の違いを反映することになるはずである。そうすれば、TEMモード、TEm1モードの内のいずれかの電磁波モードの強さを検出することにより、放電源の径方向上の位置を知ることができる。
この発明は、上記のような着想に基づいてなされたもので、以下にいくつかの実施の形態について説明する。
The magnitude of the discharge changes each time it occurs, but if the influence of the magnitude of the discharge can be eliminated by some method, it does not depend on the magnitude of the discharge, but only on the radial direction. The difference in the intensity of the electromagnetic wave mode should reflect the difference in the radial position of the partial discharge. Then, the position of the discharge source in the radial direction can be known by detecting the strength of any electromagnetic wave mode of the TEM mode and the TEm1 mode.
The present invention has been made on the basis of the above idea, and several embodiments will be described below.

実施の形態1.
以下、この発明の実施の一形態を図5〜図10について具体的に説明する。図5は筒状体であるGISのタンク内部に混入した導電性異物と部分放電の検知装置の構成を示す構成図、図6は検知装置の動作を示すフローチャートである。図7は部分放電が内部高圧導体側にて発生した場合に発生する電磁波の周波数スペクトルを示すスペクトル図、図8は部分放電がタンク側で発生した場合に発生する電磁波の周波数スペクトルを示すスペクトル図、図9は検知装置の検知結果を示す特性図、図10は検知結果の時間変化を示す特性図である。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to FIGS. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the conductive foreign matter and partial discharge detection device mixed in the GIS tank, which is a cylindrical body, and FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the detection device. FIG. 7 is a spectrum diagram showing the frequency spectrum of the electromagnetic wave generated when the partial discharge is generated on the internal high-voltage conductor side, and FIG. 8 is a spectrum diagram showing the frequency spectrum of the electromagnetic wave generated when the partial discharge is generated on the tank side. FIG. 9 is a characteristic diagram showing a detection result of the detection device, and FIG. 10 is a characteristic diagram showing a time change of the detection result.

ところで、上記で述べたTEM、TE、TMの各モードの周波数域は、図4の周波数分布図に示すような関係にある。例えば、TE11モードの電磁波はある所定の周波数fcTE11未満の区域には存在しない。すなわち各電磁波モードには遮断周波数fcが存在する。遮断周波数fcとはある電磁波モードがその周波数以上でしか存在しないという周波数である。   By the way, the frequency ranges of the TEM, TE, and TM modes described above have a relationship as shown in the frequency distribution diagram of FIG. For example, the electromagnetic wave in the TE11 mode does not exist in an area below a predetermined frequency fcTE11. That is, each electromagnetic wave mode has a cutoff frequency fc. The cut-off frequency fc is a frequency at which a certain electromagnetic wave mode exists only at or above that frequency.

この遮断周波数fcは例えば、GISのような同軸円筒構造の場合には理論的に計算できる。この遮断周波数fcは導波管として働くGIS10の形状で決るもので、内部高圧導体12の外径をx、タンク11の内径をyとすると、TEm1モードの遮断周波数は、近似的に次の(1)式
fc=2c・m/π(x+y) ここに、c:光速 (1)
で与えられる。例えば、内部高圧導体12の外径x=130mm、タンク11の内径y=550mmとすると、TE11モードの遮断周波数fcTE11は約281MHzとなる。ただし、厳密には電磁界の境界条件にもとづいた数値解析により得ることができる。
This cutoff frequency fc can be theoretically calculated in the case of a coaxial cylindrical structure such as GIS. The cutoff frequency fc is determined by the shape of the GIS 10 that functions as a waveguide. When the outer diameter of the internal high-voltage conductor 12 is x and the inner diameter of the tank 11 is y, the cutoff frequency of the TEm1 mode is approximately the following ( 1) Formula fc = 2c · m / π (x + y) where c: speed of light (1)
Given in. For example, if the outer diameter x of the internal high voltage conductor 12 is 130 mm and the inner diameter y of the tank 11 is 550 mm, the cutoff frequency fcTE11 in the TE11 mode is about 281 MHz. However, strictly, it can be obtained by numerical analysis based on the boundary condition of the electromagnetic field.

遮断周波数fcから電磁波モードを特定することができる場合がある。例えば、TE11モードの遮断周波数fcTE11以下ではTEMモードしか存在できないので、fcTE11以下のスペクトル強度はTEMモードのものであると判定できる。
従って、遮断周波数fcTE11より小さい所定の周波数における成分の強さを求めれば、それがTEMモードの強さである。そして、放電強度の影響を除くためにこのTEMモードの強度と、TEMモード以外のTEやTMモードの強度との比を求めることにより正規化する。この正規化されたTEMモードの径方向電界成分の強度と放電発生の径方向の位置dとは、1対1に対応するので、正規化されたTEMモードの強さから、その放電の径方向の発生位置を知ることができる。
In some cases, the electromagnetic wave mode can be specified from the cutoff frequency fc. For example, since only the TEM mode can exist at the cutoff frequency fcTE11 or less in the TE11 mode, it can be determined that the spectrum intensity below the fcTE11 is that in the TEM mode.
Therefore, if the strength of a component at a predetermined frequency smaller than the cutoff frequency fcTE11 is obtained, that is the strength of the TEM mode. In order to eliminate the influence of the discharge intensity, normalization is performed by obtaining a ratio between the intensity of the TEM mode and the intensity of TE or TM mode other than the TEM mode. The intensity of the normalized electric field component in the TEM mode and the position d in the radial direction of discharge generation have a one-to-one correspondence. Therefore, from the intensity of the normalized TEM mode, the radial direction of the discharge Can be known.

図5において、導電装置としてのGIS10は次のように構成され、この発明の検知装置20が設けられている。円筒状のタンク11の中心部に、断面が中空円形の内部高圧導体12がタンク11と同軸になるようにして設けられている。内部高圧導体12は、タンク11の長さ方向に所定間隔をおいて設けられたコーン状の絶縁スペーサ13により支持固定されている。また、タンク11の内部、すなわち内部高圧導体12の周囲には、絶縁媒体である六弗化硫黄ガス(以下、SF6ガスと表す)が充填されている。   In FIG. 5, a GIS 10 as a conductive device is configured as follows, and a detection device 20 of the present invention is provided. An internal high-voltage conductor 12 having a hollow circular cross section is provided at the center of the cylindrical tank 11 so as to be coaxial with the tank 11. The internal high voltage conductor 12 is supported and fixed by a cone-shaped insulating spacer 13 provided at a predetermined interval in the length direction of the tank 11. Further, the inside of the tank 11, that is, the periphery of the internal high-voltage conductor 12, is filled with sulfur hexafluoride gas (hereinafter referred to as SF 6 gas) that is an insulating medium.

タンク11内部の異常状態として、内部高圧導体12の表面に起立して固定された内部高圧導体固定針15、タンク12の内壁面に起立して固定されたタンク固定針16、固定されていない自由異物17、がそれぞれ放電発生源となる場合について考える。   As an abnormal state inside the tank 11, an internal high voltage conductor fixing needle 15 standing and fixed on the surface of the internal high voltage conductor 12, a tank fixing needle 16 standing and fixed on the inner wall surface of the tank 12, and an unfixed free Consider a case in which the foreign matter 17 is a discharge generation source.

検知装置20は、次のように構成されている。電磁波検出器21がタンク11内に設置されている。タンク11内部において部分放電が発生すると電磁波が発生する。この電磁波を電磁波検出器21で検出し、検出した信号を増幅器22で増幅し、高速フーリエ変換装置23に取り込む。電磁波検出器21は、タンク11の内面と面一に形成された平板状のアンテナである。   The detection device 20 is configured as follows. An electromagnetic wave detector 21 is installed in the tank 11. When a partial discharge occurs inside the tank 11, an electromagnetic wave is generated. This electromagnetic wave is detected by the electromagnetic wave detector 21, and the detected signal is amplified by the amplifier 22 and taken into the fast Fourier transform device 23. The electromagnetic wave detector 21 is a flat antenna formed flush with the inner surface of the tank 11.

そして、高速フーリエ変換装置23により高速フーリエ変換を行い、周波数スペクトルを求める。さらに、抽出器25によりこの周波数スペクトルのうち、TE11モードの遮断周波数fcTE11未満の第一の周波数f1の成分の大きさA1(dBV)と、TE11モードの遮断周波数fcTE11以上の第二の周波数f2の成分の大きさA2(dBV)を取出す。   Then, a fast Fourier transform is performed by the fast Fourier transform device 23 to obtain a frequency spectrum. Further, by the extractor 25, the magnitude A1 (dBV) of the component of the first frequency f1 less than the cutoff frequency fcTE11 in the TE11 mode and the second frequency f2 greater than or equal to the cutoff frequency fcTE11 in the TE11 mode are included in this frequency spectrum. Extract component magnitude A2 (dBV).

割算器26により、比率U=A1/A2を求める。判定装置27は、比率Uの大きさ及び時間変化の有無に基づき、固定異物か自由異物かを判定し、固定異物の場合はタンク11内における径方向の位置を図9の曲線Dに基づいて算出する。表示装置28は、判定装置27の判定結果の文字情報及び比率Uの値を表示する。詳細は、後述する。
なお、図5における高速フーリエ変換装置23、抽出器25、割算器26がこの発明における正規化手段である。
The ratio U = A1 / A2 is obtained by the divider 26. The determination device 27 determines whether the foreign object is a fixed foreign object or a free foreign object based on the size of the ratio U and whether there is a change over time. calculate. The display device 28 displays the character information of the determination result of the determination device 27 and the value of the ratio U. Details will be described later.
The fast Fourier transform device 23, the extractor 25, and the divider 26 in FIG. 5 are normalization means in the present invention.

第一、第二の周波数f1,f2は、このTE11モードの遮断周波数fcTE11未満の周波数の区域と、fcTE11以上の区域からそれぞれ選ぶ。すると、第一の周波数f1においてはTEMモードの波だけしか含まない。前述のように、例えば内部高圧導体12の外径x=130mm、タンク11の内径y=550mmとすると、TE11モードの遮断周波数fcTE11は約281MHzになる。   The first and second frequencies f1 and f2 are selected from a region having a frequency lower than the cut-off frequency fcTE11 in the TE11 mode and a region having fcTE11 or higher. Then, only the TEM mode wave is included in the first frequency f1. As described above, for example, when the outer diameter x of the internal high-voltage conductor 12 is 130 mm and the inner diameter y of the tank 11 is 550 mm, the cutoff frequency fcTE11 in the TE11 mode is about 281 MHz.

例えば、f1=80MHz、f2=1GHzに選ぶ。このように選ぶと、第一の周波数f1の成分と第二の周波数f2の成分の各大きさの違いは、電磁波中に含まれるTEM波とTE波との違いを反映するものになる。そして、放電発生源が内部高圧導体12側にあるか、タンク11側にあるかで電磁波中に含まれるTEM波の割合が違ってくる。   For example, f1 = 80 MHz and f2 = 1 GHz are selected. When selected in this way, the difference in magnitude between the component of the first frequency f1 and the component of the second frequency f2 reflects the difference between the TEM wave and the TE wave contained in the electromagnetic wave. The ratio of the TEM wave contained in the electromagnetic wave differs depending on whether the discharge generation source is on the internal high-voltage conductor 12 side or the tank 11 side.

次に動作について、図6のフローチャートを参照しながら説明する。タンク11内に、放電発生源としての上記の各種の異物である内部高圧導体固定針15、タンク固定針16、自由異物17のうちの一つを取り付け、電圧を印加する。ステップS11において、その時の部分放電にともなって発生する電磁波を電磁波検出器21にて検出し、ステップS12において電磁波検出器21からの信号を増幅器22で増幅する。   Next, the operation will be described with reference to the flowchart of FIG. In the tank 11, one of the above-mentioned various high-voltage conductor fixing needles 15, the tank fixing needle 16, and the free foreign material 17 as a discharge source is attached and a voltage is applied. In step S11, the electromagnetic wave generated by the partial discharge at that time is detected by the electromagnetic wave detector 21, and in step S12, the signal from the electromagnetic wave detector 21 is amplified by the amplifier 22.

ステップS13において、増幅した信号を高速フーリエ変換装置23に取り込み、波形を高速フーリエ変換を行い、周波数スペクトルを求める。放電発生源が内部高圧導体固定針15(図5参照)の場合の周波数スペクトルを図7に、タンク固定針16(図5参照)の場合の周波数スペクトルを図8に示す。なお、図7、図8において、横軸が周波数frequncy(Hz)、縦軸が振幅Ampli(dBV)である。   In step S13, the amplified signal is taken into the fast Fourier transform device 23, the waveform is subjected to fast Fourier transform, and a frequency spectrum is obtained. FIG. 7 shows a frequency spectrum when the discharge source is the internal high-voltage conductor fixing needle 15 (see FIG. 5), and FIG. 8 shows a frequency spectrum when the discharge generating source is the tank fixing needle 16 (see FIG. 5). 7 and 8, the horizontal axis represents the frequency (Hz), and the vertical axis represents the amplitude Ampli (dBV).

TE11モードの遮断周波数fcTE11未満の成分に着目すると、放電発生源が内部高圧導体固定針15の場合である図7の方が、放電発生源がタンク固定針16の場合である図8よりもかなり大きくなっている。   Focusing on the component of the TE11 mode below the cut-off frequency fcTE11, FIG. 7 in which the discharge generation source is the internal high-voltage conductor fixed needle 15 is considerably more than FIG. 8 in which the discharge generation source is the tank fixed needle 16. It is getting bigger.

ステップS14において、高速フーリエ変換装置23により求めた周波数スペクトルから、例えばf1=80MHz、f2=1GHzにおける成分の大きさA1,A2を抽出器25により抽出する。   In step S14, component sizes A1 and A2 at, for example, f1 = 80 MHz and f2 = 1 GHz are extracted from the frequency spectrum obtained by the fast Fourier transform device 23 by the extractor 25.

ステップS15において、割算器26により、比率U=A1/A2を求める。上述のように、第一の周波数f1はTEMモードの波だけしか含まないので、比率U=A1/A2は、電磁波中に含まれるTEM波の割合を反映するものになる。なお、比率Uを求めて第一の周波数f1の成分A1の値を第二の周波数f2の成分A2により正規化するのは、放電源が同じ場所にあっても放電発生の都度A1やA2の大きさは変化するが、放電源が同じ場所にあれば放電電磁波中に含まれるTEM波の割合はほとんど変わらないので、正規化することにより放電の大きさが変わることの影響をなくすことができるためである。   In step S15, the divider U calculates the ratio U = A1 / A2. As described above, since the first frequency f1 includes only the TEM mode wave, the ratio U = A1 / A2 reflects the ratio of the TEM wave included in the electromagnetic wave. Note that the ratio U is obtained and the value of the component A1 of the first frequency f1 is normalized by the component A2 of the second frequency f2, even if the discharge source is in the same place, each time A1 or A2 occurs. Although the size changes, the ratio of the TEM wave contained in the discharge electromagnetic wave hardly changes if the discharge source is in the same place. Therefore, the influence of the change in the discharge size can be eliminated by normalization. Because.

ステップS16において、判定装置27は比率Uの時間変化の有無を判定する。時間変化があれば、ステップS17において、この放電は自由異物によるものであると判定し、ステップS18において表示装置28に「部分放電発生、自由異物」の表示をする。自由異物の場合は内部高圧導体12とタンク11との間を行き来するので、すなわち径方向に移動していることになり、比率Uが時間的に増減する。この場合、それは自由異物による部分放電により発生した電磁波の信号であると言える。   In step S <b> 16, the determination device 27 determines whether the ratio U has changed over time. If there is a time change, it is determined in step S17 that this discharge is caused by free foreign matter, and "partial discharge occurrence, free foreign matter" is displayed on the display device 28 in step S18. In the case of a free foreign object, it goes back and forth between the internal high-voltage conductor 12 and the tank 11, that is, it moves in the radial direction, and the ratio U increases and decreases with time. In this case, it can be said that it is a signal of an electromagnetic wave generated by partial discharge due to free foreign matter.

ステップS16において比率Uが時間に対して変化せず一定の場合は、ステップS19において放電発生源は径方向には移動していない、すなわち固定異物であると判定する。   If the ratio U does not change with time in step S16 and is constant, it is determined in step S19 that the discharge source has not moved in the radial direction, that is, is a fixed foreign object.

ステップS16の判定において、放電発生源が固定異物で内部高圧導体12近傍にある場合は、図10の特性Eのように所定値U1、タンク11近傍にある場合は特性FのようにU1よりも小さい所定値U2を示し、時間的に変化しない。また、自由異物であれば特性Gのように時間的に所定値U1と所定値U2との間を変化する。従って、固定異物か自由異物か判別することができる。なお、図10において、横軸は時間t(ms)、縦軸はUの大きさである。   In the determination of step S16, when the discharge source is a fixed foreign substance and is in the vicinity of the internal high-voltage conductor 12, the predetermined value U1 as in the characteristic E of FIG. A small predetermined value U2 is shown and does not change with time. Further, if it is a free foreign matter, it changes between the predetermined value U1 and the predetermined value U2 in terms of time as in the characteristic G. Therefore, it is possible to determine whether the foreign object is a fixed foreign object or a free foreign object. In FIG. 10, the horizontal axis represents time t (ms), and the vertical axis represents the size of U.

ステップS20において、部分放電の位置を求める。比率Uは、放電発生源が内部高圧導体12側にあるかタンク11側にあるかでその大きさが異なる。図9は、横軸に放電発生源の内部高圧導体12からの距離d、縦軸に比率Uの値をプロットした曲線Dを示すものである。   In step S20, the position of partial discharge is obtained. The ratio U varies in magnitude depending on whether the discharge generation source is on the internal high-voltage conductor 12 side or the tank 11 side. FIG. 9 shows a curve D in which the horizontal axis represents the distance d from the internal high-voltage conductor 12 of the discharge generation source, and the vertical axis represents the value of the ratio U.

この曲線Dは、GISの寸法により予め想定することができ、放電発生源が内部高圧導体12の近傍にあるとき比率U=U1、タンク11の近くの場合は比率U=U2である。比率Uの値が大きいほど部分放電の位置が内部高圧導体12に近いことが分る。すなわち、放電発生源の径方向、すなわちタンク11の長さ方向と交差する方向の位置を知ることができる。   This curve D can be assumed in advance according to the dimensions of the GIS, and the ratio U = U1 when the discharge generation source is in the vicinity of the internal high-voltage conductor 12, and the ratio U = U2 when near the tank 11. It can be seen that the position of the partial discharge is closer to the internal high-voltage conductor 12 as the value of the ratio U is larger. That is, it is possible to know the position in the radial direction of the discharge source, that is, the direction intersecting the length direction of the tank 11.

従って、ステップS20において、判定装置27は図9の曲線Dに相当するデータテーブルに基づいて、放電発生源のタンク11内における径方向の位置を求める。
例えばU=U1の場合は、内部高圧導体12近傍で部分放電が発生していることが分る。
Therefore, in step S20, the determination device 27 obtains the radial position of the discharge source in the tank 11 based on the data table corresponding to the curve D in FIG.
For example, in the case of U = U1, it can be seen that partial discharge has occurred in the vicinity of the internal high-voltage conductor 12.

ステップS21において、表示装置28に「部分放電発生、固定異物」と表示するとともにステップS20において判定装置27により求めた放電発生源のタンク11内における径方向の位置を例えば「内部高圧導体側」と表示する。あわせて、データテーブルに基づき図9の曲線Dを表示し、その上に比率U=U1の値を点Hとして表示する。さらに、比率Uの時間変化を図10の特性E,F,Gと同様に時間軸を横軸にとって表示する。   In step S21, “partial discharge occurrence, fixed foreign matter” is displayed on the display device 28, and the radial position in the tank 11 of the discharge generation source obtained by the determination device 27 in step S20 is, for example, “internal high-voltage conductor side”. indicate. In addition, the curve D of FIG. 9 is displayed based on the data table, and the value of the ratio U = U1 is displayed as a point H thereon. Further, the time change of the ratio U is displayed with the time axis as the horizontal axis in the same manner as the characteristics E, F, and G in FIG.

表示装置28により、図9に示すような予め内部高圧導体12から放電発生位置までの距離に対応してU=A1/A2をプロットした曲線D上に比率U=U1を点Hとして表示することにより、異物による部分放電発生の位置を視覚的に捉えることができる。   The display device 28 displays the ratio U = U1 as a point H on a curve D in which U = A1 / A2 is plotted in advance corresponding to the distance from the internal high voltage conductor 12 to the discharge generation position as shown in FIG. Thus, it is possible to visually grasp the position of occurrence of partial discharge due to foreign matter.

実施の形態2.
図11〜図14は、この発明の他の実施の形態を示すものであり、図11は部分放電が内部高圧導体側にて発生した場合に発生する電磁波の周波数スペクトル、図12は部分放電がタンク側に発生した場合に発生する電磁波の周波数スペクトルを示すスペクトル図である。図13は650MHzでのスペクトル強度のセンサと放電源の角度依存性、図14は785MHzでのスペクトル強度のセンサと放電源の角度依存性を示す特性図である。
Embodiment 2. FIG.
FIGS. 11-14 show other embodiments of the present invention. FIG. 11 shows the frequency spectrum of electromagnetic waves generated when partial discharge occurs on the internal high-voltage conductor side, and FIG. 12 shows partial discharge. It is a spectrum figure which shows the frequency spectrum of the electromagnetic waves which generate | occur | produce when it generate | occur | produces on the tank side. FIG. 13 is a characteristic diagram showing the dependence of the spectral intensity at 650 MHz on the angle between the sensor and the discharge source, and FIG. 14 is a characteristic diagram showing the angular dependence of the sensor on the spectral intensity at 785 MHz and the discharge source.

ところで、上述したように図5の実施の形態においては、TE11モードの遮断周波数fcTE11が281MHzであり、第一の周波数f1を80MHz、第二の周波数f2を1GHzに選んだ。従って、第一の周波数f1における成分の強さはTEMモードの電磁波の強さであり、第二の周波数f2における成分の強さは図4のようにTEM、TE、TMモードの電磁波が混在したものの強さである可能性がある。   As described above, in the embodiment of FIG. 5, the cutoff frequency fcTE11 in the TE11 mode is 281 MHz, the first frequency f1 is selected to be 80 MHz, and the second frequency f2 is selected to be 1 GHz. Therefore, the strength of the component at the first frequency f1 is the strength of the electromagnetic wave in the TEM mode, and the strength of the component at the second frequency f2 is a mixture of electromagnetic waves of the TEM, TE, and TM modes as shown in FIG. It may be the strength of things.

図2あるいは図3に示したように、TMモードは電界分布が中心導体表面とタンク底面(内面)との間で極小値をもち、径方向の位置とモードの強度とが1対1に対応しない。このため、上記TMモードを含まないモード、例えばTEm1モードだけの強さを用いた方が、放電発生の径方向位置を一層感度良く特定できる。以下、具体的に説明する。   As shown in FIG. 2 or FIG. 3, the TM mode has a minimum electric field distribution between the center conductor surface and the tank bottom surface (inner surface), and the radial position and mode intensity have a one-to-one correspondence. do not do. For this reason, it is possible to specify the radial position of the occurrence of discharge more sensitively by using a mode that does not include the TM mode, for example, the strength of only the TEm1 mode. This will be specifically described below.

検地装置20は、図5に示したものと同様のものを用いる。但し、この実施の形態においては、抽出器25が抽出する周波数成分が図5のものとは異なる。
すなわち、高速フーリエ変換装置23により高速フーリェ変換を行い、求められた周波数スペクトルから抽出器25により第1のモードであるTE21モードの成分の大きさA1(dBV)と、第二のモードであるTE31モードの成分の大きさA2(dBV)を取出す。TE21、TE31モードの周波数の検出方法に関しては後述する。
The inspection device 20 is the same as that shown in FIG. However, in this embodiment, the frequency component extracted by the extractor 25 is different from that shown in FIG.
That is, the fast Fourier transform is performed by the fast Fourier transform device 23, and the component size A1 (dBV) of the TE21 mode which is the first mode and the TE31 which is the second mode are extracted from the obtained frequency spectrum by the extractor 25. The mode component magnitude A2 (dBV) is extracted. A method for detecting the frequency in the TE21 and TE31 modes will be described later.

割算器26により、比率U=A1/A2を求める。判定装置27は、比率Uの大きさ及び時間変化の有無に基づき、固定異物か自由異物かを判定し、固定異物の場合はタンク11内における径方向の位置を図9の曲線Dと同様の曲線に基づいて算出する。表示装置28は、判定装置27の判定結果の文字情報及び比率Uの値を表示する。   The ratio U = A1 / A2 is obtained by the divider 26. The determination device 27 determines whether the foreign object is a fixed foreign object or a free foreign object based on the magnitude of the ratio U and whether there is a change in time. In the case of a fixed foreign object, the radial position in the tank 11 is the same as the curve D in FIG. Calculate based on the curve. The display device 28 displays the character information of the determination result of the determination device 27 and the value of the ratio U.

ここで、本実施の形態を実現するためには、検出するべきTE21モードとTE31モードの電磁波がいかなる周波数において検出できるかをあらかじめ知っておく必要がある。それぞれのモードの強度を示す周波数は、次のようにして求めることができる。すなわち、TEmnモードの電磁波は理論的にタンク円周回転方向にsin(mθ)あるいはcos(mθ)なる周期性をもつことが知られている。ここで、θは放電源とセンサのタンク円周方向への回転角度である。すなわち、センサをタンク円周方向に移動させると、その強度はsin(mθ)あるいはcos(mθ)なる周期性をもつ。   Here, in order to realize the present embodiment, it is necessary to know in advance at which frequency the electromagnetic waves of the TE21 mode and TE31 mode to be detected can be detected. The frequency indicating the intensity of each mode can be obtained as follows. That is, it is known that an electromagnetic wave in TEmn mode theoretically has a periodicity of sin (mθ) or cos (mθ) in the tank circumferential rotation direction. Here, θ is the rotation angle of the discharge source and the sensor in the tank circumferential direction. That is, when the sensor is moved in the tank circumferential direction, the intensity has a periodicity of sin (mθ) or cos (mθ).

従って、ある特定の周波数成分の円周方向依存性を測定しその強度の周期がπ/mであればその周波数はTEmnモードと判断することができる。このようにして、ある特定の周波数ピークがどの電磁波モードであるかを知ることができる。従って、工場試験時、あるいは、GIS設置場所において模擬放電源等によりセンサと放電源の角度依存性を測定することにより、そのGISにおける各モードの周波数を知ることができる。   Therefore, when the circumferential direction dependency of a specific frequency component is measured and the period of the intensity is π / m, the frequency can be determined as the TEmn mode. In this way, it is possible to know which electromagnetic wave mode is a specific frequency peak. Therefore, the frequency of each mode in the GIS can be known by measuring the angle dependency between the sensor and the discharge source at the factory test or at the place of installation of the GIS using a simulated discharge source.

さて、具体的に電磁波モードと周波数との関係の求め方について述べる。図11は模擬放電源を中心導体上に設置して測定した周波数スペクトル、図12はタンク底面側に設置して測定した周波数スペクトルである。図中には理論的に計算した各モードTE11、TE21、TE31、TE41、TE12、TE22、TM01、TM11、TM21の遮断周波数も記入した。   Now, how to obtain the relationship between the electromagnetic wave mode and the frequency will be specifically described. FIG. 11 shows a frequency spectrum measured by installing a simulated discharge source on the central conductor, and FIG. 12 shows a frequency spectrum measured by installing on the bottom side of the tank. In the figure, the cutoff frequencies of the modes TE11, TE21, TE31, TE41, TE12, TE22, TM01, TM11, and TM21 calculated theoretically are also entered.

図13と図14は、図12内に示した周波数スペクトル上の周波数f1と周波数f2での強度に関してセンサと放電源の角度位置を相対的に変化させたときの特性である。周波数f1に関しては山が4個、周波数f2に関しては山が6個あることがわかる。従って、先に述べたように、周波数f1はTE21モード、周波数f2はTE31モードのスペクトルピークであることがわかる。このようにして、スペクトルピーク強度の円周位置依存性を測定することにより、各周波数ピークのモードを知ることができる。   FIGS. 13 and 14 show characteristics when the angular positions of the sensor and the discharge source are relatively changed with respect to the intensities at the frequencies f1 and f2 on the frequency spectrum shown in FIG. It can be seen that there are four peaks for the frequency f1, and six peaks for the frequency f2. Therefore, as described above, it can be seen that the frequency f1 is a spectrum peak of the TE21 mode and the frequency f2 is a spectrum peak of the TE31 mode. Thus, the mode of each frequency peak can be known by measuring the circumferential position dependence of the spectrum peak intensity.

以上のことから本実施の形態では、例えば第一の周波数としてTE21モードであるf1=650MHzを選択し、第2の周波数としてTE31モードであるf2=785MHzを選ぶ。これらの周波数を選ぶと、第一の周波数f1の成分と第二の周波数f2の成分の大きさの違いは、電磁波中に含まれるTE21モードとTE31モードとの違いになる。   From the above, in the present embodiment, for example, f1 = 650 MHz that is the TE21 mode is selected as the first frequency, and f2 = 785 MHz that is the TE31 mode is selected as the second frequency. When these frequencies are selected, the difference in magnitude between the first frequency f1 component and the second frequency f2 component is the difference between the TE21 mode and the TE31 mode included in the electromagnetic wave.

次に動作について、図6のフローチャートを参照しながら説明する。タンク11内に、放電発生源としての上記の各種の異物である内部高圧導体固定針15、タンク固定針16、自由異物17のうちの一つを取り付け、電圧を印加する。ステップS11において、その時の部分放電にともなって発生する電磁波を電磁波検出器21にて検出し、ステップS12において電磁波検出器21からの信号を増幅器22で増幅する。   Next, the operation will be described with reference to the flowchart of FIG. In the tank 11, one of the above-mentioned various high-voltage conductor fixing needles 15, the tank fixing needle 16, and the free foreign material 17 as a discharge source is attached and a voltage is applied. In step S11, the electromagnetic wave generated by the partial discharge at that time is detected by the electromagnetic wave detector 21, and in step S12, the signal from the electromagnetic wave detector 21 is amplified by the amplifier 22.

ステップS13において、増幅した信号を高速フーリエ変換装置23に取り込み、波形を高速フーリェ変換を行い、周波数スペクトルを求める。放電発生源が内部高圧導体固定針15の場合の周波数スペクトルが図11、タンク固定針16の場合の周波数スペクトルが図12である。なお、図11、図12において、横軸が周波数frequncy(Hz)、縦軸が振幅Ampli(dBV)である。TE21モードの成分、即ち周波数f1の強度に着目すると、放電発生源が内部高圧導体固定針とタンク固定針16の場合でほとんど変化しないが。TE31モード、即ち周波数f2での強度を見ると、設置タンク固定針の方がその強度は大きい。   In step S13, the amplified signal is taken into the fast Fourier transform device 23, the waveform is subjected to fast Fourier transform, and a frequency spectrum is obtained. FIG. 11 shows the frequency spectrum when the discharge source is the internal high-voltage conductor fixed needle 15, and FIG. 12 shows the frequency spectrum when the discharge fixed source is the tank fixed needle 16. In FIGS. 11 and 12, the horizontal axis represents the frequency (Hz), and the vertical axis represents the amplitude Ampli (dBV). Focusing on the TE21 mode component, that is, the intensity of the frequency f1, there is little change between the case where the discharge generation source is the internal high-voltage conductor fixed needle and the tank fixed needle 16. Looking at the TE31 mode, that is, the strength at the frequency f2, the installed tank fixing needle has a higher strength.

ステップS14において、高速フーリエ変換装置23により求めた周波数スペクトルから、f1=650MHz、f2=785MHzにおける成分の大きさA1、A2を抽出器25により抽出する。   In step S 14, component sizes A 1 and A 2 at f 1 = 650 MHz and f 2 = 785 MHz are extracted by the extractor 25 from the frequency spectrum obtained by the fast Fourier transform device 23.

ステップS15において、割算器26により、比率U=A1/A2を求める。上述のように、第一の周波数f1はTE21モードだけしか含まず、第二の周波数f2はTE31モードしか含まないように選んでいるので、比率U=A1/A2は、電磁波中に含まれるTE21波とTE31波の比になる。なお、第一の周波数f1の成分A1の値を第二の周波数f2の成分A2により比率Uを求めるのは、放電発生の都度A1やA2の大きさが変化するが、比によって判定すればこの影響をなくすことができるためである。   In step S15, the divider U calculates the ratio U = A1 / A2. As described above, since the first frequency f1 includes only the TE21 mode and the second frequency f2 is selected to include only the TE31 mode, the ratio U = A1 / A2 is TE21 included in the electromagnetic wave. It becomes the ratio of wave and TE31 wave. The ratio U of the value of the component A1 of the first frequency f1 is obtained from the component A2 of the second frequency f2. The magnitude of A1 and A2 changes each time a discharge occurs. This is because the influence can be eliminated.

ステップS19において、判定装置27は比率Uの時間変化の有無を判定する。時間変化があれば、ステップS20において、この放電は自由異物によるものであると判定し、ステップS21において表示装置28に「部分放電発生、自由異物」の表示をする。自由異物の場合は内部高圧導体12とタンク11との間を行き来するので、すなわち径方向に移動していることになり、比率Uが時間的に増減する。この場合、それは自由異物による部分放電により発生した電磁波のスペクトルであると言える。   In step S19, the determination device 27 determines whether or not the ratio U has changed with time. If there is a time change, it is determined in step S20 that this discharge is caused by free foreign matter, and “partial discharge occurrence, free foreign matter” is displayed on the display device 28 in step S21. In the case of a free foreign object, it goes back and forth between the internal high-voltage conductor 12 and the tank 11, that is, it moves in the radial direction, and the ratio U increases and decreases with time. In this case, it can be said that it is the spectrum of the electromagnetic wave generated by the partial discharge by the free foreign matter.

ステップS19において比率Uが時間に対して変化せず一定の場合は、ステップS21において放電発生源は径方向には移動していない、すなわち固定異物であると判定する。   When the ratio U does not change with time in step S19 and is constant, it is determined in step S21 that the discharge source has not moved in the radial direction, that is, is a fixed foreign object.

ステップS19の判定において、放電発生源が固定異物で内部高圧導体12近傍にある場合は、所定値U3、タンク11近傍にある場合は特性FのようにU3よりも小さい所定値U4を示し、時間的に変化しない。また、自由異物であれば時間的に所定値U3と所定値U4との間を変化する。従って、固定異物か自由異物か判別することができる。   In the determination of step S19, when the discharge source is a fixed foreign object and is in the vicinity of the internal high-voltage conductor 12, the predetermined value U3 is indicated, and when the discharge source is in the vicinity of the tank 11, the predetermined value U4 that is smaller than U3 is indicated as in the characteristic F Does not change. Moreover, if it is a free foreign material, it will change between predetermined value U3 and predetermined value U4 temporally. Therefore, it is possible to determine whether the foreign object is a fixed foreign object or a free foreign object.

ステップS20において、部分放電の位置を求める。比率Uは、放電発生源が内部高圧導体12側にあるかタンク11側にあるかでその大きさが異なる。従って、予め図9の曲線Dと同様の横軸に放電発生源の内部高圧導体12からの距離d、縦軸に比率Uの値をプロットした曲線を求めておく。   In step S20, the position of partial discharge is obtained. The ratio U varies in magnitude depending on whether the discharge generation source is on the internal high-voltage conductor 12 side or the tank 11 side. Accordingly, a curve in which the horizontal axis similar to the curve D in FIG. 9 is plotted with the distance d from the internal high-voltage conductor 12 of the discharge source and the value of the ratio U plotted on the vertical axis is obtained in advance.

この曲線は、GISの寸法により予め決るものであり、放電発生源が内部高圧導体12の近傍にあるとき比率U=U3、タンク11の近くの場合は比率U=U4である。比率Uの値が大きいほど部分放電の位置が内部高圧導体12に近いことが分る。すなわち、放電発生源の径方向の位置を知ることができる。   This curve is determined in advance by the dimensions of the GIS, and the ratio U = U3 when the discharge generation source is in the vicinity of the internal high-voltage conductor 12, and the ratio U = U4 when near the tank 11. It can be seen that the position of the partial discharge is closer to the internal high-voltage conductor 12 as the value of the ratio U is larger. That is, the radial position of the discharge generation source can be known.

従って、ステップS20において、判定装置27は比率Uと距離dとの関係を示すデータテーブルに基づいて、放電発生源のタンク11内における径方向の位置を求める。例えばU=U3の場合は、内部高圧導体12の近傍において部分放電が発生していることが分る。   Accordingly, in step S20, the determination device 27 obtains the radial position of the discharge source in the tank 11 based on the data table indicating the relationship between the ratio U and the distance d. For example, in the case of U = U3, it can be seen that partial discharge is generated in the vicinity of the internal high-voltage conductor 12.

上記実施例では第1のモードとしてTE21モード、第2のモードとしてTE31モードの強度比U=A1(TE21)/A2(TE31)を用いて放電源の径方向位置を推定できるようにしたが、第1のモードとしてTEMモードを用いても強度比U=A1(TEM)/A2(TE21)あるいはU=A1(TEM)/A2(TE31)にて推定するようにしても良い。   In the above embodiment, the radial position of the discharge source can be estimated using the intensity ratio U = A1 (TE21) / A2 (TE31) of the TE21 mode as the first mode and the TE31 mode as the second mode. Even if the TEM mode is used as the first mode, the intensity ratio U = A1 (TEM) / A2 (TE21) or U = A1 (TEM) / A2 (TE31) may be used for estimation.

第1のモードとしてTEMモードを用いると次のような効果がある。TEMモードの最低遮断周波数はTE11モードの遮断周波数であり、本周波数は前述したように理論的に計算できる。TE11モードの遮断周波数以下の周波数ではTEMモードしか存在しないので、TEMモードの周波数は実験的に円周位置依存性を測定することなく特定できる。従って、TEMモードを第1の検知周波数とすることにより、モード間の比を求める手順が容易となる。   Using the TEM mode as the first mode has the following effects. The minimum cutoff frequency of the TEM mode is the cutoff frequency of the TE11 mode, and this frequency can be calculated theoretically as described above. Since only the TEM mode exists at a frequency equal to or lower than the cutoff frequency of the TE11 mode, the frequency of the TEM mode can be specified without experimentally measuring the circumferential position dependency. Therefore, by setting the TEM mode to the first detection frequency, the procedure for obtaining the ratio between modes becomes easy.

実施の形態3.
図15は、さらにこの発明の他の実施の形態を示す検知装置の構成図である。この実施の形態では、検知装置20aは電磁波検出器21a以外は図5の検知装置20と同様のものである。電磁波検出器21aをスペーサ13の外周部に設置しスペーサ13から漏れてくる電磁波を検出するようにした。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 15 is a block diagram of a detection device showing still another embodiment of the present invention. In this embodiment, the detection device 20a is the same as the detection device 20 of FIG. 5 except for the electromagnetic wave detector 21a. An electromagnetic wave detector 21 a is installed on the outer periphery of the spacer 13 to detect electromagnetic waves leaking from the spacer 13.

このような電磁波検出器21aとしてはループ型のアンテナを用いることができる。スペーサ13は誘電体であるので、タンク11内部の部分放電によって発生した電磁波はスペーサ部からタンク11外部に漏れてくる。スペーサ外部に設置した電磁波検出器21aをスペーサ外周にそって回転させることによって検出している周波数とモードとの関係が明らかにできる。本構成では電磁波検出器を円周方向に回転させることができるので、模擬放電等によって周波数と電磁波モードの関係を知ることが容易となる。   As such an electromagnetic wave detector 21a, a loop type antenna can be used. Since the spacer 13 is a dielectric, electromagnetic waves generated by partial discharge inside the tank 11 leak from the spacer portion to the outside of the tank 11. By rotating the electromagnetic wave detector 21a installed outside the spacer along the outer periphery of the spacer, the relationship between the detected frequency and the mode can be clarified. In this configuration, since the electromagnetic wave detector can be rotated in the circumferential direction, it becomes easy to know the relationship between the frequency and the electromagnetic wave mode by simulated discharge or the like.

実施の形態4.
ところで、部分放電により発生する電磁波において、TE11モードの遮断周波数fcTE11未満の区域においてはTE波及びTM波は存在せずTEM波しか存在しない。しかし、TEM波は図4、図11に示したようにTE11モードの遮断周波数fcTE11以上の区域においても存在し、TE波とTM波とTEM波の三者が混在する。
Embodiment 4 FIG.
By the way, in the electromagnetic wave generated by the partial discharge, the TE wave and the TM wave do not exist and only the TEM wave exists in the area below the cutoff frequency fcTE11 of the TE11 mode. However, as shown in FIG. 4 and FIG. 11, the TEM wave exists also in the area of the cutoff frequency fcTE11 or higher in the TE11 mode, and the TE wave, the TM wave, and the TEM wave are mixed.

前述したように、周波数スペクトルにおいて、ある特定の周波数ピークがどのモードであるかを判定するには、模擬的な部分放電を発せさせ、スペクトル強度のタンク円周位置依存性を測定しなければならない。実際の運転中のGISにおいては、このような模擬的な部分放電を発生させることが困難な場合がある。この場合、ある特定のモードである周波数f2の選定が困難となる。このような場合は、特定の周波数でのスペクトル強度を選ぶのではなく、ある周波数帯でのスペクトル強度の積分値を選べばよい。具体的な区域としては、TE11モードの遮断周波数fcTE11未満の所定範囲の区域における積分値S1、TE11モードの遮断周波数fcTE11以上の所定範囲の区域における積分値S2を求め、この両者の比率V=S1/S2を求めればよい。   As described above, in order to determine which mode a specific frequency peak is in a frequency spectrum, a simulated partial discharge must be generated and the dependence of the spectral intensity on the tank circumference position must be measured. . In a GIS during actual operation, it may be difficult to generate such a simulated partial discharge. In this case, it becomes difficult to select the frequency f2, which is a specific mode. In such a case, instead of selecting the spectrum intensity at a specific frequency, an integral value of the spectrum intensity at a certain frequency band may be selected. As specific areas, an integral value S1 in an area of a predetermined range less than the cutoff frequency fcTE11 of the TE11 mode and an integral value S2 in an area of the predetermined range higher than the cutoff frequency fcTE11 of the TE11 mode are obtained, and the ratio V of both is V = S1 / S2 may be obtained.

図16〜図18は、上記比率Vに基づいて判定するこの発明の他の実施の形態を示すもので、図16は検知装置の構成図である。図17は検知装置の動作を示すフローチャート、図18は図16の検知装置の検知結果を示す特性図である。図16において、検知装置30は、次のように構成されている。増幅器22で電磁波検出器21の信号を増幅し、高速フーリエ変換装置23に供給するのは、図5の検知装置20と同様である。   16 to 18 show another embodiment of the present invention that is determined based on the ratio V, and FIG. 16 is a configuration diagram of the detection device. FIG. 17 is a flowchart showing the operation of the detection device, and FIG. 18 is a characteristic diagram showing the detection result of the detection device of FIG. In FIG. 16, the detection device 30 is configured as follows. The amplifier 22 amplifies the signal from the electromagnetic wave detector 21 and supplies the amplified signal to the fast Fourier transform device 23 as in the detection device 20 of FIG.

積分装置31は、高速フーリエ変換装置23により高速フーリエ変換を行って求めた周波数スペクトルに基づき、TE11モードの遮断周波数fcTE11未満の区域における所定範囲のスペクトル強度の積分値S1、TE11モードの遮断周波数fcTE11以上の区域における所定範囲のスペクトル強度の積分値S2を求める。割算器26は、積分値S1とS2の比率V=S1/S2を求める。   The integrating device 31 is based on the frequency spectrum obtained by performing the fast Fourier transform by the fast Fourier transform device 23, and the integral value S1 of the spectrum intensity in a predetermined range in the area below the TE11 mode cutoff frequency fcTE11, and the TE11 mode cutoff frequency fcTE11. An integral value S2 of spectrum intensities in a predetermined range in the above area is obtained. The divider 26 calculates a ratio V = S1 / S2 between the integrated values S1 and S2.

判定装置27は、比率Vの大きさ及び時間変化の有無に基づき、固定異物か自由異物かを判定し、固定異物の場合はタンク11内における径方向の位置を算出する。
図18に比率V=S1/S2をプロットしたものを示す。横軸は、図9と同様、放電発生源の内部高圧導体12からの距離であり、放電異物が内部高圧導体12近辺にあるときは所定の値V1を、タンク11近傍にあるときは、所定の値V1より小さい別の所定の値V2になる。このように、図18において比率Vの値を曲線J上にプロットすることによっても放電発生源の径方向の位置を知ることができる。
The determination device 27 determines whether the foreign object is a fixed foreign object or a free foreign object based on the magnitude of the ratio V and whether there is a change over time, and in the case of a fixed foreign object, calculates a radial position in the tank 11.
FIG. 18 shows a plot of the ratio V = S1 / S2. The horizontal axis is the distance from the internal high-voltage conductor 12 of the discharge generation source, as in FIG. 9, and a predetermined value V1 when the discharge foreign matter is near the internal high-voltage conductor 12, It becomes another predetermined value V2 smaller than the value V1. As described above, the radial position of the discharge source can also be known by plotting the value of the ratio V on the curve J in FIG.

表示装置28は、判定装置27の判定結果の文字情報及び比率Vの値を表示する。
なお、図16における高速フーリエ変換装置23、積分器31、割算器26がこの発明における正規化手段である。
The display device 28 displays the character information of the determination result of the determination device 27 and the value of the ratio V.
Note that the fast Fourier transform device 23, the integrator 31, and the divider 26 in FIG. 16 are normalization means in the present invention.

次に動作を図17のフローチャートによって説明する。
ステップS34において、高速フーリエ変換装置23により求めた周波数スペクトルから、TE11モードの遮断周波数fcTE11を例えば上述のfcTE11=281MHzとし、f=0〜280MHzまでの範囲におけるスペクトル強度の積分値S1、及びf=281〜1200MHzまでの範囲におけるスペクトル強度の積分値S2を積分器31により求める。
Next, the operation will be described with reference to the flowchart of FIG.
In step S34, from the frequency spectrum obtained by the fast Fourier transform device 23, the cutoff frequency fcTE11 of the TE11 mode is set to, for example, the above-described fcTE11 = 281 MHz, and the integral value S1 of the spectrum intensity in the range from f = 0 to 280 MHz, and f = An integral value S2 of the spectrum intensity in the range from 281 to 1200 MHz is obtained by the integrator 31.

ステップS35において、割算器26により、比率V=S1/S2を求める。上述のように、得られた周波数スペクトルはfcTE11未満の区域においてはTEMモードだけしか含まず、比率V=S1/S2は、電磁波中に含まれるTEM波の割合を反映するものになる。比率Vを求めて積分値S1を積分値S2により正規化するのは、放電発生の都度S1やS2の大きさが変化するので、この影響を正規化することによりなくすためである。   In step S35, the divider 26 calculates the ratio V = S1 / S2. As described above, the obtained frequency spectrum includes only the TEM mode in the area below fcTE11, and the ratio V = S1 / S2 reflects the ratio of the TEM wave included in the electromagnetic wave. The reason why the ratio V is obtained and the integral value S1 is normalized by the integral value S2 is to eliminate this effect by normalizing the influence of S1 and S2 each time a discharge occurs.

ステップS16において判定装置27は、比率Vの時間変化の有無を判定する。時間変化があれば、ステップS17において、この放電は自由異物によるものであるとして、ステップS18において表示装置28に「部分放電発生、自由異物」の表示をする。   In step S <b> 16, the determination device 27 determines whether or not the ratio V has changed with time. If there is a time change, in step S17, the discharge is caused by free foreign matter, and in step S18, "partial discharge occurrence, free foreign matter" is displayed on the display device 28.

ステップS16において比率Vが時間に対して変化せず一定の場合は、ステップS19において放電発生源は径方向には移動していない、すなわち固定異物であるとする。放電発生源が固定異物で内部高圧導体12近傍にある場合は、図18の曲線Jにおける所定値V1、タンク11近傍にある場合は上記V1よりも小さい所定値V2を示し、時間的に変化しない。   If the ratio V does not change with time in step S16 and is constant, it is assumed in step S19 that the discharge source does not move in the radial direction, that is, is a fixed foreign object. When the discharge source is a fixed foreign substance and is in the vicinity of the internal high-voltage conductor 12, a predetermined value V1 in the curve J of FIG. 18 is shown, and when it is in the vicinity of the tank 11, a predetermined value V2 that is smaller than V1 is shown and does not change with time. .

ステップS36において、部分放電の位置を求める。比率Vは、放電発生源が内部高圧導体12側にあるかタンク11側にあるかでその大きさが異なる。図18は、横軸に放電発生源の内部高圧導体12からの距離d、縦軸に比率Vの値をプロットした曲線Jを示すものである。この曲線Jは、上述の図9の曲線Dと同様にGISの寸法により予め想定することができ、放電発生源が内部高圧導体12近傍にあるとき比率V=V1、タンク11の近くにある場合は比率V=V2である。   In step S36, the position of partial discharge is obtained. The ratio V varies depending on whether the discharge source is on the internal high-voltage conductor 12 side or the tank 11 side. FIG. 18 shows a curve J in which the horizontal axis represents the distance d from the internal high-voltage conductor 12 of the discharge generation source, and the vertical axis represents the value of the ratio V. This curve J can be assumed in advance by the dimensions of the GIS as in the case of the curve D in FIG. 9 described above. When the discharge generation source is in the vicinity of the internal high-voltage conductor 12, the ratio V = V 1 and in the vicinity of the tank 11. Is the ratio V = V2.

従って、ステップS36において、判定装置27は図18の曲線Jに相当するデータテーブルに基づいて、放電発生源のタンク11内における径方向の位置を求める。
例えばV=V2の場合は、図18において曲線J上のK点であり、タンク11側で部分放電が発生していることが分る。
Accordingly, in step S36, the determination device 27 obtains the radial position of the discharge source in the tank 11 based on the data table corresponding to the curve J in FIG.
For example, when V = V2, it is point K on the curve J in FIG. 18, and it can be seen that partial discharge has occurred on the tank 11 side.

ステップS21において、表示装置28に「部分放電発生、固定異物」と表示するとともにステップS21において判定装置27により求めた放電発生源のタンク11内における径方向の位置を例えば「タンク側」と表示する。あわせて、データテーブルに基づき図18の曲線Jを表示し、その上に比率V=V2の値を点Kとして表示する。さらに、比率Vの時間変化を図10の特性E,F,Gと同様にして表示する。   In step S21, "partial discharge occurrence, fixed foreign matter" is displayed on the display device 28, and the radial position in the tank 11 of the discharge generation source obtained by the determination device 27 in step S21 is displayed as, for example, "tank side". . In addition, the curve J in FIG. 18 is displayed based on the data table, and the value of the ratio V = V2 is displayed as a point K thereon. Further, the time change of the ratio V is displayed in the same manner as the characteristics E, F, and G in FIG.

なお、上記実施の形態では、TE11モードの遮断周波数fcTE11未満の区域のスペクトル強度の積分値S1とTE11モードの遮断周波数fcTE11以上の区域のスペクトル強度の積分値S2という2つの積分値の違いを用いた。しかし、この2つ以外に全周波数域に亘るスペクトル強度の積分値STを用いてもよい。   In the above embodiment, the difference between the two integral values, that is, the integral value S1 of the spectrum intensity in the area below the cutoff frequency fcTE11 in the TE11 mode and the integral value S2 of the spectrum intensity in the area above the cutoff frequency fcTE11 in the TE11 mode is used. It was. However, an integral value ST of spectral intensity over the entire frequency range may be used in addition to these two.

つまり3つの積分値S1,S2,STのうち任意の2つを選んで、すなわちV=S1/S2の代りに、W=S1/STあるいはX=S2/STを求めて、予め求めておいた図18の曲線Jと同様のデータターブルに基づいて放電発生源の径方向の位置を同定できる。また、この比率Wや比率Xの時間変化を追うことによって放電発生源が固定異物なのか自由異物なのかを知ることができる。   That is, any two of the three integrated values S1, S2, ST are selected, that is, W = S1 / ST or X = S2 / ST is obtained instead of V = S1 / S2, and is obtained in advance. Based on the data table similar to curve J in FIG. 18, the radial position of the discharge source can be identified. Further, by following the time change of the ratio W and the ratio X, it can be known whether the discharge generation source is a fixed foreign object or a free foreign object.

実施の形態5.
また、実際にGISが稼働している場所においては、センサ位置は固定の場合が多い。また、試験的に部分放電源をGIS内部に設置して、図13、14のようなセンサと放電源の角度依存性を測定することも、困難である。従って、特定の周波数ピークがどのモードであるかを実験的に知るのは困難な場合がある。
Embodiment 5 FIG.
Further, in the place where the GIS is actually operating, the sensor position is often fixed. It is also difficult to measure the angle dependency between the sensor and the discharge source as shown in FIGS. 13 and 14 by installing a partial discharge source inside the GIS as a test. Therefore, it may be difficult to know experimentally which mode a particular frequency peak is in.

このような場合は、特定のモードに対応する周波数のスペクトル強度を選ぶのではなく、GISの構造から計算したTE31モードの遮断周波数を境界として、それ以上とそれ以下の周波数スペクトル強度の積分値を選んでも良い。具体的な区域としては、TE31モードの遮断周波数fcTE31未満の所定範囲の区域における積分値S1、TE31モードのfcTE31より大きい所定範囲の区域における積分値S2を求め、この両者の比率V=S1/S2を求めればよい。   In such a case, instead of selecting the spectrum intensity of the frequency corresponding to the specific mode, the integrated value of the frequency spectrum intensity above and below the TE31 mode cutoff frequency calculated from the GIS structure is used as a boundary. You may choose. As specific areas, an integral value S1 in an area of a predetermined range less than the cut-off frequency fcTE31 in the TE31 mode and an integral value S2 in an area of a predetermined range larger than the fcTE31 in the TE31 mode are obtained, and the ratio V = S1 / S2 between the two. You can ask for.

検知装置は、図16の検知装置30と同様のものであるが、その動作が若干異なる。積分装置31は、高速フーリエ変換装置23により高速フーリェ変換を行って求めた周波数スペクトルに基づき、TE31モードの遮断周波数fcTE31以下の区域における所定範囲のスペクトル強度の積分値S1、fcTE31より大きい区域における所定範囲のスペクトル強度の積分値S2を求める。割算器26は、積分値S1とS2の比率V=S1/S2を求める。   The detection device is the same as the detection device 30 of FIG. 16, but the operation is slightly different. The integrating device 31 is based on the frequency spectrum obtained by performing the fast Fourier transform by the fast Fourier transform device 23, and the predetermined value in the region larger than the integral values S1 and fcTE31 of the spectrum intensity in a predetermined range in the region below the cutoff frequency fcTE31 in the TE31 mode. An integral value S2 of the spectrum intensity in the range is obtained. The divider 26 calculates a ratio V = S1 / S2 between the integrated values S1 and S2.

判定装置27は、比率Vの大きさ及び時間変化の有無に基づき、固定異物か自由異物かを判定し、固定異物の場合はタンク11内における径方向の位置を算出する。図7と同様に、比率Vの値を曲線J上にプロットすることによっても放電発生源の径方向の位置を知ることができる。表示装置28は、判定装置27の判定結果の文字情報及び比率Vの値を表示する。   The determination device 27 determines whether the foreign object is a fixed foreign object or a free foreign object based on the magnitude of the ratio V and whether there is a change over time, and in the case of a fixed foreign object, calculates a radial position in the tank 11. Similarly to FIG. 7, by plotting the value of the ratio V on the curve J, the radial position of the discharge source can be known. The display device 28 displays the character information of the determination result of the determination device 27 and the value of the ratio V.

次に動作は図17のフローチャートと同様であるので、これによって説明する。
ステップS35において、高速フーリエ変換装置23により求めた周波数スペクトルから、f=0〜730MHzまでの範囲におけるスペクトル強度の積分値S1、及びf=730〜1200MHzまでの範囲におけるスペクトル強度の積分値S2を積分器31により求める。730MHzはTE31モードの遮断周波数である。
The operation is the same as that of the flowchart of FIG.
In step S35, the integral value S1 of the spectrum intensity in the range from f = 0 to 730 MHz and the integral value S2 of the spectrum intensity in the range from f = 730 to 1200 MHz are integrated from the frequency spectrum obtained by the fast Fourier transform device 23. It is determined by the device 31. 730 MHz is a cutoff frequency of the TE31 mode.

ステップS35において、割算器26により、比率V=S1/S2を求める。上述のように、得られた周波数スペクトルは730MHz以下の区域においてはTEMモード、TE11、TE21だけしか含まない。これらのモードはすべて放電源が中心導体に近いほどその強度が大きくなるモードである。一方、730MHz以上の周波数成分は中心導体に近いほどその強度が弱くなる。従って、比率V=S1/S2は、その大きさが放電源の径方向の位置と1対1に対応する。積分値S1と積分値S2の比率Vを求めて径方向位置の判断基準とするのは、放電発生の都度S1とS2の大きさが比例関係を保ちつつ変化するので、この影響をなくすためである。   In step S35, the divider 26 calculates the ratio V = S1 / S2. As described above, the obtained frequency spectrum includes only the TEM mode, TE11, and TE21 in the region of 730 MHz or less. All of these modes are modes in which the strength increases as the discharge source is closer to the central conductor. On the other hand, the frequency component of 730 MHz or more becomes weaker as it is closer to the central conductor. Therefore, the ratio V = S1 / S2 has a one-to-one correspondence with the radial position of the discharge source. The reason why the ratio V of the integral value S1 and the integral value S2 is obtained and used as a criterion for determining the radial position is that the magnitude of S1 and S2 changes while maintaining a proportional relationship each time a discharge occurs, so that this influence is eliminated. is there.

ステップS16において判定装置27は、比率Vの時間変化の有無を判定する。時間変化があれば、ステップS17において、この放電は自由異物によるものであるとして、ステップS18において表示装置28に「部分放電発生、自由異物」の表示をする。   In step S <b> 16, the determination device 27 determines whether or not the ratio V has changed with time. If there is a time change, in step S17, the discharge is caused by free foreign matter, and in step S18, "partial discharge occurrence, free foreign matter" is displayed on the display device 28.

ステップS16において比率Vが時間に対して変化せず一定の場合は、ステップS19において放電発生源は径方向には移動していない、すなわち固定異物であるとする。放電発生源が固定異物で内部高圧導体12近傍にある場合は、所定値V3、タンク11近傍にある場合は上記V3よりも小さい所定値V4を示し、時間的に変化しない。   If the ratio V does not change with time in step S16 and is constant, it is assumed in step S19 that the discharge source does not move in the radial direction, that is, is a fixed foreign object. When the discharge generation source is a fixed foreign substance and is in the vicinity of the internal high-voltage conductor 12, the predetermined value V3 is displayed. When the discharge source is in the vicinity of the tank 11, the predetermined value V4 is smaller than V3 and does not change with time.

ステップS36において、部分放電の位置を求める。比率Vは、放電発生源が内部高圧導体12側にあるかタンク11側にあるかでその大きさが異なる。横軸に放電発生源の内部高圧導体12からの距離d、縦軸に比率Vの値をプロットした曲線は、上述の図17の曲線Jと同様にGISの寸法により予め決るものであり、放電発生源が内部高圧導体12の近傍にあるとき比率V=V3、タンク11の近くの場合は比率V=V4である。
従って、ステップS36において、判定装置27は比率Uと距離dのデータテーブルに基づいて、放電発生源のタンク11内における径方向の位置を求める。
In step S36, the position of partial discharge is obtained. The ratio V varies depending on whether the discharge source is on the internal high-voltage conductor 12 side or the tank 11 side. A curve obtained by plotting the distance d from the internal high-voltage conductor 12 of the discharge generation source on the horizontal axis and the value of the ratio V on the vertical axis is determined in advance according to the dimensions of the GIS, like the curve J in FIG. The ratio V = V3 when the source is in the vicinity of the internal high voltage conductor 12, and the ratio V = V4 when near the tank 11.
Accordingly, in step S36, the determination device 27 obtains the radial position of the discharge source in the tank 11 based on the data table of the ratio U and the distance d.

ステップS21において、表示装置28に「部分放電発生、固定異物」と表示するとともにステップS36において判定装置27により求めた放電発生源のタンク11内における径方向の位置を例えば「タンク表面上」と表示する。あわせて、データテーブルに基づき図17の曲線Jと同様の曲線を表示し、その上に比率Vの値を点として表示する。さらに、比率Vの時間変化を図10の特性E、F、Gと同様にして表示する。   In step S21, “partial discharge occurrence, fixed foreign matter” is displayed on the display device 28, and the radial position in the tank 11 of the discharge generation source obtained by the determination device 27 in step S36 is displayed as, for example, “on tank surface”. To do. In addition, a curve similar to the curve J in FIG. 17 is displayed based on the data table, and the value of the ratio V is displayed thereon as a point. Further, the time change of the ratio V is displayed in the same manner as the characteristics E, F, and G in FIG.

実施の形態6.
図19〜図24は、さらにこの発明の他の実施の形態を示すもので、図19は検知装置の構成図、図20は検知装置の動作を示すフローチャートである。図21、図22は内部高圧導体側において部分放電が発生したときに発生する電磁波のそれぞれ低い方の帯域フィルタ、高い方の帯域フィルタを通過した波形である。図23、図24はタンク側において部分放電が発生したときに発生する電磁波のそれぞれ低い方の帯域フィルタ、高い方の帯域フィルタを通過した波形である。
Embodiment 6 FIG.
19 to 24 show still another embodiment of the present invention. FIG. 19 is a configuration diagram of the detection device, and FIG. 20 is a flowchart showing the operation of the detection device. 21 and 22 are waveforms of electromagnetic waves generated when a partial discharge is generated on the internal high-voltage conductor side, respectively, passing through a lower band filter and a higher band filter. 23 and 24 show waveforms of electromagnetic waves generated when a partial discharge is generated on the tank side, respectively, passing through a lower band filter and a higher band filter.

この実施の形態は、図5や図16に示した実施の形態のように周波数スペクトルを求めなくとも放電発生源の径方向の位置、及び放電発生源が固定異物なのか自由異物なのかを判断することができるものである。   In this embodiment, it is possible to determine the radial position of the discharge source and whether the discharge source is a fixed foreign object or a free foreign object without obtaining a frequency spectrum as in the embodiments shown in FIGS. Is something that can be done.

図19において、検知装置40は、次のように構成されている。低い方の帯域フィルタ41は、増幅器22で増幅された電磁波検出器21の信号のうち、TE11モードの遮断周波数fcTE11、例えば上述のfcTE11=281MHz未満の区域における所定の周波数帯域、例えば150〜250MHzの信号を通過させる。低い方の帯域フィルタ41を通過した信号は整流器42に整流され、ピークホールド回路43にてその最大値B1が記憶される。   In FIG. 19, the detection device 40 is configured as follows. The lower band filter 41 has a predetermined frequency band, for example, 150 to 250 MHz, in the region below the TE11 mode cutoff frequency fcTE11, for example, fcTE11 = 281 MHz, of the signal of the electromagnetic wave detector 21 amplified by the amplifier 22. Let the signal pass. The signal that has passed through the lower band filter 41 is rectified by the rectifier 42, and the maximum value B 1 is stored in the peak hold circuit 43.

高い方の帯域フィルタ44は、増幅器22で増幅された電磁波検出器21の信号のうち、TE11モードの遮断周波数fcTE11以上の区域における所定の周波数帯域、例えば900〜1000MHzの信号を通過させる。高い方の帯域フィルタ44を通過した信号は整流器45にて整流され、ピークホールド回路46にてその最大値B2が記憶される。   The higher band filter 44 passes a signal in a predetermined frequency band, for example, 900 to 1000 MHz, in the area of the TE11 mode cutoff frequency fcTE11 or higher among the signals of the electromagnetic wave detector 21 amplified by the amplifier 22. The signal that has passed through the higher band filter 44 is rectified by the rectifier 45, and the maximum value B2 is stored in the peak hold circuit 46.

割算器26は、各最大値B1,B2の比率Y=B1/B2を求める。判定装置27は、比率Yの大きさ及び時間変化の有無に基づき、固定異物か自由異物かを判定し、固定異物の場合はタンク11内における径方向の位置を算出する。
表示装置28は、判定装置27の判定結果の文字情報及び比率Yの値を表示する。
なお、図19における帯域フィルタ41,44、整流回路42,45、ピークホールド回路43,46、割算器26がこの発明における正規化手段である。
The divider 26 obtains the ratio Y = B1 / B2 of each maximum value B1, B2. The determination device 27 determines whether the foreign object is a fixed foreign object or a free foreign object based on the magnitude of the ratio Y and whether there is a change over time, and in the case of a fixed foreign object, calculates the radial position in the tank 11.
The display device 28 displays the character information of the determination result of the determination device 27 and the value of the ratio Y.
Note that the band-pass filters 41 and 44, the rectifier circuits 42 and 45, the peak hold circuits 43 and 46, and the divider 26 in FIG. 19 are normalization means in the present invention.

次に動作を図20のフローチャートによって説明する。ステップS11において、電磁波検出器21により検出し、ステップS12において増幅する。ステップS53において、低い方の帯域フィルタ41、高い方の帯域フィルタ44でそれぞれの周波数帯域の信号を通過させ、整流する。
ステップS54において、ピークホールド回路43,46に低い方の帯域及び高い方の帯域フィルタ41,44を通過した信号を入力し、各最大値B1,B2を記憶する。
Next, the operation will be described with reference to the flowchart of FIG. In step S11, detection is performed by the electromagnetic wave detector 21, and amplification is performed in step S12. In step S53, signals in the respective frequency bands are passed through the lower band filter 41 and the higher band filter 44 and rectified.
In step S54, the signals that have passed through the lower band and the higher band filters 41 and 44 are input to the peak hold circuits 43 and 46, and the maximum values B1 and B2 are stored.

ステップS55において、割算器26によりY=B1/B2を求める。ステップS16において、判定装置27は比率Yの時間変化の有無を判定する。時間変化があれば、ステップS17において、この放電は自由異物によるものであると判定し、ステップS18において表示装置28に「部分放電発生、自由異物」の表示をする。
ステップS16において比率Yが時間に対して変化せず一定の場合は、ステップS19において放電発生源は径方向には移動していない、すなわち固定異物であると判定する。
In step S55, the divider 26 obtains Y = B1 / B2. In step S16, the determination device 27 determines whether or not the ratio Y has changed with time. If there is a time change, it is determined in step S17 that this discharge is caused by free foreign matter, and "partial discharge occurrence, free foreign matter" is displayed on the display device 28 in step S18.
If the ratio Y does not change with time in step S16 and is constant, it is determined in step S19 that the discharge source has not moved in the radial direction, that is, is a fixed foreign object.

ステップS56において、部分放電の位置を求める。比率Yは、放電発生源が内部高圧導体12側にあるかタンク11側にあるかでその大きさが異なる。図6や図17のステップS20,S36と同様にして、比率Yの値と内部高圧導体からの距離に関するデータテーブルに基づき、放電発生源のタンク11内における径方向の位置を求める。このデータテーブルも同様にGISの寸法により予め想定することができ、放電発生源が内部高圧導体12の近くにあるときYの値は大きく、タンク11の近くにある場合はYの値は小さい。   In step S56, the position of partial discharge is obtained. The ratio Y varies depending on whether the discharge source is on the internal high-voltage conductor 12 side or the tank 11 side. Similar to steps S20 and S36 of FIGS. 6 and 17, the radial position of the discharge source in the tank 11 is obtained based on the data table regarding the value of the ratio Y and the distance from the internal high-voltage conductor. Similarly, this data table can be preliminarily assumed based on the dimensions of the GIS. When the discharge source is near the internal high-voltage conductor 12, the value of Y is large, and when near the tank 11, the value of Y is small.

放電発生源が内部高圧導体12近傍にある場合、150〜250MHzの低い方の帯域フィルタ41を通過した波形は図21のようになり、900〜1000MHzの高い方の帯域フィルタ44を通過した波形は図22のようになる。このとき、ピークホールド回路43で検出される最大値B1は図21より約6/1000V、ピークホールド回路46で検出される最大値B2は図23より7/1000Vであり、これよりY=6/7=0.86となる。なお、図21、図22において、横軸が時間t(s)、縦軸が振幅Ampli(V)である。   When the discharge generation source is in the vicinity of the internal high-voltage conductor 12, the waveform passing through the lower band filter 41 of 150 to 250 MHz is as shown in FIG. 21, and the waveform passing through the higher band filter 44 of 900 to 1000 MHz is As shown in FIG. At this time, the maximum value B1 detected by the peak hold circuit 43 is about 6/1000 V from FIG. 21, and the maximum value B2 detected by the peak hold circuit 46 is 7/1000 V from FIG. 7 = 0.86. 21 and 22, the horizontal axis represents time t (s) and the vertical axis represents amplitude Ampli (V).

また、放電発生源がタンク11近傍にある場合、低い方の帯域フィルタ41を通過した波形は図23のようになり、高い方の帯域フィルタ44を通過した波形は図24のようになる。このとき、ピークホールド回路43で検出される最大値B1は図23より約0.62/1000V、ピークホールド回路46で検出される最大値B2は図24より4/1000Vであり、これよりY=0.62/4=0.16となる。なお、図23、図24において、横軸が時間t(s)、縦軸が振幅Ampli(V)である。
このように、放電発生源の位置により比率Yの値が大きく変化するので、発生位置を容易に求めることができる。
When the discharge source is in the vicinity of the tank 11, the waveform passing through the lower band filter 41 is as shown in FIG. 23, and the waveform passing through the higher band filter 44 is as shown in FIG. At this time, the maximum value B1 detected by the peak hold circuit 43 is about 0.62 / 1000 V from FIG. 23, and the maximum value B2 detected by the peak hold circuit 46 is 4/1000 V from FIG. 0.62 / 4 = 0.16. 23 and 24, the horizontal axis represents time t (s), and the vertical axis represents amplitude Ampli (V).
As described above, since the value of the ratio Y greatly varies depending on the position of the discharge generation source, the generation position can be easily obtained.

そして、ステップS21において、表示装置28に「部分放電発生、固定異物」と表示するとともにステップS56において判定装置27により求めた放電発生源のタンク11内における径方向の位置を例えば「タンク側」と表示する。あわせて、データテーブルに基づき図9の曲線Dと同様の曲線を表示し、その上に比率Yの値を点として表示する。さらに、比率Yの時間変化を図10の特性E,F,Gと同様に表示する。   In step S21, “partial discharge occurrence, fixed foreign matter” is displayed on the display device 28, and the radial position in the tank 11 of the discharge generation source obtained by the determination device 27 in step S56 is, for example, “tank side”. indicate. In addition, a curve similar to the curve D in FIG. 9 is displayed based on the data table, and the value of the ratio Y is displayed as a point thereon. Further, the time change of the ratio Y is displayed in the same manner as the characteristics E, F, and G in FIG.

また、図19における帯域フィルタ41,42の通過周波数を他の周波数帯に選んでも、例えば次のように選んでも、同様の結果が得られ、放電発生の位置、自由異物によるものか固定異物によるものかを知ることができる。低い方の帯域フィルタ41の通過帯域を、TE31モードの遮断周波数fcTE31、例えば上述のfcTE31=730MHz未満の区域における所定の周波数帯域、例えば200〜300MHzの信号を通過させるように選定する。高い方の帯域フィルタ44は、TE31モードの遮断周波数fcTE31(730MHz)以上の区域における所定の周波数帯域、例えば900〜1000MHzの信号を通過させるように選ぶ。   Moreover, even if the pass frequencies of the band-pass filters 41 and 42 in FIG. 19 are selected to other frequency bands, for example, as follows, the same result can be obtained, and the position of discharge generation, due to free foreign matter or fixed foreign matter. You can know what it is. The pass band of the lower band filter 41 is selected so as to pass a signal of a predetermined frequency band, for example, 200 to 300 MHz, in the area below the cutoff frequency fcTE31 of the TE31 mode, for example, fcTE31 = 730 MHz. The higher band filter 44 is selected so as to pass a signal in a predetermined frequency band, for example, 900 to 1000 MHz, in an area having a cutoff frequency fcTE31 (730 MHz) or higher in the TE31 mode.

実施の形態7.
図25、図26は、さらにこの発明の他の実施の形態を示すもので、図25は検知装置の構成図、図26は内部高圧導体からの距離と二つの検出器出力の比との関係を示す特性図である。この実施の形態も、周波数スペクトルを求めなくとも放電発生源の径方向の位置、及び放電発生源が固定異物なのか自由異物なのかを判断することができるものである。
Embodiment 7 FIG.
FIGS. 25 and 26 show still another embodiment of the present invention. FIG. 25 is a configuration diagram of the detection device, and FIG. 26 is a relationship between the distance from the internal high-voltage conductor and the ratio of two detector outputs. FIG. This embodiment can also determine the radial position of the discharge source and whether the discharge source is a fixed foreign object or a free foreign object without obtaining a frequency spectrum.

検知装置50は次のように構成されている。図25において、二つの電磁波検出器51,55を準備し、一方の電磁波検出器51にてTEM波を検出し、もう一方の電磁波検出器55にてTE波を検出する。このとき、二つの電磁波検出器51,55から同じタイミングで信号を取り出せるように調整しておく。そして、上記電磁波検出器51,55により検出された信号を増幅器52,56にて増幅する。ピークホールド回路54,58によりTEM,TE各モードの電磁波の最大値C1,C2を記憶する。   The detection device 50 is configured as follows. In FIG. 25, two electromagnetic wave detectors 51 and 55 are prepared, one electromagnetic wave detector 51 detects a TEM wave, and the other electromagnetic wave detector 55 detects a TE wave. At this time, adjustment is made so that signals can be taken out from the two electromagnetic wave detectors 51 and 55 at the same timing. Then, the signals detected by the electromagnetic wave detectors 51 and 55 are amplified by the amplifiers 52 and 56. The peak hold circuits 54 and 58 store the maximum values C1 and C2 of the electromagnetic waves in the TEM and TE modes.

割算器26により最大値C1,C2の比率Z=C1/C2を求める。
なお、図25における整流回路53,57、ピークホールド回路54,58、割算器26がこの発明における正規化手段である。
The divider 26 obtains the ratio Z = C1 / C2 between the maximum values C1 and C2.
Note that the rectifier circuits 53 and 57, the peak hold circuits 54 and 58, and the divider 26 in FIG. 25 are normalization means in the present invention.

この2つの電磁波検出器51,55の最大値の比率Z=C1/C2から電磁波に含まれているTEMモードの電磁波の割合がわかる。図26に2つの電磁波検出器51,55からの出力の比率Zをプロットした曲線Mを示す。図9の曲線Dと同様の傾向を有する。このときの横軸dは図9と同様、放電発生源の高圧導体12からの距離である。
図26から放電発生源の径方向の位置を知ることができる。また、この時間変化を追うことによって放電発生源が固定異物なのか自由異物なのかを知ることができる。
From the ratio Z = C1 / C2 of the maximum values of the two electromagnetic wave detectors 51 and 55, the ratio of the TEM mode electromagnetic wave contained in the electromagnetic wave can be found. FIG. 26 shows a curve M in which the ratio Z of the outputs from the two electromagnetic wave detectors 51 and 55 is plotted. It has the same tendency as curve D in FIG. The horizontal axis d at this time is the distance from the high-voltage conductor 12 of the discharge source as in FIG.
The radial position of the discharge generation source can be known from FIG. Further, by following this time change, it is possible to know whether the discharge source is a fixed foreign object or a free foreign object.

実施の形態8.
図5の実施の形態では、タンク11内部の異常状態として、内部高圧導体12の表面に起立して固定された内部高圧導体固定針15、タンク12の内壁面に起立して固定されたタンク固定針16、固定されていない自由異物17、がそれぞれ放電発生源となる場合について述べたが、異常状態はこれに限られるものではなく、この発明は他の場合についても適用できる。
Embodiment 8 FIG.
In the embodiment of FIG. 5, as an abnormal state inside the tank 11, an internal high voltage conductor fixing needle 15 that is erected and fixed on the surface of the internal high voltage conductor 12, and a tank that is erected and fixed on the inner wall surface of the tank 12. Although the case where the needle 16 and the unfixed free foreign matter 17 are the respective discharge generation sources has been described, the abnormal state is not limited to this, and the present invention can be applied to other cases.

図27〜図29は、さらにこの発明の他の実施の形態を示すものであり、図27はGISのタンク内部に混入し、絶縁スペーサの表面に付着した導電性異物と部分放電の検知装置の構成を示す構成図、図28は部分放電が絶縁スペーサ上でかつ内部高圧導体側にて発生した場合に発生する電磁波の周波数スペクトルを示すスペクトル図、図29は部分放電が絶縁スペーサ上でかつタンク側にて発生した場合に発生する電磁波の周波数スペクトルを示すスペクトル図である。   27 to 29 show still another embodiment of the present invention. FIG. 27 shows a conductive foreign matter adhering to the surface of an insulating spacer and a partial discharge detecting device mixed in the GIS tank. FIG. 28 is a spectrum diagram showing the frequency spectrum of electromagnetic waves generated when a partial discharge is generated on the insulating spacer and on the internal high-voltage conductor side, and FIG. 29 is a spectrum diagram showing a partial discharge on the insulating spacer and the tank. It is a spectrum figure which shows the frequency spectrum of the electromagnetic waves which generate | occur | produce when it generate | occur | produces in the side.

図27において、タンク11内部の異常状態として、絶縁スペーサ13の表面の内部高圧導体12近傍に固定された導電性異物であるスペーサ沿面針18、絶縁スペーサ13の表面のタンク11近傍に固定された導電性異物であるスペーサ沿面針19の2ケースについて考える。
その他の構成については、図5に示したものと同様のものである。
In FIG. 27, as an abnormal state inside the tank 11, the spacer creeping needle 18, which is a conductive foreign matter fixed near the inner high-voltage conductor 12 on the surface of the insulating spacer 13, is fixed near the tank 11 on the surface of the insulating spacer 13. Consider two cases of a spacer creeping needle 19 that is a conductive foreign matter.
Other configurations are the same as those shown in FIG.

内部の部分放電により発生した電磁波を検出し増幅して高速フーリエ変換装置23により高速フーリエ変換を行って、周波数スペクトルを求める。この周波数スペクトルは、絶縁スペーサ13の内部高圧導体12近傍に固定されたスペーサ沿面針18による部分放電の場合は図28に、絶縁スペーサ13のタンク11近傍に固定されたスペーサ沿面針19による部分放電の場合は図29に示すようなものになる。なお、図28、図29において、横軸が周波数frequncy(Hz)、縦軸が振幅Ampli(dBV)である。   An electromagnetic wave generated by the internal partial discharge is detected and amplified, and fast Fourier transform is performed by the fast Fourier transform device 23 to obtain a frequency spectrum. This frequency spectrum is shown in FIG. 28 in the case of the partial discharge by the spacer creeping needle 18 fixed in the vicinity of the internal high-voltage conductor 12 of the insulating spacer 13, and in the partial discharge by the spacer creeping needle 19 fixed in the vicinity of the tank 11 of the insulating spacer 13. In this case, it becomes as shown in FIG. In FIGS. 28 and 29, the horizontal axis represents the frequency (Hz), and the vertical axis represents the amplitude Ampli (dBV).

そこで、図28において、TE11モードの遮断周波数fcTE11(この実施の形態の場合、281MHz)未満の周波数であるf1=80MHz、TE11モードの遮断周波数fcTE11以上の周波数であるf2=1GHzにおける成分の大きさA1,A2を求め、U=A1/A2を計算する。   Therefore, in FIG. 28, the magnitude of the component at f1 = 80 MHz, which is a frequency lower than the cutoff frequency fcTE11 in the TE11 mode (281 MHz in this embodiment), and at f2 = 1 GHz, which is a frequency equal to or higher than the cutoff frequency fcTE11 in the TE11 mode. A1 and A2 are obtained, and U = A1 / A2 is calculated.

また、図29においても同様にf1=80MHz、f2=1GHzにおける成分の大きさA1,A2を求め、U=A1/A2を計算する。絶縁スペーサ13の表面に付着した導電性異物による部分放電の場合についても、成分A2で正規化されたA1の値は、図5に示した異常の場合と同じ傾向を示し、その大きさから絶縁スペーサ13の径方向のどの位置で部分放電が発生したのかを知ることができる。   Similarly, in FIG. 29, component sizes A1 and A2 at f1 = 80 MHz and f2 = 1 GHz are obtained, and U = A1 / A2 is calculated. Also in the case of partial discharge due to conductive foreign matter adhering to the surface of the insulating spacer 13, the value of A1 normalized by the component A2 shows the same tendency as the abnormality shown in FIG. It is possible to know at which position in the radial direction of the spacer 13 the partial discharge has occurred.

このように、絶縁スペーサ13の表面における放電の場合においても、正規化された比率Uは、図5における内部高圧導体12やタンク11における部分放電の場合とほぼ同じ傾向を示す。すなわち、放電発生源が内部高圧導体12側にあればUの値は大きくなり、逆にタンク11側にあればUの値は小さくなる。このことからUの値から放電発生の径方向の位置を求めることができる。   Thus, even in the case of discharge on the surface of the insulating spacer 13, the normalized ratio U shows the same tendency as in the case of partial discharge in the internal high-voltage conductor 12 and the tank 11 in FIG. That is, if the discharge generating source is on the internal high-voltage conductor 12 side, the value of U is large, and conversely if it is on the tank 11 side, the value of U is small. From this, the radial position of the occurrence of discharge can be determined from the value of U.

上記実施の形態では、絶縁スペーサ13の表面において部分放電が発生した場合について説明したが、例えば絶縁スペーサ13の内部にボイドがあって部分放電が発生する場合について全く同様にその位置を検出できる。
また、図15、図16、図19や図25に示した検知装置20a,30,40,50によっても絶縁スペーサ13の表面における放電や内部放電等を検出できる。
In the above-described embodiment, the case where the partial discharge occurs on the surface of the insulating spacer 13 has been described. However, for example, the position can be detected in the same manner when a partial discharge occurs due to a void inside the insulating spacer 13.
In addition, discharge on the surface of the insulating spacer 13, internal discharge, and the like can also be detected by the detection devices 20a, 30, 40, and 50 shown in FIGS.

実施の形態9.
この発明の他の実施の形態である部分放電強度検出装置の構成を図30に示す。この実施の形態では、図11〜図14の実施の形態2で述べたのと同様な方法にてTE21モードに対応する周波数をあらかじめ決定しておき、TE21モードの周波数でのスペクトル強度を部分放電強度の指標として用いる。
Embodiment 9 FIG.
FIG. 30 shows the configuration of a partial discharge intensity detecting apparatus according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the frequency corresponding to the TE21 mode is determined in advance by a method similar to that described in the second embodiment of FIGS. 11 to 14, and the spectrum intensity at the frequency of the TE21 mode is determined as the partial discharge. Used as an indicator of strength.

図1に示したように、TE21モードの強度は径方向位置にはほとんど依存しない。従って、TE21モードを放電の大きさの指標とすることにより径方向位置の影響が除かれ、放電の大きさの指標として正確な判断ができる。   As shown in FIG. 1, the strength of the TE21 mode hardly depends on the radial position. Therefore, by using the TE21 mode as an indicator of the magnitude of discharge, the influence of the radial position is eliminated, and an accurate determination can be made as an indicator of the magnitude of discharge.

次に強度検知装置である検知装置60の動作について説明する。部分放電にともなって発生する電磁波を電磁波検出器21にて検出し、電磁波検出器21からの信号を増幅器22で増幅する。増幅した信号を高速フーリエ変換装置23に取り込み、波形を高速フーリェ変換を行う。実施の形態2で述べたように、TE21モードに相当する周波数として650MHzを選んでいるので、抽出器25にて、本周波数でのスペクトル強度を求める。   Next, operation | movement of the detection apparatus 60 which is an intensity | strength detection apparatus is demonstrated. The electromagnetic wave generated by the partial discharge is detected by the electromagnetic wave detector 21, and the signal from the electromagnetic wave detector 21 is amplified by the amplifier 22. The amplified signal is taken into the fast Fourier transform device 23, and the waveform is subjected to fast Fourier transform. As described in the second embodiment, since 650 MHz is selected as the frequency corresponding to the TE21 mode, the extractor 25 obtains the spectrum intensity at this frequency.

最後に表示装置28に650MHzでの強度の経時変化等を表示する。本実施例では径方向依存性をもたないTE21モードの電磁波を放電強度の指標とでき、放電源の径方向位置に無関係に放電の大きさを判断できる。
なお、TEモードの周波数として650MHzでなく、他のTE21モードの周波数を選んでもよい。
Finally, a change with time in intensity at 650 MHz is displayed on the display device 28. In the present embodiment, TE21 mode electromagnetic waves having no radial direction dependency can be used as an indicator of discharge intensity, and the magnitude of discharge can be determined regardless of the radial position of the discharge source.
The TE mode frequency is not limited to 650 MHz, and another TE21 mode frequency may be selected.

なお、図5、図15、図16、図19、図25、図27、図30等に示した原理を実現するにはアナログやデジタル演算増巾器等を用いたデイスクリート回路でもよいし、マイクロプロセッサやデジタルシグナルプロッセサによるデジタル制御でソフトウエア処理により実現することもできる。   In order to realize the principle shown in FIG. 5, FIG. 15, FIG. 16, FIG. 19, FIG. 25, FIG. 27, FIG. 30, etc., a discrete circuit using an analog or digital arithmetic amplifier may be used. It can also be realized by software processing with digital control by a microprocessor or a digital signal processor.

以上の各実施の形態においては、タンク11と同軸に1本の内部高圧導体12が配設された相分離型のものを示したが、三相一括形母線であっても同様の効果を奏する。また、導電装置がGIS以外の、導電性の筒状体とこの筒状体内に収容された導電体を有する他の導電装置、例えばガス絶縁母線や電力ケーブル等であってもよい。
以上のようにして、部分放電が発生した場合に導電装置の径方向の位置検出ができるので内部異常に対して、絶縁破壊事故の未然防止や的確な対応ができる。
In each of the above embodiments, the phase separation type in which one internal high voltage conductor 12 is arranged coaxially with the tank 11 is shown, but the same effect can be obtained even with a three-phase collective bus. . In addition, the conductive device may be another conductive device having a conductive cylindrical body other than GIS and a conductive body accommodated in the cylindrical body, such as a gas insulated bus or a power cable.
As described above, when the partial discharge occurs, the position of the conductive device in the radial direction can be detected, so that an internal breakdown can be prevented and an appropriate response can be made.

TEMおよびTEm1モードの径方向電界分布を示す特性図である。It is a characteristic view which shows radial direction electric field distribution of TEM and TEm1 mode. TMm1モードの径方向電界分布を示す特性図である。It is a characteristic view which shows radial direction electric field distribution of TMm1 mode. TE11モードとTM01モードの電界の径方向成分を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the radial direction component of the electric field of TE11 mode and TM01 mode. 各モードの周波数分布図である。It is a frequency distribution map of each mode. この発明の実施の一形態を示すもので、GISのタンク内部に混入した導電性異物と部分放電の検知装置の構成を示す構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 illustrates an embodiment of the present invention, and is a configuration diagram illustrating a configuration of a conductive foreign matter and partial discharge detection device mixed in a GIS tank. 図5の検知装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the detection apparatus of FIG. 図5において部分放電が内部高圧導体側にて発生した場合に発生する電磁波の周波数スペクトルを示すスペクトル図である。FIG. 6 is a spectrum diagram showing a frequency spectrum of electromagnetic waves generated when a partial discharge is generated on the internal high-voltage conductor side in FIG. 5. 図5において部分放電がタンク側に発生した場合に発生する電磁波の周波数スペクトルを示すスペクトル図である。FIG. 6 is a spectrum diagram showing a frequency spectrum of electromagnetic waves generated when partial discharge is generated on the tank side in FIG. 5. 図5の検知装置の検知結果を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the detection result of the detection apparatus of FIG. 図5の検知装置の検知結果の時間変化を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the time change of the detection result of the detection apparatus of FIG. この発明の実施の形態2を示すもので、図5において部分放電が内部高圧導体側にて発生した場合に発生する電磁波の周波数スペクトルを示すスペクトル図である。FIG. 6 shows Embodiment 2 of the present invention, and is a spectrum diagram showing a frequency spectrum of electromagnetic waves generated when a partial discharge is generated on the internal high-voltage conductor side in FIG. 5. この発明の実施の形態2を示すもので、図5において部分放電がタンク側に発生した場合に発生する電磁波の周波数スペクトルを示すスペクトル図である。FIG. 6 shows Embodiment 2 of the present invention, and is a spectrum diagram showing a frequency spectrum of electromagnetic waves generated when a partial discharge is generated on the tank side in FIG. 5. 図12に示した周波数スペクトルの650MHzでのスペクトル強度のセンサと放電源の角度依存性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the angle dependence of the spectrum intensity | strength in 650 MHz of the frequency spectrum shown in FIG. 12, and a discharge source. 図12に示した周波数スペクトルの785MHzでのスペクトル強度のセンサと放電源の角度依存性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the angle dependence of the spectrum intensity | strength in 785 MHz of the frequency spectrum shown in FIG. 12, and a discharge source. さらに、この発明の他の実施の形態を示すもので、外部アンテナを用いる場合の部分放電検出装置の構成図である。Furthermore, it shows another embodiment of the present invention, and is a configuration diagram of a partial discharge detection device when an external antenna is used. さらに、この発明の他の実施の形態を示す検知装置の構成図である。Furthermore, it is a block diagram of the detection apparatus which shows other embodiment of this invention. 図16の検知装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the detection apparatus of FIG. 図16の検知装置の検知結果を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the detection result of the detection apparatus of FIG. さらにこの発明の他の実施の形態を示す検知装置の構成図である。Furthermore, it is a block diagram of the detection apparatus which shows other embodiment of this invention. 図19の検知装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the detection apparatus of FIG. 図19の検知装置において、内部高圧導体側において部分放電が発生したときに発生する電磁波の低い方の帯域フィルタを通過した波形である。In the detection apparatus of FIG. 19, it is the waveform which passed the low band filter of the electromagnetic wave generated when partial discharge generate | occur | produces in the internal high voltage | pressure conductor side. 図19の検知装置において、内部高圧導体側において部分放電が発生したときに発生する電磁波の高い方の帯域フィルタを通過した波形である。In the detection apparatus of FIG. 19, it is the waveform which passed the band filter with the higher electromagnetic wave generated when partial discharge occurred on the internal high-voltage conductor side. 図19の検知装置において、タンク側において部分放電が発生したときに発生する電磁波の低い方の帯域フィルタを通過した波形である。In the detection apparatus of FIG. 19, it is the waveform which passed the band filter with the lower electromagnetic wave generated when the partial discharge occurs on the tank side. 図19の検知装置において、タンク側において部分放電が発生したときに発生する電磁波の高い方の帯域フィルタを通過した波形である。In the detection apparatus of FIG. 19, it is the waveform which passed the band filter with the higher electromagnetic wave generated when partial discharge occurred on the tank side. さらにこの発明の他の実施の形態を示す検知装置の構成図である。Furthermore, it is a block diagram of the detection apparatus which shows other embodiment of this invention. 図25における検知装置における内部高圧導体からの距離と二つの検出器出力の比との関係を示す特性図である。FIG. 26 is a characteristic diagram illustrating a relationship between a distance from an internal high-voltage conductor and a ratio between two detector outputs in the detection device in FIG. 25. さらに、この発明の他の実施の形態を示すもので、GISのタンク内部に混入し、絶縁スペーサの表面に付着した導電性異物と部分放電の検知装置の構成を示す構成図である。Furthermore, it shows another embodiment of the present invention, and is a configuration diagram showing a configuration of a conductive foreign substance mixed in the tank of the GIS and attached to the surface of the insulating spacer and a partial discharge detector. 図27の検知装置において、部分放電が絶縁スペーサ上でかつ内部高圧導体側にて発生した場合に発生する電磁波の周波数スペクトルを示すスペクトル図である。In the detection apparatus of FIG. 27, it is a spectrum figure which shows the frequency spectrum of the electromagnetic waves which generate | occur | produce when a partial discharge generate | occur | produces on an insulation spacer and the internal high voltage | pressure conductor side. 図27の検知装置において、部分放電が絶縁スペーサ上でかつタンク側に発生した場合に発生する電磁波の周波数スペクトルを示すスペクトル図である。In the detection apparatus of FIG. 27, it is a spectrum figure which shows the frequency spectrum of the electromagnetic waves which generate | occur | produce when a partial discharge generate | occur | produces on the insulating spacer and the tank side. さらに、この発明の他の実施の形態を示すもので、TE21モードを放電強度の指標とする部分放電強度検出装置の構成図である。Furthermore, it shows another embodiment of the present invention, and is a configuration diagram of a partial discharge intensity detection apparatus using a TE21 mode as an indicator of discharge intensity.

符号の説明Explanation of symbols

11 タンク、12 内部高圧導体、60 検知装置、21 電磁波検出器、
23 高速フーリエ変換装置、25 抽出器。
11 tank, 12 internal high voltage conductor, 60 detector, 21 electromagnetic wave detector,
23 Fast Fourier transform device, 25 extractor.

Claims (1)

導電性材料で形成された筒状体とこの筒状体内に収容され上記筒状体の長さ方向に延伸された導体とを有する導電装置における上記筒状体内で発生する電磁波の内のTE21モードの強度を求めてこれを部分放電強度の指標とする導電装置の部分放電強度検出装置。 TE21 mode of electromagnetic waves generated in the cylindrical body in a conductive device having a cylindrical body formed of a conductive material and a conductor housed in the cylindrical body and extended in the length direction of the cylindrical body A partial discharge intensity detecting device for a conductive device using the obtained intensity as an index of partial discharge intensity.
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