JPH11133099A - 部分放電測定方法および装置 - Google Patents

部分放電測定方法および装置

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JPH11133099A
JPH11133099A JP29437197A JP29437197A JPH11133099A JP H11133099 A JPH11133099 A JP H11133099A JP 29437197 A JP29437197 A JP 29437197A JP 29437197 A JP29437197 A JP 29437197A JP H11133099 A JPH11133099 A JP H11133099A
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JP
Japan
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frequency
output
partial discharge
measuring
noise
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JP29437197A
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Jiro Kawai
二郎 川井
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SWCC Corp
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Showa Electric Wire and Cable Co
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Abstract

(57)【要約】 【課題】周波数分布の広いパルス状のノイズ信号を除去
して長尺電力ケーブル線路の接続部における施工不良や
劣化を高精度で検出する。 【解決手段】部分放電信号Sとノイズ信号NのS/N比
の最も高い周波数帯域に同調周波数が設定された第1の
同調型増幅器TA1と、ノイズ信号のレベルの最も高い
周波数帯域に同調周波数が設定された第2の同調型増幅
器TA2と、第2の同調型増幅器TA2の出力P2と第1
の同調型増幅器TA1の出力P1との比R(R=P2/P
1)を演算する演算手段OPと、演算手段OPの出力が
所定の基準値L以下のとき第1の同調型増幅器TA1の出
力を測定・記録するために取り込むゲートスイッチ手段
SWと、ゲートスイッチ手段SWを介して第1の同調型
増幅器の出力を測定・記録する測定・記録手段MRとを備
えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は部分放電測定方法お
よび装置に係わり、特に長尺電力ケーブル線路の主に接
続部における施工不良や劣化を高精度で検出する部分放
電測定方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、この種の長尺電力ケーブル線
路には付属品として接続部(ジョイント)が含まれてい
るが、施工不良等による初期破壊が生じる場合がある。
このため部分放電測定は、これらの欠陥を検出する有力
なツールとして使われているが、ノイズの影響を受ける
ために高感度に測定する方法が求められている。
【0003】この種の長尺電力ケーブル線路の部分放電
測定方法/装置について、ノイズの影響を回避すべく各
種の提案がなされているが、その課題は、ノイズ信号を
如何に除去して真の部分放電信号を検出するかにある。
このため、以下に示すような幾つかの測定技術が知られ
ている。 (1)同調式測定法(特開平4−70573号公報) この部分放電測定法は、周波数掃引される周波数連続可
変同調回路とこれに同期して走査されるオシログラフと
で構成される掃引周波数掃引型スペクトラムアナライザ
によりノイズ信号の周波数スペクトラムを求め、較正パ
ルスをケーブルに注入してその出力を周波数掃引型スペ
クトラムアナライザにより測定し、ケーブルに注入され
た較正パルスの検出出力とノイズ信号の各周波数スペク
トラムとを比較して、高いS/N比が得られる周波数を
見出し、この周波数において検出される一定レベル以上
の部分放電パルスを計数するものである。
【0004】この部分放電測定法では、電車ノイズのよ
うなパルス状のノイズは、ノイズ信号の低周波領域の周
波数分布についてS/N比を向上させるため測定周波数
の細かい選択を必要とするものの、30MHz付近にもピ
ーク(本願図5参照)を有し周波数分布が広いため同調
周波数帯域内に第2のピークがあって、同調周波数帯域
内のノイズの信号レベルが高いと、このノイズを除去す
ることは困難である。 (2)アンテナ法(特開昭53−3682号公報) この部分放電測定法は、部分放電の測定信号とケーブル
の近傍に設けられたアンテナからの信号とを比較し、両
者が同一のときは部分放電測定路と部分放電信号表示器
との接続を一時的に遮断するゲート回路を設けたもので
ある。
【0005】この部分放電測定法では、放送波のように
電磁波として飛来して測定系に混入するノイズは、アン
テナでも受信されるため、ノイズ除去が可能であるが、
電源ラインから混入するノイズは、アンテナでは受信さ
れないため、ノイズを除去することは困難である。 (3)持続性ゲート法(特開平8−122392号公
報) この部分放電測定法は、部分放電信号と予め定めた閾値
を比較し、閾値を越える測定信号に基づき、部分放電の
発生を検出するにあたり、課電電圧位相の中の所定の位
相領域で生じたノイズレベルを検出し、ノイズレベルに
応じてノイズと信号をレベルゲートで識別するのに使用
する閾値を変動させるものである。
【0006】この部分放電測定法では、電車ノイズのよ
うな連続的なパルス状のノイズは、信号レベルが高く、
かつ連続的に検出されるため、このノイズを除去するこ
とは困難である。 (4)タイミング合わせ法(特開平6−74998号公
報) この部分放電測定法は、部分放電検出部の同調増幅周波
数を所定のS/N比を有した周波数に設定し、隣接する
普通接続部(NJ)からノイズを取り込んで、そのタイ
ミングと部分放電検出部で検出した検出信号のタイミン
グを比較し、両者のタイミングが一致したとき、検出信
号を除去し、残りの検出信号を普通接続部の部分放電信
号として測定するものである。
【0007】この部分放電測定法では、同調周波数帯域
内にノイズのピークがあって、同調周波数帯域内のノイ
ズの信号レベルが高いと、このノイズを除去することは
困難である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の部分
放電測定おけるノイズ除去技法では、周波数分布の広い
パルス状のノイズ信号を除去することは困難である。
【0009】
【発明の目的】本発明は上述した難点に鑑みなされたも
ので、パルス状のノイズ信号は、高周波成分を有する
が、低周波成分にも大きいピークがあることに着目し、
周波数分布の広いパルス状のノイズ信号を除去する部分
放電測定方法および装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の部分放電測定方法は、部分放電信号とノイズ信
号の各々の周波数分布を求め、S/N比の最も高い周波
数帯域を第1の同調周波数とし、ノイズ信号の周波数分
布を求め、この周波数分布の結果からノイズ信号のレベ
ルの最も高い周波数帯域を第2の同調周波数とし、第2
の同調周波数の出力と第1の同調周波数の出力との比を
求め、この比の大きさが所定の基準値以下のとき第1の
同調周波数の出力を測定・記録するため取り込むことか
ら成る。
【0011】また、本発明の部分放電測定装置は、部分
放電信号とノイズ信号のS/N比の最も高い周波数帯域
に同調周波数が設定された第1の同調型増幅器と、ノイ
ズ信号のレベルの最も高い周波数帯域に同調周波数が設
定された第2の同調型増幅器と、第2の同調型増幅器の
出力と第1の同調型増幅器の出力との比を演算する演算
手段と、演算手段の出力が所定の基準値以下のとき第1
の同調型増幅器の出力を測定・記録するために取り込む
スイッチ手段と、スイッチ手段を介して第1の同調型増
幅器の出力を測定・記録する測定・記録手段とを備えたも
のである。
【0012】
【作用】この部分放電測定方法および装置において、部
分放電信号とノイズ信号の各々の周波数分布を求め、S
/N比の最も高い周波数帯域を第1の同調周波数とす
る。また、ノイズ信号の周波数分布を求め、この周波数
分布の結果からノイズ信号のレベルの最も高い周波数帯
域を第2の同調周波数とする。そして、第2の同調周波
数の出力と第1の同調周波数の出力との比を求め、この
比の大きさが所定の基準値以下のとき第1の同調周波数
の出力を測定・記録するため取り込む。
【0013】これにより周波数分布の広いパルス状のノ
イズ信号を除去して長尺電力ケーブル線路の接続部にお
ける劣化を高精度で検出することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の部分放電測定方法
および装置における好ましい実施の形態例を図面にした
がって説明する。まず、図1に示す実験測定装置を用い
て次のような部分放電を検出する実験を行なった。同実
験測定装置において、金属箔電極FEはケーブルCAの
絶縁部IPの左右、即ち両側に取り付けられる。金属箔
電極FE間には検出用クランプ分流器CTが結合され信
号、ノイズを検出する。
【0015】図2はその等価回路で、ケーブルCAの導
体COと絶縁部IPのシールド層SLとの間には絶縁部
右側における絶縁層静電容量C1、絶縁部左側における
絶縁層静電容量C2が存する。Xは部分放電部で、Cgは
部分放電部Xの静電容量、Cbは部分放電部Xに直列の
静電容量を示す。絶縁部IPの左右、即ち両側のA、B
点においてシールド層SLは金属箔電極FEの金属箔静
電容量C、検出用クランプ分流器CTの検出インピーダ
ンスDIが存する。この等価回路において、部分放電電
流PDCは部分放電部Xの部分放電に伴って静電容量C
g、静電容量Cb、絶縁層静電容量C1、金属箔静電容量
C、検出インピーダンスDI、金属箔静電容量C、絶縁
層静電容量C2、導体COを通って流れるものである。
【0016】このような等価回路をもつ実験測定装置に
より得られた部分放電パルス検出波形例と周波数分析結
果を図3に示す。この周波数分析結果からピークは27
MHzであり、周波数が高くなると或いは低くなるとレ
ベルは低下する。図4〜図6は、ノイズの検出波形例と
周波数分析結果であって、そのうち図4は、正弦波ノイ
ズの検出波形例と周波数分析結果で、7MHz程度にピ
ークがある。図5は、電車通過時のノイズの検出波形例
と周波数分析結果で、ピークは7〜8MHzにあり、3
0MHz程度まで減少していく。図6は、或るノイズの
検出波形例と周波数分析結果で、5〜8MHz程度にピ
ークがある。
【0017】このようにノイズの場合、5〜8MHz程
度にピークが生じる。一方、上述したように部分放電信
号は、信号のレベルにもよるが、5〜8MHz帯の出力
は小さい。本発明は、このようにパルス状のノイズ信号
は、高周波成分を有するが、低周波成分にも大きいピー
クがあることを知得してなされたものである。
【0018】この実験結果に基づき、本発明の部分放電
測定装置は以下述べるように構成される。即ち、図7に
示すように本発明の部分放電測定装置は、金属箔電極F
EはケーブルCAの絶縁部IPの左右、即ち両側に取り
付けられる。金属箔電極FE間には検出用クランプ分流
器CTが結合され信号、ノイズを検出するものである。
【0019】この部分放電測定装置において、検出用ク
ランプ分流器CTには部分放電信号Sとノイズ信号Nの
S/N比の最も高い周波数帯域に同調周波数が設定され
た第1の同調型増幅器(高周波側)TA1と、ノイズ信
号のレベルの最も高い周波数帯域に同調周波数が設定さ
れた第2の同調型増幅器(低周波側)TA2とが接続さ
れている。
【0020】また、この部分放電測定装置は、第2の同
調型増幅器TA2の出力P2と第1の同調型増幅器TA1
の出力P1との比R(R=P2/P1)を演算する演算手
段OPと、演算手段OPの出力が所定の基準値L以下の
とき第1の同調型増幅器TA1の出力を測定・記録するた
めに取り込むゲートスイッチ手段SWと、ゲートスイッ
チ手段SWを介して第1の同調型増幅器の出力を測定・
記録する測定・記録手段MRとを備えている。
【0021】演算手段OPは、第2の同調型増幅器TA
2の出力P2と第1の同調型増幅器TA1の出力P1との比
R(R=P2/P1)を演算する演算機能と、演算機能に
よって演算出力を所定の基準値Lと比較する比較機能
と、比較機能によって演算出力が所定の基準値以下のと
きゲート信号を発生し、ゲートスイッチ手段SWをオー
プンするゲート信号発生機能とをもっている。なお、こ
の基準値Lは測定環境や条件に応じて実験により適宜設
定されるものである。
【0022】このように構成された部分放電測定装置に
おいて、部分放電信号Sとノイズ信号Nの各々の周波数
分布を求め、S/N比の最も高い周波数帯域を第1の同
調型増幅器TA1で第1の同調周波数とする。また、ノ
イズ信号の周波数分布を求め、この周波数分布の結果か
らノイズ信号のレベルの最も高い周波数帯域を第2の同
調型増幅器TA2で第2の同調周波数とする。そして、
第2の同調周波数の出力P2)と第1の同調周波数の出
力P1との比R(R=P2/P1)を演算手段OPで求
め、この比の大きさが所定の基準値L以下のとき第1の
同調周波数の出力を測定・記録するためゲートスイッチ
手段SWから測定・記録手段MRに取り込む。
【0023】これにより周波数分布の広いパルス状のノ
イズ信号を除去して長尺電力ケーブル線路の接続部にお
ける劣化を高精度で検出することができる。なお、本発
明の部分放電測定方法および装置は、先に述べたアンテ
ナ法や持続性ゲート法と併用して用いることができる。
この場合、アンテナ法と持続性ゲート法と本発明の部分
放電測定方法/装置として多段に構築することができ
る。
【0024】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の部分放電測定方法および装置によれば、周波数分布の
広いパルス状のノイズ信号を除去して長尺電力ケーブル
線路の主に接続部における施工不良や劣化を高精度で検
出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の部分放電測定方法および装置に使用し
た実験測定装置を示す図。
【図2】図1に示す実験測定装置の等価回路図。
【図3】図1に示す実験測定装置で得られた部分放電パ
ルス検出波形例と周波数分析結果を示す。
【図4】図1に示す実験測定装置で得られた正弦波ノイ
ズの検出波形例と周波数分析結果を示す。
【図5】図1に示す実験測定装置で得られた電車通過時
のノイズの検出波形例と周波数分析結果を示す。
【図6】図1に示す実験測定装置で得られた或るノイズ
の検出波形例と周波数分析結果を示す。
【図7】本発明の部分放電測定装置を示す図。
【符号の説明】
TA1・・・・・第1の同調型増幅器 TA2・・・・・第2の同調型増幅器 P1・・・・・第1の同調型増幅器TA1の出力 P2・・・・・第2の同調型増幅器TA2の出力 R(R=P2/P1)・・・・・比 OP・・・・・演算手段 L・・・・・所定の基準値 SW・・・・・ゲートスイッチ手段 MR・・・・・測定・記録手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】部分放電信号(S)とノイズ信号(N)の
    各々の周波数分布を求め、S/N比の最も高い周波数帯
    域を第1の同調周波数とし、 前記ノイズ信号の周波数分布を求め、この周波数分布の
    結果から前記ノイズ信号のレベルの最も高い周波数帯域
    を第2の同調周波数とし、 前記第2の同調周波数の出力(P2)と前記第1の同調
    周波数の出力(P1)との比(R=P2/P1)を求め、
    この比の大きさが所定の基準値以下のとき前記第1の同
    調周波数の出力を測定・記録するため取り込むことを特
    徴とする部分放電測定方法。
  2. 【請求項2】部分放電信号(S)とノイズ信号(N)の
    S/N比の最も高い周波数帯域に同調周波数が設定され
    た第1の同調型増幅器と、 前記ノイズ信号のレベルの最も高い周波数帯域に同調周
    波数が設定された第2の同調型増幅器と、 前記第2の同調型増幅器の出力(P2)と前記第1の同
    調型増幅器の出力(P1)との比(R=P2/P1)を演
    算する演算手段と、 前記演算手段の出力が所定の基準値以下のとき前記第1
    の同調型増幅器の出力を測定・記録するために取り込む
    スイッチ手段と、 前記スイッチ手段を介して前記第1の同調型増幅器の出
    力を測定・記録する測定・記録手段とを備えたことを特徴
    とする部分放電測定装置。
JP29437197A 1997-10-27 1997-10-27 部分放電測定方法および装置 Withdrawn JPH11133099A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001055740A1 (en) * 2000-01-27 2001-08-02 Pirelli Cables (2000) Limited Partial discharge detection test link, partial discharge detection system and methods for detecting partial discharge on a power cable

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001055740A1 (en) * 2000-01-27 2001-08-02 Pirelli Cables (2000) Limited Partial discharge detection test link, partial discharge detection system and methods for detecting partial discharge on a power cable
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