JPH04109181A - 電力ケーブルの部分放電測定装置 - 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］ 本発明は電力ケーブルの部分放電を測定する装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 電力ケーブルの部分放電測定において外部からノイズを
除去する従来の代表的な装置としては、第２図示のよう
に、高電圧発生装置Ｂから課電される被試験ケーブルＡ
の部分放電信号を結合コンデンサＣにを介して環流させ
て部分放電検出インピーダンスＺｄ１　、Ｚｄ２により
検出する際にノイズを除去している。

これは、試験ケーブルＡの絶縁体に発生する部分放電の
信号を２つの部分放電検出インピーダンスＺｄ１　、Ｚ
ｄ２において大地に対し各々極性の異なる信号として同
時に検出し、この同時に検出される信号に差があるとき
にバランサー１が部分放電測定器５に出力して部分放電
信号を検出し、もしくは異極性が判別された時のみ、バ
ランサー１から部分放電測定器５への出力を一瞬通すよ
うに構成されている。

ノイズがあると、同時、同極性で大きさが等しいノイズ
の場合は、ノイズ信号を２つの部分放電検出インピーダ
ンスＺｄ１、Ｚｄ２が検出すると、バランサー１から部
分放電測定器５への出力がなくノイズが除去される。

ただしノイズ信号が同時、同極性であっても２つの部分
放電検出インピーダンスＺｄ１　、Ｚｄ２における各検
出信号の大きさに差がある場合は、その差分が部分放電
測定器５へ出力されるのでノイズを完全に除去すること
ができないが、この場合は、２つの部分放電検出インピ
ーダンスＺｄ１．１ｄ２における各検出信号の極性を極
性判別装Ｗ２で監視し、同極性を判別した時には、バラ
ンサー１から部分放電測定器５への出力を一瞬遮断させ
ることにより、部分放電測定器５におけるノイズ信号が
除去されるようになっている。

また、ケーブルＡ、結合コンデンサＣに、部分放電検出
インピーダンス７ｄｌ　、Ｚｄ２により形成される閉ル
ープ回路にノイズの電磁波が侵入する場合は、電磁誘導
により閉ループ内を流れる′＠流により部分放電検出イ
ンピーダンスＺｄ１　、　Ｚｄ２に同時に極性が異なる
ノイズ信号が検出されることがあり、このノイズ信号は
前記のバランサー１や極性判別装置２だけではクープル
絶縁体内で発生する部分放電信号と識別することができ
ないが、このような場合には、前記の閉ループの近傍に
適切な感度に設定したアンテナ３を股！し、このアンテ
ナ３がノイズ電磁波をキャッチした時に電磁カップリン
グノイズ判別装置４から出力する信号によってバランサ
ー１から部分放電測定器５への出力を一瞬遮断し、これ
により閉ループに侵入したノイズ電磁波が除去されるよ
うになっている。

［発明が解決しようとする課題］ 前記のような従来の装置は、測定環境の悪い場合はすべ
てのノイズを除去することは囲器であり、また、第３図
（ｂ）の電源位相に同期してクープル絶縁体の部分放電
信号Ｃと混在するノイズｎ１や、第４図（ロ）の部分放
電信号Ｃと混在するノイズ０２等は従来技術では除去す
ることができなかった。

本発明は、クープルの絶縁障害によって発生する部分放
電の測定において、ノイズを容易に除去することができ
る部分放電測定装置を提供することを目的とするもので
ある。

「課題を解決するための手段］ 前記の目的を達成するために本発明の電力クープルの部
分放電測定装置は、 被試験ケーブルＡの課電回路に接続された第１および第
２の二つの部分放電検出インピーダンスＺｄ１．　Ｚｄ
２と、 前記二つの部分放電検出インピーダンスの各検出信号の
差分の信号を部分放電測定器５に出力するバランサー１
と、 前記各部分放電検出インピーダンス、７ｄｌ　、７ｄ２
の検出信号の極性を監視し判別して前記部分放電測定器
５に出力する極性判別装置２と、ノイズ電磁波キャッチ
用アンテナ３に接続されて前記部分放電測定器５に出力
する電磁カップリングノイズ判別装置４と、 前記バランサー１の出力信号をノイズが発生する電源位
相に同期させて遮断するゲートパルス信号を前記部分放
電測定器５に出力する電源電圧位相同期ゲート信号発生
装置６と、 部分放電信号が発生する印加電圧位相を除くノイズ発生
印加電圧位相において前記バランサー１の出力信号を遮
断するゲート信号を前記部分放電測定器５に出力する印
加電圧位相同期ゲート信号発生装置７とにより構成した
ものである。

［作用］ ケーブル絶縁体障害により発生する部分放電は二つの部
分放電検出インピーダンスＺｄ１　、Ｚｄ２において極
性の異なる信号として同時に検出され、その検出信号は
バランサー１に出力する。

このバランサー１は画部分放電検出インピーダンス２ｄ
ｌ　、Ｚｄ２で同時に検出される各信号の差分の信号を
部分放電測定器５に出力する。

部分放電測定器５は前記バランサー１の差分の信号によ
りケーブル絶縁障害による部分放電信号を測定する。

ノイズに対しては、二つの部分放電検出インビ−ダンス
２ｄｌ　＋　Ｚｄ２に検出されたノイズ信号が同時、同
極性で大きさが等しい場合は、バランサー１の出力がな
く、このため部分放電測定器５においてはノイズが現れ
ず除去されたことになる。

同時、同極性でも大きさに差があるノイズに対しては、
極性判別装置２により、部分放電検出インピーダンス２
ｄｌ　、ｌｄ２の各検出信号の極性を監視し、同極性の
時に出力信号を出して部分放電測定器５にノイズ信号が
現れるのを除去する。

被試験ケーブルＡ、結合コンデンサＣに、部分放電検出
インピーダンスＺｄ１、Ｚｄ２の閉ループに侵入するノ
イズ電磁波により部分放電検出インピーダンスＺｄ１　
、　Ｚｄ２に検出される同時、異極性のノイズに対して
は、これをアンテナ３でキャッチし、電磁カップリング
ノイズ判別装置４から出力する信号によりバランサー１
から部分放電測定器５への出力を一瞬遮断して、閉ルー
プに侵入した電磁カップリングノイズが部分放電測定器
５に現れるのを除去する。

前記のバランサー１、極性判別装置２、アンテナ３と電
磁カップリングノイズ判別装置４によって除去できない
ような部分放電信号Ｃと混在する電源位相に同期してい
るノイズｎ１（第３図ｂ）に対しては、電源電圧位相同
期ゲート信号発生装置６から電源電圧位相に同期するゲ
ートパルス信号Ｐ（第３図Ｃ）を部分放電測定器５に送
ってバランサー１の出力信号を遮断することによりノイ
ズを除去する。

前記の電源電圧位相同期ゲート信号発生装置６を用いて
も除去できないノイズパルスｎ２（第４図口）に対して
は、印加電圧位相同期ゲート信号発生装置７により、部
分放電信号が発生する印加電圧の高い位相範囲を除きそ
れ以外の位相のノイズパルスｎ２が存在する位相におい
て、部分放電測定器５にゲート信号ｑ（第４図ハ）を送
りバランサー１から部分放電測定器５に入力する信号を
遮断することによりノイズパルスｎ２を除去する。

［実施例］ 以下本発明の実施例を第１図により説明する。

図において、Ａは被試験ケーブル、ＢはケーブルＡの導
体に接続されて課電する高電圧発生装置１．７ｄｌは被
試験ケーブルＡの課電回路のケーブル絶縁体と大地間に
接続された第１の部分放電検出インピーダンス、Ｚｄ２
は課な回路のケーブル導体側と大地間に接続された第２
の部分放電検出インピーダンス、ＣＫはケーブル導体側
と前記第２の部分放電検出インピーダンス、？ｄ２の間
に接続された結合コンデンサである。

また１は前記第１および第２の二つの部分放電検出イン
ピーダンスＺｄ１　、Ｚｄ２の検出信号を受けて同時に
検出される各検出信号の差分の信号を部分放電測定器５
に出力するバランサー、２は前記二つの部分放電検出イ
ンピーダンスＺｄ１　、Ｚｄ２の検出信号の極性を監視
し判別する極性判別装置、３は外部から被試験体回路に
侵入するノイズ電磁波をキャッチするアンテナ、４はア
ンテナ３に接続されて部分放電測定器５に出力する電磁
カップリングノイズ判別装置である。

また６は点線図示の電源電圧位相信号に対応して部分放
電測定器５に出力する電源電圧位相同期ゲート信号発生
装置であり、７は印加電圧の分圧器８を介して入力する
点線図示の印加電圧の位相信号に対応して部分放電測定
器５に出力する印加電圧位相同期ゲート信号発生装置で
ある。

前記の高電圧発生装ｆｉＢにより被試験ケーブルＡに課
電するとケーブル絶縁体に障害があればその絶縁体欠陥
部に部分放電が発生するが、その部分放電は、前記の第
１、第２の二つの部分放電検出インピーダンス２ｄｌ　
、ｌｄ２により大地に対し各々極性の異なる信号として
同時に検出される。

この二つの部分放電検出インピーダンスＺｄ１、Ｚｄ２
の検出出力信号はバランサー１に入力し、これを受けた
バランサーｌは画部分放電検出インピーダンス７ｄｌ　
、　ｌｄ２で同時に検出される各信号の差があると部分
放電測定器５に出力信号を出す。

部分放電測定器５は前記バランサー１の出力信号を受け
てケーブル絶縁障害による部分数を信号の測定を行ない
、ケーブル絶縁体の欠陥部に発生した部分放電を検知測
定する。

前記の部分放電測定において、ノイズがあると、二つの
部分放電検出インピーダンスＺｄｌ　＋　Ｚｄ２におけ
る同時、同極性で大きさが等しいノイズ信号の場合は、
バランサー１がら部分放電測定器５への出力がないので
部分放電測定器５にはノイズが現れない。このことは部
分放電測定器５においてノイズが除去されたことになる
。

なお、これだけでは、部分放電検出インピーダンスＺｄ
１．２ｄ２の各検出信号が同時、同極性でも大きさに差
があるノイズの場合はその差分がバランサー１から部分
放電測定器５へ出力されので、この場合はノイズは完全
に除去することができなくなるが、このようなノイズに
対してはっぎの極性判別装置２の機能によりノイズを除
去する。

極性判別装置２は、二つの部分放電検出インピーダンス
２ｄｌ　、Ｚｄ２の各検出信号の極性を監視判別し、同
極性の時は、極性判別装置Ｆ２の出力信号によってバラ
ンサー１から部分放電測定器５への出力を一瞬遮断し、
これにより部分放電測定器５にはノイズ信号が現れない
ようにし、その結果部分放電測定器５においてノイズが
除去される。

なお、前記のように極性判別装置２により検出信号に同
極性が判別された時にバランサー１から部分放電測定器
５へ出力する信号を遮断するかわりに、異極性が判別さ
れた時のみ、バランサー１から部分放電測定器５への出
力信号を一瞬通し、その他の場合は前記出力信号を遮断
しておくように構成してもよい。

また前記の測定回路において被試験ケーブルＡ、結合コ
ンデンサＣに、部分放電検出インピーダンス２ｄｌ　、
Ｚｄ２により形成される閉ループ回路にノイズ電磁波が
侵入すると、電磁誘導により閉ループ内を流れる′ｒ４
流により部分放電検出インピーダンスＺｄ１、Ｚｄ２に
同時に極性が興なるノイズ信号が検出されることがあり
、このノイズ信号は前記のバランサー１や極性判別装置
２だけではケーブル絶縁体内で発生する部分放電信号と
判別することができないが、このようなノイズに対して
はつぎのノイズキャッチ用アンテナ３、電磁カップリン
グノイズ判別装置４によりノイズを除去する。

ゲーブルＡ、結合コンデンサＣＭ、部分放電検出インピ
ーダンスＺｄｌ　＋　Ｚｄ２により形成される閉ループ
回路の近傍にアンテナ３を適切な感度に設定して設置し
ておき、ノイズ電磁波の侵入による閉ループ内の電磁誘
導電流で部分放電検出インピーダンスＺｄ１　、Ｚｄ２
に同時に極性が興なるノイズ信号が検出された場合、こ
れと同時にアンテナ３でノイズ電磁波をキャッチし電磁
カップリングノイズ判別装置４から出力する信号により
バランサー１から部分放電測定器５への出力を一瞬遮断
するようにし、これにより閉ループに侵入した電磁カッ
プリングノイズが部分放電測定器５に現れないようにし
て部分放電測定器５におけるノイズを除去する。

前記のバランサー１、極性判別装置２、アンテナ３と電
磁カップリングノイズ判別装置４を用いても除去できな
い第３図（ｂ）のようなノイズｎ１がある。

第３図の（ａ）は電源電圧の位相を示し、同図（ｂ）は
電源電圧位相に同期した前記の除去できないノイズｎ１
が部分放電信号Ｃと混在して部分放電測定器５から出力
されている状態のオシロスコープによるモニターを図示
したものであるが、このノイズｎ１は電源の位相に同期
している場合が多く、同図（ａ）の電源電圧位相の基準
点０°からφ十ｎ×Δφ　（ｎは０以上４以下の整数）
の時点で発生している。

このようなノイズに対しては、電源電圧位相同期ゲート
信号発生装置６を用い、電源電圧の位相に同期するゲー
トパルス信号ｐ（第３図Ｃ）を部分放電測定器５に送っ
てこの部分放電測定器５に送られるバランサー１の出力
信号を前記ノイズｎ１の発生位相に同期させて遮断する
ことによりノイズを除去する。

この電源電圧位相同期ゲート信号発生装置６から部分放
電測定器５に送る電源電圧位相に同期する第３図（Ｃ）
のゲートパルス信号Ｐは、第３図＜ａ）の電源位相の基
準点０°から時間の経過にともない順次　θ＋１（ｘΔ
θ　（ｋは０以上の整数）　の位相でΔｔのごく短い時
間幅を持つゲートパルス信号Ｐであり（Δｔはあらかじ
め設定しておく）、θ、Δθは独立かつ任意に設定でき
るようにし、時間の経過とともに次の周期の基準点０°
になると再度初めから同じ動作を繰り返し、この電源電
圧位相同期ゲート信号発生装置６の一連の動作によるゲ
ートパルス信号ｐによって部分放電測定器５に送られて
くるバランサー１の出力信号をΔｔの時間幅だけ順次−
瞬づつ遮断する。

第３図の（ｂ）のように電源電圧位相の基準点０゛から
　φ＋ｎｘΔφ　で発生しているノイズｎ１に対し、電
源電圧位相同期ゲート信号発生装置６において設定する
θ、Δθを、　θ＝φ、Δθ＝Δφ　となるように設定
すれば、第３図（ｃ）のようなゲートパルス信号Ｐが得
られる。

このゲートパルス信号Ｐを部分放電測定器５に送ってバ
ランサー１から部分放電測定器５に送られてくる信号を
遮断することにより、ノイズｎ１が除去された第３図（
ｄ）のような部分放電信号Ｃのみを得ることができる。

なお、この実施例において（θ、Δθ）のベアがそれぞ
れ独立に最大６組まで設定できるようにしておけば最大
６種類の電源電圧同期ノイズを除去することができる。

この最大組数は部分放電測定設計の段階で任意に設定す
る。またこの実施例において、（θ、Δθ）の設定をす
る際に第１図に図示を省略したモニタを電源電圧位相同
期ゲートモニタに付属して設け、第３図（Ｃ）のような
ゲートパルス信号Ｐをモニタリングできるようにしてお
けば、ノイズの位相に合わせて（θ、Δθ）を設定する
作業が容易となる。

第３図（ｂ）のノイズｎ１に代表される電源電圧位相同
期ノイズは、はとんどの場合ケーブルＡに電圧を印加し
ない状態でも発生するので、電圧を印加する前にノイズ
が確認されている場合には、部分放電信号のない電圧印
加前に（θ、Δθ）の設定をすれば設定作業はより容易
になる。

また、電源電圧の位相基準点は、第３図（ａ）における
０°でなく１８０°であってもよく、部分放電測定器５
の電源電圧が商用周波電圧でない場合は、これにかわっ
て部分放電の測定場所近傍から得られる商用周波電源の
位相を用いてもよい。

前記のように電源電圧位相同期ゲート信号発生装置６を
用いても除去できないノイズがあり、これは第４図（ロ
）のようなノイズｎ２である。

第４図の（イ）は第１図の分圧器８により得られたゲー
ブルＡに対する印加電圧の位相を示し、同図（ロ）は前
記の電源電圧位相同期ゲート信号発生装置６を用いても
除去できないノイズｎ２がケーブル絶縁障害による部分
放電信号Ｃと混在して部分放電測定器５から出力してい
る状態のオシロスコープによるモニターを図示したもの
であるが、同図（ロ）のようにケーブル絶縁障害による
部分放電信号Ｃは印加電圧の絶対値が高い位相で発生す
る場合が圧倒的に多い。

そこで印加電圧位相同期ゲート信号発生装置７を用い、
部分放電測定器５に第４図（ハ）のゲート信号ｑを送っ
てバランサー１から部分放電測定器５に入力する信号を
遮断するようにし、その遮断のゲート信号発生時期は、
部分放電信号Ｃが発生する印加電圧の高い位相範囲を除
きそれ以外の位相のノイズｎ２が存在する位相において
発生させることによりノイズｎ２を除去する。

前記ゲート信号の発生時期は、第４図（イ）の０’、１
８０°を基準位相点とし同図（ロ）のφ１〜φ２．１８
０°十φ１〜１８０°＋φ２の位相範囲を除く　０°〜
φ１、φ２〜１８０°＋φ１．１８０°＋φ２〜３６０
°　の位相において同図（ハ）の矩形波のゲート信号ｑ
を発生させる。この矩形波のゲート信号ｑを部分放電測
定器５に送り０″〜φ１、φ２〜１８０＠十φ１．１８
０°＋φ２〜３６０°　の位相において、バランサー１
から部分放電測定器５に送られてくる出力信号を遮断す
る。これにより部分放電測定器５の出力は同図（ロ）の
ノイズｎ２が除去された状態の同図（ニ）のような部分
放電信号Ｃのみが検出されるものとなる。

前記のφ１、φ２は印加電圧位相同期ゲート信号発生装
置７により任意に設定できるが、はとんどの場合ケーブ
ルにおける部分放電は印加電圧の位相に対し３０°〜１
２０°、２１０°〜３００°において発生するのでφ１
、φ２の設定は３０°、１２０゜程度に設定することが
一つの目安となる。

なお前記の印加電圧が周期性を有する電圧でない場合は
印加電圧位相同期ゲート信号発生装置７の動作はない。

前記のようにして本発明はケーブルの絶縁障害によって
発生する部分放電の測定においてすべてのノイズを除去
することができるものであり、第５図の実測値のとおり
従来例を用いた測定ノイズレベル（横軸レベル）に比べ
て本発明装置を用いた測定ノイズレベル（Ｗ軸しベル）
は相当に低下するものとなる。

［発明の効果１ 前記のように本発明は、二つの部分放電検出インピーダ
ンス、バランサー、部分放電測定器、極性判別装置、ノ
イズ電磁波キャッチ用アンテナおよび電磁カップリング
ノイズ判別装置、電源電圧位相同期ゲート信号発生装置
、印加電圧位相同期ゲート信号発生装置を設けて電力ケ
ーブルの部分放電を測定するようにしたので、二つの検
出信号に検出される同時、同極性で大きさに差がないノ
イズや差があるノイズ、および同時、異極性のノイズ、
および課電閉ルーズに侵入する同時、異極性の電磁カッ
プリングノイズを部分放電測定器出力から除去すること
ができるだけでなく、部分放電信号と混在して電源位相
に同期しているノイズや従来技術では除去できなかった
ノイズもすべて除去することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す図、第２図は従来例を示
す図、第３図は電源電圧位相とノイズおよび部分放電信
号の関係を示す図、第４図は印加電圧位相とノイズおよ
び部分放電信号の関係を示す図、第５図は本発明と従来
例の測定ノイズレベルの比較図である。 Ａ；試料電力ケーブル Ｚｄｌ　、Ｚｄ２　、部分放電検出インピーダンス１；
バランサー ２；極性判別装置 ３：アンテナ ４；電磁カップリングノイズ判別装置 ５：部分放電測定器 ６；電源電圧位相同期ゲート信号発生装！７：印加電圧
位相同期ゲート信号発生装置第１図 第２図 特許出願人　　古河電気工業株式会社 代理人　　弁理士　岡１）喜久治

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被試験ケーブルの課電回路に接続された二つの部分放電
   検出インピーダンスの各検出信号の差の信号を部分放電
   測定器５に出力するバランサー１と、前記部分放電検出
   インピーダンスの検出信号の極性を判別して前記部分放
   電測定器に出力する極性判別装置２と、前記部分放電測
   定器に接続された電磁カップリングノイズ判別装置４お
   よびノイズ電磁波をキヤッチするアンテナ３と、前記バ
   ランサーの出力信号をノイズ発生電源電圧位相に同期さ
   せて遮断するゲートパルス信号を前記部分放電測定器に
   出力する電源電圧位相同期ゲート信号発生装置６と、部
   分放電信号が発生する印加電圧位相を除くノイズ発生印
   加電圧位相において前記バランサーの出力信号を遮断す
   るゲート信号を前記部分放電測定器に出力する印加電圧
   位相同期ゲート信号発生装置７とを具備することを特徴
   とする電力ケーブルの部分放電測定装置。