JP2023032488A - Partial discharge detection method and partial discharge detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高電圧装置における、気中放電と高電圧装置の内部で発生する放電(以下、「部分放電」と称する場合がある)を好適に分離する部分放電検出方法及び部分放電検出装置に関する。 The present invention relates to a partial discharge detection method and a partial discharge detection device for suitably separating air discharge and discharge generated inside a high voltage device (hereinafter sometimes referred to as "partial discharge") in a high voltage device. .
配電盤、スイッチギヤ、変圧器、開閉器などの高電圧装置は、設置されてから長期間使用され、それに伴い絶縁性能の低下(絶縁異常)などの経年劣化が発生する。高電圧装置において、絶縁性能が低下すると、高電圧装置の内部で、部分放電が発生することが一般的に知られている。特に、高電圧装置の内部で、繰返し部分放電が発生すると、絶縁破壊に至り、火災などの災害につながる恐れがある。そこで、高電圧装置を安全に運用するためには、部分放電を検出することが重要である。 High-voltage devices such as switchboards, switchgears, transformers, and switches are used for a long period of time after being installed, and along with this, aging deterioration such as deterioration of insulation performance (insulation abnormality) occurs. 2. Description of the Related Art It is generally known that partial discharge occurs inside a high-voltage device when insulation performance deteriorates. In particular, if partial discharge occurs repeatedly inside a high-voltage device, it may lead to dielectric breakdown, leading to disasters such as fire. Therefore, it is important to detect partial discharge for safe operation of high voltage equipment.
こうした技術分野にける背景技術として、例えば、特開09-068556号公報(以下、特許文献1と称する)や特開10-210647号公報(以下、特許文献2と称する)がある。 Background art in such a technical field includes, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-068556 (hereinafter referred to as Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-210647 (hereinafter referred to as Patent Document 2).
特許文献1には、電気機器の絶縁異常に伴って発生する部分放電によって発生する電磁波を検出し、絶縁異常を判定する電気機器用絶縁診断装置が記載され、電気機器として多相交流用電気機器を対象とし、電気機器の各相に設置され、各相の電磁波を検出する検出手段と、各相の検出手段の出力レベルを監視比較し、多相の内、1相以上の出力レベルが基準レベルを超え、かつ、多相の内、1相のみが特異的に出力レベルが高い場合に、絶縁異常が発生したと判定する判定手段と、を有する電気機器用絶縁診断装置が記載されている(特許文献1の要約参照)。
また、特許文献2には、部分放電による電磁波と外来ノイズとを判定する電気機器の絶縁異常診断装置が記載され、ノイズアンテナによって外来ノイズを検出し、300~1000MHzの診断周波数帯で、外来ノイズが少ない周波数を所定数選択し、これらを診断周波数として決定し、診断処理時に、異常電磁波検出アンテナが検出した信号の内、診断周波数の検出信号を使用し、絶縁異常の有無を判定する判定部を有する電気機器の絶縁異常診断装置が記載されている(特許文献2の要約参照)。
In addition,
特許文献1には、外来ノイズの影響を受けずに、部分放電によって発生する電磁波を検出する電気機器用絶縁診断装置が記載され、特許文献2には、部分放電によって発生する電磁波と外来ノイズとを判定する電気機器の絶縁異常診断装置が記載されている。
しかし、特許文献1や特許文献2には、気中放電と部分放電とが混在する状況下において、気中放電と部分放電とを分離し、好適に部分放電を検出する部分放電検出方法及び部分放電検出装置は記載されていない。
However,
そこで、本発明は、気中放電と部分放電とが混在する状況下において、気中放電と部分放電とを分離し、好適に部分放電を検出する部分放電検出方法及び部分放電検出装置を提供する。 Accordingly, the present invention provides a partial discharge detection method and a partial discharge detection device that separate the aerial discharge from the partial discharge and suitably detect the partial discharge in a situation where the aerial discharge and the partial discharge coexist. .
上記した課題を解決するため、本発明の部分放電検出方法は、タンクの内部に設置される機器における部分放電の発生の有無を検出するため、過渡接地電圧を検出し、一方は接地の第1TEVセンサであり、他方は非接地の第2TEVセンサである、2つのTEVセンサから、2つの時間信号を取得し、2つの時間信号を、フーリエ変換によって、2つの周波数信号に変換し、2つの周波数信号に基づいて、差分成分の周波数信号を取得し、差分成分の周波数信号を、逆フーリエ変換によって、差分成分の時間信号に変換し、差分成分の時間信号に基づいて、部分放電信号を取得することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the partial discharge detection method of the present invention detects the presence or absence of partial discharge in the equipment installed inside the tank by detecting the transient ground voltage and the first TEV of the ground. Two time signals are obtained from two TEV sensors, one is a sensor and the other is an ungrounded second TEV sensor, the two time signals are converted into two frequency signals by Fourier transform, and the two frequency signals are Based on the signal, a frequency signal of the difference component is obtained, the frequency signal of the difference component is converted into a time signal of the difference component by inverse Fourier transform, and a partial discharge signal is obtained based on the time signal of the difference component. It is characterized by
また、本発明の部分放電検出装置は、タンクの内部の機器における部分放電の発生の有無を検出するため、過渡接地電圧を検出し、一方は接地の第1TEVセンサであり、他方は非接地の第2TEVセンサである、2つのTEVセンサと、2つのTEVセンサから、2つの時間信号を取得し、2つの時間信号を、フーリエ変換によって、2つの周波数信号に変換し、2つの周波数信号に基づいて、差分成分の周波数信号を取得し、差分成分の周波数信号を、逆フーリエ変換によって、差分成分の時間信号に変換し、差分成分の時間信号に基づいて、部分放電信号を取得する信号検出装置と、を有することを特徴とする。 In addition, the partial discharge detection device of the present invention detects the presence or absence of partial discharge in the equipment inside the tank, and detects a transient ground voltage. Two TEV sensors, which are the second TEV sensors, and two time signals are obtained from the two TEV sensors, the two time signals are converted into two frequency signals by Fourier transform, and based on the two frequency signals A signal detection device that obtains a frequency signal of a differential component, converts the frequency signal of the differential component into a time signal of the differential component by inverse Fourier transform, and acquires a partial discharge signal based on the time signal of the differential component. and.
本発明によれば、気中放電と部分放電とが混在する状況下において、気中放電と部分放電とを分離し、好適に部分放電を検出する部分放電検出方法及び部分放電検出装置を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a partial discharge detection method and a partial discharge detection device that separate the aerial discharge and the partial discharge under the condition that the aerial discharge and the partial discharge coexist, and suitably detect the partial discharge. be able to.
なお、上記した以外の課題、構成及び効果については、下記する実施例の説明によって明らかにされる。 Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the description of the embodiments below.
以下、図面を使用し、本発明の実施例を説明する。なお、各図面において、実質的に同一又は類似の構成については、同一の符号を使用し、説明する。各図面において、説明が重複する場合には、重複する説明を省略する場合がある。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in each drawing, substantially the same or similar configuration will be described using the same reference numerals. In each drawing, when the explanation overlaps, the overlapping explanation may be omitted.
先ず、実施例1に記載する部分放電検出装置を模式的に説明する。 First, the partial discharge detection device described in Example 1 will be schematically described.
図1は、実施例1に記載する部分放電検出装置を模式的に説明する説明図である。 FIG. 1 is an explanatory view schematically explaining the partial discharge detection device described in Example 1. FIG.
実施例1では、模式的に、高電圧装置は、部分放電12の発生の有無を検出したい機器を内部に有するタンク4と、タンク4の内部の機器に、印加線13及び高電圧ブッシング6を介して、高電圧を供給する外部電源7と、有し、タンク4の内部の機器は、絶縁物5と、絶縁物5が絶縁する絶縁対象9と、を有する。
In Example 1, the high voltage device schematically includes a
そして、絶縁対象9の一方は高圧ブッシング6に接続され、絶縁対象9の他方は接地される。
One of the objects to be insulated 9 is connected to the high-
タンク4の内部の機器には、印加線13及び高電圧ブッシング6を介して、外部電源7から、高電圧が供給される。この際、高電圧ブッシング6の気中部分において、高電圧ブッシング6から気中放電11が頻繁に発生する。
Equipment inside the
一方、タンク4の内部の機器が長期間使用された場合、それに伴い絶縁物5に、絶縁性能の低下などの経年劣化が発生する。つまり、絶縁物5の内部にボイド10が発生し、絶縁物5の絶縁性能が低下する。そして、タンク4の内部の機器に高電圧が供給されると、絶縁物5の内部に発生したボイド10に起因し、タンク4の内部において、絶縁物5から部分放電12が発生する。
On the other hand, when the equipment inside the
一般的に、気中放電11と部分放電12とは、ほぼ同じタイミングで発生するため、通常のアンテナによる放電信号検出では、気中放電信号と部分放電信号とが重畳し、部分放電信号のみを検出することは困難である。
In general, the air discharge 11 and the
そこで、実施例1では、過渡接地電圧(Transient Earth Voltage、以下、TEVと称する)を検出する2つのTEVセンサ1(TEVセンサ1a及びTEVセンサ1b)を使用する。
Therefore, in the first embodiment, two TEV sensors 1 (
そして、TEVセンサ1a及びTEVセンサ1bには、それぞれ金属板2が設置される。TEVセンサ1a及びTEVセンサ1bは、それぞれ金属板2の表面に誘起される表面電流を電圧信号(検出信号)として検出し、出力する。
A
金属板2を有するTEVセンサ1a及び金属板2を有するTEVセンサ1bは、いずれも、タンク4の外部(外側)に設置され、部分放電を検出したい機器の周囲(タンク4の周囲)に設置される。
Both the
そして、一方の、例えば、金属板2を有するTEVセンサ1aの金属板2には、接地線8を接続し、他方の、例えば、金属板2を有するTEVセンサ1bの金属板2には、接地線8を接続しない。なお、接地線8は、絶縁対象9の他方が接地し、タンク4に接続する接地線に接続される。
A
つまり、TEVセンサ1aは接地電位となり、TEVセンサ1bは浮遊電位となる。
That is, the
TEVセンサ1aは、絶縁物5から発生する部分放電信号を、タンク4に接続する接地線とTEVセンサ1aの金属板2とを接続する接地線8を介して、検出する。同時に、TEVセンサ1aは、気中放電信号をアンテナとして検出する。
The
なお、TEVセンサ1aは、気中放電信号及び部分放電信号を同時に検出する。但し、気中放電信号は、電磁波としてTEVセンサ1aに到達するため、接地線8を介して到達する部分放電信号よりも、早く検出される。
The
一方、TEVセンサ1bは、気中部分を伝搬する気中放電信号をアンテナとして検出する。
On the other hand, the
そして、TEVセンサ1a及びTEVセンサ1bは、それぞれ、計測線14を介して、信号検出装置3と接続する。また、信号検出装置3は、表示装置15と接続する。信号検出装置3は、TEVセンサ1a及びTEVセンサ1bが検出する電圧信号の到達時刻と信号強度とを記憶する。なお、TEVセンサ1a及びTEVセンサ1bの電圧信号の検出タイミングを同期させる。また、表示装置15は、後述する図2、図3、図4、図5、図7などを表示する。
The
次に、実施例1に記載するタンク4において検出したTEVセンサ1aとTEVセンサ1bとの検出信号を説明する。
Next, detection signals of the
図2は、実施例1に記載するタンク4において検出したTEVセンサ1aとTEVセンサ1bとの検出信号を説明する説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining detection signals of the
図2は、時間(例えば、μ秒)と信号強度(例えば、mV)との関係を示すものであり、信号強度とは、TEVセンサ1aとTEVセンサ1bとが検出した検出信号であり、電圧信号である。 FIG. 2 shows the relationship between time (e.g., microseconds) and signal strength (e.g., mV). is a signal.
また、図2の上段は、TEVセンサ1bが検出した検出信号(非接地)を示し、図2の下段は、TEVセンサ1aが検出した検出信号(接地)を示す。
The upper part of FIG. 2 shows the detection signal (ungrounded) detected by the
図2に示すように、タンク4において検出した、TEVセンサ1aの検出信号(出力信号)とTEVセンサ1bの検出信号(出力信号)とは、相違する。TEVセンサ1aの検出信号(下段)には、気中放電信号成分と部分放電信号成分とが含まれるため、信号強度は大きく、TEVセンサ1bの検出信号(上段)には、気中放電信号成分のみが含まれるため、信号強度は小さい。
As shown in FIG. 2, the detection signal (output signal) of the
なお、TEVセンサ1aにおいては、気中放電信号及び部分放電信号を同時に検出する。気中放電信号は、電磁波としてTEVセンサ1aに到達するため、接地線8を介して到達する部分放電信号よりも、早く検出される。
The
次に、検出信号のフーリエ変換による周波数信号を説明する。 Next, a frequency signal obtained by Fourier transform of the detection signal will be described.
図3は、検出信号のフーリエ変換による周波数信号を説明する説明図である。 FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a frequency signal obtained by Fourier transforming a detection signal.
図3(a)は、図2と同様の図面であり、図3(b)は、図3(a)の下段をフーリエ変換した図面(接地)であり、図3(c)は、図3(a)の上段をフーリエ変換した図面(非接地)である。なお、図3(b)及び図3(c)は、周波数(例えば、Hz)と信号強度(例えば、無次元:エネルギー相対比)との関係を示すものである。 3(a) is the same drawing as FIG. 2, FIG. 3(b) is a drawing (grounded) obtained by Fourier transforming the lower part of FIG. 3(a), and FIG. It is drawing (ungrounded) which carried out the Fourier transform of the upper stage of (a). In addition, FIG.3(b) and FIG.3(c) show the relationship between a frequency (for example, Hz) and signal strength (for example, non-dimensional: energy relative ratio).
TEVセンサ1aの検出信号(接地)及びTEVセンサ1bの検出信号(非接地)の時間領域の信号を、フーリエ変換によって、それぞれの周波数領域の信号に変換する。つまり、接地及び非接地のそれぞれ時間信号(検出信号)を、フーリエ変換によって、接地及び非接地のそれぞれの周波数信号に変換する。
The time domain signals of the detection signal (grounded) of the
図3(b)及び図3(c)に示すように、接地電位としたTEVセンサ1aの周波数スペクトル(気中放電信号成分及び部分放電信号成分を含む)には、低周波成分を多く含み、浮遊電位としたTEVセンサ1bの周波数スペクトル(気中放電信号成分のみを含む)には、高周波成分を多く含む。
As shown in FIGS. 3(b) and 3(c), the frequency spectrum (including air discharge signal components and partial discharge signal components) of the
これは、TEVセンサ1aの検出信号には、重畳した気中放電信号と部分放電信号とが検出され、TEVセンサ1bの検出信号には、気中放電信号のみが検出されるためである。
This is because the detection signal of the
つまり、TEVセンサ1aの検出信号は、接地線8を介して検出されるため、接地線8を伝搬する際に、接地線8の対地静電容量の影響によって、ローパスフィルターと同等の効果が発生し、低周波成分が多くなる。
In other words, since the detection signal of the
次に、周波数信号を演算処理した演算結果を説明する。 Next, the result of arithmetic processing of the frequency signal will be described.
図4は、周波数信号を演算処理した演算結果を説明する説明図である。 FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the result of arithmetic processing of the frequency signal.
図4(a)は、図3(b)と同様の図面であり、図4(b)は、図3(c)と同様の図面である。 4(a) is a drawing similar to FIG. 3(b), and FIG. 4(b) is a drawing similar to FIG. 3(c).
そして、図4(a)に示す接地の周波数スペクトル(周波数信号)と図4(b)に示す非接地の周波数スペクトル(周波数信号)とに基づいて、演算処理(論理演算)し、AND成分と差分成分とを抽出する。 Then, based on the grounded frequency spectrum (frequency signal) shown in FIG. 4A and the ungrounded frequency spectrum (frequency signal) shown in FIG. Extract the difference component.
つまり、2つの周波数スペクトルにおける周波数信号から、AND成分(AND成分の演算処理スペクトル)を抽出することによって、気中放電の周波数スペクトルを抽出し、差分成分(差分成分の演算処理スペクトル)を抽出することによって部分放電の周波数スペクトルを抽出する。 That is, the frequency spectrum of the air discharge is extracted by extracting the AND component (arithmetic processing spectrum of the AND component) from the frequency signals in the two frequency spectra, and the difference component (arithmetic processing spectrum of the differential component) is extracted. to extract the frequency spectrum of the partial discharge.
なお、AND成分の演算は、接地の周波数信号と非接地の周波数信号とを比較して、小さい周波数信号を抽出する演算であり、差分成分の演算は、接地の周波数信号から非接地の周波数信号を減算し、減算された周波数信号の絶対値を抽出する演算である。 The calculation of the AND component is a calculation of extracting a small frequency signal by comparing the grounded frequency signal and the ungrounded frequency signal. is subtracted and the absolute value of the subtracted frequency signal is extracted.
次に、演算結果の逆フーリエ変換による時間信号を説明する。 Next, a time signal obtained by inverse Fourier transform of the calculation result will be described.
図5は、演算結果の逆フーリエ変換による時間信号を説明する説明図である。 FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a time signal obtained by inverse Fourier transform of the calculation result.
図5(a)は、図4(c)と同様の図面であり、図5(b)は、図4(d)と同様の図面である。図5(c)は、図5(a)を逆フーリエ変換した図面(気中放電)であり、図5(d)は、図5(b)の逆フーリエ変換した図面(部分放電)である。なお、図5(c)及び図5(d)は、時間(例えば、μ秒)と信号強度(例えば、mV)との関係を示すものである。 FIG. 5(a) is a drawing similar to FIG. 4(c), and FIG. 5(b) is a drawing similar to FIG. 4(d). FIG. 5(c) is a drawing (air discharge) obtained by inverse Fourier transforming FIG. 5(a), and FIG. 5(d) is a drawing (partial discharge) obtained by inverse Fourier transforming of FIG. 5(b). . In addition, FIG.5(c) and FIG.5(d) show the relationship between time (for example, microseconds) and signal strength (for example, mV).
このように、逆フーリエ変換によって、周波数領域の信号を時間領域の信号に変換する。つまり、AND成分及び差分成分のそれぞれ周波数信号を、逆フーリエ変換によって、気中放電及び部分放電のそれぞれの時間信号に変換する。 Thus, the inverse Fourier transform transforms the frequency domain signal into the time domain signal. In other words, each frequency signal of the AND component and the difference component is converted into a time signal of each of the air discharge and the partial discharge by inverse Fourier transform.
これにより、気中放電の時間信号と部分放電の時間信号とが検出される。 Thereby, the time signal of the air discharge and the time signal of the partial discharge are detected.
そして、部分放電における時間と信号強度との関係(図5(d))に基づいて、絶縁物5の内部に発生したボイド10に起因した、タンク4の内部の機器における部分放電12の発生の有無を検出することができる。つまり、タンク4の内部の機器の絶縁状態を把握することができる。
Then, based on the relationship between the time and signal intensity in partial discharge (FIG. 5(d)), the occurrence of
次に、実施例1に記載する信号検出装置3における信号処理のフローを説明する。
Next, the flow of signal processing in the
図6は、実施例1に記載する信号検出装置3における信号処理のフローを説明する説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the flow of signal processing in the
(1)S101において、TEVセンサ1a(第1TEVセンサ)及びTEVセンサ1b(第2TEVセンサ)を使用し、接地の検出信号及び非接地の時間信号(時間に対する信号強度の信号)を取得する(図2参照)。
(1) In S101,
(2)S102において、TEVセンサ1aの検出信号(接地)の時間信号を、フーリエ変換によって、周波数信号に変換し、TEVセンサ1bの検出信号(非接地)の時間信号を、フーリエ変換によって、周波数信号(周波数に対する信号強度の信号)に変換する(図3参照)。
(2) In S102, the time signal of the detection signal (grounded) of the
(3)S103において、接地の周波数信号と非接地の周波数信号とに基づいて、演算処理し、AND成分の周波数信号と差分成分の周波数信号とを取得する(図4参照)。つまり、2つの周波数信号の共通の信号成分(AND成分)を、気中放電成分とし、2つの周波数信号の残った信号成分(差分成分)を、部分放電成分とする。 (3) In S103, arithmetic processing is performed based on the grounded frequency signal and the ungrounded frequency signal to acquire the frequency signal of the AND component and the frequency signal of the difference component (see FIG. 4). That is, the common signal component (AND component) of the two frequency signals is defined as the air discharge component, and the remaining signal component (difference component) of the two frequency signals is defined as the partial discharge component.
(4)S104において、AND成分の周波数信号を、逆フーリエ変換によって、AND成分の時間信号に変換し、差分成分の周波数信号を、逆フーリエ変換によって、差分成分の時間信号に変換する(図5参照)。 (4) In S104, the AND component frequency signal is converted into an AND component time signal by inverse Fourier transform, and the differential component frequency signal is converted into a differential component time signal by inverse Fourier transform (FIG. 5). reference).
(5)S105において、AND成分の時間信号に基づいて、気中放電信号を取得し、差分成分の時間信号に基づいて、部分放電信号を取得する(図5参照)。 (5) In S105, an air discharge signal is obtained based on the AND component time signal, and a partial discharge signal is obtained based on the difference component time signal (see FIG. 5).
このように、実施例1に記載する部分放電検出方法は、タンク4の内部に設置される機器における部分放電12の発生の有無を検出するため、タンク4の周囲に設置され、過渡接地電圧を検出し、一方は接地のTEVセンサ1a(第1TEVセンサ)であり、他方は非接地のTEVセンサ1b(第2TEVセンサ)である、2つのTEVセンサ1から、2つの時間信号を取得し、これら2つの時間信号を、フーリエ変換によって、2つの周波数信号に変換し、これら2つの周波数信号に基づいて、差分成分の周波数信号を取得し、この差分成分の周波数信号を、逆フーリエ変換によって、差分成分の時間信号に変換し、差分成分の時間信号に基づいて、部分放電信号を取得する。
As described above, the partial discharge detection method described in the first embodiment is installed around the
また、実施例1に記載する部分放電検出装置は、タンク4の内部に設置される機器における部分放電12の発生の有無を検出するため、タンク4の周囲に設置され、過渡接地電圧を検出し、一方は接地のTEVセンサ1a(第1TEVセンサ)であり、他方は非接地のTEVセンサ1b(第2TEVセンサ)である、2つのTEVセンサ1と、2つのTEVセンサ1から、2つの時間信号を取得し、これら2つの時間信号を、フーリエ変換によって、2つの周波数信号に変換し、これら2つの周波数信号に基づいて、差分成分の周波数信号を取得し、この差分成分の周波数信号を、逆フーリエ変換によって、差分成分の時間信号に変換し、差分成分の時間信号に基づいて、部分放電信号を取得する信号検出装置3と、を有する。
Further, the partial discharge detection device described in the first embodiment is installed around the
これにより、気中放電信号と部分放電信号とが検出され、タンク4の内部の機器における部分放電12の発生の有無を検出することができる。そして、部分放電信号に基づいて、タンク4の内部の機器の絶縁状態を把握することができる。
As a result, the air discharge signal and the partial discharge signal are detected, and the presence or absence of the
このように、実施例1によれば、部分放電12を検出する際に、高電圧ブッシング6など気中に露出する箇所で発生する気中放電11(ラジオ波などの電磁波の外来ノイズを含む)が、検出対象である機器で発生する部分放電12に重畳するが、この部分放電12のみを検出することができる。
As described above, according to the first embodiment, when the
また、実施例1によれば、TEVセンサ1を使用し、部分放電12を検出する際に、周波数を所定数選択する必要がなく、診断周波数を決定する必要もなく、部分放電12のみを検出することができる。
Moreover, according to the first embodiment, when the
つまり、実施例1によれば、接地と非接地との2つのTEVセンサ1を使用し、これら2つのTEVセンサ1からの出力信号を信号処理することによって、気中放電11と部分放電12とが混在する状況下において、気中放電11と部分放電12とを分離し、外来ノイズが大きな環境においても、好適に部分放電12を検出することができる。
That is, according to Example 1, two
次に、実施例1に記載する部分放電の電荷量を同定する校正データを説明する。 Next, calibration data for identifying the charge amount of partial discharge described in Example 1 will be described.
図7は、実施例1に記載する部分放電の電荷量を同定する校正データを説明する説明図である。 FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining calibration data for identifying the charge amount of partial discharge described in the first embodiment.
ここでは、検出した部分放電12の電荷量の大きさを同定する。
Here, the magnitude of the detected charge amount of the
先ず、検出した部分放電12の電荷量の大きさを同定するため、校正データを取得する。
First, calibration data is acquired in order to identify the magnitude of the detected charge amount of the
図7に示す校正データは、横軸が検出信号強度(mV)であり、縦軸が校正信号強度(pC)である。 In the calibration data shown in FIG. 7, the horizontal axis is the detected signal strength (mV), and the vertical axis is the calibration signal strength (pC).
この校正データは、以下の手順によって、取得する。
(1)先ず、事前に、放電電荷量が既知の放電発生装置又は信号発生装置を、機器に接続し、放電又は信号を発生させる。
(2)次に、TEVセンサ1a及びTEVセンサ1bを使用し、接地の検出信号及び非接地の時間信号を取得する。そして、上記した信号処理のフローに則って、部分放電信号を取得する。
(3)これを数種類の大きさの放電電荷量で実施し、検出信号強度と校正信号強度との特性曲線(校正データ)を取得する。
(4)そして、この校正データを使用し、或る時間における、部分放電12の信号強度(検出信号強度)に基づいて、検出した部分放電12の電荷量の大きさ(校正信号強度)を同定する。
This calibration data is acquired by the following procedure.
(1) First, a discharge generator or a signal generator with a known amount of discharge charge is connected to the device in advance to generate a discharge or a signal.
(2) Next, the
(3) This is performed with several types of discharge charge amounts to obtain a characteristic curve (calibration data) between the detected signal intensity and the calibrated signal intensity.
(4) Then, using this calibration data, based on the signal intensity (detection signal intensity) of the
これにより、検出した部分放電12の電荷量の大きさを同定することができる。
Thereby, the magnitude of the detected charge amount of the
次に、実施例1に記載する金属板2を説明する。
Next, the
図8は、実施例1に記載する金属板2を説明する説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating the
ここでは、TEVセンサ1a及びTEVセンサ1bに設置する、例えば、アルミニウムやステンレスからなる金属板2の形状をボウタイアンテナ形状とする。つまり、金属板2は、同形状の2枚の二等辺三角形板からなり、それぞれの二等辺三角形板の頂角が対向するように設置される。
Here, the shape of the
なお、気中放電11は、GHz帯域となることが多いため、ボウタイアンテナの周波数特性における中心周波数がGHz帯域となるように、アンテナ長さ及びアンテナ開き角を設定することが好ましく、特に、アンテナ長さを10cm以上及びアンテナ開き角を30度以上とすることが好ましい。実施例1では、アンテナ長さを10cm及びアンテナ開き角を30度とする。 In addition, since the air discharge 11 is often in the GHz band, it is preferable to set the antenna length and the antenna opening angle so that the center frequency in the frequency characteristics of the bowtie antenna is in the GHz band. It is preferable to set the length to 10 cm or more and the antenna opening angle to 30 degrees or more. In Example 1, the antenna length is 10 cm and the antenna opening angle is 30 degrees.
これにより、周波数特性を広帯域とすることができ、受信感度を向上させることができる。 As a result, the frequency characteristics can be wideband, and the reception sensitivity can be improved.
次に、実施例2に記載する部分放電検出装置を模式的に説明する。 Next, the partial discharge detection device described in Example 2 will be schematically described.
図9は、実施例2に記載する部分放電検出装置を模式的に説明する説明図である。 FIG. 9 is an explanatory view schematically explaining the partial discharge detection device described in Example 2. FIG.
実施例2では、TEVセンサ1aを、タンク4の側面の金属部分に、直接、設置する。これにより、実施例1と同様の効果を取得することができる。
In Example 2, the
なお、タンク4の内部において発生する放射状の電磁波である部分放電12は、タンク4の壁面の金属部分に誘起し、表面電流を発生する。
A
そして、実施例2によれば、この金属部分に誘起される表面電流を検出することによって、部分放電の信号強度を増加させることができる。 Then, according to the second embodiment, the signal intensity of the partial discharge can be increased by detecting the surface current induced in this metal portion.
なお、実施例2では、TEVセンサ1aに金属板3は設置しない。
In addition, in Example 2, the
次に、実施例3に記載する部分放電検出装置を模式的に説明する。 Next, the partial discharge detection device described in Example 3 will be schematically described.
図10は、実施例3に記載する部分放電検出装置を模式的に説明する説明図である。 FIG. 10 is an explanatory view schematically explaining the partial discharge detection device described in Example 3. FIG.
実施例3では、3つのTEVセンサ1aを、タンク4の側面の金属部分の3箇所に、直接、設置する。これにより、実施例1と同様の効果を取得することができる。
In Example 3, three
また、タンク4の側面の金属部分に設置する3箇所は、それぞれ離した位置とする。具体的には、例えば、タンク4の側面に一つ、タンク4の側面に対向する側面の上端に一つ、及び、タンク4の側面に対向する側面の下端に一つを、設置する。
Also, the three positions to be installed on the metal part of the side surface of the
なお、それぞれ離した位置の3箇所にTEVセンサ1aを設置する場合には、部分放電12の電磁波の到達時間が、相違する。そして、3つのTEVセンサ1aの検出信号の第1波の到達時間を比較する。
When the
部分放電発生源からTEVセンサ1aまでの距離が短いほど、この到達時間が早くなる。
The shorter the distance from the partial discharge source to the
また、部分放電12の電磁波の速度は一定であるため、それぞれのTEVセンサ1aにおける部分放電12の電磁波の到達時間から、部分放電発生源とそれぞれのTEVセンサ1aとの間の距離を取得することができる。
Further, since the speed of the electromagnetic wave of the
そして、実施例3によれば、TEVセンサ1aを3箇所に設置するため、部分放電発生源の位置を特定することができる。つまり、それぞれのTEVセンサ1aから部分放電発生源までの距離を半径とし、それぞれのTEVセンサ1aを中心とした円で示すことができ、この円の重なる部分が、部分放電発生源の位置となる。
According to the third embodiment, since the
なお、実施例3では、3つのTEVセンサ1aを3箇所に設置したが、3つ以上のTEVセンサ1aを3箇所以上に設置してもよい。
Although the three
なお、実施例3では、3つのTEVセンサ1aに金属板3は設置しない。
In addition, in Example 3, the
次に、実施例4に記載する部分放電検出装置を模式的に説明する。 Next, the partial discharge detection device described in Example 4 will be schematically described.
図11は、実施例4に記載する部分放電検出装置を模式的に説明する説明図である。 FIG. 11 is an explanatory view schematically explaining the partial discharge detection device described in Example 4. FIG.
実施例4では、TEVセンサ1に設置する金属板2に、切り替えスイッチ16を設置する。切り替えスイッチ16の一端は、金属板2に接続し、切り替えスイッチ16の他端は接地線8を接続し、切り替えスイッチ16のON、OFFによって、TEVセンサ1の接地(ON)と非接地(OFF)とを切り替える。つまり、2つのTEVセンサ1を、金属板2に設置する切り替えスイッチ16によって、1つのTEVセンサ1で実現する。これにより、実施例1と同様の効果を取得することができる。
In Example 4, a changeover switch 16 is installed on the
そして、実施例4によれば、1つのTEVセンサで接地と非接地とを切り替え、接地と非接地との検出信号を取得することができる。つまり、切り替えスイッチ16を接地とした際には、部分放電信号と気中放電信号とを取得し、切り替えスイッチ16を非接地とした際には、気中放電信号のみを取得する。 Further, according to the fourth embodiment, it is possible to switch between grounding and non-grounding with one TEV sensor, and obtain grounded and non-grounded detection signals. That is, when the changeover switch 16 is grounded, the partial discharge signal and the air discharge signal are obtained, and when the changeover switch 16 is not grounded, only the air discharge signal is obtained.
なお、本発明は下記する実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、下記する実施例は本発明を分かりやすく説明するために、具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を有するものに限定されるものではない。 In addition, the present invention is not limited to the following examples, and includes various modifications. For example, the embodiments described below are specifically described in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
また、ある実施例の構成の一部を、他の実施例の構成の一部に置換することもできる。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を追加することもできる。また、各実施例の構成の一部について、それを削除し、他の構成の一部を追加し、他の構成の一部と置換することもできる。 Also, part of the configuration of one embodiment can be replaced with part of the configuration of another embodiment. Moreover, the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Also, a part of the configuration of each embodiment can be deleted, a part of another configuration can be added, and a part of another configuration can be substituted.
1…TEVセンサ
2…金属板
3…信号検出装置
4…タンク
5…絶縁物
6…高電圧ブッシング
7…外部電源
8…接地線
9…絶縁対象
10…ボイド
11…気中放電
12…部分放電
13…印加線
14…計測線
15…表示装置
16…切り替えスイッチ
Claims (7)
少なくとも非接地の第2TEVセンサに金属板を設置することを特徴とする部分放電検出方法。 The partial discharge detection method according to claim 1,
A method for detecting partial discharge, characterized in that a metal plate is placed on at least a second ungrounded TEV sensor.
前記金属板の形状をボウタイアンテナ形状とすることを特徴とする部分放電検出方法。 A partial discharge detection method according to claim 2,
A method for detecting partial discharge, wherein the shape of the metal plate is a shape of a bow-tie antenna.
前記第1TEVセンサを、タンクの側面の金属部分に、直接、設置することを特徴とする部分放電検出方法。 The partial discharge detection method according to claim 1,
A partial discharge detection method, wherein the first TEV sensor is directly installed on a metal part of the side surface of the tank.
前記第1TEVセンサを、少なくとも3つ以上設置し、それぞれの第1TEVセンサにおける部分放電の到達時間から、部分放電発生源とそれぞれの第1TEVセンサとの間の距離を取得し、部分放電発生源の位置を特定することを特徴とする部分放電検出方法。 A partial discharge detection method according to claim 4,
At least three or more of the first TEV sensors are installed, the distance between the partial discharge generation source and each first TEV sensor is obtained from the arrival time of the partial discharge in each of the first TEV sensors, and the partial discharge generation source is obtained. A partial discharge detection method characterized by identifying a position.
前記2つのTEVセンサを、前記金属板に設置する切り替えスイッチによって実現することを特徴とする部分放電検出方法。 A partial discharge detection method according to claim 2,
A partial discharge detection method, wherein the two TEV sensors are realized by a changeover switch installed on the metal plate.
前記2つのTEVセンサから、2つの時間信号を取得し、前記2つの時間信号を、フーリエ変換によって、2つの周波数信号に変換し、前記2つの周波数信号に基づいて、差分成分の周波数信号を取得し、前記差分成分の周波数信号を、逆フーリエ変換によって、差分成分の時間信号に変換し、前記差分成分の時間信号に基づいて、部分放電信号を取得する信号検出装置と、
を有することを特徴とする部分放電検出装置。 Two TEV sensors, one grounded first TEV sensor and the other ungrounded second TEV sensor, for detecting the presence or absence of partial discharge in the equipment inside the tank, for detecting transient ground voltages; ,
Two time signals are obtained from the two TEV sensors, the two time signals are converted into two frequency signals by Fourier transform, and a differential component frequency signal is obtained based on the two frequency signals. a signal detection device for converting the frequency signal of the differential component into a time signal of the differential component by inverse Fourier transform, and obtaining a partial discharge signal based on the time signal of the differential component;
A partial discharge detection device comprising:
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