JPH02287169A - コロナ放電検出方法 - 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ｅ］ この発明は例えば電力用変圧器内部に発生する部分放電
であるコロナ放電０〕検出方法番こ関するものである。

［従来の技術］ 柱上用変圧器等の高電圧電力機器番ま長期間使用した場
合は巻線部分等にコロナ放電のような部分放電が生じ易
くなり、こＱ）部分放電力Ｓ進むと火花放電に進展し絶
縁破壊事故を弓１き起すことになる。この絶縁破壊を未
然に防ぐためには、高電圧電力機器におけるコロナ放電
発生の有無を定期的に点検する必要がある。

従来コロナ放電の検出方法として第７図（ａ）に示すよ
うな放電による電圧変化を検出する電圧検出法と、同図
（ｂ）に示すような放電電流を検出する電流検出法の基
本方法が知られている。

第７図（ａ）の電圧検出法において１０１は被検査試料
、例えば柱上用変圧器で、この被検査試料１０１の両端
はインピーダンスまたは低域通過フィルタよりなる直列
素子１０２を介して高電圧電源１０３に接続されていて
、さらに被検査試料１０１の両端には高圧阻止用コンデ
ンサ１０４を介して増幅器１０５が接続され、その出力
側にはＯＥｒ等のコロナ放電観測器１０６が設けられて
いる。この検出回路において、被検査試料１０１にコロ
ナ放電等の部分放電が発生していれば、放電電流による
電圧降下が被検査試料１０１の両端に発生して観測器１
０６にコロナ放電による電圧降下波第７図ｆｂ）の電流
検出法は、被検査試料１０１に直列に検出用インピーダ
ンス１０７が接続されていて、増幅器１０５はこの検出
用インピーダンス１０７の両端に接続されている。？、
８０ｐは高周波回路を形成するための結合コンデンサー
である。この検出法において、被検査試料１０１にコロ
ナ放電が発生していれば、その放電電流は結合コンデン
サーＯｐを介して検出用インピーダンス１０７を流れ、
その両端に放電電流による電圧が発生するので、増幅器
１０５、観測器１０６によってコロナ放電が観測される
。

一般にコロナ放電による放電電流はマイクロ・アンペア
程度の小電流であるので、種々のノイズ成分とレベル的
には大きな差はなく、そのためコロナ放電の検出には第
７図（ａ）　（ｂ）に示したような検出方法をシールド
ルーム内で行ない、さらに高電圧電源１０３には低雑音
のものを必要としていた。

［発明が解決しようとする課題］ 実稼動中の柱上用変圧器等を定期点検する場合、その都
度シールドルーム内に持ち運んで点検することは多くの
手間き費用がか５つ、作業能率も悪いので、稼動中の現
場での点検がのぞましいのであるが、実稼動中の柱上変
圧器にはラジオ電波や各種スイッチ類から発生する外来
ノイズが重畳されていて、コロナ放電との分別がむずか
しく、稼動中の現場においてはコロナ放電の有無を正確
に検知することが困難であった。

この発明は上記した稼動中の現場での間層点を解決する
ためになされたもので、実稼動中の被検査試料、例えば
柱上用変圧器を取り外すことなく、現場においてコロナ
放電発生の有無を適確かつ安全に点検することのできる
コロナ放電検出方法を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ この発明はコロナ放電に起因する放電電流スペクトルの
うち高周波領域の周波数成分を帯域通過フィルタまたは
高域通過フィルタにより選択的に取りだし、この周波数
成分レベルの強弱によりコロナ放電の有無を判定するこ
とを特徴としている。

［作用コ コロナ放電は１秒間に数回〜数万回発生し、立上り、立
下り時間が１０’−１０’秒と急峻であるため非常に高
周波成分を多く含む持続放電の一種であり、その周波数
スペクトルは第２図に示すようなものが知られている。

同図に示すようにそのスペクトルは１００１Ｇ（ｚ位か
ら１０　ＭＨｚ程度の周波数帯にわたって広く分布して
おり、これに対してコロナ放電検出を妨げる最も大きな
持続性ノイズ源である中波ラジオの周波数帯は日本では
５４０ＫＨｚ〜１６００ＫＨｚであり、また単発的な外
来ノイズである各種スイッチのＯＮ、ＯＦＦ時に発生す
るノイズは周波数分布が数１００ＫＨｚどまりの低い周
波数に集中している。ブラッシェモーター等から発生す
るノイズは放電現象にもとすくものであるから周波数分
布上ではコロナ放電との分別が困難ではあるが、発生場
所が被検査試料との距離が離れていれば送、配電線上の
分布インピーダンスにより高周波成分は大きな減衰を受
け、被検査試料に重畳される割合は非常に少ない。また
ＦＭ放送、テレビジョン放送電波は持続性のノイズの一
種であるが、その周波数の最低限は７０ＭＨｚ程度と非
常に高周波であるので、前記プラッシュモーターのノイ
ズ以上に送配電線の分布インビイ−ダンスによる減衰を
受け、測定点にまで到達することが少ない。

このようにコロナ放電の有無を検出するのを妨げる外来
ノイズの特性を考慮すると、最も大きなノイズ源である
中波ラジオの周波数上限以上の高周波領域成分のみを通
過させる帯域〕１ルタまたは高域フィルタを設けて、コ
ロナ放電の高周波成分のみを選択的に取りだし、成分レ
ベルの強弱を測定し、そのレベルが規定されたレベルよ
り高ければ被検査試料にコロナ放電が発生していると、
反対に低くければ発生していないと判定して、コロナ放
電発生の有無を判別するコロナ放電検出方法である。

［実施例］　　　　′ 以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。第
１図はこの発明の検出方法を説明するための回路図であ
るが、同図において１はコロナ放電の有無を検査する必
要のある被検査試料、例えば稼動中の柱上用変圧器等で
あり、この被検査試料１には送電線３を通して高電圧電
源２の電圧が送られて実稼動している。３ａは送電線３
上に分布する導線抵抗、インダクタンス、導線間または
導線対地見間容量などの分布インピーダンスを表わして
いる。

この実施例の検出方法では被検査試料１の両端に、コロ
ナ放電周波数スペクトルのうち高周波成分のみ苛選択的
に通過させる帯域通過フィルタ４ａまたは高域通過フィ
ルタ４ｂと増幅器５およびレベルメータやＣＲＴなどよ
りなる判定器フィルタ４ｂを使用した検出回路の一実施
例である。

前述したようにコロナ放電の周波数スペクトルは第２図
に示したように１００ＫＨｚ〜１０ＭＨｚ程度の広い範
囲に分布しているので、コロナ放電の検出を最も阻害す
る中波ラジオ周波数やスイ、チ類の開閉によるノイズが
分布している低周波域を除く高周波領域、例えば２ＭＨ
ｚ〜１０ＭＨｚ内の周波数成分のみを選択的に取りだし
、この成分を増幅器５で増幅し、さらにこの成分レベル
の強弱を判定器６で判別すれば、被検査試料１における
コロナ放電の有無を検出することができる。

フィルタに例えば２ＭＨｚ以上を通過させる高域通過フ
ィルタ４ｂを使用したときは、　　２ＭＨｚ以上のノイ
ズ例えばテレビジョン電波なども通過させてしまうが、
実際的にはこれらの高周波ノイズは送電線３の分布イン
ピーダンス３ａにより大きな減衰を受け、被検査試料１
にまで到着することは少なく、コロナ放電の検出を阻害
することはない。

第３図は他の実施例である。この実施例は被、検査試料
１である柱上変圧器の２次側、つまり低圧側巻線の両端
に検出回路を接続した実施例である。この実施例では同
図に示すように帯域フィルタ４ａは容量Ｃ，インダクタ
ンスＬ、）ランスＴおよび終端抵抗Ｒで構成されていて
、第４図はその等価回路である。この等価回路は簡単化
のためトランスＴの巻線比を１：１にしたものであり、
同図上のｒはインダクタンスＬの実効抵抗分、ｔはトラ
ンスＴのリーケージインダクタンスであり、入力電圧を
ｅｉ、出力電圧をｅｏ　としたとき出力電圧ｅＱは次式
で表わされる。

上式でわかるようにこの帯域通過フィルタ４ａは直列共
振形の帯域フィルタ特性を示し、共振周波数では減衰特
性は最小になり出力電圧ｅ。

は次のようになる。

ｅＯ”　Ｒ＋ｒ　　”　ｉ 共振周波数を例えば２ＭＨｚ以上の適切な周波数に選ら
べば、中波ラジオなどのノイズを阻止し、コロナ放電に
よる周波数成分だけを選択できる。

またこの実施例において、インダクタンスＬを省略し、
容量Ｃの値をリーケージインダクタンスｔとの共振周波
数が必要とする周波数となるように選べば、帯域通過フ
ィルタ４ａはさらに簡単な構成にすることができる。

またインダクタンスＬを省略すると共に、トランスＴの
巻線数を少なくしてリーケージインダクタンスｔを近似
的に零に近づけると、第４図の等価回路の出力電圧ｅ。

は次式のようになり、 高域通過フィルタ４ｂの特性をもたせることができる。

第５図は被検査試料１に接続されるリード線に接近して
空芯コイル７を設け、この空芯コイル７によって被検査
試料１内に発生したコロナ放電電流による磁束変化を電
圧として取りだし検出回路に導く方式の実施例である。

第６図は第５図の実施例と同様にリード線に流れるコロ
ナ放電電流による磁束変化をカレントトランス８によっ
て電圧として取りだす方式の実施例である。第５、第６
図において、Ｃｐはコロナ放電による高周波電流を通す
ための結合コンデンサであるが、被検査試料１が柱上用
変圧器等の場合は変圧器内に分布している分布容量がこ
の結合コンデンサＣｐの役目をなし、外部に特別に結合
コンデンサＣｐを設ける必要は少ない。

第５．第６図に示した実施例によれば、高電圧の送電線
等に直接触れることなくコロナ放電の検出作業を安全に
することができる。

なおこの発明は上記各実施例に限定されるものでなく、
要旨を変更しない範囲で種々変形して実施できる。例え
ば稼動中の碍子等におけるコロナ放電の検出ｌこも使用
できる。

［発明の効果コ この発明によれば、外来ノイズの多い稼動現場で、かつ
被検査試料を取り外す必要もなくコロナ放電発生の有無
を検出できるので作業能率もよく、経済的であり、さら
に検出作業を安全に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　（ｂ）はそれぞれこの発明の詳細な説明
する回路図、第２図はコロナ放電の周波数スペクトル図
、第３図は直列共振回路により帯域通過フィルタを構成
した検出回路の実施例、第４図は同実施例の帯域通過フ
ィルタの等何回路、第５、第６図はそれぞれコロナ放電
電流による磁束変化を空芯コイルまたはカレントトラン
スで取り出す方式の実施例の回路図である。 また第７図（ａ）　（ｂ）はそれぞれは従来のコロナ放
電検出方法を説明する回路図である。 １・・・被検査試料　　　２・・・高電圧電源３・・・
送電線　　　　３ａ・・・分布インピーダンスａ・・・
帯域通過フィルタ ４ｂ・・・高域通過フィルタ ５・・・増幅器　　　　　６・・・判定器７・・・空芯
コイル　　　８・・・カレントトランス第１図 り償ＩＭＨ２ｌ 第２図 Ｌ β

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コロナ放電に起因する放電電流スペクトルのうち高周波
   領域の周波数成分を帯域通過フィルタまたは高域通過フ
   ィルタにより選択的に取りだし、この周波数成分レベル
   の強弱によりコロナ放電の有無を判定することを特徴と
   するコロナ放電検出方法。