JPH0454464A - 活線絶縁劣化診断装置 - 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） 本発明は活線状態において回転機巻線やＣＶ絶縁ケーブ
ルなどの絶縁劣化を、各種診断法により同時または別個
に迅速に診断できる装置に関するものである。

（従来技術とその問題点） 電力系統において停電のない安定な送電を確保するため
には、系統を構成する回転機、ケーブル。

トランスその他の絶縁状態を実使用状態、即ち活線状態
において確度高く非破壊的に診断できることか理想であ
る。

ところで従来においては、絶縁劣化時生ずる部分放電パ
ルスの最大レベル、即ち見掛けの最大放電電荷ｑ。０．
損失角（ｔａｎδ）の増加分△ｔａｎδ。

交流電流（容量電流分）の増加分ΔＩの推移なとによる
周知の絶縁劣化診断法、更には本発明者等にもとづく部
分放電位相特性であるφ−ｑ分布の歪度か、絶縁劣化に
もとづき変化することを利用した絶縁劣化診断法（特開
昭６０−２０３８６６号参照）などの各種の診断パラメ
ータを併用して、各方法による絶縁劣化診断の長所短所
を補い合って、確度の高い絶縁劣化診断を行っている。

しかしこのような従来方法では、上記の様な各種の診断
パラメータをそれぞれ別個の測定器を用い別個に求めて
いる。従って、測定作業が複雑であって多くの時間を必
要とするため作業コストの上昇を招き、しかも測定装置
全体の価額も高価となる。

これに加えて大きな欠点は、上記各診断パラメータの内
の損失角の増加分Δｔａｎδ、交流電流の増加分ΔＩな
どの測定に当たっては、周知のように回転機その他診断
対象の運転を休止即ち測定中送電を停止しなければなら
ない欠点かある。

（発明の目的） 本発明は前記部分放電位相特性即ちφ−ｑ分布の歪度の
劣化、最大放電電荷ｑ１，８はもとより、従来非活線状
態においてそれぞれ別個の測定器ににより求められてい
た損失角の増加分Δｔａｎδや交流電流の増加分ΔＩな
どの診断パラメータをも、活線状態において１個の測定
器により、同時かつ容易迅速に求めうるようにして、前
記従来方法の問題点の解決を図ったものである。

（問題点を解決するための本発明の手段）本発明は絶縁
劣化例えばボイド欠陥などにもとづいて発生する部分放
電パルスを検出し、を秒間（複数サイクル）中において
測定された例えは第１図の如き部分放電パルス信号デー
タ群を、（ｑｌ。

φ、）ｉ＝１・・・・ｎ（ここでｑｚ　　φ１にはそれ
ぞれｉ番目のパルスの大きさ、ｉ番目の）くルスの発生
位相角、および測定パルス数）とし、この部分放電パル
スデータ群の大きさｑのパルス数ｎを数えて、パルスの
大きさｑの関数としたｎ（ｑ）、即ちサイクル平均のｑ
−ｎ分布と、印加電圧位相角φに対するサイクル当たり
の平均パルス高さｑをφの関数としたｑ（φ）、即ちφ
−ｑ分布を求めることにより、最大放電電荷ｑ、、８と
、損失角の増加分Δｔａｎδ、充電電流の増加分ΔＩを
求めうることを明らかにしてなされたものである。即ち
■最大放電電荷ｑ３．．は、一定のパルス発生頻度ｎ　
（ｑ）になるときのパルス検出レベルとして定義されて
いることから、ｑ−ｎ分布を用いて以下の（１）式を満
たすｑ　ｍａｔを演算することにより求めることができ
る。

ｎ９＝　７　Ｊ’二ｎｃ（１）ｄｑ−−−（１）■　損
失角の増加分Δｔａｎδはφ−ｑ分布を用いて求められ
る。即ち部分放電のない場合の電流式は、 Ｉ（φ）＝ｆｉ　Ｉｃｏｓ（φ＋δ） また部分放電のある場合の電流式は、 １’（φ）＝Ｉ（φ）十ｑ（ｄ） として与えられる。

ここで損失角の増加分Δｔａｎδは、部分放電のない場
合の損失角ｔａｎδ、放電のある場合の損失角をｊａｎ
δ゛　とすれば、定義から １Ｍｔｖｒｌ　＝　ｔａｎ５　’　−ｔａｎδｔａｎ６
　＝　ｆ：Ｉ（φ）ｓｉｎｇｔｆｉ／　ｆ、”Ｉ（φ）
ｃｏｓφｄφｔａｎｌ’　＝　ｆ：Ｉ’（φ）ｓｉｒｕ
Ｊ＞ｄφ／ｆ：Ｉ’（φ）ｃｏｓφｄφとして与えられ
、以上から増加分Δｔａｎδはここで ｆ：１′（φ）ＣＯ困φ＝ＪπＩｃｏｓδｆｏＩ（φ）
ｓｉｎｄｘｉｐ　＝　、ｆｉ、ｙｒｌｓｉｎ４ｒである
から、電流Ｉを例えば測定電圧と被絶縁診断機器の定格
容量から知ることにより、・・・−−−−−（２） により求められる。また損失角かあまり大きくない範囲
即ちｔａｎδ（ｌ、　　ｌｑ（φ）１（Ｉ　の場合には
ｃｏｓδ：＝１．　　ｑｔａｎＪ＝０　と考えられるの
で、近似的に によって求められる。

■充電電流の増加分△［は、部分放電のない場合の交流
電流の実効値を１とすると、部分放電のある場合の電流
１．（φ）は、前記損失角の算出の場合と同様 Ｉｄ（φ）＝、７２１ｃｏｓφ＋ｑ（φ）となり（ここ
でｑ（φ）は位相角当たりの部分放電電流）、これから
１６の実効値１１はによって与えられる。

ここで充電電流の増加分ΔＩ［％］は、定義により部分
放電のある場合の交流電流の実効値Ｉ。

と、部分放電がない場合の交流電流の実効値■の差の１
に対するの割合である。従って電流■を例えば測定電圧
と被絶縁劣化診断機器の定格容量から知ればΔ■は ・−（４） によって求められる。

従って、以上から第２図に示す原理回路図のように被絶
縁劣化診断機器（１）の活線状態における接地線電流を
変流器などの電流検出器（２）により検出して、ｑ−ｎ
分布［ｎ　（ｑ）］測定器とφ−ｑ分布（ｑ（φ）１測
定器（３）に加え、その演算された出力のうちのｑ−ｎ
分布出力を前記最大放電電荷ｑＩｎ　ａ　Ｘの演算器（
４）に加え、またφ−ｑ分布出力を部分放電のないとき
の交流電流がそれぞれ与えられる損失角の増加分Δｔａ
ｎδの演算器（５）、および交流電流の増加分Δ■［％
］の演算器（６）に加えて、例えば前記（１）式、（３
）式および（４）式の演算を実行し、またφ−ｑ分布の
測定結果を歪度演算器（７）に加えることにより、各診
断パターンを１個の測定装置を用いて、活線状態のまま
同時かつ容易迅速に求めることかできる。次に本発明を
実施例によって具体的に説明する。

（実施例） 第３図は本発明の一実施例のブロック回路図である。図
においてＣＴは変流器であって、被絶縁劣化診断機器Ｍ
の接地線電流を検出する。ＢＦはバンドパスフィルタで
あって、検出された接地線電流から部分放電パルスを検
出する。ＡＭは増幅器であって、これらで部分放電パル
ス検出回路Ａを構成し、部分放電パルスを検出する。

Ｂは位相角区別信号発生回路であって、このうちＳ■は
同期信号入力端子であって、既設の変成器やコンデンサ
分圧器などによって、被絶縁劣化診断機器Ｍの印加電圧
、即ち系統電圧を低圧化した第４図（ａ）の電圧ｅが同
期信号電圧として加えられる。ＺＣはゼロクロス信号発
生回路であって、第４図ｆｂ）のように同期信号電圧ｅ
の零点において発生するパルスを送出する。ＣＤは位相
角区分パルス発振回路、ＰＣは位相カウンタであって、
発振回路ＣＤは同期信号電圧ｅの周波数より高周波のパ
ルス信号を送出し、位相カウンタＰＣはセロクロス信号
発生回路ＺＣからのパルス信号を同期信号として、発振
回路ＣＤからの位相角区分パルスを計数する。そして所
定数計数するごとに、第４図（Ｃ）のように同期信号電
圧ｅの１サイクル３６０゜を、Ｎ個に等分割した点毎に
位相角区分パルスを送出する。

Ｃはｎ−ｑ分布とφ−ｑ分布の検出回路であって、この
うちＰＨはピークホールド回路、ＡＳはオートシュレッ
ショルド回路であって、ピークホールド回路ＰＨは前記
部分放電パルス検出回路Ａの出力を入力とし、オートシ
ュレッショルド回路ＡＳの設定閾値レベル以上の部分放
電パルスか入る毎にそのピークレベルを保持する。ＡＤ
はアナログ・デジタル変換回路、ＰＳは極性判別回路、
Ｔｏは集計回路であって、集計回路ＴＯは前記位相カウ
ンタＰＣからの位相角区分パルスと、前記ピークホール
ド回路ＰＨの出力および極性判別回路ＰＳの出力を入力
とし、測定期間（複数サイクル）における、各サイクル
のＮ個の位相角区間に生じた部分放電パルス、例えば第
４図（ｄ）（ｅ）（ｆｌ　（ｇ）に示すよように、第１
サイクルにおいてはＱ１０．１１Ｑ＋３．１ｎ　ｑｓ。

、１、第２サイクルにおいてはｑＩｏ、２ＩＱ１１７．
２Ｉ　Ｑ４６．　ｌ、第３サイクルにおいてはＱ６３゜
Ｑ１３．３ｒ　Ｑ１５．２＋　ｑ４ｇ、　２また第Ｎサ
イクルにおいてはｑ３ｎ＋　ｑｌｏｎ＋　Ｑ１５カ、Ｑ
２４゜？　　４４０ゎ＋　Ｑ４４．ゎ（なお足字の最初
の数字は位相角区分番号、次の足字はサイクル番号を示
す）を同−位相角区分毎に集計して、部分放電パルスの
発生頻度の印加電圧位相角特性、即ちφ−ｎのサイクル
平均分布を求める。またこれと同時にピークホールド回
路ＰＨにより得られた、部分放電パルスのピークレベル
値を位相角区分毎に第４図（ｇ）のように集計して、見
掛けの放電電荷ｑと発生位相角φの分布（φ−ｑ分布）
のサイクル平均分布を求める。

Ｄは演算表示回路で、このうちＢＭはバッファメモリ、
ＣＰＵはマイクロコンピュータ、ＰＲはプリンタで、マ
イクロコンピュータＣＰＵはバッファメモリＢＭにメモ
リされた集計回路Ｔｏからのφ−ｎ分布とφ−ｑ分布を
一測定期間終了後に読出して、前記した各式により最大
放電電荷ｑ。、８、損失角の増加分Δｔａｎδ、および
交流電流の増加分ΔＩの演算を行い、またφ−ｑ分布の
歪度の演算を行ってプリントアウトする。

次に本発明による実測例について説明する。

第１表は電圧６．６ＫＶ　　容量１０．０ＯＯｋＶＡ（
７）発電機の巻線について測定された従来方法と本発明
による最大放電電荷ｑｔａ＊ｘ　、損失角の増加分Δｔ
ａｎδ、充電電流の増加分ΔＩの比較であって、診断精
度は従来の非活線状態における診断方法とほぼ同様であ
る。

第１表 Δｔａｎδ、ΔＩなどを同時に測定するようにしたが、
演算回路を選択的に働かすことにより必要なもののみを
測定できることは云うまでもない。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば部分放電パルスを測定する
だけで最大放電電荷Ｑ　ｍ＆Ｘのみならず損失角の増加
分Δｔａｎδ、充電電流増加分Δｌをそれぞれ専用の測
定器を用いることなく同時に測定できる。従って従来方
法に比べて測定装置の価額を低下できるばかりでなく、
測定時間の短縮と作業の容易化か図られるので、絶縁診
断に要するコストの大幅な低減を図りつる。またこれに
加えて活線状態で最大放電電荷などを測定できるのて、
診断精度を向上できる。なお以上においてｑｍａｘ　１

【図面の簡単な説明】

第１図は部分放電パルスの発生状況図、第２図は本発明
の原理説明図、第３図は本発明の一実施例回路図、第４
図は動作説明用の波形図である。 （１）・・・被絶縁劣化診断機器、　（２）・・・電流
検出器、（３）・・・ｎ−ｑ分布とφ−ｑ分布の検出器
、　（４）・・・最大放電電荷の演算器、　（５）・・
・損失角の増加分Δｔａｎδ［％１の演算器、　（６）
・・・交流電流の増加分ΔＩの演算器、　（７）・・・
φ−ｑ分布の歪度演算器、Ｍ・・・被絶縁劣化診断機器
、　ＣＴ・・・変流器、ＢＦ・・・バンドパスフィルタ
、　ＡＭ・・・増幅器、Ｂ・・・位相角区分信号発生回
路、　Ｓｖ・・・同期信号入力端子、　ＰＴ・・・変成
器、　ＺＣ・・・セロクロス信号発生回路、　ＣＤ・・
・クロックパルス発振回路、　ＰＣ・・・位相カウンタ
、　Ｃ・・・ｎ−ｑおよびφ−ｑ分布の検出回路、　Ｐ
Ｈ・・・ピークホールト回路、　ＡＳ・・・オートシュ
レッショルド回路、　ＡＤ・・・アナログ・デジタル変
換回路、ＰＳ・・・極性判別回路、　ＴＯ・・・集計回
路、Ｄ・・・演算表示回路、　ＢＭ・・・バッファメモ
リ、ＣＰＵ・・・マイクロコンピュータ、ＰＲ・・・プ
リンタ。 代 理 人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 活線状態における被絶縁劣化診断機器の接地線電流の検
   出回路と、この回路により検出された部分放電パルスの
   大きさｑとその発生回数ｎの分布、および前記部分放電
   パルスの大きさｑとその発生位相角φの分布を、測定複
   数サイクルにおけるサイクル平均として求める回路と、
   この回路によるｑ−ｎ分布を用いて最大放電電荷ｑ＿ｍ
   ＿ａ＿ｘを演算する回路と、前記φ−ｑ分布と被絶縁劣
   化診断機器の電流Ｉとを用いて損失角の増加分Δｔａｎ
   δを演算する回路と、前記φ−ｑ分布と被絶縁劣化診断
   機器のＩとを用いて充電電流の増加分ΔＩを演算する回
   路と、前記φ−ｑ分布の歪度を演算する回路とを備え、
   最大放電電荷ｑ＿ｍ＿ａ＿ｘ、損失角の増加分Δｔａｎ
   δ、充電電流の増加分ΔＩ、φ−ｑ分布の歪度を活線状
   態において同時または個別に測定できるようにしたこと
   を特徴とする活線絶縁劣化診断装置。