JP7804485B2 - Partial discharge detection device and partial discharge detection method - Google Patents
Partial discharge detection device and partial discharge detection methodInfo
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Description
本発明は高電圧装置の内部部分放電を検出する部分放電検出装置に係り、特に、過渡接地電圧センサを使用して高電圧装置の内部部分放電を検出する部分放電検出装置、及び部分放電検出方法に関するものである。 The present invention relates to a partial discharge detection device for detecting internal partial discharges in high-voltage equipment, and in particular to a partial discharge detection device and partial discharge detection method that uses a transient ground voltage sensor to detect internal partial discharges in high-voltage equipment.
配電盤、スイッチギヤ、変圧器、開閉機器等の高電圧装置は、設置されてから長期に亘って使用されるが、それに伴い絶縁性能の低下等の経年劣化が生じる。そして、電力設備の絶縁性能が低下すると、内部部分放電が発生することが一般的に知られている。電力設備を構成する高電圧装置の内部で放電(以下、内部部分放電ともいう)が繰返し発生すると絶縁破壊に至り、火災等の災害につながる可能性がある。したがって、電力設備を安全に運用するには、高電圧装置の内部部分放電を正確に検出することが重要である。 High-voltage equipment such as distribution boards, switchgear, transformers, and switching devices are used for long periods after installation, and as a result, they undergo deterioration over time, including a decline in insulation performance. It is generally known that a decline in the insulation performance of power equipment can lead to internal partial discharges. Repeated discharges (hereinafter referred to as internal partial discharges) within the high-voltage equipment that makes up power equipment can lead to insulation breakdown, which could lead to disasters such as fires. Therefore, to operate power equipment safely, it is important to accurately detect internal partial discharges in high-voltage equipment.
例えば、特開平09-68556号公報(特許文献1)には、以下に示す内部部分放電を検出する技術が開示されている。具体的には、3相電力設備において、各相に対応する3つのアンテナの出力信号をチャンネルセレクタにより切替えて、チューニングアンプに出力し、A/D変換器を介してデジタルデータとして測定し、周波数分析を行ない、内部部分放電の発生の有無を判定する。測定値から求めた評価値(平均等)が、1つのアンテナに関してのみ特異的に大きい場合に、絶縁異常が発生したと判定するものである。 For example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 09-68556 (Patent Document 1) discloses the following technology for detecting internal partial discharges. Specifically, in three-phase power equipment, the output signals of three antennas corresponding to each phase are switched using a channel selector, output to a tuning amplifier, measured as digital data via an A/D converter, and frequency analysis is performed to determine whether internal partial discharges have occurred. If the evaluation value (average, etc.) obtained from the measured values is specifically high for only one antenna, it is determined that an insulation abnormality has occurred.
また、特開平10-210647号公報(特許文献2)には、以下に示す内部部分放電を検出する技術が開示されている。具体的には、3つのアンテナ(3相電力設備の各相に対応)とノイズアンテナとの出力信号を、セレクタで切替えて、アンプ、チューナ及びA/D変換器を介して測定し、周波数分析を行なって内部部分放電の発生の有無を判定し、ノイズアンテナの出力レベルがしきい値を超えない周波数ポイントを測定範囲として決定した後、測定範囲で3つのアンテナの出力を測定し、測定値の平均値のレベルに基づいて内部部分放電の発生の有無を判定するものである。 Furthermore, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 10-210647 (Patent Document 2) discloses the following technology for detecting internal partial discharges. Specifically, the output signals from three antennas (corresponding to each phase of a three-phase power facility) and a noise antenna are switched using a selector, and measured via an amplifier, tuner, and A/D converter. Frequency analysis is performed to determine whether internal partial discharges have occurred, and the frequency points at which the noise antenna output level does not exceed a threshold value are determined as the measurement range. After that, the outputs of the three antennas are measured within the measurement range, and the occurrence of internal partial discharges is determined based on the average level of the measured values.
ところで、高電圧装置における内部部分放電を検出するために、高電圧装置、例えば配電盤の盤内の壁面等に取り付けた過渡接地電圧センサを用いることが提案されている。ただ、この過渡接地電圧センサを使用して内部部分放電を検出する場合は次のような課題を対策する必要がある。 In order to detect internal partial discharges in high-voltage equipment, it has been proposed to use a transient ground voltage sensor attached to the wall inside the high-voltage equipment, such as a distribution board. However, when using this transient ground voltage sensor to detect internal partial discharges, it is necessary to address the following issues:
高電圧装置の周囲における電磁波は、高電圧装置の内部の絶縁物沿面や絶縁物内部などから放出される内部部分放電に起因する電磁波や、ブッシングなど気中に露出した箇所で発生する気中放電に起因する電磁波や通信波といった外部ノイズとがあり、これらが混在する環境にある。そして、内部部分放電を検出する場合は、外部ノイズを分離して検出する必要がある。 Electromagnetic waves around high-voltage equipment are a mixture of electromagnetic waves caused by internal partial discharges emitted from the surface of insulators inside the equipment or from inside the insulators, as well as external noise such as electromagnetic waves caused by air discharges that occur in parts exposed to the air, such as bushings, and communication waves. Detecting internal partial discharges requires separating and detecting external noise.
また、過渡接地電圧センサの検出信号を監視する監視装置は、盤内の制御装置と一体的に構成されていることが多く、内部部分放電のサンプリング周期が監視装置や制御装置側に適合されて、数KHzと低く設定されている場合がある。一方、内部部分放電に基づく電磁波は数MHzといった短時間の信号であるため、サンプリング周期が低く設定されていると、内部部分放電の確実な検出が困難になるといった課題がある。 In addition, monitoring devices that monitor the detection signals of transient earth voltage sensors are often configured as one unit with the control devices inside the panel, and the sampling period for internal partial discharges may be set low at a few kHz to suit the monitoring or control device. However, because the electromagnetic waves caused by internal partial discharges are short-duration signals at a few MHz, setting the sampling period low poses the problem of making it difficult to reliably detect internal partial discharges.
本発明の目的は、外部ノイズと内部部分放電が混在する状況下において、内部部分放電と外部ノイズを分離し、しかも内部部分放電を確実に検出することができる部分放電検出装置、及び部分放電検出方法を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a partial discharge detection device and partial discharge detection method that can separate internal partial discharges from external noise and reliably detect internal partial discharges in situations where external noise and internal partial discharges coexist.
本発明は、高電圧装置に設けられ過渡接地電圧を計測する過渡接地電圧センサと、過渡接地電圧センサから出力される検出信号の内で、内部部分放電に関する部分放電検出信号を選択する部分放電検出信号選択手段と、選択された部分放電検出信号から内部部分放電の発生を示す部分放電発生信号を検出する部分放電発生検出手段と、検出された部分放電発生信号を保持する部分放電発生信号保持手段と、所定のサンプリング周期が到来する毎に部分放電発生信号保持手段に保持された部分放電発生信号をサンプリングするサンプリング手段とを備えた部分放電検出装置を特徴とするものである。 The present invention features a partial discharge detection device comprising: a transient ground voltage sensor provided in a high-voltage device for measuring transient ground voltage; partial discharge detection signal selection means for selecting a partial discharge detection signal related to an internal partial discharge from among the detection signals output by the transient ground voltage sensor; partial discharge occurrence detection means for detecting a partial discharge occurrence signal indicating the occurrence of an internal partial discharge from the selected partial discharge detection signal; partial discharge occurrence signal holding means for holding the detected partial discharge occurrence signal; and sampling means for sampling the partial discharge occurrence signal held in the partial discharge occurrence signal holding means at each predetermined sampling period.
本発明によれば、外部ノイズと内部部分放電が混在する状況下において内部部分放電と外部ノイズを分離し、しかも内部部分放電を確実に検出することができる。 The present invention makes it possible to separate internal partial discharges from external noise in situations where both external noise and internal partial discharges coexist, while also reliably detecting internal partial discharges.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。尚、各図面において、同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分についてはその詳細な説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications and applications within the technical concept of the present invention are also included within its scope. Furthermore, in each drawing, identical components will be designated by the same reference numerals, and detailed descriptions of overlapping parts will be omitted.
図1は、本発明の第1の実施形態になる部分放電検出装置の構成を示すものである。本実施形態では、高電圧装置としての受電盤や開閉機器の内部部分放電を過渡接地電圧センサ(以下、TEVセンサと記載する)によって検出する例を説明する。 Figure 1 shows the configuration of a partial discharge detection device according to a first embodiment of the present invention. This embodiment describes an example in which internal partial discharges in high-voltage devices such as power receiving panels and switching equipment are detected using a transient earth voltage sensor (hereinafter referred to as a TEV sensor).
図1においてTEVセンサ12は、TEVセンサ12を取り付けた受電盤や開閉機器等を構成する筐体の金属壁11の表面に誘起される表面電流を電圧信号として出力する機能を備えている。ここで、筐体の金属壁11は接地されている。TEVセンサ12の後段には検出回路10が接続されている。 In Figure 1, the TEV sensor 12 has the function of outputting, as a voltage signal, a surface current induced on the surface of the metal wall 11 of the housing that constitutes the power receiving panel, switching device, etc. to which the TEV sensor 12 is attached. Here, the metal wall 11 of the housing is grounded. A detection circuit 10 is connected downstream of the TEV sensor 12.
検出回路10の前段側には商用周波数付近の外部ノイズ成分を除去するハイパスフィルタ13と、気中放電による外部ノイズ成分を除去するローパスフィルタ15が設けられている。ハイパスフィルタ13とローパスフィルタ15の間には、インピーダンス分離の目的で利得1倍のアンプ14が設けられている。これによりハイパスフィルタ13とローパスフィルタ15の間の相互作用は無くなることになる。このように、ハイパスフィルタ13~ローパスフィルタ15は、外部ノイズの除去機能を備えており、これによって内部部分放電に関係する検出信号が後段の回路素子に送られる。 The upstream side of the detection circuit 10 is provided with a high-pass filter 13, which removes external noise components near commercial frequencies, and a low-pass filter 15, which removes external noise components caused by aerial discharges. A 1x gain amplifier 14 is provided between the high-pass filter 13 and low-pass filter 15 for the purpose of impedance separation. This eliminates interaction between the high-pass filter 13 and low-pass filter 15. In this way, the high-pass filter 13 to low-pass filter 15 have the function of removing external noise, allowing detection signals related to internal partial discharges to be sent to downstream circuit elements.
ローパスフィルタ15の後段には、TEVセンサ12の信号のベースラインの変動を抑制するために、抵抗R1、コンデンサC1、及び切り替えスイッチ16、17を設けている。これらの要素はベースラインの変動を抑制する機能を備えている。切り替えスイッチ16、17は、ローパスフィルタ15からの入力信号を出力する出力スイッチ16と、接地スイッチ17とから構成されている。 Resistive element R1, capacitor C1, and selector switches 16 and 17 are provided downstream of the low-pass filter 15 to suppress baseline fluctuations in the signal from the TEV sensor 12. These elements function to suppress baseline fluctuations. The selector switches 16 and 17 consist of an output switch 16 that outputs the input signal from the low-pass filter 15, and a ground switch 17.
ここで、出力スイッチ16と接地スイッチ17とは、動作タイミングが到来すると逆の動作を行うもので、後述する監視装置23からの切換信号によって動作される。出力スイッチ16が「オン」の状態では接地スイッチ17は「オフ」となり、部分放電検出信号が後段のコンパレータ18に出力される。 The output switch 16 and ground switch 17 perform opposite operations when the appropriate timing arrives, and are operated by a switching signal from the monitoring device 23, which will be described later. When the output switch 16 is "on," the ground switch 17 is "off," and a partial discharge detection signal is output to the downstream comparator 18.
一方、出力スイッチ16が「オフ」の状態では接地スイッチ17は「オン」となり、部分放電検出信号はコンパレータ18には出力されない。部分放電検出信号が出力されない場合は、過渡接地電圧センサ12側は接地状態となり、オフセットが「0V」となる。 On the other hand, when the output switch 16 is in the "off" state, the ground switch 17 is "on" and the partial discharge detection signal is not output to the comparator 18. If the partial discharge detection signal is not output, the transient ground voltage sensor 12 is in a grounded state and the offset is "0 V."
この切り替えスイッチ16、17の動作タイミングは任意の周期でよいものであるが、後述するリセットスイッチ21、22のタイミングとの兼ね合いで決めることもできる。尚、リセットスイッチ21、22のタイミングは、監視装置23でのサンプリング周期に同期している。 The operation timing of these changeover switches 16 and 17 can be any cycle, but can also be determined in conjunction with the timing of reset switches 21 and 22, which will be described later. The timing of reset switches 21 and 22 is synchronized with the sampling cycle of monitoring device 23.
ハイパスフィルタ13から切り替えスイッチ16、17までが、過渡接地電圧センサへ入力された入力信号の内で、内部部分放電に関係する部分放電検出信号を選択する「部分放電検出信号選択手段」としての機能である。尚、抵抗R1、コンデンサC1、切り替えスイッチ16、17は、必要でなければ省略することも可能である。 The components from the high-pass filter 13 to the selector switches 16 and 17 function as a "partial discharge detection signal selection means" that selects a partial discharge detection signal related to internal partial discharge from among the input signals input to the transient ground voltage sensor. Note that resistor R1, capacitor C1, and selector switches 16 and 17 can be omitted if not required.
切り替えスイッチ16、17の後段には、コンパレータ18が設けられ、所定の閾値以上の部分放電検出信号が、部分放電発生信号として判断される。コンパレータ18は、選択された部分放電検出信号から内部部分放電の発生を示す部分放電発生信号を検出する「部分放電発生検出手段」として機能する。 A comparator 18 is provided downstream of the selector switches 16 and 17, and determines that a partial discharge detection signal that is equal to or greater than a predetermined threshold is a partial discharge occurrence signal. The comparator 18 functions as a "partial discharge occurrence detection means" that detects a partial discharge occurrence signal indicating the occurrence of an internal partial discharge from the selected partial discharge detection signal.
部分放電発生信号が発生したと判断されると、この部分放電発生信号は、発生する度に後段の積分回路19、20に出力される。コンパレータ18は外部入力により閾値の設定が変更可能となっている。この閾値の設定は、例えば予め出荷時に設定することができ、本実施形態でも出荷時に設定している。ただ、高電圧装置の使用状況や環境条件等によって変更することも可能である。 When it is determined that a partial discharge occurrence signal has occurred, this partial discharge occurrence signal is output to the downstream integration circuits 19 and 20 each time it occurs. The threshold setting of the comparator 18 can be changed via an external input. This threshold setting can be set in advance, for example, at the time of shipment, and in this embodiment it is set at the time of shipment. However, it can also be changed depending on the usage status and environmental conditions of the high-voltage device, etc.
コンパレータ18の後段には、積分回路19、20が接続されている。この積分回路19、20は直列的に接続された2段構成となっており、第1積分回路19と、これに続く第2積分回路20とから構成されている。第1積分回路19は、部分放電発生信号の時間的な信号幅(時間幅)の延長機能を備え、第2積分回路20は、部分放電発生信号に基づく電荷を蓄積する蓄積機能を備えている。これらの積分回路10、20は、部分放電発生信号を保持する「部分放電発生信号保持手段」として機能する。 Integration circuits 19 and 20 are connected downstream of the comparator 18. These integration circuits 19 and 20 are configured in a two-stage series connection, consisting of a first integration circuit 19 followed by a second integration circuit 20. The first integration circuit 19 has the function of extending the temporal signal width (time width) of the partial discharge occurrence signal, while the second integration circuit 20 has the function of storing charge based on the partial discharge occurrence signal. These integration circuits 10 and 20 function as "partial discharge occurrence signal holding means" that hold the partial discharge occurrence signal.
第1積分回路19は、オペアンプOP1を主要素にして、抵抗R2、R3、R4、及びコンデンサC2から構成されている。また、第2積分回路20は、オペアンプOP2を主要素にして、抵抗R6、R7、及びコンデンサC3から構成されている。第1積分回路19と第2積分回路20の間には、抵抗R5とコンデンサC3が介装されている。 The first integrating circuit 19 is composed of resistors R2, R3, R4, and capacitor C2, with operational amplifier OP1 as its main element. The second integrating circuit 20 is composed of resistors R6, R7, and capacitor C3, with operational amplifier OP2 as its main element. Resistor R5 and capacitor C3 are interposed between the first integrating circuit 19 and second integrating circuit 20.
更に、第2積分回路20には、抵抗R6に並列配置されたリセットスイッチ21、及びコンデンサC3に並列配置されたリセットスイッチ22が設けられている。リセットスイッチ21、22はフォトダイオードで構成されている。このリセットスイッチ21、22によって、第2積分回路20に蓄積された電荷が放電されてリセットされる。 The second integration circuit 20 is further provided with a reset switch 21 arranged in parallel with resistor R6 and a reset switch 22 arranged in parallel with capacitor C3. The reset switches 21 and 22 are composed of photodiodes. The reset switches 21 and 22 discharge the charge accumulated in the second integration circuit 20, resetting it.
このリセットされる前の電荷量が、内部部分放電の発生と、その強度を示すことになる。そして、リセットスイッチ21、22のリセット動作が、監視装置23のサンプリング周期と同期され、この時の電荷量を監視装置23が検出して、内部部分放電の発生を判断している。これらが積分回路19、20に保持された部分放電発生信号をサンプリングする「サンプリング手段」として機能する。 The amount of charge before this reset indicates the occurrence of an internal partial discharge and its intensity. The reset operation of reset switches 21 and 22 is synchronized with the sampling period of monitoring device 23, which detects the amount of charge at this time and determines whether an internal partial discharge has occurred. These function as "sampling means" that sample the partial discharge occurrence signal held in integration circuits 19 and 20.
次に、図1に示す検出回路10の動作について、図2~図7に基づいて説明する。図2は、TEVセンサ12から出力される高電圧装置の部分放電信号と気中放電信号を示し、図3は、ローパスフィルタを通過する前と通過した後のTEVセンサ12の検出信号の波形を示し、図4は、ベースラインの変動防止回路の構成を示し、図5はベースラインの変動抑制状態を示し、図6は積分回路による入力信号と出力信号の時間幅の比較を示し、図7は検出装置の検出タイミングの考え方を示している。 Next, the operation of the detection circuit 10 shown in Figure 1 will be explained with reference to Figures 2 to 7. Figure 2 shows the partial discharge signal and air discharge signal of the high-voltage device output from the TEV sensor 12, Figure 3 shows the waveform of the detection signal from the TEV sensor 12 before and after passing through the low-pass filter, Figure 4 shows the configuration of the baseline fluctuation prevention circuit, Figure 5 shows the baseline fluctuation suppression state, Figure 6 shows a comparison of the time widths of the input and output signals by the integration circuit, and Figure 7 shows the concept of the detection timing of the detection device.
先ず、図2の(A)は、TEVセンサ12で計測した高電圧装置の筐体内部の部分放電検出信号を示し、(B)は高電圧装置の筐体外部の気中放電検出信号を示している。高周波成分は内部部分放電で80MHz、気中放電で90MHzと同等の周波数であるが、高周波振動の包絡成分の周波数成分は、内部部分放電では4MHzであるのに対し、気中放電では10MHzと約2.5倍の違いがある。したがって、包絡周波数成分を区別してやれば、内部部分放電を選択することができる。 First, Figure 2 (A) shows the partial discharge detection signal inside the housing of the high-voltage device measured by the TEV sensor 12, and (B) shows the air discharge detection signal outside the housing of the high-voltage device. The high-frequency components are at the same frequency, 80 MHz for internal partial discharges and 90 MHz for air discharges, but the frequency components of the envelope components of the high-frequency vibrations are 4 MHz for internal partial discharges and 10 MHz for air discharges, a difference of approximately 2.5 times. Therefore, by distinguishing between the envelope frequency components, it is possible to select internal partial discharges.
気中放電の場合においては、気中放電が電磁波として直接的に筐体に到達し、筐体表面に誘起された表面電流がTEVセンサ12で検出される。これに対し、筐体内部の内部部分放電においては、内部部分放電の電磁波が筐体の内側に誘起した表面電流がブッシング部分などから漏れ、筐体外側を伝搬してTEVセンサ12で検出される成分に加え、筐体の接地線を介して筐体に流入した接地電流成分がTEVセンサ12で検出される。この接地電流成分が比較的低い周波数成分となる。 In the case of an air discharge, the air discharge reaches the housing directly as electromagnetic waves, and the surface current induced on the surface of the housing is detected by the TEV sensor 12. In contrast, in the case of an internal partial discharge inside the housing, the electromagnetic waves of the internal partial discharge induce a surface current inside the housing, which leaks from bushings and other parts, propagating outside the housing and detected by the TEV sensor 12. In addition, a ground current component that flows into the housing via the housing's ground wire is also detected by the TEV sensor 12. This ground current component is a relatively low frequency component.
そこで、先ず商用周波数付近の外部ノイズを除くため、TEVセンサ12の検出信号に対して、カットオフ周波数を数十kHz程度としたハイパスフィルタ13を通過させることにより、低周波帯域の外部ノイズ成分を取り除いている。次に内部部分放電と気中放電を分離するために、カットオフ周波数が7MHz~9MHzとなるローパスフィルタ15を通過させることで、気中放電の包絡周波数成分をカットして、部分放電検出信号を選択、抽出する。 First, to remove external noise near commercial frequencies, the detection signal from the TEV sensor 12 is passed through a high-pass filter 13 with a cutoff frequency of several tens of kHz, thereby removing external noise components in the low-frequency band. Next, to separate internal partial discharges from air discharges, the signal is passed through a low-pass filter 15 with a cutoff frequency of 7 MHz to 9 MHz, thereby cutting out the envelope frequency components of air discharges and selecting and extracting the partial discharge detection signal.
これにより、TEVセンサ12の信号波形は、図3に示すように部分放電信号の包絡成分が残ることになる。図3の上側は、TEVセンサ12で計測した高電圧装置の筐体内部の部分放電信号であり、下側はロ―パスフィルタ15を通過した包絡成分の信号を示している。ハイパスフィルタ13、及びローパスフィルタ15のカットオフ周波数は、高電圧装置が設置された使用状況や環境条件等により変化する。好ましくは、それぞれのカットオフ周波数を可変としたフィルタを用いることが好ましい。これによって、適宜カットオフ周波数を変更して、検出精度を向上することができる。 As a result, the signal waveform of the TEV sensor 12 retains the envelope component of the partial discharge signal, as shown in Figure 3. The upper part of Figure 3 shows the partial discharge signal inside the housing of the high-voltage device measured by the TEV sensor 12, and the lower part shows the envelope component signal that has passed through the low-pass filter 15. The cutoff frequencies of the high-pass filter 13 and low-pass filter 15 vary depending on the usage situation and environmental conditions in which the high-voltage device is installed. It is preferable to use filters with variable cutoff frequencies. This makes it possible to change the cutoff frequencies as needed and improve detection accuracy.
また、本実施形態では、部分放電検出信号のベースラインの変動を防ぐため、ローパスフィルタ15の後段に、図4に示すような抵抗R1、コンデンサC1、及び切り替えスイッチ16、17からなるベースライン電圧変動抑制回路24を設けている。このベースライン抑制回路24は、ベースラインの電圧変動を抑制する機能を備えている。 In addition, in this embodiment, to prevent fluctuations in the baseline of the partial discharge detection signal, a baseline voltage fluctuation suppression circuit 24 consisting of resistor R1, capacitor C1, and selector switches 16 and 17, as shown in Figure 4, is provided downstream of the low-pass filter 15. This baseline suppression circuit 24 has the function of suppressing baseline voltage fluctuations.
切り替えスイッチである、部分放電検出信号を出力する出力スイッチ16と接地スイッチ17は、部分放電検出信号を出力するタイミングで、出力スイッチ16が「オン」の状態では接地スイッチ17は「オフ」となり、部分放電検出信号を出力しない待ちのタイミングで、出力スイッチ16が「オフ」の状態では接地スイッチ17が「オン」となる。このため、TEVセンサ12側は接地状態となり、オフセットが「0V」となる。 The output switch 16, which outputs a partial discharge detection signal, and the ground switch 17 are selector switches. When the output switch 16 is in the "on" state, the ground switch 17 is "off" at the timing when the partial discharge detection signal is to be output. When the output switch 16 is in the "off" state and the partial discharge detection signal is not to be output, the ground switch 17 is "on". As a result, the TEV sensor 12 is in a grounded state, and the offset is "0V".
このような、ベースライン変動を抑制するベースライン電圧変動抑制回路24の動作を図5に示している。図5の(A)は、ベースライン抑制回路24を通過する前の抵抗R1の入力側(a)の部分放電検出信号を示しており、ベースラインの電圧変動が影響していることを示している。 Figure 5 shows the operation of the baseline voltage fluctuation suppression circuit 24, which suppresses baseline fluctuations. Figure 5 (A) shows the partial discharge detection signal on the input side (a) of resistor R1 before passing through the baseline suppression circuit 24, indicating the influence of baseline voltage fluctuations.
図5の(B)は、ベースライン電圧変動抑制回路24を通過した後の出力スイッチ16の出力側(b)の部分放電検出信号を示しており、ベースラインの電圧変動の影響が抑制されている。ここで、(C)は、接地スイッチ17のタイミングを示しており、接地スイッチが「オフ」(逆に出力スイッチ16が「オン」)の時に、部分放電検出信号が後段のコンパレータ18に入力される。 Figure 5 (B) shows the partial discharge detection signal on the output side (b) of the output switch 16 after passing through the baseline voltage fluctuation suppression circuit 24, suppressing the effects of baseline voltage fluctuations. (C) shows the timing of the ground switch 17; when the ground switch is "off" (and conversely, the output switch 16 is "on"), the partial discharge detection signal is input to the downstream comparator 18.
コンパレータ18では、所定の閾値と部分放電検出信号とが比較される。所定の閾値は、内部部分放電が発生したことを判定するための閾値であり、この閾値を超えると内部部分放電が発生したと見做している。そして、コンパレータ18によって内部部分放電が発生したと認識された部分放電発生検出信号が第1積分回路19に入力される。ここで、高電圧装置の使用状況や環境条件等により判定したい部分放電信号強度が変化することがある、したがって、コンパレータ18の閾値の設定は調整可能とされているのが好ましい。 The comparator 18 compares the partial discharge detection signal with a predetermined threshold value. The predetermined threshold value is used to determine whether an internal partial discharge has occurred, and if this threshold value is exceeded, it is deemed that an internal partial discharge has occurred. The partial discharge occurrence detection signal that the comparator 18 recognizes as indicating an internal partial discharge is then input to the first integration circuit 19. Here, the strength of the partial discharge signal to be determined may change depending on the usage status of the high-voltage device, environmental conditions, etc.; therefore, it is preferable that the threshold setting of the comparator 18 be adjustable.
コンパレータ18により出力される部分放電発生信号は、後段の積分回路19、20に入力され、積分回路19、20で時間的な信号幅(時間幅)を拡大させる。上述したように、積分回路19、20は直列的に接続された2段構成となっている。 The partial discharge occurrence signal output by the comparator 18 is input to the downstream integrator circuits 19 and 20, which expand the temporal signal width (time width). As mentioned above, the integrator circuits 19 and 20 are configured in two stages connected in series.
そして、1段目の積分回路19によって、部分放電発生信号の時間幅が拡大される。この時間幅は、監視装置23のサンプリング周期、バンド幅でサンプリング可能な時間幅となるように、オペアンプOP1に接続される抵抗R2、R3、R4とコンデンサC2の値が設定されている。 Then, the first-stage integration circuit 19 expands the time width of the partial discharge occurrence signal. The values of resistors R2, R3, and R4 and capacitor C2 connected to operational amplifier OP1 are set so that this time width can be sampled within the sampling period and bandwidth of the monitoring device 23.
図6にシミュレーションの結果を示している。積分回路19の入力側に、一例として125nsの時間幅を持つ入力信号を入力したときに、積分回路19を通過した後の出力側には400μsの時間幅を持つ出力信号が出力された。このように、コンパレータ18からの部分放電発生信号は、サンプリング周期に対応できるように時間幅が拡大されることがわかる。 Figure 6 shows the results of the simulation. For example, when an input signal with a time width of 125 ns was input to the input side of the integrator circuit 19, an output signal with a time width of 400 μs was output from the output side after passing through the integrator circuit 19. As such, it can be seen that the time width of the partial discharge occurrence signal from the comparator 18 is expanded to correspond to the sampling period.
次に、2段目の積分回路20によって部分放電発生信号による電荷を蓄積している。この蓄積された電荷量によって内部部分放電の強度を判定することができる。そして、監視装置23によって、蓄積された電荷量が内部部分放電の出力値として取り込まれる。この取り込まれた出力値の大きさによって、監視装置23では内部部分放電の強度を判定する。 Next, the second-stage integration circuit 20 accumulates charge due to the partial discharge occurrence signal. The intensity of the internal partial discharge can be determined based on the amount of this accumulated charge. The monitoring device 23 then captures the amount of accumulated charge as an output value of the internal partial discharge. The monitoring device 23 determines the intensity of the internal partial discharge based on the magnitude of this captured output value.
そして、出力値が取り込まれた後に、監視装置23から第2積分回路20に対してリセット信号が入力され、リセットスイッチ12、13が「オン」となって電荷が放電される。このように、リセット信号の周期を監視装置23のサンプリング周期と同期させることで、検出精度を向上することができる。 After the output value is captured, a reset signal is input from the monitoring device 23 to the second integration circuit 20, turning on the reset switches 12 and 13 and discharging the charge. In this way, by synchronizing the reset signal period with the sampling period of the monitoring device 23, detection accuracy can be improved.
図7に、積分回路19、20によって蓄積された電荷を取り込むタイミングの考え方について説明する。 Figure 7 explains the timing of capturing the charge accumulated by the integrating circuits 19 and 20.
監視装置23からのリセット信号の立下りで、出力スイッチ16を「オン」、接地スイッチ17を「オフ」にすることで、積分回路19、20に部分放電発生信号を入力する。そして、所定の時間に亘る信号取込区間を設定し、この状態を維持して部分放電発生信号に基づく電荷を蓄積する。尚、信号取込区間を終了すると、出力スイッチ16は「オフ」、接地スイッチ17は「オン」に変更される。この時、第2積分回路20に蓄積された電荷は保持された状態となる。 When the reset signal from the monitoring device 23 falls, the output switch 16 is turned "on" and the ground switch 17 is turned "off," inputting a partial discharge occurrence signal to the integrating circuits 19 and 20. A signal acquisition period is then set for a predetermined time, and this state is maintained to accumulate charge based on the partial discharge occurrence signal. When the signal acquisition period ends, the output switch 16 is changed to "off" and the grounding switch 17 to "on." At this time, the charge accumulated in the second integrating circuit 20 is retained.
次に、監視装置23からのリセット信号の到来に合わせて蓄積された電荷量を取り込む。この場合は、リセット信号の立ち上がりで蓄積された電荷量を取り込み、立下りで蓄積された電荷が放電され、これを繰り返すことになる。このような動作により、監視装置23には、サンプリング周期が数kHzで部分放電発生信号に基づいた出力値が入力され、高速のオシロスコープなどの測定機器を用いなくとも、高電圧装置に設置した監視装置で内部部分放電の発生の有無を確実に検出することができるようになる。 The accumulated charge is then captured in response to the arrival of a reset signal from the monitoring device 23. In this case, the accumulated charge is captured at the rising edge of the reset signal, and the accumulated charge is discharged at the falling edge, and this process is repeated. Through this operation, an output value based on the partial discharge occurrence signal is input to the monitoring device 23 at a sampling period of several kHz, making it possible to reliably detect the occurrence of internal partial discharge using a monitoring device installed in the high-voltage equipment, without the need for measuring equipment such as a high-speed oscilloscope.
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、気中放電を検出する第2のTEVセンサを設けたことを特徴としている。 Next, we will explain the second embodiment of the present invention. The second embodiment is characterized by the provision of a second TEV sensor that detects air discharge.
図8において、高電圧装置25には、電極26、27が設けられており、電極間に絶縁用の絶縁物28が配置されている。高電圧装置25の筐体には第1TEVセンサ12が設けられており、伝送線29を介して監視装置23に接続されている。高電圧装置25には、ブッシング30、印可線31を介して電源32と接続されている。 In Figure 8, the high-voltage device 25 is provided with electrodes 26 and 27, with an insulator 28 disposed between the electrodes for insulation. The housing of the high-voltage device 25 is provided with a first TEV sensor 12, which is connected to the monitoring device 23 via a transmission line 29. The high-voltage device 25 is connected to a power source 32 via a bushing 30 and an application line 31.
更に、高電圧装置25の外周囲には金属から形成された外部アンテナ33が設けられ、これに第2TEVセンサ34が取り付けられている。第2TEVセンサ34は、これも伝送線29によって監視装置23に接続されている。尚、絶縁物28からは内部部分放電に基づく電磁波Em1が放射され、ブッシング30からは気中放電に基づく電磁波EM2が放射される。電磁波Em1は、第1TEVセンサ12で計測され、電磁波Em2は第2TEVセンサ34で計測される。 Furthermore, an external antenna 33 made of metal is provided around the periphery of the high-voltage device 25, to which a second TEV sensor 34 is attached. The second TEV sensor 34 is also connected to the monitoring device 23 via a transmission line 29. Note that electromagnetic waves Em1 due to internal partial discharges are emitted from the insulator 28, and electromagnetic waves EM2 due to air discharges are emitted from the bushing 30. Electromagnetic waves Em1 are measured by the first TEV sensor 12, and electromagnetic waves Em2 are measured by the second TEV sensor 34.
図9に、内部部分放電が発生した時の第1TEVセンサ12と第2TEVセンサ34の検出信号を示している。図9の(A)は第1TEVセンサ12の信号波形であり、(B)は第2TEVセンサ34の信号波形である。高電圧装置25の絶縁物28から内部部分放電によって、例えば20pC程度の微小信号が発生した場合、第1TEVセンサ12には筐体に直達する電磁波が引き起こす表面電流による信号が検出される。一方、第2TEVセンサ34には内部部分放電の信号は検出されない。したがって、これらの挙動から内部部分放電の発生を検出することができる。 Figure 9 shows the detection signals of the first TEV sensor 12 and the second TEV sensor 34 when an internal partial discharge occurs. Figure 9 (A) shows the signal waveform of the first TEV sensor 12, and (B) shows the signal waveform of the second TEV sensor 34. When a small signal of, for example, about 20 pC is generated from the insulator 28 of the high-voltage device 25 due to an internal partial discharge, the first TEV sensor 12 detects a signal due to a surface current caused by electromagnetic waves reaching directly into the housing. On the other hand, the second TEV sensor 34 does not detect a signal due to an internal partial discharge. Therefore, the occurrence of an internal partial discharge can be detected from these behaviors.
図10に、第2の実施形態の検出回路を示している。第1TEVセンサ12の側の回路構成は、第1の実施形態と同じ構成であるので、説明は省略する。 Figure 10 shows the detection circuit of the second embodiment. The circuit configuration on the side of the first TEV sensor 12 is the same as that of the first embodiment, so a description will be omitted.
第2TEVセンサ34の側の検出装置も、実質的に第1の実施形態に示すハイパスフィルタ13~コンパレータ18の前までの回路構成と同じである。 The detection device on the second TEV sensor 34 side has essentially the same circuit configuration as the first embodiment, from the high-pass filter 13 to before the comparator 18.
具体的には、商用周波数付近の外部ノイズ成分を除去するハイパスフィルタ35と、外部ノイズ成分を除去するローパスフィルタ37が設けられている。第1TEVセンサ12の側のロ―パスフィルタ15は、内部部分放電と気中放電に基づく検出信号の包絡成分を通過させるカットオフ周波数が設定されている。第2TEVセンサ34側のロ―パスフィルタ37は、気中放電に基づく検出信号の包絡成分を通過させるカットオフ周波数が設定されている。 Specifically, a high-pass filter 35 is provided to remove external noise components near commercial frequencies, and a low-pass filter 37 is provided to remove external noise components. The low-pass filter 15 on the first TEV sensor 12 side has a cutoff frequency that passes the envelope components of the detection signal based on internal partial discharges and air discharges. The low-pass filter 37 on the second TEV sensor 34 side has a cutoff frequency that passes the envelope components of the detection signal based on air discharges.
また、ハイパスフィルタ35とローパスフィルタ37の間には、インピーダンス分離の目的で利得1倍のアンプ36が設けられている。これによりハイパスフィルタ35とローパスフィルタ37の間の相互作用は無くなることになる。 In addition, a 1x gain amplifier 36 is provided between the high-pass filter 35 and the low-pass filter 37 for the purpose of impedance isolation. This eliminates interaction between the high-pass filter 35 and the low-pass filter 37.
ローパスフィルタ37の後段には、第2TEVセンサ34の信号のベースラインの電圧変動を抑制するために、抵抗R1、コンデンサC1、及び切り替えスイッチ38、39を設けている。これらの回路要素はベースラインの電圧変動を抑制する機能を備えている。切り替えスイッチ38、39は、ローパスフィルタ37からの入力信号を出力する出力スイッチ38と、接地スイッチ39とから構成されている。 Resistive element R1, capacitor C1, and selector switches 38 and 39 are provided downstream of the low-pass filter 37 to suppress baseline voltage fluctuations in the signal from the second TEV sensor 34. These circuit elements function to suppress baseline voltage fluctuations. The selector switches 38 and 39 consist of an output switch 38 that outputs the input signal from the low-pass filter 37, and a ground switch 39.
ここで、出力スイッチ38と接地スイッチ37とは、動作タイミングが到来すると逆の動作を行うもので、後述する監視装置23からの切換信号によって動作される。出力スイッチ38が「オン」の状態では接地スイッチ39は「オフ」となり、気中放電検出信号が後段のコンパレータ18に出力される。 The output switch 38 and ground switch 37 perform opposite operations when the appropriate timing arrives, and are operated by a switching signal from the monitoring device 23, which will be described later. When the output switch 38 is "on," the ground switch 39 is "off," and an aerial discharge detection signal is output to the downstream comparator 18.
一方、出力スイッチ38が「オフ」の状態では接地スイッチ39は「オン」となり、気中放電検出信号はコンパレータ18には出力されない。気中放電検出信号が出力されない場合は、第2TEVセンサ34側は接地状態となり、オフセットが「0V」となる。 On the other hand, when the output switch 38 is in the "off" state, the ground switch 39 is "on" and the aerial discharge detection signal is not output to the comparator 18. If the aerial discharge detection signal is not output, the second TEV sensor 34 is in the grounded state and the offset is "0 V."
図10にある通り、コンパレータ18への入力が、第1TEVセンサ12からの部分放電検出信号と、第2TEVセンサ34からの気中放電検出信号とされている。そして、第1TEVセンサ12の部分放電検出信号のみが閾値を超えた場合を内部部分放電として後段の積分回路19、20に出力する。 As shown in Figure 10, the inputs to the comparator 18 are the partial discharge detection signal from the first TEV sensor 12 and the air discharge detection signal from the second TEV sensor 34. If only the partial discharge detection signal from the first TEV sensor 12 exceeds the threshold, it is output to the downstream integration circuits 19 and 20 as an internal partial discharge.
一方、気中放電の場合は、高電圧装置25の筐体もアンテナとなることで、第1TEVセンサ12からの気中放電検出信号と第2TEVセンサ34からの気中放電検出信号も同時に閾値を超えた場合は、気中放電によるものとして後段の積分回路19、20には出力しないようにしている。これにより内部部分放電と気中放電を分離可能とし、かつ監視装置23での部分放電の確認が可能となる。 On the other hand, in the case of an aerial discharge, the housing of the high-voltage device 25 also functions as an antenna, so if the aerial discharge detection signal from the first TEV sensor 12 and the aerial discharge detection signal from the second TEV sensor 34 simultaneously exceed the threshold, it is determined to be an aerial discharge and is not output to the downstream integration circuits 19 and 20. This makes it possible to distinguish between internal partial discharges and aerial discharges, and to confirm partial discharges using the monitoring device 23.
図10に示す第2の実施形態の特徴は以下の通りに総括できる。 The features of the second embodiment shown in Figure 10 can be summarized as follows:
高電圧装置に設けられ過渡接地電圧を計測する第1過渡接地電圧センサと、第1過渡接地電圧センサから出力される検出信号の内で、内部部分放電、及び気中放電に関する放電検出信号を選択する高電圧装置側放電検出信号選択手段と、高電圧装置の外部に位置する外部アンテナに設けられ、気中放電を検出する第2過渡接地電圧センサと、第2過渡接地電圧センサから出力される検出信号の内で、気中放電に関する放電検出信号を選択する外部アンテナ側放電検出信号選択手段と、外部アンテナ側放電検出信号選択手段からの放電検出信号が入力され、また、高電圧装置側放電検出信号選択手段からの放電検出信号が入力され、外部アンテナ側放電検出信号選択手段からの放電検出信号と高電圧装置側放電検出信号選択手段からの放電検出信号の組み合わせから内部部分放電の発生を検出する部分放電発生検出手段と、検出された部分放電発生信号を保持する放電発生信号保持手段と、所定のサンプリング周期が到来する毎に放電発生信号保持手段に保持された部分放電発生信号をサンプリングするサンプリング手段とを備えたことを特徴としている。 The device is characterized by comprising: a first transient ground voltage sensor provided in the high-voltage equipment for measuring transient ground voltage; high-voltage equipment-side discharge detection signal selection means for selecting discharge detection signals related to internal partial discharges and air discharges from among the detection signals output by the first transient ground voltage sensor; a second transient ground voltage sensor provided in an external antenna located outside the high-voltage equipment for detecting air discharges; external antenna-side discharge detection signal selection means for selecting discharge detection signals related to air discharges from among the detection signals output by the second transient ground voltage sensor; partial discharge occurrence detection means that receives as input the discharge detection signal from the external antenna-side discharge detection signal selection means and the discharge detection signal from the high-voltage equipment-side discharge detection signal selection means and detects the occurrence of an internal partial discharge from the combination of the discharge detection signal from the external antenna-side discharge detection signal selection means and the discharge detection signal from the high-voltage equipment-side discharge detection signal selection means; discharge occurrence signal holding means for holding the detected partial discharge occurrence signal; and sampling means for sampling the partial discharge occurrence signal held in the discharge occurrence signal holding means at each predetermined sampling period.
また、第1の実施形態、及び第2の実施形態における検出回路を、FPGA(Field Programmable Gate Array)とアナログ素子を用いて実装することができる。これによると、回路定数等の変更が簡便となり、環境に合わせた回路パラメータの設定が基板での素子変更をしないでも可能となる効果が得られる。 Furthermore, the detection circuits in the first and second embodiments can be implemented using an FPGA (Field Programmable Gate Array) and analog elements. This simplifies the process of changing circuit constants, etc., and allows circuit parameters to be set to suit the environment without changing elements on the board.
以上述べた通り、本発明は、高電圧装置に設けられ過渡接地電圧を計測する過渡接地電圧センサと、過渡接地電圧センサから出力される検出信号の内で、内部部分放電に関する部分放電検出信号を選択する部分放電検出信号選択手段と、選択された部分放電検出信号から内部部分放電の発生を示す部分放電発生信号を検出する部分放電発生検出手段と、検出された部分放電発生信号を保持する部分放電発生信号保持手段と、所定のサンプリング周期が到来する毎に部分放電発生信号保持手段に保持された部分放電発生信号をサンプリングするサンプリング手段とを備えた部分放電検出装置を特徴とするものである。 As described above, the present invention features a partial discharge detection device comprising: a transient ground voltage sensor provided in a high-voltage device for measuring transient ground voltage; partial discharge detection signal selection means for selecting a partial discharge detection signal related to an internal partial discharge from among the detection signals output by the transient ground voltage sensor; partial discharge occurrence detection means for detecting a partial discharge occurrence signal indicating the occurrence of an internal partial discharge from the selected partial discharge detection signal; partial discharge occurrence signal holding means for holding the detected partial discharge occurrence signal; and sampling means for sampling the partial discharge occurrence signal held in the partial discharge occurrence signal holding means at each predetermined sampling period.
これによれば、外部ノイズと内部部分放電が混在する状況下において内部部分放電と外部ノイズを分離し、しかも内部部分放電を確実に検出することができる。 This makes it possible to separate internal partial discharges from external noise in situations where external noise and internal partial discharges coexist, while also reliably detecting internal partial discharges.
尚、本発明は上記したいくつかの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。上記の実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。各実施例の構成について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。 The present invention is not limited to the several embodiments described above, and includes various modifications. The above embodiments have been described in detail to clearly explain the present invention, and are not necessarily limited to those including all of the configurations described. Furthermore, it is possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. It is also possible to add, delete, or replace other configurations with respect to the configuration of each embodiment.
10…検出装置、11…金属壁、12…過渡接地電圧(TEV)センサ、13…ハイパスフィルタ、14…アンプ、15…ローパスフィルタ、16…出力スイッチ、17…接地スイッチ、18…コンパレータ、19…第1積分回路、20…第2積分回路、21…リセットスイッチ、22…リセットスイッチ、23…監視装置。 10...Detection device, 11...Metal wall, 12...Transient ground voltage (TEV) sensor, 13...High-pass filter, 14...Amplifier, 15...Low-pass filter, 16...Output switch, 17...Ground switch, 18...Comparator, 19...First integrator circuit, 20...Second integrator circuit, 21...Reset switch, 22...Reset switch, 23...Monitoring device.
Claims (11)
前記過渡接地電圧センサから出力される検出信号の内で、商用周波数付近の外部ノイズ成分と気中放電による外部ノイズ成分を除去して内部部分放電に関する部分放電検出信号を選択する部分放電検出信号選択手段と、
選択された前記部分放電検出信号から内部部分放電の発生を示す部分放電発生信号を検出する部分放電発生検出手段と、
検出された前記部分放電発生信号を積分して時間的な信号幅を延長する延長機能と、延長された前記部分放電発生信号に基づく電荷を積分して蓄積する蓄積機能を備え、蓄積された電荷量を前記部分放電発生信号として保持する部分放電発生信号保持手段と、
所定のサンプリング周期が到来する毎に前記部分放電発生信号保持手段に保持された前記部分放電発生信号をサンプリングするサンプリング手段とを備え、
前記部分放電検出信号選択手段はフィルタリング手段から構成されており、前記フィルタリング手段は、
前記過渡接地電圧センサからの前記検出信号に対して、前記商用周波数付近の外部ノイズを除去するハイパスフィルタと、
前記ハイパスフィルタに接続され、気中放電に基づく外部ノイズを除去するローパスフィルタとから構成され、
前記ローパスフィルタは、前記ハイパスフィルタからの前記検出信号の周波数成分の包絡成分をカットオフ周波数とする
ことを特徴とする部分放電検出装置。 a transient ground voltage sensor provided in the high voltage device for measuring a transient ground voltage;
a partial discharge detection signal selection means for selecting a partial discharge detection signal relating to an internal partial discharge by removing external noise components near commercial frequencies and external noise components due to air discharge from the detection signals output from the transient ground voltage sensor;
a partial discharge occurrence detection means for detecting a partial discharge occurrence signal indicating the occurrence of an internal partial discharge from the selected partial discharge detection signal;
a partial discharge occurrence signal holding means having an extension function for integrating the detected partial discharge occurrence signal to extend the temporal signal width, and an accumulation function for integrating and accumulating charge based on the extended partial discharge occurrence signal, and for holding the accumulated charge amount as the partial discharge occurrence signal;
a sampling means for sampling the partial discharge occurrence signal held in the partial discharge occurrence signal holding means at each predetermined sampling period ,
The partial discharge detection signal selection means is composed of a filtering means, and the filtering means comprises:
a high-pass filter that removes external noise near the commercial frequency from the detection signal from the transient ground voltage sensor;
a low-pass filter connected to the high-pass filter and configured to remove external noise due to air discharge;
The low-pass filter has a cutoff frequency equal to the envelope component of the frequency components of the detection signal from the high-pass filter.
A partial discharge detection device characterized by:
前記ハイパスフィルタと前記ローパスフィルタの間には、利得が1倍のアンプが配置されているAn amplifier with a gain of 1 is disposed between the high-pass filter and the low-pass filter.
ことを特徴とする部分放電検出装置。A partial discharge detection device characterized by:
前記部分放電発生検出手段は、コンパレータであり、前記コンパレータは、The partial discharge occurrence detection means is a comparator, and the comparator comprises:
前記ローパスフィルタからの前記部分放電検出信号と所定の閾値とを比較し、前記部分放電検出信号が前記閾値を超えると内部部分放電が発生したと判断して前記部分放電発生信号を出力するThe partial discharge detection signal from the low-pass filter is compared with a predetermined threshold value, and when the partial discharge detection signal exceeds the threshold value, it is determined that an internal partial discharge has occurred, and the partial discharge occurrence signal is output.
ことを特徴とする部分放電検出装置。A partial discharge detection device characterized by:
前記ローパスフィルタと前記コンパレータの間には、ベースラインの電圧変動を抑制するベースライン電圧変動抑制回路が設けられているA baseline voltage fluctuation suppression circuit is provided between the low-pass filter and the comparator to suppress baseline voltage fluctuations.
ことを特徴とする部分放電検出装置。A partial discharge detection device characterized by:
前記部分放電発生信号保持手段は、直列的に接続された第1積分回路と第2積分回路から構成されており、the partial discharge occurrence signal holding means is composed of a first integrating circuit and a second integrating circuit connected in series,
前記第1積分回路は、前記コンパレータと接続され、前記コンパレータからの前記部分放電発生信号の時間的な信号幅を延長する前記延長機能を備え、the first integration circuit is connected to the comparator and has an extension function for extending a temporal signal width of the partial discharge occurrence signal from the comparator;
前記第1積分回路に接続された前記第2積分回路は、前記部分放電発生信号に基づく前記電荷を蓄積する前記蓄積機能を備えているThe second integration circuit connected to the first integration circuit has the accumulation function of accumulating the charge based on the partial discharge occurrence signal.
ことを特徴とする部分放電検出装置。A partial discharge detection device characterized by:
前記サンプリング手段は、部分放電の発生を監視する監視装置であり、the sampling means is a monitoring device that monitors the occurrence of partial discharge,
前記監視装置は、前記サンプリング周期に同期して前記第2積分回路に蓄積された前記電荷量を取り込むと共に、前記電荷量が取り込まれると前記第2積分回路に蓄積された前記電荷を放電させるThe monitoring device acquires the amount of charge accumulated in the second integration circuit in synchronization with the sampling period, and when the amount of charge is acquired, the monitoring device discharges the charge accumulated in the second integration circuit.
ことを特徴とする部分放電検出装置。A partial discharge detection device characterized by:
前記第2積分回路は、蓄積された前記電荷を放電させるリセットスイッチを備えており、前記サンプリング周期に合せて前記リセットスイッチによって前記電荷の放電が行われるThe second integration circuit includes a reset switch for discharging the accumulated charge, and the charge is discharged by the reset switch in accordance with the sampling period.
ことを特徴とする部分放電検出装置。A partial discharge detection device characterized by:
前記第2積分回路の前記リセットスイッチは、フォトダイオードから構成されていることを特徴とする部分放電検出装置。The partial discharge detection device according to claim 1, wherein the reset switch of the second integration circuit is composed of a photodiode.
前記コンパレータの前記閾値は、外部から変更できるThe threshold value of the comparator can be changed externally.
ことを特徴とする部分放電検出装置。A partial discharge detection device characterized by:
前記第1過渡接地電圧センサから出力される検出信号の内で、内部部分放電と気中放電に基づく前記検出信号の包絡成分を通過させ、内部部分放電、及び気中放電に関する放電検出信号を選択する高電圧装置側放電検出信号選択手段と、a high-voltage device-side discharge detection signal selection means for passing envelope components of the detection signals output from the first transient ground voltage sensor that are based on internal partial discharges and air discharges, and selecting discharge detection signals related to internal partial discharges and air discharges;
前記高電圧装置の外部に位置する外部アンテナに設けられ、気中放電を検出する第2過渡接地電圧センサと、a second transient ground voltage sensor provided on an external antenna located outside the high voltage device for detecting air discharge;
前記第2過渡接地電圧センサから出力される前記検出信号の内で、気中放電に基づく前記検出信号の包絡成分を通過させ、気中放電に関する前記放電検出信号を選択する外部アンテナ側放電検出信号選択手段と、an external antenna side discharge detection signal selection means for passing an envelope component of the detection signal based on an aerial discharge among the detection signals output from the second transient ground voltage sensor, and selecting the discharge detection signal related to the aerial discharge;
前記外部アンテナ側放電検出信号選択手段からの前記放電検出信号が入力され、また、前記高電圧装置側放電検出信号選択手段からの前記放電検出信号が入力され、前記外部アンテナ側放電検出信号選択手段からの前記放電検出信号と前記高電圧装置側放電検出信号選択手段からの前記放電検出信号の組み合わせから内部部分放電の発生を部分放電発生信号として検出する部分放電発生検出手段と、partial discharge occurrence detection means, which receives the discharge detection signal from the external antenna side discharge detection signal selection means and the discharge detection signal from the high voltage device side discharge detection signal selection means, and detects the occurrence of an internal partial discharge as a partial discharge occurrence signal from a combination of the discharge detection signal from the external antenna side discharge detection signal selection means and the discharge detection signal from the high voltage device side discharge detection signal selection means;
検出された前記部分放電発生信号を積分して時間的な信号幅を延長する延長機能と、延長された前記部分放電発生信号に基づく電荷を積分して蓄積する蓄積機能を備え、蓄積された電荷量を前記部分放電発生信号として保持する放電発生信号保持手段と、a discharge occurrence signal holding means having an extension function for integrating the detected partial discharge occurrence signal to extend a temporal signal width, and an accumulation function for integrating and accumulating charge based on the extended partial discharge occurrence signal, and for holding the accumulated charge amount as the partial discharge occurrence signal;
所定のサンプリング周期が到来する毎に前記放電発生信号保持手段に保持された前記部分放電発生信号をサンプリングするサンプリング手段とを備えたa sampling means for sampling the partial discharge occurrence signal held in the discharge occurrence signal holding means at each predetermined sampling period;
ことを特徴とする部分放電検出装置。A partial discharge detection device characterized by:
前記部分放電発生検出手段は、前記部分放電発生信号だけが検出された時を部分放電の発生とするThe partial discharge occurrence detection means determines that a partial discharge has occurred when only the partial discharge occurrence signal is detected.
ことを特徴とする部分放電検出装置。A partial discharge detection device characterized by:
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