JPH1054862A - 放電発生位置標定方法 - Google Patents

放電発生位置標定方法

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JPH1054862A
JPH1054862A JP21122296A JP21122296A JPH1054862A JP H1054862 A JPH1054862 A JP H1054862A JP 21122296 A JP21122296 A JP 21122296A JP 21122296 A JP21122296 A JP 21122296A JP H1054862 A JPH1054862 A JP H1054862A
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JP
Japan
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stationary device
discharge
ultrasonic sensor
ultrasonic
ultrasonic sensors
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JP21122296A
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English (en)
Inventor
Yuji Abe
裕治 阿部
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】超音波センサを静止機器タンク本体の外面の特
定位置に配置して放電発生位置の標定を簡単に行うよう
にした放電発生位置標定方法を提供すること。 【解決手段】静止機器のタンク本体外面に配置した1個
の電流パルス検出器及び複数の超音波センサと、静止機
器内部で発生した放電位置を、電流パルス検出器で検出
した電流パルスと超音波センサで検出した音響パルスと
の時間差及び絶縁媒体内の音速度から放電位置を標定す
る放電発生位置標定方法において、超音波センサ2個を
1組として3組備え、静止機器のタンク本体外面の対面
で対称の位置になるよう配置し、超音波センサから放電
発生位置までの検出時間差と絶縁媒体内の音速度より求
めた1組の超音波センサの距離データから放電発生位置
の座標軸上の座標を計算し、その計算を3組の超音波セ
ンサに対して実行することにより、静止機器内で発生し
た放電位置を容易に標定できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波センサを用
いて静止機器内部の放電発生位置を標定する放電発生位
置標定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】静止機器の内部で発生した放電発生位置
を標定する方法として、従来より複数の超音波センサで
検出した音響パルスの放電発生からの時間差により放電
発生位置を標定する方法(放電発生位置標定方法)が知
られている(特公平3−60165号公報参照)。
【0003】上記した従来の静止機器の放電発生位置標
定方法を図5及び図6を参照して説明する。図5に示す
ように、静止機器1の内部には絶縁油または絶縁ガス等
の絶縁媒体が注入されており、またこの静止機器1のタ
ンク本体外面には電流パルス検出器2と複数の超音波セ
ンサ3,4,5が取付けられている。
【0004】今、静止機器1の内部で放電が発生する
と、それに伴ない電流パルスと音響パルスが生じる。電
流パルスは電流パルス検出器2で瞬間に検出される。一
方、音響パルスは超音波センサ3,4,5で検出される
までには時間差があり、この時間差は超音波が絶縁媒体
内を伝わるために必要な時間である。
【0005】したがって、この時間差は絶縁媒体内を伝
播する音速度と放電発生位置6から超音波センサ3,
4,5までの距離により定まる。逆に言えば、音速度と
時間差とから放電発生位置6と各超音波センサ3,4,
5間の距離を求めることができる。すなわち、放電発生
位置6と各超音波センサ3,4,5までの距離に関する
連立方程式を解けば放電発生位置6を標定することがで
きる。そのためには超音波センサは最低3個配置する必
要がある。この場合、3個の超音波センサは必ず1平面
上にあるため、平面の上下に各超音波センサまでの距離
が相等しくなる2点が生じる。その2点を識別するため
に図6に示すように4個の超音波センサ3,4,5,7
を立体的に配置する場合もあるが、それ以外特に位置に
関する制限はない。
【0006】しかしながら、従来の放電発生位置標定方
法には次のような問題がある。電流パルス検出器と超音
波センサから放電発生位置を標定する場合、3個の球面
の交点を求める三元二次連立方程式を解くことになるの
で、計算量が多く誤差が生じ易くなるという問題があ
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の静
止機器内部の放電発生位置を標定する方法では、計算が
複雑でかつ計算量が多いため、誤差が生じやすいという
問題があった。本発明(請求項1乃至請求項3)は上記
事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、超音波
センサを静止機器タンク本体の外面の特定位置に配置す
ることで放電発生位置の標定を簡単に行えるようにした
放電発生位置標定方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1は、静止機器のタンク本体外面に
配置した1個の電流パルス検出器及び複数の超音波セン
サと、前記静止機器内部で発生した放電位置を、前記電
流パルス検出器で検出した電流パルスと前記超音波セン
サで検出した音響パルスとの時間差及び絶縁媒体内の音
速度から当該静止機器内部の放電位置を標定する放電発
生位置標定方法において、前記超音波センサ2個を1組
として3組備え、前記静止機器のタンク本体外面の対面
で対称の位置になるよう配置し、前記超音波センサから
放電発生位置までの検出時間差と絶縁媒体内の音速度よ
り求めた1組の超音波センサの距離データから放電発生
位置の座標軸上の座標を計算し、その計算を3組の超音
波センサに対して実行することにより静止機器内部の放
電発生位置を標定することを特徴とする。
【0009】本発明の請求項2は、静止機器のタンク本
体外面に配置した1個の電流パルス検出器及び複数の超
音波センサと、前記静止機器内部で発生した放電位置
を、前記電流パルス検出器で検出した電流パルスと前記
超音波センサで検出した音響パルスとの時間差及び絶縁
媒体内の音速度から当該静止機器内部の放電位置を標定
する放電発生位置標定方法において、前記超音波センサ
を4個備え、その内3個の超音波センサは1平面上に位
置するように配置し、他の1個の超音波センサはその対
面上に位置するように配置し、検出時間差及び絶縁媒体
内の音速度を用いた計算を実行することにより、静止機
器内部の放電発生位置を標定することを特徴とする。
【0010】本発明の請求項3は、請求項1または請求
項2の放電発生位置標定方法において、超音波センサの
データのみから静止機器内部の放電発生位置を標定する
ことを特徴とする。
【0011】まず、本発明による放電位置標定方法を図
2、図3および図4について説明する。図2は本発明に
よる放電位置標定方法を説明するための概念図であり、
この図から1組(2個)の超音波センサ3,4の検出デ
ータに基づいて放電発生位置6が算出可能なことを説明
する。
【0012】空間内に超音波センサ3と超音波センサ4
があり、放電発生位置6からの距離をそれぞれr1 ,r
2 とする。このr1 ,r2 は電流パルス検出から音響パ
ルス検出までの時間差と絶縁媒体内の音速度によって求
められる。
【0013】今、放電発生位置6から、超音波センサ3
と超音波センサ4を通る直線上に下ろした垂線の交点を
10とする。6−3−10の各点で作られる角度をα、
6−4−10の各点で作られる角度β、超音波センサ3
と超音波センサ4間の距離をrとすると下記式が成立す
る。 sin(α)*r1 =sin(β)*r2 r=cos(α)*r1+cos(β)*r2
【0014】上記2式を変形し、sin2 +cos2
1の関係からαを消去すると、 2*r*r2 *cos(β)=r*r+r2 *r2 −r
1 *r1 となる。
【0015】また、r2 *cos(β)は超音波センサ
4と交点10間の距離に等しいので、結局r,r1 ,r
2 から交点10の位置が求められる。すなわち、超音波
センサ3と超音波センサ4が、空間のX軸に平行な直線
上にあったとすれば、これによって放電発生位置6の空
間内のX座標が求められたことになる。
【0016】以上の計算をY,Zの各軸に対して行え
ば、空間内の座標を特定し、静止機器内部のどの部位で
放電が発生したかを識別できることになる。そのために
は、6個のセンサが、X,Y,Zの各軸に平行な直線上
にある必要がある。超音波センサを6個用意し、2個ず
つを1組として、静止機器の外面上に、かつ対面で互い
に対称の位置になるように配置し、検出時間差と絶縁媒
体内の音速度をもとに計算を行えばよい。
【0017】次に、4個の超音波センサによっても同様
に放電発生位置の座標位置が計算されることを説明す
る。超音波センサ6個を用いる方式では、各超音波セン
サは特定の座標軸の座標を求めるためのみに用いられた
が、超音波センサを特定位置に配置することによって2
つの座標軸の座標を求めるために用いることができるの
で、4個の超音波センサでも、超音波センサ6個を用い
る方式と同様の結果が得られる。そのためには、図3に
示すように、3個の超音波センサ3,4,5を各々静止
機器1の外面上でこの3個の超音波センサ3,4,5が
1つの面上に位置するように配置し、残る1個の超音波
センサ7をその対面上に位置するよう配置する。
【0018】このように4個の超音波センサを配置する
と、上記と同様に検出時間差及び絶縁媒体内の音速度を
もとに計算を行うことにより放電発生位置の座標位置が
計算される。
【0019】また、図4に示すように、電流パルス検出
器を用いることなく、超音波センサの出力のみから放電
発生位置を計算することも可能である。この場合、便宜
上超音波センサの一つを座標軸の原点とし、他の超音波
センサを座標上のX,Y,Zの各軸上に配置する。例え
ば、超音波センサ3がX軸上にあるものとし、超音波セ
ンサ4から放電発生位置6までの距離をR0 ,超音波セ
ンサ3から放電発生位置までの距離をR1 とする。R0
とR1 を直接測定することはできないが、超音波センサ
3と超音波センサ4がそれぞれ検出した時間差からR0
とR1 の差を求めることはできる。すなわちR1 =R0
+A(Aは既知)とおける。
【0020】一方、超音波センサ3と超音波センサ4間
の距離も既知であり、図2と同様に計算すると、結局、
放電発生位置のX軸座標と距離R0 との間の線形関係に
還元される。同様にY座標,Z座標もR0 と線形関係に
なる。また、各座標の二乗の総和がR0 の二乗に等しい
から、最終的にはR0 の二次方程式となり、容易に求解
することができる。R0 から各座標値を求めることも容
易である。
【0021】図4では超音波センサ3,4,5,7は1
平面上に示してあるが、3次元空間では、超音波センサ
3と超音波センサ4を結ぶ直線の周りに回転させて考え
ればよい。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図1は本発明の一実施例(請求項1
対応)の構成図である。同図に示すように、超音波セン
サ3,4,5,7,8,9を静止機器1のタンク本体を
直方体とした場合の各面に配置する。このとき、向かい
合った超音波センサを結ぶ直線が空間内のX,Y,Z軸
に平行となるようする。静止機器1のタンク本体内には
絶縁媒体で満されている。例えば、超音波センサ3と超
音波センサ4を1組とし、放電発生位置6から各センサ
までの距離を、電流パルス検出器2で検出した電流パル
ス発生時間と音響パルス発生時間、及び絶縁媒体内の音
速度から求める。さらに上述した方法にて、放電発生位
置6は超音波センサ3と超音波センサ4を結ぶ直線に平
行な座標軸上の座標位置を求める。
【0023】さらに、超音波センサ5と超音波センサ7
を一組とし、超音波センサ8と超音波センサ9を一組と
し、これら各組に対しても同様な計算をすれば、放電発
生位置6が3次元空間内に占める座標位置を求めること
ができる。
【0024】図3は本発明の他の実施例(請求項2対
応)の構成図である。同図に示すように、超音波センサ
3,4,5,7のうち超音波センサ3,4,5が一つの
平面上に、超音波センサ7が静止機器1を直方体とした
場合の対面上になるように配置する。このとき各超音波
センサを結ぶ直線がX,Y,Z軸に平行な直線となるよ
うにする。この場合、超音波センサ3と超音波センサ
4、超音波センサ4と超音波センサ5、超音波センサ4
と超音波センサ7が各々組となる。
【0025】このような配置にすると、超音波センサ4
が3つの座標を求めるために共有できるので、4個の超
音波センサで、6個の超音波センサの場合と同様な計算
を行うことができる。
【0026】図4は本発明のさらに他の実施例(請求項
3対応)の構成図である。同図に示すように、超音波セ
ンサ3,4,5,7のうち超音波センサ3,4,5が一
つの平面上に、超音波センサ7が静止機器1を直方体と
した場合の対面上にあり、各超音波センサを結ぶ直線で
あってX,Y,Z軸に平行な直線が存在するように静止
機器1の外面上に配置する。この場合、超音波センサ3
と超音波センサ4、超音波センサ4と超音波センサ5、
超音波センサ4と超音波センサ7が各々組となる。
【0027】超音波センサ4を座標上の原点におき、超
音波センサ4と他の超音波センサの検出時間の差から上
記した方法にて放電発生位置6の座標位置を求めること
ができる。なお、本発明は上記した各実施例に限定され
るものではなく、その要旨を変更しない範囲で種々に変
更して実施することができるものである。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明(請求項1
乃至請求項3対応)によれば、超音波センサを特定の位
置に配置することで、静止機器内で発生した放電位置の
標定を簡単に行えるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成図。
【図2】図1による放電発生位置標定方法を説明するた
めの概念図。
【図3】本発明の他の実施例の構成図。
【図4】本発明のさらに他の実施例の構成図。
【図5】従来の放電発生位置標定方法を説明するための
構成図。
【図6】従来の放電発生位置標定方法の他の例を説明す
るための構成図。
【符号の説明】
1…静止機器、2…電流パルス検出器、3,4,5,
7,8,9…超音波センサ、6…放電発生位置、10…
交点。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 静止機器のタンク本体外面に配置した1
    個の電流パルス検出器及び複数の超音波センサと、前記
    静止機器内部で発生した放電位置を、前記電流パルス検
    出器で検出した電流パルスと前記超音波センサで検出し
    た音響パルスとの時間差及び絶縁媒体内の音速度から当
    該静止機器内部の放電位置を標定する放電発生位置標定
    方法において、前記超音波センサ2個を1組として3組
    備え、前記静止機器のタンク本体外面の対面で対称の位
    置になるよう配置し、前記超音波センサから放電発生位
    置までの検出時間差と絶縁媒体内の音速度より求めた1
    組の超音波センサの距離データから放電発生位置の座標
    軸上の座標を計算し、その計算を3組の超音波センサに
    対して実行することにより静止機器内部の放電発生位置
    を標定することを特徴とする放電発生位置標定方法。
  2. 【請求項2】 静止機器のタンク本体外面に配置した1
    個の電流パルス検出器及び複数の超音波センサと、前記
    静止機器内部で発生した放電位置を、前記電流パルス検
    出器で検出した電流パルスと前記超音波センサで検出し
    た音響パルスとの時間差及び絶縁媒体内の音速度から当
    該静止機器内部の放電位置を標定する放電発生位置標定
    方法において、前記超音波センサを4個備え、その内3
    個の超音波センサは1平面上に位置するように配置し、
    他の1個の超音波センサはその対面上に位置するように
    配置し、検出時間差及び絶縁媒体内の音速度を用いた計
    算を実行することにより、静止機器内部の放電発生位置
    を標定することを特徴とする放電発生位置標定方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2の放電発生位置
    標定方法において、超音波センサのデータのみから静止
    機器内部の放電発生位置を標定することを特徴とする放
    電発生位置標定方法。
JP21122296A 1996-08-09 1996-08-09 放電発生位置標定方法 Pending JPH1054862A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011149896A (ja) * 2010-01-25 2011-08-04 Nissin Electric Co Ltd 部分放電測定方法、標定方法およびその装置
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