JPH07120527A - 部分放電検出装置 - Google Patents

部分放電検出装置

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JPH07120527A
JPH07120527A JP26888293A JP26888293A JPH07120527A JP H07120527 A JPH07120527 A JP H07120527A JP 26888293 A JP26888293 A JP 26888293A JP 26888293 A JP26888293 A JP 26888293A JP H07120527 A JPH07120527 A JP H07120527A
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JP
Japan
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partial discharge
sensor
sensors
power cable
outputs
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Pending
Application number
JP26888293A
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English (en)
Inventor
Isao Mizunuma
勲 水沼
Toru Wada
亨 和田
Akihito Toukairimu
アキヒト トウカイリム
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Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 活線状態の電力ケーブルに発生する部分放電
を検出できる部分放電検出装置において、特にノイズが
多い場所に布設された電力ケーブルに発生する部分放電
の検出に好適の部分放電検出装置を提供する。 【構成】 センサ1,2は例えばコイルにより構成され
ている。センサ1は例えば部分放電が発生しやすいケー
ブル接続部等に配置されており、部分放電に伴って発生
する電磁波を検出する。センサ2は、ケーブル接続部か
ら若干離隔した位置に配置され、ノイズ成分を検出す
る。信号処理回路10は、これらのセンサ1,2から出
力された信号を、夫々アンプ3,4、検波回路5,6及
び積分回路7,8により波形成形し、差動増幅器9によ
り差分を演算して出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電力ケーブルの絶縁体
内部及び絶縁体−導体界面で発生する部分放電(Partia
l Discharge ;PD)を検出する部分放電検出装置に関
し、特にノイズが多い場所での部分放電の検出に好適の
部分放電検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、工場内において絶縁物の部分放電
試験に使用される部分放電検出装置として、同調式部分
放電測定装置がある。図8は、同調式部分放電測定装置
による部分放電の検出方法を示すブロック図である。供
試体31の一対の電極間には、変圧器32及びブロッキ
ング抵抗33を介して所定の電圧が印加される。供試体
31の一方の電極は結合コンデンサ34を介して同調増
幅器35に接続されており、他方の電極は接地されてい
る。この同調増幅器35は、例えば約400kHzの周
波数の信号を選択的に増幅するようになっている。
【0003】変圧器32を介して印加される電圧により
供試体31に部分放電が発生すると、部分放電に基づく
信号が結合コンデンサ34を介して同調増幅器35に入
力される。同調増幅器35は、この信号のうちの所定の
周波数成分を選択的に増幅することにより部分放電を検
出する。
【0004】ところで、ノイズが多い場所で部分放電を
測定する場合は、ノイズを除去する手段が必要である。
上述した同調式部分放電測定装置においては、ノイズを
除去するための手段として、図9に示すように、供試体
31と接地との間に検出インピーダンス36を設けると
共に、この供試体31及び検出インピーダンス36の直
列接続体に並列にコンデンサ37及び検出インピーダン
ス38の直列接続体を接続して、部分放電が発生してい
ない状態で、供試体31と検出インピーダンス36との
接続点Aから得られる信号と、コンデンサ37と検出イ
ンピーダンス38との接続点Bから得られる信号とを平
衡させておく方法が適用されることがある。また、検出
インピーダンス36,38に流れる信号をディジタル処
理してノイズを減衰させる方法もある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た同調式部分放電測定装置は、活線状態の電力ケーブル
に適用できないという問題点がある。即ち、地中等に布
設された電力ケーブルにおいて、部分放電が最も発生し
やすいのはケーブル接続部(ゴムモールド接続部)であ
る。しかし、通常、ケーブル接続部では信号を取り出す
べき金属遮蔽層がアースに接続されており、部分放電に
より発生した信号はケーブル接続部からアースに流れて
しまう。従って、同調式部分放電測定装置では、部分放
電により発生した信号を検出することができない。
【0006】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、ノイズ成分が多い場所に布設された活線状
態の電力ケーブルに発生する部分放電を確実に検出する
ことができる部分放電検出装置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】本発明に係る部分放電検
出装置は、電力ケーブルの周面上に設置され部分放電に
より発生した信号を検出する第1のセンサと、この第1
のセンサから離隔して設置されノイズ成分を検出する第
2のセンサと、前記第1及び第2のセンサから出力され
た信号の差を演算する差分演算手段と、を有することを
特徴とする。なお、本願において電力ケーブルとは、ケ
ーブル接続部も含むこととする。
【0008】
【作用】本発明においては、部分放電により発生した信
号を、電力ケーブルの周面に取り付けられた第1のセン
サにより検出する。この部分放電検出用の第1のセンサ
としては、例えば本願発明者等が提案した共振型部分放
電センサ(特願平3-33988号)を使用することができ
る。このセンサは、電力ケーブルの絶縁性被覆層の周面
に取り付けられた電極と、この電極と前記電力ケーブル
の金属遮蔽層とにより構成される結合容量に直列に結合
されてこの結合容量と共に共振回路を構成するインダク
タンス(コイル)とにより構成されたものである。この
共振型部分放電センサは、構造が簡単であると共に、部
分放電に伴って発生する広帯域の信号のうちノイズ成分
が少ない帯域の信号を選択的に検出するので、検出感度
が高いという長所がある。このような共振型部分放電セ
ンサを電力ケーブルに取り付けると、活線状態の電力ケ
ーブルに発生する部分放電を検出することができる。ま
た、部分放電の発生により電力ケーブルから電磁波が放
射されるため、電力ケーブルの周面に第1のセンサとし
てコイルを取り付けておくと、コイルの両端に誘起電圧
が発生する。このコイルの出力に基づいて、活線状態の
電力ケーブルに発生する部分放電を検出することができ
る。
【0009】このようなセンサを使用することにより活
線状態の電力ケーブルに発生する部分放電を検出するこ
とができるが、ノイズが多い場所に布設された電力ケー
ブルにおける部分放電の検出にこれらのセンサを適用す
ると、部分放電に基づく信号とノイズ成分とを分別する
ことができない。そこで、本発明においては、第1のセ
ンサから離隔して第2のセンサを設置する。この第2の
センサはノイズを検出するものであり、例えば第1のセ
ンサと同一の構造のものを使用することができる。部分
放電により発生する信号は広帯域の極めて微弱な信号で
あるため、第1のセンサをケーブル接続部のような部分
放電が発生しやすい箇所に配置し、第2のセンサを第1
のセンサから離隔して配置すると、ケーブル接続部に部
分放電が発生した場合に、第1のセンサでは部分放電を
検出することができるが、第2のセンサでは部分放電を
殆ど検出することができない。一方、空中を伝播して電
力ケーブルに侵入するノイズ成分は、第1及び第2のセ
ンサの両方に検出される。従って、差分演算手段により
第1及び第2のセンサの出力の差分を演算すると、ノイ
ズ成分を除去することができて、部分放電に基づく信号
のみを得ることができる。
【0010】なお、前記第1及び第2のセンサから出力
される信号は高周波の信号であるので、前記差分演算手
段は、前記第1及び第2のセンサの出力を夫々増幅、検
波及び積分して波形成形した後に2つの信号の差分を演
算するものであることが好ましい。即ち、前記差分演算
手段は、前記第1及び第2のセンサの出力を夫々増幅す
る第1及び第2の増幅器と、これらの第1及び第2の増
幅器の出力を夫々検波する第1及び第2の検波回路と、
これらの第1及び第2の検波回路の出力を夫々積分する
第1及び第2の積分回路と、これらの第1及び第2の積
分回路の出力を差動増幅する差動増幅器とにより構成さ
れていることが好ましい。これにより、比較的簡単な回
路構成でノイズ成分を確実に除去することができる。
【0011】
【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。
【0012】図1は本発明の実施例に係る部分放電検出
装置を示すブロック図である。電力ケーブル11は、内
部導体12、絶縁体層13、金属遮蔽層14及びシース
(図示せず)が内側からこの順で同軸的に配置され構成
されている。センサ1はコイルにより構成されており、
例えば図5に示すように、電力ケーブル接続部21のよ
うに部分放電が発生しやすい部分の周面に取り付けられ
ている。また、電力ケーブル11の周面には、センサ1
から離隔してセンサ2が取り付けられている。このセン
サ2は、図5に示すように、電力ケーブル接続部21か
ら若干離隔して設置されている。このセンサ2も、セン
サ1と同様に、コイルにより構成されている。これらの
センサ1,2の出力は、ケーブルを介して信号処理回路
10の第1及び第2の入力端子に入力される。
【0013】信号処理回路10は、センサ1,2から与
えられた信号を夫々増幅するアンプ3,4と、これらの
アンプ3,4に夫々接続された検波回路5,6と、これ
らの検波回路5,6の出力を夫々積分する積分回路7,
8と、これらの積分回路7,8の出力を差動増幅する差
動増幅器9とにより構成されている。なお、アンプ4に
は可変抵抗Rvが設けられており、利得を調整すること
ができるようになっている。
【0014】次に、このように構成された部分放電検出
装置の動作について説明する。例えば、電力ケーブルの
接続部の絶縁体層13にボイド15等の欠陥があると、
その欠陥部分では部分放電が発生しやすい。電力ケーブ
ルに部分放電が発生すると、部分放電に伴って発生した
信号は金属遮蔽層14をケーブル長さ方向に伝搬する。
この金属遮蔽層14を伝搬する信号により電磁波が発生
し、電力ケーブル周面から電磁波が放射される。この電
磁波がセンサ1を通過すると、センサ1に前記電磁波に
対応する広帯域の電気信号(誘起電気信号)が発生す
る。しかし、部分放電により発生し金属遮蔽層を伝搬す
る信号は極めて微弱であると共に減衰が大きいので、こ
の信号はケーブル接続部から離隔して配置されたセンサ
2には殆ど検出されない。一方、外部から電力ケーブル
内に侵入するノイズ成分は、センサ1,2の双方に略同
様に検出される。従って、図2に示すように、センサ1
からは部分放電に伴う信号にノイズ成分が重畳された信
号が出力され、センサ2からはノイズ成分が出力され
る。
【0015】センサ1,2から出力された信号は、夫々
アンプ3,4で増幅され、検波回路5,6を介して積分
回路7,8に入力される。積分回路7,8は、夫々与え
られた信号を積分して差動増幅器9の第1及び第2の入
力端に出力する。差動増幅器9は、積分回路7,8から
与えられた2つの信号の差を演算して出力する。即ち、
図3に示すように、積分回路7から与えられた信号には
部分放電に基づく信号とノイズ成分とが重畳されてお
り、積分回路8から与えられた信号はノイズ成分のみで
あるため、差動増幅器7からは、図4に示すように、部
分放電に基づく信号のみが出力される。このようにし
て、ノイズ成分が除去された信号を得ることができる。
なお、アンプ4は、部分放電がない場合に差動増幅器の
出力がゼロとなるように予め可変抵抗Rvを調整し利得
を設定しておく。
【0016】本実施例においては、センサ1,2がいず
れもコイルにより構成されており、電力ケーブルから放
射される電磁波を検出する方式であるため、活線状態の
電力ケーブルに適用することができる。また、センサ
1,2の出力の差分を演算することによりノイズ成分を
除去できるので、部分放電に基づく信号のみを検出する
ことができる。更に、アンプ4の利得が調整可能である
ので、センサ1,2のノイズに対する感度が異なってい
ても、感度差を容易に補正することができる。更にま
た、センサ1をケーブルに沿って移動させ差動増幅器9
の出力が最も大きくなる位置を調べることにより、部分
放電発生位置を特定することもできる。
【0017】なお、上述の実施例においては、センサ1
がケーブル接続部21に取り付けられており、センサ2
がセンサ1から離隔した部分のケーブル周面に取り付け
られている場合について説明したが、例えば、図6に示
すようにセンサ2がケーブル接続部21の接地端子21
aと接地とを接続する接地線22に取り付けられていて
もよく、図7に示すようにセンサ2がケーブル接続部2
1を収納するキャビネット(ケース)23に取り付けら
れていてもよい。外部から電力ケーブルに侵入するノイ
ズ成分は、これらの接地線22又はキャビネット23に
も侵入するので、センサ2はノイズ成分を検出すること
ができる。従って、これらの図6,7に示すようにセン
サ1,2を配置した場合も、ノイズ成分を除去すること
ができて、部分放電に基づく信号のみを検出することが
できる。また、センサとしては、上述したコイルの外
に、電力ケーブルの周面に取り付けられた電極と、この
電極と電力ケーブルの金属遮蔽層とにより構成される結
合容量に直列接続されたインダクタンス(コイル)とに
より構成される共振型部分放電センサであってもよい。
この場合も、上述の実施例と同様の効果を得ることがで
きる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
力ケーブルの周面上に第1のセンサを設置すると共に、
この第1の電力ケーブルから離隔して第2のセンサを設
置し、差分演算手段によりこれらの第1及び第2のセン
サから出力された信号の差分を演算するから、ノイズ成
分を除去することができて、活線状態の電力ケーブルに
発生する部分放電を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る部分放電検出装置を示す
ブロック図である。
【図2】センサから出力される信号の一例を示す波形図
である。
【図3】積分回路から出力される信号の一例を示す波形
図である。
【図4】差動増幅器から出力される信号の一例を示す波
形図である。
【図5】2つのセンサの配設位置の一例を示す模式図で
ある。
【図6】2つのセンサの配設位置の他の例を示す模式図
である。
【図7】2つのセンサの配設位置の他の例を示す模式図
である。
【図8】同調式部分放電測定装置による部分放電の検出
方法を示すブロック図である。
【図9】同調式部分放電測定装置におけるノイズ除去方
法を示すブロック図である。
【符号の説明】
1,2;センサ 3,4;アンプ 5,6;検波回路 7,8;積分回路 9;差動増幅器 10;信号処理回路 11;電力ケーブル 12;内部導体 13;絶縁体層 14;金属遮蔽層 21;ケーブル接続部 22;接地線 23;キャビネット 31;供試体 32;変圧器 33;ブロッキング抵抗 34;結合コンデンサ 36,38;検出インピーダンス

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電力ケーブルの周面上に設置され部分放
    電により発生した信号を検出する第1のセンサと、この
    第1のセンサから離隔して設置されノイズ成分を検出す
    る第2のセンサと、前記第1及び第2のセンサから出力
    された信号の差を演算する差分演算手段と、を有するこ
    とを特徴とする部分放電検出装置。
  2. 【請求項2】 前記第1及び第2のセンサは、いずれも
    電力ケーブルの周面上に取り付けられた電極と、この電
    極と前記電力ケーブルの金属遮蔽層とにより構成される
    結合容量に直列接続されて共振性を呈するインダクタン
    スとにより構成されていることを特徴とする請求項1に
    記載の部分放電検出装置。
  3. 【請求項3】 前記第1及び第2のセンサは、いずれも
    コイルにより構成されていることを特徴とする請求項1
    に記載の部分放電検出装置。
  4. 【請求項4】 前記差分演算手段は、前記第1及び第2
    のセンサの出力を夫々増幅する第1及び第2の増幅器
    と、これらの第1及び第2の増幅器の出力を夫々検波す
    る第1及び第2の検波回路と、これらの第1及び第2の
    検波回路の出力を夫々積分する第1及び第2の積分回路
    と、これらの第1及び第2の積分回路の出力を差動増幅
    する差動増幅器と、により構成されていることを特徴と
    する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の部分放電検
    出装置。
JP26888293A 1993-10-27 1993-10-27 部分放電検出装置 Pending JPH07120527A (ja)

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