JPS61128177A - 部分放電発生位置標定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 ガス絶縁電器やガス絶縁ケーブル、電カケープルなど長
さ方向のひろがシを持つ高電圧電器の内部部分放電発生
位置の標定装置、ことに外来ノイズ弁別機能を備えた部
分放電発生位置標定装置に関する。

〔従来技術とその問題点〕

この種の電器の部分放電発生位置の標定方法としては、
部分放電パルスの直接伝搬波と反射伝搬波の検出時間差
が、供試電器の両端末までの長さと発生位置および検出
端の間の距離とによって決まることを利用したものが知
られている。

第５図は上記標定方法を説明するための説明図で、ガス
絶縁密閉開閉装置（以下ＧＬＳとよぶ）を供試器とした
例を示したものである。図において、Ｇ、ｌ、Ｓの高電
圧充電部は高電圧導体１．断路器２．遮断器３等からな
シ、充電部は絶縁スペーサ４によシ接地金属シース５．
６．７．８等に絶縁支持され、かつ釜属シース５〜８内
にはＳＦ、ガス等の絶縁ガスが封入されることによう、
充電部と金属シース間の絶縁が保持されている。また高
電圧充電部の両方の端末はたとえば電力ケーブル９によ
シ金属シースの外部に引き出され、外部の電力系統に連
結される。このように構成されたＧ＝Ｓの一方の端末側
には放電パルスの検出回路１０、部分放電測定器１１１
位置位置標定結果が設けられている。いま、図に矢印で
示す場所１４で内部部分放電が発生したと仮定する。こ
のとき部分放電によって発生した放電（電流）パルスは
高電圧導体１を左右に分かれて両端末部１５および１６
に向かって伝搬するが、導体を伝搬する放電パルスの伝
搬波は導体の有するインダクタンスと対シース間の分布
静電容量からなる分布定数によって決まる伝搬速度Ｔｏ
（Ｇ　Ｌ　Ｓの場合的３　Ｘ　１０’１／Ｂ）を持ち、
かつ両端末部１５．１６においては分布定数が急変する
ために放電パルスの一部は反射して向きを変え、反射伝
搬波となって再び高電圧導体中を逆方向に伝搬する。

第６図は検出回路１０によシ検出された直接伝搬波およ
び反射伝搬波のパルス列である。図において、パルスＰ
１７は放電パルスが発生位置１４から検出器設置端末１
５に向かって直接伝搬した直接伝搬波、パルスＰ１８は
放電パルスが位置１４から反検出器設置端末１６に向か
りて進行し端末１６で反射して端末１５で検出された反
射伝搬波の第１波、パルスＰ１９は直接伝搬波Ｐ１７が
両端末１５．１６間を往復反射伝搬して端末１５で検出
された反射伝搬波の第２波、パルスＰ２０は反射伝搬波
の第１波パルスＰ１８が両端末間を往復反射して再び端
末１５で検出された反射伝搬波の第３波である。

いま、反射端末部１６を起点として高電圧導体の中心線
に沿りて測った位置１４までの距離を１ｚ、両端末１５
．１６間の距離をｔとすると、第２図においてパルスＰ
１７に対するパルスＰ１８゜ＰＩ３．Ｐ２Ｏそれぞれの
検出遅れ時間’ｒ１．　Ｔ、。

Ｔ、はつぎのようになる。

Ｔｌ　　＝　　２ｔｓ／Ｖ。

Ｔ、＝２ｔ／ｖ。

’ｒ、＝＝’ｒ□＋Ｔ。

したがりて直接伝搬波Ｐ１７に対する反射伝搬波の検出
遅れ時間Ｔ１あるいはＴ、を測定すれば、いずれか一方
の端末部から放電発生位置までの距離ｔｚまたはｔ−ｔ
ｚを知ることができる。しかしながら、ガス絶縁電器に
おける放電パルスの伝搬速度ｖＯが３Ｘ１０−／８と極
めて速いために、たとえば最小標定距離１−の標定精度
を得るため要がある。

第７図は従来の位置標定装置の回路構成を示すブロック
図である。図において、検出回路１０の検出パルス信号
を入力とする標定装置は、前記検出パルスの瞬時値をサ
ンプリングするサンプリングユニット２１と、サンプリ
ングユニット２１の出力電圧をディジタル変換するＡ／
Ｄ変換器２２と、検出時間差Ｔ１を計測するカウンタユ
ニット２５と、カウンタユニットの出力信号を記憶し発
生位置ｔＺを計算する演算処理ユニット２４，２５．２
６と、演算結果を表示するディスプレイユニット２７か
らなるミニコンピータを組み合わせた装置として構成さ
れてい石。したがって上述の装置における最小標定距離
は、ディジタルカウンタ２３の最小カウント時間の他に
、データ伝送時間および演算処理時間、ディジタルカウ
ンタ２３のストップ・リセット・セット時間等で決まシ
、検出パルス列をリアルタイム処理する場合においても
あるいはオフタイム処理する場合においても、困難であ
り、オフタイム処理の場合最小標定距離十数外が得られ
る程度である。したがって、ＧｂＳなどのように両端末
部間の導体長さが１０〜３０ｍ程度のものを被試験体と
する場合には有効な位置標定結果が得られないという問
題がある。

〔発明の目的〕

本発明は前述の状況に鑑みてなされたもので、放電発生
位置の標定精度が高く間欠的外来ノイズの弁別機能を有
する部分放電発生位置標定装置を提供することを目的と
する。

〔発明の要点〕

本発明は、長さ方向に広がりを有する供試密閉電器を複
数の標定区間にあらかじめ区分し、この標定区間数に対
応して設けられ直接伝搬波によシトリガーされるととも
に標定区間の長さく相応する部分放電パルスの往復伝搬
時間（以下単に伝搬時間とよぶ）をそのパルス幅として
反検出器設置端から標定区間層に序列された区間パルス
を出力するパルス発生回路と、このパルス発生回路に対
応して設けられ区間パルスと反射伝搬波とが入力された
とき当該標定区間内に部分放電が発生したと判定して表
示信号を出力する演算および表示回路を備えるよう構成
したことによシ、放電パルス発生位置が属する標定区間
あるいは反検出器設置端からの放電パルス発生位置を標
定できるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明を一実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例を示す標定装置のブロック図で
あシ、供試密閉電器を四つの標定区間（区画した場合を
例にして示したもので、各回路は高速リニャエＣ等のア
ナログ信号処理回路によって構成されている。図におい
て、検出回路１０および部分放電測定器１１には既に提
案された部分放電測定器（特願昭５９−０１１５８３号
）が用いられ、パルス幅が１０秒オーダの出力パルスと
、この出力パルスと同じ程度のパルス幅の間欠的外来ノ
イズ以外はすべて除去され低雑音で狭いパルス幅の第６
図に図示した如き伝搬波パルス列が標定装置に入力され
る。３１〜３４は標定区間数に対応して設けられ部分放
電測定器１１の出力直接伝搬波によシトリガーされると
ともに、標定区間の長さに相応する部分放電パルスの伝
搬時間をそのパルス幅として反検出器設置端から標定区
間層に序列された区間パルスを出力するパルス発生回路
であり、たとえばパルス発生回路３１を反検出器設置端
側として３１．３２．３３．３４の順で区間パルスＰ３
１　、Ｐ３２．Ｐ３３．Ｐ３４を出力する。４１〜４４
は演算回路たとえば乗算回路であシ、パルス発生回路３
１〜６４に対応してそれぞれ設けられ、パルス発生回路
それぞれの出力区間パルスおよび部分放電測定器１１の
出力伝搬波列を入力信号とし、区間パルスと伝搬波とが
重なって入力された乗算回路にのみ区間パルスと乗算さ
れることによシ増幅された出力伝搬波が出力される。５
１〜５４はそれぞれ乗算回路４１〜４４に対応して設け
られた位置表示回路であり、たとえば出力伝搬波によシ
トリガーされて部分放電が発生した標定区間に対応する
位置表示回路が点灯あるいは警報音を発することにより
部分放電が発生した標定区間を知ることができる。５５
および５６は計測部であシ、加算口Ｍ５５によって乗算
回路４１〜４４の出力伝搬波を加算することによってパ
ルス列に変換し、オシロスコープ等ノ測定回路５６によ
シバルス列を観測できるよう構成される。

第２図は第１図の実施例における各部の動作を説明する
ための信号波形図であり、第５図に示すＧＬＳを位置０
．Ｐ　、Ｑを境にして等分に四つの標定区間に区分する
とともに、パルス発生回路３１を反検出器設置端１６側
の標定区間に、以下３２゜３３．３４の序列で順次検出
端１４側に近い標定区間に対応させ、パルス発生器３２
に対応する標定区間０−２間の位置１４で発生した部分
放電の発生位置を標定しようとする場合を例に示したも
のである。図において、Ｗｌｌは部分放電測定器１１の
出力伝搬波パルス列であシ、ＰＩ３は直接伝搬波、Ｐ１
８は反検出器設置端１６からの反射伝搬波の第１波、Ｐ
１９は直接伝搬波Ｐ１７の反検出器設置端１６からの反
射伝搬波第２波であシ、Ｐ１９は直接伝搬波Ｐ１７に対
してＧＬＳの両端末１５．１６間を丁度１回往復する伝
搬時間Ｔ！だけ連れて部分放電測定器１１から出力され
る。

Ｐ３１からＰ３４はそれぞれ直接伝搬波Ｐ１７によシト
リガーされるパルス発生器３１から６４の出力区間信号
波形で、伝搬波のＧｉ、３全長の往復伝搬時間Ｔ、のに
宛をそれぞれのパルス幅トシ、度検出装置端１６側の標
定区間に対応するＰ３１から標定区間層に序列され、か
つ互いに重なることなく順次出力される。々お本実施例
においては、Ｐ３１が直接伝搬波Ｐ１７のパルス幅に相
当する時間Ｔｏだけ遅れて他よりＴｏ待時間けパルス幅
の狭い区間パルスが出力されるよう構成された例が示さ
れている。Ｗ４２は乗算回路４１〜４２の出力伝搬波で
あシ、Ｗｌｌで示す伝搬波パルス列Ｐ１７〜Ｐ１９と区
間パルスｐ３１〜Ｐ３４とが乗算される。その結果、Ｐ
３１がＴｏ時間遅れて発生することによシス間パルスと
の重なりが回避された伝搬波パルスＰ１７およびＰＩ３
の乗算結果は零となり乗算回路の出力側からは消去され
、反射伝搬波の第１波であるＰＩ３が区間パルスＰ３２
と乗算されることによって増幅されＷ４２として出力さ
れる。Ｐ５２は位置表示器５２の表示信号であシ、Ｗ４
２にトリガーされて表示器５２のみが点灯あるいは警報
を発することによシ、部分放電が標定区間０−Ｐ間で発
生したことを検知することができる。

なお、第５図に示すＧＬＳの両端末部１５および１６か
らケーブル等を介してＧＡＳ内にノイズパルスが侵入し
、このノイズパルスによりパルス発生回路がトリガーさ
れた場合、区間パルスＰ５１をＴｏ時間遅れて出力させ
るよう構成しておくことによシ、乗算回路においてノイ
ズパルスヲ消去することができ、したがってノイズパル
スを部分放電と誤認することを防止できる利点が得られ
る。

第６図は第１図で示される実施例におけるパルス発生回
路の具体例を示すブロック図で６Ｄ、部分放電測定器１
１の出力伝搬波列Ｗ１１を共通の入力とする遅延回路６
１〜６４およびピーク値保持回路７１〜７４と、差動回
路８１〜８６とで構成され、区間パルスＰ３１〜Ｐ３４
が出力される。

第４図は第３図のパルス発生回路の動作を説明するため
の信号波形図であシ、Ｗ３１からＷ３４は第１図におけ
るパルス発生回路３１〜６４の信号波形を意味し、一部
分にハツチを施したＰ７１〜Ｐ７４はピーク値保持回路
７１〜７４の出力信号波形を示している。図において、
遅延回路６１〜６４に入力された部分放電パルスの直接
伝搬波Ｐ１７は、遅延回路６１においては時刻ｔ１から
ＴＯだけ、その他の遅延回路６２〜６４においては反検
出器設置端１６から対応する標定区間の入口までの伝搬
時間Ｋ　＠　Ｔ　ｔ２％・７％　＋　％　”　ＴＩだけ
遅延されてピーク値保持回路７１〜７４にそれぞれ入力
される。ピーク値保持回路７１〜７４は、入力信号のピ
ーク値を検出し、このピーク値を時刻ｔ、まで保持し、
保持したピーク値信号Ｗ３１〜Ｗ３４を差動回路８１〜
８乙に出力する。差動回路８１〜８３は隣接するピーク
値保持回路相互の出力ピーク値信号の差を出力するよう
構成されており、差動回路８１〜８６を通ることによっ
てＰ７１〜Ｐ７３のハツチ部分が消去され、ｐ３１．ｐ
３２　、Ｐ３３が出力されるとともに、Ｐ３４がピーク
値保持回路７４から直接出力される。上述のようにして
パルス発生回路３１〜６４から対応する標定区間の長さ
に相応する伝搬時間をそのパルス幅とし、反検出器設置
端１６側の標定区間側から順に序列された区間パルスＰ
３１〜Ｐ３４を互いに重なることなく順次出力させるこ
とができる。

また第１図において、測定回路５６のオシロスコープを
例えば部分放電測定器１１の出力パルスでトリガーする
よう構成すれば、直接伝搬波に対する加算回路の出力パ
ルス列の検出遅れ時間を測定できるので、部分放電発生
位置を詳細に知ることができる。

前述の実施例による説明から明らかなように、本発明の
装置は高速リニャエＣ等を用いたアナログ信号処理回路
で構成したので、従来のディジタル信号処理回路を用い
た装置に比べて高速信号処理が可能であシ、入力伝搬波
のパルス幅を２〜５×１０秒程度とすることにょシ最小
標定距離を１ｍ以下とすることが可能である。また全長
１ｏ〜３０１程度のＧｈＳの部分放電発生位置の標定に
適用する場合１両端末間を伝搬波が往復伝搬するに要す
る時間Ｔ、は０．７〜２×１０秒程度であシ、部分放電
パルスの繰シ返し発生時間間隔や外来ノイズの時間間隔
に比べて極めて短かいために、時間Ｔ１を周期とする１
回の標定時間内に複数の放電パルスや外来ノイズが発生
する確率は極めて低い。したがって複数のパルスが互い
に近接して検出されることに起因する位置標定の誤まシ
を充分回避することができる。

さらに本発明においては、供試密閉電器を一つの標定区
間とし、間欠的外来ノイズと内部放電とを弁別するよう
装置を構成することも可能である。

〔発明の効果〕 本発明は前述のように、一方端側に部分放電検出装置を
備え長さ方向に広がりを有する供試密閉電器をあらかじ
め複数の標定区間に区分し、各標定区間の長さに見合う
部分放電パルスの伝搬時間をそのパルス幅とし部分放電
パルスの直接伝搬波により　）　ＩＪガーされて反検出
器設置端側から標定区間順に序列された区間パルスを順
次出力する標定区間数のパルス発生回路と、このパルス
発生回路に対応して設けられ上記区間パルスと部分放電
測定器からの反射伝搬波とが入力されたとき上記区間パ
ルスに対応する標定区間内に部分放電が発生したと判定
して出力信号を発する高速アナログ信号処理回路からな
る演算回路と、該当する標定区間光学的あるいは音響的
に表示する表示回路とを設けるよう構成した。その結果
、ディジタル演算回路を用いた従来の標定装置で問題と
なったデータの転送や演算時間等に要する時間による最
小標定距離の制約が排除され、最小標定距離をほぼ１ケ
タ短縮でき、したがって全長が１０〜３０１程度の比較
的短かい密閉電器の部分放電の発生位置を１〜数風の精
度で標定できる装置を提供できる。また、反検出器設置
端側の標定区間に対応する区間パルスのパルス幅を所定
時間短縮し、直接伝搬波等のトリガーパルスよシ遅れて
発生するよう構成することによシ、供試電器の両端末部
から侵入する外来ノイズおよびその往復反射伝搬波を乗
算回路で弁別消却することが可能となシ、間欠的外来ノ
イズの弁別機能を備えた標定装置を提供できる。さらに
、演算回路の出力パルスをパルス列として観測できる計
測回路を設けるよう構成することにより、部分放電発生
位置を必要に応じて精密に標定することが可能となり、
標定精度の高い装置を提供できる。

なお、本発明の部分放電発生位置標定装置は、部分放電
の位置標定に止まらず、供試電器の高電圧充電部に含ま
れる断路器や遮断器等の大電流接触子の接触不良にとも
なって生ずるスパークを伝搬波として検出することによ
シ、接触不良発生位置の標定装置としても利用すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の回路構成を示すブロック図、
第２図は第１図の実施例における信号波形図、第６図は
第１図の実施例におけるパルス発生回路の具体的な構成
図、第４図は第３図のパルス発生回路の信号波形図、第
５図は供試密閉電器の概略側断面図、第６図は第５図の
電器における部分放電パルスの伝搬波のパルス列、第７
図は従来の位置標定装置の回路構成を示すブロック図で
ある。 １．２．３・・・高電圧充電部、５．６．７．８・・・
金属シース、９・・・端末部（電カケープル）、１０・
・・検出回路、１１・・・部分放電測定器、１２・・・
位置標定装置、１４・・・部分放電発生位置、１５・・
・検出器設置端、１６・・・反検出器設置端、○、Ｐ、
Ｑ・・・標定区間の境界位置、３１〜３４・・・パルス
発生回路、４１〜４４・・・演算回路（乗算回路）、５
１〜５４・・・位置表示回路、５５．５６・・・計測部
、６１〜６４・・・遅延回路、７１〜７４・・・ピーク
値保持回路、８１〜８６・・・差動回路、Ｐ１７・・・
直接伝搬波、Ｐ１８．ＰＩ３・・・反射伝搬波、Ｐ３１
〜Ｐ３４・・・区間パルス、Ｔ、・・・周期、ＴＯ・・
・遅延時間。 時間Ｔ。 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）長さ方向に広がりを持つ密閉電器の一方の端末部に
   設けられ、密閉電器の内部部分放電パルスの直接伝搬波
   ならびに他方の端末部を反射端とする反射伝搬波を検出
   する検出器を備え内部部分放電の発生位置を標定するも
   のにおいて、直接伝搬波によりトリガーされるとともに
   密閉電器の標定すべき区間長さに相応する部分放電パル
   ス伝搬時間をそのパルス幅として反検出器設置端から標
   定区間順に序列された区間パルスを出力する標定区間数
   のパルス発生回路と、このパルス発生回路に対応して設
   けられ該区間パルスと反射伝搬波とが入力されたとき出
   力する演算および表示回路とを備えたことを特徴とする
   部分放電発生位置標定装置。