JP3089643B2 - Partial discharge detection device for electrical equipment - Google Patents
Partial discharge detection device for electrical equipmentInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は電気機器の部分放電検出装置に関する。The present invention relates to a device for detecting partial discharge of electric equipment.
B.発明の概要 本発明は、電気機器の部分放電を検出する部分放電検
出装置において、 部分放電時に発生する超音波信号を整流，検波して得
られた超音波信号と放電電流信号との時間差を設定し
て、電流検出信号をインターロックすることにより、現
象の異なる信号による部分放電測定を防止する。B. Summary of the Invention The present invention relates to a partial discharge detection device for detecting a partial discharge of an electric device, wherein a time difference between an ultrasonic signal obtained by rectifying and detecting an ultrasonic signal generated at the time of the partial discharge and a discharge current signal. Is set to interlock the current detection signal to prevent partial discharge measurement due to signals having different phenomena.
C.従来の技術 電気機器の部分放電発生時に生じる部分放電電流と超
音波信号は、第４図に示すように、検出波形ではそれぞ
れの時定数で約1:1000の違いがある。部分放電発生時の
超音波検出では第４図に示す如くAEセンサーによる検出
波形をオシロスコープ等でモニターする方法が一般的で
ある。部分放電発生時に生じる部分放電電流を超音波信
号の検出時間差で測定する場合、部分放電電流は発生と
同時に検出できるが、超音波信号は発生源からAEセンサ
ー設定点までの伝搬経路により一定の時間差が生じる。C. Prior Art As shown in FIG. 4, the detected waveforms of the partial discharge current and the ultrasonic signal generated when a partial discharge of an electric device occurs have a difference of about 1: 1000 in their respective time constants. In the ultrasonic detection at the time of occurrence of the partial discharge, a method of monitoring the waveform detected by the AE sensor with an oscilloscope or the like is generally used as shown in FIG. When measuring the partial discharge current that occurs when a partial discharge occurs using the detection time difference of the ultrasonic signal, the partial discharge current can be detected at the same time as the generation, but the ultrasonic signal has a certain time difference due to the propagation path from the source to the AE sensor set point. Occurs.
第５図は電気機器に部分放電が発生した場合の一例を
示すもので、１は変圧器のタンク、2a,2b,2cは変圧器の
コイル、３は部分放電発生点、４はAEセンサである。FIG. 5 shows an example of a case where a partial discharge occurs in an electric device, where 1 is a transformer tank, 2a, 2b, and 2c are transformer coils, 3 is a partial discharge occurrence point, and 4 is an AE sensor. is there.
第５図に示すように、コイル2bの部分放電発生点３か
ら部分放電すると、超音波経路は例えば発生点３からタ
ンク１内の油中を直接伝搬してAEセンサ４に到る経路1,
タンク壁に沿って伝搬しながらAEセンサ４に到る経路２
あるいはタンク壁やコイル2aで反射を繰り返しながらAE
センサ４に到る経路３等が考えられる。従って１回の部
分放電に伴う超音波検出では複数個のピークを検出する
ことがある。As shown in FIG. 5, when partial discharge occurs from the partial discharge occurrence point 3 of the coil 2b, the ultrasonic path, for example, directly propagates from the generation point 3 to the oil in the tank 1 and reaches the AE sensor 4,
Path 2 reaching the AE sensor 4 while propagating along the tank wall
Or AE while repeating reflection on the tank wall or coil 2a
A route 3 or the like reaching the sensor 4 is conceivable. Therefore, a plurality of peaks may be detected in the ultrasonic detection associated with one partial discharge.
D.発明が解決しようとする課題 第６図に示すように検出レベルが高い場合、部分放電
に伴った電流波形I1とこれと同期した超音波波形AE1に
ついての検出時間差は本来T1（ｍ sec）として検出さ
れなければならない。しかし、図のように検出レベルが
高いと最初のピークでは超音波を検出できず、第２ピー
クで検出され、時間差T1a（m sec）となり正確な時間差
とは言えない。D. If invention is solved trying detection level as shown in challenge Figure 6 for high, the detection time difference of ultrasonic wave AE 1 synchronized with the current waveform I 1 accompanied to partial discharge and which originally T 1 ( msec). However, as shown in the figure, when the detection level is high, the ultrasonic wave cannot be detected at the first peak, but is detected at the second peak, resulting in a time difference T 1a (msec), which is not an accurate time difference.
一方、第７図に示すように検出レベルを低くすると、
第４図に示した超音波波形では、部分放電１回の現象に
対して検出回数が数回〜数十回になることもある。従っ
て、本来の時間差はT1（ｍ sec）であるのに対し、超
音波検出中に新たに電流I2が流れると図示のように時間
差T2（ｍ sec）のように別個に発生した部分放電現象
を同一の部分放電現象として誤った時間差を検出する恐
れがある。On the other hand, when the detection level is lowered as shown in FIG.
In the ultrasonic waveform shown in FIG. 4, the number of times of detection may be several to several tens for one partial discharge phenomenon. Therefore, while the original time difference is T 1 (m sec), if a new current I 2 flows during the detection of the ultrasonic wave, a separately generated portion such as the time difference T 2 (m sec) as shown in FIG. There is a possibility that an erroneous time difference is detected as the same partial discharge phenomenon as the discharge phenomenon.
本発明は上述の従来の問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は正確な時間差を検出可能にして現象の異
なる信号による誤検出を防止することである。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to enable an accurate time difference to be detected and prevent erroneous detection due to signals having different phenomena.
E.課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明の電気機器の部分
放電検出装置は、電気機器の部分放電による部分放電電
流を検出して放電電流検出信号を得ると共に、前記部分
放電に基づく超音波信号を検出して超音波検出信号を
得、これらの放電電流と超音波検出信号との時間差を求
めて前記電気機器の部分放電を検出する部分放電検出装
置において、前記超音波検出信号の振動波を検波して所
定の時定数を有する整流波形の超音波信号とする検波手
段と、前記検波手段による検波後の超音波信号を入力信
号とし、所定の超音波検出レベルをしきい値として、該
しきい値を前記入力信号が越えた時点でトリガーされ一
定パルス幅の遅延超音波パルス信号を出力する遅延超音
波パルス発生手段と、前記放電電流検出信号と前記遅延
超音波パルス信号とを入力として該遅延超音波パルス信
号なしを条件に始動指令信号を出力する始動指令手段、
および前記始動指令手段の始動指令信号を入力として始
動し、前記検波手段による超音波検出信号を入力して動
作を停止する時間差信号発生手段、によって構成されて
いる F.作用 電流信号と超音波信号の時間差検出を正確に行うため
に、超音波検出レベル（しきい値）を出来るだけ低くす
る。一方、超音波検出レベルが低くても誤動作しないよ
うに、超音波検出信号の振動波を整流，検波し所定の時
定数を持った１つの整流波形とする。電流信号と超音波
信号の時間差測定にあたっては、電流パルス信号と超音
波パルス信号を所定時間幅内に設定し、この間に入力さ
れた信号についてはインターロックする。インターロッ
ク時間は測定される超音波パルスの時定数と同程度かそ
れ以上に設定する。E. Means for Solving the Problems To achieve the above object, the partial discharge detection device for electric equipment of the present invention detects a partial discharge current due to partial discharge of the electric equipment to obtain a discharge current detection signal, In the partial discharge detection device that detects an ultrasonic signal based on the partial discharge to obtain an ultrasonic detection signal, determines a time difference between these discharge currents and the ultrasonic detection signal, and detects a partial discharge of the electric device, Detecting means for detecting the vibration wave of the ultrasonic detection signal to obtain an ultrasonic signal having a rectified waveform having a predetermined time constant; and an ultrasonic signal detected by the detecting means as an input signal, and a predetermined ultrasonic detection level. A delayed ultrasonic pulse generating means which is triggered when the input signal exceeds the threshold and outputs a delayed ultrasonic pulse signal having a constant pulse width; Start command means for outputting a start command signal on the condition without the delay ultrasonic pulse signal as an input and a delay ultrasonic pulse signal,
And a time difference signal generating means for starting by inputting a start command signal of the start command means and inputting an ultrasonic detection signal by the detection means and stopping the operation.F. Action current signal and ultrasonic signal In order to accurately detect the time difference, the ultrasonic detection level (threshold) is made as low as possible. On the other hand, the oscillating wave of the ultrasonic detection signal is rectified and detected to form one rectified waveform having a predetermined time constant so that malfunction does not occur even if the ultrasonic detection level is low. In measuring the time difference between the current signal and the ultrasonic signal, the current pulse signal and the ultrasonic pulse signal are set within a predetermined time width, and the signals input during this time are interlocked. The interlock time is set to be equal to or longer than the time constant of the ultrasonic pulse to be measured.
G.実施例 以下に本発明の実施例を第１図〜第３図を参照しなが
ら説明する。G. Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
第１図は本発明の実施例による部分放電検出方式で用
いる電流／超音波時間差測定回路を示す。第１図におい
て５はナンドゲート（始動指令手段）、６はモノマルチ
バイブレータ（遅延超音波パルス信号発生手段）、７は
フリップフロップ（時間差信号発生手段）である。ナン
ドゲート５は放電電流検出信号とモノマルチバイブレー
タ６の出力信号を入力とし、フリップフロップ７に始動
信号（start）を入力する。フリップフロップ７はナン
ドゲート５からの始動信号により始動し、超音波検出信
号を入力として動作を停止する。FIG. 1 shows a current / ultrasonic time difference measuring circuit used in a partial discharge detection method according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 5 denotes a NAND gate (start command means), 6 denotes a monomultivibrator (delayed ultrasonic pulse signal generating means), and 7 denotes a flip-flop (time difference signal generating means). The NAND gate 5 receives the discharge current detection signal and the output signal of the mono multivibrator 6 as inputs, and inputs a start signal (start) to the flip-flop 7. The flip-flop 7 is started by a start signal from the NAND gate 5, and stops its operation by receiving an ultrasonic detection signal.
時間差検出を正確に行うために、AEセンサの超音波検
出レベルを出来るだけ低くする。一方、検出レベルが低
くても誤動作しないようにするために、第３図に示すよ
うに、AEセンサによる振動波を整流・検波し数10（ｍ
sec）の時定数を持つ１つの整流波形にする。To accurately detect the time difference, the ultrasonic detection level of the AE sensor is reduced as much as possible. On the other hand, in order to prevent malfunction even if the detection level is low, as shown in FIG.
(sec) with one time constant.
このようにして得られた、第３図に示す如き、部分放
電電流検出信号はナンドゲート５に一入力として入力さ
れ、検波後の超音波検出信号はモノ・マルチバイブレー
タ６とフリップフロップ７に入力される。モノ・マルチ
バイブレータ６は、電流検出信号よりも時間差Tdだけ遅
れた超音波検出信号を入力とし、超音波パルス信号をナ
ンドゲート５に入力する。ナンドゲート５は、モノ・マ
ルチバイブレータ６の出力なしを条件に、フリップフロ
ップ７を動作させる。電流検出信号と超音波検出信号の
時間差測定にあたってフリップフロップ７を用いるが、
第２図に示すように電流パルス，超音波パルスともに20
〜100（m sec）に設定し、この間に入力された信号につ
いてはインターロックする。このインターロック時間は
測定される超音波パルスの時定数と同程度かそれ以上に
設定する。また、モノ・マルチバイブレータ６は単安定
時間内のその後の入力信号によるトリガー入力は無視す
る。これにより、設定した電流パルスおよび超音波パル
ス内に発生する電流信号I2による時間差の誤動作は防止
される。As shown in FIG. 3, the partial discharge current detection signal thus obtained is input to the NAND gate 5 as one input, and the ultrasonic detection signal after detection is input to the mono-multivibrator 6 and the flip-flop 7. You. The mono / multivibrator 6 receives an ultrasonic detection signal delayed by a time difference Td from the current detection signal, and inputs an ultrasonic pulse signal to the NAND gate 5. The NAND gate 5 operates the flip-flop 7 on condition that there is no output from the mono-multivibrator 6. The flip-flop 7 is used to measure the time difference between the current detection signal and the ultrasonic detection signal.
As shown in Fig. 2, both current pulse and ultrasonic pulse were 20
100100 (msec), and the signals input during this period are interlocked. This interlock time is set to be equal to or longer than the time constant of the ultrasonic pulse to be measured. The mono / multivibrator 6 ignores a trigger input by a subsequent input signal within the monostable time. Thus, malfunction of the time difference due to the current signal I 2 generated in the current pulses and ultrasonic pulses set is prevented.
上述のように、超音波信号を検波するようにしたか
ら、検出レベルを熱雑音レベルまで低くでき、これによ
り正確な時間差を測定できると共に、超音波伝搬経路が
複雑であってピーク値が何回か含まれていても、１回分
の現象は１回分として検出される。また、フリップフロ
ップの１現象あたりの動作時間を20〜100（m sec）に設
定し、この設定時間内の入力された信号はインターロッ
クされるから、最初に入力された電流信号および超音波
信号にのみ限定した時間差の測定ができ、２回目以降に
入力された信号は無視されるため部分放電発生時の異な
る信号による時間差を測定するようなことがなくなる。
また、モノ・マルチバイブレータの時定数を変えること
により動作時間を自由に変えることができる。As described above, since the ultrasonic signal is detected, the detection level can be reduced to the thermal noise level, whereby an accurate time difference can be measured, and the ultrasonic wave propagation path is complicated, and the peak value is increased several times. Even if it is included, one phenomenon is detected as one time. Also, the operation time per phenomenon of the flip-flop is set to 20 to 100 (msec), and the input signals within this set time are interlocked, so that the current signal and the ultrasonic signal input first are input. The time difference can be measured only when the partial discharge occurs, and the signals inputted after the second time are ignored, so that the time difference due to different signals when the partial discharge occurs is not measured.
Further, the operating time can be freely changed by changing the time constant of the mono / multivibrator.
H.発明の効果 本発明は、以上の如くであって、超音波信号を検波す
るものであるから、検出レベルを熱雑音レベルまで低く
することができ正確な時間差を測定可能であると共に、
超音波伝搬経路が複雑でピークが何回か含まれていて
も、１回分の現象は１回分として検出でき確実な部分放
電検出ができる。また、部分放電の１現象あたりの動作
時間を所定時間範囲に限定し、この間に入力された信号
をインターロックするものであるから、部分放電発生時
の異なる信号による時間差を測定するようなことがな
く、高信頼性の部分放電検出装置が得られる。H. Effects of the Invention The present invention is as described above, since it detects an ultrasonic signal, it is possible to reduce the detection level to a thermal noise level and measure an accurate time difference,
Even if the ultrasonic wave propagation path is complicated and the peak is included several times, the phenomenon of one time can be detected as one time, and the partial discharge can be reliably detected. Further, since the operation time per one phenomenon of the partial discharge is limited to a predetermined time range and the signal input during this period is interlocked, it is sometimes necessary to measure a time difference between different signals when the partial discharge occurs. Therefore, a highly reliable partial discharge detection device can be obtained.
第１図は本発明の実施例による部分放電検出装置の時間
差測定回路のブロック図、第２図は第１図の時間差測定
回路の動作タイミングチャート、第３図は部分放電電流
と超音波信号の波形図、第４図は従来の部分放電検出装
置の検出波形図、第５図は超音波信号伝搬経路図、第６
図は部分放電電流と超音波信号波形図、第７図は同じく
部分放電電流と超音波信号波形図である。 １……変圧器、2a,2b,2c……コイル、３……部分放電発
生点、４……AEセンサー、５……ナンドゲート、６……
モノ・マルチバイブレータ、７……フリップフロップ。FIG. 1 is a block diagram of a time difference measuring circuit of a partial discharge detecting device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an operation timing chart of the time difference measuring circuit of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a detection waveform diagram of a conventional partial discharge detection device, FIG. 5 is an ultrasonic signal propagation path diagram, FIG.
FIG. 7 is a partial discharge current and ultrasonic signal waveform diagram, and FIG. 7 is a partial discharge current and ultrasonic signal waveform diagram. 1 ... transformer, 2a, 2b, 2c ... coil, 3 ... partial discharge occurrence point, 4 ... AE sensor, 5 ... NAND gate, 6 ...
Mono-multi vibrator, 7 ... Flip-flop.
Claims (1)
検出して放電電流検出信号を得ると共に、前記部分放電
に基づく超音波信号を検出して超音波検出信号を得、こ
れらの放電電流と超音波検出信号との時間差を求めて前
記電気機器の部分放電を検出する部分放電検出装置にお
いて、 前記超音波検出信号の振動波を検波して所定の時定数を
有する整流波形の超音波信号とする検波手段と、 前記検波手段による検波後の超音波信号を入力信号と
し、所定の超音波検出レベルをしきい値として、該しき
い値を前記入力信号が越えた時点でトリガーされ一定パ
ルス幅の遅延超音波パルス信号を出力する遅延超音波パ
ルス発生手段と、 前記放電電流検出信号と前記遅延超音波パルス信号とを
入力として該遅延超音波パルス信号なしを条件に始動指
令信号を出力する始動指令手段、および 前記始動指令手段の始動指令信号を入力として始動し、
前記検波手段による超音波検出信号を入力して動作を停
止する時間差信号発生手段、 によって構成されていることを特徴とする電気機器の部
分放電検出装置。1. A discharge current detection signal is obtained by detecting a partial discharge current due to a partial discharge of an electric device, and an ultrasonic detection signal is obtained by detecting an ultrasonic signal based on the partial discharge. In a partial discharge detection device that detects a time difference from an ultrasonic detection signal to detect a partial discharge of the electric device, an ultrasonic signal having a rectified waveform having a predetermined time constant by detecting a vibration wave of the ultrasonic detection signal and An ultrasonic signal after detection by the detection means as an input signal, a predetermined ultrasonic detection level as a threshold, and a predetermined pulse width triggered when the input signal exceeds the threshold. A delayed ultrasonic pulse generating means for outputting a delayed ultrasonic pulse signal, and a starting finger provided with the discharge current detection signal and the delayed ultrasonic pulse signal as inputs and without the delayed ultrasonic pulse signal. Start start command means for outputting a signal, and a start command signal of the start command unit as an input,
A time difference signal generating means for stopping the operation by inputting an ultrasonic detection signal from the detecting means, and a partial discharge detecting device for electrical equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02071615A JP3089643B2 (en) | 1990-03-20 | 1990-03-20 | Partial discharge detection device for electrical equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02071615A JP3089643B2 (en) | 1990-03-20 | 1990-03-20 | Partial discharge detection device for electrical equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03272479A JPH03272479A (en) | 1991-12-04 |
| JP3089643B2 true JP3089643B2 (en) | 2000-09-18 |
Family
ID=13465730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02071615A Expired - Lifetime JP3089643B2 (en) | 1990-03-20 | 1990-03-20 | Partial discharge detection device for electrical equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3089643B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105911437A (en) * | 2016-04-11 | 2016-08-31 | 国网天津市电力公司 | Method for accurately positioning GIS partial discharge |
| CN109917257A (en) * | 2019-04-27 | 2019-06-21 | 西南交通大学 | A kind of partial discharge of transformer method for ultrasonic locating |
-
1990
- 1990-03-20 JP JP02071615A patent/JP3089643B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105911437A (en) * | 2016-04-11 | 2016-08-31 | 国网天津市电力公司 | Method for accurately positioning GIS partial discharge |
| CN109917257A (en) * | 2019-04-27 | 2019-06-21 | 西南交通大学 | A kind of partial discharge of transformer method for ultrasonic locating |
| CN109917257B (en) * | 2019-04-27 | 2020-04-07 | 西南交通大学 | Transformer partial discharge ultrasonic positioning method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03272479A (en) | 1991-12-04 |
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