JPS638571A - Diagnosis of deterioration for power cable connection - Google Patents
Diagnosis of deterioration for power cable connectionInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の技術分野）
本発明は、電力ケーブル接続部の劣化を診断する方法に
関する。TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for diagnosing deterioration of power cable connections.
（発明の技術的背慎）
電力ケーブルの接続部内に部分的な欠陥が存在すると、
この欠陥部で部分放電が発生するので、接続部が劣化し
て絶縁破壊してしまう。このため、従来は電力ケーブル
接続部に発生する部分放電を各種の電気的な検出手段に
て定期的又は不定期的に測定し接続部における絶縁劣化
状態を診断していた。 しかるに、従来の部分放電検出
方式では、いずれも送電線路をしゃ断する必要があるた
め、その作業に手間を要するだけでなく、需要者側への
電力の供給が中断されてしまうことから、需要者に不便
をかけてしまう。(Technical impropriety of the invention) If there is a partial defect in the connection part of the power cable,
Since a partial discharge occurs in this defective part, the connection part deteriorates and dielectric breakdown occurs. For this reason, conventionally, the partial discharge occurring at the power cable connection portion has been periodically or irregularly measured using various electrical detection means to diagnose the state of insulation deterioration at the connection portion. However, with all conventional partial discharge detection methods, it is necessary to shut off the power transmission line, which not only requires time and effort, but also interrupts the supply of power to the customer. It causes inconvenience.
そこで、最近では、部分放電の発生に伴って超音波が生
じることに看目し、圧電素子の如き超音波検出センサを
電力ケーブルの接続部周面に直接取付け、活線状態で該
センサにより接続部に発生した部分放電を超音波の形態
で検出し、この検出信号を測定回路側に送出して接続部
の絶縁劣化を診断することが行われている。Recently, in view of the fact that ultrasonic waves are generated with the occurrence of partial discharge, an ultrasonic detection sensor such as a piezoelectric element is attached directly to the circumference of the connection part of the power cable, and the sensor connects the power cable in a live wire state. The partial discharge generated in the connection part is detected in the form of ultrasonic waves, and this detection signal is sent to the measurement circuit side to diagnose insulation deterioration of the connection part.
（背景技術の問題点）
しかし、超音波検出センサを接続部周面に直接取付Ｃプ
るだけでは、該センサからの検出信号が微弱なため、測
定回路側で正確に部分放電を検出できないという欠点が
あった。(Problems with the background technology) However, if the ultrasonic detection sensor is simply attached directly to the peripheral surface of the connection part, the detection signal from the sensor is weak, so the measurement circuit cannot accurately detect partial discharge. There were drawbacks.
また、電力ケーブルの接続部近傍に音源が存在すると、
この音源からのノイズ超音波が超音波検出センサに侵ノ
してしまい、正確に部分放電を検出することができない
という欠点があった。Additionally, if there is a sound source near the power cable connection,
There was a drawback that the noise ultrasonic waves from this sound source invaded the ultrasonic detection sensor, making it impossible to accurately detect partial discharge.
（発明の目的）
本発明の目的は、ノイズ超音波の影響を受けることなく
超音波を確実に検出して正確に部分放電の発生を検知す
ることができる電力ケーブルの接続部の劣化診断方法を
提供することにある。(Objective of the Invention) The object of the present invention is to provide a method for diagnosing deterioration of a connection part of a power cable, which can reliably detect ultrasonic waves without being affected by noise ultrasonic waves and accurately detect the occurrence of partial discharge. It is about providing.
（発明の概要）
本発明は、電力ケーブル接続部の周面にホーンを介して
超音波検出センサを取付け、接続部で生じた超音波を、
ホーン内を伝搬させることにより振幅を大きくして超音
波検出センサに入力することを特徴とする。(Summary of the Invention) The present invention includes an ultrasonic detection sensor attached to the circumferential surface of a power cable connection part via a horn, and ultrasonic waves generated at the connection part.
It is characterized in that the amplitude is increased by propagating within the horn and is input to the ultrasonic detection sensor.
（発明の実施例）
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。(Embodiments of the Invention) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第１図には劣化診断すべき電力ケーブルの接続部（１）
が示されており、この接続部（１）の周面にはホーン（
２）が取付けられている。このホーン（２）は第２図に
示すように先端側から後端側に向って縮径する円錐状体
にすることが望ましい。この場合は、ホーン（２）の大
径側が接続部（１）の周面に固定され、小径側が圧電素
子から成る足音液検出センサ（３）に取付けられる。し
かして、この超音波検出センサ（３）にはインピーダン
ス変換増幅器（４）及びバンドパスフィルター（５）が
接続され、このバンドパスフィルター（５）にはプリア
ンプ（６）が接続されている。Figure 1 shows the connection part (1) of the power cable that should be diagnosed for deterioration.
is shown, and a horn (
2) is installed. It is desirable that the horn (2) has a conical shape whose diameter decreases from the front end to the rear end, as shown in FIG. In this case, the large diameter side of the horn (2) is fixed to the circumferential surface of the connecting portion (1), and the small diameter side is attached to the footstep liquid detection sensor (3) made of a piezoelectric element. An impedance conversion amplifier (4) and a bandpass filter (5) are connected to this ultrasonic detection sensor (3), and a preamplifier (6) is connected to this bandpass filter (5).
プリアンプ（６）の出力側にはノイズを除去するための
雑音除去回路（７）があり、スイッチ（Ｓ）を介して周
波数変換回路（８）が接続され、周波数変換回路（８）
の出力側には位相検波回路（９）が接続されている。そ
して、位相検波回路（９）には検出信号を表示するため
の表示回路（１０）が接続されている。There is a noise removal circuit (7) on the output side of the preamplifier (6) for removing noise, and a frequency conversion circuit (8) is connected via a switch (S).
A phase detection circuit (9) is connected to the output side of. A display circuit (10) for displaying the detection signal is connected to the phase detection circuit (9).
周波数変換回路（８）は周波数混合回路（１１）とこの
周波数混合回路（１１）に接続されている局部発振回路
（１２）とから成る。局部発振回路（１２）は本実施例
では、周波数混合回路（１１）に５０５ＫＨｚの光振信
号を出力する。周波数混合回路（１１）には中間周波増
幅回路（１３）が接続されている。この中間周波増幅回
路（１３）は４４５ＫＨｚ 〜４６５ＫＨｚの信号成分
のみを老幅する双峰特性を有する。中間周波増幅回路（
１３）の出力側には検波回路（１４）が接続されている
。この検波回路（１４）は中間周波増幅回路（１３）よ
り増幅されてくる中間周波信号から放電検出信号及びノ
イズ信号を含む低周波信号を取出す。しかして、低周波
増幅回路（１５）で増幅されたこれらの信号は、検出信
号の出ている位相のみを通過させる位相検波回路（９）
に導かれる。位相検波回路（９）で検波された信号は、
表示回路（１０）に出力される。表示回路（１ｏ）は、
例えば、メータ、記録計、イヤホン等から構成される。The frequency conversion circuit (8) consists of a frequency mixing circuit (11) and a local oscillation circuit (12) connected to the frequency mixing circuit (11). In this embodiment, the local oscillation circuit (12) outputs a 505 KHz optical oscillation signal to the frequency mixing circuit (11). An intermediate frequency amplification circuit (13) is connected to the frequency mixing circuit (11). This intermediate frequency amplification circuit (13) has a bimodal characteristic that widens only the signal components of 445 KHz to 465 KHz. Intermediate frequency amplification circuit (
A detection circuit (14) is connected to the output side of 13). This detection circuit (14) extracts a low frequency signal including a discharge detection signal and a noise signal from the intermediate frequency signal amplified by the intermediate frequency amplifier circuit (13). These signals amplified by the low frequency amplifier circuit (15) are then processed by the phase detection circuit (9) which passes only the phase in which the detection signal is output.
guided by. The signal detected by the phase detection circuit (9) is
It is output to the display circuit (10). The display circuit (1o) is
For example, it consists of a meter, a recorder, an earphone, etc.
（１６）は、例えば接続部（１）に取り付けられた外部
雑音検出センサを示している。外部からの雑音信号はこ
の外部雑音検出センサ（１６）にも侵入するが、雑音信
号の侵入と同時に雑音除去回路（７）が作動して周波数
変換回路（８）に接続されているスイッチ（Ｓ）を切離
する。(16) indicates, for example, an external noise detection sensor attached to the connection part (1). Noise signals from the outside also enter this external noise detection sensor (16), but at the same time as the noise signal enters, the noise removal circuit (7) is activated and the switch (S) connected to the frequency conversion circuit (8) is activated. ).
次に本発明に係る電力ケーブル接続部の劣化診断のｇ様
を説明する。 電力ケーブルに商用周波数（５０Ｈｚ
＞の交流電圧を印加した場合において；接続部（１）に
部分的な欠陥が存在すると、この欠陥部で部分放電が発
生して超音波が生じ、この超音波がホーン（２）内を伝
搬して超音波検出センサ（３）に入力される。ところで
、ホーン（２）が円錐形状体の場合は、超音波はホーン
（２）内を大径側から小径側に向って伝搬するので、そ
の振動エネルギーは小面積に集中することになる。従っ
て、接続部で生じた超音波はホーン（２）を伝搬する間
に大きな振幅となって超音波検出センサ（３）に入力さ
れる。よって、超音波検出センサ（３）からはレベルの
大きな検出信号が出力され、この検出信号がインピーダ
ンス変換増幅器（４）及びバンドパスフィルタ（５）を
介してプリアンプ（６）に入力される。 尚、上記ホー
ン（２）は強度的に優れ、かつ超音波の減衰係数が小さ
く被測定物と略同等の固有音響インピーダンスを有する
材料例えばポリメチルメタクリレートで形成することが
好ましい。Next, a method of diagnosing deterioration of a power cable connecting portion according to the present invention will be explained. Commercial frequency (50Hz) is connected to the power cable.
When applying an AC voltage of and is input to the ultrasonic detection sensor (3). By the way, when the horn (2) is a conical shape, the ultrasonic waves propagate inside the horn (2) from the large diameter side to the small diameter side, so the vibration energy is concentrated in a small area. Therefore, the ultrasonic waves generated at the connection part become large in amplitude while propagating through the horn (2), and are input to the ultrasonic detection sensor (3). Therefore, a high-level detection signal is output from the ultrasonic detection sensor (3), and this detection signal is input to the preamplifier (6) via the impedance conversion amplifier (4) and bandpass filter (5). The horn (2) is preferably made of a material that is strong, has a small ultrasonic attenuation coefficient, and has a characteristic acoustic impedance substantially equal to that of the object to be measured, such as polymethyl methacrylate.
ここで、超音波の振幅比が２＠になるように設計した円
錐形状のホーン（２）を雷カケープル接続部（１）に取
付け、部分放電電荷ｆｆ１（ｐＣ）に対する超音波検出
センサからの検出信号レベルを測定したのでこの結果を
第２図に・で示す。比較のために、電力ケーブル接続部
に超音波検出センサ（３）を直接取付け、部分放電型荷
吊（ｐＣ）に対する検出信号レベルを測定した結果を同
図にＯで示す。この第３図から明らかなように、ホーン
（２）を用いた場合には信号レベルが２〜４ｄＢ大きい
ことが判る。Here, a conical horn (2) designed so that the amplitude ratio of ultrasonic waves is 2@ is attached to the lightning cable connection part (1), and the ultrasonic detection sensor detects the partial discharge charge ff1 (pC). The signal level was measured and the results are shown in Fig. 2. For comparison, an ultrasonic detection sensor (3) was directly attached to the power cable connection part, and the detection signal level for partial discharge type load lifting (pC) was measured, and the results are indicated by O in the same figure. As is clear from FIG. 3, when the horn (2) is used, the signal level is 2 to 4 dB higher.
一方、接続部（１）の近傍に音源が存在すると、この音
源からのノイズ超音波が超音波検出センサ（３）に侵入
する。従って、超音波検出センサ（３）からは放電検出
＠号及びノイズ信号を含む出力信号が出力される。On the other hand, if a sound source exists near the connection part (1), noise ultrasonic waves from this sound source enter the ultrasonic detection sensor (3). Therefore, the ultrasonic detection sensor (3) outputs an output signal including a discharge detection @ signal and a noise signal.
この超音波検出センサ（３）からの出力信号はプリアン
プ（６）にて増幅され、周波数混合回路（１１）に入力
される。周波数混合回路（１１）には局部発振回路（１
２ンから５０５ Ｋ ）ｔ ｚの発振信号が入力されて
いるので、周波数混合回路（１１）からはセンサ（３）
からの出力信号の周波数と発振信号の周波数（５０５Ｋ
Ｈｚ ）との差を有する信号が出力される。即ち、放電
検出信号は、１００ＫＨｚ程度までの周波数成分を含ん
でいるので、該検出信号を基準とすると、４５５ＫＨｚ
を中心周波数とする＠号が得ら札る。The output signal from this ultrasonic detection sensor (3) is amplified by a preamplifier (6) and input to a frequency mixing circuit (11). The frequency mixing circuit (11) includes a local oscillation circuit (1
Since the oscillation signal of 505 K)tz is input from the frequency mixing circuit (11), the sensor (3)
The frequency of the output signal and the frequency of the oscillation signal (505K
Hz) is output. That is, since the discharge detection signal includes frequency components up to about 100 KHz, if this detection signal is used as a reference, the frequency is 455 KHz.
The @ sign with center frequency is obtained.
この信号は、次に中間周波増幅回路（１３）に入力され
る。中間周波増幅回路（１３）はその双峰特性が４４５
Ｋ）−１ｚ 〜４６５Ｋ）−１ｚになるように設定され
ている。従って、中間周波増幅回路（１３）からは、第
４図に示すように、４４５ＫＨ２〜４６５ＫＨｚの帯域
幅の中間周波信号成分のみが増幅されて出力される。と
ころで、放電検出信号は特定の周波数帯域でピーク値を
示すので、この帯域のみを増幅する場合には放電検出信
号の検出栃高感度で行うことができる。そこで、このピ
ーク値が５０ＫＨｚ近傍の帯域に存在すると仮定すると
、上述したように、４４５ ＫＨｚ〜４６５ＫＨ２の帯
域幅の中間周波信号成分のみを増幅すると、放電検出信
号のピーク値近傍の帯域、即ち、４０ＫＨｚ〜６０ＫＨ
ｚの帯域のみを増幅したことになる。This signal is then input to an intermediate frequency amplification circuit (13). The intermediate frequency amplifier circuit (13) has a bimodal characteristic of 445
K)-1z to 465K)-1z. Therefore, as shown in FIG. 4, only the intermediate frequency signal component with a bandwidth of 445 KH2 to 465 KHz is amplified and output from the intermediate frequency amplification circuit (13). By the way, since the discharge detection signal shows a peak value in a specific frequency band, when only this band is amplified, the detection of the discharge detection signal can be performed with high sensitivity. Therefore, assuming that this peak value exists in a band near 50 KHz, as described above, if only the intermediate frequency signal component with a bandwidth of 445 KHz to 465 KH2 is amplified, the band near the peak value of the discharge detection signal, that is, 40KHz~60KH
This means that only the z band is amplified.
このように、放電検出信号のピーク値近傍の帯域に対応
する中間周波信号成分のみを増幅した後には、この中間
周波信号成分は検波回路（１４）に入力される。中間周
波信号成分には、放電検出信号のピーク値近傍の帯域成
分及びノイズ信号が含まれているので、検波回路（１４
）からはこれら帯域成分及びノイズ信号から成る低周波
信号が出力され、これらの信号が低周波増幅回路（１５
）によって増幅される。In this way, after amplifying only the intermediate frequency signal component corresponding to the band near the peak value of the discharge detection signal, this intermediate frequency signal component is input to the detection circuit (14). Since the intermediate frequency signal component includes a band component near the peak value of the discharge detection signal and a noise signal, the detection circuit (14
) outputs a low frequency signal consisting of these band components and a noise signal, and these signals are sent to the low frequency amplifier circuit (15
) is amplified by
ところで、電力ケーブルには５０Ｈｚの商用周波数交流
電圧が印加されているので、接続部（１）内では、第５
図に示すように、部分放電ａが一周期（２０ｎ５ｅｃ）
に２度生じ、即ち、部分放電ａが一秒間に１００回発生
する。従って、部分放電による超音波も一秒間に１００
回生じることから、超音波検出センサ（３）からは１０
０Ｈｚの周波数で放電検出信号が出力される。よって、
上述したように、放電検出信号のピーク値近傍の帯域成
分（１００Ｈｚの周波数を有する）及びノイズ信号から
成る低周波信号をＨ＃定位相のみ取り出す位相検波回路
（９）に入力すると、この位相検波回路（９）からは放
電検出信号のピーク値近傍の帯域成分のみが出力され、
ノイズ信号は除去される。By the way, since a 50Hz commercial frequency AC voltage is applied to the power cable, the fifth
As shown in the figure, one cycle of partial discharge a (20n5ec)
In other words, partial discharge a occurs 100 times per second. Therefore, the ultrasonic waves caused by partial discharge also generate 100 waves per second.
Since the ultrasonic detection sensor (3) generates 10
A discharge detection signal is output at a frequency of 0Hz. Therefore,
As mentioned above, when a low frequency signal consisting of a band component (having a frequency of 100 Hz) near the peak value of the discharge detection signal and a noise signal is input to the phase detection circuit (9) that extracts only the H# constant phase, this phase detection circuit (9) extracts only the H# constant phase. Only the band components near the peak value of the discharge detection signal are output from the circuit (9),
Noise signals are removed.
放電検出信号のピーク値近傍の帯域成分は、検出信号と
して表示回路（１０）に出力される。従って、表示回路
（１０）がメータの場合にはデジタル的又はアナログ的
に部分放電の発生が表示され、記録計の場合には部分放
電が記録され、又イヤホンの場合には部分放電の発生が
音として出力される。A band component near the peak value of the discharge detection signal is output to the display circuit (10) as a detection signal. Therefore, when the display circuit (10) is a meter, the occurrence of partial discharge is displayed digitally or analogously, when it is a recorder, partial discharge is recorded, and when it is an earphone, the occurrence of partial discharge is displayed. Output as sound.
上記実施例では、局部発振回路（１２）から５０５ＫＨ
ｚの発振信号を出力しているが、これより高い周波数又
は低い周波数の発振信号を出力するようにしてもよいの
は勿論である。In the above embodiment, 505KH from the local oscillation circuit (12)
Although the oscillation signal of z is output, it is of course possible to output an oscillation signal of a higher or lower frequency.
尚、本発明ＨＡは接地線コロナ検出法にも用いることが
できる。Incidentally, the HA of the present invention can also be used in a ground wire corona detection method.
（見間の効果）
本発明によれば、ホーンの先端側を電力ケーブル接続部
に取付けると共にホーンの後端側に超音波検出センサを
取付けたことで、接ＦＡ部で生じた超音波をその振幅を
大きくして超音波検出センサに入力することができる。(Mimama effect) According to the present invention, by attaching the tip side of the horn to the power cable connection part and attaching the ultrasonic detection sensor to the rear end side of the horn, the ultrasonic waves generated at the FA contact part are The amplitude can be increased and input to the ultrasonic detection sensor.
従って、超音波検出センサよりレベルの大きな検出信う
を測定回路側に送出すことができるので、部分放電の発
生を正確に検出することができる。よって、電力ケーブ
ルの接続部における絶縁劣化状態を高蹟度で診断するこ
とが可能である。Therefore, since a detection signal with a higher level than the ultrasonic detection sensor can be sent to the measurement circuit side, it is possible to accurately detect the occurrence of partial discharge. Therefore, it is possible to diagnose the insulation deterioration state at the connection portion of the power cable with a high degree of severity.
Claims (3)
り生じる超音波を超音波検出センサにて検出し、該検出
センサからの検出信号を測定回路側に送出して前記接続
部の劣化を診断する方法であって、ホーンの先端側を前
記接続部の周面に取付け、該ホーンの後端側に前記超音
波検出センサを取付けたことを特徴とする電力ケーブル
接続部の劣化診断方法。(1) An ultrasonic detection sensor detects ultrasonic waves caused by partial discharge generated within the connection part of the power cable, and a detection signal from the detection sensor is sent to the measurement circuit side to diagnose deterioration of the connection part. 1. A method for diagnosing deterioration of a power cable connection part, characterized in that the tip side of a horn is attached to the circumferential surface of the connection part, and the ultrasonic detection sensor is attached to the rear end side of the horn.
状体であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の電力ケーブル接続部の劣化診断方法。(2) The method for diagnosing deterioration of a power cable connection portion according to claim 1, wherein the horn is a conical body whose diameter decreases from the front end to the rear end.
り生じる超音波を超音波検出センサにて検出し、該検出
センサからの検出信号を測定回路側に送出して前記接続
部の劣化を診断する方法であって、超音波検出センサか
らの放電検出信号及びノイズ信号を含む出力信号のうち
放電検出信号のピーク値近傍の帯域に対応する帯域のみ
を周波数変換回路により中間周波信号に変換し、この中
間周波信号を、中間周波増幅回路にて増幅し、かつ検波
して前記帯域の放電検出信号及びノイズ信号を含む低周
波信号を取り出すことを特徴とする電力ケーブル接続部
の劣化診断方法。(3) An ultrasonic detection sensor detects ultrasonic waves caused by partial discharge occurring within the connection part of the power cable, and a detection signal from the detection sensor is sent to the measurement circuit to diagnose deterioration of the connection part. The method comprises converting only a band corresponding to a band near the peak value of the discharge detection signal out of the output signal including the discharge detection signal and the noise signal from the ultrasonic detection sensor into an intermediate frequency signal by a frequency conversion circuit; 1. A method for diagnosing deterioration of a power cable connecting portion, comprising amplifying an intermediate frequency signal in an intermediate frequency amplification circuit and detecting the signal to extract a low frequency signal including a discharge detection signal and a noise signal in the band.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15286886A JPS638571A (en) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | Diagnosis of deterioration for power cable connection |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP15286886A JPS638571A (en) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | Diagnosis of deterioration for power cable connection |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS638571A true JPS638571A (en) | 1988-01-14 |
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ID=15549874
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP15286886A Pending JPS638571A (en) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | Diagnosis of deterioration for power cable connection |
Country Status (1)
| Country | Link |
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