JPH01219678A - 部分放電検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電カケープルや発電機コイル等の分布定数系
と見做される三相電力供試体の部分放電を同調法を利用
して測定する部分放電側′定装置に関するものである。

［従来の技術］ 部分放電測定は高電圧絶縁の試験法として最も広く行わ
れている測定の１つであり、近年のコンピュータ計測技
術の普及に伴い、単なる部分放電パルスの検出のみなら
ず、多様なデータ処理技術によって種々の重要なデータ
解析が行われるようになってきている。

第５図は従来の一般的な部分放電測定装置の構成図であ
り、電圧印加回路ｌ及び測定回路２から構成されている
。測定回路２は更に検出回路３、測定器４に分けること
ができ、所謂部分放電測定に、用いられる測定器４は増
幅回路５及び指示回路６を備えている。この第５図では
、−例として変圧器ＴＴにより電圧調整をして供試体Ｃ
に試験電圧を印加しており、検出回路３には結合コンデ
ンサＣを用いて放電パルスの検出を行い測定器４に送出
している。

しかしながら、部分放電測定においては高電圧の印加中
に数ｍＶ程度の放電による微弱なパルス電圧を供試体Ｃ
から検出拳測定するため、各種の雑音の影響を受は易く
、小さな部分放電の測定が困難となる。従って、十分な
測定感度及び精度を得るためには雑音の除去技術が必要
となる。雑音は測定器４自体による内部雑音と、外部の
環境要因により侵入して来る外来雑音とに大別されるが
、内部雑音については測定器４の熱雑音やコロナ雑音が
主なものであり、これを避けることは極めて困難である
。一方、外来雑音は次式に示すように雑音源と侵入経路
があって初めて現われるものであり、その対策としては
右辺の双方或いは一方を零にすればよいことになる。

外来雑音＝侵入経路Ｘ雑音源 工場などでは他の設備からの雑音発生は避けることがで
きないと考えるのが妥当で、結局侵入経路を遮断するこ
とにより外来雑音を除去することになる。そこで、測定
回路中にラインフィルタやブロッキングコイル等を設け
たり、１点接地を施すことにより侵入経路を遮断してい
るが、実際上は更に複雑な侵入経路を有する雑音も存在
しており、完全な外来雑音の除去は困難である。従って
、測定器４によって内部雑音も併せた全雑音と真の部分
放電パルスとの弁別を行わなければならないが、従来か
ら知られている測定方法では適格な弁別を容易に行うこ
とができないという欠点がある。

例えば、測定器４は増幅回路５の周波数特性の広さによ
って、広帯域法、低周波法、同調法に分類される。広帯
域法は放電パルスの波形を忠実に増幅するために帯域を
広くとった方法であり波形観測に適している。しかし、
増幅帯域幅がラジオ放送帯を含む広帯域のため外来雑音
の影響を受は易く、またパルスの伝搬による減衰が大き
いという欠点がある。同調法は増幅波形が減衰振動にな
るような狭帯域のものであり、外来雑音は小さいが感度
が周期的に変化する。低周波法はこれらの中間のもので
あり、広帯域法よりは帯域を狭め。

同調法のようには振動させない程度にしたものである。

これら３つの方法のうちで、最も雑音除去効果の高い方
法は同調法であるが、この同調方法を採用しても、増幅
帯域外の周波数からも非常に大きな雑音が侵入すると影
響を受けてしまう、このような場合に、従来では増幅回
路５の周波数特性の改善により狭帯域化して雑音を除去
することが行われていたが、増幅回路５の周波数特性を
変更すると、感度の周期的変化の様子も大きく変動する
ので、データ処理等が複雑になったり、測定回路２の設
置を慎重に行わなければならないなどの欠点が生じてく
る。

［発明の目的］ 本発明の目的は、電カケープルなどの三相電力供試体へ
の送電を行いなか、ら、同調法を利用して部分放電を高
精度に計測することが可能な部分放電測定装置を提供す
ることにある。

［発明の概要］ 上述の目的を達成するための本発明の要旨は、三相電力
供試体に接続され発生する放電パルスを検知する放電パ
ルス検知手段と、該放電パルス検知手段によって検出さ
れた放電パルスを増幅する互いに異なる周波数特性を有
し各相毎に設けた複数個の狭帯域の増幅手段と、該増幅
手段の複数個の出力を合成して２値化したデータパルス
を各相毎に出力する放電パルス処理手段と、前記三相電
力供試体に印加される三相交流電圧が複数個の所定位相
角に達するとゲートパルス信号を出力するゲート信号発
生手段と、前記ゲートパルス信号との論理演算によって
前記データパルスから雑音を除去し観測信号の出力を行
う雑音判別手段と、前記観測信号を放電パルスとして観
測する観測手段とを備えたことを特徴とする部分放電測
定装置である。

［発明の原理］ 王相電カケープルを例にした測定を考えると、各電カケ
ープルＣ＆、Ｃｂ、　Ｃｃには第１図に示すような三相
交流電圧が印加されている０部分放電パルスは主に交流
電圧の部分放電開始電圧付近では振幅のピーク付近、即
ち印加電圧の瞬時値が大きい位相角のところで発生し、
印加電圧の瞬時値が零付近の位相角のところでは発生し
ないことが知られている。従って、三相交流電圧の位相
が相互にずれている各電カケープルＣａ、　Ｃｂ、　Ｃ
ｃでは、基準位相角Ｒに対する部分放電特性が各ケーブ
ル毎に異なることになる。一方、測定時に問題となる雑
音は、印加電圧の瞬時値とは無関係に各電カケープルＣ
ａ、　Ｃｂ、　Ｃｃに対して等しく侵入すると考えられ
る。従って、このような部分放電パルスと雑音との特性
の差異によって、雑音を弁別除去することが可能になる
０例えば、基準位相角Ｒが矢印■のように３０度、９０
度、１５０度、・・・の時には、各相の電圧の瞬−時価
は常に１．０、−〇、５、−０．５、・・・の割合の組
合わせになるので、部分放電パルスは瞬時値が１．０の
相のみに発生する可能性が高い、また、基準位相角Ｒが
矢印■のように６０度、１２０度、１８０度、・・・の
時には、各相の電圧の瞬時値は常に０．８６．０、−０
．８６、・・・の組合わせになるので、部分放電パルス
は瞬時値が０．８６及び−０，８６の２相に発生する可
能性が大きい。

従って、このような矢印■及び■で示した基準位相角Ｒ
の値をとるところで各相の部分放電の測定を行うと、１
相又は２相から部分放電パルスが検出されることはあっ
ても、三相同時に部分放電パルスが検出されることはな
い、一方、雑音は三相に等しく侵入するので、三相同時
にパルスが検出された場合には雑音として弁別すること
ができることになる。勿論、部分放電測定を行う基準位
相角Ｒの組合わせはこの他にも幾通りか考えられるので
、これに限定されるものではない０例えば、矢印■或い
は■を１５度遅らせた場合と進ませた場合には、各相の
電圧の瞬時値は０．９７、−０．２６、−０．７１の組
合わせであり、これらも各サイクル中に規則正しく生ず
る。

［発明の実施例］ 本発明を第２図〜第４図に図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。

第２図に示す実施例は、上述の測定原理を実施するよう
に構成されており、電カケープルＣａには結合コンデン
サＣｋａとリード線Ｎａ及びパルストランスＰＴａを介
して増幅部１０ａ、Ａ／Ｄ変換部２０ａが順次に接続さ
れ、Ａ／Ｄ変換部２０ａの出力は＠１判別回路３０、第
２判別回路３１にそれぞれ接続されている、なお、増幅
部１０ａは共振周波数の異なる２つの増幅度が可変の増
幅器１１ａ、１２ａが並列に設けられており、Ａ／Ｄ変
換部２０ａは増幅器１１ａ、１２ａの出力をそれぞれ接
続する２つの２値化回路２１ａ、２２ａを有しており、
２値化回路２１ａ、２２ａの出力はオア回路２３ａに接
続され、オア回路２３ａの出力はＡ／Ｄ変換部２０ａの
出力とされている。

また、測定リード端子ｊａにはゲート信号作成部４０ａ
が接続され、このゲート信号作成部４０ａは降圧器４１
ａ、移相回路４２ａ、ゲート信号発生回路３３ａが順次
に接続された構成となっている。ゲート信号作成部４０
ａの出力はゲー）５０を介して第１判別回路３０及び図
示しないモニタへのモニタ端子６０ｓに接続されている
。第１判別回路３０の出力は第２判別回路３１に接続さ
れ、第２判別回路３１の出力は計数回路７０及びモニタ
端子６０ａに接続されている。

電カケープルＣｂ、　Ｃｃについても電カケープルＣａ
と同様な回路構成とされ、第１判別回路３０．第２判別
回路３１、ゲート５０は共通に用いられている。

電カケープルＣａからはコンデンサＣｋａによって印加
交流電圧から放電パルスが取り出され、測定リード端子
Ｊａを介してパルストランスＰＴａでパルストランスＰ
Ｔａでパルス成分と交流成分が弁別され、微弱なパスル
成分のみが増幅部１０ａに送られる。増幅部１０ａで放
電パルスは狭帯域の共振周波数の異なる２つの増幅器１
１ａ、１２ａに並列に入力して増幅をした後に、Ａ／Ｄ
変換部２０ａに送られる。増幅器１１ａ、１２ａの感度
は第３図のグラフ図に示すようにケーブルの長さと放電
の発生位置によって感度が振動的に変動するので、適当
に異なった共振周波数を有する複数個の狭帯域増幅器１
１ａ、１２ａを用い、それらの出力を合成することによ
って過少に測定されることを防止している０例えば、第
３図の曲線夕は４００Ｋ）ｌｚ、曲線ｍは２００　ＫＨ
ｚの増幅器による感度変化であり、これらの和或いは何
れか一方を利用することにより過少に測定されることを
防いでいる。なお、直線状のｎは低周波法において反射
をなくし、パルスの重なりを生じないようにした応答特
性を示している。

なお、本実施例では２つの増幅器１１ａ、１２ａを用い
ているが、勿論更に増幅器の数を増加することも可能で
ある。

Ａ／Ｄ変換部２０ａで増幅を受けた２つの放電パルス信
号はそれぞれ２値化回路２１ａ、２１ｂに入力し、それ
ぞれ一定の太き−さのデジタル化されたパルス信号にな
る。オア回路２３は２つ信号の増幅及びデジタル化され
たパルス信号を合成するためのものであり、何れか一方
からパルス信号が入力すれば、出力パルスを発するよう
になっており、検出感度の過少測定の防止を図っている
。

一方、交流成分は結合コンデンサＣｋａに充電電流を流
し、これをゲート信号作成部４０ａに入力し、降圧器４
１ａによって検出して所定電圧に降圧され、移相回路４
２＆でパルス成分の処理系との時間差が補正された後に
、ゲート信号発生回路３３ａに入力される。ゲート信号
発生回路３３ａは印加交流電圧の位相角Ｒが所定値に達
すると、その都度ゲートパルス信号を出力するようにな
っており、実施例では前述したように、第１図に示した
矢印■及び■に当る基準位相角Ｒの値のときにゲートパ
ルス信号が出力される。

なお、電カケープルＣｂ、　Ｃｃにおいても同様な処理
がなされ、得られた各相のオア回路２３ａ、２３ｂ、２
３ｃの出力は、それぞれ第１判別回路３０及び第２判別
回路３１に並列的に入力される。一方、ゲート信号作成
部４０ａ、４０ｂ、４０ｃの出力はゲート５０を介して
第１判別回路３０に入力される。なお、ゲート５０は各
ゲート信号作成部４０ａ、４０ｂ、４０ｃの出力を選択
して第１判別回路３０に送っているが、三相交流では各
相に印加されている交流電圧は一定の関係を有している
ので、−相のみからゲートパルス信号が発生するように
しても支障はない、従って、必ずしもゲート信号作成部
４０ａ、４０ｂ、４０ｃは各相毎に設けなくてもよく、
このような場合にはゲート５０も設置する必要はない。

第１判別回路３０は部分放電パルスと雑音との弁別を行
う論理回路であり、各相のＡ／Ｄ変換部２０ａ、２０ｂ
、２０ｃからの出力パルスＡ、Ｂ、Ｃとゲート５０から
のゲートパルス信号Ｓ１に基づいて出力パルスＡ、Ｂ、
Ｃの判別を行い、出力パルスＡ、Ｂ、Ｃが部分放電によ
るものであればハイレベルＨのパルス信号Ｓ２を、出力
パルスＡ、Ｂ、Ｃが雑音によるものであればローレベル
Ｌのパルス信号Ｓ２を第２判別回路３１に出力する。Ｈ
音との弁別方法は先に［発明の原理コで述べた通りであ
り、実施例では第１図で示したように基準位相角Ｒが矢
印■及び■の時にゲートパルス信号Ｓ１がハイレベルＨ
となるように設定しである。従って、前述のようにゲー
トパルス信号Ｓ１がハイレベルＨの時には、１相又は２
相の出力パルスＡ、Ｂ、ＣがハイレベルＨであればそれ
を部分放電パルスと判断し、三相同時に出力パルスＡ、
Ｂ、ＣがハイレベルＨとなればそれを雑音と判断するよ
うに論理回路を構成すればよく、その動作の真理値表を
第１表に示す。

第１表 入　　　　力　　　　　　　　　　　　出力Ａ　　　Ｂ
　　　ＣＳＩ　　　　５２ ＨＨＨＨＬ ＨＬＬＨＨ ＬＨＨＨＨ ＬＨＬＨＨ ＨＬＨＨＨ ＬＬＨＨＨ ＨＨＬＨＨ ＬＬＬＨＬ なお、この第１判別回路３０を構成する論理回路の動作
は、ゲートパルス信号Ｓ１を発生させる基準位相角Ｒを
どのように選択するかにより変化してくるものであり、
第１表に示した真理値表に限定されるものではない。

一方、第２判別回路３１は第４図の論理回路で示すよう
に、３個のアンド回路３１ａ、３１ｂ、３１ｃと１個の
すア回路３１ｄにより構成され、第１判別回路３０から
の判別信号Ｓ２がノ＼イレベルＨの場合に、少なくとも
何れか１相の出力パルスがハイレベルＨであれば、放電
パルスとして計数回路７０の値に１を加算するようにな
っている。

このように構成することにより、部分放電パルスと雑音
を相当な確率で弁別除去でき、計数回路７０には精度の
良い部分放電パルス数が表示される。また、各相のパル
ス出力−Ａ、Ｂ、Ｃ及びゲートパルス信号Ｓ１をデイス
プレィ等でモニタすれば、各電カケープルＣａ、　Ｃｂ
、　Ｃｃ毎の部分放電の状況や位相角との関係を知るこ
とができるので、実際の測定に際して有用である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る部分放電測定装置は、
三相電力供試体に三相交流電圧を印加して同調法による
部分放電の測定を行うことができるので、活線状況下で
の測定が可能である。また、従来の同調法では周波数帯
域外でも大きな雑音による影響を受けることがあったが
、本実施例では交流電圧の位相角と部分放電パルスとの
特性を利用して雑音弁別を行っているのでその心配はな
い、従って、更に増幅器の帯域を狭域化するなどの措置
を取る必要がないので、雑音の存在する悪状況下でも容
易に部分放電の測定を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

図面第１図は三相交流印加電圧の波形のグラフ図、第２
図〜第４図は本発明に係る部分放電測定袋この実施例を
示し、第２図はブロック回路構成図、第３図は測定感度
の特性グラフ図、第４図は第２判別回路の構成図であり
、第５図は部分放電測定の基本概念図である。 符号１０は増幅部、１１．１２は増幅器、２０はＡ／Ｄ
変換部、２１．２２は２値化回路、２３はオア回路、３
０は第１判別回路、３１は第２判別回路、４０はゲート
信号作成部、４１は降圧器、４２は移相回路、４３はゲ
ート信号発生回路、５０はゲート、７０は計数回路であ
る。 特許出願人　　　三菱電線工業株式会社図面 第１図 第４図 第５図 ５剖り回路２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、三相電力供試体に接続され発生する放電パルスを検
   知する放電パルス検知手段と、該放電パルス検知手段に
   よって検出された放電パルスを増幅する互いに異なる周
   波数特性を有し各相毎に設けた複数個の狭帯域の増幅手
   段と、該増幅手段の複数個の出力を合成して２値化した
   データパルスを各相毎に出力する放電パルス処理手段と
   、前記三相電力供試体に印加される三相交流電圧が複数
   個の所定位相角に達するとゲートパルス信号を出力する
   ゲート信号発生手段と、前記ゲートパルス信号との論理
   演算によって前記データパルスから雑音を除去し観測信
   号の出力を行う雑音判別手段と、前記観測信号を放電パ
   ルスとして観測する観測手段とを備えたことを特徴とす
   る部分放電測定装置。