部分放電はどうやって検出するのですか？

部分放電とは何ですか?

まず簡単に要約します。部分放電は、導体間の絶縁を部分的にのみブリッジする局所的な放電です。これは、固体断熱材の空洞内、断熱材の表面に沿って、または液体断熱材の気泡内で発生する可能性があります。チェックを行わずに放置すると、PD は絶縁を徐々に劣化させ、最終的な故障につながります。

1. PD 検出の基本原理

すべての検出方法は、PD 活動によって生成される物理現象の測定に依存しています。

電気パルス:主な効果は、ナノ秒スケールの急速な電流パルスです。{0}

電磁放射:電流パルスは、無線周波数 (RF) 信号や高周波信号を含む電磁エネルギーを放射します。-

音響放射:放電により小さな衝撃波、つまり可聴または超音波の「クリック音」が発生します。

化学副産物:-PD は断熱材を分解し、特定のガス (オゾンなど) を放出し、化学変化を引き起こします。

2. 主な検出方法

ここでは主な方法を、検出される現象ごとに分類して示します。

A. 電気的検出方法 (ゴールドスタンダード)

これは、IEC 60270 規格に準拠した、最も直接的かつ定量的な方法です。

仕組み:PD によって引き起こされる電流パルスの見かけの電荷 (ピコクーロン、pC) を測定します。結合コンデンサと検出インピーダンスは、これらの高周波パルスを捕捉する回路を形成します。-

設定：

カップリングコンデンサは試験対象物と並列に接続されます。

測定インピーダンス (四重極) がコンデンサと直列に接続されます。

特殊な PD 検出器がパルスを測定し、ノイズを除去して結果を表示します。

主要な出力:

PD の大きさ (pC):放電の見かけの電荷。

相-解決部分放電（PRPD）パターン:放電の大きさと数と AC 電源サイクルの位相角を示すプロット。このパターンは、識別に役立つ「指紋」のようなものです。タイプPD（例、内部、表面、またはコロナ）の。

長所:

高感度かつ定量的です。

放電の重症度を最も正確に測定します。

PRPD 解析は故障診断に優れています。

短所:

高電圧機器への直接電気接続が必要です。-

多くの場合、アセットをオフラインにする必要があります (オフライン テスト)。

電気的干渉/ノイズの影響を受けやすい。

B. 音響/超音波放射 (AE) センシング

これは、特にライブ機器において、非常に一般的な非侵入型の方法です。{0}

仕組み:超音波センサー（またはアコースティック エミッション センサー）を使用して、PD によって生成される高周波音波（通常は 20 kHz ～ 300 kHz）を検出します。{0}人間の聴覚は約 20 kHz で最高に達するため、これらは「超音波」です。

設定：

センサーは機器 (変圧器タンク、配電盤キャビネットなど) の表面に配置されます。

ポータブル超音波「ガン」は一般的なスキャンに使用されます。

複数の固定センサーを使用して、永続的なモニタリングと PD 発生源の正確な位置を三角測量することができます。

主要な出力:

超音波dBレベル:音の強さ。

「ヒス」または「パチパチ」音:多くのデバイスには、ヘテロダイン（ダウンミックス）された超音波信号を聞くためのヘッドフォンが付いています。-

長所:

に最適物理的な場所を特定するPDの。

通電中の機器に使用できます (オンラインテスト)。

電気的干渉に対する耐性があります。

短所:

音は、固体の障壁（変圧器タンク内など）によって容易に減衰され、遮断されます。

おりものの重症度 (pC) を定量化するのにはそれほど効果的ではありません。

背景の音響ノイズが問題になる場合があります。

C. 高周波変流器 (HFCT / RFCT) の検出

これは、ケーブル、開閉装置、変圧器をオンラインで監視する最も一般的な方法の 1 つです。

仕組み:HFCT センサーのクランプは、アース線またはケーブル シースの周囲に配置されます。{0}これは、高周波 (通常 100 kHz ～ 50 MHz) に調整された変流器として機能し、PD からグランドに流れる RF 電流パルスを検出します。

設定：クランプは導体の周囲に配置するだけです。高電圧への直接電気接続は必要ありません。

主要な出力:

PD パルスの大きさと位相。

分析用の PRPD パターンを生成できます。

長所:

-邪魔にならず、稼働中の機器に簡単に設置できます。

感度が高く、位相分解されたデータが得られます。-

ケーブルと開閉装置の監視に最適です。

短所:

感度は、設置場所とアース接続の完全性によって異なります。

無線周波数干渉 (RFI) の影響を受ける可能性があります。

D. 過渡接地電圧 (TEV) の検出

金属被覆開閉装置のテストに広く使用されています。{0}

仕組み:金属被覆開閉装置の内部で PD が発生すると、電流パルスが内部の金属表面に沿って伝わります。{0}隙間や接合部 (ドアなど) では、これらのパルスが外表面に結合し、過渡接地電圧が生成されます。 TEV プローブは、金属ケースの外側でこの電圧を測定します。

設定：容量結合プレートを備えたハンドヘルド メーターが開閉装置の金属表面に配置されます。

主要な出力:TEV の大きさ (ミリボルト (mV) 単位)。

長所:

開閉装置の状態スクリーニングを非常に迅速かつ簡単に実行できます。

-非侵入的なオンライン テスト。

短所:

絶対的な PC 値ではなく、相対的な測定値を提供します。

キャリブレーションと解釈はメーカーごとに異なる場合があります。{0}

主に金属被覆機器に適用されます。-

E. 超-高-周波数（UHF）センシング

変圧器とガス絶縁開閉装置 (GIS) をオンラインで監視するための主要な方法。{0}

仕組み:PD イベントは、超高周波範囲（300 MHz ～ 3 GHz）の電磁波を放射します。-- UHF センサー (内部または外部) は、これらの信号を検出するアンテナです。

設定：

GIS:センサーは、誘電体窓またはカプラーを介して GIS タンクに取り付けられます。

トランスフォーマー:センサーはドレンバルブまたは専用ポートに取り付けることができます。

主要な出力:

UHF 信号の振幅。

高度な診断のための PRPD パターン。

長所:

非常に敏感で、低周波の外部ノイズの影響を受けません。{0}}

重要な資産をオンラインで永続的に監視するのに最適です。

複数のセンサー間の飛行時間の違いを利用して、発生源を特定できます。{0}{1}

短所:

特殊な、多くの場合高価な機器が必要です。

PC へのキャリブレーションは非常に困難です。

既存の機器への設置は困難な場合があります。

F. 化学物質/ガスの検知

溶存ガス分析 (DGA):油が充填された変圧器の場合、PD は水素 (H₂) やメタン (CH₄) などの特定のガスを生成します。{0}オイルの DGA は PD 活性を示す可能性があります。

オゾン検出:空気中の PD はオゾンを生成しますが、そのオゾンは匂いを嗅いだり、センサーで検出されたりすることがあります。

3. 基本的な PD 調査のための実践的なステップバイステップ ガイド--

開閉装置または変電所から始める技術者の場合、一般的なアプローチは次のとおりです。

企画:機器の単線図と履歴データを確認します。-潜在的な PD ホットスポットを特定します。

初期スクリーニング (TEV および超音波):

を使用します。TEVメーター金属被覆開閉装置パネルをスキャンするには-。アクセス可能なすべての表面の mV レベルを記録します。

同時に、超音波ガンブッシング、ケーブル終端、通気口の周囲の放電を監視します。

データ分析と三角測量:

高い測定値が見つかった場合は、超音波センサーを使用して「カチッ」という音の発生源を正確に特定します。センサーを動かして、最も音量が大きくなるポイントを見つけます。

フォローアップ / 詳細調査（必要な場合）:{0}

重大な原因が疑われる場合は、より高度な方法が必要になる場合があります。

オフラインテスト:計画停電中に IEC 60270 標準電気テストを実行し、PD レベルを pC 単位で定量化します。

オンラインモニタリング:継続的な監視と PRPD 分析のために、関連するアース線に HFCT センサーを取り付けます。

メソッドの概要表