JP3085853B2 - Transformer insulation condition monitoring device - Google Patents

Transformer insulation condition monitoring device

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JP3085853B2
JP3085853B2 JP06130719A JP13071994A JP3085853B2 JP 3085853 B2 JP3085853 B2 JP 3085853B2 JP 06130719 A JP06130719 A JP 06130719A JP 13071994 A JP13071994 A JP 13071994A JP 3085853 B2 JP3085853 B2 JP 3085853B2
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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、変圧器の絶縁状態を把
握する絶縁状態監視装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an insulation state monitoring device for grasping the insulation state of a transformer.

【0002】[0002]

【従来の技術】変圧器の高電圧の絶縁機器にはその絶縁
性を高めるのに種々の絶縁材料が用いられ、かつ工夫さ
れている(たとえば実開昭56−134708号公報参
照)。そして、使用されている絶縁材料の絶縁劣化によ
っても変圧器の寿命が決まる。したがって、変圧器の突
然の故障を防いで安心して使用するためには、その絶縁
状態に発生する部分放電等の絶縁劣化の初期的な段階を
検出する必要がある。このために、変圧器を停止して行
う定期点検に加えて、運転中に変圧器の絶縁状態を把握
する絶縁状態監視装置が用いられている。
2. Description of the Related Art Various insulating materials have been used and devised to enhance the insulating properties of high-voltage insulating equipment for transformers (see, for example, Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 56-134708). The life of the transformer is also determined by the insulation deterioration of the used insulating material. Therefore, in order to prevent a sudden failure of the transformer and use the transformer with peace of mind, it is necessary to detect an initial stage of insulation deterioration such as partial discharge occurring in the insulation state. For this reason, an insulation state monitoring device that grasps the insulation state of the transformer during operation is used in addition to the periodic inspection performed while the transformer is stopped.

【0003】大型の油入変圧器では、絶縁状態を把握す
るために複数個の超音波センサ、接地線に設けるフェラ
イトコアを使用した電流変換器(以降CTと表す)等を
使用した電気的手法の他に、油中のガス成分を分析・定
量する等の化学的手法を併せて使用している。
In a large oil-immersed transformer, an electrical method using a plurality of ultrasonic sensors, a current converter (hereinafter referred to as CT) using a ferrite core provided on a ground wire, etc. to grasp the insulation state. In addition, chemical methods such as analyzing and quantifying gas components in oil are used.

【0004】また最近の電子機器の発達により公開特許
平4−151575号公報では、接地線の部分放電検出
のための超高速のアナログーディジタル変換装置が提案
されている。これは部分放電の高周波特性の信号を超高
速アナログーディジタル変換(以降A/D変換と略す
る)してデータを取込み、高速フーリエ変換等、ディジ
タル波形解析等のデータ処理をして単位時間あたりの部
分放電のエネルギー量と発生回数を得ることにより絶縁
状態の判定をするものである。
Further, with the recent development of electronic equipment, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-151575 proposes an ultra-high-speed analog-digital converter for detecting partial discharge of a ground line. This is because the signal of the high frequency characteristic of the partial discharge is converted into an ultra-high-speed analog-to-digital converter (hereinafter abbreviated as A / D conversion), and the data is taken. The insulation state is determined by obtaining the energy amount and the number of occurrences of the partial discharge.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の絶縁状
態監視装置は複雑で高価であるだけでなく、化学的手法
は油式絶縁変圧器でないモールド変圧器等には適用が難
しい。また電気的手法の超音波センサも、取付方法や空
気を伝導媒体とするときのセンサ感度や周囲の機器の騒
音ノイズ等のために使用が難しい。さらに接地線にCT
を設ける方法は、ノイズ対策のために狭くて低い周波数
帯域(数100KHz)の信号をアナログ的に取出し、
パルス信号の最大値を校正パルスと比較することによっ
て部分放電の電荷量を決めていた。このため1MHz以
上の高周波の部分放電パルスの検出ができないことや、
パルス信号のレベルは小さいが数の多い場合の部分放電
による絶縁状態の判定を正確に検出できなかった。
However, the above-mentioned insulation state monitoring device is not only complicated and expensive, but also the chemical method is difficult to apply to a molded transformer or the like which is not an oil-based insulation transformer. Also, it is difficult to use an ultrasonic sensor of an electric method because of a mounting method, sensor sensitivity when air is used as a conductive medium, noise noise of peripheral devices, and the like. In addition, CT
The method of providing is to take out a signal in a narrow and low frequency band (several 100 KHz) for noise suppression in an analog manner,
The charge amount of the partial discharge was determined by comparing the maximum value of the pulse signal with the calibration pulse. This makes it impossible to detect a high-frequency partial discharge pulse of 1 MHz or more,
In the case where the level of the pulse signal is small but the number is large, it was not possible to accurately detect the insulation state due to the partial discharge.

【0006】また最近提案された超高速のA/D変換装
置は、高価な電気部品を必要とするだけでなく、高速過
ぎるが故に1回の部分放電を複数回数えない等の対策を
する等、複雑な処理を必要とする。また部分放電と高電
圧位相との関係が明らかでないので、部分放電の発生位
相や種類を検出しにくい。
The recently proposed ultra-high-speed A / D converter not only requires expensive electric parts, but also takes measures such as not being able to perform one partial discharge a plurality of times because the speed is too high. , Requires complicated processing. Further, since the relationship between the partial discharge and the high voltage phase is not clear, it is difficult to detect the generation phase and type of the partial discharge.

【0007】本発明は、油入変圧器をはじめとしてモー
ルド変圧器等の乾式絶縁変圧器等にも適用でき、不定な
タイミングで発生する部分放電パルスの高速振動信号を
逃すことなく、また不必要に多く数えることなく効率よ
く検出し、ノイズを減少して検出すると共に、部分放電
の発生相な部分放電の種類や部分放電の判定指数等を検
出および表示できる使い勝手のよい、またA/D変換器
等一般の電気部品を使用して安価で簡単な校正の変圧器
の絶縁状態監視装置を提供することを目的とする。
The present invention can be applied to oil-immersed transformers as well as dry-type insulating transformers such as molded transformers, etc., so that high-speed vibration signals of partial discharge pulses generated at indefinite timing are not missed and unnecessary. Efficient A / D conversion that can efficiently detect without counting a large number of noises, reduce noise, and detect and display the type of partial discharge in which partial discharge occurs and the determination index of partial discharge. An object of the present invention is to provide an inexpensive and simple calibration device for monitoring the insulation state of a transformer using general electric components such as a transformer.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の絶縁状態監視装置は、変圧器の接地線に設
けたセンサからの部分放電パルスの出力信号の有効な高
周波成分を限定しかつレベル調整して複数個のA/D変
換器で順次変換する手段と、変圧器の高電圧信号の負か
ら正に変換するときの0クロス点を基準とする電圧位
相を検出し、前記A/D変換した信号データを前記高電
圧位相と関係つけながら記憶し、−30゜〜90゜の電
圧位相範囲にある正の信号データと150゜〜270゜
の電圧位相範囲にある負信号データから正に極性反転し
た信号データの和を部分放電指数として求め、少なくと
もその大きい方を使用して絶縁状態を判定する手段、お
よび部分放電の表示器を有する構成とする。
In order to achieve the above object, an insulation state monitoring apparatus of the present invention limits an effective high frequency component of an output signal of a partial discharge pulse from a sensor provided on a ground line of a transformer. Means for level-adjusting and sequentially converting by a plurality of A / D converters, and detecting a high- voltage phase based on a zero cross point when converting a high-voltage signal of the transformer from negative to positive; The A / D converted signal data is stored in association with the high voltage phase, and positive signal data in a voltage phase range of −30 ° to 90 ° and negative signal data in a voltage phase range of 150 ° to 270 ° The sum of the signal data obtained by inverting the polarity of the data positively is obtained as a partial discharge index, and at least the larger one is used to determine an insulation state, and a partial discharge indicator is provided.

【0009】また、複数個のA/D変換器で順次変換す
る手段と記憶する手段を各々1対設け、レベル調整され
た正と負から正に極性反転された部分放電信号を同じタ
イミングでA/D変換をして記憶する構成とする。
Further, a pair of means for sequentially converting by a plurality of A / D converters and means for storing are provided, and the level-adjusted partial discharge signals whose polarity has been inverted from positive and negative to positive at the same timing. / D conversion and storage.

【0010】また、複数個のA/D変換器で順次変換す
る手段は、0.3μs〜3μsのピークホールド時間と
し、かつデータ取込み間隔を4μs以下とする構成とす
る。また、連続して得られた正負の信号データでは先に
得られた信号を残し、同時に得られた信号データでは絶
対値の大きなものだけを残して他は部分放電を検出しな
い値に変更する構成とする。
The means for sequentially converting the data by a plurality of A / D converters has a peak hold time of 0.3 μs to 3 μs and a data acquisition interval of 4 μs or less. In addition, the previously obtained signal data is left in the continuously obtained positive / negative signal data, and only the signal data obtained in the same time, which has a large absolute value, is changed to a value that does not detect partial discharge. And

【0011】また、抵抗もしくは抵抗とインダクタンス
を並列にしたものをセンサとして接地線に設けた構成と
する。また、変圧器の高圧電圧信号の負から正に変化す
るときの0クロス点を基準として一定位相ごとにその範
囲にある正負各信号データの絶対値の大きい方から所定
数以下の平均値を求め、得られる信号データ列のパター
ンより部分放電の種類を判定する構成とする。
Further, a configuration in which a resistor or a resistor and an inductance in parallel are provided as a sensor on a ground line is adopted. In addition, an average value of a predetermined number or less is determined from the larger absolute value of each of the positive and negative signal data in the range for each fixed phase with respect to a zero cross point when the high voltage signal of the transformer changes from negative to positive at a fixed phase. The type of the partial discharge is determined from the pattern of the obtained signal data string.

【0012】また、多相変圧器において、変圧器の高電
圧位相範囲−30゜〜90゜の電圧位相範囲にある正の
信号データと150゜〜270゜の電圧位相範囲にある
負信号データから正に極性反転した信号データから得ら
れる部分放電指数のどちらかが、他の高電圧の同位相で
得られる部分放電指数よりも大きければ前記の高電圧の
相を部分放電発生相と判定する構成とする。
Further, in the multi-phase transformer, the positive signal data in the high voltage phase range of the transformer of -30.degree. To 90.degree. And the negative signal data in the voltage phase range of 150.degree. To 270.degree. If either of the partial discharge indices obtained from the signal data whose polarity is inverted is larger than the partial discharge indices obtained in the same phase of the other high voltage, the high voltage phase is determined to be the partial discharge generating phase. And

【0013】また、部分放電の表示器に部分放電発生
相、部分放電の種類、部分放電の指数の少なくとも一つ
は表示する構成とする。
[0013] Further, at least one of the partial discharge generation phase, the type of the partial discharge, and the index of the partial discharge is displayed on the display of the partial discharge.

【0014】[0014]

【作用】上記した構成によれば、変圧器に発生したMH
z以上の高周波数成分の多い部分放電の信号を接地線か
ら直接検出でき、信号の変質や低下が少なく、感度がよ
い。複数個のP/H回路とA/D変換器で順次信号を取
り込むことにより、不定なタイミングで発生する部分放
電パルスの高速振動信号を逃すことなく、また不必要に
多く数えることなく取込みできて検出精度が高い。また
分離の難しい振動による信号の区別も、正負のデータ同
時検出により微妙な検出順序を知ることで可能である。
また、信号部分放電パルス信号に対応したピークホール
ド時間やデータ取込み時間を設定できるので、A/D変
換器等の安価な一般電気部品が使用できる。特に、変圧
器の高電圧信号の特定位相と部分放電信号データを関係
つけて処理することにより、ノイズ成分や不要な検出パ
ルスの除去に効果があるだけでなく、部分放電の発生指
数や種類や発生相等が検出でき、それらを表示すること
により高機能な変圧器の絶縁状態監視装置を提供でき
る。
According to the above construction, the MH generated in the transformer is generated.
The signal of the partial discharge having many high-frequency components of z or more can be directly detected from the ground line, and the quality of the signal is small and the sensitivity is good. By sequentially capturing signals with a plurality of P / H circuits and A / D converters, high-speed oscillation signals of partial discharge pulses generated at indefinite timing can be captured without missing and unnecessarily counting. High detection accuracy. Also, it is possible to distinguish signals due to vibrations that are difficult to separate by knowing a delicate detection order by simultaneous detection of positive and negative data.
Further, since a peak hold time and a data acquisition time corresponding to the signal partial discharge pulse signal can be set, inexpensive general electric components such as an A / D converter can be used. In particular, processing by associating the specific phase of the high voltage signal of the transformer with the partial discharge signal data is effective not only for removing noise components and unnecessary detection pulses, but also for the generation index and type of partial discharge. By detecting the generated phases and the like and displaying them, it is possible to provide a high-performance insulation state monitoring device for a transformer.

【0015】[0015]

【実施例】以下本発明の実施例について、図を参照しな
がら説明する。 (実施例1)図1は本発明の第1の実施例の絶縁状態監
視装置の部分放電検出回路のブロック図であり、構成要
素として図中の1はモールド変圧器、2は接地線に設け
た抵抗や抵抗とインダクタンスの並列にしたものや高周
波CTや電磁波センサ等のセンサ、3はフィルタと増幅
器よりなるフィルタ回路、4は極性制御回路、5A,5
BはP/H回路、6A,6BはA/D変換器、7は変圧
器1からV相の高電圧の負から正に変化するときの電圧
0クロス点を検出する電圧0クロス点検出回路、8はタ
イミング制御回路、9はマイコン、メモリ等よりなるデ
ータ処理回路、10は部分放電の有無や警報を表示する
表示器である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram of a partial discharge detection circuit of an insulation state monitoring apparatus according to a first embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a molded transformer, and 2 denotes a ground line. 3, a filter such as a high-frequency CT or an electromagnetic wave sensor, a filter circuit including a filter and an amplifier, 4, a polarity control circuit, 5 A and 5.
B is a P / H circuit, 6A and 6B are A / D converters, 7 is a voltage 0 cross point detection circuit for detecting a voltage 0 cross point when the high voltage of the V-phase from the transformer 1 changes from negative to positive. , 8 is a timing control circuit, 9 is a data processing circuit including a microcomputer, a memory, and the like, and 10 is a display for displaying the presence or absence of a partial discharge and an alarm.

【0016】上記各構成要素よりなる変圧器の絶縁状態
監視装置において、フィルタ回路3によりセンサ2から
の部分放電の信号の周波数を0.1MHz〜200MH
z制限してノイズを低下させるとともにレベル調整をす
る。データ処理回路9のマイコン(図示せず)の制御に
より極性制御回路4は、はじめ正の信号のみ通過させて
データ取込み処理を行い、その後、負の信号の極性を反
転して通過させデータ取込みを行う。
In the apparatus for monitoring the insulation state of a transformer comprising the above components, the frequency of the partial discharge signal from the sensor 2 by the filter circuit 3 is set to 0.1 MHz to 200 MHz.
The noise is reduced by limiting the z and the level is adjusted. Under the control of a microcomputer (not shown) of the data processing circuit 9, the polarity control circuit 4 first performs the data fetching process by passing only the positive signal, and then inverts the polarity of the negative signal and passes the data to fetch the data. Do.

【0017】図2のP/HとA/D変換のタイミングチ
ャートに示すように、データ取込みは後記のように行
う。データ処理回路9のマイコンからデータ取込み信号
が出されると、タイミング制御回路8が電圧0クロス点
検出回路7の検出信号を受けてA/D変換器6A,6B
を16.7ms(60Hzの場合)動作可能にし、さら
に1周期が2μsのP/H制御クロックの立ち下がりに
合わせてP/H回路A5AとP/H回路B5BおよびA
/D変換器A6AとA/D変換器B6Bに順次動作信号
を与え、データ処理回路9のメモリに順次取り込む。な
お前記A/D変換器は変換時間が1μs程度で、8ビッ
トの安価で一般的なものを使用できる。正の信号が終了
すれば極性制御回路4に前記マイコンから極性反転指令
をだし、同様にすれば負の信号データが得られる。この
ようにすればメモリのアドレスより高電圧の位相との関
係がわかる。
As shown in the timing chart of the P / H and A / D conversion in FIG. 2, data is taken in as described below. When a data fetch signal is output from the microcomputer of the data processing circuit 9, the timing control circuit 8 receives the detection signal of the voltage 0 cross point detection circuit 7 and receives A / D converters 6A and 6B.
Can be operated for 16.7 ms (in the case of 60 Hz), and the P / H circuit A5A and the P / H circuits B5B and A are synchronized with the fall of the P / H control clock having one cycle of 2 μs.
An operation signal is sequentially applied to the A / D converter A6A and the A / D converter B6B, and sequentially taken into the memory of the data processing circuit 9. The A / D converter has a conversion time of about 1 μs, and can be an 8-bit inexpensive general one. When the positive signal is completed, a polarity inversion command is issued from the microcomputer to the polarity control circuit 4, and in the same manner, negative signal data is obtained. In this way, the relationship between the address of the memory and the phase of the higher voltage can be understood.

【0018】さて部分放電パルスは図9に示す例では1
個の信号38が10ns程度のパルス幅の高速振動波形
となっており、そのパルス間隔は強制的に高電圧をかけ
て多くの部分放電を発生させて、測定した実験範囲では
図8の部分放電パルス間隔に示す信号37Aと37B間
5.4μsと10μs以下のものは少なく、100μs
以上のものが多い。また部分放電を実変圧器でも発生す
る可能性のある種類を実験的に発生させた場合の例を示
すと、ボイドタイプの部分放電において、図5(a)に
示す試験回路で単相の試験用変圧器17の高電圧を分圧
器23を介して500MHz以上の周波数特性を持つオ
シロスコープ24に電圧信号として入力し、一方高電圧
を電極20間にボイド21を設けて周囲をエポキシ等樹
脂19で被ったボイドタイプサンプル18に印加し、接
地線に設けた抵抗R=100ΩとインダクタンスL=2
5μHを並列にしたセンサ22からの信号をオシロスコ
ープ24に入力して、図5(b)に示す電圧データ25
と信号データ26が得られる。これはモールドコイルの
樹脂中に欠陥がある場合に発生することが考えられる。
同様にして沿面タイプの部分放電では、図6(a)に示
すエポキシ等樹脂の固体28の表面に銅等よりなる電極
29を対抗して設けることによって作成した沿面タイプ
サンプル27を使用して図6(b)の電圧データ30と
信号データ31が得られる。これはモールドコイルの表
面が劣化や汚染がある場合に発生することが考えられ
る。誘起電圧タイプの部分放電では、図7(a)に示す
試験回路でモールドコイル34に高電圧を印加し、セン
サ22を設けた接地線の先端に電極32を設けて前記モ
ールドコイル34に接近させたときに発生し、図7
(b)の電圧データ35と信号データ36が得られる。
これは導電性の異物がモールドコイルに接近した場合や
モールドコイルを固定するための金具が緩んでモールド
コイルとの間にギャップができた場合に発生すると考え
られる。
The partial discharge pulse is 1 in the example shown in FIG.
Each signal 38 has a high-speed oscillation waveform having a pulse width of about 10 ns, and the pulse interval is forcibly applied with a high voltage to generate many partial discharges. The signal between the signals 37A and 37B shown in the pulse interval is 5.4 μs or less than 10 μs.
There are many things above. In addition, an example in which a partial discharge may be generated by an actual transformer in an experimental manner is shown. In a void type partial discharge, a single-phase test is performed by a test circuit shown in FIG. The high voltage of the transformer 17 is input as a voltage signal to an oscilloscope 24 having a frequency characteristic of 500 MHz or more via a voltage divider 23, while the high voltage is provided with a void 21 between the electrodes 20 and the surroundings are coated with a resin 19 such as epoxy. The resistance R = 100Ω and the inductance L = 2 applied to the covered void type sample 18 and provided on the ground line.
A signal from the sensor 22 having 5 μH in parallel is input to an oscilloscope 24, and voltage data 25 shown in FIG.
And signal data 26 are obtained. This is considered to occur when there is a defect in the resin of the molded coil.
Similarly, in the creepage type partial discharge, a creepage type sample 27 prepared by providing an electrode 29 made of copper or the like on the surface of a solid 28 of a resin such as epoxy as shown in FIG. 6 (b) voltage data 30 and signal data 31 are obtained. This is considered to occur when the surface of the molded coil is deteriorated or contaminated. In the induced voltage type partial discharge, a high voltage is applied to the molded coil 34 in the test circuit shown in FIG. 7A, and the electrode 32 is provided at the tip of the ground wire on which the sensor 22 is provided, and is brought close to the molded coil 34. It occurs when
(B) Voltage data 35 and signal data 36 are obtained.
This is considered to occur when a conductive foreign object approaches the molded coil or when a metal fitting for fixing the molded coil is loosened to form a gap between the molded coil and the conductive foreign matter.

【0019】前記図5〜7の部分放電信号データ26,
31,36からわかるように、部分放電信号はほとんど
変圧器の高電圧の位相範囲−30゜〜90゜の正の信号
データと高電圧位相範囲150゜〜270゜のにある負
信号データである。電圧位相−30゜〜0゜のデータは
330゜〜360゜のものを使用する。このためデータ
処理回路9でのデータ処理は、電圧の位相範囲−30゜
〜90゜の正の信号データと高電圧位相範囲150゜〜
270゜のにある負信号データを正に極性反転した信号
データ和を各々部分放電指数として求め、少なくともそ
の大きい方を使用して絶縁状態を判定する。部分放電の
大きさはエネルギーに関係するので、部分放電のパルス
のレベルと数、すなわち信号データの和を検出する。ま
た部分放電は極性があるので、前記2つの電圧の位相範
囲両方の部分放電指数で判断してもよいし、最大の部分
放電指数で判断してもよい。ただし絶縁状態の判定基準
は各々に対応させる。部分放電指数が実験より求めた基
準値1より小さければ正常、基準値1より大きく基準値
2より小さければ軽い異常、基準値2より大きければ重
い異常と判断し、表示器10に信号を送り、図11の故
障診断表示器の部分放電の表示のパネル39の警報表示
40の部分に設けたLEDを前記判断結果により点灯す
る。
The partial discharge signal data 26 of FIGS.
As can be seen from 31 and 36, the partial discharge signals are mostly positive signal data in the high voltage phase range of the transformer -30 ° to 90 ° and negative signal data in the high voltage phase range 150 ° to 270 °. . The data of the voltage phase of -30 ° to 0 ° uses the data of 330 ° to 360 °. For this reason, the data processing in the data processing circuit 9 is performed in such a manner that the positive signal data in the voltage phase range -30 ° to 90 ° and the high voltage phase range 150 °
The sum of the signal data obtained by inverting the polarity of the negative signal data at 270 ° to the positive polarity is obtained as a partial discharge index, and the insulation state is determined using at least the larger one. Since the magnitude of the partial discharge is related to the energy, the level and the number of pulses of the partial discharge, that is, the sum of the signal data is detected. Further, since the partial discharge has polarity, the determination may be made based on the partial discharge index in both of the phase ranges of the two voltages, or may be determined based on the maximum partial discharge index. However, the criteria for judging the insulation state correspond to each. If the partial discharge index is smaller than the reference value 1 obtained from the experiment, it is determined that the normal condition is detected. If the partial discharge index is larger than the reference value 1 and smaller than the reference value 2, it is determined that the abnormality is light. The LED provided in the part of the alarm display 40 of the panel 39 of the partial discharge display of the failure diagnosis display in FIG.

【0020】変圧器1が三相変圧器の場合は、図4の部
分放電の発生位相チャートに示すように、U相,V相,
W相の各相の電圧位相−30゜〜90゜と150゜〜2
70゜をV相の負から正に変化するときの電圧位相を基
準にしてみると、U相のデータは210゜〜330゜の
正データと30゜〜150゜の負データ、W相のデータ
は90゜〜210゜の正データと270゜〜390゜の
負データになる。これらのデータを前記と同様の処理を
することで各相の絶縁状態がわかる。高電圧の位相を得
るのに変圧器の高電圧端子等から直接に電圧信号をもっ
てこなくてもPTや低圧の電圧等を使用し、それらと高
電圧との位相差を調べて補正すればよい。
When the transformer 1 is a three-phase transformer, as shown in the partial discharge generation phase chart of FIG.
Voltage phase of each phase of W phase -30 ° to 90 ° and 150 ° to 2
Looking at the voltage phase when 70 ° changes from the negative to the positive of the V phase, the U phase data is positive data of 210 ° to 330 °, negative data of 30 ° to 150 °, and W phase data. Is positive data of 90-210 ° and negative data of 270-390 °. By subjecting these data to the same processing as described above, the insulation state of each phase can be determined. Even if a voltage signal is not directly received from a high voltage terminal or the like of a transformer to obtain a high voltage phase, a PT or a low voltage voltage or the like may be used, and a phase difference between these and a high voltage may be checked and corrected. .

【0021】P/H回路を使用し、信号のピークホール
ド時間を0.3μs〜3μsとしかつA/D変換時間を
含めてデータ取り込む時間を4μs以下にすれば、部分
放電の高速振動信号を多く数えるのを防止できるだけで
なく、データを記録するメモリ容量を減らし、データ処
理時間も短くできる。
If the P / H circuit is used, the peak hold time of the signal is set to 0.3 μs to 3 μs, and the time for taking in data including the A / D conversion time is set to 4 μs or less, the high-speed vibration signal of the partial discharge is increased. In addition to preventing counting, the memory capacity for recording data can be reduced, and the data processing time can be shortened.

【0022】多相変圧器では大きな振動波形の得られる
CT等のセンサでは正負の信号は他の相の信号と区別で
きないので、数Ωの抵抗もしくは抵抗とインダクタンス
を並列にしたものを使用して、反対極性に振動の少ない
センサを使用するのが望ましい。
In a multi-phase transformer, a positive or negative signal cannot be distinguished from a signal of another phase in a sensor such as a CT which can obtain a large vibration waveform. Therefore, a resistor of several Ω or a resistor and an inductance in parallel is used. It is desirable to use a sensor having less vibration in the opposite polarity.

【0023】表1のV相検出データ例に示すように、部
分放電の信号を電圧の0クロス点を区順として30゜毎
等一定位相毎にその範囲にある正負信号データの各々絶
対値の大きいほうから最大5点等所定数以下の平均値を
求めて得られる信号パターンより、部分放電の種類を判
定できる。
As shown in the example of the V-phase detection data in Table 1, the partial discharge signal is obtained by dividing the absolute value of each of the positive and negative signal data in the range at a constant phase, such as every 30 °, with the zero cross point of the voltage as a division order. The type of partial discharge can be determined from a signal pattern obtained by calculating an average value of a predetermined number or less, such as a maximum of five points from the larger one.

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】表1の例では、正の信号パターン92,8
4,51,40と負の信号パターン−88,−78,−
53,0で電圧位相範囲−30゜〜0゜にデータがある
こととデータの大きさが順次小さくなっていくことか
ら、ボイドタイプの部分放電と判定できる。沿面タイプ
の場合は、データが電圧位相範囲0゜〜90゜にあり、
山状の分布をすることや正と負で極性があることであ
る。誘起電圧タイプの場合は、電圧位相範囲−30゜〜
90゜にデータがあり、大きさも比較的揃っていること
や正と負で極性があることである。
In the example of Table 1, the positive signal patterns 92, 8
4, 51, 40 and negative signal patterns -88, -78,-
Since there is data in the voltage phase range of −30 ° to 0 ° at 53,0 and the size of the data gradually decreases, it can be determined that the discharge is void-type partial discharge. For the creepage type, the data is in the voltage phase range 0 ° to 90 °,
That is, it has a mountain-like distribution and has positive and negative polarities. For the induced voltage type, the voltage phase range is -30−
That is, there is data at 90 °, the size is relatively uniform, and the polarity is positive and negative.

【0026】故障診断表示器の部分放電の表示は図11
に示すようであり、発生した相表示41、種類表示4
2、指数表示43と危険度を示す警報表示を行えば、そ
の使用に便利である。沿面タイプや誘起電圧タイプの部
分放電は、保守点検時に改善できる可能性が高い。種類
は番号で表示している。判定結果は表示器以外にも接続
された機器に出力できることは当然である。
The display of the partial discharge on the failure diagnosis display is shown in FIG.
The generated phase display 41 and type display 4
2. It is convenient to use an index display 43 and an alarm display indicating the degree of danger. There is a high possibility that the surface discharge or the induced voltage type partial discharge can be improved during maintenance and inspection. The type is indicated by a number. Naturally, the determination result can be output to a connected device other than the display.

【0027】(実施例2)図3は本発明の第2の実施例
の絶縁状態監視装置の部分放電検出回路のブロック図で
あり、フィルタ回路3を通過させた正の信号は負極性カ
ット回路A11Aを通過させ、複数個のP/H回路A1
2AとP/H回路B12BおよびA/D変換器A13A
とA/D変換器B13Bで順次処理し、メモリA14A
にマイコンを介さずにデータとして取り込む。一方フィ
ルタ回路3を通過させた負の信号は極性反転回路44に
より負の信号の極性を正に反転させた後は、前記正の信
号の場合と同様に負極性カット回路B11Bを通過さ
せ、複数個のP/H回路C12CとP/H回路D12D
およびA/D変換器C13CとA/D変換器D13Dで
順次処理し、メモリB14Bにマイコンを介さずにデー
タとして取り込む。データ処理回路15ではメモリA1
4AとメモリB14Bの信号データを用いることと、タ
イミング制御回路16が正負の信号を同時に処理するよ
うにすることの他は、実施例1と同様に処理する。この
ように正負の信号を同時処理することにより、正負のデ
ータを同一の部分放電信号で処理できるので検出精度が
あがる。
(Embodiment 2) FIG. 3 is a block diagram of a partial discharge detection circuit of an insulation state monitoring apparatus according to a second embodiment of the present invention. A positive signal passed through the filter circuit 3 is a negative cut circuit. A11A and a plurality of P / H circuits A1
2A and P / H circuit B12B and A / D converter A13A
And the A / D converter B13B sequentially processes the memory A14A
The data is imported as data without going through the microcomputer. On the other hand, after the negative signal passed through the filter circuit 3 is inverted by the polarity inverting circuit 44 so that the polarity of the negative signal is positive, the negative signal is passed through the negative cut circuit B11B as in the case of the positive signal. P / H circuits C12C and P / H circuits D12D
The data are sequentially processed by the A / D converter C13C and the A / D converter D13D, and are taken into the memory B14B as data without passing through a microcomputer. In the data processing circuit 15, the memory A1
Processing is performed in the same manner as in the first embodiment, except that the signal data of 4A and the memory B 14B are used and the timing control circuit 16 simultaneously processes positive and negative signals. By simultaneously processing the positive and negative signals in this way, the positive and negative data can be processed with the same partial discharge signal, thereby increasing the detection accuracy.

【0028】また高速振動波形で正負の信号が発生する
と1パルスを2パルスと多く数えるだけでなく、多相変
圧器の場合他の相の部分放電とまちがえるので、図10
の信号データの補正に示すようにする。つまり連続して
得られた正負の信号データでは先に得られた信号を残
し、同時に得られた信号データでは絶対値の大きなもの
だけを残し、他は部分放電を検出しない値(通常0)に
変更する。このような処理のできる場合は、多相変圧器
の接地線に設けるセンサとしてCT等大きな振動波形信
号となるものでも正確に部分放電が検出できる。なお、
判定結果は表示器や接続された機器に出力されることは
当然である。またA/D変換器が正負信号を同時に処理
できるものであれば、極性制御回路や負極性カット回路
が不用になって簡単な回路となる。
When a positive or negative signal is generated in a high-speed oscillation waveform, not only one pulse is counted as many as two pulses, but in the case of a polyphase transformer, it is mistaken for a partial discharge of another phase.
As shown in the correction of the signal data. In other words, the previously obtained signal data is left in the continuously obtained positive / negative signal data, and only the signal data with the large absolute value is left in the simultaneously obtained signal data. change. When such processing can be performed, partial discharge can be accurately detected even if a sensor having a large vibration waveform signal such as CT is provided as a sensor provided on the ground line of the polyphase transformer. In addition,
Naturally, the judgment result is output to a display or a connected device. If the A / D converter can simultaneously process the positive and negative signals, the polarity control circuit and the negative cut circuit become unnecessary, and the circuit becomes simple.

【0029】[0029]

【発明の効果】【The invention's effect】

1.以上の説明から明らかなように、本発明の絶縁状態
監視装置は、油入変圧器をはじめとしてモールド変圧器
等の乾式絶縁変圧器等にも適用でき、不定なタイミング
で発生する部分放電パルスの高速振動信号を逃すことな
く、また不必要に多く数えることなく、ノイズを減少し
て効率よくかつ精度よく検出する。
1. As is apparent from the above description, the insulation state monitoring device of the present invention can be applied to dry insulation transformers such as oil-immersed transformers and molded transformers as well as partial discharge pulses generated at indefinite timing. Noise is reduced and detection is performed efficiently and accurately without missing a high-speed vibration signal and without unnecessarily counting.

【0030】2.部分放電の発生相や部分放電の種類や
部分放電の判定指数等を検出および表示できて、保守点
検時等、使い勝手が良い。 3.A/D変換器等一般仕様の電気部品を使用でき、安
価で簡単な構成である。
2. The phase in which partial discharge occurs, the type of partial discharge, the index of determination of partial discharge, and the like can be detected and displayed, so that it is easy to use during maintenance and inspection. 3. A general-purpose electrical component such as an A / D converter can be used, and the configuration is inexpensive and simple.

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

【図1】本発明の実施例1の絶縁状態監視装置における
部分放電検出回路のブロック図
FIG. 1 is a block diagram of a partial discharge detection circuit in an insulation state monitoring device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同絶縁状態監視装置におけるP/HとA/D変
換のタイミングチャート
FIG. 2 is a timing chart of P / H and A / D conversion in the insulation state monitoring device.

【図3】本発明の実施例2の絶縁状態監視装置における
部分放電検出回路のブロック図
FIG. 3 is a block diagram of a partial discharge detection circuit in the insulation state monitoring device according to the second embodiment of the present invention.

【図4】部分放電の発生位相チャートFIG. 4 is a generation phase chart of a partial discharge.

【図5】(a)はボイドタイプの部分放電の試験回路図 (b)はボイドタイプの部分放電のデータを示す図5A is a test circuit diagram of a void type partial discharge, and FIG. 5B is a diagram showing data of a void type partial discharge.

【図6】(a)は沿面タイプの部分放電の沿面タイプサ
ンプルを示す図 (b)は沿面タイプの部分放電のデータを示す図
FIG. 6A is a diagram showing a creeping type sample of a creeping type partial discharge. FIG. 6B is a diagram showing data of a creeping type partial discharge.

【図7】(a)は誘起電圧タイプの部分放電の試験回路
図 (b)は誘起電圧タイプの部分放電のデータを示す図
7A is a test circuit diagram of an induced voltage type partial discharge, and FIG. 7B is a diagram showing data of an induced voltage type partial discharge.

【図8】部分放電パルス間隔を示すグラフFIG. 8 is a graph showing a partial discharge pulse interval.

【図9】部分放電パルスを示すグラフFIG. 9 is a graph showing a partial discharge pulse.

【図10】信号データの補正の説明図FIG. 10 is an explanatory diagram of correction of signal data.

【図11】故障診断表示器の部分放電の表示部の正面図FIG. 11 is a front view of a display section of a partial discharge of the failure diagnosis display.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 モールド変圧器 2 センサ 4 極性制御回路 5A,5B P/H回路 6A,6B A/D変換器 7 電圧0クロス点検出回路 8 タイミング制御回路 9 データ処理回路 10 表示器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mold transformer 2 Sensor 4 Polarity control circuit 5A, 5B P / H circuit 6A, 6B A / D converter 7 Voltage 0 cross point detection circuit 8 Timing control circuit 9 Data processing circuit 10 Display

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01F 27/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01F 27/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 変圧器の接地線に設けたセンサからの部
分放電パルスの出力信号の周波数成分を限定し、かつレ
ベルを調整して複数個のアナログーディジタル変換器で
順次変換する手段と、前記変圧器の高電圧信号の負から
正に変化するときの0クロス点を基準とする電圧位相
を検出する手段と、前記アナログ/ディジタル変換した
信号データを前記高電圧位相と関係つけながら記憶する
手段を有し、前記高電圧位相範囲−30゜〜90゜にあ
る前記記憶した正の信号データと前記高電圧位相の範囲
150゜〜270゜の負信号データから正に極性反転し
た信号データの和を各々部分放電指数として求め、少な
くともその大きい方を使用して絶縁状態を判定する手段
および部分放電の表示器を有することを特徴とする変圧
器の絶縁状態監視装置。
A means for limiting a frequency component of an output signal of a partial discharge pulse from a sensor provided on a ground line of a transformer, adjusting a level thereof, and sequentially converting the output signal with a plurality of analog-digital converters; Means for detecting a high voltage phase based on a zero crossing point when the high voltage signal of the transformer changes from negative to positive; and storing the analog / digital converted signal data in association with the high voltage phase. Means for performing positive polarity inversion on the stored positive signal data in the high voltage phase range of -30 ° to 90 ° and negative signal data in the high voltage phase range of 150 ° to 270 °. And a means for determining an insulation state using at least the larger of the partial discharge indices, and an indicator for partial discharge, comprising: Place.
【請求項2】 複数個のアナログーディジタル変換器で
順次変換する手段と記憶する手段を各々1対設け、レベ
ル調整された正と負から正に極性反転された部分放電信
号を同じタイミングでアナログーディジタル変換をして
記憶することを特徴とする請求項1記載の変圧器の絶縁
状態監視装置。
2. A pair of means for sequentially converting by a plurality of analog-to-digital converters and means for storing are provided, and a level-adjusted partial discharge signal whose polarity has been inverted from positive to negative is analyzed at the same timing. 2. The apparatus for monitoring the insulation state of a transformer according to claim 1, wherein the apparatus performs a go-digital conversion and stores the result.
【請求項3】 複数個のアナログーディジタル変換器で
順次変換する手段は、0.3μs〜3μsのピークホー
ルド時間とし、かつデータ取込み間隔を4μs以下とす
ることを特徴とする請求項1または2記載の変圧器の絶
縁状態監視装置。
3. The method according to claim 1, wherein the means for sequentially converting the data by a plurality of analog-digital converters has a peak hold time of 0.3 μs to 3 μs and a data capture interval of 4 μs or less. An insulation state monitoring device for a transformer according to claim 1.
【請求項4】 連続して得られた正負の信号データでは
先に得られた信号を残し、同時に得られた信号データで
は絶対値の大きなものだけを残し、他は部分放電を検出
しない値に変更することを特徴とする請求項2記載の変
圧器の絶縁状態監視装置。
4. A signal obtained previously is retained for continuously obtained positive / negative signal data, only a signal having a large absolute value is left for simultaneously obtained signal data, and the other is set to a value which does not detect partial discharge. The apparatus for monitoring the insulation state of a transformer according to claim 2, wherein the apparatus is changed.
【請求項5】 抵抗もしくは抵抗とインダクタンスを並
列にしたものをセンサとして接地線に設けたことを特徴
とする請求項1記載の変圧器の絶縁状態監視装置。
5. The transformer insulation state monitoring apparatus according to claim 1, wherein a resistance or a resistance and an inductance in parallel is provided on the ground line as a sensor.
【請求項6】 変圧器の高圧電圧信号の負から正に変化
する時の0クロス点を基準として一定位相ごとにその範
囲にある正負各信号データの絶対値の大きいほうから所
定数以下の平均値を求めて得られる信号データ列のパタ
ーンより部分放電の種類を判定することを特徴とする請
求項1記載の変圧器の絶縁状態監視装置。
6. An average of a predetermined number or less from a larger absolute value of each of positive and negative signal data in the range for each fixed phase with respect to a zero crossing point when the high voltage signal of the transformer changes from negative to positive. 2. The insulation state monitoring device for a transformer according to claim 1, wherein the type of partial discharge is determined from a pattern of a signal data string obtained by obtaining a value.
【請求項7】 多相変圧器において、変圧器の高電圧位
相範囲−30゜〜90゜にある正の信号データと高電圧
位相の範囲150゜〜270゜にある負の信号データか
ら得られる部分放電指数のどちらかが、他の高電圧の同
位相で得られる部分放電指数よりも大きければ前記の高
電圧の相を部分放電発生相と判定することを特徴とする
請求項1記載の変圧器の絶縁状態監視装置。
7. In a polyphase transformer obtained from positive signal data in the high voltage phase range of the transformer -30 ° to 90 ° and negative signal data in the high voltage phase range 150 ° to 270 °. 2. The transformer according to claim 1, wherein if any one of the partial discharge indexes is larger than the partial discharge index obtained at the same phase of another high voltage, the high voltage phase is determined to be a partial discharge generation phase. Monitoring equipment
【請求項8】 部分放電の表示器に部分放電発生相、部
分放電の種類、部分放電の指数の少なくとも一つは表示
することを特徴とする請求項1記載の変圧器の絶縁状態
監視装置。
8. The apparatus according to claim 1, wherein at least one of a partial discharge generation phase, a partial discharge type, and an index of the partial discharge is displayed on a partial discharge indicator.
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