JPH11174110A - 可搬式コロナ放電検出装置 - Google Patents
可搬式コロナ放電検出装置Info
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- JPH11174110A JPH11174110A JP34300697A JP34300697A JPH11174110A JP H11174110 A JPH11174110 A JP H11174110A JP 34300697 A JP34300697 A JP 34300697A JP 34300697 A JP34300697 A JP 34300697A JP H11174110 A JPH11174110 A JP H11174110A
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Abstract
化等の異常を検出する可搬式装置を提供する。 【解決手段】 コロナ放電が発生した時に生じる音響を
集音するパラボラ集音板11と、該パラボラ集音板11に対
向し集音した音響を受音する超音波マイク12と、該超音
波マイク12裏面側に取り付けられ前記パラボラ集音板11
で集音した音響方向を指し示すレーザポインタ13と、該
レーザポインタ13と前記超音波マイク12を一体として支
持する支柱14と、該支柱14と前記パラボラ集音板11を取
り付けたハンドル15とから可搬式コロナ放電検出装置の
音響検出部1を構成した。
Description
のコロナ放電による絶縁劣化等の異常を検出する可搬式
コロナ放電検出装置に関する。
よる絶縁劣化等の異常を検出する装置としては、例えば
特開昭49− 50969号公報に開示されているように、コロ
ナ放電をコロナ検出素子で検出し、電源と同期したタイ
ミングで信号をサンプリングすることで、コロナ放電の
信号だけを検出する方法や、あるいは特開昭58− 21173
号公報のように、コロナ放電を接地線から検出し、商用
周波数電源から生成した定位相のタイミングで信号をサ
ンプリングし、その積算量でコロナ放電を検出する方法
などが知られている。
号や特開昭58− 21173号の従来技術にはそれぞれ以下の
ような問題があった。すなわち、前者の特開昭49− 509
69号の技術によってコロナを検出した例を図7に、また
コロナ放電以外のノイズを検出した例を図8に示す。図
7において、(a) はコロナ検出素子で検出したコロナ放
電信号、(b) はノイズ除去部で低域ノイズを除去した後
の信号A、(c) は電源と同期して波高値付近で1、他の
区間は0となる矩形波B、(d) はAとBを乗じて得られ
る信号である。そして、コロナ検出素子でコロナを検出
した場合、AとBとを乗じて得られた信号には、矩形波
Bの周期で高周波信号が出現する。
子で検出した定常的ノイズ信号、(b) はノイズ除去部で
低域ノイズを除去した後の信号C、(c) は電源と同期し
て波高値付近で1、他の区間は0となる矩形波D、(d)
はCとDを乗じて得られる信号である。そして、コロナ
検出素子で定常的に生じるノイズ信号を検出した場合、
CとDとを乗じて得られた信号には、矩形波Dの周期で
高周波信号が出現する。
信号であっても、定常的に発生するノイズであっても、
サンプリングした後の信号は、まったく同じ様相を呈す
るため、コロナ放電の信号を検出していてもそれがコロ
ナ放電であることを判定することが困難である。したが
って、定常的なノイズの発生する環境(交流モータのス
リップリングノイズ等の電源系統にある場合)では使用
できないという問題をもっている。また、コロナを検出
しようとする対象物が1点に限定されるため、例えば変
電所全体の異常を監視しようとすると、各機器ごとに検
出装置を接地しなければならず、経済的にも問題があっ
た。
は、接地変圧器が接続された系統の機器すべてが検出対
象になるため、対象物が1点に限定されるという欠点は
解決されているものの、コロナ放電を検出する方法が商
用周波数電源から生成した定位相のタイミングで信号の
サンプリングを行うため、前述の方法と同様に、サンプ
リングした後の信号は、真のコロナ放電の信号であって
も、定常的に発生するノイズであっても、まったく同じ
様相を呈するため、コロナ放電を判定することができな
い。特に高調波を含む系統においては、高調波ノイズが
定常的に接地線に重畳しており、微弱なコロナ放電の信
号を検出することが困難である。
らは鋭意研究開発を行い、ノイズ環境下においても電力
設備の絶縁劣化によるコロナ放電を広範囲に検知するこ
とを可能とする発明を完成させたのであり、すでに、特
開平9-127181号公報において開示されている。ここで、
この特開平9-127181号公報において開示されている発明
に到る背景について説明すると、熟練した電気保全員が
コロナ放電の異常音によって絶縁劣化を発見し、大事故
を未然に防止したという事例が多いこと、また、近年の
合理化要請ならびに遠隔集中監視化によって熟練した電
気保全員が現場監視に赴く時間が年々減少し、電気保全
員に変わって現場を監視することのできる“耳”の役割
を担う装置の開発ニーズがあったこと、などによる。
器の放電実験を通じて、“放電音に共通の特性である電
源周波数の2倍の周期で音響が強弱する”ことを突き止
めることによって、特開平9-127181号公報において開示
された発明を完成させるに到ったものである。なお、原
理的には、コロナ放電で生じる音響は、電子が空気の中
性分子と衝突しイオン化する時に生じるものであり、電
界(電圧)のピーク付近で音響が大きくなり、電界(電
圧)が小さい時に音響が小さくなるため、電源周波数の
2倍の周期(交流のため正のピークと負のピークがあ
る)で音響が強弱するものである(例えば、室岡義廣著
「コロナ現象、コロナ社発行、p. 132〜133 」参照)。
9-127181号公報記載の電力設備のコロナ放電検出装置
は、優れた性能を有する反面、例えば電力設備の配電盤
内等に固定して設置することを前提としており、また、
コロナ放電を検出することはできても、その配電盤のど
こで発生したかを知ることはできなかった。
装置に更に改良を加え、持ち運び可能で、かつ、コロナ
放電箇所を正確に視認して特定することが可能な可搬式
コロナ放電検出装置として提供することを目的とする。
コロナ放電検出部とからなる可搬式コロナ放電検出装置
であって、前記コロナ放電検出部は、コロナ放電が発生
した時に生じる音響を集音するパラボラ集音板と、該パ
ラボラ集音板に対向し集音した音響を受音する超音波マ
イクと、該超音波マイク裏面側に取り付けられ前記パラ
ボラ集音板で集音した音響方向を指し示すレーザポイン
タとからなり、前記コロナ放電検出部は、前記音響検出
部の検出信号から高周波成分を抽出して周辺ノイズを除
去するノイズ除去部と、ノイズ除去後の信号を整流によ
って包絡線検波し、コロナ放電音の強弱成分を抽出する
強弱成分抽出部と、強弱成分の中の電源周波数成分の比
率から、その音響がコロナ放電音であることを判定する
判定部と、判定に基づき警報を発する警報器とからなる
可搬式コロナ放電検出装置によって上記課題を解決した
のである。
いて図面を参照して詳しく説明する。図1は本発明に係
るコロナ放電検出装置の構成を示すブロック図であり、
図2はコロナ放電検出装置の各要素での出力波形を示す
特性図である。図1において、1はコロナ放電による音
響を検出する音響検出部であり、コロナ放電が発生した
時に生じる音響を集音するパラボラ集音板11と、そのパ
ラボラ集音板11に対向して設置され集音した音響を受音
する超音波マイク12と、該超音波マイク12の裏面側に取
り付けられ前記パラボラ集音板11で集音した音響方向を
指し示すレーザポインタ13と、そのレーザポインタ13と
前記の超音波マイク12を一体として支持する支柱14と、
その支柱14と前記パラボラ集音板11を取り付けたハンド
ル15から構成される。ここで、パラボラ集音板11は、薄
い金属板、プラスティック板などで形成される。超音波
マイク12は、可聴域から超音波までを幅広く集音するマ
イクである。レーザポインタ13は、指向性の高いレーザ
光でその方向を指し示すことのできるデバイスであり、
レーザ光で照射された個所を視認することで容易にその
指し示す方向を特定することができる。そして、これら
を一体とし、手に持ちやすいようにハンドル15が取り付
けられている。
放電検出部であり、3は1段目のアンプ、4は遮断周波
数が例えば10kHz の高域通過フィルタ、5は2段目のア
ンプ、6は整流器、7は遮断周波数が例えば200Hz の低
域通過フィルタ、8はアナログ信号をデジタル化するA
/D変換器、9はそのデジタル信号を処理するデジタル
信号処理器(DSP)、10はブザーなどの警報器であ
る。
(a) に示すような波形を有する放電音は、まず、1段目
のアンプ3で図2(b) に示すような波形に増幅され、高
域通過フィルタ4を通過してノイズが除去される。ノイ
ズ除去された後、2段目のアンプ5で再度増幅される。
このときの信号を図2(c) に示す。ここで、高域通過フ
ィルタ4でのノイズ除去の機能について説明すると、通
常、コロナ放電で生じる音響は10kHz 以上の高い周波数
で広い周波数帯域にわたって存在するが、一般の変電設
備の環境音は大半が10kHz 以下の周波数成分であるた
め、高域通過フィルタ4で容易にコロナ音だけ抽出する
ことができるのである。
2(d) のような波形に整流してから低域通過フィルタ7
によって包絡線検波し、図2(e) に示すような放電音の
強弱成分を抽出する。さらに、この放電音の強弱成分を
A/D変換器8でデジタル信号に変換した後、デジタル
信号処理器(DSP)9でFFT演算を行う。演算の結
果得られた電源周波数の2倍の周波数成分値を全周波数
成分値の合計値で除した値が、あらかじめ定めた基準
値、例えば5%、を超過した場合は、その音響がコロナ
放電であると判定して警報器10を鳴らすのである。
いし、光を点滅させるものであっても良い。また、前述
のレーザポインタ13を点滅させたり、その光の色を変え
たりするようにしてして警報としても良い。
図3は本発明で配電盤のコロナ放電検出を行う状態を示
す概要図である。この図において、20は地面21に立設さ
れる配電盤で、母線22に接続される母線碍子部23、断路
端子部24を備えた遮断器25、配電用ケーブル26に接続さ
れるケーブル端末部27とから構成される。そして、作業
者40は、本発明の音響検出部1を手に持ち、この配電盤
20でのコロナ発生の予測される部位である母線碍子部2
3、断路端子部24、ケーブル端末部27を音響検出部1の
レーザポインタ13で指し示し、その位置を確認しながら
順次測定していく。
ついて補足すると、配電用ケーブル26は図4に示すよう
に、芯線である銅の導体28とそれを覆う架橋ポリエチレ
ン等の絶縁体29とからなっており、接続端子30とはその
接続部30aと導体28で接続するのであるが、絶縁体29は
アースされていることから端末部が損傷および汚損ある
いは結露した場合、その終端部において電位の集中が生
じてコロナ放電が生じるのである。
いて、暗騒音のみの場合を図5に、放電時の音の場合を
図6にそれぞれ示した。いずれの図においても、(a) は
原音響、(b) は高域通過フィルタ3通過後、(c) は整流
器5通過後の波形を示し、(d) は整流後のスペクトル分
布を示している。これらの図から明らかなように、配電
盤20内でのコロナ放電の異常を確実に検出できることが
わかる。
は、配電盤内のみならず、屋外に設置される変電設備
の、例えば塩害による部分放電等の異常検出をも広範囲
に行うことができる。
ロナ放電検出装置によれば、作業者が音響検出部を手に
持ち、測定したい個所を実際にレーザポインタで指し示
しながらコロナ放電発生箇所を探索することができるの
で、変電設備の運転中に広範囲に異常監視を行うことが
でき、絶縁劣化に起因する地絡・短絡事故の発生箇所を
初期段階で検出し、事故の拡大を未然に防止することが
可能となった。
を示すブロック図である。
の出力波形を示す特性図である。
検査する様子を示す概要図である。
みの信号の波形処理を示す特性図である。
音響の信号の波形処理を示す特性図である。
ある。
例を示す特性図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 音響検出部とコロナ放電検出部とからな
る可搬式コロナ放電検出装置であって、前記コロナ放電
検出部は、コロナ放電が発生した時に生じる音響を集音
するパラボラ集音板と、該パラボラ集音板に対向し集音
した音響を受音する超音波マイクと、該超音波マイク裏
面側に取り付けられ前記パラボラ集音板で集音した音響
方向を指し示すレーザポインタとからなり、前記コロナ
放電検出部は、前記音響検出部の検出信号から高周波成
分を抽出して周辺ノイズを除去するノイズ除去部と、ノ
イズ除去後の信号を整流によって包絡線検波し、コロナ
放電音の強弱成分を抽出する強弱成分抽出部と、強弱成
分の中の電源周波数成分の比率から、その音響がコロナ
放電音であることを判定する判定部と、判定に基づき警
報を発する警報器とからなる可搬式コロナ放電検出装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34300697A JPH11174110A (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | 可搬式コロナ放電検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34300697A JPH11174110A (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | 可搬式コロナ放電検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11174110A true JPH11174110A (ja) | 1999-07-02 |
Family
ID=18358215
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34300697A Pending JPH11174110A (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | 可搬式コロナ放電検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11174110A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-12-12 JP JP34300697A patent/JPH11174110A/ja active Pending
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040914 |
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A977 | Report on retrieval |
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060728 |
|
A02 | Decision of refusal |
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