JP2636743B2 - Partial discharge measurement method - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は部分放電測定方法に関
し、特に、部分放電発生箇所と検出箇所が離れている場
合でも、最も高い検出感度で部分放電を測定できるよう
にした部分放電測定方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a partial discharge measuring method, and more particularly to a partial discharge measuring method capable of measuring a partial discharge with the highest detection sensitivity even when a part where a partial discharge occurs is far from a detection part. .

【０００２】[0002]

【従来の技術】部分放電測定方法として、例えば、特開
平３−１７００７６号公報，及び特開平３−１７００７
７号公報に示されるものがある。2. Description of the Related Art Japanese Patent Laid-Open Publication Nos. Hei.
Japanese Patent Publication No. 7-No.

【０００３】これらの部分放電測定方法は、電力ケーブ
ル線路のノイズパルスを検出する一方、電力ケーブル線
路に校正パルスを注入して検出部から電力ケーブル線路
のノイズパルスを含んだ校正パルスを検出し、両者の周
波数スペクトルからＳ／Ｎ比の周波数依存性を求めてＳ
／Ｎ比の高い周波数を見出し、この周波数で部分放電を
測定するようにしている。In these partial discharge measuring methods, while detecting a noise pulse on a power cable line, a calibration pulse is injected into the power cable line, and a calibration pulse including the noise pulse on the power cable line is detected from a detection unit. The frequency dependence of the S / N ratio is determined from the frequency spectra of both, and S
A frequency having a high / N ratio is found, and partial discharge is measured at this frequency.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の部分放
電測定方法によると、校正パルス注入点で測定したＳ／
Ｎ比に基づいて測定周波数を選んでいるため、測定点が
部分放電発生点と離れているときは部分放電信号が伝播
減衰を受け、かつ、減衰量が周波数に依存するので選択
した周波数が最良の周波数でなくなることがある。例え
ば、伝播距離が長い場合、測定点のＳ／Ｎ比が大きくて
も周波数が高ければ減衰量が大きくなって、他の周波数
において最大のＳ／Ｎ比が得られることがある。このた
め、最も高い検出感度で部分放電を測定することができ
なくなるという不都合がある。However, according to the conventional partial discharge measuring method, the S / S measured at the injection point of the calibration pulse is not sufficient.
Since the measurement frequency is selected based on the N ratio, when the measurement point is apart from the partial discharge generation point, the partial discharge signal undergoes propagation attenuation, and the attenuation depends on the frequency. Frequency. For example, when the propagation distance is long, even if the S / N ratio at the measurement point is large, the attenuation increases as the frequency increases, and the maximum S / N ratio may be obtained at other frequencies. For this reason, there is a disadvantage that the partial discharge cannot be measured with the highest detection sensitivity.

【０００５】従って、本発明の目的は検出箇所と部分放
電発生箇所が離れている場合でも最も高い感度で部分放
電を測定することができる部分放電測定方法を提供する
ことである。Accordingly, it is an object of the present invention to provide a partial discharge measuring method capable of measuring a partial discharge with the highest sensitivity even when a detected portion and a partial discharge occurrence portion are far from each other.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に鑑
み、測定点と部分放電発生点が離れている場合でも、最
も高い感度で部分放電を測定できるようにするため、電
力ケーブル線路に校正パルスを注入し、注入した前記校
正パルスを前記注入箇所と同一箇所で測定して第１の周
波数スペクトルを求め、前記校正パルスを注入しない状
態でノイズを測定して第２の周波数スペクトルを求め、
前記第１の周波数スペクトルの各周波数におけるレベル
をＳ（ω），前記第２の周波数スペクトルの各周波数に
おけるレベルをＮ（ω），部分放電測定点から部分放電
発生予想点までの距離をＬ，及び各周波数における減衰
定数をα（ω）としたとき、 Ｓ（ω）・ｅｘｐ〔−Ｌ・α（ω）〕／Ｎ（ω） を算出して算出値が最大になる周波数を求め、求められ
た周波数を部分放電測定周波数として使用することを特
徴とする部分放電測定方法を提供するものである。な
お、校正パルス注入箇所と同一箇所で当該校正パルスを
測定することの有効性については、電気学会論文誌Ｂ
「電力・エネルギー部門誌」（１１１巻１１号，平成３
年）１２２５〜１２２６頁の「〈３．２〉絶縁接続部に
おける測定感度校正法」の項を参照されたい。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, the present invention provides a method for measuring a partial discharge with the highest sensitivity even when a measurement point and a partial discharge occurrence point are far from each other. A calibration pulse is injected, the injected calibration pulse is measured at the same location as the injection location to determine a first frequency spectrum, and noise is measured without injection of the calibration pulse to determine a second frequency spectrum. ,
The level at each frequency of the first frequency spectrum is S (ω), the level at each frequency of the second frequency spectrum is N (ω), the distance from the partial discharge measurement point to the partial discharge occurrence prediction point is L, And when the attenuation constant at each frequency is α (ω), S (ω) · exp [−L · α (ω)] / N (ω) is calculated to find the frequency at which the calculated value becomes the maximum, and A method for measuring a partial discharge, wherein the measured frequency is used as a partial discharge measurement frequency. What
In addition, apply the calibration pulse at the same point as the calibration pulse injection point.
Regarding the effectiveness of measurement, see IEEJ Transactions on
"Electricity and Energy Division Magazine" (Vol. 111, No. 11, 1991
Year) on pages 1225-1226 "<3.2> Insulated connection
Measurement sensitivity calibration method ".

【０００７】[0007]

【実施例】以下、本発明の部分放電測定方法について添
付図面を参照しながら詳細に説明する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.

【０００８】図１には、本発明の一実施例に適用される
部分放電測定システムが示されている。このシステム
は、電力ケーブル線路１の普通接続部２において発生し
た部分放電を距離Ｌだけ離れた絶縁接続部３で測定する
ようになっている。絶縁接続部３の両側の防食層付きシ
ース３ａ，３ｂには、二対の金属箔電極４，６がそれぞ
れ貼られており、金属箔電極４にパルス発振器５が、ま
た、金属箔電極６にスペクトラムアナライザ７がそれぞ
れ接続されている。FIG. 1 shows a partial discharge measuring system applied to one embodiment of the present invention. In this system, a partial discharge occurring at a normal connection 2 of a power cable line 1 is measured at an insulated connection 3 separated by a distance L. Two pairs of metal foil electrodes 4, 6 are adhered to the sheaths 3 a, 3 b with an anticorrosion layer on both sides of the insulated connecting portion 3, respectively. The spectrum analyzers 7 are respectively connected.

【０００９】本発明は上記システムを適用して、以下の
ように部分放電を測定する。The present invention measures the partial discharge as follows by applying the above system.

【００１０】まず、パルス発振器５を所定の出力値（例
えば、５０ピコクーロン）に設定すると共に、パルス発
振器５を作動させて、絶縁接続部３から校正パルスを注
入する。そして、注入した校正パルスをスペクトラムア
ナライザ７で測定して、校正パルスの周波数スペクトル
を求め、それから各周波数のレベルＳＩＪ（ω）を求め
る。First, the pulse oscillator 5 is set to a predetermined output value (for example, 50 pico-coulomb), and the pulse oscillator 5 is operated to inject a calibration pulse from the insulating connection 3. Then, the injected calibration pulse is measured by the spectrum analyzer 7 to determine the frequency spectrum of the calibration pulse, and then the level SIJ (ω) of each frequency is determined.

【００１１】次に、パルス発振器５を停止させ、スペク
トラムアナライザ７で絶縁接続部３のバックグランドノ
イズを測定して、ノイズの周波数スペクトルを求め、そ
れから各周波数のレベルＮＩＪ（ω）を求める。Next, the pulse oscillator 5 is stopped, the background noise of the insulating connection 3 is measured by the spectrum analyzer 7, the frequency spectrum of the noise is obtained, and the level NIJ (ω) of each frequency is obtained therefrom.

【００１２】このように校正パルス周波数スペクトルの
各周波数のレベルＳＩＪ（ω）と、ノイズ周波数スペク
トルの各周波数のレベルＮＩＪ（ω）が求まると、求ま
ったＳＩＪ（ω）とＮＩＪ（ω）と、部分放電発生点で
ある普通接続部２から測定点である絶縁接続部３までの
距離Ｌ，及び減衰定数α（ω）から部分放電を測定する
ときの測定周波数を決める。尚、減衰定数α（ω）は後
述する手順で予め求められている。As described above, when the level SIJ (ω) of each frequency of the calibration pulse frequency spectrum and the level NIJ (ω) of each frequency of the noise frequency spectrum are obtained, the obtained SIJ (ω) and NIJ (ω) are: The measurement frequency at the time of measuring the partial discharge is determined from the distance L from the normal connection portion 2 where the partial discharge occurs to the insulating connection portion 3 which is the measurement point, and the attenuation constant α (ω). The attenuation constant α (ω) is obtained in advance by a procedure described later.

【００１３】以下、普通接続部の各周波数における部分
放電信号のレベルＳＮＪ（ω）は、ＳＩＪ（ω）と同一
であると見なす。従って、普通接続部２で発生した部分
放電信号（ここでは、パルス発振器５による模擬部分放
電パルス）を絶縁接続部３で測定した場合の周波数スペ
クトル強度は、 ＳＩＪ（ω）・ｅｘｐ〔−Ｌ・α（ω）〕 によって求まる。従って、それとノイズとのスペクトル
比、つまり、Ｓ／Ｎ比を ＳＩＪ（ω）・ｅｘｐ〔−Ｌ・α（ω）〕／ＮＩＪ
（ω） から求めて、Ｓ／Ｎ比が最大となる周波数を測定周波数
として選択する。Hereinafter, it is assumed that the level SNJ (ω) of the partial discharge signal at each frequency of the normal connection is the same as SIJ (ω). Accordingly, the frequency spectrum intensity when the partial discharge signal (here, the simulated partial discharge pulse by the pulse oscillator 5) generated at the normal connection 2 is measured at the insulation connection 3 is: SIJ (ω) · exp [−L · α (ω)]. Therefore, the spectral ratio between the noise and the noise, that is, the S / N ratio is given by SIJ (ω) · exp [−L · α (ω)] / NIJ
The frequency at which the S / N ratio becomes the maximum obtained from (ω) is selected as the measurement frequency.

【００１４】ここで、ケーブル線路１の減衰定数αは、
以下の(1) ，或いは(2) の手順で求めることができる。Here, the attenuation constant α of the cable line 1 is
It can be obtained by the following procedure (1) or (2).

【００１５】(1) 所定の長さのケーブルの一端から信号
を入力し、他端から出力される信号を測定し、各周波数
に対する減衰量をケーブル長で割ることにより、各周波
数に対する減衰定数α（ω）を求める。(1) A signal is inputted from one end of a cable of a predetermined length, a signal outputted from the other end is measured, and an attenuation amount for each frequency is divided by a cable length to obtain an attenuation constant α for each frequency. Find (ω).

【００１６】(2) ケーブル線路中の所定の間隔を有する
２点（例えば、隣接する絶縁接続部）の一方から信号を
入力し、他方から出力される信号を測定し、各周波数に
対する減衰量を２点間の間隔（距離）で割ることによ
り、各周波数に対する減衰定数α（ω）を求める。(2) A signal is input from one of two points (for example, adjacent insulated connection portions) having a predetermined interval in a cable line, and a signal output from the other is measured to determine an attenuation amount for each frequency. By dividing by an interval (distance) between two points, an attenuation constant α (ω) for each frequency is obtained.

【００１７】図２の(a) ，(b) ，(c) には、図１におけ
る普通接続部２と絶縁接続部３の距離Ｌが５４０ｍの場
合の測定周波数の決定手順が示されている。図２の(a)
は、実測値ＳＩＪ（ω）と図３に示すケーブル減衰量α
（ω）を基に普通接続部２で発生した部分放電を絶縁接
続部３で検出した場合の周波数スペクトルＳＩＪ（ω）
・ｅｘｐ〔−Ｌ・α（ω）〕の計算値であり、図２の
(b) は、絶縁接続部３におけるバックグラントノイズＮ
ＩＪ（ω）である。従って、これらの両者のスペクトル
比（この場合、縦軸がdBｍであることから両者の差）を
取ることにより、図２の(c) に示すＳ／Ｎ比、すなわ
ち、ＳＩＪ（ω）・ｅｘｐ〔−Ｌ・α（ω）〕／ＮＩＪ
（ω）が得られる。これから判るように、部分放電の測
定周波数としてＳ／Ｎ比の最大値がある５．５ＭＨｚを
使用すれば良い。尚、ここではケーブルの減衰定数α
（図３）を前述の(1) の方法により得た。FIGS. 2 (a), 2 (b) and 2 (c) show the procedure for determining the measurement frequency when the distance L between the ordinary connection 2 and the insulating connection 3 in FIG. 1 is 540 m. . FIG. 2 (a)
Is the measured value SIJ (ω) and the cable attenuation α shown in FIG.
Frequency spectrum SIJ (ω) when partial discharge generated at ordinary connection 2 is detected at insulation connection 3 based on (ω)
Exp [−L · α (ω)], which is a calculated value of FIG.
(b) shows the background noise N at the insulated connection 3.
IJ (ω). Accordingly, the S / N ratio shown in FIG. 2 (c), that is, SIJ (ω) · exp, is obtained by taking the spectral ratio of these two (in this case, the difference between the two because the vertical axis is dBm). [−L · α (ω)] / NIJ
(Ω) is obtained. As can be seen from this, 5.5 MHz having the maximum value of the S / N ratio may be used as the measurement frequency of the partial discharge. Here, the attenuation constant α of the cable
(FIG. 3) was obtained by the method (1) described above.

【００１８】[0018]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の部分放電
測定方法によると、電力ケーブル線路に校正パルスを注
入し、注入した校正パルスを測定して第１の周波数スペ
クトルを求める一方、校正パルスを注入しない状態でノ
イズを測定して第２の周波数スペクトルを求め、第１の
周波数スペクトルの各周波数におけるレベルをＳ
（ω），第２の周波数スペクトルの各周波数におけるレ
ベルをＮ（ω），部分放電測定点から部分放電発生予想
点までの距離をＬ，及び各周波数における減衰定数をα
（ω）としたとき、Ｓ（ω）・ｅｘｐ〔−Ｌ・α
（ω）〕／Ｎ（ω）を算出して算出値が最大値になる周
波数を求め、求められた周波数を部分放電測定周波数と
して使用するようにしたため、測定点と部分放電発生点
が離れている場合でも、最も高い感度で部分放電を測定
することができる。As described above, according to the partial discharge measuring method of the present invention, a calibration pulse is injected into a power cable line, and the injected calibration pulse is measured to obtain a first frequency spectrum. The noise is measured in a state where no is injected, and a second frequency spectrum is obtained, and the level at each frequency of the first frequency spectrum is determined as S
(Ω), the level at each frequency of the second frequency spectrum is N (ω), the distance from the partial discharge measurement point to the predicted partial discharge occurrence point is L, and the attenuation constant at each frequency is α.
(Ω), S (ω) · exp [−L · α
(Ω)] / N (ω) to determine the frequency at which the calculated value becomes the maximum value, and to use the determined frequency as the partial discharge measurement frequency. , The partial discharge can be measured with the highest sensitivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の一実施例に適用される部分放電測定シ
ステムを示す説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a partial discharge measurement system applied to one embodiment of the present invention.

【図２】一実施例に係る測定周波数の決定手順を示すグ
ラフ。FIG. 2 is a graph showing a procedure for determining a measurement frequency according to one embodiment.

【図３】ケーブルの高周波減衰特性を示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing high-frequency attenuation characteristics of a cable.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 電力ケーブル線路 ２ 普通接続部 ３ 絶縁接続部 ３ａ，３ｂ 防食層付きシース ４ 金属箔電極 ５ パルス発振器 ６ 金属箔電極 ７ スペクトラムアナライザ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power cable line 2 Normal connection part 3 Insulated connection part 3a, 3b Sheath with anticorrosion layer 4 Metal foil electrode 5 Pulse oscillator 6 Metal foil electrode 7 Spectrum analyzer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 弘 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日 立電線株式会社パワーシステム研究所内 (72)発明者 遠藤 桓 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日 立電線株式会社パワーシステム研究所内 (56)参考文献 特開 平３−170076（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−175377（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−45405（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−167483（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−279877（ＪＰ，Ａ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroshi Suzuki 5-1-1 Hidakacho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Power Systems Research Laboratories, Hitachi, Ltd. JP-A-3-1750076 (JP, A) JP-A-3-175377 (JP, A) JP-A-5-45405 (JP) JP-A-2-167483 (JP, A) JP-A-3-279877 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】電力ケーブル線路に校正パルスを注入し、
注入した前記校正パルスを前記注入個所と同一個所で測
定して第１の周波数スペクトルを求め、前記校正パルス
を注入しない状態でノイズを測定して第２の周波数スペ
クトルを求め、前記第１の周波数スペクトルの各周波数
におけるレベルをＳ（ω），前記第２の周波数スペクト
ルの各周波数におけるレベルをＮ（ω），部分放電測定
点から部分放電発生予想点までの距離をＬ，及び各周波
数における減衰定数をα（ω）としたとき、 Ｓ（ω）・ｅｘｐ〔−Ｌ・α（ω）〕／Ｎ（ω） を算出して算出値が最大になる周波数を求め、求められ
た周波数を部分放電測定周波数として使用することを特
徴とする部分放電測定方法。A calibration pulse is injected into a power cable line,
Measuring the injected calibration pulse at the same location as the injection location to determine a first frequency spectrum, and measuring the noise without injection of the calibration pulse to determine a second frequency spectrum; The level at each frequency of the first frequency spectrum is S (ω), the level at each frequency of the second frequency spectrum is N (ω), the distance from the partial discharge measurement point to the partial discharge occurrence prediction point is L, And when the attenuation constant at each frequency is α (ω), S (ω) · exp [−L · α (ω)] / N (ω) is calculated to find the frequency at which the calculated value becomes the maximum, and Using the obtained frequency as a partial discharge measurement frequency.