JPS6110781A - Abnormality detector for electrical equipment - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To enable early discovery of abnormality of an electrical equipment, by providing an weak high frequency radio wave detection antenna near the electrical equipment to detect the frequency of weak radio wave generation. CONSTITUTION:In early trouble of equipment, corona surge is generated due to a partial discharge in the equipment. As a result, a surge voltage 20 generated in a loop antenna 3 is turned to a rectified waveform 21 with a rectifier 8 to obtain a tip waveform 22 with a level detector 9. A pulse generator 10 generates a pulse 23 of a specified width and the pulse 23 is counted with a counter 12. As the corona surge is generated continuously, the counter 12 overflows at specified counting to return counts to zero, but is continues to count and the resetting is repeated by the overflow. An alarm signal generator 13 counts reset signal to sound a buzzer 14 at a specified reset frequency. On the other hand, a switching surge or a lightning surge is generated even at the time of opening or closing the equipment or in case of being approached by thunder. However, it does not occur continuously unlike the corona surge, hence keeping the counter 12 from overflowing. This allows the alarming of abnormality only in case of corona surge.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電気機器の絶縁低下異常等を検出する技術分
野において利用される。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention is utilized in the technical field of detecting abnormalities such as insulation deterioration in electrical equipment.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

絶縁低下を検出する技術としては、（イ）絶縁抵抗計に
よるもの、（ロ）ＣＴ、オシロコープを使用してａｌｌ
器の電流波形を観測するもの等がある。Techniques for detecting insulation degradation include (a) using an insulation resistance meter, and (b) using CT and oscilloscope.
There are methods to observe the current waveform of the device.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら従来技術には次のような欠点がある。すな
わち、（イ）絶縁抵抗計による場合には常時監視が困難
である、（ロ）ＣＴでの波形観測による場合には異常が
かなり進行しないと発見できない等である。高電圧化、
大型化している機器の事故を最小限に抑制するためには
、異常故障を初期に発見することが重要である。However, the conventional technology has the following drawbacks. That is, (a) continuous monitoring is difficult when using an insulation resistance meter, and (b) when using waveform observation with CT, it cannot be detected until the abnormality has progressed considerably. high voltage,
In order to minimize accidents with increasingly large equipment, it is important to detect abnormal failures at an early stage.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

これらの問題を解決するため、この発明において採用し
た手段は、（イ）機器近傍に微弱高周波電波検出用のア
ンテナを設ける仁と、（ロ）該電波の発生頻度を検出す
る手段を設けることである。In order to solve these problems, the means adopted in this invention are (a) providing an antenna for detecting weak high-frequency radio waves near the equipment; and (b) providing a means for detecting the frequency of occurrence of the radio waves. be.

〔作用〕 発明者は機器やケーブル等の初期故障時に機器内もしく
はケーブル内の部分放電により電波（以下コロナサージ
という）が機器外被（タンク等）やケーブル外被（シー
ス等）の外へ発生することを発色した。[Function] The inventor discovered that when a device or cable malfunctions initially, radio waves (hereinafter referred to as corona surge) are generated outside the device jacket (tank, etc.) or cable jacket (sheath, etc.) due to partial discharge within the device or cable. I developed a color to do it.

このコロナサージ発生の１次的原因は、異常により機器
内部・ケーブル内部に形成されたヘルツの発振器に相当
する等価回路が発する電波である。The primary cause of this corona surge is radio waves emitted by an equivalent circuit equivalent to a Hertzian oscillator that is formed inside the device or cable due to an abnormality.

機器・ケーブルはシールドされているため、この電波は
外部へ表われることはないと考えられていた。しかし、
この電波は機器・ケーブルの容量結合やリード線を通じ
電気的達成振動により′、数ｎ秒〜数μ秒の周期をもつ
高周波として気中へ放射されるものであることを発明者
らは発見した。上記手段（イ）は気中へ放射されたコロ
ナサージを電流に変換する作用を有する。よって初期異
常を捕えることが可能である。Because the equipment and cables were shielded, it was thought that these radio waves would not be exposed to the outside world. but,
The inventors discovered that this radio wave is radiated into the air as a high frequency wave with a period of several nanoseconds to several microseconds due to electrically achieved vibrations through capacitive coupling of equipment and cables and lead wires. . The above means (a) has the function of converting the corona surge radiated into the air into an electric current. Therefore, it is possible to detect initial abnormalities.

ところが上記電波は、前述の場合のみならず、機器開閉
時や雷の接近時にも発生する（このような電波を以下開
閉サージ、雷サージという）０機器の異常を誤りなく発
見するには以上の各原因に基づく電波を判別しなければ
□ならない。各原因に基づく電波の例を第２図に表わし
た。第２図（ａ）は開閉サージを、（ｂ）は雷サージを
、（Ｃ）はコロナサージを示すものであり、各図とも商
用周波数に重畳した状態で表わしている。図から明らか
なように開閉サージは波頭付近に発生し数回以上連続し
て発生しないことが特徴である。破線は第二相を示すも
のであり、三相の開閉が不揃いの場合には図のように２
回目の開閉サージが重畳する。However, the above radio waves are generated not only in the above-mentioned cases, but also when the equipment is opened/closed or when lightning approaches. It is necessary to distinguish radio waves based on each cause. Figure 2 shows examples of radio waves based on each cause. FIG. 2(a) shows a switching surge, FIG. 2(b) shows a lightning surge, and FIG. 2(C) shows a corona surge, all of which are shown superimposed on the commercial frequency. As is clear from the figure, opening/closing surges are characterized by occurring near the wave crest and not occurring more than several times in succession. The broken line indicates the second phase, and if the opening and closing of the three phases are uneven, the two
The second opening/closing surge overlaps.

雷サージは数ｍＳの間隔で数回性じる事が特徴である。Lightning surges are characterized by occurring several times at intervals of several milliseconds.

これらに対し、コロナサージは波頭付近で連続的に発生
する点に大きな違いがある。上記手段（ロ）は、原因の
違いによって電波の発生頻度が変わることに鑑み、各原
因を識別するために設けられている。In contrast, the major difference between corona surges is that they occur continuously near the wave crest. The above means (b) is provided to identify each cause in view of the fact that the frequency of generation of radio waves changes depending on the cause.

〔実施例〕〔Example〕

この発明に係る電気機器の異常検出装置の一実施例を第
１図に示す。この装置は、ループアンテナ（３）を有す
るアンテナ部（１）と、装置本体（２）及び光ファイバ
ー（５）から構成される。ループアンテナ（３）の−例
を第６図に示す。アンテナ素子−は、ケーブルをアルミ
パイプで覆って構成され、ループ状に２本はぼ直角に設
けられている。支持部材−は、このアンテナ素子−を保
持するものである。端子−は、アンテナ素子−に生じた
電流を取り出すためのものである。筐体（７１内にはイ
ンピーダンス変換器が収納されている。なお、雑音の影
響をできるだけ少なくするためには、Ｅ１０変換器（４
ンもこの筐体ｖ１の中に収納することが望ましい。ルー
プアンテナ（３）は、機器の近傍、例えばアース線と５
０国の間隔をおいて設置される。以下、第２ｆｇ＜ｃ）
アンテナ（３）に生じたサージ電圧（ホ）は、Ｅ１０変
換器（４）、光ファイバー（５）、Ｏ／Ｅ変換器（６）
を介してアンプ（７）に入力される。光ファイバー（６
）を使用したのは雑音の影響をさけるためであるから、
雑音の影響を無視できる場合には、同軸ケーブル等の使
用も可能である。増幅されたサージ電圧に）は、整流器
（８）により整流波形に）とされ、レベル検出器（９）
により先端波形に）とされる。先端波形（２）としたの
はノイズキャンセルのためである。パルス発生器αＱは
、例えばワンショット・マルチバイブレータであり、先
端波形（２）が入力されると１．ｍＳ〜２ｍＳ程度の所
定幅のパルス（ホ）を１個出力する。パルスに）は、カ
ウンタ（２）に入力され計数される０次のコロナサージ
０］）も上記と同様の経過でパルスとなり計数される。An embodiment of an abnormality detection device for electrical equipment according to the present invention is shown in FIG. This device consists of an antenna section (1) having a loop antenna (3), a device main body (2), and an optical fiber (5). An example of the loop antenna (3) is shown in FIG. The antenna element is constructed by covering a cable with an aluminum pipe, with two loops arranged at approximately right angles. The support member holds this antenna element. The terminal is for taking out the current generated in the antenna element. An impedance converter is housed in the housing (71).In order to reduce the influence of noise as much as possible, an E10 converter (4
It is desirable that the main body is also housed in this casing v1. Loop antenna (3) is connected near the equipment, for example, to the ground wire and 5
They are placed at intervals of 0 countries. Below, 2nd fg<c)
The surge voltage (e) generated in the antenna (3) is transferred to the E10 converter (4), optical fiber (5), and O/E converter (6).
The signal is inputted to the amplifier (7) via. Optical fiber (6
) was used to avoid the influence of noise,
If the influence of noise can be ignored, it is also possible to use coaxial cables. The amplified surge voltage) is converted into a rectified waveform by a rectifier (8), and a level detector (9)
(to the tip waveform). The tip waveform (2) is used for noise cancellation. The pulse generator αQ is, for example, a one-shot multivibrator, and when the tip waveform (2) is input, 1. One pulse (e) with a predetermined width of about mS to 2 mS is output. The zero-order corona surge 0 which is input into the counter (2) and counted) also becomes a pulse and is counted in the same manner as described above.

この実施例ではカウンタの計数能力を２６６とした。コ
ロナサージは第２図（ｃ）に示すように連続的に発生す
るものであるから、カウンタ（２）は順次加算され、２
６６カウント目にはオーバーフローを起こし計数値はゼ
ロに戻る。その後も計数は続けられ、オーバーフローに
よるリセットがくり返される。警報信号発生器（至）は
このリセット信号を計数して１６カウント目（カウンタ
に）の４０９６カウントに対応する）に警報信号を発生
してブザー０４１を鳴らすものである。なお、上記に示
したカウンタ（２）の計数能力や警報信号を発生するカ
ウント数は、−例であるから、他の実施例においては目
的に応じ適宜変更することもできる。In this embodiment, the counting capacity of the counter is 266. Since the corona surge occurs continuously as shown in Figure 2(c), the counter (2) is added up sequentially, and 2
At the 66th count, an overflow occurs and the count value returns to zero. After that, counting continues, and resets due to overflow are repeated. The alarm signal generator (to) counts this reset signal, generates an alarm signal at the 16th count (corresponding to 4096 counts), and sounds the buzzer 041. Note that the counting ability of the counter (2) and the count number for generating an alarm signal shown above are only examples, and can be changed as appropriate depending on the purpose in other embodiments.

次に、第２図（ａ）に示すような闘閉サージが生じた場
合の動作を説明する。このサージもコロナサージと同じ
ようにパルス■に変換されカウンタ（ロ）で計数される
。しかしながらＩｊ［サージは、コロナサージと異なり
連続して発生するものではない（第２図（ａ）参照）。Next, the operation when a closing surge as shown in FIG. 2(a) occurs will be explained. Like the corona surge, this surge is also converted into pulses (2) and counted by a counter (2). However, unlike the corona surge, the Ij surge does not occur continuously (see FIG. 2(a)).

よってカウンタ（２）の計数は数回で止まりオーバーフ
ローすることはない。Therefore, the counter (2) only counts a few times and does not overflow.

最後に、第２図（ｂ＞に示すような雷サージが生じた場
合の動作を説明する。このサージもパルスに）に変換さ
れカウンタ（２）で計数される。第２図（ｂ）の翫サー
ジにおいては６カウントであ′る。タイマ（ロ）は１分
局、パルス発生器からの出力がなけれはカウンタ＠をリ
セットするものである。他の実施例においては目的に応
じタイマ時局を変えることも可能である。雷サージは、
コロナサージの如く一定間隔をもって連続的に発生する
ものでなく、雷扱近時にのみ生じるものである。よって
１分間以上のインターバルが生じ、カウンタ（２）がオ
ーバーフローするまでに至らない、このようにして、機
器異常によるコロナサージが発止した場合にのみブザー
（１４１が鳴って異常を知らせることができる。Finally, we will explain the operation when a lightning surge as shown in FIG. In the case of the fly surge shown in FIG. 2(b), there are 6 counts. The timer (b) resets the counter @ if there is no output from the pulse generator. In other embodiments, it is also possible to change the timer time depending on the purpose. Lightning surge is
It does not occur continuously at regular intervals like a corona surge, but only occurs when lightning strikes. Therefore, an interval of 1 minute or more occurs, and the counter (2) does not overflow. In this way, only when a corona surge occurs due to an equipment abnormality, the buzzer (141) will sound to notify the abnormality. .

次に各サージの発生状況を記録する動作について説明す
る。カウンタ（２）の出力は、Ｄ／Ａコンバータに）、
対数増幅器０り、アンプαηを介してペンレコーダ等の
記録計０鞭に入力される。記録計部の記録例を第８図に
示す。第８　Ｚ　（ａ）はコロナサージの発生を示すチ
ャートである。カウンタ（２）が２５６カウントごとに
リセットされている状態が、男らかである。＠８図（ｂ
）は、開閉サージの発生を示すチャートである。Ａ点に
おいてサージが発生した後１分曲、新たなサージか発生
しなかったため、カウンタ（２）がＢ点でリセットされ
ている。開閉サージ発生時のカウント数は、１カウント
から計カウント程度である。これはフルスケールとなる
２５６カウントに比べて非常に小さいため記録されても
肉眼での確認は容易ではない。そのためこの実施例では
対数増幅器Ｑｔｙを設け、低入方には高増幅率、高入力
には低増幅率として上記問題を解決している。ｍ　８　
Ｚ　（ｃ）は、縮サージの発生を示すチャートである。Next, the operation of recording the occurrence status of each surge will be explained. The output of the counter (2) is sent to the D/A converter),
The signal is input to a recorder such as a pen recorder via a logarithmic amplifier 0 and an amplifier αη. FIG. 8 shows an example of recording by the recorder section. No. 8 Z (a) is a chart showing the occurrence of corona surge. The state in which the counter (2) is reset every 256 counts is masculinity. @Figure 8 (b
) is a chart showing the occurrence of opening/closing surge. Since no new surge occurred for one minute after the surge occurred at point A, the counter (2) was reset at point B. The number of counts when the opening/closing surge occurs is about one count to a total count. This is very small compared to the full scale of 256 counts, so even if it is recorded, it is not easy to confirm with the naked eye. Therefore, in this embodiment, a logarithmic amplifier Qty is provided to solve the above problem by providing a high amplification factor for low inputs and a low amplification factor for high inputs. m 8
Z (c) is a chart showing the occurrence of contraction surge.

６点においてサージが発注した後１分間、新たなサージ
が発生しなかったため、カウンタ（２）がＤ点でリセッ
トされている。第４図は、雷サージを示す典型的なチャ
ートである。このチャートでは、サージ発生後１分経過
までに次のサージが発生しているためカウントが累積さ
れていることが判別できる。このようなチャートを用い
ることにより、雷の接近状況を予知することもできる。Since no new surge occurred for one minute after the surge was ordered at point 6, the counter (2) was reset at point D. FIG. 4 is a typical chart showing lightning surges. In this chart, it can be determined that the count is accumulated because the next surge occurs within one minute after the surge occurs. By using such a chart, it is also possible to predict the approaching situation of lightning.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明によれば、（イ）ｗｔ気機器の常時監視が可能
となり、（ロ）機器の異常を初期に発見して機器の事故
を最小限に抑制することができる等の諸効果を有する。According to this invention, there are various effects such as (a) it is possible to constantly monitor the air conditioner equipment, and (b) equipment abnormalities can be discovered at an early stage to minimize equipment accidents.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）電気機器に近接して設けられた高周波微弱電波受
信用のアンテナ、 アンテナの受信電流を所定時間幅のパルスに変換して出
力するパルス発生手段、 前記パルスを計数し、所定カウント数に達した時オーバ
ーフロー信号を出力しカウント数をクリアするカウンタ
、 パルス発生手段からのパルスが所定時間無い場合にカウ
ンタをクリアするクリア信号を発生するタイマ、 オーバーフロー信号が所定数出力された時警報を発する
警報手段、 を備えたことを特徴とする電気機器の異常検出装置。(1) An antenna for receiving high-frequency weak radio waves installed close to electrical equipment; pulse generating means for converting the received current of the antenna into pulses of a predetermined time width and outputting the pulses; counting the pulses to a predetermined count number; A counter that outputs an overflow signal and clears the count when the number of overflow signals is reached, a timer that generates a clear signal that clears the counter if there is no pulse from the pulse generation means for a predetermined time, and an alarm that issues an alarm when a predetermined number of overflow signals are output. An abnormality detection device for electrical equipment, comprising: an alarm means. （２）カウンタの出力をアナログ電圧に変換するＤ／Ａ
コンバータ、 前記アナログ電圧を増幅するアンプ、 アンプの出力を時間経過とともに折れ線グラフとして記
録する記録計、 を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
電気機器の異常検出装置。(2) D/A that converts the counter output to analog voltage
The abnormality detection device for electrical equipment according to claim 1, comprising: a converter, an amplifier that amplifies the analog voltage, and a recorder that records the output of the amplifier as a line graph over time. （３）アンプは、低電圧入力に対しては高増幅率、高電
圧入力に対しては低増幅率となる対数増幅器であること
、 を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の電気機器の異
常検出装置。(3) The electric device according to claim 2, characterized in that the amplifier is a logarithmic amplifier that has a high amplification factor for low voltage input and a low amplification factor for high voltage input. Anomaly detection device. （４）アンテナは、ループ状のアンテナ素子をほぼ垂直
に２本設けたものであること、 を特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項のいずれ
か１つに記載の電気機器の異常検出装置。(4) The electric device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the antenna has two loop-shaped antenna elements arranged substantially perpendicularly. Anomaly detection device.