KR100352773B1

KR100352773B1 - 부분 방전 검출장치

Info

Publication number: KR100352773B1
Application number: KR1020000023856A
Authority: KR
Inventors: 토모야스케이스케
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 1999-05-18
Filing date: 2000-05-04
Publication date: 2002-09-16
Also published as: JP2000329813A; CN1274087A; TW493080B; KR20010007039A

Abstract

본 발명은 전력설비에 흐르는 전력의 주파수 및 위상 정보를 추출하기 위한 변압기 또는 변류기가 불필요한 이미 설치된 전력 설비에 설치하기 쉬운 부분 방전 검출장치를 제공한다. 전력설비에서 절연 열화에 의해 발생한 부분 방전에 따르는 전자파를 검출하는 수단(1)과, 이 수단(1)이 검출한 전자파인 전기신호의 피크 값을 검출하는 수단(3)과, 이 수단(3)이 검출한 피크 값과 제 1 소정 값을 비교하여, 피크 값이 제 1 소정 값보다 클 때에 신호를 출력하는 제 1 비교기(4)와, 전력설비에 공급되는 전력과 제 1 비교기(4)가 출력한 신호와의 동기 상태를 검지하기 위한 신호를, 제 1 비교기(4)가 출력한 신호에 근거하여 작성하여서 출력하는 신호 작성 회로(11, 4a)와, 제 1 비교기(4) 및 신호 작성 회로(11, 4a)가 각각 출력한 신호의 동기 상태를 검지하고, 검지한 동기 상태에 근거하여, 부분 방전이 발생한 것을 판정하는 수단(5)과, 이 수단(5)의 판정에 의해 경보를 출력하는 수단(6)을 구비한다.

Description

부분 방전 검출장치{DEVICE FOR DETECTING PARTIAL DISCHARGE}

본 발명은, 전력설비에 있어서 절연 열화에 의해 발생한 부분 방전을, 안테나 또는 고주파 변류기에 의해 전력설비에 비접촉의 상태로 검출하는 부분 방전 검출장치에 관한 것이다.

전력설비에서 절연 열화에 의한 누전 사고 및 단락 사고를 미연에 방지하기 위해서, 절연 열화에 의한 부분 방전을 검출하는 것이 일반적으로 행해지고 있다. 부분 방전을 비접촉의 상태로 감시하는 방법으로서는, 부분 방전에 따르는 전자파를 안테나에 의해 검출하는 방법, 및 부분 방전에 따라 전력설비의 주 회로에 흐르는 전류를 고주파 변류기에 의해 검출하는 방법이 유효하다.

도 7은, 종래의 부분 방전 검출장치의 구성 예를 나타내는 블록도이다. 이 부분 방전 검출장치는, 전력설비에서 절연 열화에 의해 발생한 부분 방전에 따르는 전자파를 검출하는 안테나(1)와, 안테나(1)가 검출한 전자파에 의한 전기신호를 처리하기 쉬운 레벨로 증폭하는 고주파 증폭기(2)와, 고주파 증폭기(2)가 증폭한 전기신호의 피크 값(첨두값)을 검출하는, 예를 들면 다이오드(3a) 및 콘덴서(3b)로 이루어지는 첨두값 검파회로(3)(또는 준 첨두값 검파회로)를 구비한다. 또한, 안테나(1) 대신으로서, 부분 방전에 따라 전력설비의 주 회로에 흐르는 전류를 검출하는 고주파 변류기를 사용해도 좋다.

이 부분 방전 검출장치는, 또한 첨두값 검파회로(3)가 검출한 피크 값과 소정 값을 비교하여, 피크 값이 소정 값보다 클 때에 신호를 출력하는 비교기(4)와, 전력설비의 주 회로 도체(7)에 흐르는 전류(또는 인가되는 전압)를 검출하는 변류기(8)(또는 변압기)와, 변류기(8)가 검출한 전류의 주파수를 추출하고, 추출한 주파수의 신호를 출력하는 전원 주파수 추출회로(9)(비교기(4)와 동일한 기능)와, 그 비교기(4) 및 전원 주파수 추출회로(9)가 각각 출력한 신호의 동기 상태를 검지하고, 검지한 동기 상태에 근거하여 전력설비에 부분 방전이 발생한 것을 판정하는 신호처리부(5)와, 신호처리부(5)의 판정에 의해 경보를 출력하는 경보 생성부(6)를 구비한다.

전술한 고주파 증폭기(2), 첨두값 검파회로(3), 비교기(4), 전원 주파수 추출회로(9), 신호처리부(5) 및 경보 생성부(6)는, 부분 방전 신호처리장치(10)를 구성하고 있다.

이하, 이와 같은 구성의 종래의 부분 방전 검출장치의 동작을 설명한다.

전력설비에 절연 열화가 생긴 경우, 절연 열화가 생긴 부분에 부분 방전이 발생한다. 이 부분 방전에 의해 흐르는 전류는 임펄스(Impulse)성 전류가 된다. 안테나(1)는, 이 임펄스성 전류에 의해 발생하는 전자파를 검출한다. 안테나(1) 대신에 고주파 변류기를 사용하는 경우는, 부분 방전에 따라 전력설비의 주 회로에 흐르는 전류를 검출한다.

고주파 증폭기(2)는, 안테나(1)가 검출한 전자파에 의한 전기신호를, 처리하기 쉬운 레벨로 증폭한다. 첨두값 검파회로(3)는, 고주파 증폭기(2)가 증폭한 전기신호의 피크 값을 검출하여 비교기(4)에 공급한다. 비교기(4)는, 공급된 피크 값과 소정 값을 비교하여, 피크 값이 소정 값보다 클 때에 신호를 출력한다.

비교기(4)의 출력신호의 적산 값은, 부분 방전 전류 또는 부분 방전 전하와 상관 관계를 가지기 때문에, 부분 방전의 검출 정밀도가 낮아도 좋은 경우는, 신호처리부(5)가 비교기(4)의 출력신호를 소정 기간 적산하여, 그 적산 값이 소정 값 이상으로 되었을 때에, 경보 생성부(6)로부터 경보를 출력시키는 것으로, 충분히 목적을 달성할 수 있다.

그러나, 외란(방송 전파의 혼입 등)을 제거하여, 보다 고정밀도로 부분 방전을 검출해야 하는 경우에는, 전력설비에 흐르는 전류의 주기 내에서 부분 방전의 발생 위상을 분석해야 한다.

이 때문에, 변류기(8)가 전력설비의 주 회로 도체(7)에 흐르는 전류를 검출하고, 전원 주파수 추출회로(9)가 그 검출한 전류의 주파수(50Hz 또는 60Hz)를 추출하여, 추출된 주파수의 신호를 출력한다. 신호처리부(5)는, 비교기(4) 및 전원 주파수 추출회로(9)가 각각 출력한 신호의 주파수 및 위상으로부터 동기 상태를 검지하여, 양자가 동기하고 있는 부분을 부분 방전이라고 판정한다. 경보 생성부(6)는, 신호처리부(5)가 부분 방전의 발생을 판정하였을 때는, 경보를 출력한다.

전술한 것과 같이, 종래의 부분 방전 검출장치에서는, 전력설비에 공급되는 전력의 주파수 및 위상 정보를 추출하기 위해서, 변압기 또는 변류기를 설치할 필요가 있어서, 이미 설치된 전력설비에 부분 방전 검출장치를 설치하는 것은 어렵다고 하는 문제가 있었다.

부분 방전을 검출하는 기술에 관해서는, 일본국 특개평 8-327686호 공보에 개시된, 부분 방전에 의한 전자파의 평균 신호 레벨을 검출하여 기준 값과 비교하는「전기 기기 절연 진단장치」, 특개소 63-145974호 공보에 개시된, 텔레비젼 방송의 여분 채널의 주파수대로 부분 방전에 의한 전자파를 검출하는 「전기 기기의 부분 방전검출방법」, 특개평 6-201754호 공보에 개시된, 검출한 전자파의 주파수 스펙트럼을 구하여, 이로부터 통신파의 대역성분을 제거해서 누적 적분하고, 평상시의 누적 적분 스펙트럼과 비교하는 「전기 기기의 부분 방전 검출방법 및 전기 기기의 부분 방전 검출장치」등을 열거할 수 있다.

본 발명은, 상기와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 전력설비에 공급되는 전력의 주파수 및 위상 정보를 추출하기 위한 변압기 또는 변류기를 설치할 필요가 없고, 이미 설치된 전력설비에 설치하기 쉬운 부분 방전 검출장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 부분 방전 검출장치의 실시예의 구성을 나타내는 블록도,

도 2는 본 발명에 따른 부분 방전 검출장치의 동작을 나타내는 타이밍 차트,

도 3은 본 발명에 따른 부분 방전 검출장치의 실시예의 구성을 나타내는 블록도,

도 4는 본 발명에 따른 부분 방전 검출장치의 실시예의 구성을 나타내는 블록도,

도 5는 본 발명에 따른 부분 방전 검출장치의 실시예의 구성을 나타내는 블록도,

도 6은 본 발명에 따른 부분 방전 검출장치의 실시예의 구성을 나타내는 블록도,

도 7은 종래의 부분 방전 검출장치의 구성 예를 나타내는 블록도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 안테나(검출하는 수단) 2 : 고주파 증폭기(검출하는 수단)

3 : 첨두값 검파회로(피크 값을 검출하는 수단)

4 : 비교기(제 1 비교기) 4a : 비교기(제 2 비교기)

5 : 신호처리부(판정하는 수단) 11, 11a, 11b : 대역필터

12, 12a : 저역필터 15, 15a : PLL

16, 16a : 전환기 17 : 고안정 발진기

전력설비에 공급되는 전력의 전압은, 도 2a에 나타낸 것처럼, 정현파 모양으로 변화하고, 부분 방전은, 도 2b에 나타낸 것과 같이, 어느 정도 전압이 정현파 내에서 상승한 후에 발생한다. 따라서, 부분 방전과 전력설비에 흐르는 전력과는 동기한 관계에 있고(동기하지 않는 경우는 외란이라고 생각된다), 부분 방전은 어느 정도 전력설비에 공급되는 전력의 주파수 성분을 포함하고 있다. 이 주파수 정보(50Hz, 60Hz) 및 위상 정보를 추출하여서, 부분 방전과 전력설비에 흐르는 전력과의 주파수의 일치 상태 및 동일 위상차의 반복 횟수 또는 반복 빈도 등, 동기 상태의 판정에 사용할 수 있으면, 변압기 및 변류기를 설치하지 않고, 종래와 동일한 효과를 기대할 수 있다.

제 1 발명에 따른 부분 방전 검출장치는, 전력설비에서 발생한 부분 방전에 따르는 전기신호를 검출하는 수단과, 이 수단이 검출한 전기신호의 피크 값을 검출하는 수단과, 이 수단이 검출한 피크 값과 제 1 소정 값을 비교하여, 피크 값이 제 1 소정 값보다 클 때 신호를 출력하는 제 1 비교기와, 상기 전력설비에 공급되는 전력과 상기 제 1 비교기가 출력한 신호와의 동기 상태를 검지하기 위한 신호를, 상기 제 1 비교기가 출력한 신호에 근거하여 작성하여 출력하는 신호 작성 회로와, 상기 제 1 비교기와 이 신호 작성 회로가 각각 출력한 신호의 동기 상태를 검지하고, 검지한 동기 상태에 근거하여, 상기 부분 방전이 발생한 것을 판정하는 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

제 2 발명에 따른 부분 방전 검출장치는, 신호 작성 회로는, 제 1 비교기가출력한 신호에 포함된 전력설비에 공급되는 전력의 주파수 성분을 통과시키는 대역필터와, 이 대역필터가 통과시킨 주파수 성분의 진폭과 제 2 소정 값을 비교하여, 주파수 성분의 진폭이 제 2 소정 값보다 클 때 신호를 출력하는 제 2 비교기를 갖고, 이 제 2 비교기가 출력한 신호를, 동기 상태를 검지하기 위한 신호로 하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

제 3 발명에 따른 부분 방전 검출장치는, 신호 작성 회로는, 제 1 비교기가 출력한 신호에 포함되는 전력설비에 공급되는 전력의 주파수 성분을 통과시키는 저역필터와, 그 저역필터가 통과시킨 주파수 성분에 근거하여 작동하는 PLL을 가지고, 그 PLL이 출력한 신호를 동기 상태를 검지하기 위한 신호로 하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

제 4 발명에 따른 부분 방전 검출장치는, 대역필터는, 두 가지의 상용 주파수 성분을 각각 통과시키는 2개의 대역필터와, 그 2개의 대역필터를 바꾸는 전환기를 가지고, 그 전환기가 전환한 쪽의 대역필터가 통과시킨 주파수 성분이, 제 2 비교기에 공급되도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

제 5 발명에 따른 부분 방전 검출장치는, PLL은, 두 가지의 상용 주파수 신호를 각각 발진하는 2개의 전압 제어 발진기와, 그 2개의 전압 제어 발진기를 바꾸는 전환기를 가지고, 그 전환기가 전환한 쪽의 전압 제어 발진기가 발진한 주파수 신호를 출력하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

제 6 발명에 따른 부분 방전 검출장치는, 전력설비에서 발생한 부분 방전에 따르는 전기신호를 검출하는 수단과, 이 수단이 검출한 전기신호의 피크 값을 검출하는 수단과, 이 수단이 검출한 피크 값과 소정 값을 비교하여, 피크 값이 소정 값보다 클 때 신호를 출력하는 비교기와, 상기 전력설비에 공급되는 전력과 상기 비교기가 출력한 신호와의 동기 상태를 검지하기 위한 신호를 발진하여 출력하는 발진기와, 상기 비교기 및 이 발진기가 각각 출력한 신호의 동기 상태를 검지하고, 검지한 동기 상태에 근거하여, 상기 부분 방전이 발생한 것을 판정하는 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 그 실시예를 도시한 도면에 의거하여 설명한다.

(실시예 1)

도 1은 본 발명에 따른 부분 방전 검출장치의 실시예 1의 구성을 나타내는 블록도이다. 이 부분 방전 검출장치는, 전력설비에서 절연 열화에 의해 발생된 부분 방전에 따르는 전자파를 검출하는 안테나(1)(검출하는 수단)와, 안테나(1)가 검출한 전자파에 의한 전기신호를 처리하기 쉬운 레벨로 증폭하는 고주파 증폭기(2)(검출하는 수단)와, 고주파 증폭기(2)가 증폭한 전기신호의 피크 값(첨두값)을 검출하는 수단인, 다이오드(3a) 및 콘덴서(3b)로 이루어지는 첨두값 검파회로(3)(또는 준 첨두값 검파회로)를 구비한다. 또한, 안테나(1) 대신으로서, 부분 방전에 따라 전력설비의 주 회로에 흐르는 전류를 검출하는 고주파 변류기를 사용하여도 좋다.

이 부분 방전 검출장치는, 또한 첨두값 검파회로(3)가 검출한 피크 값과 소정 값(제 1 소정 값)을 비교하여, 피크 값이 소정 값보다 클 때에 신호를 출력하는 비교기(4)(제 1 비교기)와, 비교기(4)가 출력한 신호에 포함되는 전력설비에 공급되는 전력의 주파수 성분을 통과시키는 대역필터(11)와, 대역필터(11)가 통과시킨 주파수 성분의 진폭과 소정 값(제 2 소정 값)을 비교하여, 주파수 성분의 진폭이 소정 값보다 클 때에 신호를 출력하는 비교기(4a)(제 2 비교기)를 구비한다.

이 부분 방전 검출장치는, 또한 비교기(4) 및 비교기(4a)가 각각 출력한 신호의 동기 상태를 검지 하여, 검지한 동기 상태에 따라, 전력설비에 부분 방전이 발생한 것을 판정하는 수단인 신호처리부(5)와, 신호처리부(5)의 판정에 의해 경보를 출력하는 수단인 경보 생성부(6)를 구비한다.

전술한 고주파 증폭기(2), 첨두값 검파회로(3), 비교기(4), 대역필터(11), 비교기(4a), 신호처리부(5) 및 경보 생성부(6)는, 부분 방전 신호처리장치(10a)를 구성한다.

이하, 이와 같은 구성의 부분 방전 검출장치의 동작을, 그것을 도시한 도 2의 타이밍 차트를 참조하면서 설명한다.

전력설비에 절연 열화가 생긴 경우, 절연 열화가 생긴 부분에 부분 방전이 발생한다. 이 부분 방전에 의해 흐르는 전류는 임펄스성의 전류로 된다. 안테나(1)는, 이 임펄스성 전류에 의해 발생하는 전자파를 검출한다. 안테나(1) 대신에 고주파 변류기를 사용하는 경우는, 부분 방전에 따라 전력설비의 주 회로에 흐르는 전류를 검출한다.

고주파 증폭기(2)는, 안테나(1)가 검출한 전자파에 의한 전기신호(b)를 처리하기 쉬운 레벨로 증폭한다. 첨두값 검파회로(3)는, 고주파 증폭기(2)가 증폭한 전기신호(b)의 피크 값을 검출하여(c), 비교기(4)에 공급한다. 비교기(4)는, 공급된피크 값과 소정 값을 비교하여, 피크 값이 소정 값보다 클 때에 신호를 출력한다(d).

대역필터(11)는, 비교기(4)가 출력한 신호에 포함되는 전력설비에 흐르는 전력(a)의 주파수 성분을 통과시켜, 비교기(4a)는 대역필터(11)가 통과시킨 주파수 성분(e)의 진폭과 소정 값을 비교하여, 주파수 성분의 진폭이 소정 값보다 클 때에 신호를 출력한다(f).

또한, 대역필터(11)의 중심주파수는 전원 주파수의 정수배이면 임의로 선정할 수 있다.

신호처리부(5)는, 비교기(4) 및 비교기(4a)가 각각 출력한 신호의 주파수 및 위상으로부터 부분 방전과 전력설비에 공급되는 전력과의 주파수의 일치 상태 및 동일 위상차의 반복횟수 또는 반복 빈도 등, 동기 상태를 검지하고, 검지한 동기 상태에 근거하여 부분 방전이 발생했는지 안했는지를 판정한다. 경보 생성부(6)는, 신호처리부(5)가 부분 방전의 발생을 판정하였을 때는, 경보를 출력한다.

이상으로부터, 전력설비에 흐르는 전력의 주파수 및 위상 정보를 추출하기 위한 변압기 또는 변류기를 설치하는 필요가 없는 부분 방전 검출장치를 실현할 수 있다.

(실시예 2)

도 3은 본 발명에 따른 부분 방전 검출장치의 실시예 2의 구성을 나타내는 블록도이다. 이 부분 방전 검출장치는, 비교기(4)가 출력한 신호에 포함되는 고주파(4)의 잡음 성분을 제거하여, 전력설비에 흐르는 전력의 주파수 성분을 통과시키는 저역필터(12)와, 저역필터(12)가 통과시킨 주파수 성분에 근거하여 작동하는 PLL15(Phase Locked Loop, 위상동기루프)를 구비한다. 저역필터(12) 및 PLL(15)은 협대역 필터로 구성한다.

PLL(15)은, 위상 비교기(13), 저역필터(12a) 및 전압 제어 발진기(14)를 가지고, 위상 비교기(13)가 저역필터(12) 및 전압 제어 발진기(14)의 각 출력신호의 주파수 및 위상을 비교하여, 그 차이에 비례한 전압을 출력한다. 이 전압은, 저역필터(12a)에 의해 평균화되어, 전압 제어 발진기(14)에 공급된다. 전압 제어 발진기(14)는, 그 출력신호와 저역필터(12)의 출력신호와의 위상차가 최소가 되도록 제어되어, PLL(15)의 출력신호로서 출력한다. 또한, PLL(15)은, 디지탈 회로로 구성해도 좋다.

이 부분 방전 검출장치는, 또한, 비교기(4) 및 PLL(15)이 각각 출력한 신호의 동기 상태를 검지하고, 검지한 동기 상태에 근거하여, 전력설비에 부분 방전이 발생한 것을 판정하는 수단인 신호처리부(5)와, 신호처리부(5)의 판정에 의해 경보를 출력하는 수단인 경보 생성부(6)를 구비한다.

전술한 비교기(4), 저역필터(12), PLL(15), 신호처리부(5) 및 경보 생성부(6)는, 실시예 1에서 이미 설명한 고주파 증폭기(2) 및 첨두값 검파회로(3)와 함께 부분 방전 신호처리장치(10b)로 구성한다. 그 밖의 구성은, 전술한 실시예 1의 부분 방전 검출장치의 구성과 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.

비교기(4)는, 공급된 피크 값과 소정 값을 비교하여, 피크 값이 소정 값보다 클 때에 신호를 출력한다.

저역필터(12)는, 비교기(4)가 출력한 신호에 포함되는 고주파의 잡음 성분을 제거하고, 전력설비에 공급되는 전력의 주파수 성분을 통과시켜, PLL(15)은, 저역필터(12)가 통과시킨 주파수 성분에 따라 작동하여, 저역필터(12)의 출력신호와 주파수 및 위상이 같은 신호를 출력한다.

신호처리부(5)는, 비교기(4) 및 PLL(15)이 각각 출력한 신호의 주파수 및 위상으로부터, 부분 방전과 전력설비에 공급되는 전력과의 주파수의 일치 상태 및 동일 위상차의 반복 횟수 또는 반복 빈도 등, 동기 상태를 검지하여, 검지한 동기 상태에 근거하여, 부분 방전이 발생했는지 안했는지를 판정한다. 경보 생성부(6)는, 신호처리부(5)가 부분 방전의 발생을 판정하였을 때는, 경보를 출력한다. 그 밖의 동작은, 전술한 실시예 1의 부분 방전 검출장치의 동작과 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.

이상으로부터, 전력설비에 흐르는 전력의 주파수 및 위상 정보를 추출하기 위한 변압기 또는 변류기를 설치할 필요가 없는 부분 방전 검출장치를 실현할 수 있다.

(실시예 3)

도 4는 본 발명에 따른 부분 방전 검출장치의 실시예 3의 구성을 나타내는 블록도이다. 이 부분 방전 검출장치는, 비교기(4)가 출력한 신호에 포함되는 전력설비에 공급되는 전력의 50 Hz의 주파수 성분을 통과시키는 대역필터(11a)와, 비교기(4)가 출력한 신호에 포함되는 전력설비에 공급되는 전력의 60Hz의 주파수 성분을 통과시키는 대역필터(11b)와, 대역필터(11a, 11b) 각각의 출력을 바꾸는 전환기(16)와, 전환기(16)가 바꾼 쪽의 대역필터(11a, 11b)가 통과시킨 주파수 성분의 진폭과 소정 값(제 2 소정 값)을 비교하고, 주파수 성분의 진폭이 소정 값보다 클 때에 신호를 출력하는 비교기(4b)(제 2 비교기)를 구비한다.

이 부분 방전 검출장치는, 또한 비교기(4) 및 비교기(4b)가 각각 출력한 신호의 동기 상태를 검지하고, 검지한 동기 상태에 근거하여, 전력설비에 부분 방전이 발생한 것을 판정하는 수단인 신호처리부(5)와, 신호처리부(5)의 판정에 의해 경보를 출력하는 수단인 경보 생성부(6)를 구비한다.

전술한 비교기(4), 대역필터(11a, 11b), 전환기(16), 신호처리부(5) 및 경보 생성부(6)는, 실시예 1에서 이미 설명한 고주파 증폭기(2) 및 첨두값 검파회로(3)와 함께 부분 방전 신호 처리 장치(10c)를 구성한다. 그 밖의 구성은, 전술한 실시예 1의 부분 방전 검출장치의 구성과 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.

전환기(16)는, 전력설비에 공급되는 전력의 주파수 50 Hz 또는 60 Hz에 따라서, 대역필터 11a와 11b 중에서 어느 한쪽으로 미리 바뀐다.

비교기(4)는, 주어진 피크 값과 소정 값을 비교하여, 피크 값이 소정 값보다 클 때에 신호를 출력한다.

전환기(16)에 의해 미리 바뀐 대역필터 11a 또는 대역필터 11b는, 비교기(4)가 출력한 신호에 포함되는 50 Hz 또는 60 Hz의 주파수 성분을 통과시킨다. 또한, 대역필터(11a, 11b)의 중심주파수는, 50 Hz 또는 60 Hz의 정수배이어도 좋다.

비교기(4b)는, 대역필터 11a 또는 대역필터 11b가 출력한 50 Hz 또는 6O Hz의 주파수 성분의 진폭과 소정 값을 비교하여, 주파수 성분의 진폭이 소정 값보다 클 때에 신호를 출력한다.

신호처리부(5)는, 비교기(4) 및 비교기(4b)가 각각 출력한 신호의 주파수 및 위상으로부터, 부분 방전과 전력설비에 공급되는 전력의 주파수의 일치 상태 및 동일 위상차의 반복 횟수 또는 반복 빈도 등, 동기 상태를 검지하여, 검지한 동기 상태에 근거하여, 부분 방전이 발생했는지 안했는지를 판정한다. 경보 생성부(6)는, 신호처리부(5)가 부분 방전의 발생을 판정하였을 때는, 경보를 출력한다. 그 밖의 동작은, 전술한 실시예 1의 부분 방전 검출장치의 동작과 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.

이상으로부터, 전력설비에 공급되는 전력의 주파수 및 위상정보를 추출하기 위한 변압기 또는 변류기를 설치할 필요가 없고, 또한, 전력설비에 공급되는 전력의 주파수 50Hz 또는 60Hz의 어느 쪽에도 사용할 수 있는 부분 방전 검출장치를 실현할 수 있다.

(실시예 4)

도 5는 본 발명에 따른 부분 방전 검출장치의 실시예 4의 구성을 나타내는 블록도이다. 이 부분 방전 검출장치는, 비교기(4)가 출력한 신호에 포함되는 고주파의 잡음 성분을 제거하고, 전력설비에 공급되는 전력의 주파수 성분을 통과시키는 저역필터(12)와, 저역필터(12)가 통과시킨 주파수 성분에 근거하여 작동하는 PLL(15a)(Phase Locked Loop, 위상동기루프)를 구비한다. 저역필터(12) 및 PLL(15a)은 협대역 필터로 구성한다.

PLL(15a)은 위상 비교기(13), 저역필터(12a), 50Hz의 전압 제어 발진기(14a), 60 Hz의 전압 제어 발진기(14b) 및 전환기(16a)를 가지는 귀환 폐회로 이고, 위상 비교기(13)가, 저역필터(12)와 전환기(16a)가 전환한 전압 제어 발진기(14a, 14b)의 어느 쪽인가의 각 출력신호의 주파수 및 위상을 비교하여, 그 차이에 비례한 전압을 출력한다. 이 전압은, 저역필터(12a)에 의해 평균화되어, 전압 제어 발진기(14a, 14b)에 공급된다. 전환기(16a)가 바꾼 전압 제어 발진기(14a, 14b)의 어느 쪽인가는, 그 출력신호와 저역필터(12)의 출력신호와의 위상차가 최소가 되도록 제어되어, PLL(15a)의 출력신호로서 출력된다.

이 부분 방전 검출장치는, 또한 비교기(4) 및 PLL(15a)가 각각 출력한 신호의 동기 상태를 검지하고, 검지한 동기 상태에 근거하여, 전력설비에 부분 방전이 발생한 것을 판정하는 수단인 신호처리부(5)와, 신호처리부(5)의 판정에 의해 경보를 출력하는 수단인 경보 생성부(6)를 구비한다.

전술한 비교기(4), 저역필터(12), PLL(15a), 신호처리부(5) 및 경보 생성부(6)는, 실시예 1에서 이미 설명한 고주파 증폭기(2) 및 첨두값 검파회로(3)와 함께 부분 방전 신호 처리 장치(10d)를 구성한다. 그 밖의 구성은, 전술한 실시예 1의 부분 방전 검출장치의 구성과 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.

전환기(16a)는, 전력설비에 공급되는 전력의 주파수 50 Hz 또는 60 Hz에 따라서, 전압 제어 발진기(14a) 또는 전압 제어 발진기(14b)로 미리 바뀌어진다.

저역필터(12)는, 비교기(4)가 출력한 신호에 포함되는 고주파의 잡음 성분을 제거하고, 전력설비에 흐르는 전력의 주파수 성분을 통과시켜, PLL(15a)은, 저역필터(12)가 통과시킨 주파수 성분에 근거해서 작동하여, 저역필터(12)의 출력신호와 주파수(5O Hz 또는 60 Hz) 및 위상이 같은 신호를 출력한다.

신호처리부(5)는, 비교기(4) 및 PLL(15a)이 각각 출력한 신호의 주파수 및 위상으로부터, 부분 방전과 전력설비에 공급되는 전력과의 주파수의 일치 상태 및 동일 위상차의 반복 횟수 또는 반복 빈도 등, 동기 상태를 검지하고, 검지한 동기 상태에 근거하여, 부분 방전이 발생했는지 안했는지를 판정한다. 경보 성부(6)는, 신호처리부(5)가 부분 방전의 발생을 판정하였을 때는 경보를 출력한다. 그 밖의 동작은, 전술한 실시예 1의 부분 방전 검출장치의 동작과 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.

이상으로부터, 전력설비에 흐르는 전력의 주파수 및 위상 정보를 추출하기 위한 변압기 또는 변류기를 설치할 필요가 없고, 또한, 전력설비에 흐르는 전력의 주파수 50 Hz 또는 6O Hz의 어느 쪽에도 사용할 수 있는 부분 방전 검출장치를 실현할 수 있다.

(실시예 5)

도 6은 본 발명에 따른 부분 방전 검출장치의 실시예 5의 구성을 나타내는 블록도이다. 이 부분 방전 검출장치는, 전력설비에 공급되는 전력과 비교기(4)가 출력한 신호와의 동기 상태를 검지하기 위한, 전력설비에 공급되는 전력의 주파수와 동일한 주파수를 중심 주파수로서 가지는 고안정 발진기(17)와, 비교기(4) 및 고안정 발진기(17)가 각각 출력한 신호의 동기 상태를 검지하고, 검지한 동기 상태에 근거하여, 전력설비에 부분 방전이 발생한 것을 판정하는 수단인 신호처리부(5)와, 신호처리부(5)의 판정에 의해 경보를 출력하는 수단인 경보 생성부(6)를 구비한다.

전술한 비교기(4), 고안정 발진기(17), 신호처리부(5) 및 경보 생성부(6)는, 실시예 1에서 이미 설명한 고주파 증폭기(2) 및 첨두값 검파회로(3)와 함께 부분 방전 신호 처리 장치(10e)를 구성한다. 그 밖의 구성은, 전술한 실시예 1의 부분 방전 검출장치의 구성과 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.

고안정 발진기(17)는, 전력설비에 공급되는 전력과 비교기(4)가 출력한 신호와의 동기 상태를 검지하기 위한, 전력설비에 공급되는 전력의 주파수와 동일한 중심 주파수를 가져서 출력한다.

신호처리부(5)는, 비교기(4) 및 고안정 발진기(17)가 각각 출력한 신호의 주파수 및 위상으로부터, 부분 방전과 전력설비에 공급되는 전력과의 주파수의 일치 상태 및 동일 위상차의 반복 횟수 또는 반복 빈도 등, 동기 상태를 검지하고, 검지한 동기 상태에 근거하여, 부분 방전이 발생했는지 안했는지를 판정한다. 경보 생성부(6)는, 신호처리부(5)가 부분 방전의 발생을 판정하였을 때는, 경보를 출력한다. 그 밖의 동작은, 전술한 실시예 1의 부분 방전 검출장치의 동작과 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.

제 1 발명에 따른 부분 방전 검출장치에서는, 검출하는 수단이, 전력설비에서 발생한 부분 방전에 따르는 전기신호를 검출한다. 피크 값을 검출하는 수단은, 그 검출한 전기신호의 피크 값을 검출한다. 제 1 비교기는, 그 검출한 피크 값과 제 1 소정 값을 비교하여, 피크 값이 제 1 소정 값보다 클 때에 신호를 출력한다. 신호 작성 회로는, 전력설비에 공급되는 전력과 제 1 비교기가 출력한 신호와의 동기 상태를 검지하기 위한 신호를, 제 1 비교기가 출력한 신호에 근거해서 작성하여 출력한다.

판정하는 수단은, 제 1 비교기 및 신호 작성 회로가 각각 출력한 신호의 동기 상태를 검지하고, 검지한 동기 상태에 근거하여, 부분 방전이 발생한 것을 판정한다. 이에 따라, 전력설비에 공급되는 전력의 주파수 및 위상 정보를 추출하기 위한 변압기 또는 변류기를 설치할 필요가 없고, 이미 설치된 전력설비에 설치하기 쉬운 부분 방전 검출장치를 실현할 수 있다.

제 2 발명에 따른 부분 방전 검출장치에서는, 신호 작성 회로의 대역필터가, 제 1 비교기가 출력한 신호에 포함되는 전력설비에 공급되는 전력의 주파수 성분을 통과시킨다. 신호 작성 회로의 제 2 비교기는, 대역필터가 통과시킨 주파수 성분의 진폭과 제 2 소정 값을 비교하여, 주파수 성분의 진폭이 제 2 소정 값보다 클 때에 신호를 출력한다. 그 출력한 신호를, 동기 상태를 검지하기 위한 신호로 한다. 이에 따라, 전력설비에 공급되는 전력의 주파수 및 위상 정보를 추출하기 위한 변압기 또는 변류기를 설치할 필요가 없고, 이미 설치된 전력설비에 설치하기 쉬운 부분 방전 검출장치를 실현할 수 있다.

제 3 발명에 따른 부분 방전 검출장치에서는, 신호 작성 회로의 저역필터가, 제 1 비교기가 출력한 신호에 포함되는 전력설비에 흐르는 전력의 주파수 성분을 통과시켜, PLL(Phase Locked Loop)이, 그 통과시킨 주파수 성분에 근거해서 작동하여, PLL이 출력한 신호를, 동기 상태를 검지하기 위한 신호로 한다. 이에 따라, 전력설비에 공급되는 전력의 주파수 및 위상 정보를 추출하기 위한 변압기 또는 변류기를 설치할 필요가 없고, 이미 설치된 전력설비에 설치하기 쉬운 부분 방전 검출장치를 실현할 수 있다.

제 4 발명에 따른 부분 방전 검출장치에서는, 대역필터인 2개의 대역필터가,두 가지의 상용 주파수 성분을 각각 통과시켜, 대역필터의 전환기가, 2개의 대역필터를 바꾼다. 전환기가 바꾼 쪽의 대역필터가 통과시킨 주파수 성분이, 제 2 비교기에 공급된다. 이에 따라, 전력설비에 흐르는 전력의 주파수 및 위상 정보를 추출하기 위한 변압기 또는 변류기를 설치할 필요가 없고, 또한, 전력설비에 공급되는 전력의 상용 주파수 50 Hz 또는 60 Hz의 어느 쪽에도 대응할 수 있어, 이미 설치된 전력설비에 설치하기 쉬운 부분 방전 검출장치를 실현할 수 있다.

제 5 발명에 따른 부분 방전 검출장치에서는, PLL의 2개의 전압 제어 발진기가, 두 가지의 상용 주파수 신호를 각각 발진하고, 전환기는, 그 2개의 전압 제어 발진기를 바꾼다. PLL은, 전환기가 바꾼 쪽의 전압 제어 발진기가 발진한 주파수 신호를 출력한다. 이에 따라, 전력설비에 공급되는 전력의 주파수 및 위상 정보를 추출하기 위한 변압기 또는 변류기를 설치할 필요가 없고, 또한, 전력설비에 공급되는 전력의 상용 주파수 50 Hz 또는 60 Hz의 어느 쪽에도 대응할 수 있어, 이미 설치된 전력설비에 설치하기 쉬운 부분 방전 검출장치를 실현할 수 있다.

제 6 발명에 따른 부분 방전 검출장치에서는, 검출하는 수단이, 전력설비에서 발생한 부분 방전에 따르는 전기신호를 검출한다. 피크 값을 검출하는 수단은, 그 검출한 전기신호의 피크 값을 검출한다. 비교기는, 그 검출한 피크 값과 소정 값을 비교하여, 피크 값이 소정 값보다 클 때에 신호를 출력한다.

발진기는, 전력설비에 공급되는 전력과 비교기가 출력한 신호와의 동기 상태를 검지하기 위한 신호를 발진하여 출력한다.

판정하는 수단은, 비교기 및 발진기가 각각 출력한 신호의 동기 상태를 검지하고, 검지한 동기 상태에 근거하여, 부분 방전이 발생한 것을 판정한다. 이에 따라, 전력설비에 공급되는 전력의 주파수 및 위상 정보를 추출하기 위한 변압기 또는 변류기를 설치할 필요가 없어, 이미 설치된 전력설비에 설치하기 쉬운 부분 방전 검출장치를 실현할 수 있다.

Claims

전력설비에서 발생한 부분 방전에 따르는 전기신호를 검출하는 수단과, 이 수단이 검출한 전기신호의 피크 값을 검출하는 수단과, 이 수단이 검출한 피크 값과 제 1 소정 값을 비교하여, 피크 값이 제 1 소정 값보다 클 때 신호를 출력하는 제 1 비교기와, 상기 전력설비에 공급되는 전력과 상기 제 1 비교기가 출력한 신호와의 동기 상태를 검지하기 위한 신호를, 상기 제 1 비교기가 출력한 신호에 근거하여 작성하여 출력하는 신호 작성 회로와, 상기 제 1 비교기 및 이 신호 작성 회로가 각각 출력한 신호의 동기 상태를 검지하고, 검지한 동기 상태에 근거하여, 상기 부분 방전이 발생한 것을 판정하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 부분 방전 검출장치.
제 1 항에 있어서,

상기 신호 작성 회로는, 제 1 비교기가 출력한 신호에 포함된 전력설비에 공급되는 전력의 주파수 성분을 통과시키는 대역필터와, 이 대역필터가 통과시킨 주파수 성분의 진폭과 제 2 소정 값을 비교하여, 주파수 성분의 진폭이 제 2 소정 값보다 클 때 신호를 출력하는 제 2 비교기를 갖고, 이 제 2 비교기가 출력한 신호를, 동기 상태를 검지하기 위한 신호로 하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 부분 방전 검출장치.
전력설비에서 발생한 부분 방전에 따르는 전기신호를 검출하는 수단과, 이 수단이 검출한 전기신호의 피크 값을 검출하는 수단과, 이 수단이 검출한 피크 값과 소정 값을 비교하여, 피크 값이 소정 값보다 클 때 신호를 출력하는 비교기와, 상기 전력설비에 공급되는 전력과 상기 비교기가 출력한 신호와의 동기 상태를 검지하기 위한 신호를 발진하여 출력하는 발진기와, 상기 비교기 및 이 발진기가 각각 출력한 신호의 동기 상태를 검지하고, 검지한 동기 상태에 근거하여, 상기 부분 방전이 발생한 것을 판정하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 부분 방전 검출장치.