JPH06317625A - 変圧器の運転中における部分放電検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノイズ環境下に於いて、変圧器の絶縁劣化に
起因する部分放電を運転状態において検知することがで
きるようにした変圧器の運転中における部分放電検知装
置を提供する。 【構成】 変圧器の１次側の電路にセンサＳを設け、該
１次側電路の各相と大地間に結合コンデンサＣを設け、
該結合コンデンサＣの大地側電線に各相センサＳＰを設
け、該結合コンデンサの各相の大地側電線と大地を結ぶ
電線に基準センサＳＢを設け、該変圧器の２次側電路の
各相に設けた結合コンデンサＣ２と大地を結ぶ電線にノ
イズセンサＳＮを設け、前記各センサの信号をモニタ
（Ｍ）に取り込み、モニタ（Ｍ）では、変圧器の絶縁劣
化に起因する部分放電をセンサＳの信号とセンサＳＢの
信号の位相比較で検知し、各相センサＳＰの信号でコモ
ンモードノイズを検知し、センサＳＮの信号で２次側ノ
イズを検知し、前記各ノイズと変圧器の絶縁劣化による
部分放電の信号の弁別をおこない、変圧器の運転中にお
ける部分放電を検知するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は変圧器の運転中における
部分放電検知装置に係わり、特に、乾式変圧器などの絶
縁劣化の進行状態を常時検査できる形式の装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電気機器およびケーブルの絶縁劣化状態
を検出する装置としては種々提案されているが、本出願
人は先に、電力伝送路のいずれの部分が絶縁劣化をひき
おこしているかを運転状態で検知する装置を提案した。

【０００３】これは、電力伝送路の絶縁が低下したとき
に発生するコロナ放電や部分放電を利用し、これら放電
の方向を検知することによって、放電位置の特定ができ
るようにしたものであり、放電によって生ずる高周波ノ
イズは電力電送路に設けた複数のセンサによつて検出さ
れるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した装置
では、対象の電気機器が変圧器の場合には次の問題点が
ある。

【０００５】すなわち、当該変圧器の２次側にインバー
タ駆動の負荷などがある場合には、インバータの電力ト
ランジスタやサイリスタの点弧および消弧に伴い発生す
る電流さい断あるいは電圧さい断によるスイッチング性
のノイズが変圧器の２次巻線から１次巻線に電磁結合お
よび静電結合により移行し、したがって、このスイッチ
ング性のノイズと変圧器の絶縁劣化に起因する部分放電
による信号とを区別することができないという問題であ
る。

【０００６】特に、ビルなどに設置される合成樹脂モー
ルド絶縁方式やガス絶縁方式などの乾式変圧器では、絶
縁劣化に伴い発生する部分放電のレベルが非常に小さ
く、その部分放電電荷量は数１０〜数１００ｐＣであ
り、高圧電動機の部分放電電荷量の１／１００程度であ
り、前記した変圧器の２次側の電流さい断や電圧さい断
に起因するスイッチング性ノイズはレベル換算すれば、
数１，０００ｐＣ〜数１０，０００ｐＣ相当であり、こ
のノイズの影響により前記した従来の装置では変圧器の
絶縁劣化を初期状態で検知することができない。

【０００７】本発明は前記事項に鑑みなされたもので、
変圧器の２次側にインバータ駆動の負荷などのスイッチ
ング性ノイズ発生源が存在する場合でも、そのノイズを
弁別して、変圧器の絶縁劣化を初期段階から検知するこ
とができるようにした変圧器の運転中における部分放電
検知装置を提供することを技術的課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記技術的課題
を解決するために、以下のような構成を備える。 （イ）変圧器Ｔｒの１次側の電路に設けたセンサＳ。 （ロ）該１次側電路の各相と大地間に設けた第１結合コ
ンデンサＣ。 （ハ）該第１結合コンデンサＣの大地側電線に設けた各
相センサＳＰ。 （ニ）該第１結合コンデンサＣの各相の大地側電線を一
括して大地に接続する第１接地電線。 （ホ）該第１接地電線に設けた基準センサＳＢ。 （ヘ）該変圧器Ｔｒの２次側電路の各相と大地間に設け
た第２結合コンデンサＣ２。 （ト）該第２結合コンデンサＣ２の各相の大地側電線を
一括して大地に接続する第２接地電線。 （チ）該第２接地電線に設けたノイズセンサＳＮ。

【０００９】そして、変圧器Ｔｒの絶縁劣化に起因する
部分放電をセンサＳと基準センサＳＢの位相比較で検知
し、各相センサＳＰでコモンモードノイズを検知し、ノ
イズセンサＳＮで変圧器２次側のノイズを検知し、これ
らノイズと絶縁劣化に起因する部分放電による信号を弁
別することにより、変圧器の運転中における部分放電を
検知する構成とした。

【００１０】また、第２の構成として、以下のような構
成を備える。 （イ）変圧器Ｔｒの１次側の電路に設けたセンサＳ。 （ロ）該１次側電路の各相と大地間に設けた結合コンデ
ンサＣ。 （ハ）該結合コンデンサＣの大地側電線に設けた各相セ
ンサＳＰ。 （ニ）該結合コンデンサＣの各相の大地側電線を一括し
て大地に接続する接地電線。 （ホ）該接地電線に設けた基準センサＳＢ。 （ヘ）該変圧器Ｔｒの２次側電路に設けたセンサＳ２。

【００１１】そして、変圧器Ｔｒの絶縁劣化に起因する
部分放電をセンサＳとセンサＳＢの位相比較で検知し、
各相センサＳＰでコモンモードノイズを検知し、センサ
ＳとセンサＳ２の信号の強度を比較することにより変圧
器２次側のノイズを検知して、これらノイズと絶縁劣化
に起因する部分放電による信号を弁別することにより、
変圧器の運転中における部分放電を検知する構成とし
た。

【００１２】また、第３の構成として、以下のような構
成とした。 （イ）変圧器Ｔｒの１次側の電路に設けたセンサＳ。 （ロ）該１次側電路の各相と大地間に設けた結合コンデ
ンサＣ。 （ハ）該第１結合コンデンサＣの大地側電線に設けた各
相センサＳＰ。 （ニ）該第１結合コンデンサの各相の大地側電線を一括
して大地に接続する第１接地電線。 （ホ）該第１接地電線に設けた基準センサＳＢ。 （ヘ）該変圧器Ｔｒの２次側電路の各相と大地間に設け
た第２結合コンデンサＣ２。 （ト）該第２結合コンデンサＣ２の各相の大地側電線を
一括して大地に接続する第２接地電線。 （チ）該第２接地電線に設けたノイズセンサＳＮ。

【００１３】そして、変圧器Ｔｒの絶縁劣化に起因する
部分放電をセンサＳとセンサＳＢの位相比較で検知し、
各相センサＳＰでコモンモードノイズを検知し、センサ
ＳＢとセンサＳＮの信号の強度を比較することにより変
圧器２次側のノイズを検知して、これらノイズと絶縁劣
化に起因する部分放電による信号を弁別することによ
り、変圧器の運転中における部分放電を検知する構成と
した。

【００１４】また、第４の構成として、以下のような構
成とした。 （イ）変圧器Ｔｒの１次側の電路に設けたセンサＳ。 （ロ）該１次側電路の各相と大地間に設けた結合コンデ
ンサＣ。 （ハ）該第１結合コンデンサＣの大地側電線に設けた各
相センサＳＰ。 （ニ）該第１結合コンデンサＣの各相の大地側電線を一
括して大地に接続する第１接地電線。 （ホ）該第１接地電線に設けた基準センサＳＢ。 （ヘ）該変圧器Ｔｒの２次側電路の各相と大地間に設け
た第２結合コンデンサＣ２。 （ト）該第２結合コンデンサＣ２の各相の大地側電線を
一括して大地に接続するとともに前記各相センサＳＰを
順次貫通する第２接地電線。 （チ）前記各相センサＳＰと大地との間の第２接地電線
に設けたインピーダンスＺ１。

【００１５】そして、変圧器Ｔｒの絶縁劣化に起因する
部分放電をセンサＳとセンサＳＢの位相比較で検知し、
各相センサＳＰでコモンモードノイズを検知し、かつ、
各相センサＳＰの強度を比較することにより２次側ノイ
ズを検知して、これらノイズと絶縁劣化に起因する部分
放電による信号を弁別することにより、変圧器の運転中
における部分放電を検知する構成とした。

【００１６】また、絶縁劣化を判定するモニタ（Ｍ）は
以下のような構成とした。即ち、このモニタは、前記ノ
イズセンサＳＮに接続するノイズ検出回路１１、前記各
相センサＳＰに接続するコモンモードノイズ検出回路１
２、前記センサＳおよび基準センサＳＢに接続される位
相比較回路１４、位相比較回路の出力をパルス化するパ
ルス化出力回路１５を備え、また、前記ノイズ検出回路
およびコモンモードノイズ検出回路の出力によりパルス
化出力回路のロックをおこなう出力ロック回路１３、前
記パルス化出力回路の出力を計数する計数回路１６、前
記計数回路の出力に接続される絶縁劣化判定出力１７を
備えている。モニタ（Ｍ）は、前記ノイズ検出回路１
１，コモンモードノイズ検出回路１２および出力ロック
回路１３により、ノイズの弁別をおこなう。また、モニ
タ（Ｍ）は、位相比較回路１４，パルス化出力回路１
５，および計数回路１６を通じて絶縁劣化判定出力１７
により変圧器の絶縁劣化に起因する部分放電電荷量を検
知するようにした。

【００１７】そして、前記各センサのコアを線形ヒステ
リシス特性として、部分放電電荷量とセンサの検知出力
が比例するようにした。

【００１８】たとえば、前記各センサのコアをコバルト
系アモルファス合金で線形ヒステリシス特性とすること
により、センサを高感度に製作できるようにした。

【００１９】また、前記センサＳおよびＳ２のコアを空
心とすることにより、センサを各相に個別に挿入する場
合でも、変圧器Ｔｒの負荷電流で磁気飽和を起こさない
ようにした。

【００２０】

【作用】変圧器Ｔｒの巻線に絶縁上の欠陥が生ずると、
その部位に部分放電が発生する。絶縁劣化による部分放
電信号のように立ち上がりの早いパルス性の信号に対し
ては磁気センサの２次側のインダクタンス及びそれにつ
ながるキャパシタンス等で決まる回路の時定数を持つ減
衰波形になる。この信号は他のノイズの存在により信号
の検出そのものが困難である。

【００２１】本発明では、変圧器巻線の絶縁低下の検知
については以下のようにした。すなわち、変圧器巻線の
絶縁に欠陥が生ずると、その部位に部分放電が発生す
る。するとこの放電に起因して線路と大地間の分布定数
回路に進行波が発生し、欠陥部分から線路上の両方向に
進行する。したがって、この進行波の方向を検知するこ
とにより絶縁性能が低下した変圧器を特定することがで
きる。また、進行波電流の強度と変圧器巻線より発生し
ている部分放電の電荷量は比例関係にあるので、進行波
電流の強度を検知して、その増加傾向を管理することに
より変圧器の絶縁劣化の進展に伴う地絡事故や短絡事故
を未然に防止することができる。

【００２２】そして、前記進行波の方向を検出する方法
として、変圧器Ｔｒの１次側の電路に設けられたセンサ
Ｓの信号の極性と、１次電線路の各相と大地間に設けら
れた結合コンデンサＣの大地側の電線を一括して大地に
接続する電線を一次巻線として設けられた基準センサＳ
Ｂの信号の極性を比較することにより行うことができ
る。すなわち、前記両信号の極性は、当該変圧器Ｔｒの
絶縁劣化の場合は互いに逆極性となり、また、他の機器
からの劣化信号の場合は互いに同極性となる。

【００２３】また、前記進行波の発生している相を検出
する方法として、１次電線路の各相と大地間に設けられ
た結合コンデンサＣの各相の大地側の電線を一次巻線と
して設けられた各々の各相センサＳＰの信号のレベルと
極性を互いに比較しておこなうことができる。すなわ
ち、進行波の発生している相のセンサＳＰの信号は、他
の相のセンサＳＰの信号に対してレベルが大であり、か
つ、極性が逆である。

【００２４】さらに、絶縁劣化に起因する信号である
か、または、コモンモードノイズに起因する信号である
かの判別は、前記各相センサＳＰの全ての相の信号の極
性とレベルを比較することによりおこなうことができ
る。すなわち、コモンモードに起因する信号の場合は、
全ての各相センサＳＰの信号の大きさが等しく、且つ、
信号の極性が等しいことにより判別することができる。
それに対して、絶縁劣化に起因する場合は、絶縁劣化に
起因して進行波の発生している相の相センサＳＰの信号
が他相の相センサＳＰの信号に対してレベルが大であ
り、かつ、極性が逆である。

【００２５】そして、絶縁劣化に起因する信号である
か、または、変圧器Ｔｒの２次側からの移行ノイズであ
るかの判別は、該変圧器Ｔｒの２次側電路の各相に設け
た結合コンデンサＣ２の大地側の電線を一括して大地に
接続する電線に設けられたノイズセンサＳＮの信号の強
度を測定することによりおこなうことができる。すなわ
ち、変圧器Ｔｒの２次側からの移行ノイズの場合は、前
記ノイズセンサＳＮの信号の強度が、絶縁劣化に起因す
る場合の信号の強度に比べて格段に大きいことにより判
別することができる。

【００２６】また、前記変圧器Ｔｒの２次側からの移行
ノイズの判別は、次の第１〜第４の各々の方法としても
よい。先ず、第１の方法としては、変圧器Ｔｒの２次側
電路にノイズセンサＳＮを設け、該変圧器Ｔｒの２次側
からの移行ノイズの判定は、前記センサＳとノイズセン
サＳＮの信号の強度を比較することによりおこなうこと
ができる。すなわち、変圧器Ｔｒの２次側からの移行ノ
イズの場合は、センサＳの信号の強度に比べてノイズセ
ンサＳＮの信号の強度が格段に大きいことにより判別す
ることができる。

【００２７】つぎに、第２の方法としては、該変圧器Ｔ
ｒの２次側電路の各相と大地間に設けた結合コンデンサ
Ｃ２の大地側電線を一括して大地に接続する電線にノイ
ズセンサＳＮを設け、センサＳＢとノイズセンサＳＮの
信号の強度を比較することによりおこなうことができ
る。すなわち、変圧器Ｔｒの２次側からの移行ノイズの
場合は、センサＳの信号の強度に比べてセンサＳＮの信
号の強度が格段に大きいことにより判別することができ
る。

【００２８】つぎに、第３の方法としては、該変圧器Ｔ
ｒの２次側電路の各相と大地間に設けた結合コンデンサ
Ｃ２の大地側電線を一括して大地に接続する電線を、全
ての各相センサＳＰに順次貫通して大地に接続し、そし
て、各相センサＳＰ相互の極性と強度を比較することに
よりおこなうことができる。すなわち、変圧器Ｔｒの２
次側からの移行ノイズの場合は、その信号が前記各相セ
ンサＳＰをコモンモードノイズの形で通過するので、全
ての各相センサＳＰの出力は大きさが等しく、かつ、極
性が等しくなるので、ノイズと判別することができる。

【００２９】つぎに、第４の方法としては、該変圧器Ｔ
ｒの２次巻線の１端子に高圧巻線と低圧巻線の混触事故
防止用の第２種接地工事による接地線が施工されている
場合は、該接地線にノイズセンサＳＮを設けるととも
に、該変圧器Ｔｒの２次側電路の各相に設けた結合コン
デンサＣ２の大地側電線を一括して大地に接続する電線
にノイズセンサＳＮを設ける。変圧器Ｔｒの２次側から
の移行ノイズの場合は、前記各ノイズセンサＳＮの信号
の強度が、絶縁劣化に起因する場合の信号の強度に比べ
て格段に大きいことにより判別することができる。

【００３０】また、変圧器Ｔｒの運転中における絶縁劣
化に伴う部分放電を自動的に検知するモニタ（Ｍ）は、
例えば、次のように構成すればよい。すなわち、前記各
センサＳ、ＳＰ、ＳＢ、ＳＮからの信号をモニタ（Ｍ）
に取り込む。モニタ（Ｍ）では、先ずコモンモードノイ
ズの判定として、各相センサＳＰの各信号のレベルと極
性が比較される。同時に変圧器２次側から１次側への移
行ノイズの有無を判定するため、ノイズセンサＳＮの信
号の強度が測定される。同時に部分放電検知のため、セ
ンサＳの信号と基準センサＳＢの信号の極性と強度が比
較される。このとき、センサＳとセンサＳＢの信号の極
性が逆であり、かつ、予め定めた設定値を超える信号で
あり、かつ、前記コモンモードノイズでなく、かつ、前
記変圧器２次側からの移行ノイズでない場合は、変圧器
Ｔｒの絶縁劣化による部分放電信号であると判定され
る。

【００３１】つぎに、前記各センサのコアを線形ＢＨカ
ーブを有する磁性体で構成すれば、変圧器Ｔｒの絶縁劣
化による部分放電に起因する進行波電流の大きさとセン
サの出力電圧が比例するので、検知したセンサの出力電
圧から部分放電電荷量を知ることができる。

【００３２】なお、前記各センサのコアを線形ＢＨカー
ブを有し透磁率の大きなコバルト系アモルファス合金で
構成すれば、進行波電流の検知感度が大となるので、変
圧器Ｔｒの絶縁劣化を軽微な段階から検知できる。

【００３３】また、ケーブルセンサＳ、ノイズセンサＳ
Ｎについては、これらセンサを電路の各相に挿入する場
合は、センサのコアを空心として例えばロゴウスキー型
として構成すれば、線路の負荷電流によるコアの磁気飽
和を防止できるので、この場合でも変圧器Ｔｒの絶縁劣
化に起因する部分放電を検知することができる。なお、
この場合は、センサに増幅器を接続し、そのゲインを数
百倍程度とすればよい。

【００３４】

【実施例】本発明の実施例を図１ないし図６に基づいて
説明する。 〈実施例１〉図１は、３相の乾式変圧器Ｔｒへの適用を
示す。変圧器Ｔｒの高圧側は活線の電路（Ｒ），
（Ｓ），（Ｔ）に接続され、また、変圧器Ｔｒの低圧側
は活線の電路（Ｕ），（Ｖ），（Ｗ）に接続されてい
る。

【００３５】そして、変圧器Ｔｒの１次側の電路
（Ｒ），（Ｓ），（Ｔ）を一括して取り囲むようにセン
サＳが設けられている。また、電路（Ｒ），（Ｓ），
（Ｔ）の各相と大地間に結合コンデンサＣを設け、各相
の結合コンデンサＣの各々のアース線に各相センサＳＰ
が設けられ、そして、各相の結合コンデンサＣの全ての
アース線を一括した電線を大地に接続した電線に基準セ
ンサＳＢが設けられている。

【００３６】また、変圧器Ｔｒの２次側の電路（Ｕ），
（Ｖ），（Ｗ）の各相と大地間に結合コンデンサＣ２を
設け、各相の結合コンデンサＣ２の全てのアース線を一
括して大地に接続した電線にノイズセンサＳＮが設けら
れている。

【００３７】そして、モニタ（Ｍ）が設けられ、モニタ
（Ｍ）にはセンサＳ，各相センサＳＰ，基準センサＳ
Ｂ，ノイズセンサＳＮの各々の信号が取り込まれてい
る。

【００３８】ここで、モニタ（Ｍ）の動作を説明する。
位相比較回路１４に取り込まれたセンサＳの信号と基準
センサＳＢの信号の両信号の位相が逆極性、すなわち、
変圧器Ｔｒ側からの信号であり、且つ、絶縁劣化に起因
する部分放電の周波数帯域である場合は、前記位相比較
回路１４のセンサＳの信号をパルス化出力回路１５に送
る。パルス化出力回路１５は、後に説明する出力ロック
回路１３が駆動されていないときは、位相比較回路１４
から送られたセンサＳの信号のレベルに応じた波高値を
持つパルスを計数回路１６に送る。計数回路１６は、予
め設定された時間内に予め設定された数を超えるパルス
数に達した場合に絶縁劣化判定出力１７に信号を送る。
そして、絶縁劣化判定出力１７は絶縁劣化の判定結果を
出力する。

【００３９】一方、各相センサＳＰの信号は、コモンモ
ードノイズ検出回路１２に取り込まれ、全ての相の信号
の極性とレベルが比較される。すなわち、各相センサＳ
Ｐの極性が全て同一であり、信号のレベルも等しい場合
はコモンモードノイズと判定する。コモンモードノイズ
検出回路１２にてコモンモードノイズと判定した場合に
は、出力ロック回路１３を駆動する。

【００４０】また、ノイズセンサＳＮの検出信号Ｎｐは
ノイズ検出回路１１に取り込まれ予め設定されたレベル
を超えたときはノイズであると判定される。ノイズ検出
回路１１にてノイズと判定した場合には、出力ロック回
路１３を駆動する。

【００４１】つぎに、出力ロック回路１３の動作を説明
する。出力ロック回路１３は、ノイズ検出回路１１また
はコモンモードノイズ検出回路１２により駆動される。
そして、出力ロック回路１３が駆動されるとパルス化出
力回路１５の出力は計数回路１６に送られないように制
御される。すなわち、変圧器１次側および変圧器２次側
から移行するコモンモードノイズについてはコモンモー
ドノイズ検出回路１２により、また、変圧器２次側のイ
ンバータ負荷などの各種のスイッチング性ノイズについ
てはノイズ検出回路１１により出力ロック回路１３を駆
動してパルス化出力回路１５をロックすることによりモ
ニタ（Ｍ）の絶縁劣化判定出力１７の誤判定を防止す
る。

【００４２】〈実施例２〉図２は、変圧器Ｔｒの２次側
電路（Ｕ），（Ｖ），（Ｗ）を取り囲むようにセンサＳ
２を設けて、変圧器Ｔｒ２次側のインバータ負荷などの
スイッチング性ノイズと該変圧器Ｔｒの絶縁劣化による
部分放電信号の弁別を行う場合を示す。この場合は、先
ず、変圧器Ｔｒの１次側電路（Ｒ），（Ｓ），（Ｔ）を
取り囲むように設けられたセンサＳの信号と前記センサ
Ｓ２の信号をコンパレータ（ＣＯＭ）に取り込む。

【００４３】コンパレータ（ＣＯＭ）では、前記センサ
Ｓの信号とセンサＳ２の信号の極性とレベルが比較され
る。このとき、センサＳ２の信号レベルがセンサＳの信
号レベルより大きく両信号の極性が同じであれば変圧器
Ｔｒ２次側負荷に起因するノイズであると判定され、コ
ンパレータ（ＣＯＭ）はノイズ検出信号Ｎｐをモニタ
（Ｍ）に送り、モニタ（Ｍ）がノイズによって誤作動す
ることを防ぐ。

【００４４】また、変圧器Ｔｒの絶縁劣化に起因する部
分放電による信号の場合は、センサＳの信号レベルがセ
ンサＳ２の信号レベルより大きく、かつ、信号の極性が
互いに逆であるので、コンパレータ（ＣＯＭ）はノイズ
検出信号Ｎｐを発生しない。ゆえに、実施例１と同様
に、モニタ（Ｍ）は前記センサＳと基準センサＳＢの位
相比較により変圧器Ｔｒの部分放電を検知することがで
き、また、各相センサＳＰの全ての相の信号の方向とレ
ベルを比較することによりコモンモードノイズを検知す
ることができる。

【００４５】〈実施例３〉図３は、変圧器Ｔｒの２次側
電路（Ｕ），（Ｖ），（Ｗ）の各相と大地間に設けられ
た結合コンデンサＣ２の大地側電線を一括して大地に接
続する電線に設置したノイズセンサＳＮの信号と、変圧
器Ｔｒの高圧側の線路（Ｒ），（Ｓ），（Ｔ）の各相と
大地間に設けられた結合コンデンサＣの大地側電線を一
括して大地に接続する電線に設置した基準センサＳＢの
信号を比較することにより、変圧器Ｔｒ２次側のインバ
ータ負荷などによるスイッチング性ノイズと該変圧器Ｔ
ｒの絶縁劣化による部分放電信号の弁別を行う場合を示
す。この場合は、先ず、前記ノイズセンサＳＮの信号と
前記基準センサＳＢの信号をコンパレータ（ＣＯＭ）に
取り込む。

【００４６】コンパレータ（ＣＯＭ）では、前記基準セ
ンサＳＢの信号とノイズセンサＳＮの信号のレベルが比
較される。このとき、ノイズセンサＳＮの信号レベルが
基準センサＳＢの信号レベルより大であれば変圧器Ｔｒ
の２次側負荷に起因するノイズであると判定され、コン
パレータ（ＣＯＭ）はノイズ検出信号Ｎｐをモニタ
（Ｍ）に送り、モニタ（Ｍ）がノイズによって誤作動す
ることを防ぐ。

【００４７】また、変圧器Ｔｒの絶縁劣化に起因する部
分放電による信号の場合は、基準センサＳＢの信号レベ
ルがノイズセンサＳＮの信号レベルより大であり、コン
パレータ（ＣＯＭ）はノイズ検出信号Ｎｐを発生しな
い。ゆえに、実施例１と同様に、モニタ（Ｍ）は前記セ
ンサＳと基準センサＳＢの位相比較により変圧器Ｔｒの
部分放電を検知し、また、各相センサＳＰの全ての相の
信号の方向とレベルを互いに比較することによりコモン
モードノイズを検知することができる。

【００４８】〈実施例４〉図４は、変圧器Ｔｒの２次側
電路（Ｕ），（Ｖ），（Ｗ）の各相と大地間に設けられ
た結合コンデンサＣ２の全ての大地側の端子に一括して
結線した電線を、変圧器Ｔｒの高圧側の線路（Ｒ），
（Ｓ），（Ｔ）の各相と大地間に設けられた結合コンデ
ンサＣの大地側電線に設けられた全ての各相センサＳＰ
を順次貫通させて各相センサＳＰの１次巻線とした後、
インピーダンスＺ１にて大地にアースした構成例を示
す。この場合は、変圧器Ｔｒ２次側のインバーター負荷
などによるスイッチング性ノイズを各相センサＳＰの前
記１次巻線に与えることにより、各相センサＳＰの２次
巻線にコモンモードノイズ信号として得ることができる
ので、変圧器Ｔｒの２次側のインバータ負荷などによる
スイッチング性ノイズと該変圧器Ｔｒの絶縁劣化による
部分放電信号との弁別を行うことができる。

【００４９】〈実施例５〉図５は、変圧器Ｔｒの２次側
端子に第２種接地工事が施されている場合の適用例を示
す。この場合は、変圧器Ｔｒの２次側端子に施された第
２種接地のアース線にノイズセンサＳＮを設け、また、
変圧器Ｔｒの２次側電路（Ｕ），（Ｖ），（Ｗ）の各相
と大地間に設けられた結合コンデンサＣ２の全ての大地
側の端子に接続した一括のアース線に別のノイズセンサ
ＳＮを設置する。そして、前記両方のノイズセンサＳＮ
の信号は信号変換器ＡＭＰに送られる。前記信号変換器
ＡＭＰは、ノイズセンサＳＮからの信号が予め設定され
たレベルを超えたとき、パルス信号に変換したノイズ検
出信号Ｋｐをモニタ（Ｍ）に送る。ゆえに、変圧器Ｔｒ
２次側のインバーター負荷などによるスイッチング性ノ
イズを前記ノイズセンサＳＮが検知することにより、該
ノイズによりモニタ（Ｍ）が誤作動することを防止する
ことができる。なお、コモンモードノイズと変圧器Ｔｒ
の絶縁劣化に起因する部分放電による信号の弁別は前記
実施例１と同様に行われる。ゆえに、変圧器Ｔｒ１次側
のコモンモードノイズおよび変圧器Ｔｒ２次側のインバ
ータ負荷などによるスイッチング性ノイズと該変圧器Ｔ
ｒの絶縁劣化に起因する部分放電による信号の弁別を行
うことができる。

【００５０】〈実施例６〉図６は、変圧器Ｔｒが混触防
止板ＢＰ付きの場合の適用例を示す。この場合は、変圧
器Ｔｒの混触防止板ＢＰと変圧器Ｔｒの１次巻線間の浮
遊容量を前記実施例１の結合コンデンサＣの代替として
利用することができるので有利である。すなわち、混触
防止板ＢＰ付き変圧器Ｔｒの１次側の電路にセンサＳを
設け、該変圧器Ｔｒの各相の混触防止板ＢＰと大地を接
続する電線に各相センサＳＰを設け、該混触防止板ＢＰ
の各相と大地を接続する電線を一括して大地に接続する
電線に基準センサＳＢを設ける。そして実施例１と同様
に、該変圧器Ｔｒの２次側電路の各相と大地間に設けた
結合コンデンサＣ２の大地側電線を一括して大地に接続
する電線にノイズセンサＳＮを設ける。そして、変圧器
Ｔｒの絶縁劣化に起因する部分放電をセンサＳと基準セ
ンサＳＢの位相比較で検知し、また、各相センサＳＰで
コモンモードノイズを検知し、ノイズセンサＳＮで変圧
器２次側のノイズを検知することができるので、変圧器
の絶縁劣化による部分放電とノイズを弁別することがで
きる。

【００５１】つぎに、変圧器ＴｒのＲ相で部分放電が発
生している場合のモニタ（Ｍ）の絶縁劣化判定出力の有
無、センサＳの信号の極性、基準センサＳＢの信号の極
性、各相センサＳＰの信号の極性、ノイズセンサＳＮの
信号の有無の関係について表１に示す。

【００５２】

【表１】

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、変圧器の２次側にイン
バータ駆動負荷などのスイッチング性ノイズがある場合
でも、変圧器の運転中における部分放電を検知できるの
で、適切な処置を実施することにより事故を未然に防止
することできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる実施例１を示す回路図

【図２】本発明に係わる実施例２を示す回路図

【図３】本発明に係わる実施例３を示す回路図

【図４】本発明に係わる実施例４を示す回路図

【図５】本発明に係わる実施例５を示す回路図

【図６】本発明に係わる実施例６を示す回路図

【符号の説明】

Ｓ，Ｓ２ ・・・・・・・・・・センサ ＳＰ ・・・・・・・・・・各相センサ ＳＢ ・・・・・・・・・・基準センサ ＳＮ ・・・・・・・・・・ノイズセンサ Ｃ，Ｃ２ ・・・・・・・・・・結合コンデンサ Ｔｒ ・・・・・・・・・・変圧器 ＢＰ ・・・・・・・・・・混触防止板 （Ｒ），（Ｓ），（Ｔ）・・・・変圧器１次側線路 （Ｕ），（Ｖ），（Ｗ）・・・・変圧器２次側線路 Ｍ ・・・・・・・・・・モニタ Ｎｐ ・・・・・・・・・・ノイズ検出信号 １１ ・・・・・・・・・・ノイズ検出回路 １２ ・・・・・・・・・・コモンモードノイズ検
出回路 １３ ・・・・・・・・・・出力ロック回路 １４ ・・・・・・・・・・位相比較回路 １５ ・・・・・・・・・・パルス化出力回路 １６ ・・・・・・・・・・計数回路 １７ ・・・・・・・・・・絶縁劣化判定出力

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末広 潤次 山口県玖珂郡和木町和木六丁目１番２号三 井石油化学工業株式会社内 (72)発明者 蔭山 知章 山口県玖珂郡和木町和木六丁目１番２号三 井石化エンジニアリング株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（イ）変圧器Ｔｒの１次側の電路にセンサ
   Ｓを設け、（ロ）該１次側電路の各相と大地間に第１結
   合コンデンサＣを設けるとともに、（ハ）該第１結合コ
   ンデンサＣの大地側電線に各相センサＳＰを設け、
   （ニ）該第１結合コンデンサＣの各相の大地側電線を一
   括して大地に接続する第１接地電線を設けるとともに、
   （ホ）該第１接地電線に基準センサＳＢを設け、（ヘ）
   該変圧器Ｔｒの２次側電路の各相と大地間に第２結合コ
   ンデンサＣ２を設け、（ト）該第２結合コンデンサＣ２
   の各相の大地側電線を一括して大地に接続する第２接地
   電線を設けるとともに、（チ）該第２接地電線にノイズ
   センサＳＮを設け、（リ）変圧器Ｔｒの絶縁劣化に起因
   する部分放電をセンサＳと基準センサＳＢの位相比較で
   検知し、（ヌ）各相センサＳＰでコモンモードノイズを
   検知し、（ル）ノイズセンサＳＮで変圧器２次側のノイ
   ズを検知することを特徴とする変圧器の運転中における
   部分放電検知装置。
2. 【請求項２】（イ）変圧器Ｔｒの１次側の電路にセンサ
   Ｓを設け、（ロ）該１次側電路の各相と大地間に結合コ
   ンデンサＣを設け、（ハ）該結合コンデンサＣの大地側
   電線に各相センサＳＰを設け、（ニ）該結合コンデンサ
   Ｃの各相の大地側電線を一括して大地に接続する接地電
   線を設け、（ホ）該接地電線に基準センサＳＢを設け、
   （ヘ）該変圧器Ｔｒの２次側電路にセンサＳ２を設け、
   （ト）変圧器Ｔｒの絶縁劣化に起因する部分放電をセン
   サＳとセンサＳＢの位相比較で検知し、（チ）各相セン
   サＳＰでコモンモードノイズを検知し、（リ）センサＳ
   とセンサＳ２の信号の強度を比較することにより２次側
   ノイズを検知することを特徴とする変圧器の運転中にお
   ける部分放電検知装置。
3. 【請求項３】（イ）変圧器Ｔｒの１次側の電路にセンサ
   Ｓを設け、（ロ）該１次側電路の各相と大地間に結合コ
   ンデンサＣを設け、（ハ）該第１結合コンデンサＣの大
   地側電線に各相センサＳＰを設け、（ニ）該第１結合コ
   ンデンサの各相の大地側電線を一括して大地に接続する
   第１接地電線を設けるとともに、（ホ）該第１接地電線
   に基準センサＳＢを設け、（ヘ）該変圧器Ｔｒの２次側
   電路の各相と大地間に第２結合コンデンサＣ２を設け、
   （ト）該第２結合コンデンサＣ２の各相の大地側電線を
   一括して大地に接続する第２接地電線を設けるととも
   に、（チ）該第２接地電線にノイズセンサＳＮを設け、
   （リ）変圧器Ｔｒの絶縁劣化に起因する部分放電をセン
   サＳと基準センサＳＢの位相比較で検知し、（ヌ）各相
   センサＳＰでコモンモードノイズを検知し、（ル）基準
   センサＳＢとノイズセンサＳＮの信号の強度を比較する
   ことにより２次側ノイズを検知することを特徴とする変
   圧器の運転中における部分放電検知装置。
4. 【請求項４】（イ）変圧器Ｔｒの１次側の電路にセンサ
   Ｓを設け、（ロ）該１次側電路の各相と大地間に結合コ
   ンデンサＣを設け、（ハ）該第１結合コンデンサＣの大
   地側電線に各相センサＳＰを設け、（ニ）該第１結合コ
   ンデンサＣの各相の大地側電線を一括して大地に接続す
   る第１接地電線を設けるとともに、（ホ）該第１接地電
   線に基準センサＳＢを設け、（ヘ）該変圧器Ｔｒの２次
   側電路の各相と大地間に第２結合コンデンサＣ２を設
   け、（ト）該第２結合コンデンサＣ２の各相の大地側電
   線を一括して大地に接続するとともに前記各相センサＳ
   Ｐを順次貫通する第２接地電線を設け、（チ）前記各相
   センサＳＰと大地との間の第２接地電線にインピーダン
   スＺ１を設け、（リ）変圧器Ｔｒの絶縁劣化に起因する
   部分放電をセンサＳと基準センサＳＢの位相比較で検知
   し、（ヌ）各相センサＳＰでコモンモードノイズを検知
   し、かつ、（ル）各相センサＳＰの強度を比較すること
   により２次側ノイズを検知することを特徴とする変圧器
   の運転中における部分放電検知装置。
5. 【請求項５】（イ）混触防止板ＢＰ付き変圧器Ｔｒの１
   次側の電路にセンサＳを設け、（ロ）該変圧器Ｔｒの各
   相の混触防止板ＢＰと大地を接続する電線に各相センサ
   ＳＰを設け、（ハ）該混触防止板ＢＰの各相と大地を接
   続する電線を一括して大地に接続する第１接地電線を設
   けるとともに、（ニ）該第１接地電線に基準センサＳＢ
   を設け、（ホ）該変圧器Ｔｒの２次側電路の各相と大地
   間に結合コンデンサＣ２を設け、（ヘ）該結合コンデン
   サＣ２の各相の大地側電線を一括して大地に接続する第
   ２接地電線を設けるとともに、（ト）該第２接地電線に
   ノイズセンサＳＮを設け、（チ）変圧器Ｔｒの絶縁劣化
   に起因する部分放電をセンサＳと基準センサＳＢの位相
   比較で検知し、（リ）各相センサＳＰでコモンモードノ
   イズを検知し、（ヌ）ノイズセンサＳＮで変圧器２次側
   のノイズを検知する、ことを特徴とする変圧器の運転中
   における部分放電検知装置。
6. 【請求項６】 前記各センサＳ，ＳＰ，ＳＢ，ＳＮから
   の信号を受けるモニタＭを有し、このモニタＭは、 前記ノイズセンサＳＮからの信号を受けるノイズ検出回
   路１１、 前記各相センサＳＰからの信号を受けるコモンモードノ
   イズ検出回路１２、 前記センサＳと前記基準センサＳＢの信号を受ける位相
   比較回路１４、 前記位相比較回路１１の出力をパルス化するパルス化出
   力回路１５、 前記パルス化出力回路１５の出力を計数する計数回路１
   ６、 前記計数回路１６の出力により絶縁劣化を判定する絶縁
   劣化判定出力１７、 前記ノイズ検出回路１１および前記コモンモードノイズ
   検出回路１２の信号により前記パルス化出力回路１５の
   出力を抑制する出力ロック回路１３を備え、 ノイズ弁別をおこなうとともに、変圧器Ｔｒの絶縁劣化
   に起因する部分放電電荷量を検知することを特徴とする
   請求項１、２、３、４および５いずれかに記載の変圧器
   の運転中における部分放電検知装置。
7. 【請求項７】 前記各センサのコアを線形ヒステリシス
   特性としたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５
   および６いずれかに記載の変圧器の運転中における部分
   放電検知装置。
8. 【請求項８】 前記各センサのコアをコバルト系アモル
   ファス合金としたことを特徴とする請求項７記載の変圧
   器の運転中における部分放電検知装置。
9. 【請求項９】 前記センサＳおよびＳ２のコアを空心と
   したことを特徴とする請求項７記載の変圧器の運転中に
   おける部分放電検知装置。