JPH0225763A - 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〕 この発明は、例えば加入変圧器のような油入電気機器の
内部で発生する部分放電を検出する装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

近年、油入機器の絶縁劣化時の前駆現象の１つとして、
部分放電現象が注目されている。この現象を検出しかつ
これに対応することにより、重大事故を未然に防止する
ことができる。この検出手段として部分放電検出装置が
実用化されている。

一般に、この部分放電検出装置の多くは、放電時に派生
する放電電流等の電気信号と同時に高周波の放電音が発
生することを利用した、電気信号と音響（ｄ号の同時測
定を行っている。

＃Ｓ５図は、例えば加入変圧器に適用した場合の従来の
部分放電検出装置のブロック図である。図において、（
１）は浦人？！！気機器例えば油入変圧器、（２）はこ
の油入変圧器（１）に注入された絶縁油、（３）は油入
変圧器（１）の内部に配置された鉄心、（４）はこの鉄
心（３）に巻回された巻線、（５ａ）は油入変圧器（１
）の側部に設けられたブッシングであって、その一端が
変圧器タンク内接地線（６ａ）によって巻＃１（４）に
接続されておりかつ旭端が変犀２本タンク外接地線（６
ｂ）に接続されている。　＜５ｂ）は油入変圧器（１）
の１一部に設けられた高圧ブッシング、（７）は巻線（
４）内で発生した部分放電の発生位置、（８）はタンク
外接地＃ａ（６ｂ）に接続されて放？Ｉｔパルス電流の
ような電気信号を検出する電気信号検出器、（９）は電
気信号検出器（８）によって検出された電気信号を受け
、かつこれを光伝送信号に変換する電気／光（Ｅｌｏ）
信号変換器、（ｌＯ）は油入変圧器（１）のタンク壁の
各所に取り付けられた音響信号検出器、（１１）は音１
イｄ号検出器（１０）によって検出された音’？信号を
受けかつこれをた伝送（ｉｉ号に変換する音９／光／（
Ｓ１０）信号変換器、（１２ｍ）はＥ１０信号変換器（
９）と後述する光／Ｎ気（０／Ｅ）信号変換器を接続す
る光７アイパケープル・（１２ｂ）はＳ１０信号変換器
（１１）と光／１！気（０／Ｅ）信号変換器を接続する
光フアイバケーブル、（１３）は部分放電検出装置本体
を示す。この部分放電検出装置本体（１３）は、電気信
号処理部（１４）と、音響（ｆ１号処理部（１５）と、
これら電気イ３号処Ｊ１！部（１４）および音響信号処
理部（１５）の出力側に接続された遅′Ｊｆ、時間測定
部（１６）と、この遅延時間測定部（１６）及び電気信
号処理部（１４）の出力側に接続された演算処理部（１
７）とから構成される。電気信号処理部（１４）は、０
／Ｅ信号変換器（１４ａ）と、この０／Ｅｍ号変換器（
１，４ａ）の出力側に接続された電気信号弁別回路（１
４１ｉ）と、この？［真信号弁別回路（１４ｂ）の出力
側に在る信号ラッチ回路（１４ｃ）とからｈ１成される
。音響信号処理部（１５）は複数個の０／Ｅ信号変換器
（１５ａ）と、各０／Ｅ信号変換器（１５ａ）の出力側
に接続されたｆ￥Ｐ！！ｌ信号弁別回路（１５ｂ）とか
ら構成される。遅延時間測定部（１６）は、クロックパ
ルス発生回路（１６ａ）と、このクロックパルス発生回
路（ｔｅａ）および電気イ３号弁別回路（１４１１）の
出力側に接続されたデート回路（１６ｂ）と、このデー
ト回路（１６ｂ）の出力側に在る複数個のカウンタ回路
（１６ｃ）とから！Ｒ成される。

演算処理部（１７）は、これらカウンタ回路（１６）お
よび信号ラッチ回路（１４ｃ）の出力側に接続されたイ
ンターフェイス回路（１７ａ）と、このインターフェイ
ス回路（１７ｍ）と相互接続された演算処理回路（＋、
７ｂ）と、この演算処理回路（１７ｂ）の出力側に在る
外部信号出力回路（１７ｃ）とから構成される。なお、
図中、装置構成要素間を結ぶ実線は信号の経路を示し、
矢印は信号の流れを示す、第６図は第５図に示した従来
の部分放電検出装置の動作説明用波形図である。

次に、ＰＩ４５図に示した従来の部分放電検出装置の動
作を、第６図を参照しながら説明する。油入変圧器（１
）内の巻線（４）で部分放電（７）が発生した場合、部
分放電により、微小パルス電流とｔ１響が発生する。先
ず、微小パルス電流は、油入変圧器（１）内の巻線（４
）からタンク内接地＃１（６ａ）、ブッシング（５＆）
及びタンク外接地＃１（６ｂ）を通って大地へ流出する
。この放電電流は電気（ｒｔ号検出器（８）で検出され
、次のＥｌｏ（１号変換器（９）で第６図（＾）の波形
のように弁別された後光信号に変換される。

この光信号は光７アイパケープル（１２ａ）を通して部
分放電検出装置本体（１３）内の電気信号処理部（１４
）へ伝送される。電気信号処理部（１４）では、光信号
０／ＥｆＢ号変換器（１４ａ）で電気信号に変換し、そ
の電気信号は次の電気信号弁別回路（１４ｂ）で予め設
定されている基準レベルと比較され、基準レベルを超過
した場合は電気パルス信号が出力される。この電気パル
ス信号は次の信号ラッチ回路（１４ｃ）１！気第６図（
Ｂ）のようにステップ電圧信号に変換され、出力される
。また、電気信号弁別回路（１４ｂ）から発生された電
気パルス信号は遅延時間測定部（１６）内のデート回路
（１６ｂ）を開く。このことにより、クロックパルス発
生回路（ｌｅａ）からのクロックパルスは、各音響信号
検出器（１０）に対応したカウンタ回路＜１６ａ）へ送
り込まれることになる。このカウンタ回路（１６ｃ）は
、音響信号処理部（１５）内の各音響信号弁別回路（１
５ｂ）よりのカツント停止ヒ信号が来るまでクロックパ
ルスをカウントする。

一方、放電時発生した音響は、油入変圧′Ｊ３（１）内
の絶縁油（２）を媒体としてタンク壁土で伝播され、こ
の音響信号はタンク壁に取り付けられた音響信号検出器
（ｌＯ）によって検出される。この検出された音響信号
は、次のＳ２Ｏ信号変換器（１１）に人力され、ここで
油入変圧器（１）の定常的な励磁振動等の低周波成分は
除去され、第６図（Ｃ）〜（Ｆ）のように放電庁のみが
抽出される。なお、第６図中のｊ、　−ｔ４１上、音響
信号が油入変圧器（１）内の絶縁油（２）中を伝播し、
タンク壁の個々の音響信号検出器（１０）に到達するま
での時間を表す、＊たし１□ｔｔ１３およびｔ、はそれ
ぞれｔ２−　ｔｌｔｈ−ｔ＋および１．−１．を意味す
る。抽出された音響信号（Ｃ）〜（Ｆ）は光１３号に変
換される。この光信号は、尤ファイバケーブル（１２ｂ
）を通して伝送され、部分放′、に検出装置本体（１３
）内の音響信号処理部け５）へ入力される。ここで、尤
イδ号はＯ／ＩＥ信″；ｊ変換ｎ（１５ａ）で電気信号
に′！Ｒ換される。この電気信号は、音響信号弁別回路
（１５ｂ）で予め設定されている基準レベルと比較され
、基準レベルを超過した場合は電気パルス４ｇ号が出力
される。、：の電気パルス信号は遅延時間測定部（１６
）内のカウンタ回路（１６ｃ）を停止トさせる。従って
、各カウンタ回路（１６ｃ）のクロックパル入カウント
値は第６図（Ｃ）〜（Ｆ）のｔ１〜ｔ、に比例した値と
なる６演算処Ｊ’Ｊｊ部（１７）内の演算処理回路（１
７ｂ）は、インターフェイス回路（１７ａ）を介して、
電気信号処理部（１４）内の信号ラッチ回路（１４ｃ）
の出力信号を受けて部分放電の発生を検地し、また音響
信号の遅れ時開を考慮して電気信号検知後一定時間経過
した後に、カウンタ回路（ｌｅａ）のカウント値を取り
込む。このカウント値より遅れ時間を換算し、その遅れ
時間より、油入変圧器（１）内部で部分放電が発生した
か否かの判定をし、発生したと判定した場合は、下記の
連η方程式より発生位置を求める。

（ＸＩ　−ｘ）２＋　（ｙ＋　−ｙ）”＋　（ｚｌ−ｚ
）２＝　ｈＬ＋　）’（Ｘ２−　ｘ）”　十（ｙｚ−ｙ
）２＋　（２２−ｚ）２＝　（ｖｔｄ”（ｘｔ−ｘ）２
　＋　（ｙｔ−ｙ）”　＋　（２３−ｚ）２＝　（ｖｈ
）２（Ｘ４−　ｘ）”＋　（ｙ＜−ｙ）２＋（Ｚ４−　
ｚ）２＝　（ｖｔ＋）２ここで、 Ｘ＋Ｖ＋２：部分放電発生位置の座標点Ｘ！＋ｙｌ＋Ｚ
！：　！番目の音！ｌＪ信号検出器取付庫標点 Ｖ：音速 ｔｉ：　ｉ　ｔｒ目の音響信号検出器までの遅延時開 なお、上式で、絶縁油（２）中での音速が約１４００ｍ
／ｓであることから、νを既知とすれば、音響信号検出
器が３点にあれば、部分放電発生位置は定まる。

以上のように、演算処理回路（１）ｂ）で部分放電発生
位置（７）を検出した後、検出結果が外部信号出力回路
（１７ｃ　）を通して表示あるいはプリント出力される
。

なお、以１−．のように部分放電発生の有無や位置の標
定だけでなく、電気信号のレベルにより部分放電の規模
の概略を推定できるようにするこ″とちｉｆ丁１信であ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

以−１−のような従来の部分放電検出装置では、電気信
号が接地線を利用して検出できない場合、例えば、デル
タ結線のように接地線のない巻線内で発生した部分放電
は検出できないという問題点があった。

この発明は、上述したような問題点を解決するためにな
されたもので、接地線がない８＃ｉ内に発生した部分放
電も検出できる部分放電検出装置を得ることを目的とす
る。

〔！ｉ題を解決するための手段〕

この発明に係る部分放電検出装置は、電気信号検出器で
検出された電気信号およＣ／複数個の音響１３号検出器
で検出された音響信号の内、最も早く検出された信号で
、遅延時間測定部中のカウンタ回路を起動するためのタ
イマ起動部を設けたものである。

〔作　用〕

この発明においては、電気信号および音響４Ｒ号の内、
最も早く検出された４５号で、遅に時間測定部中のカウ
ンタ回路を起動することにより、もし電気信号がない場
合でも、音響信号の内、最も早く検出された信号により
カウンタ回路が起動され、ｒｆｒｇ信号の到達時間差が
検出でき、この結果から内部放電の有無や発生位置が検
出でｂる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図であり、
この発明で使用される部分数、Ｒ検出装置ｎ本体（１３
＾）は、第５図【に示した電気信号処理部（１４）、音
響信号処理部（１５）、遅延時間測定部（１６）および
演算処理ｆｊＳ（１７）に加えて、電気信号処理部（１
４）および音響信号処理ｉ％（１５）と遅延時１ｍ測測
定（１６）との闇に接続されたタイマ起動！！５　（１
８）を備えている。このタイマ起動部（１８）は、電気
信号処理部（１４）中の電気信号弁別回路（１４ｂ）の
出力信号と音響イｄ号処理部（１５）中の複数個の澤響
信号弁別回路（１５ｂ）の出力信号との内部もｖく検出
された信号を出力し、もって遅に時１」測定部（１６）
中のデート回路（１６ｂ）を開くタイマ起動回路（１８
ｍ）から成る。

次に、上記実施例の動作釦説明する。′？ｌ気信秒信号
ｌ　ｐｇ倍信号光フアイバケーブル（１２ａ）　、を通
して電気信号処理ｆｉ（１４）と音響信号処理部（１５
）とへ入力されて処理されるまでの動作は、ｔＪ４Ｓ図
に示した従来装置におけるのと全く同じであるので、説
明を省略する。まず、電気信号が存在する場合、タイマ
起動回路（１８ａ）が電気信号弁別回路（１４１１＞か
ら弁別された電気信号を受けかつこれをデート回路（１
６［１）へ出力するので、従来装置と同様にして部分放
電の有無判定と放電位置のに定かなされる。

次に、接地線がなく従って電気信号が存在しない場合、
すなわち上述したｔｊ４６図において波形（＾）および
（Ｉｌｌ）が存在せずかつ波形（Ｃ）〜（Ｆ）の音響信
号のみが検出された場合の動作を、第６図の波形を例に
とって説明する。この場合には第６図（Ｃ）の音響信号
が最も早く検出される信号であり、この音響信号がタイ
マ起動回路（１８ａ）を通しでデート回路（１６ｂ）を
開くので、カウンタ回路（＋６ｃ）の出力より得られる
時間は１ｆ響イδ号（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）に
対してそれぞれＯ，ｔ、□１ｔ１３１ｔ１４となる。演
算処理部（１７）中の演算処理回路（１７ｂ）は、イン
タ−７１イス回路（１７ａ）を介して、カウンタ回路（
１８ｃ）の値を同期的に取り込めば、音響信号の発生の
有無が判定でき、また、電気信号処理部（１４）中の信
号ラッチ回路（１４ｃ）の出力が無いことにより音響信
号のみとＮ断し、画定時開Ｏｆｔ＋ｚ＊Ｌ＋３＋Ｌ＋＋
を得ることができる。そこで、これらの測定値をもとに
、ｌ１Ｉｆ記り程式において、１．ｌ；：仮定し、４式
が同時に満足するＸｅＹｅＺを求める。すなわち、部分
放電発生位置が一点になろようにｔＩを選ぶことになる
。

このようにして部分放電発生位置が標定される。

上記実施例では、Ｗｉ電気信号検出できない場合、最も
堅く検出された音’ＭＭ号に対応するカウンタ回路（１
６ｃ）の出力がＯとなるが、第２図の部分放電検出装置
（１３１１）のように各を’Ｊ信号弁別回路（１５ｂ）
と各カウンタ回路（１６ｃ）の間にそれぞれ、一定時間
を有する遅１ｊｌ１Ｍ（１８ｂ）が設けられたタイマ起
・Ｐｈ部（１８＾）を構成すれば、第１図の実施例と同
様な効果が得られる他に、一定時間の確認をすることに
より最も早い音響信号に対応するカラン、り回路の不良
動作との識別が可能となる。また、第３図の部分放電検
出装置本体（１３Ｃ）のようにかく音響信号弁別回路（
１５ｂ）と各カウンタ回路（１６ｃ）の間にそれぞれ、
電気信号処理部（１４）中の信号ラッチ回路（１４ａ）
と同様な信号ラッチ回路（１８ｃ）が設けられたタイマ
起＃Ｊ部（１８Ｂ）を構成することにより、第４図の波
形のように、＆　ＨＪ（ｆ１号を検出したか否かの確認
かり能となる。

〔発明の効果〕

この発明は、以上説明したとおり、従来の部分放電検出
装置に電気信号と音響信号の内、最も早く検出された信
号をもとに、遅延時間測定を開始させるといろ簡単なタ
イマ起動部を設けることで、電気信号が検出できない部
分放電も検出できると云う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロク図、第２関お
上り第３図はこの発明の他の実施例な示すブロック図、
第４図は＃４３図に示した他の実施例の動作説明用波形
図、第５図は従来の部分放電検出装置のブロック図、第
６図は第５図に示した従来の部分放電検出装置の動作説
明用波形図である。 図において、（１）は油入変圧器、（７）は部分放電発
生位置、（８）は電気信号検出器、（１０）は！￥　？
？信号検出器、（１３＾）〜（１３Ｃ）は部分放電検出
装置本体、（１４）は電気（１’Ｊ号処理部、（１５）
は音響信号処理部、（１６）は遅延時間測定部、（１７
）は演算処理部、（８）ｌ（１８Ａ）、（１８［１）は
タイマ起動部、（１８ｍ）タイマ起動回路、（１８ｂ）
は遅延回路、（１８ｃ）は信号ラッチ回路である。 なお、各図中、同一符号は同−又は相′５部分を示す。 手 続 補 正 書 平成 １年１０月１３日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 油入電気機器の内部で生じた部分放電によって発生され
   る放電電流などの電気信号を検出する電気信号検出器と
   、この電気信号検出器の出力を受けてカウンタ回路起動
   信号を発生する電気信号処理部と、前記部分放電によっ
   て発生される音響信号を検出する複数個の音響信号検出
   器と、これら音響信号検出器の出力を受けて複数のカウ
   ンタ回路停止信号を発生する音響信号処理部と、前記カ
   ウンタ回路起動信号によって起動されかつ各カウンタ回
   路停止信号によって停止されるカウンタ回路を有し、前
   記カウンタ回路停止信号の遅延時間を測定する遅延時間
   測定部と、この遅延時間測定部および前記電気信号処理
   部の出力により前記部分放電の発生の有無や発生位置を
   求める演算処理部と、前記電気信号と前記複数の音響信
   号の内、最も速く検出された信号を前記カウンタ回路起
   動信号とするタイマ起動部とを備えたことを特徴とする
   部分放電検出装置。