JP2650935B2 - 部分放電位置標定方法 - Google Patents
部分放電位置標定方法Info
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- JP2650935B2 JP2650935B2 JP1117688A JP1117688A JP2650935B2 JP 2650935 B2 JP2650935 B2 JP 2650935B2 JP 1117688 A JP1117688 A JP 1117688A JP 1117688 A JP1117688 A JP 1117688A JP 2650935 B2 JP2650935 B2 JP 2650935B2
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- Japan
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- partial discharge
- ultrasonic
- ultrasonic sensor
- ultrasonic wave
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用部分） 本発明は部分放電位置標定方法に関する。
（従来の技術） 従来から電力ケーブル、電力ケーブル接続部等で生ず
る部分放電を電気的な位置標定方法により検出すること
が広く行われている。また、部分放電の際に発生する機
械的振動を超音波センサで検出することが行われかつ部
分放電の発生位置標定も行われている。更には、電気的
位置標定方法と超音波センサによる位置標定方法とを併
用することも行われている。
る部分放電を電気的な位置標定方法により検出すること
が広く行われている。また、部分放電の際に発生する機
械的振動を超音波センサで検出することが行われかつ部
分放電の発生位置標定も行われている。更には、電気的
位置標定方法と超音波センサによる位置標定方法とを併
用することも行われている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の電気的位置標定方法は、電力ケ
ーブル系統の送電を停止して高電圧コンデンサ等の高電
圧機器を接続する等の準備作業が必要である上に、高価
な部分放電測定器や高度の測定技術が必要とされ、しか
も周囲ノイズの多い現場環境では十分な感度で測定でき
ず、かつ位置標定の観点からは標定精度が悪いという問
題点がある。一方、超音波センサによって部分放電の位
置を評定する方法は未だ十分に確立されていない。
ーブル系統の送電を停止して高電圧コンデンサ等の高電
圧機器を接続する等の準備作業が必要である上に、高価
な部分放電測定器や高度の測定技術が必要とされ、しか
も周囲ノイズの多い現場環境では十分な感度で測定でき
ず、かつ位置標定の観点からは標定精度が悪いという問
題点がある。一方、超音波センサによって部分放電の位
置を評定する方法は未だ十分に確立されていない。
即ち、電力ケーブル、電力ケーブル接続部等におい
て、部分放電により発生した超音波が通過する大部分の
媒質は絶縁体であり、この絶縁体の材質によって絶縁体
中を通過する超音波の速度は変化する。また周囲温度に
よっても超音波の速度が変化する。更に絶縁体の材質の
違いによって周囲温度の変化度合（温度特性）も異なっ
てくる。
て、部分放電により発生した超音波が通過する大部分の
媒質は絶縁体であり、この絶縁体の材質によって絶縁体
中を通過する超音波の速度は変化する。また周囲温度に
よっても超音波の速度が変化する。更に絶縁体の材質の
違いによって周囲温度の変化度合（温度特性）も異なっ
てくる。
このため、部分放電の発生位置の標定に必要となる絶
縁体を伝わる超音波の速度を正確に求めることは容易で
ない。
縁体を伝わる超音波の速度を正確に求めることは容易で
ない。
また、絶縁体中の所定距離離れた２点間を伝わる超音
波の到達時間から超音波の速度を求める方法も考えられ
るが、該速度の計測が煩雑なほか、前記距離と時間の測
定値が小さく誤差が影響するため、正確な速度の計測が
出来ない。
波の到達時間から超音波の速度を求める方法も考えられ
るが、該速度の計測が煩雑なほか、前記距離と時間の測
定値が小さく誤差が影響するため、正確な速度の計測が
出来ない。
このようなわけで、部分放電が発生した位置を標定す
るために必要な絶縁体中を伝わる超音波の速度は、絶縁
体の材質、温度により異なり、これを正確且つ簡単に求
めることは容易でないという問題点があった。
るために必要な絶縁体中を伝わる超音波の速度は、絶縁
体の材質、温度により異なり、これを正確且つ簡単に求
めることは容易でないという問題点があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、部
分放電により発生される超音波の信号波形を少なくとも
５個の超音波センサで検出して、媒質中を伝わる超音波
の速度を知ることなく部分放電の位置を標定する部分放
電位置標定方法を提供することを目的とする。
分放電により発生される超音波の信号波形を少なくとも
５個の超音波センサで検出して、媒質中を伝わる超音波
の速度を知ることなく部分放電の位置を標定する部分放
電位置標定方法を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明によれば、部分放電に
より発生する超音波を少なくとも５個の超音波センサで
検出し、前記超音波について各超音波センサの検出時間
を読み取り、部分放電発生位置から最短の超音波センサ
を決定し、前記最短の超音波センサに対する各超音波セ
ンサの各検出時間差を算出し、該算出した各検出時間差
に基づいて部分放電発生位置を標定する部分放電位置標
定方法が提供される。
より発生する超音波を少なくとも５個の超音波センサで
検出し、前記超音波について各超音波センサの検出時間
を読み取り、部分放電発生位置から最短の超音波センサ
を決定し、前記最短の超音波センサに対する各超音波セ
ンサの各検出時間差を算出し、該算出した各検出時間差
に基づいて部分放電発生位置を標定する部分放電位置標
定方法が提供される。
（作用） 部分放電を検出する対象物に少なくとも５個以上の超
音波センサを設置し、部分放電の際に発生した超音波を
各超音波センサで検出し、この１つの超音波センサと他
の超音波センサとの間の超音波信号波形の各検出時間差
を求め、各検出時間差から部分放電発生位置を標定す
る。
音波センサを設置し、部分放電の際に発生した超音波を
各超音波センサで検出し、この１つの超音波センサと他
の超音波センサとの間の超音波信号波形の各検出時間差
を求め、各検出時間差から部分放電発生位置を標定す
る。
（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説
明する。
明する。
第１図は本発明を実施するための位置標定装置を示
し、５個の超音波センサ3a,3b,3c,3d,3eを電力ケーブル
１の接続部２の超音波を検出しやすい位置に取付け、各
超音波の出力を波形記憶装置５に接続し、波形記憶装置
５を演算装置６に接続して構成されている。波形記憶装
置５はＡ−Ｄ変換器とデジタルメモリとから構成されて
いる。接続部２の部分放電発生位置４に部分放電が発生
すると、この部分放電に伴って機械的振動が発生し超音
波となって接続部２中を伝搬し、超音波センサ3a,3b,3
c,3d,3eに到達して電気信号に変換される。このアナロ
グ電気信号は波形記憶装置５のＡ−Ｄ変換器によりデジ
タル波形データに変換された後に波形記憶装置５への到
達時刻と共にデジタルメモリに記憶される。演算装置６
は前述のデジタル波形と到達時刻とから以下に述べるデ
ジタル波形の同位相の部分の各超音波センサ3a,3b,3c,3
d,3eの到達時間差を計算する。各座標軸X,Y,Zは第１図
に示す如くとられており、部分放電発生位置４を（x,y,
z）、５個の超音波センサの取付位置を各（x1,y1,
z1）、（x2,y2,z2）、（x3,y3,z3）、（x4,y4,z4）、
（x5,y5,z5）とする。
し、５個の超音波センサ3a,3b,3c,3d,3eを電力ケーブル
１の接続部２の超音波を検出しやすい位置に取付け、各
超音波の出力を波形記憶装置５に接続し、波形記憶装置
５を演算装置６に接続して構成されている。波形記憶装
置５はＡ−Ｄ変換器とデジタルメモリとから構成されて
いる。接続部２の部分放電発生位置４に部分放電が発生
すると、この部分放電に伴って機械的振動が発生し超音
波となって接続部２中を伝搬し、超音波センサ3a,3b,3
c,3d,3eに到達して電気信号に変換される。このアナロ
グ電気信号は波形記憶装置５のＡ−Ｄ変換器によりデジ
タル波形データに変換された後に波形記憶装置５への到
達時刻と共にデジタルメモリに記憶される。演算装置６
は前述のデジタル波形と到達時刻とから以下に述べるデ
ジタル波形の同位相の部分の各超音波センサ3a,3b,3c,3
d,3eの到達時間差を計算する。各座標軸X,Y,Zは第１図
に示す如くとられており、部分放電発生位置４を（x,y,
z）、５個の超音波センサの取付位置を各（x1,y1,
z1）、（x2,y2,z2）、（x3,y3,z3）、（x4,y4,z4）、
（x5,y5,z5）とする。
５個の超音波センサにより超音波の信号波形が検出さ
れた時刻を夫々t1′,t2′,t3′,t4′,t5′とし、接続部
２の媒体中の超音波の速度をｖとすると、次の５つの方
程式を得る。
れた時刻を夫々t1′,t2′,t3′,t4′,t5′とし、接続部
２の媒体中の超音波の速度をｖとすると、次の５つの方
程式を得る。
ここで、ｓは部分放電発生位置４に最も近い超音波セ
ンサ（ここでは仮に一番目の超音波センサ3aとする）ま
での距離であり、T2〜T5は最も近い超音波センサに対す
る他の超音波センサの信号波形の検出時間差であり、こ
こではT2＝t2′−t1′,T3＝t3′−t1′,T4＝t4′−
t1′,T5＝t5′−t1′である。演算装置６がt1′〜t5′
のうち最小のものを選択することにより最も近い超音波
センサを決定し、時間差T2〜T5を算出する。電力ケーブ
ル１の接続部２において、部分放電により発生する超音
波が伝わる媒質の大部分は絶縁体であり、その材質、周
囲温度、材質による温度特性の違いによって絶縁体を伝
わる超音波の速度は異なるが、部分放電により発生した
超音波の大部分が通過する前記絶縁体は場所によって材
質、温度に殆ど差異がなく、従って、超音波の速度も前
記絶縁体間で殆ど差異がなくほぼ同一であると見做すこ
とができるから、該速度をｖとして差し支えない。
ンサ（ここでは仮に一番目の超音波センサ3aとする）ま
での距離であり、T2〜T5は最も近い超音波センサに対す
る他の超音波センサの信号波形の検出時間差であり、こ
こではT2＝t2′−t1′,T3＝t3′−t1′,T4＝t4′−
t1′,T5＝t5′−t1′である。演算装置６がt1′〜t5′
のうち最小のものを選択することにより最も近い超音波
センサを決定し、時間差T2〜T5を算出する。電力ケーブ
ル１の接続部２において、部分放電により発生する超音
波が伝わる媒質の大部分は絶縁体であり、その材質、周
囲温度、材質による温度特性の違いによって絶縁体を伝
わる超音波の速度は異なるが、部分放電により発生した
超音波の大部分が通過する前記絶縁体は場所によって材
質、温度に殆ど差異がなく、従って、超音波の速度も前
記絶縁体間で殆ど差異がなくほぼ同一であると見做すこ
とができるから、該速度をｖとして差し支えない。
超音波センサ3aに伝搬した超音波信号波形と超音波セ
ンサ3bに伝搬した超音波信号波形との時間差がT2である
と演算装置６が算出した場合には部分放電発生位置４の
座標（x,y,z）は次の（６）式の曲面上にある。
ンサ3bに伝搬した超音波信号波形との時間差がT2である
と演算装置６が算出した場合には部分放電発生位置４の
座標（x,y,z）は次の（６）式の曲面上にある。
つまり、部分放電発生位置４から２つの超音波センサ
3a,3bまでの距離の差がT2vで与えられる。このように、
演算装置６は順次（１）式から（５）式を連立させて、
例えば公知のニュートンラプソン法を用いた計算により
解いて５つの未知変数、つまり、部分放電発生位置４の
座標（x,y,z）、超音波の速度ｖ及び距離ｓを求める。
3a,3bまでの距離の差がT2vで与えられる。このように、
演算装置６は順次（１）式から（５）式を連立させて、
例えば公知のニュートンラプソン法を用いた計算により
解いて５つの未知変数、つまり、部分放電発生位置４の
座標（x,y,z）、超音波の速度ｖ及び距離ｓを求める。
次に、本発明により実際に位置標定した具体例につい
て説明する。５つの超音波センサa,b,c,d,eを第１表に
示す座標位置に設置して実際に部分放電を発生させた。
て説明する。５つの超音波センサa,b,c,d,eを第１表に
示す座標位置に設置して実際に部分放電を発生させた。
部分放電により発生された超音波信号波形が各超音波
センサに到達した時間差は第２表に示す如く得られた。
但し、t1′＝０である。
センサに到達した時間差は第２表に示す如く得られた。
但し、t1′＝０である。
以上の結果から数値計算により部分放電発生位置の座
標はｘ＝2.6cm、ｙ＝1.5cm、ｚ＝15cmと求められた。こ
こで、超音波の速度ｖ＝1880m/sec、距離ｓ＝15.6cmで
あった。後に、電力ケーブル１の接続部２を解体して検
査した結果、前述の結果が正しいことが確認された。
標はｘ＝2.6cm、ｙ＝1.5cm、ｚ＝15cmと求められた。こ
こで、超音波の速度ｖ＝1880m/sec、距離ｓ＝15.6cmで
あった。後に、電力ケーブル１の接続部２を解体して検
査した結果、前述の結果が正しいことが確認された。
尚、電力ケーブルの接続部が部分放電のために絶縁破
壊を起こす場合を例にとり説明したが、本発明は他の部
分放電を生ずる対象物にも適用可能である。
壊を起こす場合を例にとり説明したが、本発明は他の部
分放電を生ずる対象物にも適用可能である。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、部分放電によ
り発生する超音波を少なくとも５個の超音波センサで検
出し、前記超音波について各超音波センサの検出時間を
読み取り、部分放電発生位置から最短の超音波センサを
決定し、前記最短の超音波センサに対する各超音波セン
サの各検出時間差を算出し、該算出した各検出時間差に
基づいて部分放電発生位置を標定することにより、部分
放電位置を標定すべき媒質中を伝わる超音波の速度を予
め知ることを必要とせずに５個の超音波センサの信号か
ら簡便かつ迅速に高い精度をもって部分放電の位置の標
定を行うことができ、同時に媒質中の超音波の速度を決
定することができ、この結果電力ケーブル、電力ケーブ
ル接続部等の絶縁破壊事故を未然に防止できるという効
果が得られる。
り発生する超音波を少なくとも５個の超音波センサで検
出し、前記超音波について各超音波センサの検出時間を
読み取り、部分放電発生位置から最短の超音波センサを
決定し、前記最短の超音波センサに対する各超音波セン
サの各検出時間差を算出し、該算出した各検出時間差に
基づいて部分放電発生位置を標定することにより、部分
放電位置を標定すべき媒質中を伝わる超音波の速度を予
め知ることを必要とせずに５個の超音波センサの信号か
ら簡便かつ迅速に高い精度をもって部分放電の位置の標
定を行うことができ、同時に媒質中の超音波の速度を決
定することができ、この結果電力ケーブル、電力ケーブ
ル接続部等の絶縁破壊事故を未然に防止できるという効
果が得られる。
第１図は本発明を実施するための位置標定装置の構成を
示すブロック図である。 １……電力ケーブル、２……接続部、3a〜3e……超音波
センサ、４……部分放電発生位置、５……波形記憶装
置、６……演算装置。
示すブロック図である。 １……電力ケーブル、２……接続部、3a〜3e……超音波
センサ、４……部分放電発生位置、５……波形記憶装
置、６……演算装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸山 義雄 千葉県市原市八幡海岸通６ 古河電気工 業株式会社千葉電線製造所内 (72)発明者 山下 泰浩 千葉県市原市八幡海岸通６ 古河電気工 業株式会社千葉電線製造所内 (56)参考文献 特開 昭55−78249（ＪＰ，Ａ) 特公 平７−50144（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】部分放電により発生する超音波を少なくと
も５個の超音波センサで検出し、前記超音波について各
超音波センサの検出時間を読み取り、部分放電発生位置
から最短時間で到達した超音波を検出する超音波センサ
を決定し、前記最短の超音波センサに対する各超音波セ
ンサの各検出時間差を算出し、前記算出した各検出時間
差に基づいて部分放電発生位置を標定することを特徴と
する部分放電位置標定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1117688A JP2650935B2 (ja) | 1988-01-21 | 1988-01-21 | 部分放電位置標定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1117688A JP2650935B2 (ja) | 1988-01-21 | 1988-01-21 | 部分放電位置標定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01185458A JPH01185458A (ja) | 1989-07-25 |
| JP2650935B2 true JP2650935B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=11770748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1117688A Expired - Lifetime JP2650935B2 (ja) | 1988-01-21 | 1988-01-21 | 部分放電位置標定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2650935B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE9404209L (sv) * | 1994-12-05 | 1996-06-06 | Abb Research Ltd | Förfarande och anordning för lokalisering av partiella urladdningar hos en elektrisk högspänningsapparat |
| CN112255507B (zh) * | 2020-09-10 | 2022-07-22 | 深圳供电局有限公司 | 局部放电定位方法、装置、计算机设备和存储介质 |
| CN113625133A (zh) * | 2021-08-06 | 2021-11-09 | 郴州市东塘电气设备有限公司 | 一种配电设备局部放电的在线监测反馈***及方法 |
| CN114088816B (zh) * | 2021-11-25 | 2022-09-30 | 南京谷贝电气科技有限公司 | 空气式超声波局放检测装置标定*** |
-
1988
- 1988-01-21 JP JP1117688A patent/JP2650935B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01185458A (ja) | 1989-07-25 |
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