JPH08160098A - 部分放電信号検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被測定ケーブルから検出コイル等を介して受
け入れる信号中の雑音成分と部分放電信号とを明瞭に区
別する。 【構成】 被測定ケーブル１の一端の短絡リード１５−
１から取り出される信号と、他端の短絡リード１５−２
から取り出される信号は、いずれも同一の原因による雑
音成分を含む。この雑音成分は、どちらの端から侵入し
たものも正確に被測定ケーブル１のケーブル長Ｌを伝搬
する時間差Ｓだけずれて検出される。一方、事故点Ｘで
発生した部分放電信号の到達時間差はその事故点Ｘの位
置によるが必ずＳより小さい。従って、これを考慮して
雑音成分と部分放電信号とを区別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電力ケーブル等の高電
圧ケーブルを構成する絶縁体中で絶縁劣化等により部分
放電が生じている場合に、その信号を電気的に検出する
ための部分放電信号検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電力ケーブル等の高電圧ケーブルは、出
荷前はもとより、布設され使用されていても定期的に所
定の電気特性試験が行われる。この試験項目中に部分放
電信号の測定がある。ケーブルの絶縁体が劣化すると、
その内部で局部的にコロナ放電が生じる。これを部分放
電と呼び、この部分放電信号を電気的に検出し、ケーブ
ルの健全性が診断される。このような部分放電信号は極
めて微弱なため、外来雑音を除去して、部分放電信号の
みを取り出すための各種の工夫がなされている。

【０００３】図２に、従来の部分放電信号検出装置の実
施例結線図を示す。図において、被測定ケーブル１の両
端はケーブルヘッド２によって終端させられている。こ
の一方のケーブルヘッド２に高圧電源３が接続されてい
る。例えば、このような被測定ケーブル１の事故点Ｘに
おいて部分放電が発生しているものとする。これを検出
するために、この例では被測定ケーブル１の丁度中央部
分にその遮蔽層を長手方向に電気的に切断する縁切り部
４を設ける。そして、この縁切り部４を挟む左右の遮蔽
層にそれぞれ検出抵抗５−１，５−２を接続する。この
図の例では、事故点Ｘにおいて発生した部分放電信号
は、検出抵抗５−１を通じて大地に流れる。また、検出
抵抗５−２には図のケーブルの右側部分に侵入した雑音
成分に基づく電流が流れる。もちろん、検出抵抗５−１
にも同様の雑音成分に基づく電流が流れる。

【０００４】これにより、図の下側に示すように検出抵
抗５−１によって部分放電信号波形１１と雑音成分波形
１２とが検出され、検出抵抗５−２によって雑音成分波
形１２が検出される。上記の雑音成分波形１２は、検出
抵抗５−１，５−２のいずれに検出されるものもほぼ同
様の波形となる。一方、部分放電信号波形１１は、左側
の検出抵抗５−１にのみ検出される。そこで、両者の信
号の差をとることによって、図の右側に示すように部分
放電信号波形１１のみを他の多くの雑音成分と区別して
取り出すことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の部分放電信号検出装置には次のような解決すべ
き課題があった。上記のような被測定ケーブル１に縁切
り部４を設ける場合、これをそのほぼ中央に必ず設ける
のはケーブルの布設条件や地理的条件によって容易でな
い。しかしながら、あまり位置がずれると、上記のよう
な雑音信号成分相殺の効果が減少し、雑音信号成分の位
相がずれたり、波形が異なってくることによって、部分
放電信号の分離が容易でなくなるという問題があった。

【０００６】本発明は以上の点に着目してなされたもの
で、被測定ケーブルから検出コイル等を介して受け入れ
る信号中の雑音成分と部分放電信号とを明瞭に区別する
ことができる部分放電信号検出方法を提供することを目
的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の部分放電検出方
法は、被測定ケーブルの両端近傍において、この被測定
ケーブルの遮蔽層を長手方向に縁切りし、この縁切り部
を短絡するように一対の短絡リードを接続し、短絡リー
ドに流れる電流を検出して、被測定ケーブルのケーブル
長をＬ、被測定ケーブル中を伝搬する信号の伝搬速度を
Ｖ、同一の信号が一対の短絡リードを介して検出された
ときの検出時間差をＳとしたとき、電流中に含まれる各
信号について、検出時間差ＳがＸ／Ｖとほぼ等しいと
き、その信号は外来雑音と判定し、検出時間差ＳがＸ／
Ｖ以下のとき、被測定ケーブル内部で発生した部分放電
信号であると判定することを特徴とするものである。

【０００８】また、これに加えて、一対の短絡リードに
流れる電流中の位相差に着目して、当該電流中に含まれ
る部分放電信号成分と雑音成分とを区別することもでき
る。

【０００９】

【作用】被測定ケーブルの一端の短絡リードから取り出
される信号と、他端の短絡リードから取り出される信号
は、いずれも同一の原因による雑音成分を含む。この雑
音成分は、どちらの端から侵入したものも正確に被測定
ケーブルのケーブル長Ｌを伝搬する時間差Ｓだけずれて
検出される。一方、被測定ケーブルの中間にある事故点
Ｘで発生した部分放電信号の到達時間差はその事故点Ｘ
の位置に依存するが必ずＳより小さい。従って、これを
考慮して雑音成分と部分放電信号とを区別する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を図の実施例を用いて詳細に説
明する。図１は、本発明の部分放電信号検出装置実施例
を示す結線図である。図に示す被測定ケーブル１は、そ
の両端がケーブルヘッド２によって立ち上げられ終端さ
れている。一方のケーブルヘッド２には高圧電源３が接
続されている。この被測定ケーブル１の事故点Ｘで部分
放電が発生しているものとする。これを検出するため
に、本発明では被測定ケーブル１の両端近傍において縁
切り部１４−１，１４−２を設ける。縁切り部とはケー
ブルの遮蔽層を長手方向に切断し、長手方向の電気的連
続性を断つようにした部分のことである。そして、この
縁切り部１４−１，１４−２をまたぐようにして遮蔽層
を短絡する短絡リード１５−１，１５−２が設けられて
いる。

【００１１】こうして、ケーブルの遮蔽層は電気的に長
手方向に連続し、各短絡リード１５−１，１５−２には
ケーブルの遮蔽層に流れる電流がそのまま流れる。この
電流を検出するように変流器等から成る検出コイル１６
−１，１６−２が装着されている。上記のような縁切り
部１４−１，１４−２を設けたのは、被測定ケーブル１
のシース電流をその両端において変流器等を用いて直接
測定するためである。こうして得られた信号が部分放電
検出部１７に入力する。

【００１２】ここで、検出コイル１６−１，１６−２に
よって検出された信号の内容を説明する。図１の中央部
分には、それぞれ検出コイル１６−１，１６−２によっ
て検出された信号波形が示されている。この図に示すよ
うに、いずれの検出コイルからも所定のタイミングで事
故点Ｘで生じた部分放電信号波形１１が検出される。ま
た、その前後には雑音成分波形１２が存在する。なお、
この雑音成分波形１２は、通常部分放電信号波形１１と
同程度のレベルまで大きいものも多く、これが多く存在
すると、部分放電信号波形１１の区別が容易でない。本
発明では部分放電検出部１７が出力する信号をもとにし
て雑音成分と部分放電信号波形１１とを区別する。

【００１３】図３に、雑音除去原理説明図を示す。図に
おいて、被測定ケーブル１の左側の検出コイル１６−１
からは、図の２種のグラフのうち上側に示したように雑
音成分波形１２が検出される。なお、この被測定ケーブ
ル１は健全なケーブルであって部分放電信号は発生して
いないものとする。

【００１４】一方、図の右側の検出コイル１６−２から
は、この図に示す下側のグラフのように、丁度上側のグ
ラフの場合より一定時間Ｓだけ遅れて同様の雑音成分波
形１２が検出される。このような雑音成分は、一般に被
測定ケーブル１の外部から侵入する。従って、図に示す
左側のケーブルヘッド２か右側のケーブルヘッド２を通
じて侵入する。例えば、図の左側から侵入した雑音成分
は、まず図の左側の検出コイル１６−１に時刻ｔ１に検
出される。それから時間Ｓの後、右側の検出コイル１６
−２に検出される。

【００１５】このような同一の雑音成分が侵入すると、
左右の検出コイル１６−１，１６−２の出力信号は、相
互に時間差Ｓに該当するだけ位相がずれた信号波形を示
す。従って、丁度この基準となる時間差Ｓだけ位相がず
れているものは外来雑音、この時間差Ｓより短い時間差
のものは部分放電信号と判定できる。基準となる検出時
間差Ｓは被測定ケーブルの全長Ｌを雑音成分信号の伝搬
速度Ｖで割った値となる。

【００１６】一方、部分放電信号は、図１に示すように
被測定ケーブル１の内部で発生し、それぞれ事故点Ｘと
縁切り部１４−１，１４−２との間の距離に応じた時間
を経て検出コイル１６−１，１６−２に検出される。従
って、部分放電信号の検出時間差は雑音信号成分の検出
時間差よりも短くなる。その結果、部分放電検出部１７
の出力から明瞭に部分放電信号を分離抽出できる。

【００１７】ところで、上記のような部分放電信号は被
測定ケーブル１の内部で発生し、外来雑音は両端から侵
入する。このため、両者の位相が異なることになること
に着目して外来雑音と部分放電信号の区別をすることも
できる。図４に、そのような実施例の説明図を示す。図
に示すように、雑音成分は、例えば矢印２１の方向に侵
入する。この同一内容の雑音成分は、左側の縁切り部１
４−１においても図の右側の縁切り部１４−２において
も、同相で検出される。一方、事故点Ｘから見た場合
に、その左側の縁切り部１４−１には矢印２２方向に部
分放電信号が伝搬する。また、縁切り部１４−２には矢
印２３方向に部分放電信号が伝搬する。従って、左右両
側で検出される部分放電信号は、それぞれ位相が１８０
゜逆転している。その状態を図の下側のグラフに示し
た。

【００１８】即ち、２種のグラフの上側に示したものは
左側の縁切り部１４−１で検出された信号である。ま
た、下側に示したものは右側の縁切り部１４−２におい
て検出された信号である。なお、時間軸は上記基準とな
る検出時間差Ｓだけシフトさせて信号を比較し易くして
いる。この２つのグラフを見ると、雑音成分波形１２−
１，１２−２がいずれも同相で検出されている。しかし
ながら、部分放電信号波形１１−１，１１−２は、上側
のグラフと下側のグラフとで、丁度１８０゜位相差があ
る。従って、この両信号の雑音成分波形１２−１，１２
−２に着目して上記の検出時間差を考慮しながら位相合
わせした上で比較すれば、雑音成分と部分放電信号とを
より一層明瞭に区別できる。

【００１９】本発明は以上の実施例に限定されない。上
記実施例における縁切り部での部分放電信号の検出は検
出コイルによらず各種の電気的磁気的検出デバイスを用
いて行うようにして構わない。

【００２０】

【発明の効果】以上説明した本発明の部分放電信号検出
方法は、被測定ケーブルの両端近傍において、この被測
定ケーブルの遮蔽層を長手方向に縁切りし、この縁切り
部を短絡するように一対の短絡リードを接続し、前記短
絡リードに流れる電流を検出して、前記被測定ケーブル
のケーブル長をＬ、被測定ケーブル中を伝搬する信号の
伝搬速度をＶ、同一の信号が前記一対の短絡リードを介
して検出されたときの検出時間差をＳとしたとき、前記
電流中に含まれる各信号について、前記検出時間差Ｓが
Ｘ／Ｖとほぼ等しいとき、その信号は外来雑音と判定
し、前記検出時間差ＳがＸ／Ｖ以下のとき、被測定ケー
ブル内部で発生した部分放電信号であると判定するよう
にしたので、雑音成分と微小な部分放電信号の判別が明
確で容易になる。これに加えて、一対の短絡リードに流
れる電流中の位相差に着目して、部分放電信号成分と雑
音成分とを区別するようにすれば更に確実な判定ができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の部分放電信号検出装置実施例を示す結
線図である。

【図２】従来の部分放電信号検出装置結線図である。

【図３】本発明の雑音成分相殺動作を示す説明図であ
る。

【図４】本発明の異極性の信号分離動作の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 被測定ケーブル ２ ケーブルヘッド ３ 高圧電源 １１ 部分放電信号波形 １２ 雑音成分波形 １４−１，１４−２ 縁切り部 １５−１，１５−２ 短絡リード １６−１，１６−２ 検出コイル １７ 部分放電検出部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定ケーブルの両端近傍において、こ
   の被測定ケーブルの遮蔽層を長手方向に縁切りし、この
   縁切り部を短絡するように一対の短絡リードを接続し、 前記短絡リードに流れる電流を検出して、 前記被測定ケーブルのケーブル長をＬ、被測定ケーブル
   中を伝搬する信号の伝搬速度をＶ、同一の信号が前記一
   対の短絡リードを介して検出されたときの検出時間差を
   Ｓとしたとき、 前記電流中に含まれる各信号について、 前記検出時間差ＳがＸ／Ｖとほぼ等しいとき、その信号
   は外来雑音と判定し、 前記検出時間差ＳがＸ／Ｖ以下のとき、被測定ケーブル
   内部で発生した部分放電信号であると判定することを特
   徴とする部分放電信号検出方法。
2. 【請求項２】 前記一対の短絡リードに流れる電流中の
   位相差に着目して、当該電流中に含まれる部分放電信号
   成分と雑音成分とを区別することを特徴とする請求項１
   記載の部分放電信号検出方法。