JP6837378B2 - Partial discharge detection device and partial discharge detection method - Google Patents
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Description
本開示は、部分放電の発生に伴う電磁波を検出することによって、部分放電の発生を検知する部分放電検出装置および部分放電検出方法に関する。 The present disclosure relates to a partial discharge detection device and a partial discharge detection method for detecting the occurrence of a partial discharge by detecting an electromagnetic wave accompanying the occurrence of the partial discharge.
部分放電の発生に伴う電磁波をアンテナで受信することにより、部分放電の発生を検知する方法が一般に行われている。このような部分放電検出方法では、部分放電の発生源を判別すること、さらには、アンテナに受信される外部ノイズと部分放電に伴う電磁波とを区別することが問題となる。 A method of detecting the occurrence of a partial discharge by receiving an electromagnetic wave accompanying the occurrence of a partial discharge with an antenna is generally used. In such a partial discharge detection method, it is a problem to determine the source of the partial discharge, and further to distinguish between the external noise received by the antenna and the electromagnetic wave accompanying the partial discharge.
たとえば、特開2005−98800号公報(特許文献1)に開示された部分放電の発生源の探査方法では、部分放電の発生源の種類に応じて電磁波の周波数特性が異なる点に着目して部分放電の発生源を区別している。具体的にこの文献によれば、部分放電発生源が「油中」であれば、電磁波の周波数特性は150MHz付近にピークを有するものになる。部分放電が「架線」のコロナ放電由来のものであれば、電磁波の周波数特性は50MHz付近にピークを有するものになる。部分放電発生源が「碍子沿面」であれば、電磁波の周波数特性は25MHz付近にピークを有するものになる。 For example, in the method for searching for a partial discharge source disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-98800 (Patent Document 1), the frequency characteristics of electromagnetic waves differ depending on the type of partial discharge source. Distinguish between sources of discharge. Specifically, according to this document, if the partial discharge source is "in oil", the frequency characteristic of the electromagnetic wave has a peak near 150 MHz. If the partial discharge is derived from the "overhead wire" corona discharge, the frequency characteristic of the electromagnetic wave will have a peak near 50 MHz. If the partial discharge source is "in the insulator surface", the frequency characteristic of the electromagnetic wave has a peak near 25 MHz.
特開2014−169978号公報(特許文献2)に開示された部分放電検出装置は、上記の特許文献1に記載された技術を利用するとともに、通信波または放送波に基づく外部ノイズと区別するための手段を備えている。具体的に、この文献の部分放電検出装置は、フィルター部と、ピークホールド部と、判定部とを備える。フィルター部は、アンテナの受信電圧から、150MHz帯の周波数帯成分の電気信号を選択的に通過させる。ピークホールド部は、フィルター部から出力された電気信号のピーク値を一時的に保持する。判定部は、ピークホールド部から出力された電気信号のレベルとフィルター部から出力された電気信号のレベルの差分値が所定の閾値を上回っている場合に検出信号を出力する。
The partial discharge detection device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-169978 (Patent Document 2) utilizes the technique described in
本件の発明者らは、油入ブッシングの油中での部分放電の検出を行う際に、上記の特許文献1および特許文献2で用いられている150MHz帯付近の電磁波検出が最適なものであるか否かを、実際の油入ブッシングからの放射電磁波を検出することによって検証した。さらに、実機器の油入ブッシングが設置された変電所の環境下でフィールドノイズを測定することによって、S/N(Signal to Noise)比が高い状態で部分放電の検出が可能な周波数範囲ついて検討した。
The inventors of the present invention optimally detect electromagnetic waves in the vicinity of the 150 MHz band used in
この開示は、上記の検討結果に基づくものであって、その目的は、油入ブッシングの油中での部分放電に伴う電磁波をS/N比の高い状態で検出可能な部分放電検出装置および部分放電検出方法を提供することである。 This disclosure is based on the above study results, the purpose of which is to detect partial discharge detectors and parts that can detect electromagnetic waves associated with partial discharge in oil of oil-filled bushings in a high S / N ratio. It is to provide a discharge detection method.
一実施形態による部分放電検出装置は、油入ブッシングの油中での部分放電を検出するためのものであり、アンテナと、A/D変換器と、フーリエ変換部と、判定部とを備える。アンテナは、油入ブッシングから到来する電磁波を検出する。A/D変換器は、アンテナの受信信号をA/D(Analog to Digital)変換する。フーリエ変換部は、A/D変換された受信信号をフーリエ変換することによって振幅スペクトルを生成する。判定部は、生成された振幅スペクトルのうち、450MHz以上460MHz以下の特定周波数範囲に対応する部分の振幅に基づいて、油入ブッシングの油中での部分放電の有無を判定する。 The partial discharge detection device according to one embodiment is for detecting a partial discharge in oil of an oil-filled bushing, and includes an antenna, an A / D converter, a Fourier transform unit, and a determination unit. The antenna detects electromagnetic waves coming from the oil-filled bushing. The A / D converter converts the received signal of the antenna into A / D (Analog to Digital). The Fourier transform unit generates an amplitude spectrum by Fourier transforming the A / D-converted received signal. The determination unit determines the presence or absence of partial discharge in the oil of the oil-filled bushing based on the amplitude of the portion of the generated amplitude spectrum corresponding to the specific frequency range of 450 MHz or more and 460 MHz or less.
上記の実施形態によれば、450MHz以上460MHz以下の特定周波数範囲に対応する部分の振幅に基づいて部分放電の有無を判定するので、油入ブッシングの油中での部分放電に伴う電磁波をS/N比の高い状態で検出することができる。 According to the above embodiment, since the presence or absence of partial discharge is determined based on the amplitude of the portion corresponding to the specific frequency range of 450 MHz or more and 460 MHz or less, the electromagnetic wave accompanying the partial discharge in the oil of the oil-filled bushing is S / S. It can be detected in a state where the N ratio is high.
以下、各実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰返さない。 Hereinafter, each embodiment will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts are designated by the same reference numerals, and the description is not repeated.
実施の形態1.
[部分放電検出装置の構成例]
図1は、実施の形態1による部分放電検出装置の構成例を示すブロック図である。図1を参照して、部分放電検出装置200は、アンテナ110と、アンプ130と、オシロスコープ111と、コンピュータ(PC:Personal Computer)112とを備える。
[Configuration example of partial discharge detection device]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of the partial discharge detection device according to the first embodiment. With reference to FIG. 1, the partial
アンテナ110は、検査対象物である油入ブッシングから到来する電磁波を受信するためのものである。本実施の形態では、アンテナ110として広帯域のものが用いられる。広帯域のアンテナ110は、検査対象物の部分放電に伴う電磁波103とともに放送波および通信波123などのフィールドノイズを受信する。
The antenna 110 is for receiving electromagnetic waves arriving from the oil-filled bushing, which is the object to be inspected. In this embodiment, a wide band antenna 110 is used. The wideband antenna 110 receives field noise such as broadcast wave and
アンプ130は、アンテナ110の受信信号を増幅する。アンテナ110の受信信号の強度が十分な場合には、アンプ130は必ずしも設けられていなくてもよい。
The
オシロスコープ111は、A/D変換器(ADC)131と、メモリ132と、液晶ディスプレイなどの表示部133とを含む。
The
A/D変換器131は、アンテナ110の受信信号をデジタル信号に変換する。A/D変換器131のサンプリング周波数fsは、信号処理に必要な周波数範囲を、ナイキスト条件を満たして取り込むことができるように設定する。具体的には、信号処理に必要な周波数範囲がfs/2より小さくなるようにサンプリング周波数fsを設定し、fs/2以上の周波数領域はローパスフィルタ(不図示)でカットするようにする。
The A /
A/D変換後のデジタル化された受信信号は、メモリ132に格納されるとともに、表示部133に表示される。メモリ132への格納および表示部133への表示の両方の処理を高速化するために、専用の信号処理回路(不図示)を設けてもよい。
The digitized received signal after A / D conversion is stored in the
コンピュータ112は、プロセッサ140と、メモリ145と、液晶ディスプレイなどの表示部146とを含む。本実施の形態の場合、プロセッサ140は、メモリ145に格納されたプログラムを実行することによってフーリエ変換部141および判定部143として機能する。フーリエ変換部141は、A/D変換された受信信号を離散フーリエ変換することによって振幅スペクトルを生成する。判定部143は、生成された振幅スペクトルのうち特定周波数範囲に対応する部分の振幅に基づいて、検査対象物の部分放電の有無を判定する。
The
上記では汎用のオシロスコープ111と汎用のコンピュータ112とを用いて部分放電検出装置200を構成した例が示されている。これと異なり、専用回路によって部分放電検出装置200を一体的に構成してもよい。
In the above, an example in which the partial
本実施の形態では、実物の油入ブッシングを用いた実験に基づいて、さらに、油入ブッシングを含む実機器が備えられた変電所でのフィールドノイズの測定に基づいて、油入ブッシングの油中での部分放電に伴う電磁波をS/N比の高い状態で検出することが可能なように特定周波数範囲を定めている。具体的には、特定周波数範囲は450MHz以上460MHz以下の範囲である。以下、特定周波数範囲の決定方法について詳細に説明する。 In this embodiment, based on an experiment using a real oil-filled bushing, and further, based on the measurement of field noise in a substation equipped with a real device including the oil-filled bushing, the oil-filled bushing is in oil. A specific frequency range is defined so that the electromagnetic waves associated with the partial discharge in the above can be detected in a state where the S / N ratio is high. Specifically, the specific frequency range is 450 MHz or more and 460 MHz or less. Hereinafter, a method for determining a specific frequency range will be described in detail.
[特定周波数範囲の決定方法]
図2は、部分放電に伴う電磁波を検出するための特定周波数範囲を決定する手順を示すフローチャートである。図3は、図2のステップS100を模式的に示す図である。
[Method of determining specific frequency range]
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for determining a specific frequency range for detecting an electromagnetic wave associated with a partial discharge. FIG. 3 is a diagram schematically showing step S100 of FIG.
図2および図3を参照して、ステップS100では、実験室環境105において検査対象物100Aである油入ブッシング100の油中で部分放電が生じたときの放射電磁波103を測定する。油入ブッシング100として、水分を混入させることによって意図的に劣化させたものが用いられる。油入ブッシング100は課電装置101によって模擬的に課電される。部分放電が発生した際の放電電荷量は、部分放電測定器102によって測定される。さらに部分放電に伴う電磁波は図1で説明した部分放電検出装置200によって検出される。
With reference to FIGS. 2 and 3, in step S100, the radiated
図4は、油入ブッシングの油中での部分放電に伴う放射電磁波の検出結果を示す図である。図4では、450pCの放電電荷量の部分放電が生じた際のアンテナ受信電圧の振幅スペクトルと、部分放電が生じていない場合の実験室環境105でのバックグランドノイズBGNの受信電圧の振幅スペクトルとが示されている。図4の縦軸は、50Ω系での電圧振幅[単位:V]を電力[単位:dBm]に換算した値を示す。
FIG. 4 is a diagram showing the detection results of radiated electromagnetic waves associated with partial discharge in oil of an oil-filled bushing. In FIG. 4, the amplitude spectrum of the antenna reception voltage when a partial discharge of the discharge charge amount of 450 pC occurs, and the amplitude spectrum of the reception voltage of the background noise BGN in the
図4に示すように、150MHz付近、300MHz付近、450MHz付近で電圧振幅にピークが生じている。したがって、これらの周波数帯が特定周波数範囲の候補として挙げられる。 As shown in FIG. 4, peaks occur in the voltage amplitude near 150 MHz, around 300 MHz, and around 450 MHz. Therefore, these frequency bands are listed as candidates for a specific frequency range.
図5は、油入ブッシングの碍子の沿面で部分放電が生じた場合のアンテナ受信電圧の振幅スペクトルを示す図である。図5に示すように、碍子沿面での部分放電の場合は、50MHz付近に受信電圧の振幅にピークを生じるともに、50MHzから400MHz付近まで比較的大きな振幅が検出されている。したがって、上記の候補となる周波数範囲のうち、150MHz付近および300MHz付近は、油中での部分放電と碍子沿面での部分放電の区別が困難であると考えられる。 FIG. 5 is a diagram showing an amplitude spectrum of an antenna reception voltage when a partial discharge occurs along the surface of an oil-filled bushing insulator. As shown in FIG. 5, in the case of partial discharge along the insulator surface, a peak occurs in the amplitude of the received voltage near 50 MHz, and a relatively large amplitude is detected from around 50 MHz to around 400 MHz. Therefore, it is considered difficult to distinguish between a partial discharge in oil and a partial discharge along the insulator surface in the vicinity of 150 MHz and around 300 MHz in the above candidate frequency ranges.
図6は、図2のステップS110を模式的に示す図である。図2および図4を参照して、次のステップS110では、検査対象物120A(油入ブッシング120)が組み込まれた実機器121(変圧器)が設置されている実地環境125(変電所)において、通信波123および放送波などのフィールドノイズが測定される。フィールドノイズの測定は、図3のステップS100の場合と同じ部分放電検出装置200を用いて行われる。なお、この測定では、油入ブッシング120には機器本体から課電されている。しかし、油入ブッシング120はほとんど劣化していないので、油入ブッシング120において部分放電は生じていない。
FIG. 6 is a diagram schematically showing step S110 of FIG. With reference to FIGS. 2 and 4, in the next step S110, in the actual environment 125 (substation) in which the actual device 121 (transformer) incorporating the inspection object 120A (oil-filled bushing 120) is installed. ,
次のステップS120において、ステップS100で検出した部分放電に伴うアンテナ受信電圧の振幅スペクトルとフィールドノイズのアンテナ受信電圧の振幅スペクトルとが比較される。これによって、油入ブッシング120の油中での部分放電の発生の検出に適したS/N比の高い周波数範囲が決定される。
In the next step S120, the amplitude spectrum of the antenna reception voltage associated with the partial discharge detected in step S100 and the amplitude spectrum of the antenna reception voltage of the field noise are compared. Thereby, a frequency range having a high S / N ratio suitable for detecting the occurrence of a partial discharge in the oil of the oil-filled
図7は、油入ブッシングの油中での部分放電に伴う放射電磁波の検出結果と、実地環境でのフィールドノイズの検出結果とを示す図である。450pCの放電電荷量の部分放電に伴う電磁波の受信電圧の振幅スペクトルを実線で示し、フィールドノイズを破線で示す。フィールドノイズは、5か所の変電所で測定した値のうち、周波数ごとの最大値をプロットしている。 FIG. 7 is a diagram showing a detection result of radiated electromagnetic waves due to a partial discharge in oil of an oil-filled bushing and a detection result of field noise in a field environment. The amplitude spectrum of the received voltage of the electromagnetic wave accompanying the partial discharge of the discharge charge amount of 450 pC is shown by a solid line, and the field noise is shown by a broken line. The field noise is plotted as the maximum value for each frequency among the values measured at the five substations.
図7に示すように、300MHz付近における部分放電に伴う放射電磁波の受信電圧のピーク値は、フィールドノイズの値と同程度である。これに対して、150MHz付近および450MHz付近における部分放電に伴う放射電磁波の受信電圧のピーク値はフィールドノイズの値よりも大きい。 As shown in FIG. 7, the peak value of the received voltage of the radiated electromagnetic wave due to the partial discharge in the vicinity of 300 MHz is about the same as the value of the field noise. On the other hand, the peak value of the received voltage of the radiated electromagnetic wave due to the partial discharge in the vicinity of 150 MHz and the vicinity of 450 MHz is larger than the value of the field noise.
図8は、図7の100MHzから200MHzの部分を拡大して示す図である。図9は、図7の400MHzから500MHzの部分を拡大して示す図である。 FIG. 8 is an enlarged view showing a portion of FIG. 7 from 100 MHz to 200 MHz. FIG. 9 is an enlarged view showing a portion of FIG. 7 from 400 MHz to 500 MHz.
図8に示すように、144MHzから151MHzにておいて部分放電に伴う電磁波の受信電圧のほうがフィールドノイズの受信電圧よりも大きくなっている。しかしながら、その差は3dBm程度である。一方、図9に示すように、450MH以上460MHz以下の範囲において部分放電に伴う電磁波の受信電圧とフィールドノイズの受信電圧との差は、10dBm程度と比較的大きい。 As shown in FIG. 8, the reception voltage of the electromagnetic wave due to the partial discharge is larger than the reception voltage of the field noise at 144 MHz to 151 MHz. However, the difference is about 3 dBm. On the other hand, as shown in FIG. 9, the difference between the received voltage of the electromagnetic wave due to the partial discharge and the received voltage of the field noise in the range of 450 MH or more and 460 MHz or less is relatively large, about 10 dBm.
上記の検討から、450MH以上460MHz以下の範囲を特定周波数範囲として選択することによって、油入ブッシング120の油中での部分放電とフィールドノイズとの区別が容易になるとともに、油中での部分放電と碍子沿面での部分放電との区別も容易になると考えられる。
From the above examination, by selecting the range of 450 MH or more and 460 MHz or less as a specific frequency range, it becomes easy to distinguish between the partial discharge in the oil and the field noise of the oil-filled
[油入ブッシングの油中での部分放電の検出手順]
図10は、実施の形態1の部分放電検出装置において、油入ブッシングの油中での部分放電を検出する手順を示すフローチャートである。以下、図2、図6、および図10を参照して、これまでの説明を総括して部分放電に伴う電磁波の検出手順を説明する。
[Procedure for detecting partial discharge in oil of oil-filled bushing]
FIG. 10 is a flowchart showing a procedure for detecting a partial discharge in oil of an oil-filled bushing in the partial discharge detection device of the first embodiment. Hereinafter, with reference to FIGS. 2, 6, and 10, the procedure for detecting an electromagnetic wave associated with a partial discharge will be described by summarizing the explanations so far.
ステップS200において、部分放電検出装置200は、検査対象物120Aである油入ブッシング120の方向から到来する放射電磁波をアンテナ110によって受信する。ただし、実施の形態1の場合、アンテナ110は広帯域アンテナが用いられているので、検査対象物120Aの部分放電に伴う電磁波103以外に放送波および通信波123などの多くのフィールドノイズもアンテナ110によって受信される。
In step S200, the partial
次のステップS210において、A/D変換器131は、アンテナ110の受信信号をA/D変換する。次のステップS220において、フーリエ変換部141は、A/D変換された受信信号をフーリエ変換することによって振幅スペクトルを生成する。 In the next step S210, the A / D converter 131 A / D converts the received signal of the antenna 110. In the next step S220, the Fourier transform unit 141 generates an amplitude spectrum by Fourier transforming the A / D-converted received signal.
次のステップS230において、判定部143は、生成された振幅スペクトルのうち、450MHz以上460MHz以下の特定周波数範囲に対応する部分の振幅に基づいて、油入ブッシングの油中での部分放電の有無を判定する。より具体的には、検査時に得られた上記の特定周波数範囲の信号振幅と、部分放電が未発生のときに予め得られた特定周波数範囲の信号振幅とを比較することによって、検査時における油入ブッシングの油中での部分放電の有無が判定される。
In the next step S230, the
[効果]
上記のとおり、実施の形態1の部分放電検出装置200では、受信信号の振幅スペクトルのうち450MHz以上460MHz以下の特定周波数範囲に対応する部分の振幅に基づいて振幅の有無に基づいて部分放電の発生の有無が判定される。これによって、油入ブッシングの油中での部分放電に伴う電磁波をS/N比の高い状態で検出することができる。
[effect]
As described above, in the partial
実施の形態2.
実施の形態2では、アンテナで受信したアナログ信号から、バンドパスフィルタを用いて450MHz以上460MHz以下の特定周波数範囲に対応する成分を取り出す。したがって、A/D変換後にフーリエ変換を行う必要がない。さらに、A/D変換をアンダーサンプリング方式で行うことによって、受信信号のうちの特定周波数範囲の成分が自動的に低周波信号にダウンコンバートされる。
In the second embodiment, a component corresponding to a specific frequency range of 450 MHz or more and 460 MHz or less is extracted from the analog signal received by the antenna by using a bandpass filter. Therefore, it is not necessary to perform the Fourier transform after the A / D transform. Further, by performing the A / D conversion by the undersampling method, the components in the specific frequency range of the received signal are automatically down-converted to the low frequency signal.
さらに、上記と組み合わせて、アンテナを狭帯域の指向性アンテナを用いるようにしてもよい。この場合、アンテナのバンド幅(帯域幅とも称する)は上記の特定周波数範囲を含むようにする。以下、図面を参照して具体的に説明する。 Further, in combination with the above, the antenna may be a narrow band directional antenna. In this case, the bandwidth of the antenna (also referred to as the bandwidth) is set to include the above-mentioned specific frequency range. Hereinafter, a specific description will be given with reference to the drawings.
[部分放電検出装置の構成]
図11は、実施の形態2による部分放電検出装置201によって油入ブッシング120の油中での部分放電を検出する様子を模式的に示す図である。
[Configuration of partial discharge detector]
FIG. 11 is a diagram schematically showing how the partial
図11を参照して、検査対象物120Aを含む実機器121が設置された実地環境125(変電所)において、検査対象物120Aである油入ブッシング120の油中において部分放電が生じたか否かが部分放電検出装置201によって検出される。油入ブッシング120は、実機器121の機器本体122(たとえば、変圧器)に取り付けられている。
With reference to FIG. 11, whether or not a partial discharge has occurred in the oil of the oil-filled
部分放電検出装置201のアンテナとして狭帯域の指向性アンテナ150が用いられていてもよい。この場合、指向性アンテナ150のバンド幅は、上記の特定周波数範囲を含む。指向性アンテナ150として、八木・宇田アンテナまたはホーンアンテナなどを用いることができる。
A narrow band
さらに、部分放電検出装置201は、指向性アンテナ150の指向性方向に視野を向けた望遠鏡151をさらに備えていてもよい。この場合、望遠鏡151を用いて検査対象物120Aである油入ブッシング120を捉えることによって、指向性アンテナ150の指向性方向を油入ブッシング120に向けることができる。
Further, the partial
図12は、実施の形態2による部分放電検出装置201の構成例を示すブロック図である。図12のブロック図は、実施の形態1の図1のブロック図に対応するものである。
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration example of the partial
具体的に、図12の部分放電検出装置201は、広帯域のアンテナ110に代えて狭帯域の指向性アンテナ150が設けられている点で図1の部分放電検出装置200と異なる。これによって、指向性アンテナ150の中心ビーム方向を検査対象物120Aである油入ブッシング120に向けることができるので、フィールドノイズの受信割合を減らして検査対象物120Aの部分放電に伴う電磁波をより確実に検出することができる。
Specifically, the partial
なお、狭帯域の指向性アンテナ150は、実施の形態1の部分放電検出装置200にも適用することができる。逆に、実施の形態2の部分放電検出装置201において広帯域のアンテナ110を用いることもできる。
The narrow-band
図12の部分放電検出装置201は、さらに、指向性アンテナ150とA/D変換器131との間にバンドパスフィルタ152が設けられている点で図1の部分放電検出装置200と異なる。バンドパスフィルタ152は、450MHz以上460MHz以下の特定周波数範囲のアンテナ受信信号を取り出すためのものである。したがって、バンドパスフィルタ152の中心周波数fcは455MHzであり、バンドパスフィルタ152のバンド幅fbは10MHzである。なお、特定周波数範囲の受信信号を通過させるバンドパスフィルタ152を設けることによって、フーリエ変換部141の必要性がなくなる。
The partial
さらに、図12の部分放電検出装置201は、A/D変換器131においてアンダーサンプリング方式のA/D変換を行う点で図1の部分放電検出装置200と異なる。アンダーサンプリングとは、帯域制限された高周波の信号を低周波のサンプリング周波数fsでサンプリングするものである。これによって、帯域制限された高周波信号を0〜fs/2の範囲の低周波信号に変換することができる。
Further, the partial
図13は、アンダーサンプリング方式のA/D変換の原理について説明するための図である。以下の説明では、バンドパスフィルタ152の中心周波数をfcとし、バンド幅をfbとする。サンプリング周波数をfsとする。
FIG. 13 is a diagram for explaining the principle of A / D conversion of the undersampling method. In the following description, the center frequency of the
図13を参照して、アンダーサンプリング方式では、サンプリング周波数fsの半分の周波数fs/2は、バンドパスフィルタのバンド幅fbよりも大きく設定される(バンド幅fbの2倍程度が望ましい)。さらに、サンプリング周波数fsの整数倍(図13の場合、3倍)の周波数が帯域制限された高周波信号の下限周波数よりも若干小さくなるように設定される。この結果、エリアシングによって受信信号が0〜fs/2の範囲に周波数変換される。このとき、バンドパスフィルタによって受信信号の帯域が制限されているので、エリアシングによって折り返された信号が互いに重なることはない。このようにアンダーサンプリング方式のA/D変換を用いることによってアナログ回路の構成を簡単化することができる。 With reference to FIG. 13, in the undersampling method, the frequency fs / 2, which is half the sampling frequency fs, is set to be larger than the bandwidth fb of the bandpass filter (preferably about twice the bandwidth fb). Further, the frequency that is an integral multiple (3 times in the case of FIG. 13) of the sampling frequency fs is set to be slightly smaller than the lower limit frequency of the band-limited high frequency signal. As a result, the frequency of the received signal is converted into the range of 0 to fs / 2 by aliasing. At this time, since the band of the received signal is limited by the bandpass filter, the signals folded back by the aliasing do not overlap each other. By using the A / D conversion of the undersampling method in this way, the configuration of the analog circuit can be simplified.
[部分放電の検出手順]
図14は、実施の形態2の部分放電検出装置において、油入ブッシングの油中での部分放電を検出する手順を示すフローチャートである。以下、図11、図12、および図14を参照して、これまでの説明を総括して部分放電に伴う電磁波の検出手順を説明する。
[Partial discharge detection procedure]
FIG. 14 is a flowchart showing a procedure for detecting a partial discharge in oil of an oil-filled bushing in the partial discharge detection device of the second embodiment. Hereinafter, with reference to FIGS. 11, 12, and 14, the procedure for detecting an electromagnetic wave associated with a partial discharge will be described by summarizing the explanations so far.
ステップS300において、検査対象物120Aである油入ブッシング120の方向から到来する放射電磁波を指向性アンテナ150によって受信する。なお、望遠鏡151を用いて指向性アンテナ150の指向性方向を油入ブッシング120に予め向けておく。
In step S300, the
次のステップS310において、バンドパスフィルタ152を用いて、指向性アンテナ150の受信信号のうち450MHz以上460MHz以下の特定周波数範囲の成分が取り出される。
In the next step S310, the
次のステップS320において、A/D変換器131は、上記の特定周波数範囲の成分をアンダーサンプリング方式でA/D変換することによって低周波信号に変換する。
In the next step S320, the A /
次のステップS330において、判定部143は、上記の低周波信号の振幅に基づいて、油入ブッシングの油中での部分放電の有無を判定する。より具体的には、検査時に得られた上記の低周波信号の振幅と、部分放電が未発生のときに予め得られた上記の低周波信号の振幅とを比較することによって、検査時における油入ブッシングの油中での部分放電の有無が判定される。
In the next step S330, the
[効果]
上記のとおり、実施の形態2の部分放電検出装置201によれば、アンテナ受信信号のうち450MHz以上460MHz以下の特定周波数範囲の成分を取り出すバンドパスフィルタ152が設けられる共に、上記の帯域制限されたアンテナ受信信号がアンダーサンプリング方式でA/D変換される。これによって、アナログ回路の構成を簡単化できるというメリットがある。
[effect]
As described above, according to the partial
さらに、部分放電に伴う電磁波の検出に狭帯域の指向性アンテナを用いることによって、指向性アンテナ150の中心ビーム方向を検査対象物120Aである油入ブッシング120に向けることができる。この結果、フィールドノイズの受信割合を減らして検査対象物120Aの部分放電に伴う電磁波をより確実に検出することができる。
Further, by using the narrow band directional antenna for detecting the electromagnetic wave accompanying the partial discharge, the central beam direction of the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered to be exemplary and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is shown by the claims rather than the above description, and it is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.
100,120 油入ブッシング、100A,120A 検査対象物、101 課電装置、102 部分放電測定器、103 電磁波、105 実験室環境、110 アンテナ、111 オシロスコープ、112 コンピュータ、121 実機器、122 機器本体、123 通信波、125 実地環境、131 A/D変換器、140 プロセッサ、141 フーリエ変換部、143 判定部、150 指向性アンテナ、151 望遠鏡、152 バンドパスフィルタ、200,201 部分放電検出装置。 100, 120 oil-filled bushing, 100A, 120A inspection object, 101 power supply device, 102 partial discharge measuring instrument, 103 electromagnetic wave, 105 laboratory environment, 110 antenna, 111 oscilloscope, 112 computer, 121 actual equipment, 122 equipment body, 123 communication wave, 125 field environment, 131 A / D converter, 140 processor, 141 Fourier transform unit, 143 judgment unit, 150 directional antenna, 151 telescope, 152 band path filter, 200, 201 partial discharge detector.
Claims (12)
前記油入ブッシングから到来する電磁波を検出するためのアンテナと、
前記アンテナの受信信号をA/D(Analog to Digital)変換するA/D変換器と、
前記A/D変換された受信信号をフーリエ変換することによって振幅スペクトルを生成するフーリエ変換部と、
前記生成された振幅スペクトルのうち、450MHz以上460MHz以下の特定周波数範囲に対応する部分の振幅に基づいて、前記油入ブッシングの油中での部分放電の有無を判定する判定部とを備える、部分放電検出装置。 A partial discharge detection device for detecting partial discharge in oil of an oil-filled bushing.
An antenna for detecting electromagnetic waves coming from the oil-filled bushing,
An A / D converter that A / D (Analog to Digital) converts the received signal of the antenna,
A Fourier transform unit that generates an amplitude spectrum by Fourier transforming the A / D-converted received signal,
A portion including a determination unit for determining the presence or absence of partial discharge in the oil of the oil-filled bushing based on the amplitude of the portion of the generated amplitude spectrum corresponding to a specific frequency range of 450 MHz or more and 460 MHz or less. Discharge detector.
前記油入ブッシングから到来する電磁波を検出するためのアンテナと、
前記アンテナの受信信号のうち450MHz以上460MHz以下の特定周波数範囲の成分を取り出すバンドパスフィルタと、
前記特定周波数範囲の成分をアンダーサンプリング方式でA/D変換することによって低周波信号に変換するA/D変換器と、
前記低周波信号の振幅に基づいて、前記油入ブッシングの油中での部分放電の有無を判定する判定部とを備える、部分放電検出装置。 A partial discharge detection device for detecting partial discharge in oil of an oil-filled bushing.
An antenna for detecting electromagnetic waves coming from the oil-filled bushing,
A bandpass filter that extracts components in a specific frequency range of 450 MHz or more and 460 MHz or less from the received signal of the antenna.
An A / D converter that converts a component in the specific frequency range into a low-frequency signal by A / D conversion by an undersampling method.
A partial discharge detection device including a determination unit for determining the presence or absence of partial discharge in oil of the oil-filled bushing based on the amplitude of the low-frequency signal.
前記油入ブッシングから到来する電磁波をアンテナによって検出するステップと、
前記アンテナの受信信号をA/D変換するステップと、
前記A/D変換された受信信号をフーリエ変換することによって振幅スペクトルを生成するステップと、
前記生成された振幅スペクトルのうち、450MHz以上460MHz以下の特定周波数範囲に対応する部分の振幅に基づいて、前記油入ブッシングの油中での部分放電の有無を判定するステップとを備える、部分放電検出方法。 It is a partial discharge detection method for detecting a partial discharge in oil of an oil-filled bushing.
The step of detecting the electromagnetic wave coming from the oil-filled bushing with an antenna and
A step of A / D conversion of the received signal of the antenna,
A step of generating an amplitude spectrum by Fourier transforming the A / D-converted received signal, and
A partial discharge including a step of determining the presence or absence of a partial discharge in the oil of the oil-filled bushing based on the amplitude of the portion of the generated amplitude spectrum corresponding to a specific frequency range of 450 MHz or more and 460 MHz or less. Detection method.
前記油入ブッシングから到来する電磁波をアンテナによって検出するステップと、
前記アンテナの受信信号のうち450MHz以上460MHz以下の特定周波数範囲の成分をバンドパスフィルタにより取り出すステップと、
前記特定周波数範囲の成分をアンダーサンプリング方式でA/D変換することによって低周波信号に変換するステップと、
前記低周波信号の振幅に基づいて、前記油入ブッシングの油中での部分放電の有無を判定するステップとを備える、部分放電検出方法。 It is a partial discharge detection method for detecting a partial discharge in oil of an oil-filled bushing.
The step of detecting the electromagnetic wave coming from the oil-filled bushing with an antenna and
A step of extracting a component in a specific frequency range of 450 MHz or more and 460 MHz or less from the received signal of the antenna by a bandpass filter, and a step of extracting the component.
A step of converting a component in the specific frequency range into a low frequency signal by A / D conversion by an undersampling method, and
A method for detecting partial discharge, comprising: determining the presence or absence of partial discharge in oil of the oil-filled bushing based on the amplitude of the low-frequency signal.
Any one of claims 7 to 11, wherein the step of determining the presence or absence of the partial discharge includes a step of comparing the amplitude obtained at the time of inspection with the amplitude obtained in advance when the partial discharge has not occurred. The partial discharge detection method according to the section.
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