JPH03252568A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電気機器に発生する部分放電をそれに伴い発
生する電磁波により検出する部分放電検出装置に関する
。

（従来の技術） 一般に、変圧器等の電気機器においては、巻線の絶縁状
態が悪化してくると、内部でコロナ放電のような部分放
電を起こす。この状態が継続すると絶縁状態がさらに悪
化して遂には絶縁破壊に至るため、部分放電が発生して
いる状況を早期に検出して対応する必要がある。このよ
うな要求に対して、従来、部分放電に伴い発生する電磁
波を検出することにより、部分放電を発見するようにし
たものがある。即ち、このものは、第５図に示すように
、検出部１により電磁波を検出し、その検出１３号を光
ファイバ２を介して出力し、受信部３に伝送するように
したものである。この場合、検出部１は、アンテナと検
出回路とから構成されており、アンテナは変圧器内部の
電磁波を検出するように配設され、検出回路はアンテナ
からの受信信号を増幅した後検波して検出信号として光
信号に変換し、光ファイバ２を介して出力するものであ
る。検出回路は、アンテナからの信号のみを入力して有
効に増幅するために、できるだけ外来のノイズを避ける
構造とすることが必要である。

従って、検出回路は金属板等によりシールドされた構造
をとるのが一般的となっている。また、このように、密
閉構造となることから、電源とじて電池を内蔵した構成
とすることが多い。

上述のような構成とすることにより、変圧器内部の巻線
から発生されるコロナ放電等の部分放電を検出でき、変
圧器が絶縁破壊を起こす前に保守点検等を行うことがで
きる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述のような検出回路においては、電磁波の
検出を検波回路により検波して出力するために、ダイオ
ードが組み込まれているが、このダイオードは、周囲温
度の変化に応じて所定入力レベルに対する順方向出力電
流の値が変化する性質があるため、シールドされた検出
回路内の温度を一定に保持する必要がある。つまり、こ
のことは、例えば第６図に示すように、アンテナから入
力される信号の強度が実用域である６０μＶ　／　ｍか
ら８０μＶ　／　ｍに変化したときに、その出力電流が
周囲温度の値に応じて大きく変化する場合とそれ程度化
しない場合が生じ、所定レベルにおける安定な検出が行
えないという不具合が生ずることになる。

このような不具合を解決するために、例えば、検出回路
内にダイオードの動作温度を一定に保持するための加熱
手段としてヒータを設けることが考えられる。ところが
、ヒータ用の電源が検出回路の内蔵電池では不足すると
共に、ヒータから発生する熱雑音により検出感度が低下
してしまう不具合が生ずるために、簡単には採用できな
い事情がある。この結果、例えば、寒い朝等の周囲温度
が低くなっている場合には、ダイオード特性に起因して
検出感度が低下してしまい、コロナ放電が発生していて
も所定入力レベルにおいてこれを検出することができな
くなる虞があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、周囲温度が低い状況においても検出感度を低下させ
ることなく安定した検出を行うことができる部分放電検
出装置を提供するにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、半導体素子を含む検波回路を有し、電気機器
に発生する部分放電を電磁波として検出した信号を前記
検波回路を通じて出力するようにした部分放電検出装置
を対象とし、外部から導入され前記半導体素子に向けて
配設された光ファイバ、及びこの先ファイバ内に投光す
る外部光源とをしうけたところに特徴を有する。

（作用） 本発明の部分放電検出装置によれば、半導体素子に対し
て外部光源から光ファイバを介して光を照射することに
より、外部の温度が低い状態であっても、内蔵電源の消
費やノイズの発生を生ずることなく半導体素子の温度を
上昇させることができ、これにより動作温度を最適な条
件に設定して感度を低下させることなく使用することが
できる。

（実施例） 以下、本発明を光ファイバ伝送形の部分放電検出装置に
適用した場合の一実施例について第１図乃至第３図を参
照しながら説明する。

まず、部分放電検出装置１１の電気的構成を示す第３図
において、アンテナ１２はフェライトのコアにコイルが
巻装された磁界検出形となっており、その出力は増幅回
路１３に入力される。増幅回路１３は２個のオペアンプ
部１４及び１５から構成され、アンテナ１２からの信号
を増幅し、その増幅信号をバイアスに重ねた信号として
検波回路１６に出力するようになっている。検波回路１
６は、増幅回路１３からの信号に対し、入力段のトラン
ジスタ１７により電流信号に変換した後、コンデンサ１
８を介して直流分をカットした信号成分を半導体素子た
る検波用ダイオード１９により検波して検出信号Ｓとし
て出力する。この後、検出信号Ｓは図示しない光電変換
回路により光信号に変換されて出力されるようになって
いる。

尚、増幅回路１３は外来ノイズを嫌うため、金属製のシ
ールド材により電磁波が侵入しないように密閉されてお
り、また、動作電源は図示しない内蔵電池により供給さ
れるようになっている。

次に、第１図に従って全体構成について述べる。

まず、部分放電検出装置１１においては、検出信号Ｓは
光ファイバ２０を介して分岐器２１に出力され、この分
岐器２１から外部伝送経路としての光ファイバ２２に出
力される構成である。分岐器２１には、光ファイバ２３
が前述のダイオード１９に向けて配設されており、後述
するように、光ファイバ２２を介して入力される外部光
がダイオード１９に照射されるようになっている。受信
部２４は、光ファイバ２２を介して検出信号Ｓを受信す
るもので、分岐器２５．受信回路２６及び外部光源たる
赤外線光源２７等から構成されている。

分岐器２５は、光ファイバ２８を介して受信回路２６に
検出信号Ｓを入力し、赤外線光源２７からの光を光ファ
イバ２９を介して外部即ち光ファイバ２２側に出力する
ようになっている。

さて、上述した光ファイバ２３がダイオード１９へ向け
て配設された部分の構成について詳述する。即ち、第２
図に断面で示すように、ダイオード１９はプリント基板
３０に配設されており、これに対し、光ファイバ２３は
、その先端部分がアルミニウム製の円筒状ハウジング３
１に挿入され、エポキシ樹脂３２により固定されている
。そして、光ファイバ２３の先端２３ａはハウジング３
１内に固定された凸レンズ３３に向けて配設されている
。このハウジング３１はダイオード１９の側面部に向け
て開口部が対向するような位置でプリント基板３０にエ
ポキシ樹脂材のパテ３４でこれらを覆うようにして固定
されている。つまり、光ファイバ２３の先端部はダイオ
ード１９に対して垂直に対向するように配置されている
。

次に、本実施例の作用について説明する。

部分放電の測定は、例えば、３０分に１回の頻度で１０
０ｍ秒程度０時間で行うようになっており、測定時間中
においては、分岐器２１及び２５は光ファイバ２０及び
２８との間の光信号を伝送するようになっている。そし
て、測定時間以外のときには、分岐器２１及び２５は光
ファイバ２３及び２９と接続するように切換えられる。

即ち、測定時間中においては、変圧器内で巻線にコロナ
放電が発生していると、その強度に応じた電磁波が発生
しており、これに対して、アンテナ１２は主として磁界
の変動を受信する。そして、増幅回路１３及び検波回路
１６を介して検出信号Ｓが出力されると、光ファイバ２
０．分岐器２１゜光ファイバ２２．受信部２４の分岐器
２５及び光ファイバ２８を介して受信回路２６に入力さ
れ、コロナ放電の発生状態が検出される。

一方、測定時間以外のときには、周囲温度の状態に応じ
て、赤外線光源２７が点灯されるようになっている。つ
まり、例えば周囲温度が低く２５℃を下回るときには赤
外線光源２７を点灯して光ファイバ２９１分岐器２５．
光ファイバ２２１分岐器２１及び光ファイバ２３を介し
てダイオード１９に赤外線光りを照射する。これにより
、ダイオード１９は動作温度が所定の温度に設定される
ので、測定時には所定のレベルに達した電磁波を検出す
ることができるのである。

このような本実施例によれば、検出信号Ｓの伝送路とし
ての光ファイバ２２を用いて、部分放電の非測定時に受
信部２４に設けた赤外線光源２７の赤外光を検波回路１
６の検波用ダイオード１９に照射させるようにしたので
、内蔵電池の電力の消費やノイズの発生を伴うことなく
、ダイオード１９の動作温度を所定動作領域に保持でき
、従って安定な動作状態が得られ、安価な構成で信頼性
の向上を図ることができる。

尚、上記実施例においては、伝送経路としての光ファイ
バ２２を外部光源２７の伝送経路と兼用したが、これに
限らず、例えば外部光源用に専用の光ファイバを設けて
も良い。

また、上記実施例においてはダイオード１９と光ファイ
バ２３との配置関係を第２図に示すような場合で述べた
が、これに限らず、例えば第４図に示すように、ダイオ
ード１９と光ファイバ２３の先端部とをアルミ箔３５等
で包括するようにした状態とし、その外部をエポキシ樹
脂製のパテ３６で固定させるようにしても良い。このよ
うにすることにより、光ファイバ２３の先端部から照射
される赤外線光が直接ダイオードに当てられなくとも、
アルミ箔３５内で反射することによりダイオード１９を
十分に加熱できるのである。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の部分放電検出装置によれ
ば、検波回路の半導体素子に対して外部光源から光ファ
イバを介して光を照射するようにしたので、外部の温度
が低い状態であっても、装置内部の電源の消費やノイズ
の発生を伴うことなく半導体素子の温度を上昇させるこ
とができ、これにより動作温度を最適な条件に設定して
感度を上げて使用することができ、安定な動作状態を保
持して確実な部分放電検出を行うことができるという優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示し、第１図は
全体構成の概略図、第２図はダイオードと光ファイバと
の配置関係を示す縦断側面図、第３図は電気的構成図で
あり、第４図は上記実施例の変形例を示す第２図相当図
である。また、第５図は従来例を示す第１図相当図であ
り、第６図はダイオード出力電流に対応した最終の直流
出力電流の温度依存性を示すデータである。 図面中、１１は部分放電検出装置、１２はアンテナ、１
３は増幅回路、１６は検波回路、１９はダイオード（半
導体素子）　、２０，２２，２３゜２８及び２９は光フ
ァイバ、２１及び２５は分岐器、２４は受信部、２７は
赤外線光源（外部光源）である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、半導体素子を含む検波回路を有し、電気機器に発生
   する部分放電を電磁波として検出した信号を前記検波回
   路を通じて出力するようにした部分放電検出装置におい
   て、外部から導入され前記半導体素子に向けて配設され
   た光ファイバと、この光ファイバ内に投光する外部光源
   とを具備したことを特徴とする部分放電検出装置。