【0001】0001
【産業上の利用分野】この発明は電力ケーブルの部分放
電測定用増幅器に関し、特に電力ケーブルから生じる微
少な部分放電を測定するために用いられるような電力ケ
ーブルの部分放電測定用増幅器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an amplifier for measuring partial discharges in power cables, and more particularly to an amplifier for measuring partial discharges in power cables, which is used to measure minute partial discharges generated from power cables.
【0002】0002
【従来の技術】電力ケーブルにおいて、芯線の被覆する
絶縁体にボイドなどの欠陥があると、その部分において
部分放電を生じる。このような部分放電を生じると、絶
縁破壊事故を起こす可能性があるため、その部分の電力
ケーブルを取換える必要がある。そのためには、部分放
電の生じている位置を標定する必要があり、そのような
測定方法が従来より種々提案されている。2. Description of the Related Art In a power cable, if there is a defect such as a void in the insulator covering the core wire, partial discharge occurs in the defective part. If such a partial discharge occurs, there is a possibility that an insulation breakdown accident will occur, so it is necessary to replace the power cable in that part. For this purpose, it is necessary to locate the position where the partial discharge is occurring, and various measurement methods have been proposed in the past.
【0003】図4は電力ケーブルの部分放電を説明する
ための図であり、図5は部分放電によって電力ケーブル
内に生じる信号の波形図である。FIG. 4 is a diagram for explaining partial discharge in a power cable, and FIG. 5 is a waveform diagram of a signal generated in the power cable due to partial discharge.
【0004】まず、図4および図5を参照して、部分放
電について説明する。図4に示すように、ケーブル1の
ある点で部分放電が発生すると、部分放電パルスは発生
点からそれぞれ左右に向かうそれぞれのパルスとなって
ケーブル1内を伝搬し、遠方端に達すると反射して、伝
搬を続ける。これらのパルスを測定端で観測すると、図
5に示すような波形となる。ここで、第1波は部分放電
発生点から測定端まで伝搬したパルスであり、第2波は
部分放電発生点から遠方端に向かって進み遠方端で反射
し、発生点を通過し測定端まで伝搬したパルスであり、
第3波は一度観測された第1波が測定端で反射し、遠方
端に向かって進み遠方端で再び反射して、測定端まで伝
搬したパルスである。図5に示した第1波と第2波の到
達時刻の時間差Tはパルス発生点と遠方端を往復伝搬し
た時間である。したがって、この時間差Tとパルスの伝
搬速度vP から発生点までの距離xは次の第(1)式
で求めることができる。First, partial discharge will be explained with reference to FIGS. 4 and 5. As shown in Fig. 4, when a partial discharge occurs at a certain point on the cable 1, the partial discharge pulse propagates inside the cable 1 as pulses heading left and right from the generation point, and is reflected when it reaches the far end. and continue propagation. When these pulses are observed at the measurement end, they have a waveform as shown in FIG. Here, the first wave is a pulse that propagates from the partial discharge generation point to the measurement end, and the second wave travels from the partial discharge generation point toward the far end, is reflected at the far end, passes through the generation point, and reaches the measurement end. It is a propagated pulse,
The third wave is a pulse in which the first wave, which has been observed once, is reflected at the measurement end, travels toward the far end, is reflected again at the far end, and propagates to the measurement end. The time difference T between the arrival times of the first wave and the second wave shown in FIG. 5 is the time for round-trip propagation between the pulse generation point and the far end. Therefore, the distance x from this time difference T and the pulse propagation velocity vP to the generation point can be determined by the following equation (1).
【0005】 x=l−(vP ×T/2)
…(1)ここで、l:ケーブル全長図6は従来の部分放電発生位置測定方法を説明するため
の図である。図6を参照して、被測定ケーブル1の測定
端と大地との間に容量CK の結合コンデンサ2とイン
ピーダンスZを有する検出器3とを直列接続し、被測定
ケーブル1の測定端に高電圧(通常直流電圧)を印加す
る。ケーブル1で発生した部分放電パルスは検出器3に
よって検出され、増幅器4で増幅された後、オシロスコ
ープ5上に現われる。オシロスコープ5に現われる波形
は図5に示すような波形であり、これをポラロイドカメ
ラで撮影する。そして、撮影された波形から第1波と第
2波の時間差Tを計測し、これを第(1)式に代入し、
部分放電の発生した位置を算出する。[0005] x=l−(vP×T/2)
(1) Here, l: Total cable length FIG. 6 is a diagram for explaining a conventional partial discharge occurrence position measuring method. Referring to FIG. 6, a coupling capacitor 2 having a capacitance CK and a detector 3 having an impedance Z are connected in series between the measuring end of the cable under test 1 and the ground, and a high voltage is applied to the measuring end of the cable under test 1. (usually DC voltage) is applied. A partial discharge pulse generated in the cable 1 is detected by a detector 3, amplified by an amplifier 4, and then appears on an oscilloscope 5. The waveform appearing on the oscilloscope 5 is as shown in FIG. 5, and is photographed with a Polaroid camera. Then, measure the time difference T between the first wave and the second wave from the photographed waveform, and substitute this into equation (1),
Calculate the location where partial discharge occurs.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】図7は部分放電パルス
の波形と周波数分布を示す図であり、図8は放送波など
のノイズ波形と周波数分布を示す図であり、図9は図6
に示した増幅器として広帯域増幅器を用いた場合の信号
波形図である。7 is a diagram showing the waveform and frequency distribution of a partial discharge pulse, FIG. 8 is a diagram showing the waveform and frequency distribution of noise such as broadcast waves, and FIG. 9 is a diagram showing the waveform and frequency distribution of a partial discharge pulse.
FIG. 3 is a signal waveform diagram when a wideband amplifier is used as the amplifier shown in FIG.
【0007】部分放電パルスは図7(a)に示すような
波形であり、図7(b)に示すような周波数分布をして
いる。これらの部分放電パルスを増幅するための増幅器
4として広帯域増幅器が一般に用いられる。ところが、
広帯域増幅器は、放送波などの雑音を受けやすいという
欠点がある。放送波は図8(a)に示すような波形であ
り、図8(b)に示すような周波数分布を有している。放送波が広帯域増幅器の入力に混入すると、放送波の波
形と部分放電パルスとが混合され、その波形は図9(a
)に示すような波形となり、図9(b)に示すような周
波数分布を示す。広帯域増幅器が図9(c)に示すよう
な特性を有していると、広帯域増幅器の出力の周波数分
布は図9(d)に示すようになり、波形は図9(e)に
示すようになる。このため、オシロスコープ5で部分放
電パルスの波形を観測するのが困難になってしまう。The partial discharge pulse has a waveform as shown in FIG. 7(a), and a frequency distribution as shown in FIG. 7(b). A broadband amplifier is generally used as the amplifier 4 for amplifying these partial discharge pulses. However,
Broadband amplifiers have the disadvantage of being susceptible to noise from broadcast waves and the like. The broadcast wave has a waveform as shown in FIG. 8(a) and a frequency distribution as shown in FIG. 8(b). When the broadcast wave mixes into the input of the wideband amplifier, the waveform of the broadcast wave and the partial discharge pulse are mixed, and the waveform is shown in Figure 9 (a).
), and the frequency distribution is as shown in FIG. 9(b). If the wideband amplifier has the characteristics shown in Figure 9(c), the frequency distribution of the output of the wideband amplifier will be as shown in Figure 9(d), and the waveform will be as shown in Figure 9(e). Become. Therefore, it becomes difficult to observe the waveform of the partial discharge pulse with the oscilloscope 5.
【0008】図10は図6に示した増幅器として狭帯域
増幅器を用いた場合の信号波形図である。図6に示した
増幅器4として、図10(c)に示すような狭帯域特性
の狭帯域増幅器を用いると、図10(b)に示すような
周波数分布を有する放送波が雑音として混入しても、雑
音成分の周波数分布は狭帯域増幅器の周波数特性から外
れているため、雑音成分は増幅されず、図10(d)の
示すように部分放電パルスのみを増幅できる。しかし、
狭帯域増幅器の出力波形は、図10(e)に示すように
振動波形として現われるため、位置標定が困難になると
いう欠点がある。FIG. 10 is a signal waveform diagram when a narrowband amplifier is used as the amplifier shown in FIG. If a narrowband amplifier with narrowband characteristics as shown in FIG. 10(c) is used as the amplifier 4 shown in FIG. 6, broadcast waves having a frequency distribution as shown in FIG. 10(b) will be mixed in as noise. However, since the frequency distribution of the noise component deviates from the frequency characteristics of the narrowband amplifier, the noise component is not amplified, and only the partial discharge pulse can be amplified as shown in FIG. 10(d). but,
Since the output waveform of the narrowband amplifier appears as a vibration waveform as shown in FIG. 10(e), there is a drawback that positioning becomes difficult.
【0009】それゆえに、この発明の主たる目的は、広
帯域増幅器を用いて部分放電パルスのみを増幅して抽出
できるような電力ケーブルの部分放電測定用増幅器を提
供することである。Therefore, the main object of the present invention is to provide an amplifier for measuring partial discharges in power cables, which can amplify and extract only partial discharge pulses using a broadband amplifier.
【0010】0010
【課題を解決するための手段】この発明は電力ケーブル
から生ずる微小な部分放電を測定するための電力ケーブ
ルの部分放電測定用増幅器であって、不要な周波数のノ
イズを除去するための多段の帯域除去フィルタを用いた
広帯域増幅器を備えて構成される。[Means for Solving the Problems] The present invention is an amplifier for measuring minute partial discharges of power cables, which includes a multi-stage bandpass for removing unnecessary frequency noise. It is constructed with a broadband amplifier using a rejection filter.
【0011】[0011]
【作用】この発明に係る電力ケーブルの部分放電測定用
増幅器は、多段の帯域除去フィルタによって不要な周波
数のノイズを除去し、部分放電パルスを広帯域増幅器で
増幅して、部分放電の位置標定を行なう。[Operation] The amplifier for measuring partial discharges in power cables according to the present invention removes unnecessary frequency noise using a multi-stage band elimination filter, amplifies partial discharge pulses using a broadband amplifier, and locates the position of partial discharges. .
【0012】0012
【発明の実施例】図1はこの発明の一実施例の概略ブロ
ック図であり、図2は図1に示した広帯域増幅器と帯域
除去フィルタの具体的なブロック図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a detailed block diagram of the wideband amplifier and band-rejection filter shown in FIG.
【0013】次に、図1および図2を参照して、この発
明の一実施例の構成について説明する。被測定ケーブル
1の測定端と大地との間には結合コンデンサCK とイ
ンピーダンスZを有する検出器3との直列回路が接続さ
れ、被測定ケーブル1の測定端には保護インピーダンス
8を介して試験用高電圧が印加される。結合コンデンサ
2と検出器3との接続点には広帯域増幅器10が接続さ
れ、広帯域増幅器10の出力には帯域除去フィルタ(バ
ンドエリミネーションフィルタ:以下、BEFと称する
)11が接続される。BEF11の出力はオシロスロー
プ5に接続される。被測定ケーブル1の遠方端と大地と
の間には容量CK の結合コンデンサ6とインピーダン
スZを有する検出器7の直列回路が接続される。結合コ
ンデンサ6と検出器7との接続点には広帯域増幅器15
の入力が接続され、広帯域増幅器15の出力はパルス返
しケーブル9の一端に接続される。パルス返しケーブル
9の他端には広帯域増幅器12が接続され、広帯域増幅
器12の出力はBEF13の入力に接続され、BEF1
3の出力はオシロスコープ5に接続される。Next, the configuration of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. A series circuit consisting of a coupling capacitor CK and a detector 3 having an impedance Z is connected between the measurement end of the cable under test 1 and the ground, and a test terminal is connected to the measurement end of the cable under test 1 via a protective impedance 8. High voltage is applied. A broadband amplifier 10 is connected to the connection point between the coupling capacitor 2 and the detector 3, and a band elimination filter (hereinafter referred to as BEF) 11 is connected to the output of the broadband amplifier 10. The output of BEF 11 is connected to oscilloscope 5. A series circuit consisting of a coupling capacitor 6 having a capacitance CK and a detector 7 having an impedance Z is connected between the far end of the cable 1 to be measured and the ground. A broadband amplifier 15 is installed at the connection point between the coupling capacitor 6 and the detector 7.
The input of the broadband amplifier 15 is connected to one end of the pulse return cable 9. A wideband amplifier 12 is connected to the other end of the pulse return cable 9, and the output of the wideband amplifier 12 is connected to the input of BEF13.
The output of 3 is connected to an oscilloscope 5.
【0014】次に、図2を参照して、図1に示した広帯
域増幅器10とBEF11のより具体的な構成について
説明する。広帯域増幅器10はハイパスフィルタ(HP
F)101と、ローパスフィルタ(LPF)102と、
広帯域増幅器103とを含む。ハイパスフィルタ101
は試験用高電圧から侵入するノイズを除去するために、
たとえば遮断周波数10kHzのものが用いられ、ロー
パスフィルタ102は1.5MHz以上の不要な周波数
成分を除去する。広帯域増幅器103は増幅周波数がD
C〜10MHz,利得1000倍の低雑音タイプのもの
が用いられる。Next, referring to FIG. 2, a more specific configuration of the wideband amplifier 10 and BEF 11 shown in FIG. 1 will be described. The wideband amplifier 10 includes a high-pass filter (HP
F) 101, a low pass filter (LPF) 102,
wideband amplifier 103. High pass filter 101
In order to remove the noise that enters from the high voltage for testing,
For example, a filter with a cut-off frequency of 10 kHz is used, and the low-pass filter 102 removes unnecessary frequency components of 1.5 MHz or higher. The wideband amplifier 103 has an amplification frequency of D
A low noise type with a frequency of C to 10 MHz and a gain of 1000 times is used.
【0015】BEF11は多段のBEF111,112
…11nが縦続接続して構成され、最大14段まで可能
とされ、各段ごとに除去する周波数f0 を10kHz
〜1.5MHzの間で設定できるように、それぞれのB
EFに対応してf0 設定用スイッチ121,122…
12nが接続され、さらに設定周波数の選択度Qは約1
〜10の間で可変できるように、各BEFに対応してQ
設定用スイッチ131,132…13nが接続される。最終段のBEF11nには1.5MHz以上の不要な周
波数成分を除去するためのローパスフィルタ(LPF)
14が接続される。なお、図1に示した広帯域増幅器1
2およびBEF13も図2と同様にして構成される。[0015] The BEF 11 is a multi-stage BEF 111, 112.
...11n are connected in cascade, and a maximum of 14 stages are possible, and the frequency f0 to be removed for each stage is 10kHz.
Each B
Corresponding to EF, f0 setting switches 121, 122...
12n is connected, and the selectivity Q of the set frequency is approximately 1.
Q corresponding to each BEF so that it can be varied between ~10
Setting switches 131, 132...13n are connected. The final stage BEF11n has a low pass filter (LPF) to remove unnecessary frequency components of 1.5MHz or higher.
14 are connected. Note that the wideband amplifier 1 shown in FIG.
2 and BEF 13 are also constructed in the same manner as in FIG.
【0016】図3は図1の各部の波形図である。次に、
図1〜図3を参照して、この発明の一実施例の具体的な
動作について説明する。インピーダンス8を介して被測
定ケーブル1の測定端に試験用高電圧が印加される。被
測定用ケーブル1の絶縁体にボイドなどがあって、部分
放電パルスが生じると、その第1波は前述の図4に示し
たように測定端に戻り、結合コンデンサ2を介して広帯
域増幅器10に入力される。また、第2波は被測定ケー
ブル1の遠方端から結合コンデンサ6を介して広帯域増
幅器15に与えられ、広帯域増幅器15で増幅された後
、パルス返しケーブル9の一端から他端に伝搬し、広帯
域増幅器12に入力される。広帯域増幅器10に入力さ
れた部分放電パルスに放送波などのノイズが混入すると
、その波形は図3(a)に示すようになり、周波数分布
は図3(b)に示すようになる。この信号のうち、10
kHz以上の成分のみがハイパスフィルタ101を通過
し、ノイズ成分が除去された後、ローパスフィルタ10
2によって1.5MHz以下の成分のみが抽出されて広
帯域増幅器103に与えられる。広帯域増幅器103は
与えられた信号を増幅し、BEF11に与える。FIG. 3 is a waveform diagram of each part of FIG. 1. next,
With reference to FIGS. 1 to 3, a specific operation of an embodiment of the present invention will be described. A test high voltage is applied to the measurement end of the cable under test 1 via the impedance 8 . If there is a void or the like in the insulator of the cable under test 1 and a partial discharge pulse occurs, the first wave returns to the measurement end as shown in FIG. is input. Further, the second wave is applied from the far end of the cable under test 1 to the wideband amplifier 15 via the coupling capacitor 6, and after being amplified by the wideband amplifier 15, it propagates from one end of the pulse return cable 9 to the other end, and It is input to amplifier 12. When noise such as a broadcast wave is mixed into the partial discharge pulse input to the wideband amplifier 10, its waveform becomes as shown in FIG. 3(a), and its frequency distribution becomes as shown in FIG. 3(b). Of this signal, 10
Only components of kHz or higher pass through the high-pass filter 101, and after noise components are removed, the low-pass filter 10
2, only components below 1.5 MHz are extracted and provided to the wideband amplifier 103. The wideband amplifier 103 amplifies the applied signal and provides it to the BEF 11.
【0017】BEF11では、f0 設定用スイッチ1
21,122…12nによって混入した放送波のノイズ
の周波数、たとえばf1 ,f2 を除去するように、
周波数が設定される。すると、BEF11の帯域特性は
図3(c)に示すようになり、BEF11の出力の周波
数分布は図3(d)に示すようになり、その波形は図3
(e)に示すようになってオシロスコープ5に表示され
る。パルス返しケーブル9を伝搬してきた第2波も同様
にして、広帯域増幅器12,BEF13でノイズ成分が
除去され、図3(e)に示す波形よりもT時間だけ遅れ
たほぼ同様の波形となり、オシロスコープ5に表示され
る。したがって、オシロスコープ5で2つの波形を観測
することより、前述の第(1)式から被測定ケーブル1
の部分放電を生じている位置を正確に標定することがで
きる。In BEF11, f0 setting switch 1
21, 122...12n to remove the noise frequencies of broadcast waves mixed in, for example, f1, f2,
Frequency is set. Then, the band characteristic of BEF11 becomes as shown in Fig. 3(c), the frequency distribution of the output of BEF11 becomes as shown in Fig. 3(d), and the waveform is as shown in Fig. 3(d).
The image is displayed on the oscilloscope 5 as shown in (e). Similarly, the noise component of the second wave propagated through the pulse return cable 9 is removed by the broadband amplifier 12 and the BEF 13, resulting in a waveform that is almost the same as the waveform shown in FIG. 5 is displayed. Therefore, by observing the two waveforms with the oscilloscope 5, from the above equation (1), the cable under test 1
It is possible to accurately locate the location where a partial discharge is occurring.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、不要
な周波数のノイズを除去するための多段の帯域除去フィ
ルタを用いて広帯域増幅器を構成したことによって、微
小な部分放電パルスに放送波などのノイズが混入しても
、それらのノイズを効果的に除去することができ、部分
放電を生じている位置を正確に標定することができる。As described above, according to the present invention, by configuring a wideband amplifier using a multi-stage band-rejection filter for removing noise at unnecessary frequencies, it is possible to apply broadcast waves to minute partial discharge pulses. Even if such noises are mixed in, these noises can be effectively removed, and the position where partial discharge is occurring can be accurately located.
【図1】この発明の一実施例の概略ブロック図である。FIG. 1 is a schematic block diagram of an embodiment of the invention.
【図2】図1に示した広帯域増幅器と帯域除去フィルタ
の具体的なブロック図である。FIG. 2 is a detailed block diagram of the wideband amplifier and band-rejection filter shown in FIG. 1;
【図3】図1および図2の各部の波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram of each part in FIGS. 1 and 2;
【図4】電力ケーブルの部分放電を説明するための図で
ある。FIG. 4 is a diagram for explaining partial discharge of a power cable.
【図5】部分放電によって電力ケーブル内に生じる信号
の波形図である。FIG. 5 is a waveform diagram of a signal generated in a power cable due to partial discharge.
【図6】従来の部分放電発生位置測定方法を説明するた
めの図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a conventional partial discharge occurrence position measuring method.
【図7】部分放電パルスの波形と周波数特性を示す図で
ある。FIG. 7 is a diagram showing the waveform and frequency characteristics of a partial discharge pulse.
【図8】放送波などのノイズ波形と周波数分布を示す図
である。FIG. 8 is a diagram showing noise waveforms and frequency distributions of broadcast waves and the like.
【図9】図6に示した増幅器として広帯域増幅器を用い
た場合の信号波形図である。9 is a signal waveform diagram when a wideband amplifier is used as the amplifier shown in FIG. 6. FIG.
【図10】図6に示した増幅器として狭帯域増幅器を用
いた場合の信号波形図である。10 is a signal waveform diagram when a narrowband amplifier is used as the amplifier shown in FIG. 6. FIG.
1 被測定ケーブル2,6 結合コンデンサ3,7 検出器8 保護インピーダンス9 パルス返しケーブル10,12,15,103 広帯域増幅器11,13
,111,112…11n 帯域除去フィルタ14,102 ローパスフィルタ101 ハイパスフィルタ1 Cable under test 2, 6 Coupling capacitor 3, 7 Detector 8 Protective impedance 9 Pulse return cable 10, 12, 15, 103 Broadband amplifier 11, 13
, 111, 112...11n Band removal filter 14, 102 Low pass filter 101 High pass filter
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3087591AJPH04269671A (en) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | Amplifier for measuring partial discharge of power cable |
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| JP3087591AJPH04269671A (en) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | Amplifier for measuring partial discharge of power cable |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04269671Atrue JPH04269671A (en) | 1992-09-25 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3087591APendingJPH04269671A (en) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | Amplifier for measuring partial discharge of power cable |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal | Free format text:JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date:19960213 |