JPH0299873A - 電気機器の巻線の部分放電検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えばモールド変圧器の巻線に発生する部分
放電を検出するための電気機器の巻線の部分放電検出装
置に関する。

（従来の技術） 一般に、モールド変圧器は、鉄心に絶縁状態で巻装され
た巻線にエポキシ樹脂を含浸することにより構成されて
いる。ところで、モールド変圧器を含めた電気機器では
長期間の運転中に絶縁物の劣化により巻線に部分放電が
発生することがあり、この部分放電を放置しておくとエ
ポキシ樹脂等の絶縁物が徐々に浸蝕されて、ついには絶
縁破壊にまで進展することがある。そこで、変圧器の運
転中に発生する部分放電を検出してその発生に対処する
ことができれば変圧器の信頼性の向上となるから、部分
放電の発生を検出するための装置が種々考えられている
。つまり、電気機器の巻線に部分放電が発生すると、こ
れに伴って巻線から電磁波が放出されるから、この電磁
波を検出することにより部分放電の発生を検出しようと
するものである。具体的には、検出プローブの先端部外
周にこれを囲むループ状のパターンを形成すると共に、
そのループ状パターンから出力される電圧信号を検出す
るように構成するもので、従って、ループ状パターンに
電磁波が鎖交するとこのループ状パターンに起電力が誘
起されて電圧信号として出力されるから、その電圧信号
に基づいて電磁波の放出ひいては部分放電の発生を検出
しようとするものである。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述の従来構成のものの場合、変圧器から発
生する電磁波がループ状プローブと鎖交した状態で測定
する方式であるから、検出プロブを変圧器の外面に対し
て垂直に保持させなければならない。このため、変圧器
の周囲に十分なスペースを確保できない場合は、検出プ
ローブを変圧器の外周面に対して垂直に保持することが
できず、結局、測定が困難となってしまうという問題が
ある。

そこで、本発明の目的は、電気機器の周囲に広いスペー
スを確保できない場合であっても、測定を容易に行なう
ことができる電気機器の巻線の部分放電検出装置を提供
するにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の電気機器の巻線の部分放電検出装置は、鎖交し
た電磁波の磁界成分に対応した信号成分を互いに逆相と
なる第１及び第２の電圧信号として出力する第１及び第
２のループ回路を電気機器の外周面と対面状態で配置さ
れる基板上に設けると共に、前記第１及び第２の電圧信
号の差分電圧を検出する差動回路を設けたものである。

（作用） 基板を電気機器の外周面と対面状態となるように位置さ
せる。しかしてこのとき、電気機器の周囲に基板の厚さ
寸法以上のスペースがあればその基板を電気機器の外周
面と対面状態で位置させることができる。そして、電気
機器の巻線に部分放電が発生すると、これに伴って巻線
から電磁波が放出される。すると、巻線から放出された
電磁波は基板上に設けられた第１及び第２のループ回路
に鎖交し、これにより第１及び第２のループ回路からは
鎖交する電磁波の大きさに応じた第１及び第２の電圧信
号が夫々出力される。ここで、第１及び第２の電圧信号
は電磁波の磁界成分及び電界成分に対応した信号成分か
ら形成されており、磁界成分に対応した信号成分は逆相
となっているのに対して、電界成分に対応した信号成分
は同相となっている。従って、差動回路において、第１
及び第２の電圧信号の差分電圧が検出されるときに、電
磁波の電界成分に対応した信号成分は相殺されることに
より無効化されてしまうと共に、磁界成分に対応した信
号成分は重畳されることにより増大されるから、差動回
路による差分電圧の強度を測定することにより、第１及
び第２のループ回路に鎖交する電磁波の磁界成分の強度
を検出し、以て電気機器の巻線に発生する部分放電を検
出することかできる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第２図において、１は検出本体、２は検出本体１の先端
に設けられた検出ヘッドである。この検出ヘッド２は第
１図に示すように配線回路基板３を主体として形成され
ていると共に、その配線回路基板３に第１のループ回路
４及び第２のループ回路５が形成されている。即ち、配
線回路基板３の先端部表面には、これを横断する導電パ
ターン６．７が接続状態で形成されていると共に、この
導電パターン６．７と所定間隔で対向する導電パターン
８，９が夫々形成されている。また、導電パターン６及
び８は導電パターン１０によって接続され、導電パター
ン７及び９は導電パターン１１によって接続されている
。この場合、各導電パターン６．８及び１０によって第
１のループ回路４が形成され、各導電パターン７．９及
び１１によって第２のループ回路５が形成されている。

そして、各導電パターン８．９には出力ライン１２゜１
３が夫々接続されており、それらが抵抗１４゜１５を夫
々介して整合回路１６（いずれも第３図に示す）と接続
されている。また、導電パターン６及び７の共通接続点
に基準ライン１７が接続されていると共に、その基準ラ
イン１７が整合回路１６と接続されている。

一方、第２図において、１８は検出本体１と接続された
差動回路で、これは検出本体１から与えられる電圧信号
の差分電圧を検出して出力するようになっている。１９
は差動回路１８と接続された増幅回路で、これは差動回
路１８から与えられる差分電圧を増幅して出力するよう
になっている。

そして、２０は増幅回路１９と接続されたスペクトラム
アナライザで、これは増幅回路１９から与えられる差分
電圧の周波数分布を測定するものである。そして、２１
はモールド変圧器で、これの巻線２２は導体を巻回して
なる巻線素体にエポキシ樹脂を含浸することにより形成
されており、般にモールドコイルと呼ばれている。

次に上記構成の作用について説明する。モールド変圧器
２］の巻線２２の外周面に対して検出ヘッド２を第２図
に示すように対面状態で位置させる。つまり、配線回路
基板３のパターン面をモルト変圧器２１の外周面と平行
となる形態で位置させる。この状態で、巻線２２の内部
で部分放電が発生すると、巻線２２から電磁波が放出さ
れてその一部が検出ヘッド２に到達してこれに鎖交する
。すると、第１及び第２のループ回路４及び５に鎖交す
る電磁波によって誘起電圧が発生する。

ここで、第１及び第２のループ回路４及び５に発生する
誘起電圧は、これらに鎖交する電磁波の電界成分による
静電誘導及び磁界成分による電磁誘導によって生じるも
のである。しかして、第１及び第２のループ回路４及び
５の共通接続点は基準電位（同電位）であるから、各ル
ープ回路４及び５には、第３図に示すように静電誘導に
よって同一レベルで同相な電圧Ｖｅが発生すると共に、
電磁誘導によって同一レベルで逆相な電圧ｖｈが発生す
る。この結果、第１及び第２のループ回路４及び５から
は、静電誘導による電圧ｖｅ及び電磁誘導による電圧ｖ
ｈの合成信号である第１及び第２の電圧信号Ｖ１及びｖ
２が整合回路１６を介して差動回路１８に夫々出力され
る。そして、差動回路１８において、各電圧信号■１及
びＶ２の差分電圧即ち電圧差が求められる。このとき、
上述したように第１及び第２の電圧信号Ｖ１及び■２を
形成する電磁波の電界成分に対応した信号成分Ｖｅは同
一レベルで同相であるから、差動回路１８て差分される
ときに相殺されて無効化されてしまう。これに対して、
第１及び第２の電圧信号Ｖ１及びｖ２おいて電磁波の磁
界成分に対応した信号成分Ｖ　ｈは同一レベルで逆相で
あるから、差動回路１８で差分されるときに重畳されて
倍増される。即ち、差動回路１８において、電磁波の電
界成分に対応した信号成分Ｖｅは除去されると共に、磁
界成分に対応した信号成分ｖｈはその信号レベルが増幅
されるのである。そして、差動回路１８から出力された
差分電圧は、増幅回路１９でざらに増幅されてからスペ
クトラムアナライザ２０に出力される。従って、スペク
トラムアナライザ２０によって差分電圧の周波数成分を
測定することにより、モールド変圧器２１の巻線２２か
ら電磁波が放出されたか否かを判断でき、以て巻線２２
に発生する部分放電を検出することができる。

要するに、上記構成のものによれば、第１及び第２のル
ープ回路４及び５並びに差動回路１８により って電磁波の電界成分を除去するようにしたので、電界
ノイズによる悪影響を排除しながら部分放電に伴う電磁
波の発生を確実に検出することができる。しかも、斯様
な効果を発揮するための第１及び第２のループ回路４及
び５は配線回路基板３上に形成することにより、検出ヘ
ッド１をモールド変圧器２１の外周面に対して対面状態
に位置させて測定を実施できるようにしたから、検出プ
ロブを変圧器に対して垂直状態で保持しなければならな
い従来例と違って、モールド変圧器２１の外周囲に十分
なスペースを確保できない場合であっても、巻線から発
生する電磁波が第１及び第２のループ回路４及び５に鎖
交させ得、以てモールド変圧器２１の巻線２２に発生す
る部分放電を確実に検出することができる。

尚、上記実施例では、モールド変圧器２１の巻線２２に
発生する部分放電を検出するようにしたが、これに代え
て、電動機或いはりアクドル等の電気機器の巻線に発生
する部分放電を検出するようにしてもよい。

また、配線回路基板３上に導電パターンにより第１及び
第２のループ回路４及び５を形成するのに代えて、例え
ば絶縁性を有する基板上に銅線のような導体を配設する
によって第１及び第２のループ回路を形成するようにし
てもよい。

［発明の効果］ 以上の記述から明らかなように、本発明の電気機器の巻
線の部分放電検出装置によれば、鎖交した電磁波の磁界
成分に対応した信号成分を互いに逆相となる第１及び第
２の電圧信号として夫々出力する第１及び第２のループ
回路を電気機器の外周面と対面状態で配置される基板上
に設けると共に、前記第１及び第２の電圧信号の差分電
圧を検出する差動回路を設けて、基板を電気機器の外周
面と対面させた状態で部分放電を検出するようにしたの
で、電気機器の周囲に十分なスペースを確保することが
できない場合であっても、測定を容易に行なうことがで
きるという実用上優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は配線回
路基板の斜視図、第２図は全体の構成図、第３図は検出
本体の電気的構成を示すブロックである。 図中、１は検出本体、２は検出ヘッド、３は配線回路基
板（基板）、４は第１のループ回路、５は第２のループ
回路、１８は差動回路、１９は増幅回路、２０は又ペク
トラムアナライザ、２１はモールド変圧器（電気機器）
、２２は巻線である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、電気機器の巻線に発生する部分放電に伴ってこの巻
   線から放出される電磁波の磁界成分の強度を検出するも
   のであって、前記電気機器の外周面と対面状態で配置さ
   れる基板上に設けられ鎖交した電磁波の磁界成分に対応
   した信号成分を互いに逆相となる第１及び第２の電圧信
   号として夫々出力する第１及び第２のループ回路と、前
   記第１及び第２の電圧信号の差分電圧を検出する差動回
   路とを備えたことを特徴とする電気機器の巻線の部分放
   電検出装置。