JPH07159476A - 高圧盤用部分放電検出システム - Google Patents

高圧盤用部分放電検出システム

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JPH07159476A
JPH07159476A JP30792193A JP30792193A JPH07159476A JP H07159476 A JPH07159476 A JP H07159476A JP 30792193 A JP30792193 A JP 30792193A JP 30792193 A JP30792193 A JP 30792193A JP H07159476 A JPH07159476 A JP H07159476A
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Ichiro Kasama
一郎 笠間
Hidekazu Ishii
秀和 石井
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Tokyo Gas Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高圧用受変電設備の高圧盤に適した安価な超
音波センサを提供するとともに、列盤構成の高圧盤にお
いて部分放電を検出する場合に必要な超音波センサの数
を減らして安価に構成できる高圧盤用部分放電検出シス
テムを提供すること。 【構成】 超音波マイクロホン2で検出した音のうち高
圧盤の部分放電固有の音響成分のみを共振フィルタ3で
通過させ、それをデジタル出力ユニット4によってデジ
タル変換して出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高圧盤の絶縁機能の低
下にともなって発生する部分放電を検出する高圧盤用部
分放電検出システムに関する。
【0002】
【従来の技術】変圧器や高圧盤等の受変電設備において
は、寿命を予知したり、事故を未然に防止することが大
切であり、そのために、受変電設備で起こる設備の劣化
や事故につながる前兆的現象に注目し、事前に対策を行
う予測保全が従来より提案されている。
【0003】受変電設備で起こるこのような前兆の1つ
として、受変電設備内の絶縁機能が低下した場合に発生
する部分放電がある。部分放電自体は受変電設備の機能
上問題はないが、絶縁機能の低下が進むにつれて部分放
電の電荷が大きくなり、最後には地絡して受変電設備の
事故につながるおそれがある。
【0004】ところで、部分放電には通常35kHz程
度の音響がともない、絶縁機能の低下が進んで部分放電
の電荷が大きくなるとこの音響も大きくなる傾向があ
る。そこで、この現象に注目して、圧電素子を備えた超
音波センサを用いてこの部分放電にともなう音響の大き
さを検出し、劣化や事故に至るまでの期間を推測するシ
ステムが提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】特別高圧(たとえば6
0kVや110kV)や超高圧(たとえば275kVや
500kV)を扱う受変電設備では、わずかな部分放電
から地絡してしまうこともあるので、わずかな部分放電
も見逃さないように高感度の超音波センサが要求される
が、高圧(たとえば3kVや6kV)を扱う場合にはそ
れほどの感度を必要としない。しかし、従来このような
方法で予測保全が行われているのは特別高圧や超高圧の
受変電設備が主であるため、特別高圧や超高圧向けの超
音波センサのみが開発されており、高圧向けの安価な超
音波センサは開発されていない。特別高圧や超高圧向け
の超音波センサは感度がよい分高価である。
【0006】また、従来の超音波センサは、たとえば1
0pc(ピコクーロン)近くから10,000pcの広
い範囲の部分放電の電荷に対応した音響を検出すること
ができ、その音響に対応した電流をアナログ出力するも
のであるため、データロガー等のマイコンを用いて予測
処理(たとえば長期間にわたるデータから統計をとるこ
と)をするためには外部にA/D変換器が必要になる。
【0007】さらに、たとえば何面かの高圧盤を並べた
列盤構成の高圧盤において部分放電を検出する場合に
は、各高圧盤ごとに1〜2個の超音波センサを取付ける
必要があるため、高価な超音波センサが多数必要にな
り、設備コストの上昇を招くことになる。
【0008】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
ので、高圧用受変電設備の高圧盤に適した安価な超音波
センサを提供するとともに、列盤構成の高圧盤において
部分放電を検出する場合に必要な超音波センサの数を減
らして安価に構成できる高圧盤用部分放電検出システム
を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、高圧盤に取付けられた超音波マイクロホ
ンと、この超音波マイクロホンで検出した音のうち高圧
盤の部分放電に固有の音響成分のみを通過させる共振フ
ィルタと、この共振フィルタを通過した音響成分の大き
さをデジタル変換して出力するデジタル出力ユニットと
により高圧盤の部分放電にともなって発生する音響を検
出する超音波センサを構成した。
【0010】また、列盤構成の高圧盤の1個おきもしく
は2個おきに上記超音波センサを取付け、この超音波セ
ンサからの出力に基づいて超音波センサを取付けていな
い高圧盤の部分放電レベルを推定する推定手段を設けて
列盤構成の高圧盤の部分放電を検出する高圧盤用部分放
電検出システムを構成した。
【0011】
【作用】本発明は以上の構成によって、超音波マイクロ
ホンで検出した音のうち高圧盤の部分放電に固有の音響
成分のみを共振フィルタで通過させ、それをデジタル出
力ユニットによってデジタル変換して出力する。
【0012】また、列盤構成の高圧盤の部分放電を検出
する際、すべての高圧盤に超音波センサを取付けなくて
も、推定手段によって超音波センサを取付けていない高
圧盤の部分放電レベルを推定する。
【0013】
【実施例】以下本発明を図面に基づいて説明する。
【0014】図1は、本発明による超音波センサのブロ
ック図である。
【0015】超音波センサ1は、超音波マイクロホン2
と、共振フィルタ3と、デジタル出力ユニット4とから
成り、その出力はデータロガー等のマイコン5に入力さ
れる。
【0016】この超音波センサ1は、たとえば高圧盤の
筐体の上面に取付けられ、高圧盤内の音響を超音波マイ
クロホン2で集音する。超音波マイクロホン2の出力の
うち部分放電にともなって発生する音響に固有の周波数
である35kHzの音響成分のみが共振フィルタ3を通
過し、デジタル出力ユニット4においてデジタル変換さ
れてマイコン5に出力される。
【0017】図2は、図1に示したデジタル出力ユニッ
ト4の動作を説明する図である。
【0018】本実施例では、超音波センサ1は、電荷が
30pc以上の部分放電に対応する音響を検出できれば
よく、従来の超音波センサほどの感度は必要ない。
【0019】デジタル出力ユニット4は、共振フィルタ
3から入力された音響の大きさに対応したデジタル値を
出力するが、本実施例では所定の大きさの音響の継続時
間を監視し、その大きさの音響が所定の時間だけ継続し
た場合にその音響の大きさに対応したデジタル値を出力
する。
【0020】図2に示すように、超音波センサ1により
検出した音響が30pc未満の部分放電電荷によるもの
である場合には、デジタル出力ユニット4の出力、すな
わち超音波センサ1の出力を「000」とする。ここで
は、このレベルの部分放電を部分放電レベル0と名づ
け、特に事故の前兆とはみなさない。
【0021】そして、電荷が30pc以上である部分放
電による音響を10分以上継続して検出した場合には、
超音波センサ1の出力を「001」とする。ここでは、
このレベルの部分放電を部分放電レベル1と名づけ、将
来的に事故の可能性があると判断して監視の継続を促
す。
【0022】同様に、電荷が100pc以上の部分放電
による音響を10分以上継続して検出した場合には、超
音波センサ1の出力を「010」とし、部分放電レベル
2として2〜3年後に事故の可能性があるとして通知す
るものとし、電荷が300pc以上の部分放電による音
響を3分以上継続して検出した場合には、超音波センサ
1の出力を「011」とし、部分放電レベル3として1
年以内に事故の可能性があるとして通知するものとす
る。さらに、電荷が1,000pc以上の部分放電によ
る音響を1分以上継続して検出した場合には、超音波セ
ンサ1の出力を「100」とし、部分放電レベル4とし
て2〜3ケ月後に事故の可能性があるとして通知し、電
荷が3,000pc以上の部分放電による音響を30秒
以上継続して検出した場合には、超音波センサ1の出力
を「101」とし、部分放電レベル5として1ケ月以内
に事故の可能性があると判断し、10,000pc以上
の場合は部分放電による音響を10秒以上継続して検出
したときに、超音波センサ1の出力を「110」とし、
部分放電レベル6として事故の直前である旨を通知す
る。
【0023】本実施例で継続時間を設け、音響がある時
間継続した場合にだけデジタル値を出力するようにした
のは、高圧盤の点検時の音であるとか部分放電以外の原
因による音響を排除するためである。
【0024】図3は、本発明の高圧盤用部分放電検出シ
ステムにおいて、図1に示した超音波センサ1を取付け
る位置を説明する図である。
【0025】図3において、1a、1b、1c、1dお
よび1eは図1に示した超音波センサ1と同じ構成の超
音波センサであり、6は列盤構成の高圧盤で高圧盤A〜
Jの10個の高圧盤から成る。
【0026】従来は、列盤構成の高圧盤6の部分放電を
検出する場合、高圧盤A〜Jのすべてにそれぞれ1個以
上の超音波センサを取付けていた。ところが、本発明者
らは、長年にわたる経験から、ある高圧盤に取付けた超
音波センサがとなりの高圧盤で発生している部分放電の
音響をも検出している事実を知った。そこで、この点に
着目し、高圧盤A〜Jのように複数の高圧盤で列盤構成
をなしている場合には、高圧盤のすべてに超音波センサ
を取付ける必要はなく、1個おきもしくは2個おきに超
音波センサを取付けるだけですべての高圧盤の部分放電
を検出することができるようにした。
【0027】本実施例では、図3に示すように、高圧盤
Aに超音波センサ1aを取付け、高圧盤Cに超音波セン
サ1bを取付け、高圧盤Fに超音波センサ1cを取付
け、高圧盤Hに超音波センサ1dを取付け、高圧盤Jに
超音波センサ1eを取付けている。
【0028】図4は、図3に示したマイコン5の処理を
説明する図である。
【0029】図4では、図3に示した超音波センサ1a
〜1eの出力として例1〜例4の4通りを例示してい
る。
【0030】たとえば、例1では、図3に示した高圧盤
Aに取付けた超音波センサ1aの出力は部分放電レベル
2を示し、高圧盤Cに取付けた超音波センサ1bの出力
は部分放電レベル3を示し、高圧盤Fに取付けた超音波
センサ1cの出力は部分放電レベル3を示し、高圧盤H
に取付けた超音波センサ1dの出力は部分放電レベル2
を示し、高圧盤Jに取付けた超音波センサ1eの出力は
部分放電レベル1を示している。
【0031】これに対して、高圧盤B、D、E、G、I
には超音波センサが取付けられていないため、マイコン
5では、これら超音波センサの取付けられていない高圧
盤における部分放電レベルを次のように推定する。
【0032】たとえば、例3の高圧盤Bのように、それ
自身には超音波センサは取付けられていないが、その両
隣りの高圧盤Aと高圧盤Cには超音波センサが取付けら
れた高圧盤である場合、両隣りの高圧盤に取付けられた
超音波センサの出力が両方とも同じ部分放電レベル3の
ときには、中央の超音波センサの取付けられていない高
圧盤Bの部分放電レベルをその両隣りの高圧盤の部分放
電レベル3よりも1レベルだけ高くする。よって、例3
の高圧盤Bの部分放電レベルは4になる。
【0033】また、例1の高圧盤Iのように、それ自身
には超音波センサは取付けられておらず、その両隣りの
高圧盤Hと高圧盤Jに超音波センサが取付けられている
が、上述した例3の高圧盤Bとは違って両隣りの高圧盤
HおよびJの超音波センサの出力が異なる部分放電レベ
ル2と1のときには、中央の超音波センサの取付けられ
ていない高圧盤Iの部分放電レベルをその両隣りの高圧
盤HとJの部分放電レベル2と1のうちどちらか高い方
と同じレベルにする。よって、例1の高圧盤Iの部分放
電レベルは2になる。
【0034】さらに、例1の高圧盤Dのように、一方の
隣りの高圧盤Cのみが超音波センサの取付けられた高圧
盤である場合、その高圧盤Cに取付けられた超音波セン
サの出力と他方の隣りの高圧盤Eのさらに隣りの高圧盤
Fに取付けられた超音波センサの出力とが両方とも同じ
部分放電レベル3のときには、その超音波センサの取付
けられていない高圧盤Dの部分放電レベルをその一方の
隣りの高圧盤Cの部分放電レベル3よりも1レベルだけ
高くする。よって、例1の高圧盤Dの部分放電レベルは
4になる。
【0035】また、例3の高圧盤Dのように、一方の隣
りの高圧盤Cのみが超音波センサの取付けられた高圧盤
である場合、その高圧盤Cに取付けられた超音波センサ
の出力と他方の隣りの高圧盤Eのさらに隣りの高圧盤F
に取付けられた超音波センサの出力とが異なる部分放電
レベル3と4のときには、超音波センサの取付けられて
いない高圧盤Dの部分放電レベルをその一方の隣りの高
圧盤Cの部分放電レベル3と同じレベルにする。よっ
て、例3の高圧盤Dの部分放電レベルは3になる。
【0036】マイコン5は、以上説明したようにして超
音波センサの取付けられていない高圧盤の部分放電レベ
ルを推定する。このような推定を行うことによって、列
盤構成の高圧盤に取付ける超音波センサの数を減らすこ
とができる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高圧受変電設備の高圧盤の予測保全に必要な程度の部分
放電を検出でき、さらにデジタル値で出力できる安価な
超音波センサを提供することができる。
【0038】また、列盤構成の高圧盤の部分放電を検出
するのに必要な超音波センサの数を減らすことができ、
高圧盤用部分放電検出システムを安価に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による超音波センサのブロック図であ
る。
【図2】図1に示したデジタル出力ユニットの動作を説
明する図である。
【図3】本発明の高圧盤用部分放電検出システムにおい
て、図1に示した超音波センサを取付ける位置を説明す
る図である。
【図4】図3に示したマイコンの処理を説明する図であ
る。
【符号の説明】
1、1a、1b、1c、1d、1e 超音波センサ 2 超音波マイクロホン 3 共振フィルタ 4 デジタルユニット 5 マイコン 6 高圧盤

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高圧盤の部分放電にともなって発生する
    音響を検出する超音波センサにおいて、前記高圧盤に取
    付けられた超音波マイクロホンと、該超音波マイクロホ
    ンで検出した音のうち高圧盤の部分放電に固有の音響成
    分のみを通過させる共振フィルタと、該共振フィルタを
    通過した音響成分の大きさをデジタル変換して出力する
    デジタル出力ユニットとを備えたことを特徴とする超音
    波センサ。
  2. 【請求項2】 前記デジタル出力ユニットは、前記共振
    フィルタを通過した音響成分が所定の大きさ以上で且つ
    所定時間継続した場合にだけ出力することを特徴とする
    請求項1に記載の超音波センサ。
  3. 【請求項3】 列盤構成の高圧盤の部分放電を検出する
    高圧盤用部分放電検出システムにおいて、高圧盤の1個
    おきもしくは2個おきに取付けた超音波センサと、該超
    音波センサからの出力に基づいて超音波センサを取付け
    ていない高圧盤の部分放電レベルを推定する推定手段と
    備えたことを特徴とする高圧盤用部分放電検出システ
    ム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100724530B1 (ko) * 2006-07-25 2007-06-07 주식회사 서린건축사사무소 전력케이블의 부분방전 검출장치
KR102349020B1 (ko) * 2021-01-07 2022-01-11 (사)힘찬장애인복지회 상태 모니터링이 가능한 배전반

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100724530B1 (ko) * 2006-07-25 2007-06-07 주식회사 서린건축사사무소 전력케이블의 부분방전 검출장치
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