JPS6347678A - Partial discharge detector - Google Patents
Partial discharge detectorInfo
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Abstract
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、油入変圧器内に発生する部分放電を検出する
ための装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a device for detecting partial discharge occurring in an oil-immersed transformer.
（従来の技術）
電力系統に使用される油入変圧器は、絶縁油を充填した
容器内に変圧器本体を収納して成るものでおる。この様
な油入変圧器において絶縁が破壊すると、電力系統に支
障をきたすため、何らかの手段で絶縁故障を未然に防止
する必要がある。この場合、油入変圧器が一般に絶縁故
障の前兆的現象として部分放電を伴うことが多いことに
、鑑み、油入変圧器の部分放電を検出することにより、
その絶縁故障を防止することが従来性なわれている。(Prior Art) Oil-immersed transformers used in power systems have a transformer body housed in a container filled with insulating oil. If the insulation in such an oil-immersed transformer breaks down, it will cause a problem in the power system, so it is necessary to take some means to prevent insulation failure. In this case, in view of the fact that oil-immersed transformers are often accompanied by partial discharge as a precursor to insulation failure, by detecting partial discharge in oil-immersed transformers,
It is conventional practice to prevent such insulation failure.
この様な従来の油入変圧器における部分放電検出方法は
、部分放電源から発Ｖられた超呂波を複数個のマイクで
電気信号化し、この信＠８演算処理することによって部
分放電の位置を検出する方法がある。The conventional method for detecting partial discharges in oil-immersed transformers is to convert the super waves emitted from the partial discharge source into electrical signals using multiple microphones, and to process these signals using arithmetic operations to determine the location of the partial discharge. There is a way to detect.
以下、第３図を用いて、この様な従来の部分放電検出方
法を具体的に説明する。Hereinafter, such a conventional partial discharge detection method will be specifically explained using FIG. 3.
即ち、第３図に示す様に、変圧器タンク１の壁面に複数
の超音波マイクＭを取付け、各マイクの拾う信号をオシ
ロスコープによって記録する。オシロスコープの掃引は
部分放電に伴って発生する電磁波を図示しないアンテナ
によって検出し、その出力信号を用いて行う。That is, as shown in FIG. 3, a plurality of ultrasonic microphones M are attached to the wall of the transformer tank 1, and the signals picked up by each microphone are recorded by an oscilloscope. The sweep of the oscilloscope is performed by detecting electromagnetic waves generated by partial discharge using an antenna (not shown) and using the output signal.
これらのマイクＭの出力の一例として、第；番のマイク
Ｍｉの出力を第４図に示す。As an example of the outputs of these microphones M, the output of the ;th microphone Mi is shown in FIG.
図中Δｔｉは、掃引開始から超音波信号の立上がりまで
の時間差である。この様な時間差が生じるのは、電磁波
の伝達速度が事実上無限大といって良いのに比べて変圧
器油中の超音波信号即ち弾性波の伝達速度が有限の速さ
しか持たないからである。In the figure, Δti is the time difference from the start of the sweep to the rise of the ultrasonic signal. This time difference occurs because, while the transmission speed of electromagnetic waves is virtually infinite, the transmission speed of ultrasonic signals, or elastic waves, in transformer oil is only finite. be.
変圧器油中の超音波の伝わる速さをＶとすると音源とマ
イクＭｉとの距離愛ｉは、前述の時間差Δｔｉを用いて
誌ｉ＝ｖΔｔｉ ・・・（１）で表される。Assuming that the transmission speed of the ultrasonic wave in the transformer oil is V, the distance i between the sound source and the microphone Mi is expressed as i=vΔti (1) using the above-mentioned time difference Δti.
マイクＭ１の座標を（ｘｉ、ｙｉ、ｚｉ）、音源の座標
を（ｘ、ｙ、ｚ）とすると
・・・（２）
となる。この様な関係を全てのマイクＭについて求める
ことかできる。従って、マイクの総個数をＮ個とすると
、音源の座標（ｘｉ、ｙｉ、ｚｉ）を未知数とするＮ個
の連立方程式が得られ、最低３個のマイクを用いてこれ
らの連立方程式を解けば、音源即ち、部分放電源の座標
を求めることができる。この解は、図形的方法か計算機
を用いた数値解析の手法によって求められるのか普通で
ある。Assuming that the coordinates of the microphone M1 are (xi, yi, zi) and the coordinates of the sound source are (x, y, z)...(2). Such a relationship can be obtained for all microphones M. Therefore, if the total number of microphones is N, then N simultaneous equations are obtained with the coordinates (xi, yi, zi) of the sound source as unknowns, and if these simultaneous equations are solved using at least three microphones, , the coordinates of the sound source, that is, the partial discharge source can be determined. This solution is usually found by either a graphical method or a numerical analysis method using a computer.
以上の様に従来の方法は、部分放電源の位置を特定する
ことができるのでおるが、次の様な欠点を有する。As described above, the conventional method can specify the position of the partial discharge source, but it has the following drawbacks.
即ち、前記（２）式で表される様な連立方程式を解く方
法は、音源の位置が空間同店がりのない１点であると仮
定してそれを求めることに他ならないが、実際の部分放
電源（音源）は必ず空間同店がりを持ち、しかも１箇所
でおるとは限らない。In other words, the method of solving the simultaneous equations as expressed by equation (2) above is nothing but finding the position of the sound source assuming that it is a single point with no spatial convergence, but in actual The power supply (sound source) is always located in the same space, and is not always located in one place.
この様なことから、従来の方法においては、部分放電の
正確な検出を行うことは不可能であった。For this reason, it has been impossible to accurately detect partial discharge using conventional methods.
そして、この様な不確実性は、部分放電源を１点である
と擬制する限り、マイクの数を増やしてみても解決され
ない。As long as the partial discharge source is assumed to be one point, such uncertainty will not be resolved even if the number of microphones is increased.
（発明が解決しようとする問題点）
上記の様に、従来の部分放電の検出方法においては、部
分放電源を１点であると擬制することがら、ｉ実な部分
放電の検出を行えないという問題点を有していた。(Problems to be Solved by the Invention) As mentioned above, in the conventional partial discharge detection method, since the partial discharge source is assumed to be one point, it is difficult to detect the partial discharge accurately. It had some problems.
本発明は、以上の様な問題点を解決するために提案され
たものであり、その目的は、変圧器中に発生する部分放
電源を空間同店がりとしてとらえることを可能とするこ
とにより、より正確な部分放電の検出を行える様な口れ
た部分放電検出装置を提供することでおる。The present invention was proposed in order to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to make it possible to treat the partial discharge source generated in a transformer as a spatial source. It is an object of the present invention to provide a sophisticated partial discharge detection device that can accurately detect partial discharge.
［発明の構成コ
（問題点を解決するための手段）
本発明による部分放電検出装置は、変圧器タンクの型面
に複数の超音波マイクを平面上に配置し、この複数の超
音波マイクの信号をデジタル化するデータ集積装置と、
得られたデジタル信号相互間の相関マツプを作成し、こ
の相関マツプをマイクを配置した平面で積分処理するこ
とによって全問における音源の強度分布を求める信号処
理装置、及び得られた強度分布を表示する画像出力装置
とを設けたことを特徴とするものである。[Configuration of the Invention (Means for Solving Problems)] A partial discharge detection device according to the present invention includes a plurality of ultrasonic microphones arranged on a flat surface on a mold surface of a transformer tank, and a data integration device that digitizes the signal;
A signal processing device that creates a correlation map between the obtained digital signals and calculates the intensity distribution of the sound source in all questions by integrating this correlation map on the plane where the microphone is placed, and displays the obtained intensity distribution. The invention is characterized in that it is provided with an image output device.
（作用）
本発明は、以上の様な構成を有づることにより、変圧器
内にて部分放電を生じた際には、まず部分放電源から発
せられた超音波が、絶縁油中を伝播し、クンク檗を介し
て、複数１固の超音波マイクに異なった振幅、位相差で
伝わり、電気信号化される。こうして得られたＩＶた投
数の電気信号をデータ集積装置にてデジタル化し、この
デジタル信号をデジタル信号処理装置に入力することに
よって、各信号間の相関関数ｐｉｊ （ｕｉ、ｖｉ、ｕ
ｊ。(Function) The present invention has the above configuration, so that when a partial discharge occurs in a transformer, the ultrasonic waves emitted from the partial discharge source first propagate through the insulating oil. The sound waves are transmitted to a plurality of ultrasonic microphones with different amplitudes and phase differences through the cunnilingus, and are converted into electrical signals. By digitizing the electrical signals of the number IV obtained in this way using a data integration device and inputting this digital signal to a digital signal processing device, correlation functions pij (ui, vi, u
j.
ｖｊ）が求められる。なお、Ｕ、Ｖはマイクの存在する
タンク壁面上における座標でおり、添字ｉ。vj) is obtained. Note that U and V are the coordinates on the tank wall where the microphone is located, and the subscript i.
」はマイクの番号でおる。” is Mike's number.
ここで、音源にあける強度分布と得られた相関関数の間
には、次のファンチッテル・ツエルニケの定理と呼ばれ
る関係が存在する。Here, the following relationship called the van Chittel-Zernike theorem exists between the intensity distribution of the sound source and the obtained correlation function.
Ｐ（ｕｉ、ｖｉ、ｕｊ、ｖｊ）＝
、＃、！ （ｘ、 ｙ、 ｚ）ｅｘｐ［−ｊ −ｉ （
（ｕ ｉ −ｘ）” ＋ （ｖｉ −ｙ）”−（ｕｊ−
ｘ）２−（ｖｊ−ｙ）２）ｌｄｘｄｙ・・・（３）
この（３）式は、言葉で表すと、信号源の強度分布とタ
ンク壁面上の２点間の相互相関関数の間には、フレネル
変換の関係が存在するということができ、逆に相互関数
をタンク面の上で逆フレネル変換すれば信号源の強度分
布が得られる。従って、超音波マイク、データ集積装置
を介して得られたデジタル信号の相関マツプを、マイク
の取付は平面で逆フレネル変換することにより、信号源
の強度分布Ｉ （Ｘ、 ｙ、Ｚ）を得、これを画像表示
装置において表示する。P(ui, vi, uj, vj)= , #,! (x, y, z) exp[−j −i (
(u i −x)” + (vi −y)”−(uj−
x)2-(vj-y)2)ldxdy...(3) Expressed in words, this equation (3) expresses the relationship between the intensity distribution of the signal source and the cross-correlation function between two points on the tank wall. It can be said that there is a Fresnel transform relationship, and conversely, if the interaction function is inversely Fresnel transformed on the tank surface, the intensity distribution of the signal source can be obtained. Therefore, the intensity distribution I (X, y, Z) of the signal source can be obtained by performing inverse Fresnel transformation on the correlation map of the digital signal obtained through the ultrasonic microphone and data acquisition device with the microphone mounted on a plane. , this is displayed on an image display device.
即ち、本発明によれば、超音波信号源である部分放電源
を空間的な広がりとしてとらえ、これを表示できるため
、精密且つ正確な部分放電の検出を行える。That is, according to the present invention, the partial discharge source, which is the ultrasonic signal source, can be captured and displayed as a spatial spread, so that precise and accurate partial discharge can be detected.
（実施例）
以下、本発明による部分！ｉＩｉ電検出装置の一実施例
を第１図及び第２図を参照して説明する。(Example) Below are the parts according to the present invention! An embodiment of the iIi electric detection device will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
本実施例の構成
第１図に示す様に、１６個の超音波マイク〜１１〜Ｍ１
６は、変圧器タンク１の壁面の、単一円周に沿って取付
けられている。各々のマイクは、図示しないケーブル又
は光ファイバによって、第２図に示す様に、信号をデジ
タル化するデータ集積装置１０、デジタル信号相互間の
相関マツプを作成し、マイクを取付けた平面にてこれを
積分処理するデジタル信号処理装置２０．１ｎられた空
間における音源の強度分１５を表示する画像表示装置３
０が順次接続されている。The configuration of this embodiment As shown in FIG. 1, 16 ultrasonic microphones ~11~M1
6 is attached to the wall of the transformer tank 1 along a single circumference. As shown in FIG. 2, each microphone is connected to a data aggregation device 10 that digitizes the signal, creates a correlation map between the digital signals, and connects it to the plane on which the microphone is mounted, using a cable or optical fiber (not shown). A digital signal processing device 20.1 which integrally processes the sound source intensity 15 in the space
0 are connected sequentially.
本実施例の作用
以上の様な構成を有する不実施例の作用は次の通りであ
る。The operation of the non-embodiment having the structure similar to that of the present embodiment is as follows.
即ち、変圧器タンク１内に部分放電が発生した際には、
空間同店がりを持った部分放電源でおる超音波発生源１
００上の１点Ｐ （Ｘ、 ｙ、Ｚ）から発せられた超音
波が、異なる振幅と位相を持って各超音波マイクＭ１〜
Ｍ１６に到達する。マイクＭ１〜Ｍ１６は、これらの心
服と位相の両方を検出してこれを電気信号に変換する。That is, when partial discharge occurs in the transformer tank 1,
Ultrasonic wave generation source 1, which is a partial discharge source with spatial similarity
Ultrasonic waves emitted from one point P (X, y, Z) on 00 are transmitted to each ultrasonic microphone M1~ with different amplitude and phase.
Reach M16. Microphones M1-M16 detect both these heartbeats and phase and convert them into electrical signals.
この電気信号がデータ集積装置１０によってデジタル化
され、デジタル信号処理装置２０に送られる。This electrical signal is digitized by the data integration device 10 and sent to the digital signal processing device 20.
デジタル信号処理装置２０は、各マイクの信号の全ての
粗合せについて相関
Ｐ（ｕｉ、ｖｉ、ｕｊ、ｖｊ）＝
＜Ｇ（ｕｉ、ｖｉ）ｘＧ＊ （ｕｊ、ｖｊ）＞・・・（
４）
を求め、Ｕ、Ｖ平面上の相関マツプをその記憶装置上に
作る。The digital signal processing device 20 calculates the correlation P(ui, vi, uj, vj)=<G(ui,vi)xG*(uj,vj)>...(
4) Find and create a correlation map on the U and V planes on the storage device.
ここで、（４）式の意味するところは、マイク〜・１１
の出力Ｇ（ｕｉ、ｖｉ）とマイクＭｊの出力の捜索共役
Ｇ＊（ｕｊ、Ｖｊ）の積の時間平均を取るということで
おる。Here, the meaning of equation (4) is that the microphone ~・11
This means that the time average of the product of the output G (ui, vi) of the microphone Mj and the search conjugate G* (uj, Vj) of the output of the microphone Mj is taken.
デジタル信号処理装置２０は、さらに相関マツプをＵ、
Ｖ平面上でフレネル逆変換し、音源の存在する空間上の
強度分布Ｉ （Ｘ、Ｖ、Ｚ）に変換する。最終的に、画
像表示装置３０が、この計算結果Ｉ （ｘ、ｙ、ｚ）を
図形表示する。The digital signal processing device 20 further converts the correlation map into U,
Inverse Fresnel transformation is performed on the V plane to convert the intensity distribution I (X, V, Z) in the space where the sound source exists. Finally, the image display device 30 graphically displays this calculation result I (x, y, z).
従って、本実施例によれば、空間の広がりとしての部分
放電源の位置、大ぎざを検出、表示できるため、部分放
電源を１点に擬制していた従来の検出方法に比べてより
積ｉぞ且つ正確な検出を行え、従って、変圧器の絶縁事
故等の防止に大いに貢献できる。Therefore, according to this embodiment, since the position of the partial discharge source and large dents can be detected and displayed as the expansion of the space, it is possible to detect and display the position of the partial discharge source as a spread of space, so that it is possible to detect and display the partial discharge source as a single point. Therefore, it is possible to perform accurate detection, and therefore it can greatly contribute to the prevention of insulation accidents of transformers.
＊他の実施例
なあ、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
例えば積分方法は、必ずしもフレネル積分に限定されな
い。また、画像表示装置による表示方法としては、任意
の１断面を平面表示しなり、また３次元表示を行う等の
方法か可能でおる。*Other Examples The present invention is not limited to the above embodiments,
For example, the integration method is not necessarily limited to Fresnel integration. Furthermore, as a display method using an image display device, it is possible to display an arbitrary cross section in a plane, or to display it in three dimensions.
［発明の効果］
以上説明した様に、本発明によれば、油入変圧器の中の
有限の大きざを持つ部分５牧電源から発せられる超音波
の強度分布を画像化することにより、部分放電の位置、
大きざを空間的に正確に特定し、従って、変圧器の絶縁
事故を未然に処理し得る様な優れた部分放電検出装置を
提供できる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, by imaging the intensity distribution of ultrasonic waves emitted from a partial power source with a finite size in an oil-immersed transformer, location of discharge,
It is possible to provide an excellent partial discharge detection device that can spatially accurately specify the size of a fault, and therefore can prevent insulation faults in a transformer.
第１図は本発明による部分放電検出装置の一実施例を示
す斜視図、第２図は同実施例の接続を示すブ［１ツク図
、第３図は従来の部分放電検出方法を示すモデル図、第
４図は従来の検出方法におけるマイクの出力を示す波形
図でおる。
１・・・変圧器タンク、Ｍ・・・超音波マイク、１０・
・・データ集積装置、２０・・・デジタル信号処理、３
０・・・画像表示装置、１００・・・部分放電源。Fig. 1 is a perspective view showing an embodiment of the partial discharge detection device according to the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing the connections of the same embodiment, and Fig. 3 is a model showing the conventional partial discharge detection method. 4 are waveform diagrams showing the output of the microphone in the conventional detection method. 1...Transformer tank, M...Ultrasonic microphone, 10.
...Data integration device, 20...Digital signal processing, 3
0... Image display device, 100... Partial discharge source.
Claims (2)
音波マイクによって検出する部分放電検出装置において
、 変圧器タンクの壁面に平面上に配置され、超音波を電気
信号に変換する複数の超音波マイクと、この複数の超音
波マイクの信号をデジタル化するデータ集積装置と、得
られたデジタル信号相互間の相関マップを作成し、この
相関マップをマイクを配置した平面で積分処理すること
によって空間における音源の強度分布を求めるデジタル
信号処理装置、及び得られた強度分布を表示する画像出
力装置とから成ることを特徴とする部分放電検出装置。(1) In a partial discharge detection device that uses an ultrasonic microphone to detect ultrasonic waves caused by partial discharge occurring in a transformer, a plurality of An ultrasonic microphone, a data collection device that digitizes the signals of the plurality of ultrasonic microphones, a correlation map between the obtained digital signals, and an integral process of this correlation map on the plane where the microphones are arranged. 1. A partial discharge detection device comprising: a digital signal processing device for determining the intensity distribution of a sound source in space; and an image output device for displaying the obtained intensity distribution.
ものである特許請求の範囲第１項記載の部分放電検出装
置。(2) The partial discharge detection device according to claim 1, wherein Fresnel integral is used as the means for integral processing.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19165486A JPS6347678A (en) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | Partial discharge detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19165486A JPS6347678A (en) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | Partial discharge detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6347678A true JPS6347678A (en) | 1988-02-29 |
Family
ID=16278247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19165486A Pending JPS6347678A (en) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | Partial discharge detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6347678A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6340890B1 (en) * | 1994-12-05 | 2002-01-22 | Abb Research, Ltd. | Method and device for locating partial discharges in an electric high-voltage apparatus |
| CN103217635A (en) * | 2013-05-03 | 2013-07-24 | 上海理工大学 | Ultraviolet detection equipment with partial discharge function |
| CN110402468A (en) * | 2016-12-07 | 2019-11-01 | Abb瑞士股份有限公司 | System and method for inspection machine |
-
1986
- 1986-08-18 JP JP19165486A patent/JPS6347678A/en active Pending
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| CN110402468B (en) * | 2016-12-07 | 2024-03-22 | 日立能源有限公司 | System and method for inspecting a machine |
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