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JP2019124629A - Detector detecting insulation state of power transmission line - Google Patents

Detector detecting insulation state of power transmission line Download PDF

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JP2019124629A
JP2019124629A JP2018006472A JP2018006472A JP2019124629A JP 2019124629 A JP2019124629 A JP 2019124629A JP 2018006472 A JP2018006472 A JP 2018006472A JP 2018006472 A JP2018006472 A JP 2018006472A JP 2019124629 A JP2019124629 A JP 2019124629A
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transmission line
state detection
insulation state
power transmission
insulation
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JP2018006472A
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善信 高柳
Yoshinobu Takayanagi
善信 高柳
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TDK Corp
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Abstract

To provide an insulation state detector that can detect potential insulation defects of a power transmission line early by a simple configuration.SOLUTION: An insulation state detector 10 for a power transmission line according to the present invention includes: a magnetism sensor 11 including a magnetic resistance element, the sensor detecting a change of magnetism generated when a partial discharge including a corona discharge is generated from an insulation-coated power transmission line; and a first filter 13 for removing a frequency band including a characteristic frequency component caused by the partial discharge from the magnetic sensor 11.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、送電線の絶縁不良の予兆を検知するための絶縁状態検知装置に関するものである。   The present invention relates to an insulation state detection device for detecting a sign of insulation failure of a transmission line.

送電線には局部的な絶縁不良が生じることがある。絶縁不良の原因は、送電線と送電線との接続部の劣化や、架橋ポリエチレン等の絶縁体の劣化など様々であるが、絶縁不良を早期に検知するための様々な方法が提案されている。   Transmission lines may have local insulation failure. There are various causes of poor insulation, such as deterioration of the connection between the power transmission line and the transmission line, deterioration of the insulator such as cross-linked polyethylene, etc. However, various methods have been proposed for early detection of insulation failure. .

送電線の絶縁不良を早期に検知する方法の一つとして、コロナ放電を含む部分放電を監視する方法が知られている。例えば特許文献1及び2には、電力伝送経路の絶縁性能が低下した部位に発生するコロナ放電に起因して発生する進行波を検出することにより絶縁不良を早期に検知する方法が記載されている。進行波検出用のセンサは、送電線を取り囲む環状コアと、環状コアに巻回された第1巻線及び第2巻線を有し、第1巻線の両端は短絡しており、第2巻線の両端部から進行波の通過に伴う信号を検出することによって電力伝送経路の絶縁状態が検知される。   A method of monitoring partial discharges including corona discharge is known as one of methods for early detection of insulation failure of a transmission line. For example, Patent Documents 1 and 2 describe a method of detecting insulation failure at an early stage by detecting a traveling wave generated due to a corona discharge generated in a portion where the insulation performance of the power transmission path is lowered. . A sensor for traveling wave detection has an annular core surrounding a power transmission line, and a first winding and a second winding wound around the annular core, both ends of the first winding being short-circuited, The isolated state of the power transfer path is detected by detecting the signal accompanying the passage of the traveling wave from both ends of the winding.

また、特許文献3には、ヘリコプターにコロナ放電検出用のアンテナを搭載し、ヘリコプターで飛行しながら架空送電線及びその設備から異常コロナ放電に起因して発生する電波をアンテナで受信することにより、架空送電線及びその設備の異常個所を探査する方法が記載されている。   Further, in Patent Document 3, an antenna for detecting corona discharge is mounted on a helicopter, and while flying by the helicopter, the antenna is received by an antenna from radio transmission lines and equipment thereof that are generated due to abnormal corona discharge by using the antenna. A method is described for searching for anomalies in overhead transmission lines and their equipment.

特開平1−217271号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 1-217271 特開平1−221680号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 1-221680 特開平3−237372号公報JP-A-3-237372

しかしながら、特許文献1、2に記載された従来の検知方法は、センサを構成する環状コアが非常に高価であるため、送電線に沿って多数のセンサを設置することが難しい。そのため、絶縁不良個所を具体的に特定するためには、センサの着脱作業を行って送電線上の設置位置を変えながら検査を行う必要があるが、環状コアは大型で重量も重く、送電線への取り付け作業が大変であるため、多大な労力と時間がかかるという問題がある。特許文献3に記載の検知方法は、アンテナを含む装置全体が大型であるため、公共インフラとしての送電線の検査には好適でなく、地中送電線に対する適用も困難である。   However, in the conventional detection methods described in Patent Documents 1 and 2, it is difficult to install a large number of sensors along the transmission line because the annular core that constitutes the sensors is very expensive. Therefore, in order to specifically identify the insulation failure location, it is necessary to conduct the inspection while attaching and detaching the sensor and changing the installation position on the power transmission line, but the annular core is large and heavy, and Because the mounting work of the is difficult, it takes a lot of labor and time. The detection method described in Patent Document 3 is not suitable for inspection of a transmission line as a public infrastructure because the entire apparatus including the antenna is large, and application to underground transmission lines is also difficult.

したがって、本発明の目的は、送電線の潜在的な絶縁不良を簡易な構成により早期に検知することが可能な絶縁状態検知装置を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide an insulation state detection device capable of early detecting potential insulation failure of a transmission line with a simple configuration.

上記課題を解決するため、本発明による送電線の絶縁状態検知装置は、磁気抵抗素子を含み、絶縁被覆された送電線からコロナ放電を含む部分放電が発生した際に生じる磁気変化を検知する磁気センサと、前記磁気センサの出力信号から前記部分放電による特徴的な周波数成分を含む周波数帯域を取り出す第1フィルタとを備えることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, the insulation state detection device for a power transmission line according to the present invention includes a magnetic resistance element, and detects a magnetic change generated when a partial discharge including corona discharge occurs from an insulation coated transmission line. A sensor and a first filter for extracting a frequency band including a characteristic frequency component of the partial discharge from an output signal of the magnetic sensor.

本発明によれば、送電線の絶縁不良個所で発生する部分放電によって生じる送電線の周囲の磁気変化を磁気センサで検知するので、装置の低コスト化を図ることができ、装置の設置も容易である。また、磁気センサの出力信号から部分放電に起因する周波数成分を取り出す第1フィルタを設けたので、送電線に流れる電流等により生じるノイズの影響を排除することができ、送電線の絶縁不良の予兆を早期に検知することができる。   According to the present invention, the magnetic sensor detects the magnetic change around the transmission line caused by the partial discharge generated at the insulation failure point of the transmission line, so cost reduction of the device can be achieved and installation of the device is easy. It is. In addition, since the first filter for extracting the frequency component caused by the partial discharge from the output signal of the magnetic sensor is provided, the influence of noise caused by the current flowing through the transmission line can be eliminated, and the sign of insulation failure of the transmission line Can be detected early.

本発明において、前記磁気センサは、前記送電線の外周の一部又は前記送電線のジョイント部に取り付けられ、前記部分放電が発生した際に生じる前記送電線の周囲の磁気変化を検知してもよく、前記送電線の絶縁被覆部又はジョイント部を接地するための接地線の外周の一部に取り付けられ、前記部分放電が発生した際に生じる前記接地線の周囲の磁気変化を検知してもよい。これにより、送電線の絶縁不良の予兆を検知することができる。   In the present invention, the magnetic sensor is attached to a part of the outer periphery of the power transmission line or a joint portion of the power transmission line, and detects a magnetic change around the power transmission line that occurs when the partial discharge occurs. Even if it is attached to a part of the outer periphery of the grounding wire for grounding the insulating coating part or joint part of the power transmission line, even if it detects the magnetic change around the grounding wire which occurs when the partial discharge occurs. Good. Thereby, a sign of insulation failure of the transmission line can be detected.

本発明による絶縁状態検知装置は、前記磁気センサの出力信号から商用周波数成分を含む周波数帯域を取り出す第2フィルタをさらに備えることが好ましい。この場合において、前記第1フィルタは、前記部分放電による特徴的な周波数成分を通過させるバンドパスフィルタ又はハイパスフィルタであり、前記第2フィルタは、前記商用周波数成分を通過させるローパスフィルタであることが好ましい。この構成によれば、送電線の絶縁不良の予兆と商用電流とを同時に監視することができ、絶縁状態検知装置の機能性を向上させることができる。   Preferably, the insulation state detection device according to the present invention further comprises a second filter for extracting a frequency band including a commercial frequency component from an output signal of the magnetic sensor. In this case, the first filter is a band pass filter or a high pass filter that passes characteristic frequency components due to the partial discharge, and the second filter is a low pass filter that passes the commercial frequency components. preferable. According to this configuration, it is possible to simultaneously monitor the sign of insulation failure of the transmission line and the commercial current, and to improve the functionality of the insulation state detection device.

前記磁気センサは、4つの磁気抵抗素子のホイートストンブリッジ回路を含むことが好ましい。この構成によれば、寄生抵抗による電圧降下を相殺して感度を向上させることができる。また送電線の周囲に発生する磁気の検出感度が最大となるように4つの磁気抵抗素子の各々の向きが設定されているので、微小な磁気変化を高い感度で検知することができる。   The magnetic sensor preferably includes a Wheatstone bridge circuit of four magnetoresistive elements. According to this configuration, it is possible to offset the voltage drop due to parasitic resistance and improve the sensitivity. In addition, since the direction of each of the four magnetoresistive elements is set so that the detection sensitivity of the magnetism generated around the power transmission line is maximized, a minute magnetic change can be detected with high sensitivity.

本発明による絶縁状態検知装置は、前記磁気センサの出力信号を増幅する計装アンプをさらに備えることが好ましい。この構成によれば、磁気センサからの微小な出力信号をハイインピーダンスで受けて確実に広帯域に増幅することができる。   Preferably, the insulation state detection device according to the present invention further comprises an instrumentation amplifier for amplifying an output signal of the magnetic sensor. According to this configuration, a minute output signal from the magnetic sensor can be received with high impedance and reliably amplified in a wide band.

本発明による絶縁状態検知装置は、前記第1フィルタによってフィルタリングされた前記出力信号のピークレベルを一定時間保持するピークホールド回路と、ピークレベルが保持された前記出力信号を閾値と比較する比較器と、前記出力信号が閾値よりも大きい場合に警報信号を出力する警報部とをさらに備えることが好ましい。この構成によれば、送電線の絶縁不良の予兆の有無を判定して通知することができる。   The insulation state detection device according to the present invention includes a peak hold circuit that holds a peak level of the output signal filtered by the first filter for a certain period of time, and a comparator that compares the output signal whose peak level is held with a threshold. It is preferable to further include an alarm unit that outputs an alarm signal when the output signal is larger than a threshold. According to this configuration, it is possible to determine and notify the presence or absence of a sign of insulation failure of the transmission line.

本発明において、前記警報部は、前記警報信号を無線で送信する無線通信部を含むことが好ましい。この構成によれば、送電線に沿って略等間隔に設置された複数の絶縁状態検知装置からの警報信号を管理サーバが容易に収集することができ、これにより送電線上の絶縁不良地点を特定することができる。   In the present invention, preferably, the alarm unit includes a wireless communication unit that wirelessly transmits the alarm signal. According to this configuration, the management server can easily collect alarm signals from the plurality of insulation state detection devices installed at substantially equal intervals along the power transmission line, thereby identifying insulation failure points on the power transmission line. can do.

本発明によれば、送電線の潜在的な絶縁不良を簡易な構成により早期に検知することが可能な絶縁状態検知装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an insulation state detection device capable of early detection of potential insulation failure of a power transmission line with a simple configuration.

図1は、本発明の実施の形態による送電線の絶縁状態検知システムの構成の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of the configuration of a transmission line insulation state detection system according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の第1の実施の形態による絶縁状態検知装置の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the insulation state detection device according to the first embodiment of the present invention. 図3は、図2の絶縁状態検知装置の構成(警報部を除く)を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the insulation state detection device of FIG. 2 (excluding the alarm unit). 図4は、本発明の第2の実施の形態による絶縁状態検知装置の構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the insulation state detection device according to the second embodiment of the present invention. 図5は、図4の絶縁状態検知装置の構成(警報部を除く)を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of the insulation state detection device of FIG. 4 (excluding the alarm unit). 図6は、絶縁状態検知装置の取り付け方法の他の例を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic view showing another example of the method of attaching the insulation state detection device. 図7は、本発明の第3の実施の形態による絶縁状態検知装置の構成を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the insulation state detection device according to the third embodiment of the present invention. 図8は、図7の絶縁状態検知装置の構成を示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of the insulation state detection device of FIG.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の実施の形態による送電線の絶縁状態検知システムの構成の概略図である。   FIG. 1 is a schematic view of the configuration of a transmission line insulation state detection system according to an embodiment of the present invention.

図1に示すように、この絶縁状態検知システム1は、送電線2の外周面に取り付けられた複数の絶縁状態検知装置10(10A〜10D)と、複数の絶縁状態検知装置10(10A〜10D)と無線通信可能な中継局3と、インターネット等の通信ネットワーク4を介して中継局3に接続された管理サーバ5とを備えている。複数の絶縁状態検知装置10は、送電線2に沿って略等間隔に配置されている。絶縁状態検知装置10による送電線2の絶縁状態の検知結果は中継局3を介して管理サーバ5に転送されるので、管理サーバ5は複数の絶縁状態検知装置10からの絶縁不良に関する情報を容易に収集することができる。また絶縁状態検知装置10は中継局3に距離や通信状態の要因で無線通信出来ない場合には、絶縁状態検知装置10の情報をバケツリレーのように情報を伝送するマルチホップルーティングも可能とする。   As shown in FIG. 1, the insulation state detection system 1 includes a plurality of insulation state detection devices 10 (10A to 10D) attached to the outer peripheral surface of the power transmission line 2 and a plurality of insulation state detection devices 10 (10A to 10D) And a management server 5 connected to the relay station 3 via a communication network 4 such as the Internet. The plurality of insulation state detection devices 10 are disposed along the power transmission line 2 at substantially equal intervals. Since the detection result of the insulation state of the power transmission line 2 by the insulation state detection device 10 is transferred to the management server 5 via the relay station 3, the management server 5 facilitates information on insulation defects from the plurality of insulation state detection devices 10 Can be collected. Also, when the insulation state detection device 10 can not communicate wirelessly to the relay station 3 due to the distance or the communication state, it also enables multi-hop routing for transmitting information of the insulation state detection device 10 like a bucket brigade. .

送電線2は例えば地中送電線であり、芯線2aと絶縁被覆部2bとを有している。絶縁被覆部2bに囲まれることよって芯線2aの絶縁状態が保たれているが、絶縁被覆部2bの局所的な劣化により送電線2からコロナ放電等の部分放電が発生する。絶縁不良地点Xで部分放電が発生している場合、絶縁不良地点Xに近い絶縁状態検知装置10C及び10Dが部分放電によって生じる送電線2の周囲の磁気変化を検知するので、絶縁状態検知装置10Cと10Dとの間に絶縁不良地点Xあると判断することができる。このように、絶縁不良地点を特定するには、送電線2上の複数の地点で検出を行わなければならず、従来のように環状コアを用いた電流センサを付け替えながら検知作業を行った場合には作業効率が非常に悪い。しかし、本実施形態のように、送電線2に沿って絶縁状態検知装置10を等間隔に常設しておくことにより、部分放電を容易に検知することができる。   The power transmission line 2 is, for example, a underground power transmission line, and includes a core 2 a and an insulation coating 2 b. Although the insulation state of the core wire 2a is maintained by being surrounded by the insulation covering portion 2b, local discharge of the insulation covering portion 2b causes partial discharge such as corona discharge from the power transmission line 2. When the partial discharge occurs at the insulation failure point X, the insulation state detection devices 10C and 10D close to the insulation failure point X detect a magnetic change around the power transmission line 2 caused by the partial discharge, so the insulation state detection device 10C And 10D, it can be determined that there is an insulation failure point X. As described above, in order to identify the insulation failure point, detection must be performed at a plurality of points on the power transmission line 2. In the case where the detection operation is performed while replacing the current sensor using the annular core as in the prior art. Work efficiency is very bad. However, partial discharge can be easily detected by always providing the insulation state detection devices 10 at equal intervals along the power transmission line 2 as in the present embodiment.

図2は、本発明の第1の実施の形態による絶縁状態検知装置の構成を示すブロック図である。また図3は、図2の絶縁状態検知装置の構成(警報部16を除く)を示す回路図である。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the insulation state detection device according to the first embodiment of the present invention. Moreover, FIG. 3 is a circuit diagram which shows a structure (except the alarm part 16) of the insulation state detection apparatus of FIG.

図2及び図3に示すように、絶縁状態検知装置10は、磁気センサ11、計装アンプ12、フィルタ13、ピークホールド回路14、比較器15、警報部16を備えており、警報部16は無線通信部16aを含む。絶縁状態検知装置10のこれらの構成要素は、例えば10×10mm程度の非常に小さなパッケージ内に収容されており、送電線2の外周面(絶縁被覆部2bの表面)に取り付けられる。絶縁状態検知装置10に電力を供給する手段は特に限定されず、環境電池と二次電池との組み合わせであってもよく、一次電池であってもよい。   As shown in FIGS. 2 and 3, the insulation state detection device 10 includes a magnetic sensor 11, an instrumentation amplifier 12, a filter 13, a peak hold circuit 14, a comparator 15, and an alarm unit 16. A wireless communication unit 16a is included. These components of the insulation state detection device 10 are housed in a very small package of, for example, about 10 × 10 mm, and attached to the outer peripheral surface of the power transmission line 2 (the surface of the insulation coating 2 b). The means for supplying power to the insulation state detection device 10 is not particularly limited, and may be a combination of an environmental battery and a secondary battery, or may be a primary battery.

磁気センサ11は、磁気に応じて抵抗値が変化する磁気抵抗素子を用いて構成されたものである。本実施形態において、磁気センサ11は4つの磁気抵抗素子M1〜M4のホイートストンブリッジ回路を用いて構成されているので、寄生抵抗による電圧降下を相殺して感度を向上させることができる。また4つの磁気抵抗素子M1〜M4の各々は、送電線2の周囲に発生する磁気の検出感度が最大となる向きで設置されるので、微小な磁気変化を高い感度で検知することが可能である。   The magnetic sensor 11 is configured using a magnetoresistive element whose resistance value changes according to magnetism. In the present embodiment, since the magnetic sensor 11 is configured using a Wheatstone bridge circuit of four magnetoresistive elements M1 to M4, the sensitivity can be improved by canceling the voltage drop due to parasitic resistance. Also, since each of the four magnetoresistive elements M1 to M4 is installed in the direction in which the detection sensitivity of the magnetism generated around the transmission line 2 is maximized, it is possible to detect minute magnetic changes with high sensitivity. is there.

磁気センサ11の出力信号は計装アンプ12に入力される。一般的なオペアンプと異なり、計装アンプ12の入力インピーダンスは非常に高いので、磁気センサ11からの微小な出力信号をハイインピーダンスで受けて確実に広帯域に増幅することができる。   An output signal of the magnetic sensor 11 is input to the instrumentation amplifier 12. Unlike a common operational amplifier, the input impedance of the in-amp 12 is very high, so it is possible to receive a minute output signal from the magnetic sensor 11 with high impedance and reliably amplify in a wide band.

フィルタ13はバンドパスフィルタ(BPF)であり、部分放電に起因する特徴的な周波数成分を含む周波数帯域を通過させ、それ以外の帯域を阻止する。これにより、送電線2に流れる電流により生じる商用周波数(50Hz又は60Hz)等のノイズや目的以外の信号の影響を排除することができ、絶縁不良の予兆の検知精度を高めることができる。   The filter 13 is a band pass filter (BPF) and passes a frequency band including characteristic frequency components caused by partial discharge and blocks the other bands. This makes it possible to eliminate the influence of noise such as commercial frequency (50 Hz or 60 Hz) generated by the current flowing through the transmission line 2 and signals other than the purpose, and to improve the detection accuracy of the sign of insulation failure.

コロナ放電を含む部分放電の周波数帯域は、数MHzから1GHz以上の帯域であることが知られている。しかしながら、実際の送電線用ケーブルの絶縁被覆部2bに使用される架橋ポリエチレンのエポキシ樹脂内部で発生する部分放電のうち、事故に至る電気トリー進展を伴う部分放電の周波数成分は200〜450MHzとされ、また絶縁油中で発生する部分放電の周波数成分は150MHz前後で顕著に表れるとされている。そのため、バンドパスフィルタの周波数通過帯域は、部分放電の種類及び絶縁被覆部2bの材質を考慮して決定する必要がある。   It is known that the frequency band of partial discharge including corona discharge is a band of several MHz to 1 GHz or more. However, among the partial discharges generated inside the epoxy resin of the cross-linked polyethylene used for the insulation coating portion 2b of the actual transmission line cable, the frequency component of the partial discharge accompanied with the electrical tree progress leading to the accident is 200 to 450 MHz. Also, the frequency component of the partial discharge generated in the insulating oil is considered to be prominent at around 150 MHz. Therefore, the frequency passband of the band pass filter needs to be determined in consideration of the type of partial discharge and the material of the insulating covering portion 2b.

ピークホールド回路14は、フィルタリング後の出力信号のピークレベルを一定時間保持する。ピーク信号は比較器15によって閾値と比較され、閾値よりも大きい場合には検知信号が出力がされる。検知信号が入力された警報部16は、光や音などで警報を出力する。また警報部16は警報信号を無線で送信する無線通信部16aを含むことが好ましい。この場合、図1に示したように、無線送信された警報信号は中継局3を介して管理サーバ5に送信される。   The peak hold circuit 14 holds the peak level of the filtered output signal for a certain period of time. The peak signal is compared with the threshold by the comparator 15, and if it is larger than the threshold, a detection signal is output. The alarm unit 16 to which the detection signal is input outputs an alarm by light, sound or the like. Further, preferably, the alarm unit 16 includes a wireless communication unit 16a that transmits an alarm signal wirelessly. In this case, as shown in FIG. 1, the wirelessly transmitted alarm signal is transmitted to the management server 5 via the relay station 3.

送電線2が三相交流の高圧送電線である場合、3本を一組とする多数本の送電線2がまとめて配線される。このとき、個々の送電線2に対して取り付けられる複数の絶縁状態検知装置10は、各送電線の配線方向の略同じ位置に設置されることが好ましい。また、絶縁状態検知装置10は、自身が取り付けられた送電線2の部分放電のみならず、隣接する送電線2からの部分放電を検知するものであってもよい。すなわち、複数本の送電線2に対して共通の絶縁状態検知装置10であってもよい。   When the power transmission line 2 is a high-voltage power transmission line of three-phase alternating current, a large number of power transmission lines 2 in which three are combined are wired together. At this time, it is preferable that the plurality of insulation state detection devices 10 attached to the individual power transmission lines 2 be installed at substantially the same position in the wiring direction of each power transmission line. Moreover, the insulation state detection apparatus 10 may detect not only the partial discharge of the power transmission line 2 to which itself is attached, but also the partial discharge from the adjacent power transmission line 2. That is, the insulation state detection device 10 common to a plurality of power transmission lines 2 may be used.

また警報部16の無線通信部16aは、複数の絶縁状態検知装置10に対する共通の外部装置として提供されてもよい。あるいは、警報部16の全体が複数の絶縁状態検知装置10に対する共通の外部装置として提供されてもよい。複数の絶縁状態検知装置10に共通の無線通信部16a又は警報部16を用意することにより、個々の絶縁状態検知装置10の小型化及び低コスト化を図ることができる。   Further, the wireless communication unit 16 a of the alarm unit 16 may be provided as a common external device for the plurality of insulation state detection devices 10. Alternatively, the entire alarm unit 16 may be provided as a common external device to the plurality of insulation state detection devices 10. By preparing the wireless communication unit 16 a or the alarm unit 16 common to the plurality of insulation state detection devices 10, the miniaturization and cost reduction of each insulation state detection device 10 can be achieved.

図4は、本発明の第2の実施の形態による絶縁状態検知装置10の構成を示すブロック図である。また図5は、図4の絶縁状態検知装置10の構成(警報部16を除く)を示す回路図である。   FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the insulation state detection device 10 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of the insulation state detection device 10 of FIG. 4 (excluding the alarm unit 16).

図4及び図5に示すように、この絶縁状態検知装置10の特徴は、フィルタ13がハイパスフィルタ(HPF)であり、部分放電に起因する特徴的な周波数成分以上の周波数帯域を通過させ、当該周波数通過帯域よりも低い低周波帯域を阻止する点にある。このような構成であっても、送電線2に流れる電流により生じる商用周波数(50Hz又は60Hz)等のノイズや目的以外の信号の影響を排除することができ、絶縁不良の予兆の検知精度を高めることができる。   As shown in FIGS. 4 and 5, the feature of the insulation state detection device 10 is that the filter 13 is a high pass filter (HPF), and passes a frequency band higher than the characteristic frequency component caused by the partial discharge, The point is to block a low frequency band lower than the frequency pass band. Even with such a configuration, the influence of noise such as commercial frequency (50 Hz or 60 Hz) generated by the current flowing through the transmission line 2 or signals other than the purpose can be eliminated, and detection accuracy of the sign of insulation failure is enhanced. be able to.

図6(a)及び(b)は、絶縁状態検知装置10の設置方法の他の例を示す模式図である。   FIGS. 6A and 6B are schematic views showing another example of the installation method of the insulation state detection device 10.

図6(a)に示すように、絶縁状態検知装置10は、送電線自身にではなく送電線2A,2Bのジョイント部2Cに取り付けられてもよい。また図6(b)に示すように、絶縁状態検知装置10は、送電線2A,2Bのジョイント部2Cから伸びる接地線6に取り付けられてもよい。一般に、長い送電線は、短い送電線を連結することにより構成されており、2本の送電線の端部同士をつなぐジョイント部2Cは絶縁カバー(接続箱)で保護され、当該絶縁カバーは接地線6を介して接地されている。絶縁状態検知装置10がこのようなジョイント部2C又は接地線6に取り付けられることにより、送電線2の絶縁不良を間接的に検知することができる。   As shown to Fig.6 (a), the insulation state detection apparatus 10 may be attached not to power transmission line itself but to joint part 2C of power transmission line 2A, 2B. Moreover, as shown in FIG.6 (b), the insulation state detection apparatus 10 may be attached to the ground wire 6 extended from the joint part 2C of power transmission line 2A, 2B. Generally, a long power transmission line is configured by connecting short power transmission lines, a joint 2C connecting ends of two power transmission lines is protected by an insulating cover (connection box), and the insulating cover is grounded. It is grounded via line 6. By the insulation state detection apparatus 10 being attached to such a joint part 2C or the ground wire 6, the insulation failure of the power transmission line 2 can be detected indirectly.

以上説明したように、本実施形態による絶縁状態検知装置10は、送電線2の部分放電によって発生する磁気変化を検知する磁気センサ11と、磁気センサ11の出力信号から部分放電に特徴的な周波数成分を取り出すフィルタ13とを備え、フィルタリングされた出力信号のピークレベルが閾値よりも大きい場合に警報を出力するので、送電線2からの部分放電を検知することができ、送電線2の絶縁不良の予兆を早期に検知することができる。   As described above, the insulation state detection device 10 according to the present embodiment has the magnetic sensor 11 that detects the magnetic change generated by the partial discharge of the transmission line 2 and the frequency characteristic of the partial discharge from the output signal of the magnetic sensor 11 And a filter 13 for extracting the component, and an alarm is output when the peak level of the filtered output signal is larger than the threshold, so that partial discharge from the transmission line 2 can be detected. Can be detected early.

図7は、本発明の第3の実施の形態による絶縁状態検知装置の構成を示すブロック図である。また、図8は、図7の絶縁状態検知装置の構成を示す回路図である。   FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the insulation state detection device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of the insulation state detection device of FIG.

図7及び図8に示すように、この絶縁状態検知装置10の特徴は、商用電流検知部を構成するフィルタ13B(第2フィルタ)及びバッファ18Bをさらに備えている点にある。また磁気センサ11の出力信号から部分放電に起因する周波数成分を取り出すフィルタ13A(第1フィルタ)の後段にはバッファ18Aが設けられており、ピークホールド回路14、比較器15及び警報部16は省略されている。その他の構成は第1の実施の形態と同様である。   As shown in FIGS. 7 and 8, the feature of the insulation state detection device 10 is that the device further includes a filter 13B (second filter) and a buffer 18B that constitute a commercial current detection unit. Further, a buffer 18A is provided at the subsequent stage of the filter 13A (first filter) for extracting frequency components due to partial discharge from the output signal of the magnetic sensor 11, and the peak hold circuit 14, the comparator 15 and the alarm unit 16 are omitted. It is done. The other configuration is the same as that of the first embodiment.

フィルタ13Bは、商用周波数を含む低周波帯域を通過させ、それよりも高い周波数帯域を阻止するローパスフィルタである。バッファ18Bからは商用電流に起因する検知信号が出力される。また上記のように、フィルタ13Aにはバンドパスフィルタ(又はハイパスフィルタ)を用いることができる。   The filter 13B is a low pass filter that passes a low frequency band including a commercial frequency and blocks a higher frequency band. The buffer 18B outputs a detection signal caused by the commercial current. As described above, a band pass filter (or high pass filter) can be used as the filter 13A.

本実施形態による絶縁状態検知装置10は、送電線2の外周面又はその近傍に取り付けられることが好ましい。送電線2のジョイント部2Cや接地線6に取り付けた場合には、商用電流検知部を正しく動作させることができないからである。   It is preferable that the insulation state detection apparatus 10 by this embodiment is attached to the outer peripheral surface of the power transmission line 2 or its vicinity. When it is attached to the joint portion 2C of the power transmission line 2 or the ground line 6, the commercial current detection unit can not be operated properly.

バッファ18Aからは部分放電に起因する検知信号が出力される。バッファ18Aの出力信号に基づいて部分放電が発生しているか否かを判定する場合には、第1の実施の形態と同様に、バッファ18A(又はフィルタ13A)の後段にピークホールド回路14、比較器15及び警報部16を順に設ければよい。さらに、商用電流検知部においても商用電流が正常に流れているか否かを判定するための判定回路をバッファ18B(又はフィルタ13B)の後段に設けてもよい。   The buffer 18A outputs a detection signal caused by the partial discharge. When it is determined based on the output signal of the buffer 18A whether or not partial discharge is generated, the peak hold circuit 14 is compared with the rear stage of the buffer 18A (or the filter 13A) as in the first embodiment. The device 15 and the alarm unit 16 may be provided in order. Furthermore, a determination circuit for determining whether or not the commercial current normally flows also in the commercial current detection unit may be provided at the rear stage of the buffer 18B (or the filter 13B).

従来の環状コアを用いた磁気センサは、そのコアの材質により周波数特性が決まり、広帯域の周波数特性を持つことができない。しかし、本発明のように磁気抵抗素子を用いた磁気センサの場合、その周波数帯域は数GHz以上であるため、広い周波数帯域の中から任意の帯域を取り出すことが可能であり、本実施形態の構成を実現可能である。   A conventional magnetic sensor using an annular core has frequency characteristics determined by the material of the core, and can not have wide-band frequency characteristics. However, in the case of a magnetic sensor using a magnetoresistive element as in the present invention, since its frequency band is several GHz or more, it is possible to take out any band from a wide frequency band. The configuration is feasible.

以上説明したように、本実施形態による絶縁状態検知装置10は、フィルタ13Bを含む商用電流検知部をさらに備えているので、磁気センサ11の出力信号から部分放電のみならず商用電流の電流量を検知することができる。すなわち、送電線2の絶縁不良の予兆と商用電流とを同時に監視することができ、絶縁状態検知装置10の機能性を向上させることができる。   As described above, since the insulation state detection device 10 according to the present embodiment further includes the commercial current detection unit including the filter 13B, not only the partial discharge but also the commercial electric current amount from the output signal of the magnetic sensor 11 It can be detected. That is, the sign of insulation failure of the transmission line 2 and the commercial current can be simultaneously monitored, and the functionality of the insulation state detection device 10 can be improved.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It is needless to say that they are included in the scope.

例えば、上記実施形態においては、磁気センサ11は4つの磁気抵抗素子M1〜M4を用いて構成されているが、磁気抵抗素子の数は特に限定されずいくつであってもよい。   For example, in the above embodiment, the magnetic sensor 11 is configured using four magnetoresistive elements M1 to M4, but the number of magnetoresistive elements is not particularly limited and may be any number.

1 絶縁状態検知システム
2,2A,2B 送電線
2C ジョイント部
2a 芯線
2b 絶縁被覆部
3 中継局
4 通信ネットワーク
5 管理サーバ
6 接地線
10,10A〜10D 絶縁状態検知装置
11 磁気センサ
12 計装アンプ
13,13A,13B フィルタ
14 ピークホールド回路
15 比較器
16 警報部
16a 無線通信部
18A バッファ
18B バッファ
M1〜M4 磁気抵抗素子
X 絶縁不良地点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 insulation state detection system 2, 2, 2A, 2B power transmission line 2C joint part 2a core 2b insulation coating part 3 relay station 4 communication network 5 management server 6 grounding wire 10, 10A-10D insulation state detection device 11 magnetic sensor 12 instrumentation amplifier 13 , 13A, 13B filter 14 peak hold circuit 15 comparator 16 alarm unit 16a wireless communication unit 18A buffer 18B buffer M1 to M4 magnetoresistance element X insulation failure point

Claims (9)

磁気抵抗素子を含み、絶縁被覆された送電線からコロナ放電を含む部分放電が発生した際に生じる磁気変化を検知する磁気センサと、
前記磁気センサの出力信号から前記部分放電による特徴的な周波数成分を含む周波数帯域を取り出す第1フィルタとを備えることを特徴とする送電線の絶縁状態検知装置。
A magnetic sensor that includes a magnetoresistive element and detects a magnetic change that occurs when a partial discharge including a corona discharge occurs from an insulation coated transmission line;
And a first filter for extracting a frequency band including a characteristic frequency component of the partial discharge from an output signal of the magnetic sensor.
前記磁気センサは、前記送電線の外周の一部又は前記送電線のジョイント部に取り付けられ、前記部分放電が発生した際に生じる前記送電線の周囲の磁気変化を検知する、請求項1に記載の絶縁状態検知装置。   The magnetic sensor is attached to a part of the outer periphery of the power transmission line or a joint portion of the power transmission line, and detects a magnetic change around the power transmission line generated when the partial discharge occurs. Insulation detection device. 前記磁気センサの出力信号から商用周波数成分を含む周波数帯域を取り出す第2フィルタをさらに備える、請求項1又は2に記載の絶縁状態検知装置。   The insulation state detection device according to claim 1, further comprising a second filter that extracts a frequency band including a commercial frequency component from an output signal of the magnetic sensor. 前記第1フィルタは、前記部分放電による特徴的な周波数成分を通過させるバンドパスフィルタ又はハイパスフィルタであり、
前記第2フィルタは、前記商用周波数成分を通過させるローパスフィルタである、請求項3に記載の絶縁状態検知装置。
The first filter is a band pass filter or a high pass filter that passes characteristic frequency components due to the partial discharge,
The insulation state detection device according to claim 3, wherein the second filter is a low pass filter that passes the commercial frequency component.
前記磁気センサは、前記送電線の絶縁被覆部又はジョイント部を接地するための接地線の外周の一部に取り付けられ、前記部分放電が発生した際に生じる前記接地線の周囲の磁気変化を検知する、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の絶縁状態検知装置。   The magnetic sensor is attached to a part of an outer periphery of a ground wire for grounding the insulating covering portion or the joint portion of the power transmission line, and detects a magnetic change around the ground wire when the partial discharge occurs. The insulation state detection apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein 前記磁気センサは、4つの磁気抵抗素子のホイートストンブリッジ回路を含む、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の絶縁状態検知装置。   The insulation state detection device according to any one of claims 1 to 5, wherein the magnetic sensor includes a Wheatstone bridge circuit of four magnetoresistive elements. 前記磁気センサの出力信号を増幅する計装アンプをさらに備える、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の絶縁状態検知装置。   The insulation state detection apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising an instrumentation amplifier that amplifies an output signal of the magnetic sensor. 前記第1フィルタによってフィルタリングされた前記出力信号のピークレベルを一定時間保持するピークホールド回路と、
ピークレベルが保持された前記出力信号を閾値と比較する比較器と、
前記出力信号が閾値よりも大きい場合に警報信号を出力する警報部とをさらに備える、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の絶縁状態検知装置。
A peak hold circuit that holds a peak level of the output signal filtered by the first filter for a predetermined time;
A comparator that compares the output signal whose peak level is held to a threshold;
The insulation state detection device according to any one of claims 1 to 7, further comprising: an alarm unit that outputs an alarm signal when the output signal is larger than a threshold.
前記警報部は、前記警報信号を無線で送信する無線通信部を含む、請求項8に記載の絶縁状態検知装置。   The insulation state detection device according to claim 8, wherein the alarm unit includes a wireless communication unit that wirelessly transmits the alarm signal.
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