JPH05240902A - 部分放電を測定する方法 - Google Patents
部分放電を測定する方法Info
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- JPH05240902A JPH05240902A JP4165950A JP16595092A JPH05240902A JP H05240902 A JPH05240902 A JP H05240902A JP 4165950 A JP4165950 A JP 4165950A JP 16595092 A JP16595092 A JP 16595092A JP H05240902 A JPH05240902 A JP H05240902A
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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- G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis
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- G—PHYSICS
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- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
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- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Testing Relating To Insulation (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 部分放電パルスの測定および評価を迅速かつ
高精度で実施できるようにする。 【構成】 被検体の部分放電パルスを広帯域で出力結合
し増幅する。増幅された信号をディジタルメモリスコー
プ26へ導いて記憶する。このデータを計算機28へ入
力し時間領域から周波数領域へ変換する。自動測定の前
に上記のステップを被測定被検体と同形式のモデル部品
に対して行ない、変換されたデータからその部品に特有
の部分放電パルススペクトルを平均化して、基準パルス
スペクトルとして用いる。被検体に試験電圧を印加して
部分放電パルスを出力結合し変換する。測定された部分
放電パルスを基準部分放電パルスの振幅値へ適合化しそ
れと比較する。
高精度で実施できるようにする。 【構成】 被検体の部分放電パルスを広帯域で出力結合
し増幅する。増幅された信号をディジタルメモリスコー
プ26へ導いて記憶する。このデータを計算機28へ入
力し時間領域から周波数領域へ変換する。自動測定の前
に上記のステップを被測定被検体と同形式のモデル部品
に対して行ない、変換されたデータからその部品に特有
の部分放電パルススペクトルを平均化して、基準パルス
スペクトルとして用いる。被検体に試験電圧を印加して
部分放電パルスを出力結合し変換する。測定された部分
放電パルスを基準部分放電パルスの振幅値へ適合化しそ
れと比較する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、測定インピーダンスと
直列接続された各被検体に所定の波形の可変の試験電圧
を加えることにより、複数個の同種の被検体における部
分放電を測定する方法に関する。この場合、測定インピ
ーダンスから部分放電パルスを出力結合し広帯域の増幅
器を介して、ディジタルメモリ例えばディジタルメモリ
オシロスコープの後置接続されたアナログ/ディジタル
変換器へ導く。
直列接続された各被検体に所定の波形の可変の試験電圧
を加えることにより、複数個の同種の被検体における部
分放電を測定する方法に関する。この場合、測定インピ
ーダンスから部分放電パルスを出力結合し広帯域の増幅
器を介して、ディジタルメモリ例えばディジタルメモリ
オシロスコープの後置接続されたアナログ/ディジタル
変換器へ導く。
【0002】
【従来の技術】部分放電の測定は、例えば一方では得ら
れる部分放電パルス−以下TEパルスと称する−が著し
く、小さく印加される試験電圧が著しく高く、しかも電
源、測定回路、周囲環境等から入力結合される障害信号
が重畳されるので、困難である。したがって測定されて
例えばメモリオシロスコープ−例えばディジタル−メモ
リオシロスコープで表わされるTEパルスには、障害信
号の識別に関して多くの経験が必要とされ、それに応じ
て著しく労力がかかり、厄介である。このため所定の形
式の部品の流れ作業式生産における迅速な判定は、ある
いはそれどころか部分放電の測定および評価プロセスの
自動化さえ不可能であるか、または著しく不精確であ
る。障害抑圧力を高める目的で狭帯域に設定された測定
システムを用いることができるが、この場合、TEパル
スの特性経過に関する情報も必然的に失われてしまう。
したがってTEパルスと障害パルスの判別はもはや不可
能である。
れる部分放電パルス−以下TEパルスと称する−が著し
く、小さく印加される試験電圧が著しく高く、しかも電
源、測定回路、周囲環境等から入力結合される障害信号
が重畳されるので、困難である。したがって測定されて
例えばメモリオシロスコープ−例えばディジタル−メモ
リオシロスコープで表わされるTEパルスには、障害信
号の識別に関して多くの経験が必要とされ、それに応じ
て著しく労力がかかり、厄介である。このため所定の形
式の部品の流れ作業式生産における迅速な判定は、ある
いはそれどころか部分放電の測定および評価プロセスの
自動化さえ不可能であるか、または著しく不精確であ
る。障害抑圧力を高める目的で狭帯域に設定された測定
システムを用いることができるが、この場合、TEパル
スの特性経過に関する情報も必然的に失われてしまう。
したがってTEパルスと障害パルスの判別はもはや不可
能である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、TEパルスの測定および評価を迅速に、例えば自
動的に、発生する障害電圧から影響を受けずに高い精度
で実施可能な方法を提供することにある。
題は、TEパルスの測定および評価を迅速に、例えば自
動的に、発生する障害電圧から影響を受けずに高い精度
で実施可能な方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】この課題は、自動的に比
較を行なう測定のために、被検体の部分放電パルスを広
帯域で出力結合して広帯域増幅器により増幅するように
し、増幅された信号を低域通過フィルタを介して、ディ
ジタルメモリの後置接続されたアナログ/ディジタル変
換器へ導いて、アナログ/ディジタル変換後にディジタ
ル形式で記憶するようにし、さらに部分放電パルスに相
応する記憶されたデータを計算機へ入力し、該計算機に
より、例えばフーリエ変換によって、時間領域から周波
数領域へ変換して、算出されたディジタル値を記憶する
ようにし、自動的な測定プロセスの前に、上記の方法ス
テップを、測定すべき被検体と同形式の複数個のモデル
部品に対して実施し、記憶され変換されたデータから一
連の部品に特有のモデル部分放電パルススペクトルを検
出し記憶して、基準部分放電パルススペクトルとして用
いるようにするか、または、典型的なモデル部分放電パ
ルススペクトルを合成により形成して、基準部分放電パ
ルススペクトルとして用いるようにし、さらに被検体に
試験電圧を加え、少なくとも1つの発生した部分放電パ
ルスあるいは複数個の部分放電パルスを、それぞれ別個
に上記の方法ステップに応じて広帯域で出力結合し、増
幅し、ディジタル化し、記憶し、変換し、変換されたデ
ータを記憶するようにし、このようにして得られた被検
体部分放電パルススペクトルを基準部分放電パルススペ
クトルの振幅値に適合化して、該基準部分放電パルスと
比較するようにし、被検体部分放電パルスが基準部分放
電パルススペクトルの所定の許容範囲内に位置していれ
ば、当該被検体部分放電パルスを捕捉検出するようにし
たことにより解決される。
較を行なう測定のために、被検体の部分放電パルスを広
帯域で出力結合して広帯域増幅器により増幅するように
し、増幅された信号を低域通過フィルタを介して、ディ
ジタルメモリの後置接続されたアナログ/ディジタル変
換器へ導いて、アナログ/ディジタル変換後にディジタ
ル形式で記憶するようにし、さらに部分放電パルスに相
応する記憶されたデータを計算機へ入力し、該計算機に
より、例えばフーリエ変換によって、時間領域から周波
数領域へ変換して、算出されたディジタル値を記憶する
ようにし、自動的な測定プロセスの前に、上記の方法ス
テップを、測定すべき被検体と同形式の複数個のモデル
部品に対して実施し、記憶され変換されたデータから一
連の部品に特有のモデル部分放電パルススペクトルを検
出し記憶して、基準部分放電パルススペクトルとして用
いるようにするか、または、典型的なモデル部分放電パ
ルススペクトルを合成により形成して、基準部分放電パ
ルススペクトルとして用いるようにし、さらに被検体に
試験電圧を加え、少なくとも1つの発生した部分放電パ
ルスあるいは複数個の部分放電パルスを、それぞれ別個
に上記の方法ステップに応じて広帯域で出力結合し、増
幅し、ディジタル化し、記憶し、変換し、変換されたデ
ータを記憶するようにし、このようにして得られた被検
体部分放電パルススペクトルを基準部分放電パルススペ
クトルの振幅値に適合化して、該基準部分放電パルスと
比較するようにし、被検体部分放電パルスが基準部分放
電パルススペクトルの所定の許容範囲内に位置していれ
ば、当該被検体部分放電パルスを捕捉検出するようにし
たことにより解決される。
【0005】
【発明の利点】例えばフーリエ変換により行なわれる時
間領域から周波数領域への部分放電パルスの変換、基準
パルスの形成、ならびに被検体部分放電パルスと基準部
分放電パルススペクトルとの比較により、事前に行なわ
れる被検体部分放電パルスの振幅値の適合化のもとで、
部分放電パルスが障害パルスを有しているか否かを簡単
に確かめることができる。存在し検出された障害パルス
を計算によって補償するかまたは抑圧できるので、影響
の残された障害信号を有する被検体部分放電パルスであ
っても評価に用いることができる。これにより均一な構
造形式の連続生産物を、本発明による部分放電パルス測
定により迅速かつ自動的に検査することができる。
間領域から周波数領域への部分放電パルスの変換、基準
パルスの形成、ならびに被検体部分放電パルスと基準部
分放電パルススペクトルとの比較により、事前に行なわ
れる被検体部分放電パルスの振幅値の適合化のもとで、
部分放電パルスが障害パルスを有しているか否かを簡単
に確かめることができる。存在し検出された障害パルス
を計算によって補償するかまたは抑圧できるので、影響
の残された障害信号を有する被検体部分放電パルスであ
っても評価に用いることができる。これにより均一な構
造形式の連続生産物を、本発明による部分放電パルス測
定により迅速かつ自動的に検査することができる。
【0006】本発明の別の有利な構成の詳細は請求項2
以下に示されており、図面に示された実施例に基づき以
下で詳しく説明する。
以下に示されており、図面に示された実施例に基づき以
下で詳しく説明する。
【0007】
【実施例の説明】図1に示されているように被検体1
は、この実施例では測定抵抗2として構成された例えば
50〜200Ωの測定インピーダンスを介してアース3
へ接続されている。測定インピーダンスとして、インダ
クタンスまたはインダクタンスを有するオーム抵抗の並
列または直列接続体を設けることもできる。被検体1の
入力側4には高電圧発生器6の出力側5が接続されてお
り、この高電圧発生器は試験パルス、例えば所定の波形
の試験高電圧を送出することができる。さらにこの高電
圧発生器6は、部分抵抗8および9を備えた分圧器7を
介して同様にアース3へ接続されている。分圧器7は、
印加される試験電圧を例えば1:1000の比で分圧す
る。分圧器7の分圧点10から、遮蔽ケーシング11の
中に設けられた貫通部12を通り絶縁形増幅器13を介
して電圧測定器へ、例えばディジタル電圧計14へ、線
路が案内されている。
は、この実施例では測定抵抗2として構成された例えば
50〜200Ωの測定インピーダンスを介してアース3
へ接続されている。測定インピーダンスとして、インダ
クタンスまたはインダクタンスを有するオーム抵抗の並
列または直列接続体を設けることもできる。被検体1の
入力側4には高電圧発生器6の出力側5が接続されてお
り、この高電圧発生器は試験パルス、例えば所定の波形
の試験高電圧を送出することができる。さらにこの高電
圧発生器6は、部分抵抗8および9を備えた分圧器7を
介して同様にアース3へ接続されている。分圧器7は、
印加される試験電圧を例えば1:1000の比で分圧す
る。分圧器7の分圧点10から、遮蔽ケーシング11の
中に設けられた貫通部12を通り絶縁形増幅器13を介
して電圧測定器へ、例えばディジタル電圧計14へ、線
路が案内されている。
【0008】高電圧発生器6の電圧は制御ユニット15
により、例えば0〜12kVの間で段階的にあるいは無
段階に設定調整可能である。制御ユニット15は、手動
制御制御装置16および/または電子的にインターフェ
ース制御部17によってディジタル形式で、外部から制
御可能である。
により、例えば0〜12kVの間で段階的にあるいは無
段階に設定調整可能である。制御ユニット15は、手動
制御制御装置16および/または電子的にインターフェ
ース制御部17によってディジタル形式で、外部から制
御可能である。
【0009】高電圧発生器6の出力側5は、有利には結
合コンデンサ18を介してアース3と接続されている。
合コンデンサ18を介してアース3と接続されている。
【0010】測定抵抗2の高電位点19は、結合線路2
0例えば同軸ケーブルを介して約50Ωの波動インピー
ダンスと、ならびに場合によっては高域通過フィルタ2
1例えば6次の高域通過フィルタを介して、広帯域測定
増幅器22と接続されている。高域通過フィルタ21は
有利には、高電圧発生器6に由来するものであり出力結
合されたTEパルス中に存在する50Hzの低周波が抑
圧されるように構成されている。高域通過フィルタ21
の遮断周波数は、約1.0〜1.5KHzになる。必要
であれば、広帯域測定増幅器22の前に、さらに少なく
とも1つの入力電圧分圧器23を設けることもできる。
複数個の入力電圧分圧器23の場合、、種々異なる増幅
係数の設定調整が可能である。さらに広帯域測定増幅器
22は、この実施例では保護ダイオードとして構成され
た、過電圧例えば短い上昇時間のパルス状の過電圧に対
する入力保護回路23aにより保護される。
0例えば同軸ケーブルを介して約50Ωの波動インピー
ダンスと、ならびに場合によっては高域通過フィルタ2
1例えば6次の高域通過フィルタを介して、広帯域測定
増幅器22と接続されている。高域通過フィルタ21は
有利には、高電圧発生器6に由来するものであり出力結
合されたTEパルス中に存在する50Hzの低周波が抑
圧されるように構成されている。高域通過フィルタ21
の遮断周波数は、約1.0〜1.5KHzになる。必要
であれば、広帯域測定増幅器22の前に、さらに少なく
とも1つの入力電圧分圧器23を設けることもできる。
複数個の入力電圧分圧器23の場合、、種々異なる増幅
係数の設定調整が可能である。さらに広帯域測定増幅器
22は、この実施例では保護ダイオードとして構成され
た、過電圧例えば短い上昇時間のパルス状の過電圧に対
する入力保護回路23aにより保護される。
【0011】広帯域測定増幅器22のための入力段とし
て有利には、例えばFET入力側を備えた差動増幅器、
あるいは高い共通モード抑圧作用を有する演算増幅器が
用いられる。
て有利には、例えばFET入力側を備えた差動増幅器、
あるいは高い共通モード抑圧作用を有する演算増幅器が
用いられる。
【0012】広帯域測定増幅器22にはエリアシング防
止フィルタ24の形式の低域通過フィルタが後置接続さ
れている。例えばこのフィルタの上方の遮断周波数は3
MHzと10MHzの間に、例えば5MHzにある。さ
らにこの低域通過フィルタは同軸貫通部25を介して、
ディジタルメモリ例えばディジタルメモリオシロスコー
プ26の後置接続されたアナログ/ディジタル変換器の
入力側と接続されている。このオシロスコープ自体はイ
ンターフェースバス27を介して計算機28と、例えば
20MHz〜33MHzのようにできるかぎり高いクロ
ック周波数を有するマイクロコンピュータと接続されて
いる。
止フィルタ24の形式の低域通過フィルタが後置接続さ
れている。例えばこのフィルタの上方の遮断周波数は3
MHzと10MHzの間に、例えば5MHzにある。さ
らにこの低域通過フィルタは同軸貫通部25を介して、
ディジタルメモリ例えばディジタルメモリオシロスコー
プ26の後置接続されたアナログ/ディジタル変換器の
入力側と接続されている。このオシロスコープ自体はイ
ンターフェースバス27を介して計算機28と、例えば
20MHz〜33MHzのようにできるかぎり高いクロ
ック周波数を有するマイクロコンピュータと接続されて
いる。
【0013】さらにインターフェースバス27を介して
ディジタル電圧計14が接続されており、インターフェ
ース制御部17を介して制御ユニット15が接続されて
いる。したがって制御ユニットも計算機28と接続され
ており、この計算機によって制御可能である。計算機2
8内には例えば、ディジタルメモリの後置接続されたア
ナログ/ディジタル変換器ないしディジタルメモリオシ
ロスコープ26により読み込まれた入力されたTEパル
スのデータを、時間領域から周波数領域へ変換するプロ
グラムが、例えばフーリエ変換のためのプログラムが、
とくに例えば高速フーリエ変換のためのプログラムが格
納されている。これにより、得られたディジタル化され
たパルス時間ダイアグラムを周波数スペクトルに換算す
ることができる。
ディジタル電圧計14が接続されており、インターフェ
ース制御部17を介して制御ユニット15が接続されて
いる。したがって制御ユニットも計算機28と接続され
ており、この計算機によって制御可能である。計算機2
8内には例えば、ディジタルメモリの後置接続されたア
ナログ/ディジタル変換器ないしディジタルメモリオシ
ロスコープ26により読み込まれた入力されたTEパル
スのデータを、時間領域から周波数領域へ変換するプロ
グラムが、例えばフーリエ変換のためのプログラムが、
とくに例えば高速フーリエ変換のためのプログラムが格
納されている。これにより、得られたディジタル化され
たパルス時間ダイアグラムを周波数スペクトルに換算す
ることができる。
【0014】周知の高速フーリエ変換は、計算時間を低
減する目的で測定場所に特有のデータフォーマットに適
合されている。さらに計算機28によりパルスの電荷が
算出されて、得られた値が後続処理の目的で記憶され
る。さらに計算機28ないしプログラムは、有利には自
己相関算出および相互相関算出により障害信号を識別し
除去するルーチンを含む。
減する目的で測定場所に特有のデータフォーマットに適
合されている。さらに計算機28によりパルスの電荷が
算出されて、得られた値が後続処理の目的で記憶され
る。さらに計算機28ないしプログラムは、有利には自
己相関算出および相互相関算出により障害信号を識別し
除去するルーチンを含む。
【0015】測定方法の経過は、このような測定構成に
より実質的に以下のようにして行なわれる:手動制御装
置16または計算機28を介して、高電圧発生器6が制
御される。それに応じてこの発生器はその出力側5から
所定の波形の試験電圧をパルスごとに上昇する電圧を有
する試験パルスとして被検体1へ送出する。部分放電が
発生すると、測定抵抗2を介して相応の電流がアースへ
流れる。測定抵抗2の高電位点19において電圧降下が
生じ、これは測定電圧UMとして出力結合され、同軸ケ
ーブル20、高域通過フィルタ21、入力電圧分圧器2
3、ならびに入力保護回路23aを介して、広帯域増幅
器22へ導かれる。この増幅器から送出され増幅された
測定電圧UM′は、エリアシング防止フィルタ24およ
び貫通部25を介して、メモリの後置接続されたアナロ
グ/ディジタル変換器の入力側へ、ないしディジタルメ
モリオシロスコープ26の入力側へ印加される。そこに
おいて曲線経過がディジタル化され、記憶される。ディ
ジタル値はインターフェースバス27を介して計算機2
8へ入力され、この計算機により離散フーリエ変換また
は高速フーリエ変換されて周波数領域へ変換される。さ
らに周知のように離散的な周波数の値が算出される。例
えば20MHzのサンプリング周波数で2048個の測
定点を伝送する場合、直流電圧成分と高速フーリエ変換
FFTの対称性を考慮して、パルスの周波数スペクトル
は10KHz〜10.23MHzの周波数振幅として1
0KHzの間隔で表示される。しかしエリアシング防止
フィルタとして構成された低域通過フィルタ24のため
に、このフィルタの遮断周波数より小さい周波数のみ
を、例えば5MHzより小さい周波数のみを、信号評価
のために利用するだけでよい。算出された周波数スペク
トルは、表示するために計算機28からスクリーンへ送
出される。
より実質的に以下のようにして行なわれる:手動制御装
置16または計算機28を介して、高電圧発生器6が制
御される。それに応じてこの発生器はその出力側5から
所定の波形の試験電圧をパルスごとに上昇する電圧を有
する試験パルスとして被検体1へ送出する。部分放電が
発生すると、測定抵抗2を介して相応の電流がアースへ
流れる。測定抵抗2の高電位点19において電圧降下が
生じ、これは測定電圧UMとして出力結合され、同軸ケ
ーブル20、高域通過フィルタ21、入力電圧分圧器2
3、ならびに入力保護回路23aを介して、広帯域増幅
器22へ導かれる。この増幅器から送出され増幅された
測定電圧UM′は、エリアシング防止フィルタ24およ
び貫通部25を介して、メモリの後置接続されたアナロ
グ/ディジタル変換器の入力側へ、ないしディジタルメ
モリオシロスコープ26の入力側へ印加される。そこに
おいて曲線経過がディジタル化され、記憶される。ディ
ジタル値はインターフェースバス27を介して計算機2
8へ入力され、この計算機により離散フーリエ変換また
は高速フーリエ変換されて周波数領域へ変換される。さ
らに周知のように離散的な周波数の値が算出される。例
えば20MHzのサンプリング周波数で2048個の測
定点を伝送する場合、直流電圧成分と高速フーリエ変換
FFTの対称性を考慮して、パルスの周波数スペクトル
は10KHz〜10.23MHzの周波数振幅として1
0KHzの間隔で表示される。しかしエリアシング防止
フィルタとして構成された低域通過フィルタ24のため
に、このフィルタの遮断周波数より小さい周波数のみ
を、例えば5MHzより小さい周波数のみを、信号評価
のために利用するだけでよい。算出された周波数スペク
トルは、表示するために計算機28からスクリーンへ送
出される。
【0016】自動化された測定プロセスを前処理するた
めに、まず最初に複数個のモデルTEパルスが手動で、
あるいは測定装置により自動的に記録され、周波数スペ
クトルの各振幅ごとに1つの群に関して平均化される。
このようにして得られたデータは記憶され、被検体群の
ための、例えばそれぞれ所定の形式のフォトカプラ、ト
ランス、またはプリント配線板のための基準TEパルス
スペクトルとして用いられる。つまりこれは比較の基礎
として、したがって被検体に生じる被検体TEパルスの
ための基準として用いられる。
めに、まず最初に複数個のモデルTEパルスが手動で、
あるいは測定装置により自動的に記録され、周波数スペ
クトルの各振幅ごとに1つの群に関して平均化される。
このようにして得られたデータは記憶され、被検体群の
ための、例えばそれぞれ所定の形式のフォトカプラ、ト
ランス、またはプリント配線板のための基準TEパルス
スペクトルとして用いられる。つまりこれは比較の基礎
として、したがって被検体に生じる被検体TEパルスの
ための基準として用いられる。
【0017】択一的に、基準TEパルススペクトルを発
生させるために、合成により形成されたパルスを用いる
こともできる。これは例えば数学的な関数としてあるい
は数値表の形式で、計算機28へ直接入力されるように
して用いられるか、あるいは被検体に生じたTEパルス
のかわりに、有利には試験電圧遮断時に被検体に並列接
続されるモデルパルス発生器29−図1に破線で示され
ている−を用いて、試験構造体が形成される。
生させるために、合成により形成されたパルスを用いる
こともできる。これは例えば数学的な関数としてあるい
は数値表の形式で、計算機28へ直接入力されるように
して用いられるか、あるいは被検体に生じたTEパルス
のかわりに、有利には試験電圧遮断時に被検体に並列接
続されるモデルパルス発生器29−図1に破線で示され
ている−を用いて、試験構造体が形成される。
【0018】周波数スペクトルの個々の周波数の振幅は
TEパルスの振幅により変化するので、周波数スペクト
ルの振幅値の正規化が必要である。この目的で、測定さ
れた各TEパルスに対して100%−振幅値を算出し、
すべての周波数の振幅をこれに関連づける。
TEパルスの振幅により変化するので、周波数スペクト
ルの振幅値の正規化が必要である。この目的で、測定さ
れた各TEパルスに対して100%−振幅値を算出し、
すべての周波数の振幅をこれに関連づける。
【0019】100%−振幅値を形成するために、有利
には基準TEパルススペクトルに特徴的な周波数だけが
用いられる。したがって例えば、矩形パルスを入力信号
とし、さらに(sin*x)/*−関数を周波数スペク
トルとし、10KHz〜100KHzの周波数の振幅お
よび3.01〜3.1MHzの周波数の振幅が基準量と
して選定される。
には基準TEパルススペクトルに特徴的な周波数だけが
用いられる。したがって例えば、矩形パルスを入力信号
とし、さらに(sin*x)/*−関数を周波数スペク
トルとし、10KHz〜100KHzの周波数の振幅お
よび3.01〜3.1MHzの周波数の振幅が基準量と
して選定される。
【0020】関数(sin*x)/*の第1のゼロ位置
は、前述の形式の測定構成に対して例えば2MHzであ
る。検査された鋳込まれた造の低周波電圧トランスに特
有の周波数スペクトルが、図2に描かれた太線29で示
されている。線29の上方および下方の線30と31は
選ばれた許容範囲を示しており、この許容範囲内であれ
ば被検体TEパルスの周波数スペクトルが位置してもか
まわない。図示された実施例の場合、この許容範囲は、
線29に関して+/−8%である。基準TEパルススペ
クトルの平均値を形成するために、例えば5つのTEパ
ルスが必要である。選ばれた狭い許容範囲により、TE
パルスと障害パルスの分離が可能である。基準TEパル
ススペクトル形成に用いられた被検体と同形式の部品の
自動的な連続試験は、簡単かつ正確に行なうことができ
る。
は、前述の形式の測定構成に対して例えば2MHzであ
る。検査された鋳込まれた造の低周波電圧トランスに特
有の周波数スペクトルが、図2に描かれた太線29で示
されている。線29の上方および下方の線30と31は
選ばれた許容範囲を示しており、この許容範囲内であれ
ば被検体TEパルスの周波数スペクトルが位置してもか
まわない。図示された実施例の場合、この許容範囲は、
線29に関して+/−8%である。基準TEパルススペ
クトルの平均値を形成するために、例えば5つのTEパ
ルスが必要である。選ばれた狭い許容範囲により、TE
パルスと障害パルスの分離が可能である。基準TEパル
ススペクトル形成に用いられた被検体と同形式の部品の
自動的な連続試験は、簡単かつ正確に行なうことができ
る。
【0021】障害パルスにおいて、基本的に以下の障害
信号が発生する可能性がある。
信号が発生する可能性がある。
【0022】a)ディジタル量子化ノイズ:これはディ
ジタルメモリオシロスコープ26内のアナログ/ディジ
タル変換器により引き起こされる。これは時間領域にお
いて一定値のある個所で、例えばゼロの線の周囲におけ
るノイズとしてとりわけ強く作用する。この種のTEパ
ルス32が図3に示されている。量子化ノイズの影響
は、窓関数を用いてパルスを評価することにより低減す
ることができる。この種のパルス33の高速フーリエ変
換が図4に示されている。
ジタルメモリオシロスコープ26内のアナログ/ディジ
タル変換器により引き起こされる。これは時間領域にお
いて一定値のある個所で、例えばゼロの線の周囲におけ
るノイズとしてとりわけ強く作用する。この種のTEパ
ルス32が図3に示されている。量子化ノイズの影響
は、窓関数を用いてパルスを評価することにより低減す
ることができる。この種のパルス33の高速フーリエ変
換が図4に示されている。
【0023】b)周期的な障害信号:これは例えば図5
に示されている。そこには、時間表示において1MHz
の周波数を有する、TEパルスに重畳された障害信号3
4が示されている。障害信号34.1は、TEパルス3
5の周波数スペクトル中に示されており、つまりフーリ
エ変換後では図6において明瞭に示されている。この障
害は、計算機プログラムの補正ルーチンにより簡単に除
去することができる。この目的で、例えば許容範囲より
も大きい周波数スペクトルの顕著なピーク値に関してパ
ルスが検査されて、隣接するスペクトル成分の大きさに
適合化される。さらに必要に応じて、周期的な障害信号
を信号処理により、有利には自己相関算出により、検出
することができ、補正ルーチンにより、有利にはディジ
タルフィルタにより除去することができる。
に示されている。そこには、時間表示において1MHz
の周波数を有する、TEパルスに重畳された障害信号3
4が示されている。障害信号34.1は、TEパルス3
5の周波数スペクトル中に示されており、つまりフーリ
エ変換後では図6において明瞭に示されている。この障
害は、計算機プログラムの補正ルーチンにより簡単に除
去することができる。この目的で、例えば許容範囲より
も大きい周波数スペクトルの顕著なピーク値に関してパ
ルスが検査されて、隣接するスペクトル成分の大きさに
適合化される。さらに必要に応じて、周期的な障害信号
を信号処理により、有利には自己相関算出により、検出
することができ、補正ルーチンにより、有利にはディジ
タルフィルタにより除去することができる。
【0024】c)広帯域の障害信号:これは通常はほと
んど回避できない。しかしながら、場合によっては生じ
得る障害信号がa)とb)により除去されており、この
障害信号が許容範囲内のスペクトル成分の総量のうちの
所定の割合よりも例えば75%〜95%よりも多い場合
にはじめて、例えばプログラムルーチンによりそのよう
な障害として評価されるかぎりにおいて、被検体TEパ
ルスと基準TEパルススペクトルの比較によって、この
障害信号の検出が可能である。
んど回避できない。しかしながら、場合によっては生じ
得る障害信号がa)とb)により除去されており、この
障害信号が許容範囲内のスペクトル成分の総量のうちの
所定の割合よりも例えば75%〜95%よりも多い場合
にはじめて、例えばプログラムルーチンによりそのよう
な障害として評価されるかぎりにおいて、被検体TEパ
ルスと基準TEパルススペクトルの比較によって、この
障害信号の検出が可能である。
【0025】d)ノイズ:部分放電の電荷の強さが著し
く小さい場合、強いノイズが有効信号に重畳される。ノ
イズの少ない、場合によってはやはり合成により発生さ
れたモデルパルスとのパルスの相殺により、例えば相互
相関算出により、TEパルスのS/N比の不足に関して
改善することができる。
く小さい場合、強いノイズが有効信号に重畳される。ノ
イズの少ない、場合によってはやはり合成により発生さ
れたモデルパルスとのパルスの相殺により、例えば相互
相関算出により、TEパルスのS/N比の不足に関して
改善することができる。
【0026】e)スイッチング障害信号36:これは例
えば高電圧発生器6の試験電圧を調整するためにモータ
を投入接続することにより生じる。あるいはリレーまた
は保護制御部、蛍光灯、バイメタルスイッチ等により生
じる。これは、図7に示されているようにやはり基準T
Eパルススペクトルよりも大きく偏差した時間経過を示
す。相応に図8に示された周波数スペクトルも−つまり
高速フーリエ変換後のスペクトルも−基準スペクトルか
ら偏差していることがはっきりとわかる。したがってこ
の種の障害パルス36.1も確実に検出され、したがっ
て図8の測定されたパルス37は、被検体TEパルスと
しては評価されない。
えば高電圧発生器6の試験電圧を調整するためにモータ
を投入接続することにより生じる。あるいはリレーまた
は保護制御部、蛍光灯、バイメタルスイッチ等により生
じる。これは、図7に示されているようにやはり基準T
Eパルススペクトルよりも大きく偏差した時間経過を示
す。相応に図8に示された周波数スペクトルも−つまり
高速フーリエ変換後のスペクトルも−基準スペクトルか
ら偏差していることがはっきりとわかる。したがってこ
の種の障害パルス36.1も確実に検出され、したがっ
て図8の測定されたパルス37は、被検体TEパルスと
しては評価されない。
【0027】被検体の自動的な測定は小さな試験電圧で
開始され、この試験電圧は1秒ごとに例えば100Vだ
け高められる。このことにより例えば50Vの測定分解
能が生じ、12kVの最大試験電圧において試験時間は
2分になる。被検体TEパルスが、障害抑圧され適合化
され基準TEパルススペクトルと比較された後で、その
ようなパルスとして検出されれば、そのパルスの電荷
を、例えばサンプリングされたピーク値の積分により求
めることができ、その電荷も所属の使用電圧も記憶する
ことができる。部品検査の際には試験電圧が予め定めら
れていることが多いので、自動的な部分放電測定を評価
された被検体TEパルスの入力電圧の検出および記憶に
制限することができる。
開始され、この試験電圧は1秒ごとに例えば100Vだ
け高められる。このことにより例えば50Vの測定分解
能が生じ、12kVの最大試験電圧において試験時間は
2分になる。被検体TEパルスが、障害抑圧され適合化
され基準TEパルススペクトルと比較された後で、その
ようなパルスとして検出されれば、そのパルスの電荷
を、例えばサンプリングされたピーク値の積分により求
めることができ、その電荷も所属の使用電圧も記憶する
ことができる。部品検査の際には試験電圧が予め定めら
れていることが多いので、自動的な部分放電測定を評価
された被検体TEパルスの入力電圧の検出および記憶に
制限することができる。
【0028】既に述べたように自動的な測定は、それ自
体周知の高速フーリエ変換により著しく迅速に実施可能
であり、その際、高いクロック周波数を有するディジタ
ルユニットを相応に選択することにより、あるいは例え
ばディジタル信号プロセッサのような特定化された構成
素子により、測定時間をよりいっそう短縮することがで
きる。
体周知の高速フーリエ変換により著しく迅速に実施可能
であり、その際、高いクロック周波数を有するディジタ
ルユニットを相応に選択することにより、あるいは例え
ばディジタル信号プロセッサのような特定化された構成
素子により、測定時間をよりいっそう短縮することがで
きる。
【0029】測定インピーダンス2として同軸の管状抵
抗または有利にはかご形抵抗を用いると好適になり得
る。さらに測定抵抗として構成された測定インピーダン
スを金属膜抵抗として構成するのも好適である。
抗または有利にはかご形抵抗を用いると好適になり得
る。さらに測定抵抗として構成された測定インピーダン
スを金属膜抵抗として構成するのも好適である。
【0030】可変の試験電圧が有利には約12kVまで
の比較的低い高電圧範囲にあるとしても、本発明はこの
試験電圧範囲に限定されるものではない。本発明による
課題を解決するために、同等のまたは比肩し得る利点を
ともなって、実質的に比較的高い電圧レベルの試験電圧
を用いることもできる。
の比較的低い高電圧範囲にあるとしても、本発明はこの
試験電圧範囲に限定されるものではない。本発明による
課題を解決するために、同等のまたは比肩し得る利点を
ともなって、実質的に比較的高い電圧レベルの試験電圧
を用いることもできる。
【0031】
【発明の効果】本発明による方法により、部分放電パル
スの測定および評価を迅速に発生する障害電圧とは無関
係に高い精度で実施することができる。
スの測定および評価を迅速に発生する障害電圧とは無関
係に高い精度で実施することができる。
【図1】本発明による装置を実施するための測定場所の
基本構成図である。
基本構成図である。
【図2】種々異なる部分放電パルスのダイアグラムであ
る。
る。
【図3】種々異なる部分放電パルスのダイアグラムであ
る。
る。
【図4】種々異なる部分放電パルスのダイアグラムであ
る。
る。
【図5】種々異なる部分放電パルスのダイアグラムであ
る。
る。
【図6】種々異なる部分放電パルスのダイアグラムであ
る。
る。
【図7】種々異なる部分放電パルスのダイアグラムであ
る。
る。
【図8】種々異なる部分放電パルスのダイアグラムであ
る。
る。
1 被検体 2 測定抵抗 6 高電圧発生器 12 貫通部 13 絶縁増幅器 14 ディジタル電圧計 15 制御ユニット 16 手動制御装置 17 インターフェース制御部 20 結合線路 21 高域通過フィルタ 22 広帯域測定増幅器 24 低域通過フィルタ 25 同軸貫通部 26 ディジタルメモリオシロスコープ 27 インターフェース 28 計算機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハラルト ブハラ ドイツ連邦共和国 ダルムシュタット リ ービッヒシュトラーセ 29
Claims (21)
- 【請求項1】 測定インピーダンスと直列接続された各
被検体に所定の波形の可変の試験電圧を加えることによ
り、多数の同種の被検体における部分放電を測定する方
法であって、測定インピーダンスから部分放電パルスを
出力結合し広帯域の増幅器を介して、ディジタルメモリ
例えばディジタルメモリオシロスコープの後置接続され
たアナログ/ディジタル変換器へ導くようにした、部分
放電を測定する方法において、 自動的に比較を行なう測定のために、被検体の部分放電
パルスを広帯域で出力結合して、広帯域増幅器(22)
により増幅するようにし、 増幅された信号を低域通過フィルタ(24)を介して、
ディジタルメモリ(26)の後置接続されたアナログ/
ディジタル変換器へ導いて、アナログ/ディジタル変換
後にディジタル形式で記憶するようにし、 さらに部分放電パルスに相応する記憶されたデータを計
算機(28)へ入力し、該計算機により、例えばフーリ
エ変換によって、時間領域から周波数領域へ変換して、
算出されたディジタル値を記憶するようにし、 自動的な測定プロセスの前に、 −上記の方法ステップを、測定すべき被検体と同形式の
多数のモデル部品に対して実施し、記憶され変換された
データから大量生産のの部品に特有のモデル部分放電パ
ルススペクトルを平均化し記憶して、基準部分放電パル
ススペクトルとして用いるようにするか、または、 −典型的なモデル部分放電パルススペクトルを合成によ
り形成して、基準部分放電パルススペクトルとして用い
るようにし、 さらに被検体に試験電圧を加え、少なくとも1つの発生
した部分放電パルスあるいは複数個の部分放電パルス
を、それぞれ別個に上記の方法ステップに応じて広帯域
で出力結合し、増幅し、ディジタル化し、記憶し、変換
し、変換されたデータを記憶するようにし、 このようにして得られた被検体部分放電パルススペクト
ルを基準部分放電パルススペクトルの振幅値に適合化し
て、該基準部分放電パルスと比較するようにし、被検体
部分放電パルスが基準部分放電パルススペクトルの所定
の許容範囲内に位置していれば、当該被検体部分放電パ
ルスを捕捉検出するようにしたことを特徴とする、部分
放電を測定する方法。 - 【請求項2】 まず最初に基準部分放電パルススペクト
ルに対して、次に各被検体部分放電パルスに対して、1
00%−振幅値を算出し、基準部分放電パルススペクト
ルの振幅値に換算して、被検体部分放電パルスの全ての
周波数に関する振幅値を、100%−振幅値に関連づけ
て算出することにより、被検体部分放電パルスの基準部
分放電パルススペクトルへの適合化を行なうようにし
た、請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 100%−振幅値の算出のために、ただ
1つのまたは複数のスペクトルの周波数特性領域を用い
るようにした、請求項2記載の方法。 - 【請求項4】 100%−振幅値を算出するために、例
えば約10KHz〜100KHzの周波数範囲と、例え
ば約3MHz〜3.1MHzの周波数範囲を用いるよう
にした、請求項3記載の方法。 - 【請求項5】 平均化された基準部分放電パルススペク
トルの代わりに、合成によるスペクトルを基準部分放電
パルススペクトルとして用いるようにした、請求項1〜
4のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項6】 モデル部分放電パルスないし基準部分放
電パルススペクトルを、相応のデータ入力により、例え
ば数学的な関数としてあるいは数値表の形式で、計算機
(28)内で合成により形成するようにした、請求項5
記載の方法。 - 【請求項7】 合成による基準部分放電パルススペクト
ルを、合成されたモデル部分放電パルスから、例えばモ
デルパルス発生器により発生された所定の特性曲線形状
のパルスを試験装置へ供給することにより形成するよう
にした、請求項5記載の方法。 - 【請求項8】 モデル部分放電パルスを被検体と同時に
形成し切り換えるようにした、請求項7記載の方法。 - 【請求項9】 シミュレートされた基準部分放電パルス
スペクトルの1つまたは複数の特性周波数ないし1つま
たは複数の周波数特性領域を、100%−振幅値の算出
に用いるようにした、請求項5〜8のいずれか1項記載
の方法。 - 【請求項10】 部分放電パルススペクトルを、比較お
よび100%値への正規化の前に、許容範囲外にある顕
著なピーク値に関して補正ルーチンにより計算によって
除去するようにした、請求項1〜9のいずれか1項記載
の方法。 - 【請求項11】 ピーク値の除去後、新たに100%−
振幅値の算出と全ての周波数の振幅値の算出とを実施
し、このようにして算出された値を基準部分放電パルス
スペクトルと比較するようにした、請求項10記載の方
法。 - 【請求項12】 ディジタル化された被検体部分放電パ
ルスを、その後続処理の前に所定の計算方式により、例
えば自己相関算出により、周期的な障害信号に関して検
査し、当該該障害信号を補正ルーチンにより、例えばデ
ィジタルフィルタにより除去するようにした、請求項1
〜11のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項13】 記憶された被検体部分放電パルスのS
/N比をその後続処理の前に所定の計算方式により、例
えばほとんど障害を受けていない例えば合成により形成
されたモデルパルスとの相互相関により、改善するよう
にした、請求項1〜12のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項14】 被検体部分放電パルススペクトルに対
する量子化ノイズの影響を、窓関数によりパルスを評価
することによって低減するようにした、請求項1〜13
のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項15】 被検体部分放電パルスを出力結合する
ために、測定インピーダンス(2)として同軸の管状抵
抗を用いるようにした、請求項1〜14のいずれか1項
記載の方法。 - 【請求項16】 被検体部分放電パルスを出力結合する
ために、測定インピーダンス(2)として同軸のかご形
抵抗を用いるようにした、請求項1〜14のいずれか1
項記載の方法。 - 【請求項17】 被検体部分放電パルスを出力結合する
ために、測定インピーダンス(2)として金属被膜抵抗
を用いるようにした、請求項1〜14のいずれか1項記
載の方法。 - 【請求項18】 差動増幅器入力段と、パルス状の過電
圧に対する入力保護回路とを備えた広帯域増幅器(2
2)を用いるようにした、請求項1〜17のいずれか1
項記載の方法。 - 【請求項19】 部分放電パルスの周波数スペクトル
の、許容範囲を越えて突出した顕著なピーク値を、隣り
合うスペクトル成分に適合化するようにした、請求項1
〜18のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項20】 被検体部分放電パルスの信号処理の
後、スペクトル成分の大きさにおける所定の割合が許容
範囲内にあれば、当該パルスを被検体部分放電パルスと
して評価するようにした、請求項1〜19のいずれか1
項記載の方法。 - 【請求項21】 高速フーリエ変換を用いるようにし
た、請求項1〜20のいずれか1項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4120821.8 | 1991-06-24 | ||
| DE4120821A DE4120821A1 (de) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | Verfahren zum messen von teilentladungen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05240902A true JPH05240902A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=6434626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4165950A Pending JPH05240902A (ja) | 1991-06-24 | 1992-06-24 | 部分放電を測定する方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0520193B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05240902A (ja) |
| AT (1) | ATE151537T1 (ja) |
| CA (1) | CA2072183A1 (ja) |
| DE (2) | DE4120821A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009047831A (ja) * | 2007-08-17 | 2009-03-05 | Toshiba Corp | 特徴量抽出装置、プログラムおよび特徴量抽出方法 |
| CN104422862A (zh) * | 2013-09-11 | 2015-03-18 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于评估电部件的不想要的局部放电的检查系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE29518286U1 (de) * | 1995-11-17 | 1996-01-18 | Siemens AG, 80333 München | Vorrichtung zur Ortung von Teilentladungen bei dynamoelektrischen Hochspannungsmaschinen und/oder Hochspannungsanlagen |
| DE19548466A1 (de) * | 1995-12-22 | 1997-06-26 | Abb Research Ltd | Sensor zum Auskoppeln von Teilentladungsimpulsen aus einer hochspannungsführenden elektrischen Anlage |
| US6032524A (en) * | 1997-12-03 | 2000-03-07 | Raytheon Aircraft Company | Method and apparatus for detecting p-static interference source |
| ES2370613T3 (es) | 2008-04-14 | 2011-12-20 | Abb Research Ltd. | Determinación de la capacidad aislante degradada en un aislamiento previsto entre dos objetos de un elemento de funcionamiento inductivo. |
| KR101787901B1 (ko) * | 2016-06-14 | 2017-11-15 | 엘에스산전 주식회사 | 전력설비 진단장치 |
| CN111142001B (zh) * | 2020-01-10 | 2022-04-22 | 三峡大学 | 基于平行特征域的变压器多源局部放电模式识别方法 |
| EP3961227A1 (en) | 2020-08-31 | 2022-03-02 | General Electric Company | Online and offline partial discharge detection for electrical drive systems |
| CN115097271A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-23 | 五凌电力有限公司东坪水电厂 | 基于干扰脉冲的放电监测方法、系统、设备和存储介质 |
| CN120370115A (zh) * | 2025-06-03 | 2025-07-25 | 扬州新概念电气有限公司 | 开关柜局部放电的预警方法、装置、电子设备及存储介质 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2856354C2 (de) * | 1978-12-27 | 1986-06-26 | Calor-Emag Elektrizitäts-Aktiengesellschaft, 4030 Ratingen | Einrichtung zum Prüfen von metallgekapselten Hochspannungsanlagen auf Teilentladungen |
| DE3148735A1 (de) * | 1981-12-09 | 1986-10-09 | Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen | Verfahren und vorrichtung zur frequenzanalyse |
| DE3441938A1 (de) * | 1984-11-16 | 1986-05-22 | Preh, Industrieausrüstungen GmbH, 8740 Bad Neustadt | Einrichtung zum vergleich von zu messenden wertpaaren mit einer sollkennlinie |
| US4744041A (en) * | 1985-03-04 | 1988-05-10 | International Business Machines Corporation | Method for testing DC motors |
| SU1337837A1 (ru) * | 1985-12-27 | 1987-09-15 | Ленинградский Политехнический Институт Им.М.И.Калинина | Способ неразрушающего контрол качества изготовлени высоковольтной изол ции |
| DD253333A1 (de) * | 1986-10-13 | 1988-01-13 | Robotron Messelekt | Teilentladungsmessanordnung mit unterdrueckung ueberlagerter hf-stoerspannungen |
| DD276217A3 (de) * | 1987-06-09 | 1990-02-21 | Robotron Elektronik | Verfahren und Vorrichtung zur zerstörungsfreien Durchschlagsfestigkeitsprüfung |
| DE3733040A1 (de) * | 1987-09-30 | 1989-04-13 | Siemens Ag | Vorrichtung und verfahren zum pruefen von elektrischen leitungsnetzwerken, insbesondere von gedruckten leiterplatten |
| US4918382A (en) * | 1989-03-20 | 1990-04-17 | Tektronix, Inc. | Method for distinguishing between real and spurious responses in a spectrum analyzer |
-
1991
- 1991-06-24 DE DE4120821A patent/DE4120821A1/de not_active Withdrawn
-
1992
- 1992-05-24 EP EP92108749A patent/EP0520193B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-05-24 AT AT92108749T patent/ATE151537T1/de not_active IP Right Cessation
- 1992-05-24 DE DE59208310T patent/DE59208310D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-06-23 CA CA002072183A patent/CA2072183A1/en not_active Abandoned
- 1992-06-24 JP JP4165950A patent/JPH05240902A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
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| DE59208310D1 (de) | 1997-05-15 |
| CA2072183A1 (en) | 1992-12-25 |
| EP0520193A1 (de) | 1992-12-30 |
| ATE151537T1 (de) | 1997-04-15 |
| EP0520193B1 (de) | 1997-04-09 |
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