JP5922508B2 - Partial discharge measurement method - Google Patents

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Description

本発明は、電力ケーブルの部分放電測定方法に関する。   The present invention relates to a method for measuring a partial discharge of a power cable.

電力ケーブルの絶縁破壊を未然に検出する重要な絶縁試験方法として、部分放電測定が知られている。部分放電測定は、全路破壊には至らない絶縁体の局所的な放電に伴う微小で急峻なパルス信号を検出する。そのため、ノイズの影響を受けやすい。精密な測定を行うためには、シールドルームなどのノイズの少ない環境下で行う必要があるが、近年では、環境ノイズの大きな実使用状況下で部分放電測定が行われることがあり、ノイズと真の部分放電信号を弁別できる信頼性のある測定技術の確立が強く望まれている。   Partial discharge measurement is known as an important insulation test method for detecting insulation breakdown of a power cable. The partial discharge measurement detects a minute and steep pulse signal associated with a local discharge of an insulator that does not cause all-path breakdown. Therefore, it is easily affected by noise. In order to perform precise measurement, it is necessary to perform in a low noise environment such as a shielded room, but in recent years, partial discharge measurement may be performed under actual usage conditions with large environmental noise. The establishment of a reliable measurement technique capable of discriminating the partial discharge signals is strongly desired.

部分放電測定におけるノイズ除去方法としては、対象信号帯域を限定することが常法である。部分放電測定で検出される信号は、急峻に立ち上がり減衰するパルス状であるが、当該の信号は少なくとも数GHzまでの幅広い成分を有している。測定にあたっては、例えば約100kHz〜約100MHzの範囲の周波数帯域にしぼりこむことで、そのほかの帯域に存在するノイズ(交流電源ノイズ(50〜60Hz)、種々機器や各種通信電波による高周波ノイズ)の影響を低減することができる。   As a noise removal method in the partial discharge measurement, it is usual to limit the target signal band. The signal detected by the partial discharge measurement has a pulse shape that sharply rises and attenuates, but the signal has a wide range of components up to at least several GHz. In measurement, for example, by confining to a frequency band in the range of about 100 kHz to about 100 MHz, the influence of noise (AC power supply noise (50-60 Hz), high frequency noise caused by various devices and various communication radio waves) existing in other bands. Can be reduced.

また、従来から、差動平衡回路を用いるノイズ除去方法が知られている(非特許文献1参照)。例えば、二つの電力ケーブルを並列に接続した部分放電測定回路において、高圧母線と接地母線の間に商用周波数の交流高電圧が印加される。それぞれの電力ケーブルは、高圧側電極と接地側電極の間に設けられた絶縁体による静電容量を有する。   Conventionally, a noise removal method using a differential balanced circuit is known (see Non-Patent Document 1). For example, in a partial discharge measurement circuit in which two power cables are connected in parallel, an AC high voltage having a commercial frequency is applied between a high voltage bus and a ground bus. Each power cable has a capacitance due to an insulator provided between the high-voltage side electrode and the ground-side electrode.

電力ケーブルの一方で絶縁体に部分放電が発生すると、部分放電による信号は、放電発生側の電力ケーブルから他方の電力ケーブルの静電容量を通路とするループ回路を流れる。したがって、それぞれの電力ケーブルで検出される信号は、大きさは略同じで、互いに逆極性となる。   When partial discharge occurs in an insulator on one side of the power cable, a signal due to partial discharge flows from the power cable on the discharge generation side through a loop circuit that uses the capacitance of the other power cable as a path. Therefore, the signals detected by the respective power cables have substantially the same magnitude and have opposite polarities.

一方、測定回路に外来ノイズが侵入した場合、二つの電力ケーブルに流れる信号は互いに同極性となる。したがって、それぞれの電力ケーブルで検出された信号の差動をとると、部分放電による信号は増大し、ノイズは減少する。   On the other hand, when external noise enters the measurement circuit, the signals flowing through the two power cables have the same polarity. Therefore, when the signal detected by each power cable is differentiated, the signal due to partial discharge increases and the noise decreases.

この手法は、実線路においては、わずかな回路定数の違いにより、位相や大きさの差異が生ずるために有効でない場合がある。このような場合、測定回路に平衡回路を付加して、それぞれの電力ケーブルに流れるノイズ信号の位相及び大きさを一致するように平衡をとれば、ノイズを除去することができる。このように、差動平衡回路を用いることにより、ノイズを低減し、検出信号の放電/ノイズ判定を行うことができる。   This method may not be effective in a real line because a slight difference in circuit constant causes a difference in phase and size. In such a case, noise can be removed by adding a balanced circuit to the measurement circuit and balancing the noise signals flowing in the respective power cables so that the phases and magnitudes of the noise signals coincide with each other. Thus, by using the differential balanced circuit, noise can be reduced and discharge / noise determination of the detection signal can be performed.

「ケーブルの部分放電測定方法について」、 電気学会技術報告(II)部第4号、昭和43年4月“Measurement method of partial discharge of cable”, IEEJ Technical Report (II), No.4, April 1968

しかしながら、上述の従来方法では、反射波を考慮せねばならない長尺の電力ケーブルの場合、検出信号の差動平衡をとってもノイズを減少できない場合や、検出信号の極性比較による放電/ノイズ判定を行う場合に、判定結果に誤りが生じる場合がある。具体的には、外来ノイズ信号の反射波が放電と判定される極性に、放電信号の反射波がノイズ信号に判定される極性になることである。   However, in the above-described conventional method, in the case of a long power cable in which reflected waves must be taken into account, noise cannot be reduced even if differential detection signal balancing is performed, or discharge / noise determination is performed by comparing the polarity of the detection signal In some cases, an error may occur in the determination result. Specifically, the reflected wave of the external noise signal has a polarity determined to be a discharge, and the reflected wave of the discharge signal has a polarity determined to be a noise signal.

上記問題点を鑑み、本発明の目的は、ノイズを低減することができ、部分放電とノイズの判定が可能な部分放電測定方法を提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a partial discharge measuring method capable of reducing noise and capable of determining partial discharge and noise.

本発明の一態様によれば、測定端において、高圧母線に接続された導体及び接地母線に接続された遮蔽層をそれぞれ有し、測定端から遠端へ延伸する複数の電力ケーブルの中の第1電力ケーブル、及び第1電力ケーブルより線路長が長い第2電力ケーブルにおいて、導体及び遮蔽層の間に設けられた絶縁体での部分放電を測定する方法であって、測定端において、第1及び第2電力ケーブルのそれぞれで第1及び第2信号を同時に検出した場合、接続された複数の電力ケーブルの長さで規定される反射波の到来時刻を示す規定時間の範囲について観察を継続し、『同時同極性のノイズが観察された規定時間後に検出された同時逆極性』信号は、ノイズの第2波ゆえ排除することで、ノイズ信号の反射波を放電と誤認することを防ぐものである。 According to one aspect of the present invention, the measurement end includes a conductor connected to the high-voltage bus and a shielding layer connected to the ground bus, and the first of the plurality of power cables extending from the measurement end to the far end. 1 is a method for measuring a partial discharge in an insulator provided between a conductor and a shielding layer in a first power cable and a second power cable having a line length longer than that of the first power cable . When the first and second signals are simultaneously detected in each of the second power cable and the second power cable, the observation is continued for the specified time range indicating the arrival time of the reflected wave defined by the length of the plurality of connected power cables. , "Simultaneous reverse polarity detected after specified time when simultaneous noise of same polarity was observed" signal is excluded because of the second wave of noise, preventing the reflected wave of the noise signal from being mistaken for discharge is there

また、本発明の他の態様によれば、観察波形を継続して記録し、観察された同時逆極性の信号の検出時刻から規定時間遡って、外来ノイズである同時同極性の信号の有無を確認することで、ノイズ信号の反射波を放電と誤認することを防ぐものである。   Further, according to another aspect of the present invention, the observation waveform is continuously recorded, and the presence / absence of a signal of the same polarity as the external noise is determined by going back a specified time from the detected time of the signal of the opposite polarity. By checking, the reflected wave of the noise signal is prevented from being mistaken for discharge.

本発明によれば、ノイズを低減することができ、部分放電とノイズの判定が可能な、反射波の到来時刻に関連した部分放電測定方法を提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the partial discharge measuring method related to the arrival time of a reflected wave which can reduce noise and can determine a partial discharge and noise.

本発明の実施の形態に係る部分放電測定を実施するシステムの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the system which implements the partial discharge measurement which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る部分放電測定を実施する電力ケーブルの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the power cable which implements the partial discharge measurement which concerns on embodiment of this invention. 図2に示した電力ケーブルでの部分放電による信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the signal by the partial discharge in the electric power cable shown in FIG. 図2に示した電力ケーブルでのノイズによる信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the signal by the noise in the electric power cable shown in FIG. 本発明の実施の形態に係る部分放電測定に用いる差動平衡回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the differential balance circuit used for the partial discharge measurement which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る部分放電測定に用いるノイズ除去回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the noise removal circuit used for the partial discharge measurement which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る部分放電測定方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the partial discharge measuring method which concerns on embodiment of this invention.

以下図面を参照して、本発明の形態について説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号が付してある。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

又、以下に示す本発明の実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。   The following embodiments of the present invention exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention. The technical idea of the present invention is based on the material and shape of component parts. The structure, arrangement, etc. are not specified below. The technical idea of the present invention can be variously modified within the technical scope described in the claims.

本発明の実施の形態に係る部分放電測定を実施する測定システムは、図1に示すように、第1及び第2電力ケーブル1、2、第1及び第2検出器24、26、差動平衡回路7、及びノイズ除去回路9を備える。第1及び第2電力ケーブル1、2は、それぞれ導体、導体を覆う絶縁体、及び絶縁体を覆う遮蔽層を有する。測定端aにおいて、第1及び第2電力ケーブル1、2の導体が高圧母線Hに接続され、遮蔽層が接地母線Eに接続される。第1及び第2電力ケーブル1、2は、測定端aからそれぞれの遠端b1、b2へ延伸する。第1及び第2検出器24、26には、変流器などが用いられる。第1及び第2検出器24、26はそれぞれ、第1及び第2電力ケーブル1、2の遮蔽層を測定端a側で接地母線Eに接続する接地線20、22に設けられる。差動平衡回路7に、第1及び第2検出器24、26で検出された電流I1、I2が入力される。ノイズ除去回路9には、差動平衡回路7から電流I1、I2、及び差動電流(I1−I2)が入力される。   As shown in FIG. 1, a measurement system for performing partial discharge measurement according to an embodiment of the present invention includes first and second power cables 1 and 2, first and second detectors 24 and 26, differential balance. A circuit 7 and a noise removal circuit 9 are provided. Each of the first and second power cables 1 and 2 includes a conductor, an insulator that covers the conductor, and a shielding layer that covers the insulator. At the measurement end a, the conductors of the first and second power cables 1 and 2 are connected to the high-voltage bus H, and the shielding layer is connected to the ground bus E. The first and second power cables 1 and 2 extend from the measurement end a to the far ends b1 and b2. A current transformer or the like is used for the first and second detectors 24 and 26. The first and second detectors 24 and 26 are respectively provided on the ground lines 20 and 22 that connect the shielding layers of the first and second power cables 1 and 2 to the ground bus E on the measurement end a side. Currents I 1 and I 2 detected by the first and second detectors 24 and 26 are input to the differential balance circuit 7. The noise removal circuit 9 receives the currents I 1 and I 2 and the differential current (I 1 -I 2) from the differential balance circuit 7.

図2に示すように、測定端a側の第1電力ケーブル1の位置Pで発生した部分放電のパルス信号Dsは、位置Pから測定端aと遠端b1に向かって進行する。測定端aへ進行したパルス信号Dsは、第1電力ケーブル1の接地線20に第1電流信号I1sとなり、接地母線Eを介して第2電力ケーブル2の接地線22に第2電流信号I2sとして伝搬する。したがって、第1電流信号I1sと第2電流信号I2sとは逆極性となる。   As shown in FIG. 2, the partial discharge pulse signal Ds generated at the position P of the first power cable 1 on the measurement end a side proceeds from the position P toward the measurement end a and the far end b1. The pulse signal Ds that has traveled to the measurement end a becomes the first current signal I1s on the ground line 20 of the first power cable 1 and becomes the second current signal I2s on the ground line 22 of the second power cable 2 via the ground bus E. Propagate. Therefore, the first current signal I1s and the second current signal I2s have opposite polarities.

パルス信号の伝搬速度は、CVケーブルの場合180m/μsec程度であり、実設備における隣接ケーブル間の距離(1〜2m程度)から考えると、I1sとI2sが検出される時間差は十分無視できるものである。つまり、第1及び第2電流信号I1s、I2sの差動電流信号ΔI1(=I1s−I2s)は、第1及び第2電流信号I1s、I2sと実質的に同時刻に観察される。各信号の大きさは、|ΔI1|>|I1s|≧|I2s|となる(図3)。ちなみに、位置Pから遠端b1に進行したパルス信号Dsは、遠端b1で反射し測定端aに向かう。第1電力ケーブル1の線路長が第2電力ケーブル2より短い場合は、前述と同様に、信号I11、信号I21、及び差動電流信号ΔI2がI1s、I2s、及びΔI1に続いて検出される。   The propagation speed of the pulse signal is about 180 m / μsec in the case of CV cable, and considering the distance between adjacent cables (about 1 to 2 m) in the actual equipment, the time difference in which I1s and I2s are detected is sufficiently negligible. is there. That is, the differential current signal ΔI1 (= I1s−I2s) of the first and second current signals I1s and I2s is observed at substantially the same time as the first and second current signals I1s and I2s. The magnitude of each signal is | ΔI1 |> | I1s | ≧ | I2s | (FIG. 3). Incidentally, the pulse signal Ds traveling from the position P to the far end b1 is reflected at the far end b1 and travels toward the measurement end a. When the line length of the first power cable 1 is shorter than that of the second power cable 2, the signal I11, the signal I21, and the differential current signal ΔI2 are detected following I1s, I2s, and ΔI1 as described above.

このように、部分放電により、第1波として第1及び第2電流信号I1s、I2sが観測され、第2波として電流信号I11、I21が観測される。第1波と第2波の時間差T1は、第1電力ケーブル1の往復伝搬時間Tbを越えない時間である。   Thus, due to the partial discharge, the first and second current signals I1s and I2s are observed as the first wave, and the current signals I11 and I21 are observed as the second wave. The time difference T1 between the first wave and the second wave is a time that does not exceed the round trip propagation time Tb of the first power cable 1.

ところが、図2に示すように測定端aにノイズNsが侵入した場合、ノイズの当該信号としてノイズ信号I1n、I2nが、図4に示すように第1及び第2電力ケーブル1、2にほぼ同時に接地線20、22に流れ、その差動電流信号ΔI1は、ほぼ0となる。   However, when the noise Ns enters the measurement end a as shown in FIG. 2, the noise signals I1n and I2n are almost simultaneously applied to the first and second power cables 1 and 2 as shown in FIG. The differential current signal ΔI1 flows through the ground lines 20 and 22 and becomes almost zero.

このノイズ信号が、測定端aから第1電力ケーブル1に侵入し、遠端b1で反射して再び測定端aに戻ってきた場合が問題である。この反射信号は、第1電力ケーブル内で発生した放電と同様に認知されるため、図4に示すように、電流信号I11と電流信号I21は、逆極性となり、ノイズ信号の反射波であるにも関わらず放電信号と誤認されかねないので、後述する処方にて反射波は判定から除外する必要がある。   The problem is that this noise signal enters the first power cable 1 from the measurement end a, is reflected at the far end b1, and returns to the measurement end a again. Since this reflected signal is recognized in the same manner as the discharge generated in the first power cable, as shown in FIG. 4, the current signal I11 and the current signal I21 have opposite polarities and are reflected waves of the noise signal. Nevertheless, since it may be mistaken for a discharge signal, the reflected wave needs to be excluded from the determination in the prescription described later.

上述の説明では、第1及び第2電流信号I1s、I2sの位相及び大きさが同じであるという理想的な状態を前提としている。しかし、実際に検出される電流信号は位相及び大きさは必ずしも同じではない。また、電流信号は微小であり、増幅が必要で、増幅回路などによるノイズレベルも大きくなる。そのため、図1に示したように、差動平衡回路7及びノイズ除去回路9が用いられる。   In the above description, it is assumed that the first and second current signals I1s and I2s have the same phase and magnitude. However, the actually detected current signal is not necessarily the same in phase and magnitude. Further, the current signal is very small and needs to be amplified, and the noise level due to the amplifier circuit or the like increases. Therefore, as shown in FIG. 1, a differential balance circuit 7 and a noise removal circuit 9 are used.

差動平衡回路7は、例えば、図5に示すように、容量C1、C2、可変容量C3、抵抗R2、可変抵抗VR、及び差動トランスTrを有する。容量C1、C2にはそれぞれ、第1及び第2検出器24、26の出力が接続される。差動トランスTrの一次側から電流I1、I2が、二次側から差動電流(I1−I2)が出力される。可変容量C3及び可変抵抗VRを調整することにより、電流I1、I2の位相及び大きさが等しくなるように平衡を取ることができる。この平衡調整は、部分放電測定前に予め実施する。例えば、接地母線E、あるいは測定対象の電力ケーブル以外の電力ケーブルの接地線に較正用パルスを電磁誘導により注入して行う。この場合、電力ケーブルの運転を停止することなく行うことができる。あるいは、電力ケーブルの運転を停止することができる場合は、高圧母線Hと接地母線Eの間に較正用パルスを注入してもよい。較正用パルスは、検出する放電信号と同じ周波数帯域であれば、波形は任意である。   For example, as illustrated in FIG. 5, the differential balanced circuit 7 includes capacitors C1 and C2, a variable capacitor C3, a resistor R2, a variable resistor VR, and a differential transformer Tr. The outputs of the first and second detectors 24 and 26 are connected to the capacitors C1 and C2, respectively. Currents I1 and I2 are output from the primary side of the differential transformer Tr, and differential currents (I1 -I2) are output from the secondary side. By adjusting the variable capacitor C3 and the variable resistor VR, it is possible to achieve a balance so that the phases and magnitudes of the currents I1 and I2 are equal. This balance adjustment is performed in advance before the partial discharge measurement. For example, a calibration pulse is injected by electromagnetic induction into the ground bus E or the ground wire of a power cable other than the power cable to be measured. In this case, the operation of the power cable can be performed without stopping. Alternatively, when the operation of the power cable can be stopped, a calibration pulse may be injected between the high-voltage bus H and the ground bus E. The waveform of the calibration pulse is arbitrary as long as it is in the same frequency band as the discharge signal to be detected.

ノイズ除去回路9は、例えば、図6に示すように、増幅回路A1、A2、A12、遅延回路12、判定回路14、比較回路16、及びゲートスイッチGを有する。増幅回路A1、A2、A12にはそれぞれ、差動平衡回路7から電流I1、I2、及び差動電流(I1−I2)が入力される。増幅回路A1、A2は、判定回路14及び比較回路16に接続される。増幅回路A12は、遅延回路12及び判定回路14に接続される。判定回路14には、比較回路16の出力が入力される。判定回路14は、放電検知信号Sdを出力する。ゲートスイッチGは、遅延回路12に接続され、判定回路14のゲート制御信号gsにより差動電流信号S12を出力する。   The noise removal circuit 9 includes, for example, amplification circuits A1, A2, A12, a delay circuit 12, a determination circuit 14, a comparison circuit 16, and a gate switch G as shown in FIG. Currents I1, I2 and a differential current (I1-I2) are input from the differential balance circuit 7 to the amplifier circuits A1, A2, A12, respectively. The amplifier circuits A1 and A2 are connected to the determination circuit 14 and the comparison circuit 16. The amplifier circuit A12 is connected to the delay circuit 12 and the determination circuit 14. The output of the comparison circuit 16 is input to the determination circuit 14. The determination circuit 14 outputs a discharge detection signal Sd. The gate switch G is connected to the delay circuit 12 and outputs a differential current signal S12 according to the gate control signal gs of the determination circuit 14.

差動平衡回路7を経由した電流I1、I2、及び差動電流(I1−I2)は、増幅回路A1、A2、A12で増幅される。増幅された電流I1、I2は、比較回路16により極性が比較される。判定回路14では、接続された複数の電力ケーブルの中で、信号の反射を生ずる可能性の有する箇所についての往復伝搬時間Tbが規定時間として規定されている。   The currents I1, I2 and the differential current (I1-I2) that have passed through the differential balance circuit 7 are amplified by the amplifier circuits A1, A2, A12. The polarity of the amplified currents I1 and I2 is compared by the comparison circuit 16. In the determination circuit 14, the round trip propagation time Tb is defined as a specified time for a portion where there is a possibility of signal reflection among a plurality of connected power cables.

放電/ノイズ判定の第一例としては、電流I1、I2が同時同極性であれば、比較回路16から判定回路14にトリガ信号を出力する。その後の規定時間の範囲で検出される同時逆極性の信号は、ノイズの反射波の可能性があるものとして、放電判定からは除外する。   As a first example of discharge / noise determination, a trigger signal is output from the comparison circuit 16 to the determination circuit 14 if the currents I1 and I2 have the same polarity. Signals of the same reverse polarity detected in the subsequent specified time range are excluded from the discharge determination as a possibility of a reflected wave of noise.

放電/ノイズ判定の第二例としては、あらかじめ判定回路14において連続・継続的に信号を記録し、電流I1、I2が同時逆極性であれば、比較回路16から判定回路14にトリガ信号を出力する。判定回路14は、比較回路16からトリガ信号を受けると、少なくとも規定時間に渡って記録された電流I1、I2、及び差動電流(I1−I2)の信号について、規定時間の範囲に遡って検出された電流信号の有無を判定する。遡って、ノイズである同時同極性信号がなければ、当該信号は部分放電であると判定し、放電検知信号Sdを出力する。それと同時に、ゲート制御信号gsをゲートスイッチGに出力し、差動電流信号S12の波形を遅延回路12を介してゲートスイッチGから出力する。   As a second example of discharge / noise determination, a signal is continuously and continuously recorded in advance in the determination circuit 14, and a trigger signal is output from the comparison circuit 16 to the determination circuit 14 if the currents I1 and I2 are simultaneously reversed in polarity. To do. Upon receiving the trigger signal from the comparison circuit 16, the determination circuit 14 detects the signals of the currents I1, I2 and the differential current (I1-I2) recorded over at least the specified time by going back to the specified time range. The presence / absence of the current signal is determined. Going back, if there is no simultaneous same-polarity signal that is noise, it is determined that the signal is partial discharge, and a discharge detection signal Sd is output. At the same time, the gate control signal gs is output to the gate switch G, and the waveform of the differential current signal S12 is output from the gate switch G via the delay circuit 12.

上述の説明のように、ノイズであっても、第2波に逆極性が現れる場合がある。また、部分放電であっても、第2波に同極性が現れる場合がある。しかし、検出された電流信号が第1波であれば、極性を比較することにより、部分放電の判定を行うことができる。実施の形態では、同時同極性信号の規定時間後の同時逆極性は排除するか、同時逆極性信号の検出時間から規定時間の範囲に遡るなどして、判定することにより、ノイズ及び第2波の信号を除去し、第1波による部分放電の判定を行うことができる。   As described above, even if it is noise, a reverse polarity may appear in the second wave. Moreover, even if it is a partial discharge, the same polarity may appear in the second wave. However, if the detected current signal is the first wave, the partial discharge can be determined by comparing the polarities. In the embodiment, the noise and the second wave are determined by determining by eliminating the simultaneous reverse polarity after the specified time of the simultaneous same polarity signal or going back to the specified time range from the detection time of the simultaneous reverse polarity signal. The partial discharge due to the first wave can be determined.

なお、規定時間は、予め対象の電力ケーブルにパルス信号を注入して測定し、設定することができる。あるいは、電力ケーブル、例えばCVケーブルの伝搬速度が約180m/μsecと既知であることから、ケーブルの長さと伝搬速度を用いて計算することもできる。   The specified time can be measured and set in advance by injecting a pulse signal into the target power cable. Alternatively, since the propagation speed of a power cable, such as a CV cable, is known to be about 180 m / μsec, it can be calculated using the length of the cable and the propagation speed.

また、上述の説明では、電力ケーブル内で複数回反射を繰り返した第3波、第4波などについては考慮していない。電力ケーブル内では、パルス状の信号は伝搬、反射を繰り返すことで減衰し、消滅してしまう。したがって、通常の条件では、第2波までを対象にすれば十分である。たとえ第3波以降の反射波が検出されても、第2波の場合と同様に、規定時間遡って電流信号の有無を判定すれば、除外することができる。また、電流信号の反射を生じさせる点、例えば、測定電力ケーブル内や他の電力ケーブルのインピーダンス不整合点が複数ある場合、第2波以外の複数の反射波が生じる場合がある。この場合は、予めパルス信号を用いて規定時間の測定を行い、得られた複数の規定時間を設定すればよい。   In the above description, the third wave, the fourth wave, etc., which are repeatedly reflected in the power cable, are not considered. In a power cable, a pulse signal attenuates and disappears by repeating propagation and reflection. Therefore, under normal conditions, it is sufficient to target up to the second wave. Even if a reflected wave after the third wave is detected, it can be excluded if the presence / absence of the current signal is determined retroactively for the same time as in the case of the second wave. Moreover, when there are a plurality of impedance mismatch points in the measurement power cable or in other power cables that cause current signal reflection, a plurality of reflected waves other than the second wave may occur. In this case, the prescribed time may be measured in advance using a pulse signal, and a plurality of obtained prescribed times may be set.

次に、実施の形態に係る電力ケーブルの部分放電測定方法を、図7に示すフローチャートを用いて説明する。部分放電は、図1に示した測定システムを用いて測定する。予め、複数の電力ケーブルの中における反射波の到来時刻にて規定される規定時間が、図6に示した判定回路14に設定される。   Next, a method for measuring a partial discharge of a power cable according to the embodiment will be described with reference to a flowchart shown in FIG. The partial discharge is measured using the measurement system shown in FIG. A predetermined time defined by the arrival time of the reflected wave in the plurality of power cables is set in advance in the determination circuit 14 shown in FIG.

ステップS100で、第1及び第2電力ケーブル1、2に較正用パルス信号を注入して差動平衡回路7の較正を行う。較正用パルス信号は、接地母線E、あるいは測定対象の第1及び第2電力ケーブル以外の電力ケーブルの接地線に注入される。差動平衡回路7の可変容量C3及び可変抵抗VRを調整することにより、電流I1、I2の第1波の位相及び大きさが等しくなるように平衡を取る。この平衡調整により、同時同極性で観察されるノイズの差動電流(I1−I2)は、ほぼ0となる。   In step S100, the differential balanced circuit 7 is calibrated by injecting calibration pulse signals into the first and second power cables 1 and 2. The calibration pulse signal is injected into the ground bus E or the ground line of a power cable other than the first and second power cables to be measured. By adjusting the variable capacitor C3 and the variable resistor VR of the differential balance circuit 7, the currents I1 and I2 are balanced so that the phases and magnitudes of the first waves are equal. By this balance adjustment, the differential current (I1 -I2) of noise observed with the same polarity at the same time becomes almost zero.

ステップS101で、第1及び第2電力ケーブルを運転し、接地線20、22に設置された第1及び第2検出器24、26で第1及び第2電力ケーブル1、2の電流I1、I2の検出が行われる。   In step S101, the first and second power cables are operated, and the currents I1, I2 of the first and second power cables 1, 2 are detected by the first and second detectors 24, 26 installed on the ground lines 20, 22. Is detected.

ステップS102で、第1及び第2電力ケーブル1、2で第1及び第2電流信号が同時に検出された場合、ノイズ除去回路9の比較回路16で第1及び第2電流信号の極性が比較される。第1及び第2電流信号が同極性であれば、電流信号がノイズ又は第2波以降と判定され、ステップS105で、部分放電ではないと判定される。更に、放電/ノイズ判定の第一例の場合は、同時同極性信号の規定時間後に観察される同時逆極性の信号を排除することで、誤判定の可能性を排除する。   In step S102, when the first and second current signals are simultaneously detected in the first and second power cables 1 and 2, the polarity of the first and second current signals is compared by the comparison circuit 16 of the noise removal circuit 9. The If the first and second current signals have the same polarity, it is determined that the current signal is noise or second and subsequent waves, and it is determined in step S105 that the current signal is not partial discharge. Further, in the case of the first example of the discharge / noise determination, the possibility of erroneous determination is eliminated by eliminating the signal of the opposite polarity observed after the specified time of the simultaneous same polarity signal.

一方、放電/ノイズ判定の第二例の場合は、第1及び第2電流信号が逆極性であれば、ステップS103で、判定回路14において設定された規定時間の範囲に遡って第1及び第2電流信号より先に検出された電流信号が確認される。規定時間の範囲に遡って検出された同時同極性信号があれば、ノイズ信号の第2波と判定され、ステップS105で部分放電ではないと判定される。   On the other hand, in the case of the second example of discharge / noise determination, if the first and second current signals are of opposite polarity, the first and second currents are traced back to the specified time range set in the determination circuit 14 in step S103. The current signal detected before the two current signals is confirmed. If there is a signal having the same polarity detected retroactively within the specified time range, it is determined as the second wave of the noise signal, and it is determined in step S105 that it is not a partial discharge.

第1及び第2電流信号より先に検出された電流信号がないか、同時逆極性信号が存在した場合、ステップS104で、判定回路14において部分放電と判定され、放電検知信号Sdが出力される。また、ゲートスイッチGにゲート制御信号gsが送られ、遅延回路12を介して差動電流信号S12が出力される。   If there is no current signal detected prior to the first and second current signals, or if there is a simultaneous reverse polarity signal, in step S104, the determination circuit 14 determines that partial discharge and a discharge detection signal Sd is output. . Further, the gate control signal gs is sent to the gate switch G, and the differential current signal S12 is output via the delay circuit 12.

実施の形態に係る部分放電測定方法では、第1及び第2電力ケーブル1、2で同時に検出された信号に着目し、第一例では同時同極性信号の後に生ずるノイズ反射に由来する同時逆極性信号を排除することで、第二例では同時逆極性の検出時間から規定時間の範囲に遡って検出された電流信号によって、ノイズ及び第2波の信号を除去し、第1波による部分放電の判定を行うことができる。   In the partial discharge measurement method according to the embodiment, attention is paid to signals simultaneously detected by the first and second power cables 1 and 2, and in the first example, simultaneous reverse polarity derived from noise reflection occurring after the simultaneous same polarity signal. By eliminating the signal, in the second example, the noise and the second wave signal are removed by the current signal detected from the simultaneous reverse polarity detection time back to the specified time range, and the partial discharge due to the first wave is eliminated. Judgment can be made.

なお、上記説明では、電流信号を用いて部分放電の測定を行っているが、電圧信号を用いてもよい。その場合、第1及び第2検出器24、26では電圧が検出される。また、差動平衡回路7では、第1及び第2検出器24、26で検出された第1及び第2電圧信号の差動電圧信号が生成される。   In the above description, the partial discharge is measured using the current signal, but a voltage signal may be used. In that case, the first and second detectors 24 and 26 detect the voltage. In the differential balanced circuit 7, a differential voltage signal of the first and second voltage signals detected by the first and second detectors 24 and 26 is generated.

(その他の実施の形態)
上記のように、本発明の実施の形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者にはさまざまな代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係わる発明特定事項によってのみ定められるものである。
(Other embodiments)
Although the embodiments of the present invention have been described as described above, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.

本発明は、電力ケーブルの部分放電を測定する方法に適用することができる。   The present invention can be applied to a method for measuring a partial discharge of a power cable.

1…第1電力ケーブル
2…第2電力ケーブル
7…差動平衡回路
9…ノイズ除去回路
14…判定回路
16…比較回路
20、22…接地線
24…第1検出器
26…第2検出器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st power cable 2 ... 2nd power cable 7 ... Differential balance circuit 9 ... Noise removal circuit 14 ... Judgment circuit 16 ... Comparison circuit 20, 22 ... Ground wire 24 ... 1st detector 26 ... 2nd detector

Claims (4)

測定端において、高圧母線に接続された導体及び接地母線に接続された遮蔽層をそれぞれ有し、前記測定端から遠端へ延伸する複数の電力ケーブルの中の第1電力ケーブル、及び前記第1電力ケーブルより線路長が長い第2電力ケーブルにおいて、部分放電を測定する方法であって、測定対象系統で信号の反射が生ずる可能性のある箇所と観測点との信号伝搬時間に基づいて設定される規定時間を考慮し、
前記測定端において、前記第1及び第2電力ケーブルのそれぞれで第1及び第2信号を同時に検出した場合、前記第1及び第2信号の極性を比較し、
前記第1及び第2信号が同極性の場合、前記規定時間後に観察された同時逆極性信号は排除することを含むことを特徴とする部分放電測定方法。
A first power cable among a plurality of power cables each having a conductor connected to a high voltage bus and a shielding layer connected to a ground bus at the measurement end and extending from the measurement end to the far end , and the first A method for measuring partial discharge in a second power cable having a line length longer than that of the power cable, which is set based on a signal propagation time between a point where a signal may be reflected in the measurement target system and an observation point. Taking into account the prescribed time
At the measurement end, when the first and second signals are detected simultaneously in the first and second power cables, respectively, the polarities of the first and second signals are compared;
The partial discharge measuring method according to claim 1, wherein, when the first and second signals have the same polarity, the simultaneous reverse polarity signal observed after the specified time is excluded.
測定端において、高圧母線に接続された導体及び接地母線に接続された遮蔽層をそれぞれ有し、前記測定端から遠端へ延伸する複数の電力ケーブルの中の第1電力ケーブル、及び前記第1電力ケーブルより線路長が長い第2電力ケーブルにおいて、部分放電を測定する方法であって、測定対象系統で信号の反射が生ずる可能性のある箇所と観測点との信号伝搬時間に基づいて設定される規定時間を考慮し、
前記測定端において、前記第1及び第2電力ケーブルのそれぞれで第1及び第2信号を同時に検出した場合、前記第1及び第2信号の極性を比較し、
前記第1及び第2信号が逆極性の場合、前記規定時間の範囲に遡って前記第1及び第2信号より先に検出された信号があるか判定し、
前記第1及び第2信号より先に検出された同時同極性信号がないと判定された場合、部分放電と判定する
ことを含むことを特徴とする部分放電測定方法。
A first power cable among a plurality of power cables each having a conductor connected to a high voltage bus and a shielding layer connected to a ground bus at the measurement end and extending from the measurement end to the far end , and the first A method for measuring partial discharge in a second power cable having a line length longer than that of the power cable, which is set based on a signal propagation time between a point where a signal may be reflected in the measurement target system and an observation point. Taking into account the prescribed time
At the measurement end, when the first and second signals are detected simultaneously in the first and second power cables, respectively, the polarities of the first and second signals are compared;
If the first and second signals are of opposite polarity, determine whether there is a signal detected before the first and second signals going back to the specified time range,
A partial discharge measurement method comprising: determining that a partial discharge is detected when it is determined that there is no simultaneous same-polarity signal detected prior to the first and second signals.
前記部分放電の測定の前に、前記第1及び第2電力ケーブルに較正用パルス電流を注入して、前記第1及び第2電力ケーブルのそれぞれで検出される信号の位相及び大きさを差動平衡回路により調整することを更に含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の部分放電測定方法。   Prior to the measurement of the partial discharge, a calibration pulse current is injected into the first and second power cables to differentially detect the phase and magnitude of the signals detected at the first and second power cables, respectively. The partial discharge measuring method according to claim 1, further comprising adjusting by a balanced circuit. 前記較正用パルス信号が、前記第1及び第2電力ケーブルに並列に設けられた第3電力ケーブルの遮蔽層を前記接地母線に接続する接地線を介して注入されることを特徴とする請求項3に記載の部分放電測定方法。   The calibration pulse signal is injected through a ground line that connects a shielding layer of a third power cable provided in parallel to the first and second power cables to the ground bus. 4. The partial discharge measuring method according to 3.
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