JPH0522874B2 - - Google Patents

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JPH0522874B2
JPH0522874B2 JP59092604A JP9260484A JPH0522874B2 JP H0522874 B2 JPH0522874 B2 JP H0522874B2 JP 59092604 A JP59092604 A JP 59092604A JP 9260484 A JP9260484 A JP 9260484A JP H0522874 B2 JPH0522874 B2 JP H0522874B2
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attenuator
measuring device
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signal
discharge
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Kenji Horii
Shinichi Takanashi
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NIPPON KEISOKUKI SEIZOSHO KK
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、部分放電測定装置に係り、特に、光
ケーブルを使つて検出部と測定部との間を結合
し、例えば電気機器の絶縁内部や送配電線などに
発生する部分放電に伴つて電気回路に生ずるパル
スの発生量を測定するようにした光−電変換同調
式部分放電測定装置に関するものである。
〔従来技術と問題点〕
電気機器絶縁物は、内部に空隙や亀裂がある
と、この中で使用中の電界により部分放電が発生
し、これが絶縁物に損傷を与えて絶縁破壊の原因
となる。このような絶縁の不良や劣化を早期に検
出するために、部分放電に伴うパルス電流を測定
する技術が、電気機器の商用試験や保守試験に利
用されている。
部分放電が発生すると、被試験装置中の高電圧
導体から絶縁物を通して機器の鉄心やケースなど
の接地導体へパルス電流が流れるので、このパル
ス電流を高電圧導体や接地導体に挿入した検出用
インピーダンスを通して、あるいは被試験装置に
並列に接続した結合用コンデンサと検出用インピ
ーダンスとを通してパルス電圧として検出し、測
定する方法が用いられている。このパルス電圧は
普通、1ミリボルト以下の極めて小さい信号であ
るので、これを増幅する必要がある。放電に伴う
パルス電流は、1マイクロ秒以下の短時間のパル
スであるので、数十キロヘルツから数十メガヘル
ツの広い周波数成分をもつているが、これを増幅
する増幅器の周波数帯域によつて種々の特徴が生
まれる。
本発明に関する同調式測定器は、上記の検出用
インピーダンスにて検出したパルス電圧を、ラジ
オ放送波その他の妨害電波の少ない周波数帯域、
例えば400KHzを中心としてその上下に±45KHz
(1/2低下幅)ほどの帯域幅をもつ周波増幅器で増
幅する。この方式の特徴は、特公昭42−23236号
公報に述べているように、入力パルス信号によつ
て400KHzの振動性パルス出力を生じるが、帯域
幅が±45KHzと広いために、約20μsで振動が減衰
する。したがつてこれを検波することにより、約
20μsの分解能でパルスを観測し計数することがで
きる。一方において、この方式は、上述のように
外部からの妨害雑音の侵入が少なく、現場で簡易
に測定ができる特徴を合わせもつている。これに
比して、例えば数KHzから数十MHzに至る広い帯
域の増幅器を用いる場合は、パルスの分解能は1
マイクロ秒程度に高いが、外部から侵入する妨害
雑音の影響を受けやすく、インピーダンス整合と
か局部振動の防止など、測定には高度の技術を要
する欠点がある。
第1図は当該従来の同調式部分放電測定回路の
典型的な態様を示す図、第2図は第1図に示す測
定器の構成例を示すブロツク図である。図におい
て、1は試験電源、2はインピーダンス素子、3
は同軸ケーブル、4は測定器、5はパルス検出
器、6は減衰器、7は同調増幅器、8は検波積分
器、9は指示装置、CXは被試験装置、CKは結合
コンデンサ、Tはトランスをそれぞれ示してい
る。
第1図において、トランスTの一次巻線には試
験電源1が接続され、被試験装置CXは、このト
ランスTの二次巻線にインピーダンス素子2と直
列にして接続される。そして測定器4は、同軸ケ
ーブル3を介し結合コンデンサCKと直列にして
被試験装置CXの両端に並列接続される。ここで、
被試験装置CXに印加した高電圧によつて当該被
試験装置CXに部分放電が発生すると、被試験装
置CX、結合コンデンサCK、および測定器4より
なるループでパルス電流が環流する。このパルス
の発生量(発生回数)を測定するのが測定器4で
あり、測定器4の構成例を示したのが第2図であ
る。また、第3図は部分放電パルスの信号波形を
示す図である。
第2図において、検出器5は、被試験装置CX
内で発生した部分放電に伴うパルスが発生する
と、これを検出するものであり、このパルスの1
例を示したのが第3図Aである。検出器5で検出
された第3図A図示の如きパルスは、減衰器6で
所望のレベルに減衰させた後、例えば400KHzに
同調せしめた同調回路を含む同調増幅器7で第3
図B図示の如き400KHzの振動波形で増幅する。
同調増幅器7は、その周波数帯域を広くとり、且
つ放送波帯域を避けた400KHz±45KHzに選ぶこ
とにより、放送波の妨害を受けることがないよう
にしている。そして同調増幅後、検波積分器8で
まず整流して第3図C図示の如き20μs程度の整流
波形を得、これを積分している。
上述の如きパルスの発生量の測定位置は、被試
験装置CXの図示下側でも可能であるが、機器に
よつては、機器の低圧側をケーブルと共に接地す
る等、接地を取り外せない機器もある。また被試
験装置CXの図示上側や結合コンデンサCKの図示
上側でも可能であるが、高圧側での測定のために
は、例えばパルス検出器5と減衰器6以下の測定
器本体との間を電圧的に絶縁する必要がある。場
合によつては、被試験装置CXから離れた測定器
4をケーブル3で接続する場合、この測定系が誘
導雑音を受ける。また測定器4を別に接地する場
合、接地電位の変動からくる雑音を受けることも
ある。これらの雑音を減らすためにも、検出器5
と測定器本体との間を電位的に絶縁することが望
ましい。
〔発明の目的と構成〕 本発明は、上記の考察に基づくものであつて、
高圧側でもあるいは被試験装置とは別の接地電位
においても、パルスの発生量が測定でき、またラ
ジオ放送波などの妨害雑音の影響を受けることな
く、パルス分解能も充分であり、かつ、測定回路
の調整なども容易に行える光−電変換同調式部分
放電測定装置を提供することを目的とするもので
ある。
また、当該光−電変換同調式部分放電測定装置
を提供して、検出部側と測定器側とを分離した際
にもダイナミツク・レンジを十分に大にとり得る
ようにすることを目的としている。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。
第4図は本発明の1実施例を説明する図、第5
図は本発明の具体的な1実施例構成を示す図であ
る。図において、1,2,4,CK,CXとTはそ
れぞれ第1図に対応するものを示し、10は検出
部、12はパルス検出器、13は減衰器、14は
広帯域増幅器、15はミキシング器、16と28
は電−光変換器、17は印加電圧波形検出器、1
8は位相検出器、19は減衰器制御器、20と2
1は光−電変換器、22は分離器、23は同調増
幅器、24はゲート、25は検波積分器、26は
指示装置、27はゲート波発生器、29は減衰器
制御器、PCは光ケーブルをそれぞれ示している。
本発明においては、先に述べた如き同調式部分
放電測定装置において、測定回路から直接同軸ケ
ーブルにより測定器を接続するのではなく、第4
図図示の如く、測定回路に光−電変換手段を備え
る検出部10を接続し、該検出部10での検出信
号を一旦光信号に変換して光ケーブルPCを介し
て測定器4に伝達するように構成するようにして
いる。このような構成を採用するのに伴つて当然
のこと乍ら、測定器4にも光−電変換手段を備
え、光ケーブルPCを介して送られてくる検出部
10からの光信号を再び電気信号に変換し処理す
るように構成される。従つて測定器4では、再び
電気信号に変換した出力を、先に述べた如き同調
増幅器に供給し、そしてその出力を検波積分す
る。
光ケーブルPCを介して信号を伝達する光ケー
ブル結合手段を採用することによつて、第4図を
参照して明瞭となる如く、検出部10、換言すれ
ば測定回路と測定器4とは電気的に絶縁されるの
で、第1図図示従来例の如く、放電パルスの検出
点を低圧側に限定せず、高圧側にしても、全く同
じ測定器4を用いることができる。従つて、同じ
測定器4を用いても、検出部10は、第4図の如
く結合コンデンサCKの図示上側や被試験装置CX
の図示上側にも適宜接続替えをすることが可能で
ある。
また第2図に示される如く減衰器6をもうける
必要があるが、上述の如く検出部10と測定器4
とに分離した場合に、当該減衰器6をもうける場
所が問題となる。即ち、減衰器6に対しては減衰
レベルを可変にする必要があることから、測定器
4側にもうけることが考慮されるが、本発明にお
いては検出部10の側に減衰器6は配置してダイ
ナミツク・レンジを大にとり得るようにする。
次に、第4図及び第5図図示の検出部10と同
調増幅器を含む測定器4の具体的な実施例構成を
第5図を参照しつつ説明する。第5図Aにおいて
パルス検出器12は、第2図図示のパルス検出器
5に対応するものであり、ここで放電パルスの検
出を行う。検出された放電パルスの検出信号は、
減衰器13により所望のレベルに減衰させた後、
広帯域増幅器あるいは同調増幅器14により増幅
される。他方、印加電圧波形検出器17では、試
験電圧の基本波形(例えば商用電源波形)の検出
を行い、位相検出器18により基本波形の位相検
出、例えば零点(零クロス点)検出を行う。そし
て、ミキシング器15では、増幅器14の出力と
位相検出器18の出力とのミキシングを行い、ミ
キシングした出力信号を電−光変換器16により
光信号に変換する。この光信号が光ケーブルPC
を介して検出部10から測定器4に送られる。こ
れに対して測定器4(第5図B)では、光信号を
光−電変換器21により電気信号に変換し、この
電気信号を分離器22により放電パルスの検出信
号と試験電源の位相信号とに分離する。ここで分
離された放電パルスの検出信号は同調増幅器23
に供給され、位相信号はゲート波発生器27に供
給される。同調増幅器14および23は、先に述
べた如く、放電パルスの電圧によつて予め定めた
周波数の振動電圧を発生する同調回路を有するも
のである。この同調周波数以外の信号はミキシン
グ器15で放電パルス信号と同一の光伝送システ
ム16、PC、21にのせられた後、分離器22
の周波数特性によつて、容易に分離されるという
特徴が、同調式測定器を使うことによつて生まれ
る。この他、印加電圧波形検出器17の代わり
に、充電電流波形検出を行い、この信号をミキシ
ング器15以下で、上述と同様の操作により測定
器4に送り、この情報を放電パルスと同時に測定
することも可能である。また減衰器13のレンジ
切換点を表示する信号を、上記の同調信号と別の
周波数の信号として、ミキシング器15に送り、
上述と同様に測定器4にて、この信号を分離し
て、利用することもできる。ゲート24は、ゲー
ト波発生器27で発生したゲート信号に従つて同
調増幅器23の出力信号を選択的に検波積分器2
5に出力するものである。
減衰器13は、所望のレベルに減衰させるため
従来は直接手動操作などによつて調整していた
が、本発明においては、第5図図示の如く、測定
器4側に減衰器制御器29を設け、この信号を、
電−光変換器28、光ケーブルPC、光−電変換
器20を介して減衰器制御器19に送り、減衰器
制御器19により減衰器13を制御するように構
成する。このようにすることによつて、高圧側あ
るいは測定器4とは別の接地電位側に存在する検
出部10内の減衰器13の減衰レベルを、被試験
装置CXに電圧を印加したままの状態で調整する
ことが可能となる。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、従来、同軸ケーブルを用いて測定器を測定回
路に接続していたものを光ケーブル結合を用いる
ようにし、しかも放電パルスの検出信号の処理を
同調方式で行うようにしたので、上述の如く、商
用電源の印加電圧位相や減衰器調整のための制
御、その他の上記同調周波数領域以外の周波数の
多信号を、測定すべき放電パルス検出信号と並行
して送受信することが可能となると共に、被測定
装置と測定器間の接地を電位的に切離すことがで
き、また放電パルスの測定位置を低圧側のみでな
く高圧側でも置くことが可能になり、接地が取り
外せない機器の測定も可能になる。また、同調周
波数以外の妨害雑音を受けることなく、接地電位
の変動や測定ケーブルなどの受ける誘導などのた
めの雑音を減らすこともできる。そして、減衰器
を検出部側に配置しておりダイナミツク・レンジ
を大にとることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の同調式部分放電測定回路の1例
を示す図、第2図は従来の測定器の構成例を示す
ブロツク図、第3図は放電パルスの信号波形を示
す図、第4図は本発明の1実施例を説明する図、
第5図は本発明の具体的な1実施例構成を示す図
である。 1……試験電源、2……インピーダンス素子、
3……同軸ケーブル、4……測定器、5と12…
…パルス検出器、6と13……減衰器、7と23
……同調増幅器、8と25……検波積分器、9と
26……指示装置、10……検出部、14……広
帯域増幅器、15……ミキシング器、16と28
……電−光変換器、17……印加電圧波形検出
器、18……位相検出器、19と29……減衰器
制御器、20と21……光−電変換器、24……
ゲート、27……ゲート波発生器、CX……被試
験装置、CK……結合コンデンサ、T……トラン
ス、PC……光ケーブル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被試験装置に試験電圧を印加すると共に当該
    試験電圧が印加された状態の下で当該被試験装置
    内で発生する部分放電に基づく放電パルスを、当
    該放電パルスがもつている周波数成分内の周波数
    に同調する同調回路を用いて測定する部分放電測
    定装置において、 検出部側と測定器側とを分離すると共に、当該
    検出部側で電気信号を一旦光信号に変換し光ケー
    ブルを介して上記測定器側に伝送し当該測定器側
    で再び電気信号に変換する光ケーブル結合手段を
    そなえ、 かつ、上記検出部側に、上記放電パルスを検出
    するパルス検出器と、当該パルス検出器にて検出
    された放電パルスの信号レベルを減衰させる減衰
    器と、上記光ケーブル結合手段の一端側とを少な
    くともそなえると共に、 上記測定器側に、上記光ケーブル結合手段の他
    端側と、上記放電パルスによつて生じる周波数成
    分内の予め定めた周波数の振動電圧を抽出する同
    調回路と、上記検出部側に存在する上記減衰器の
    減衰レベルを制御する減衰器制御器とを少なくと
    もそなえ、 上記光ケーブル結合手段を使つて伝達され上記
    同調回路を介して抽出された上記予め定めた周波
    数成分の電圧を検波積分すると共に上記減衰器制
    御器によつて上記減衰器の減衰レベルを制御する
    ようにした ことを特徴とする光−電変換同調式部分放電測定
    装置。
JP9260484A 1984-05-09 1984-05-09 光−電変換同調式部分放電測定装置 Granted JPS60236074A (ja)

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JPS6321874U (ja) * 1986-07-25 1988-02-13
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JPS55152474A (en) * 1979-05-18 1980-11-27 Hitachi Ltd Partial discharge detection circuit

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JPS5167765U (ja) * 1974-11-22 1976-05-28

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