JP6986859B2 - Installation method of partial discharge detection device and partial discharge detection device - Google Patents
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Description
本発明は、ガス絶縁機器における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装置の設置方法に関する。 The present invention relates to a partial discharge detecting device for detecting a partial discharge in a gas insulating device and a method for installing the partial discharge detecting device.
ガス絶縁機器に使用される絶縁物の欠陥による部分放電では、１０ＭＨｚから１００ＭＨｚの間に主成分を持つ電磁波が出力されることが知られている。部分放電によって発生する電磁波を検出するアンテナにはスロットアンテナを使用できる。 It is known that an electromagnetic wave having a main component is output between 10 MHz and 100 MHz in a partial discharge due to a defect in an insulator used in a gas insulating device. A slot antenna can be used as an antenna for detecting electromagnetic waves generated by partial discharge.
特許文献１に開示されるように、ガス絶縁機器の絶縁スペーサ部を利用することにより、ガス絶縁機器に小型のスロットアンテナを容易に構成できる。 As disclosed in Patent Document 1, by using the insulating spacer portion of the gas insulating device, a small slot antenna can be easily configured in the gas insulating device.
１０ＭＨｚから１００ＭＨｚの帯域の電磁波は、アマチュア無線といった無線通信及びラジオ放送に利用されている。このため、特許文献１に開示される発明では、スロットアンテナは、ガス絶縁機器の内部で発生した部分放電による電磁波のみならず、ガス絶縁機器の外部から到来する放送波及び無線通信波も受信してしまう。したがって、特許文献１に開示される発明は、外部から到来する放送波又は無線通信波によってガス絶縁機器における部分放電を誤検出してしまったり、部分放電を検出できない可能性があった。 Electromagnetic waves in the band of 10 MHz to 100 MHz are used for radio communication such as amateur radio and radio broadcasting. Therefore, in the invention disclosed in Patent Document 1, the slot antenna receives not only electromagnetic waves due to partial discharge generated inside the gas insulating device but also broadcast waves and wireless communication waves arriving from the outside of the gas insulating device. It ends up. Therefore, the invention disclosed in Patent Document 1 may erroneously detect a partial discharge in a gas-insulated device due to a broadcast wave or a wireless communication wave arriving from the outside, or may not be able to detect the partial discharge.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ガス絶縁機器の外部から放送波又は無線通信波が到来する環境においても、ガス絶縁機器の内部で発生した部分放電を検出できる部分放電検出装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and partial discharge detection capable of detecting a partial discharge generated inside a gas insulating device even in an environment where a broadcast wave or a wireless communication wave arrives from the outside of the gas insulating device. The purpose is to obtain the device.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、二つのタンクのフランジで絶縁スペーサが挟み込まれたガス絶縁機器の絶縁スペーサ部に第１のスロットアンテナを形成する第１の電極対及び第２のスロットアンテナを形成する第２の電極対を有する。本発明は、第１の電極対に入力された第１の信号及び第２の電極対に第１の信号と同じ時刻に入力された第２の信号に基づいて、ガス絶縁機器の内部で部分放電が発生したか否かを判定する判定器を有する。本発明は、第１の信号のうち、設定された周波数成分のみ通過させる第１の通過周波数可変バンドパスフィルタ、及び第２の信号のうち、設定された周波数成分のみ通過させる第２の通過周波数可変バンドパスフィルタと、第１の通過周波数可変バンドパスフィルタの出力のピーク値を保持する第１のピークホールド器、及び第２の通過周波数可変バンドパスフィルタの出力のピーク値を保持する第２のピークホールド器と、第１のピークホールド器の出力をデジタル値に変換する第１のアナログデジタル変換器、及び第２のピークホールド器の出力をデジタル値に変換する第２のアナログデジタル変換器と、第１のアナログデジタル変換器の出力及び第２のアナログデジタル変換器の出力の位相を検出する位相検出器とを有する。判定器は、位相検出器の出力に基づいて、ガス絶縁機器の内部で部分放電が発生したか否かを判定する。判定器は、第１のアナログデジタル変換器の出力及び第２のアナログデジタル変換器の出力の少なくとも一方において、位相角０°から３６０°までの信号検出強度の平均が閾値以下であり、かつ、位相角０°から３６０°を１周期とする信号検出強度の変化を検出した場合にガス絶縁機器の内部で部分放電が発生したと判定する。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the present invention has a first electrode that forms a first slot antenna in an insulating spacer portion of a gas insulating device in which an insulating spacer is sandwiched between flanges of two tanks. It has a pair and a second electrode pair that forms a second slot antenna. The present invention is based on the second signal input at the same time as the first signal to the first signal and the second electrode pair which is input to the first electrode pair, parts inside the gas insulated apparatus It has a determination device for determining whether or not a minute discharge has occurred. The present invention is a first pass frequency variable band pass filter that passes only the set frequency component of the first signal, and a second pass frequency that passes only the set frequency component of the second signal. A variable band pass filter, a first peak holder that holds the peak value of the output of the first pass frequency variable band pass filter, and a second that holds the peak value of the output of the second pass frequency variable band pass filter. Peak hold device, a first analog-to-digital converter that converts the output of the first peak hold device to a digital value, and a second analog-to-digital converter that converts the output of the second peak hold device to a digital value. And a phase detector that detects the phase of the output of the first analog-to-digital converter and the output of the second analog-to-digital converter. The determination device determines whether or not a partial discharge has occurred inside the gas insulating device based on the output of the phase detector. In the determination device, the average of the signal detection intensities from the phase angle of 0 ° to 360 ° is equal to or less than the threshold value at at least one of the output of the first analog-digital converter and the output of the second analog-digital converter. When a change in signal detection intensity with a phase angle of 0 ° to 360 ° as one cycle is detected, it is determined that a partial discharge has occurred inside the gas insulating device.
本発明によれば、ガス絶縁機器の外部から放送波又は無線通信波が到来する環境においても、ガス絶縁機器の内部で発生した部分放電を検出できる部分放電検出装置を得られるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that a partial discharge detecting device capable of detecting a partial discharge generated inside the gas insulating device can be obtained even in an environment where a broadcast wave or a wireless communication wave arrives from the outside of the gas insulating device.
以下に、本発明の実施の形態に係る部分放電検出装置及び部分放電検出装置の設置方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the method of installing the partial discharge detection device and the partial discharge detection device according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態に係る部分放電検出装置の構成を示す図である。図２及び図３は、実施の形態に係る部分放電検出装置が設置されるガス絶縁機器の側面図である。図２は、ガス絶縁機器１のタンク７１，７２の中心軸Ｃに沿った側面を示し、図３は、図２とは逆側の側面を示している。図４は、実施の形態に係る部分放電検出装置が設置されるガス絶縁機器の断面図である。図４は、図２及び図３中のIV-IV線に沿った断面を示している。なお、図４では、タンク７２内部の導体の図示は省略している。実施の形態に係る部分放電検出装置５０は、ガス絶縁機器１の絶縁スペーサ２が設置された部分に装着される第１の電極対５ａ及び第２の電極対５ｂと、第１の電極対５ａから入力される電気信号である第１の信号を増幅する第１の増幅器６ａと、第２の電極対５ｂから入力される電気信号である第２の信号を増幅する第２の増幅器６ｂ、第１の増幅器６ａから電気信号が入力され、通過帯域が可変である第１の通過周波数可変バンドパスフィルタ８ａと、第２の増幅器６ｂから電気信号が入力され、通過帯域が可変である第２の通過周波数可変バンドパスフィルタ８ｂと、第１の通過周波数可変バンドパスフィルタ８ａを通過した電気信号のピーク値を保持する第１のピークホールド器９ａと、第２の通過周波数可変バンドパスフィルタ８ｂを通過した電気信号のピーク値を保持する第２のピークホールド器９ｂと、第１のピークホールド器９ａが保持するピーク値をデジタル値に変換する第１のアナログデジタル変換器１０ａと、第２のピークホールド器９ｂが保持するピーク値をデジタル値に変換する第２のアナログデジタル変換器１０ｂとを有する。ガス絶縁機器１は、遮断器、断路器、母線、計器用変流器、計器用変圧器及び接地開閉器を例示できる。
Embodiment.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a partial discharge detection device according to an embodiment of the present invention. 2 and 3 are side views of the gas insulating device in which the partial discharge detection device according to the embodiment is installed. FIG. 2 shows a side surface of the gas insulating device 1 along the central axis C of the
また、部分放電検出装置５０は、外部から入力されるガス絶縁機器１の課電電圧位相信号１２に基づいて、どの位相角でどの強度の信号を検出したかをデータ化する位相検出器１１と、位相検出器１１から出力される第１の信号についての検出データ及び位相検出器１１から出力される第２の信号についての検出データに基づいて、タンク７１，７２の内部で部分放電が発生したか否かを判定する判定器１３と、第１の通過周波数可変バンドパスフィルタ８ａ及び第２の通過周波数可変バンドパスフィルタ８ｂに通過周波数設定信号７を出力する制御部１４とを有する。
Further, the partial
第１の電極対５ａは、電極５１及び電極５２を有する。第２の電極対５ｂは、電極５３及び電極５４を有する。
The
第１の通過周波数可変バンドパスフィルタ８ａ及び第２の通過周波数可変バンドパスフィルタ８ｂが通過させる帯域の幅は、１ＭＨｚ以下である。すなわち、第１の通過周波数可変バンドパスフィルタ８ａ及び第２の通過周波数可変バンドパスフィルタ８ｂは、設定周波数を中心にした１ＭＨｚよりも狭い帯域の信号を通過させる。
The width of the band passed by the first pass frequency
タンク７１，７２は、導電性材料で円筒状に形成されている。タンク７１，７２の端部には、フランジ３ａ，３ｂが設けられている。絶縁スペーサ２は、フランジ３ａ，３ｂの間に挟み込まれている。タンク７１，７２は、フランジ３ａ，３ｂが設けられた端部において、ボルト４ａ及びナット４ｂを用いて連結されている。ボルト４ａは、フランジ３ａ，３ｂ及び絶縁スペーサ２を貫通しており、ボルト４ａにナット４ｂを締結することによって、タンク７１，７２が連結されている。フランジ３ａ，３ｂ及びボルト４ａは、導電性材料で形成されている。したがって、フランジ３ａ，３ｂ、ボルト４ａで囲まれた領域は、細長い矩形状であり、電気的にはスリットと見なすことができる。
The
第１の電極対５ａ及び第２の電極対５ｂは、フランジ３ａ，３ｂに絶縁スペーサ２が挟み込まれた絶縁スペーサ部に配置される。第１の電極対５ａが有する電極５１及び電極５２は、フランジ３ａ，３ｂ及びボルト４ａで囲まれた領域を挟んで配置されており、フランジ３ａ，３ｂのうち電極５１，５２が配置された部分及びボルト４ａで囲まれた領域に第１のスロットアンテナ１０１ａを形成する。第２の電極対５ｂが有する電極５３及び電極５４は、フランジ３ａ，３ｂ及びボルト４ａで囲まれた領域を挟んで配置されており、フランジ３ａ，３ｂのうち電極５３，５４が配置された部分及びボルト４ａで囲まれた領域に第２のスロットアンテナ１０１ｂを形成する。
The
図４に示すように、ガス絶縁機器１は、８本のボルト４ａ及び８個のナット４ｂによってタンク７１，７２が連結されている。タンク７１，７２の中心軸Ｃに垂直な断面において、ボルト４ａは、同じ円上に等間隔で配置されているため、隣り合う二本のボルト４ａは、タンク７１，７２の中心軸Ｃに対して４５°の中心角をなして配置されている。
As shown in FIG. 4, in the gas insulating device 1, the
第１のスロットアンテナ１０１ａ及び第２のスロットアンテナ１０１ｂは、タンク７１，７２の中心軸Ｃを含む鉛直面Ｖを挟んで形成されている。また、第１のスロットアンテナ１０１ａ及び第２のスロットアンテナ１０１ｂは、タンク７１，７２の中心軸Ｃを含む水平面Ｈを基準にして上下とも４５°の角度範囲内に形成されている。本実施の形態では、第１のスロットアンテナ１０１ａ及び第２のスロットアンテナ１０１ｂは、タンク７１，７２の中心軸Ｃを含む鉛直面Ｖを対称面にして、面対称に形成されている。また、第１のスロットアンテナ１０１ａ及び第２のスロットアンテナ１０１ｂは、タンク７１，７２の中心軸Ｃよりも下方に形成されている。なお、第１のスロットアンテナ１０１ａがタンク７１，７２の中心軸Ｃよりも下方に形成されているとは、第１のスロットアンテナ１０１ａの上端が、タンク７１，７２の中心軸Ｃよりも下方に位置していることを意味する。同様に、第２のスロットアンテナ１０１ｂがタンク７１，７２の中心軸Ｃよりも下方に形成されているとは、第２のスロットアンテナ１０１ｂの上端が、タンク７１，７２の中心軸Ｃよりも下方に位置していることを意味する。
The
図５は、実施の形態に係る部分放電検出装置による電磁波の検出例を示す図である。図６は、実施の形態に係る部分放電検出装置が放送波を検出した際の信号検出強度を示す図である。放送波ＡＷは、一般的には、電波塔といった高所から送信されるため、水平方向よりも上方向からガス絶縁機器１に到来する。図５では、第１のスロットアンテナ１０１ａ及び第２のスロットアンテナ１０１ｂのうち、第１のスロットアンテナ１０１ａは、放送波ＡＷが到来する方向とは逆側に位置する。このため、第２のスロットアンテナ１０１ｂにおいては放送波ＡＷが受信されるのに対し、第１のスロットアンテナ１０１ａでは、放送波ＡＷは受信されない。
FIG. 5 is a diagram showing an example of electromagnetic wave detection by the partial discharge detection device according to the embodiment. FIG. 6 is a diagram showing a signal detection intensity when the partial discharge detection device according to the embodiment detects a broadcast wave. Since the broadcast wave AW is generally transmitted from a high place such as a radio tower, it arrives at the gas insulating device 1 from above the horizontal direction. In FIG. 5, of the
図７は、実施の形態に係る部分放電検出装置による電磁波の検出例を示す図である。タンク７１，７２の内部で部分放電が発生して電磁波ＰＷが発せられるとともに、ガス絶縁機器１には外部から放送波ＡＷが到来している。図８は、実施の形態に係る部分放電検出装置が部分放電によって発生した電磁波を検出した際の信号検出強度を示す図である。放送波ＡＷが到来する方向とは逆側に位置する第１のスロットアンテナ１０１ａにおいては、部分放電によって発生した電磁波ＰＷのみが受信され、放送波ＡＷは受信されない。一方、放送波ＡＷが到来する方向に位置する第２のスロットアンテナ１０１ｂにおいては、部分放電によって発生した電磁波ＰＷと放送波ＡＷとの両方が受信される。
FIG. 7 is a diagram showing an example of electromagnetic wave detection by the partial discharge detection device according to the embodiment. A partial discharge is generated inside the
部分放電によって発生する電磁波は、放送波に比べて弱いため、放送波を検出している第２のスロットアンテナ１０１ｂでの信号検出強度に基づいて、部分放電が発生したか否かを判定することは難しい。すなわち、図６に示した第２のスロットアンテナ１０１ｂでの信号検出強度と、図８に示した第２のスロットアンテナ１０１ｂでの信号検出強度とを比較しても、部分放電が発生したか否かを判定することは難しい。一方、第１のスロットアンテナ１０１ａは放送波を検出しないため、部分放電によって発生する微弱な電磁波を検出したことを信号検出強度に基づいて判別しやすい。すなわち、図６に示した第１のスロットアンテナ１０１ａでの信号検出強度と、図８に示した第１のスロットアンテナ１０１ａでの信号検出強度とを比較すれば、部分放電が発生したか否かを容易に判定できる。
Since the electromagnetic wave generated by the partial discharge is weaker than the broadcast wave, it is determined whether or not the partial discharge has occurred based on the signal detection intensity of the
図９は、実施の形態に係る部分放電検出装置の判定器の処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１０において、判定器１３は、位相検出器１１から第１の信号についての検出データ及び第２の信号についての検出データが入力されたかを判断する。位相検出器１１から第１の信号についての検出データ及び第２の信号についての検出データが入力されていない場合には、ステップＳ１０でＮｏとなり、ステップＳ１０を繰り返す。位相検出器１１から第１の信号についての検出データ及び第２の信号についての検出データが入力されたならば、ステップＳ１０でＹｅｓとなり、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１において、判定器１３は、位相検出器１１から出力される第１の信号についての検出データ及び位相検出器１１から出力される第２の信号についての検出データに基づいて、第１のスロットアンテナ１０１ａ及び第２のスロットアンテナ１０１ｂの少なくとも一方において、位相角０°から３６０°までの信号検出強度の平均が、閾値以下であるか否かを判断する。ここでの閾値は、予め判定器１３に設定されている値である。第１のスロットアンテナ１０１ａ及び第２のスロットアンテナ１０１ｂの少なくとも一方において、位相角０°から３６０°までの信号検出強度の平均が、閾値以下であれば、ステップＳ１１でＹｅｓとなり、ステップＳ１２に進む。第１のスロットアンテナ１０１ａ及び第２のスロットアンテナ１０１ｂの両方において、位相角０°から３６０°までの信号検出強度の平均が、閾値を超えていれば、ステップＳ１１でＮｏとなり、ステップＳ１４に進む。
FIG. 9 is a flowchart showing a processing flow of the determination device of the partial discharge detection device according to the embodiment. In step S10, the
ステップＳ１２において、判定器１３は、位相角０°から３６０°までの信号検出強度の平均が閾値以下であるスロットアンテナにおいて、位相角０°から３６０°を１周期とする信号強度の変化を検出したか否かを判断する。位相角０°から３６０°までの信号検出強度の平均が閾値以下であるスロットアンテナにおいて、位相角０°から３６０°を１周期とする信号強度の変化を検出したならば、ステップＳ１２でＹｅｓとなり、ステップＳ１３に進む。位相角０°から３６０°までの信号検出強度の平均が閾値以下であるスロットアンテナにおいて、位相角０°から３６０°を１周期とする信号強度の変化を検出しなければ、ステップＳ１２でＮｏとなり、ステップＳ１４に進む。
In step S12, the
ステップＳ１３において、判定器１３は、部分放電が発生したと判定する。
In step S13, the
ステップＳ１４において、判定器１３は、部分放電は発生していないと判定する。
In step S14, the
上記のステップＳ１１からステップＳ１４の処理を行うことにより、判定器１３は、ガス絶縁機器１の外部から放送波が到来する環境下においても、ガス絶縁機器１の内部で発生した部分放電を検出することができる。
By performing the processes from step S11 to step S14 above, the
なお、第１の通過周波数可変バンドパスフィルタ８ａの通過帯域外の電磁波が図７の紙面左側から到来した場合、第１のスロットアンテナ１０１ａで受信はされるが、第１の通過周波数可変バンドパスフィルタ８ａを通過しない。したがって、第１の通過周波数可変バンドパスフィルタ８ａの通過帯域外の電磁波は、第１のスロットアンテナ１０１ａ又は第２のスロットアンテナ１０１ｂで受信されても、部分放電の検出結果に影響を与えることはない。
When an electromagnetic wave outside the pass band of the first pass frequency
図１０は、実施の形態に係る部分放電検出装置による信号検出強度と放送波が到来する方向との関係を模式的に示す図である。図１０は、円柱導体６０をガス絶縁機器１のタンク７１，７２に見立て、円柱導体６０に垂直偏波の平面波が入射した際の円柱導体６０周辺の電界強度を計算した結果を示している。なお、ガス絶縁機器１のタンク７１，７２の大きさに合わせて、円柱導体６０の直径は５００ｍｍ、入射平面波の周波数は５０ＭＨｚで計算を行っている。図１０に矢印Ｍで示すように、紙面での右方向から放送波が到来する。放送波の偏波方向は、紙面に平行な方向である。放送波が到来する方向に位置するＡ点を基準にして、Ａ点での信号検出強度を０ｄＢとする。放送波が到来する方向とは逆側に位置するＢ点では、信号検出強度が−２１ｄＢである。すなわち、Ｂ点での信号検出強度は、Ａ点での信号検出強度の１０分の１弱である。したがって、放送波が到来する方向とは逆方向に形成されている第１のスロットアンテナ１０１ａ又は第２のスロットアンテナ１０１ｂは、放送波を受信しないとみなすことができる。
FIG. 10 is a diagram schematically showing the relationship between the signal detection intensity by the partial discharge detection device according to the embodiment and the direction in which the broadcast wave arrives. FIG. 10 shows the results of calculating the electric field strength around the
図１１は、実施の形態に係る部分放電検出装置による信号検出強度と放送波が到来方向との関係を模式的に示す図である。図１０と同様に、図１１は、円柱導体６０をガス絶縁機器１のタンク７１，７２に見立て、円柱導体６０に水平偏波の平面波が入射した際の円柱導体６０周辺の電界強度を計算した結果を示している。なお、ガス絶縁機器１のタンク７１，７２の大きさに合わせて、円柱導体６０の直径は５００ｍｍ、入射平面波の周波数は５０ＭＨｚで計算を行っている。図１１に矢印Ｎで示すように、紙面での右方向から放送波が到来する。放送波の偏波方向は、紙面に垂直な方向である。放送波が到来する方向に位置するＤ点を基準にして、Ｄ点での信号検出強度を０ｄＢとする。放送波が到来する方向とは逆側に位置するＥ点では、信号検出強度が−２７ｄＢである。すなわち、Ｅ点での信号検出強度は、Ｆ点での信号検出強度の５００分の１弱である。したがって、放送波が到来する方向とは逆側に形成されている第１のスロットアンテナ１０１ａ又は第２のスロットアンテナ１０１ｂは、放送波を受信しないと見なすことができる。
FIG. 11 is a diagram schematically showing the relationship between the signal detection intensity by the partial discharge detection device according to the embodiment and the arrival direction of the broadcast wave. Similar to FIG. 10, in FIG. 11, the
上記のように、放送波は一般的には水平方向よりも上方から到来するため、第１のスロットアンテナ１０１ａ又は第２のスロットアンテナ１０１ｂが、タンク７１，７２の中心軸Ｃよりも上に形成されると、タンク７１，７２を回り込んだ放送波が第１のスロットアンテナ１０１ａ又は第２のスロットアンテナ１０１ｂに到達することがありうる。したがって、第１のスロットアンテナ１０１ａ又は第２のスロットアンテナ１０１ｂがタンク７１，７２の中心軸Ｃよりも上に形成されると、第１のスロットアンテナ１０１ａ及び第２のスロットアンテナ１０１ｂの両方で放送波を受信してしまう可能性がある。
As described above, since the broadcast wave generally arrives from above the horizontal direction, the
第１のスロットアンテナ１０１ａ及び第２のスロットアンテナ１０１ｂの両方を、タンク７１，７２の中心軸Ｃよりも下方に形成することにより、放送波がタンク７１，７２を回り込んで第１のスロットアンテナ１０１ａ又は第２のスロットアンテナ１０１ｂに到達しにくくなる。すなわち、第１のスロットアンテナ１０１ａ及び第２のスロットアンテナ１０１ｂの両方を、タンク７１，７２の中心軸Ｃよりも下方に形成することにより、第１のスロットアンテナ１０１ａ及び第２のスロットアンテナ１０１ｂの一方では、放送波が受信されないようになるため、放送波が到来する環境においても、部分放電の発生を検出することができる。
By forming both the
無線通信波は、概ね水平方向からガス絶縁機器１に到来する。したがって、タンク７１，７２の中心軸Ｃを含む鉛直面を挟んで第１のスロットアンテナ１０１ａ及び第２のスロットアンテナ１０１ｂを形成することにより、第１のスロットアンテナ１０１ａ及び第２のスロットアンテナ１０１ｂの一方では、無線通信波が受信されにくくなり、無線通信波が到来する環境においても、部分放電の発生を検出できる。
The wireless communication wave arrives at the gas insulating device 1 from the generally horizontal direction. Therefore, by forming the
図１２は、実施の形態に係る部分放電検出装置がガス絶縁機器のフランジに形成する第２のスロットアンテナにおける信号検出強度と周波数との関係を示す図である。図１２における信号検出強度は、第２のスロットアンテナ１０１ｂが、放送波が到来する方向と逆側に位置する場合の信号検出強度である。図１２においては、放送波が到来する方向に位置する第１のスロットアンテナ１０１ａにおける信号検出強度を基準にして、放送波が到来する方向とは逆側に位置する第２のスロットアンテナ１０１ｂにおける信号強度をデシベル表示している。また、図１２には、比較例とするバイコニカルアンテナでの信号検出強度と周波数との関係を併せて示している。なお、図１２中の実線の波形は、第２のスロットアンテナ１０１ｂにおける信号検出強度であり、破線の波形は、比較例とするバイコニカルアンテナにおける信号検出強度である。放送波が到来する方向とは逆側に位置するバイコニカルアンテナでは、８４．７ＭＨｚ付近の放送波の信号検出強度は、−７０ｄＢ程度である。これに対し、放送波が到来する方向とは逆側に位置する第２のスロットアンテナ１０１ｂにおいては、８４．７ＭＨｚ付近の放送波の信号検出強度は−９０ｄＢ以下である。すなわち、ガス絶縁機器１の表面から離れて設置されるバイコニカルアンテナは、ガス絶縁機器１の表面に設置されるスロットアンテナと比較すると、放送波の信号検出強度が高い。したがって、部分放電の検出にスロットアンテナを用いた方が、部分放電によって発生する電磁波が放送波に埋もれにくくなることがわかる。
FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the signal detection intensity and the frequency in the second slot antenna formed on the flange of the gas insulating device by the partial discharge detection device according to the embodiment. The signal detection intensity in FIG. 12 is the signal detection intensity when the
なお、放送波又は無線通信波が、タンク７１，７２の中心軸Ｃの軸方向にも進行する場合は、電磁波の進行方向に沿ったタンク７１，７２の断面が円ではなく楕円となるが、電磁波が到来する方向の逆側のタンク７１，７２の表面で、放送波又は無線通信波の信号検出強度が数十デシベル小さくなることは同様である。すなわち、放送波又は無線通信波が、タンク７１，７２の中心軸Ｃの軸方向にも進行する場合も、タンク７１，７２の中心軸Ｃを含む鉛直面を挟んで第１のスロットアンテナ１０１ａ及び第２のスロットアンテナ１０１ｂをガス絶縁機器１の表面に形成することにより、第１のスロットアンテナ１０１ａ及び第２のスロットアンテナ１０１ｂの一方では、放送波又は無線通信波が受信されないようにすることができる。
When the broadcast wave or the wireless communication wave also travels in the axial direction of the central axis C of the
実施の形態に係る部分放電検出装置５０は、タンク７１，７２の中心軸Ｃを含む鉛直面Ｖを挟んで二つのスロットアンテナをガス絶縁機器１に形成できるため、二つのスロットアンテナのうち一方では、放送波及び無線通信波を検出しないようにできる。したがって、放送波又は無線通信波が到来する方向によらず、部分放電を検出することができる。
Since the partial
放送波の強度が時間とともに変化する場合、又は放送波が到来する方向が時間とともに変化する場合には、ガス絶縁機器１の２箇所において異なる時刻に部分放電の検出を行っても、検出結果に含まれる放送波の成分が一致しないため、放送波だけを信号検出結果から除去する補正を行うことができない。実施の形態に係る部分放電検出装置５０は、ガス絶縁機器１の２箇所に形成した第１のスロットアンテナ１０１ａ及び第２のスロットアンテナ１０１ｂに同じ時刻に入力された信号に基づいて部分放電が発生したか否かを判定するため、外部から到来する放送波の強度又は方向が時間とともに変化する場合でも、部分放電を検出することができる。
If the intensity of the broadcast wave changes with time, or if the direction in which the broadcast wave arrives changes with time, even if partial discharges are detected at different times at the two locations of the gas insulation device 1, the detection results will be obtained. Since the components of the broadcast waves included do not match, it is not possible to make corrections to remove only the broadcast waves from the signal detection results. In the partial
上記の実施の形態においては、タンク７１，７２は、フランジ３ａ，３ｂの部分で８本のボルト４ａ及び８個のナット４ｂを用いて連結されていたが、タンク７１，７２を連結するボルト４ａ及びナット４ｂの組は、８組に限定されない。すなわち、タンク７１，７２を連結するボルト４ａ及びナット４ｂの組は、７組以下であってもよいし、９組以上であってもよい。
In the above embodiment, the
また、上記の実施の形態においては、タンク７１，７２の中心軸Ｃを含む水平面Ｈの上にボルト４ａ及びナット４ｂが配置されているが、タンク７１，７２の中心を含む水平面Ｈ上にボルト４ａ及びナット４ｂが配置されていなくてもよい。
Further, in the above embodiment, the
上記の実施の形態の部分放電検出装置５０の判定器１３及び制御部１４の機能は、処理回路により実現される。すなわち、判定器１３は、第１の電極対５ａに入力された信号及び第２の電極対５ｂに入力された信号に基づいて、ガス絶縁機器１の内部で発生した部分放電が発生したか否かを判定する処理を行う処理回路を備える。制御部１４は、第１の通過周波数可変バンドパスフィルタ８ａ及び第２の通過周波数可変バンドパスフィルタ８ｂに、通過周波数設定信号７を出力する処理を行う処理回路を備える。また、処理回路は、専用のハードウェアであっても、記憶装置に格納されるプログラムを実行する演算装置であってもよい。
The functions of the
処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、又はこれらを組み合わせたものが該当する。図１３は、実施の形態に係る部分放電検出装置の判定器及び制御部の機能をハードウェアで実現した構成を示す図である。処理回路１９には、第１の電極対５ａに入力された信号及び第２の電極対５ｂに入力された信号に基づいて、ガス絶縁機器１の内部で発生した部分放電が発生したか否かを判定する処理及び第１の通過周波数可変バンドパスフィルタ８ａ及び第２の通過周波数可変バンドパスフィルタ８ｂに、通過周波数設定信号７を出力する処理を実現する論理回路１９ａが組み込まれている。
If the processing circuit is dedicated hardware, the processing circuit may be a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an application-specific integrated circuit, a field programmable gate array, or a combination thereof. Applies to. FIG. 13 is a diagram showing a configuration in which the functions of the determination device and the control unit of the partial discharge detection device according to the embodiment are realized by hardware. Whether or not a partial discharge generated inside the gas insulating device 1 is generated in the processing circuit 19 based on the signal input to the
処理回路１９が演算装置の場合、第１の電極対５ａに入力された信号及び第２の電極対５ｂに入力された信号に基づいて、ガス絶縁機器１の内部で発生した部分放電が発生したか否かを判定する処理及び第１の通過周波数可変バンドパスフィルタ８ａ及び第２の通過周波数可変バンドパスフィルタ８ｂに、通過周波数設定信号７を出力する処理は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。
When the processing circuit 19 is a computing device, a partial discharge generated inside the gas insulating device 1 is generated based on the signal input to the
図１４は、実施の形態に係る部分放電検出装置の判定器及び制御部の機能をソフトウェアで実現した構成を示す図である。処理回路１９は、プログラム１９ｂを実行する演算装置１９１と、演算装置１９１がワークエリアに用いるランダムアクセスメモリ１９２と、プログラム１９ｂを記憶する記憶装置１９３を有する。記憶装置１９３に記憶されているプログラム１９ｂを演算装置１９１がランダムアクセスメモリ１９２上に展開し、実行することにより、第１の電極対５ａに入力された信号及び第２の電極対５ｂに入力された信号に基づいて、ガス絶縁機器１の内部で発生した部分放電が発生したか否かを判定する処理及び第１の通過周波数可変バンドパスフィルタ８ａ及び第２の通過周波数可変バンドパスフィルタ８ｂに、通過周波数設定信号７を出力する処理が実現される。ソフトウェア又はファームウェアはプログラム言語で記述され、記憶装置１９３に格納される。演算装置１９１は、中央演算処理装置を例示できるがこれに限定はされない。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration in which the functions of the determination device and the control unit of the partial discharge detection device according to the embodiment are realized by software. The processing circuit 19 includes an
処理回路１９は、記憶装置１９３に記憶されたプログラム１９ｂを読み出して実行することにより、各処理を実現する。すなわち、部分放電検出装置５０は、処理回路１９により実行されるときに、第１の電極対５ａに入力された信号及び第２の電極対５ｂに入力された信号に基づいて、ガス絶縁機器１の内部で発生した部分放電が発生したか否かを判定するステップ及び第１の通過周波数可変バンドパスフィルタ８ａ及び第２の通過周波数可変バンドパスフィルタ８ｂに、通過周波数設定信号７を出力するステップが結果的に実行されることになるプログラム１９ｂを記憶するための記憶装置１９３を備える。また、プログラム１９ｂは、上記の手順及び方法をコンピュータに実行させるものであるとも言える。
The processing circuit 19 realizes each processing by reading and executing the program 19b stored in the
なお、第１の電極対５ａに入力された信号及び第２の電極対５ｂに入力された信号に基づいて、ガス絶縁機器１の内部で発生した部分放電が発生したか否かを判定する処理及び第１の通過周波数可変バンドパスフィルタ８ａ及び第２の通過周波数可変バンドパスフィルタ８ｂに、通過周波数設定信号７を出力する処理について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。
A process of determining whether or not a partial discharge generated inside the gas insulating device 1 has occurred based on the signal input to the
このように、処理回路１９は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。 As described above, the processing circuit 19 can realize each of the above-mentioned functions by hardware, software, firmware, or a combination thereof.
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration shown in the above-described embodiment shows an example of the content of the present invention, can be combined with another known technique, and is one of the configurations as long as it does not deviate from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
１ ガス絶縁機器、２ 絶縁スペーサ、３ａ，３ｂ フランジ、４ａ ボルト、４ｂ ナット、５ａ 第１の電極対、５ｂ 第２の電極対、６ａ 第１の増幅器、６ｂ 第２の増幅器、７ 通過周波数設定信号、８ａ 第１の通過周波数可変バンドパスフィルタ、８ｂ 第２の通過周波数可変バンドパスフィルタ、９ａ 第１のピークホールド器、９ｂ 第２のピークホールド器、１０ａ 第１のアナログデジタル変換器、１０ｂ 第２のアナログデジタル変換器、１１ 位相検出器、１２ 課電電圧位相信号、１３ 判定器、１４ 制御部、１９ 処理回路、１９ａ 論理回路、１９ｂ プログラム、５０ 部分放電検出装置、５１，５２，５３，５４ 電極、６０ 円柱導体、７１，７２ タンク、１０１ａ 第１のスロットアンテナ、１０１ｂ 第２のスロットアンテナ、１９１ 演算装置、１９２ ランダムアクセスメモリ、１９３ 記憶装置。 1 Gas insulation equipment, 2 Insulation spacers, 3a, 3b flanges, 4a bolts, 4b nuts, 5a 1st electrode pair, 5b 2nd electrode pair, 6a 1st amplifier, 6b 2nd amplifier, 7 Pass frequency setting Signal, 8a 1st pass frequency variable bandpass filter, 8b 2nd pass frequency variable bandpass filter, 9a 1st peak holder, 9b 2nd peak holder, 10a 1st analog digital converter, 10b 2nd analog digital converter, 11 phase detector, 12 applied voltage phase signal, 13 judge, 14 control unit, 19 processing circuit, 19a logic circuit, 19b program, 50 partial discharge detector, 51, 52, 53 , 54 electrodes, 60 columnar conductors, 71,72 tanks, 101a first slot antenna, 101b second slot antenna, 191 calculator, 192 random access memory, 193 storage.
Claims (6)
前記第１の電極対に入力された第１の信号及び前記第２の電極対に前記第１の信号と同じ時刻に入力された第２の信号に基づいて、前記ガス絶縁機器の内部で部分放電が発生したか否かを判定する判定器とを有し、
前記第１の信号のうち、設定された周波数成分のみ通過させる第１の通過周波数可変バンドパスフィルタ、及び前記第２の信号のうち、設定された周波数成分のみ通過させる第２の通過周波数可変バンドパスフィルタと、
前記第１の通過周波数可変バンドパスフィルタの出力のピーク値を保持する第１のピークホールド器、及び前記第２の通過周波数可変バンドパスフィルタの出力のピーク値を保持する第２のピークホールド器と、
前記第１のピークホールド器の出力をデジタル値に変換する第１のアナログデジタル変換器、及び前記第２のピークホールド器の出力をデジタル値に変換する第２のアナログデジタル変換器と、
前記第１のアナログデジタル変換器の出力及び前記第２のアナログデジタル変換器の出力の位相を検出する位相検出器と、
を有し、
前記判定器は、前記位相検出器の出力に基づいて、前記ガス絶縁機器の内部で部分放電が発生したか否かを判定し、
前記判定器は、前記第１のアナログデジタル変換器の出力及び前記第２のアナログデジタル変換器の出力の少なくとも一方において、位相角０°から３６０°までの信号検出強度の平均が閾値以下であり、かつ、位相角０°から３６０°を１周期とする信号検出強度の変化を検出した場合に前記ガス絶縁機器の内部で部分放電が発生したと判定することを特徴とする部分放電検出装置。 A first electrode pair forming a first slot antenna and a second electrode pair forming a second slot antenna in the insulating spacer portion of the gas insulating device in which the insulating spacer is sandwiched between the flanges of the two tanks.
Based on the first signal input to the first electrode pair and the second signal input to the second electrode pair at the same time as the first signal , the part inside the gas insulating device. possess a determination unit whether partial discharge has occurred,
A first pass frequency variable bandpass filter that allows only the set frequency component of the first signal to pass through, and a second pass frequency variable band that allows only the set frequency component of the second signal to pass through. With a path filter,
A first peak holder that holds the peak value of the output of the first pass frequency variable bandpass filter, and a second peak holder that holds the peak value of the output of the second pass frequency variable bandpass filter. When,
A first analog-to-digital converter that converts the output of the first peak hold device into a digital value, and a second analog-to-digital converter that converts the output of the second peak hold device into a digital value.
A phase detector that detects the phase of the output of the first analog-digital converter and the output of the second analog-digital converter, and
Have,
The determination device determines whether or not a partial discharge has occurred inside the gas insulating device based on the output of the phase detector.
In the determination device, the average of the signal detection intensities from the phase angle of 0 ° to 360 ° at at least one of the output of the first analog-digital converter and the output of the second analog-digital converter is equal to or less than the threshold value. Further, the partial discharge detection device is characterized in that when a change in signal detection intensity with a phase angle of 0 ° to 360 ° as one cycle is detected, it is determined that a partial discharge has occurred inside the gas insulating device.
前記タンクの中心軸を含む鉛直面を挟み、前記タンクの中心軸を含む水平面に対し±４５度の角度範囲内に前記第１の電極対及び前記第２の電極対を配置することにより、前記フランジの前記第１の電極対が配置された部分と前記ボルトとで囲まれた領域に前記第１のスロットアンテナを形成し、前記フランジの前記第２の電極対が配置された部分と前記ボルトとで囲まれた領域に前記第２のスロットアンテナを形成することを特徴とする部分放電検出装置の設置方法。 The method for installing a partial discharge detection device according to claim 1, wherein the partial discharge detection device according to claim 1 is installed in the gas insulating device in which the two tanks are connected by bolts penetrating the flange and the insulating spacer.
By arranging the first electrode pair and the second electrode pair within an angle range of ± 45 degrees with respect to the horizontal plane including the central axis of the tank across the vertical surface including the central axis of the tank, the said The first slot antenna is formed in a region surrounded by the portion of the flange where the first electrode pair is arranged and the bolt, and the portion of the flange where the second electrode pair is arranged and the bolt. A method for installing a partial discharge detection device, which comprises forming the second slot antenna in a region surrounded by.
前記タンクの中心軸を含む鉛直面を挟み、前記タンクの中心軸を含む水平面に対し±４５度の角度範囲内に前記第１の電極対及び前記第２の電極対を配置することにより、前記フランジの前記第１の電極対が配置された部分と前記ボルトとで囲まれた領域に前記第１のスロットアンテナを形成し、前記フランジの前記第２の電極対が配置された部分と前記ボルトとで囲まれた領域に前記第２のスロットアンテナを形成することを特徴とする部分放電検出装置の設置方法。 By arranging the first electrode pair and the second electrode pair within an angle range of ± 45 degrees with respect to the horizontal plane including the central axis of the tank across the vertical surface including the central axis of the tank, the said The first slot antenna is formed in a region surrounded by the portion of the flange where the first electrode pair is arranged and the bolt, and the portion of the flange where the second electrode pair is arranged and the bolt. A method for installing a partial discharge detection device, which comprises forming the second slot antenna in a region surrounded by.
前記タンクの中心軸を含む鉛直面を挟み、前記タンクの中心軸を含む水平面に対し±４５度の角度範囲内に前記第１の電極対及び前記第２の電極対を配置することにより、前記フランジの前記第１の電極対が配置された部分と前記ボルトとで囲まれた領域に前記第１のスロットアンテナを形成し、前記フランジの前記第２の電極対が配置された部分と前記ボルトとで囲まれた領域に前記第２のスロットアンテナを形成することを特徴とする部分放電検出装置の設置方法。 By arranging the first electrode pair and the second electrode pair within an angle range of ± 45 degrees with respect to the horizontal plane including the central axis of the tank across the vertical surface including the central axis of the tank, the said The first slot antenna is formed in a region surrounded by the portion of the flange where the first electrode pair is arranged and the bolt, and the portion of the flange where the second electrode pair is arranged and the bolt. A method for installing a partial discharge detection device, which comprises forming the second slot antenna in a region surrounded by.
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