JPH10509244A - 試験物体内の放電を感知する方法 - Google Patents

試験物体内の放電を感知する方法

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JPH10509244A JP9511882A JP51188297A JPH10509244A JP H10509244 A JPH10509244 A JP H10509244A JP 9511882 A JP9511882 A JP 9511882A JP 51188297 A JP51188297 A JP 51188297A JP H10509244 A JPH10509244 A JP H10509244A
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Abstract

(57)【要約】 少なくとも2の電気接続導体(1a、1b、1c、1d)を備える試験物体内の放電を感知する装置は、トランスジューサ設備及び評価設備(PA、ABU、LU)を含む。トランスジューサ設備は、電流パルスによって発生された磁界と電流パルスの極性とを感知することによって接続導体を通る電流パルスを方向感応性感知する少なくとも2つのトランスジューサ(6a、6b、6c、6d)を含む。これらのトランスジューサは電流パルスとこれらの方向とに依存してトランスジューサ信号(v1”、v2”、v3”、v4”、v11”、v12”)を評価設備へ送出する。評価設備は、受信したトランスジューサ信号に依存して、試験物体内の放電を表示する表示信号(IND)を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】 試験物体内の放電を感知する方法 技術分野 本発明は、試験される物体(以下、試験物体と称する)内の放電を感知する請 求の範囲第1項の前文による装置に関する。 技術背景 例えば、計器用変成器、スイッチング装置、発電機、電源変圧器、ケーブル等 のような電気施設構成要素(以下、単に「構成要素」と称する)又は高圧装置用 絶縁系内の局所放電、云わゆる部分放電の存在は、その構成要素の品質、条件、 及び期待される有効寿命を査定するとき、重要なパラメータを構成する。したが って、高圧施設用構成要素に対する受入試験は、例えば、IEC規格270「部 分放電測定」に従うような充分に定義された条件の下の部分放電の発生に関する 試験を普通含む。これに加えて、運転中或る時間の後に構成要素の条件を評価し 、かつ、それゆえ、例えば、予防保守上の判断のためのより信頼し得る基礎を創 出する目的のために、その施設の現場で試験する様々な方法及び装置が開発され ている。発電機に対しては、例えば、測定機器がまた利用可能であって、これに よって運転中連続監視ができるようになる。 いくつかの電気回路を含む施設及び(又は)構成要素内で、部分放電を外部雑 音から区別することができるのに加えて、検出された部分放電を或る決まった電 気回路、例えば、発電機内の或る発電コイルに対して位置測定できることが重要 である。 構成要素内の部分放電は、この構成要素を周囲に接続している導体を通して電 流パルスを生じ、かつこれらの電流パルスがこれらの導体の1つに接続された測 定インピーダンスを通過するときこれらの電流パルスによって起こされる電圧を 測定することによって、又は直接もしくは間接電流測定によってのどちらかでこ れらの電流パルスを感知することができる。電圧測定中、測定機器が含む結合コ ンデンサは測定がその下で実施される条件下で部分放電から自由でなければなら ず、かつ試験物体、結合コンデンサ、及び測定インピーダンスは、自明の方法で 電流的に相互接続され、かつ周囲の、それぞれ、構成要素及び試験機器に接続さ れる。 部分放電を測定するときの1つの問題は、試験物体内の部分放電から発する測 定信号を、周囲構成要素内もしくは試験機器内の部分放電から発する擾乱又は別 の起源を有するが、しかし部分放電の周波数及び振幅スペクトルに似ているスペ クトルを有する擾乱と区別することである。このような擾乱は、これらを周囲に 電流的に接続している導体を通して試験物体へ達することがあり、しかしまた、 使用される周波数範囲内では周囲からの電磁放射を介して測定装置によって捕獲 されることがある。 試験室環境内での試験中、雑音レベルは試験室を遮蔽することによって及び電 圧源をフィルタすることによって低下させられることがあるが、これは、施設の 現場での試験するときは、普通、不可能である。述べた種類の擾乱は、また、試 験しようとする構成要素が基準インピーダンスに対して平衡している云わゆる平 衡試験回路によって抑制されることがある。この場合、擾乱は、試験物体及び基 準インピーンスと直列接続された測定インピーダンス上で位相の一致した信号と して起こる。基準インピーダンスは、試験物体に類似の構成要素又はこれを模擬 するインピーダンスで構成されることがあり、通常、基準コンデンサであって、 したがって、試験中部分放電から当然自由である。平衡試験回路は、また、完全 ブリッジ接続として設計されることがある。上述の結合コンデンサ及び基準イン ピーダンス及び測定インピーダンスを、それぞれ、試験中、構成要素に、かつ、 それゆえ、試験物体が接続されている高圧電源に電流的に接続しなければならな い。 測定インピーダンス上の電圧測定は、測定感度が試験物体の静電容量の増大と 共に低下すると云う根本的な欠点を有する。 電流測定によって部分放電を感知するとき、1つの電流パルスと関連した磁界 に感応性の1つだけトランスジューサが必要である。このようなトランスジュー サから得られた測定信号は、それゆえ、試験物体及びこの試験物体に接続された 高圧回路から電流的に分離されて維持されると云ってよく、それゆえ、なかでも 、 接地回路内のループからの影響のような問題を除去すると云ってよい。電流測定 トランスジューサは、結合コンデンサ及び測定インピーダンスの必要を除去しか つ非常に小さい寸法に設計することができ、これがこれらのトランスジューサを 種々の寸法及び形状の構成要素に配置することを簡単にする。 独国特許明細書DE 37 08 731は、高圧施設における干渉パルス、 特に高圧施設内の部分放電を検出する電気スイッチング装置を記載している。こ の施設の充電部と接地電位との間に容量分圧器が接続されている。その中圧端子 からの電圧が、目的に適合したインピーダンス回路網を経由して部分放電を評価 する回路に供給される。このような装置は、その構成要素内の部分放電から発す るパルスを問題の構成要素の外側から発する干渉パルスと、通常、区別すること はできず、この特許書類に示された装置はこの問題を取り扱う方法を提唱してい る。変流器がその一次巻線で以て導体に接続され、この導体は高圧レベルでこの 構成要素を周囲に接続し、その二次巻線はセンタタップによって2つの部分に分 割され、各部分は抵抗によって負荷される。二次巻線は、そのセンタタップとそ れぞれの端子との間の電圧が大きさが等しくかつ逆相であるようにして巻かれる 。分圧器の中圧端子は変流器の二次巻線上のセンタタップに、この二次巻線のそ れぞれの端子の電圧が分圧器からの電圧と二次巻線の相当する部分に掛かる電圧 とのベクトル和で構成されるように、接続される。変流器の一次巻線を通る電流 の方向に依存して、これらの電圧の異なる大きさが得られる。この構成要素内の 部分放電は、変流器の一次巻線を通して構成要素からその周囲へ向う方向に電流 パルスを生じるのに対して、外部から到来する干渉パルスは変流器の一次巻線を 通して反対方向に干渉パルスを生じる。二次巻線の端子において感知された電圧 を評価することによって、検出したパルスが問題の構成要素内の部分放電から発 するかどうかを判断することができる。変流器は、有利上、二本巻きされたロゴ ウスキ(Rogowski)コイルとして設計されることがある。複数の電圧端 子を備える構成要素では、部分放電のより正確な位置が2つ以上の電圧端子にス イッチング装置を配置することによって達成されることがある。それゆえ、測定 原理は、利用可能である構成要素に掛かる電圧に比例する電圧に基づき、したが って、方向依存電流感知装置に加えて、また高域通過特性の分圧器を含む。この よ うな分圧器を問題の構成要素に電流的に接続できない際には、構成要素上の電圧 の容量性感知電界プローブ又は空中線の使用が提案される。 ヨーロッパ特許明細書EP 0 061 254 Bは、3つ以上の構成要素 を含み、部分放電に対する3つ以上の放電路を出現させる高圧設備、例えば、変 電所内の部分放電を監視する装置を記載しており、この場合各選択された構成要 素を個別にかつ連続的に監視し、かつ部分放電を外部から到来する電圧遷移から 発する雑音及び信号と区別することが当然可能である。記載されている装置は、 共通高圧母線と接地電位又は低圧導体との間に接続された高圧装置の形をしたい くつもの構成要素を監視するように設計されている。監視される構成要素は、そ れぞれ、接地電位及び低圧分圧器とのそれらの結線において、高周波変流器によ ってこの結線に誘導接続された放電検出ユニットを有する。或る構成要素内の部 分放電は、この構成要素に属する変流器を通して電流パルスを生じるが、構成要 素、高圧母線及び接地電位及び低圧分圧器はそれぞれ部分放電用回路網を形成す るので、また他の変流器を通して、しかし反対極性を有する電流パルスを生じる 。他方、高圧母線上の電圧遷移又は他の擾乱は、全ての変流器を通して同じ極性 の電流パルスを生じる。放電検出器の各1つは、検出された電流パルスの極性に 相当するパルス幅を有するコード化信号をデコーダへ送出する。デコーダは、い くつものマルチプレクサで構成され、これらのマルチプレクサは構成要素の各々 毎に極性の検出された状態に相当する信号パターンを発生しかつ記憶する。この 信号パターンはデコードされかつ評価され、それによって1つの構成要素からの 検出電流パルスの偏向または逸脱する(deviating)極性がこの構成要 素内の部分放電を表示する。 この装置は、単安定マルチバイブレータ、メモリ、及びデコーディング回路を 含むコーディング及び評価用広範囲電子システムを必要とし、このシステムは、 全体として、必然的に大きな物理的拡張を施される。構成要素内の部分放電から 発するパルスは、母線に沿う及び他の構成要素を通るその伝搬中減衰させられ、 その結果、全ての放電検出ユニットが信号をマルチプレクサへ送出するとは限ら ない。それゆえ、上述の装置は、意図したようには機能せず、この状態を表示し かつ信号するために特別の電子回路が導入されている。正確又は不正確に検出さ れた部分放電に起因することもあって、放電検出ユニットの2つ以上が残りのユ ニットからの極性逸脱偏向した極性の信号を送出することも、想像できる。また 、この結果、この装置は意図したようには機能せず、かつまたこの状態は特別の 電子回路によって感知されかつ信号される。 本発明の要約 本発明の目的は、正規運転条件の下での連続監視中にまた種々の寸法及び形状 の構成要素に簡単な方法で適用することのできるトランスジューサによって、一 方の所定構成要素内の部分放電と、他方の外部擾乱又は接続された構成要素又は 試験機器内の部分放電との間の簡単なかつ信頼し得る区別をできるようにする、 上記導入部で挙げた種類の装置を提供することにある。このようにして、所定構 成要素におそらく起こる部分放電の安全かつ信頼し得る位置測定を実施すること ができる。 本発明による装置を特徴付けるものは、添付の請求の範囲から明らかになる。 本発明の利点である改善は、次の説明及び請求の範囲から明らかになる。 図面の簡単な説明 本発明を、添付図面と関連した実施例についての記載によって更に詳細に説明 する。これらの図面は次のようである。 第1図は、2つの接続導体及びこれらの各々に対して1つのトランスジューサ を備える試験物体内の本発明による装置の回路図である。 第2A図は、4つの接続導体及びこれらの各々に対して1つのトランスジュー サを備える試験物体内の本発明による装置の回路図である。 第2B図及び第2C図は、試験物体の、それぞれ、内側及び外側で放電中の第 2A図による装置内のトランスジューサ信号を示す波形図である。 第3A図及び第3B図は、第1図による装置を更に発展させた装置内の評価設 備の実施例の回路図である。 第3C図及び第3D図は、試験物体の、それぞれ、内側及び外側で放電中の第 3A図及び第3B図による装置内のトランスジューサ信号を示す波形図である。 第4図は、第1図による装置を更に発展させた装置内のトランスジューサ設備 の実施例の回路図である。 第5図は、試験物体のモデルを含む、第1図による装置を更に発展させた装置 内の評価設備の実施例の回路図である。 第6A図〜第6D図は、本発明による装置内のトランスジューサの実施例を示 す、側面図、及び各種断面図である。 第7A図〜第7C図は、本発明による装置内のトランスジューサの更に他の実 施例を示す側面図、各種断面図である。 第8A図〜第8D図は、本発明による装置内のトランスジューサの更に他の実 施例を示す正面図、各種断面図である。 第9A図〜第9C図は、本発明による装置内のトランスジューサの更に他の実 施例を示す正面図、各種側面図である。 第10図は、本発明による装置内のトランスジューサの更に他の実施例を示す 断面図である。 第11A図及び第11B図は、試験物体がケーブル継手で構成されるときのト ランスジューサ設備の実施例の断面図である。 第12図は、試験物体がケーブル成端で構成されるときのトランスジューサ設 備の実施例の配置図である。 第13図は、試験物体が計器用変圧器で構成されるときのトランスジューサ設 備の実施例の配置図である。 第14A図は、試験物体が三相電源変圧器で構成されるときのトランスジュー サ設備の実施例の配置図である。 第14B図は、試験物体が電源変圧器用タップ切換器で構成されるときのトラ ンスジューサ設備の実施例の配置図である。 第15A及び第15B図、第16図、及び第17A図及び第17B図は、試験 物体が高圧ブッシングで構成されるときのトランスジューサ設備の実施例の側面 図又は断面図である。 第18図は、試験物体が高圧ブッシングで構成されるときのトランスジューサ 設備の実施例の側面図である。 第19図は、試験物体が高圧発生器で構成されるときの本発明の実施例の回路 図である。 第20図は、試験物体が開閉装置で構成されるときのトランスジューサ設備の 実施例の回路図である。 第21図は、試験物体がガス絶縁開閉装置で構成されるときのトランスジュー サ設備の実施例の回路図である。 第22A図及び第22B図は、試験物体が電源変圧器で構成されるときのトラ ンスジューサ設備の更に他の実施例の側面図及び断面図である。 第23図は、第22A図及び第22B図によるトランスジューサ設備内の評価 設備の実施例のブロック図である。 第24A図及び第24B図は、試験物体が変流器で構成されるときのトランス ジューサ設備の実施例の断面図である。 第25図は、試験物体が可動通路で構成されるときのトランスジューサ設備の 実施例の回路図である。 第26図は、超電導センサを含むトランスジューサ設備の実施例の回路図であ る。 第27図は、直列接続ロゴウスキコイルを含むトランスジューサ設備の実施例 の回路図である。 好適実施例の説明 第1図は、2つの電気接続導体1a及び1bを備える試験物体1を示す。試験 物体は、その周囲に対して絶縁されている電気構成要素、すなわち、例えば、ケ ーブル、電源変圧器、開閉器キュービクル、又は高圧発生器のような高電圧装置 で構成されているが、しかしこの図ではインピーダンス素子として全体的に示さ れている。 試験物体は、この図中に発電機2aで表されている電力周波数、すなわち、通 常50Hz又は60Hzによって附勢され、この発電機は外部インピーダンス素 子2bを経由して試験物体に接続され、このインピーダンス素子は、通常、発電 機と直列接続された誘導素子を含む。試験物体上に、この図中で容量素子3a、 3b、及び干渉電圧発生器3cで表された漂遊容量及び干渉電圧が存在する。こ の図に4で指示された追加素子は、導体5によって発電機2aに、及び導体1b によって試験物体1に接続されている。導体5は、導体5′によって接地されて いる。 素子の絶縁系内の放電、すなわち、部分放電は、電流パルスを生じ、このパル スは分流によってその素子の接続導体を通してこの素子を含む回路に分配される 。もし或る極性のこのような放電が素子4内に起こるならば、試験物体の接続導 体を通る電流パルスはこの図に破線矢印によって表された方向を取る。すなわち 、この電流パルスは、接続導体1bを通して試験物体に入りかつ接続導体1aを 通して試験物体から出る。 もし、他方、このような放電が試験物体内に起こるならば、試験物体の接続導 体を通る電流パルスは、この図に実線の矢印によって表された方向を取る。すな わち、放電は、試験物体から出る方向か又は試験物体に入る方向のどちらかに、 2つの接続導体を通して本質的に同時に流れる電流パルスを発生する。電流が試 験物体から出るか又はこれに入るかは、その放電の極性に依存する。「本質的に 同時に」は、この文脈において、2つの接続導体内の電流パルスが試験物体内の 1つのかつ同じ放電にそれらの共通の起源を有すると云うことを意味する。しか しながら、少なくとも或る種の試験物体は、電流パルスの感知に使用される周波 数範囲で、試験物体の接続導体を通してこれらの試験物体を通過する電流の振幅 を減衰させ及び(又は)この電流を移相させるインピーダンスを出現させるので 、絶対的に同時に起こることは一般にないことを理解しておくべきである。もし 、例えば、放電が構成要素4内に起こるならば、接続導体1aを通る電流パルス は、試験物体内の偏向及び移相のゆえに、接続導体1bを通る電流パルスに対し て位相が遅れかつ減衰する。 トランスジューサ設備は、接続導体1aに配置されたトランスジューサ6a及 び接続導体1bに配置されたトランスジューサ6bを含む。これらのセンサは、 接続導体を通る電流パルスによって発生される磁界を感知し、かつ磁界の極性に 対して方向感知性である。これらのトランスジューサの各1つは、電流パルスが それぞれの接続導体を通して流れるとき、それぞれ、トランスジューサ信号v1 ”及びv2”を送出し、これがためにトランスジューサ信号の極性は磁界の極性 に依存し、かつそれゆえ電流パルスの方向に依存する。この実施において、これ らのトランスジューサは、それぞれ、ロゴウスキコイル61a及び61bで構成 さ れ、これらのコイルはそれぞれの接続導体を取り囲む。しかしながら、明確化の ために、これらのコイルはこの図にそれぞれの接続導体に沿って延びたコイルと して示されている。 この関係で、ロゴウスキコイルは、その導体内の電流がその導体の周りに発生 する磁界の磁力線と同じ方向にコイルの軸が少なくとも実質的に指向するような 具合に配置されたコイルを意味する。 これらのコイルは、電流パルスがこの図で点を記されたコイルの端から何も記 されていない端へコイルを通過するようにその接続導体を或る方向に流れるとき 、同じ極性の電圧が点を記された端に発生されるように配置されている。 トランスジューサは、また、電流パルスによって発生された磁界の方向感応性 感知を行う自明の他の原理に基づくことができ、例えば、ホール素子、磁気抵抗 素子、又は超電導素子、云わゆるSQUIDを含む。 トランスジューサ信号の各1つは、フィルタユニットPAを含み、それぞれの トランスジューサ、信号混合ユニットABU及び論理ユニットLUに関連した評 価設備に供給される。 これらのフィルタユニットの各1つは、トランスジューサを感知に関して注目 の、典型的に0.1から1MHzの周波数範囲内にある共振周波数に同調させる ために、抵抗性インピーダンス素子R及び容量性インピーダンス素子Cを含む。 更に、これらのフィルタユニットの各1つは、増幅器AMP及び帯域通過フィル タBPを含み、このフィルタの通過帯域はセンサ機能に関して対象の周波数範囲 内にある。フィルタユニットPA、抵抗性インピーダンス素子及び容量性インピ ーダンス素子C、増幅器、及び帯域通過フィルタは、この図中で、それぞれ、P Aa、PAb、Ra、Ca、Rb、Cb、AMPa、AMPb、及びBPa、B Pbで表される。帯域通過フィルタからの出力信号は、それぞれ、v1’及びv 2’で指示される。 信号混合ユニットABUは加算部材ADDを含み、この部材は帯域通過フィル タから出力信号v1’及びv1’を、この図に、それぞれ、ポテンショメータB Ma及びBMbとして概略的に表されたそれぞれの評価部材BMを経由して供給 される。評価部材からの、すなわち、ポテンショメータの可動端子からの、それ ぞれ、出力信号v1及びv2は、加算部材に供給され、この部材の出力信号Sは 信号v1及びv2の和として形成された信号和を構成する。 和信号Sは弁別器DCに供給され、弁別器は論理ユニットに含まれ、かつその 入力信号が予め選択された比較値を大きさで超えると表示信号INDを送出する 。 第1図を参照して説明された装置は、次のように動作する。放電が試験物体の 外側で、例えば、構成要素4内で起こると、帯域通過フィルタからの出力信号v 1’及びv2’が異なる極性のものであることになる。これは、放電と関連した 電流パルスが点を記されたコイルの端からコイルの何も記されていない端への方 向にトランスジューサ6bを通過するが、しかし何も記されていない端から点を 記された端への方向にトランスジューサ6aを通過するからである。例えば、自 明の或る方法で外部的に印加された干渉パルスを感知することによって、評価部 材は、出力信号v1及びv2が同じ振幅を有するように調節される。これは、こ れらの環境下で和信号Sが零から顕著に偏向し、したがって、適当に選択された 比較値を備える弁別器DCが少しも表示信号を送出しないことを意味する。 もし放電が試験物体内に起こるならば、帯域通過フィルタからの出力信号v1 ’及びv2’は同じ極性を有することになる。これは、放電と関連した電流パル スがコイルの点で記された端から何も記されていない端への方向又はこれと反対 方向のどちらかに両トランスジューサを通過するからである。これらの条件の下 で、和信号Sは零から偏向し、したがって、適当に選択された比較値を備える弁 別器DCは表示信号を送出する。 表示信号は、自明の或る方法で、おそらく信号インタフェースユニットBUF を経由して、監視設備SUEQへ転送される。 特に、誘導性インピーダンスを有しかつ接地高容量を出現させる試験物体内で は帯域通過フィルタの通過帯域を、試験物体の固有共振周波数がこの通過帯域の 外側にあるように、選択するのが有利である。 第2A図は、4つの接続導体1a、1b、1c、1dを備える試験物体を示し 、これらの導体は試験物体内で互いに電流的に接続されている。これらの接続導 体の各1つは、第1図を参照して説明したのと同じ種類のかつ同じように配置さ れた、それぞれ、トランスジューサ6a、6b、6c、6d及びフィルタユニッ ト PAa、PAb、PAc、PAdと関連している。v1’、v2’、v3’、v 4’で指示された、それぞれの帯域通過フィルタからの出力信号は、第1図を参 照した装置について説明したのと類似の方法で、評価手段BMa、BMb、BM c、BMdに供給され、かつこれらの評価手段からの出力信号v1、v2、v3 、v4が加算部材に供給される。それゆえ、この実施例においては信号v1、v 2、v3、及びv4の和で構成される加算部材からの和信号Sは弁別器DCに供 給され、この弁別器は、和信号が予め選択された比較値を超えると、表示信号I NDを送出する。 第2B図は、試験物体内の放電の場合、トランスジューサが、試験物体から出 るか又はこれに入るかのどちらかに、全ての接続導体を通して本質的に同時に流 れる電流パルスを感知するとき、水平軸上にプロットされた時間の関数としてこ の線図中の垂直軸上にプロットされた信号v1、v2、v3、v4、及びSの典 型的な姿を示す。減衰正弦波振動の形状を実質的に有する全ての信号v1、v2 、v3、v4は、この場合、本質的に同相位置にあり、したがって、和信号の最 大振幅は、信号v1、v2、v3、及びv4の最大振幅の和で少なくとも近似的 に構成される。 第2C図は、試験物体の外側の放電の場合の信号v1、v2、v3、v4及び Sの典型的姿を示す。放電と関連した電流パルスは、接続導体1bを経由して試 験物体に到達しかつ接続導体1a、1b、及び1dを通ってこの試験物体を離れ るために試験物体を通過する。信号v1、v2、及びv4は本質的に同相位置を 取るのに反して、信号v3は本質的に逆相であり、したがって、和信号の最大振 幅は、信号v1、v2、及びv4の最大振幅の和から信号v3の最大振幅を減じ たもので構成される。 第1図を参照して説明された本発明の利点を有する改善は、第3A図に示され ている。信号混合ユニットABUは、加算部材ADDに加えて、また減算部材S UBを含む。評価部材からの、それぞれ、出力信号v1、v2は減算部材に供給 され、減算部材の出力信号Dは信号v1とv2との差として形成された差信号を 構成する。和信号S及び差信号Dは商発生器の形をした比較部材Qに供給され、 商発生器は論理ユニットLU内に配置されかつ和信号と差信号との商を形成する 。 比較部材からの出力信号SQは弁別器DCに供給され、弁別器は信号SQが予め 選択された比較値を超えると表示信号を送出する。上の説明から実現されるのは 、それぞれ、和信号の振幅及び差信号の振幅はトランスジューサが試験物体の外 側の放電と関連した外部干渉パルスを表示するか又は試験物体内の放電と関連し た干渉パルスを表示するかどうかに従って互いに逆比例することであるが。前者 の場合は、和信号の最大振幅は比較的低いのに対して差信号の振幅は比較的高い 、これに反して後者の場合は、この条件が逆である。それゆえ、和信号と差信号 との間の比較は、放電の起源についての判定に感度向上を持たらす。 比較部材Qは、第3b図に図解された他の実施例では、乗算器M及び総和器S UMを含むことがある。総和器内で、出力信号SQとして和信号Sと信号D’の 差が形成され、ここで信号D’は差信号Dに乗算器内で演算定数Kを乗ぜられた もので形成される。定数Kは、典型的には、2から3の桁の大きさであるように 選択される。 第3C図は、水平軸上にプロットされた時間の関数として、この線図中の垂直 軸上にプロットされた信号v1、v2、和信号S=v1+v2、及び差信号D= v1−v2の典型的姿を示す。試験物体内の放電の場合、トランスジューサは、 試験物体から出るか又はこれに入るかのどちらかに、全ての接続導体を本質的に 同時に流れる電流パルスを感知する。信号v1、v2は、この場合、本質的に同 相位置を取り、したがって和信号の最大振幅は信号v1とv2の最大振幅の和を 少なくとも近似を構成するの対して、差信号の最大振幅は少なくとも近似的に零 になる。 第3D図は、試験物体の外側の放電の場合の信号v1、v2、和信号S=v1 +v2及び差信号D=v1−v2の典型的姿を示す。信号v1、v2は本質的に 逆相にあり、したがって差信号の最大振幅は信号v1とv2の最大振幅の大きさ の和の少なくとも近似的に構成するのに対して、和信号の最大振幅は少なくとも 近似的に零になる。 放電の起源の判定に当たって装置の感度に相当する向上が第4図に図解された 装置の実施例で以て達成される。試験物体の接続導体の各1つは、それぞれ、2 つのトランスジューサ6a、6c及び6b、6dと関連し、これらのトランスジ ューサの各1つは、それぞれ、関連したフィルタユニット及び関連した評価部材 PAa、PAc、Ba、Bc及びPAb、PAd、BMb、BMdを伴っている 。同じ接続導体を流れる電流パルスを感知するトランスジューサは、電流パルス が接続導体を流れるとき同じ極性のトランスジューサ信号を送出するように適合 している。和信号Sはトランスジューサ6a及び6bから発するトランスジュー サ信号に依存して形成される和として第1図を参照して説明したように形成され るのに対して、差信号はトランスジューサ6c及び6dから発するトランスジュ ーサ信号に依存して減算部材SUB内で形成される。和信号及び差信号は、第3 A図による実施例及び第4図による実施例の両方におけるのと類似した姿を有す る。 第5図は、本発明の更に他の改善であって、電流パルスの感知に使用される周 波数範囲において、感知を擾乱するように、試験物体の接続導体を経由して試験 物体を通過する電流の振幅を減衰しかつ(又は)この電流を移相するインピーダ ンスを試験物体が出現させるとき、特に有利である。試験物体1は、この図では Π回路網として示され、このΠ回路網は3つのインピーダンス素子101、10 2、及び103を含み、その第1素子は接続導体1aと1bとの間に接続される のに対して、少なくとも2つの素子は導体5とそれぞれ接続導体1a及び1bと の間に接続される。評価設備が、例えば、第1図を参照して説明されたように設 計されているとき、評価部材BMa及びBMbは、これらの条件の下では、試験 物体の外側の放電の場合に信号の和が零になる又は零に非常に近くなるようにセ ットすることができない。もし放電が構成要素4内に起こると想像するならば、 トランスジューサ6aから発するトランスジューサ信号は、試験物体を表すイン ピーダンス素子内の偏向及び移相のゆえにトランスジューサ6bから発するトラ ンスジューサ信号に対して位相を遅延しかつ減衰して現れる。逆に、もし放電が 試験物体の接続導体1aに接続された構成要素内に起こると想像するならば、ト ランスジューサ6bから発するトランスジューサ信号はトランスジューサ6aか ら発するトランスジューサ信号に対して位相を遅延して起こりかつ減衰する。そ れゆえ、試験物体が第5図に図解されたモデルで解説することのできる性質を注 目の周波数範囲内で出現させるとき、信号v1及びv2の満足の行く消去を困難 にする。しかしながら、これらの性質に対する補償は信号混合設備ABU内に試 験物体のモデルを含むことによって達成することができ、このモデルは、試験物 体の接続導体を通る電流パルスが受ける振幅減衰及び(又は)移相を模擬するよ うな具合に、和信号を形成するための信号を減衰及び(又は)移相させる。この ようなモデルの例は、第5図に示されている。このモデルは、3つのインピーダ ンス素子Z1、Z2、Z3を含み、これらの各1つは試験物体内のインピーダン ス素子101、102、103のそれと類似の特性を備え、かつこれらに類似し た方法で接続点P1、P2において相互接続される。更に、2つのインピーダン ス素子Z4、Z5が接続点P3、P4においてこのモデルに接続され、これらの インピーダンス素子は、上に説明した方法で、感知に関して対象の周波数範囲内 にある共振周波数にトランスジューサを同調させるように調節される。これらの トランスジューサの各1つは、その端子の1つで、それぞれ、接続点P1及びP 2に接続され、かつその別の端子で、インピーダンス素子Z4及びZ5において 、それぞれ、接続点P5及びP6に接続される。信号v1及びv2は、接続点P 3及びP4で感知され、かつ加算部材ADDに供給される。例えば、自明の或る 方法で外部的に印加された干渉パルスを感知することによって、インピーダンス 素子Z1、Z2、Z3は、モデルからの出力信号v1及びv2が同じ振幅及び同 相位置を有するようにセットされることがあり、それによって和信号Sが試験物 体の外側の放電に対して零になる。 第6A図〜第6D図は、トランスジューサ7の実施例を示し、このトランスジ ューサは、試験物体が発電機の固定子巻線用コイルで構成されかつこのコイルが 発電機の固定子の巻線スロット内に位置決めされこのスロット内に更に他のコイ ルが位置決めされている場合に特に有利である。第6A図は、トランスジューサ を側面で示す。絶縁被覆扁平導体が低ヒステリシス損の磁性材料、例えば、鉄の 扁平な方形盤72を多数回巻かれ、2つの端子73、74を有するコイル71を 形成する。このコイルは、その軸を方形盤の短辺に平行にし、かつ導電材料の遮 蔽75、例えば、アルミニウムホイールによって囲まれている。トランスジュー サは、その遮蔽を断面B−Bの左側で切り取られて第6A図に示されている。第 6B図は、断面B−Bで見たトランスジューサを示す。第6D図は、積層プラス チックの盤76に埋め込まれたかつその端子を盤からスロット761内の同軸ケ ーブル77を経由して引き出されたトランスジューサを示す。第6C図は、巻線 スロット8を備える発電機の固体子の部分の断面を示す。2つのコイル81、8 2はこの巻線スロット内に位置決めされ、かつトランスジューサはこれら2つの コイルの2つの隣合う側間に置かれる。 第7A図〜第7C図は、第6A図〜第6D図を参照して説明されたのと類似の 組成のものであるが、しかしそのコイルがその軸を方形盤の長辺に平行にしてい るトランスジューサ7の実施例を示す。例えば、アモルファス鉄の盤の回りにコ イルを巻くことによって、このトランスジューサを盤の縦方向にフレキシブルに 作ることができ、かつ、例えば、第7C図に図解されたようにケーブル9の回り に施すことができる。 第6A図〜第6D図及び第7A図〜第7C図を参照して説明されたトランスジ ューサは、典型的に0.1から5MHzの周波数範囲に使用されるのに適してい る。これらのトランスジューサ内に含まれるコイルを、また、非磁性材料の盤の 回りに巻くことができる。 第8A図〜第8D図は、ロゴウスキコイル71を含むトランスジューサ7の実 施例を示し、このコイルは、有利には、試験物体の接続導体の回りに施される。 第8A図で、発電機の固定子巻線のコイル81によって例示された試験物体は、 それぞれの接続導体1a、1bに、それぞれ、配置されたトランスジューサ7a 、7bを有する。第8B図は接続導体1aに沿う断面を示し、及び第8C図はコ イルと接続導体に沿う断面C−Cを示す。コイル71は、エポキシの磁心の回り に典型的に10から30回巻かれ、かつまたエポキシの層78内に埋め込まれて いる。この埋込みコイルは導電材料の外側遮蔽75、例えば、アルミニウムシー トによって囲まれている。第8D図は、共通遮蔽75内の2つのトランスジュー サ7及び7’を備える接続導体に沿う断面C−Cを示す。 第9A図〜第9C図は、トランスジューサ7の追加の実施例を示す。コイル7 1は、誘電材料の、又はこれに代わりにアモルファス鉄のU形磁心72の回りに 巻かれ、かつコイルは導電材料の遮蔽75、例えば、アルミニウムホイールで囲 まれ、この遮蔽はプラスチック薄膜(この図に示されていない)で被覆される。 第9A図は、発電機の固定子巻線のコイル81の接続導体1a、1bに施された この種のトランスジューサを示す。第9B図及び第9C図は、それぞれ、接続導 体の縦方向に沿って見た及びこれに直角な方向から見たトランスジューサの側面 図である。トランスジューサの共振周波数に同調するために、コンデンサ(この 図に示されていない)がコイルの2つの端子73、74に配置されることがある 。 第10図は、第9A図〜第9C図によるトランスジューサの改善を示し、この トランスジューサは、試験物体が発電機の固定子巻線内のコイルで構成されると き特に有利に使用されると云ってよく、ここでは、追加コイルが同じ巻線スロッ ト内に配置されている。第10図は、共通固定子スロット(この図に示されてい ない)内に配置された2つコイル81、82に沿う断面を示す。これら2つのコ イルの回りにトランスジューサが配置され、このトランスジューサは第9A図〜 第9C図を参照して説明したのと同じ種類のU形磁心を含む。この場合、もし試 験物体がコイル81で構成されるならば、かつコイルが第9A図〜第9C図を参 照して説明したように巻かれるならば、コイル81とコイル82との間の接続の ゆえに、コイル82内の放電もまたトランスジューサ信号を生じるであろう。コ イルを2つの相互に直列接続された部分71’、71”に分割し、これらの部分 をそれぞれ磁心の回りに互いに反対方向に巻き、かつ部分71’内と71”内の 巻回数間の比を適当に選択することによって、かつ部分71”をコイル81に配 置し、部分71’をコイル82に配置することによって、コイル82内の放電の 効果を減少させることができる。 第11A図及び第11B図は、試験物体がケーブル継手で構成される場合のト ランスジューサの縦断面、位置を概略的に示す。2つのケーブル端91、92は 、接地遮蔽94によって囲まれたスリーブ93によって自明の方法で互いに継手 される。第11A図は、遮蔽がスリーブから分離されている場合を図解し、この 場合スリーブとケーブルとの間にケーブル端においてケーブルの縦方向に沿って ロゴウスキコイルによってこの図に例示されたトランスジューサ6a、6bを配 置するのが有利である。第11B図は、遮蔽がスリーブと一体化している場合を 図解し、この場合トランスジューサをこの図に指示された位置でスリーブ内に埋 め込むことができる。 第12図は、試験物体がケーブル成端で構成される場合のトランスジューサの 位置を概略的に示す。ケーブル91は、成端95によって自明の方法で成端され る。この場合、この図に表されたように、ロゴウスキコイルによってこの図に例 示されたトランスジューサ6a、6bをケーブル成端近くでケーブル及びケーブ ル成端の成端フランジの回りに、それぞれ、配置するのが有利である。それによ って、ケーブル成端の外側の放電と関連した電流パルスが両コイルを通過し、和 信号を少なくとも近似的に零にする。ケーブル成端内の放電の場合、電流パルス はトランスジューサ6bによって囲まれたかつケーブル成端内に配置された接地 遮蔽へ流れる。この電流パルスは、ケーブル成端の接続導体を通過する電流パル スの和で構成されかつトランスジューサ6bによって感知されるのに対して、こ れらの条件の下で、トランスジューサ6aはケーブル91を通過する電流パルス のみを感知する。 第13図は、試験物体が電圧測定用計器用変圧器で構成される場合のトランス ジューサの位置を概略的に示す。単相計器用変圧器11は、断面で示された高圧 ブッシング111及び外被112を含む。断面で示された高圧巻線113及び低 圧巻線114は、外被内の共通磁心上に配置されている。高圧巻線、低圧巻線、 及び磁心は、導体116を介して接地電位に接続されている。この場合、この図 に表されたように、ロゴウスキコイルによってこの図に例示されたトランスジュ ーサ6a、6bを外被に近い高圧ブッシングの低部の回り及び外被外側の導体1 16に配置するのが有利である。 第14A図及び第14B図は、試験物体が、それぞれ、電源変圧器及びタップ 切換器の高圧巻線で構成される場合のトランスジューサの位置を概略的に示す。 三相電源変圧器12は外被121及び高圧巻線WR、WS、WTを含み、これら の巻線の各1つは、それぞれ、ブッシングBR1、BR2、BS1、BS2、B T1、BT2を経由して外被の外へ通過する(第14A図)。この場合、この図 に表されたように、ロゴウスキコイルによってこの図に例示されたトランスジュ ーサ6aR、6bR、6aS、6bS、6aT、6bTを外被に近いそれぞれの ブッシングの低部の回りに配置するのが有利である。タップ切換器は、その1つ の相を第14B図に概略的に示されており、巻線122に取り付けられた接続導 体123及び接点125に接続された他の接続導体124を有し、この接点はそ の巻線に沿って運動可能であり、及びトランスジューサ6a、6bはそれぞれの 接続導体上に配置されている。 試験物体が、例えば、三相リアクトルで構成される場合は、トランスジューサ を、第14A図を参照して説明されたのと完全に類似の方法で置くことができる 。 試験物体が、例えば、電力コンデンサで構成される場合、このコンデンサを含 む電力回路網の他の部分へのその接続に依存して、トランスジューサを、第13 図及び第14図を参照して説明したのと完全に類似の方法で、すなわち、電力コ ンデンサの高圧ブッシングに及び電力コンデンサの格納器の外側の接地電位への 導体に、又は電力コンデンサの一対の高圧ブッシングに配置することができる。 第15A図及び第15B図、第16図、第17A図及び第17B図、及び第1 8図は、試験物体が、高電圧装置用高圧ブッシングで構成される場合のトランス ジューサの位置の例を概略的に示す。高電圧装置のカバー133上に配置された 高圧ブッシング13は、例えば、磁器がいし132内に配置された外部接続導体 131を含む。この外部接続導体は、フランジ134を通して、高電圧装置の内 部に配置されたこのブッシングの低部135内へ抜ける。 第15A図は、がいしの上方の高圧ブッシングの外部接続導体の回りに配置さ れたロゴウスキコイルによってこの図に例示されたトランスジューサ6aを示す 。第15B図でがいしが断面図で示されており、この図はがいしの内側かつその 高部にある高圧ブッシングの外側接続導体の回りに配置されたロゴウスキコイル によってこの図に例示されたトランスジューサ6aを示す。 第16図は、高圧ブッシングの低部の回りに配置されたロゴウスキコイルによ ってこの図に例示されたトランスジューサ6a’、6a”、6a’”、61”” のいくつもの代替位置を示す。 第17A図は、フランジの近旁のがいしの低部の回りに配置されたロゴウスキ コイルによってこの図に例示されたトランスジューサ6aを示す。 第17B図は、がいしの内側かつ、それぞれ、がいしの低部及びカバーの下の 高圧ブッシングの外部接続導体の回りに配置されたロゴウスキコイルによってこ の図に例示されたトランスジューサ6a’、6a”のいくつもの代替位置を示す 。 第18図は、がいしの回りに配置されたかつこれに沿って可動に配置されたロ ゴウスキコイルによってこの図に例示されたトランスジューサ6aを示す。この ようなトランスジューサは、例えば、第16図によって図解されたように置かれ たトランスジューサ6aと組み合わされて有利に使用されることがある。 上述から明らかなのは、第15A図及び第15B図、第16図、第17A図及 び第17B図及び第18図に示された方法のどれかによって置かれたトランスジ ューサから発する信号を総和することによって、細長い試験物体の所望の部分内 の放電の位置測定が可能とされることである。例えば、第18図に示された可動 トランスジューサ6aを第16図に示された固定トランスジューサ6a’と組み 合わせることによって、可動トランスジューサを運動させることで以て、試験物 体の規定された部分内で放電を位置測定することができ、及び2つの可動トラン スジューサを試験物体に沿って配置することによって位置測定を試験物体に沿っ て完全に自由に行うことができる。 第19図は、試験物体が交流発電機の固定子巻線の或る相内の複数の相互直列 接続コイルで構成されるときの本発明の応用を示す。いくつものコイル81〜8 7がそれらの端子81’、81”〜87’、87”を介して相互直列接続されて いる。固定子の鉄部分は、この図に2つの線141、142で象徴的に表されて いる。端子81”〜87”の各々に、トランスジューサ6a1〜6a7が、例え ば、第7図〜第10図のどれかを参照して説明された実施例に従って配置されて いる。それぞれのトランスジューサ信号は、フィルタユニットPA1〜PA7に 供給され、これらのフィルタからのv1’〜v7”で指示された出力信号は第3 図を参照して説明された信号混合ユニットに類似の実施例の信号混合ユニットに 供給される。しかしながら、第19図を簡単化するために、その信号混合ユニッ トに含まれた評価部材はこの図には示されていない。信号混合ユニットは、各ト ランスジューサと関連した加算部材ADD1〜ADD7、及び各トランスジュー サと関連した減算部材SUB1〜SUB7を含み、かつこれらの加算部材及び減 算部材の各1つが隣接して相互直列接続配置された2つのコイルの端子に配置さ れた一対のトランスジューサから発する信号を供給されるように更に適合してい る。それゆえ、加算部材ADD2及び減算部材SUB2は、それぞれ、トランス ジューサ対6a2、6a3から発する信号を供給されかつ、それぞれ、和信号及 び差信号S23=v2+v3及びD23=v2−v3を形成するのに対して、そ れぞれ、加算部材ADD3及び減算部材SUB3はトランスジューサ対6a3、 6a4から発する信号を供給されかつ、それぞれ、和信号及び差信号S34=v 3+v4及びD34=v3−v4を形成する。全ての和信号及び差信号は第3図 を参照して説明され論理ユニットと同じ種類の論理ユニットLUに供給され、か つ、関連した和信号と関連した差信号とを組み合わせることによって、表示信号 IND2〜IND7を形成し、ここで、それゆえ、信号IND2はコイル82内 の放電を表示し、信号IND3はコイル83内の放電を表示し、以下同様である 。これらの表示信号は、この図に15で表されたデータバスを経由して自明の種 類の中央監視設備へ、及び表示手段、例えば、それぞれのコイル内の放電を表示 するとき点灯する発光ダイオード162〜167を含む表示パネル16へ転送さ れる。 上述及び第19図から実現されるのは、信号混合ユニットを次のように構成す る、すなわち、その加算部材及び減算部材が端子に配置された1対のトランスジ ューサから発する信号を供給され、これらの端子間でいくつものコイルが隣接し て相互直列接続配置されるように構成することによって、相互直列接続コイルの 選択自由な群内の放電を感知することができることである。 第20図は、試験物体が開閉装置キュービクル、例えば、密閉屋内中圧開閉装 置又はガス絶縁開閉装置で構成されるときの本発明の応用を示す。第20図は、 概略単線路回路図の形で開閉装置の部分を示す。開閉装置ユニットは連続母線1 7を含み、試験物体はキュービクル171を含み、キュービクルは遮断器172 及び出力線路173を含む。ロゴウスキコイルによってこの図に例示されたトラ ンスジューサ6a、6b、6cは、開閉装置キュービクル171とこれを囲む開 閉装置キュービクルとの間でキュービクル171の両側の母線の回りに配置され ている。これらのトランスジューサ信号は、第3図を参照して説明されたのと類 似の方法でフィルタユニットPAa、PAb、PAcを経由して信号混合ユニッ トABUに供給されて、和信号S=v1+v2+v3を形成する。トランスジュ ーサ6a、6bから発する信号だけが信号混合ユニットに供給されるならば、試 験物体は開閉装置171及びこれに接続された機器を備える出力線路173を含 むことになる。もしトランスジューサ6a、6b、及び6cから発する信号が信 号混合ユニットに供給されるならば、試験物体は開閉装置キュービクル171だ けを含むように限定される。 第21図は、試験物体がガス絶縁開閉装置の形をしているときの本発明の応用 を示す。この図は単線路回路図の形で開閉装置ユニット18の部分を示し、この ユニットの備える格納容器181はSF6のような絶縁ガス182を含む。この 開閉装置ユニットは三相設計のものであるが、この図では1相のみを参照番号で 表している。云うまでもなく、全ての相は同等である。開閉装置ユニットは、母 線183、接地断路器184、ブッシング185、遮断器186、追加ブッシン グ187、追加接地断路器188、及び屋外ブッシング189を含む。ロゴウス キコイルによってこの図に例示されたトランスジューサ6a、6b、6c、6c ’、6C”、6C”’は、接地断路器184への接続の両側の母線の回り、接地 断路器184とブッシング185との間の接続の回り、ブッシング187と接地 断路器188との間の接続の回り、接地断路器188と屋外ブッシング189の 低部との間の接続の回り、及び屋外ブッシング189の上部でこれを通る導体の 回りに、それぞれ配置される。例として、いかにトランスジューサ6a、6b、 6cから発するトランスジューサ信号がフィルタユニットPAa、PAb、PA cを経由して信号混合ユニットABUへ供給されて和信号S=v1+v2+v3 を形成するかを示す。試験物体は、この場合、接地断路器184及びトランスジ ューサとこれらのトランスジューサへのこの接地断路器の接続との間に位置決め された母線の部分で構成される。上述及び図21から実現されるのは、適当に選 択されたトランスジューサから発する信号を信号混合ユニットに供給することに よって、試験物体を開閉装置ユニットの選択された部分を含むように限定するこ とができることである。例えば、信号混合ユニットを第3図を参照して説明した ように設計しかつそれにトランスジューサ6c”及び6c”’から発する信号を 供給することによって、放電を屋外ブッシング189上で高信頼性を以て位置測 定することができる。もちろん、開閉装置内の全ての相は、上述と同じ方法で配 置されたトランスジューサを備えてよい。 第24A図及び24B図は、試験物体が変流器の形をしているときの本発明の 応用を示す。 第24A図は、単相変流器19を示し、この変流器は高圧ブッシング191及 び外被192を含み、これらは共に断面で示されている。測定される電流を搬送 する導体193は、高圧ブッシングを通り、外被内に配置された磁心194を通 り下へ抜け、かつ高圧ブッシングを再び通り上へ抜ける。磁心194の回りに、 また、二次巻線195が配置されている。磁心及び二次巻線は、導体196によ って接地電位に接続され、及び導体193を通る電流の測定値が導体197を経 由して転送される。この場合、この図に表されているように、ロゴウスキコイル によってこの図に例示されたトランスジューサ6aを外被の近くの高圧ブッシン グの低部の回りに配置するのが有利である。外被内に位置決めされている変流器 のこれらの部分内の放電は、このトランジューサから見て導体193の上向きに 延長する部分及び下向きに延長する部分を同じ方向に通過する電流パルスを生じ るのに対して、変流器のこれらの部分の外側の放電は、トランジューサから見て 導体193の上向きに延長する部分及び下向きに延長する部分を異なる方向に通 過する電流パルスを生じる。したがって、これらの電流パルスによって発生され た磁界は前者の場合は零とは異なるのに対して、後者の場合は本質的に零になる 。それゆえ、この場合、試験物体は、外被内に位置決めされている変流器のこれ らの部分で構成される。 第24B図は、云わゆる、上磁心型(top−core model)の単相 変流器19を示し、この変流器は高圧ブッシング191及び外被192を含み、 これらは共に断面で示されている。環状磁心194は、この図に示されていない 方法で接地電位に接続されており、高圧ブッシングの高部に配置されている。測 定される電流を搬送する導体193は、高圧ブッシング、及び磁心を下へ通過し 、かつ高圧ブッシングを再び上へ通過する。二次巻線195が磁心の回りに巻か れ、かつその両端子196、197で以て高圧ブッシングを通して外被に達して いる。端子196は接地電位に接続され、かつ導体193を通る電流の測定値が 導体197を経由して転送される。またこの場合、この図に表されているように 、ロゴウスキコイルによってこの図に例示されたトランスジューサ6aを外被の 近くの高圧ブッシングの低部の回りに配置するのが有利である。トランスジュー サの上 方に位置決めされた変流器のそれらの部分内の放電は、このトランスジューサか ら見て導体195の、それぞれ、上向きに延長する部分及び下向きに延長する部 分196及び197を同じ方向に通過する電流パルスを生じるのに対して、変流 器のこれらの部分の外側の放電は、トランジューサから見て導体195の上向き に延長する部分及び下向きに延長する部分を異なる方向に通過する電流パルスを 生じる。したがって、前者の場合、これらの電流パルスによって発生された磁界 は零とは異なるのに対して、後者の場合は本質的に零になる。それゆえ、この場 合、試験物体は、トランスジューサの上方に位置決めされている変流器の部分で 構成される。 第25図は、試験物体が連続ウェブ、例えば、製造中の変圧器巻線用絶縁被覆 導体の形をしているときの本発明の応用を示す。 上述の種類の導体は、エポキシ内の銅のいくつもの副導体をテープの形をした 導体内に鋳込むことによって製造される。導体の絶縁抵抗を高めるために、紙ス トリップをテープの回りに巻いて、導体に沿う断面図上で紙ストリップがC形に なるようにする。製造中のこれらのステップは、典型的に0.2m/sの桁程度 の速度で導体が連続ウェブ中を正方向送りされる間に行われ、それゆえ導体の絶 縁の連続検査を構成するのに有利である。 この図は、図中で左から右へ、矢印によって表されたように運動の方向に2つ のロール対202と203との間を正方向送りされるいくつもの副導体201を 示す。紙ウェブ204は、回転する供給装置205内に供給されかつここで副導 体の回りに折られる。2つの相互に電流的に接続された電極206a、206b はウェブの運動方向に細長くかつウェブを幅全体にわたって覆うものであって、 ロール対202と203との間に配置されている。この電極対は、発電機207 から交流高圧を供給され、それゆえウェブの区域X−X内にウェブの縦方向に垂 直な電界を発生する。トランスジューサ6a、6bが区域X−Xのどちらかの端 に1つずつ、ウェブに沿って配置され、かつトランスジューサ信号v1”、v2 ”がフィルタユニットPAa、PAbを経由して信号混合ユニットABUに供給 される。それゆえ、この場合、試験物体は連続ウェブの区域X−Xで構成されか つ試験物体の接続導体はこの区域のそれぞれの端でこの区域に接続されているウ ェ ブのこれら2つの部分で構成される。装置208は、この図に大まかにしか表示 されていないが、ウェブと電気的に接触している2つの金属ブラシを含む。これ らのブラシは電圧源に接続され、かつ電流感知部材は電流がこれらのブラシを通 り流れるか感知し、これが絶縁の欠如を表示する。 第22A図及び第22B図は、試験物体が非常に高いインピーダンスを出現さ せる、例えば、電源変圧器で構成される場合に、特に厄介な雑音環境における場 合に正規運転中の監視用に特に有利な本発明の改善を示す。試験物体の高インピ ーダンスは、試験物体の外側の放電によって起こされる電流パルスが試験物体を 通過する間中この電流パルスを大いに減衰させ、したがって、電流パルスが試験 物体から流れ出る所の接続導体における電流パルスと関連した磁界を介しての感 知を著しく困難にすることがあり得る。 第22A図は電源変圧器12の部分を示し、この変圧器は外被121及び高圧 ブッシングBR1を備える。自明の方法で配置された容量性測定端子126が高 圧ブッシングに施されている。この高圧ブッシングを変圧器内へ通すフランジ1 28の直ぐ上でこのブッシングの低部の回りにトランスジューサ6aRが配置さ れていて、導体73’(第22B図)によって相互直列接続された2つのロゴウ スキコイル6aR’、6aR”を含み、これらの各々は、例えば、第7A図〜第 7C図を参照して説明したように設計されている。 第22B図は、ブッシングの縦軸に垂直な面に沿うトランスジューサの断面図 であり、かつログウスキコイルの各1つがブッシングの半周未満にしかわたらな いことを図解する。これのコイルを、例えば、にかわ付けによってブッシングに 固定することができ、このトランスジューサの設計は種々の寸法のブッシングへ の上述の全てのその取り付けを容易にする。干渉の観点から、コイルをブッシン グの回りに回転対称であるように置くのが有利である。トランスジューサからの 出力信号v1は、導体73、74を経由して評価設備127に供給される。容量 性測定端子からの出力信号Vcは、同様に、導体75を経由して評価設備に供給 される。 本発明のこの実施例において、試験物体内の放電と関連した電流パルスによっ て発生される磁界及び電界の両方が感知される。これらの磁界、電界によって起 こされる信号の乗算手段によって、放電と関連している接続導体を通る力束(p ower flux)を大きさと方向に関して判定することができる。放電は正 極性又は附極性のどちらかを有し、このことは放電と関連した試験物体の接続導 体を通る電流パルスが試験物体へ向かう又は遠ざかる方向のどちらかを指向する ことを意味する。この極性は、容量性測定端子からの出力信号Vcの極性を感知 することによって判定されるのに対して、電流パルスの方向はトランスジューサ 6aRからの出力信号v1の極性を感知することによって判定される。 評価設備127の実施例が第23図に示されている。トランスジューサ6aR からの出力信号v1及び容量性測定端子からの出力信号Vcは、各々、抵抗素子 、容量素子、誘導素子、及び増幅回路素子によって、自明の方法で相互にかつ適 当なレベルに適合させられるために、それぞれのインタフェースユニット21’ 、21”に、それぞれ、供給される。それぞれのインタフェースユニットからの 出力信号は、各々、それぞれの帯域通過フィルタ22’、22”に供給される。 トランスジューサ6aRからの出力信号と関連した帯域通過フィルタ22’は、 トランスジューサの固有共振周波数の回りにその通過帯域を有し、この固有共振 周波数は立ち代わってその測定システム内に最良の信号対雑音比を得るように選 択される。帯域通過フィルタ22”の通過帯域は、適当には、帯域通過フィルタ 22’と同じ特性を与えられる。 それぞれの帯域通過フィルタからの出力信号は、各々、レベル適応のために、 それぞれ、増幅部材23’、23”に供給され、これらの増幅部材からの出力信 号は乗算部材24に供給され、ここでこれら2つの信号が互いに乗算される。乗 算部材からの出力信号は、放電の起源に依存して、いまや正か負かのどちらかで ある。この実施例では、正出力信号は試験物体内の放電を表示すると仮定され、 これをトランスジューサ6aRに含まれたコイルの巻線方向を選択することによ って達成することができる。 乗算部材からの出力信号Uindはピーク値検出器25に供給され、この検出 器は正極性を持った信号を包絡線回路26へのみ転送する。包絡線回路は、その 入力信号を消滅時間を延長して再生する。包絡線回路からの出力信号の振幅は、 内部放電のレベルが上昇すると包絡線回路の出力信号の値が増大するように、試 験物体内の感知した放電のレベルに関係させられる。包絡線回路からの出力信号 は信号変換部材27に供給され、この部材は包絡線回路からの出力信号を相当す る直流電流IINDに変換する。この直流信号の振幅は、信号変換部材の入力信 号の振幅に依存し、それゆえ放電の振幅に依存する。信号IIDNは、選択され た警報レベルと自明の方法で比較されるために、監視設備(この図に示されてい ない)へ転送される。 注意することは、本発明のこの改善では、試験物体内の放電の存在を表示する 表示信号は、試験物体の接続導体の1つのみにおける電流パルスと関連した磁界 を感知するトランスジューサ信号を用いて得られると云うことである。容量性測 定端子が変圧器のブッシングに存在していない場合は、電流パルスによって発生 された電界を感知する或る他の型式のトランスジューサを使用してよい。 トランスジューサ設備のなお他の有利な実施例が、第26図に示されている。 それぞれ、ロゴウスキコイル61a、61bの形をした2つの、それぞれ、トラ ンスジューサ6a、6bが試験物体1の各側に1つずつ配置されている。これら のロゴウスキコイルの各1つは、自明の種類の超電導センサ、云わゆるSQUI Dに接続されている。それぞれの超電導センサからの出力信号は、帯域通過フィ ルタBPa、BPbに供給されて信号v1’及びv2’を形成し、これらの信号 を、例えば、第3A図を参照して上に説明したように更に処理することができる 。 第27図は、トランスジューサ設備の代替実施例を示す。それぞれ、ロゴウス キコイルの形をした4つのトランスジューサ6a、6c、6b及び6dが試験物 体1の各側でその、それぞれ、接続導体1a及び1bに2つずつ配置されている 。試験物体の両側に配置されたこれらのコイルは、コイル6aと6bが互いに反 対方向に巻かれ、かつコイル6cと6dが互いに同じ方向に巻かれるように、相 互直列接続されている。負帰還コイルの直列接続からの出力信号はフィルタユニ ットPAaに供給され、かつ正帰還コイルの直列接続からの出力信号はフィルタ ユニットPAcに供給され、これらのフィルタユニットは第1図を参照して説明 されたものと同じ種類のものである。これらのコイルの接続によって、これらの フィルタユニットに含まれる、それぞれ、AMPa及びAMPbで指示さた第2 7図内の増幅器が、第4図を参照して説明した和信号及び差信号S及びDに相当 す る信号を形成する。これらの信号は、例えば、第3B図を参照して説明したのと 同じ種類の比較部材Qに供給される。 本発明は、図示された実施例に限定されるのではなく、本発明の構想は記載さ れたトランスジューサと、信号混合の原理と測定物体の原理との他の組合わせを また含む。 本発明は、様々な種類の試験物体に適合した形状及び寸法に製造することので きる、かつ試験物体から電流的に分離されているトランスジューサの使用に基づ いている。試験物体における放電を位置測定する評価設備は、簡単なかつ信頼し 得る原理に基づいており、したがって外部干渉に影響されない。
【手続補正書】 【提出日】1997年6月3日 【補正内容】 1.明細書を次の通り補正する。 (1)明細書第22頁第22行から第24行の「測定される電流を搬送する導 体193は・・・再び上へ通過する」を『測定される電流を搬送する導体193 は環状磁心を通過させられる。』に変更する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),UA(AM,AZ,BY ,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM ,AT,AU,AZ,BB,BG,BR,BY,CA, CH,CN,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,G B,GE,HU,IL,IS,JP,KE,KG,KP ,KR,KZ,LK,LR,LS,LT,LU,LV, MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,P L,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK ,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,UZ, VN (72)発明者 エリクソン,トマス スウェーデン国 エス − 753 12 ウ プサラ,スコルガタン 9ビー (72)発明者 クエイルマンド,アクバル スウェーデン国 エス − 722 40 ベ ステルオース,バンディガタン 1 (72)発明者 レイヨン,マッツ スウェーデン国 エス − 723 42 ベ ステルオース,オデンスビガタン 7 (72)発明者 シベルグ,ヘンリー スウェーデン国 エス − 724 81 ベ ステルオース,エルドフスガタン 4 (72)発明者 ルドルフソン,ディック スウェーデン国 エス − 725 97 ベ ルテルオース,リムスタ (72)発明者 ウィンクレル,ダグ スウェーデン国 エス − 431 68 モ ルンダル,クロクスラッツ パルクガタ 34

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 少なくとも2の電気接続導体(1a、1b、1c、1d)を備える試験 物体内の放電を感知する装置がトランスジューサ設備と評価設備(PA、ABU 、LU)とを含み、前記トランスジューサ設備は電流パルスによって発生された 磁界と前記電流パルスの極性とを感知することによって前記接続導体を通る前記 電流パルスを方向感応性感知する少なくとも2つのトランスジューサ(6a、6 b、6c、6d)を含み、前記トランスジューサの各々は前記電流パルスと該電 流パルスの方向とに依存してトランスジューサ信号(v1”、v2”、v3”、 v4”、v11”、v12”)を前記評価設備へ送出し、前記評価設備は前記ト ランスジューサ設備が全ての前記接続導体を通して前記試験物体から出る方向又 は全ての前記接続導体を通して前記試験物体へ入る方向のどちらかに本質的に同 時に流れる電流パルスを感知するとき、受信したトランスジューサ信号に依存し て前記試験物体内の放電を表示する表示信号(IND)を発生し、前記放電を感 知する装置であって、相互に異なる接続導体と関連したトランスジューサから発 するトランスジューサ信号の和に依存して和信号(S)を形成する手段(ADD 、PAa)と、相互に異なる接続導体と関連したトランスジューサから発するト ランスジューサ信号の差に依存して差信号(D)を形成する手段(SUB、Pa c)と、前記和信号と前記差信号とに依存して比較信号(SQ)を形成する比較 部材(Q、SUM)とを含むこと、及び前記評価設備が前記比較信号に依存して 前記表示信号を形成することを特徴とする装置。 2. 請求の範囲第1項による装置であって、2つのトランスジューサがそれ ぞれの接続導体を通して電流パルスを感知するために少なくとも2つの接続導体 の各1つと関連しているようにトランスジューサを含むことを特徴とする装置。 3. 請求の範囲先行項のうちいずれかによる装置であって、前記差信号(D )が前記和信号を形成するためのトランスジューサ信号(v1”、v2”)を送 出するトランスジューサと同じトランスジューサ(6a、6b)から発するトラ ンスジューサ信号(v1”、v2”)に依存して形成されることを特徴とする装 置。 4. 請求の範囲先行項のうちいずれかによる装置であって、前記評価設備が 、 各トランスジューサ毎に、前記トランスジューサと関連したフィルタユニット( PAa、PAb、PAc、PAd)を含み、かつ前記フィルタユニットが前記ト ランスジューサの固有周波数に同調する同調回路(Ra、Ca、Rb、Cd、R c、Cc、Cd)ばかりでなく帯域通過フィルタ(Bpa、BPb、BPc、B Pd)を含み、前記トランスジューサ信号が前記フィルタに供給され、かつ前記 和信号と前記差信号とが前記フィルタユニットからの出力信号(v1’、v2’ 、v3’、v4’、v11’、v21’)に依存して形成されることを特徴とす る装置。 5. 請求の範囲第4項による装置であって、前記帯域通過フィルタが前記試 験物体の直列共振周波数に同調させられることを特徴とする装置。 6. 請求の範囲先行項のうちいずれかによる装置であって、前記評価設備が 前記和信号を形成するための信号を評価する評価部材(BMa、BMb、BMc 、BMd)を含むことを特徴とする装置。 7. 請求の範囲先行項のうちいずれかによる装置であって、前記評価設備が 、前記試験物体の前記接続導体を流れる電流パルスが受ける減衰及び(又は)移 相を模擬するように、前記和信号を形成するための信号を減衰及び(又は)移相 する前記試験物体のモデル(Z1、Z2、Z3、Z4、Z5)を含むことを特徴 とする装置。 8. 請求の範囲先行項のうちいずれかによる装置において、前記試験物体が 、例えば、製造工程中の変圧器巻線用絶縁被覆導体のような連続ウェブ(201 、204)の区域(X−X)で構成され、前記接続導体が前記区域に接続されて いる前記ウェブの部分で構成され、前記装置であって、交流電圧によって附勢さ れかつ前記ウェブの運動の方向に延び、かつ前記ウェブの前記区域を覆うように 前記ウェブのそれぞれの側に各々配置される少なくとも2つの電極(206a、 206b)を含み、かつ前記トランスジューサ設備が前記接続導体の各々に配置 された少なくとも1つのトランスジューサを含むことを特徴とする装置。 9. 請求の範囲第1項から第7項のうちいずれかによる装置において、前記 試験物体が、例えば、中圧開閉装置又はガス絶縁開閉装置のような、母線(17 )と出力線路(173)とを備える電気開閉装置ユニット内の開閉装置キュービ ク ル(171)で構成され、前記装置であって、前記トランスジューサ設備が前記 開閉装置キュービクルの両側の前記母線に配置されたトランスジューサ(6a、 6b)を含むことを特徴とする装置。 10. 請求の範囲第9項による装置であって、前記トランスジューサ設備が 前記開閉装置から見た出力線路に配置されたトランスジューサ(6c)を更に含 むことを特徴とする装置。 11. 請求の範囲第1項から第7項のうちいずれかによる装置において、前 記試験物体が交流発電機の固定子巻線の或る相内の複数の相互直列接続コイル( 81、82、…、86、97)で構成され、前記装置であって、前記トランスジ ューサ設備が前記コイルの各1つの端子(それぞれ、81’、81”、82’、 82”、…、86’、86”、87’、87”)に配置されたトランスジューサ (それぞれ、6a1、6a2、…、6a6、6a7)を含むこと、及び前記評価 設備が前記トランスジューサの任意の選択された対から発するトランスジューサ 信号の和に依存して和信号(S12、S23、…、S67)を形成する加算部材 (それぞれ、ADD1、ADD2、…、ADD6、ADD7)を含むことを特徴 とする装置。 12. 請求の範囲第11項による装置であって、前記評価設備が、互いに隣 接して相互直列接続配置されたコイルの端子に配置された一対の前記トランスジ ューサから発するトランスジューサ信号の和に依存して和信号を形成する加算部 材を含むことを特徴とする装置。 13. 請求の範囲先行項のうちいずれかによる装置であって、前記トランス ジューサが接続導体の回りに配置された少なくとも1つのロゴウスキコイル(7 、7a、7b)を含むことを特徴とする装置。 14. 請求の範囲第13項による装置であって、前記ロゴウスキコイルが磁 性材料のU形磁心(72)の回りに配置され、前記磁心が接続導体の回りに配置 されることを特徴とする装置。 15. 請求の範囲第1項から第7項のうちいずれかによる装置において、前 記試験物体が発電機の固定子巻線内のコイル(81)で構成され、前記コイルと 追加コイル(82)とが前記発電機の前記固定子の1つの巻線スロット内に配置 され、前記装置であって、前記トランスジューサが2つのロゴウスキコイル(7 1’、71”)の直列接続を含み、前記ロゴウスキコイルの1つ(71”)が前 記試験物体を構成するコイル(81)に配置され、前記ロゴウスキコイルの他の 1つ(71’)が前記固定子巻線の前記スロット内の前記コイル(82)に配置 されるように、前記2つのロゴウスキコイルが相互に反対方向に巻かれかつ磁性 材料の共通U形磁心(72)の回りに配置されることを特徴とする装置。 16. 請求の範囲第1項から第7項のうちいずれかによる装置において、前 記試験物体が発電機の固定子巻線内のコイル(81)で構成され、前記コイルと 追加コイル(82)とが前記発電機の前記固定子の1つの巻線スロット(8)内 に配置され、前記装置であって、前記トランスジューサが前記巻線スロット内か つ前記2つのコイル間に配置された実質的に扁平なロゴウスキコイル(7)の形 をしていることを特徴とする装置。 17. 請求の範囲第1項から第7項のうちいずれかによる装置において、前 記試験物体が、例えば、高圧装置用ブッシング(13)のような細長い延長を有 し、前記装置であって、前記トランスジューサ設備が前記試験物体に沿って運動 可能に配置された少なくとも1つのロゴウスキコイル(6a)を含むことを特徴 とする装置。 18. 請求の範囲第1項から第7項のうちいずれかによる装置において、前 記試験物体が少なくとも1つの高圧ブッシング(BR1)と前記ブッシングに配 置された容量性測定端子(126)とを備える電源変圧器(12)の形をしてお り、前記装置であって、前記トランスジューサが前記高圧ブッシングの回りに配 置された少なくとも1つのロゴウスキコイル(6aR’、6aR”)を含むこと 、及び前記評価設備が前記容量性測定端子から測定信号(Vc)を供給されるこ とを特徴とする装置。 19. 請求の範囲第18項による装置であって、前記トランスジューサが前 記高圧ブッシング回りに互いに反対に配置された2つの分離(それぞれ、6aR ’、6aR”)相互直列接続ロゴウスキコイルを含むことを特徴とする装置。 20. 請求の範囲先行項のうちいずれかによる装置において、前記トランス ジューサが前記試験物体への接続導体上に配置された少なくとも1つのロゴウス キコイル(61a、61b)と、前記ロゴウスキコイルに接続された超電導セン サ(SQUID)とを含むことを特徴とする装置。 21. 電流搬送導体(193)に配置された変流器(19)が高圧ブッシン グ(191)と二次巻線(195)とを含み、前記電流搬送導体及び前記二次巻 線の双方の上向きに延長する部分と下向きに延長する部分とが前記高圧ブッシン グ内に配置され、前記変流器内の放電を感知する装置が評価設備(PA、ABU 、LU)と前記評価器にトランスジューサ信号を送出するトランスジューサ(6 a)とを含み、前記感知する装置であって、前記トランスジューサが前記電流搬 送導体及び前記二次巻線の双方の前記上向きに延長する部分と前記下向きに延長 する部分とを囲むロゴウスキコイル(6a)で構成されること、及び前記評価設 備は前記トランスジューサが前記変流器から出る方向又は前記変流器へ入る方向 のどちらかに、前記電流搬送導体及び前記二次巻線の双方の前記上向きに延長す る部分と前記下向きに延長する部分とに本質的に同時に流れる電流パルスを感知 するとき、受信したトランスジューサ信号に依存して前記変流器内の放電を表示 する表示信号(IND)を発生することを特徴とする装置。
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