JP2004004003A - 放射電子波を利用した電力機器の部分放電検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電力機器、電力ケーブルなどで部分放電により放射される電子波を検出するための装置を提供する。
【解決手段】複数の電子波検出センサーと、検出センサー各々から出力される信号を増幅した後、ノイズ除去された中間周波数形態の信号だけを出力する複数の電子波検出部と、いずれか一つの検出部から出力される中間周波数処理された電子波を積分して積分前の値と比較し、部分放電パルスを出力するパルス生成部と、中間周波数処理された電子波を複数の基準電圧と比較し、複数のパルスを出力する電子波レベル処理部と、複数レベルを示す複数のパルスと部分放電によるパルスとを波形整形して出力する波形整形部と、一定時間波形整形された部分放電パルスをカウントして１サイクル当たりの平均パルス数を算出し、波形整形された複数レベルを示す複数のパルスを入力して所定単位の部分放電量を算出し、通信部を介して外部監視システムに伝送する。
【選択図】 図２
【解決手段】複数の電子波検出センサーと、検出センサー各々から出力される信号を増幅した後、ノイズ除去された中間周波数形態の信号だけを出力する複数の電子波検出部と、いずれか一つの検出部から出力される中間周波数処理された電子波を積分して積分前の値と比較し、部分放電パルスを出力するパルス生成部と、中間周波数処理された電子波を複数の基準電圧と比較し、複数のパルスを出力する電子波レベル処理部と、複数レベルを示す複数のパルスと部分放電によるパルスとを波形整形して出力する波形整形部と、一定時間波形整形された部分放電パルスをカウントして１サイクル当たりの平均パルス数を算出し、波形整形された複数レベルを示す複数のパルスを入力して所定単位の部分放電量を算出し、通信部を介して外部監視システムに伝送する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、閉鎖配電盤、ＧＩＳ、電力ケーブルのような電力機器の絶縁劣化監視システムに関するもので、特に部分放電による放射電子波を感知して電力機器の部分放電を検出する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電力機器の事故予防のための点検及び診断方法として、接触式常時監視装置と携帯用点検装備を利用するものとが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の接触式常時監視装置は、電力機器にセンサーを付着して劣化程度を測定するものなので、既に設置された機器に対しては適用できないという問題点がある。また、地絡時、或いは、サージ流入時、大電流によりセンサーが焼損されたり機器が破損される恐れがあるので、これらの機器には事故の危険性が常に存在するという短所がある。
【０００４】
一方、携帯用点検装備は非接触型と接触型とに区分することができるのだが、一回用の点検で終わってしまうので、常時監視体系を構築することができないという短所がある。また、活線状態で携帯装備を利用して電力機器を点検する場合は、感電事故などの安全事故の危険性が常に存在するという短所がある。
【０００５】
従って、現場では未だに人体の五感を利用しているのだが、このような場合測定者の主管に依存的なので、誤った測定結果がでることがあるという問題点がある。また、赤外線温度計、コロナ探知機などのような簡易測定装備を利用する場合は、隠蔽された部分に対する点検及び測定が不可能なので、事故の早期予防に限界があり、停電後点検のため機器劣化進行状態の把握が混乱であるという問題点があり、電力機器劣化の測定に多くの専門人力と時間を投資しなければならないという短所を抱えていた。
【０００６】
一方、電力ケーブルの診断方法としては、死線状態で行う直流漏洩電流法、耐電圧試験、誘電正接法があり、活線状態では直誘電圧重畳法、水ツリー活線診断法、超音波法などがある。
【０００７】
死線状態で行う検出方法は、全体の電力ケーブル線路の健全有無を診断するものなので、ケーブル端末材及び中間接続材に対する劣化状態を探し出すことができず、また設備を停止させなければならないので、試験時の人的、物的損失が大きく、運転中の電気的、器械的な動作状態での複合ストレスによって生じた劣化及び異常信号を見逃すことがあるという短所がある。
【０００８】
反面、活線状態の診断方法は、設備を停止させずに運転中に線路の劣化を検出できるという点では、死線状態診断より遥かに有用な方法であると言える。しかし、全体の電力ケーブルに対する健全状態を診断するため、局部的な劣化を検出することが難しいという点のせいで、現在はケーブル端末及び中間接続材の場合、超音波音響検出法を主に活用している。
【０００９】
しかし、超音波音響検出法を利用する場合は、超音波センサーの特性上、劣化がある程度進んだ後の劣化だけを検出することができるので、初期劣化状態を検出できないという問題が発生することになる。また、超音波センサーは、圧電センサーを利用して信号を検出することになるのだが、このような場合に圧電センサーを一定の圧力でケーブル接続材に付着しなければならないという問題点がある。これは、つまりケーブル劣化検出の誤診率を上昇させる原因として作用することがあり、劣化の進捗度によってメンテナンス管理のための人的、物的損失を甘受しなければならない。更に、これまでの超音波音響検出法はアナログ方式から成るので、遠隔地に位置した管理者のコンピューターにデータを伝送するためには、検出データを再加工しなければならないという問題点がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明の目的は、閉鎖配電盤、電力ケーブルのような電力機器の劣化程度を遠隔地で常に監視できるように支援するための、放射電子波を利用した部分放電検出装置を提供することにある。
【００１１】
本発明のまた別の目的は、閉鎖配電盤、電力ケーブル及びＧＩＳ（Ｇａｓ ＩｎｓｕｌａｔｅｄＳｗｉｔｃｈ ｇｅａｒ）のような機器の劣化測定のために投資しなければならない人力と時間を激減することのできる部分放電検出装置を提供することであり、電力ケーブルの劣化程度をその進捗度に関係なく検出することのできる装置を提供することにある。
【００１２】
本発明のまた別の目的は、被測定対象体に適したセンサーを選択し、便利に部分放電による電子波を検出することのできる装置を提供することにある。
【００１３】
本発明のまた別の目的は、電力機器の劣化を点検するにおいて、安全事故の発生確率を激減させると共に、電力機器の劣化程度を正確に測定する事のできる、電子波を利用した電力機器の部分放電検出装置を提供することにある。
【００１４】
前記の目的を達成するための本発明の実施例による電力機器の部分放電検出装置は、
少なくとも閉鎖配電盤、電力ケーブル及びガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）から部分放電により放射される電子波信号を各々検出するための複数の電子波検出センサーと、
前記電子波検出センサー各々から出力される信号を増幅した後、ノイズ除去された中間周波数形態の電子波信号だけを出力する複数の電子波検出部と、
いずれか一つの電子波検出部から出力される中間周波数処理された電子波を積分して積分以前の値と比較し、部分放電によるパルスを出力するパルス生成部と、
前記中間周波数処理された電子波を複数の基準電圧と各々比較し、複数のレベルを示す複数の電子波パルスを出力する電子波レベル処理部と、
前記複数レベルを示す複数の電子波パルスと部分放電によるパルスとを波形整形して出力する波形整形部と、
一定時間の間波形整形された前記部分放電によるパルスをカウントして１サイクル当たりの平均パルス数を算出し、波形整形された前記複数レベルを示す複数の電子波パルスを入力して所定単位の部分放電量を算出し、前記平均パルス数と共に通信部を介して外部監視システムに伝送する制御部、とを含むことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例を添付の図面を参照に詳細に説明する。本発明を説明するにおいて、関連の公知機能、或いは、構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不要に不明にする可能性があると判断される場合、それに対する詳細な説明は省略する。
【００１６】
まず、図１は、本発明の実施例による部分放電検出装置１００の周辺ブロック構成図を示したものである。図１に示した部分放電検出装置１００は、電力ケーブルの中間接続部に装着され、接続部の施行不良、半導電層不良、内部異物質及びボイド（Ｖｏｉｄ）気泡などにより発生される電子波を検出する電力ケーブル用電子波（ＵＨＦ）検出センサー１１０と連結可能である。そして、部分放電検出装置１００は、ＧＩＳの個体絶縁物（Ｓｐａｃｅｒ）に位置し、ＧＩＳ内部金属異物質流入などにより発生される部分放電に基因した電子波を検出するＧＩＳ電子波検出センサー１３０と連結可能である。また、部分放電検出装置１００は、閉鎖配電盤内に設置され、電力機器の寿命が尽きたり、設置不良、材料不良などによる老後化が進行される時に発生される部分放電による電子波を検出する閉鎖配電盤用電子波検出センサー１２０とも連結可能である。
【００１７】
つまり、部分放電検出装置１００は、上述した三つのセンサーの中、いずれか一つから検出される電子波の平均パルス数とクーロン単位の部分放電量を演算し、ＲＳ−４８５ケーブルを介して遠隔地に位置した監視システム２００に伝送したり、表示部に表示してくれる。
【００１８】
一方、監視システム２００は、管理者が遠隔地に位置した電力機器の状態を点検することができるように、前記ＲＳ−４８５ケーブルを介して入力されるクーロン単位の部分放電量と平均パルス数をモニター上に表示してくれる。これによって、管理者は、遠隔地に位置する電力機器、或いは電力ケーブル、ＧＩＳの部分放電状態を常に点検することができるのである。
【００１９】
以下、図２を参照して上述した部分放電検出装置１００の構成及び動作を詳細に説明する。
【００２０】
まず、図２は、本発明の実施例による部分放電検出装置の詳細ブロック構成図を示したもので、図３は、図２中の電力ケーブル用電子波検出センサー１１０の斜視図を、図４は、図３に図示された電子波検出センサー１１０の断面例示図を示したものである。そして、図５は、図２に図示された部分放電検出装置のアナログ回路構成図を、図６は、図２に図示された部分放電検出装置のデジタル回路構成図を、図７は、図２中のＧＩＳ電子波検出センサー１３０の外観例示図を示したものであり、図８は、図２中の制御部１７０の動作のフローチャートを、図９は、図２中の制御部１７０により処理された部分放電量表示波形図を例示したものである。
【００２１】
図２を参照すると、まず、本発明の実施例による部分放電検出装置１００は、各々の電力機器（閉鎖配電盤、電力ケーブル、ＧＩＳ）から部分放電により放射される電子波信号を検出するための複数のセンサー１１０、１２０、１３０を具備するのだが、このようなセンサーは使用者の選択により各々固有の電子波検出部１、２、３と接続可能である。
【００２２】
つまり、電力ケーブル用電子波検出センサー１１０は、バンド型電子波検出センサーで、電力ケーブルから部分放電により放射される電子波信号の中、３０ＭＨｚ帯域の信号だけを検出して後端のＲＦ増幅部１１２に伝送する。一般的に、電力機器から部分放電時に放射される電子波は、ある特定周波数分布帯域を有する。周波数分布帯域を狭帯域に探す方法は、エーアールモデリング法（ＡＲ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ）を利用して探すことができる。このような方法を介して探した周波数分布帯域がこの３０ＭＨｚである。
【００２３】
前記電力ケーブル用電子波検出センサー１１０は、図３に図示されているように、一側が電力ケーブルの表面と同じ曲面を有するケーブル接続材１１１と、前記ケーブル接続材１１１の上部に装着されるのだが、一側にはＢＮＣコネクターが形成されているホルダー（ｈｏｌｄｅｒ）１１３とを含む。このようなホルダー１１３には、作業の便宜上、端部に取っ手１１５が形成されているポール（ｐｏｌｅ）の一側がネジ結合され得る溝が形成されることができる。このような電力ケーブル用電子波検出センサー１１０の断面が、図４の（ａ）に図示されている。図４の（ａ）を参照すると、ケーブル接続材内には電子波信号を検出するためのヘリカルタイプのアンテナが存在し、前記アンテナの端部は、ホルダーの内部に位置する増幅回路（Ｌ，Ｃ）を介してＢＮＣコネクターと接続される。つまり、図４の（ａ）に図示された断面構造を有する電子波検出センサー１１０は、部分放電による電子波を検出し、これを所定レベルに増幅して後端のＲＦ増幅部１１２に伝送する役割を遂行する。
【００２４】
一方、直線接続材は、ケーブル間で使用されるので高圧から比較的安全だと見れる。しかし、ケーブル接続材内部で絶縁破壊などが発生されている場合は、ケーブル接続材の表面に高電圧（高電位）が誘起され得、この電圧により診断装備が焼損され得る。終端接続材の場合は、高圧ターミナル端子と離隔距離が数十Ｃｍ以下で、測定者の感電危険と常時高電位が誘起され得る。従って、高電位を装備から遮断するために、センサーと診断装備の間で光信号に変換する必要がある。図４の（ａ）は、直線接続材のような比較的高電位が常時存在しない場合に適用するセンサーで、図４の（ｂ）タイプは終端接続材や劣化の恐れのある直線接続材で使用されるための光変換装置の内蔵されたセンサーである。従って、光変換装置の使用は、装備と測定者の安全のための保護対策の一貫である。
【００２５】
図４の（ｂ）に図示した電子波検出センサー１１０は、一側が電力ケーブルの表面と同じ曲面を有するケーブル接続材と、前記ケーブル接続材内に挿入されているヘリカルタイプのアンテナ（ＵＨＦ ＡＮＴ）と、前記ケーブル接続材に装着され、その内部に前記アンテナと接続される第１光電変換部を具備するホルダーと、前記ホルダーに結合された取っ手を含むのだが、その取っ手の一側端部にはＢＮＣコネクターが形成されており、その取っ手の内部には第１光電変換部の出力端に接続される光伝送媒体と前記ＢＮＣコネクターの一側の間に結合される第２光電変換部（図示せず）が内蔵されている。つまり、図４（ｂ）に図示した電力ケーブル用電子波検出センサー１１０は、ヘリカルアンテナによって検出された電気的信号を光信号に一次変換して伝送し、これを再び電気的信号に変換してＢＮＣコネクターを介して後端のＲＦ増幅部１１２に出力することのできる構造を有する。
【００２６】
上述の電力ケーブル用電子波検出センサー１１０の後端に位置する電子波検出部１は、周りのノイズ（地上波放送信号など）の電子波信号を区分するために存在する。このような電子波検出部１は、Ｒ／Ｆ増幅部１１２、ＩＦ処理部１１４及びノイズ除去フィルター１１６とで構成され、前記センサーの出力信号を増幅した後、ノイズ除去された電子波信号だけを中間周波数に変調して出力する。つまり、電子波検出部１の一構成要素であるＲ／Ｆ増幅部１１２は、図５に図示されているように、共振回路を利用して広帯域に発散される電子波の中、３０ＭＨｚだけを同期させ増幅出力する。このような電子波信号は、以後ＩＦ処理部１１４で変調回路と三つの中間周波数処理トランス（ＩＦＴ）を介して５００ＫＨｚの中間周波数に変調されノイズ除去フィルター１１６に入力される。ノイズ除去フィルター１１６に入力されたＩＦ信号は、図５に図示されているように、バッファ、増幅回路及び電波整流回路を介することによって、電波整流により周辺ノイズが除去された電子波信号だけがパルス生成部１４０と電子波レベル処理部１５０に出力される。
【００２７】
一方、閉鎖配電盤用検出センサー１２０の後端にも、上述したような電子波検出部２が存在する。前記閉鎖配電盤用電子波検出センサー１２０は、ヘリカルアンテナタイプで構成され、閉鎖配電盤から部分放電により放射される電子波信号の中、３０ＭＨｚ帯域の信号だけを検出して後端のＲ／Ｆ増幅器１２２に出力する。すると、３０ＭＨｚ帯域の電子波信号は、以後ＩＦ処理部１２４で５００ＫＨｚの中間周波数に変調されノイズ除去フィルター１２６に入力され、ノイズ除去フィルター１２６でノイズ除去された電子波信号だけが、後端のパルス生成部１４０と電子波レベル処理部１５０に出力されるのである。
【００２８】
ＧＩＳ用電子波検出センサー１３０は、図７に図示したように、締結固定部によりパターンアンテナタイプの両端部が締結固定されるバンド型電子波検出センサーで、ＧＩＳ内部から放射される電子波信号の中、４２３ＭＨｚ帯域の信号だけを検出して後端のＲ／Ｆ増幅部１３２に伝送すると、Ｒ／Ｆ増幅部１３２で増幅出力される４２３ＭＨｚ帯域の電子波信号は、ＩＦ処理部１３４で５００ＫＨｚの中間周波数に変調されてノイズ除去フィルター１３６に入力され、ノイズ除去フィルター１２６でノイズ除去された電子波信号だけが、後端のパルス生成部１４０と電子波レベル処理部１５０に出力される。
【００２９】
つまり、本発明の実施例では、被測定対象体に適した電子波検出センサーを利用して被測定対象体から放射される電子波を一時的に検出し、検出された電子波信号からノイズ除去された電子波だけを抽出した後、これを信号処理して部分放電による平均パルス数とクーロン単位の部分放電量に演算表示することになるのである。
【００３０】
このように、ノイズ除去された電子波を信号処理し、部分放電による平均パルス数とクーロン単位の部分放電量に演算表示するために必要な構成をより具体的に説明すると、
パルス生成部１４０は、三つの電子波検出部の中、いずれか一つから出力される電子波を積分した後、これを積分以前の値と比較して部分放電によるパルスで出力する。このような部分放電によるパルスは、波形整形部１６０を介して制御部１７０に入力され１サイクル当たりの平均パルス数を算出するのに利用される。
【００３１】
電子波レベル処理部１５０も、各々の電子波検出部で中間周波数処理され出力される電子波を、図５に図示されているように、三つの基準電圧と比較して大、中、小レベルを示す電子波信号で出力する。このような大、中、小レベルを示す電子波信号も、波形整形部１６０を介して制御部１７０に入力される。
【００３２】
波形整形部１６０は、図６に図示されているように、パルス生成部１４０と電子波レベル処理部１５０とから出力される信号を波形整形するためのシュミット回路と時間遅延用フリップフロップとから成る。このような波形整形部１６０は、大、中、小レベルを示す電子波信号と部分放電によるパルス信号とを制御部１７０で処理することができるように波形整形して出力する。
【００３３】
一方、制御部１７０は、図８に図示された動作の流れによって、一定時間（サンプリング時間）の間前記部分放電によるパルスをカウントして１サイクリング当たりの平均パルス数を算出し、前記電子波レベル処理部１５０から出力される電子波信号を１度単位の部分放電量として算出し、前記平均パルス数と共に遠隔地に位置した監視システム２００に伝送する一方、部分放電検出装置１００に具備された表示部１９０上に表示する役割を遂行する。また、制御部１７０は、図示していないが、内部にメモリーを具備することによって、実時間で算出された部分放電量のデータを貯蔵することもできる。
【００３４】
ＩＤ入力部１８０は、８ピンディープスイッチで部分検出装置１００を遠隔地に位置した監視システム２００で識別することができるようにＩＤ入力に利用される。
【００３５】
そして、通信部は、前記制御部１７０の制御によって、電子波による部分放電量と平均パルス数のデータを変換して、ＲＳ−４８５ケーブルを介して遠隔地に位置した監視システム２００に伝送する役割を遂行する。
【００３６】
表示部１９０は、前記制御部１７０により各種表示データを表示してくれる役割を遂行する。このような表示部１９０はＬＥＤとＬＣＤとを含む。
【００３７】
以下、図８を参照に、電子波による部分放電量と平均パルス数の算出及び表示過程を説明することにする。
【００３８】
図８を参照すると、制御部１７０は、まず３００段階でサンプリング時間の間パルス生成部１４０から入力されるパルス数をカウンティングする。パルス数をカウンティングするために、本発明では、まず電子波信号の１サイクルを３６０度に分割し、１度（４６ｍｉｃｒｏ ｓｅｃ）内に電子波があれば、これをパルス数１として２．５秒間パルス数をカウンティングするように設計した。従って、サンプリング時間である２．５秒間のパルス数がカウンティング完了されると、２．５秒間カウンティングされた全体パルス数を１サイクル当たりの平均パルス数に換算することができるので、制御部１７０は、３１０段階で１サイクル当たりのパルス数（０から最大３６０の値を有する）を算出することができる。
【００３９】
以後、制御部１７０は、３２０段階に進み、電子波レベル処理部１５０から出力される電子波信号の大、中、小レベル（大きさ）を利用して１度単位に累積放電量数を算出する。算出方法としては、互いにちがうレベルを有する１度内のパルス各々に変数を乗算し、これらを加算することによって算出する。例えば、電子波レベル処理部１５０から入力される電子波のレベルが三つのレベルに分類されたとしたら、レベル（大きさ）１×α＋レベル２×β＋レベル３×γの数式によって１度内の累積放電量数を算出する。このように、１度内の累積放電量数を算出すると、以後、制御部１７０は３３０段階に進み、部分放電量を算出する。部分放電量は、累積放電量数（レベル１×α＋レベル２×β＋レベル３×γ）をパルス個数（レベル１＋レベル２＋レベル３）で割ることによって得られる。
【００４０】
このように、３１０段階と３３０段階で１サイクル当たりの平均パルス数と部分放電量を算出したら、制御部１７０は３４０段階に進み、１サイクル当たりのパルス数及び部分放電量を表示部１９０に表示し、３５０段階で、１サイクル当たりのパルス数及び部分放電量を通信部を介して遠隔地に位置した監視システム２００に伝送する。
【００４１】
前記監視システム２００及び表示部１９０に表示された１サイクル当たりのパルス数と部分放電量の表示形態を説明すると、まず１サイクル当たりのパルス数と部分放電量は、下記の表１のように表示することができる。
【００４２】
【表１】
【００４３】
１サイクル当たりのパルス数は、最大３６０個まで発生することができるが、前記表１でのように、１サイクル当たりのパルス数を示す電子波個数が２４０以上だと電力機器に異常が発生したものであり、１８０乃至２４０の値を有すると点検が要される。そして、部分放電量である電子波放電量も７０以上である場合、電力機器に異常が発生したものであり、５０乃至７０の値を有すると点検が要される。
【００４４】
一方、電子波による部分放電量は図９の波形に表示することもできる。図９は、図２中の制御部１７０によって処理された部分放電量表示波形例示図を図示したものである。図９を参照すると、部分放電による電子波の位相が９０度と２７０度付近に三つの大きさを有して分布していることが分かる。検出時間が長くなればなるほど、９０度と２７０度付近にはたくさんの電子波が分布する事になる。
【００４５】
従って、管理者は、図９に図示された波形を見て部分放電が発生している電力機器の位置及び状態或いは電力ケーブルの劣化の程度を確認することができる。
【００４６】
【発明の効果】
上述のように、本発明は、電力機器の劣化程度を遠隔地で常時監視することができる利点があり、電力機器の劣化測定のための専門人力と投資時間を著しく激減することができる利点がある。また、本発明は、部分放電発生機器の位置を探索することができるので、メンテナンスが容易であり、電力機器の劣化を点検するにおいて、安全事故発生確率を激減することができる長所がある。
【００４７】
そして、被測定対象体に適したセンサーを利用して部分放電による電子波を検出することができるので、システムの互換性を高めることができる長所があり、電力ケーブル、ＧＩＳ、電力機器の劣化程度をその進捗度に関係なく検出することができる利点がある。
【００４８】
一方、本発明は、図示された実施例を参考に説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術分野で通常の知識を有した者ならば、これより多様な変形及び均等な他実施例が可能であるということが理解されるであろう。従って、本発明の真なる技術的保護範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による部分放電検出装置の周辺ブロック構成図である。
【図２】本発明の実施例による部分放電検出装置の詳細ブロック構成図である。
【図３】図２中の電力ケーブル用電子波検出センサー１１０の斜視図である。
【図４】図３に図示された電子波検出センサー１１０の断面例示図である。
【図５】図２に図示された部分放電検出装置のアナログ回路構成図である。
【図６】図２に図示された部分放電装置検出装置のデジタル回路構成図である。
【図７】図２中のＧＩＳ電子波検出センサー１３０の外観例示図である。
【図８】図２中の制御部１７０の動作フローチャートである。
【図９】図２中の制御部１７０によって処理された部分放電量表示波形例示図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、閉鎖配電盤、ＧＩＳ、電力ケーブルのような電力機器の絶縁劣化監視システムに関するもので、特に部分放電による放射電子波を感知して電力機器の部分放電を検出する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電力機器の事故予防のための点検及び診断方法として、接触式常時監視装置と携帯用点検装備を利用するものとが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の接触式常時監視装置は、電力機器にセンサーを付着して劣化程度を測定するものなので、既に設置された機器に対しては適用できないという問題点がある。また、地絡時、或いは、サージ流入時、大電流によりセンサーが焼損されたり機器が破損される恐れがあるので、これらの機器には事故の危険性が常に存在するという短所がある。
【０００４】
一方、携帯用点検装備は非接触型と接触型とに区分することができるのだが、一回用の点検で終わってしまうので、常時監視体系を構築することができないという短所がある。また、活線状態で携帯装備を利用して電力機器を点検する場合は、感電事故などの安全事故の危険性が常に存在するという短所がある。
【０００５】
従って、現場では未だに人体の五感を利用しているのだが、このような場合測定者の主管に依存的なので、誤った測定結果がでることがあるという問題点がある。また、赤外線温度計、コロナ探知機などのような簡易測定装備を利用する場合は、隠蔽された部分に対する点検及び測定が不可能なので、事故の早期予防に限界があり、停電後点検のため機器劣化進行状態の把握が混乱であるという問題点があり、電力機器劣化の測定に多くの専門人力と時間を投資しなければならないという短所を抱えていた。
【０００６】
一方、電力ケーブルの診断方法としては、死線状態で行う直流漏洩電流法、耐電圧試験、誘電正接法があり、活線状態では直誘電圧重畳法、水ツリー活線診断法、超音波法などがある。
【０００７】
死線状態で行う検出方法は、全体の電力ケーブル線路の健全有無を診断するものなので、ケーブル端末材及び中間接続材に対する劣化状態を探し出すことができず、また設備を停止させなければならないので、試験時の人的、物的損失が大きく、運転中の電気的、器械的な動作状態での複合ストレスによって生じた劣化及び異常信号を見逃すことがあるという短所がある。
【０００８】
反面、活線状態の診断方法は、設備を停止させずに運転中に線路の劣化を検出できるという点では、死線状態診断より遥かに有用な方法であると言える。しかし、全体の電力ケーブルに対する健全状態を診断するため、局部的な劣化を検出することが難しいという点のせいで、現在はケーブル端末及び中間接続材の場合、超音波音響検出法を主に活用している。
【０００９】
しかし、超音波音響検出法を利用する場合は、超音波センサーの特性上、劣化がある程度進んだ後の劣化だけを検出することができるので、初期劣化状態を検出できないという問題が発生することになる。また、超音波センサーは、圧電センサーを利用して信号を検出することになるのだが、このような場合に圧電センサーを一定の圧力でケーブル接続材に付着しなければならないという問題点がある。これは、つまりケーブル劣化検出の誤診率を上昇させる原因として作用することがあり、劣化の進捗度によってメンテナンス管理のための人的、物的損失を甘受しなければならない。更に、これまでの超音波音響検出法はアナログ方式から成るので、遠隔地に位置した管理者のコンピューターにデータを伝送するためには、検出データを再加工しなければならないという問題点がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明の目的は、閉鎖配電盤、電力ケーブルのような電力機器の劣化程度を遠隔地で常に監視できるように支援するための、放射電子波を利用した部分放電検出装置を提供することにある。
【００１１】
本発明のまた別の目的は、閉鎖配電盤、電力ケーブル及びＧＩＳ（Ｇａｓ ＩｎｓｕｌａｔｅｄＳｗｉｔｃｈ ｇｅａｒ）のような機器の劣化測定のために投資しなければならない人力と時間を激減することのできる部分放電検出装置を提供することであり、電力ケーブルの劣化程度をその進捗度に関係なく検出することのできる装置を提供することにある。
【００１２】
本発明のまた別の目的は、被測定対象体に適したセンサーを選択し、便利に部分放電による電子波を検出することのできる装置を提供することにある。
【００１３】
本発明のまた別の目的は、電力機器の劣化を点検するにおいて、安全事故の発生確率を激減させると共に、電力機器の劣化程度を正確に測定する事のできる、電子波を利用した電力機器の部分放電検出装置を提供することにある。
【００１４】
前記の目的を達成するための本発明の実施例による電力機器の部分放電検出装置は、
少なくとも閉鎖配電盤、電力ケーブル及びガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）から部分放電により放射される電子波信号を各々検出するための複数の電子波検出センサーと、
前記電子波検出センサー各々から出力される信号を増幅した後、ノイズ除去された中間周波数形態の電子波信号だけを出力する複数の電子波検出部と、
いずれか一つの電子波検出部から出力される中間周波数処理された電子波を積分して積分以前の値と比較し、部分放電によるパルスを出力するパルス生成部と、
前記中間周波数処理された電子波を複数の基準電圧と各々比較し、複数のレベルを示す複数の電子波パルスを出力する電子波レベル処理部と、
前記複数レベルを示す複数の電子波パルスと部分放電によるパルスとを波形整形して出力する波形整形部と、
一定時間の間波形整形された前記部分放電によるパルスをカウントして１サイクル当たりの平均パルス数を算出し、波形整形された前記複数レベルを示す複数の電子波パルスを入力して所定単位の部分放電量を算出し、前記平均パルス数と共に通信部を介して外部監視システムに伝送する制御部、とを含むことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例を添付の図面を参照に詳細に説明する。本発明を説明するにおいて、関連の公知機能、或いは、構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不要に不明にする可能性があると判断される場合、それに対する詳細な説明は省略する。
【００１６】
まず、図１は、本発明の実施例による部分放電検出装置１００の周辺ブロック構成図を示したものである。図１に示した部分放電検出装置１００は、電力ケーブルの中間接続部に装着され、接続部の施行不良、半導電層不良、内部異物質及びボイド（Ｖｏｉｄ）気泡などにより発生される電子波を検出する電力ケーブル用電子波（ＵＨＦ）検出センサー１１０と連結可能である。そして、部分放電検出装置１００は、ＧＩＳの個体絶縁物（Ｓｐａｃｅｒ）に位置し、ＧＩＳ内部金属異物質流入などにより発生される部分放電に基因した電子波を検出するＧＩＳ電子波検出センサー１３０と連結可能である。また、部分放電検出装置１００は、閉鎖配電盤内に設置され、電力機器の寿命が尽きたり、設置不良、材料不良などによる老後化が進行される時に発生される部分放電による電子波を検出する閉鎖配電盤用電子波検出センサー１２０とも連結可能である。
【００１７】
つまり、部分放電検出装置１００は、上述した三つのセンサーの中、いずれか一つから検出される電子波の平均パルス数とクーロン単位の部分放電量を演算し、ＲＳ−４８５ケーブルを介して遠隔地に位置した監視システム２００に伝送したり、表示部に表示してくれる。
【００１８】
一方、監視システム２００は、管理者が遠隔地に位置した電力機器の状態を点検することができるように、前記ＲＳ−４８５ケーブルを介して入力されるクーロン単位の部分放電量と平均パルス数をモニター上に表示してくれる。これによって、管理者は、遠隔地に位置する電力機器、或いは電力ケーブル、ＧＩＳの部分放電状態を常に点検することができるのである。
【００１９】
以下、図２を参照して上述した部分放電検出装置１００の構成及び動作を詳細に説明する。
【００２０】
まず、図２は、本発明の実施例による部分放電検出装置の詳細ブロック構成図を示したもので、図３は、図２中の電力ケーブル用電子波検出センサー１１０の斜視図を、図４は、図３に図示された電子波検出センサー１１０の断面例示図を示したものである。そして、図５は、図２に図示された部分放電検出装置のアナログ回路構成図を、図６は、図２に図示された部分放電検出装置のデジタル回路構成図を、図７は、図２中のＧＩＳ電子波検出センサー１３０の外観例示図を示したものであり、図８は、図２中の制御部１７０の動作のフローチャートを、図９は、図２中の制御部１７０により処理された部分放電量表示波形図を例示したものである。
【００２１】
図２を参照すると、まず、本発明の実施例による部分放電検出装置１００は、各々の電力機器（閉鎖配電盤、電力ケーブル、ＧＩＳ）から部分放電により放射される電子波信号を検出するための複数のセンサー１１０、１２０、１３０を具備するのだが、このようなセンサーは使用者の選択により各々固有の電子波検出部１、２、３と接続可能である。
【００２２】
つまり、電力ケーブル用電子波検出センサー１１０は、バンド型電子波検出センサーで、電力ケーブルから部分放電により放射される電子波信号の中、３０ＭＨｚ帯域の信号だけを検出して後端のＲＦ増幅部１１２に伝送する。一般的に、電力機器から部分放電時に放射される電子波は、ある特定周波数分布帯域を有する。周波数分布帯域を狭帯域に探す方法は、エーアールモデリング法（ＡＲ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ）を利用して探すことができる。このような方法を介して探した周波数分布帯域がこの３０ＭＨｚである。
【００２３】
前記電力ケーブル用電子波検出センサー１１０は、図３に図示されているように、一側が電力ケーブルの表面と同じ曲面を有するケーブル接続材１１１と、前記ケーブル接続材１１１の上部に装着されるのだが、一側にはＢＮＣコネクターが形成されているホルダー（ｈｏｌｄｅｒ）１１３とを含む。このようなホルダー１１３には、作業の便宜上、端部に取っ手１１５が形成されているポール（ｐｏｌｅ）の一側がネジ結合され得る溝が形成されることができる。このような電力ケーブル用電子波検出センサー１１０の断面が、図４の（ａ）に図示されている。図４の（ａ）を参照すると、ケーブル接続材内には電子波信号を検出するためのヘリカルタイプのアンテナが存在し、前記アンテナの端部は、ホルダーの内部に位置する増幅回路（Ｌ，Ｃ）を介してＢＮＣコネクターと接続される。つまり、図４の（ａ）に図示された断面構造を有する電子波検出センサー１１０は、部分放電による電子波を検出し、これを所定レベルに増幅して後端のＲＦ増幅部１１２に伝送する役割を遂行する。
【００２４】
一方、直線接続材は、ケーブル間で使用されるので高圧から比較的安全だと見れる。しかし、ケーブル接続材内部で絶縁破壊などが発生されている場合は、ケーブル接続材の表面に高電圧（高電位）が誘起され得、この電圧により診断装備が焼損され得る。終端接続材の場合は、高圧ターミナル端子と離隔距離が数十Ｃｍ以下で、測定者の感電危険と常時高電位が誘起され得る。従って、高電位を装備から遮断するために、センサーと診断装備の間で光信号に変換する必要がある。図４の（ａ）は、直線接続材のような比較的高電位が常時存在しない場合に適用するセンサーで、図４の（ｂ）タイプは終端接続材や劣化の恐れのある直線接続材で使用されるための光変換装置の内蔵されたセンサーである。従って、光変換装置の使用は、装備と測定者の安全のための保護対策の一貫である。
【００２５】
図４の（ｂ）に図示した電子波検出センサー１１０は、一側が電力ケーブルの表面と同じ曲面を有するケーブル接続材と、前記ケーブル接続材内に挿入されているヘリカルタイプのアンテナ（ＵＨＦ ＡＮＴ）と、前記ケーブル接続材に装着され、その内部に前記アンテナと接続される第１光電変換部を具備するホルダーと、前記ホルダーに結合された取っ手を含むのだが、その取っ手の一側端部にはＢＮＣコネクターが形成されており、その取っ手の内部には第１光電変換部の出力端に接続される光伝送媒体と前記ＢＮＣコネクターの一側の間に結合される第２光電変換部（図示せず）が内蔵されている。つまり、図４（ｂ）に図示した電力ケーブル用電子波検出センサー１１０は、ヘリカルアンテナによって検出された電気的信号を光信号に一次変換して伝送し、これを再び電気的信号に変換してＢＮＣコネクターを介して後端のＲＦ増幅部１１２に出力することのできる構造を有する。
【００２６】
上述の電力ケーブル用電子波検出センサー１１０の後端に位置する電子波検出部１は、周りのノイズ（地上波放送信号など）の電子波信号を区分するために存在する。このような電子波検出部１は、Ｒ／Ｆ増幅部１１２、ＩＦ処理部１１４及びノイズ除去フィルター１１６とで構成され、前記センサーの出力信号を増幅した後、ノイズ除去された電子波信号だけを中間周波数に変調して出力する。つまり、電子波検出部１の一構成要素であるＲ／Ｆ増幅部１１２は、図５に図示されているように、共振回路を利用して広帯域に発散される電子波の中、３０ＭＨｚだけを同期させ増幅出力する。このような電子波信号は、以後ＩＦ処理部１１４で変調回路と三つの中間周波数処理トランス（ＩＦＴ）を介して５００ＫＨｚの中間周波数に変調されノイズ除去フィルター１１６に入力される。ノイズ除去フィルター１１６に入力されたＩＦ信号は、図５に図示されているように、バッファ、増幅回路及び電波整流回路を介することによって、電波整流により周辺ノイズが除去された電子波信号だけがパルス生成部１４０と電子波レベル処理部１５０に出力される。
【００２７】
一方、閉鎖配電盤用検出センサー１２０の後端にも、上述したような電子波検出部２が存在する。前記閉鎖配電盤用電子波検出センサー１２０は、ヘリカルアンテナタイプで構成され、閉鎖配電盤から部分放電により放射される電子波信号の中、３０ＭＨｚ帯域の信号だけを検出して後端のＲ／Ｆ増幅器１２２に出力する。すると、３０ＭＨｚ帯域の電子波信号は、以後ＩＦ処理部１２４で５００ＫＨｚの中間周波数に変調されノイズ除去フィルター１２６に入力され、ノイズ除去フィルター１２６でノイズ除去された電子波信号だけが、後端のパルス生成部１４０と電子波レベル処理部１５０に出力されるのである。
【００２８】
ＧＩＳ用電子波検出センサー１３０は、図７に図示したように、締結固定部によりパターンアンテナタイプの両端部が締結固定されるバンド型電子波検出センサーで、ＧＩＳ内部から放射される電子波信号の中、４２３ＭＨｚ帯域の信号だけを検出して後端のＲ／Ｆ増幅部１３２に伝送すると、Ｒ／Ｆ増幅部１３２で増幅出力される４２３ＭＨｚ帯域の電子波信号は、ＩＦ処理部１３４で５００ＫＨｚの中間周波数に変調されてノイズ除去フィルター１３６に入力され、ノイズ除去フィルター１２６でノイズ除去された電子波信号だけが、後端のパルス生成部１４０と電子波レベル処理部１５０に出力される。
【００２９】
つまり、本発明の実施例では、被測定対象体に適した電子波検出センサーを利用して被測定対象体から放射される電子波を一時的に検出し、検出された電子波信号からノイズ除去された電子波だけを抽出した後、これを信号処理して部分放電による平均パルス数とクーロン単位の部分放電量に演算表示することになるのである。
【００３０】
このように、ノイズ除去された電子波を信号処理し、部分放電による平均パルス数とクーロン単位の部分放電量に演算表示するために必要な構成をより具体的に説明すると、
パルス生成部１４０は、三つの電子波検出部の中、いずれか一つから出力される電子波を積分した後、これを積分以前の値と比較して部分放電によるパルスで出力する。このような部分放電によるパルスは、波形整形部１６０を介して制御部１７０に入力され１サイクル当たりの平均パルス数を算出するのに利用される。
【００３１】
電子波レベル処理部１５０も、各々の電子波検出部で中間周波数処理され出力される電子波を、図５に図示されているように、三つの基準電圧と比較して大、中、小レベルを示す電子波信号で出力する。このような大、中、小レベルを示す電子波信号も、波形整形部１６０を介して制御部１７０に入力される。
【００３２】
波形整形部１６０は、図６に図示されているように、パルス生成部１４０と電子波レベル処理部１５０とから出力される信号を波形整形するためのシュミット回路と時間遅延用フリップフロップとから成る。このような波形整形部１６０は、大、中、小レベルを示す電子波信号と部分放電によるパルス信号とを制御部１７０で処理することができるように波形整形して出力する。
【００３３】
一方、制御部１７０は、図８に図示された動作の流れによって、一定時間（サンプリング時間）の間前記部分放電によるパルスをカウントして１サイクリング当たりの平均パルス数を算出し、前記電子波レベル処理部１５０から出力される電子波信号を１度単位の部分放電量として算出し、前記平均パルス数と共に遠隔地に位置した監視システム２００に伝送する一方、部分放電検出装置１００に具備された表示部１９０上に表示する役割を遂行する。また、制御部１７０は、図示していないが、内部にメモリーを具備することによって、実時間で算出された部分放電量のデータを貯蔵することもできる。
【００３４】
ＩＤ入力部１８０は、８ピンディープスイッチで部分検出装置１００を遠隔地に位置した監視システム２００で識別することができるようにＩＤ入力に利用される。
【００３５】
そして、通信部は、前記制御部１７０の制御によって、電子波による部分放電量と平均パルス数のデータを変換して、ＲＳ−４８５ケーブルを介して遠隔地に位置した監視システム２００に伝送する役割を遂行する。
【００３６】
表示部１９０は、前記制御部１７０により各種表示データを表示してくれる役割を遂行する。このような表示部１９０はＬＥＤとＬＣＤとを含む。
【００３７】
以下、図８を参照に、電子波による部分放電量と平均パルス数の算出及び表示過程を説明することにする。
【００３８】
図８を参照すると、制御部１７０は、まず３００段階でサンプリング時間の間パルス生成部１４０から入力されるパルス数をカウンティングする。パルス数をカウンティングするために、本発明では、まず電子波信号の１サイクルを３６０度に分割し、１度（４６ｍｉｃｒｏ ｓｅｃ）内に電子波があれば、これをパルス数１として２．５秒間パルス数をカウンティングするように設計した。従って、サンプリング時間である２．５秒間のパルス数がカウンティング完了されると、２．５秒間カウンティングされた全体パルス数を１サイクル当たりの平均パルス数に換算することができるので、制御部１７０は、３１０段階で１サイクル当たりのパルス数（０から最大３６０の値を有する）を算出することができる。
【００３９】
以後、制御部１７０は、３２０段階に進み、電子波レベル処理部１５０から出力される電子波信号の大、中、小レベル（大きさ）を利用して１度単位に累積放電量数を算出する。算出方法としては、互いにちがうレベルを有する１度内のパルス各々に変数を乗算し、これらを加算することによって算出する。例えば、電子波レベル処理部１５０から入力される電子波のレベルが三つのレベルに分類されたとしたら、レベル（大きさ）１×α＋レベル２×β＋レベル３×γの数式によって１度内の累積放電量数を算出する。このように、１度内の累積放電量数を算出すると、以後、制御部１７０は３３０段階に進み、部分放電量を算出する。部分放電量は、累積放電量数（レベル１×α＋レベル２×β＋レベル３×γ）をパルス個数（レベル１＋レベル２＋レベル３）で割ることによって得られる。
【００４０】
このように、３１０段階と３３０段階で１サイクル当たりの平均パルス数と部分放電量を算出したら、制御部１７０は３４０段階に進み、１サイクル当たりのパルス数及び部分放電量を表示部１９０に表示し、３５０段階で、１サイクル当たりのパルス数及び部分放電量を通信部を介して遠隔地に位置した監視システム２００に伝送する。
【００４１】
前記監視システム２００及び表示部１９０に表示された１サイクル当たりのパルス数と部分放電量の表示形態を説明すると、まず１サイクル当たりのパルス数と部分放電量は、下記の表１のように表示することができる。
【００４２】
【表１】
１サイクル当たりのパルス数は、最大３６０個まで発生することができるが、前記表１でのように、１サイクル当たりのパルス数を示す電子波個数が２４０以上だと電力機器に異常が発生したものであり、１８０乃至２４０の値を有すると点検が要される。そして、部分放電量である電子波放電量も７０以上である場合、電力機器に異常が発生したものであり、５０乃至７０の値を有すると点検が要される。
【００４４】
一方、電子波による部分放電量は図９の波形に表示することもできる。図９は、図２中の制御部１７０によって処理された部分放電量表示波形例示図を図示したものである。図９を参照すると、部分放電による電子波の位相が９０度と２７０度付近に三つの大きさを有して分布していることが分かる。検出時間が長くなればなるほど、９０度と２７０度付近にはたくさんの電子波が分布する事になる。
【００４５】
従って、管理者は、図９に図示された波形を見て部分放電が発生している電力機器の位置及び状態或いは電力ケーブルの劣化の程度を確認することができる。
【００４６】
【発明の効果】
上述のように、本発明は、電力機器の劣化程度を遠隔地で常時監視することができる利点があり、電力機器の劣化測定のための専門人力と投資時間を著しく激減することができる利点がある。また、本発明は、部分放電発生機器の位置を探索することができるので、メンテナンスが容易であり、電力機器の劣化を点検するにおいて、安全事故発生確率を激減することができる長所がある。
【００４７】
そして、被測定対象体に適したセンサーを利用して部分放電による電子波を検出することができるので、システムの互換性を高めることができる長所があり、電力ケーブル、ＧＩＳ、電力機器の劣化程度をその進捗度に関係なく検出することができる利点がある。
【００４８】
一方、本発明は、図示された実施例を参考に説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術分野で通常の知識を有した者ならば、これより多様な変形及び均等な他実施例が可能であるということが理解されるであろう。従って、本発明の真なる技術的保護範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による部分放電検出装置の周辺ブロック構成図である。
【図２】本発明の実施例による部分放電検出装置の詳細ブロック構成図である。
【図３】図２中の電力ケーブル用電子波検出センサー１１０の斜視図である。
【図４】図３に図示された電子波検出センサー１１０の断面例示図である。
【図５】図２に図示された部分放電検出装置のアナログ回路構成図である。
【図６】図２に図示された部分放電装置検出装置のデジタル回路構成図である。
【図７】図２中のＧＩＳ電子波検出センサー１３０の外観例示図である。
【図８】図２中の制御部１７０の動作フローチャートである。
【図９】図２中の制御部１７０によって処理された部分放電量表示波形例示図である。
Claims (7)
- 電力機器の部分放電検出装置において、
少なくとも閉鎖配電盤、電力ケーブル及びガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）から部分放電により放射される電子波信号を各々検出するための複数の電子波検出センサーと、
前記電子波検出センサー各々から出力される信号を増幅した後、ノイズ除去された中間周波数形態の電子波信号だけを出力する複数の電子波検出部と、
いずれか一つの電子波検出部から出力される中間周波数処理された電子波を積分して積分以前の値と比較し、部分放電によるパルスを出力するパルス生成部と、
前記中間周波数処理された電子波を複数の基準電圧と各々比較し、複数レベルを示す複数の電子波パルスを出力する電子波レベル処理部と、
前記複数レベルを示す複数の電子波パルスと部分放電によるパルスとを波形整形して出力する波形整形部と、
一定時間の間波形整形された前記部分放電によるパルスをカウントして１サイクル当たりの平均パルス数を算出し、波形整形された前記複数レベルを示す複数の電子波パルスを入力して所定単位の部分放電量を算出し、前記平均パルス数と共に通信部を介して外部監視システムに伝送する制御部、とを含むことを特徴とする電力機器の部分放電検出装置。 - 前記閉鎖配電盤用電子波検出センサーと、電力ケーブル用電子波検出センサーとは、各々３０ＭＨｚ帯域の電子波信号だけを検出することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電力機器の部分放電検出装置。
- 前記電力ケーブル用電子波検出センサーは、
一側が電力ケーブルの表面と同じ曲面を有するケーブル接続材と、
前記ケーブル接続材内に挿入されているヘリカルタイプのアンテナと、
前記ケーブル接続材に装着され、一端部にはＢＮＣコネクターが形成されており、その内部には前記ＢＮＣコネクターとアンテナに接続される増幅回路を有するホルダー、とを含むことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の電力機器の部分放電検出装置。 - 前記ホルダーの外面には、端部に取っ手が形成されているポールの一側がネジ結合され得る溝が形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の電力機器の部分放電検出装置。
- 前記電力ケーブル用電子波検出センサーは、
一側が電力ケーブルの表面と同じ曲面を有するケーブル接続材と、
前記ケーブル接続材内に挿入されているヘリカルタイプのアンテナと、
前記ケーブル接続材に装着され、その内部には前記アンテナと接続される第１光電変換器を具備するホルダーと、
前記ホルダーに結合された取っ手を含むのだが、その取っ手の一側端部にはＢＮＣコネクターが形成されており、その取っ手の内部には第１光電変換器の出力端に接続される光伝送媒体と前記ＢＮＣコネクターの一側の間に結合される第２光電変換器が内蔵されることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の電力機器の部分放電検出装置。 - 前記ＧＩＳ用電子波検出センサーは、締結固定部によりパターンアンテナタイプの両端部が固定可能なバンド型電子波検出センサーで、４２３ＭＨｚ帯域の電子波信号だけを検出することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電力機器の部分放電検出装置。
- 前記複数の電子波検出部各々は、少なくとも、
共振回路を利用して広帯域に発散される部分放電による電子波の中、３０或いは４２３ＭＨｚ帯域の電子波信号の中の一つだけを同期させ増幅出力するＲＦ増幅部と、
ＲＦ増幅された電子波信号を多数の中間周波数処理トランス回路を介して５００ＫＨｚの中間周波数に変調して出力するＩＦ処理部と、
中間周波数に処理されたＩＦ信号を電波整流してノイズ除去された電子波信号だけを出力するノイズ除去フィルター、とを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電力機器の部分放電検出装置。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100938883B1 (ko) * | 2009-01-21 | 2010-01-27 | 경인엔지니어링 주식회사 | 부분방전 진단기능을 갖는 격실 구조형 배전반 |
| KR101573226B1 (ko) | 2015-07-10 | 2015-12-14 | 엔텍월드(주) | 부분방전 측정장치용 주파수 대역 선택장치 |
Families Citing this family (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050035768A1 (en) * | 2002-10-02 | 2005-02-17 | Germano Rabach | Method and electromagnetic sensor for measuring partial discharges in windings of electrical devices |
| TWI233966B (en) * | 2004-12-03 | 2005-06-11 | Benq Corp | Structure with resilient member and assembly method thereof |
| JP4323418B2 (ja) * | 2004-12-16 | 2009-09-02 | 株式会社日本Ａｅパワーシステムズ | ガス絶縁機器の異常状態診断方法およびシステム |
| US7180303B1 (en) * | 2005-12-01 | 2007-02-20 | Unelectra International Corp. | Simple partial discharge detector for power equipment using acoustic emission technique |
| EP1835598B1 (en) * | 2006-03-13 | 2009-08-12 | Aktiebolaget SKF | Method and device for indicating an electric discharge inside a bearing of an electric drive system |
| JP4908146B2 (ja) * | 2006-10-12 | 2012-04-04 | 株式会社東芝 | センサ付きｉｃタグ適用高電圧機器 |
| WO2008096298A2 (en) * | 2007-02-08 | 2008-08-14 | Techimp Technologies S.A. | A method for detecting signals produced by partial electric discharges |
| KR101196148B1 (ko) * | 2008-05-30 | 2012-10-30 | 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 | 원격 감시 장치 |
| ITRM20080304A1 (it) * | 2008-06-11 | 2009-12-12 | Univ Palermo | Dispositivo portatile per la rilevazione di scariche parziali |
| KR100968519B1 (ko) * | 2008-07-14 | 2010-07-08 | (주) 피에스디테크 | 전력설비의 부분방전 노이즈 제거 장치 및 부분방전발생구간 검출 장치 |
| KR101022556B1 (ko) * | 2008-11-14 | 2011-03-16 | 한국전력공사 | 고전압 전력기기용 극초단파 부분방전 어레이 센서 장치 |
| KR20090075657A (ko) * | 2009-06-19 | 2009-07-08 | 한빛이디에스(주) | 가스절연 개폐장치 진단용 부분방전 카운터 |
| CN102097244A (zh) * | 2010-11-27 | 2011-06-15 | 山东电力集团公司济宁供电公司 | 局部放电特高频电磁波信号检测传感器盒弧板 |
| CN102735999B (zh) * | 2012-07-02 | 2014-12-10 | 山东电力集团公司电力科学研究院 | Gis局部放电在线监测***及其故障模式识别方法 |
| KR101350529B1 (ko) | 2012-09-18 | 2014-01-13 | 한국전력공사 | 잡음 제거 기능을 갖는 부분방전 판정 장치 및 방법 |
| CN103018642A (zh) * | 2012-12-13 | 2013-04-03 | 江苏省电力公司电力科学研究院 | 一种gis局部放电超高频在线监测装置的检测方法 |
| KR101402887B1 (ko) | 2013-01-30 | 2014-06-27 | (주)에이피엠테크놀러지스 | 시간 및 주파수 영역이 연계된 분석 기능을 가지는 gis 부분방전 감시 시스템 및 방법, 그를 위한 로컬 장치 |
| CN103176158B (zh) * | 2013-02-07 | 2016-01-20 | 广东电网公司电力科学研究院 | Gis局部放电uhf检测校验信号注入的方法及装置 |
| CN103344887A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-10-09 | 国家电网公司 | 一种适用于gis设备局部放电检测的试验方法 |
| KR101515435B1 (ko) * | 2014-06-02 | 2015-05-04 | 지투파워 (주) | 과도 대지 전압 및 초음파 신호를 이용하여 아크와 코로나 방전을 검출하는 배전반(고압반, 저압반, 모터 제어반, 분전반) |
| GB2531325A (en) * | 2014-10-16 | 2016-04-20 | Repl Internat Ltd | Medium-Voltage cable joint |
| CN104569766A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-04-29 | 国家电网公司 | 一种gis设备高频局放测试*** |
| CN104569767A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-04-29 | 国家电网公司 | 绝缘子泄露电流信号测取*** |
| KR101741597B1 (ko) * | 2015-09-24 | 2017-06-15 | 지투파워 (주) | Uhf안테나를 이용한 배전반의 아크 신호 분석처리 시스템 및 그 처리 방법 |
| RU2611554C1 (ru) * | 2015-12-07 | 2017-02-28 | Частное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный институт коммуникаций" (ЧОУВО "ДВИК") | Способ контроля технического состояния электроэнергетических объектов |
| CN105891684A (zh) * | 2016-01-13 | 2016-08-24 | 武汉大学 | 一种气体绝缘组合电器绝缘状态评估指标体系构建方法 |
| BR112018017293B1 (pt) * | 2016-02-24 | 2022-12-06 | Prysmian S.P.A | Aparelho e método de processamento para detectar pulsos de descarga parcial na presença de sinal de ruído |
| CN106054045A (zh) * | 2016-08-16 | 2016-10-26 | 安徽众升电力科技有限公司 | 一种局部放电检测装置 |
| CN106707114A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-05-24 | 华北电力大学 | Gis间隔运行状态的检测方法及装置 |
| DE102017216644A1 (de) * | 2017-09-20 | 2019-03-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Anordnung zum Erkennen von Teilentladungen bei einem elektrischen Betriebsmittel |
| GB2571370B (en) * | 2018-06-05 | 2020-04-15 | Ea Tech Limited | Partial discharge location device and method |
| CN111049085B (zh) * | 2019-12-20 | 2021-05-25 | 平高集团有限公司 | 集成式vfto测量母线及其母线筒体 |
| KR102434378B1 (ko) | 2020-07-17 | 2022-08-19 | 주식회사 건원 | IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치 |
| CN113419152B (zh) * | 2021-07-15 | 2022-07-05 | 贵州电网有限责任公司 | 一种基于声电复合的故障绝缘子在线检测装置及检测方法 |
| CN115586403B (zh) * | 2022-09-27 | 2023-03-21 | 上海格鲁布科技有限公司 | 一种抗风式高空线缆局部放电位定位检测装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5214595A (en) * | 1988-05-16 | 1993-05-25 | Hitachi, Ltd. | Abnormality diagnosing system and method for a high voltage power apparatus |
| EP0977052B1 (en) * | 1994-01-12 | 2002-10-02 | Advantest Corporation | Non-contact type wave signal observation apparatus |
| JP2993931B2 (ja) * | 1998-05-12 | 1999-12-27 | 北陸電力株式会社 | 部分放電検知方法 |
| JP3628244B2 (ja) * | 2000-08-28 | 2005-03-09 | 株式会社日立製作所 | 部分放電検出方法 |
-
2002
- 2002-03-29 KR KR2020020009517U patent/KR200278981Y1/ko not_active IP Right Cessation
-
2003
- 2003-03-20 US US10/392,532 patent/US20030214307A1/en not_active Abandoned
- 2003-03-25 JP JP2003081838A patent/JP2004004003A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100938883B1 (ko) * | 2009-01-21 | 2010-01-27 | 경인엔지니어링 주식회사 | 부분방전 진단기능을 갖는 격실 구조형 배전반 |
| KR101573226B1 (ko) | 2015-07-10 | 2015-12-14 | 엔텍월드(주) | 부분방전 측정장치용 주파수 대역 선택장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR200278981Y1 (ko) | 2002-06-20 |
| US20030214307A1 (en) | 2003-11-20 |
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