JPWO2005038475A1 - 絶縁劣化診断装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図2に示すように、引込ケーブル202は、接続体203によって、架空ケーブル208から分岐される。診断装置201は、変流器204、アンプ205、スペクトラムアナライザ206、及びコンピュータ207を備える。変流器204は、引込ケーブル202に取り付けられる。アンプ205は、変流器204によって検出された高周波電流の波形を増幅する。スペクトラムアナライザ206は、増幅された高周波電流の周波数スペクトラムを測定する。コンピュータ207は、高周波電流の波形パターンと周波数スペクトラムをメモリに記憶する。
[図1B]図1Bは、従来の高圧送電機器の絶縁劣化を診断する装置の等価回路図である。
[図2]図2は、従来の高圧送電機器の絶縁劣化を診断する別の装置の構成図である。
[図3]図3は、本発明の第1実施形態に係る診断装置の構成図である。
[図4]図4は、本発明の第1及び2実施形態に係る変流器の周波数特性を示す図である。
[図5]図5は、本発明の第1実施形態に係る第1段フィルタの周波数特性を示す図である。
[図6]図6は、本発明の第1実施形態に係る第2段フィルタの周波数特性を示す図である。
[図7]図7は、本発明の第1実施形態に係るローパスフィルタに入力される第1増幅信号の周波数特性である。
[図8]図8Aは、本発明の第1実施形態に係る診断装置のTPにおける第2増幅信号の周波数スペクトラムを示す図である。図8Bは、本発明の第1実施形態に係る診断装置のTP2における第2増幅信号の周波数スペクトラムを示す図である。図8Cは、図8Aの一部の時間スケールを拡大した図である。図8Dは、図8Bの一部の時間スケールを拡大した図である。
[図9]図9は、本発明の第2実施形態に係る診断装置の構成図である。
[図10]図10は、本発明の第1及び2実施形態に係る第1及び2段フィルタの周波数特性を示す図である。
[図11]図11は、本発明の第3実施形態に係る診断装置の部分構成図である。
[図12]図12は、本発明の第4実施形態に係る診断装置における、ノイズ電流の発生状態を説明するための図である。
[図13]図13は、本発明の第4実施形態に係る診断装置における、ノイズ電流の実測波形を示す図である。
[図14]図14は、本発明の第4実施形態に係る診断装置の構成図である。
[図15]図15Aは、本発明の第4実施形態に係る第1検波部に入力される信号波形を示す図である。図15Bは、本発明の第4実施形態に係る第1検波部で入力信号を全波整流した波形を示す図である。図15Cは、本発明の第4実施形態に係る第1検波部で全波整流信号を平滑化した波形を示す図である。
[図16]図16Aは、本発明の第4実施形態に係る、ケーブルに部分放電が発生していない状態における、ケーブルに流れるノイズ電流信号を示す図である。図16Bは、本発明の第4実施形態に係る、ケーブルに部分放電が発生していない状態における、合成信号の実測波形を示す図である。
[図17]図17Aは、本発明の第4実施形態に係る、ケーブルに部分放電が発生している状態における、ケーブルに流れるノイズー放電電流信号を示す図である。図17Bは、本発明の第4実施形態に係る、ケーブルに部分放電が発生している状態における、合成信号の実測波形を示す図である。
[図18]図18は、本発明の第4実施形態の変形例に係る診断装置の構成図である。
[図19]図19は、本発明の第4実施形態の他の変形例に係る診断装置の構成図である。
[図20]図20は、本発明の第5実施形態に係る診断装置の構成図である。
[図21]図21Aは、本発明の第5実施形態に係る、短ケーブルに部分放電が発生している状態における、低域出力信号の波形を示す図である。図21Bは、本発明の第5実施形態に係る、短ケーブルに部分放電が発生している状態における、高域出力信号の波形を示す図である。図21Cは、本発明の第5実施形態に係る、短ケーブルに部分放電が発生している状態における、検波合成した高域出力信号の波形を示す図である。
[図22]図22Aは、本発明の第5実施形態に係る、長ケーブルに部分放電が発生している状態における、低域出力信号の波形を示す図である。図22Bは、本発明の第5実施形態に係る、長ケーブルに部分放電が発生している状態における、高域出力信号の波形を示す図である。図22Cは、本発明の第5実施形態に係る、長ケーブルに部分放電が発生している状態における、検波合成した高域出力信号の波形を示す図である。
[図23]図23Aは、本発明の第5実施形態に係る、短ケーブルに部分放電が発生していない状態における、低域周波数帯でのノイズ波形を示す図である。図23Bは、本発明の第5実施形態に係る、短ケーブルに部分放電が発生していない状態における、高域周波数帯でのノイズ波形を示す図である。図23Cは、本発明の第5実施形態に係る、短ケーブルに部分放電が発生していない状態における、高域周波数帯での検波合成したノイズ波形を示す図である。
[図24]図24Aは、本発明の第5実施形態に係る、長ケーブルに部分放電が発生していない状態における、低域周波数帯でのノイズ波形を示す図である。図24Bは、本発明の第5実施形態に係る、長ケーブルに部分放電が発生していない状態における、高域周波数帯でのノイズ波形を示す図である。図24Cは、本発明の第5実施形態に係る、長ケーブルに部分放電が発生していない状態における、高域周波数帯での検波合成したノイズ波形を示す図である。
[図25]図25は、本発明の第5実施形態に係る、ケーブル2aに構成パルス(電荷量100pC)を注入した場合の、ケーブル長と低域出力信号値、及びケーブル長と高域出力信号値の関係を示す図である。
図3に示すように、ケーブル2は終端接続部3を取り付けた端部を有する。接地線5は、ケーブル2の端部外周上の遮蔽層に接続された一端と、接地された他端を有する。接地線5は例えばIV線からなる。IV線は、銅撚り線の外周を取り囲む0.8mm厚のPVCからなる。接地線5の遮蔽層は銅テープ等からなる。なお、接地線5は本発明の被測定線に対応する。
診断装置1bは、図9に示すように、電流検出器として、変流器7bを使用して、かつ、打消増幅器25を加えた点を除いて、診断装置1aと同じ構成をとる。なお、第1実施形態と同一の部材には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
診断装置1cは、複数の変流器を用いて、部分放電が発生したケーブルを特定する。診断装置1cは、複数の診断装置1a又は診断装置1bから構成されるが、診断装置1a又は診断装置1bの放電判定部30で実行される処理が異なる。
診断装置1dは、ケーブル上に発生したノイズを除去(低減)した後、部分放電を測定する。
診断装置1eは、低周波数帯域と高周波数帯域を設定して、ケーブル上に発生したノイズを除去(低減)した後、部分放電を測定する。
Claims (13)
- 商用周波数において−60dB以下の減衰量及び−5dB/oct以下のスロープ特性を有するフィルタ機能を有し、被測定線に流れる電流を検出する電流検出器と、
前記電流検出器で検出された電流に基づく電流信号から低周波成分を除去する第1ハイパスフィルタと、
前記第1ハイパスフィルタからの電流信号から高周波成分を除去するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタからの電流信号を所定のレベルまで増幅する増幅器と、
前記増幅器で増幅された電流信号から、前記被測定線で発生した部分放電による放電電流に対応する信号を抽出する第2ハイパスフィルタと、
前記第2ハイパスフィルタで抽出された信号に基づいて、前記被測定線で部分放電が生じたか否かを判定する放電判定部と、
を備えることを特徴とする絶縁劣化診断装置。 - 前記電流検出器は、前記被測定線を挿通したコアに巻回された出力巻線に流れる電流を検出することを特徴とする請求項1に記載の絶縁劣化診断装置。
- 前記増幅器からの電流信号を増幅する打消増幅器をさらに備え、
前記電流検出器は、前記被測定線を挿通したコアに出力巻線及び3次巻線が巻回されて、前記出力巻線に流れる電流を検出し、
前記打消増幅器は、前記出力巻線の出力から所定の周波数成分を打ち消すように、前記増幅器からの電流信号を増幅して前記3次巻線に出力することを特徴とする請求項1に記載の絶縁劣化診断装置。 - 前記第2ハイパスフィルタは、遮断周波数が100〜200kHzであり、スロープ特性が−18dB/oct以下である周波数特性を有することを特徴とする請求項1に記載の絶縁劣化診断装置。
- 前記第2ハイパスフィルタからの出力を反転させて遅延させる遅延回路をさらに備え、
前記遅延回路の出力と前記第2ハイパスフィルタの出力とが合成された信号が前記放電判定部に送られることを特徴とする請求項1に記載の絶縁劣化診断装置。 - 前記放電判定部は、前記第2ハイパスフィルタからの信号の振幅のピークとその振幅に隣接した振幅のピークまでの絶対値が所定の範囲内にあるとき、前記被測定線で部分放電が発生したことを検出する請求項1に記載の絶縁劣化診断装置。
- 前記放電判定部は、前記第2ハイパスフィルタからの信号の最初のピークから最後のピークまでの時間が、所定時間以下であるとき、前記被測定線で部分放電が発生したことを検出する請求項1に記載の絶縁劣化診断装置。
- 前記電流検出器は少なくとも3つの被測定線の各々に設けられ、かつ、前記放電判定部は前記電流検出器に対応してそれぞれ設けられることを特徴とする請求項1に記載の絶縁劣化診断装置。
- 各放電判定部からの電流信号を受容する電流方向判定部をさらに備え、
前記電流方向判定部は、少なくとも3つの電流信号のうち、1つの電流信号の方向が他の電流信号の方向と逆である場合、その1つの電流信号に対応する被測定線に部分放電が発生したことを判定することを特徴とする請求項8に記載の絶縁劣化診断装置。 - 商用周波数において−60dB以下の減衰量及び−5dB/oct以下のスロープ特性を有するフィルタ機能を有し、前記被測定線に接続された他の線に流れる電流を検出する第2電流検出器と、
前記第2電流検出器で検出された電流に基づく電流信号から低周波成分を除去する第3ハイパスフィルタと、
前記第3ハイパスフィルタからの電流信号から高周波成分を除去する第2ローパスフィルタと、
前記第2ローパスフィルタからの電流信号を所定のレベルまで増幅する第2増幅器と、
前記第2増幅器で増幅された電流信号から、前記他の線で発生した部分放電による放電電流に対応する信号を抽出する第4ハイパスフィルタと、
前記第2ハイパスフィルタからの信号を包絡線検波した第1検波信号と、前記4ハイパスフィルタからの信号を包絡線検波した第2検波信号との差をとってノイズを除去するノイズ除去部と、
前記ノイズ除去部でノイズが除去された信号に基づいて、前記被測定線で部分放電が生じた否かを判定する第2放電判定部と、
前記放電判定部における判定結果と前記第2放電判定部における判定結果とに基づいて、前記被測定線で部分放電が生じたか否かを最終的に判定する最終放電判定部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の絶縁劣化診断装置。 - 商用周波数において−60dB以下の減衰量及び−5dB/oct以下のスロープ特性を有するフィルタ機能を有し、被測定線に流れる電流を検出する第1電流検出器と、
前記第1電流検出器で検出された電流に基づく信号を所定のレベルまで増幅する第1増幅器と、
前記第1増幅器で増幅された信号から、第1周波数帯域内に属する周波数成分を通過させる低域バンドパスフィルタと、
前記第1増幅器で増幅された信号から、第2周波数帯域内に属する周波数成分を通過させる第1高域バンドパスフィルタと、
前記低域バンドパスフィルタからの第1信号に基づいて、前記被測定線で部分放電が生じたか否かを判定する低域放電判定部と、
商用周波数において−60dB以下の減衰量及び−5dB/oct以下のスロープ特性を有するフィルタ機能を有し、前記被測定線に接続された他の線に流れる電流を検出する第2電流検出器と、
前記第2電流検出器で検出された電流に基づく信号を所定のレベルまで増幅する第2増幅器と、
前記第2増幅器で増幅された信号から、第2周波数帯域内に属する周波数成分を通過させる第2高域バンドパスフィルタと、
前記第1高域バンドパスフィルタからの第2信号と、前記第2高域バンドパスフィルタからの第3信号の極性を比較して、逆極性を有するか否かを判定する極性判定部と、
前記第2信号と前記第3信号に演算を加えて、前記第2信号からノイズを除去するキャンセル回路と、
前記キャンセル回路からの第4信号に基づいて、前記被測定線で部分放電が生じたか否かを判定する高域放電判定部と、
前記第1信号と前記第4信号の比率に基づいて、前記被測定線で部分放電が生じたか否かを判定する比率比較部と、
前記低域放電判定部における判定結果と、前記高域放電判定部における判定結果と、前記比率比較部における判定結果とに基づいて、前記被測定線で部分放電が生じたか否かを最終的に判定する最終放電判定部と、
を備えることを特徴とする絶縁劣化診断装置。 - 前記第1周波数帯域は100〜500KHzであり、前記第2周波数帯域は1.5〜5MHzであることを特徴とする請求項10に記載の絶縁劣化診断装置。
- 前記第1周波数帯域は1.5〜4MHzであり、前記第2周波数帯域は5〜8MHzであることを特徴とする請求項10に記載の絶縁劣化診断装置。
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