JPH02287170A - 携帯用局部放電検出器装置 - 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】 〔発明の分野〕 本発明は、地上或は地下（例えばマンホール内）に配置
されている活電圧配電ケーブル及び設備の両方或は何れ
か一方における局部放電を検出する携帯用検出器装置に
関する。

〔従来の技術〕

電気企業は一様に送電及び配電系統のより良き信頬性と
大きい安全性とを保証する技術的進歩に黙然な関心を寄
せている。彼等は停電時間及び何等かのシステム休止時
間を最短化する目的で、システム成分、制御及び通信設
備、据付け、及び非破壊測定技術の評価に多くの努力を
払っている。

ケーブル及び継手の現存状態のために、配電ライン及び
設備を保守及び修理するのに必要な操作要員の安全を損
うことなく連続的なサービスを維持するのは困難である
ことが多い。

電気企業は、マンホール内で或は地上で企業の広範な配
電回路網に対して作業する要員の安全をル内或は地上の
ケーブル及び継手の状態を点検し、使用者のより高度な
安全を保証し、そして正常なシステム動作状態における
ケーブル及び継手内の局部放電レベルを評価できる簡易
な携帯用ツールに対する要求が存在している。局部放電
測定は、これらの放電が動作電圧において存在すること
が近い将来に重大な問題を生ずることの潜在的指示を与
えることから、中が充実した押し出し誘電体の品質に対
する最も有益な非破壊検査である。

しかし、大きいケーブル管理電流を供給しながら外部電
磁干渉を排除する必要があるために、局部放電の測定は
極めて困難である。低周波（０，ＯＯＩ　Ｈｚ）試験源
を使用する平衡ブリッジ回路は１つの解決法であるが、
−船釣なゴー或はノーゴー試験に使用するには容易では
ない。従って非電気信号を、標準技術によって測定され
る局部放電（単位二マイクロクーロン）に関係付けて検
出できる（単位：デシベル、マイクロボルト等）検出器
装置に対する要望が存在している。

〔発明の概要〕

本発明の特色は、通常公共事業会社に雇用されている保
守要員による使用が容易で、且つ局部放電、放電の大き
さ及び放電の位置を指示する信号或は警報を発生する活
電圧配電ケーブル及び設備の両者或は何れか一方におけ
る局部放電を検出可能な携帯用検出器装置を提供するこ
とである。

本発明の別の特色は、故障の危険率が実質的にＯであり
、それによって要員が電圧列の恐れなく活設備の付近で
作業できるようにした局部放電を検出するための携帯用
検出器装置を提供することである。

本発明の別の特色は、活電圧配電ケーブル及び設備の両
者或は何れか一方における局部放電を検出する携帯用検
出器装置を提供することであって、本装置は地上或はマ
ンホール内の地下に配置されている活配電ケーブル及び
設備における局部放電を検出して障害の存在、障害の位
置及び障害の大きさを指示して活設備で作業する或はそ
の近傍で作業する要員のために活設備を減勢すべきか否
かを判定す４検出プローブの選択を有する。

上記特色に従って、広範な面から、本発明は活電圧配電
ケーブル及び設備の両者或は何れか一方における局部放
電を検出する携帯用検出器装置を提供する。本装置は、
手動で変位可能な絶縁された携帯用手段に取付けられて
いるプローブを具備する。検出器回路はプローブに接続
され、局部放電に・よって放出される５乃至１０ＭＨｚ
の範囲内の局部放電信号を検出する。検出器装置は、検
出した信号のレベルを所望レベルまで低下させるために
、プローブに接続されている入力減衰器回路を有する。

検出した信号を、実質的に雑音が混入していない且つ検
出した局部放電信号の大きさを表わす所定の周波数信号
に変化させる変成回路手段が設けられている。更に、こ
の所定の周波数信号を増巾するための増巾器回路手段も
設けられている。局部放電の存在及び大きさを表わす信
号を発生する出力回路手段も設けてある。

〔実施例〕

第１図に本発明の携帯用検出器装置の回路１０の構造を
ブロック線図で示す。検出器１０は本質的に２つの区分
からなる。即ち第１の区分は選択されたプローブによっ
て構成される走査ヘッド１１であり、後述するように、
絶縁された携帯用手段によって活電ケーブル（或は導体
）及び設備の両者或は何れか一方に対して手動変位可能
であって、その中の局部放電を検出する。回路の第２の
区分は、プローブ１１に接続されている回路によって構
成され、公知のようにして保守要員によって便利に運搬
できる携帯用検出器からなる。走査へラド１１はケーブ
ル１３を介して携帯用検出器に接続されている。

試験の結果、ケーブル絶縁体内の局部放電が短い高周波
電流パルスを発生し、これらのパルスが受信中の無線信
号に干渉する電磁波を発生し、伝播することが示された
。従って、第２図乃至第５図を参照して後述するように
、異なる電磁プローブ１１を装備した狭帯域高周波検出
器が、無線干渉が存在しない場合に、及びケーブル内の
人工空隙に起因する局部放電によって生ずるエネルギ尺
度が放電が無い時の雑音レベルよりも遥かに大きい場合
に、最大感度及び比較的良好な選択度を保証しつつ周波
数及び周波数帯域を決定する適当な手段を提供する。実
験から、局部放電によって発生する周波数がＯ乃至５０
ＭＨｚを占めることが分った。しかし受入れ可能な低雑
音レベル、最大ダイナミックレンジ、最大選択度及び非
無線干渉を有する周波数は５乃至１０ＭＨｚであった。

従って携帯用検出器１０をこの範囲内の選択された周波
数で動作させることとした。

検出器１０は、ケーブル１３を介して走査レベル１１に
接続されている入力減衰器１４を不可欠的に備えている
。減衰器１４は複数の選択的減衰器回路１４′　（第６
図参照）からなり、これらの回路はスイッチ１５によっ
て選択的に切替えられ、プローブ１１は操作員がスイッ
チ１５を操作することによって減衰器１４′の選択され
た１つに接続される。減衰器１４は増巾器回路１６に接
続されている。減衰器１４を使用して操作員は増巾器１
６へ供給される入力信号の適切なｄｂレベルを選択する
。局部放電によって発生する電磁信号の値が放電の大き
さに比例することに注目されたい。

従って、この入力信号は減衰器回路１４′によって所望
の低レベルにすることができる。

本発明の検出器回路は選択された周波数、ここでは７Ｍ
Ｈｚに同調されており、この信号はミクサ回路１７に印
加する前に増巾器１６によって増巾される。

ミクサ回路１７は、その出力に４５５ＫＨｚの既知周波
数の信号を発生する周波数変換器として働らく。この周
波数信号は局部放電信号の振巾にのみ依存して振巾を変
化させる。４５５ＫＨｚの出力信号は、ＩＭＨｚの検出
された信号と局部発振器１８によって発生された既知周
波数信号とをミクサ１７内で混合することによって得ら
れる。従って、局部発振器１８は７　ＭＨｚから差引い
て、４５５ＫＨｚの出力信号が得られる周波数を発生し
、この４５５ＫＨｚの信号は検出された局部放電信号と
同一の振巾比を保存する。この４４５ＫＨｚの所定の周
波数信号は接続１９を介してフィルタ回路２０に供給さ
れる。

フィルタ回路２０は、ミクサ１７の出力信号を４５５Ｋ
）Ｉｚ増増巾回路２１に供給する前に、この出力信号か
ら高周波及び他の雑音信号のような不要信号を除去する
。増巾器２１はこの信号を増巾して検出器の感度を高め
る。増巾器２１の出力２２は別の４５５ＫＨｚ増巾器段
２３に送られて更に増巾された後に２つの出力回路に供
給される。

第１の出力回路は検出器回路２４によって構成され、第
２の出力回路はＶＵメータ２５によって構成される。

回路２４は第６図に回路図で示してあり、低周波増巾器
２６へ復調された信号を供給するダイオードとして動作
する。増巾器２６はスピーカ２７を駆動して検出された
局部放電を模擬する信号を発生させる。この信号を何等
かの補助機器に供給するために補助出力２８も設けてあ
る。この補助機器はプローブを監視して熟練した要員に
は明白なプリントアウトその他の型の情報を提供する。

増巾器２３からの出力２９はメータ増巾器３０に接続さ
れている。メータ増巾器３０の一方の出力３０′はＶＵ
メータ２５に接続されていて局部放電の大きさの読みを
与える。他方の出力３０＃は警報装置３１に接続され、
局部放電が危険レベルを超えると警報を発して設備或は
ケーブルから供給されている電圧を安全のために遮断す
べきことを操作員に警告する。

第２Ａ図及び第２Ｂ図は走査ヘッド即ちプローブ１１の
構造の一実施例を示す。図示のように、プローブは例え
ば鋼管型の金属環３２からなり、その対向する自由端３
３は同軸ケーブル１２によって結合回路４０に接続され
ている。結合回路４０には、検出器に適切に結合するた
めにスイッチ４１及び４１＃によって選択される減衰器
回路４２及び側路接Ｖｔ４２’とを含む。絶縁支持具３
４が銅管３２に接続されていて管を手で位置ぎめし、ま
たケーブルを横切る面内で管を掃引させるようになって
いる。この型のプローブは頭上送電ケーブルに対して特
に有用である。

第２Ｂ図は鋼管製金属環３２の端面図であって、小さい
矢印は配電ケーブルに実質的に平行な変位の方向を示し
ている。

第３図は第２の型の走査ヘッドを示し、本例では導電性
金属棒３５からなり、局部放電障害を全方向的に検出す
る。この棒は銅製の導電性棒であり、主として地下配電
回路網の定期的及び予防的な保守に使用され、マンホー
ルの外側からケーブル絶縁物自体の直近までの検査領域
内の局部放電活動度の概括的な知識を与える。事実、こ
れはマンホールの蓋に設けられている孔を貫通するよう
に特別に設計されている。

第４Ａ図及び第４Ｂ図に示すように、双方向接触プロー
ブは小さい金属（銅）板３６或は銅シートによって構成
され、その表面積及び厚さは必要感度に依存して選択さ
れる。板は絶縁材料で覆われており、被検査ケーブルの
中心中性線或は他の接地された導体のような他の金属部
分との直接接触を防いでいる。この銅シートはＪメータ
絶縁スティック（図示せず）と共に使用することが好ま
しい。ケーブル或は継手に沿う局部放電の位置を決定す
るためには、プローブを絶縁された領域上を静かにゆっ
くりと通過させ、検出器メータを注意深く観察して読み
が最大値に達する個所を見出す。この点が局部放電の源
を示す。

第５Ａ図及び第５Ｂ図はプローブ構造の別の実施例を示
す。図示のようにこのプローブは単方向性接触プローブ
である。このプローブは重ねられた一対の金属板３７と
、それらを分離している絶縁材料３８とからなる。第２
図乃至第５図に示す全てのプローブには、前述の結合回
路４０が組合わされている。

本発明は、本発明の範囲から逸脱することなく多くの変
更が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は活電圧配電回路網内の局部放電を検出するため
の本発明の携帯用検出器装置の構造を示すブロック線図
、 第２Ａ図は装置の走査ヘッドを構成する金属環型プロー
ブの構造を示す平面図、 第２Ｂ図は第２Ａ図の環の端面図、 第３図は本発明の装置の走査ヘッドを構成する全方向性
導電棒の概要図、 第４Ａ図は走査ヘッドを構成する金属板接触プローブの
端面図、 第４Ｂ図は第４Ａ図の平面図、 第５Ａ図は検出器装置の走査ヘッドを構成する単方向性
接触プローブの平面図、 第’５Ｂ図は第５Ａ図の端面図、及び 第６図は走査ヘッドに接続される検出器回路の構造を示
す回路図。 １０・・・・・・検出器装置、 １１・・・・・・走査ヘッド（プローブ）、１２・・・
・・・同軸ケーブル、 １３・・・・・・ケーブル、 １４・・・・・・減衰器、 １５・・・・・・スイッチ、 １６・・・・・・増巾器、 １７・・・・・・ミクサ、 １８・・・・・・局部発振器、 ２０・・・・・・フィルタ、 ２１　、　２３−”・４５５ＫＨｚ増巾器、２４・・・
・・・検出器、 ２５・・・・・・ＶＵメータ、 ２６・・・・・・低周波増巾器、 ２７・・・・・・スピーカ、 ２８・・・・・・補助出力、 ３０・・・・・・メータ増巾器、 ３１・・・・・・警報装置、 ３２・・・・・・金属環、 ３３・・・・・・自由端、 ３４・・・・・・絶縁支持具、 ３５・・・・・・金属棒、 ３６．３７・・・・・・金属板、 ３８・・・・・・絶縁材料、 ４０・・・・・・結合回路、 ４１・・・・・・スイッチ、 ４２・・・・・・減衰器回路、 ４２′・・・・・・側　路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、活電圧配電ケーブル及び設備の両者或は何れか一方
   における局部放電を検出するための携帯用検出器装置で
   あって： プローブを手動変位させるための絶縁された携帯用手段
   に取り付けられているプローブ、及び 前記プローブに接続され、前記局部放電によって放出さ
   れる５乃至１０ＭＨｚの範囲の局部放電信号を検出する
   検出器回路 を具備し、前記検出器回路が 前記プローブに接続され、前記検出された信号のレベル
   を所望のレベルまで低下せしめる入力減衰器回路、 前記検出された信号を、実質的に雑音を含まず且つ前記
   検出された局部放電信号の振巾を表わす所定周波数信号
   に変換する変成回路手段、前記所定周波数信号を増巾す
   る増巾器回路手段、及び 局部放電の存在及び振巾を表わす信号を発生する出力回
   路手段を有する携帯用検出器装置。 ２、変成回路手段が、検出された信号と局部発振器回路
   からの既知の周波数信号とを混合して前記検出された信
   号を変換して所定のより低い周波数の信号を発生するミ
   クサ回路を備えた請求項１記載の携帯用検出器装置。 ３、変成回路手段が、所定周波数信号に伴う不要周波数
   信号を除去するフィルタ回路をも含む請求項２記載の携
   帯用検出器装置。 ４、入力減衰器回路とミクサ回路との間に接続され、前
   記減衰器回路の出力における検出された信号を表わし且
   つ減衰した出力信号を増巾する増巾器回路手段をも備え
   た請求項８記載の携帯用検出器装置。 ５、増巾器回路手段が、所定周波数信号を増巾して出力
   回路手段へ供給するための少なくとも１つの別の増巾器
   をも備えた請求項４記載の携帯用検出器装置。 ６、出力回路手段が、所定周波数信号を再処理して低周
   波可聴音響再生装置へ供給する検波器回路を備えた請求
   項５記載の携帯用検出器装置。 ７、出力回路手段が、プローブによって検出された局部
   放電信号の振巾に比例する振巾を有する所定周波数信号
   の振巾を指示する計量装置を備えた請求項５記載の携帯
   用検出器装置。 ８、検出した信号に関連する警報状態を指示する可聴警
   報装置が計量装置に組合わされている請求項７記載の携
   帯用検出器装置。 ９、計量装置が出力増巾装置から饋電されるＶＵメータ
   であり、前記出力増巾器が可聴警報装置にも饋電する請
   求項８記載の携帯用検出器装置。 １０、検出器回路が、出力低周波増巾器に接続され音響
   再生装置を駆動する請求項６記載の携帯用検出器装置。 １１、ミクサ回路が４５５ＫＨｚの所定周波数信号を発
   生する周波数変換器であり、検出された信号が７ＭＨｚ
   信号であり、発振器周波数が７ＭＨｚ信号を４５５ＫＨ
   ｚ信号まで低下せしめ且つ同じ振巾比を保存する請求項
   ２記載の携帯用検出器装置。 １２、入力減衰器回路が遮蔽ケーブルを通してプローブ
   に接続されている請求項２記載の携帯用検出器装置。 １３、入力減衰器回路には複数の減衰回路と、所望のｄ
   ｂレベル信号に依存してプローブを受動減衰回路の選択
   された１つに接続するスイッチ手段とを設けてある請求
   項２記載の携帯用検出器装置。 １４、プローブが金属環によって構成され、前記金属環
   は配電ケーブルに実質的に直角に配置され該ケーブルに
   沿って移動せしめられて局部放電障害を検出する請求項
   １３記載の携帯用検出器装置。 １５、プローブが導電性金属棒であり、前記棒は局部放
   電障害の全方向検出を行う請求項１３記載の携帯用検出
   器装置。 １６、プローブが、絶縁被膜を有する金属板として形成
   されている接触プローブである請求項１３記載の携帯用
   検出器装置。 １７、プローブが、重ねられた一対の金属板とそれらを
   離間させている絶縁材料とによって形成されている単方
   向性接触プローブである請求項１３記載の携帯用検出器
   装置。