JPH04372882A - ブッシングの異常放電検出装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ブッシングの内部に
収容された固体絶縁物や絶縁油の劣化、あるいは固体絶
縁物の最外接地層と取付フランジとを接続するリード線
の機械的損傷等によって発生する局部的な異常放電を検
出するブッシングの異常放電検出装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、発電所あるいは変電所において
架設される大型で大重量のブッシングは、電力供給の信
頼性の確保及び向上の観点から、異常診断と劣化診断を
行うことが要求される。この異常診断及び劣化診断の方
法としては、従来、ＡＥセンサを用い放電波形を直接記
憶し前回分と比較し繰返し発生する放電波形を検出する
か、又は出力信号が単位時間中に発生する数をカウント
し、同じ信号が繰返し発生するのを検出する部分放電波
形比較測定方法がある。

【０００３】前記従来方法では波形そのものを直接記憶
するが、発生数をカウンタ計測し記憶し、前回分と比較
し検出するために、一過性のノイズを検出しても警報又
は表示動作されることがないという利点がある。ところ
が、波形を直接記憶し、比較するためには大容量メモリ
が必要であり、信号発生数をカウンタ計測するためには
、ＡＥセンサからの放電信号は主に５０ＫＨｚ〜２００
ＫＨｚとなるため、高速カウンタが必要となる。さらに
は、放電波形又は信号発生数は通常全く同じにはならず
、ノイズなどの影響で若干異なり、これらの比較判定方
法が複雑になるという問題があった。

【０００４】そこで、本願出願人は先に次のようなブッ
シングの異常放電検出装置を提案した。この装置は、ブ
ッシングの部分放電によって発生する超音波を検出する
ＡＥ（アコースティック・エミッション）センサと、そ
のＡＥセンサからの検出信号を検波する検波手段と、そ
の検波手段からの出力信号を所定サイクル分ずつ平均し
てピーク値をホールドするピーク値ホールド手段と、そ
のピーク値ホールド手段からのピーク値を予め設定され
た設定値と比較して、ピーク値が設定値よりも大きいと
きに作動信号を発生する比較手段と、その比較手段から
の作動信号によって作動される報知手段とにより構成さ
れている。

【０００５】このブッシングの異常放電検出装置におい
て、通電状態のブッシング内で部分放電が発生すると、
ＡＥセンサはこの部分放電に伴って生じる超音波を検出
して、検出信号を発生する。ピーク値ホールド手段はこ
の検出信号を検波し所定サイクル分ずつ平均してピーク
値をとると共に、そのピーク値の更新を行う。従って、
一過性のノイズをＡＥセンサにて検出してもピーク値出
力信号には出力することがない。比較手段はピーク値ホ
ールド手段からのピーク値を予め設定された設定値と比
較して、ピーク値が設定値よりも大きいときに作動信号
を発生する。そして、報知手段が比較手段からの作動信
号により作動され、ブッシングの異常放電状態が報知さ
れる。このため、設定値を任意に変更することにより、
ブッシングの異常放電状態のレベルに応じて報知するこ
とができるので、必要に応じたメンテナンスレベルを決
定することができ、かつ確実に報知することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
異常放電検出装置は、雨あるいは連続して生じる振動等
の一過性でないノイズがＡＥセンサにて検出されると、
そのノイズを含むエラー信号がそのまま出力されるとい
う新たな問題が生じた。この発明は、前記のような従来
の技術に存在する問題点に着目してなされたものであっ
て、その目的とするところは、雨あるいは振動等の連続
して生じる外部ノイズの影響を排除して、確実にブッシ
ングの異常放電状態を検知することができるブッシング
の異常放電検出装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明のブッシングの異常放電検出装置におい
ては、ブッシングの部分放電によって発生する超音波を
検出するＡＥ（アコースティック・エミッション）セン
サと、そのＡＥセンサからの検出信号を検波する検波手
段と、その検波手段からの出力波形を整形する整形手段
と、その整形手段からの出力値を予め設定された設定値
と比較して、出力値が設定値よりも大きいときに作動信
号を発生する比較手段と、その比較手段の比較結果を出
力する出力手段とよりなり、前記検波手段からの出力信
号から周波数をカウントする周波数カウント手段と、基
準クロックを発生する基準クロック発生手段と、前記周
波数カウント手段からの出力周波数と、前記基準クロッ
ク発生手段からの基準クロックとを比較してその出力周
波数が所定周波数の場合に前記出力手段を動作させるス
イッチ手段とから構成したものである。

【０００８】

【作用】この発明のブッシングの異常放電検出装置にお
いて、通電状態のブッシング内で部分放電が発生すると
、ＡＥセンサはこの部分放電に伴って生じる超音波を検
出して、検出信号を発生する。この検出信号は検波手段
により検波された後、整形手段により波形が整形され、
この整形手段からの出力波形は比較手段により予め設定
された設定値と比較され、整形波形が設定値よりも大き
いときに作動信号を発生する。そして、出力手段が比較
手段からの作動信号により作動され、ブッシングの異常
放電状態が表示される。

【０００９】又、前記検波手段からの検波信号は周波数
カウンタ手段により、カウントされ、この測定カウント
数と、基準クロック発生手段により発生した基準クロッ
ク数とがクロック判定手段により判定される。そして、
基準クロック数と測定カウント数とが同じ場合には、ク
ロック判定手段から動作信号がスイッチ手段に出力され
、整形手段からの信号が部分放電の検出信号として出力
される。又、前記基準クロック数と測定カウント数とが
異なる場合には、部分放電にノイズが重畳された信号、
あるいはノイズのみの信号と見做して、クロック判定手
段から動作信号が出力されず、従って、ノイズのみの測
定信号又はノイズを含んだ部分放電の信号が出力される
ことはない。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。まず、ブッシングの構造について述べ
ると、図４に示すように、この実施例の油入りブッシン
グ１は、一対の碍管２，３と両碍管２，３を連結固定す
る取付フランジ４とから構成されている。両碍管２，３
内の中心部には導体５が挿通配置され、碍管２，３の先
端部には端子６，７が取着されている。又、碍管２，３
内には固体絶縁物８が前記導体５を取り巻くように同心
状に収容されると共に、絶縁油９が充填されている。

【００１１】前記取付フランジ４の外周には収容凹部１
０が設けられ、その開口部には密閉用の蓋板１１が取り
付けられている。蓋板１１の内面にはＡＥセンサ１２が
接着剤等により固定され、収容凹部１０内に収容されて
いる。そして、このＡＥセンサ１２は例えばＰＺＴ等の
圧電セラミック振動子から構成され、ブッシング１内に
おいて部分放電が発生したとき、それに伴って生じる超
音波を検出して、図５（ａ）に示すような検出信号を出
力する。

【００１２】次に、前記ＡＥセンサ１２を含む異常放電
検出装置の概要について述べると、図３に示すように、
ＡＥセンサ１２は変電所などに装備されたブッシング１
において１回線に１個又は複数個ずつそれぞれ設けられ
、各ブッシング１内の部分放電に伴う超音波の検出信号
を、他回線の検出信号と共にプリアンプ１３、ジョイン
トボックス１４及びコネクタ１５を介してＡＥ信号変換
装置１６に出力する。ＡＥ信号変換装置１６は各ＡＥセ
ンサ１２からの検出信号に基づき後述するようなデータ
処理を行い、雨音や外部振動等のノイズの含まれていな
い測定したい異常放電データのみを次の判別報知装置１
７に出力する。この判別報知装置１７は、各ブッシング
１における部分放電のレベルが設定値を越えた場合に、
判別報知装置１７に記録されるとともに、報知用の作動
信号を出力し、ブッシング１に異常放電が発生した場合
にそれを例えばディスプレイにより報知する。なお、こ
の判別報知装置１７に記録されたデータは、メモリーカ
ードあるいはフロッピーディスク等の記録媒体１８に書
き換え可能であり、この記録媒体１８に記録されたデー
タは、保守管理所１９に常設された処理システムコンピ
ュータ２０に記録保持される。そして、この処理システ
ムコンピュータ２０により、前回のデータと今回のデー
タが比較される。

【００１３】そこで、前記ＡＥ信号変換装置１６の構成
を図１，２及び図５，図６に基づいて詳述すると、前記
プリアンプ１３から増幅して出力された検出信号をさら
に増幅するためのアンプ２１には、前記ＡＥセンサ１２
からの検出信号を入力し、図５（ｂ）に示すように、Ｓ
／Ｎ比を改善するために外部のノイズ成分を除去して、
出力波形を５０ＫＨｚ〜２００ＫＨｚの所定の範囲内に
調整するためのバンドパスフィルター２２が接続されて
いる。又、エンベロープ検波回路２３は前記バンドパス
フィルター２２の出力信号を入力し、図５（ｃ）に示す
ように、エンベロープの検出を行う。整形手段を構成す
る第１ピークホールド回路２４はローパスフィルタ２５
とともに、図５（ｄ）に示すように、前記エンベロープ
検波回路２３からの出力波形信号を整形してホールドす
る。

【００１４】ピーク値ホールド手段を構成する第２ピー
クホールド回路２６は、図５（ｅ）に示すように、前記
ローパスフィルター２５からの出力信号を所定サイクル
分ずつ平均してピーク値をとり、そのピーク値が前回の
ピーク値よりも大きくなった場合にのみピーク値の更新
を行う。従って、一過性の外部ノイズ等による異常ピー
ク値がホールドされることはなく、常に平均化したピー
ク値がホールドされる。

【００１５】サンプルホールド回路２７は、前記第２ピ
ークホールド回路２６からの出力信号により一定周期ご
とにサンプル点を指定して図５（ｆ）に示すように、サ
ンプル信号を抽出して保持する。コンデンサ等よりなる
直流カット回路２８は前記ローパスフィルター２５から
の出力信号の直流成分を除去して図６（ａ）に示すよう
に、交流波形を出力する。又、周波数カウンタ２９は、
前記直流カット回路２８からの交流出力数をカウントす
る。

【００１６】基準クロック発生回路３１は例えば所定時
間内に所定の周期でパルス信号を発生するようになって
いる。クロック判定回路３０は、前記周波数カウンタ２
９から入力された測定カウント数と、カウンタ３２から
入力された基準カウント数とを比較して、周波数カウン
タ２９からの交流出力の周波数を判断し、その周波数が
ブッシング１内で発生した部分放電と同じ周波数、つま
り商用電源の交流周波数又はその２倍の周波数であると
判断された場合には、前記サンプルホールド回路２７に
接続したスイッチ回路３３に動作信号を出力して、スイ
ッチ回路３３をオンさせ、次の判別記録装置１７に処理
データを出力する。反対に、周波数カウンタ２９からの
交流出力の周波数が商用電源のものと異なる場合、つま
りＡＥセンサ１２により検出された信号が外部ノイズで
ある場合、あるいはブッシング１内で発生した部分放電
に外部ノイズが重畳された場合には、前記スイッチ回路
３３への動作信号を停止して、スイッチ回路３３をオフ
させ、サンプルホールド回路２７から次の判別記録装置
１７へ測定データが出力されないようにしている。

【００１７】サンプリング計測回路３４は、前記スイッ
チ回路３３を通して入力されたサンプルホールド回路２
７のホールド信号からサンプリングを行なう。又、Ａ／
Ｄ変換器３５は、前記サンプリング計測回路３４から入
力された信号をディジタル信号に変換して数値化し、出
力する。比較手段を構成するレベル判定処理回路３６は
、前記Ａ／Ｄ変換器３５から出力されるディジタル信号
と予め設定された設定レベルと比較し、その結果を判定
出力回路３７に出力する。

【００１８】前記判定出力回路３７は、作動信号に基づ
いて表示動作される表示板若しくはＣＲＴ等よりなる出
力手段としての表示器（図示略）と、同じくデータ処理
された作動信号に基づいて警報動作されるブザー等より
なる出力手段としての警報器（図示略）とを備えている
。次に、前記のように構成されたブッシングの異常放電
検出装置について動作を説明する。

【００１９】さて、通電状態のブッシング１内で部分放
電が発生すると、それに伴って生じる超音波がＡＥセン
サ１２により検出され、図５（ａ）に示すような検出信
号が出力される。この検出信号は図５（ｂ）に示すよう
に、ＡＥ信号変換装置１６のバンドパスフィルタ２２に
よってノイズ除去され、図５（ｃ）に示すように、エン
ベロープ検波回路２３において検波される。

【００２０】そして、第１ピークホールド回路２４にお
いては、図５（ｄ）に示すように、エンベロープ検波回
路２３からの出力信号波形が整形される。又、第２ピー
クホールド回路２６においては、図５（ｅ）に示すよう
にローパスフィルタ２５からの出力信号により所定サイ
クル分ずつ平均してピーク値がとられ、そのピーク値が
前回のピーク値よりも大きくなった場合にのみピーク値
の更新が行われる。

【００２１】前記第２ピークホールド回路２６からの出
力信号は、サンプルホールド回路２７によりホールドさ
れたピーク値から所定周期ごとにサンプル値がホールド
される。一方、前記ローパスフィルタ２５から出力され
た信号は直流カットコンデンサ回路２８へ入力され、こ
こで図６に示すように、交流波形信号に変換される。こ
の信号は周波数カウンタ２９に入力されてここで前記波
形信号の周波数がカウントされ、このカウント数がクロ
ック判定回路３０に入力される。さらに、この測定カウ
ント数は、クロック判定回路３０により、カウンタ回路
３２からの基準カウント数と比較され、前記交流信号の
周波数が商用周波数又はその２倍の周波数と同じ場合に
は、クロック判定回路３０から動作信号がスイッチ回路
３３に入力され、該スイッチ回路３３がオンされる。従
って、サンプルホールド回路２７からサンプリング計測
回路３４に処理データが入力され、この処理データがさ
らにＡ／Ｄ変換器３５によりディジタル信号に変換され
、次に判定処理回路３６によりディジタル化されたサン
プル信号のピーク値が予め設定された設定レベルと比較
され、ピーク値が設定レベルよりも大きいときには報知
用の作動信号が出力され、ブッシング１の異常放電状態
が報知される。従って、この実施例の異常放電検出装置
によれば、一過性のノイズのような場合には、ＡＥセン
サ１２によりそれが検出されても、表示器及び警報器が
動作されることはなく、検出精度を向上させることがで
きる。

【００２２】又、前記クロック判定回路３０において、
基準クロック数と測定カウント数とが異なる場合には、
部分放電にノイズが重畳された信号あるいは、ノイズの
みの信号と見なして、クロック判定回路３０から動作信
号が出力されず、従って、ノイズのみの測定信号又はノ
イズを含んだ部分放電の信号が出力されることはない。

【００２３】以上のように、この実施例においては、雨
音等の連続して生じるノイズをカットし、放電に起因し
た振動のみを確実に抽出して、表示動作することができ
る。なお、この発明は前記実施例の構成に限定されるも
のではなく、例えば、前記各実施例において所定サイク
ル分ずつ平均したピーク値をその都度更新するとともに
、このピーク値と設定値とをその都度比較して設定値よ
り大きい場合に報知装置を作動するようにしたり、ＡＥ
信号変換装置１６の具体的回路構成を必要に応じて適宜
に変更したりする等、この発明の趣旨から逸脱しない範
囲で、各部の構成を任意に変更して具体化することも可
能である。

【００２４】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているため、雨音あるいは振動等の連続して生じる外
部ノイズの影響を排除して、確実にブッシングの異常放
電状態を検知する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】

【図１】この発明を具体化したブッシングの異常放電検
出装置の概略ブロック回路図である。

【図２】この発明を具体化したブッシングの異常放電検
出装置のブロック回路図である。

【図３】同装置の使用状態の概要を示すブロック回路図
である。

【図４】ＡＥセンサを装着したブッシングの一部を断面
にして示す正面図である。

【図５】（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ検出信号波形の処理
工程を示すグラブである。

【図６】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ検出信号波形の処理
工程を示すグラブである。

【符号の説明】

１　　油入りブッシング、１２　　ＡＥセンサ、１６　
　ＡＥ信号変換装置、２３検波手段を構成するエンベロ
ープ検波回路、２４　　整形手段を構成する第１ピーク
ホールド回路、２６　　第２ピークホールド回路、２８
　　直流カット回路、２９周波数カウント手段としての
周波数カウンタ、３０　　クロック判定回路、３１基準
クロック発生手段としての基準クロック発生回路、３３
　　スイッチ手段としてのスイッチ回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ブッシングの部分放電によって発生す
   る超音波を検出するＡＥ（アコースティック・エミッシ
   ョン）センサと、そのＡＥセンサからの検出信号を検波
   する検波手段と、その検波手段からの出力波形を整形す
   る整形手段と、その整形手段からの出力値を予め設定さ
   れた設定値と比較して、出力値が設定値よりも大きいと
   きに作動信号を発生する比較手段と、その比較手段の比
   較結果を出力する出力手段とよりなり、前記検波手段か
   らの出力信号から周波数をカウントする周波数カウント
   手段と、基準クロックを発生する基準クロック発生手段
   と、前記周波数カウント手段からの出力周波数と、前記
   基準クロック発生手段からの基準クロックとを比較して
   その出力周波数が所定周波数の場合に前記出力手段を動
   作させるスイッチ手段と、から構成したことを特徴とす
   るブッシングの異常放電検出装置。