JPS6069570A - 静止電器のインパルスコロナ検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、変圧器、リアクトル、密閉開閉装置ｎ等の静
止電器の部分放電検出装置、ことにインパルス電圧試験
時あるいは運転中に静止電器に侵入するサージ電圧に付
随して発生するインパルスコロナの検出装置に関する。

〔従来技術とその問題点〕

静止電器、ことに油入電器においては、交流電圧による
絶縁破壊に先止って部分放電を生ずる現象が知られてお
り、部分放電をＩＴ’ＪＩ定または監視することにより
機器の絶縁破壊を予知できるために、種々の部分Ｒ雷検
出装置がすでに知られている。

一方静止電器にロインパルス電圧や開閉インパルス電圧
等の過渡的異常電圧を印加した場合にも部分放電（イン
パルスコロナとよび交流部分放電と区別する）が発生す
ることが知られている。インパルスコロナの検出方法と
しては、基本的には、開電流パルス検出法、＠見かけ電
荷法、ｔ〜残留へ荷法等が知られている（電気学会雑誌
第８５巻第９１９号６９５〜７０４頁）。上記測定方法
は、いずれもインパルス電圧が印加される巻線等の低圧
端子と大ｊｔｌＩ間、あるいは電圧が印加されない巻線
等と太地四に測定用コンデンサまたは抵抗器を接続し、
その端子電圧を測定するものである。したがって検出用
インピーダンスには被試験ｍ器のｇｐ雷容量を介して流
れる急しゅんかつ大ｍ流の充電々流とインパルスコロナ
による小さなパルス電流とが重畳して流れており、充電
々流によりインパルスコロナの検出が制約されるととも
に、検出装置が電器のｙ６ｆｆｉ部に直結されているた
めに被試験電器が絶縁破壊した場合には危険性がともな
うなどの欠点がある。また、交流部分放電試験時には、
変圧器内部で発生する部分放電に付随する超音波専の音
響波をマイクロフォンを使用して受音し、この受音信号
を適当な可聴周波帯の信号に変換し、これをレシーバ−
等で試験員が聞く方式の音響的検出方法、あるいは電気
的パルスに対する受音信号の検出器れ時間から部分放電
発生位置を標定する方法が知られている。ところがイン
パルス爲圧試駒の場合、前述のようにインパルスコロナ
によるパルス電流の検出が困はであるとともに、インパ
ルス電圧発生器が発する強烈な放電音の影響でマイクロ
フォンの受音信号を間き分けることが困難なために、音
響的な検出方法を有効に活用できないという問題点があ
る。

かかる理由から、変圧器のインパルス試験時に部分放電
が発生したか否かを測定することの必要性が叫ばれてい
るにもかかわらず、実用的な方法が確豆されていないの
が実情である。

〔発明の目的〕

本発明は前述の駄況に鉦みてなされたもので、俗化電器
のインパルス常圧試験において静止電器内部で発生する
インパルスコロナを、安全にかつノイズに影響されるこ
となく検出できるとともに、インパルスコロナ発生位置
の標定が可能な静止電器のインパルスコロナ検出装置を
提供することを目的とする。

〔発明の要点〕

本発明によれば、上述の目的は、静止電器に印加あるい
は侵入するインパルス電圧を検出するアンテナ等の電圧
検出器を静止電器のＴ５電部から十分な絶縁距離を隔て
て配置するとともに、音響的検出器を静止電器の外周部
に音波の伝搬を損わない絶縁物を介して取付けることに
より試験時の危険性を排除し、電圧検出器に電圧が検出
されたとき所定の大きさのＴＲ流電圧を発生し音響的検
出器に放電音が検出されたとき直流電圧の発生が停止す
る電圧発生部と、この直流電圧の持続時間をこれに比例
した電圧信号に変換する積分回路等の時間−電圧変換器
と、この変換器の出方電圧のピーク値を保持するピーク
値保持回路とからなる時間−ｔａ電圧変換部より電圧信
号に対する音信号の検出時間差に比例した電圧に置きか
えた時間差信号に変換し、音響的検出器に放電音が検出
されたとき開状態となるゲート回路と時間差信号の電圧
値が所定のしきい値を超えたとき表示器に時間差信号を
出力する比較器とからなる判定部により、放電音信号が
電圧信号に対して所定の検出遅れ時間をもって検出され
たときにのみか止電器内部でインパルスコロナが発生し
たものと判定して、表示器に放電点から音響的検出器取
付は位置までの阻隔を表示するよう構成することにより
達成された。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を添付図面を参照しつつ説明する
。

第１図は本発明のインパルスコロナ検出装置のブロック
図である。図において、１は油入変圧器等の供試静止を
器、２は供試電器１に雷インパルス？ル圧、開閉インパ
ルス１（１圧等のインパルス電圧を印加するためのイン
パルス電圧発生器（場合によっては送電線に接続された
電力系Ｍ）。３は供試？３器１の高電圧充電部１８に対
して十分な絶縁阻隔を隔てて配されたアンテナ等の電圧
検出器、４は供試電器１の外周面に取付けられた超音波
マイクロフォン等の音響的検出器で、供試電器にインパ
ルス電圧が印加され供試電器内部でインパルスコロナが
発生したときこれに付随して放出される超音波パルスを
検知して電気信号に変換された超音波パルスを出力する
。音響的検出器４と供試電器の外壁との間には超音波の
減衰が少ない絶縁物４ａが介装され、供試↑１器が万一
絶縁破壊した場合でも電熱的衝撃がインパルスコロナ検
出装置に加わらないようｎ成され、アンテナ３を用いて
印加゛４圧を検出するようｎ成したこととあわせて測定
時の危険性の排除と装置の保護がなされている。

参照符号６から１７は検出装置の信号処理回路で、電圧
発生部５９時ｕ■−電圧変換部８．判定部１１および表
示部１４に大別される。電圧発生部５は、アンテナ３が
印加電圧を受信したときワンショットのパルスを発生す
る第１のパルス発生器６８と、音響的検出器４が超音波
パルスを検出して第１のパルス発生器６ａの出力パルス
よりＴｓ時間かれて超音波信号を出力したときワンショ
ットのパルスを発生する第２のパルス発生器６ｂと、第
１のパルス発生器の出力パルスによってトリガーされて
所定の大きさの直流電圧を発生し第２のパルス発生器の
出力パルスにより直流電圧の発生を停止する直流電圧発
生器７とで構成され、供試電器１に電圧が印加された時
点からの超音波パルスの検出遅れ時間に相当するパルス
幅を有する矩形波パルスを時間−電圧変換部８に出力す
る。時間−電圧変換部は、直流電圧発生器７の出力矩形
波パルスを積分する積分回路９と、積分回路９の出力？
８圧のピーク値を保持するピーク値保持回路１０とで構
成され、前記矩形波パルスのパルス幅に相当する時間が
これに比例した電圧値に変換され、電圧値に変換された
検出巡れ時間信号（以下時１１．Ｕ　ｆｆｉ　ｆｉ１号
とよぶ）力′Ｓ！＋１断部１１に出力される。判断部１
１は、音響的検出器４に超７．マ波パルスが検出された
とき、第２σ）パルス発生器６ｂの出力パルスによって
開状態となるゲー　ト回路１２と、あらかじめ設定され
たしきＩＡ値を有する比較回路１３とで構成され、音響
的検出器４に超音波パルスが検出されてゲー１へ回路１
２力！開き、かつ％イ１音波パルスの検出遅れ時間が所
定の時間範囲にあると判断されたとき（時間−電圧変換
部８の出力時間差信号のピーク値が比較器ｗ１１３のし
きい値を超えるか否かにより判定）、供試電器内部にイ
ンパルスコロナが発生したものと判定してピーク値保持
回路１０の出力時間ハ信号を表示部１４に出力する。表
示部１４は増錦器１５と例えば直流電圧計１６とで構成
されている。直流電圧計１６の目盛りは積分回路９や直
流増幅器１５等の回路定数できまる定数と超音波パルス
の変圧器内部伝播速度等から、あらかじめその指示値が
超音波パルス検出器から放電点までの阻隔になるように
校正された目盛をつけたものが使用される。また、部分
７ｆｆ　ｊ’ｌ！、かない弱含は、超音波パルスが検出
されずしたがってゲート回路１２がｏｆｆ状態のままで
あり、表示器１６には表示されない。リセット回１’ｆ
’ｙ１７は計測が終了しｌた時点で総ての回路を初期状
態に復帰させて「目ｇｌＪ待ちの状態にするためのもの
である。

一般に、インパルスへ圧試験において被試験物内部で′
１！ｔ、電が発生した場合、電圧印加と同時にインパル
スコロナが発生するのでなく、いわゆる放ｆａ　ｉ！！
ｉ　ｏ時間と称される時間連れて放電するが、このｊ■
れ時間は曲入絶縁穂器では５〜３０μｓ５ｉ度の時同範
囲のものが圧倒〔１′Ｊに多い。また部分放電が発生し
た場合の超音波パルスの検出遅れ時間は、部分放電の発
生位置と音響的検出器の取りつけ位置。

および該変圧器の大きさ竿に□゛もよるが通常の電力用
変圧器で１００μＳ　＝　５００１１１１Ｌｓの籟囲内
である（この１勺Ｉｐ大工ｌれ時間は変圧器タンクの大
きさで決定されている）。それゆえインパルス電圧祉験
時において部分数１′４が発生した場合、超音波パルス
の部分数１Ｈｔ発生時よりの検出遅れ時間は、インパル
ス電圧試験よりの検出遅れ時間と見なしても大きな誤差
とはなりえない。したがって、上述の溝成において１７
′（流ｆｌｉｌ発圧器７での出力パルス幅は、超音波パ
ルスの放↑６点から検出点までの伝播時間にほぼ一致し
′Ｃいるといえ、このパルス幅に対応した上記パルス幅
−電圧変換器の出力時間差信号は超音波パルスの伝播時
間、すなわち放ｍ席から検出点までの距ｎに対応した値
としてｉｔ測されることになる。したがって、この距離
が変圧器内部にあるか否かを４１１定することで変圧器
内部で部分放電がばったか否かが即座に１定でき、また
適当な出力表示器（たとえば、あらかじめ栂成された距
冊目盛を持つ電圧１１１ｔ）で距離を表示するようにし
ておけば、Ｒ電点の位置標定が簡単にできる。

第２図は前述の実施例における各部の出力電圧波形を示
すタイムチャートで、各波形に付した番号は第１図のブ
ロック図の各部に用いた参照符号をそのまま用いである
。図において、ｌａ＆さ供試電器１に印加された雷イン
パルス電圧波形（ＩＸ４０μｓ）、３はアンテナの出力
電圧波形、４１ま音ワロ（検出器の出力超音波波形、６
ａは第１のｌ＜Ｊレス発生器の出力パルス波形、６ｂは
ｍ２のパルス発生器の出力波形、７は直流電圧発生器の
出力矩形波パルス波形でそのパルス幅はワンショットの
パルス６８と６ｂとの時間差すなわち超音波パルスの検
出巡れ時間ｙｓに対応している。９は時間−電圧変換部
８の招分回路による債分波形、１０はピーク値保持回路
の出力電圧で検出遅れ時間Ｔ８に比例した電圧値Ｖｐ　
（時間差信号）が保持される。１２はゲート回路の出力
波形で、第２のパルス発生器の出力パルス６ｂが検出さ
れた時点で開となり、電圧Ｖｐなる時間差信号が出力さ
れる。１３は比較器の出力電圧波形で、あらかじめ設定
されたしきい値Ｖｏをゲート回路１ｚを通過した１ｎ圧
Ｖｐが超えたとき、電圧Ｖｐなる時間差信号が表示部１
４に出力され、供試ｚ３内部の放電点から音響的検出器
までの距譚ｌが直流常圧官［１６に表示される。

第３図は衿６述の実施例においてインパルスコロナが発
生しない場合のタイムチャートで各波形にイづした番号
は第２図の実施例の説明と同様である。

図において、音響的検出器４に超音波パルスが検出され
ないため、第１のパルス発生器の出力パルス６ａにより
直流電圧発生器の出力１ｎ圧７がＦＦ続して発生し、積
分回路の出力電圧９およびピーク値保持回路の出力電圧
１０（時間差信号）は飽和値ＶｍＩＩｘ　に向かって増
加する。しかしこの電圧はゲート回路１２によって阻止
され、ゲート回路および比較回路の出力波形１２．１３
は雰の状態が維持される。

またピーク値保持回路の出力電圧が、供試電器のタンク
の大きさで決まる最大遅れ時間に対応する電圧値を超え
たときリセット回路１７が動作するよう４ｒｌ成してお
けば、たとえば供試電器のインパルス電圧試験において
インパルス発生器の放電音を音響的検出器が検出した場
合に、この放電音が空中を伝播して音−Ｆｌ的検出器に
検出される以前にリセット回路１７がＩｌ１作している
ことにより検出器１＾の動作を防止できる。また上述の
ように購成することにより運転中の静止電器に侵入する
サージ電圧に付随して発生するインパルスコロナを自［
＋Ｄ監視する場合にも緑り返し′Ｍ、電の検出が容易を
こなる利点が得られる。

〔発明の効果〕

本発明は前述のように、電圧検出用の検出インピーダン
スを供試電器に接続することなく印加電圧をアンテナで
検出しかつ音響的検出器を供試電器とｆ８縁するよう構
成したことにより、供試電器が絶縁破壊した局舎にも）
１１す定の安全性と装置の保護とを確保できた。またイ
ンパルスコロナに付随して発生する超音波パルスを検出
するよう構成したことにより、供試電器に流れる充ｆｆ
ｌ′７ｙＪ流の影響が排除され、したがって大きなパル
ス駄の充電電流に重畳した小さなコロナパルスを分部測
定するための高度な測定技術を必要とせずにインパルス
コロナを検出できる静止電器のインパルスコロナ検出装
置を提供できた。さらに超音波パルスの検出器れ時間を
電圧信号に変換し、この電圧信号を族ｍ点から検出器ま
での阻隔に換算して表示するよう構成したことにより、
供試電器内部のインパルスコロナ発生位置を容易に標定
するｉ能を備えたインパルスコロナ検出装置を提供でき
、静止電器の絶縁の弱点の把握やその改丹に重要な情報
を提供することに貢獣できる。

なお本発明の装置は復数個の音響的検出器を用いるよう
構成することにより、放電の位置標定装置として利用で
きるばかりでなく、印加電圧を検出する代りに市販の部
分放電測定器を用いて部分′Ｒ屯パルスを検出するよう
構成すれば、交流↑に圧試験における部分＊ｍの測定に
も利用できる。

【図面の簡単な説明】

篤１図は本発明の実施例を示すインパルスコロナ検出装
置４のブロック図、第２図は第１図の実施例における各
部の波形を示すタイムチャート、第３図はインパルスコ
ロナが発生しないｙ３合のタイムチャー−１〜である。 図において、１・・・供試変圧器、２・・・インパルス
発生器、３・・・電圧検出器（アンテナ）、４・・・音
響的検出器、４ｍ・・・　ｆｆｉ縁物、５・・・１′ル
圧発生部、６８゜６ｂ・・・　パルス発生器、７・・・
直流電圧発生器、８・・・時間−電圧変換部、９・・・
積分回路、１０・・・　ピーク値保持回路、１１・・・
判断部、１２・・・ゲート回路、１３・・・比較回路、
１４・・・　表示部である。 第２図 １２−□ ３ 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）静止電器にインパルス電圧が侵入または印加された
   とき該インパルスコロナに付随して静止電器内部で発生
   するインパルスコロナを検出する装置であって、前記静
   止電器の外部充電部に対し十分な絶縁距離を保つよう配
   され前記インパルス電圧を検出する電圧検出器と、前記
   静止電器の外周部に絶縁物を介して取り付けられた音響
   的検出器と、前記電圧検出器にインパルス電圧が受信さ
   れたとき所定レベルの直流電圧を発生し前記音響的検出
   器にインパルスコロナによる超音波パルスが検出された
   ときその出力を停止する電圧発生部と、この電圧発生部
   の直流電圧発生時間を電圧値に変換するとともに電圧の
   ピーク値を保持する時間−電圧変換部と、前記音響的検
   出器に超音波パルスが検出されかつ時間−電圧変換部の
   出力電圧が所定のしきい値を超えたとき前記静止電器で
   インパルスコロナが発生したと￥１１断して時開−電圧
   変換部の出力電圧を表示器に出力する判断部とを備えた
   ことを特徴とする静止電器のインパルスコロナ検出装置
   。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、電圧発
   生部が、電圧検出器に電圧が検出されたときワンショッ
   トのパルス信号を発生する第１のパルス発生器と、音響
   的検出器に超音波パルスが検出されたときワンショット
   のパルス信号を発生する第２のパルス発生器と、第１の
   パルス発生器の出力パルスにより直流電圧を発生し第２
   のパルス発生器の出力パルスによりその出力を停止する
   電圧発生器とからなることを特徴とする静止電器のイン
   パルスコロナ検出装置。 ３）特許請求の範囲第１項記載の装置において、時開−
   電圧変換部が、電圧発生部の出力直流電圧を入力とする
   積分回路と、積分回路の出力電圧のピーク値を保持する
   ピーク値保持回路とからなることを特徴とする静止電器
   のインパルスコロナ検出装危。 ４）特許請求の範囲第１項または第２項記載の装置りに
   おいて、判断部が、第２のパルス発生器の出カバルス（
   ２１号により時四−電圧変換部の出力ｆｆｌ圧を通過さ
   せるゲート回路と、このゲート回路を通過した前記出力
   電圧が所定のしきい値を超えたときにのみ前記出力電圧
   を表示器に出力する比較回路とからなることを特徴とす
   る静止電器のインパルスコロナ検出装置。 ５）特許請求の範囲第１項記載の装置において、表示器
   の表示板が、静止ｔＸ器のインパルスコロナ発生位置と
   音響的検出器取付は位Ｉ瓜とのＨの距照を表示するよう
   形成されたことを特徴とするＦＪ止ｆｆｉ器のインパル
   スコロナ検出装置。