JPH0750143B2 - 部分放電位置標定装置 - Google Patents
部分放電位置標定装置Info
- Publication number
- JPH0750143B2 JPH0750143B2 JP23341387A JP23341387A JPH0750143B2 JP H0750143 B2 JPH0750143 B2 JP H0750143B2 JP 23341387 A JP23341387 A JP 23341387A JP 23341387 A JP23341387 A JP 23341387A JP H0750143 B2 JPH0750143 B2 JP H0750143B2
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- Japan
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- partial discharge
- ultrasonic
- waveform
- difference
- waveforms
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は部分放電位置標定装置に関する。
（従来の技術） 絶縁体にある値以上の電圧を印加すると絶縁破壊を生じ
部分放電が起こる。従来から、部分放電が生じた際の急
激な電圧又は電流の変化を電気的な方法により測定し、
部分放電の位置を決定することが広く行われている。
又、部分放電により発生する機械的振動に起因して発生
する超音波を複数の超音波センサで検出してその時間差
を求め、部分放電の位置を算出する方法も行われてい
る。
部分放電が起こる。従来から、部分放電が生じた際の急
激な電圧又は電流の変化を電気的な方法により測定し、
部分放電の位置を決定することが広く行われている。
又、部分放電により発生する機械的振動に起因して発生
する超音波を複数の超音波センサで検出してその時間差
を求め、部分放電の位置を算出する方法も行われてい
る。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来の電気的方法では、種々のノイズの
多い現場環境では部分放電を精度良く測定することが困
難であり、まして部分放電の位置を正確に標定すること
は極めて難しいという問題点がある。一方、超音波セン
サを用いる方法でも、周囲の種々のノイズの中から該当
する超音波信号を選択して、２つの超音波信号波形の時
間差を精度良く求めることは難しく、部分放電の位置を
標定することは不可能に近いという問題点がある。
多い現場環境では部分放電を精度良く測定することが困
難であり、まして部分放電の位置を正確に標定すること
は極めて難しいという問題点がある。一方、超音波セン
サを用いる方法でも、周囲の種々のノイズの中から該当
する超音波信号を選択して、２つの超音波信号波形の時
間差を精度良く求めることは難しく、部分放電の位置を
標定することは不可能に近いという問題点がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、部分
放電の際に発生する超音波を複数の超音波センサで検出
して、信号波形間の相互相関係数を求めて部分放電の位
置を標定する部分放電位置標定装置を提供することを目
的とする。
放電の際に発生する超音波を複数の超音波センサで検出
して、信号波形間の相互相関係数を求めて部分放電の位
置を標定する部分放電位置標定装置を提供することを目
的とする。
（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明によれば、異なった位
置に設置され部分放電により発生する超音波を検出し電
気信号に変換する複数の超音波センサと、該超音波セン
サの各々の出力電気信号波形をデジタル電気信号波形に
変換して記憶する波形記憶装置と、前記デジタル信号波
形を読み取り２つのデジタル信号波形毎に相互相関係数
を計算しその最大値から超音波の超音波センサへの到達
時間差を計算し、前記到達時間差に超音波の速度を乗算
して距離差を算出し前記部分放電の位置を算出判定する
演算装置とから成る部分放電位置標定装置が提供され
る。
置に設置され部分放電により発生する超音波を検出し電
気信号に変換する複数の超音波センサと、該超音波セン
サの各々の出力電気信号波形をデジタル電気信号波形に
変換して記憶する波形記憶装置と、前記デジタル信号波
形を読み取り２つのデジタル信号波形毎に相互相関係数
を計算しその最大値から超音波の超音波センサへの到達
時間差を計算し、前記到達時間差に超音波の速度を乗算
して距離差を算出し前記部分放電の位置を算出判定する
演算装置とから成る部分放電位置標定装置が提供され
る。
（作用） 複数の超音波センサが部分放電の際に発生する超音波を
夫々検出し電気信号波形に変換し、波形記憶装置がこれ
らのアナログ電気信号波形をデジタル信号波形に変換し
て記憶し、演算装置が各デジタル信号波形の１サイクル
ないし数サイクル分を読み取って、相互相関係数を計算
しその最大値から超音波の各超音波センサへの到達時間
差を求め、部分放電の位置を算出判定する。
夫々検出し電気信号波形に変換し、波形記憶装置がこれ
らのアナログ電気信号波形をデジタル信号波形に変換し
て記憶し、演算装置が各デジタル信号波形の１サイクル
ないし数サイクル分を読み取って、相互相関係数を計算
しその最大値から超音波の各超音波センサへの到達時間
差を求め、部分放電の位置を算出判定する。
（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。
する。
第１図は本発明の部分放電位置標定装置の一実施例を示
すブロック図である。本発明の部分放電位置標定装置は
この実施例では４個の超音波センサ3a,3b,3c,3d,波形記
憶装置5,及び演算装置６から構成されている。４個の超
音波センサ3a,3b,3c,3dは電力ケーブル１の接続部２の
部分放電位置例えば４で発生した部分放電に伴う機械的
振動による超音波を検出しやすい位置に取り付けられ、
接続部２内で発生した超音波を検出して電気信号として
出力する。波形記憶装置５はＡ−Ｄ変換器とデジタルメ
モリとから成り、超音波接続部3a,3b,3c,3dからのアナ
ログ電気信号波形をデジタル電気信号波形に変換して、
デジタルメモリに各波形の到達時刻と共に記憶する。演
算装置６は波形記憶装置５に記憶されている１サイクル
ないし数サイクル分のデジタル電気信号波形を読み取
り、後述する相互相関係数ρxy(j)（ｊ＝0,1,2,…Ｎ−
１）最大値を計算して、超音波の部分放電位置４から各
超音波センサ3a,3b,3c,3dへの到達時間差を求め、接続
部２内の部分放電の位置を算出判定する。
すブロック図である。本発明の部分放電位置標定装置は
この実施例では４個の超音波センサ3a,3b,3c,3d,波形記
憶装置5,及び演算装置６から構成されている。４個の超
音波センサ3a,3b,3c,3dは電力ケーブル１の接続部２の
部分放電位置例えば４で発生した部分放電に伴う機械的
振動による超音波を検出しやすい位置に取り付けられ、
接続部２内で発生した超音波を検出して電気信号として
出力する。波形記憶装置５はＡ−Ｄ変換器とデジタルメ
モリとから成り、超音波接続部3a,3b,3c,3dからのアナ
ログ電気信号波形をデジタル電気信号波形に変換して、
デジタルメモリに各波形の到達時刻と共に記憶する。演
算装置６は波形記憶装置５に記憶されている１サイクル
ないし数サイクル分のデジタル電気信号波形を読み取
り、後述する相互相関係数ρxy(j)（ｊ＝0,1,2,…Ｎ−
１）最大値を計算して、超音波の部分放電位置４から各
超音波センサ3a,3b,3c,3dへの到達時間差を求め、接続
部２内の部分放電の位置を算出判定する。
次に、第１図及び第２図を参照して本発明の部分放電位
置標定装置の作用について説明する。
置標定装置の作用について説明する。
第２図は超音波センサの出力波形xi及びyi，及びその相
互相関係数ρxyの波形を示す図である。一般に、２つの
時系列データの内の２つのデジタルデータ波形をxi（ｉ
＝1,2,…Ｎ）及びyi（ｉ＝1,2,…Ｎ）とすると、これら
の２つの波形の相互相関係数ρxy(j)は次式で定義され
る。
互相関係数ρxyの波形を示す図である。一般に、２つの
時系列データの内の２つのデジタルデータ波形をxi（ｉ
＝1,2,…Ｎ）及びyi（ｉ＝1,2,…Ｎ）とすると、これら
の２つの波形の相互相関係数ρxy(j)は次式で定義され
る。
ここで、 （２）式で与えられる相互共分散係数Rxy(j)は波形xmと
波形ym+jの類似度を示すもので両波形が最も類似してい
るときに最大値をとる。この相互共分散係数Rxy(j)は
（２）式から直接演算して求めることができるが、相互
共分散係数Rxy(j)のフーリエ変換がクロスパワースペク
トルの各成分に対応することが証明されていることから
通常は波形xmと波形ym+jのクロスパワースペクトルを求
めて、これをフーリエ逆変換して相互共分散係数Rxy(j)
を求めることが行われる。フーリエ変換及びフーリエ逆
変換は夫々高速フーリエ変換（FFT）及び高速フーリエ
逆変換が用いられる。また、Rx(0)及びRy(0)は夫々次式
で与えられる自己共分散係数Rx(j)及びRy(j)のｊ＝０の
時の値である。
波形ym+jの類似度を示すもので両波形が最も類似してい
るときに最大値をとる。この相互共分散係数Rxy(j)は
（２）式から直接演算して求めることができるが、相互
共分散係数Rxy(j)のフーリエ変換がクロスパワースペク
トルの各成分に対応することが証明されていることから
通常は波形xmと波形ym+jのクロスパワースペクトルを求
めて、これをフーリエ逆変換して相互共分散係数Rxy(j)
を求めることが行われる。フーリエ変換及びフーリエ逆
変換は夫々高速フーリエ変換（FFT）及び高速フーリエ
逆変換が用いられる。また、Rx(0)及びRy(0)は夫々次式
で与えられる自己共分散係数Rx(j)及びRy(j)のｊ＝０の
時の値である。
この自己共分散係数Rx(j)及びRy(j)も波形xm及びymのパ
ワースペクトルを算出し、このパワースペクトルをフー
リエ逆変換することによって能率的に求められる。
（１）式で与えられる相互相関係数ρxy(j)は相互共分
散係数Rxy(j)を自己共分散係数Rx(0)，Ry(0)で規準化し
たものであり、両波形xmとym+jが最も類似している時に
最大値１をとる。
ワースペクトルを算出し、このパワースペクトルをフー
リエ逆変換することによって能率的に求められる。
（１）式で与えられる相互相関係数ρxy(j)は相互共分
散係数Rxy(j)を自己共分散係数Rx(0)，Ry(0)で規準化し
たものであり、両波形xmとym+jが最も類似している時に
最大値１をとる。
実際に電圧ケーブル１の接続部２の部分放電により発生
した超音波を超音波センサ3a及び3bで夫々検出した結
果、各超音波センサ3a及び3bで夫々検出した結果、各超
音波センサ3a及び3bの出力波形が第２図（ａ）の波形xi
及び第２図（ｂ）の波形yiとなり、相互相関係数ρ
xy(j)は演算装置６により第２図（ｃ）に示す如く計算
された。相互相関係数ρxy(j)の最大値を与える時間、
つまり、波形xiと波形yiとが超音波センサ3a及び3bへ到
達する時間差ΔＴが48μｓであると計算された。
した超音波を超音波センサ3a及び3bで夫々検出した結
果、各超音波センサ3a及び3bで夫々検出した結果、各超
音波センサ3a及び3bの出力波形が第２図（ａ）の波形xi
及び第２図（ｂ）の波形yiとなり、相互相関係数ρ
xy(j)は演算装置６により第２図（ｃ）に示す如く計算
された。相互相関係数ρxy(j)の最大値を与える時間、
つまり、波形xiと波形yiとが超音波センサ3a及び3bへ到
達する時間差ΔＴが48μｓであると計算された。
この時間差ΔＴにこの接続部２の材料中の音速ｖ、例え
ば、1900m/secを乗算すれば、部分放電発生位置４から
超音波センサ3aと超音波センサ3bとの距離差ΔＳ＝ΔＴ
×ｖが求められる。従って、第２図の例では距離差ΔＳ
はΔＳ＝48×10-6×1900＝0.0912（ｍ）＝9.12（cm）と
なる。この距離差ΔＳは第１図における超音波の伝搬経
路Ａと伝搬経路Ｂの長さの差を示している。
ば、1900m/secを乗算すれば、部分放電発生位置４から
超音波センサ3aと超音波センサ3bとの距離差ΔＳ＝ΔＴ
×ｖが求められる。従って、第２図の例では距離差ΔＳ
はΔＳ＝48×10-6×1900＝0.0912（ｍ）＝9.12（cm）と
なる。この距離差ΔＳは第１図における超音波の伝搬経
路Ａと伝搬経路Ｂの長さの差を示している。
以上述べた時間差の計算を超音波センサ3cと超音波セン
サ3dとの間でも行って距離差を求め、超音波の伝搬経路
Ｃとの差及び伝搬経路Ｄとの長さの差を求めれば、部分
放電位置４を正確に算出し判定することができる。
サ3dとの間でも行って距離差を求め、超音波の伝搬経路
Ｃとの差及び伝搬経路Ｄとの長さの差を求めれば、部分
放電位置４を正確に算出し判定することができる。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、異なった位置に
設置され部分放電により発生する超音波を検出し電気信
号に変換する複数の超音波センサと、該超音波センサの
各々の出力電気信号波形をデジタル電気信号波形に変換
して記憶する波形記憶装置と、前記デジタル信号波形を
読み取り２つのデジタル信号波形毎に相互相関係数を計
算しその最大値から超音波の超音波センサへの到達時間
差を計算し、前記到達時間差に超音波の速度を乗算して
距離差を算出し前記部分放電の位置を算出判定する演算
装置とから成ることにより、特別に熟練を必要とせずに
ノイズの多い超音波センサの出力から正確迅速に２つの
波形間の時間差を算出し、これを用いて部分放電の位置
標定ができ、部分放電を確実に測定することができるた
めに絶縁破壊事故を未然に防止でき、手作業によって調
整する必要がないために完全な自動化が可能であるとい
う効果が得られる。
設置され部分放電により発生する超音波を検出し電気信
号に変換する複数の超音波センサと、該超音波センサの
各々の出力電気信号波形をデジタル電気信号波形に変換
して記憶する波形記憶装置と、前記デジタル信号波形を
読み取り２つのデジタル信号波形毎に相互相関係数を計
算しその最大値から超音波の超音波センサへの到達時間
差を計算し、前記到達時間差に超音波の速度を乗算して
距離差を算出し前記部分放電の位置を算出判定する演算
装置とから成ることにより、特別に熟練を必要とせずに
ノイズの多い超音波センサの出力から正確迅速に２つの
波形間の時間差を算出し、これを用いて部分放電の位置
標定ができ、部分放電を確実に測定することができるた
めに絶縁破壊事故を未然に防止でき、手作業によって調
整する必要がないために完全な自動化が可能であるとい
う効果が得られる。
第１図は本発明の部分放電位置標定装置の一実施例を示
すブロック図、第２図は超音波センサの出力波形xi、yi
及び相互相関係数ρxyの波形を示す図である。 １……電圧ケーブル、２……接続部、3a,3b,3c,3d……
超音波センサ、４……部分放電位置、５……波形記憶装
置、６……演算装置。
すブロック図、第２図は超音波センサの出力波形xi、yi
及び相互相関係数ρxyの波形を示す図である。 １……電圧ケーブル、２……接続部、3a,3b,3c,3d……
超音波センサ、４……部分放電位置、５……波形記憶装
置、６……演算装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸山 義雄 千葉県市原市八幡海岸通６ 古河電気工業 株式会社千葉電線製造所内 (72)発明者 山下 泰浩 千葉県市原市八幡海岸通６ 古河電気工業 株式会社千葉電線製造所内
Claims (1)
- 【請求項１】異なった位置に設置され部分放電により発
生する超音波を検出し電気信号に変換する複数の超音波
センサと、該超音波センサの各々の出力電気信号波形を
デジタル電気信号波形に変換して記憶する波形記憶装置
と、前記デジタル信号波形を読み取り２つのデジタル信
号波形毎に相互相関係数を計算しその最大値から超音波
の超音波センサへの到達時間差を計算し、前記到達時間
差に超音波の速度を乗算して距離差を算出し前記部分放
電の位置を算出判定する演算装置とから成ることを特徴
とする部分放電位置標定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23341387A JPH0750143B2 (ja) | 1987-09-17 | 1987-09-17 | 部分放電位置標定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23341387A JPH0750143B2 (ja) | 1987-09-17 | 1987-09-17 | 部分放電位置標定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6474465A JPS6474465A (en) | 1989-03-20 |
| JPH0750143B2 true JPH0750143B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=16954671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23341387A Expired - Lifetime JPH0750143B2 (ja) | 1987-09-17 | 1987-09-17 | 部分放電位置標定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750143B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19617243A1 (de) * | 1996-04-30 | 1997-11-06 | Horstmann Gmbh Dipl Ing H | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Abstandes eines Kabelfehlers |
| BR112013033908A2 (pt) * | 2011-07-05 | 2017-12-12 | Koninklijke Philips Nv | método e dispositivo para a determinação do momento em que uma artéria de interesse sob uma pressão em alteração muda de aberta para fechada ou vice-versa |
| CN110865286A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-03-06 | 武汉三相电力科技有限公司 | 放电相位计算方法 |
| CN112327108A (zh) * | 2020-10-09 | 2021-02-05 | 国网冀北电力有限公司检修分公司 | 一种罐式断路器局部放电超声信号去噪及时间差识别方法 |
| JPWO2025004394A1 (ja) * | 2023-06-28 | 2025-01-02 | ||
| CN116973702B (zh) * | 2023-07-31 | 2024-04-05 | 上海莫克电子技术有限公司 | 应用于gis局放测试的信号识别方法及系统 |
| CN118673392B (zh) * | 2024-08-13 | 2025-01-21 | 国网上海市电力公司 | 一种开关柜局部放电诊断方法及系统 |
-
1987
- 1987-09-17 JP JP23341387A patent/JPH0750143B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6474465A (en) | 1989-03-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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