JPH05107301A - 電力ケーブルの部分放電検出方法および装置 - Google Patents

電力ケーブルの部分放電検出方法および装置

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JPH05107301A
JPH05107301A JP29632991A JP29632991A JPH05107301A JP H05107301 A JPH05107301 A JP H05107301A JP 29632991 A JP29632991 A JP 29632991A JP 29632991 A JP29632991 A JP 29632991A JP H05107301 A JPH05107301 A JP H05107301A
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JP
Japan
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partial discharge
signal
pulse
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power cable
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JP29632991A
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Takeshi Endo
桓 遠藤
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Hitachi Cable Ltd
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Hitachi Cable Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電流パルスと音響信号の検出により、電力ケ
ーブルの部分放電を高い検出感度で検出する方法および
装置を実現する。 【構成】 部分放電に基づいて生ずる電流パルスおよび
超音波をそれぞれ検出し、検出された電流パルス信号お
よび超音波検出信号をそれぞれ平均化処理して、部分放
電を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電力ケーブルの部分放電
検出方法および装置、特に検出感度を高めた電力ケーブ
ルの部分放電検出方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ガス絶縁機器の絶縁部で発生する部分放
電を、音響マイクロホンを用いて検出する方法が知られ
ている。特開平2−6742号には、検出感度を高める
ため、超音波を検出する音響マイクロホンとともに、電
流パルス検出器を設け、電流パルス信号により音響信号
の検出に対するトリガーを行って、得られた音響信号を
加算するようにした装置が記載されている。電流パルス
信号は、機器の絶縁部に取付けた電極と大地との間に流
れる電流により検出している。
【0003】この装置によると、電流パルス信号とほぼ
タイミングが一致する音響信号だけが有効に検出され、
また信号の加算を行うことにより、ランダムなノイズに
対するS/N比が向上する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平2−6
742号に記載された装置では、期待するほどS/N比
の向上がが得られない。
【0005】本発明の目的は、電流パルスと音響信号の
検出により、電力ケーブルの部分放電を高い検出感度で
検出する方法を、実現することにある。
【0006】また本発明の目的は、電流パルスと音響信
号の検出により、電力ケーブルの部分放電を高い検出感
度で検出する装置を、実現することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明では、電流パルス
と音響信号の検出により、電力ケーブルの部分放電を高
い検出感度で検出する方法を実現するため、部分放電に
基づいて生ずる電流パルスおよび超音波をそれぞれ検出
し、検出された電流パルス信号および超音波検出信号を
それぞれ平均化処理して、部分放電を検出する。
【0008】また本発明では、電流パルスと音響信号の
検出により、電力ケーブルの部分放電を高い検出感度で
検出する装置を実現するため、電力ケーブル本体または
接続部の外部に設けた、部分放電に基づき生ずるパルス
電流を検出するための手段、電力ケーブル本体または接
続部の外側に設けた、部分放電に基づき生ずる超音波を
検出して音響検出信号を発生する音響マイクロホン、お
よびパルス電流検出手段に生ずる電気的パルスおよび音
響検出信号をそれぞれ平均化処理する手段から成る、部
分放電検出装置を構成した。
【0009】部分放電に基づく電気的パルスを検出する
には、(1) ケーブルの高圧導体と大地の間に接続したコ
ンデンサ(結合コンデンサ)と大地の間に流れるパルス
電流、(2) ケーブルの金属遮蔽層と大地の間に流れるパ
ルス電流、(3) ケーブルの金属遮蔽層を被覆する絶縁シ
ース(ビニル樹脂防蝕層等)の外周に設けた金属箔電極
と大地の間に生ずるパルス電圧、あるいは(4) 絶縁接続
部の絶縁筒の両側で絶縁シース(ビニル樹脂防蝕層等)
の外周に設けた一対の金属箔電極の間に生ずるパルス電
圧を検出してもよく、また(5) ケーブルに巻かれたスパ
イラル状金属遮蔽層(ワイヤシールド)の外側、あるい
は接続部等における接地線またはクロスボンド等の周り
にコイルを設け、その両端に検出インピーダンスを接続
して、高周波パルスを検出してもよい。この場合、コイ
ルはケーブル、接地線、クロスボンド等に直接巻付けて
もよく、またそれらに添わせた磁心に巻付けてもよい。
【0010】電気的パルスおよび音響検出信号の平均化
処理は、公知の、加算、計数、除算の機能を具えた演算
装置により行うことができる。
【0011】音響マイクロホンによる超音波の検出は通
常の方法で行うことができる。音響マイクロホンは、本
体、接続部を含むケーブルの異なる位置に、2以上設け
てもよい。複数の音響マイクロホンを用いることによ
り、検出の信頼度を高めることができる。
【0012】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明のさらに詳細な
説明とする。 〔実施例1〕本発明による部分放電発生方向判定方法に
用いた構成を図1に示す。図1で、ケーブル1は絶縁接
続部2と終端接続部2aを有し、絶縁接続部2の絶縁筒
3の両側において絶縁シース4a,4bの外側に、一対
の金属箔電極5a,5bおよび音響マイクロホン6が設
けられている。一対の金属箔電極5a,5bの間に検出
インピーダンス7が接続され、検出インピーダンス7は
増幅器7aに接続されている。音響マイクロホン6の出
力は、増幅器6aに接続されている。
【0013】増幅器7aの出力は同調式部分放電測定器
8(同調式高周波測定器を利用した)に接続され、同調
式部分放電測定器8と増幅器6aの各出力は制御装置9
に接続されている。制御装置9にはディジタルメモリ1
0が接続されている。平均化処理を行う2チャンネルの
演算装置11が制御装置9の出力に接続されており、演
算装置11の各チャンネルの出力はオシロスコープ12
に接続されている。
【0014】上記構成の動作を以下に説明する。ケーブ
ル1の絶縁接続部2に部分放電パルスが発生すると、絶
縁接続部2の両側の金属箔電極5a,5b間にパルス電
圧が生じ、検出インピーダンス7の両端の電位差とし
て、増幅器7aを介して検出される。検出された電気的
パルス信号は同調式部分放電測定器8に入力され、特定
の周波数帯域の信号のみが出力され、制御装置9を介し
てメモリ10に記憶されるとともに、演算装置11のチ
ャンネルI(電気的信号のチャンネル)に入力される。
この信号は演算装置11のチャンネルIで所定の回数
(例えば2048回)計数され、その間の電気的パルス
が加算され、平均化される。その結果はオシロスコープ
12に表示される。
【0015】一方、音響マイクロホン6からの信号は増
幅器6aを介して制御装置9に入力され、メモリ10に
記憶される。制御装置9は、この信号のうち、メモリ1
0に記憶された同調式部分放電測定器8の出力信号のタ
イミングからの遅れが所定の時間範囲にあるもののみ
を、演算装置11へ出力する。この信号(音響信号と呼
ぶ)は演算装置11のチャンネルII(音響信号のチャン
ネル)に入力され、電気的パルスが所定の回数(例えば
2048回)計数される期間加算され、平均化される。
その結果は、平均化された電気的パルスとともに、オシ
ロスコープ12に表示される。
【0016】部分放電を生ずるような人工欠陥を設けた
66kVクラスの電力ケーブル1に40kVの交流電圧
を課電して、そのとき生じた部分放電パルス信号を38
MHzの同調式部分放電測定器8で検出した。その検波
出力パルスを、演算装置11を用いて、36回、300
回および2048回平均化した。同時に、音響信号を、
電気的パルスが36回、300回および2048回計数
される期間、平均化した。その出力をオシロスコープ1
2で観察した。それらの結果を図2AないしCに示す。
【0017】図2Aの軌跡aは、金属箔電極5a,5b
により検出された上記検波出力パルスの、平均化されて
いない信号を示し、軌跡bは音響マイクロホン6により
検出され、平均化されていない信号を示す。図2Bに電
気的パルスが36回計数される期間平均化した結果を、
図2Cに同じく300回分を平均化した結果を、図2D
に2048回分を平均化した結果を、それぞれ示す。
【0018】〔実施例2〕本発明による部分放電発生方
向判定方法に用いた別の構成を図3に示す。図3で、ケ
ーブル21はワイヤシールドケーブルであり、ワイヤシ
ールド22はケーブル21の絶縁層(図示せず)の外側
に、適当な巻きピッチで、S撚り、Z撚りまたは交互に
S撚り、Z撚りになるように、巻き付けられている。ワ
イヤシールド22の外側にはコイル23が、ワイヤシー
ルド22に流れるパルス電流により生ずる磁束と鎖交す
るように設けられている。コイル23の両端には検出イ
ンピーダンス24が接続されている。検出インピーダン
ス24には増幅器24aが接続されている。
【0019】また絶縁接続部2において絶縁シース4
a,4bの外側に、3個の音響マイクロホン25,2
6,27が設けられている。音響マイクロホン25は絶
縁筒3の一方の側に、音響マイクロホン26,27は他
の側に、設けられている。音響マイクロホン25,2
6,27の各出力は増幅器25a,26a,27aに接
続されている。
【0020】増幅器24aの出力は同調式部分放電測定
器8に接続され、同調式部分放電測定器8と増幅器25
a,26a,27aの各出力は制御装置9に接続されて
いる。制御装置9にはディジタルメモリ10が接続され
ている。4チャンネルの演算装置11が制御装置9に接
続されており、演算装置11の各チャンネルの出力はオ
シロスコープ12に接続されている。
【0021】上記構成の動作を以下に説明する。ケーブ
ル1または絶縁接続部2に部分放電パルスが発生する
と、ワイヤシールド22に部分放電パルスに基づく電流
が流れ、ワイヤシールド22に巻かれたコイル23中に
誘導電流が生ずる。この誘導電流に基づき、検出インピ
ーダンス24の両端に電位差が生じ、増幅器24aを介
して同調式部分放電測定器8に入力され、特定の周波数
帯域の信号のみが出力されて、メモリ10に記憶される
とともに、演算装置11のチャンネルI(電気的信号の
チャンネル)に入力される。この信号は、演算装置11
のチャンネルIで36回、300回および2048回、
それぞれ計数され、その間の電気的パルスが加算され、
平均化される。その結果はオシロスコープ12に表示さ
れる。
【0022】一方、音響マイクロホン25,26,27
からの各信号は増幅器25a,26a,27aを介して
制御装置9に入力され、メモリ10にそれぞれ記憶され
る。
【0023】制御装置9は、メモリ10に記憶された同
調式部分放電測定器8の出力信号のタイミングからの遅
れが所定の時間範囲(例えば、5ミリ秒以内)にある各
音響信号のみを、演算装置11へ出力する(この信号を
各音響信号と呼ぶ)。演算装置11のチャンネルII,II
I ,IVで、音響マイクロホン25,26,27に由来す
る各音響信号を所定の期間、例えば電気的パルスが20
48回計数される期間、加算して平均化し、各々の結果
はオシロスコープ12に表示される。
【0024】
【発明の効果】本発明の部分放電検出方法または装置を
用いれば、電流パルスと音響信号を併せて検出し、それ
ぞれ平均化処理し、それらの結果を併せ考慮して判断す
ることにより、電力ケーブルの部分放電を高い検出感度
で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による部分放電検出方法の一実施例にお
いて用いた構成を示す説明図である。
【図2】図2Aは本発明による部分放電検出方法の一実
施例において検出された信号波形を示す図、図2B,
C,Dは同じく検出された信号を平均化した波形を示す
図である。
【図3】本発明による部分放電検出方法の他の実施例に
おいて用いた構成を示す説明図である。
【符号の説明】
1 ケーブル 2 絶縁接続部 2a 終端接続部 3 絶縁筒 4a,4b 絶縁シース 5a,5b 金属箔電極 6 音響マイクロホン 6a 増幅器 7 検出インピーダンス 7a 増幅器 8 同調式部分放電測定器 9 制御装置 10 ディジタルメモリ 11 加算装置 12 オシロスコープ 21 ケーブル 22 ワイヤシールド 23 コイル 24 検出インピーダンス 24a 増幅器 25,26,27 音響マイクロホン 25a,26a,27a 増幅器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 部分放電に基づいて生ずる電流パルスお
    よび超音波をそれぞれ検出し、 前記検出された電流パルス検出信号および超音波検出信
    号をそれぞれ平均化処理して、部分放電を検出すること
    を特徴とする、部分放電検出方法。
  2. 【請求項2】 前記電流パルス検出信号により、所定の
    時間範囲内のみ前記超音波検出信号をトリガーする、請
    求項1の電力ケーブルの部分放電検出方法。
  3. 【請求項3】 前記平均化処理は、前記電流パルス検出
    信号が所定の回数反復して計数される期間にわたり行わ
    れる、請求項1の電力ケーブルの部分放電検出方法。
  4. 【請求項4】 電力ケーブル本体または接続部の外部に
    設けた、部分放電に基づき生ずるパルス電流を検出する
    ための手段、 前記電力ケーブル本体または接続部の外側に設けた、部
    分放電に基づき生ずる超音波を検出して音響検出信号を
    発生する音響マイクロホン、および前記パルス電流検出
    手段に生ずる電気的パルスおよび前記音響マイクロホン
    が発生する音響検出信号を、それぞれ平均化処理する手
    段から成る、電力ケーブルの部分放電検出装置。
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