JPH0278973A - 平衡法による部分放電検出回路 - 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、高電圧回転電機、高電圧開閉機器。

静止誘導電器、あるいはこれらに使用する電気絶縁部材
で発生する部分放電パルスを、一対の供試体を用いて外
来ノイズパルスと弁別して検出する平衡法部分放電検出
回路に関する。

〔従来の技術〕

高電圧電気機器においては、その高電圧充電部相互間あ
るいは対地間の耐電圧性能、ことにその長期安定性が電
気機器の可使用寿命を左右する重要な性能とされており
、高電圧を印加して短時間の耐電圧性能を検証する耐電
圧試験だけでなく、耐電圧性能を維持する絶縁構造部で
部分放電が発生するか否かを検証する部分放電試験が、
耐電圧性能の長期安定性の判断をより確実にする方法と
して広く知られている。電気機器の絶縁構造中で発生す
る部分放電は、固体絶縁物中に介在する気道や空隙、あ
るいは固体絶縁物に比べて耐電圧強度が低い空気、ガス
、油等の絶縁媒体に電界が集中して起こる高電圧放電現
象であるが、これが検出装置に検出されるときには微弱
な高周波振動パルスに低下してしまい、例えば高電圧印
加回路で発生する気中コロナや、高電圧電源を介して外
部回路から侵入する整流器の転流サージなどの外来ノイ
ズパルスとの弁別が極めて難しいという特異性がある。

第４図は従来装置を等価回路で示す回路構成図であり、
−ｍに平衡法とよばれる外来ノイズパルスの消去機能を
有する部分放電検出回路を例に示したものである０図に
おいて、１は試験用変圧器等の高電圧電源であり、直列
インピーダンス２を介して静電容量が互いに等しい二つ
の供試体３および５の高電圧印加端に接続される。二つ
の供試体３および５の検出端は検出インピーダンス４お
よび６を介して接地され、一つの閉ループを形成する。

検出インピーダンス４および６それぞれの端子電圧は高
周波コード７Ａおよび７Ｂを介して外来ノイズ消去手段
としての差動変成器８の例えば中点が接地された一次コ
イルに接続され、差動変成器８の二次コイルが部分放電
測定器９に接続される。

上述のように構成された平衡法による従来の部分放電検
出回路において、二つの供試体３および５に印加する電
圧を徐々に上昇し、例えば供試体３で部分放電が発生し
、図中実線矢印で示す方向の部分放電パルス１０３が生
じたと仮定すると、この部分放電パルス１０３は二つの
供試体３，５および二つの検出インピーダンス４．６を
含む閉ループ内を時計方向に還流するので、二つの検出
インピーダンス４．６には互いに逆向きにパルスｔｉが
流れ、互いに逆向きのパルス電圧が差動変成器８の一次
コイルの両端に印加されることになり、二次コイルの二
次側には両パルス電圧の和に巻数比をかけた大きさのパ
ルス電圧が検出される。−方、電源側から図中破線矢印
で示す外来ノイズパルス１０１が侵入した場合、ノイズ
パルス１０１は二つの供試体３．５に分流し、二つの検
出インピーダンス４．６に互いに同じ向き　（極性）の
電圧が誘起され、このパルスが一次コイルの両端に印加
されるので一次コイルに流れる電流は互いに逆向きとな
って消去され、二次コイル側には電圧が現われない、し
たがって、外来ノイズパルスを消去し供試体で発生した
部分放電パルスのみを検出するいわゆる平衡回路が形成
される。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来装置において外来ノイズパルスを差動変成器で消去
するためには、その−次コイルのパルス応答性がその中
央接地点に対して正確に左右対称であり、かつ二次コイ
ルとの磁気的結合度も左右対称であること、一対の検出
インピーダンス４と６、および高周波コード７Ａと７Ｂ
も左右対称であることが求められ、この条件を満足した
とき一次コイルの両側から入力される外来ノイズパルス
の振幅および振動周期が一致し、消去が可能になる。

しかしながら、上記条件をすべて満たすことは実際上極
めて困難で、検出インピーダンスや差動変成器、さらに
は高周波コードの微小な不整合が原因で外来ノイズパル
スの消去が十分行なわれず、Ｓ・Ｎ比が低下して供試体
で今生した部分放電パルスの弁別が困難になることが多
く、その改善が求められている。

この発明の目的は、平衡回路の不整合を排除することに
より、外来ノイズパルスの消去性能を改善して信号対雑
音比（Ｓ　−Ｎ比）を高めることにある。

（！ｌ！！１を解決するための手段〕 上記！ｉ題を解決するために、この発明によれば、高電
圧電源に高電圧印加端が並列接続された静電容量が互い
に等しい二つの供試体で発生し前記−対の供試体間を還
流する部分が放電パルスを、前記一対の供試体の検出端
間に配されたノイズ消去手段−により外来ノイズパルス
と弁別して検出するものにおいて、前記ノイズ消去手段
が環状磁性体に二次コイルが巻装された貫通形高周波変
成器と、その中空部を貫通して前記一対の供試体それぞ
れの検出端に導電接続された一対の接地線とからなり、
この一対の接地線を流れる前記供試体の充電電流の向き
が互いに逆向きに前記中空部を貫通するよう形成してな
るものとする。

〔作用〕

上記手段において、ノイズ消去手段を貫通形高周波変成
器と、この変成器の一次導体（貫通導体）としての直接
接地された二つの供試体の一対の接地線とで構成し、か
つ供試体を介して一対の接地線に流れる充電電流の向き
が変成器の貫通部で互いに逆向きにするよう構成したこ
とにより、二つの供試体を並列かつ同方向に充電電流に
重畳して流れる外来ノイズパルス　（電流）は、貫通形
高周波変成器を貫通する部分で互いに逆向きとなって電
流磁界が互いに打ち消し合い、環状磁性体としての例え
ばフェライトコアに巻装された二次コイルには電圧が誘
起されず、外来ノイズパルスを充電電流とともに消去す
ることができる。一方、供試体で発生し二つの供試体か
らなる閉ループを還流する部分放電パルスは変成器の貫
通部で同方向となり二次コイルにパルス電圧が誘起され
、二次コイル側に配された検出４ンピーダンスを介して
測定器により検出されるので、Ｓ−Ｎ比を大幅に改善す
ることができる。さらに、二つの供試体の検出端側は接
地線が変成器を貫通して直接接地されるのみで、検出イ
ンピ」ダンス、高周波コード。

差動コイル等不整合の原因となる部材を含まないので、
外来ノイズパルスの消去性能を一層向上することができ
る。

（実施例〕 以下この発明を実施例に基づいて説明する。

第１図はこの発明の実施例装置を示す回路構成図、第２
図は実施例装置の動作説明図、第３図は実施例装置にお
ける要部のパルス波形図であり、従来装置と同じ部分に
は同一参照符号を用いもことにより詳細な説明を省略す
る０図において、１．１は環状フェライトコアＩＩＡに
二次コイルＩＩＢが巻装された貫通形高周波変成器（以
下変成器と略称する）であり、環状フェライトコア１’
ｌＡで包囲された中空部には二つの供試体３および５の
検出端に接続された一対の接地１３Ａおよび５Ａが、供
試体３．５の充電電流が互いに逆向きになるよう貫通し
て一次導体を形成することにより、ノイズ消去手段ｌＯ
が構成される。また変成器の二次コイルＩＩＢは検出イ
ンピーダンス１４を介して部分放電測定器９に接続され
ることにより平衡法による部分放電検出回路が形成され
る。

実施例装置において、二つの供試体３．５を並列かつ同
方向に充電電流に重畳して流れる外来ノイズパルス　（
電り１０１は貫通形高周波変成器１１を貫通する部分で
第３図に示すように互いに逆向きとなって電流磁界が互
いに打ち消し合い、環状磁性体としての例えばフェライ
トコアＩＩＡに巻装された二次コイル１１Ｂには電圧Ｖ
ｄが誘起されず、外来ノイズパルス１０１を充電電流と
ともに消去することができる。一方、供試体３または５
で発生し二つの供試体からなる閉ループを還流する部分
放電パルス１０３は変成器の貫通部で第３図に示すよう
に同方向となり、変成器で加算、増幅された電圧Ｖｄが
検出インピーダンス１４を介して測定器９により検出さ
れるので、Ｓ−Ｎ比を大幅に改善することができる。さ
らに、二つの供試体の検出端側は接地線３Ａ、５＾が変
成器１１を貫通して直接接地されるのみであり、検出イ
ンピーダンス４．６．高周波コード７Ａ、７Ｂ、差動変
成器８等、不整合の原因となる部材を含まないので、外
来ノイズパルス１０１や部分放電パルス１０３の振幅や
振動周期Ｔ＋、Ｔｔ等の変歪が大幅に軽減され、一対の
接地線を流れるパルス波形の相似性が高度に保持される
ので、外来ノイズパルス１０１の消去性能が大幅に向上
し、かつ部分放電パルス電圧Ｖｄは波形の変歪が少なく
、かつ変成器によって電圧増幅されるので、従来装置に
比べてＳ−Ｎ比が大幅に改善される。

なお、二つの供試体としては、同一定格の電気機器ある
いはその絶縁部材２台を用い、電圧印加端および検出端
間の静電容量が互いに等しくなる条件を満足するよう検
出回路を構成することが好ましい、ただし、電気機器が
多相機である場合には上記の条件を満たす二つの相を二
つの供試体に見立てて検出回路を構成することができる
。また、二つの供試体のいずれで部分放電が発生したか
の判定は、検出パルスの極性と印加電圧位相との相関性
で弁別できることが多いので、一方の供試体が部分放電
の発生しないものであるという条件は必ずしも必要とし
ない。

〔発明の効果〕

この発明は前述のように、貫通形高周波変成器、の−次
導体としての一対の接地線に充電電流が互いに逆向きに
流れるようにしたノイズ消去手段を用いるよう構成した
。その結果、外来ノイズノ゛マルスおよび充電電流は貫
通部を互いに逆向きに流れて電流磁界が消去され、部分
放電パルスは互いに同方向に流れて相乗かつ電圧増幅さ
れて検出できるので、従来袋！に比べてＳ−Ｎ比が大幅
に改善されるとともに、二つの供試体が直接接地されて
検出インピーダンス、高周波コード、差動変成器等不整
合の発生原因となる部材が排除され、Ｓ・Ｎ比がより一
層改善された平衡法による部分放電検出回路を提供でき
る。また、部分放電パルスの検出精度が改善されること
により、高電圧電気機器の耐電圧性能の長期安定性の判
定を高度化することに貢献できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例装置を示す回路構成図、第２
図は実施例装置の動作説明図、第３図は実施例装置にお
ける要部のパルス波形図、第４図は従来装置を示す回路
構成図である。 １：高電圧電源、２：直列インピーダンス、３゜５：供
試体、４．　６．１４　　：検出インピーダンス、８：
差動変成器、９：部分放電測定器、１０：ノイズ消去手
段、１１：貫通形高周波変成器、１１Ａ：環状磁性体、
１１Ｂ＝二次コイル、３＾、５Ａ：接地線（−次導体）
　、１０１　　：外来ノイズパルス、１０３：第１図 ｄ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）高電圧電源に高電圧印加端が並列接続された静電容
   量が互いに等しい二つの供試体で発生し前記一対の供試
   体間を還流する部分が放電パルスを、前記一対の供試体
   の検出端間に配されたノイズ消去手段により外来ノイズ
   パルスと弁別して検出するものにおいて、前記ノイズ消
   去手段が環状磁性体に二次コイルが巻装された貫通形高
   周波変成器と、その中空部を貫通して前記一対の供試体
   それぞれの検出端に導電接続された一対の接地線とから
   なり、この一対の接地線を流れる前記供試体の充電電流
   の向きが互いに逆向きに前記中空部を貫通するよう形成
   してなることを特徴とする平衡法による部分放電検出回
   路。