JPH1138075A - 部分放電検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属容器内に密封されたガス絶縁機器より発
生する部分放電を外部より検出すると共に、部分放電発
生の位置標定を容易に、しかもノイズを低減して精度よ
くおこなう。 【解決手段】 金属容器に密閉された電気機器の部分放
電に起因して発生し、前記金属容器内部を伝搬する電磁
波を検出して電気信号を出力する電気式センサ１０−ａ
と、部分放電発生時に金属容器表面を伝搬する振動を検
出して振動信号を出力する加速度センサ１０−ｂ，１０
−ｃと、電気式センサ１０−ａより出力される電気信号
レベルに基づいて電気機器の異常を判定する異常判定装
置２５Ａと、異常判定時に加速度センサ１０−ｂ，１０
−ｃによる振動信号の検出タイミングの時間差に基づい
て部分放電発生位置を標定する位置標定処理装置２６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】この発明は、例えばガス絶縁
機器のように金属容器内に密封された機器より発生する
部分放電発生を検出し、その位置を標定する部分放電検
出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、例えば、特開平６−１４８２
５７号公報に開示されたガス絶縁開閉装置における部分
放電の検出原理を説明する図である。図において、３は
ガス絶縁開閉装置の一部を構成する密封容器４内に絶縁
ガスと共に密封された中心導体、Ａは密封容器４ａ内で
発生した部分放電、Ｂは部分放電Ａにより発生した電流
サージ波（電磁波）、Ｅは密封容器４内部より漏れ出る
漏洩磁束（部分放電に起因した電磁波によるものであ
る）、５は部分放電Ａによる電流サージ波により発生し
て絶縁ガス中を密封容器４の内壁方向に伝搬する振動信
号、９は各密封容器４ａ，４ｂを接続する接続部、１０
−ａは漏洩磁束Ｅを検出して電気信号１２−ａを出力す
る電気式センサ、１０−ｂは振動信号５を検出して加速
度信号１２−ｂを出力する加速度センサ、２０は検出さ
れた漏れ磁束Ｅ、振動信号５より部分放電検出する部分
放電検出装置である。

【０００３】従来の部分放電検出装置２０は図１１にそ
の構成を示すように、加速度センサ１０−ｂより出力さ
れ、信号線を通して入力された加速度信号１２−ｂの波
形を記憶する波形記憶装置２２、電気式センサ１０−ａ
より出力され、信号線を通して入力された電気信号１２
−ａのレベルが設定レベル以上になるとトリガ信号Ｔを
波形記憶装置２２に出力して加速度信号１２−ｂの波形
を記憶させるトリガ装置２１、トリガ信号Ｔ入力毎に記
憶させた加速度信号１２−ｂの波形を加算処理する加算
処理装置２３、加算処理された波形を平均化処理する平
均化処理装置２４、平均処理結果より平均化加速度信号
があるしきい値をこえた場合に部分放電発生と判断し、
異常を報知する異常判定装置２５より構成されている。

【０００４】次に従来装置の動作について説明する。い
ま、図１０において、中心導体３のＡ点で部分放電が起
きたとする。部分放電の電気エネルギーは密封容器４ａ
の内部に充填されている絶縁ガスＳＦ６ガスを振動さ
せ、その振動は密封容器４ａに機械的な振動信号５を与
える。この振動信号５は加速度センサ１０−ｂで検出さ
れる。加速度センサ１０−ｂにて検出された振動信号５
は加速度信号１２−ｂとして信号線を通して部分放電検
出装置２０に入力される。

【０００５】また振動とは別にＡ点の部分放電によって
密封容器４ａ内にＢで示す電流サージ波（電磁波）が発
生する。この電流サージ波Ｂが、接続部９を結合する絶
縁取り付け部９の位置に達したときに、電流サージ波Ｂ
よる漏洩磁束Ｅが絶縁取り付け部９より外部に漏洩す
る。漏洩磁束Ｅは電気式センサ１０−ａで検出され、電
気信号１２−ａとして信号線を通して部分放電検出装置
２０に伝送される。

【０００６】部分放電検出装置２０においては、電気信
号１２−ａのレベルが設定値以上になるとトリガ装置２
１のトリガ機能が働き、トリガ信号Ｔを波形記憶装置２
２に出力して加速度信号１２−ｂの波形を波形記憶装置
２２に記憶する。トリガ信号Ｔの入力に伴い加速度信号
１２−ｂの波形が複数個記憶されると加算処理装置２３
にて加算処理した後に、平均化処理装置２４にて平均化
処理される。異常判定装置２５は、平均化処理装置２４
より平均化した波形信号のレベルを入力し、そのレベル
が所定のしきい値を超えた場合に中心導体３で部分放電
が発生と判断して異常発生を報知する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の部分放電検出装
置は以上のように構成されているため、波形信号の平均
化レベルから部分放電発生位置までは特定できなかっ
た。そのため、部分放電発生を検出しても、発生箇所の
特定ができず、他の手段を用いて発生箇所の特定をする
必要があり、部分放電発生箇所の最終判断を下すまでに
時間を要するという問題点があった。

【０００８】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、正確でしかも安価な装置で部
分放電発生位置の標定を実現することができる部分放電
検出装置を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る部分放電
検出装置は、金属容器内に密封された電気機器の部分放
電に起因して発生する電磁波を検出して電気信号を出力
する電気信号検出手段と、前記金属容器の外周面に一定
間隔で配置され部分放電発生時に金属容器表面に伝搬す
る振動をそれぞれ検出して振動信号を出力する複数の振
動検出手段と、電気信号検出手段より出力される電気信
号を入力し、この電気信号のレベルが予め設定されてい
た基準レベルを超えた時に前記振動検出手段より出力さ
れた振動信号の波形を記憶する記憶手段と、この記憶手
段に前記振動信号の波形が記憶される毎に記憶した波形
を加算する加算手段と、加算された波形を平均化処理す
る平均化処理手段と、平均化処理された波形のレベルに
基づいて前記電気機器の異常を判定する異常判定手段
と、各振動信号到達の検出タイミングの時間差を求め、
これの時間差に基づいて部分放電発生位置を標定する位
置標定手段とを備えたものである。

【００１０】請求項２に係る部分放電検出装置は、金属
容器内に密封された電気機器の部分放電に起因して発生
する電磁波を検出して電気信号を出力する電気信号検出
手段と、前記金属容器の外周面に配置され、部分放電発
生時に金属容器表面に伝搬する振動をそれぞれ検出して
振動信号を出力する振動検出手段と、前記電気信号検出
手段より出力される電気信号を入力し、この電気信号の
レベルが予め設定された基準レベルを超えた時に前記振
動検出手段により出力された振動信号の波形を記憶する
記憶手段と、この記憶手段に前記振動信号の波形が記憶
される毎に記憶された波形を加算する加算手段と、加算
された波形を平均化処理する平均化処理手段と、平均化
処理された波形のレベルに基づいて前記電気機器の異常
を判定する異常判定手段と、異常判定時に各振動信号の
１番目のピークと次に来る２番目のピークとの時間差を
求め、この時間差に基づいて部分放電発生位置を標定す
る位置標定手段とを備えたものである。

【００１１】請求項３に係る部分放電検出装置は、金属
容器内に密封された電気機器の部分放電に起因して発生
する電磁波を検出して電気信号を出力する電気信号検出
手段と、前記部分放電発生時に金属容器表面を伝搬する
振動を検出して振動信号を出力する振動検出手段と、こ
の電気信号検出手段より出力される電気信号を入力し、
電気信号のレベルが予め設定されていた基準レベルを超
えた後に前記振動検出手段より出力された振動信号の波
形を記憶する記憶手段と、この記憶手段に前記振動信号
の波形が記憶される毎に記憶した波形を加算する加算手
段と、加算された波形を平均化処理する平均化処理手段
と、平均化処理された波形のレベルに基づいて前記電気
機器の異常を判定する異常判定手段と、異常判定時に電
気信号の検出タイミングと振動信号到達の検出タイミン
グとの時間差に基づいて部分放電発生位置を標定する位
置標定手段とを備えたものである。

【００１２】請求項４に係る部分放電検出装置は、振動
検出手段を金属容器の外周面に一定間隔で２つ配置し、
位置標定手段は異常判定時に電気信号の検出タイミング
と前記各振動検出手段による振動信号到達の検出タイミ
ングの時間差をそれぞれ求め、これら時間差に基づいて
部分放電発生位置を標定するものである。

【００１３】請求項５に係る部分放電検出装置は、振動
検出手段を金属容器の外周面に一定間隔で３つ配置し、
位置標定手段は異常判定時に電気信号の検出タイミング
と前記各振動検出手段による振動信号到達の検出タイミ
ングの時間差をそれぞれ求め、これら時間差に基づいて
部分放電発生位置を標定するものである。

【００１４】請求項６に係る部分放電検出装置は、位置
標定手段が、異常判定時に電気信号の検出タイミングと
振動検出手段による振動信号の１番目のピーク検出タイ
ミングとの時間差を求め、この時間差に基づいて部分放
電発生位置を標定するものである。

【００１５】請求項７に係る部分放電検出装置は、位置
標定手段が、異常判定時に電気信号の検出タイミングと
振動検出手段による振動信号の２番目のピーク検出タイ
ミングとの時間差を求め、この時間差に基づいて部分放
電発生位置を標定するものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１に係る部
分放電検出装置の動作を、ガス絶縁開閉装置における部
分放電検出を例にとり図を参照して説明する。図１は本
実施の形態に係るガス絶縁開閉装置における部分放電の
検出原理を示す図である。図１において、１はガス絶縁
開閉装置、２は絶縁体からなるスペーサであり、このス
ペーサ２はガス絶縁開閉装置１を構成する密封容器（金
属容器）４の内部に中心導体３を支持する。

【００１７】５は中心導体（電気機器）３より発生した
部分放電、６は部分放電５により発生した電磁波、７は
部分放電により絶縁ガスが振動することで発生する振
動、１０−ａは部分放電により発生した電磁波をスペー
サ２の部分で検出して電気信号１２−ａを出力する電気
式センサ（電気信号検出手段）、１０−ｂ，ｃは部分放
電により発生した振動、音響、衝撃波などによる機械的
な信号を検出して加速度信号（振動信号）１２−ｂ，ｃ
を出力する加速度センサ（振動検出手段）、１１−ａ，
ｂ，ｃは電気式センサ１０−ａ、加速度センサ１０−
ｂ，ｃで検出した信号１２−ａ，ｂ，ｃをそれぞれ伝送
する信号ケーブル、２０Ａは伝送されてきた電気信号１
２−ａ，加速度信号１２−ｂ，ｃより部分放電発生位置
の標定を行う部分放電検出装置である。

【００１８】ガス絶縁開閉装置１には、少なくとも１つ
以上の電気式センサと、少なくとも１つの以上の加速度
が取り付けられている。ガス絶縁開閉装置１の内部で部
分放電５が発生した場合、電気式センサ１０−ａは部分
放電により発生してスペーサ２より漏洩した電磁波を検
出して電気信号１２−ａを出力する。加速度センサ１０
−ｂ，ｃは部分放電により発生した振動をガス絶縁開閉
装置１を通して検出し、加速度信号１２−ｂ，ｃをそれ
ぞれ出力する。出力された電気信号１２−ａ，加速度信
号１２−ｂ，ｃは、信号ケーブル１１−ａ，ｂ，ｃを通
してそれぞれ部分放電検出装置２０Ａに伝送される。

【００１９】部分放電検出装置２０Ａは図２に示すよう
に加速度センサ１０−ｂ，ｃで検出される加速度信号１
２−ｂ，ｃに対応した波形記憶装置２２ａ，２２ｂ、加
算処理装置（加算手段）２３ａ，２３ｂ、平均化処理装
置（平均化手段）２４ａ，２４ｂを備え、且つ、、異常
判定装置（異常判定手段）２５Ａによる異常判定結果よ
り部分放電発生位置の標定処理を行う位置標定処理装置
（位置標定手段）２６、電気信号１２−ａのレベルが所
定値を超えた時に波形記憶装置２２ａ，２２ｂのそれぞ
れにトリガ信号Ｔを出力するトリガ装置２１ａより構成
されている。記憶手段はトリガ装置２１ａ、波形記憶装
置２２ａ，２２ｂより構成される。尚、位置標定処理装
置（位置標定手段）２６は異常判定装置（異常判定手
段）２５Ａによる異常判定時の加速度信号１２−ｂ，ｃ
の波形の立ち上がり時刻をそれぞれ認識する。

【００２０】次に、部分放電検出装置２０Ａの動作につ
いて説明する。電気信号１２−ａが設定値レベル以上で
あるとき、図２のトリガ装置２１ａのトリガ機能が働
き、加速度センサ１０−ｂ，ｃより出力される加速度信
号１２−ｂ，ｃの波形を波形記憶装置２２−ｂ，ｃに記
憶させる。次に、またトリガ装置２１ａのトリガ機能が
働き加速度信号１２−ｂ，ｃを取り込んだとき、この加
速度信号１２−ｂ，ｃの波形と前に記憶した加速度信号
１２−ｂ，ｃの波形とをそれぞれ個別に加算処理装置２
３−ｂ，ｃに送り加算処理を行う。

【００２１】加算処理を複数回繰り返し、各加算処理結
果はそれぞれ個別に平均化処理装置２４−ｂ，ｃで平均
化処理される。このとき、平均化処理装置２４−ｂ，ｃ
で平均化処理された信号のいずれか一方のレベルが一定
値レベル以上のとき、異常判定装置２５で異常であると
判断し、さらに位置標定処理装置２６で部分放電の位置
標定処理に移行する。

【００２２】次に、部分放電位置標定の手法について図
３を参照して説明する。中心導体３より部分放電により
生じた電磁波による電気信号１２−ａはガス絶縁開閉装
置１内部を光速(３.０*１０⁸ｍ／ｓ)に近い速度で伝搬
し、一方、加速度信号１２−ｂ，ｃはガス絶縁開閉装置
１内部を２.８＊１０³ｍ／ｓ程度の速さで伝搬する。電
気信号１２−ａの伝搬速度は加速度信号１２−ｂ，ｃの
速度と５桁もの差があり、加速度信号１２−ｂ，ｃを基
準としてみた場合、電気信号検出のタイミングは部分放
電発生のタイミングと同時であると言える。

【００２３】この結果、電気信号１２−ａをトリガとし
て時間差のある加速度信号１２−ｂ，ｃを同時に波形記
憶装置２２ｂ，２２ｃに取り込むことができる。ゆえ
に、部分放電発生位置と加速度センサ取り付け位置にの
み依存した時間遅れで２つの加速度信号を検出すること
ができる。

【００２４】この時間遅れは、加速度信号１２−ｂ，ｃ
の平均加算処理を行った場合も一定値に保存され、この
処理後の２つの加速度信号波形の立ち上がり時間差をと
ることにより、部分放電発生位置から加速度センサ取り
付け位置までの距離を特定することができる。すなわ
ち、信号の到達のタイミングの時間差δｔは次式で表さ
れる。

【００２５】 δｔ＝｜Ｌ１−Ｌ２｜／Ｖ ・・・・・・（１） Ｌ１＋Ｌ２＝Ｌ ・・・・・・（２） ｜Ｌ１−Ｌ２｜：加速度センサ１０−ｂと１０−ｃの距
離の差 ここでＬ１：部分放電発生位置から加速度センサ１０−
ｂまでの距離 Ｌ２：部分放電発生位置から加速度センサ１０−ｃまで
の距離 Ｌ ：加速度センサ１０−ｂと１０−ｃの距離 Ｖ ：加速度信号のガス絶縁開閉装置における伝搬速度

【００２６】ここで、位置標定装置２６において、加速
度信号１２−ｂ，ｃの波形の立ち上がりを認識し、２つ
の信号の時間差δｔを計測することにより、Ｖ，Ｌは既
知であるから、式（１）、（２）を展開することで、部
分放電発生位置を算出することができる。

【００２７】実施の形態２．実施の形態１で述べたよう
に、ガス絶縁開閉装置内で発生した部分放電は電気式セ
ンサ１０−ａ、加速度センサ１０−ｂ、１０−ｃで検出
される。電気式センサ１０−ａで信号を検出するタイミ
ングは、加速度センサ１０−ｂで検出する信号の伝搬速
度から見た場合、部分放電発生のタイミングと同時であ
ると考えられるということから、電気式センサ１０−ａ
より出力される電気信号１２−ａにてトリガ装置から出
力されるトリガ信号Ｔの発生時刻から加速度信号立ち上
がり検出までの時間遅れは、加速度センサ１０−ｂから
部分放電発生位置５までの距離のみに依存するといえ
る。この時間遅れは、加速度信号を平均加算処理を行っ
た後も変化しない。

【００２８】図４，図５において、部分放電検出装置２
０Ｂで、電気信号１２−ａによるトリガ信号発生時刻を
トリガ装置２１ｂで保持し、トリガ信号発生時刻を基準
に加速度信号１２−ｂを加算して平均化処理を行う。加
速度信号の平均化加算処理波形の立ち上がりのタイミン
グとトリガ発生時刻との差をとることにより、部分放電
発生から加速度センサ検出までの時間差を算出すること
で、放電位置までの距離Ｌ１が特定できる。すなわち、
加速度センサ１０−ｂに部分放電による加速度信号が到
達する時間差は部分放電発生位置からの距離に依存し、
電気信号検出のタイミングと加速度信号の到達のタイミ
ングとの時間差δｔは次式で表される。

【００２９】 δｔ＝Ｌ１／Ｖ ・・・・・・（３） Ｌ１：部分放電発生位置から加速度センサ１０−ｂまで
の距離 Ｖ ：加速度信号のガス絶縁開閉装置における伝搬速度

【００３０】ここで、位置標定装置２６ａは、異常判定
時における加速度信号１２−ｂの到達タイミングと電気
信号１２−ａの検出タイミングとの時間差δｔを算出す
ることにより、Ｖは既知であるから、式（３）を用いる
ことにより、部分放電発生位置Ｌ１までの距離を算出す
ることができる。図６において、部分放電発生位置は、
加速度センサ１０−ｂを中心とした半径Ｌ１の円Ｃ１の
円周上にあることがわかる。この方式を用いることによ
り、加速度センサ１０−ｂから部分放電発生位置までの
距離を１つの電気式センサ１０−ａと１つの加速度セン
サ１０−ｂで概ね算出することができる。

【００３１】実施の形態３．上記実施の形態２は、１つ
の加速度センサ１０−ｂを基準に、電気信号検出のタイ
ミングと加速度信号の到達のタイミングの時間差から部
分放電発生位置を算出していたが、さらに１つの加速度
センサ１０−ｃ、および加速度センサ１０−ｃに対応し
た波形記憶装置、加算処理装置、平均化処理装置から構
成される信号処理の装置を追加することで、加速度セン
サ１０−ｂと加速度センサ１０−ｃ間における部分放電
発生位置をある程度の精度で標定をすることができる。

【００３２】図７は本手法による位置標定の原理を示す
図である。密封容器４には、電気式センサ１０−ａと２
つの加速度センサ１０−ｂ，１０−ｃが一定間隔で取り
付けられ、それぞれの検出信号が部分放電検出装置に入
力される。

【００３３】部分放電検出装置は、それぞれの信号に対
して実施の形態２と同様に位置標定処理を行う。

【００３４】本位置標定処理は、電気式センサ１０−ａ
からの検出信号１２−ａ入力に基づくトリガ信号発生時
刻を基準に、加速度センサ１０−ｂの信号検出の時間遅
れδｔ１を測定する。同じく、加速度センサ１０−ｃに
ついても、時間遅れδｔ２を測定する。それぞれの時間
遅れδ１，δ２は以下の式で表せる。

【００３５】δｔ１＝Ｌ１／Ｖ δｔ２＝Ｌ２／Ｖ Ｌ１：部分放電発生位置から加速度センサ１０−ｂまで
の距離 Ｌ２：部分放電発生位置から加速度センサ１０−ｃまで
の距離 Ｖ ：加速度信号のガス絶縁開閉装置における伝搬速度

【００３６】部分放電発生位置は加速度センサ１０−ｂ
を中心とした半径Ｌ１の円Ｃ１と加速度センサ１０−ｃ
を中心とした半径Ｌ２の円Ｃ２との交点ＰまたはＱ上で
あることがわかる。従って、位置標定処理装置２６は円
Ｃ１とＣ２の交点ＰまたはＱを演算して部分放電発生位
置を標定する。

【００３７】実施の形態４．実施の形態３に比べてさら
に詳しい位置標定が必要な場合は、さらにもう一点の加
速度センサ１０−ｄ、および加速度センサ１０−ｄに対
応した波形記憶装置、加算処理装置、平均化処理装置か
ら構成される信号処理の装置を追加することで実現でき
る。図８は本手法の位置標定の原理を示す図である。実
施の形態２，３と同様の信号処理を、密封容器４に取り
付けた３つの加速度センサ１０−ｂ，ｃ，ｄの検出信号
に対して行う。このとき、信号処理結果から、各加速度
センサ１０−ｂ，ｃ，ｄの振動波形検出のタイミングと
電気信号検出のタイミングの時間差をそれぞれ、δｔ
１，δｔ２，δｔ３としたとき、各加速度センサ１０−
ｂ，ｃ，ｄから、部分放電発生位置までの距離Ｌ１，Ｌ
２，Ｌ３は以下の式で表せる。

【００３８】Ｌ１＝δｔ１＊Ｖ Ｌ２＝δｔ２＊Ｖ Ｌ３＝δｔ３＊Ｖ

【００３９】このとき、センサ１０−ｂを中心とした半
径Ｌ１の円Ｃ１と，センサ１０−ｃを中心とした半径Ｌ
２の円Ｃ２と，センサ１０−ｄを中心とした半径Ｌ２の
円Ｃ３の交点は、ただ一点Ｐに定まる。このようにし
て、部分放電発生位置の標定が決定する。位置標定処理
装置２６は円Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の交点Ｐを演算すること
で高精度に部分放電発生位置を標定することができる。

【００４０】また、以上のような位置標定の結果、密封
容器上もしくは密封容器内に信号発生源が特定できない
場合は、外部からの信号ノイズであるとの判断もでき、
位置を標定することはノイズリダクションの効果も同時
に期待できる。

【００４１】時間差をとり、位置を求める方式は、加速
度または電気信号のいずれかを検出するセンサを複数個
用い、信号検出の時間差をとれば可能であり、電気式セ
ンサ、加速度センサの両方式を同時に採用する必要はな
い。実際には、加速度センサで時間差を測定しようとし
た場合、信号は数１０ｋＨｚ程度であるから、位置標定
のための装置は安価に実現することができるが、加速度
単独では外部の音響ノイズの影響を受けやすく、信号と
ノイズの識別がつきにくいという短所がある。

【００４２】一方、電気式センサは加速度センサに比べ
高感度が期待できるが、電気信号単独で時間差による位
置標定を行った場合、外来サージによる誤動作を生じた
り、また正常に動作をした場合でも電気信号は光速に近
い速度で伝搬することから、信号到達の時間差は１０メ
ートルの距離があった場合でも３３ｎｓ程度の時間差し
か生じず、部分放電発生位置を正確に判断するために
は、技術的にも高度で、かつ非常に高価な装置が必要で
ある。

【００４３】そこで、本発明による方式を用いることに
より、電気式センサ，加速度センサの両方の長所を取る
ことができるだけでなく、必要な信号処理が数１０ｋＨ
ｚ程度でよいことから安価に位置標定機能をもつ装置を
実現することができる。

【００４４】実施の形態５．上記各実施例１〜４は、加
速度信号波形の立ち上がりに着目して部分放電位置の標
定処理を行ったが、加速度信号のピーク値を検出したと
きを加速度信号検出のタイミングとした処理を行って
も、同様の効果が得られる。加速度信号は２〜３ｋＨｚ
の信号であり、ピーク値検出のタイミングは異常レベル
を示す電気信号の立ち上がりから１００μｓ程度の時間
遅れとなり、５０ｃｍ程度以下の誤差でおさまる。この
とき、加速度信号の伝搬速度Ｖ＝２．８＊１０³［m/s]
であり、電気信号検出から加速度信号の第１ピーク検出
までの時間遅れδと放電発生位置までの距離Ｌは以下の
関係がある。

【００４５】δ＝Ｌ／２.８＊１０³

【００４６】尚、電気式センサの検出信号を基準にして
加速度センサ１０−ｂの１番目のピーク検出の時間遅れ
δを演算することで実施の形態２と同様の演算処理で部
分放電発生位置を標定することができる。

【００４７】また、電気式センサの検出信号を基準にし
て加速度センサ１０−ｂ，１０−ｃ毎の１番目のピーク
検出の時間遅れδを演算することで実施の形態３と同様
の演算処理で部分放電発生位置を標定することができ
る。また、電気式センサの検出信号を基準にして加速度
センサ１０−ｂ，１０−ｃ，１０−ｄ毎の１番目のピー
ク検出の時間遅れδを演算することで実施の形態４と同
様の演算処理で部分放電発生位置を標定することができ
る。

【００４８】実施の形態６．一方、加速度信号のピーク
を検出する手法として、１番目のピーク検出に替えて加
速度信号の２番目のピークの到来を検出しても実施の形
態２〜４と同様の効果を得ることができる。図９に加速
度波形を示す。加速度信号を観測すると、１番目のピー
クの後に、１番目のピークよりも大きな２番目のピーク
が観測される。このとき、２番目のピークとなる信号の
伝搬速度Ｖ’は、１番目のピークを形成する信号よりも
遅く、Ｖ'＝１.５＊１０³［ｍ／ｓ]となり、電気信号検
出から加速度信号の２番目のピーク検出の時間遅れδ'
と放電発生位置までの距離Ｌは以下の関係がある。

【００４９】δ’＝Ｌ／１.５＊１０³

【００５０】本実施の形態においても加速度センサ１０
−ｂ、１０−ｃ或いは１０−ｄ毎に２番目のピーク検出
の時間遅れδを演算することで実施の形態２、３或いは
４と同様の演算処理で部分放電発生位置を標定すること
ができる。

【００５１】実施の形態７．上記実施の形態６と同様の
方法で、加速度信号の１番目のピークと２番目のピーク
を検出し、それぞれのピークの時間差をとっても同様の
効果が確認できる。すなわち、１番目のピークを検出し
た時間ｔ１，２番目のピークを検出した時間をｔ２とす
ると、各時間ｔ１、ｔ２は以下の式で表せる。

【００５２】ｔ１＝Ｌ／１.５＊１０³ ｔ２＝Ｌ／２.８＊１０³

【００５３】２つのピーク検出の時間差δ＝｜ｔ１−ｔ
２｜は以下の式で表せる。

【００５４】δ'＝Ｌ（１／１.５＊１０³−１／２.８＊
１０³）

【００５５】計測結果より得られたδ'により部分放電
発生源までの距離Ｌを特定できる。

【００５６】本実施の形態においても上記実施の形態２
〜６とは異なり基準となる電気信号を取り入れることな
く単一の加速度センサより入力した加速度信号波形のみ
から部分放電発生位置を標定することができる。尚、位
置標定精度を上げるのであれば、実施の形態４のように
加速度センサ１０−ｂ，ｃ，ｄを設け、各加速度センサ
１０−ｂ，ｃ，ｄ毎に２つのピーク検出の時間差δを求
めても良い。

【００５７】

【発明の効果】請求項１の発明に係る部分放電検出装置
は、金属容器に密封された電気機器の部分放電に起因し
て発生して前記金属容器内部を伝搬する電磁波を検出し
て電気信号を出力する電気信号検出手段と、前記金属容
器の外周面に一定間隔で配置され部分放電発生時に金属
容器表面に伝搬する振動をそれぞれ検出して振動信号を
出力する複数の振動検出手段と、この電気信号検出手段
より出力される電気信号を入力し、この電気信号のレベ
ルが予め設定されていた基準レベルを超えた時に前記振
動検出手段により出力された振動信号の波形を記憶する
記憶手段と、この記憶手段に前記振動信号の波形が記憶
される毎に記憶した波形を加算する加算手段と、加算さ
れた波形を平均化処理する平均化処理手段と、平均化処
理された波形のレベルに基づいて前記電気機器の異常を
判定する異常判定手段と、異常判定時に各振動信号到達
の検出タイミングの時間差をそれぞれ求め、これら時間
差に基づいて部分放電発生位置を標定する位置標定手段
とを備えたので、部分放電発生位置を簡易な装置で標定
することができ、迅速に異常を検出できるという効果が
ある。

【００５８】請求項２の発明に係る部分放電検出装置
は、金属容器内に密封された電気機器の部分放電に起因
して発生する電磁波を検出して電気信号を出力する電気
信号検出手段と、前記金属容器の外周面に配置され、部
分放電発生時に金属容器表面に伝搬する振動をそれぞれ
検出して振動信号を出力する振動検出手段と、前記電気
信号検出手段より出力される電気信号を入力し、この電
気信号のレベルが予め設定された基準レベルを超えた時
に前記振動検出手段により出力された振動信号の波形を
記憶する記憶手段と、この記憶手段に前記振動信号の波
形が記憶される毎に記憶された波形を加算する加算手段
と、加算された波形を平均化処理する平均化処理手段
と、平均化処理された波形のレベルに基づいて前記電気
機器の異常を判定する異常判定手段と、異常判定時に各
振動信号の１番目のピークと次に来る２番目のピークと
の時間差を求め、この時間差に基づいて部分放電発生位
置を標定する位置標定手段とを備えたので、部分放電発
生位置を簡易な装置でしかも迅速に標定できるという効
果がある。

【００５９】請求項３の発明に係る部分放電検出装置
は、金属容器に密封された電気機器の部分放電に起因し
て発生し、前記金属容器内部を伝搬する電磁波を検出し
て電気信号を出力する電気信号検出手段と、前記部分放
電発生時に金属容器表面を伝搬する振動を検出して振動
信号を出力する振動検出手段と、この電気信号検出手段
より出力される電気信号を入力し、この電気信号のレベ
ルが予め設定されていた基準レベルを超えた後に前記振
動検出手段により出力された振動信号の波形を記憶する
記憶手段と、この記憶手段に前記振動信号の波形が記憶
される毎に記憶した波形を加算する加算手段と、加算さ
れた波形を平均化処理する平均化処理手段と、平均化処
理された波形のレベルに基づいて前記電気機器の異常を
判定する異常判定手段と、異常判定時に電気信号の検出
タイミングと振動信号到達の検出タイミングとの時間差
に基づいて部分放電発生位置を標定する位置標定手段と
を備えたので、部分放電発生位置を簡易な装置で標定す
ることができ、しかも迅速に異常を検出できるという効
果がある。

【００６０】請求項４の発明に係る部分放電検出装置
は、振動検出手段を金属容器の外周面に一定間隔で２つ
配置し、位置標定手段は異常判定時に電気信号の検出タ
イミングと前記各振動検出手段による振動信号到達の検
出タイミングの時間差をそれぞれ求め、これら時間差に
基づいて部分放電発生位置を標定するようにしたので、
部分放電発生位置を簡易な装置でしかも精度よく標定す
ることができ、また迅速に異常を検出できるという効果
がある。

【００６１】請求項５の発明に係る部分放電検出装置
は、振動検出手段を金属容器の外周面に一定間隔で３つ
配置し、位置標定手段は異常判定時に電気信号の検出タ
イミングと前記各振動検出手段による振動信号到達の検
出タイミングの時間差をそれぞれ求め、これら時間差に
基づいて部分放電発生位置を標定するようにしたので、
部分放電発生位置を簡易な装置でしかも高精度で標定す
ることができるという効果がある。

【００６２】請求項６の発明に係る部分放電検出装置
は、位置標定手段が、異常判定時に電気信号の検出タイ
ミングと振動検出手段による振動信号の第１番目のピー
ク検出タイミングとの時間差を求め、この時間差に基づ
いて部分放電発生位置を標定するようにしたので、部分
放電発生位置を簡易な装置で標定することができ、しか
も迅速に異常を標定できるという効果がある。

【００６３】請求項７の発明に係る部分放電検出装置
は、位置標定手段が、異常判定時に電気信号の検出タイ
ミングと振動検出手段による振動信号の第２番目のピー
ク検出タイミングとの時間差を求め、この時間差に基づ
いて部分放電発生位置を標定するようにしたので、部分
放電発生位置を簡易な装置で精度良く標定できるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 部分放電現象および信号検出する原理を説明
する図である。

【図２】 部分放電検出装置の信号処理を示すブロック
図である。

【図３】 部分放電により発生する信号が検出装置に到
達するタイミングを説明する図である。

【図４】 部分放電検出装置の信号処理を示すブロック
図である。

【図５】 部分放電により発生する信号が検出装置に到
達するタイミングを説明する図である。

【図６】 部分放電発生の位置標定を１つの加速度セン
サで行う手法を説明する図である。

【図７】 部分放電発生の位置標定を２つの加速度セン
サで行う手法を説明する図である。

【図８】 部分放電発生の位置標定を３つの加速度セン
サで行う手法を説明する図である。

【図９】 加速度信号の検出波形を示す図である。

【図１０】 従来の部分放電検出装置の検出原理を説明
する図である。

【図１１】 従来の部分放電検出装置構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ ガス絶縁開閉装置、２ スペーサ、３ 中心導体、
４ 金属容器、５ 部分放電、６ 電磁波（電気信
号）、７ 振動、１０−ａ 電気式センサ、１０−ｂ，
ｃ 加速度センサ、１２−ａ，ｂ，ｃ センサ検出信
号、２０ 部分放電検出装置、２１ トリガ信号発生装
置、２２−ｂ，ｃ 波形記憶装置、２３−ｂ，ｃ 加算
処理装置、２４−ｂ，ｃ 平均処理装置、２５ 部分放
電判定装置。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属容器内に密封された電気機器の部分
   放電に起因して発生する電磁波を検出して電気信号を出
   力する電気信号検出手段と、前記金属容器の外周面に一
   定間隔で配置され、部分放電発生時に金属容器表面に伝
   搬する振動をそれぞれ検出して振動信号を出力する複数
   の振動検出手段と、前記電気信号検出手段より出力され
   る電気信号を入力し、この電気信号のレベルが予め設定
   された基準レベルを超えた時に前記振動検出手段により
   出力された振動信号の波形を記憶する記憶手段と、この
   記憶手段に前記振動信号の波形が記憶される毎に記憶さ
   れた波形を加算する加算手段と、加算された波形を平均
   化処理する平均化処理手段と、平均化処理された波形の
   レベルに基づいて前記電気機器の異常を判定する異常判
   定手段と、異常判定時に各振動信号到達の検出タイミン
   グの時間差を求め、この時間差に基づいて部分放電発生
   位置を標定する位置標定手段とを備えたことを特徴とす
   る部分放電検出装置。
2. 【請求項２】 金属容器内に密封された電気機器の部分
   放電に起因して発生する電磁波を検出して電気信号を出
   力する電気信号検出手段と、前記金属容器の外周面に配
   置され、部分放電発生時に金属容器表面に伝搬する振動
   をそれぞれ検出して振動信号を出力する振動検出手段
   と、前記電気信号検出手段より出力される電気信号を入
   力し、この電気信号のレベルが予め設定された基準レベ
   ルを超えた時に前記振動検出手段により出力された振動
   信号の波形を記憶する記憶手段と、この記憶手段に前記
   振動信号の波形が記憶される毎に記憶された波形を加算
   する加算手段と、加算された波形を平均化処理する平均
   化処理手段と、平均化処理された波形のレベルに基づい
   て前記電気機器の異常を判定する異常判定手段と、異常
   判定時に各振動信号の１番目のピークと次に来る２番目
   のピークとの時間差を求め、この時間差に基づいて部分
   放電発生位置を標定する位置標定手段とを備えたことを
   特徴とする部分放電検出装置。
3. 【請求項３】 金属容器内に密封された電気機器の部分
   放電に起因して発生する電磁波を検出して電気信号を出
   力する電気信号検出手段と、前記部分放電発生時に金属
   容器表面を伝搬する振動を検出して振動信号を出力する
   振動検出手段と、前記電気信号検出手段より出力される
   電気信号を入力し、この電気信号のレベルが予め設定さ
   れた基準レベルを超えた時に前記振動検出手段より出力
   された振動信号の波形を記憶する記憶手段と、この記憶
   手段に前記振動信号の波形が記憶される毎に記憶された
   波形を加算する加算手段と、加算された波形を平均化処
   理する平均化処理手段と、平均化処理された波形のレベ
   ルに基づいて前記電気機器の異常を判定する異常判定手
   段と、異常判定時に電気信号の検出タイミングと前記振
   動信号到達の検出タイミングとの時間差に基づいて部分
   放電発生位置を標定する位置標定手段とを備えたことを
   特徴とする部分放電検出装置。
4. 【請求項４】 振動検出手段を金属容器の外周面に一定
   間隔で２つ配置し、位置標定手段は異常判定時に電気信
   号の検出タイミングと前記各振動検出手段による振動信
   号到達の検出タイミングの時間差をそれぞれ求め、これ
   ら時間差に基づいて部分放電発生位置を標定することを
   特徴とする請求項３に記載の部分放電検出装置。
5. 【請求項５】 振動検出手段を金属容器の外周面に一定
   間隔で３つ配置し、位置標定手段は異常判定時に電気信
   号の検出タイミングと前記各振動検出手段による振動信
   号到達の検出タイミングの時間差をそれぞれ求め、これ
   ら時間差に基づいて部分放電発生位置を標定することを
   特徴とする請求項３に記載の部分放電検出装置。
6. 【請求項６】 位置標定手段は、異常判定時に電気信号
   の検出タイミングと振動検出手段による振動信号の１番
   目のピーク検出タイミングとの時間差を求め、この時間
   差に基づいて部分放電発生位置を標定することを特徴と
   する請求項３ないし５のいずれかに記載の部分放電検出
   装置。
7. 【請求項７】 位置標定手段は、異常判定時に電気信号
   の検出タイミングと振動検出手段による振動信号の２番
   目のピーク検出タイミングとの時間差を求め、この時間
   差に基づいて部分放電発生位置を標定することを特徴と
   する請求項３ないし５のいずれかに記載の部分放電検出
   装置。