JP2836743B2 - 絶縁状態の検知方法、及びその検知装置 - Google Patents
絶縁状態の検知方法、及びその検知装置Info
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- JP2836743B2 JP2836743B2 JP63034800A JP3480088A JP2836743B2 JP 2836743 B2 JP2836743 B2 JP 2836743B2 JP 63034800 A JP63034800 A JP 63034800A JP 3480088 A JP3480088 A JP 3480088A JP 2836743 B2 JP2836743 B2 JP 2836743B2
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Description
〔産業上の利用分野〕 本発明は絶縁状態の検知方法及びその検知装置に係
り、特に電力伝送経路の絶縁不良部分を特定する方法に
関する。 〔従来の技術〕 一般に、埋設された電力ケーブルやこれに接続される
電力機器には種々の要因により局部的な絶縁不良が生じ
ることがある。 このような絶縁不良の原因としては機械的外力による
もの、絶縁材の化学的変化によるもの、所謂水トリーに
よるもの等があるが、重大事故の８割はこのような絶縁
劣化に起因するものであるため従来より種々の絶縁検査
方法が提案されている。 その一例として電力伝送系を定期的に停電状態にして
行うものがある。まず直流電圧を線路中に印加して検査
する方法では、第１として部分放電の測定、第２として
残留電圧・放電電流・残留電荷による誘電緩和現象、第
３として電位減衰・漏れ電流による絶縁抵抗の測定等が
挙げられる。 一方、交流電圧を線路中に印加して検査する方法で
は、第１として部分放電の測定、第２として誘電正接に
よる誘電緩和現象の測定等が挙げられる。 またこれとは別に、電力伝送経路を活線状態で検査す
る方法として、ポータブル測定器を用いて測定する方法
がある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、前記した従来の検出方法のうち電力伝送系
を定期的に停電状態にして行うものにあっては、各線路
を順次測定しなければならないため時間がかかり、ま
た、一回の停電によって測定できる箇所にも制限があ
る。このため、絶縁状態が経時的に悪化した場合でもそ
の傾向を知ることができず予防措置を採ることができな
いという問題がある。 一方、ポータブル測定器を用いて電力伝送経路を活線
状態で検査する方法では、準備作業や測定に人手を要す
るのは勿論、特に安全性の確保が困難であるため測定に
熟練を要するという問題がある。 本発明は前記事項に鑑みてなされたもので、電力機器
や電力ケーブルの絶縁状態を活線状態で常時監視するこ
とができるようにした絶縁状態の検知方法及びその検知
装置を提供することを技術的課題とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は前記技術的課題を解決するために、以下のよ
うな方法を採った。 即ち、共通母線に複数の電力ケーブルが接続された電
力伝送経路において、前記共通母線に対して同一の極性
を有する状態で前記各電力ケーブルに第１センサをそれ
ぞれ取り付け、前記共通母線と大地との間にコンデンサ
を設け、前記第１センサと同一の極性を有する状態で、
前記コンデンサの大地側の接地線に第２センサを取り付
け、前記電力伝送経路の絶縁状態が低下した際、その部
位に発生するコロナ放電または部分放電に起因して発生
し前記各電力ケーブル及び前記接地線を通過する進行波
電流に対応する信号を、前記各第１センサから検出する
とともに、前記第２センサから基準信号として検出し、
前記各第１センサによって検出された信号を前記基準信
号と対比し、基準信号と極性が異なる信号を検出した第
１センサが取り付けられている電力ケーブルを、絶縁状
態が低下した電力ケーブルとして検出する。 また、本発明は、以下のような絶縁状態の検知装置を
採用した。 即ち、本発明による検知装置は、共通母線に複数の電
力ケーブルが接続された電力伝送経路において、前記共
通母線に対して同一の極性を有する状態で前記各電力ケ
ーブルに取り付けられ、電力伝送経路の絶縁状態が低下
した際、その部位に発生する部分放電又はコロナ放電に
起因して発生する進行波電流をそれぞれ検出する複数の
第１センサと、前記共通母線と大地との間に設けられる
コンデンサと、前記第１センサと同一の極性を有する状
態で前記コンデンサの大地側の接地線に取り付けられ、
この接地線を通過する進行波電流を基準信号として検出
する第２センサと、前記各第１センサによって検出され
た進行波電流と基準信号とをそれぞれ対比し、基準信号
と極性が異なる進行波電流を検出した第１センサが取り
付けられている電力ケーブルを、絶縁状態が低下した電
力ケーブルとするための測定部とを備える。 〔作用〕 電力伝送経路に絶縁上の欠陥が生じると、その部位に
コロナ放電または部分放電が発生する。 するとこの放電に起因して進行波が発生し、欠陥部分
から線路上の両方向に進行する。したがってこの進行波
の方向を検出することにより絶縁性能が低下した伝送経
路を特定することができる。 そして、前記進行波の方向を検出する方法として、第
２センサによって検出された基準信号と、各第１センサ
によって検出された信号の極性を対比し、基準信号と異
なる極性の信号を検出した第１センサが取り付けられて
いる電力ケーブルを特定することで、欠陥位置を特定す
ることが可能となる。 即ち、第１図により作用の一例を説明すると、まず、
Ｐ点に絶縁劣化が生じることにより発生する進行波電流
はすべての第1,第２センサを通過する。ここで第１共通
母線LFに設けたコンデンサＣの近傍に設けた第２センサ
SFを通る進行波の方向（極性）を基準とし、各ケーブル
（L1〜L3）に設けた第１センサ（S1〜S3）を通る進行波
電流についてみると当該絶縁劣化が生じたケーブル（L
1）の第１センサ（S1）だけが逆極性の信号（逆方向の
進行波）を検出することとなる。 同様に、第２共通母線LGとアースGNDとの間に位置す
る第２センサSGを通る進行波の方向（極性）を基準とす
れば、各ケーブル（L1,L4,L5）に設けた第１センサ（S4
〜S6）を通る進行波電流についてみると当該絶縁劣化が
生じたケーブル（L1）の第２センサ（S4）だけが逆極性
の信号（逆方向の進行波）を検出することとなる。 進行波検出用の第1,第２センサとしては、例えば、以
下のようなものを使用することができる。 即ち、起磁力と磁束密度とが略比例関係を有する略線
形のBH特性であり、かつ低周波域から高周波域まで透磁
率が略一定である環状コアＫに、両端を短絡した第１巻
線M1と信号検出用の第２巻線M2を巻回してセンサ（信号
弁別器）とする。 前記環状コアＫは例えば、コバルトを主成分とするア
モルファス金属で形成したアモルファス金属で形成する
ことができる。 そして第３図（Ａ）に示すように、環状コアＫに被検
出信号線たるケーブルを巻回する。ケーブルには低周波
電流と高周波電流とが流れており、これによりコアＫに
起磁力が発生している。 第１巻線M1と第２巻線M2とはケーブル（１次コイル）
に対する２次コイルとして作用するため、この起磁力に
応じ第１巻線M1に起電力が生じるがその両端は短絡して
いるため、環状コアＫ内の磁束変化を打ち消すような電
流が流れる。ここで環状コアＫは高透磁率であり、低周
波域から高周波域まで透磁率が略一定であって、残留磁
気及び保磁力が共に小さく、かつ、起磁力と磁束密度が
略比例関係を有する略線形のBH特性を有しているため、
第１巻線M1と誘導リアクタンスが低周波に対しては小と
なり高周波に対しては大となる。 このため低周波成分は打ち消され第２巻線M2からは高
周波成分のみが得られる。 なお、実際上、第３図（Ｂ）に示すように被検出線は
コアＫ内に挿通するだけでよい。 前記環状コアＫの材質は、一例として、コバルト（C
o）鉄（Fe）ケイ素（Si）ホウ素（Ｂ）モリブデン（M
o）ニッケル（Ni）からなり、式 （Co）ａ（Fe）ｂ（Si）ｃ（Ｂ）ｄ（Mo）ｅ（Ni）ｆ （ただしａ〜ｆは各成分元素の百分率を示し、ａ＝50〜
90、ｂ＝１〜10、ｃ＝５〜20、ｄ＝０〜20、ｅ＝０〜2
0、ｆ＝１〜５、であって、ａ〜ｆの和を100とする。） で表示されている。 また、環状コアＫは例えば、コバルト系アモルファス
合金のリボンを使用して、トロイダルコアとし温度150
℃〜450℃で５〜180分間熱処理を行うことによって所望
の透磁率を得ることができる。その際、熱処理を直流磁
界または交流磁界中で行うことが性能の均一化の点で好
ましく、さらに窒素雰囲気中で行うとより安定した性能
を得ることができる。 なお、第１巻線M1と第２巻線M2とは分巻としてもよい
が、第１巻線M1と第２巻線M2とを一部共用としてもよ
い。 また、コアＫとしては、例えば、コバルト系アモルフ
ァス合金のリボンであるバクームシュメルツェ社の6025
Fを使用して、トロイダルコアとすれば所望の透磁率を
得ることができる。 なお、進行波検出用センサとしては前記したものの
他、伝送するエネルギの性質によっては通過電力計や所
謂SWR計等の応用も考えられる。 〔実施例〕 本発明の実施例を第１図ないし第９図に基づいて説明
する。 まず、本出願人は、電力伝送経路中において絶縁不良
が発生した際には、当該部分にコロナ放電や部分放電が
発生し、これら放電に伴って伝送経路中に進行波が発生
することを確認した。 以下、この進行波を基に電力伝送経路中の絶縁不良部
分を説明するが、初めにこの検出方法に使用する装置か
ら説明する。 交流電源Ａはまず変電所１に電力を供給し、この変電
所１では送電線に変圧器T1と遮断器B1を介して第１共通
母線LFとし、この第１共通母線LFはコンデンサＣを介し
て接地（GND）されている。 コンデンサＣと接地部との間の線路にはこれを取り囲
むように環状のセンサSFが装着されており、このセンサ
SFからの出力信号が共通母線に設けた基準点における信
号となる。 前記第１共通母線LFには夫々遮断器B2、遮断器B3、遮
断器B4を介して送電用のケーブルL1、ケーブルL2、ケー
ブルL3が接続されており、これらケーブルには環状のセ
ンサS1,S2,S3がケーブルを取り囲むように装着されてい
る。そして前記ケーブルL1は電気需要場所２まで延長さ
れている。 電気需要場所２ではケーブルL1にセンサS4が装着され
ており、遮断器B5を介して第２共通母線LGに接続されて
いる。 前記第２共通母線LGはコンデンサＣを介して接地（GN
D）されている。このコンデンサＣと接地部との間の線
路にはこれを取り囲むように環状のセンサSGが装着され
ており、このセンサSGからの出力信号が第２共通母線LG
の基準点における信号となる。 前記第２共通母線LGには遮断器B6,遮断器B7を介して
送電用のケーブルL4、ケーブルL5が接続されており、こ
れらケーブルには環状のセンサS5,S6がこれらケーブル
を取り囲むように夫々装着されている。 そして前記ケーブルL4は電動機Ｍに接続され、ケーブ
ルL5は変圧器T2に接続されている。 前記センサS1,S2,S3の出力信号はスキャン回路10に入
力されて時系列分割された後、方向比較回路11に入力さ
れ前記センサSFからの信号と比較される。この比較結果
はデータ伝送回路12に入力される。 一方、前記センサS5,S6の出力信号はスキャン回路20
に入力されて時系列分割された後、方向比較回路21に入
力され前記センサSGからの信号と比較される。この比較
結果はデータ伝送回路22に入力される。 前記データ伝送回路12とデータ伝送回路22との夫々の
信号は運転監視室３に入力され、これら信号はまず、ス
キャン回路31に入力されて時系列化された後、高速デー
タ記憶回路32に入力されるとともに、警報・表示回路33
に入力される。高速データ記録回路32は、パーソナルコ
ンピュータ34と接続されデータの授受がなされるように
なっている。パーソナルコンピュータ34にはCRT36及び
プリンタ37が接続され検査結果が表示されるようになっ
ている。前記高速データ記憶回路32の具体的ハードウェ
アを第７図に基づき説明すると、センサＳ、このセンサ
Ｓの後段に接続されたバッファBU、バッファBUからの信
号を増幅するアンプAP、アンプAPの後段に接続され出力
信号の最大値を検出するピーク検出PS、このピーク検出
PSと並列的に接続された20MHzのA/DコンバータAD、これ
らピーク検出PSとA/DコンバータADとの夫々の出力信号
を記憶し2KBの容量をもつメモリーボードMB、このメモ
リーボードMBに対して信号を授受するパーソナルコンピ
ュータ34、及び出力装置としてのプリンタ35が図示のよ
うに接続されることにより構成されている。 次に、前記センサＳの動作原理、及び回路の動作原理
を説明する。 前記センサＳは、第５図に示すように低周波から高周
波まで透磁率が略一定であって、残留磁気及び保磁力が
共に小さく、かつＢ−Ｈ特性が第４図に示すように線形
となるようにコバルト系アモルファス金属で形成したコ
アＫにコイルを巻回して構成したものである。そしてこ
のコイルが第３図に示すようにコアＫに短絡して巻回さ
れた第１の巻線M1と、両端が解放された第２の巻線M2と
からなっている。コアＫは幅10ミリ、内径150ミリ高さ
３ミリに形成してあり、前記第１の巻線M1の巻き回数は
３回、第２の巻線M2の巻き回数が10回である。 このような構成とすることにより、電源の周波数とそ
の高調波である低周波電流と前記したコロナ放電または
部分放電に伴う進行波電流とを弁別することができるよ
うになっている。このような構成になるセンサＳの感度
を実験した結果、20pC程度のコロナ放電電荷量を検出す
ることができた。 第２図は３相交流を伝送する線路に実施した例を示
し、ここで進行波の進行速度Ｖは、 Ｖ＝
り、特に電力伝送経路の絶縁不良部分を特定する方法に
関する。 〔従来の技術〕 一般に、埋設された電力ケーブルやこれに接続される
電力機器には種々の要因により局部的な絶縁不良が生じ
ることがある。 このような絶縁不良の原因としては機械的外力による
もの、絶縁材の化学的変化によるもの、所謂水トリーに
よるもの等があるが、重大事故の８割はこのような絶縁
劣化に起因するものであるため従来より種々の絶縁検査
方法が提案されている。 その一例として電力伝送系を定期的に停電状態にして
行うものがある。まず直流電圧を線路中に印加して検査
する方法では、第１として部分放電の測定、第２として
残留電圧・放電電流・残留電荷による誘電緩和現象、第
３として電位減衰・漏れ電流による絶縁抵抗の測定等が
挙げられる。 一方、交流電圧を線路中に印加して検査する方法で
は、第１として部分放電の測定、第２として誘電正接に
よる誘電緩和現象の測定等が挙げられる。 またこれとは別に、電力伝送経路を活線状態で検査す
る方法として、ポータブル測定器を用いて測定する方法
がある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、前記した従来の検出方法のうち電力伝送系
を定期的に停電状態にして行うものにあっては、各線路
を順次測定しなければならないため時間がかかり、ま
た、一回の停電によって測定できる箇所にも制限があ
る。このため、絶縁状態が経時的に悪化した場合でもそ
の傾向を知ることができず予防措置を採ることができな
いという問題がある。 一方、ポータブル測定器を用いて電力伝送経路を活線
状態で検査する方法では、準備作業や測定に人手を要す
るのは勿論、特に安全性の確保が困難であるため測定に
熟練を要するという問題がある。 本発明は前記事項に鑑みてなされたもので、電力機器
や電力ケーブルの絶縁状態を活線状態で常時監視するこ
とができるようにした絶縁状態の検知方法及びその検知
装置を提供することを技術的課題とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は前記技術的課題を解決するために、以下のよ
うな方法を採った。 即ち、共通母線に複数の電力ケーブルが接続された電
力伝送経路において、前記共通母線に対して同一の極性
を有する状態で前記各電力ケーブルに第１センサをそれ
ぞれ取り付け、前記共通母線と大地との間にコンデンサ
を設け、前記第１センサと同一の極性を有する状態で、
前記コンデンサの大地側の接地線に第２センサを取り付
け、前記電力伝送経路の絶縁状態が低下した際、その部
位に発生するコロナ放電または部分放電に起因して発生
し前記各電力ケーブル及び前記接地線を通過する進行波
電流に対応する信号を、前記各第１センサから検出する
とともに、前記第２センサから基準信号として検出し、
前記各第１センサによって検出された信号を前記基準信
号と対比し、基準信号と極性が異なる信号を検出した第
１センサが取り付けられている電力ケーブルを、絶縁状
態が低下した電力ケーブルとして検出する。 また、本発明は、以下のような絶縁状態の検知装置を
採用した。 即ち、本発明による検知装置は、共通母線に複数の電
力ケーブルが接続された電力伝送経路において、前記共
通母線に対して同一の極性を有する状態で前記各電力ケ
ーブルに取り付けられ、電力伝送経路の絶縁状態が低下
した際、その部位に発生する部分放電又はコロナ放電に
起因して発生する進行波電流をそれぞれ検出する複数の
第１センサと、前記共通母線と大地との間に設けられる
コンデンサと、前記第１センサと同一の極性を有する状
態で前記コンデンサの大地側の接地線に取り付けられ、
この接地線を通過する進行波電流を基準信号として検出
する第２センサと、前記各第１センサによって検出され
た進行波電流と基準信号とをそれぞれ対比し、基準信号
と極性が異なる進行波電流を検出した第１センサが取り
付けられている電力ケーブルを、絶縁状態が低下した電
力ケーブルとするための測定部とを備える。 〔作用〕 電力伝送経路に絶縁上の欠陥が生じると、その部位に
コロナ放電または部分放電が発生する。 するとこの放電に起因して進行波が発生し、欠陥部分
から線路上の両方向に進行する。したがってこの進行波
の方向を検出することにより絶縁性能が低下した伝送経
路を特定することができる。 そして、前記進行波の方向を検出する方法として、第
２センサによって検出された基準信号と、各第１センサ
によって検出された信号の極性を対比し、基準信号と異
なる極性の信号を検出した第１センサが取り付けられて
いる電力ケーブルを特定することで、欠陥位置を特定す
ることが可能となる。 即ち、第１図により作用の一例を説明すると、まず、
Ｐ点に絶縁劣化が生じることにより発生する進行波電流
はすべての第1,第２センサを通過する。ここで第１共通
母線LFに設けたコンデンサＣの近傍に設けた第２センサ
SFを通る進行波の方向（極性）を基準とし、各ケーブル
（L1〜L3）に設けた第１センサ（S1〜S3）を通る進行波
電流についてみると当該絶縁劣化が生じたケーブル（L
1）の第１センサ（S1）だけが逆極性の信号（逆方向の
進行波）を検出することとなる。 同様に、第２共通母線LGとアースGNDとの間に位置す
る第２センサSGを通る進行波の方向（極性）を基準とす
れば、各ケーブル（L1,L4,L5）に設けた第１センサ（S4
〜S6）を通る進行波電流についてみると当該絶縁劣化が
生じたケーブル（L1）の第２センサ（S4）だけが逆極性
の信号（逆方向の進行波）を検出することとなる。 進行波検出用の第1,第２センサとしては、例えば、以
下のようなものを使用することができる。 即ち、起磁力と磁束密度とが略比例関係を有する略線
形のBH特性であり、かつ低周波域から高周波域まで透磁
率が略一定である環状コアＫに、両端を短絡した第１巻
線M1と信号検出用の第２巻線M2を巻回してセンサ（信号
弁別器）とする。 前記環状コアＫは例えば、コバルトを主成分とするア
モルファス金属で形成したアモルファス金属で形成する
ことができる。 そして第３図（Ａ）に示すように、環状コアＫに被検
出信号線たるケーブルを巻回する。ケーブルには低周波
電流と高周波電流とが流れており、これによりコアＫに
起磁力が発生している。 第１巻線M1と第２巻線M2とはケーブル（１次コイル）
に対する２次コイルとして作用するため、この起磁力に
応じ第１巻線M1に起電力が生じるがその両端は短絡して
いるため、環状コアＫ内の磁束変化を打ち消すような電
流が流れる。ここで環状コアＫは高透磁率であり、低周
波域から高周波域まで透磁率が略一定であって、残留磁
気及び保磁力が共に小さく、かつ、起磁力と磁束密度が
略比例関係を有する略線形のBH特性を有しているため、
第１巻線M1と誘導リアクタンスが低周波に対しては小と
なり高周波に対しては大となる。 このため低周波成分は打ち消され第２巻線M2からは高
周波成分のみが得られる。 なお、実際上、第３図（Ｂ）に示すように被検出線は
コアＫ内に挿通するだけでよい。 前記環状コアＫの材質は、一例として、コバルト（C
o）鉄（Fe）ケイ素（Si）ホウ素（Ｂ）モリブデン（M
o）ニッケル（Ni）からなり、式 （Co）ａ（Fe）ｂ（Si）ｃ（Ｂ）ｄ（Mo）ｅ（Ni）ｆ （ただしａ〜ｆは各成分元素の百分率を示し、ａ＝50〜
90、ｂ＝１〜10、ｃ＝５〜20、ｄ＝０〜20、ｅ＝０〜2
0、ｆ＝１〜５、であって、ａ〜ｆの和を100とする。） で表示されている。 また、環状コアＫは例えば、コバルト系アモルファス
合金のリボンを使用して、トロイダルコアとし温度150
℃〜450℃で５〜180分間熱処理を行うことによって所望
の透磁率を得ることができる。その際、熱処理を直流磁
界または交流磁界中で行うことが性能の均一化の点で好
ましく、さらに窒素雰囲気中で行うとより安定した性能
を得ることができる。 なお、第１巻線M1と第２巻線M2とは分巻としてもよい
が、第１巻線M1と第２巻線M2とを一部共用としてもよ
い。 また、コアＫとしては、例えば、コバルト系アモルフ
ァス合金のリボンであるバクームシュメルツェ社の6025
Fを使用して、トロイダルコアとすれば所望の透磁率を
得ることができる。 なお、進行波検出用センサとしては前記したものの
他、伝送するエネルギの性質によっては通過電力計や所
謂SWR計等の応用も考えられる。 〔実施例〕 本発明の実施例を第１図ないし第９図に基づいて説明
する。 まず、本出願人は、電力伝送経路中において絶縁不良
が発生した際には、当該部分にコロナ放電や部分放電が
発生し、これら放電に伴って伝送経路中に進行波が発生
することを確認した。 以下、この進行波を基に電力伝送経路中の絶縁不良部
分を説明するが、初めにこの検出方法に使用する装置か
ら説明する。 交流電源Ａはまず変電所１に電力を供給し、この変電
所１では送電線に変圧器T1と遮断器B1を介して第１共通
母線LFとし、この第１共通母線LFはコンデンサＣを介し
て接地（GND）されている。 コンデンサＣと接地部との間の線路にはこれを取り囲
むように環状のセンサSFが装着されており、このセンサ
SFからの出力信号が共通母線に設けた基準点における信
号となる。 前記第１共通母線LFには夫々遮断器B2、遮断器B3、遮
断器B4を介して送電用のケーブルL1、ケーブルL2、ケー
ブルL3が接続されており、これらケーブルには環状のセ
ンサS1,S2,S3がケーブルを取り囲むように装着されてい
る。そして前記ケーブルL1は電気需要場所２まで延長さ
れている。 電気需要場所２ではケーブルL1にセンサS4が装着され
ており、遮断器B5を介して第２共通母線LGに接続されて
いる。 前記第２共通母線LGはコンデンサＣを介して接地（GN
D）されている。このコンデンサＣと接地部との間の線
路にはこれを取り囲むように環状のセンサSGが装着され
ており、このセンサSGからの出力信号が第２共通母線LG
の基準点における信号となる。 前記第２共通母線LGには遮断器B6,遮断器B7を介して
送電用のケーブルL4、ケーブルL5が接続されており、こ
れらケーブルには環状のセンサS5,S6がこれらケーブル
を取り囲むように夫々装着されている。 そして前記ケーブルL4は電動機Ｍに接続され、ケーブ
ルL5は変圧器T2に接続されている。 前記センサS1,S2,S3の出力信号はスキャン回路10に入
力されて時系列分割された後、方向比較回路11に入力さ
れ前記センサSFからの信号と比較される。この比較結果
はデータ伝送回路12に入力される。 一方、前記センサS5,S6の出力信号はスキャン回路20
に入力されて時系列分割された後、方向比較回路21に入
力され前記センサSGからの信号と比較される。この比較
結果はデータ伝送回路22に入力される。 前記データ伝送回路12とデータ伝送回路22との夫々の
信号は運転監視室３に入力され、これら信号はまず、ス
キャン回路31に入力されて時系列化された後、高速デー
タ記憶回路32に入力されるとともに、警報・表示回路33
に入力される。高速データ記録回路32は、パーソナルコ
ンピュータ34と接続されデータの授受がなされるように
なっている。パーソナルコンピュータ34にはCRT36及び
プリンタ37が接続され検査結果が表示されるようになっ
ている。前記高速データ記憶回路32の具体的ハードウェ
アを第７図に基づき説明すると、センサＳ、このセンサ
Ｓの後段に接続されたバッファBU、バッファBUからの信
号を増幅するアンプAP、アンプAPの後段に接続され出力
信号の最大値を検出するピーク検出PS、このピーク検出
PSと並列的に接続された20MHzのA/DコンバータAD、これ
らピーク検出PSとA/DコンバータADとの夫々の出力信号
を記憶し2KBの容量をもつメモリーボードMB、このメモ
リーボードMBに対して信号を授受するパーソナルコンピ
ュータ34、及び出力装置としてのプリンタ35が図示のよ
うに接続されることにより構成されている。 次に、前記センサＳの動作原理、及び回路の動作原理
を説明する。 前記センサＳは、第５図に示すように低周波から高周
波まで透磁率が略一定であって、残留磁気及び保磁力が
共に小さく、かつＢ−Ｈ特性が第４図に示すように線形
となるようにコバルト系アモルファス金属で形成したコ
アＫにコイルを巻回して構成したものである。そしてこ
のコイルが第３図に示すようにコアＫに短絡して巻回さ
れた第１の巻線M1と、両端が解放された第２の巻線M2と
からなっている。コアＫは幅10ミリ、内径150ミリ高さ
３ミリに形成してあり、前記第１の巻線M1の巻き回数は
３回、第２の巻線M2の巻き回数が10回である。 このような構成とすることにより、電源の周波数とそ
の高調波である低周波電流と前記したコロナ放電または
部分放電に伴う進行波電流とを弁別することができるよ
うになっている。このような構成になるセンサＳの感度
を実験した結果、20pC程度のコロナ放電電荷量を検出す
ることができた。 第２図は３相交流を伝送する線路に実施した例を示
し、ここで進行波の進行速度Ｖは、 Ｖ＝
【（透磁率×誘電率）1/2）】-1 となる。 ここで、ポリエチレン絶縁体の誘電率は空気の４倍で
あるため伝送経路での伝搬速度は光速の約1/2となるの
で、Ｖは150m/μｓ程度となる。このように進行波はコ
アを高速で通過するので鋭いパルス起磁力が生じる。各
巻線には電源の周波数とその高調波である低周波電流
と、前記したコロナ放電または部分放電に伴う進行波電
流とが誘起するが、第１の巻線M1の誘導リアクタンスは
低周波に対しては小となり、パルスに対しては大とな
る。したがって低周波電流iEの起磁力による磁束変化は
略完全に打ち消すことはできるが、進行波ipの通過によ
るパルス電流の起磁力による磁束変化は打ち消されない
で残る。 このため、第２の巻線M2の両端子から進行波の通過に
伴う信号のみを得ることができる。 母線LFに設置したコンデンサCTの各相に挿入した劣化
相判定用センサSRにより進行波がどの相を通るかを判別
して劣化相の判別信号を得ることができる。さらに、コ
ンデンサCTの共通線に入れたセンサSFはどの相が劣化し
ても、或いは、系統内のどの部分が劣化しても進行波が
同一方向に通過するので、これにより進行波の方向の基
準となる信号を得ることができる。 これら検出コイルからの信号は前記実施例のようにス
キャン回路により時系列的に送出してもよいが信号伝送
容量に余裕がある場合には並列処理を行ってもよい。 前記進行波は放電ノイズと同様の周波数スペクトルを
呈し、広い周波数範囲に渡ってエネルギーを有するが、
絶縁不良に伴うコロナ放電に特有の周波数分布を示す場
合があると共に、不要帯域を制限して外来ノイズに対す
るS/Nを向上させるため、バンドパスフィルタを用いて
帯域を制限することが効果的である。 このようにバンドパスフィルタを用いて実験したとこ
ろ、検出対象とする周波数範囲を300KHZから5MHZの間に
設定した場合に良好な結果が得られた。具体的な通過周
波数はスペクトラムアナライザ等を使用して個々のケー
スに最適なものとする必要がある。なおこのフィルタに
ついては前記した単同調型の他、多点同調形の櫛形フィ
ルタを用いることができるのは勿論である。 次に、第１図に示す回路において第３図に示すセンサ
を用いて、ケーブルの絶縁体の劣化に伴うコロナ放電に
起因する進行波の検出を行った実験結果について第６図
とともに説明する。グラフ中、Ｊはケーブルに設けたセ
ンサSFの信号特性線、Ｑは母線に設けたセンサS1の信号
特性線である。ケーブルに欠陥があると進行波が両方向
に進行するが、センサSFとセンサS1とは夫々進行波電流
が逆方向に通過するため、ＪとＱとは位相が略逆とな
る。これにより進行波の存在、即ち、ケーブルに欠陥が
あることが明らかとなる。 次に、第８図及び第９図に基づき実際の側定波形につ
き説明する。 第８図は測定点からみて遠方で進行波が発生した場合
を示し、電動機等の終端負荷で反射した進行波が周期的
に現れている。 ところで、コロナ放電に伴うパルスはそのまま観測す
ることも可能ではあるが、極めて短時間に発生するもの
であるため、その捕捉が困難である場合がある。そこで
パルス検出回路中に共振回路を介挿することによりパル
スの捕捉を容易ならしめることができる。第９図はこの
ような回路を用いた場合の波形を示し、J1はコロナ放電
に伴うパルスであり、その後このパルスは共振回路を励
起して特定周波数の減衰波形J2を呈する。 〔発明の効果〕 本発明によれば、電気機器及びケーブルの絶縁状態を
常時活線状態で関しすることができる。また、絶縁状態
に異常が生じたときはその位置を特定することができ
る。 このため、絶縁不良を軽微な段階で検知することがで
き、絶縁不良による事故を未然に防止することができ
る。
あるため伝送経路での伝搬速度は光速の約1/2となるの
で、Ｖは150m/μｓ程度となる。このように進行波はコ
アを高速で通過するので鋭いパルス起磁力が生じる。各
巻線には電源の周波数とその高調波である低周波電流
と、前記したコロナ放電または部分放電に伴う進行波電
流とが誘起するが、第１の巻線M1の誘導リアクタンスは
低周波に対しては小となり、パルスに対しては大とな
る。したがって低周波電流iEの起磁力による磁束変化は
略完全に打ち消すことはできるが、進行波ipの通過によ
るパルス電流の起磁力による磁束変化は打ち消されない
で残る。 このため、第２の巻線M2の両端子から進行波の通過に
伴う信号のみを得ることができる。 母線LFに設置したコンデンサCTの各相に挿入した劣化
相判定用センサSRにより進行波がどの相を通るかを判別
して劣化相の判別信号を得ることができる。さらに、コ
ンデンサCTの共通線に入れたセンサSFはどの相が劣化し
ても、或いは、系統内のどの部分が劣化しても進行波が
同一方向に通過するので、これにより進行波の方向の基
準となる信号を得ることができる。 これら検出コイルからの信号は前記実施例のようにス
キャン回路により時系列的に送出してもよいが信号伝送
容量に余裕がある場合には並列処理を行ってもよい。 前記進行波は放電ノイズと同様の周波数スペクトルを
呈し、広い周波数範囲に渡ってエネルギーを有するが、
絶縁不良に伴うコロナ放電に特有の周波数分布を示す場
合があると共に、不要帯域を制限して外来ノイズに対す
るS/Nを向上させるため、バンドパスフィルタを用いて
帯域を制限することが効果的である。 このようにバンドパスフィルタを用いて実験したとこ
ろ、検出対象とする周波数範囲を300KHZから5MHZの間に
設定した場合に良好な結果が得られた。具体的な通過周
波数はスペクトラムアナライザ等を使用して個々のケー
スに最適なものとする必要がある。なおこのフィルタに
ついては前記した単同調型の他、多点同調形の櫛形フィ
ルタを用いることができるのは勿論である。 次に、第１図に示す回路において第３図に示すセンサ
を用いて、ケーブルの絶縁体の劣化に伴うコロナ放電に
起因する進行波の検出を行った実験結果について第６図
とともに説明する。グラフ中、Ｊはケーブルに設けたセ
ンサSFの信号特性線、Ｑは母線に設けたセンサS1の信号
特性線である。ケーブルに欠陥があると進行波が両方向
に進行するが、センサSFとセンサS1とは夫々進行波電流
が逆方向に通過するため、ＪとＱとは位相が略逆とな
る。これにより進行波の存在、即ち、ケーブルに欠陥が
あることが明らかとなる。 次に、第８図及び第９図に基づき実際の側定波形につ
き説明する。 第８図は測定点からみて遠方で進行波が発生した場合
を示し、電動機等の終端負荷で反射した進行波が周期的
に現れている。 ところで、コロナ放電に伴うパルスはそのまま観測す
ることも可能ではあるが、極めて短時間に発生するもの
であるため、その捕捉が困難である場合がある。そこで
パルス検出回路中に共振回路を介挿することによりパル
スの捕捉を容易ならしめることができる。第９図はこの
ような回路を用いた場合の波形を示し、J1はコロナ放電
に伴うパルスであり、その後このパルスは共振回路を励
起して特定周波数の減衰波形J2を呈する。 〔発明の効果〕 本発明によれば、電気機器及びケーブルの絶縁状態を
常時活線状態で関しすることができる。また、絶縁状態
に異常が生じたときはその位置を特定することができ
る。 このため、絶縁不良を軽微な段階で検知することがで
き、絶縁不良による事故を未然に防止することができ
る。
第１図ないし第９図は本発明の実施例を示し、第１図は
全体のブロック図、第２図はセンサ部分の回路図、第３
図（Ａ）（Ｂ）はセンサの正面図、第４図はセンサに用
いたコアのBH特性図、第５図はその周波数特性図、第６
図は進行波の検出結果を示すグラフ図、第７図は信号処
理回路のブロック図、第８図及び第９図は測定結果のグ
ラフ図である。 １…変電所、２…電気需要場所、３…測定部、S1,S2,S
3,S4,S5,S6,SF…センサ、C,CT…コンデンサ、Ｐ…絶縁
劣化点。
全体のブロック図、第２図はセンサ部分の回路図、第３
図（Ａ）（Ｂ）はセンサの正面図、第４図はセンサに用
いたコアのBH特性図、第５図はその周波数特性図、第６
図は進行波の検出結果を示すグラフ図、第７図は信号処
理回路のブロック図、第８図及び第９図は測定結果のグ
ラフ図である。 １…変電所、２…電気需要場所、３…測定部、S1,S2,S
3,S4,S5,S6,SF…センサ、C,CT…コンデンサ、Ｐ…絶縁
劣化点。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石蔵 敬三郎 山口県玖珂郡和木町和木６丁目１番２号 三井石油化学工業株式会社内 (72)発明者 瀬良 昭男 山口県玖珂郡和木町和木６丁目１番２号 三井石油化学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−227610（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−245976（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−116463（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−28828（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01R 31/12 G01R 31/08
Claims (2)
- 【請求項１】共通母線に複数の電力ケーブルが接続され
た電力伝送経路において、 前記共通母線に対して同一の極性を有する状態で前記各
電力ケーブルに第１センサをそれぞれ取り付け、 前記共通母線と大地との間にコンデンサを設け、 前記第１センサと同一の極性を有する状態で、前記コン
デンサの大地側の接地線に第２センサを取り付け、 前記電力伝送経路の絶縁状態が低下した際、その部位に
発生するコロナ放電または部分放電に起因して発生し前
記各電力ケーブル及び前記接地線を通過する進行波電流
に対応する信号を、前記各第１センサから検出するとと
もに、前記第２センサから基準信号として検出し、 前記各第１センサによって検出された信号を前記基準信
号と対比し、基準信号と極性が異なる信号を検出した第
１センサが取り付けられている電力ケーブルを、絶縁状
態が低下した電力ケーブルとして検出する ことを特徴とする絶縁状態の検知方法。 - 【請求項２】共通母線に複数の電力ケーブルが接続され
た電力伝送経路において、 前記共通母線に対して同一の極性を有する状態で前記各
電力ケーブルに取り付けられ、電力伝送経路の絶縁状態
が低下した際、その部位に発生する部分放電又はコロナ
放電に起因して発生する進行波電流をそれぞれ検出する
複数の第１センサと、 前記共通母線と大地との間に設けられるコンデンサと、 前記第１センサと同一の極性を有する状態で前記コンデ
ンサの大地側の接地線に取り付けられ、この接地線を通
過する進行波電流を基準信号として検出する第２センサ
と、 前記各第１センサによって検出された進行波電流と基準
信号とをそれぞれ対比し、基準信号と極性が異なる進行
波電流を検出した第１センサが取り付けられている電力
ケーブルを、絶縁状態が低下した電力ケーブルとするた
めの測定部とを備えたことを特徴とする絶縁状態の検知
装置。
Priority Applications (14)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63034800A JP2836743B2 (ja) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | 絶縁状態の検知方法、及びその検知装置 |
| AT93102628T ATE180064T1 (de) | 1987-08-07 | 1988-08-05 | Gerät zur bewertung des isolationszustandes |
| DE3888751T DE3888751T2 (de) | 1987-08-07 | 1988-08-05 | Verfahren zur Bestimmung des Isolationszustandes. |
| CA000573967A CA1294329C (en) | 1987-08-07 | 1988-08-05 | Method of and apparatus for assessing insulation conditions |
| EP93102627A EP0544646B1 (en) | 1987-08-07 | 1988-08-05 | Apparatus for assessing insulation conditions |
| EP88307260A EP0302747B1 (en) | 1987-08-07 | 1988-08-05 | Method for assessing insulation conditions |
| KR1019880009997A KR920000566B1 (ko) | 1987-08-07 | 1988-08-05 | 절연상태의 검지방법 및 장치 |
| DE3856263T DE3856263T2 (de) | 1987-08-07 | 1988-08-05 | Gerät zur Beurteilung des Zustandes einer Isolation |
| AT93102627T ATE172794T1 (de) | 1987-08-07 | 1988-08-05 | Gerät zur beurteilung des zustandes einer isolation |
| AT88307260T ATE103713T1 (de) | 1987-08-07 | 1988-08-05 | Verfahren zur bestimmung des isolationszustandes. |
| DE3856334T DE3856334T2 (de) | 1987-08-07 | 1988-08-05 | Gerät zur Bewertung des Isolationszustandes |
| US07/228,578 US4929903A (en) | 1987-08-07 | 1988-08-05 | Method of and apparatus for assessing insulation conditions |
| EP93102628A EP0550403B1 (en) | 1987-08-07 | 1988-08-05 | Apparatus for assessing insulation conditions |
| CN88104898A CN1018201B (zh) | 1987-08-07 | 1988-08-06 | 绝缘状态的检测方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63034800A JP2836743B2 (ja) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | 絶縁状態の検知方法、及びその検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01209388A JPH01209388A (ja) | 1989-08-23 |
| JP2836743B2 true JP2836743B2 (ja) | 1998-12-14 |
Family
ID=12424318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63034800A Expired - Lifetime JP2836743B2 (ja) | 1987-08-07 | 1988-02-17 | 絶縁状態の検知方法、及びその検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2836743B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103884972B (zh) * | 2014-03-31 | 2016-08-17 | 天津大学 | 一种复合绝缘子憎水性检测方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4928828A (ja) * | 1972-07-12 | 1974-03-14 | ||
| JPS61227610A (ja) * | 1985-03-30 | 1986-10-09 | 株式会社東芝 | ガス絶縁機器の故障点検出方法 |
-
1988
- 1988-02-17 JP JP63034800A patent/JP2836743B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01209388A (ja) | 1989-08-23 |
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