JP7279316B2 - DISCHARGE MONITORING SYSTEM AND DISCHARGE MONITORING METHOD - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、受配電機器の部分放電を監視することが可能な、特徴量取得装置、放電監視システム、放電監視装置、及び放電監視方法に関する。 The present invention relates to a feature acquisition device, a discharge monitoring system, a discharge monitoring device, and a discharge monitoring method, which are capable of monitoring, for example, partial discharges in power receiving and distributing equipment.

電力設備を構成する変圧器、開閉器及び回転機等の受配電機器は、経年使用により構成部品の絶縁性能が低下していき、最終的には、絶縁破壊による機器故障に至る。 2. Description of the Related Art In power receiving and distributing equipment such as transformers, switches, and rotating machines that constitute electric power equipment, the insulation performance of the component parts deteriorates due to long-term use, eventually resulting in equipment failure due to dielectric breakdown.

この機器故障を回避するには、絶縁破壊の予兆を捉えて、機器故障に至る前に、設備補修や設備の更新を行うことが必要とされる。 In order to avoid this equipment failure, it is necessary to catch signs of insulation breakdown and repair or update the equipment before equipment failure occurs.

下記特許文献１には、部分放電監視装置及び部分放電監視方法に関する発明が開示されている。この特許文献１によれば、電力機器内部での部分放電を電力機器外部で発生する気中放電と識別して判定することができるとしている（特許文献１の段落［００１０］等参照）。 Patent Literature 1 listed below discloses an invention relating to a partial discharge monitoring device and a partial discharge monitoring method. According to Patent Document 1, it is possible to distinguish partial discharge inside the electric power equipment from air discharge occurring outside the electric power equipment and judge it (see paragraph [0010] of Patent Document 1, etc.).

また、下記特許文献２には、高電圧送配電設備において、部分放電を検出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に関する発明が開示されている。この特許文献２によれば、第１の信号と第２の信号との差をとり、雑音を除去することにより、部分放電を常時監視することができるとしている（特許文献２の段落［００１６］等参照）。 Patent Document 2 below discloses an invention relating to a partial discharge detection method and a partial discharge detection device capable of detecting partial discharge in high-voltage power transmission and distribution equipment. According to Patent Document 2, it is possible to constantly monitor partial discharge by taking the difference between the first signal and the second signal and removing the noise (paragraph [0016] of Patent Document 2). etc.).

また、特許文献３には、複数の放電源があるガス絶縁機器の部分放電検知時に、パルス情報から放電源の種類判定を行っている（特許文献３の段落［０００９］等参照）。 Further, in Patent Document 3, when partial discharge is detected in gas-insulated equipment having a plurality of discharge sources, the type of discharge source is determined from pulse information (see paragraph [0009] of Patent Document 3, etc.).

特開２０１０－２０４０１９号公報JP 2010-204019 A 特開２００５－３３８０１６号公報JP 2005-338016 A 特開２００１－２４２２１２号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-242212

しかしながら、従来では、部分放電信号とノイズ信号とが複合している場合、部分放電信号を、ノイズ信号と切り離して高精度に検出することができなかった。加えて、電気設備の絶縁状態を長時間且つ継続的に監視すべく、部分放電信号の全波形データを測定し記録する構成では、データ量が大きすぎて、部分放電監視装置に個別の大容量メモリを備える必要があり、更に、通信量も膨大なものとなる問題があった。 However, conventionally, when a partial discharge signal and a noise signal are combined, the partial discharge signal cannot be detected separately from the noise signal with high accuracy. In addition, in order to continuously monitor the insulation state of electrical equipment for a long period of time, the configuration in which all waveform data of the partial discharge signal is measured and recorded is too large, and the partial discharge monitoring device requires an individual large capacity. There was a problem that it was necessary to have a memory and that the amount of communication was enormous.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、放電監視として利用するデータ量を低減しつつ、ノイズ信号と複合した部分放電信号を、高感度に検出することができる特徴量取得装置、放電監視システム、放電監視装置、及び放電監視方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and its object is to detect a partial discharge signal combined with a noise signal with high sensitivity while reducing the amount of data used for discharge monitoring. It is an object of the present invention to provide a feature acquisition device, a discharge monitoring system, a discharge monitoring device, and a discharge monitoring method that can

本発明における放電監視システムは、電源電圧波形の電源周期を、一定位相角の時間幅に分割する測定タイミング処理部と、受配電機器で検知された放電の検知信号から、前記時間幅毎に、最も大きい振幅を有する最大パルス波形を抽出する最大パルス波形抽出部と、前記最大パルス波形の特徴量として、前記最大パルス波形の最大電荷量（絶対値）で示されるピーク値と、前記最大パルス波形の正負ピークの時間間隔と、前記最大パルス波形において（正負ピークの値差／前記正負ピークの時間間隔）で求められる減衰度とを取得する特徴量取得部と、前記特徴量取得部にて取得された前記特徴量を保管する特徴量記録部と、を有する前記検知信号の特徴量取得装置と、前記受配電機器に設置され、少なくとも前記放電を検知して前記検知信号を出力するセンサ部と、前記特徴量取得装置で取得した前記特徴量に基づいて少なくとも部分放電の有無を分析する分析装置と、を備え、前記時間幅毎に得られた前記特徴量は、前記特徴量記録部にて、前記電源電圧波形の０°から３６０°の電源位相を分割した前記一定位相角毎に対応して保管され、前記分析装置には、部分放電モードの前記電源位相と対応付けた前記特徴量のデータベースが保管されており、前記分析装置では、前記電源位相を分割した前記一定位相角毎に対応して保管された、前記時間間隔Ｉｎ及び前記減衰度Ｄｎが、前記電源電圧波形の前記電源位相０°あるいは１８０°を含む前記一定位相角での前記時間間隔Ｉｎ及び前記減衰度Ｄｎと同じ値となる前記電源位相の範囲をノイズ位相とし、前記ノイズ位相にて取得された前記ピーク値をゼロにし、前記ノイズ位相以外の前記電源位相の前記ピーク値を残して、前記ノイズ位相以外の前記電源位相と対応付けた前記ピーク値と、前記データベースとを比較し、その一致度から、前記部分放電モードを判定する、ことを特徴とする。
あるいは、本発明における放電監視システムは、電源電圧波形の電源周期を、一定位相角の時間幅に分割する測定タイミング処理部と、受配電機器で検知された放電の検知信号から、前記時間幅毎に、最も大きい振幅を有する最大パルス波形を抽出する最大パルス波形抽出部と、前記最大パルス波形の特徴量として、前記最大パルス波形の最大電荷量（絶対値）で示されるピーク値と、前記最大パルス波形の正負ピークの時間間隔と、前記最大パルス波形において（正負ピークの値差／前記正負ピークの時間間隔）で求められる減衰度とを取得する特徴量取得部と、前記特徴量取得部にて取得された前記特徴量を保管する特徴量記録部と、を有する前記検知信号の特徴量取得装置と、前記受配電機器に設置され、少なくとも前記放電を検知して前記検知信号を出力するセンサ部と、前記特徴量取得装置で取得した前記特徴量に基づいて少なくとも部分放電の有無を分析する分析装置と、を備え、前記時間幅毎に得られた前記特徴量は、前記特徴量記録部にて、前記電源電圧波形の０°から３６０°の電源位相を分割した前記一定位相角毎に対応して保管され、前記分析装置には、部分放電モードの前記電源位相と対応付けた前記特徴量のデータベースが保管されており、前記分析装置では、前記電源位相を分割した前記一定位相角毎に対応して保管された、前記時間間隔及び前記減衰度を、閾値を用いて複数の集団に分けるとともに前記複数の集団に対応する前記電源電圧波形の前記電源位相の範囲をそれぞれグループ位相に分け、前記ピーク値を、前記グループ位相ごとに分離して、前記グループ位相ごとに分離した前記ピーク値と、前記データベースとを比較し、その一致度から、前記部分放電モードを判定する、ことを特徴とする。
ここで、前記正負ピークの値差は、前記最大パルス波形の正極側あるいは負極側にて最も大きい振幅を示す第１ピークの電荷量（絶対値）から、前記第１ピークの次に大きく前記第１ピークの極性とは逆の極性の第２ピークの電荷量（絶対値）を引いて求められ、前記正負ピークの時間間隔は、前記第１ピークと前記第２ピークの時間間隔で求められる。 A discharge monitoring system according to the present invention includes a measurement timing processing unit that divides a power supply cycle of a power supply voltage waveform into time widths with a constant phase angle, and a detection signal of a discharge detected by a power receiving/distributing device. a maximum pulse waveform extracting unit for extracting a maximum pulse waveform having the largest amplitude; a peak value indicated by a maximum charge amount (absolute value) of the maximum pulse waveform as a feature quantity of the maximum pulse waveform; and the maximum pulse waveform and the attenuation degree obtained by (value difference between the positive and negative peaks / the time interval between the positive and negative peaks) in the maximum pulse waveform; a feature amount recording unit for storing the feature amount that has been obtained; and a sensor that is installed in the power receiving and distributing device and that detects at least the discharge and outputs the detection signal. and an analysis device that analyzes at least the presence or absence of partial discharge based on the feature quantity acquired by the feature quantity acquisition device, and the feature quantity obtained for each time width is stored in the feature quantity recording unit. , stored corresponding to each of the constant phase angles obtained by dividing the power supply phase from 0° to 360° of the power supply voltage waveform, and the analysis device stores the characteristics associated with the power supply phase in the partial discharge mode In the analysis device, the time interval In and the attenuation Dn, which are stored corresponding to each of the constant phase angles obtained by dividing the power supply phase, are stored in the power supply voltage waveform. The range of the power supply phase having the same value as the time interval In and the attenuation degree Dn at the constant phase angle including the power supply phase of 0° or 180° is defined as the noise phase, and the peak value obtained at the noise phase. is set to zero, the peak value of the power supply phase other than the noise phase is left, and the peak value associated with the power supply phase other than the noise phase is compared with the database. It is characterized by judging a partial discharge mode .
Alternatively, the discharge monitoring system according to the present invention includes a measurement timing processing unit that divides the power supply cycle of the power supply voltage waveform into time widths with a constant phase angle, a maximum pulse waveform extracting unit for extracting a maximum pulse waveform having the largest amplitude; a feature amount acquiring unit for acquiring a time interval between positive and negative peaks of a pulse waveform and an attenuation degree obtained by (value difference between positive and negative peaks/time interval between positive and negative peaks) in the maximum pulse waveform; a feature amount recording unit for storing the feature amount acquired by the above-described detection signal feature amount acquisition device; and a sensor installed in the power receiving and distributing device that detects at least the discharge and outputs the detection signal. and an analysis device that analyzes at least the presence or absence of partial discharge based on the feature quantity acquired by the feature quantity acquisition device, and the feature quantity obtained for each time width is stored in the feature quantity recording unit. , stored corresponding to each of the constant phase angles obtained by dividing the power supply phase from 0° to 360° of the power supply voltage waveform, and the analysis device stores the characteristics associated with the power supply phase in the partial discharge mode A database of quantities is stored, and in the analysis device, the time interval and the attenuation degree stored corresponding to each of the constant phase angles obtained by dividing the power supply phase are divided into a plurality of groups using a threshold value. dividing the range of the power supply phases of the power supply voltage waveform corresponding to the plurality of groups into group phases, separating the peak values for each of the group phases, and separating the peak values for each of the group phases; and the database, and the partial discharge mode is determined from the matching degree.
Here, the value difference between the positive and negative peaks is determined by the amount of charge (absolute value) of the first peak showing the largest amplitude on the positive side or the negative side of the maximum pulse waveform, which is the next largest after the first peak. It is obtained by subtracting the charge amount (absolute value) of the second peak having the polarity opposite to the polarity of the first peak, and the time interval between the positive and negative peaks is obtained by the time interval between the first peak and the second peak. .

本発明では、前記センサ部は、放電発生の判定に供することが可能な、前記受配電機器の周囲環境情報、或いは、前記受配電機器の運転状況情報、又は、前記周囲環境情報及び前記運転状況情報を取得することが好ましい。 In the present invention, the sensor unit includes ambient environment information of the power receiving/distributing device, operating status information of the power receiving/distributing device, or the ambient environment information and the operating status, which can be used for determination of occurrence of discharge. Obtaining information is preferable.

本発明は、受配電機器の放電を監視するための放電監視方法であって、電源電圧波形の電源周期を、一定位相角の時間幅に分割する工程、前記時間幅毎に、前記受配電機器で検出された放電の最も大きい振幅を有する検知信号の最大パルス波形を抽出する工程、前記最大パルス波形の最大電荷量（絶対値）で示されるピーク値と、前記最大パルス波形の正負ピークの時間間隔と、前記最大パルス波形において（正負ピークの値差／前記正負ピークの時間間隔）で求められる減衰度との、特徴量を取得する工程、前記特徴量に基づいて少なくとも部分放電の有無を分析する工程、を有し、前記時間幅毎に得られた前記特徴量を、前記電源電圧波形の０°から３６０°の電源位相を分割した前記一定位相角毎に対応して保管し、部分放電モードの前記電源位相と対応付けた前記特徴量のデータベースを保管しており、前記部分放電の有無を分析する工程では、前記電源位相を分割した前記一定位相角毎に対応して保管された、前記時間間隔及び前記減衰度が、前記電源電圧波形の前記電源位相０°あるいは１８０°を含む前記一定位相角での前記時間間隔及び前記減衰度と同じ値となる前記電源位相の範囲をノイズ位相とし、前記ノイズ位相にて取得された前記ピーク値をゼロにし、前記ノイズ位相以外の前記電源位相の前記ピーク値を残して、前記ノイズ位相以外の前記電源位相と対応付けた前記ピーク値と、前記データベースとを比較し、その一致度から、前記部分放電モードを判定する、ことを特徴とする。
あるいは、本発明は、受配電機器の放電を監視するための放電監視方法であって、電源電圧波形の電源周期を、一定位相角の時間幅に分割する工程、前記時間幅毎に、前記受配電機器で検出された放電の最も大きい振幅を有する検知信号の最大パルス波形を抽出する工程、前記最大パルス波形の最大電荷量（絶対値）で示されるピーク値と、前記最大パルス波形の正負ピークの時間間隔と、前記最大パルス波形において（正負ピークの値差／前記正負ピークの時間間隔）で求められる減衰度との、特徴量を取得する工程、前記特徴量に基づいて少なくとも部分放電の有無を分析する工程、を有し、前記時間幅毎に得られた前記特徴量を、前記電源電圧波形の０°から３６０°の電源位相を分割した前記一定位相角毎に対応して保管し、部分放電モードの前記電源位相と対応付けた前記特徴量のデータベースを保管しており、前記部分放電の有無を分析する工程では、前記電源位相を分割した前記一定位相角毎に対応して保管された、前記時間間隔及び前記減衰度を、閾値を用いて複数の集団に分けるとともに前記複数の集団に対応する前記電源電圧波形の前記電源位相の範囲をそれぞれグループ位相に分け、前記ピーク値を、前記グループ位相ごとに分離して、前記グループ位相ごとに分離した前記ピーク値と、前記データベースとを比較し、その一致度から、前記部分放電モードを判定する、ことを特徴とする。
ここで、前記正負ピークの値差は、前記最大パルス波形の正極側あるいは負極側にて最も大きい振幅を示す第１ピークの電荷量（絶対値）から、前記第１ピークの次に大きく前記第１ピークの極性とは逆の極性の第２ピークの電荷量（絶対値）を引いて求められ、前記正負ピークの時間間隔は、前記第１ピークと前記第２ピークの時間間隔で求められる。
The present invention is a discharge monitoring method for monitoring the discharge of a power receiving and distributing device , comprising the steps of: dividing a power source cycle of a power source voltage waveform into time widths of a constant phase angle; A step of extracting the maximum pulse waveform of the detection signal having the largest amplitude of the discharge detected in the peak value indicated by the maximum charge amount (absolute value) of the maximum pulse waveform and the time of the positive and negative peaks of the maximum pulse waveform A step of acquiring a feature quantity between an interval and an attenuation degree obtained by (value difference between positive and negative peaks/time interval of the positive and negative peaks) in the maximum pulse waveform, and analyzing at least the presence or absence of partial discharge based on the feature quantity. storing the feature amount obtained for each time width corresponding to each of the constant phase angles obtained by dividing the power supply phase from 0° to 360° of the power supply voltage waveform; A database of the feature values associated with the power phase of the mode is stored, and in the step of analyzing the presence or absence of the partial discharge, the power phase is divided and stored corresponding to each of the constant phase angles, The range of the power supply phase in which the time interval and the attenuation degree have the same values as the time interval and the attenuation degree at the constant phase angle including the power supply phase 0° or 180° of the power supply voltage waveform is defined as a noise phase. and the peak value obtained in the noise phase is set to zero, the peak value of the power supply phase other than the noise phase is left, and the peak value associated with the power supply phase other than the noise phase; It is characterized in that the partial discharge mode is determined from the degree of matching by comparing with the database .
Alternatively, the present invention is a discharge monitoring method for monitoring discharge of a power receiving and distributing device, comprising the steps of: dividing a power supply cycle of a power supply voltage waveform into time widths having a constant phase angle; The step of extracting the maximum pulse waveform of the detection signal having the largest amplitude of the discharge detected by the distribution equipment, the peak value indicated by the maximum charge amount (absolute value) of the maximum pulse waveform, and the positive and negative peaks of the maximum pulse waveform. and the degree of attenuation determined by (value difference between positive and negative peaks/time interval between positive and negative peaks) in the maximum pulse waveform; and storing the feature amount obtained for each time width corresponding to each constant phase angle obtained by dividing the power supply phase from 0° to 360° of the power supply voltage waveform, A database of the feature values associated with the power supply phase in the partial discharge mode is stored, and in the step of analyzing the presence or absence of the partial discharge, the database is stored corresponding to each of the constant phase angles obtained by dividing the power supply phase. Further, the time interval and the degree of attenuation are divided into a plurality of groups using a threshold, and the ranges of the power supply phases of the power supply voltage waveform corresponding to the plurality of groups are each divided into group phases, and the peak value is The peak value separated for each group phase is compared with the database, and the partial discharge mode is determined from the matching degree.
Here, the value difference between the positive and negative peaks is determined by the amount of charge (absolute value) of the first peak that shows the largest amplitude on the positive side or the negative side of the maximum pulse waveform, and is the next largest value after the first peak. It is obtained by subtracting the charge amount (absolute value) of the second peak having the polarity opposite to the polarity of the first peak, and the time interval between the positive and negative peaks is obtained by the time interval between the first peak and the second peak. .

本発明の特徴量取得装置、放電監視システム、放電監視装置、及び放電監視方法によれば、放電監視として利用するデータ量を低減しつつ、ノイズ信号と複合した部分放電信号を、高感度に検出することができる。 According to the feature acquisition device, the discharge monitoring system, the discharge monitoring device, and the discharge monitoring method of the present invention, the partial discharge signal combined with the noise signal is detected with high sensitivity while reducing the amount of data used for discharge monitoring. can do.

本発明の実施の形態における放電監視装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the configuration of a discharge monitoring device according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の実施の形態における放電監視方法を説明するためのフローチャート図である。FIG. 4 is a flow chart diagram for explaining a discharge monitoring method according to the embodiment of the present invention; 図３Ａは、電源電圧波形と検知信号とのタイムチャートであり、図３Ｂは、電源電圧波形の正極における検知信号のサンプリングデータであり、図３Ｃは、電源電圧波形の負極における検知信号のサンプリングデータである。3A is a time chart of the power supply voltage waveform and the detection signal, FIG. 3B is sampling data of the detection signal at the positive pole of the power supply voltage waveform, and FIG. 3C is sampling data of the detection signal at the negative pole of the power supply voltage waveform. is. 図４Ａは、図３Ｂに示す最大パルス波形αの波形図であり、図４Ｂは、図３Ｃに示す最大パルス波形βの波形図である。4A is a waveform diagram of the maximum pulse waveform α shown in FIG. 3B, and FIG. 4B is a waveform diagram of the maximum pulse waveform β shown in FIG. 3C. 図５Ａは、電源電圧波形の正極におけるφ－Ｑ特性図であり、図５Ｂは、正極におけるφ－Ｉ特性図であり、図５Ｃは、正極におけるφ－Ｄ特性図であり、図５Ｄは、負極におけるφ－Ｑ特性図であり、図５Ｅは、負極におけるφ－Ｉ特性図であり、図５Ｆは、負極におけるφ－Ｄ特性図である。5A is a φ-Q characteristic diagram at the positive electrode of the power supply voltage waveform, FIG. 5B is a φ-I characteristic diagram at the positive electrode, FIG. 5C is a φ-D characteristic diagram at the positive electrode, and FIG. FIG. 5E is a φ-I characteristic diagram of the negative electrode, and FIG. 5F is a φ-D characteristic diagram of the negative electrode. 図２に示すステップＳＴ２０で行われる部分放電の有無の判定フローの一例である。It is an example of the determination flow of the presence or absence of partial discharge performed in step ST20 shown in FIG. 図７Ａ～図７Ｃは、いずれも左図がφ－Ｑ特性図、中央図がφ－Ｉ特性図、右図がφ－Ｄ特性図であり、図７Ａは、全ての特性図において、ノイズ信号のみが発生した場合を示し、図７Ｂは、φ－Ｉ特性図において、部分放電信号が検出された場合を示し、図７Ｃは、φ－Ｄ特性図において、部分放電信号が検出された場合を示す。7A to 7C, the left diagram is the φ-Q characteristic diagram, the center diagram is the φ-I characteristic diagram, and the right diagram is the φ-D characteristic diagram. FIG. 7B shows a case where a partial discharge signal is detected in the φ-I characteristic diagram, and FIG. 7C shows a case where a partial discharge signal is detected in the φ-D characteristic diagram. show. 図２に示すステップＳＴ２０で行われる部分放電モードの判定フローの一例である。It is an example of the determination flow of the partial discharge mode performed in step ST20 shown in FIG. 図９Ａ、図９Ｂは、いずれも左図がφ－Ｑ特性図、中央図がφ－Ｉ特性図、右図がφ－Ｄ特性図であり、図９Ａは、ノイズ信号のレベルが大きい場合の各特性図を示し、図９Ｂは、ノイズ信号のレベルが小さい場合の各特性図を示す。図９Ｃは、ノイズ信号を取り除いたφ－Ｑ特性図である。In both FIGS. 9A and 9B, the left diagram is the φ-Q characteristic diagram, the center diagram is the φ-I characteristic diagram, and the right diagram is the φ-D characteristic diagram. Each characteristic diagram is shown, and FIG. 9B shows each characteristic diagram when the level of the noise signal is small. FIG. 9C is a φ-Q characteristic diagram with noise signals removed. 図２に示すステップＳＴ２０で行われる部分放電モードの判定フローの一例である。It is an example of the determination flow of the partial discharge mode performed in step ST20 shown in FIG. 図１１Ａは、左図がφ－Ｑ特性図、中央図がφ－Ｉ特性図、右図がφ－Ｄ特性図であり、複数の部分放電が発生した場合を示す。図１１Ｂは、ノイズ信号のφ－Ｑ特性図であり、図１１Ｃは、部分放電モード１のφ－Ｑ特性図であり、図１１Ｄは、部分放電モード２のφ－Ｑ特性図である。FIG. 11A shows a φ-Q characteristic diagram on the left, a φ-I characteristic diagram on the center, and a φ-D characteristic diagram on the right, showing a case where a plurality of partial discharges occur. 11B is a φ-Q characteristic diagram of a noise signal, FIG. 11C is a φ-Q characteristic diagram of partial discharge mode 1, and FIG. 11D is a φ-Q characteristic diagram of partial discharge mode 2. FIG. 図１２Ａは、気中放電モードの概念図であり、図１２Ｂは、気中放電モードのパルス波形図を示す。FIG. 12A is a conceptual diagram of the air discharge mode, and FIG. 12B shows a pulse waveform diagram of the air discharge mode. 図１３Ａは、沿面放電モード１の概念図であり、図１３Ｂは、沿面放電モード１のパルス波形図を示す。13A is a conceptual diagram of creeping discharge mode 1, and FIG. 13B shows a pulse waveform diagram of creeping discharge mode 1. FIG. 図１４Ａは、沿面放電モード２の概念図であり、図１４Ｂは、沿面放電モード２のパルス波形図を示す。14A is a conceptual diagram of creeping discharge mode 2, and FIG. 14B shows a pulse waveform diagram of creeping discharge mode 2. FIG. 図１５Ａは、ボイド放電モードの概念図であり、図１５Ｂは、ボイド放電モードのパルス波形図を示す。FIG. 15A is a conceptual diagram of void discharge mode, and FIG. 15B shows a pulse waveform diagram of void discharge mode. 図１６Ａは、剥離放電モードの概念図であり、図１６Ｂは、剥離放電モードのパルス波形図を示す。FIG. 16A is a conceptual diagram of the exfoliation discharge mode, and FIG. 16B shows a pulse waveform diagram of the exfoliation discharge mode. 図１７Ａは、トリー放電モードの概念図であり、図１７Ｂは、トリー放電モードのパルス波形図を示す。FIG. 17A is a conceptual diagram of the tree discharge mode, and FIG. 17B shows a pulse waveform diagram of the tree discharge mode. 実験で使用した部分放電電流の測定回路を示す。The circuit for measuring the partial discharge current used in the experiment is shown.

以下、本発明の一実施の形態（以下、「実施の形態」と略記する。）について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨の範囲内で種々変形して実施することができる。 An embodiment of the present invention (hereinafter abbreviated as "embodiment") will be described in detail below. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and can be modified in various ways within the spirit and scope of the invention.

絶縁がいし等の高圧受配電機器に、部分放電検知センサを取り付けて部分放電を検出する際、部分放電信号と同周波数帯域に、ノイズ信号が重畳することがある。また、異なる発生源から、異なる部分放電信号が複数発生していることがある。 When a partial discharge detection sensor is attached to a high-voltage power receiving/distributing device such as an insulating insulator to detect partial discharge, a noise signal may be superimposed in the same frequency band as the partial discharge signal. Also, different sources may generate a plurality of different partial discharge signals.

放電監視においては、データ量を増大させることなく、部分放電信号を、ノイズ信号と高精度に弁別し識別性を向上させる技術が求められる。 In discharge monitoring, there is a demand for a technique that can discriminate a partial discharge signal from a noise signal with high accuracy and improve the distinguishability without increasing the amount of data.

本発明者は、あらゆる発生源のパルス信号をまとめて特徴量化すると、部分放電信号の識別が困難になると考えた。そこで、各種パルス信号を切り分けたうえで、特徴量化すれば、信号種類の識別性を向上できる点に着目した。すなわち、本発明の骨子は、所定の時間幅毎に、検知信号の最大パルス波形を抽出したうえで、各最大パルス波形の特徴量を取得する点にある。 The inventor thought that it would be difficult to identify a partial discharge signal if pulse signals from all sources were collectively characterized. Therefore, attention was focused on the point that the distinguishability of signal types can be improved by separating various pulse signals and converting them into feature quantities. That is, the gist of the present invention is that the maximum pulse waveform of the detection signal is extracted for each predetermined time width, and then the feature amount of each maximum pulse waveform is acquired.

図１は、本発明の実施の形態における放電監視装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施の形態の放電監視装置１は、データ処理部２、データ記録部３、送信部４、センサ部５及びデータ分析部６を有して構成される。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a discharge monitoring device according to an embodiment of the invention. As shown in FIG. 1, the discharge monitoring device 1 of this embodiment includes a data processing section 2, a data recording section 3, a transmission section 4, a sensor section 5 and a data analysis section 6. FIG.

データ処理部２は、データサンプリング部２１と、最大パルス波形抽出部２２と、特徴量取得部２３と、測定タイミング処理部２４と、を有して構成される。 The data processing section 2 includes a data sampling section 21 , a maximum pulse waveform extraction section 22 , a feature quantity acquisition section 23 and a measurement timing processing section 24 .

図１に示すように、データサンプリング部２１は、部分放電検知センサ５１と接続されており、部分放電検知センサ５１にて検知された検知信号は、データサンプリング部２１に送られる。 As shown in FIG. 1 , the data sampling section 21 is connected to the partial discharge detection sensor 51 , and the detection signal detected by the partial discharge detection sensor 51 is sent to the data sampling section 21 .

データサンプリング部２１では、電源周期を一定位相角に分割した時間幅毎に、検知信号をサンプリングする。 The data sampling unit 21 samples the detection signal for each time width obtained by dividing the power cycle by a constant phase angle.

図１に示すように、最大パルス波形抽出部２２は、データサンプリング部２１と接続されており、データサンプリング部２１にてサンプリングされたデータが、最大パルス波形抽出部２２に送られる。最大パルス波形抽出部２２では、各サンプリングデータの最大パルス波形を抽出する。 As shown in FIG. 1 , the maximum pulse waveform extraction section 22 is connected to the data sampling section 21 and the data sampled by the data sampling section 21 is sent to the maximum pulse waveform extraction section 22 . The maximum pulse waveform extractor 22 extracts the maximum pulse waveform of each sampling data.

図１に示すように、特徴量取得部２３は、最大パルス波形抽出部２２に接続されており、最大パルス波形抽出部２２にて抽出された最大パルス波形が、特徴量取得部２３に送られる。 As shown in FIG. 1, the feature amount acquisition unit 23 is connected to the maximum pulse waveform extraction unit 22, and the maximum pulse waveform extracted by the maximum pulse waveform extraction unit 22 is sent to the feature amount acquisition unit 23. .

特徴量取得部２３では、最大パルス波形のピーク値（Ｑ）、及び、最大パルス波形の正負ピークの時間差成分（Ｉ）と最大パルス波形の減衰度（Ｄ）との少なくともいずれか一方の、各特徴量を取得する。このように、特徴量取得部２３では、ピーク値（Ｑ）と正負ピークの時間差成分（Ｉ）とを取得し、或いは、ピーク値（Ｑ）と減衰度（Ｄ）とを取得し、又は、ピーク値（Ｑ）と正負ピークの時間差成分（Ｉ）と減衰度（Ｄ）とを取得する。本実施の形態では、ピーク値（Ｑ）と、正負ピークの時間差成分（Ｉ）或いは、減衰度（Ｄ）との２つの特徴量でも、部分放電信号の弁別は可能である。ピーク値（Ｑ）と、正負ピークの時間差成分（Ｉ）とを取得することで、部分放電の強度と、放電形態とを関連付けて評価することが出来る。これにより、部分放電のレベルと、部分放電のモードとを紐づけることができ、劣化の進展度合の予測精度を向上させることができる。また、ピーク値（Ｑ）と、減衰度（Ｄ）とを取得することで、部分放電の強度と、放電電流の伝搬経路とを関連付けて評価することが出来る。これにより、部分放電のレベルと、部分放電の発生箇所とを紐づけることができ、劣化の進展度合の予測精度を向上させることができる。また、ピーク値（Ｑ）、正負ピークの時間差成分（Ｉ）、及び、減衰度（Ｄ）の３つの特徴量を取得することで、部分放電の放電形態と、部分放電の伝搬経路とを関連付けて評価することができる。これにより、部分放電のモードと、部分放電の発生箇所とを紐づけることができ、劣化の進展度合の予測精度をより向上させることができ、部分放電信号の弁別をより高精度に図ることが可能である。 The feature amount acquisition unit 23 obtains at least one of the peak value (Q) of the maximum pulse waveform, the time difference component (I) between the positive and negative peaks of the maximum pulse waveform, and the attenuation (D) of the maximum pulse waveform. Get features. In this way, the feature quantity acquisition unit 23 acquires the peak value (Q) and the time difference component (I) of the positive and negative peaks, or acquires the peak value (Q) and the attenuation (D), or The peak value (Q), the time difference component (I) of positive and negative peaks, and the degree of attenuation (D) are obtained. In the present embodiment, it is possible to discriminate the partial discharge signal even with two feature quantities, the peak value (Q) and the time difference component (I) of the positive and negative peaks or the degree of attenuation (D). By acquiring the peak value (Q) and the time difference component (I) of the positive and negative peaks, the intensity of the partial discharge and the discharge form can be associated and evaluated. Thereby, the level of partial discharge and the mode of partial discharge can be linked, and the prediction accuracy of the progress of deterioration can be improved. Also, by obtaining the peak value (Q) and the attenuation (D), the intensity of the partial discharge and the propagation path of the discharge current can be associated and evaluated. As a result, the level of partial discharge can be associated with the location where partial discharge occurs, and the accuracy of predicting the progress of deterioration can be improved. In addition, by obtaining three feature quantities, namely, the peak value (Q), the time difference component (I) of the positive and negative peaks, and the degree of attenuation (D), the form of the partial discharge and the propagation path of the partial discharge are associated. can be evaluated as As a result, the mode of partial discharge and the location where partial discharge occurs can be linked, the accuracy of predicting the progress of deterioration can be improved, and the partial discharge signal can be discriminated with higher accuracy. It is possible.

図１に示すように、測定タイミング処理部２４では、高電圧受配電機器７１に取付けられた高圧交流電源７２の電源位相情報に基づいて、データ取得時間幅Ｔｇやデータ取得開始時間Ｔ０を算出する。データ取得時間幅Ｔｇやデータ取得開始時間Ｔ０の算出方法は、後述する。データ取得時間幅Ｔｇ及びデータ取得開始時間Ｔ０は、データサンプリング部２１に送信される。データサンプリング部２１では、データ取得開始時間Ｔ０を測定タイミングとしてデータ取得時間幅Ｔｇ毎に、部分放電検知センサ５１からの検知信号を、データサンプリングする。 As shown in FIG. 1, the measurement timing processing unit 24 determines the data acquisition time width Tg and the data acquisition start time T0 based on the power phase information of the high-voltage AC power supply 72 attached to the high-voltage power receiving/distributing device 71. calculate. A method of calculating the data acquisition time width Tg and the data acquisition start time T0 will be described later. The data acquisition time width T g and the data acquisition start time T 0 are sent to the data sampling section 21 . The data sampling unit 21 samples the detection signal from the partial discharge detection sensor 51 every data acquisition time width Tg with the data acquisition start time T0 as the measurement timing.

データ記録部３は、少なくとも、特徴量記録部３１を備える。特徴量記録部３１は、特徴量取得部２３と接続されており、特徴量取得部２３にて取得された特徴量が、特徴量記録部３１に送信され保管される。 The data recording unit 3 includes at least a feature amount recording unit 31 . The feature amount recording unit 31 is connected to the feature amount acquisition unit 23, and the feature amount acquired by the feature amount acquisition unit 23 is transmitted to the feature amount recording unit 31 and stored.

送信部４は、例えば、特徴量記録部３１に保管された特徴量を、データ分析部６に送信するための通信機器４２を備える。データ記録部３とデータ分析部６との間は、無線でも、有線で接続する構成でもよい。有線で接続する構成では、送信部４は、ＵＳＢ等の端子（コネクタ）や配線である。 The transmission unit 4 includes, for example, a communication device 42 for transmitting the feature quantity stored in the feature quantity recording unit 31 to the data analysis unit 6 . The data recording unit 3 and the data analysis unit 6 may be connected wirelessly or by wire. In a wired configuration, the transmission unit 4 is a terminal (connector) such as a USB or wiring.

センサ部５は、少なくとも、部分放電検知センサ５１を備える。部分放電の検出には、放電現象に伴う電流、電磁波、超音波、及び光等に対するセンサが用いられる。ここで、光方式の場合、絶縁物内部の放電を検出できないこと、超音波方式の場合、騒音に弱いことから、部分放電検知センサ５１としては、電流方式としての高周波電流センサや、電磁波方式の電磁波アンテナ等であることが好適である。なお、部分放電検知センサ５１より得られる検知信号の大まかな周波数帯域は、放電に伴う電流が、１００ｋＨｚ～５００ＭＨｚ程度、放電に伴う電磁波が、１００ＭＨｚ～１ＧＨｚ程度である。このような周波数特性だけで、工場環境等による外乱ノイズと部分放電信号とを切り分けることは困難であるが、本実施の形態によれば、ノイズ弁別を適切に行うことができる。 The sensor unit 5 includes at least a partial discharge detection sensor 51 . Sensors for electric current, electromagnetic waves, ultrasonic waves, light, etc. associated with the discharge phenomenon are used to detect partial discharge. Here, in the case of the optical method, the discharge inside the insulator cannot be detected, and in the case of the ultrasonic method, it is vulnerable to noise. An electromagnetic wave antenna or the like is preferable. The general frequency band of the detection signal obtained from the partial discharge detection sensor 51 is about 100 kHz to 500 MHz for electric current associated with discharge, and about 100 MHz to 1 GHz for electromagnetic waves associated with discharge. Although it is difficult to separate the disturbance noise due to the factory environment or the like from the partial discharge signal only by such frequency characteristics, according to the present embodiment, noise discrimination can be performed appropriately.

また、本実施の形態では、センサ部５としては、湿度センサ５２や電流計５３等が含まれることが好ましい。湿度センサ５２により、周囲環境情報としての湿度情報を取得することが可能である。この湿度情報は、例えば、データ記録部３に送られ、送信部４よりデータ分析部６に転送される。或いは、別の形態としては、湿度情報を、直接、データ分析部６に転送できる通信システムとしてもよい。 Moreover, in the present embodiment, the sensor unit 5 preferably includes a humidity sensor 52, an ammeter 53, and the like. The humidity sensor 52 can acquire humidity information as ambient environment information. This humidity information is sent to, for example, the data recording section 3 and transferred from the transmission section 4 to the data analysis section 6 . Alternatively, as another form, a communication system that can transfer the humidity information directly to the data analysis unit 6 may be used.

また、本実施の形態では、高電圧受配電機器７１の運転状況情報として、電流計５３にて計測された部分放電測定の際の電流値を取得することが可能である。この電流値情報は、データ記録部３にて記録され、送信部４よりデータ分析部６に転送される。或いは、別の形態としては、電流値情報を、直接、データ分析部６に転送できる通信システムとしてもよい。 Further, in the present embodiment, it is possible to acquire the current value at the time of partial discharge measurement measured by the ammeter 53 as the operation status information of the high voltage power receiving/distributing device 71 . This current value information is recorded by the data recording unit 3 and transferred from the transmission unit 4 to the data analysis unit 6 . Alternatively, as another form, a communication system capable of directly transferring the current value information to the data analysis unit 6 may be used.

湿度変化や電流値に準じて、部分放電パターンの信号レベルが変わるため、湿度等の周囲環境情報や、電流値等の運転状況情報もデータ分析に用いることで、部分放電の発生の有無及びノイズとの弁別を適切に判断でき、放電の長時間監視を効果的に行うことができる。 Since the signal level of the partial discharge pattern changes according to the humidity change and current value, the presence or absence of partial discharge and noise can be detected by using ambient environment information such as humidity and operating status information such as current value for data analysis. It is possible to appropriately determine the discrimination between and effectively monitor the discharge for a long period of time.

分析装置としてのデータ分析部６は、例えば、データサーバ６１を備える。データサーバ６１には、送信部４から、数値化された各種特徴量が送信される。送信された特徴量をもとに、データサーバ６１にて、部分放電信号とノイズ信号との弁別、及び、部分放電の種別等の分析を行うことができる。データサーバ６１には、特徴量のデータベース（マスターデータ）が保存されており、特徴量と、データベースとを比較することで、上記の各分析を適切に行うことができる。 The data analysis unit 6 as an analysis device includes, for example, a data server 61 . Various digitized feature amounts are transmitted from the transmission unit 4 to the data server 61 . Based on the transmitted feature amount, the data server 61 can discriminate between the partial discharge signal and the noise signal, and analyze the type of partial discharge. A feature amount database (master data) is stored in the data server 61, and each of the above analyzes can be performed appropriately by comparing the feature amount and the database.

続いて、図１の放電監視装置１を用いた本実施の形態の放電監視方法について説明する。 Next, a discharge monitoring method according to the present embodiment using the discharge monitoring device 1 of FIG. 1 will be described.

本実施の形態の放電監視方法について、主に、図２に示すフローチャート、及び、図３～図５に示す波形図を用いて説明する。 The discharge monitoring method of the present embodiment will be described mainly using the flowchart shown in FIG. 2 and the waveform diagrams shown in FIGS. 3 to 5. FIG.

放電監視を行うにあたって、初期設定を行う（図２のステップＳＴ１）。具体的には、図２のステップＳＴ２、ＳＴ３に記載されているように、電源位相の分解能φ０及び、記録周期数ｎ（回）を設定する。 When performing discharge monitoring, initial setting is performed (step ST1 in FIG. 2). Specifically, as described in steps ST2 and ST3 in FIG. 2, the power phase resolution φ 0 and the number of recording cycles n (times) are set.

上記した初期設定後に、放電監視測定を開始する（図２のステップＳＴ４）。まず、ステップＳＴ５に示すように、電源電圧を連続測定する。連続測定とは、電源電圧の測定を、特に理由がない限り中断せず、連続的に測定することをいう。図３Ａに、電源電圧波形を示す。図２に示すステップＳＴ６では、電源電圧波形から、最初（１回目）の位相ゼロ時間ｔａを検出する。「位相ゼロ時間」とは、電源電圧波形が負から正に変わるタイミングでの時間を指す。位相ゼロ時間ｔａを、図３Ａに示した。また、図２のステップＳＴ７では、次（２回目）の位相ゼロ時間ｔｂを検出する。位相ゼロ時間ｔｂを、図３Ａに示した。 After the initial setting described above, discharge monitoring measurement is started (step ST4 in FIG. 2). First, as shown in step ST5, the power supply voltage is continuously measured. Continuous measurement means continuous measurement of the power supply voltage without interruption unless there is a particular reason. FIG. 3A shows the power supply voltage waveform. In step ST6 shown in FIG. 2, the initial (first) phase zero time ta is detected from the power supply voltage waveform. "Phase zero time" refers to the time at which the power supply voltage waveform changes from negative to positive. The phase zero time t a is shown in FIG. 3A. At step ST7 in FIG. 2, the next (second) phase zero time tb is detected. The phase zero time t b is shown in FIG. 3A.

次に、図２のステップＳＴ８では、電源周期Ｔを算出する。電源周期Ｔは、１／（ｔｂ－ｔａ）で算出される。電源周期Ｔを、図３Ａに示した。 Next, in step ST8 in FIG. 2, the power cycle T is calculated. The power cycle T is calculated by 1/(t b −t a ). The power cycle T is shown in FIG. 3A.

次に、図２のステップＳＴ９では、データ取得時間幅Ｔｇを算出する。データ取得時間幅Ｔｇは、（Ｔ／３６０）×φ０で求めることができる。データ取得時間幅Ｔｇを、図３Ａに示した。 Next, in step ST9 in FIG. 2, the data acquisition time width Tg is calculated. The data acquisition time width Tg can be obtained by (T/360)× φ0 . The data acquisition time width Tg is shown in FIG. 3A.

また、図２のステップＳＴ１０に示すように、データ取得開始時間（位相ゼロ）Ｔ０を算出する。データ取得開始時間Ｔ０は、ｔａ＋（Ｔの整数倍）で求めることができる。上記したデータ取得開始時間Ｔ０及びデータ取得時間幅Ｔｇは、測定タイミング処理部２４からデータサンプリング部２１に送信される。 Also, as shown in step ST10 in FIG. 2, the data acquisition start time (phase zero) T0 is calculated. The data acquisition start time T0 can be obtained by t a + (integer multiple of T). The data acquisition start time T 0 and the data acquisition time width T g described above are transmitted from the measurement timing processing section 24 to the data sampling section 21 .

続いて、図２のステップＳＴ１１では、部分放電信号を連続測定する。データサンプリング部２１では、データ取得開始時間Ｔ０を測定タイミングとして、データ取得時間幅Ｔｇ毎に、検知信号をデータサンプリングする。すなわち、データ取得時間幅Ｔｇごとに、検知信号を切り分けてデータ化する。このとき、アナログフィルタを用いたデータ処理でなく、デジタル信号処理することが好ましい。デジタル信号処理方法としては、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）を適用することが好ましい。 Subsequently, in step ST11 of FIG. 2, the partial discharge signal is continuously measured. The data sampling unit 21 performs data sampling of the detection signal for each data acquisition time width Tg using the data acquisition start time T0 as the measurement timing. That is, the detection signal is divided into data for each data acquisition time width Tg . At this time, it is preferable to perform digital signal processing instead of data processing using an analog filter. As a digital signal processing method, it is preferable to apply FFT (Fast Fourier Transform).

そして、図２のステップＳＴ１２に示すように、データ取得時間幅Ｔｇ分のサンプリングデータを、図１に示す最大パルス波形抽出部２２に移管する。ここで、移管方法を、特に限定するものではないが、所定のサンプリングデータ数となった時点で、最大パルス波形抽出部２２に送ることができる。或いは、サンプリングデータを、随時、最大パルス波形抽出部２２に送ってもよい。 Then, as shown in step ST12 in FIG. 2, the sampling data for the data acquisition time width Tg is transferred to the maximum pulse waveform extraction section 22 shown in FIG. Here, the transfer method is not particularly limited, but the data can be sent to the maximum pulse waveform extraction section 22 when the number of sampled data reaches a predetermined number. Alternatively, sampling data may be sent to the maximum pulse waveform extraction section 22 at any time.

図２のステップＳＴ１３では、図１に示す最大パルス波形抽出部２２にて、データ取得時間幅Ｔｇ分のデータ内から、最大パルス波形を抽出する。図３Ｂは、電源電圧波形の正極時にサンプリングされた、データ取得時間幅Ｔｇ分のパルスデータの一例である。また、図３Ｃは、電源電圧波形の負極時にサンプリングされた、データ取得時間幅Ｔｇ分のパルスデータの一例である。 At step ST13 in FIG. 2, the maximum pulse waveform is extracted from the data for the data acquisition time width Tg by the maximum pulse waveform extraction section 22 shown in FIG. FIG. 3B is an example of pulse data for the data acquisition time width Tg sampled at the positive pole of the power supply voltage waveform. FIG. 3C is an example of pulse data for the data acquisition time width Tg sampled at the negative pole of the power supply voltage waveform.

図３Ｂには、４つのパルス波形が現れている。このうち、パルス波形αが最大パルス波形であると識別することができる。また、図３Ｃには、５つのパルス波形が現れている。このうち、パルス波形βが最大パルス波形であると識別することができる。図３Ｂ及び図３Ｃに示される最大パルス波形α、βは、いずれも部分放電信号である。他のパルス波形は、いずれもノイズ信号である。 Four pulse waveforms appear in FIG. 3B. Among them, the pulse waveform α can be identified as the maximum pulse waveform. Also, five pulse waveforms appear in FIG. 3C. Among them, the pulse waveform β can be identified as the maximum pulse waveform. Both the maximum pulse waveforms α and β shown in FIGS. 3B and 3C are partial discharge signals. All other pulse waveforms are noise signals.

次に、最大パルス波形α、βの各種特徴量を取得する。特徴量の取得は、図１の特徴量取得部２３で実行される。 Next, various feature quantities of the maximum pulse waveforms α and β are acquired. Acquisition of the feature amount is executed by the feature amount acquisition unit 23 in FIG.

特徴量を取得するにあたって、特徴量取得開始時間ｔ０を設定することが好ましい。特徴量取得開始時間ｔ０は、パルス波形が最初に立ち上がる（或いは、最初に立ち下がる）瞬間に設定することができる。特徴量取得開始時間ｔ０は、図１に示す最大パルス波形抽出部２２が、最大パルス波形の抽出と共に設定してもよいし、或いは、特徴量取得部２３で設定してもよい。又は、最大パルス波形抽出部２２及び特徴量取得部２３とは別の処理部にて、特徴量取得開始時間ｔ０を設定してもよい。 When acquiring the feature amount, it is preferable to set the feature amount acquisition start time t0 . The feature acquisition start time t0 can be set at the moment when the pulse waveform first rises (or first falls). The feature amount acquisition start time t 0 may be set by the maximum pulse waveform extraction unit 22 shown in FIG. Alternatively, a processing unit other than the maximum pulse waveform extraction unit 22 and the feature amount acquisition unit 23 may set the feature amount acquisition start time t0 .

部分放電信号は、一般的に、パルス波形における最初の立ち上がり（或いは、立ち下がり）の瞬間に、ピーク値（Ｑ）が現れる。すなわち、部分放電信号は、余弦波減衰波形で現れる。したがって、特徴量取得開始時間ｔ０の際に取得した電荷量を、ピーク値（Ｑ）として取得することができる（図２のステップＳＴ１４）。ピーク値（Ｑ）とは、最大パルス波形内での最大電荷量（絶対値）を指す。 A partial discharge signal generally has a peak value (Q) at the moment of the first rise (or fall) in the pulse waveform. That is, the partial discharge signal appears as a cosine decay waveform. Therefore, the charge amount acquired at the feature acquisition start time t0 can be acquired as the peak value (Q) (step ST14 in FIG. 2). The peak value (Q) refers to the maximum charge amount (absolute value) within the maximum pulse waveform.

更に、図２のステップＳＴ１５では、正負ピークの時間差成分（Ｉ）を取得する。図４Ａに、最大パルス波形αを拡大して示した。なお、図４Ａに示す最大パルス波形αは、特徴量の定義を理解しやすくするため、図３Ｂに示す最大パルス波形αの正確な相似形状ではない。図４Ａに示す最大パルス波形αでは、一番大きい第１ピークＰ１（上記したピーク値（Ｑ）の位置に相当）は、正極側（＋）に現れ、２番目に大きい第２ピークＰ２は、負極側（－）に現れる。そして、第１ピークＰ１と、第２ピークＰ２との間の時間間隔Ｔ１が、正負ピークの時間差成分（Ｉ）である。一方、図４Ｂに示す最大パルス波形βでは、第１ピークＰ３（上記したピーク値（Ｑ）の位置に相当）は、負極側（－）に現れ、２番目に大きい第２ピークＰ４は、正極側（＋）に現れる。そして、第１ピークＰ３と、第２ピークＰ４との間の時間間隔Ｔ２が、正負ピークの時間差成分（Ｉ）である。 Furthermore, in step ST15 of FIG. 2, the time difference component (I) of the positive and negative peaks is acquired. FIG. 4A shows an enlarged view of the maximum pulse waveform α. Note that the maximum pulse waveform α shown in FIG. 4A does not have an exact similar shape to the maximum pulse waveform α shown in FIG. 3B in order to facilitate understanding of the definition of the feature quantity. In the maximum pulse waveform α shown in FIG. 4A, the largest first peak P1 (corresponding to the position of the peak value (Q) described above) appears on the positive side (+), and the second largest second peak P2 is Appears on the negative side (-). A time interval T1 between the first peak P1 and the second peak P2 is the time difference component (I) between the positive and negative peaks. On the other hand, in the maximum pulse waveform β shown in FIG. 4B, the first peak P3 (corresponding to the position of the peak value (Q) described above) appears on the negative electrode side (-), and the second largest second peak P4 appears on the positive electrode side. Appears on the side (+). A time interval T2 between the first peak P3 and the second peak P4 is the time difference component (I) between the positive and negative peaks.

時間差成分（Ｉ）については、例えば、上記した時間間隔Ｔ１、Ｔ２を、夫々、２倍にすることで、各最大パルス波形α、βの一周期分の時間間隔となる。 For the time difference component (I), for example, by doubling the time intervals T1 and T2 described above, the time intervals correspond to one cycle of each of the maximum pulse waveforms α and β.

次に、図２に示すステップＳＴ１６では、最大パルス波形の減衰度（Ｄ）を取得する。減衰度（Ｄ）は、（正負ピークの値差／正負ピークの時間間隔）で求めることができる。ここで、正負ピークの時間間隔は、ステップＳＴ１５で求めることができる。正負ピークの値差は、図４Ａに示す最大パルス波形αでは、第１ピークの電荷量Ｑ１－第２ピークの電荷量Ｑ２（絶対値）で求めることができる。また、正負ピークの値差は、図４Ｂに示す最大パルス波形βでは、第１ピークの電荷量Ｑ３（絶対値）－第２ピークの電荷量Ｑ４で求めることができる。 Next, in step ST16 shown in FIG. 2, the attenuation (D) of the maximum pulse waveform is obtained. The degree of attenuation (D) can be obtained by (value difference between positive and negative peaks/time interval between positive and negative peaks). Here, the time interval between positive and negative peaks can be obtained in step ST15. In the maximum pulse waveform α shown in FIG. 4A, the value difference between the positive and negative peaks can be obtained from the first peak charge amount Q1−the second peak charge amount Q2 (absolute value). In addition, the value difference between the positive and negative peaks can be obtained from the first peak charge amount Q3 (absolute value)-second peak charge amount Q4 in the maximum pulse waveform β shown in FIG. 4B.

なお、本実施の形態では、特徴量の取得として、図２に示すピーク値（Ｑ）を取得するステップＳＴ１４と、時間差成分（Ｉ）を取得するステップＳＴ１５及び減衰度（Ｄ）を取得するステップＳＴ１６の少なくともいずれか一方と、を実行すればよい。ただし、ステップＳＴ１４～ＳＴ１６の全てを実行して、ピーク値（Ｑ）、時間差成分（Ｉ）及び減衰度（Ｄ）を取得することが好ましい。 In the present embodiment, as acquisition of the feature amount, step ST14 for acquiring the peak value (Q) shown in FIG. 2, step ST15 for acquiring the time difference component (I), and step ST15 for acquiring the attenuation (D) At least one of ST16 may be executed. However, it is preferable to obtain the peak value (Q), the time difference component (I), and the degree of attenuation (D) by executing all steps ST14 to ST16.

次に、図２に示すステップＳＴ１４～ＳＴ１６にて取得した各種特徴量を、図１に示す特徴量記録部３１にて保管する（ステップＳＴ１７）。ここで、各種特徴量は、電源電圧波形の対応する位相角の固有値として保管される。すなわち、本実施の形態では、電源周期を一定位相角の時間幅に分割した時間幅毎に、検知信号をサンプリングして最大パルス波形を抽出するため、最大パルス信号と電源電圧波形の位相角とは紐付けられている。したがって、最大パルス信号から取得した各種特徴量を、電源電圧波形の対応する位相角の固有値として関係付けることができる。 Next, various feature amounts acquired in steps ST14 to ST16 shown in FIG. 2 are stored in the feature amount recording unit 31 shown in FIG. 1 (step ST17). Here, various feature quantities are stored as eigenvalues of corresponding phase angles of the power supply voltage waveform. That is, in the present embodiment, the maximum pulse waveform is extracted by sampling the detection signal for each time width obtained by dividing the power cycle into time widths having a constant phase angle. is tied. Therefore, various feature quantities obtained from the maximum pulse signal can be related as eigenvalues of corresponding phase angles of the power supply voltage waveform.

本実施の形態では、図２のステップＳＴ１８に示すように、測定時間が、ｎ×Ｔを越えたとき、部分放電信号の測定を終了する（図２のステップＳＴ１９）。また、測定時間が、ｎ×Ｔ以下のとき、ステップＳＴ１２に戻り、測定時間がｎ×Ｔを越えるまで、ステップＳＴ１２～ＳＴ１７を繰り返す。 In this embodiment, as shown in step ST18 in FIG. 2, when the measurement time exceeds n×T, the measurement of the partial discharge signal is finished (step ST19 in FIG. 2). When the measurement time is equal to or less than n×T, the process returns to step ST12, and steps ST12 to ST17 are repeated until the measurement time exceeds n×T.

次に、各種特徴量を、図１に示す特徴量記録部３１から送信部４を介してデータ分析部６に送る。データ分析部６には、予め、各種特徴量のデータベースが保管されている。データ分析部６では、送信された各種特徴量と、データベースとを比較することで、部分放電モードを特定することができる（図２のステップＳＴ２０）。以上により、部分放電信号の識別を完了する（図２のステップＳＴ２１）。 Next, various feature amounts are sent from the feature amount recording section 31 shown in FIG. The data analysis unit 6 stores a database of various feature amounts in advance. The data analysis unit 6 can identify the partial discharge mode by comparing the transmitted various feature amounts with the database (step ST20 in FIG. 2). Thus, identification of the partial discharge signal is completed (step ST21 in FIG. 2).

部分放電信号とノイズ信号との弁別について説明する。図５Ａは、電源電圧波形が正極時の、電源位相（φ）とピーク値（Ｑ）との関係を示すφ－Ｑ特性図である。図５Ｂは、電源電圧波形が正極時の、電源位相（φ）と時間差成分（Ｉ）との関係を示すφ－Ｉ特性図である。図５Ｃは、電源電圧波形が正極時の、電源位相（φ）と減衰度（Ｄ）との関係を示すφ－Ｄ特性図である。図５Ｄは、電源電圧波形が負極時の、電源位相（φ）とピーク値（Ｑ）との関係を示すφ－Ｑ特性図である。図５Ｅは、電源電圧波形が負極時の、電源位相（φ）と時間差成分（Ｉ）との関係を示すφ－Ｉ特性図である。図５Ｆは、電源電圧波形が負極時の、電源位相（φ）と減衰度（Ｄ）との関係を示すφ－Ｄ特性図である。 Discrimination between the partial discharge signal and the noise signal will be described. FIG. 5A is a φ-Q characteristic diagram showing the relationship between the power supply phase (φ) and the peak value (Q) when the power supply voltage waveform is positive. FIG. 5B is a φ-I characteristic diagram showing the relationship between the power supply phase (φ) and the time difference component (I) when the power supply voltage waveform is positive. FIG. 5C is a φ-D characteristic diagram showing the relationship between the power supply phase (φ) and the attenuation (D) when the power supply voltage waveform is positive. FIG. 5D is a φ-Q characteristic diagram showing the relationship between the power supply phase (φ) and the peak value (Q) when the power supply voltage waveform is negative. FIG. 5E is a φ-I characteristic diagram showing the relationship between the power supply phase (φ) and the time difference component (I) when the power supply voltage waveform is negative. FIG. 5F is a φ-D characteristic diagram showing the relationship between the power supply phase (φ) and the attenuation (D) when the power supply voltage waveform is negative.

このように、電源電圧波形の位相角を細分化して所定の時間幅とし、各時間幅にて抽出した最大パルス波形から各種特徴量を取得することで、図５Ａ～図５Ｆに示す位相角（時間幅）と各種特徴量との相関関係を得ることができる。すなわち、あらゆる発生源のパルス信号をまとめて特徴量化せず、各種パルス信号を切り分けてから特徴量化したため、部分放電信号とノイズ信号との弁別を高精度に行うことが可能になる。例えば、図５Ａ～図５Ｃに示す電源電圧波形の正極時、及び図５Ｄ～図５Ｆに示す負極時のある位相角範囲（時間幅）では、各種特徴量が突出していることがわかる。この特徴量は、時間幅毎に抽出した最大パルス波形から取得したものであるから、例えば、この最大パルス波形が、部分放電信号のパルス波形であるとき、ノイズ信号のパルス波形を含んでいない（図３Ｂ、図３Ｃを参照）。よって、図５Ａ～図５Ｃに示す電源電圧波形の正極時、及び図５Ｄ～図５Ｆに示す負極時の、突出した各種特徴量は、部分放電信号の特徴量であり、ノイズ信号の特徴量を含まない。したがって、各種特徴量を、データベースと比較することで、部分放電信号とノイズ信号とが混合していても、部分放電信号とノイズ信号とを、高精度に弁別することができる。しかも、本実施の形態では、数値化された特徴量を分析に使用するため、全波形データを記録して、分析に用いる構成に比べて、データ量を圧縮することができる。 In this way, by subdividing the phase angle of the power supply voltage waveform into predetermined time widths and acquiring various feature values from the maximum pulse waveform extracted at each time width, the phase angles ( time width) and various feature amounts. That is, since pulse signals from all sources are not collectively converted into feature quantities, but are separated into various pulse signals and then converted into feature quantities, partial discharge signals and noise signals can be discriminated with high accuracy. For example, it can be seen that various feature amounts are prominent in a certain phase angle range (time width) at the positive polarity of the power supply voltage waveforms shown in FIGS. 5A to 5C and at the negative polarity shown in FIGS. 5D to 5F. Since this feature amount is obtained from the maximum pulse waveform extracted for each time width, for example, when this maximum pulse waveform is the pulse waveform of the partial discharge signal, it does not include the pulse waveform of the noise signal ( 3B, 3C). 5A to 5C of the power supply voltage waveform at the positive polarity and at the negative polarity shown in FIGS. 5D to 5F. Not included. Therefore, by comparing various feature amounts with the database, even if the partial discharge signal and the noise signal are mixed, the partial discharge signal and the noise signal can be discriminated with high accuracy. Moreover, in the present embodiment, since the digitized feature amount is used for analysis, all waveform data can be recorded and the amount of data can be compressed compared to the configuration used for analysis.

なお、本実施の形態では、図５Ａ～図５Ｆに示すような、電源位相（φ）と各種特徴量とのデータマップを、例えば、ステップＳＴ１９とステップＳＴ２０との間で作成し、ステップＳＴ２０にて、これらデータマップとデータベースとを比較してもよい。ただし、本実施の形態では、図５Ａ～図５Ｆに示すような、電源位相（φ）と各種特徴量とのデータマップを作成せずに、特徴量記録部３１に記録された各種特徴量をデータ分析部６に送信することができる。 In the present embodiment, a data map of the power supply phase (φ) and various feature quantities as shown in FIGS. 5A to 5F is created between step ST19 and step ST20, Then, these data maps may be compared with the database. However, in the present embodiment, various feature amounts recorded in the feature amount recording unit 31 are used without creating a data map of the power source phase (φ) and various feature amounts as shown in FIGS. 5A to 5F. It can be transmitted to the data analysis unit 6 .

次に、図２に示すステップＳＴ２０の「データベースと比較して部分放電モード特定」についてさらに詳細に説明する。すなわち、図５で説明した各種特徴量と、データベースとの比較に際し、以下のステップを有することで、部分放電の発生の有無、および、部分放電モードの判定を高感度に行うことができる。 Next, the step ST20 shown in FIG. 2, "partial discharge mode identification by comparison with database" will be described in more detail. That is, when comparing the various feature amounts described in FIG. 5 with the database, the presence or absence of partial discharge and the determination of the partial discharge mode can be performed with high sensitivity by having the following steps.

図６は、図２に示すステップＳＴ２０で行われる部分放電の有無の判定フローの一例である。図７は、図６の判定フローにて適用される特性図の一例である。図７Ａ～図７Ｃは、いずれも左図がφ－Ｑ特性図、中央図がφ－Ｉ特性図、右図がφ－Ｄ特性図である。図７Ａは、ノイズ信号のみが発生した場合を示す各特性図である。図７Ｂは、正負ピークの時間差成分（Ｉ）に部分放電信号が検出された場合を示す各特性図である。図７Ｃは、減衰度（Ｄ）に部分放電信号が検出された場合を示す各特性図である。なお、図６及び図７では、ピーク値（Ｑ）、時間差成分（Ｉ）及び、減衰度（Ｄ）の３つの特徴量を取得した場合について説明する。 FIG. 6 is an example of a flow for determining the presence or absence of partial discharge performed in step ST20 shown in FIG. FIG. 7 is an example of a characteristic diagram applied in the determination flow of FIG. 7A to 7C, the left diagram is the φ-Q characteristic diagram, the center diagram is the φ-I characteristic diagram, and the right diagram is the φ-D characteristic diagram. FIG. 7A is each characteristic diagram showing a case where only a noise signal is generated. FIG. 7B is each characteristic diagram showing a case where a partial discharge signal is detected in the time difference component (I) of the positive and negative peaks. FIG. 7C is each characteristic diagram showing a case where a partial discharge signal is detected in the attenuation (D). Note that FIGS. 6 and 7 describe a case in which three feature amounts, the peak value (Q), the time difference component (I), and the degree of attenuation (D), are acquired.

まず、図６のステップＳＴ２２では、ピーク値（Ｑ）、時間差成分（Ｉ）、及び減衰度（Ｄ）の全ての特徴量が電源位相に対してほぼ変化しないフラットな状態であるか否かを判定する。図７Ａに示すように、全ての特徴量が電源位相に対してほぼ変化しないフラットな状態では、図６のステップＳＴ２３に示すように、測定した全位相範囲での最大のピーク量（Ｑ）をノイズレベルの電荷量Ａとして記録する。そして、ステップＳＴ２４では、このノイズレベルよりも大きな部分放電は発生していないと判定する。 First, in step ST22 in FIG. 6, it is determined whether or not all the feature values of the peak value (Q), time difference component (I), and attenuation (D) are in a flat state that does not change substantially with respect to the power supply phase. judge. As shown in FIG. 7A, in a flat state in which all the feature quantities do not change substantially with respect to the power supply phase, as shown in step ST23 in FIG. Record as the amount of charge A at the noise level. Then, in step ST24, it is determined that no partial discharge greater than this noise level has occurred.

一方、図６のステップＳＴ２２で、少なくともいずれか１つの特徴量が電源位相に対してフラットな状態でない場合、図６のステップＳＴ２５に移行する。ステップＳＴ２５では、電源位相に依存して変化する特徴量の極大値が、６０°から１２０°の間、あるいは、２４０°から３００°の間で発生しているか否かを判定する。部分放電信号が電圧ピーク付近で発生するという特性に基づいて、ステップＳＴ２５では、電圧ピークである９０°付近、あるいは２７０°付近で特徴量が極大値を有するか否かを判定している。なお、ステップＳＴ２５において、極大値の有無を判定する電源位相は、９０°付近、あるいは２７０°付近であればよく、６０°から１２０°、および、２４０°から３００°の位相範囲は一例である。なお、位相範囲は広いほどノイズを拾いやすくなり、狭いほど部分放電信号が外れやすいため、９０°±２０°～４０°、および２７０°±２０°～４０°程度の範囲とすることが好ましい。特徴量の極大値が、上記の位相範囲内で発生していない場合、ステップＳＴ２３に移行する。すなわち、部分放電は発生していないと判定する。特徴量の極大値が、上記の位相範囲内で発生している場合、ステップＳＴ２６に移行する。 On the other hand, in step ST22 of FIG. 6, if at least one feature quantity is not flat with respect to the power supply phase, the process proceeds to step ST25 of FIG. In step ST25, it is determined whether or not the maximum value of the feature value that varies depending on the power supply phase occurs between 60° and 120° or between 240° and 300°. Based on the characteristic that the partial discharge signal is generated near the voltage peak, in step ST25, it is determined whether or not the feature value has a maximum value near the voltage peak of 90° or 270°. In step ST25, the power supply phase for determining whether or not there is a maximum value may be near 90° or near 270°, and the phase ranges from 60° to 120° and from 240° to 300° are examples. . The wider the phase range, the easier it is to pick up noise, and the narrower the phase range, the easier it is for the partial discharge signal to deviate. If the maximum value of the feature amount does not occur within the above phase range, the process proceeds to step ST23. That is, it is determined that partial discharge has not occurred. If the maximum value of the feature amount occurs within the above phase range, the process proceeds to step ST26.

例えば、図７Ｂに示すように、φ－Ｑ特性図、φ―Ｉ特性図、およびφ―Ｄ特性図のうち、時間差成分（Ｉ）の特徴量が、９０°付近で極大値を有している。あるいは、図７Ｃでは、φ－Ｑ特性図、φ―Ｉ特性図、およびφ―Ｄ特性図のうち、減衰量（Ｄ）の特徴量が、９０°付近で極大値を有している。 For example, as shown in FIG. 7B, among the φ-Q characteristic diagram, φ-I characteristic diagram, and φ-D characteristic diagram, the feature amount of the time difference component (I) has a maximum value near 90°. there is Alternatively, in FIG. 7C, among the φ-Q characteristic diagram, the φ-I characteristic diagram, and the φ-D characteristic diagram, the characteristic amount of attenuation (D) has a maximum value near 90°.

このように、ピーク値（Ｑ）、時間差成分（Ｉ）、あるいは、減衰量（Ｄ）のうち、少なくともいずれか１つの特徴量が、６０～１２０°、あるいは、２４０°～３００°の位相範囲内で極大値を有しており、このような場合、図１のデータ分析部（分析装置）６では、部分放電が発生していると判定する。なお、ステップＳＴ２６では、図７Ｂに示す時間差成分（Ｉ）が極大値を有する電源位相を取得し、その電源位相に対応するピーク値（Ｑ）を電荷量Ｂとして記録する。或いは、図７Ｃに示す減衰量（Ｄ）が極大値を有する電源位相を取得し、その電源位相に対応するピーク値（Ｑ）を電荷量Ｂとして記録する。そして、図６のステップＳＴ２７では、電荷量Ｂの部分放電が発生したと判定する。 Thus, at least one of the peak value (Q), the time difference component (I), or the attenuation (D) has a phase range of 60 to 120° or 240° to 300°. In such a case, the data analysis unit (analyzer) 6 of FIG. 1 determines that partial discharge is occurring. In step ST26, the power supply phase in which the time difference component (I) shown in FIG. Alternatively, the power supply phase in which the attenuation (D) shown in FIG. Then, in step ST27 of FIG. 6, it is determined that the partial discharge of the charge amount B has occurred.

従来では、部分放電信号とノイズ信号の大きさ（Ｑ値）の差が小さいと、部分放電発生判定が困難であった。これに対し、本手法では、ピーク値（Ｑ）のみならず、時間差成分（Ｉ）、及び減衰量（Ｄ）のパルス波形の特徴も利用して、部分放電の発生を判別する。このため、従来よりも高感度に部分放電の発生有無を判定することできる。 Conventionally, when the difference between the magnitude (Q value) of the partial discharge signal and the noise signal is small, it has been difficult to determine the occurrence of partial discharge. On the other hand, in this method, not only the peak value (Q) but also the pulse waveform characteristics of the time difference component (I) and attenuation (D) are used to determine the occurrence of partial discharge. Therefore, it is possible to determine the presence or absence of partial discharge with higher sensitivity than in the prior art.

図８は、図６とは異なる判定フローにより部分放電モードを判定する。図９は、図８の判定フローにて適用される特性図の一例である。図９Ａ、図９Ｂは、いずれも左図がφ－Ｑ特性図、中央図がφ－Ｉ特性図、右図がφ－Ｄ特性図であり、図９Ａは、ノイズ信号のレベルが大きい場合を示し、図９Ｂは、ノイズ信号のレベルが小さい場合を示す。図９Ｃは、ノイズ信号を取り除いたφ－Ｑ特性図である。なお、図８及び図９では、ピーク値（Ｑ）、時間差成分（Ｉ）及び、減衰度（Ｄ）の３つの特徴量を取得した場合について説明する。 FIG. 8 determines the partial discharge mode by a determination flow different from that of FIG. FIG. 9 is an example of a characteristic diagram applied in the determination flow of FIG. In both FIGS. 9A and 9B, the left diagram is the φ-Q characteristic diagram, the center diagram is the φ-I characteristic diagram, and the right diagram is the φ-D characteristic diagram. 9B shows the case where the level of the noise signal is small. FIG. 9C is a φ-Q characteristic diagram with noise signals removed. Note that FIGS. 8 and 9 describe a case in which three feature amounts, ie, the peak value (Q), the time difference component (I), and the degree of attenuation (D) are obtained.

図８のステップＳＴ２８では、０°或いは１８０°の電源位相での時間差成分（Ｉ）と減衰度（Ｄ）を記録する。電源位相０°及び１８０°は、印加電圧ゼロであり、部分放電が発生する可能性は低い。なお、以下では、電源位相０°或いは１８０°での時間差成分（Ｉ）を、時間差成分Ｉｎと記載し、減衰度（Ｄ）を、減衰度Ｄｎと記載する。なお、電源位相０°及び１８０°のどちらか一方の時間差成分Ｉｎ及び減衰度Ｄｎを記録してもよいし、電源位相０°及び１８０°の両方の時間差成分Ｉｎ及び減衰度Ｄｎを記録してもよい。電源位相０°と電源位相１８０°との時間差成分Ｉｎ及び、電源位相０°と電源位相１８０°との減衰度Ｄｎが、夫々多少異なる場合、平均値を算出し、各平均値を、時間差成分Ｉｎ及び減衰度Ｄｎとして記録することができる。 At step ST28 in FIG. 8, the time difference component (I) and attenuation (D) at the power supply phase of 0° or 180° are recorded. Power supply phases of 0° and 180° have zero applied voltage, and the possibility of occurrence of partial discharge is low. In the following description, the time difference component (I) at the power supply phase of 0° or 180° will be referred to as the time difference component In, and the attenuation (D) will be referred to as the attenuation Dn. Note that the time difference component In and the attenuation Dn for either the power supply phases 0° and 180° may be recorded, or the time difference component In and the attenuation Dn for both the power supply phases 0° and 180° may be recorded. good too. When the time difference component In between the power phase of 0° and the power phase of 180° and the attenuation degree Dn between the power phase of 0° and the power phase of 180° are slightly different, the average value is calculated, and each average value is used as the time difference component. can be recorded as In and the attenuation Dn.

次に、図８のステップＳＴ２９では、時間差成分Ｉｎ且つ減衰度Ｄｎを満たす位相φｎを抽出する。このステップでは、時間差成分Ｉｎ及び減衰度Ｄｎを、ノイズ信号の特徴量と判断しており、したがって、抽出された位相φｎは、ノイズ信号が発生するノイズ位相と見做すことができる。ここで、「時間差成分Ｉｎ且つ減衰度Ｄｎ」としたが、どちらか一方としてもよい。ただし、時間差成分Ｉｎと減衰度Ｄｎの双方を用いたほうが、より高精度な判定が可能になる。なお、ステップＳＴ２８でも、時間差成分Ｉｎ及び減衰度Ｄｎの一方だけを記録してよく、その場合、記録された時間差成分Ｉｎ或いは減衰度ＤｎをステップＳＴ２９で適用する。 Next, at step ST29 in FIG. 8, the phase φn that satisfies the time difference component In and the degree of attenuation Dn is extracted. In this step, the time difference component In and the degree of attenuation Dn are determined as feature amounts of the noise signal, so the extracted phase φn can be regarded as the noise phase generated by the noise signal. Here, "the time difference component In and the attenuation degree Dn" are used, but either one may be used. However, using both the time difference component In and the degree of attenuation Dn enables more accurate determination. Also in step ST28, only one of the time difference component In and the attenuation Dn may be recorded, in which case the recorded time difference component In or attenuation Dn is applied in step ST29.

ステップＳＴ２９では、位相φｎの抽出に使用する時間差成分Ｉｎ及び減衰度Ｄｎの各値について多少の幅を持たせることができる。例えば、時間差成分Ｉｎ及び減衰度Ｄｎの各値に対し、９０％～１１０％程度の許容幅を持たせることができる。時間差成分Ｉｎ及び減衰度Ｄｎの許容幅が広すぎると、次のステップＳＴ３０で、部分放電信号も除去される確率が高まる。また、時間差成分Ｉｎ及び減衰度Ｄｎの許容幅が狭すぎると、次のステップＳＴ３０で、ノイズ信号が残る確率が高まる。したがって、許容幅は上記程度とすることが好ましい。 In step ST29, each value of the time difference component In and the degree of attenuation Dn used for extracting the phase φn can have some latitude. For example, a permissible range of about 90% to 110% can be given to each value of the time difference component In and the attenuation Dn. If the allowable widths of the time difference component In and the attenuation Dn are too wide, the probability that the partial discharge signal will also be removed in the next step ST30 increases. Also, if the allowable widths of the time difference component In and the degree of attenuation Dn are too narrow, the probability that noise signals will remain in the next step ST30 will increase. Therefore, it is preferable to set the allowable width to the above level.

図９Ａ及び図９Ｂのφ－Ｑ特性図に示すように、ノイズ信号のレベルが大きい場合、及びノイズ信号のレベルが小さい場合に係らず、図８のステップＳＴ２８で時間差成分Ｉｎ及び減衰度Ｄｎを認定し、図８のステップＳＴ２９で位相φｎを抽出することができる。 As shown in the φ-Q characteristic diagrams of FIGS. 9A and 9B, regardless of whether the noise signal level is high or low, the time difference component In and the attenuation Dn are calculated in step ST28 of FIG. It can be certified and the phase φn can be extracted in step ST29 of FIG.

図８のステップＳＴ３０では、位相φｎにおけるピーク値（Ｑ）をゼロにして、φ―Ｑ特性図を再作成する。再作成されたφ―Ｑ特性図を図９Ｃに示す。図９Ａのように、ノイズ信号のレベルが大きい場合でも、図９Ｂのように、ノイズ信号のレベルが小さい場合でも、同じパルス波形図としての図９Ｃのφ―Ｑ特性図を取得することができる。 At step ST30 in FIG. 8, the peak value (Q) at the phase φn is set to zero to recreate the φ-Q characteristic diagram. A reconstructed φ-Q plot is shown in FIG. 9C. Even when the level of the noise signal is high as in FIG. 9A, and even when the level of the noise signal is low as in FIG. 9B, the φ-Q characteristic diagram of FIG. 9C can be obtained as the same pulse waveform diagram. .

次に、図８に示すステップＳＴ３１では、図９Ｃにて得られたφ－Ｑ特性図を、データベース（マスターデータ）と比較し、その一致度から、部分放電モードを判定することができる。 Next, in step ST31 shown in FIG. 8, the φ-Q characteristic diagram obtained in FIG. 9C is compared with a database (master data), and the partial discharge mode can be determined from the degree of matching.

従来では、ノイズ信号のレベルにより、図９Ａ及び図９Ｂの各左図に示すように、φ－Ｑ特性図の形状が変化する。このため、マスターデータの形状との比較に際し、部分放電モードの判定精度が低下しやすかった。これに対し、本手法では、図９Ｃに示すように、ノイズ信号を、φ―Ｑ特性図から除去するため、ノイズ信号のレベルに依存せずに、高精度に部分放電モードを判定することができる。 Conventionally, the shape of the φ-Q characteristic diagram changes depending on the level of the noise signal, as shown in the left diagrams of FIGS. 9A and 9B. For this reason, the accuracy of determining the partial discharge mode tends to decrease when comparing with the shape of the master data. On the other hand, in the present method, the noise signal is removed from the φ-Q characteristic diagram as shown in FIG. can.

なお図８のステップＳＴ２８では、部分放電の発生の可能性が低い電源位相０℃及び１８０°での時間差成分Ｉｎ及び減衰度Ｄｎを記録しているが、例えば、放電監視装置１の電源を落とした際に取得された時間差成分（Ｉ）及び減衰度（Ｄ）を、記録してもよい。電源を落とした状態では、部分放電が検知されないため、その際に取得された時間差成分（Ｉ）及び減衰度（Ｄ）は、ノイズレベルの信号として捉えることができる。 In step ST28 of FIG. 8, the time difference component In and the attenuation Dn are recorded at the power supply phases of 0° C. and 180° where the possibility of occurrence of partial discharge is low. The time difference component (I) and attenuation (D) obtained when the Since partial discharge is not detected when the power is turned off, the time difference component (I) and attenuation (D) obtained at that time can be regarded as noise level signals.

図１０は、図８とは異なる判定フローにより部分放電モードを判定する。図１１は、図１０の判定フロー中に適用される特性図の一例である。図１１Ａは、左図がφ－Ｑ特性図、中央図がφ－Ｉ特性図、右図がφ－Ｄ特性図であり、部分放電が発生した場合を示す。図１１Ｂは、ノイズ信号のφ－Ｑ特性図であり、図１１Ｃは、部分放電モード１を示すφ－Ｑ特性図であり、図１１Ｄは、部分放電モード２を示すφ－Ｑ特性図である。 FIG. 10 determines the partial discharge mode by a determination flow different from that of FIG. FIG. 11 is an example of a characteristic diagram applied during the determination flow of FIG. FIG. 11A shows a φ-Q characteristic diagram on the left, a φ-I characteristic diagram on the center, and a φ-D characteristic diagram on the right, showing the case where partial discharge occurs. 11B is a φ-Q characteristic diagram of a noise signal, FIG. 11C is a φ-Q characteristic diagram showing partial discharge mode 1, and FIG. 11D is a φ-Q characteristic diagram showing partial discharge mode 2. .

図１０に示すステップＳＴ３２では、ピーク値（Ｑ）とともに、測定した時間差成分（Ｉ）及び減衰度（Ｄ）を全て抽出し、図１１Ａに示すφ－Ｑ特性図、φ－Ｉ特性図、及びφ－Ｄ特性図を得る。 In step ST32 shown in FIG. 10, along with the peak value (Q), the measured time difference component (I) and the degree of attenuation (D) are all extracted, and the φ-Q characteristic diagram, φ-I characteristic diagram, and A φ-D characteristic diagram is obtained.

続いて、図１０のステップＳＴ３３では、時間差成分（Ｉ）及び減衰度（Ｄ）を、夫々近い値でまとめてグルーピングする。グルーピングの手法を限定するものではないが、例えば、図１１Ａの中央図、及び右図に示すように閾値Ｔ１～Ｔ６を設定することができる。図１１Ａの中央図に示すように、φ－Ｉ特性図において、高値グループを抽出するための閾値Ｔ１、中値グループを抽出するための閾値Ｔ２、低値グループを抽出するための閾値Ｔ３を設定する。 Subsequently, in step ST33 of FIG. 10, the time difference component (I) and the degree of attenuation (D) are collectively grouped by values close to each other. Although the method of grouping is not limited, for example, threshold values T1 to T6 can be set as shown in the middle and right diagrams of FIG. 11A. As shown in the center diagram of FIG. 11A, in the φ-I characteristic diagram, a threshold T1 for extracting the high value group, a threshold T2 for extracting the medium value group, and a threshold T3 for extracting the low value group are set. do.

また、図１１Ａの右図に示すように、φ－Ｄ特性図において、高値グループを抽出するための閾値Ｔ４、中値グループを抽出するための閾値Ｔ５、及び、低値グループを抽出するための閾値Ｔ６を設定する。 Further, as shown in the right diagram of FIG. 11A, in the φ-D characteristic diagram, the threshold T4 for extracting the high-value group, the threshold T5 for extracting the medium-value group, and the threshold T5 for extracting the low-value group Set a threshold T6.

次に、図１０のステップＳＴ３４では、φ－Ｉ特性図において、閾値Ｔ１以上の電源位相、閾値Ｔ２以上、閾値Ｔ１未満の電源位相、及び、閾値Ｔ３以上、閾値Ｔ２未満の電源位相を夫々、取得する。これにより、電源位相を３つのグループに分けることができる。そして、図１１Ａの左図に示すφ－Ｑ特性図において、各グループ位相のφ－Ｑ特性図を作成する。図１１Ｂは、φ－Ｉ特性図において、閾値Ｔ２以上、閾値Ｔ１未満のグループ位相を用いて作成されたφ－Ｑ特性図であり、図１１Ｃは、φ－Ｉ特性図において、閾値Ｔ１以上のグループ位相を用いて作成したφ－Ｑ特性図であり、図１１Ｄは、φ－Ｉ特性図において、閾値Ｔ３以上、閾値Ｔ２未満のグループ位相を用いて作成したφ－Ｑ特性図である。このように、φ－Ｑ特性図を、図１１Ｂから図１１Ｄに示す３つのグループに分けることができる。 Next, in step ST34 of FIG. 10, in the φ-I characteristic diagram, the power supply phase above the threshold T1, the power supply phase above the threshold T2 and below the threshold T1, and the power supply phase above the threshold T3 and below the threshold T2, respectively, get. This allows the power supply phases to be divided into three groups. Then, in the φ-Q characteristic diagram shown in the left diagram of FIG. 11A, the φ-Q characteristic diagram of each group phase is created. FIG. 11B is a φ-Q characteristic diagram created using a group phase of threshold T2 or more and less than threshold T1 in the φ-I characteristic diagram, and FIG. 11C is a φ-I characteristic diagram of threshold T1 or more. FIG. 11D is a φ-Q characteristic chart created using group phases, and FIG. 11D is a φ-Q characteristic chart created using group phases equal to or greater than the threshold value T3 and less than the threshold value T2 in the φ-I characteristic chart. Thus, the φ-Q characteristic diagrams can be divided into three groups shown in FIGS. 11B to 11D.

図１０のステップＳＴ３５では、φ－Ｄ特性図において、閾値Ｔ４以上の電源位相、閾値Ｔ５以上、閾値Ｔ４未満の電源位相、及び、閾値Ｔ６以上、閾値Ｔ５未満の電源位相を夫々、取得する。これにより、電源位相を３つのグループに分けることができる。そして、図１１Ａの左図に示すφ－Ｑ特性図において、各グループ位相のφ－Ｑ特性図を作成する。本実施の形態では、φ－Ｉ特性図を用いた場合と同様に、φ－Ｑ特性図を、図１１Ｂから図１１Ｄに示す３つのグループに分けることができる。 In step ST35 of FIG. 10, power phases equal to or greater than threshold T4, power phases equal to or greater than threshold T5 and less than threshold T4, and power phases equal to or greater than threshold T6 and less than threshold T5 are obtained from the φ-D characteristic diagram. This allows the power supply phases to be divided into three groups. Then, in the φ-Q characteristic diagram shown in the left diagram of FIG. 11A, the φ-Q characteristic diagram of each group phase is created. In this embodiment, similarly to the case of using the φ-I characteristic diagram, the φ-Q characteristic diagram can be divided into three groups shown in FIGS. 11B to 11D.

次に、図１０に示すステップＳＴ３６では、図１１Ｂから図１１Ｃに示す各φ－Ｑ特性図を、データベース（マスターデータ）と比較して発生信号モードを推定し、その一致度から、部分放電モードを判定することができる（ステップＳＴ３７）。 Next, in step ST36 shown in FIG. 10, the generated signal mode is estimated by comparing each φ-Q characteristic diagram shown in FIGS. can be determined (step ST37).

例えば、図１１Ａに示すように、ノイズ信号と、部分放電信号１（ＰＤ１）と、部分放電信号２（ＰＤ２）とが同時に発生している。 For example, as shown in FIG. 11A, a noise signal, partial discharge signal 1 (PD1), and partial discharge signal 2 (PD2) are generated at the same time.

本実施の形態では、時間差成分（Ｉ）及び減衰度（Ｄ）を夫々、近い値でまとめてグルーピングし、それにより得られた複数のグループ位相により、図１１Ｂに示すノイズ信号のみのφ―Ｑ特性図、図１１Ｃに示す部分放電信号１（ＰＤ１）のみのφ－Ｑ特性図、及び、図１１Ｄに示す部分放電信号２（ＰＤ２）のみのφ－Ｑ特性図を作成することができる。 In this embodiment, the time difference component (I) and the attenuation (D) are grouped together with similar values, and the obtained multiple group phases are used to determine the φ-Q ratio of only the noise signal shown in FIG. A characteristic diagram, a φ-Q characteristic diagram of only the partial discharge signal 1 (PD1) shown in FIG. 11C, and a φ-Q characteristic diagram of only the partial discharge signal 2 (PD2) shown in FIG. 11D can be created.

そして、このように、グルーピングされた各φ－Ｑ特性に基づいてモード判定を行うことで、マスターデータとの一致度が高い複数の部分放電モードが生じていることを判定することができる。 By performing mode determination based on the grouped φ-Q characteristics in this way, it is possible to determine that a plurality of partial discharge modes with a high degree of agreement with the master data are occurring.

従来では、複数の部分放電モードが発生した場合、φ―Ｑ特性図も、複数の部分放電モードが複合された形状となる。このため、マスターデータとの比較では、複数の部分放電モードを識別することが困難であった。これに対し、本手法では、時間差成分（Ｉ）及び減衰度（Ｄ）を近い値でまとめてグループ化することで、φ－Ｑ特性図を、複数のグルーピングに切り分け、各φ－Ｑ特性図ごとに、信号モードを判定する。このため、同時発生する複数モードの部分放電信号を識別することが出来る。 Conventionally, when a plurality of partial discharge modes occur, the φ-Q characteristic diagram also has a shape in which a plurality of partial discharge modes are combined. Therefore, it has been difficult to identify a plurality of partial discharge modes by comparison with master data. On the other hand, in this method, by grouping the time difference component (I) and the attenuation (D) together with similar values, the φ-Q characteristic diagram is divided into a plurality of groupings, and each φ-Q characteristic diagram Each time, the signal mode is determined. Therefore, it is possible to identify multiple modes of partial discharge signals that occur simultaneously.

なお、図１０のステップＳＴ３２では、時間差成分（Ｉ）及び減衰度（Ｄ）の双方を抽出しているが、どちらか一方でもよい。この場合は、抽出した特徴量を利用して、φ－Ｑ特性をグルーピングすることができる。ただし、時間差成分（Ｉ）及び減衰度（Ｄ）の双方の特徴量を利用して、φ－Ｑ特性をグルーピングすることが、判定精度を向上させることができ好ましい。すなわち、図１１Ａに示す閾値Ｔ１以上且つＴ４以上でグループ化し、閾値Ｔ３以上Ｔ２未満且つ、閾値Ｔ５以上Ｔ４未満でグループ化し、閾値Ｔ２以上Ｔ１未満且つ閾値Ｔ６以上Ｔ５未満でグループ化する。これにより、より高精度な判定を行うことが可能である。 Although both the time difference component (I) and the degree of attenuation (D) are extracted in step ST32 of FIG. 10, either one may be extracted. In this case, the φ-Q characteristics can be grouped using the extracted feature amount. However, it is preferable to group the φ-Q characteristics by using the feature amounts of both the time difference component (I) and the degree of attenuation (D), in order to improve the determination accuracy. That is, grouping is performed by threshold values T1 or more and T4 or more shown in FIG. 11A, threshold values T3 or more and less than T2, and threshold values T5 or more and less than T4 are grouped, and threshold values T2 or more and less than T1 and threshold values T6 or more and less than T5 are grouped. Thereby, it is possible to perform determination with higher accuracy.

また、図２のステップＳＴ２０では、図６、図８及び図１０に示す各判定フローのいずれか１つを実行してもよいし、複数を実行してもよい。複数の判定フローを実行する場合、その順番は問わない。 Moreover, in step ST20 of FIG. 2, any one of the determination flows shown in FIGS. 6, 8 and 10 may be executed, or a plurality of them may be executed. When executing multiple determination flows, the order does not matter.

また、本実施の形態では、部分放電モードの種別も適切に判別することが可能である。部分放電モードについて説明する。部分放電モードには、気中放電、沿面放電、ボイド放電、剥離放電、トリー放電等がある。 Moreover, in the present embodiment, it is possible to appropriately determine the type of partial discharge mode. Partial discharge mode will be described. Partial discharge modes include air discharge, creeping discharge, void discharge, peeling discharge, tree discharge, and the like.

実験により、放電モード毎に、固有の周波数帯と減衰振動回数を持つことが分かった。 Experiments show that each discharge mode has its own frequency band and damping frequency.

実験では、各種部分放電モードを模擬した試験試料を用意した。気中放電モデルは、図１２Ａに示すように、気中放電を模擬した針―平板モデルとした。沿面放電モデル１は、図１３Ａに示すように、沿面放電を模擬した針―被覆平板モデルとした。沿面放電モデル２は、図１４Ａに示すように、沿面放電を模擬した円筒絶縁物表面に、箔導体を貼り付けたモデルとした。ボイド放電モデルは、図１５Ａに示すように、ボイド放電を模擬した円筒絶縁物に、内部空隙を設けたモデルとした。剥離放電モデルは、図１６Ａに示すように、剥離放電を模擬した平板電極と円筒絶縁物に、隙間を設けたモデルとした。トリー放電は、図１７Ａに示すように、トリー放電を模擬した円筒絶縁物に、針電極を埋め込んだモデルとした。 In the experiment, test samples simulating various partial discharge modes were prepared. The air discharge model was a needle-plate model simulating air discharge, as shown in FIG. 12A. Creeping discharge model 1 was a needle-coated flat plate model simulating creeping discharge, as shown in FIG. 13A. Creeping discharge model 2, as shown in FIG. 14A, was a model in which a foil conductor was attached to the surface of a cylindrical insulator simulating creeping discharge. As a void discharge model, as shown in FIG. 15A, a model in which an internal space is provided in a cylindrical insulator simulating void discharge was used. As shown in FIG. 16A, the exfoliation discharge model was a model in which a gap was provided between a flat plate electrode simulating exfoliation discharge and a cylindrical insulator. Tree discharge, as shown in FIG. 17A, was modeled by embedding a needle electrode in a cylindrical insulator simulating tree discharge.

針電極にはタングステン鋼、その他電極には銅、誘電体材料にはエポキシ樹脂を使用した。 Tungsten steel was used for the needle electrode, copper for the other electrodes, and epoxy resin for the dielectric material.

部分放電電流の測定回路を図１８に示す。はじめに、同調式ＰＤ検出装置（日本計測器製作所製、品名：ＣＤ－６）と、パルス発生装置（日本計測器製作所製、品名：ＮＰＧ－２、仕様：電流立ち上がり時間３０ｎｓｅｃ）を用いて、本測定系の電荷量校正を実施した。 FIG. 18 shows a circuit for measuring partial discharge current. First, using a tunable PD detector (manufactured by Nippon Keiseki Seisakusho, product name: CD-6) and a pulse generator (manufactured by Nippon Keiseki Seisakusho, product name: NPG-2, specifications: current rise time 30 nsec), this The charge amount calibration of the measurement system was performed.

そのあとに、耐圧試験装置（総研電機製、品名：ＤＡＣ－ＷＴＣ－１、仕様：１５ｋＶ－１ｋＶ）で試験試料に電圧を印加し、同調式ＰＤ検出装置の出力をトリガとして、試験試料から接地線に流れる部分放電電流を検出した。 After that, a voltage is applied to the test sample with a withstand voltage test device (manufactured by Soken Denki, product name: DAC-WTC-1, specifications: 15 kV-1 kV), and the output of the tunable PD detection device is used as a trigger to ground the test sample. A partial discharge current flowing in the line was detected.

電圧波形は、試験試料と並列に、結合コンデンサ（仕様：静電容量 １０００ＰＦ、電圧 ＤＣ４０ｋＶ）と、電圧プローブ（Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ製、品名：Ｐ６０１５Ａ、仕様：帯域 ＤＣ～７．５ＭＨｚ、静電容量 ３．０ｐＦ、電圧 ４０ｋＶｐｅａｋ）を取り付けて検出した。電流波形は、試験試料と直列に、広域高周波ＣＴ（Ｍａｇｎｅｌａｂ社製、品名：ＣＴ－Ｃ５．０－ＢＮＣ、仕様:帯域 ４．８ｋ～４００ＭＨｚ）を取り付けて検出した。これらの検出波形は、オシロスコープ（ＬＥＣＲＯＹ社製、品名：Ｗａｖｅｊｅｔ３２４Ａ、仕様：帯域 ２００ＭＨｚ以下、サンプリング周波数：２ＧＨｚ）にて測定した。電流波形測定時のオシロスコープ設定条件は、Ｎｏｒｍａｌ検出モード／サンプリング周波数１．０ＧＨｚ／記録長１０ｋＰｏｉｎｔ／８ｂｉｔ変換として、各試験試料の部分放電電流波形を取得した。 The voltage waveform is obtained by connecting a coupling capacitor (specifications: capacitance 1000PF, voltage DC40kV) and a voltage probe (manufactured by Tektronix, product name: P6015A, specifications: band DC to 7.5MHz, capacitance 3.0pF in parallel with the test sample. , voltage 40 kV peak) was attached and detected. The current waveform was detected by attaching a wide-area high-frequency CT (manufactured by Magnelab, product name: CT-C5.0-BNC, specifications: band 4.8 k to 400 MHz) in series with the test sample. These detected waveforms were measured with an oscilloscope (manufactured by LECROY, product name: Wavejet324A, specifications: bandwidth of 200 MHz or less, sampling frequency: 2 GHz). The oscilloscope setting conditions at the time of current waveform measurement were normal detection mode/sampling frequency 1.0 GHz/recording length 10 kPoint/8 bit conversion, and the partial discharge current waveform of each test sample was acquired.

各部分放電モードでの部分放電電流波形を、図１２Ｂ～図１７Ｂに示す。図１２Ｂ～図１７Ｂに示すように、周波数及び、減衰振動数は、各部分放電モデルによって異なることがわかった。 The partial discharge current waveforms in each partial discharge mode are shown in FIGS. 12B to 17B. As shown in FIGS. 12B to 17B, it was found that the frequency and damping frequency differed for each partial discharge model.

そこで、本実施の形態では、これらの部分放電モードの各種特徴量を予め取得して、データベース化しておく。そして、図２のフローチャートに基づく放電監視にて取得した各種特徴量を、データベースと比較することで、図１２Ａから図１７Ａに示す各種の部分放電モードを特定することが可能になる。例えば、図５Ａ～図５Ｃに示す電源電圧波形が正極時での各種特徴量と、図５Ｄ～図５Ｆに示す電源電圧波形が負極時での各種特徴量とは、異なっている。このため、これら各種特徴量を、データベースと比較することで、電源電圧が正極のときと、電源電圧が負極のときとで、異なる部分放電モードが生じることを識別することができる。また、データベース（マスターデータ）との比較に際し、図６、図８、図１０の少なくともいずれか１つの眼底フローを用いることで、より高精度な判定を行うことができる。 Therefore, in the present embodiment, various feature amounts of these partial discharge modes are acquired in advance and stored in a database. By comparing the various feature values acquired by the discharge monitoring based on the flowchart of FIG. 2 with the database, it becomes possible to specify various partial discharge modes shown in FIGS. 12A to 17A. For example, the various feature amounts shown in FIGS. 5A to 5C when the power supply voltage waveform is positive are different from the various feature amounts shown in FIGS. 5D to 5F when the power supply voltage waveform is negative. Therefore, by comparing these various feature amounts with the database, it is possible to identify that different partial discharge modes occur when the power supply voltage is positive and when the power supply voltage is negative. Further, when comparing with the database (master data), by using at least one of the fundus flows of FIGS. 6, 8, and 10, more accurate determination can be performed.

以上のように、本実施の形態によれば、放電監視として利用するデータ量を低減しつつ、ノイズ信号と複合した部分放電信号を、高感度に検出することができる。また、本実施の形態では、部分放電モードの種別も精度よく分析することが可能である。 As described above, according to the present embodiment, the partial discharge signal combined with the noise signal can be detected with high sensitivity while reducing the amount of data used for discharge monitoring. Further, in the present embodiment, it is possible to accurately analyze the type of partial discharge mode.

本発明は、上記実施の形態に限定されず種々変更して実施することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment and can be implemented with various modifications. Other modifications can be made as appropriate without departing from the scope of the object of the present invention.

例えば、図１では、放電監視装置１として、センサ部５及びデータ分析部６を含めて説明したが、放電監視装置１は、センサ部５及びデータ分析部６を含まないものとして、或いは、センサ部５及びデータ分析部６の一方のみが含まれるものとして構成されていてもよい。すなわち、本実施の形態の放電監視装置１は、少なくとも、データ処理部２、データ記録部３及び送信部４を含むものであればよい。センサ部５やデータ分析部６は、放電監視装置１とは別体の装置として設けられ、放電監視を実行する際に、本実施の形態の放電監視装置１と合わせて用いる構成とすることができる。 For example, in FIG. 1, the discharge monitoring device 1 includes the sensor unit 5 and the data analysis unit 6, but the discharge monitoring device 1 does not include the sensor unit 5 and the data analysis unit 6, or the sensor Only one of the unit 5 and the data analysis unit 6 may be included. In other words, the discharge monitoring device 1 of this embodiment should include at least the data processing section 2, the data recording section 3, and the transmitting section 4. FIG. The sensor unit 5 and the data analysis unit 6 may be provided as devices separate from the discharge monitoring device 1, and may be configured to be used together with the discharge monitoring device 1 of the present embodiment when performing discharge monitoring. can.

例えば、データ分析部６は、スマートフォンやタブレット等の携帯機器に内蔵されており、放電監視装置１の送信部４から携帯機器に、各種特徴量の情報を送信することができる。分析者は、携帯機器による分析結果を基に、部分放電の発生状況や、受配電機器の寿命等を判断することができる。 For example, the data analysis unit 6 is built in a mobile device such as a smart phone or a tablet, and can transmit information on various feature amounts from the transmission unit 4 of the discharge monitoring device 1 to the mobile device. The analyst can judge the occurrence of partial discharge, the life of the power receiving/distributing device, and the like, based on the analysis results obtained by the portable device.

本実施の形態では、少なくとも、最大パルス波形抽出部２２と、特徴量取得部２３と、を含む特徴量取得装置を構成することができる。 In the present embodiment, it is possible to configure a feature acquisition device including at least the maximum pulse waveform extraction section 22 and the feature acquisition section 23 .

また、別の実施の形態として、センサ部と、最大パルス波形抽出部２２及び、特徴量取得部２３と、有する特徴量取得装置と、特徴取得装置で取得した特徴量に基づいて少なくとも部分放電の有無を分析する分析装置と、を備えた放電監視システムとすることができる。なお、各機能部（装置）の構成は、図１で説明した通りであるので、詳しい内容は、そちらを参照されたい。この実施の形態では、センサ部、及びこれら装置をネットワークで繋ぐことで、放電監視システムを構成することができる。このように、部分放電をネットワーク上で監視することで、部分放電の大規模監視システムを構築でき、また、部分放電の常時監視が可能になる。 Further, as another embodiment, a feature amount acquisition device having a sensor unit, a maximum pulse waveform extraction unit 22, a feature amount acquisition unit 23, and at least a partial discharge is detected based on the feature amount acquired by the feature acquisition apparatus. and an analysis device for analyzing the presence or absence of a discharge monitoring system. The configuration of each functional unit (apparatus) is as described with reference to FIG. 1, so please refer to that for details. In this embodiment, a discharge monitoring system can be configured by connecting the sensor section and these devices via a network. By monitoring partial discharge on a network in this way, a large-scale partial discharge monitoring system can be constructed, and constant monitoring of partial discharge becomes possible.

また、別の実施の形態として、センサ部と、最大パルス波形抽出部２２と、特徴量取得部２３と、データ分析部６と、を含む放電監視装置であってもよい。この実施の形態では、データ分析部６が特徴量を直接読み込んで分析することができる。また、この放電監視装置を用いた放電監視方法では、検知信号の最大パルス波形を抽出する工程、最大パルス波形の特徴量を取得する工程、特徴量に基づいて少なくとも放電分析の有無を行う工程、を有する放電監視方法とすることができる。 Further, as another embodiment, a discharge monitoring device including a sensor section, a maximum pulse waveform extraction section 22, a feature amount acquisition section 23, and a data analysis section 6 may be used. In this embodiment, the data analysis unit 6 can directly read and analyze feature quantities. Further, in the discharge monitoring method using this discharge monitoring device, the steps of extracting the maximum pulse waveform of the detection signal, acquiring the feature quantity of the maximum pulse waveform, performing at least the presence or absence of discharge analysis based on the feature quantity, It can be a discharge monitoring method having.

本発明の特徴量取得装置、放電監視システム、及び放電監視装置によれば、放電監視として利用するデータ量を低減しつつ、ノイズ信号と複合した部分放電信号を、高感度に検出することができる。よって、現有設備を長期間、きめ細かく部分放電の発生を監視でき、故障を生じる前に、設備補修や設備の更新を行うことが可能になる。 According to the feature acquisition device, the discharge monitoring system, and the discharge monitoring device of the present invention, the partial discharge signal combined with the noise signal can be detected with high sensitivity while reducing the amount of data used for discharge monitoring. . Therefore, it is possible to finely monitor the occurrence of partial discharge in the existing equipment for a long period of time, and to repair or update the equipment before failure occurs.

１ ：放電監視装置
２ ：データ処理部
３ ：データ記録部
４ ：送信部
５ ：センサ部
６ ：データ分析部
２１ ：データサンプリング部
２２ ：最大パルス波形抽出部
２３ ：特徴量取得部
２４ ：測定タイミング処理部
３１ ：特徴量記録部
４２ ：通信機器
５１ ：部分放電検知センサ
５２ ：湿度センサ
５３ ：電流計
６１ ：データサーバ
７１ ：高電圧受配電機器
７２ ：高圧交流電源
Ｐ１、Ｐ３ ：第１ピーク
Ｐ２、Ｐ４ ：第２ピーク
α、β ：最大パルス波形 1: discharge monitoring device 2: data processing unit 3: data recording unit 4: transmission unit 5: sensor unit 6: data analysis unit 21: data sampling unit 22: maximum pulse waveform extraction unit 23: feature amount acquisition unit 24: measurement timing Processing unit 31 : Feature data recording unit 42 : Communication device 51 : Partial discharge detection sensor 52 : Humidity sensor 53 : Ammeter 61 : Data server 71 : High voltage power receiving and distributing device 72 : High voltage AC power supplies P1, P3 : First peak P2 , P4: second peak α, β: maximum pulse waveform

Claims (5)

電源電圧波形の電源周期を、一定位相角の時間幅に分割する測定タイミング処理部と、
受配電機器で検知された放電の検知信号から、前記時間幅毎に、最も大きい振幅を有する最大パルス波形を抽出する最大パルス波形抽出部と、
前記最大パルス波形の特徴量として、前記最大パルス波形の最大電荷量（絶対値）で示されるピーク値と、前記最大パルス波形の正負ピークの時間間隔と、前記最大パルス波形において（正負ピークの値差／前記正負ピークの時間間隔）で求められる減衰度とを取得する特徴量取得部と、
前記特徴量取得部にて取得された前記特徴量を保管する特徴量記録部と、
を有する前記検知信号の特徴量取得装置と、
前記受配電機器に設置され、少なくとも前記放電を検知して前記検知信号を出力するセンサ部と、
前記特徴量取得装置で取得した前記特徴量に基づいて少なくとも部分放電の有無を分析する分析装置と、
を備え、
前記時間幅毎に得られた前記特徴量は、前記特徴量記録部にて、前記電源電圧波形の０°から３６０°の電源位相を分割した前記一定位相角毎に対応して保管され、
前記分析装置には、部分放電モードの前記電源位相と対応付けた前記特徴量のデータベースが保管されており、
前記分析装置では、前記電源位相を分割した前記一定位相角毎に対応して保管された、前記時間間隔及び前記減衰度が、前記電源電圧波形の前記電源位相０°あるいは１８０°を含む前記一定位相角での前記時間間隔及び前記減衰度と同じ値となる前記電源位相の範囲をノイズ位相とし、前記ノイズ位相にて取得された前記ピーク値をゼロにし、前記ノイズ位相以外の前記電源位相の前記ピーク値を残して、前記ノイズ位相以外の前記電源位相と対応付けた前記ピーク値と、前記データベースとを比較し、その一致度から、前記部分放電モードを判定する、ことを特徴とする放電監視システム。
ここで、前記正負ピークの値差は、前記最大パルス波形の正極側あるいは負極側にて最も大きい振幅を示す第１ピークの電荷量（絶対値）から、前記第１ピークの次に大きく前記第１ピークの極性とは逆の極性の第２ピークの電荷量（絶対値）を引いて求められ、前記正負ピークの時間間隔は、前記第１ピークと前記第２ピークの時間間隔で求められる。 a measurement timing processing unit that divides the power supply cycle of the power supply voltage waveform into time widths with a constant phase angle;
a maximum pulse waveform extracting unit for extracting a maximum pulse waveform having the largest amplitude for each time width from the discharge detection signal detected by the power receiving and distributing device;
As the feature quantity of the maximum pulse waveform, the peak value indicated by the maximum charge amount (absolute value) of the maximum pulse waveform, the time interval between the positive and negative peaks of the maximum pulse waveform, and the positive and negative peak values in the maximum pulse waveform a feature quantity acquisition unit that acquires the attenuation degree obtained by the difference/the time interval between the positive and negative peaks);
a feature amount recording unit that stores the feature amount acquired by the feature amount acquisition unit;
a feature amount acquisition device for the detection signal having
a sensor unit installed in the power receiving and distributing device and configured to detect at least the discharge and output the detection signal;
an analysis device that analyzes at least the presence or absence of partial discharge based on the feature quantity acquired by the feature quantity acquisition device;
with
The feature amount obtained for each time width is stored in the feature amount recording unit corresponding to each constant phase angle obtained by dividing the power supply phase from 0° to 360° of the power supply voltage waveform,
The analysis device stores a database of the feature values associated with the power supply phases in the partial discharge mode,
In the analysis device, the time interval and the attenuation degree stored corresponding to each of the constant phase angles obtained by dividing the power supply phase are the constant including the power supply phase of 0° or 180° of the power supply voltage waveform. The range of the power supply phase that has the same value as the time interval and the attenuation degree in the phase angle is set as a noise phase, the peak value obtained at the noise phase is set to zero, and the power supply phase other than the noise phase is set. Leaving the peak value, comparing the peak value associated with the power supply phase other than the noise phase with the database, and determining the partial discharge mode from the degree of matching . surveillance system .
Here, the value difference between the positive and negative peaks is determined by the amount of charge (absolute value) of the first peak that shows the largest amplitude on the positive side or the negative side of the maximum pulse waveform, and is the next largest value after the first peak. It is obtained by subtracting the charge amount (absolute value) of the second peak having the polarity opposite to the polarity of the first peak, and the time interval between the positive and negative peaks is obtained by the time interval between the first peak and the second peak. . 電源電圧波形の電源周期を、一定位相角の時間幅に分割する測定タイミング処理部と、
受配電機器で検知された放電の検知信号から、前記時間幅毎に、最も大きい振幅を有する最大パルス波形を抽出する最大パルス波形抽出部と、
前記最大パルス波形の特徴量として、前記最大パルス波形の最大電荷量（絶対値）で示されるピーク値と、前記最大パルス波形の正負ピークの時間間隔と、前記最大パルス波形において（正負ピークの値差／前記正負ピークの時間間隔）で求められる減衰度とを取得する特徴量取得部と、
前記特徴量取得部にて取得された前記特徴量を保管する特徴量記録部と、
を有する前記検知信号の特徴量取得装置と、
前記受配電機器に設置され、少なくとも前記放電を検知して前記検知信号を出力するセンサ部と、
前記特徴量取得装置で取得した前記特徴量に基づいて少なくとも部分放電の有無を分析する分析装置と、
を備え、
前記時間幅毎に得られた前記特徴量は、前記特徴量記録部にて、前記電源電圧波形の０°から３６０°の電源位相を分割した前記一定位相角毎に対応して保管され、
前記分析装置には、部分放電モードの前記電源位相と対応付けた前記特徴量のデータベースが保管されており、
前記分析装置では、前記電源位相を分割した前記一定位相角毎に対応して保管された、前記時間間隔及び前記減衰度を、閾値を用いて複数の集団に分けるとともに前記複数の集団に対応する前記電源電圧波形の前記電源位相の範囲をそれぞれグループ位相に分け、前記ピーク値を、前記グループ位相ごとに分離して、
前記グループ位相ごとに分離した前記ピーク値と、前記データベースとを比較し、その一致度から、前記部分放電モードを判定する、ことを特徴とする放電監視システム。
ここで、前記正負ピークの値差は、前記最大パルス波形の正極側あるいは負極側にて最も大きい振幅を示す第１ピークの電荷量（絶対値）から、前記第１ピークの次に大きく前記第１ピークの極性とは逆の極性の第２ピークの電荷量（絶対値）を引いて求められ、前記正負ピークの時間間隔は、前記第１ピークと前記第２ピークの時間間隔で求められる。 a measurement timing processing unit that divides the power supply cycle of the power supply voltage waveform into time widths with a constant phase angle;
a maximum pulse waveform extracting unit for extracting a maximum pulse waveform having the largest amplitude for each time width from the discharge detection signal detected by the power receiving and distributing device;
As the feature quantity of the maximum pulse waveform, the peak value indicated by the maximum charge amount (absolute value) of the maximum pulse waveform, the time interval between the positive and negative peaks of the maximum pulse waveform, and the positive and negative peak values in the maximum pulse waveform a feature quantity acquisition unit that acquires the attenuation degree obtained by the difference/the time interval between the positive and negative peaks);
a feature amount recording unit that stores the feature amount acquired by the feature amount acquisition unit;
a feature amount acquisition device for the detection signal having
a sensor unit installed in the power receiving and distributing device for detecting at least the discharge and outputting the detection signal;
an analysis device that analyzes at least the presence or absence of partial discharge based on the feature quantity acquired by the feature quantity acquisition device;
with
The feature amount obtained for each time width is stored in the feature amount recording unit corresponding to each constant phase angle obtained by dividing the power supply phase from 0° to 360° of the power supply voltage waveform,
The analysis device stores a database of the feature values associated with the power supply phases in the partial discharge mode,
In the analysis device, the time interval and the attenuation degree stored corresponding to each of the constant phase angles obtained by dividing the power supply phase are divided into a plurality of groups using a threshold value, and correspond to the plurality of groups. dividing the range of the power supply phases of the power supply voltage waveform into group phases, separating the peak values for each of the group phases,
A discharge monitoring system , wherein the peak value separated for each group phase is compared with the database, and the partial discharge mode is determined from the degree of matching.
Here, the value difference between the positive and negative peaks is determined by the amount of charge (absolute value) of the first peak that shows the largest amplitude on the positive side or the negative side of the maximum pulse waveform, and is the next largest value after the first peak. It is obtained by subtracting the charge amount (absolute value) of the second peak having the polarity opposite to the polarity of the first peak, and the time interval between the positive and negative peaks is obtained by the time interval between the first peak and the second peak. . 前記センサ部は、放電発生の判定に供することが可能な、前記受配電機器の周囲環境情報、或いは、前記受配電機器の運転状況情報、又は、前記周囲環境情報及び前記運転状況情報を取得することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放電監視システム。 The sensor unit acquires ambient environment information of the power receiving and distributing device, operating status information of the power receiving and distributing device, or the ambient environment information and the operating status information, which can be used for determination of occurrence of discharge. 3. The discharge monitoring system according to claim 1 or 2 , characterized in that: 受配電機器の放電を監視するための放電監視方法であって、
電源電圧波形の電源周期を、一定位相角の時間幅に分割する工程、
前記時間幅毎に、前記受配電機器で検出された放電の最も大きい振幅を有する検知信号の最大パルス波形を抽出する工程、
前記最大パルス波形の最大電荷量（絶対値）で示されるピーク値と、前記最大パルス波形の正負ピークの時間間隔と、前記最大パルス波形において（正負ピークの値差／前記正負ピークの時間間隔）で求められる減衰度との、特徴量を取得する工程、
前記特徴量に基づいて少なくとも部分放電の有無を分析する工程、
を有し、
前記時間幅毎に得られた前記特徴量を、前記電源電圧波形の０°から３６０°の電源位相を分割した前記一定位相角毎に対応して保管し、
部分放電モードの前記電源位相と対応付けた前記特徴量のデータベースを保管しており、
前記部分放電の有無を分析する工程では、前記電源位相を分割した前記一定位相角毎に対応して保管された、前記時間間隔及び前記減衰度が、前記電源電圧波形の前記電源位相０°あるいは１８０°を含む前記一定位相角での前記時間間隔及び前記減衰度と同じ値となる前記電源位相の範囲をノイズ位相とし、前記ノイズ位相にて取得された前記ピーク値をゼロにし、前記ノイズ位相以外の前記電源位相の前記ピーク値を残して、前記ノイズ位相以外の前記電源位相と対応付けた前記ピーク値と、前記データベースとを比較し、その一致度から、前記部分放電モードを判定する、
ことを特徴とする放電監視方法。
ここで、前記正負ピークの値差は、前記最大パルス波形の正極側あるいは負極側にて最も大きい振幅を示す第１ピークの電荷量（絶対値）から、前記第１ピークの次に大きく前記第１ピークの極性とは逆の極性の第２ピークの電荷量（絶対値）を引いて求められ、前記正負ピークの時間間隔は、前記第１ピークと前記第２ピークの時間間隔で求められる。 A discharge monitoring method for monitoring discharge of a power receiving/distributing device, comprising:
dividing the power cycle of the power voltage waveform into time widths with constant phase angles;
extracting the maximum pulse waveform of the detection signal having the largest amplitude of the discharge detected by the power receiving and distributing device for each time width;
A peak value indicated by the maximum charge amount (absolute value) of the maximum pulse waveform, a time interval between the positive and negative peaks of the maximum pulse waveform , and (value difference between the positive and negative peaks/time interval between the positive and negative peaks) in the maximum pulse waveform A step of obtaining a feature amount with the degree of attenuation obtained by
analyzing at least the presence or absence of partial discharge based on the feature quantity;
has
storing the feature amount obtained for each time width corresponding to each constant phase angle obtained by dividing the power supply phase from 0° to 360° of the power supply voltage waveform;
storing a database of the feature values associated with the power supply phases in the partial discharge mode;
In the step of analyzing the presence or absence of partial discharge, the time interval and the degree of attenuation, which are stored corresponding to each of the constant phase angles obtained by dividing the power supply phase, are the power supply phase of the power supply voltage waveform of 0° or The range of the power supply phase that has the same value as the time interval and the attenuation degree at the constant phase angle including 180 ° is set as a noise phase, the peak value obtained at the noise phase is set to zero, and the noise phase Leaving the peak values of the power supply phases other than the noise phase, comparing the peak values associated with the power supply phases other than the noise phase with the database, and determining the partial discharge mode from the degree of matching.
A discharge monitoring method characterized by:
Here, the value difference between the positive and negative peaks is determined by the amount of charge (absolute value) of the first peak that shows the largest amplitude on the positive side or the negative side of the maximum pulse waveform, and is the next largest value after the first peak. It is obtained by subtracting the charge amount (absolute value) of the second peak having the polarity opposite to the polarity of the first peak, and the time interval between the positive and negative peaks is obtained by the time interval between the first peak and the second peak. . 受配電機器の放電を監視するための放電監視方法であって、
電源電圧波形の電源周期を、一定位相角の時間幅に分割する工程、
前記時間幅毎に、前記受配電機器で検出された放電の最も大きい振幅を有する検知信号の最大パルス波形を抽出する工程、
前記最大パルス波形の最大電荷量（絶対値）で示されるピーク値と、前記最大パルス波形の正負ピークの時間間隔と、前記最大パルス波形において（正負ピークの値差／前記正負ピークの時間間隔）で求められる減衰度との、特徴量を取得する工程、
前記特徴量に基づいて少なくとも部分放電の有無を分析する工程、
を有し、
前記時間幅毎に得られた前記特徴量を、前記電源電圧波形の０°から３６０°の電源位相を分割した前記一定位相角毎に対応して保管し、
部分放電モードの前記電源位相と対応付けた前記特徴量のデータベースを保管しており、
前記部分放電の有無を分析する工程では、前記電源位相を分割した前記一定位相角毎に対応して保管された、前記時間間隔及び前記減衰度を、閾値を用いて複数の集団に分けるとともに前記複数の集団に対応する前記電源電圧波形の前記電源位相の範囲をそれぞれグループ位相に分け、前記ピーク値を、前記グループ位相ごとに分離して、
前記グループ位相ごとに分離した前記ピーク値と、前記データベースとを比較し、その一致度から、前記部分放電モードを判定する、
ことを特徴とする放電監視方法。
ここで、前記正負ピークの値差は、前記最大パルス波形の正極側あるいは負極側にて最も大きい振幅を示す第１ピークの電荷量（絶対値）から、前記第１ピークの次に大きく前記第１ピークの極性とは逆の極性の第２ピークの電荷量（絶対値）を引いて求められ、前記正負ピークの時間間隔は、前記第１ピークと前記第２ピークの時間間隔で求められる。 A discharge monitoring method for monitoring discharge of a power receiving/distributing device, comprising:
dividing the power cycle of the power voltage waveform into time widths with constant phase angles;
extracting the maximum pulse waveform of the detection signal having the largest amplitude of the discharge detected by the power receiving and distributing device for each time width;
A peak value indicated by the maximum charge amount (absolute value) of the maximum pulse waveform, a time interval between the positive and negative peaks of the maximum pulse waveform , and (value difference between the positive and negative peaks/time interval between the positive and negative peaks) in the maximum pulse waveform A step of obtaining a feature amount with the degree of attenuation obtained by
analyzing at least the presence or absence of partial discharge based on the feature quantity;
has
storing the feature amount obtained for each time width corresponding to each constant phase angle obtained by dividing the power supply phase from 0° to 360° of the power supply voltage waveform;
storing a database of the feature values associated with the power supply phases in the partial discharge mode;
In the step of analyzing the presence or absence of the partial discharge, the time interval and the attenuation degree stored corresponding to each of the constant phase angles obtained by dividing the power supply phase are divided into a plurality of groups using a threshold value, and the dividing the ranges of the power supply phases of the power supply voltage waveforms corresponding to a plurality of groups into group phases, separating the peak values for each of the group phases,
comparing the peak value separated for each group phase with the database, and determining the partial discharge mode from the degree of matching;
A discharge monitoring method characterized by:
Here, the value difference between the positive and negative peaks is determined by the amount of charge (absolute value) of the first peak that shows the largest amplitude on the positive side or the negative side of the maximum pulse waveform, and is the next largest value after the first peak. It is obtained by subtracting the charge amount (absolute value) of the second peak having the polarity opposite to the polarity of the first peak, and the time interval between the positive and negative peaks is obtained by the time interval between the first peak and the second peak. .
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