JP2006170815A - ガス絶縁機器の部分放電診断方法およびシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガス絶縁機器内で、異物により発生する部分放電信号を検出する複数の検出器5と検出された部分放電信号を周波数解析する周波数解析部11を設ける。この解析波形、またはガス絶縁機器の印加周波数に同期している部分放電の電圧位相から異物の欠陥種別を推定する欠陥種判定部12と、複数の部分放電信号から欠陥位置と信号強度を推定する位置評定部13を設ける。さらに、欠陥種別ごとに信号強度と欠陥位置での電界分布(構造DB24)とを用いて欠陥サイズを推定する欠陥サイズ算出部14を設ける。異物が導体上の突起の場合は電界分布を示す突起部分の電界強度と電界不平等率を用い、スペーサ沿面付着異物の場合はスペーサ沿面方向の電界強度を用いる。また、欠陥サイズと欠陥種から絶縁破壊の危険性を評価するリスク評価を行い、発生している部分放電からガス絶縁機器の絶縁異常に対する危険度を診断する。
【選択図】図1
Description
〔実施例1〕
図30は、ガス絶縁開閉装置に本発明を適用した構成図を示しており、常時監視が可能なシステム構成を示している。ガス絶縁開閉装置は遮断器55、断路器54、接地開閉器53、母線57、避雷器58、変流器52、変成器56を接地電位の金属容器内に収納し、絶縁性能と遮断性能の優れたSF6ガスを封入した装置である。
X=20logQ+C …(1)
このため、放電の大きさは放電電荷量(pC)もしくは周波数解析部11での信号強度Xのどちらを使用しても良いが、上述したように放電の大きさは実際に算出された放電発生位置での放電の大きさを使用しなければならない。
(電界不平等率)=(最大電界)/(平均電界) …(2)
図8は、電界強度が一定の場合で異物長が異なるときの電界不平等率と信号強度の関係を示す。図からわかるように、突起の存在する電界強度が一定であれば、電界不平等率と信号強度の関係から突起長を推測できる。つまり電界不平等率がξb3で信号強度がXb3のときは、突起長はL3と推定できる。
V=Vo×t−1/n …(3)
ここで、Voはt=0のときの破壊電圧値、nは欠陥種に固有の定数であり、ボイドは6〜8、スペーサ沿面付着異物は20〜50、突起は50〜150の値をとる。破壊のポテンシャルを見積もるときには、例えば欠陥種がボイドで運転電圧がVaのときに、破壊電圧値と運転電圧の比を破壊ポテンシャルとすると、t=0のときは破壊ポテンシャルがVa/Voと算出される。t=t1のときはVa/(Vo×t1 −1/n)と算出される。また、図17を使用すると破壊までの時間も推定可能であり、欠陥種ボイドでVaの運転電圧のケースでは運転開始してからTa時間後に絶縁破壊に至るという予測が可能である。
〔実施例2〕
実施例1では欠陥種を突起とした例で説明した。次に、他の欠陥種の場合における異なる方法での欠陥サイズ算出について説明する。
〔実施例3〕
実施例1および実施例2で欠陥サイズを推定する場合には、検出された信号を周波数解析して500MHz〜1500MHzの周波数帯域での信号強度の最大値(図3)を用いて、実際の放電の大きさを算出した。しかしながら、500MHz〜1500MHzの周波数帯の検出される周波数を考慮していない。上述したとおり、部分放電は立ち上がり時間がns(ナノ秒)と急峻であるため、高周波帯域まで信号成分を持つ。
y=−20×log(f)+C …(4)
つまり、周波数帯により同じ放電であっても信号強度が変化することになり、高精度な診断を行うためには検出される周波数に対しても考慮する必要がある。たとえば、使用する周波数帯を考慮するために、例えば500MHzの信号強度に換算して放電の信号強度を算出する。
X∝1/r …(5)
ただし、(5)式は突起やスペーサ沿面付着異物やボイドなど、放電が金属容器や高電圧導体とは無関係の欠陥で成立し、フリー異物やフロート電極などの異物と金属容器間などの電極間での放電に対しては成立しない。
Claims (12)
- ガス絶縁機器内で、異物により発生する部分放電信号を検出してガス絶縁機器の異常状態を診断する診断方法において、
検出された部分放電信号の信号強度、前記ガス絶縁機器の構造的な寸法から導出される異物の存在する位置の電界分布を用いて欠陥サイズを推定することを特徴とするガス絶縁機器の部分放電診断方法。 - 請求項1において、前記異物の存在する位置の電界分布は、異物が突起の場合は導体表面電界強度、スペーサに付着した異物の場合はスペーサ沿面方向の電界成分の電界強度、フリー異物の場合はタンク底面電界の電界強度によることを特徴とするガス絶縁機器の部分放電診断方法。
- 請求項1において、前記異物が突起の場合は、前記異物の存在する位置の電界分布は電界強度及び電界不平等率を用いることを特徴とするガス絶縁機器の部分放電診断方法。
- 請求項1において、検出された複数の部分放電信号より欠陥位置を標定し、この欠陥位置と前記部分放電信号の検出器との間の信号減衰量を用いて、前記異物位置での放電の大きである信号強度を算出することを特徴とするガス絶縁機器の部分放電診断方法。
- ガス絶縁機器内で、異物により発生する部分放電信号を検出してガス絶縁機器の異常状態を診断する診断方法において、
検出された部分放電信号を周波数解析し、この周波数解析による解析波形またはガス絶縁機器の印加周波数に同期している部分放電の電圧位相分布から異物の欠陥種別を推定し、また複数の前記部分放電信号から欠陥位置と信号強度を推定し、推定された欠陥種別ごとに前記信号強度と前記欠陥位置の電界分布とを用いて欠陥サイズを推定することを特徴とするガス絶縁機器の部分放電診断方法。 - 請求項5において、前記解析波形での周波数成分の最大値を予め定めた基準周波数への信号強度に換算して部分放電信号の信号強度とすることを特徴とするガス絶縁機器の部分放電診断方法。
- 請求項5または6において、予め欠陥種別に応じて定めてある、欠陥位置と導体表面電界と、電界不平等率との関係から、前記欠陥位置の電界分布を求めることを特徴とするガス絶縁機器の部分放電診断方法。
- 請求項1−7のいずれかにおいて、推定された欠陥サイズと、想定される雷サージ、断路器サージ、開閉サージおよび一線地絡故障時の過電圧の大きさとその発生確率とから破壊確率を算出し、それらすべての合計をガス絶縁機器の破壊確率として破壊の危険度を算出することを特徴とするガス絶縁機器の部分放電診断方法。
- 請求項1−7のいずれかにおいて、推定された欠陥種と欠陥サイズの長時間運転時の絶縁破壊特性から、破壊の危険度および破壊時間を推定することを特徴とするガス絶縁機器の部分放電診断方法。
- ガス絶縁機器内で、異物により発生する部分放電信号を検出する複数の検出器を設けたガス絶縁機器の部分放電診断システムにおいて、
検出された部分放電信号を周波数解析する周波数解析部と、この周波数解析による解析波形またはガス絶縁機器の印加周波数に同期している部分放電の電圧位相から異物の欠陥種別を推定する欠陥種判定部と、複数の検出器の前記部分放電信号から欠陥位置と信号強度を推定する位置評定部と、推定された欠陥種別ごとに前記信号強度と前記欠陥位置の電界分布とを用いて欠陥サイズを推定する欠陥サイズ算出部とを備えることを特徴とするガス絶縁器の部分放電診断システム。 - 請求項10において、前記欠陥サイズ算出部により推定された欠陥サイズからリスクを求めるリスク評価部と、それらリスクの診断結果や保守ガイダンスを表示する診断結表示部を有することを特徴とするガス絶縁機器の部分放電診断システム。
- 請求項10において、前記欠陥種判定部により突起またはスペーサ沿面付着異物と判定された場合に、前記ガス絶縁機器の金属容器のサイズを予め定めた基準サイズに変換して前記部分放電信号の信号強度を換算するようにしたことを特徴とするガス絶縁機器の部分放電診断システム。
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