(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力機器がそれぞれ収容される複数の盤が並設してなる列盤型スイッチギヤにおける部分放電検出方法であって、
前記列盤型スイッチギヤに部分放電信号に相当する擬似放電信号を注入して前記複数の盤のそれぞれの盤の接地線を対象に予め測定した放電信号を周波数変換して予め得た周波数分布態様と、少なくとも１つの前記盤の接地線から得た部分放電による放電信号を周波数変換して得た該放電信号の周波数分布態様とを比較し、部分放電発生箇所を判定することを特徴とする部分放電検出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の部分放電検出方法において、
前記周波数分布態様とは、放電信号の周波数分布における振幅レベルの変化であることを特徴とする部分放電検出方法。
【請求項３】
電力機器がそれぞれ収容される複数の盤が並設してなる列盤型スイッチギヤにおける部分放電検出装置であって、
部分放電により生じる放電信号を取得可能でありその放電信号の周波数変換を行う周波数変換部と、
前記周波数変換部にて周波数変換がなされた前記放電信号の周波数分布を表示可能な表示部と、
前記列盤型スイッチギヤに部分放電信号に相当する擬似放電信号が注入され前記複数の盤のそれぞれの盤の接地線を対象に予め測定された放電信号から予め得られた周波数分布態様と、少なくとも１つの前記盤の接地線から得た部分放電による放電信号の周波数分布態様とを比較し、部分放電発生箇所を判定する判定部と
を備えたことを特徴とする部分放電検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の部分放電検出装置において、
前記周波数分布態様とは、放電信号の周波数分布における振幅レベルの変化であることを特徴とする部分放電検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列盤型スイッチギヤ等において部分放電発生箇所を把握するのに好適な部分放電検出方法及び部分放電検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力機器の健全性等を把握するには、機器故障の一つである絶縁破壊の前兆現象として部分放電を検出することが有効である。
ところで、複数の盤が並設されてなる列盤型スイッチギヤにおいて部分放電を検出するには、例えば列盤型スイッチギヤの共通の接地線に対して高周波ＣＴ（変流器）を設置し、各盤の電力機器それぞれの接地線を通じて共通の接地線に一括して流れ込む接地線電流信号を高周波ＣＴで検出することで部分放電の発生有無を確認することは可能である。
【０００３】
しかしながら、上記手法では、列盤型スイッチギヤにて部分放電が発生していることが確認できても、何れの盤の電力機器にて部分放電が発生しているかが把握できず、その後のメンテナンスは煩雑である。つまり、部分放電発生箇所の把握が可能であれば、その後のメンテナンスは容易となる。
因みに、特許文献１や特許文献２等では、列盤型スイッチギヤにおいて何れの盤で部分放電が発生しているかを把握可能な手法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−５６５１７号公報
【特許文献２】実開平４−９８８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方で、列盤型スイッチギヤにおいて部分放電の発生箇所を把握するには、簡易な手法で行うことが望ましい。
例えば特許文献１に示される技術は、各盤の高圧線及び設置線のそれぞれに高周波ＣＴを据え置き、各高周波ＣＴにて電流の流れる方向を検出することで部分放電の発生箇所を把握するものである。つまり、同文献１の技術では、高周波ＣＴの設置対象に高圧線が含まれるため、スイッチギヤの稼働中に高周波ＣＴを高圧線に取り付けつつ検出することが困難であることを踏まえ、高周波ＣＴが予め高圧線に対して据え置かれている。そのため、スイッチギヤの設備が大掛かりとなり、またスイッチギヤの稼働中に部分放電の発生箇所を把握することは困難である。
【０００６】
また特許文献２に示される技術は、隣接する各盤を完全に絶縁状態とし、各盤に備えられる各接地線に対して高周波ＣＴを据え置くか、検出の都度高周波ＣＴを取り付けつつ検出することで部分放電の発生箇所を把握するものである。しかしながら、同文献２の技術では、隣接する各盤間を絶縁状態とする必要があるため、スイッチギヤの設備が大掛かりとなることに繋がる。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、列盤型スイッチギヤにおける部分放電発生箇所を簡易な手法で把握することができる部分放電検出方法及び部分放電検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する部分放電検出方法は、電力機器がそれぞれ収容される複数の盤が並設してなる列盤型スイッチギヤにおける部分放電検出方法であって、少なくとも１つの前記盤の接地線から得た放電信号を周波数変換し、該周波数変換による前記放電信号の周波数分布態様から部分放電発生箇所を判定する。
ここで、本発明者は、部分放電発生箇所（放電源）から遠くなるに連れて放電信号の周波数分布の振幅レベルが次第に小さくなり、周波数分布も低い周波数側に限定的となる傾向にあることを見出した（図７参照）。これを踏まえ、上記方法のように、列盤型スイッチギヤの少なくとも１つの盤の接地線から得た放電信号の周波数変換を行い、その放電信号の周波数分布態様から、測定点と部分放電発生箇所との離間具合を判定（推定）することが可能である。この方法は簡易であり、測定対象が接地線であるためスイッチギヤの稼働中でも検出可能である。
【０００９】
上記課題を解決する部分放電検出装置は、電力機器がそれぞれ収容される複数の盤が並設してなる列盤型スイッチギヤにおける部分放電検出装置であって、部分放電により生じる放電信号を取得可能でありその放電信号の周波数変換を行う周波数変換部と、前記周波数変換部にて周波数変換がなされた前記放電信号の周波数分布を表示可能な表示部とを備える。
この構成によれば、部分放電により生じる放電信号の周波数変換が周波数変換部にて行われ、周波数変換がなされた放電信号の周波数分布が表示部にて表示される。つまり、表示部の表示により周波数分布態様がわかるため、上記したようにその放電信号の周波数分布態様から、測定点と部分放電発生箇所との離間具合を判定（推定）することが可能である。
【００１０】
上記の部分放電検出装置において、前記放電信号の周波数分布態様から部分放電発生箇所を判定する判定部を更に備える。
この構成によれば、判定部において放電信号の周波数分布態様から部分放電発生箇所の判定（推定）が可能、即ち判定部による自動判定が可能である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の部分放電検出方法及び部分放電検出装置によれば、列盤型スイッチギヤにおける部分放電発生箇所を簡易な手法で把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）（ｂ）は一実施形態における列盤型スイッチギヤ及び部分放電検出器の概略構成図。
【図２】（ａ）は部分放電信号（擬似放電信号）の波形図、（ｂ）は周波数分布図。
【図３】（ａ）は第１盤における放電信号の波形図、（ｂ）は周波数分布図。
【図４】（ａ）は第２盤における放電信号の波形図、（ｂ）は周波数分布図。
【図５】（ａ）は第５盤における放電信号の波形図、（ｂ）は周波数分布図。
【図６】（ａ）は第６盤における放電信号の波形図、（ｂ）は周波数分布図。
【図７】放電信号の周波数分布の傾向を説明するための説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、部分放電検出方法の一実施形態について説明する。
図１（ａ）に示すように、列盤型スイッチギヤ１０は、例えば６ｋＶ級の高圧盤であり、第１〜第６盤１１〜１６が並設されてなる。第１〜第６盤１１〜１６は、隣接の筐体１１ａ〜１６ａ同士が連結されて一体的に構成されている。この場合、第１盤１１側が上流側、第６盤１６側が下流側である。第１〜第６盤１１〜１６の各筐体１１ａ〜１６ａ内には、電力機器２１〜２６としてトランス、計器用ＣＴ（変流器）、計器用ＶＴ（変圧器）、遮断器、断路器等が所定位置に取り付けられ、母線２０にて電気的な接続が図られている。
また、第１〜第６盤１１〜１６の各筐体１１ａ〜１６ａ内においては、変成器の二次側接地や機器の筐体接地、高圧ケーブルのシース接地等を行うための各種の接地線３１〜３６が備えられている。各接地線３１〜３６は、スイッチギヤ１０に備えられる各盤１１〜１６の共通の接地線３０と接続されている。尚、接地線３１〜３６は、各盤１１〜１６で１〜数本存在する。
【００１４】
ところで、このような列盤型スイッチギヤ１０での健全性等の把握のためには、機器故障の一つである絶縁破壊の前兆現象としての部分放電が生じているか、しかも部分放電が内部の電力機器２１〜２６の何れにおいて生じているかを簡易に把握（推定）することが望まれている。
ここで、第１盤１１内の母線２０に放電信号注入器４０を接続し、部分放電信号に相当する図２（ａ）に示すような擬似放電信号を最も上流の母線２０に注入し、注入時の各盤１１〜１６の接地線３１〜３６から放電信号を測定した。第１盤１１等、複数本の接地線３１が存在する場合、何れか１本でも複数本（全本）でもよい。因みに、図２（ａ）に示した注入した部分放電信号は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行って周波数変換を行うと、図２（ｂ）に示すような周波数分布となる。注入した部分放電信号の周波数分布は、図２（ｂ）に示す周波数範囲（本実施形態では１ＭＨｚ〜１００ＭＨｚ）を例えば三等分した時の低い周波数範囲では振幅レベルは大、中又は高い周波数範囲では振幅レベルは小さいもののその周波数成分は含まれている。
そして、高周波ＣＴを有する図１（ｂ）に示すような部分放電検出器４１を用い、放電信号の注入点から近い順に第１盤１１の接地線３１、第２盤１２の接地線３２、第５盤１５の接地線３５、第６盤１６の接地線３６を対象に放電信号を測定した。ここで用いる高周波ＣＴは、分割式であれば１つの装置で複数の接地線３１〜３６を対象とした測定が可能であり好ましいが、各接地線３１〜３６に対して予め設置する据置型でもよい。
【００１５】
上記測定にて、第１盤１１の接地線３１から得た放電信号は図３（ａ）に示すような波形態様であり、その周波数分布は図３（ｂ）に示すような分布態様である。第２盤１２の接地線３２から得た放電信号は図４（ａ）に示すような波形態様であり、その周波数分布は図４（ｂ）に示すような分布態様である。第５盤１５の接地線３５から得た放電信号は図５（ａ）に示すような波形態様であり、その周波数分布は図５（ｂ）に示すような分布態様である。第６盤１６の接地線３６から得た放電信号は図６（ａ）に示すような波形態様であり、その周波数分布は図６（ｂ）に示すような分布態様である。これら周波数分布は、検出器４１に備えられるＦＦＴ等の周波数変換部４１ａにて放電信号を周波数変換することで得られる。また、放電信号の波形及びその周波数分布は、検出器４１に備えられる表示部４１ｂにて表示可能となっている。
第１盤１１の接地線３１から測定した放電信号の周波数分布は、図３（ｂ）に示す周波数範囲の内の低い周波数範囲の振幅レベルは全体的に大きい。中程度の周波数範囲では振幅レベルは小さくなるが存在する。高い周波数範囲では振幅レベルは極めて小さくなる。第２盤１２の接地線３２から測定した放電信号の周波数分布は、図４（ｂ）に示す周波数範囲の内の低い周波数範囲の振幅レベルは大きいが、同範囲内でもより低い周波数側で限定的となる。中程度の周波数範囲では振幅レベルは極めて小さくなり、高い周波数範囲では振幅レベルが略ゼロとなる。第５盤１５の接地線３５から測定した放電信号の周波数分布は、図５（ｂ）に示す周波数範囲の内の低い周波数範囲の振幅レベルは減少傾向となり、また同範囲内でもより一層低い周波数側で限定的となる。中又は高い周波数範囲においても振幅レベルは略ゼロとなる。第６盤１６の接地線３６から測定した放電信号の周波数分布は、図６（ｂ）に示す周波数範囲の内の低い周波数範囲の振幅レベルは一層小さくなる。中又は高い周波数範囲では同様に振幅レベルは略ゼロである。
【００１６】
つまり、図７に示すように、放電信号の注入点から近い順、即ち擬似的な部分放電発生箇所（放電源）から近いと、放電信号の周波数分布における振幅レベルが大きく且つ低い周波数から高い周波数まで広く分布する傾向にある。そして、部分放電発生箇所から遠くなるに連れて、放電信号の周波数分布の振幅レベルが次第に小さくなると共に、周波数分布も低い周波数側に限定的となる傾向にある。これは、放電信号が伝達する距離が遠くなる程、電路上の抵抗や寄生容量等の影響を次第に大きく受けて周波数成分が高い側から減衰するためであると考えられる。尚、部分放電が生じていない時は、上記した周波数範囲内の全体の振幅レベルは略ゼロである。
【００１７】
本実施形態では上記傾向を踏まえ、個々のスイッチギヤ１０毎に放電信号の周波数分布を予め把握しておくことで、実際に盤１１〜１６の何れかの内部で部分放電が生じた際に接地線３１〜３６の１つから得た放電信号の周波数分布を部分放電検出器４１の表示部４１ｂで見ることで、何れの盤１１〜１６にて部分放電が発生しているかが検出者側で判定（推定）可能である。また、複数の盤１１〜１６の接地線３１〜３６の内の少なくとも２つ以上から得た放電信号の周波数分布を互いに比較することでも、何れの盤１１〜１６にて部分放電が発生しているかが検出者側で判定（推定）可能である。また、部分放電検出器４１内に判定部４１ｃを設けることで、何れの盤１１〜１６にて部分放電が発生しているかを検出器４１自身で判定（推定）させることも可能である。
【００１８】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）本実施形態では部分放電検出器４１を用いて、部分放電により生じる放電信号の周波数変換が周波数変換部４１ａにて行われ、周波数変換がなされた放電信号の周波数分布が表示部４１ｂにて表示される。つまり、表示部４１ｂの表示により周波数分布態様がわかるため、その放電信号の周波数分布態様から、測定点（測定した盤１１〜１６の接地線３１〜３６）と部分放電発生箇所との離間具合を判定（推定）することができる。この判定手法は簡易であり、測定対象が接地線３１〜３６であるためスイッチギヤ１０の稼働中でも検出することができる。
（２）部分放電検出器４１に判定部４１ｃを備えることで、判定部４１ｃによる自動判定を行うことができる。
尚、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・表示部４１ｂにて表示した放電信号の周波数分布態様を人が判定するのみの仕様とする場合、自動判定を行う判定部４１ｃを省略してもよい。
・放電信号の周波数分布に基づく部分放電発生箇所の判定は、擬似放電信号により予め得た周波数分布と少なくとも１箇所から得た実放電信号の周波数分布との比較や、実放電信号の周波数分布を２箇所以上で比較する他の手法を用いてもよい。
【符号の説明】
【００１９】
１０…スイッチギヤ、１１〜１６…第１〜第６盤（盤）、２１〜２６…電力機器、３１〜３６…接地線、４１…部分放電検出器（部分放電検出装置）、４１ａ…周波数変換部、４１ｂ…表示部、４１ｃ…判定部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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