JPH09159717A - 放電位置検出方法及び検出装置 - Google Patents

放電位置検出方法及び検出装置

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JPH09159717A
JPH09159717A JP32132995A JP32132995A JPH09159717A JP H09159717 A JPH09159717 A JP H09159717A JP 32132995 A JP32132995 A JP 32132995A JP 32132995 A JP32132995 A JP 32132995A JP H09159717 A JPH09159717 A JP H09159717A
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JP
Japan
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discharge
voltage
discharge position
electric signal
detecting
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JP32132995A
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English (en)
Inventor
Kouichi Masuzawa
弘一 舛沢
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な手段によって、広い範囲で放電発生位
置を適確に検出することができる放電位置検出方法を提
供する。 【解決手段】 ガス絶縁母線1の左端からの距離がX、
右端からの距離がYの位置4で、何らかの原因で地絡に
よる放電が発生すると、印加電圧がゼロとなためステッ
プ状の電圧が生じ、ガス絶縁母線1の両端へと伝搬して
いく。この電圧信号がそれぞれ電圧センサーA及び電圧
センサーBにまで到達すると、信号線6を介して測定器
5の1CH及び2CHに入力される。電圧信号の電圧セ
ンサーA及び電圧センサーBまでの到達時間差と、ガス
絶縁母線1の長さLと、ガス絶縁母線1における電気信
号の伝搬速度とに基づいて、ガス絶縁母線1の左端から
Xの位置において地絡による放電が発生したことが検出
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、変電所、
開閉所、発電所等におけるガス絶縁機器内で放電が発生
した場合に、その発生位置を検出するための放電位置検
出方法及び検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】変電所、開閉所、発電所等に設けられる
ガス絶縁開閉装置(GIS)は、絶縁ガスを封入した金
属製の接地容器内に、変圧器、遮断器、断路器、接地装
置、避雷器等のガス絶縁機器を構成し、各機器間を高電
圧導体を介して接続したものである。このガス絶縁開閉
装置は、高電圧部分が全て金属製の接地容器内に収容さ
れているため、空気絶縁による開閉装置等に比べて、据
付面積を大幅に縮小できるとともに、安全性、環境特性
に優れている。
【0003】しかし、かかるガス絶縁開閉装置では、地
絡等により放電現象が発生した場合であっても、接地容
器の外観からは事故点が分からず、故障位置の検出に長
い時間がかかることとなる。この放電位置の検出の際に
は、事故の程度によっては運転停止を招くことになるた
め、短時間に事故発生位置を検出し、適正な処置を行う
ことにより、運転停止を防止し又は停止時間の短縮を図
る必要がある。
【0004】このような放電位置の検出は、あらかじめ
容器内に多数設けられたセンサーによって行われている
場合が多い。例えば、高電圧導体の複数箇所に、第1の
コンデンサ素子を介して検出電極を接続し、この検出電
極を第2のコンデンサ素子を介して接地することによ
り、静電分圧センサーを構成する。そして、放電が発生
した場合に、放電発生位置における検出電極と高電圧導
体との間の静電容量、検出電極と接地電位との間の静電
容量との相関関係によって、検出電極に誘導される電位
を外部に引き出すことにより、放電の発生を測定してい
る。
【0005】また、ガス絶縁機器内の部分放電は特徴の
ある波形となるので、平常時の波形と実際の検出波形と
を比較して、部分放電を検出する方法がある。この方法
による場合には、平常運転時に発生しているノイズ波形
と部分放電時の波形とを識別できるようにするために、
あらかじめ収集されたデータに基づいて判断するエキス
パートシステムを構築する必要がある。
【0006】以上の方法の他に、部分放電発生時の音に
よる検出方法、ガスの圧力上昇による検出、超音波によ
る検出方法、発生するコロナによる検出方法などが実用
化されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
放電位置検出方法には、以下のような問題点があった。
すなわち、容器内にセンサーを設ける方法による場合に
は、放電が発生する箇所の近傍にセンサーが取り付けら
れている必要があるため、検出精度を高めるには、ガス
絶縁開閉装置内のあらゆる位置にセンサを取り付けなけ
ればならないこととなる。しかし、実際には取り付け困
難な箇所も多く、また、このように多数のセンサーを取
り付けた場合には製造コストもかかり、メインテナンス
に要する時間も多くなる。
【0008】そして、部分放電の波形の検出による方法
では、部分放電の周波数特性は、機器の構成や環境、検
出器の接続位置によって異なるため、個別のデータをあ
らかじめ数多く収集しておくことが必要となり、システ
ムの汎用化が困難になる。また、かかる方法では、放電
の発生自体を測定することが主となるため、放電発生位
置を検出することは必ずしも容易な処理ではない。
【0009】さらに、音による検出では外部雑音あるい
は遮断器、変圧器等の動作音と放電によって発生する音
との識別が難しいなどの問題がある。
【0010】本発明は、以上のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その目的は、
簡易な手段によって、広い範囲における放電発生位置を
適確に検出することができる放電位置検出方法を提供す
ることである。
【0011】本発明の他の目的は、少ないセンサーと簡
易な機構によって、広い範囲における放電発生位置を適
確に検出することができる放電位置検出装置を提供する
ことである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1記載の発明は、通電導体に放電が発生し
た場合に、その発生位置を検出する放電位置検出方法に
おいて、放電発生により放電位置から前記通電導体を伝
搬する電気信号を、前記通電導体における前記放電位置
を挟んだ少なくとも二つの異なる位置において検出し、
前記電気信号の伝搬速度、各検出位置への前記電気信号
の到達時間差及び各検出位置の間隔に基づいて、前記放
電位置を算出することを特徴とする。
【0013】以上のような請求項1記載の発明では、電
気信号の検出位置は最低二つで済み、電気信号の伝搬速
度、到達時間の差及び検出位置の間隔という正確な値を
簡単に得られるデータに基づいて、放電位置が算出可能
となる。
【0014】請求項2記載の発明は、請求項1記載の放
電位置検出方法において、前記電気信号は電圧又は電流
であることを特徴とする。
【0015】以上のような請求項2記載の発明では、検
出する電気信号が電圧又は電流なので、容易に正確な検
出値を得ることが可能となる。
【0016】請求項3記載の発明は、請求項1又は請求
項2記載の放電位置検出方法において、検出された前記
電気信号を増幅後、前記放電位置を算出することを特徴
とする。
【0017】以上のような請求項3記載の発明では、電
気信号を増幅するので、微弱な信号であっても算出値に
誤差が生じにくい。
【0018】請求項4記載の発明は、ガス絶縁機器の高
圧導体に放電が発生した場合に、その発生位置を検出す
る放電位置検出装置において、前記高圧導体の両端に、
放電発生により放電位置から前記通電導体を伝搬する電
気信号を検出可能なセンサーを設け、前記センサーに、
前記電気信号の伝搬速度、各検出位置からの前記電気信
号の到達時間差及び各検出位置の間隔に基づいて、前記
放電位置を算出する測定器を接続したことを特徴とす
る。
【0019】以上のような請求項4記載の発明では、セ
ンサーは高圧導体の両端に設けるだけでよく、測定器に
よる算出は、電気信号の伝搬速度、各検出位置からの電
気信号の到達時間差及び各検出位置の間隔という正確な
値を簡単に得られるデータに基づいて行われる。
【0020】
【発明の実施の形態】請求項1〜4記載の発明に対応す
る実施の形態を、図面に従って以下に説明する。なお、
以下に説明する放電位置検出装置は請求項4記載の発明
に対応する一つの実施の形態であり、本装置によって実
現される放電位置検出方法は請求項1〜2記載の発明に
対応する一つの実施の形態である。また、請求項4記載
の高電圧導体はガス絶縁母線とする。
【0021】(1)放電位置検出装置の構成 まず、放電位置検出装置の構成を説明する。すなわち、
図1に示すように、ガス絶縁開閉装置の接地容器内に、
直線状で長さL(m)のガス絶縁母線1が構成されてい
る。このガス絶縁母線1の一端(図中左端)には電圧セ
ンサーA2が設けられ、他端(図中右端)には電圧セン
サーB3が設けられている。電圧センサーA2及び電圧
センサーB3は、それぞれ信号線6を介して測定器5の
1CH及び2CHに接続されている。この測定器5に
は、あらかじめガス絶縁母線1の長さLと、地絡により
生ずるステップ状の電圧がガス絶縁母線1を伝搬する速
度とが入力されている。そして、測定器5は、当該ステ
ップ状の電圧が両電圧センサーA2,B3へ伝搬する時
間の差から、ガス絶縁母線1の一端から地絡による放電
箇所までの距離を算出する機能を有するものである。
【0022】(2)放電位置検出方法の手順 次に、以上の放電位置検出装置によって実現される放電
位置検出方法の手順を説明する。まず、運転状態で電圧
が充電されているガス絶縁母線1において、その左端か
らの距離がX(m)、右端からの距離がY(m)の位置
4で、何らかの原因で地絡による放電が発生したとす
る。この場合、以下の式1の関係が成立する。
【0023】
【数1】L=X+Y …式1 このように地絡位置4において放電が発生すると印加電
圧がゼロとなる為、ステップ状の電圧が生じ、これが地
絡位置4からガス絶縁母線1の両端へと伝搬していく。
この電圧信号がそれぞれ電圧センサーA2及び電圧セン
サーB3にまで到達すると、信号線6を介して測定器5
の1CH及び2CHに入力され、電圧センサーA2への
当該電圧信号の到達時間と、電圧センサーB3への当該
電圧信号の到達時間との差が測定される。
【0024】そして、測定器5においては、測定された
到達時間の差と、あらかじめ入力されたガス絶縁母線1
の長さL及び当該電圧信号の伝搬速度とに基づいて、距
離Xが以下のように算出される。すなわち、電圧信号の
両センサーA2,B3への到達時間差をT(秒)、電圧
信号の伝搬速度をV(m/s)とすると、以下の式2の
関係が成立する。
【0025】
【数2】T=(Y/V)−(X/V) …式2 すると、上記式1及び式2より、以下の式3に示す関係
が成立する。
【0026】
【数3】X=(L−VT)/2 …式3 従って、ガス絶縁母線1の左端から(L−VT)/2の
位置において、地絡が発生したことが算出される。
【0027】なお、通常、電気信号の伝搬速度は3×1
8 (m/s)である為、放電発生位置検出の分解能
を、例えば0.3mとすると、測定器5に必要とされる
計測サンプリング時間Ts(秒)は、以下の式4に示す
ようになる。
【0028】
【数4】 Ts=3×108 /0.3=109 (Hz) …式4 このように109 Hz=1GHz程度の信号を取り扱う
こととなるため、これに対応する計測系として、電圧セ
ンサーA及びB、測定器5等を構成する必要がある。
【0029】(3)実施の形態の効果 以上のような本実施の形態の効果を以下に説明する。す
なわち、ガス絶縁母線1に設けるセンサーは二つの電圧
センサーA及びBで済む。従って、製造コストがかから
ず、メインテナンスに時間を要しない単純な構成で、広
い範囲における放電発生位置を適確に検出することがで
きる。
【0030】そして、測定器5による距離Xの算出は、
長さL、伝搬速度V、到達時間差Tという比較的簡単に
正確な値が得られるデータに基づいて、単純な計算によ
って行われるので、放電発生位置の検出を速く適格に実
行できるとともに、システムの低コスト化、汎用化が容
易となる。
【0031】(4)他の実施の形態 本発明は上記のような実施の形態に限定されるものでは
なく、以下のような他の実施の形態も可能である。例え
ば、上記実施の形態では、検出信号として電圧を利用し
たが、地絡により回路を流れる電流を検出し、放電発生
位置を検出することも可能である。また、スペーサ等と
高圧導体との間の静電容量を通過する電流、電荷を検出
し、放電発生位置を検出することも可能である。
【0032】そして、請求項3記載の発明に対応する一
つの実施の形態として、部分放電のような微弱な信号に
より放電発生位置を検出する場合に、広帯域増幅器によ
ってそれぞれのセンサーからの出力信号を測定器5で検
出可能なレベルにまで増幅した後に、上記実施の形態と
同様に部分放電発生位置を検出するという方法も実現可
能である。
【0033】さらに、上記実施の形態は、ガス絶縁母線
に構成したものの一例として説明したが、同様に、変電
所、開閉所、発電所における変圧器、遮断器、断路器、
接地装置、避雷器等の単体機器や、これらを組合わせた
装置について適用することも可能である。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡易な手段によって広い範囲において放電発生位置を適
確に検出可能な放電位置検出方法を提供することができ
る。
【0035】また、本発明によれば、少ないセンサーと
簡易な構成の測定器とによって、広い範囲において放電
発生位置を適確に検出可能な放電位置検出装置を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による放電位置検出装置の一つの実施の
形態を示す簡略説明図である。
【符号の説明】
1…ガス絶縁母線 2…電圧センサーA 3…電圧センサーB 4…地絡位置 5…測定器 6…信号線

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通電導体に放電が発生した場合に、その
    発生位置を検出する放電位置検出方法において、 放電発生により放電位置から前記通電導体を伝搬する電
    気信号を、前記通電導体における前記放電位置を挟んだ
    少なくとも二つの異なる位置において検出し、前記電気
    信号の伝搬速度、各検出位置への前記電気信号の到達時
    間差及び各検出位置の間隔に基づいて、前記放電位置を
    算出することを特徴とする放電位置検出方法。
  2. 【請求項2】 前記電気信号は電圧又は電流であること
    を特徴とする請求項1記載の放電位置検出方法。
  3. 【請求項3】 検出された前記電気信号を増幅後、前記
    放電位置を算出することを特徴とする請求項1又は請求
    項2記載の放電位置検出方法。
  4. 【請求項4】 ガス絶縁機器の高圧導体に放電が発生し
    た場合に、その発生位置を検出する放電位置検出装置に
    おいて、 前記高圧導体の両端に、放電発生により放電位置から前
    記通電導体を伝搬する電気信号を検出可能なセンサーを
    設け、 前記センサーに、前記電気信号の伝搬速度、各検出位置
    からの前記電気信号の到達時間差及び各検出位置の間隔
    に基づいて、前記放電位置を算出する測定器を接続した
    ことを特徴とする放電位置検出装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107076795A (zh) * 2014-11-21 2017-08-18 三菱电机株式会社 局部放电位置标定装置
JP2018205109A (ja) * 2017-06-05 2018-12-27 中国電力株式会社 地絡点標定システム

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JP2018205109A (ja) * 2017-06-05 2018-12-27 中国電力株式会社 地絡点標定システム

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