JPH07119782B2 - Insulation deterioration detector for electrical equipment and cables - Google Patents

Insulation deterioration detector for electrical equipment and cables

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JPH07119782B2
JPH07119782B2 JP19781287A JP19781287A JPH07119782B2 JP H07119782 B2 JPH07119782 B2 JP H07119782B2 JP 19781287 A JP19781287 A JP 19781287A JP 19781287 A JP19781287 A JP 19781287A JP H07119782 B2 JPH07119782 B2 JP H07119782B2
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transformer
current
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primary winding
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晃 斉郷
重成 前沢
潤次 末広
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三井石油化学工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気機器及びケーブル等の絶縁が劣化した際に
発生するコロナ放電および部分放電を検知するための電
気機器およびケーブルの絶縁劣化検出装置に係り、特に
高透磁率でかつ残留磁気および保磁力が特に小さく、し
かも起磁力と磁束密度が比例関係を有するように製作さ
れた例えばコバルト系アモルファスコア等を用いて構成
した絶縁劣化信号の検出部をもつ電気機器およびケーブ
ルの絶縁劣化検出装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to an insulation deterioration detecting device for an electric device and a cable for detecting corona discharge and partial discharge generated when insulation of the electric device and the cable is deteriorated. In particular, the detection of an insulation deterioration signal formed by using, for example, a cobalt-based amorphous core, which is manufactured to have a high magnetic permeability, a small residual magnetism and a coercive force, and a proportional relationship between the magnetomotive force and the magnetic flux density. The present invention relates to an electrical device having a section and an insulation deterioration detecting device for a cable.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

電気機器およびケーブルの絶縁劣化検出の方法として
は、従来、絶縁抵抗試験、直流高電圧試験、交流耐圧試
験等がある。
Conventionally, insulation resistance test, DC high voltage test, AC withstand voltage test and the like have been used as methods for detecting insulation deterioration of electric devices and cables.

絶縁抵抗試験は絶縁抵抗計により機器等の絶縁体の絶縁
抵抗を測定して劣化状況を調べるものである。
The insulation resistance test measures the insulation resistance of an insulator such as a device with an insulation resistance meter to check the deterioration condition.

直流高電圧試験または交流耐圧試験は機器等の絶縁体に
直流高電圧または交流高電圧を一定時間印加し、そのと
き耐電圧性能を確認して絶縁状態の良否を判定するもの
である。
In the DC high voltage test or the AC withstand voltage test, a DC high voltage or an AC high voltage is applied to an insulator such as a device for a certain period of time, and the withstand voltage performance is confirmed at that time to judge whether the insulation state is good or bad.

絶縁抵抗試験は、測定器が小型軽量で操作も簡単である
が絶縁抵抗の値そのものは湿度等に影響されることもあ
り、実際の使用状態で使用に耐えるか否かの判定は困難
である。
In the insulation resistance test, the measuring instrument is small and lightweight and easy to operate, but the insulation resistance value itself may be affected by humidity, etc., so it is difficult to judge whether or not it can withstand use in actual use conditions. .

直流高電圧試験または交流耐圧試験は、当面使用電圧に
耐え得る保証にはなるが劣化度の判定は難しく、また試
験により機器を絶縁破壊してしまう危険性がある。
The DC high-voltage test or AC withstand voltage test guarantees that the device can withstand the operating voltage for the time being, but it is difficult to determine the degree of deterioration, and there is a risk of dielectric breakdown of the equipment due to the test.

また、絶縁抵抗試験、直流高電圧試験、交流耐圧試験の
各試験は機器を電源回路から切り離して停止状態で実施
しなければならない。
In addition, the insulation resistance test, DC high voltage test, and AC withstand voltage test must be performed with the equipment disconnected from the power circuit.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

本発明はこのような従来技術の問題点を解決しようとす
るものであって、高透磁率であって、低周波数から高周
波数域まで透磁率がほぼ一定であって、残留磁気および
保磁力が共に小さくかつB−Hカーブが線形であるよう
に作製された例えばコバルト系アモルファスコアを具え
たトランスと、コンデンサ等の回路インピーダンス素子
のみで構成された検知部を有する電気機器およびケーブ
ルの絶縁劣化検出装置であって、機器の実際の使用状態
における絶縁劣化検出が可能であるとともに、回路から
切り離した停止状態でも劣化状態の判定試験ができ、か
つ、安価で小型で軽量である電気機器およびケーブルの
絶縁劣化検出装置を提供することを目的とするものであ
る。
The present invention is intended to solve the problems of the prior art, has a high magnetic permeability, has a substantially constant magnetic permeability from a low frequency to a high frequency range, and has a remanence and a coercive force. Insulation deterioration detection for electrical equipment and cables having a transformer having a cobalt-based amorphous core, both of which are small and having a linear BH curve, and a detection unit composed of only a circuit impedance element such as a capacitor It is a device that can detect insulation deterioration in the actual usage state of equipment, and can perform a deterioration state judgment test even in a stopped state disconnected from the circuit. It is an object of the present invention to provide an insulation deterioration detecting device.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

本発明の電気機器およびケーブルの絶縁劣化検出装置は
第1図に示すような原理的構成を具えている。
The electric device and the insulation deterioration detecting device for a cable according to the present invention have a principle configuration as shown in FIG.

1および2はそれぞれ第1及び第2のトランスであっ
て、高透磁率であり、低周波数から高周波数域に至るま
での透磁率がほぼ一定であって、残留磁気および保磁力
がともに小さくかつB−Hカーブが線形の磁気特性を有
するコア1A,2Aを具えている。
Reference numerals 1 and 2 are first and second transformers, respectively, which have a high magnetic permeability, have a substantially constant magnetic permeability from a low frequency to a high frequency range, and have a small residual magnetism and a small coercive force. The BH curve comprises cores 1A and 2A having linear magnetic properties.

3はコンデンサ,抵抗,リアクトル,半導体素子等を単
独または組み合わせて構成したインピーダンス回路であ
る。
Reference numeral 3 denotes an impedance circuit which is composed of a capacitor, a resistor, a reactor, a semiconductor element, etc. either alone or in combination.

4は絶縁劣化の信号を含む被検出電流を流す主回路を示
す。
Reference numeral 4 denotes a main circuit for supplying a detected current including a signal of insulation deterioration.

11,12はそれぞれ第1のトランス1の一次巻線であっ
て、巻線数が同じでありかつそれぞれ巻き始め端子11−
a,12−aと巻き終り端子11−b,12−bを有し、それぞれ
の巻き始め端子11−a,12−aと巻き終り端子11−b,12−
bに向けて電流を流した場合に前記コア1Aに対して差動
接続となるように巻かれている。
Reference numerals 11 and 12 denote primary windings of the first transformer 1 having the same number of windings and winding start terminals 11-
a, 12-a and winding end terminals 11-b, 12-b, and winding start terminals 11-a, 12-a and winding end terminals 11-b, 12-, respectively.
It is wound so as to be differentially connected to the core 1A when a current is passed toward b.

13は第1のトランス1の二次巻線である。Reference numeral 13 is a secondary winding of the first transformer 1.

21は第2のトランス2の一次巻線である。Reference numeral 21 is a primary winding of the second transformer 2.

22は第2のトランス2の二次巻線である。22 is a secondary winding of the second transformer 2.

11−aは第1のトランス1の一次巻線11の巻き始め端
子、11−bは同じく巻き終り端子である。
11-a is a winding start terminal of the primary winding 11 of the first transformer 1, and 11-b is a winding end terminal of the same.

12−aは第1のトランス1の一次巻線12の巻き始め端
子、12−bは同じく巻き終り端子である。
12-a is a winding start terminal of the primary winding 12 of the first transformer 1, and 12-b is a winding end terminal of the same.

21−a,21−bは、第2のトランス2の一次巻線2の端子
である。
21-a and 21-b are terminals of the primary winding 2 of the second transformer 2.

22−a,22−bは、第2のトランス2の二次巻線22の端子
である。
22-a and 22-b are terminals of the secondary winding 22 of the second transformer 2.

端子11−bと端子21−a,端子12−bと端子21−bとは外
部配線により接続され、またインピーダンス回路3は端
子11−bと端子12−aとの間に接続されている。
The terminal 11-b and the terminal 21-a, the terminal 12-b and the terminal 21-b are connected by external wiring, and the impedance circuit 3 is connected between the terminal 11-b and the terminal 12-a.

端子11−aと端子12−aは主回路4に接続され、主回路
4を経て絶縁劣化の信号を含む被検出電流を流すように
される。
The terminals 11-a and 12-a are connected to the main circuit 4, and a detected current containing a signal of insulation deterioration is passed through the main circuit 4.

そして絶縁劣化の信号出力は第1のトランス1の二次巻
線13の両端子13−a,13−bまたは第2のトランス2の二
次巻線22の両端子22−a,22−bから得られる。信号出力
は用途によっていずれか一方を使用してもよく、あるい
はその双方を使用してもよい。
The signal output of the insulation deterioration is output from both terminals 13-a, 13-b of the secondary winding 13 of the first transformer 1 or both terminals 22-a, 22-b of the secondary winding 22 of the second transformer 2. Obtained from Either one or both of the signal outputs may be used depending on the application.

本発明の構成は以下に示す通りである。即ち、本発明
は、起磁力と磁束密度とが比例関係を有するコアに対し
て巻線数が同一でありかつそれぞれ巻き始め端子(11−
a,12−a)と巻き終り端子(11−b,12−b)を有し、そ
れぞれの巻き始め端子(11−a,12−a)から巻き終り端
子(11−b,12−b)に向けて電流を流した場合に前記コ
アに対して差動接続となるよに巻かれた2個の一次巻線
(11),(12)と二次巻線(13)とを施してなる第1の
トランス(1)と、 起磁力と磁束密度とが比例関係を有するコアに対して高
周波電流成分のカット用の一次巻線(21)と二次巻線
(22)とを施してなる第2のトランス(2)と、 インピーダンス回路(3)とを具え、 第1のトランスの一次巻線(11)の巻き終りの端子(11
−b)と一次巻線(12)の巻き終り端子(12−b)に第
2のトランス(2)の一次巻線(21)の端子(21−
a),(21−b)が接続され、第1のトランス(1)の
一次巻線(11)の巻き終り端子(11−b)と一次巻線
(12)の巻き始め端子(12−a)とにインピーダンス回
路(3)が接続されていて、第1のトランス(1)の一
次巻線(11)の巻き始め端子(11−a)と一次巻線(1
2)の巻き始め端子(12−a)とを、電気機器の筐体ま
たは電力ケーブルのシールドと大地とに接続したとき、
第1のトランス(1)の二次巻線(13)の両端子(13−
a),(13−b)または第2のトランス(2)の二次巻
線(22)の両端子(22−a),(22−b)から前記電気
機器または電力ケーブルの絶縁劣化を示す信号を得るこ
とを特徴とする電気機器およびケーブルの絶縁劣化検出
装置としての構成を有する。
The structure of the present invention is as follows. That is, according to the present invention, the number of windings is the same for each core having a proportional relationship between the magnetomotive force and the magnetic flux density, and the winding start terminals (11-
a, 12-a) and winding end terminals (11-b, 12-b), and winding start terminals (11-a, 12-a) to winding end terminals (11-b, 12-b). Two primary windings (11), (12) and a secondary winding (13) are wound so as to be differentially connected to the core when a current is applied to the core. A first transformer (1) and a core having a proportional relationship between magnetomotive force and magnetic flux density, provided with a primary winding (21) and a secondary winding (22) for cutting high frequency current components. A second transformer (2) and an impedance circuit (3) are provided, and the terminal (11) at the end of winding of the primary winding (11) of the first transformer is provided.
-B) and the winding end terminal (12-b) of the primary winding (12), the terminal (21- of the primary winding (21) of the second transformer (2).
a) and (21-b) are connected, the winding end terminal (11-b) of the primary winding (11) of the first transformer (1) and the winding start terminal (12-a) of the primary winding (12). ) And an impedance circuit (3) are connected to the winding start terminal (11-a) of the primary winding (11) of the first transformer (1) and the primary winding (1).
When the winding start terminal (12-a) of 2) is connected to the housing of the electric device or the shield of the power cable and the ground,
Both terminals (13- of the secondary winding (13) of the first transformer (1)
a), (13-b) or both terminals (22-a), (22-b) of the secondary winding (22) of the second transformer (2) indicate deterioration of insulation of the electric device or power cable. It has a structure as an insulation deterioration detecting device for an electric device and a cable, which is characterized by obtaining a signal.

或いはまた、前記第1のトランス(1),第2のトラン
ス(2)を形成するコアがコバルトを主成分とするアモ
ルファス合金で作製されたものであることを特徴とする
電気機器およびケーブルの絶縁劣化検出装置としての構
成を有する。
Alternatively, the core forming the first transformer (1) and the second transformer (2) is made of an amorphous alloy containing cobalt as a main component, and insulation of electrical equipment and cables is provided. It has a configuration as a deterioration detection device.

〔作用〕[Action]

主回路4に、絶縁物の充電電流および漏電電流の基本波
とその高調波と、絶縁物が劣化していることを示す高周
波コロナ放電電流,部分放電電流,キック状のパルス電
流が重量された電流を流したとき、第1のトランス1の
一次巻線11には主回路の全電流が流れるが、第1のトラ
ンス1の一次巻線12には主回路の全電流からインピーダ
ンス3を流れた電流をベルトル的に差し引いた電流が流
れる。この電流は第2のトランス2の一次巻線21を直列
に流れる。
The main circuit 4 was weighed with the fundamental wave of the charging current and the leakage current of the insulator and its harmonics, and the high frequency corona discharge current, the partial discharge current, and the kick-like pulse current indicating that the insulator was deteriorated. When a current is passed, the entire current of the main circuit flows through the primary winding 11 of the first transformer 1, but the impedance 3 of the primary winding 12 of the first transformer 1 flows from the entire current of the main circuit. An electric current flows by subtracting the electric current like a belt. This current flows in series through the primary winding 21 of the second transformer 2.

この際コア1Aの起磁力は、一次巻線11の電流による起磁
力と一次巻線12の電流による起磁力のベクトル合成とな
るが、一次巻線11と12は同一方向に巻かれており、一次
巻線11を流れる電流と一次巻線12を流れる電流の方向は
巻線の巻き始め,巻き終りに対して互いに逆方向である
ので、コア1Aの起磁力は一次巻線11の電流による起磁力
と一次巻線12の電流による起磁力のベクトル差となる。
第1のトランス1の二次巻線13には、コア1Aの起磁力変
化に起因する電圧が発生する。
At this time, the magnetomotive force of the core 1A is a vector combination of the magnetomotive force due to the current of the primary winding 11 and the magnetomotive force due to the current of the primary winding 12, but the primary windings 11 and 12 are wound in the same direction, Since the directions of the current flowing through the primary winding 11 and the current flowing through the primary winding 12 are opposite to each other with respect to the winding start and the winding end, the magnetomotive force of the core 1A is caused by the current of the primary winding 11. It is the vector difference between the magnetic force and the magnetomotive force due to the current in the primary winding 12.
In the secondary winding 13 of the first transformer 1, a voltage is generated due to the change in magnetomotive force of the core 1A.

またコア2Aの起磁力は、主回路全電流からインピーダン
ス回路3を流れる電流をベクトル的に差し引いた電流に
起因し、その起磁力変化に起因する電圧が第2のトラン
ス2の二次巻線22に発生する。
Further, the magnetomotive force of the core 2A is caused by the current obtained by subtracting the current flowing through the impedance circuit 3 from the total current of the main circuit in a vector manner, and the voltage caused by the change in the magnetomotive force is the secondary winding 22 of the second transformer 2. Occurs in.

したがって、コア1Aおよびコア2の寸法,形状,および
各トランスの巻線数等の磁気回路の選定、インピーダン
ス回路3におけるインピーダンスの種類,特性定数等の
選定を適切に行うことにより、主回路電流に重畳された
高周波またはパルス状の信号からなる絶縁物の劣化信号
要素を、第1のトランス1の二次巻線13または第2のト
ラス2の二次巻線22から、弁別された電圧信号として得
ることができる。
Therefore, by properly selecting the magnetic circuit such as the size and shape of the core 1A and the core 2 and the number of windings of each transformer, the type of impedance in the impedance circuit 3, and the characteristic constants, the main circuit current can be reduced. The deteriorated signal component of the insulator composed of the superimposed high-frequency or pulse-shaped signal is output as a voltage signal discriminated from the secondary winding 13 of the first transformer 1 or the secondary winding 22 of the second truss 2. Obtainable.

〔実施例〕〔Example〕

第2図は本発明の電気機器およびケーブルの絶縁劣化検
出装置の一実施例の構成を示したものであって、高圧電
力ケーブルの使用状態における適用の場合を示す。100
および200はコバルト系アモルファス合金で作製された
高透磁率でしかも低周波数から高周波数域に至るまでほ
ぼ一定の透磁率を有し、かつフラットなどヒステリシス
特性を有するコアであり、例えばバクームシュメルツェ
社の製品であるVATROVAC−6025F等を使用する。コア100
には一次巻線101,102が共に同一方向に1ターン貫通し
ており、また、信号検出用の二次巻線103が施されて、
第1のトランス104を構成している。コア200には一次巻
線201と二次巻線202が施されて、第2のトランス203を
構成している。Cはインピーダンス回路を構成するコン
デンサ素子である。300は外部からの雑音信号の侵入を
防ぐための磁気シールド筐体である。400は被試験物で
ある電力ケーブルであって、導体401を絶縁物402で被覆
してその上にシールド403を施し、さらにその上にシー
ス絶縁物404を施した構造からなるものである。この場
合はシールド403から測定に必要な主回路電流i1を取り
出すようにする。試験はケーブルヘッド405から対地電
圧を測定しながら行う。
FIG. 2 shows the configuration of an embodiment of an electric equipment and cable insulation deterioration detecting device of the present invention, and shows the case of application in the use state of a high voltage power cable. 100
And 200 are cores made of a cobalt-based amorphous alloy that have a high magnetic permeability, a substantially constant magnetic permeability from the low frequency to the high frequency range, and a hysteresis characteristic such as flat. VATROVAC-6025F, which is a product of the same company, is used. Core 100
Both primary windings 101 and 102 penetrate in one direction in the same direction, and a secondary winding 103 for signal detection is provided,
The first transformer 104 is configured. The core 200 is provided with a primary winding 201 and a secondary winding 202 to form a second transformer 203. C is a capacitor element forming an impedance circuit. 300 is a magnetic shield housing for preventing noise signals from entering from the outside. A power cable 400 is a device under test, and has a structure in which a conductor 401 is covered with an insulator 402, a shield 403 is provided on the conductor 401, and a sheath insulator 404 is provided on the shield 403. In this case, the main circuit current i 1 required for measurement is taken out from the shield 403. The test is performed while measuring the ground voltage from the cable head 405.

いま主回路電流i1が、絶縁体の充電電流および漏電電流
の基本波およびその高調波である低周波電流iEと、絶縁
体の劣化信号であるコロナ放電電流および部分放電電流
やキック状のパルス電流である高周波電流iPの重畳され
るものであるとき、第1のトランス104の一次巻線101に
は主回路電流i1が流れる。第2のトランス203の一次巻
線201は高周波電流に対しては誘導リアタンスが大き
く、低周波電流に対しては誘導リアクタンスが小さく作
用し、また、コンデンサCは高周波電流に対しては容量
リアクタンスが小さく、低周波電流に対しては容量リア
クタンスが大きく作用するため、高周波電流iPはコンデ
ンサCに流れ、低周波電流iEは第2のトランス203の一
次巻線201を通じて第1のトランス104の一次巻線102に
流れる。
Now, the main circuit current i 1 is the low-frequency current i E that is the fundamental wave of the charging current and leakage current of the insulator and its harmonics, and the corona discharge current and partial discharge current that are deterioration signals of the insulator, and kick-like current. When the high frequency current i P , which is a pulse current, is superimposed, the main circuit current i 1 flows through the primary winding 101 of the first transformer 104. The primary winding 201 of the second transformer 203 has a large inductive relatance for a high frequency current and a small inductive reactance for a low frequency current, and the capacitor C has a capacitive reactance for a high frequency current. Since it is small and the capacitive reactance is large with respect to the low frequency current, the high frequency current i P flows into the capacitor C, and the low frequency current i E passes through the primary winding 201 of the second transformer 203 to the first transformer 104. It flows through the primary winding 102.

したがって、コア100の起磁力は低周波電流iEに起因す
る要素は打ち消されて高周波電流iPに起因する要素のみ
となり、第1のトランス104の二次巻線103から高周波電
流iPに起因する検出信号電圧ePを得ることができる。
Therefore, the magnetomotive force of the core 100 components due to the low frequency current i E will only element due to canceled out by the high-frequency current i P, due from the secondary winding 103 of first transformer 104 to the high-frequency current i P It is possible to obtain the detection signal voltage e P that

同様に、第2のトランス203の二次巻線202からは、低周
波電流iEに起因する検出信号電圧eEを得ることができ
る。
Similarly, the detection signal voltage e E resulting from the low frequency current i E can be obtained from the secondary winding 202 of the second transformer 203.

第3図は、主回路電流i1,低周波数電流iEに起因する検
出信号電圧eE,高周波手電流iPに起因する検出信号電圧e
Pの時間的変化の関係を示したものである。
FIG. 3 shows the detection signal voltage e E caused by the main circuit current i 1 , the low frequency current i E, and the detection signal voltage e caused by the high frequency hand current i P.
This figure shows the relationship of P with time.

第4図に、第2図の基本原理で構成した高圧ケーブルの
絶縁劣化検出の常時監視装置への本発明の適用例を示
す。第4図において、500は本発明による絶縁劣化検出
部であって、501,502は第2図に示された実施例におけ
る高周波電流iPに起因する検出信号電圧ePを得る端子、
503,504は低周波電流iEに起因する検出信号電圧eEを得
る端子である。第4図においては、第2図における一時
巻線101,102はそれぞれ同軸ケーブル505の心線、同軸ケ
ーブル505のシールド線に置き換えられている。はイ
ンピーダンスであって、充電電流等の低周波電流が大と
なった場合に、コアの磁気飽和を防止するためのもので
あって、コア200に施された三次巻線204に接続されてい
る。600は信号受信装置であって、パルス波入力回路60
1,基本波入力回路602,増幅器603,604,位相比較器605,パ
ルス計数器606,クロック回路607,時間設定回路608,出力
回路609からなっている。
FIG. 4 shows an application example of the present invention to a constant monitoring device for detecting insulation deterioration of a high voltage cable constructed according to the basic principle of FIG. In FIG. 4, reference numeral 500 denotes an insulation deterioration detection unit according to the present invention, 501 and 502 terminals for obtaining a detection signal voltage e P resulting from the high frequency current i P in the embodiment shown in FIG.
503 and 504 are terminals for obtaining the detection signal voltage e E resulting from the low frequency current i E. In FIG. 4, the temporary windings 101 and 102 in FIG. 2 are replaced with the core wire of the coaxial cable 505 and the shield wire of the coaxial cable 505, respectively. Is an impedance and is for preventing magnetic saturation of the core when a low frequency current such as a charging current becomes large, and is connected to the tertiary winding 204 provided on the core 200. . Reference numeral 600 denotes a signal receiving device, which is a pulse wave input circuit 60.
1, a fundamental wave input circuit 602, amplifiers 603 and 604, a phase comparator 605, a pulse counter 606, a clock circuit 607, a time setting circuit 608, and an output circuit 609.

電力ケーブル400が水トリー現象や電気トリー現象、あ
るいは外傷等によって絶縁物402の絶縁性能が劣化した
場合、常時使用電圧の対地電圧によって、コロナ放電電
流,部分放電電流,あるいはキック状の放電電流すなわ
ち絶縁劣化信号電流が、絶縁物402の充電電流に重畳さ
れて、シールド403を経て大地に流れる。絶縁劣化検出
部500は、絶縁劣化信号電流による信号成分と、充電電
流による信号成分とを、パルス波入力回路601と基本波
入力回路602によって弁別して信号受信装置600に入力す
る。
When the insulation performance of the insulator 402 is deteriorated by the power tree 400 due to a water tree phenomenon, an electrical tree phenomenon, or external damage, a corona discharge current, a partial discharge current, or a kick-like discharge current, that is, a kick-like discharge current The insulation deterioration signal current is superimposed on the charging current of the insulator 402 and flows to the ground through the shield 403. The insulation deterioration detection unit 500 discriminates between the signal component due to the insulation deterioration signal current and the signal component due to the charging current by the pulse wave input circuit 601 and the fundamental wave input circuit 602, and inputs them to the signal receiving device 600.

信号受信装置600において、パルス波入力回路601,基本
波入力回路602の出力はそれぞれ増幅器603,604によって
増幅された後、位相比較器605に加えられて、基本波で
ある充電電流信号の各位相に対する絶縁劣化信号電流の
パルス波の有無を検出され、パルス計数回路606におい
て計数される。パルス計数回路606は、クロック回路607
の発生する基準クロックを時間設定回路608で計数して
設定された所定時間内における、絶縁劣化信号パルスを
計数し、計数値が所定値を超えたとき、出力回路609に
対して出力信号を発生する。
In the signal receiving device 600, the outputs of the pulse wave input circuit 601 and the fundamental wave input circuit 602 are amplified by amplifiers 603 and 604, respectively, and then added to a phase comparator 605 to isolate the charging current signal, which is the fundamental wave, from each phase. The presence or absence of a pulse wave of the deterioration signal current is detected and counted by the pulse counting circuit 606. The pulse counting circuit 606 is a clock circuit 607.
Of the reference clock generated by the time setting circuit 608 is counted, and the insulation deterioration signal pulse is counted within the set predetermined time, and when the count value exceeds the predetermined value, an output signal is generated to the output circuit 609. To do.

出力回路609ではこれによって絶縁劣化信号を検出した
ことを示す警報を発生するとともに、必要に応じて劣化
して電力ケーブル400を電源から切り離すために、図示
されない遮断器に対する遮断信号を発生する。また図示
されないデータ処理装置に対して出力を発生し、これに
よってデータ処理装置は基本波である充電電流の各位相
に対する絶縁劣化パルスの発生頻度等のデータ解析処理
を行って、劣化の程度の判定や劣化原因の判別等を行
う。
In the output circuit 609, an alarm indicating that the insulation deterioration signal has been detected is generated, and a disconnection signal to a circuit breaker (not shown) is generated in order to disconnect the power cable 400 from the power source due to deterioration when necessary. Also, an output is generated to a data processing device (not shown), which causes the data processing device to perform data analysis processing such as the frequency of occurrence of insulation deterioration pulses for each phase of the charging current, which is the fundamental wave, to determine the degree of deterioration. And determine the cause of deterioration.

なお第4図において、基本波信号入力回路602の入力に
図示されない計器用接地変圧器からの零相電圧を印加す
るように変更することによって、微弱な接地を検出する
ことができるようになる。
In FIG. 4, a weak ground can be detected by changing the input to the input of the fundamental wave signal input circuit 602 so as to apply a zero-phase voltage from an instrument grounding transformer (not shown).

このように第4図に示された装置によれば、簡単な構成
で高圧ケーブルの絶縁劣化に対する信頼度の高い常時監
視が可能となり、高圧ケーブルの絶縁劣化に基づく事故
を未然に防止することができる。
As described above, according to the apparatus shown in FIG. 4, it is possible to constantly monitor with high reliability the insulation deterioration of the high-voltage cable with a simple structure, and prevent an accident due to the insulation deterioration of the high-voltage cable. it can.

第5−1図は、第4図の装置を直流高電圧試験または交
流耐圧試験に応用した場合を示す。第5−2図は第5−
1図と同じ目的であるが本発明による装置を高電圧側に
設置し、試験装置のセットリークがある場合にその影響
を除去した場合を示したものである。両図において、50
0は第4図に示された絶縁劣化検出部、600は信号受信装
置であり、700は耐圧試験用電圧印加装置、800は被試験
物である。このように電圧印加装置と組み合せて本発明
の装置を使用することにより、絶縁物の劣化状態を知る
ことができるので、高電圧の印加が危険な場合は試験を
中止する等の操作をすることが可能となり、被試験物の
絶縁破壊を未然に防止することが可能となる。
FIG. 5-1 shows a case where the apparatus of FIG. 4 is applied to a DC high voltage test or an AC withstand voltage test. Fig. 5-2 shows Fig. 5-
1 shows the same purpose as FIG. 1, but shows the case where the apparatus according to the present invention is installed on the high voltage side, and when there is a set leak of the test apparatus, its influence is eliminated. 50 in both figures
Reference numeral 0 is an insulation deterioration detecting unit shown in FIG. 4, 600 is a signal receiving device, 700 is a voltage applying device for withstanding voltage test, and 800 is an object to be tested. In this way, by using the device of the present invention in combination with the voltage applying device, it is possible to know the state of deterioration of the insulator, so if the application of high voltage is dangerous, perform an operation such as stopping the test. It becomes possible to prevent the dielectric breakdown of the DUT in advance.

第2図の構成で、コア100および200に前記したコバルト
系アモルファスコアであるバクームシュメルツェ社のVA
TROVAC−6025Fを使用した場合で、絶縁劣化信号レベル
をS,絶縁体の充電電流と漏電電流の和の信号レベルをN
とした場合、S/N比120dB程度は容易に得ることができ
る。
In the configuration shown in FIG. 2, the cores 100 and 200 are the above-mentioned cobalt-based amorphous cores, which are VA of Bakuumshmerze Co.
When TROVAC-6025F is used, the insulation deterioration signal level is S, and the signal level of the sum of the insulator charging current and leakage current is N
In that case, an S / N ratio of about 120 dB can be easily obtained.

このように、簡単な構成で大きいS/N比を持つ電気機器
およびケーブルの絶縁劣化検出装置を、安価でかつ小型
軽量に実現することができる。
As described above, the insulation deterioration detecting device for electric equipment and cable having a large S / N ratio with a simple structure can be realized at low cost, small size and light weight.

上述のコバルト系アモルファス合金は、コバルト(C
o),鉄(Fe),珪素(Si),硼素(B),モリブデン
(Mo),ニッケル(Ni)からなり、式CoaFebSicBdMoeNi
f 但しa〜fは各成分元素の原子百分率を示し、 a=50〜90,b=1〜10,c=5〜20, d=0〜20,e=0〜20,f=1〜5であって、 a〜fの和を100とする。
The above cobalt-based amorphous alloy is cobalt (C
o), iron (Fe), silicon (Si), boron (B), molybdenum (Mo), nickel (Ni), and has the formula Co a Fe b Si c B d Mo e Ni
f where a to f indicate the atomic percentage of each component element, a = 50 to 90, b = 1 to 10, c = 5 to 20, d = 0 to 20, e = 0 to 20, f = 1 to 5 And the sum of a to f is 100.

で表されるものである。It is represented by.

コア100および200は、このコバルト系アモルファス合金
からなるリボンを多数回巻回して、例えばリング状に成
型したトロイダルコアからなるものである。このコバル
ト系アモルファス合金トロイダルコアはリング状に成型
したのち、温度150〜450℃で5〜180分間熱処理を行う
ことによって所望の透時率を得ることができる。なお熱
処理は直流磁界または交流磁界中で行われることが性能
を均一化する上で望ましく、さらに窒素雰囲気中で行う
ことによって、より安定した性能を得ることができるも
のである。
The cores 100 and 200 are toroidal cores formed by winding a ribbon made of this cobalt-based amorphous alloy a large number of times and molding it into a ring shape, for example. This cobalt-based amorphous alloy toroidal core can be molded into a ring shape and then heat-treated at a temperature of 150 to 450 ° C. for 5 to 180 minutes to obtain a desired transmittance. The heat treatment is preferably performed in a DC magnetic field or an AC magnetic field in order to make the performance uniform, and more stable performance can be obtained by further performing the heat treatment in a nitrogen atmosphere.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明の電気機器およびケーブルの
絶縁劣化検出装置によれば、使用状況における電気機器
およびケーブルの絶縁体の劣化の程度を高感度で検出す
るこができ、常時監視装置への適用により絶縁破壊等に
よる事故を未然に防止することができ、また、安価で小
型軽量な電気機器およびケーブルの絶縁劣化検出装置を
得ることができる。
As described above, according to the insulation deterioration detecting device for an electric device and a cable of the present invention, it is possible to detect with high sensitivity the degree of deterioration of the insulator of the electric device and the cable in a use condition, and to the continuous monitoring device. When applied, it is possible to prevent accidents due to insulation breakdown and the like, and it is possible to obtain an inexpensive, small-sized and lightweight electric device and a cable insulation deterioration detection device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の電気機器およびケーブルの絶縁劣化検
出装置の原理的構成を示す図、 第2図は本発明の電気機器およびケーブルの絶縁劣化検
出装置の一実施例を示す図、 第3図は第2図に示した実施例において、主回路電流
i1,低周波電流iEに起因する検出信号電圧eE,高周波電流
iPに起因する検出信号電圧ePの時間的変化の関係を示す
図、 第4図は第2図の基本原理で構成した高圧ケーブルの絶
縁劣化検出の常時監視装置への本発明の適用例を示す
図、 第5−1図は直流高電圧試験または交流耐圧試験に適用
した場合を示す図、 第5−2図は第5−1図と同じ目的であるが本発明によ
る装置を高電圧側に設置した場合を示す図である。 1,104……第1のトランス 2,203……第2のトランス 3……インピーダンス回路 4……主回路 1A,2A,100,200……コア 11,12,21,101,102,201……一次巻線 11−a,12−a……巻き始め端子 11−b,12−b……巻き始め端子 11−b,12−b……巻き終り端子 13,22,103,202……二次巻線 13−a,13−b,21−a,21−b,22−a,22−b,501〜504……端
子 204……三次巻線 300……磁気シールド筐体 400……電力ケーブル 401……導体 402……絶縁物 403……シールド 404……シース絶縁物 405……ケーブルヘッド 500……絶縁劣化検出部 505……同軸ケーブル 600……信号受信装置 601……パルス波入力回路 602……基本波入力回路 603,604……増幅器 605……位相比較器 606……パルス計数器 607……クロック回路 608……時間設定回路 609……出力回路 700……耐圧試験用電圧印加装置 800……被試験物 i1……主回路電流 iE……低周波電流 iP……高周波電流 eP,eE……検出信号電圧 C……コンデンサ
FIG. 1 is a diagram showing a principle configuration of an insulation deterioration detecting device for electric equipment and cables according to the present invention, and FIG. 2 is a view showing an embodiment of insulation deterioration detecting device for electric equipment and cables according to the present invention. The figure shows the main circuit current in the embodiment shown in FIG.
i 1, the detection signal voltage e E due to the low frequency current i E, the high-frequency current
FIG. 4 is a diagram showing the relationship of the time-dependent change of the detection signal voltage e P caused by i P , and FIG. 4 is an example of application of the present invention to a constant monitoring device for insulation deterioration detection of a high voltage cable constructed according to the basic principle of FIG. FIG. 5-1 is a diagram showing a case where it is applied to a DC high voltage test or an AC withstand voltage test, and FIG. 5-2 has the same purpose as FIG. It is a figure which shows the case where it installs in the side. 1,104 …… First transformer 2,203 …… Second transformer 3 …… Impedance circuit 4 …… Main circuit 1A, 2A, 100,200 …… Core 11,12,21,101,102,201 …… Primary winding 11-a, 12-a… … Winding start terminal 11-b, 12-b …… Winding start terminal 11-b, 12-b …… Winding end terminal 13,22, 103, 202 …… Secondary winding 13-a, 13-b, 21-a, 21 -B, 22-a, 22-b, 501 to 504 ... Terminal 204 ... Third winding 300 ... Magnetic shield housing 400 ... Power cable 401 ... Conductor 402 ... Insulator 403 ... Shield 404 ... … Sheath insulator 405 …… Cable head 500 …… Insulation deterioration detector 505 …… Coaxial cable 600 …… Signal receiver 601 …… Pulse wave input circuit 602 …… Basic wave input circuit 603,604 …… Amplifier 605 …… Phase comparison 606 …… Pulse counter 607 …… Clock circuit 608 …… Time setting circuit 609 …… Output circuit 700 …… Voltage withstanding voltage application device 800 …… DUT i 1 …… Main circuit current i E …… Low frequency current i P …… High frequency current e P , e E …… Detection signal voltage C …… Capacitor

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】起磁力と磁束密度とが比例関係を有するコ
アに対して巻線数が同一でありかつそれぞれ巻き始め端
子(11−a,12−a)と巻き終り端子(11−b,12−b)を
有し、それぞれの巻き始め端子(11−a,12−a)から巻
き終り端子(11−b,12−b)に向けて電流を流した場合
に前記コアに対して差動接続となるように巻かれた2個
の一次巻線(11),(12)と二次巻線(13)とを施して
なる第1のトランス(1)と、 起磁力と磁束密度とが比例関係を有するコアに対して高
周波電流成分のカット用の一次巻線(21)と二次巻線
(22)とを施してなる第2のトランス(2)と、 インピーダンス回路(3)とを具え、 第1のトランスの一次巻線(11)の巻き終りの端子(11
−b)と一次巻線(12)の巻き終り端子(12−b)に第
2のトランス(2)の一次巻線(21)の端子(21−
a),(21−b)が接続され、第1のトランス(1)の
一次巻線(11)の巻き終り端子(11−b)と一次巻線
(12)の巻き始め端子(12−a)とにインピーダンス回
路(3)が接続されていて、第1のトランス(1)の一
次巻線(11)の巻き始め端子(11−a)と一次巻線(1
2)の巻き始め端子(12−a)とを、電気機器の筐体ま
たは電力ケーブルのシールドと大地とに接続したとき、
第1のトランス(1)の二次巻線(13)の両端子(13−
a),(13−b)または第2のトランス(2)の二次巻
線(22)の両端子(22−a),(22−b)から前記電気
機器または電力ケーブルの絶縁劣化を示す信号を得るこ
とを特徴とする電気機器およびケーブルの絶縁劣化検出
装置。
1. A winding start terminal (11-a, 12-a) and a winding end terminal (11-b, 11-a, 12-a) having the same number of windings with respect to a core having a proportional relationship between magnetomotive force and magnetic flux density. 12-b), and when a current is passed from each winding start terminal (11-a, 12-a) toward the winding end terminal (11-b, 12-b), it is different from the core. A first transformer (1) having two primary windings (11) and (12) and a secondary winding (13) wound so as to be dynamically connected, and a magnetomotive force and a magnetic flux density. A second transformer (2) having a primary winding (21) and a secondary winding (22) for cutting a high-frequency current component with respect to a core having a proportional relationship, and an impedance circuit (3) And a terminal (11) at the end of winding of the primary winding (11) of the first transformer.
-B) and the winding end terminal (12-b) of the primary winding (12), the terminal (21- of the primary winding (21) of the second transformer (2).
a) and (21-b) are connected, the winding end terminal (11-b) of the primary winding (11) of the first transformer (1) and the winding start terminal (12-a) of the primary winding (12). ) And an impedance circuit (3) are connected to the winding start terminal (11-a) of the primary winding (11) of the first transformer (1) and the primary winding (1).
When the winding start terminal (12-a) of 2) is connected to the housing of the electric device or the shield of the power cable and the ground,
Both terminals (13- of the secondary winding (13) of the first transformer (1)
a), (13-b) or both terminals (22-a), (22-b) of the secondary winding (22) of the second transformer (2) indicate deterioration of insulation of the electric device or power cable. A device for detecting deterioration of electrical equipment and cables, which obtains a signal.
【請求項2】前記第1のトランス(1),第2のトラン
ス(2)を形成するコアがコバルトを主成分とするアモ
ルファス合金で作製されたものであることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の電気機器およびケーブルの
絶縁劣化検出装置。
2. The core for forming the first transformer (1) and the second transformer (2) is made of an amorphous alloy containing cobalt as a main component. The insulation deterioration detecting device for an electric device and a cable according to item 1.
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