JPH09229984A - 巻線を備えた電気機器の部分放電検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 巻線の内部で発生する部分放電を高感度で検
出できるようにすること。 【解決手段】 変圧器の高圧側コイル２（デルタ結線）
の各相巻線２ｕ、２ｖ、２ｗ内での部分放電を検出する
場合、巻線２ｕ、２ｖ、２ｗ間の接続点ｕ、ｖ、ｗを部
分放電検出器３に接続する。この部分放電検出器３は、
接続点ｕ、ｖ、ｗを、３個の検出コンデンサ５ｕ、５
ｖ、５ｗを介してスター結線すると共に、そのスター結
線の共通接続点に高周波ＣＴのような電流パルスセンサ
６を設置した構成となっており、その電流パルスセンサ
６の出力を放電判定装置４に与える。放電判定装置４
は、部分放電検出器３から出力される検出電流のレベル
に基づいて部分放電の発生の有無を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、巻線内部の部分放
電を、その部分放電に伴い発生する電流に基づいて検出
するようにした巻線を備えた電気機器の部分放電検出方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】変圧器の巻線での部分放電を検出する方
法として、従来より、その部分放電の発生に伴う物理的
変化量（電流、電磁波、音、光、Ｘ線など）を利用する
技術が知られている。

【０００３】このような技術として実用化されているも
のは、変圧器の高圧側巻線に接続された高圧母線に流れ
る部分放電信号を結合コンデンサを介して検出する方
法、部分放電に伴い変圧器の接地線に流れる微小電流を
ロゴスキーコイルにより検出する方法、部分放電に伴い
変圧器から放射される電磁波をループアンテナを利用し
て測定する方法、部分放電に伴い変圧器から放射される
音波を振動ピックアップを通じて検出する方法などがあ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような部分放電
の検出方法のうち、比較的検出感度が高い方法は、結合
コンデンサを介して部分放電信号を検出する方法である
が、この方法では、対地部分放電信号を高感度で検出可
能であるが、変圧器の巻線内で発生した部分放電信号の
検出は高感度で行うことが困難である。

【０００５】近年では、変圧器の巻線内で発生した部分
放電の検出を所謂現地試験で行う場合に、接地線に流れ
る部分放電信号をＣＴにより検出したり、部分放電時に
発生する電磁波を検出する方法が適用されている。しか
しながら、電磁波を検出する方法の場合、対象がモール
ド変圧器などのように外殻ケースの電磁シールド効果が
低いものであったときには、外来ノイズの影響を受けや
すい関係上、高感度測定を行う場合には高度の技術と設
備が必要となる。また、接地線に流れる部分放電信号を
検出する方法の場合、検出対象の変圧器には各部に大き
な静電容量が存在する関係上、接地線に流れる部分放電
信号が大幅に減少することが避けられず、このため検出
感度の向上には自ずと限界がある。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、巻線の内部で発生する部分放電を高
感度で検出できるようになる巻線を備えた電気機器の部
分放電検出方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は上
記目的を達成するために、デルタ結線状の三相コイルを
備えた変圧器の部分放電を検出する方法において、前記
三相コイルの各相巻線間の各接続点をそれぞれ検出コン
デンサを介して共通接続点に接続し、前記検出コンデン
サを介して前記共通接続点に流れ込む高周波信号のレベ
ルに基づいて前記巻線内部での部分放電の有無を検出す
る構成としたものである。

【０００８】この場合、三相コイルの巻線内部で部分放
電が発生した場合、その部分放電に伴い高周波信号より
成る部分放電信号が発生する。このため、上記部分放電
信号は、直接的に巻線を流れると共に、検出コンデンサ
による静電結合部分にも流れることになる。従って、三
相コイルの各相巻線間の各接続点と共通接続点との間に
それぞれ接続された検出コンデンサの静電容量を巻線の
静電容量より大きく設定しておけば、上記部分放電信号
のほとんどを検出コンデンサ側へ流すことができる。こ
れにより、上記のように検出コンデンサを介してそれら
の共通接続点に流れ込む部分放電信号のレベルが大きく
なるものであり、その部分放電信号つまり高周波信号の
レベルに基づいて、前記巻線内部での部分放電の有無を
高精度で検出できるようなる。

【０００９】請求項２記載の発明は、デルタ結線状の三
相コイルを備えた変圧器の部分放電を検出する方法にお
いて、前記三相コイルの相間に前記巻線の静電容量より
大きな静電容量を有した検出コンデンサを接続し、前記
検出コンデンサを流れる高周波信号のレベルに基づいて
前記巻線内部での部分放電の有無を検出する構成とした
ものである。

【００１０】この構成では、各相の巻線毎に部分放電の
有無を順次検証する。この場合、部分放電の有無を検証
しようとする巻線の両端（つまり相間）に、その巻線の
静電容量より大きな静電容量を有した検出コンデンサを
接続する。このような接続状態では、上記検出コンデン
サの静電容量が巻線の静電容量より大きく設定されてい
る関係上、巻線内部で発生した部分放電信号（高周波信
号）のほとんどを検出コンデンサ側へ流すことができ
る。これにより、上記のように検出コンデンサを流れる
部分放電信号のレベルが大きくなるものであり、その部
分放電信号つまり高周波信号のレベルに基づいて、前記
巻線内部での部分放電の有無を高精度で検出できるよう
なる。

【００１１】請求項３記載の発明は、スター結線状の三
相コイルを備えた変圧器の部分放電を検出する方法にお
いて、前記三相コイルの相間に、その相間に接続された
２巻線の直列の静電容量より大きな静電容量を有した検
出コンデンサを接続し、前記検出コンデンサを流れる高
周波信号のレベルに基づいて前記巻線内部での部分放電
の有無を検出する構成としたものである。

【００１２】この構成では、相間に接続された２巻線ず
つについて部分放電の有無を順次検証する。この場合、
部分放電の有無を検証しようとする２巻線の両端（つま
り相間）に、それら巻線の直列の静電容量より大きな静
電容量を有した検出コンデンサを接続する。このような
接続状態では、上記検出コンデンサの静電容量が２巻線
の直列の静電容量より大きく設定されている関係上、巻
線内部で発生した部分放電信号（高周波信号）のほとん
どを検出コンデンサ側へ流すことができる。これによ
り、上記のように検出コンデンサを流れる部分放電信号
のレベルが大きくなるものであり、その部分放電信号つ
まり高周波信号のレベルに基づいて、前記巻線内部での
部分放電の有無を高精度で検出できるようなる。

【００１３】請求項４記載の発明は、中性点が外部に露
出していない状態のスター結線状三相コイルを備えた電
気機器の部分放電を検出する方法において、前記電気機
器の三相電源ラインをそれぞれ検出コンデンサを介して
共通接続点に接続し、前記検出コンデンサを介して前記
共通接続点に流れ込む高周波信号のレベルに基づいて前
記巻線内部での部分放電の有無を検出する構成としたも
のである。

【００１４】この構成によれば、検出コンデンサの静電
容量を、各相の巻線の直列の静電容量より大きい値に設
定しておけば、巻線において部分放電が発生したときの
部分放電電流（高周波電流）の多くが検出コンデンサに
流れ込むものであり、これにより巻線内部での部分放電
の有無を外部から精度良く検出できるようになる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例につい
て図１を参照しながら説明する。図１には本発明による
部分放電検出方法を実現するための試験回路の構成が示
されている。この図１において、電源ライン１に接続さ
れた三相変圧器の高圧側コイル２（請求項１記載の発明
でいう三相コイルに相当）は、各相の巻線２ｕ、２ｖ、
２ｗがデルタ結線されたもので、その内部の部分放電を
検出する場合には、巻線２ｕ、２ｖ、２ｗ間の接続点
ｕ、ｖ、ｗを部分放電検出器３に接続し、この部分放電
検出器３からの出力信号のレベルを放電判定装置４によ
り判定する。尚、放電判定装置４は、部分放電検出器３
から出力される検出電流のレベルに基づいて部分放電の
発生の有無を判定する構成となっている。

【００１６】上記部分放電検出器３は、各相巻線２ｕ、
２ｖ、２ｗ間の接続点ｕ、ｖ、ｗを、３個の検出コンデ
ンサ５ｕ、５ｖ、５ｗを介してスター結線すると共に、
そのスター結線の共通接続点である中性点部分に高周波
ＣＴのような電流パルスセンサ６を設置した構成となっ
ており、その電流パルスセンサ６の出力を放電判定装置
４に与えるようになっている。

【００１７】上記のような試験回路による部分放電検出
原理は次の通りである。即ち、今、巻線２ｖの内部で部
分放電が発生した場合を想定すると、その部分放電に伴
い発生する信号は、高周波信号であることから、直接的
に巻線を流れる信号の他に静電結合部分に流れる信号が
含まれるようになる。つまり、巻線２ｖの内部での部分
放電に伴い発生した高周波信号は、巻線２ｕ、２ｗに流
れる信号成分と、対地浮遊静電容量で結合されている部
分を通じて接地部へ流れる信号成分とを含むようにな
る。

【００１８】この場合、部分放電検出器３が存在しない
状態では、部分放電に伴い発生した高周波信号のほとん
どの成分が巻線２ｕ、２ｗ側に流れることになる。これ
に対して、部分放電検出器３が存在する状態、つまり、
各相の巻線２ｕ、２ｖ、２ｗ間の接続点ｕ、ｖ、ｗ間
が、比較的大きな静電容量の検出コンデンサ５ｕ、５
ｖ、５ｗを介してスター結線されている状態では、それ
らの検出コンデンサ５ｕ、５ｖ、５ｗを通じて中性点へ
比較的大きな信号成分が流れ込むようになる。

【００１９】具体的には、上記のように巻線２ｖの内部
で部分放電が発生した状態では、これに伴う部分放電信
号（高周波信号）は、巻線２ｕ、２ｗ並びに検出コンデ
ンサ５ｖ、５ｗに流れる。このとき、巻線２ｕ、２ｗの
インピーダンスは、部分放電信号にとって高い状態にあ
るため、その部分放電信号は検出コンデンサ５ｖ、５ｗ
側へ流れやすくなる。尚、巻線の直列の静電容量が１０
０ｐＦ程度であった場合には、各検出コンデンサ５ｕ、
５ｖ、５ｗの静電容量を１０００ｐＦ程度に設定してお
けば、上記部分放電信号のほとんどを検出コンデンサ側
へ流すことができる。

【００２０】従って、このような静電結合部分を通じて
流れる電流を検出すれば、巻線２ｖの内部で部分放電が
発生したか否かを検証できるようになり、この場合に
は、部分放電信号のほとんどが検出コンデンサ５ｖ、５
ｗ側へ流れることになって、Ｓ／Ｎ比が高くなるから、
部分放電の検出精度を十分に高め得るようになる。勿
論、他の巻線２ｕ、２ｗの内部で部分放電が発生した状
態も同様に高精度で検証できるようになる。

【００２１】この場合、本実施例では、部分放電検出器
３内に、検出コンデンサ５ｕ、５ｖ、５ｗを通じて流れ
る部分放電信号を検出するための電流パルスセンサ６が
設けられていると共に、この電流パルスセンサ６の出力
レベルに基づいて部分放電の発生の有無を判定する放電
判定装置４が設けられているから、巻線２ｕ、２ｖ、２
ｗの内部で部分放電が発生した状態をきわめて簡単且つ
高精度で検出できることになり、実用性がきわめて高く
なるものである。

【００２２】図２には本発明の第２実施例が示されてお
り、以下これについて前記第１実施例と異なる部分のみ
説明する。即ち、この第２実施例は、第１実施例と同様
にデルタ結線された高圧側コイルを備えた変圧器におい
て、その高圧側コイルの相間に巻線の静電容量より大き
な静電容量を有した検出コンデンサを挿入することによ
り部分放電を各相巻線毎に順次検出するようにした点に
特徴を有する。

【００２３】具体的には、図２に示すように、部分放電
の有無を検証しようとする巻線（この例では２ｖ）の両
端に部分放電検出器７を接続する。上記部分放電検出器
７は、巻線の両端に接続される検出コンデンサ８と、こ
の検出コンデンサ８に流れる高周波電流を検出するため
の電流パルスセンサ９とを備えた構成となっており、そ
の電流パルスセンサ９の出力を放電判定装置４に与える
ようになっている。

【００２４】上記検出コンデンサ８の静電容量は、巻線
の直列の静電容量が１００ｐＦ程度であった場合に１０
００ｐＦ程度に設定されるものであり、このように設定
しておけば、巻線の内部で発生した部分放電信号のほと
んどを検出コンデンサ８側へ流すことができる。この場
合、三相の各巻線２ｕ、２ｖ、２ｗに対し順次部分放電
検出器７を接続して部分放電の有無を検出する操作を行
うものであり、従って、本実施例においても、巻線２
ｕ、２ｖ、２ｗの内部で部分放電が発生した状態をきわ
めて簡単且つ高精度で検出できることになる。

【００２５】図３には上記第２実施例と同様の効果を奏
する本発明の第３実施例が示されており、以下これにつ
いて前記第２実施例と異なる部分のみ説明する。即ち、
この第３実施例は、スター結線された変圧器において、
相間に２巻線の直列の静電容量より大きな静電容量を有
した検出コンデンサを挿入することにより部分放電を検
出するようにした点に特徴を有する。

【００２６】具体的には、図３に示すように、スター結
線された高圧側コイル２′（三相コイルに相当）の相間
（この例ではＶ相とＷ相との間、つまり巻線２ｖ′、２
ｗ′の各電源側端子間）に部分放電検出器７′を接続す
る。上記部分放電検出器７′は、前記第２実施例におけ
る部分放電検出器７（図２参照）と同様の構成のもので
あるが、この例では巻線の直列の静電容量がデルタ結線
の場合の２倍になるから、検出コンデンサ８′の静電容
量は、前記第２実施例の半分のを５００ｐＦ程度に設定
しておけば、上記部分放電信号のほとんどを検出コンデ
ンサ８′側へ流すことができる 図４には本発明の第４実施例が示されており、以下これ
について説明する。この実施例は、中性点が外部に露出
していない状態のスター結線状三相コイルを備えた変圧
器や電動機のような電気機器において、上記スター結線
コイルを構成する巻線内で発生した部分放電を簡便に検
出できるようにした点に特徴を有する。

【００２７】具体的には、図４において、スター結線さ
れた三相コイル１０の各相巻線１０ｕ、１０ｖ、１０ｗ
に給電するための電源ライン１１の各線に対し、部分放
電検出器１２が有する端子１２ａ、１２ｂ、１２ｃを接
続する。この部分放電検出器１２は、各端子１２ａ、１
２ｂ、１２ｃを、３個の検出コンデンサ１３ｕ、１３
ｖ、１３ｗを介してスター結線すると共に、そのスター
結線の中性点部分に高周波ＣＴのような電流パルスセン
サ１４を設置した構成となっており、その電流パルスセ
ンサ１４の出力を放電判定装置４に与えるようになって
いる。

【００２８】この構成によれば、検出コンデンサ１３
ｕ、１３ｖ、１３ｗの静電容量を、巻線１０ｕ、１０
ｖ、１０ｗの直列の静電容量より大きい値に設定してお
けば、巻線１０ｕ、１０ｖ、１０ｗにおいて部分放電が
発生したときの部分放電電流を、外部に設けられた部分
放電検出器１２において精度良く検出できるようになる
ものである。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、以上の説明によって明
らかなように、巻線の内部で発生した部分放電電流の多
くが検出コンデンサに流れるように構成し、その検出コ
ンデンサを通じて流れる部分放電電流（高周波電流）の
レベルにより部分放電の有無を検出するようにしたか
ら、変圧器や電動機などの巻線を備えた電気機器におい
て、巻線の内部で部分放電が発生した状態を高精度に検
出できるようになるという有益な効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による部分放電検出用試験
回路の構成を示す図

【図２】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図３】本発明の第３実施例を示す図１相当図

【図４】本発明の第４実施例を示す図１相当図

【符号の説明】 ２、２′は高圧側コイル（三相コイル）、２ｕ、２ｖ、
２ｗ、２ｕ′、２ｖ′、２ｗ′は巻線、３は部分放電検
出器、４は放電判定装置、５ｕ、５ｖ、５ｗは検出コン
デンサ、６は電流パルスセンサ、７、７′は部分放電検
出器、８、８′は検出コンデンサ、９は電流パルスセン
サ、１０は三相コイル、１０ｕ、１０ｖ、１０ｗは巻
線、１２は部分放電検出器、１３ｕ、１３ｖ、１３ｗは
検出コンデンサ、１４は電流パルスセンサを示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デルタ結線状の三相コイルを備えた変圧
   器の部分放電を検出する方法において、 前記三相コイルの各相巻線間の各接続点をそれぞれ検出
   コンデンサを介して共通接続点に接続し、 前記検出コンデンサを介して前記共通接続点に流れ込む
   高周波信号のレベルに基づいて前記巻線内部での部分放
   電の有無を検出するように構成したことを特徴とする巻
   線を備えた変圧器の部分放電検出方法。
2. 【請求項２】 デルタ結線状の三相コイルを備えた変圧
   器の部分放電を検出する方法において、 前記三相コイルの相間に前記巻線の静電容量より大きな
   静電容量を有した検出コンデンサを接続し、 前記検出コンデンサを流れる高周波信号のレベルに基づ
   いて前記巻線内部での部分放電の有無を検出するように
   構成したことを特徴とする巻線を備えた変圧器の部分放
   電検出方法。
3. 【請求項３】 スター結線状の三相コイルを備えた変圧
   器の部分放電を検出する方法において、 前記三相コイルの相間に、その相間に接続された２巻線
   の直列の静電容量より大きな静電容量を有した検出コン
   デンサを接続し、 前記検出コンデンサを流れる高周波信号のレベルに基づ
   いて前記巻線内部での部分放電の有無を検出するように
   構成したことを特徴とする巻線を備えた変圧器の部分放
   電検出方法。
4. 【請求項４】 中性点が外部に露出していない状態のス
   ター結線状三相コイルを備えた電気機器の部分放電を検
   出する方法において、 前記電気機器の三相電源ラインをそれぞれ検出コンデン
   サを介して共通接続点に接続し、 前記検出コンデンサを介して前記共通接続点に流れ込む
   高周波信号のレベルに基づいて前記巻線内部での部分放
   電の有無を検出するように構成したことを特徴とする巻
   線を備えた電気機器の部分放電検出方法。