JPH11211760A - ピーク検出器、並びにそれを用いた高電圧機器の絶縁監視装置及びシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外来ノイズとともに検出される非常に高速・
広帯域かつランダムな放電パルスのピーク値を、外来ノ
イズを効率よく除去ながら検出する。 【解決手段】 測定信号を検知する測定信号検知部１
と、誤り信号を検知する誤り信号検知部４と、信号検知
部からの信号をラッチするラッチ部２，５と、ラッチ部
からの信号を受けて出力する出力部３，６と、誤り信号
のみ検知されたときまたは所定の時間測定信号を検知し
た後にラッチ部をリセットし、かつ測定信号が検知され
たときはラッチ部をリセットする前に出力部をセットし
さらに所定の時間後に出力部をリセットするリセット部
７と、検出時間内に誤り信号が検知されなかった場合に
出力部から受けた測定信号をピーク値の信号として出力
する判定部８と、判定部から受けた信号を所定の形態の
信号に変換する信号変換部９とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、センサからの電気
信号のピークを検出する回路に関するものであり、さら
にはガス絶縁開閉装置（GIS：Gas Insulated Switchgea
r）、変圧器、電動機、発電機、ケーブルなどの高電圧
機器で発生する部分放電信号のような高周波パルス信号
を検出する装置ならびにそれを用いた高電圧機器の絶縁
監視装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高電圧機器の状態監視手法の一つとし
て、絶縁体中で発生する部分放電信号を検出することが
一般に行われている。これらの信号は非常に広い周波数
帯域を有し、時間的にはランダムに発生する。また、高
電圧機器はノイズの多い環境で使用されることが多い。
従って、高電圧機器の状態監視を行うためには放電信号
とノイズを分離しながらいかに高速の信号を捕らえるか
が重要となる。

【０００３】高速の信号を捕らえる方法の一つとして信
号のピーク値をある時間保持して検出する方法が用いら
れる。図１０には特開昭５８−５５８６６号公報に記載
された第１の従来技術による波形振幅検出回路の構成を
示す。入力端子INに加えられた入力信号のレベルを、基
準電圧+V,-Vを抵抗R1〜Rn+1により分圧してそれぞれ異
なる比較基準電圧を設定した複数の比較器CP1〜CPnによ
って同時に比較し、その比較出力によりフリップフロッ
プFF1〜FFnをセットまたはリセットし、フリップフロッ
プFF1〜FFnの出力をエンコーダENCに加えてコード化
し、そのコード化されたデジタル信号を読みだしタイミ
ング信号RTMによりバッファメモリBUFにセットすること
により正弦波発振器の出力振幅の監視等に適用する。

【０００４】部分放電信号とノイズを分離して検出する
ことは従来より多く行われている。例えば、図１１に示
した特開平１−２３５８６５号公報における第２の従来
技術によるガス絶縁開閉装置の絶縁異常検出装置では、
ガス絶縁開閉装置22に設けられた絶縁スペーサに近接し
た位置に第１のアンテナ27を配置し、このガス絶縁開閉
装置から離れた位置にあってかつ外来ノイズに対する受
信感度が第１のアンテナ27と同等になる位置に第２のア
ンテナ28を配置し、それぞれのアンテナの出力信号の差
を差動増幅器31で増幅することにより外来ノイズを除去
して放電信号を検出する。なお、図において、23,24は
ブッシング、25,26は送電線、29,30は第１及び第２の受
信回路、32は判定回路、33は第１及び第２の受信回路2
9,30と差動増幅器31により構成された差信号検出装置で
ある。

【０００５】また、図１２に示した実開平５−３３６０
８号公報における第３の従来技術によるキュービクルの
絶縁異常検出装置では、キュービクル内に設けたアンテ
ナ34で部分放電や外来ノイズによる電磁波を検出し、キ
ュービクル内機器の接地線に設けた高周波変流器38で外
来ノイズによる高周波電流を検出する。検出されたそれ
ぞれの信号は受信回路36, 39にて特定周波数で同調・増
幅・検波され、次段のノイズ除去回路35bにて比較器41
の設定レベルを超える外来ノイズが入力されたとき、遅
延回路40により一定時間遅延した信号に対し、外来ノイ
ズが通過する時間幅だけゲート42を閉じる。この結果、
ゲート42を通過した信号は外来ノイズが除去され、部分
放電によるパルスが主となる。判定ユニット37では、レ
ベル、頻度、継続時間について何れも異常と判断した場
合に絶縁異常と判定する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】高電圧機器で発生する
部分放電信号は機器内部の電気的な絶縁状態を把握する
上で非常に重要な情報である。しかし部分放電現象は非
常に高速・広帯域かつランダムな現象であり、その広帯
域信号の強度を検出するためには高速で動作するピーク
検出器が必要となる。加えて、それら高電圧機器の設置
されている環境は一般に他の機器や電力設備などで生じ
る電磁ノイズの多い環境であるため、そのような外来ノ
イズを分離して部分放電パルスのみを検出することが重
要となる。上記第１の従来技術によるピーク検出器で
は、高速のパルスのピーク値を検出することはできるも
のの、外来の電磁ノイズと分離して部分放電信号のピー
ク値を検出することは不可能である。また、第２の従来
技術によるガス絶縁開閉装置の絶縁異常検出装置では、
外来ノイズに対する受信感度を部分放電アンテナ27とノ
イズアンテナ28との間で同等になるように設置しなけれ
ばならない。送電線25,26のコロナ放電などの外来ノイ
ズが部分放電アンテナ27に到来する経路としては空気中
を伝搬するものや高電圧線を伝搬するものなどが考えら
れ、また、そのようなノイズの発生場所も単一ではな
い。従って、そのような不特定多数のノイズが存在する
環境に設置される多くの高電圧機器においては、外来ノ
イズに対する感度を部分放電アンテナ27とノイズアンテ
ナ28との間で同等にすることは容易ではなく、ノイズ除
去性能に疑問がある。さらに、第３の従来技術によるキ
ュービクルの絶縁異常検出装置は、特定の周波数におけ
る狭帯域信号を検出するものである。従って、GISのよ
うに高電圧機器がその形状などで決定される共振周波数
を有し、特定の周波数にスペクトルを有するようなな共
振系における部分放電信号を検出する場合では、絶縁異
常検出装置の測定周波数が高電圧機器の共振周波数から
外れていると部分放電信号を検出できない危険性があ
る。

【０００７】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、外来ノイズとともに検出される非
常に高速・広帯域かつランダムな放電パルスのピーク値
を、外来ノイズを効率よく除去ながら検出できるピーク
検出器を提供することを目的とする。また、このピーク
検出器を高電圧機器の信号検出部として適用することに
より検出信頼性の高い絶縁状態監視装置およびそのシス
テムを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係るピーク
検出器は、信号のピーク値を検出する回路において、測
定信号を検知する測定信号検知部と、誤り信号を検知す
る誤り信号検知部と、上記信号検知部からの信号をラッ
チするラッチ部と、上記ラッチ部からの信号を受けて出
力する出力部と、誤り信号のみ検知されたときまたは所
定の時間測定信号を検知した後に上記ラッチ部をリセッ
トし、かつ測定信号が検知されたときは上記ラッチ部を
リセットする前に上記出力部をセットしさらに所定の時
間後に上記出力部をリセットするリセット部と、検出時
間内に誤り信号が検知されなかった場合に上記出力部か
ら受けた測定信号をピーク値の信号として出力する判定
部と、上記判定部から受けた信号を所定の形態の信号に
変換する信号変換部とを備えたものである。

【０００９】第２の発明に係るピーク検出器は、上記第
１の発明において、測定信号検知部としてそれぞれ異な
る比較基準電圧を設定した複数の比較器を用い、誤り信
号検知部として任意の比較基準電圧を設定した一つ以上
の比較器を用い、ラッチ部及び出力部としてフリップフ
ロップを用いて構成されるものである。

【００１０】第３の発明に係るピーク検出器は、上記第
１の発明において、測定信号検知部として任意の比較基
準電圧を設定した一つの比較器を用い、誤り信号検知部
として任意の比較基準電圧を設定した一つ以上の比較器
を用い、ラッチ部及び出力部としてフリップフロップを
用いて構成されるものである。

【００１１】第４の発明に係るピーク検出器は、上記第
１の発明において、測定信号が到来することにより信号
検知部及びラッチ部で生成される信号のうち何れか一方
をリセット部中の遅延回路により遅延して上記ラッチ部
のリセット信号とするものである。

【００１２】第５の発明に係るピーク検出器は、上記第
４の発明におけるリセット信号を出力部のトリガ信号と
して用い、さらにそのトリガ信号を遅延させて出力部の
リセット信号とするものである。

【００１３】第６の発明に係るピーク検出器は、上記第
１の発明において、測定信号検知部で信号を検知せずに
誤り信号検知部でのみ信号を検知したときはリセット信
号を発生し、ラッチ部をリセットするものである。

【００１４】第７の発明に係るピーク検出器は、上記第
２の発明において、最も低レベルの比較基準電圧を設定
した比較器が動作していない状態で他のそれより高レベ
ルの比較基準電圧を設定した比較器が動作した場合はリ
セット信号を発生し、ラッチ部をリセットするものであ
る。

【００１５】第８の発明に係るピーク検出器は、上記第
１の発明において、判定部が測定信号出力と誤り信号出
力との論理積により構成されるものである。

【００１６】第９の発明に係るピーク検出器は、上記第
１の発明において、信号変換部ではピーク値の信号をア
ナログ値に変換して出力するものである。

【００１７】第１０の発明に係るピーク検出器は、上記
第１の発明において、信号変換部ではピーク値の信号を
デジタル値に変換して出力するものである。

【００１８】第１１の発明に係るピーク検出器は、上記
第１の発明において、誤り信号がノイズセンサからの信
号であるものである。

【００１９】第１２の発明に係るピーク検出器は、上記
第１の発明において、誤り信号が、信号レベルが測定範
囲外にあることを示す信号とノイズセンサからの信号測
定との論理和であるものである。

【００２０】第１３の発明に係るピーク検出器は、上記
第２の発明において、信号検知部として正極性の信号検
知用の比較器と負極性の信号検知用の比較器との２系統
配置されているものである。

【００２１】第１４の発明に係る高電圧機器の絶縁監視
装置は、部分放電検出センサ、ノイズ検出センサ、およ
び上記第１ないし１３の何れかの発明のよるピーク検出
器を備え、測定信号検知部を上記部分放電検出センサ
と、誤り信号検知部を上記ノイズ検出センサとそれぞれ
接続したものである。

【００２２】第１５の発明に係る高電圧機器の絶縁監視
システムは、高電圧機器に上記第１４の発明による絶縁
監視装置を複数個設置し、これら各絶縁監視装置と制御
装置とを通信手段で結合したものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の実
施の形態１によるピーク検出器のブロック図である。図
において、１は測定信号検知部、２は測定信号ラッチ
部、３は測定信号出力部、４は誤り信号検知部、５は誤
り信号ラッチ部、６は誤り信号出力部、７はリセット
部、８は判定部、９は信号変換部である。次に動作につ
いて説明する。測定信号検知部１に信号が到来すると測
定信号ラッチ部２がその信号をラッチするとともに、信
号が到来したことを示す信号をリセット部７に出力す
る。リセット部７は測定信号ラッチ部２からの信号をも
とに所定の時間経過後、測定信号ラッチ部２及び誤り信
号ラッチ部５にリセット信号を送り、かつ、その直前に
は測定信号出力部３及び誤り信号出力部６に測定信号ラ
ッチ部２及び誤り信号ラッチ部５の信号を出力するよう
にセット信号を送る。このように測定信号ラッチ部２で
信号が検出されてから測定信号ラッチ部２及び誤り信号
ラッチ部６がリセットされるまでの時間が一回のピーク
検出時間となる。一回のピーク検出時間中に誤り信号が
検知されなかった場合、つまり誤り信号出力部６からの
出力が誤り信号の到来を示さなかった場合、判定部８は
ピーク値情報を出力し、信号変換部９はその信号を所定
の形態の信号に変換して出力する。一方、一回のピーク
検出時間中に誤り信号が検知された場合、判定部８は信
号の出力を行わない。また、誤り信号のみ検知されラッ
チされた場合は、リセット部７により直ちにリセット信
号を発生し誤り信号ラッチ部５をリセットすることで次
の信号検出に備えることも可能である。

【００２４】以上のように、この構成によれば、測定信
号のみ検知された場合はそのピーク値を出力し、測定信
号と同時に誤り信号が検知された場合はその測定信号の
ピーク値を出力せず、さらに、誤り信号のみ検知された
場合は直ちに次の測定が可能となるようにスタンバイす
るピーク検出器が実現できる。このピーク検出器の測定
帯域は検知部１，４により決まり、検知部１，４に高速
・広帯域信号を検知できる手段を用いることにより、ラ
ッチ部２，５、リセット部７、出力部３，６、及び判定
部８では高速にあるいは必要とする速度に減速して信号
処理ができ、誤り信号の除去も可能となる。このよう
に、外来ノイズと共に検出される非常に高速・広帯域か
つランダムな測定信号のピーク値を、外来ノイズを効率
よく除去しながら検出できる。

【００２５】図２及び３は本実施の形態をより具体化し
て示すピーク検出器のブロック図であり、図４〜６はそ
の動作を示すタイミングチャートである。測定信号検知
部１として、正の基準電圧を抵抗R1〜R6により分圧して
比較器CP2〜CP6の−端子に加えて比較基準電圧とすると
ともに、測定信号を＋端子に加える。測定信号が到来す
ると、その信号のレベルが比較基準電圧を越えるところ
の比較器までが動作し、次段の測定信号ラッチ部２であ
るフリップフロップDFF12〜DFF16がその比較器の出力を
ラッチする。ここで最も低レベルの比較基準電圧が設定
されている比較器CP6が動作してフリップフロップDFF16
がその信号をラッチするとステップ電圧がリセット部７
に入力される。リセット部７では、ステップ電圧を遅延
回路DL1で遅延し単発パルス発生器SS1でパルス電圧に整
形した後、OR回路と単発パルス発生器SS2を通過しフリ
ップフロップDFF11〜DFF16をリセットする。一方、単発
パルス発生器SS1の出力はトリガパルスとして測定信号
出力部３及び誤り信号出力部６のフリップフロップDFF2
1〜DFF26に加えられるため、その時点でのフリップフロ
ップDFF11〜DFF16の状態はフリップフロップDFF21〜DFF
26に引き継がれる。従って、ここでは遅延回路DL1の遅
延時間、単発パルス発生器SS1とSS2、オアゲートOR2の
遅延時間の加算値が一回のピーク検出時間となる。

【００２６】フリップフロップDFF21〜DFF26のトリガパ
ルスは同時に遅延回路DL2で遅延され、フリップフロッ
プDFF21〜DFF26のリセットパルスとなるため、遅延回路
DL2の遅延時間が一回のピーク値情報の出力時間とな
る。フリップフロップDFF21〜DFF26の出力のうち、測定
信号レベルの出力であるフリップフロップDFF22〜DFF26
の出力と誤り信号の有無を示す出力であるフリップフロ
ップDFF21の出力は判定部８で論理積をとることによ
り、誤り信号が検出されなかったときにはピーク値の情
報を信号変換部９に出力する（図４）。

【００２７】なお、ここで説明したように一回のピーク
検出時間やピーク出力時間をデジタル信号の遅延回路DL
1, DL2で設定できることは、これらの時間の設定を容易
にし、且つ外部からの制御も容易にするため、検出した
いパルスの頻度や誤り信号の頻度やそれらのパルス幅な
どに応じて最適な条件に自由に変更できる利点がある。

【００２８】信号変換部９では入力された信号をデジタ
ル値としてまたはアナログ値として、場合によっては何
も処理することなくピーク値の情報として出力する。一
方、測定信号と同じタイミングで誤り信号も検出された
場合は判定部８の動作により出力されない（図５）。ま
た、最も低レベルの比較基準電圧を設定した比較器CP6
が動作していない状態で誤り信号検知部４の誤り信号検
知用比較器CP1や他の高レベルの比較基準電圧を設定し
た比較器CP2〜CP5が動作した場合は、比較器CP1〜CP5の
出力と比較器CP6のNOT出力との論理積をとるアンドゲー
トAND1により直ちにHIレベルが出力され、オアゲートOR
2を通った後単発パルス発生器SS2でパルス電圧に成形さ
れフリップフロップDFF11〜DFF16をリセットする。この
リセット動作により、誤り信号の頻度が高い状態や回路
に直接外来雑音が侵入してくるような悪条件下でも、そ
れによるピーク検出の不感時間は最小限にすることがで
き、次に必要とする測定信号が到来したときも直ちにそ
のピーク値を検出することが可能となる（図６）。 な
お、誤り信号ラッチ部５では同時にこのリセット信号と
比較器CP1の出力との論理積をアンドゲートAND7でとり
フリップフロップDFF11に入力することにより、フリッ
プフロップDFF11〜DFF16のリセットの時点で誤り信号が
まだ持続している場合は再度リセットパルスを生成する
ような構成となっている。なお、図３では省略したが、
このようなアンドゲートをDFF12〜DFF15にも形成するこ
とも可能である。

【００２９】また、回路を簡単にするためには、回路に
直接雑音が侵入することは想定せず、最も低レベルの比
較基準電圧を設定した比較器CP6と誤り信号検知用比較
器CP1の２つのみの比較によってこの動作を行ってもよ
い。ピーク値の検出精度は比較器及びそれにつながるフ
リップフロップなどの数を増加することにより高くする
ことができ、本実施の形態で図示した数である必要はな
い。また、誤り信号の検出においても比較器等を複数使
用することにより信号強度で判定することも可能であ
る。

【００３０】以上のように構成された本実施の形態で
は、測定信号検知部１としてそれぞれ異なる比較基準電
圧を設定した複数の比較器CP2〜CP6を用い、誤り信号検
知部４として任意の比較基準電圧を設定した一つの比較
器CP1を用い、ラッチ部２，５及び出力部３，６として
フリップフロップDFF11〜16,21〜26を用いて構成される
ので、高速動作が可能な比較器及びフリップフロップに
よって非常に高速・広帯域かつランダムな信号でも確実
にピーク値を捕獲することができる。また、本実施の形
態では、ラッチ部２，５に測定信号が到来することによ
り生成される信号をリセット部中の遅延回路により遅延
してラッチ部２，５のリセット信号としており、クロッ
クパルスによって一定時間毎にリセットを行うのではな
く、信号が検知されたときだけその一定時間後にリセッ
トを行うことにより、確実にピークをとらえることがで
きる。また、リセット信号のようなパルス信号は遅延す
ることが容易であり、その時間を外部から制御すること
も容易であるため、検出したい信号の頻度・波形などに
応じて検出時間を自由に設定し、また制御することが可
能となる。また、リセット信号を出力部３，６のトリガ
信号として用い、さらにそのトリガ信号を遅延させて出
力部３，６のリセット信号とするので、トリガ信号及び
リセット信号のようなパルス信号は遅延することが容易
であり、その時間を外部から制御することも容易である
ため、検出したい信号の頻度・波形などに応じて検出時
間を自由に設定し、また制御することが可能となる。ま
た、測定信号検知部１で信号を検知せずに誤り信号検知
部４でのみ信号を検知したときはリセット信号を発生
し、ラッチ部２，５をリセットするので、誤り信号が終
了すると直ちに測定できる状態に回路がスタンバイで
き、効率よく誤り信号を除去できる。また、ノイズ環境
が劣悪なところでは誤り信号が誤り信号検知部４を通っ
て入力される以外に、回路に直接誤り信号が乗る可能性
も考えられる。測定信号が検知される場合は最も低レベ
ルの比較基準電圧を設定した比較器CP6から高レベルの
比較器CP2〜CP5へと順番に動作していくことになる。従
って、最も低レベルの比較基準電圧を設定した比較器CP
6が動作していないのに他の比較器CP2〜CP5が動作した
場合は、誤り信号が直接回路に乗ったことが考えられ
る。そこで、そのような場合は、最も低レベルの比較基
準電圧を設定した比較器CP6が動作していない状態で他
のそれより高レベルの比較基準電圧を設定した比較器CP
2〜CP5が動作した場合はリセット信号を発生し、ラッチ
部２，５をリセットすることによって誤動作が減少し、
効率よく誤り信号を除去できる。また、判定部８が測定
信号出力と誤り信号出力との論理積により構成すれば、
回路構成が容易である。なお、判定部８を論理積のみで
構成できるのはデジタル的にピーク値を検出している本
実施の形態による回路の特徴である。また、信号変換部
９ではピーク値の信号をアナログ値やデジタル値に変換
して出力することができ、アナログ値で出力すれば検出
した信号をオシロスコープなどの計測機器で観測するこ
とができ、デジタル値で出力すれば後の信号処理がデジ
タル上でできるため信号処理が容易となる。また、測定
信号上にノイズが重畳されている場合、そのようなノイ
ズを検出するノイズセンサからの信号を誤り信号とする
ことで、ノイズを除去しつつ測定信号のピーク値を検出
できる。

【００３１】実施の形態２．上記実施の形態では、その
信号検知部を図３に示したように、到来信号のうち正極
性のピーク値を検出するものであるが、図７のように信
号検知部を比較器の接続において、負の基準電圧を抵抗
で分圧し比較器の基準電圧として＋端子に加え、測定信
号を−端子に加えることにより、負極性のピーク値を検
出するピーク検出器を構成することができる。

【００３２】実施の形態３．図８は本発明の実施の形態
３によるピーク検出器の信号検知部のブロック図であ
る。図のように信号検知部の比較器を正極性のピークを
検出する比較器と負極性のピークを検出する比較器の２
系統配置し、それらのそれぞれの比較レベルごとに論理
和をとることにより正負ピークの極性に関わらず最大振
幅値をとることができる。

【００３３】実施の形態４．図９は本発明の実施の形態
４によるピーク検出器の要部を示す構成図、図１０はそ
の動作説明図である。図において、１７は増幅器、２０
は減衰器である。入力した測定信号は増幅器17や減衰器
20等で強度を調節される。また、誤り信号検知部４の比
較器CP1-2は測定信号入力と接続され、比較基準電圧と
しては最も高レベルの電圧に設定される。この構成で
は、通常レベルの信号のピーク値は検出されるが、測定
範囲を超える大きな信号が到来したときはピーク値の情
報は出力されない。なお、測定範囲を超える大きな信号
が到来したときは例えばランプを点灯したりベルを鳴ら
したりするようにしてもよい。

【００３４】このような構成により、検出感度のレンジ
を切り替えながらのピーク値の検出を行うことができ、
また、比較器CP1-2の出力を減衰器20にフィードバック
すれば自動的に測定範囲を最適化するピーク検出器を構
成することも可能となる。特にダイナミックレンジが広
い信号のピーク検出に大きな効果がある。

【００３５】実施の形態５．図１１は本発明の実施の形
態５による高電圧機器の絶縁監視装置を示す構成図であ
り、図において、12はピーク検出器であり、例えば実施
の形態１で示したものが用いられる。13はディスプレ
イ、14はGISタンク、15はGISタンク14に設置された部分
放電検出センサである。16は外部ノイズセンサであり、
例えば図１４や図１５で示した従来と同様のものが用い
られる。17a,17bは増幅器である。次に動作について説
明する。部分放電検出センサ15の出力を増幅器17aにて
増幅し、ピーク検出器12の測定信号検知部に入力する。
また、GISタンク14外の外部ノイズのみ検出するような
場所に設置し、適当な感度に調整された外部ノイズセン
サ16の出力を増幅器17bにて増幅し、ピーク検出器12の
誤り信号検知部に入力する。GISタンク14内部で発生す
る微弱な部分放電信号は部分放電検出センサ15では検出
されるが、外部ノイズセンサ16では検出されない。一
方、外部ノイズの一部は部分放電検出センサ15で検出さ
れるが、同時に外部ノイズセンサ16によっても検出され
る。このようにして本発明によるピーク検出器を用いて
絶縁状態監視装置を構成することにより、部分放電検出
センサ15でのみ信号を検知した場合はそのピーク値を出
力し、同時に外部ノイズセンサ16でも信号を検知した場
合は部分放電センサ15で検知された信号はノイズである
として出力しない。また、この外部ノイズの除去動作は
時間的なタイミングで行うため、各センサやノイズ源の
位置関係及び感度に大きく影響を受けることなくノイズ
除去を行うことが可能となる。さらに本発明によるピー
ク検出器は、上記各実施の形態で説明したように、部分
放電信号のピーク値を周波数帯域を制限せず広帯域のま
まで外来ノイズなどの誤り信号を除去しつつ検出するこ
とを特徴とするものである。GISタンク内の絶縁状態の
監視を部分放電信号を検出することにより行う場合、GI
S全体をカバーするために複数のセンサを設置すること
が想定される。発生した部分放電信号はGISタンクの構
造に起因した共振周波数に強度を有する信号となるた
め、センサが感度を有する周波数はそのような共振周波
数とセンサの設置位置により決定され、つまりセンサ毎
に異なる。従って、狭帯域の検出法において感度良く検
出するためには、検出部毎に同調周波数を調整する必要
が生じ、さもなければ最悪の場合には部分放電信号が検
出できない可能性もある。これに対して広帯域信号のま
ま検出することにより部分放電信号を取りこぼすことな
く検出することが可能である。従って、本発明の特徴で
ある誤り信号除去機能を有するピーク検出器によって、
より誤動作を少なく部分放電信号のピーク値を検出し、
ディスプレイ13にて表示することで、GISタンク内の絶
縁状態を監視することが可能となる。

【００３６】実施の形態６．図１２は本発明の実施の形
態６による高電圧機器の絶縁監視システムを示す構成図
である。図において、18は絶縁監視装置であり、例えば
図１１に示したような部分放電センサ15、外部ノイズセ
ンサ16、増幅器17a,17b及びピーク検出器12を少なくと
も有し、高電圧機器に複数個設けられている。19は制御
装置、例えばコンピュータである。一般に部分放電パル
スは非常に広帯域の成分を有する信号であり、伝搬に伴
いその強度は大きく減衰する。従って、高電圧電力機器
のような大きな機器やシステム全体の絶縁状態を監視す
るためには複数のセンサが必要となる。本実施の形態に
よれば、図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、各絶縁
監視装置18のピーク検出器は別に設置された制御装置19
と通信手段で結ばれ、常にすべての絶縁監視装置18の出
力をモニタしたり、また、必要なときに必要な絶縁監視
装置18の出力のみを取り出したりする機能を有する。な
お、通信手段としては、例えば無線通信や、光ファイバ
ケーブル等が用いられる。また、図１１で示したディス
プレイ13は各絶縁監視装置にも備えてもよいし、制御装
置19のみに設けてもよい。このように絶縁監視装置に通
信機能を持たせ複数の絶縁監視装置18とそれらの制御装
置19を一つのシステムとすることにより、より広範囲で
詳細な絶縁状態の監視が可能となる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、第１の発明によれば、信
号のピーク値を検出する回路において、測定信号を検知
する測定信号検知部と、誤り信号を検知する誤り信号検
知部と、上記信号検知部からの信号をラッチするラッチ
部と、上記ラッチ部からの信号を受けて出力する出力部
と、誤り信号のみ検知されたときまたは所定の時間測定
信号を検知した後に上記ラッチ部をリセットし、かつ測
定信号が検知されたときは上記ラッチ部をリセットする
前に上記出力部をセットしさらに所定の時間後に上記出
力部をリセットするリセット部と、検出時間内に誤り信
号が検知されなかった場合に上記出力部から受けた測定
信号をピーク値の信号として出力する判定部と、上記判
定部から受けた信号を所定の形態の信号に変換する信号
変換部とを備えたので、誤り信号のみが検知された場合
にはラッチ部をただちにリセットして次の測定信号に備
えると共に、誤り信号を含んだ信号をピーク値の信号と
して出力するのを防止でき、ノイズの多い環境等におけ
る非常に高速・広帯域かつランダムな信号のピーク値
を、ノイズを効率よく除去しながら検出できる。

【００３８】第２の発明によれば、測定信号検知部とし
てそれぞれ異なる比較基準電圧を設定した複数の比較器
を用い、誤り信号検知部として任意の比較基準電圧を設
定した一つ以上の比較器を用い、ラッチ部及び出力部と
してフリップフロップを用いて構成されるので、高速・
広帯域かつランダムな信号のピーク値を確実に捕獲する
ことができる。

【００３９】第３の発明によれば、測定信号検知部とし
て任意の比較基準電圧を設定した一つの比較器を用い、
誤り信号検知部として任意の比較基準電圧を設定した一
つ以上の比較器を用い、ラッチ部及び出力部としてフリ
ップフロップを用いて構成されるので、検知したい信号
レベルを設定し、それ以上のレベルの信号のある無しの
みを検出する検出器が簡単な回路構成で実現できる。

【００４０】第４の発明によれば、測定信号が到来する
ことにより信号検知部及びラッチ部で生成される信号の
うち何れか一方をリセット部中の遅延回路により遅延し
て上記ラッチ部のリセット信号とするので、信号が検知
されたときのみ一定時間後にリセットを行うことによ
り、確実にピークを捕らえることができる。また、検出
したい信号の頻度・波形などに応じて検出時間を自由に
設定し、また制御することが容易に可能である。

【００４１】第５の発明によれば、上記第４の発明のリ
セット信号を出力部のトリガ信号として用い、さらにそ
のトリガ信号を遅延させて出力部のリセット信号とする
ので、検出したい信号の頻度・波形などに応じて検出時
間を自由に設定し、また制御することが容易に可能であ
る。

【００４２】第６の発明によれば、測定信号検知部で信
号を検知せずに誤り信号検知部でのみ信号を検知したと
きはリセット信号を発生し、ラッチ部をリセットするの
で、誤り信号が終了すると直ちに測定できる状態に回路
がスタンバイでき、効率よく誤り信号を除去できる。

【００４３】第７の発明によれば、最も低レベルの比較
基準電圧を設定した比較器が動作していない状態で他の
それより高レベルの比較基準電圧を設定した比較器が動
作した場合はリセット信号を発生し、ラッチ部をリセッ
トするので、誤り信号が誤り信号検知部から入力されず
に回路に直接乗った場合にも、信号検知部やラッチ部を
リセットして次の測定信号に備えると共に回路に直接乗
った誤り信号を測定信号と間違えて出力するのを極力防
止できる。

【００４４】第８の発明によれば、判定部が測定信号出
力と誤り信号出力との論理積により構成されるので、回
路構成が容易である。

【００４５】第９の発明によれば、信号変換部ではピー
ク値の信号をアナログ値に変換して出力するので、検出
した信号をオシロスコープなどの計測機器で観測するこ
とが可能となる。

【００４６】第１０の発明によれば、信号変換部ではピ
ーク値の信号をデジタル値に変換して出力するので、後
の信号処理がデジタル上で行えるため容易となる。

【００４７】第１１の発明によれば、誤り信号がノイズ
センサからの信号であるので、測定信号上にノイズが重
畳されている場合に、そのノイズを除去しつつ測定信号
のピーク値を検出できる。

【００４８】第１２の発明によれば、誤り信号が、信号
レベルが測定範囲外にあることを示す信号とノイズセン
サからの信号測定との論理和であるので、ノイズセンサ
からの信号に加えて測定範囲を越える信号が到来したと
きにもラッチ部及び出力部をリセットし、ピーク値の信
号は出力されない。測定範囲を任意に設定することによ
り、特に、ダイナミックレンジが広い信号のピーク検出
に有利である。

【００４９】第１３の発明によれば、信号検知部として
正極性の信号検知用の比較器と負極性の信号検知用の比
較器との２系統配置されているので、正負ピークの極性
に関わらず最大振幅値を検出することができる。

【００５０】第１４の発明によれば、部分放電検出セン
サ、ノイズ検出センサ、および上記第１ないし１３の何
れかの発明によるピーク検出器を備え、測定信号検知部
を上記部分放電検出センサと、誤り信号検知部を上記ノ
イズ検出センサとそれぞれ接続したので、ノイズ除去効
率の高い部分放電検出が可能な、信頼性の高い絶縁監視
装置が得られる。

【００５１】第１５の発明によれば、高電圧機器に上記
第１４の発明による絶縁監視装置を複数個設置し、これ
ら各絶縁監視装置と制御装置とを通信手段で結合したの
で、より広範囲で詳細な絶縁状態の監視が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１によるピーク検出器を
示す構成図である。る。

【図２】 図１のピーク検出器の要部をより具体的に示
すブロック図である。

【図３】 図１のピーク検出器の要部をより具体的に示
すブロック図である。

【図４】 本発明の実施の形態１によるピーク検出器の
動作を説明するタイミングチャートである。

【図５】 本発明の実施の形態１によるピーク検出器の
動作を説明するタイミングチャートである。

【図６】 本発明の実施の形態１によるピーク検出器の
動作を説明するタイミングチャートである。

【図７】 本発明の実施の形態２によるピーク検出器の
信号検知部を示すブロック図である。

【図８】 本発明の実施の形態３によるピーク検出器の
信号検知部を示すブロック図である。

【図９】 本発明の実施の形態４によるピーク検出器の
要部を示す構成図である。

【図１０】 本発明の実施の形態４によるピーク検出器
の動作を説明する図である。

【図１１】 本発明の実施の形態５による高電圧機器の
絶縁監視装置を示す構成図である。

【図１２】 本発明の実施の形態６による複数の絶縁監
視装置を有する絶縁監視システムを示す構成図である。

【図１３】 第１の従来技術による波形振幅検出回路を
示すブロック図である。

【図１４】 第２の従来技術によるガス絶縁開閉装置の
絶縁異常検出装置のを示す構成図である。

【図１５】 第３の従来技術によるキュービクルの絶縁
異常検出装置を示す構成図である。

【符号の説明】

１ 測定信号検知部、 ２ 測定信号ラッチ部、 ３
測定信号出力部、 ４誤り信号検知部、 ５ 誤り信号
ラッチ部、 ６ 誤り信号出力部、 ７ リセット部、
８ 判定部、 ９ 信号変換部、 １２ ピーク検出
器、 １３ ディスプレイ、 １４ GISタンク、 １
５ 部分放電検出センサ、 １６ 外部ノイズセンサ、
１７,１７a,１７b 増幅器、 １８ 絶縁監視装置、
１９制御装置、 ２０ 減衰器、 CP1〜CPn 比較
器、 DFF1〜DFF26、FF1〜FFnフリップフロップ、 R1
〜Rn+1 抵抗、 AND1〜AND7 アンド回路、 OR1〜OR3
オア回路、 DL1,DL2 遅延回路、 SS1,SS2 単発パル
ス発生器、 ENC エンコーダ、 BUF バッファメモ
リ、 IN 入力端子、 OUT 出力端子、 RSTリセット
信号、 RTM 読出タイミング信号。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 信号のピーク値を検出する回路におい
   て、測定信号を検知する測定信号検知部と、誤り信号を
   検知する誤り信号検知部と、上記信号検知部からの信号
   をラッチするラッチ部と、上記ラッチ部からの信号を受
   けて出力する出力部と、誤り信号のみ検知されたときま
   たは所定の時間測定信号を検知した後に上記ラッチ部を
   リセットし、かつ測定信号が検知されたときは上記ラッ
   チ部をリセットする前に上記出力部をセットしさらに所
   定の時間後に上記出力部をリセットするリセット部と、
   検出時間内に誤り信号が検知されなかった場合に上記出
   力部から受けた測定信号をピーク値の信号として出力す
   る判定部と、上記判定部から受けた信号を所定の形態の
   信号に変換する信号変換部とを備えたことを特徴とする
   ピーク検出器。
2. 【請求項２】 測定信号検知部としてそれぞれ異なる比
   較基準電圧を設定した複数の比較器を用い、誤り信号検
   知部として任意の比較基準電圧を設定した一つ以上の比
   較器を用い、ラッチ部及び出力部としてフリップフロッ
   プを用いて構成されることを特徴とする請求項１記載の
   ピーク検出器。
3. 【請求項３】 測定信号検知部として任意の比較基準電
   圧を設定した一つの比較器を用い、誤り信号検知部とし
   て任意の比較基準電圧を設定した一つ以上の比較器を用
   い、ラッチ部及び出力部としてフリップフロップを用い
   て構成されることを特徴とする請求項１記載のピーク検
   出器。
4. 【請求項４】 測定信号が到来することにより信号検知
   部及びラッチ部で生成される信号のうち何れか一方をリ
   セット部中の遅延回路により遅延して上記ラッチ部のリ
   セット信号とすることを特徴とする請求項１記載のピー
   ク検出器。
5. 【請求項５】 上記請求項４記載のリセット信号を出力
   部のトリガ信号として用い、さらにそのトリガ信号を遅
   延させて出力部のリセット信号とすることを特徴とする
   請求項４記載のピーク検出器。
6. 【請求項６】 測定信号検知部で信号を検知せずに誤り
   信号検知部でのみ信号を検知したときはリセット信号を
   発生し、ラッチ部をリセットすることを特徴とする請求
   項１記載のピーク検出器。
7. 【請求項７】 最も低レベルの比較基準電圧を設定した
   比較器が動作していない状態で他のそれより高レベルの
   比較基準電圧を設定した比較器が動作した場合はリセッ
   ト信号を発生し、ラッチ部をリセットすることを特徴と
   する請求項２記載のピーク検出器。
8. 【請求項８】 判定部が測定信号出力と誤り信号出力と
   の論理積により構成されることを特徴とする請求項１記
   載のピーク検出器。
9. 【請求項９】 信号変換部ではピーク値の信号をアナロ
   グ値に変換して出力することを特徴とする請求項１記載
   のピーク検出器。
10. 【請求項１０】 信号変換部ではピーク値の信号をデジ
    タル値に変換して出力することを特徴とする請求項１記
    載のピーク検出器。
11. 【請求項１１】 誤り信号がノイズセンサからの信号で
    あることを特徴とする請求項１記載のピーク検出器。
12. 【請求項１２】 誤り信号が、信号レベルが測定範囲外
    にあることを示す信号とノイズセンサからの信号測定と
    の論理和であることを特徴とする請求項１記載のピーク
    検出器。
13. 【請求項１３】 信号検知部として正極性の信号検知用
    の比較器と負極性の信号検知用の比較器との２系統配置
    されていることを特徴とする請求項２に記載のピーク検
    出器。
14. 【請求項１４】 部分放電検出センサ、ノイズ検出セン
    サ、および上記請求項１ないし１３の何れかに記載のピ
    ーク検出器を備え、測定信号検知部を上記部分放電検出
    センサと、誤り信号検知部を上記ノイズ検出センサとそ
    れぞれ接続したことを特徴とする高電圧機器の絶縁監視
    装置。
15. 【請求項１５】 高電圧機器に上記請求項１４記載の絶
    縁監視装置を複数個設置し、これら各絶縁監視装置と制
    御装置とを通信手段で結合した高電圧機器の絶縁監視シ
    ステム。