IV．乾式変圧器の部分放電試験

1.部分放電の波形解析

検出インピーダンス Zm の両端の電圧 (すなわち、検出信号) は非常に小さいため、機器上で明確な表示を得るためには増幅する必要があります。増幅器によって増幅されたパルス信号のピーク値は、オシロスコープで測定できます。さらに、オシロスコープでは、電源周波数で放電のどの位相が発生しているかを確認したり、パルス波形と放電時間を決定したり、部分放電全体の特性を観察したりすることもできます。放電のおおよその位置と性質を決定するために、オシロスコープは水平方向と楕円方向にスキャンできます。水平スキャンは、1 サイクルに相当する全画面偏向で実行され、テスト電圧と同期してパルスの位相を決定します。楕円スキャンも、1 サイクルのスイープでテスト電圧の 1 サイクルに相当します。図 4-1 は、2 つのスキャンモードの画面上の波形の概略図です。

図4-1

部分放電試験では、絶縁内部で発生する部分放電に加えて、リード線、電気接点、蛍光灯の接続、高電圧電極のコロナ放電なども部分放電の波形に影響を与える可能性があります。そのため、絶縁内部で発生する部分放電の波形とその他の干渉波形を区別する必要があります。図4-2は、いくつかの代表的な波形を示しています。

図4-2

2. 部分放電のスペクトル識別

図4-3は、初期電圧付近で得られる様々なタイプの部分放電オシログラムを示しています。図(a)、(b)、(c)、(d)は部分放電の基本パターンであり、(e)、(f)、(g)は干渉波の基本パターンです。

図4-3

(a)では、絶縁構造内に電界の方向に垂直なエアギャップが1つだけ存在し、放電パルスは正負のピーク間の位置に重畳されます。対称性の両側のパルス振幅と周波数は基本的に等しくなります。ただし、3:1の非対称性の上下振幅が正常な場合もあります。放電と試験電圧の関係は、初期放電後、放電が一定レベルまで増加し、試験電圧の増加に伴って放電が変化しなくなるというものです。消弧電圧は、開始電圧とほぼ等しいか、わずかに低い値になります。

(b)では、絶縁構造にはさまざまなサイズのエアギャップが含まれており、そのほとんどは鋳造可能な絶縁構造です。放電パルスが正負のピークの前の位置に重畳されると、パルスの対称な両側の振幅と周波数は基本的に等しくなりますが、上下の振幅の非対称性が3:1になる場合もあります。放電の開始時には放電パルスを分解できますが、その後電圧が上昇し、一部の放電パルスが試験電圧ゼロ位置の方向に移動すると同時に、より大きなパルスが発生し、パルス分解能が徐々に低下し、分解できなくなります。最初の放電の後、放電は電圧の増加とともに着実に増加し、消弧電圧は基本的に初期電圧と等しいかそれ以下になります。

(c)では、絶縁構造内にエアギャップが1つだけ存在する。電極表面のエアギャップにおける放電応答は、誘電体における放電応答とは異なる。放電パルスは電圧の正負のピークに重畳され、両側の振幅は非対称であり、振幅の大きい方の周波数は低く、振幅の小さい方の周波数は高い。その比率は通常3:1より大きく、場合によっては10:1となる。総放電応答を区別することができる。放電が始まると、放電量は基本的に変化せず、電圧上昇とは無関係である。消弧電圧は、開始電圧と等しいか、わずかに低い。
 
(d)では、(1)電極表面に様々なサイズのエアギャップのクラスターが存在するが、それらは閉じたタイプである。(2)電極と絶縁媒体間の電気的ギャップは閉じていない。放電パルスが電圧の負のピークに重畳される前は、両側の振幅比は通常3:1、場合によっては10:1である。電圧が上昇すると、パルスの一部がゼロの位置に向かって移動する。放電開始後、パルス分解能は良好である。圧力を上げ続けると、分解能は判別不能になるまで低下する。最初の放電後、放電エンペラーは電圧の上昇とともに徐々に増加し、消弧電圧は初期電圧と等しいか、わずかに低い。電圧が10分間持続すると、放電応答は多少変化する。

(e) 干渉源は、針先と平板またはアースとの間の液体媒体です。コロナ放電は低電圧で発生し、放電パルスはピーク電圧位置に重畳されます。例えば、負のピークでは、放電電力は高電位にあります。正のピーク位置にある場合、電源は低電位になります。これにより、電圧のゼロ位置が決定され、正または負の電圧ピークで対称的に一対のパルスが現れ、各放電パルス群の間隔は等しくなります。ただし、2つの群の振幅と時間間隔は異なり、小さい群は同じ振幅を持ち、密度が高くなります。大きなパルスは初期電圧が低く、放電は電圧の増加とともに増加します。小さなパルスの群の初期電圧は高く、放電量は電圧に依存せず、変化しません。電圧が上昇すると、パルス周波数密度は増加しますが、まだ識別可能です。電圧が上昇すると、識別できなくなります。

（f）針先を平面または地上のガス媒体に接触させる。コロナ放電は低電圧で発生し、放電パルスはピーク電圧位置に重畳される。例えば、負のピークでは電源は高電位であり、正のピークでは電源は低電位である。これは電圧のゼロ点を決定するのに役立つ。最初の放電後、電圧は上昇し、放電量は変化しないが、パルス密度は両側に拡散し、放電周波数は増加するが、まだ識別可能である。電圧が上昇するにつれて、放電パルス周波数は徐々に増加し、識別できなくなる。

（g）浮遊電位放電。電場内の2つの浮遊金属物体間、または金属物体と大地との間の放電。

波形には2種類あります。

1. 正極側と負極側は同じパルス振幅、同じ間隔、同じ周波数を持つ。

2 両側のパルスは同じ間隔でペアになって現れ、時にはベースラインを横切って前後に動きます。

初回退院には3つの種類があります。

（１）放電量は電圧に関係なく一定であり、消弧電圧は始動電圧と完全に等しい。

（２）電圧は上昇し続け、ある電圧に達すると、放電は突然消滅する。電圧が上昇し続け、その後下降すると、以前消滅した電圧で再び放電する。

（１）電圧の上昇に伴い、放電電力は徐々に減少し、放電パルスは増加する。