JPS62218880A - 電気機器の部分放電検出方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はガス絶縁開閉装置、ガス絶縁変圧器、ガス絶縁
ケーブル等の、金属容器で覆われた電気機器の部分放電
を測定する方法に関するものである。

［従来の技術］ ガス絶縁開閉装置等の電気機器の容器内で生じる部分放
電（コロナ放電）を検出する方法として、部分放電によ
り生じる電磁波を検出する方法がある。従来のこの種の
方法では、電気機器の容器内にアンテナを配置して検出
した電磁波をスペクトルアナライザーに入力し、このス
ペクトルアナライザーにより得られた周波数スペクトル
を部分放電が無い時の周波数スペクトルと比較すること
により部分放電を検出していた。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の方法では、スペクトルアナライザーを使１１ｆｌ
　Ｉ　？　ｌ＼ｈ＋＋猿　俸山す壮す命すに蒔啼ネーに
＾神閣が高価になるという問題があった。また従来の方
法では、電気−器に接続されたケーブル等から侵入して
くる電波や、電気機器の容器がアンテナとなって受信さ
れる電波が検出結果に影響を与えるため、部分放電を正
確に検出することが困難であった。

本発明の目的は、高価な装置を用いることなく、かつ外
来ノイズの影響をほとんど受けることなく部分放電によ
り生じた電磁波をとらえて、部分放電を適確に検出する
ことができるようにした電気機器の部分放電検出方法を
提案することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の部分放電検出方法は、受信する電磁波の帯域を
１ＭＨｚ以上６０ＭＨｚ以下の範囲内に制限して受信し
、受信した信号をＡＭ検波した後音声信号に変換して部
分放電の検出を行うようにしたものである。

［発明の作用］ 上記のようにＩＭＨｚから６０ＭＨ７の帯域に制限して
受信すると、外来電波の影響を殆ど無くして部分放電に
より生じた電磁波の検出を容易に行なうことができる。

従ってスペクトルアナライザを用いることなく、受信信
号をＡＭ検波により音声信号に変換するだけで部分放電
の検出を行うことができる。このように受信信号をＡＭ
検波により音声信号に変換して部分放電を検出するよう
にすると、安価なＡＭ受受信音用いて部分放電の検出を
行うことができるため、検出方法を実施するために用い
る装置のコストの低減化を図ることができる。

［実施例］ 以下添附図面を参照して本発明の詳細な説明する。

電気機器を収納した金属容器内にアンテナを配置した場
合、該アンテナが受信する電磁波は、電気機器に部分放
電が生じた場合に該部分放電により発生する電磁波と、
金属容器がアンテナとなって受信する長波、中波等の帯
域に含まれる外来電波と、電気機器が引込むケーブル類
から侵入する短波、超短波等の帯域に含まれる外来電波
とである。そして電気機器に部分放電が生じた場合に該
部分放電により発生する電磁波は、外来電波と同様の長
波から超短波の帯域に及ぶ広い周波数帯域に分布してい
る。したがって、部分放電の検出を正確に行うためには
、これら外来電波をできる限り受信しないようにする必
要がある。

比較的低い周波数帯域では、電気機器を収納した金属容
器を流れる高周波電流がその壁部の内面・側をも流れる
ため、金属容器がアンテナとなって外部から直接受けた
外来電波がある程度容器内に侵入するのを避けられない
。外来電波の周波数が高くなると表皮効果により高周波
電流が金属容器の表面を通るようになるため、金属容器
自体が受信した電磁波が該容器の内部に侵入する割合は
、周波数の上昇に伴って次第に小さくなっていく。

果であり、第４図の曲線Ａは、金属容器がアンテナとな
って外部から侵入する外来電波を金属容器内に配置した
アンテナで検出して音声信号に変換した場合の間こえ易
さのレベルを周波数に対して示したものである。第４図
の点線Ｃは、電気機器の部分放電によって発生する電磁
波を金属容器内に配置したアンテナで検出して音声信号
に変換した場合に、部分放電による電磁波であることを
確実に検出できる聞こえ易さの最小レベルである。

これらの曲線Ａ及び点線Ｃから、金属容器がアンテナと
なって外部から侵入する外来電波の周波数が１ＭＨｚを
越えると、外来電波の聞こえ易さのレベルＡが、部分放
電によって発生ずる電磁波の聞こえ易さのレベルＣより
小さくなることが確認された。従って受信する帯域をＩ
Ｍ）−１２以上に制限すると金属容器がアンテナとなっ
て入ってくる外来電波の影響をほとんど無くすことがで
きる。

また電気機器に引込まれるケーブル等を経由して侵入し
てくる電波は金属容器内に配置された電ミ―Ｉ小十開曹
踵ム苑＊吻婁出１１１六ηア７ゝノテナにより受信され
る。この電機機器の主回路部分から放射される電波は、
周波数が高くなるほど強く放射される。約６００ＫＨｚ
以下の周波数の電波はアンテナを主回路部分に接触させ
なければ検出することができないが、周波数が高くなる
ほどアンテナと主回路部分との距離を離しても外来電波
を検出することができる。

実験により、主回路部分から放射される外来電波をアン
テナで検出して音声信号に変換した場合の聞こえ易さの
レベルは、第４図の曲線Ｂに示す通り、周波数が低くな
るほど小さくなり、周波数が６０Ｈｌｌｚより小さくな
ると、部分放電によって発生する電磁波の聞こえ易さの
レベルＣより小さくなることが確認された。したがって
受信する帯域を６０ＭＨｚ以下に制限すると主回路部分
から入ってくる外来電波の影響をほとんど無くすことが
できることが明らかになった。

以上の検討結果から、電磁波の受信周波数帯域をＩＭＨ
ｚから６０ＭＨｚの範囲に制限すれば、実質的に外来電
波の影響を無くすことができることが明らかになった。

尚主回路部分からの外来電波の影響は、電気機器の内部
に配置されるアンテナの位置によって差があることが判
っている。好ましくはアンテナの位置における外来電波
の強度を一２０ｄＢ以下に減衰させる必要がある。そこ
で外来電波の強度を一２０ｄＢに減衰させるために必要
な主回路部分からアンテナまでの距離（−２０ｄＢ減衰
距離）Ｄを周波数ｆに対して計算したところ、第２図の
結果が得られた。？ｔｆ％ｉｉ波の受信周波数帯域の上
限を６０ＭＨｚとする場合には、好ましい主回路部分か
らアンテナまでの距離は約１ｍであった。

次にこの帯域内で部分放電により発生する電磁波を検出
することができるかどうかについて検討した。第３図は
電気機器内で部分放電により発生する電磁波の周波数分
布を測定した実験結果の一例を示したもので、同図にお
いて■は部分放電が発生していない場合、■は部分放電
が発生した場合を示している。この様な実験を多く行っ
た結果、部分放電により発生する電磁波は広い帯域内に
分布することが明らかになり、１ＭＨｚから６０ＭＨｚ
の帯域に制限して受信しても、部分放電の検出は充分に
行い得ることが確認された。

上記のように、金属容器内で帯域を制限して電磁波を受
信すると、実質的に部分放電により発生した電磁波と外
来電波との間に明瞭な差が生じるため、部分放電により
発生する電磁波を容易に検出することができる。したが
って受信した信号の周波数分析を行う必要がなく、受信
信号を通常のＡＭ受信機を用いて音声信号に変換するだ
けで部分放電の検出を行うことができる。

次に第１図を参照して本発明の検出方法を実施する装置
の構成例を説明する。第１図において１は電気機器、例
えばガス絶縁開閉装置を構成する機器を収納した金属容
器、２は容器１内に収納された電気機器の主回路導体で
ある。尚図面には説明を簡単にするために単一の主回路
導体のみが示されているが、容器１内に収納される電気
機器の種類は任意である。主回路導体２はブッシング３
を介して送電線路４に接続されている。

容器１内には所定の距離ｄを隔ててアンテナ５が配置さ
れている。このアンテナ５は容器１内の電気機器の絶縁
に影響を与えないように、電気機器から充分離れた位置
に配置される。アンテナ５の出力は高周波増幅器６に入
力され、この増幅器６の出力は混合器７に入力されてい
る。混合器７にはまた局部発振器８の出力が増幅器９を
介して入力され、この混合Ｖａ７によりアンテナが受信
した信号のヘテロゲイン検波が行われるようになってい
る。すなわち、混合器７の出力側には高周波増幅器６か
ら得られる信号の周波数ｆ１と局部発振器８の出力周波
数ｆ２どの差に相当する中間周波数ｆ１〜ｆ２の信号を
出力する。この信号は中間周波増幅器１０により増幅さ
れた後ＡＭ検波器１１に与えられて検波され、この検波
器の出力が低周波増幅器１２により増幅されてスピーカ
１３に音声信号として与えられる。低周波増幅器１２の
ゲインは可変抵抗器Ｖｒにより調整し得るようになって
いる。

本発明の方法を実施する場合には、受信帯域を１Ｍ）−
１２以上６０ＭＨｚ以下の範囲内に設定する。

前述の通り、この帯域内では部分放電により発生する電
磁波と外来電波とを音声信号に変換した場合には、両者
を明確に区別することができるので、容易に部分放電に
より生じた電磁波を検出することができる。アンテナ５
の位置は、外部回路から主回路導体部分２を通してアン
テナ５に向けて放射される外来電波の強度が、主回路導
体２からアンテナ５の位置に達するまでの間に一２０ｄ
Ｂに減衰する周波数以下になるように設定する。受信帯
域の制限はアンテナ５の選択によって行ってもよく、ま
た高周波増幅器６として選択増幅器を用いるか、または
高周波増幅器６の前段若しくは出力段にフィルタを挿入
することによって行ってもよい。

［発明の効果１ 以上のように、本発明によれば、受信帯域を１ないし６
０ＭＨｚの範囲に制限することにより外来電波の影響を
殆ど無くして実質的に部分放電により生じた電磁波を容
易に検出することができるようにするとともに、受信信
号をＡＭ検波により音声信号に変換して部分放電の検出
を行うので、安価なＡＭ受信機を用いてしかも部分放電
の検出を正確に行うことができ、検出方法を実施するた
めに用いる装置のコストの低減を図ることができる利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施する装置の構成例を示した
構成図、第２図は電波強度を−２０（ｊＢに減衰させる
ために必要な電波放射源とアンテナとの間の距離と周波
数との間の関係を示した線図、第３図は部分放電により
発生した電磁波の周波数分布の一例を示した線図、第４
図は部分放電により生じた電磁波と外来電波とを音声信
号に変換した場合の聞こえ易さを周波数との関係で示し
た線図である。 １・・・金属容器、２・・・電気機器の主回路導体、４
・・・送電線、５・・・アンテナ、６・・・高周波増幅
器、７・・・混合器、８・・・局部発振器、９・・・増
幅器、１０・・・中間周波増幅器、１１・・・検波器、
１２・・・低周波増幅き。 第２　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属容器で覆われた電気機器に生じた部分放電を
   、該部分放電により生じた電磁波を前記容器内に配置し
   たアンテナで受信することにより検出する部分放電検出
   方法において、 受信する電磁波の帯域を１ＭＨｚ以上６０ＭＨｚ以下の
   範囲内に制限して受信し、受信した信号をＡＭ検波した
   後音声信号に変換して部分放電の検出を行うことを特徴
   とする電気機器の部分放電検出方法。
2. （２）前記帯域の上限の周波数は、外部回路から前記電
   気機器の導体部分を通して前記アンテナに向けて放射さ
   れる外来電波の強度が該導体部分からアンテナの位置に
   達するまでの間に−２０ｄＢに減衰する周波数以下に設
   定されることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の電気機器の部分放電検出方法。