JPH0587862A - 部分放電測定方法 - Google Patents

部分放電測定方法

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JPH0587862A
JPH0587862A JP25175391A JP25175391A JPH0587862A JP H0587862 A JPH0587862 A JP H0587862A JP 25175391 A JP25175391 A JP 25175391A JP 25175391 A JP25175391 A JP 25175391A JP H0587862 A JPH0587862 A JP H0587862A
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JP
Japan
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signal
partial discharge
electric discharge
light
frequency component
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JP25175391A
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Inventor
Masaki Matsuki
正基 松木
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 絶縁ガスを封入した接地電位の金属容器内で
部分放電信号を検出し、これを光信号に変換し、ノイズ
の侵入を減少させ、感度よく部分放電の測定を行う。 【構成】 絶縁ガス13を封入した接地電位の金属容器
11内に、高電圧用の内部導体12、部分放電信号の高
周波成分を検出する検出部15及びその近傍に電気/光
変換を行う光導波路型電圧センサを組み込んで、検出部
15と光導波路型電圧センサを直接接続し、上記光導波
路型電圧センサにより光変換した光信号を直接光ファイ
バ24を介して出力した後、光/電気変換部25で部分
放電信号に変換し、さらに増幅器26で増幅後、CPU
28が上記部分放電信号により部分放電の発生を測定
し、ガス絶縁電力ケーブル10の絶縁劣化の程度を診断
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス絶縁(以下、「G
IS」という。)機器、ガス絶縁電力(以下、「GI
L」という。)ケーブル及び電力ケーブルのガス密閉型
接続部の現地布設後の絶縁状態や、活線状態での絶縁劣
化の程度を評価するための部分放電測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】GIS機器、GILケーブル及び電力ケ
ーブルのガス密閉型接続部では、現地布設後の絶縁状態
や、活線状態での絶縁劣化の程度を調査するために、部
分放電を測定する方法が多く行われており、このよう
に、部分放電を測定するということは、電力ケーブルの
絶縁性能や劣化状態を監視するための手法として重要で
ある。また、最近では、常時監視の手法として部分放電
の測定が実施されることも少なくない。
【0003】従来、この種の部分放電を測定する方法に
は、接地電位の金属容器内に検出電極を設ける静電分圧
センサを配置し、部分放電電流の高周波成分を検出する
方法がある。また、上記方法より感度を良くするため
に、金属容器内部にアンテナを配置し、数十MHzから
数百MHzの周波数成分を検出する方法もあった。上述
した各方法では、実際には、検出インピーダンス整合回
路等の電気的回路で検出されたアナログ信号を増幅器で
増幅し、その後に電気/光変換を行い、上記変換された
光信号を光ファイバーを介して信号伝送し、オシロスコ
ープ等によりモニター観測したり、波形解析処理を実施
することによって、伝送系において侵入する電気的ノイ
ズを阻止するとともに、高周波での伝送損失を小さくし
て全体の測定感度を上げていた。
【0004】上記方法に使用される電気/光変換用素子
としては、電気光学結晶によるバルクな素子があり、高
電界が形成される電界を上記電気光学結晶に印加し、ポ
ッケルス効果により、透過光が変調を受けるのを検光子
を用いて光の強弱として検知している。電気光学結晶の
主なものには、水晶、Bi12 Si O20(「BSO」と呼
ばれる)やBi12 Ge O20(「BGO」と呼ばれる)等
の結晶を用いることが多い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記測定方
法では、電気/光変換用素子として用いられる電気光学
結晶が動作する電圧まで、部分放電検出電圧を増幅しな
ければならず、また数百kHzオーダーにピエゾ共振と
呼ばれる共振点をもち、素子の線形性のある周波数は限
定されており、数MHz以上の帯域をもつ素子を安定し
て得ることは難しい。これらを解決するためには、部分
放電検出電圧に変調をかけた後に光/電気変換を行った
り、又は部分放電検出電圧をデジタル化処理した後に送
信する複雑な回路を、電気/光変換器の前に構成させる
ことになり、構造上ノイズの侵入源が増え、測定時に誤
差がでやすくなると共に、製作コストが高くなるという
問題点があった。
【0006】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、ノイズの侵入を減少させ、感度よく部分放電の測定
を行うことができるケーブルの部分放電測定方法を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、絶縁ガスを封入した接地電位の金属容
器内に、高電圧導体及び高周波成分検出手段を配置して
なる機器及び部材で、前記高電圧導体に高電圧を印加す
る時に欠陥部より発生する部分放電信号を高周波成分と
して検出し、該検出した高周波成分を取り込み、該高周
波成分の大きさに応じて前記機器及び部材の部分放電信
号を測定する部分放電測定方法において、前記金属容器
内部に光変調手段を設け、前記検出された高周波成分の
大きさに応じて、該光変調手段が光信号を光変調して当
該光信号を出力した後、該出力された光信号を電気信号
に変換し、当該電気信号に基づき部分放電の解析処理を
行い部分放電の発生を判定する部分放電測定方法が提供
される。
【0008】
【作用】光変調手段としては、例えば半波長電圧が数V
から数十Vと低電圧で、ピエゾ共振周波数が数百MHz
以上と高い光導波路型変調器を用い、直接、検出手段か
らの高周波成分の電気信号を光信号に変換する。従っ
て、数百MHz、数mV程度までの検出感度を有する広
帯域、高感度な電気/光変換が可能になり、コンパクト
で十分高感度な部分放電の測定が可能になる。
【0009】
【実施例】本発明の実施例を図1の図面に基づき詳細に
説明する。図1は、本発明に係る部分放電測定方法を用
いた測定装置のブロック図であり、図1ではGILケー
ブルへの適用例を示す。図において、GILケーブル1
0は、例えば外側に設けられた内径480[mm]、厚
さ12[mm]のアルミ性金属容器11と、外径180
[mm]の内部導体12と、アルミ性金属容器11と内
部導体12との間に介在する絶縁性ガス(SF6 ガス)
13とから構成される500[kV]級のケーブルであ
る。上記GILケーブル10には、ハンドホール14と
呼ばれる小さな低電界のボックス部を設け、上記ハンド
ホール14内に検出部15を設置した。
【0010】検出部15は、金属間に厚さ200[μ
m]のプラスチックシートをサンドイッチ構造とした静
電容量型のフィルムコンデンサから構成されており、G
ILケーブル10の活線状態下で検出した高周波成分の
部分放電パルス(高周波電気信号)を検出している。な
お、上記検出部15は、静電カップリングを利用した小
形のアンテナから構成することも可能である。
【0011】ハンドホール14は、Oリング16、ボル
ト17及び密閉用の蓋18によって密閉構造になってお
り、上記ハンドホール14の下部には、光導波路型電圧
センサ19を内在させたハウジング20が付設されてい
る。検出部15と光導波路型電圧センサ19は、密閉コ
ネクタ21を介して接続されており、検出部15からの
電気信号は、密閉コネクタ21を介して光導波路型電圧
センサ19に伝達される。
【0012】光導波路型電圧センサ19には、後述する
光源22から光が供給されており、検出部15からの電
気信号は、ここで光の強弱信号に変調される。上記光導
波路型電圧センサ19は、Li Nb O3 結晶上にTi を
拡散させ、非対称な2本の分岐型導波路をもつもので、
半波長電圧は1.8[V]であった。また、光源22に
は半導体レーザを用い、導波路への入射には偏波面保存
光ファイバ23を用い、導波路の出射側には単一モード
光ファイバ24を用い、光/電気変換部25にはホォト
ダイオードを用いた。なお、光ファイバ24は、偏波面
保存光ファイバを用いてもよい。従って、半導体レーザ
から出射したレーザ光は、偏波面保存光ファイバ23を
介し、光導波路型電圧センサ19で電圧によって変調を
受け、さらに偏光子により光の強弱信号に変換され、単
一モード光ファイバ24を介し、ホォトダイオードで受
光されて電気信号に変換される。光源22と光/電気変
換部25は、本実施例では一つの箱に納めた。
【0013】光/電気変換部25で変換された電気信号
は、アナログ的な波形であり、これから部分放電信号と
して解析処理される。この解析処理の方法には種々ある
が、本実施例では、22[dB]の増幅器26で増幅し
た後、上記部分放電信号を三つに分ける。分けられた一
の信号は、スペクトルアナライザ27で周波数解析され
る。
【0014】他の一の信号は、演算回路(CPU)28
で解析され、GILケーブル10の絶縁劣化の診断が行
われる。この絶縁劣化の診断方法としては、例えば部分
放電信号の周波数掃引を行い、信号とノイズの比率を示
すS/N比が大きい周波数領域を見つけ、その狭周波数
帯域の信号を継続的に監視する方法、ケーブルに送電さ
れる商用周波数と部分放電発生位相との経時的変化を取
る方法、又は部分放電信号の大きさや発生頻度の経時的
変化を取る方法等がある。この診断結果は、CPU28
に接続された記録・警報装置29に伝送され、ここで部
分放電の発生が記録され、さらに送電停止や警告等の警
報がなされる。
【0015】また、他の一の信号は、1[MHz]から
800[MHz]の帯域幅を広帯域とするバンドパスフ
ィルタ回路30に入力し、このフィルタ回路30で信号
の高周波成分のみが通過し、オシロスコープ31でモニ
ターリングされ、波形の観察が行われる。従って、本実
施例では、接地電位側の金属容器内部に、部分放電に起
因した高周波電磁波の検出を目的とした静電分圧センサ
やアンテナを設置し、その出力部分に直接、電気/光変
換を行う光導波路型電圧センサを組み込み、上記光導波
路型電圧センサにより光変換した光信号を直接光ファイ
バを介して出力した後、上記光信号を光/電気変換、増
幅等を行った後、部分放電信号の波形解析を行うので、
検出部近傍には電源が不要となり、また本実施例では、
微小な部分放電電圧でも動作するため、上記検出部近傍
では増幅器が不要になる。これにより、検出部近傍の構
造が簡単になるばかりでなく、電源部からの雑音の侵入
がなくなり、また光で直接高周波領域まで伝送できるの
で、部分放電信号の解析処理を容易に行うことができ
る。本実施例では、1[MHz]から800[MHz]
の範囲で部分放電信号の解析を実施することができた。
【0016】なお、本実施例では、分岐型導波路をもつ
光導波路型電圧センサを用いたが、本発明はこれに限ら
ず、単一導波路をもつ光導波路型電圧センサを用いるこ
とも可能である。
【0017】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明では、絶
縁ガスを封入した接地電位の金属容器内に、高電圧導体
及び高周波成分検出手段を配置してなる機器及び部材
で、前記高電圧導体に高電圧を印加する時に欠陥部より
発生する部分放電信号を高周波成分として検出し、該検
出した高周波成分を取り込み、該高周波成分の大きさに
応じて前記機器及び部材の部分放電信号を測定する部分
放電測定方法において、前記金属容器内部に光変調手段
を設け、前記検出された高周波成分の大きさに応じて、
該光変調手段が光信号を光変調して当該光信号を出力し
た後、該出力された光信号を電気信号に変換し、当該電
気信号に基づき部分放電の解析処理を行い部分放電の発
生を判定するので、ノイズの侵入を減少させ、感度よく
部分放電の測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る部分放電測定方法を用いた部分放
電測定装置を示すブロック図である。
【符号の説明】 10 ガス絶縁電力(GIL)ケーブル 11 アルミ性金属容器11 12 内部導体 13 絶縁性ガス(SF6 ガス) 14 ハンドホール 15 検出部 19 光導波路型電圧センサ 22 光源 25 光/電気変換部 26 増幅器 27 スペクトルアナライザ 28 演算回路(CPU) 29 記録・警報装置 30 バンドパスフィルタ回路 31 オシロスコープ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁ガスを封入した接地電位の金属容器
    内に、高電圧導体及び高周波成分検出手段を配置してな
    る機器及び部材で、前記高電圧導体に高電圧を印加する
    時に欠陥部より発生する部分放電信号を高周波成分とし
    て検出し、該検出した高周波成分を取り込み、該高周波
    成分の大きさに応じて前記機器及び部材の部分放電信号
    を測定する部分放電測定方法において、前記高周波成分
    検出手段近傍で金属容器内部或いは外部に光変調手段を
    設け、前記検出された高周波成分の大きさに応じて、該
    光変調手段が光信号を光変調して当該光信号を出力した
    後、該出力された光信号を電気信号に変換し、当該電気
    信号に基づき部分放電の解析処理を行い部分放電の発生
    を判定することを特徴とする部分放電測定方法。
JP25175391A 1991-09-30 1991-09-30 部分放電測定方法 Pending JPH0587862A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106569105A (zh) * 2016-10-31 2017-04-19 国家电网公司 一种gis局部放电光学特高频联合检测方法
CN109683071A (zh) * 2018-12-24 2019-04-26 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 一种gil设备三支柱绝缘子放电故障后快速定位装置及方法

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