JPH0580630B2 - - Google Patents

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JPH0580630B2
JPH0580630B2 JP59061747A JP6174784A JPH0580630B2 JP H0580630 B2 JPH0580630 B2 JP H0580630B2 JP 59061747 A JP59061747 A JP 59061747A JP 6174784 A JP6174784 A JP 6174784A JP H0580630 B2 JPH0580630 B2 JP H0580630B2
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JP
Japan
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partial discharge
distribution pattern
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void
diagnosed
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JP59061747A
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JPS60203866A (ja
Inventor
Tatsuki Okamoto
Hiromasa Fukagawa
Toshikatsu Tanaka
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Central Research Institute of Electric Power Industry
Original Assignee
Central Research Institute of Electric Power Industry
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は被診断の電気機器におけるボイド欠陥
の種類、その発生箇所などを課電状態のまゝ診断
しうるパターン認識手法を用いた非破壊診断方法
に関するものである。
電力系統において安定な送電を確保するために
は、系統に接続された各種機器例えばトランス、
ケーブル、回転機などの絶縁状態を、実使用状態
即ち活線の状態において非破壊的に診断できるよ
うにすることが理想である。またこれに加えてボ
イド欠陥が絶縁物の剥離ボイドか、或いはクラツ
クによるものであるかなど、ボイド欠陥の種類と
その発生箇所例えばボイドの欠陥が、トランス内
のリード線部、巻線と外箱間に発生したかなどを
確実に与えて、修理などにおいて迅速適切な対策
をとりうるようにすることが理想である。そこで
従来から種々の研究がなされ、例えば絶縁の劣化
についてはボイド欠陥にもとづく部分放電パルス
の最大レベル、即ち見掛の最大放電電荷の絶縁劣
化の推移に伴う変化から判定する方法、損失角に
よる方法などが提案されている。しかし現在まで
のところボイド欠陥の種類とその発生箇所の検出
については、これを満足させるような方法は見出
されていない。
本発明は上記の要望に応え得るボイド欠陥の診
断方法の提供を目的としてなされたもので、次に
図面を用いてその詳細を説明する。
本発明は次の研究結果にもとづいてなされたも
のである。即ちボイド欠陥にもとづく部分放電パ
ルスを検出し、その印加電圧の適宜サイクル区間
において発生した正極性および負極性部分放電パ
ルスのレベルから求めた見掛けの放電電荷qと、
その印加電圧に対する発生位相角の分布、即ち部
分放電位相特性であるφ−q分布パターンを、各
種のボイド欠陥を設けた機器について求めたとこ
ろ、そのφ−q分布パターンが例えば第1図のよ
うに、ボイド欠陥の種類とその発生箇所によつて
異なることを発見した。なお第1図aはモールド
トランスにおける剥離ボイドがコイルと絶縁体間
において発生した場合、第1図bは剥離ボイドが
鉄心と絶縁体間において発生した場合、また第1
図cはクラツクボイドの場合である。
そこで予め各種のボイド欠陥およびその発生箇
所を変えて、例えば被診断機器と同一絶縁階級、
同一電圧階級の機器により、診断用の基準φ−q
分布パターンを作製しておき、この既知のパター
ンと被診断機器から求められたφ−q分布パター
ンとを比較して、被診断機器のφ−q分布パター
ンと類似した診断用の基準φ−q分布パターンを
選別することにより、ボイド欠陥の種類やその発
生箇所など機器の絶縁状態を非破壊的に知りうる
ことを着想したものである。
第2図は本発明の一実施装置例ブロツク系統図
であつて、図において1は被診断機器、2はその
接地線、3は電流検出器、4,5は極性弁別器
で、部分放電パルスを正極性と負極性パルスとに
分離する。6,7はパルスのレベルと発生位相角
の検出器で、部分放電パルスのレベル即ち見掛け
の放電電荷qと、交流印加電圧に対する発生位相
角を正極性および負極性パルスについて検出す
る。8,9は被診断φ−q分布パターンの演算器
であつて、これらの回路は次のように動作する。
即ち印加電圧Vaの1サイクル毎の位相角(360°)
を、N個の位相角区間(ウインドウ)i=1……
Nに区分してLサイクル測定し、各サイクルのウ
インドウに生じた部分放電パルス、例えば第3図
a,b,c,dに示すように第1サイクルにおい
てはq10.1,q13.1,q40.1、第2サイクルにおいては
q10.2,q15.2,q37.2,q45.1、また第3サイクルにお
いてはq6.3,q13.3,q15.3,q35.3,q46.3、第Nサイ
クルにおいてはq3.o,q10.o,q15.o,q34.o,q40.o
q44.o、(なお足字の最初の数字はウインドウ番号、
次の足字はサイクル番号)を同一ウインドウ毎に
集計して、第3図eのような、見掛けの放電電荷
qの印加電圧の位相角φに対する分布であるサイ
クル平均φ−q分布に変換する。即ち一般的には
φ−qサイクル平均分布はLサイクルの測定に対
して、測定開始後l番目(l=1……L)の印加
電圧サイクルのi番目(i=1……N)のウイン
ドウに、大きさqilの部分放電パルスが発生したと
き qci=1/LLl=1 qil ……(1) によつて、第4図aに示す実測例(剥離ボイドの
場合)のような平均φ−q分布パターンを正、負
パルスについて求める。(なお(1)式において部分
放電パルスが発生しなかつたウインドウではqil
0として演算する。)10,11は診断用の基準
φ−q分布パターン(サイクル平均)の記憶装置
を示し、こゝには各種のボイド欠陥と各種の発生
箇所をもたせて測定された正極性および負極性に
対する診断用基準φ−q分布パターンが記憶され
る。12,13は比較器即ち類似パターン検出器
を示し、上記記憶装置10,11から読出された
診断用基準φ−q分布パターンと、被診断機器か
ら得られた被診断φ−q分布パターンを比較し、
被診断φ−q分布パターンに最も類似した診断用
基準φ−q分布パターンを選出するものであつ
て、例えばその比較方法として次の方法が採用さ
れる。
今交流印加電圧Vaによつて測定された被診断
φ−q分布パターンを(φ,Va)とし(放電々
荷は印加電圧Vaに比例する)、予め測定してある
M種類の診断用基準φ−q分布パターンの一つを
gi(φ,Va)(こゝでi=1……N)とする。また
φ−q分布パターンを比較するため、印加電圧
Vaを部分放電の消滅電圧により除いて規格化し
(以下これを規格化電圧ηと呼ぶ)、その比が同一
の場合の分布パターン同志を順次比較する。即ち
(φ,Va)とgi(φ,Va)を、上記規格化電圧
ηに対する分布である(φ,η)およびgi(φ,
η)とし、測定されたηに対して D1=∫〓2120((φ,η)−gi(φ,η))
2dφ,dη
……(2) を演算する。そして正極性および負極性の被診断
φ−q分布パターンに対して、D1の値を最も小
さくする分布(φ,η)とgi(φ,η)の近似値
を考え、このgi(φ,η)を生じさせたボイド欠
陥と被診断機器のボイド欠陥とが同等であると診
断する。14は表示装置例えばプリンタやブラウ
ン管表示装置であつて、診断結果を例えば記号に
よつて表示する。従つて本発明によればボイド欠
陥がどのような種類のものか、その発生箇所が何
処にあるかなどを常に監視できる。
以上本発明を一実施例について説明したが、前
記(1)式によつて説明したサイクル平均φ−q分布
の代りに、ウインド毎のパルス発生数niを用いて
次の(3)式により与えられる、パルス平均φ−q分
布を用いることもできる。
qpi=1/niLl=1 qil ……(3) なお第4図bは剥離ボイド発生時の実測例であ
る。
また第2図に示した実施例において説明した診
断基準φ−q分布パターンと被測定機器により得
られた被診断φ−q分布パターンとの比較器即ち
類似パターン検出装置12,13によるパターン
認識では回路が複雑となり、印加電圧の各サイク
ル毎に対応して高速処理を行わなければならな
い。これを防ぐためには例えば第5図に示すよう
に、演算器8,9によつて演算された平均φ−q
分布出力の歪度Sの分布の演算器15,16を設
け、また診断用基準パターン10,11の記憶装
置には診断用基準平均φ−q分布を歪度Sの分布
パターンによつて記憶させて、パターン検出装置
12,13により類似パターンを検出すればよ
い。この場合パターン検出装置12,13におけ
る検出は前記(3)式の代りに D2=∫〓21(S(η)−Si(η))2dη ……(4) にもとづいて行われる。なおこゝでS(η)は被
測定機器における歪度Sの規格化電圧ηに対する
依存性、Si(η)は予め測定された既知ボイド欠
陥によるM種類のφ−q分布のうちの一つの分布
の歪度Siの規格化電圧ηに対する依存性である。
また類似パターン検出の別な方法として第6図
のように、平均φ−q分布の演算器8,9の出力
から、φ−q分布の歪度S、尖度K、を求める演
算器17,18を設けて、S(η)の分布の尖度
Kのη依存性の傾向例えばds/dη>0、または
0または<0によつて類似パターンを検出した
り、φ−q分布から見掛けの最大放電々荷qnax
規格化電圧ηに対する依存性の傾向例えば
dqnax/dη>0、または0、または<0を使用
して、診断することもできるなどの各種の変形が
可能である。
以上の説明から明らかなように、本発明におい
ては印加電圧の複数サイクルにおける平均φ−q
分布を求め、これを迅速に処理して数サイクル毎
に診断結果を得ることができるので、本発明によ
る診断装置を設置することにより、常に機器を監
視してボイド欠陥の種類と発生箇所の診断と劣化
の予知診断を迅速かつ確実に行うことができる。
従つて従来の劣化の有無のみを知るものに比べ
て、絶縁性能の評価の精度を飛躍的に向上させる
ことができる。また更に本発明は絶縁劣化の予知
に当つても、従来の部分放電パルスのレベルから
最大放電々荷を求め、その量から判定するものの
ように、部分放電パルスの絶対値によるものでは
なく、印加電圧に対する部分放電パルスの発生頻
度nおよびその発生位相即φ−n分布から放電々
荷qの印加電圧に対する発生位相の分布即φ−q
分布パターンを求め、そのパターンと既知パター
ンとの比較により診断するものであるので、精度
を向上できるすぐれた利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はボイド欠陥の種類などによつてφ−q
分布パターンが変る例を示す波形図、第2図は本
発明の一実施装置例を示すブロツク系統図、第3
図はφ−q分布の演算過程を示す波形図、第4図
a,bはφ−q分布の実測例図、第5図および第
6図は本発明の他の実施装置例を示すブロツク系
統図である。 1……被測定機器、2……その接地線、3……
電流検出器、4,5……極性弁別器、6,7……
φ−n分布パターン検出器、8,9……φ−q分
布パターン演算器、10,11……診断用基準φ
−q分布パターン記憶器、12,13……比較器
類似パターン検出器、14……表示器、15,1
6……歪度演算器、17,18……歪度と尖度演
算器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被診断の電気機器から検出される部分放電パ
    ルスの正極性および負極性パルスについて、部分
    放電パルス発生頻度の印加電圧位相角特性を求め
    た後、印加電圧に対する部分放電位相特性である
    被診断φ−q分布パターンを演算し、この被診断
    φ−q分布パターンが、予めボイド欠陥の種類、
    発生箇所、劣化の程度を変えて求めた複数の診断
    用基準部分放電位相特性である診断用基準φ−q
    分布パターンと比較し、その類似度の高い診断用
    基準φ−q分布パターンを得ることにより、当該
    電気機器のボイド欠陥の種類、その発生箇所など
    を診断することを特徴とする部分放電位相特性に
    よる電気機器のボイド欠陥診断方法。 2 前記各φ−q分布パターンが、サイクル平均
    φ−q分布パターンであることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の部分放電位相特性による
    電気機器のボイド欠陥診断方法。 3 前記各φ−q分布パターンが、パルス平均φ
    −q分布パターンであることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の部分放電位相特性による電
    気機器のボイド欠陥診断方法。
JP6174784A 1984-03-29 1984-03-29 部分放電位相特性による電気機器のボイド欠陥診断方法 Granted JPS60203866A (ja)

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