JPH095386A - 部分放電検出装置、部分放電検出方法 - Google Patents

部分放電検出装置、部分放電検出方法

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JPH095386A
JPH095386A JP15726895A JP15726895A JPH095386A JP H095386 A JPH095386 A JP H095386A JP 15726895 A JP15726895 A JP 15726895A JP 15726895 A JP15726895 A JP 15726895A JP H095386 A JPH095386 A JP H095386A
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JP
Japan
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partial discharge
box
ground
current transformer
output
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JP15726895A
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English (en)
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Tetsuo Yoshida
哲雄 吉田
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノイズの影響を防ぎ、部分放電の検出感度を
向上させ、微弱な部分放電であっても確実に検出できる
ようにする。 【構成】 電気機器2a,2bからの接地線3a,3b
は箱体1を貫通した接地母線4に接続され、接地母線4
には電気機器2a,2bの部分放電を検出すべく高周波
変流器8a,8bが貫通するように設けられている。こ
こで、電気機器2a,2bのいずれかに部分放電が発生
した場合、差動増幅器9は高周波変流器8a,8bの出
力信号の一方を反転させるようにして両者を加算した信
号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばスイッチギヤの
絶縁劣化診断に用いられる部分放電検出装置及び部分放
電検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】部分放電検出装置が取り付けられた金属
閉鎖形スイッチギヤを示す図6において、外周を軟鋼板
で囲まれた金属箱体1には、例えば5つの各電気機器2
a〜2eが収納され個別の盤を形成し、それぞれの電気
機器2a〜2eの接地線3a〜3eは盤間を貫通した接
地母線4に接続されている。また、接地母線4には、部
分放電検出用の高周波変流器5を接地幹線6が貫通して
接地極に接続されている。
【0003】高周波変流器5の出力は、増幅器7を介し
て図示しないフィルターなどに接続され、接地母線4に
流れる部分放電によるパルス電流の検出と処理がされて
いる。
【0004】金属閉鎖形スイッチギヤにおいては、長期
に亘る運転の結果、スイッチギヤを構成する絶縁物内部
の劣化や、絶縁物や導体の表面に付着した埃などによっ
て、部分放電が発生することがある。この部分放電によ
るパルス電流は、接地線3a〜3eを介して接地母線
4、接地幹線6と流れ大地に放電される。
【0005】従って、この金属閉鎖形スイッチギヤにお
いては、高周波変流器5によって大地に放電されるパル
ス電流を特定の中心周波数で検出している。この周波数
は、数100kMzの低周波領域から数MHz の高周波領域まで
あり、用途に応じて使用される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この金属閉
鎖形スイッチギヤで検出されたパルス電流は、ノイズが
混入されることが多い。パルス電流に混入されるノイズ
としては、このスイッチギヤが接続された電源系統に重
畳されて侵入する高周波成分のパルス電圧や、当該スイ
ッチギヤや隣接されたスイッチギヤに収納された真空遮
断器や断路器などの開閉によって発生したサージ電圧及
び受電用変圧器の高調波成分の電圧などがある。また、
周波数の高い領域では、放送周波が静電結合されて侵入
してくる。
【0007】このように電源にノイズが重畳されると、
高周波変流器5にもノイズが重畳され部分放電の検出感
度が低下するので、ノイズの影響を減らすために周波数
帯域を選んだり、ノイズ除去回路を併設させている。し
かし、接地線に流れるノイズは多岐に亘っており、周波
数帯域を特定することはできない。
【0008】また、ノイズ除去回路を設けると、回路が
複雑になると共に、除去する周波数帯域や大きさを特徴
しなくてはならず、複数の変電所でのノイズを把握する
ことは困難であることから必ずしもノイズの影響を減ら
せるとは言い難かった。
【0009】従って、従来の部分放電検出装置において
は、ノイズの侵入によって検出感度が低下するので、部
分放電の放電電荷量が微弱な絶縁劣化初期における部分
放電検出は困難であった。つまり、絶縁劣化がある程度
進展して大きな放電電荷量に移行しないと部分放電を検
出できなかった。本発明の目的は、微弱な部分放電であ
っても高感度に検出できる部分放電検出装置、部分放電
検出方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、箱体に収納された電気機器の部分放電を検
出すべく少なくとも2個の変流器を設け、これらの変流
器が電気機器の部分放電時に検出する出力信号の一方を
反転させ、両者の出力信号を加算するようにしたことを
要旨とする。
【0011】
【作用】このような構成において、変流器が電気機器の
部分放電時に検出する出力信号の一方を反転させ両者の
出力信号を加算すると、ノイズを減衰させ部分放電によ
る信号を取り出すことができ、部分放電の検出感度を向
上させることができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明による部分放電検出装置の一実
施例を図面を参照して説明する。なお、従来方法と同様
の個所には同一符号を付した。図1は、本発明による部
分放電検出装置を取り付けた金属閉鎖形スイッチギヤで
あり、金属板で仕切られた箱体1には各収納機器2a〜
2cが収納され、収納機器2a,bの接地線3a,3b
は接地母線4に接続されている。接地母線4は、接地幹
線6で接地極に接続されている。
【0013】また、各盤を貫通する接地母線4には、そ
れぞれ高周波変流器8a,8bが貫通されており、2個
の高周波変流器8a,8bの出力が差動増幅器9に入力
され、一方の信号が反転して加算される。
【0014】ここで、高周波変流器8a,8bと差動増
幅器9の周波数特性は約1〜5MHzを選んでいる。これ
は、スイッチギヤで発生する部分放電の周波数に合わせ
ているためである。すなわち、本発明者が研究を進めた
結果、スイッチギヤの周波数としては、気中やガス中放
電による部分放電の立ち上がり時間が数nsであり、ボイ
ド放電による立ち上がり時間が数10nsであったことよ
り、接地線を伝搬する部分放電の周波数は約1〜5MHz
が最も大きかった。
【0015】これらの構成による出力の一例を図2に示
す。仮に収納機器2aより部分放電が発生した場合、パ
ルス電流i1 が接地線3aを流れるが、ノイズも重畳さ
れてしまうので、特性(イ)の如く部分放電(a)とノ
イズ(b)の区別ができにくい出力となる。また、収納
機器2bではノイズによるパルス電流i2 が流れて、特
性(ロ)のようにノイズ(c)となる。ノイズは、収納
機器2a,2bの主回路導体にほぼ同様に侵入するの
で、接地線を流れる(b)と(c)はほぼ同様となる。
従って、差動増幅器9でこれらを加算すると特性(ハ)
となり、部分放電(a)とノイズの区別ができ、検出感
度が向上する。ここで、図2の出力が電圧表示になって
いるが、これは、高周波変流器8a,8bの出力が電圧
出力であるためである。
【0016】なお、収納機器2bにも部分放電が発生し
た場合には、ノイズに重畳されることになるが、収納機
器2aと同一条件の部分放電が発生することは極めて少
なく、発生時間や大きさに差異が生じてノイズの低減が
図れ、検出感度を向上させることができる。
【0017】このように、金属閉鎖形スイッチギヤの主
回路に侵入するノイズは、各盤とも、殆ど同様の大きさ
と周波数帯域にて接地線に流れているので、部分放電が
重畳された盤の接地線から得られる信号とで作動増幅器
にて加算するとノイズは減衰され、部分放電によるパル
ス電流の検出感度が向上する。また、対比した盤から同
時に部分放電が発生しても、同一条件の部分放電が発生
することは殆どなく、差動増幅器で部分放電のパルス電
流が大きく減衰することはない。
【0018】次に、本発明の部分放電検出装置の第2の
実施例について、図3のように、接地幹線10に高周波変
流器11aを貫通させ、各盤の接地母線12にそれぞれ高周
波変流器11b〜11fを貫通させる。各盤の高周波変流器
11b〜11fの出力は切替スイッチ13によりスキャンさ
せ、接地幹線10の高周波変流器11aと対比させ、差動増
幅器14で一方の信号を反転させて加算している。
【0019】これにより、ノイズが低減され部分放電の
検出感度を向上させることができる。更に、切替スイッ
チ13と各高周波変流器11b〜11fを連動させておけば、
部分放電が発生している盤を特定することができる。
【0020】次に、本発明の部分放電検出装置の第3の
実施例について、図4のように、接地幹線15に高周波変
流器16と低周波変流器17を貫通させ、これらの出力を作
動増幅器18で一方の信号を反転させて加算している。
【0021】箱体1に収納機器2a,2bを収納し、接
地線3a,3bを接地母線4に接続する構成は同様であ
るが、変流器16,17は周波数特性の異なるものを複数個
貫通させている。
【0022】図5に出力波形の一例を示す。高周波変流
器16は、部分放電パルスが最も伝搬する1〜5MHz を用
いており、特性(ニ)のような高い周波数に追従する出
力が得られる。従って、部分放電パルス(d)とノイズ
(e)は複雑に重畳されている。また、低周波変流器17
は300kHz〜500kHz、ここでは検出するのに最適な400kHz
のものを用いており、各信号が大きく伝搬されるが、特
性(ホ)のように部分放電パルス(d)とノイズ(f)
が区別けできないくらい重畳されている。これらの出力
を作動増幅器18で加算すると、特性(ヘ)のようにノイ
ズが大きく減衰され、部分放電パルス(d)を感度良く
検出することができる。
【0023】ここで、各変流器16,17の周波数特性が異
なるため、ノイズ(e)と(f)の周波数特性も異なる
出力となるが、波高値に大きな差異がないので、ノイズ
の減衰はできる。これは、高い周波数成分のノイズは接
地線の伝搬時に減衰され、比較的低い周波数成分が変流
器16,17に流れるためである。なお、変流器16,17の出
力は電圧表示であり、部分放電のパルス電流を電圧で検
出している。
【0024】このように、高周波特性と低周波特性の変
流器の出力信号を差動増幅器にて加算することにより、
接地線を伝搬して減衰しにくい低周波帯域のノイズを減
衰させることができ、部分放電の検出感度を向上させる
ことができる。なお、高周波のノイズは、減衰し易く検
出感度を大きく低下させることはない。
【0025】以上のように、上述した各実施例によれ
ば、部分放電の検出感度が向上するので、絶縁劣化初期
からの微小な放電を検出することができる。また、複数
個設ける変流器の周波数特性を種々変えて、スイッチギ
ヤに流れる部分放電パルスの周波数に合わせた周波数帯
域を取り出せば、検出感度を更に向上させることができ
る。更に、複数個の変流器を個々の機器の接地線に貫通
させることにより、個々の機器の絶縁劣化を検出でき
る。
【0026】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、変流器が
電気機器の部分放電時に検出する出力信号の一方を反転
させ両者の出力信号を加算するようにしたので、部分放
電の検出感度を向上させ、微弱な部分放電であっても確
実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す部分放電検出装置
の構成図。
【図2】[図1]の部分放電検出を説明するための図。
【図3】本発明の第2の実施例を示す部分放電検出装置
の構成図。
【図4】本発明の第3の実施例を示す部分放電検出装置
の構成図。
【図5】[図4]の部分放電検出を説明するための図。
【図6】従来の部分放電検出装置の構成図。
【符号の説明】
3a,3b…接地線、4,12…接地母線、6,10,15…
接地幹線、8a,8b,11a〜11f,16…高周波変流
器、9,14,18…差動増幅器、13…切替スイッチ、17…
低周波変流器。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気機器が収納された箱体と、この箱体
    の電気機器に接地線を介して接続された前記箱体間を通
    じるように設けられた接地母線と、前記箱体の電気機器
    の部分放電を検出すべく少なくとも2個設けられ前記接
    地母線に接続された変流器と、前記箱体に収納された電
    気機器の部分放電時に前記変流器が出力する出力信号の
    うち一方を反転させ、これらの出力信号を加算する演算
    手段とを有する部分放電検出装置。
  2. 【請求項2】 電気機器が収納された箱体と、この箱体
    の電気機器に接地線を介して接続された前記箱体間を通
    じるように設けられた接地母線と、前記箱体の電気機器
    の部分放電を検出すべく各々に設けられた前記接地母線
    に接続された変流器と、接地母線の一方に接続される接
    地極に設けられた他の変流器と、前記各々に設けられた
    変流器が箱体に収納された電気機器の部分放電時に出力
    する出力信号のいずれかを得るための切替スイッチと、
    この切替スイッチから得られる出力信号または他の変流
    器が箱体に収納された電気機器の部分放電時に出力する
    出力信号のいずれか一方を反転させ、これらの出力信号
    を加算する演算手段とを有する部分放電検出装置。
  3. 【請求項3】 収納された電気機器に部分放電が生じた
    箱体の変流器が検出信号を出力するのに連動して切替ス
    イッチが切替わるようにしたことを特徴とする請求項2
    記載の部分放電検出装置。
  4. 【請求項4】 電気機器が収納された箱体と、この箱体
    の電気機器に接地線を介して接続され前記箱体間を通じ
    るように設けられた接地母線と、この接地母線の一方に
    接続される接地極に設けられ周波数特性が異なる複数の
    変流器と、前記箱体に収納された電気機器の部分放電時
    に前記複数の変流器が出力する出力信号のうち一方を反
    転させ、これらの出力信号を加算する演算手段とを有す
    る部分放電検出装置。
  5. 【請求項5】 前記複数の変流器は、少なくとも一方の
    周波数特性が1〜5MHz 、他方の周波数特性が 300〜50
    0kHzの変流器を備えていることを特徴とする請求項4記
    載の部分放電検出装置。
  6. 【請求項6】 箱体に収納された電気機器の部分放電時
    に出力される信号を検出すべく少なくとも2個の変流器
    が設けられ、前記電気機器の部分放電時における変流器
    の出力信号の一方を反転させ、これらの出力信号を加算
    して部分放電を検出する部分放電検出方法。
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