JPH01219681A - 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三相電力供
試体の部分放電を測定するための部分放電測定装置に関
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。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程度の微弱な
パルス電圧を供試体から検出中測定するため、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高
度な雑音除去技術が必要となる。

雑音は計測器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
ついては計測器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
表れるものであり、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 しかしながら、実際には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あり
、結局は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点接地を施こす
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器や
測定方法では的確な弁別を容易に行うことが困難という
欠点がある。つまり、結果的には種々の雑音除去対策を
施こしたにも拘らず、雑音が大きくて測定が行えなかっ
たり、或いは測定結果が極めて精度の低いものになる。

例えば、電カケープルの部分放電を測定する方法として
は、電カケープルへの送電を停止して行う方法と、送電
している活線状態で行う・方法がある。このうち、送電
を停止して部分放電を測定する方法では、電カケープル
を電源から切り離し、新たに試験用直流電源と測定器を
接続することによって行っている。従って、部分放電の
測定をする度に電カケープルへの送電を停止して、電カ
ケープルを電源から切り離さなければならず、測定作業
に長時間かつ多数の要員が必要になるばかりでなく、供
給先への送電を停止することによる二次的な影響が生ず
るという問題点がある。更に、部分放電の測定を直流電
圧を印加することによって行っているため、電カケープ
ルへの送電時の交流電圧との相関関係を把握しなければ
ならないという欠点もある。

第４図は部分放電の測定を電カケープルの活線状態で行
う方法を実施するための従来装置の構成図であり、３木
の三相型カケープルＣａ、　Ｃｂ、　Ｃｃの導体は、そ
れぞれトランスＴａ、　Ｔｂ、　Ｔｃの二次巻線を介し
て中性点Ｎで接地し、トランスＴａ、　Ｔｂ、　Ｔｃの
一次巻線はそれぞれ一端を接地し、他端を５０Ｈｚ又は
６０Ｈ２の三相供給電源ｌに接続されている。また、３
木の電カケープルＣａ、　Ｃｂ、　Ｃｃの遮蔽層はそれ
ぞれ接地線Ｇを介して接地し、接地線Ｇを巻回するよう
に検知コイル２を配置し、この検知コイル２の出力は部
分放電測定器３に接続されている。

このように構成された装置において、三相供給電源１か
らの三相交流電圧により３本の電カケープルＣａ、　Ｃ
ｂ、　Ｃｃの何れかでボイドにより部分放電が発生する
と、パルス電流が部分放電が発生した電カケープルＣａ
、　Ｃｂ、　Ｃｃの遮蔽層、接地線Ｇを介して接地点に
流れる。接地線Ｇに流れるパルス電流の電磁誘導により
検知コイル２に誘導電圧が発生し、部分放電測定器３に
より誘導電圧、即ちパルス電圧が測定される。そして、
単位時間当りの放電パルス数や放電電荷量を検出するこ
とにより、電カケープルＣａ、　Ｃｂ、　Ｃｃの絶縁劣
化の程度を計測することができる。

しかしながら、このような装置に外部からパルス性雑音
が加わると、電カケープルＣａ、　Ｃｂ、　Ｃｃと接地
線Ｇにパルス電流が流れ、電カケープルＣａ、Ｃｂ、　
Ｃｃの遮蔽層と接地線Ｇに生じたパルス電流は一体とな
って接地線Ｇに流れ、電磁誘導によって検知コイル２に
パルス電圧を発生する０部分放電測定器３では、この外
部からのパルス性雑音によって生ずるパルス電圧と、部
分放電によって生ずるパルス電圧とを区別することが困
難であるため、部分放電の正確な測定を行うことは非常
に難しい、また、３本の電カケープルＣａ、　Ｃｂ、　
Ｃｃ全全体絶縁特性を把握することはできるが、どの電
カケープルが絶縁劣化を生ずる異常部分を有しているか
を知ることはできない、従って、各電カケープル毎の絶
縁特性の状況を把握できないという欠点もある。

［発明の目的］ 本発明の目的は、上述の従来例の欠点を除去し、電カケ
ープルなどの三相電力供試体への送電を行いながら、供
試体に発生する部分放電を高精度に計測することが可使
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
供試体の各相毎に放電パルス検出用回路を介して接続し
た放電パルス検出手段と、前記三相電力供試体に印加し
た三相交流電圧が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パルス信号発生手段と、前記三相電
力供試体から前記ゲートパルス信号との論理演算によっ
て雑音を除去し放電検出信号を出力する演算処理手段と
、該放電検出信号を所定時間遅延させてから出力する遅
延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］ 三相型カケープルを例にした測定を考えると、各電カケ
ープルＣａ、　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する可能性が高く、印加電圧の
瞬時値が零付近の位相角のところでは発生する確率は少
ない、また、交流電圧の瞬時値が極性も含めて等しい場
合でも、位相角が異なればその前後の電圧の軌跡が異な
るため、部分放電パルスの発生の仕方が違ってくる。

従って、位相が相互にずれているような三相交流電圧が
印加されている各電カケープルＣａ、　Ｃｂ、　Ｃｃで
は、基準位相角θ。に対する部分放電特性は各ケーブル
毎に異なることになる。一方、測定時に問題となる雑音
は、印加電圧の位相角とは無関係に、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。

このような部分放電パルス及び雑音の特性を利用すれば
、雑音の弁別除去及び各相毎の絶縁特性の適格な把握が
可能となる０例えば、基準位相角θ０が矢印■のように
３０度、９０度、１５０度、・・・の時には、各相の電
圧の瞬時値は常に±１．０、壬０．５、壬０．５、・・
・の割合の組合わせとなり、矢印■のように６０度、１
２０度、１８０度、・・・の時には、０．８６．０１−
０．８６の組合わせとなる。また、矢印■のように矢印
■及び■で示した基準位相角θ０を１５度移相した場合
には、各相の電圧の瞬時値は常に±０．９７、王０．２
６、王０．７１の割合の組合わせとなる。これらの矢印
■、■、■で示した基準位相角θ。での電圧瞬時値の組
合わせをみると、３相が全て同時にピーク付近の電圧瞬
時値となることはあり得ないことが判る。従って、３相
が同時に部分放電パルスを発生する可能性は極めて少な
いことになる。一方、雑音は３相に共通して侵入するか
ら、３相から同時に放電パルスが検出された場合には、
これらのパルスは雑音であると判断できる。

また、三相交流電圧は互いに１２０度ずつ位相がずれて
いるので、３相から同時に得られた放電パルスの位相角
は全て異なっており、各位相間の絶縁特性を直ちに比較
評価することはできない。

そこで、第２図（ａ）から（ｂ）に示すように３相の位
相が見掛は上一致するように、前述の雑音除去の後に各
相で検出された放電パルスを時間的に遅延させてから、
表示手段等に出力するようにすれば、測定者は３相同時
に同位相における部分放電特性を得ることができ、各電
カケープルＣａ、　Ｃｂ、Ｃｃの絶縁特性の比較を行う
ことが可能となる０例えば、電カケープルＣａを基準に
すると、他の電カケープルＣｂ、　Ｃｃはそれぞれ位相
で２４０度、１２０度に相当する時間だけ遅延させれば
、見掛は上回位相の放電パルスを３相同時に得ることが
できる。

［発明の実施例］ 本発明を第３図に図示の実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第３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Ｃｋを介して測定リード端子Ｒａが接続されている。

測定リード端子Ｒａは遮蔽層が接地されていて、パルス
トランスどａを介して増幅回路１０ａ、２値化回路１１
ａが順次に接続されている。２値化回路１１ａの出力は
、論理回路１２の入力Ａ及びゲート１３の入力端子ａに
接続されている。論理回路１２の出力ＣＰ’はゲート１
３の同期信号入力に接続されていて、ゲート１３の出力
端子ａ゛には遅延回路１４ａ、表示手段１５が順次に接
続されている。上述の構成は電カケープルＣｂ、　Ｃｅ
についても同様で、論理回路１２、ゲート１３、表示手
段１５は共通に用いられている。また、電カケープルＣ
ａのみについては、ゲートパルス信号ＧＰを発生させる
ための回路系が設けられており、パルストランスＰＴａ
の接地側には移相回路１６、ゲート信号発生回路１７が
順次に接続され、ゲート信号発生回路１７の出−力は論
理回路１２の入力ＣＰに接続されている。なお、このよ
うなゲートパルス信号ＧＰを発生させる回路系は３相の
うち何れか１相に設置すればよく、必ずしも電カケープ
ルＣａに限定されることはない。

電カケープルＣａ、　Ｃｂ、　Ｃｃに第１図に示すよう
な三相交流電圧が印加されると、電カケープルＣａの交
流電圧から結合コンデンサＣｋによって放電成分が取り
出され、測定リード端子Ｒａを介してパルストランスＰ
Ｔａでパルス成分と交流成分とが弁別される。パルス成
分は検出パルスとして増幅回路１０ａで増幅され、ｚ値
化回路１１ａによって一定の大きさのデジタルパルス信
号に変換される。

以上の動作は電カケープルＣｂ、　Ｃｃについても同様
である。また、電カケープルＣａのみでは、交流成分は
移相回路１６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１７に入力される。ゲート
信号発生回路１７は印加交流電圧の基準位相角００が所
定値に達すると、その都度ゲートパルス信号ＣＰが出力
され、実施例では前述したように、第１図に示した矢印
■、■、■に当る１５度おきの基準位相角θ。の値の時
にゲートパルス信号ＣＰが出力される。

このようにして、各相の２値化回路１１ａ、１１ｂ、ｌ
ｌｃで得られたデジタルパルス出力Ａ、Ｂ、Ｃ及び移相
回路１６から出力されるゲートパルス信号ＣＰは論理回
路１２に入力される。論理回路１２は部分放電パルスと
雑音との弁別を行う回路であり、ゲートパルス信号ＧＰ
と同期してデジタルパルス出力Ａ、Ｂ、Ｃの論理演算を
行い、デジタルパルス出力Ａ、Ｂ、Ｃが部分放電による
ものであれば出力ＧＰ°　をハイレベル信号Ｈとし、雑
音によるものであればローレベル信号りとする０例えば
、第１図に示すように基準位相角θ０が矢印■、■、■
に示した値のときに、ゲートパルス信号ＣＰがハイレベ
ル信号Ｈとなるように設定したとして、その動作の真理
値表を第１表に示す、ただし、Ｈはハイレベル信号、Ｌ
はローレベル信号である。雑音との弁別方法は先の［発
明の原理］において述べた通りであり、ゲートパルス信
号ＣＰがハイレベル信号Ｈのとき、１相又は２相のデジ
タルパルス出力Ａ、Ｂ、Ｃがハイレベルであれば、部分
放電パルスと判断し、出力ＧＰ”をハイレベル信号Ｈと
し、３相同時にデジタルパルス出力Ａ、Ｂ、Ｃがハイレ
ベル信号Ｈであれば雑音であると判断し、出力ＧＰ′を
ローレベル信号りと第１表 入　　　力　　　　　　　　　　　出力Ａ　　　Ｂ　　
　ＣＧＰ　　　ＧＰ’ ＨＨＨＬ ＨＬ　　　ＬＨＨ ＨＨＨＨ ＨＬＨＨ ＨＬ　　　ＨＨＨ ＬＨＨＨ ＨＨＬＨＨ Ｌ　　　Ｌ　　　ＬＨＬ Ｌ 一方、各相の２値化回路１１ａ、ｌｌｂ、１１ｃで得ら
れたデジタルパルス出力Ａ、Ｂ、Ｃは、同時にゲート１
３の入力端子ａ、ｂ、ｃに入力する。ゲート１３は論理
回路１２の出力ＧＰ’　に従って動作するスイッチであ
り、出力ＣＰ’がｌ＼イレベル信号Ｈであればオンとな
り、端子ａとａ′、ｂとｂｏ、ＣとＣ゛がそれぞれ連結
し、出力ＧＰ’がローレベル信号りであればオフとなる
。

このように、論理回路１２及びゲート１３を動作させれ
ば、ゲート１３を通過して遅延回路１４ａ、１４ｂ、１
４ｃに達するデジタルパルス出力Ａ、Ｂ、Ｃからは、３
相同時に放電パルスが発生した場合のデジタルパルス出
力は雑音として除去されることになる。

遅延回路１４ａ、１４ｂ、１４ｃでは、デジタルパルス
出力Ａ、Ｂ、Ｃは先の［発明の原理］において述べたよ
うに、所定位相分だけ時間的に遅延させられ、第２図に
示すように位相が見掛は上一致するように調節されるた
め、同・位相角における部分放電特性が同時に表示手段
１５に出力される。遅延回路１４としては、扱う信号が
デジタル化されているので、デジタルメモリ等の電子回
路で移相させることができる０表示手段１５としてはオ
シロスコープ、カウンータ等が使用され、３相間での位
相一部分放電特性の比較が可能となる。

［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、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、検出された放電パルスから的確に雑音
を除去することができ、高精度な部分放電測定が可能で
ある。

更には、３相から得られた放電パルスを所定時間遅延さ
せることによって、位相角を一致させて同時に同位相角
の放電特性を得られるようにしたので、３相個別に部分
放電特性が得られるだけでなく、３相間での絶縁状態の
比較など、より詳細な解析を行うことが可能である。

【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グラフ図、第２図
は三相交流電圧の位相を遅延させた波形のグラフ図、第
３図は本発明に係る部分放電測定装置の実施例を示した
ブロック回路構成図であり、第４図は従来例の構成図で
ある。 符号１０は増幅回路、１１は２値化回路、１２は論理回
路、１３はゲート、１４は遅延回路、１６は移相回路、
１７はゲート信号発生回路である。 特許出願人　　　三菱電線工業株式会社因面 第１図 第２図 ＣＧ） ａ （ｂ） 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、三相電力供試体の各相毎に放電パルス検出用回路を
   介して接続した放電パルス検出手段と、前記三相電力供
   試体に印加した三相交流電圧が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パルス信号発生手段と
   、前記三相電力供試体から前記ゲートパルス信号との論
   理演算によって雑音を除去し放電検出信号を出力する演
   算処理手段と、該放電検出信号を所定時間遅延させてか
   ら出力する遅延手段とを備えたことを特徴とする部分放
   電測定装置。