部分放電監視装置

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【発明の名称】	部分放電監視装置
【発明者】	【氏名】亀井俊典【氏名】川畑理【氏名】上山芳弘
【要約】	【課題】外部ノイズを除去してその影響を受けることなく正確な測定値を得ることができる部分放電監視装置を提供する。【解決手段】外部ノイズが緩やかなレベル変化を伴う電流であり、これを遅延した信号とそうでない信号との差をとれば除去されるものであるのに対し、部分放電電流がパルス状の電流であり、これを遅延した信号とそうでない信号との差をとっても位相がずれて残るものである点に着目して、部分放電電流とともに外部ノイズ電流を含む電流を検出インピーダンスで電圧信号に変換するとともに、この電圧信号を２つに分割し、分割された一方の信号の位相を遅延させる一方、このように遅延させた信号と分波されたもう一方の信号との差をとることにより部分放電電流に基づく電流成分を抽出するようにしたものである。

【特許請求の範囲】
【請求項１】配線等の導体とケース外壁等のアース電位との間に発生した部分放電電流を検出インピーダンスで電圧信号に変換して２つに分割するとともに、分割した一方の信号の位相を遅延させる一方、この遅延させた信号と分波されたもう一方の信号との差をとり、この結果得られる電圧差分を表す差分信号に基づいて部分放電を検出するようにしたことを特徴とする部分放電監視装置。
【請求項２】配線等の導体とケース外壁等のアース電位との間に発生した部分放電電流を検出インピーダンスで電圧信号に変換するとともに、この電圧信号を減衰又は増幅してそのレベル調整を行い、このようにレベル調整した電圧信号を２つに分割し、分割した一方の信号の位相を遅延させる一方、このように遅延させた信号と分波されたもう一方の信号との差をとり、この結果得られる電圧差分を表す差分信号に基づいて部分放電を検出するようにしたことを特徴とする部分放電監視装置。
【請求項３】〔請求項１〕又は〔請求項２〕に記載する部分放電監視装置において、電圧信号の分割後の遅延時間はパルス信号である部分放電電流に基づく信号成分の周期以上としたことを特徴とする部分放電監視装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は部分放電監視装置に関し、特に受配電設備の予防保全の一環に用いる装置として有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来技術に係る部分放電監視装置を示すブロック図である。同図に示すように、当該部分放電監視装置は、配線等の導体１とケース外壁等のアース電位２との間に発生した部分放電電流を検出インピーダンス３で電圧に変換して検出するものであり、この電圧信号から濾波器４で目的の信号を抽出し、減衰器５及び増幅器６で信号レベルを調整するものである。その後、発生頻度等を検出回路７で検出し、その出力信号を信号処理部８に入力して異常の有無を判定する。その結果は出力部９を介して表示部で表示するか、または外部出力等とする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の如き従来技術に係る部分放電監視装置では、検出インピーダンス３に部分放電電流と一緒に外部のノイズが侵入し、このように侵入したノイズは濾波器４だけでは弁別することが困難であるため、ノイズ源を取り除く等の別途の対策を必要としていた。
【０００４】本願発明は、上記従来技術に鑑み、外部ノイズを除去してその影響を受けることなく正確な測定値を得ることができる部分放電監視装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発明の構成は次の点を特徴とする。
【０００６】１）配線等の導体とケース外壁等のアース電位との間に発生した部分放電電流を検出インピーダンスで電圧信号に変換して２つに分割するとともに、分割した一方の信号の位相を遅延させる一方、この遅延させた信号と分波されたもう一方の信号との差をとり、この結果得られる電圧差分を表す差分信号に基づいて部分放電を検出するようにしたこと。
【０００７】本発明によれば、電圧差分を表す信号は部分放電電流を反映したものとなる。外部ノイズ電流に基づく信号成分は緩やかなレベル変化を伴う信号であるため、分割、遅延した後、一方から他方を減算することによりキャンセルされるのに対し、部分放電電流に基づく信号成分はパルス状の信号成分であるため、遅延した結果当該信号成分が抽出されるからである。
【０００８】２）配線等の導体とケース外壁等のアース電位との間に発生した部分放電電流を検出インピーダンスで電圧信号に変換するとともに、この電圧信号を減衰又は増幅してそのレベル調整を行い、このようにレベル調整した電圧信号を２つに分割し、分割した一方の信号の位相を遅延させる一方、このように遅延させた信号と分波されたもう一方の信号との差をとり、この結果得られる電圧差分を表す差分信号に基づいて部分放電を検出するようにしたこと。
【０００９】本発明によれば、適切なレベルに調整された電圧信号に基づき当該電圧信号の分割以降の信号処理を上記１）の発明と同様になし得る。
【００１０】３）上記１）又は２）に記載する部分放電監視装置において、電圧信号の分割後の遅延時間はパルス信号である部分放電電流に基づく信号成分の周期以上としたこと。
【００１１】本発明によれば、遅延したパルス状信号とそうでないパルス状信号とを時間軸においてその周期以上ずらすことができる。したがって、両信号の差は逆位相の信号として確実に抽出することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は本形態に係る部分放電監視装置を示すブロック図である。なお、図３と同一部分には同一番号を付す。
【００１３】図１に示すように、本形態に係る部分放電監視装置は、配線等の導体１、ケース外壁等のアース電位２、検出インピーダンス３、減衰器５、増幅器６、分波器１０、遅延器１１、減算器１２、増幅器１３、検出回路７、信号処理部８及び出力部９を具備している。これらのうち、検出インピーダンス３は、従来技術と同様に、配線等の導体１とケース外壁等のアース電位２との間に発生した部分放電電流信号を電圧信号に変換する。検出インピーダンス３の出力信号である電圧信号は減衰器５で減衰された後、増幅器６で増幅される。これら減衰器５及び増幅器６において検出インピーダンス３で検出した電圧信号の適切なレベル調整を行う。分波器１０は、増幅器６で増幅された電圧信号を２つに分割する。遅延器１１は分波器１０で分割された一方の信号の位相を遅延させる。減算器１２は分波器１０で分波されたもう一方の信号と遅延器１１で遅延された信号との差をとる。ここで、外部ノイズ電流に基づく信号成分は緩やかなレベル変化を伴う信号であるため、分割した後遅延しても、分割した電圧信号の一方から他方を減算することによりキャンセルすることができる。これに対し、部分放電電流に基づく信号成分はパルス状の信号成分であるため、遅延することによりその成分を時間軸方向にずらすこととなり、この結果分割した電圧信号の一方から他方を減算してもキャンセルされることなく当該信号成分が残る。すなわち、当該信号成分を抽出することができる。ここで部分放電電流に基づく信号成分を良好に抽出するためには、遅延器１１における遅延時間を当該パルス状の信号成分の周期以上としておけば良い。この場合には、遅延成分とそうでない成分とが確実に逆位相の信号として抽出されるからである。
【００１４】増幅器１３は減算器１２の出力信号である電圧差分を表す信号を増幅する。検出回路７は増幅器１３で増幅した信号から発生頻度等を検出し、信号処理部８が検出回路７の出力信号の異常の有無を判定する。出力部９は信号処理部８の処理結果を表示または外部出力等とする。
【００１５】上述の如き部分放電監視装置の配線等の導体１とケース外壁等のアース電位２間に発生した部分放電電流を検出インピーダンス３で電圧に変換した波形の周期は、絶縁ガス中では数nsec、気中では数十nsec、絶縁油中では数μsec ( 但し、外部ノイズ周期より小さい。) 程度のパルス状をなすのに対し検出インピーダンス３に侵入する外部ノイズ電流に起因する電圧波形の周期は数μsec である。これら２つの成分を含んだ電圧信号（図２（ａ）参照）は、減衰器５及び増幅器６を通過して信号レベルを調整される。その後、分波器１０で当該電圧信号が２つに分割される。このように分割された電圧信号の内の一方は遅延器１１によって、部分放電電流に基づくパルス状の信号成分の周期と同じ時間以上位相を遅延される（図２（ｂ）参照）。この出力と分波されたもう一方の信号を減算器１２に入力して両信号の差をとると、数μsec の周期を持つノイズは数十nsecの位相のずれであれば、その成分の殆どは差をとることで除去され、部分放電電流に基づくパルス状の電圧成分のみが残る（図２（ｃ）参照）。こうして得られる電圧差分を表す差分信号は増幅器１３で増幅するとともに増幅された信号から発生頻度等を検出回路７で検出する。またその信号に基づき信号処理部８で異常の有無を判定し、その結果を出力部９を介して表示又は外部出力等を行うことにより部分放電監視を行う。このように、外部ノイズを含んだ信号からこの外部ノイズを除去することで、外部ノイズの影響を受けず、より正確な測定値が得られる。
【００１６】図１に示す減衰器５及び増幅器６，１３の位置、個数については、前後の機器によって変化することはいうまでもない。
【００１７】
【発明の効果】以上実施の形態とともに詳細に説明した通り、〔請求項１〕に記載する発明は、配線等の導体とケース外壁等のアース電位との間に発生した部分放電電流を検出インピーダンスで電圧信号に変換して２つに分割するとともに、分割された一方の信号の位相を遅延させる一方、この遅延させた信号と分波されたもう一方の信号との差をとり、この結果得られる電圧差分を表す差分信号に基づいて部分放電を検出するようにしたので、緩やかなレベル変化を伴う信号である外部ノイズ電流に基づく信号成分は分割、遅延した後、一方から他方を減算することによりキャンセルされるのに対し、パルス状の信号成分である部分放電電流に基づく信号成分は分割、遅延した後一方から他方を減算してもキャンセルされないので、当該信号成分を抽出することができる。すなわち、電圧差分を表す信号が部分放電電流を反映したものとなり、外部ノイズに起因する信号成分を除去することができるので、外部ノイズを含んだ信号からこの外部ノイズを除去することができ、外部ノイズの影響を受けないより正確な測定値を得る。
【００１８】〔請求項２〕に記載する発明は、配線等の導体とケース外壁等のアース電位との間に発生した部分放電電流を検出インピーダンスで電圧信号に変換するとともに、この電圧信号を減衰又は増幅してそのレベル調整を行い、このようにレベル調整した電圧信号を２つに分割し、分割された一方の信号の位相を遅延させる一方、このように遅延させた信号と分波されたもう一方の信号との差をとり、この結果得られる電圧差分を表す差分信号に基づいて部分放電を検出するようにしたので、適切なレベルに調整された電圧信号に基づき当該電圧信号の分割以降の信号処理を上記〔請求項１〕に記載する発明と同様になし得る。このため、〔請求項１〕に記載する発明よりもさらに良好な精度で部分放電を検出することができる。
【００１９】〔請求項３〕に記載する発明は、〔請求項１〕又は〔請求項２〕に記載する発明に記載する部分放電監視装置において、電圧信号の分割後の遅延時間はパルス信号である部分放電電流に基づく信号成分の周期以上としたので、分割後、遅延した電圧信号とそうでない電圧信号との部分放電電流に基づくパルス状の電圧成分を時間軸において１パルス周期以上ずらすことができ、部分放電に基づく信号成分を確実に抽出することができる。このため上述の如き部分放電の検出精度を良好に保持することができる。

【出願人】	【識別番号】０００００６２０８【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
【出願日】	平成９年（１９９７）１１月２７日
【代理人】	【弁理士】【氏名又は名称】光石俊郎（外２名）
【公開番号】	特開平１１－１６０３８５
【公開日】	平成１１年（１９９９）６月１８日
【出願番号】	特願平９－３２５６７６