JPH0470573A - 部分放電測定方法 - Google Patents

部分放電測定方法

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JPH0470573A
JPH0470573A JP18371090A JP18371090A JPH0470573A JP H0470573 A JPH0470573 A JP H0470573A JP 18371090 A JP18371090 A JP 18371090A JP 18371090 A JP18371090 A JP 18371090A JP H0470573 A JPH0470573 A JP H0470573A
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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〕 本発明は高電圧が課電される電力ケーブル等の絶縁体の
劣化を診断するための部分放電測定方法に関する。
[背景技術] 従来型カケープル線路の部分放電を測定するには、例え
ば第3図に示す回路を用い、電カケーフル31の終端接
続部32において高圧導体32aと大地の間に結合コン
デンサ34を接続し、検出インピーダンス35を電力ケ
ーブル31の普通接続部等の金属シース31aと大地の
間に挿入し、電力ケーブル31に生じた部分放電に基づ
き検出インピーダンス35の両端に生ずる電位差を、測
定装置36で測定している。部分放電を発生させるため
に必要な電力ケーブル31への課電は、通常、高圧導体
32aを試験変圧器33の二次側高圧端子に接続し、試
験変圧器の一次側33aに、図示しない交流電源を接続
して行う。検出インピーダンスに生じる電位差の測定に
際し利用する周波数帯域により、部分放電測定方法は下
記の三種に大別される。
(1)低周波測定法(測定周波数は15kHzないし1
50kHz) (2)広帯域測定法(測定周波数数kHzないし数MH
z) (3)同調式測定法(測定周波数は100kHzないし
数MHz) これらのうち同調式測定法は、特定の周波数(例えば、
300kHz  450kHz  600kHz、5M
Hz等)の同調回路からの出力のみを測定するので、広
帯域測定法や低周波測定法より高い測定感度(S/N比
)を得ることができる。
電力ケーブル線路における部分放電を、ノイズの影響を
避けて、高い検出感度即ち高いS/N比で検出する方法
として、本出願人は特願平1309743号において、
ノイズ性信号に対する周波数スペクトルを求め、一方で
較正パルスをケーブルに注入して出力を測定し、ケーブ
ルに注入した較正パルスの検出出力とノイズスペクトル
とを比較して、高いS/N比が得られる周波数を見出し
、この周波数で部分放電を測定する方法を提案した。同
出願に開示された方法では、ノイズ性信号および較正パ
ルスの周波数スペクトルを求めるために、測定器として
周波数掃引型のスペクトルアナライザを用いている。
[発明が解決しようとする課題] しかし、周波数掃引型のスペクトルアナライザで、ノイ
ズ性信号および較正パルスの周波数スペクトルを求め、
両者の比較からS/N比の尚い周波数を選択することが
できても、またビデオ出力の観察により個々のパルスの
信号レベルを知ることはできても、部分放電のパルス数
を計測して、部分放電を定量的に評価することはできな
い。
それ故、本発明の目的は、電力ケーブル線路における部
分放電を高いS/N比で検出して、定量的に評価する方
法を実現することである。
[課題を解決するための手段] 本発明では、電力ケーブル線路における部分放電を高い
S/N比で検出して、定量的に評価する方法を実現する
ため、ノイズ性信号について周波数スペクトルを求め、
この周波数スペクトルからノイズの少ない周波数を選択
し、この周波数において検出される一定レベル以上の部
分放電パルスを計数するようにした。
より好ましいのは、周波数掃引型スペクトルアナライザ
によりノイズ性信号について周波数スペクトルを求める
一方、較正パルスをケーブルに注入してその出力を周波
数掃引型スペクトルアナライザにより測定し、ケーブル
に注入した較正パルスの検出出力とノイズスペクトルと
を比較して、高いS/N比が得られる周波数を見出し、
この周波数において検出される一定レベル以上の部分放
電パルスを計数する方法である。
電力ケーブル線路から部分放電パルス信号を検出するに
は、検出のための閉回路を構成し、通常、この閉回路中
に検出インピーダンスを挿入して、その両端に生ずる電
位差を、同調法で後述のように測定する。検出インピー
ダンスは通常、普通接続部等の金属シースの接地線とア
ースの間、あるいは高圧導体に接続した結合コンデンサ
のアース側に挿入する。検出インピーダンスはそれ以外
に、絶縁接続部に設けた箔状電極と金属シースの間、絶
縁接続部に設けた一対の箔状電極の間、接地線あるいは
クロスボンド線に取り付けた高周波変成器等に接続して
もよい。
ノイズ性信号の周波数スペクトルの測定には周波数可変
型の測定器が用いられるが、その増幅回路には、周波数
の分解能を高めるためスーパーヘテロダイン方式を用い
ることが好ましい。周波数を選定した後実際の部分放電
測定を行う際も、同調増幅回路にスーパーヘテロダイン
方式を用いることが好ましく、中間周波出力は検波(包
絡線検波)してパルス波形に復調した後、一定レベル以
上のパルスのみを選択する。
ノイズの少ない周波数は、時間、日、季節により変化す
ることがあるので、部分放電検出のための測定器は周波
数可変型とすることが望ましい。
一定レベル以上のパルスのみを選択するには、レベルフ
ィルタを用いる方法、増幅器に適当なバイアスを加える
方法等を用いることができる。選択された一定レベル以
上のパルスは、計数する前に整形することが好ましい。
パルスを計数するとともに、パルスの大きさ(電荷量)
も測定することが好ましい。
検出された一定レベル以上のパルスは、計数等の測定の
前に、電力ケーブルの課電電圧の特定位相に相当するも
ののみを通過させるゲートを通してもよい。それにより
、さらにS/N比を高めることができる。
〔作用〕
本発明の方法では、ノイズの少ない周波数、好ましくは
較正パルスによる検出感度の較正で高いS/N比が得ら
れる測定周波数を選択し、その周波数において部分放電
パルスを測定するから、固定された周波数で測定する、
あるいはノイズレベルの周波数依存性を考慮しない従来
の測定方法に比し、高いS/N比で部分放電測定ができ
る。
−4’レレベ以上のパルスのみを選択してパルスの計数
を行うので、ノイズの干渉による誤差を除去して部分放
電の定量的評価ができる。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
[実施例〕 本発明による部分放電測定方法に用いた構成を第1図に
示す。第1図で、ケーブル1の終端接続部2の高圧導体
2aLこは、試験変圧器3の二次側高圧端子および結合
コンデンサ4が接続され、また普通接続部の金属シース
1aとアースの間に検出インピーダンス5が挿入されて
いる。高圧導体2aと終端接続部の金属シース2bの間
に、較正パルス注入時のみ、較正パルス発生器6を接続
する。検出インピーダンス5には周波数掃引同調増幅器
7が接続されている。周波数掃引同調増幅器7はスーパ
ーヘテロダイン方式で、その出力は固定された周波数の
中間周波出力であり、検波器8を通して検波(包絡線検
波)される。検波器8の出力はCRTオシログラフ13
および増幅器9に入力される。CRTオシログラフ13
は周波数掃引同調増幅器7の周波数掃引および試験変圧
器3の課電電圧の位相のいずれかに同期して走査される
。CRTオシログラフ13を周波数掃引同調増幅器7の
周波数掃引に同期させると、それらの組み合わせはスペ
クトルアナライザを構成する。増幅器9は、一つの増幅
段にバイアスを加え、一定レベル以上の信号パルスのみ
を増幅し出力する。
増幅器9の出力は波形整形回路10と位相ゲート11を
経て、パルスカウンタ12に入力される。
位相ゲート11は試験変圧器1の課電電圧の位相により
制御され、課電電圧の特定位相に相当するタイミングの
信号のみがこれを通過する。
第1図の回路を用いた部分放電測定の手順を以下に説明
する。まず、ケーブルlに課電せず、較正パルス発生器
6も作動させないで、つまりノイズのみの状態で、検出
される信号の周波数スペクトルを求める。それには、C
RTオシログラフ13の走査を周波数掃引同調増幅器7
の周波数掃引に同期させ、これによりスペクトルアナラ
イザを構成し、試験変圧器の一次側端子を電源に接続し
ないで、検出されるパルスの周波数スペクトルを求めた
。その結果は第2図(A)ないしくC)に示す如くであ
る。
第2図(A)は周波数10MHzまでの範囲でのノイズ
の周波数スペクトルである。3MHzないし6MHzに
特にノイズレベルが高い周波数がある。第2図(B)は
3.0MHzから5.0MHzの範囲を拡大して示した
もの、第2図(C)はさらに3.8 M Hzから4.
2MHzの範囲だけを拡大して示したもので、周波数の
小さな差によりノイズレベルが大きく変動することがわ
かる。第2図(B)で見ると4MHz付近でノイズレベ
ルが高いが、第2図(C)から特に3.82MHz付近
と3.92ないし3.95MHzでノイズレベルが高く
、これに比し3.88MHz付近および4.0ないし4
.15MHzにノイズレベルがかなり低い所があること
がわかる。例えば、4.02MHzでのノイズレベルは
一94dBで、3.94MHzにおける55dBに比し
39dBも低い。つまり部分放電の検出感度は、僅か0
.08MHz (80kHz)の差で約100倍変わる
。このようにノイズは輝線スペクトルに近い周波数スペ
クトルを示す場合がかなり多く、しかもその近傍にしば
しばノイズレベルのかなり低い領域が存在する。これは
、高いS/N比を得るためには測定周波数の細かい選択
が重要であることを示している。
次いで、第1図に示す回路で較正パルス発生器6を作動
させて、較正パルス発生器6から100pC(ピコクー
ロン)の較正パルスを注入し、周波数掃引同調増幅器7
とその周波数掃引に同期させたCRTオシログラフ13
の組み合わせで構成されるスペクトルアナライザにより
、検出パルスの周波数依存性を求める。以上の測定結果
に基づき、最も高いS/N比が得られる周波数FMを選
ぶ。較正パルス発生器6を取り外し、試験用変圧器3の
一次側端子3aを電源(図示せず)に接続して、ケーブ
ルIに課電し、部分放電測定を行う。
周波数掃引同調増幅器7の同調周波数を周波数FM  
(例えば前述の4.02 M Hz ) Lニー固定し
、検波n8の出力を増幅器9で増幅後、波形整形回路1
0で整形して、位相ゲート11に人力させる。
位相ゲート11を通過した信号について、設定された所
定時間内のパルス数をパルス計数装置工2により計数す
る。CRTオシログラフ13は試験変圧器の課電電圧の
位相に同期させ、部分放電のモニタとして用いる。CR
Tオシログラフ13上で較正パルス注入時に得られた振
幅との関係から、各部分放電パルスのおよその電荷量を
知ることもできる。
なお、ここでは試験変圧器3を用いる例を説明したが、
ケーブル線路の活線状態で部分放電測定を行うこともで
きる。この場合、事前に無謀霧状態で普通接続部の接地
線等に検出インピーダンス5を挿入しておく。
〔発明の効果〕
本発明の部分放電測定方法によると、電力ケーブル線路
における部分放電を高いS/N比で検出して、定量的に
評価することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の部分放電測定方法の一実施例に用いた
構成の説明図、第2図(A)、 (B)、 (C)はノ
イズ性信号の周波数スペクトルを示すオシログラフ、第
3図は従来の部分放電測定方法に用いられている構成の
説明図である。 符号の説明 1−−− ケーブル  1 a −m−金属シース2−
 −終端接続部 2a  高圧導体  2 b −−金属シース3−・−
・試験変圧器 38〜−−一試験変圧器一次側端子 4−・−一〜−−−−結合コンデンサ 5−・−一−−−−検出インピーダンス6−・−−−一
−−−・−較正パルス発生器?−−−−−−−−一・−
周波数掃引同調増幅器8−−−一−・−−−−−検波器 9−・−−一一−−−−−増幅器 lO−・−・・−波形整形回路 3a 位相ゲート パルスカウンタ CRTオシログラフ 電力ケーブル 31a 終端接続部  32a 試験変圧器 試験変圧器−次側端子 結合コンデンサ 検出インピーダンス 測定装置 金属シース 高圧導体

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電力ケーブル線路等の電気機器における部分放電
    を測定する方法において、 ノイズ性信号の周波数スペクトルを測定し、該周波数ス
    ペクトルからノイズの少ない周波数を選択し、 該周波数において一定レベル以上の部分放電パルスを検
    出し、 該検出される部分放電パルスを計数することを特徴とす
    る、部分放電測定方法。
  2. (2)前記部分放電パルスの検出は、周波数可変型の検
    出器を用いて行われる、請求項第1項の部分放電測定方
    法。
  3. (3)前記部分放電パルスの検出は、前記電気機器に課
    電される交流電圧が特定の位相にあるとき行われる、請
    求項第1項の部分放電測定方法。
  4. (4)電力ケーブル線路等の電気機器における部分放電
    を測定する方法において、 ノイズ性信号の周波数スペクトルを周波数掃引型スペク
    トルアナライザにより求め、 較正パルスをケーブルに注入してその出力を周波数掃引
    型スペクトルアナライザにより測定し、ケーブルに注入
    された前記較正パルスの検出出力と前記ノイズ性信号の
    各周波数スペクトルとを比較して、高いS/N比が得ら
    れる周波数を見出し、 該周波数において検出される一定レベル以上の部分放電
    パルスを計数することを特徴とする、部分放電測定方法
  5. (5)前記周波数掃引型スペクトルアナライザは、周波
    数掃引される周波数連続可変同調回路と前記周波数連続
    可変同調回路の前記周波数掃引に同期して走査されるオ
    シログラフとで構成されており、前記周波数連続可変同
    調回路はスーパーヘテロダイン方式である、請求項第4
    項の部分放電測定方法。
  6. (6)前記高いS/N比が得られる周波数における前記
    検出はスーパーヘテロダイン方式の同調回路を介して行
    われる、請求項第4項の部分放電測定方法。
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