WO2020161967A1 - 部分放電検出装置 - Google Patents

部分放電検出装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2020161967A1
WO2020161967A1 PCT/JP2019/041839 JP2019041839W WO2020161967A1 WO 2020161967 A1 WO2020161967 A1 WO 2020161967A1 JP 2019041839 W JP2019041839 W JP 2019041839W WO 2020161967 A1 WO2020161967 A1 WO 2020161967A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
partial discharge
detection unit
signal
discharge detection
underground cable
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/041839
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
横山大
下口剛史
Original Assignee
住友電気工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友電気工業株式会社 filed Critical 住友電気工業株式会社
Priority to JP2020553555A priority Critical patent/JP6835300B2/ja
Priority to CN201980085916.2A priority patent/CN113227803B/zh
Publication of WO2020161967A1 publication Critical patent/WO2020161967A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing

Definitions

  • the present invention relates to a partial discharge detection device.
  • This application claims the priority on the basis of Japanese application Japanese Patent Application No. 2019-18142 for which it applied on February 4, 2019, and takes in those the indications of all here.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2011-237182 discloses the following partial discharge determination device. That is, the partial discharge determination device is a current detector that detects a current flowing through the measured line, a feature amount derivation unit that derives a feature amount from a current signal based on the current detected by the current detector, and the feature amount. Based on the feature amount derived by the deriving unit, the current signal detected within a predetermined time has a plurality of vibration waveforms, and the magnitudes of the plurality of vibration waveforms are substantially equal and the direction of vibration is And a determination unit that determines that partial discharge has occurred in the preceding measured line when determining that a plurality of waveforms opposite to each other are included.
  • the partial discharge detection device of the present disclosure has an underground cable having a linear conductor that transmits electric power, an insulating layer that covers the periphery of the conductor, and a shielding layer that is a conductor that covers the periphery of the insulating layer.
  • a partial discharge detection device for detecting partial discharge in wherein a change in current flowing through the shield layer or a change in potential of the shield layer is detected as a detection signal; Based on the detection signal, a discharge detection unit that detects a partial discharge in the underground cable, the discharge detection unit, a bandpass filter that receives the detection signal, characteristic data regarding the characteristics of the bandpass filter.
  • the discharge detecting unit includes a storage unit that stores the partial discharge, based on the output signal of the bandpass filter and the characteristic data in the storage unit.
  • One aspect of the present disclosure can be realized not only as a partial discharge detection device including such a characteristic processing unit but also as a partial discharge detection system including a partial discharge detection device. Further, one embodiment of the present disclosure can be realized as a semiconductor integrated circuit which realizes part or all of a partial discharge detection device.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a power transmission system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a configuration of an underground cable used in the power transmission system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a method of connecting an underground cable in a normal connection portion used in the power transmission system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a method of connecting an underground cable in an insulating connection portion used in the power transmission system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a figure which shows the other example of the connection method of the underground cable in the insulation connection part used for the power transmission system which concerns on the 1st Embodiment of this invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the partial discharge detection system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a figure which shows the structure of the partial discharge detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention.
  • FIG. 8 is a figure which shows the structure of CT in the partial discharge detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention.
  • FIG. 9 is a figure which shows the other example of a structure of the partial discharge detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention.
  • FIG. 10 is a figure which shows the attachment example of the metal foil electrode in the partial discharge detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention.
  • FIG. 11 is a figure which shows the structure of the discharge detection part in the partial discharge detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of the BPF impulse response waveform in the discharge detection unit according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a figure which shows the calculation result by the discharge detection part in the partial discharge detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention.
  • FIG. 14 is a figure which shows the structure of the discharge detection part in the modification 1 of the partial discharge detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention.
  • FIG. 15 is a diagram showing the configuration of the discharge detection unit in the partial discharge detection device according to the second embodiment of the present invention.
  • the present disclosure has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a partial discharge detection device capable of detecting partial discharge in an underground cable more accurately.
  • a partial discharge detection device includes a linear conductor that transmits electric power, an insulating layer that covers the periphery of the conductor, and a shielding layer that is a conductor that covers the periphery of the insulating layer.
  • a partial discharge detection device for detecting a partial discharge in an underground cable having: a signal detection unit for detecting a change in current flowing through the shield layer or a change in potential of the shield layer as a detection signal; Based on the detection signal detected by the unit, comprising a discharge detection unit for detecting partial discharge in the underground cable, the discharge detection unit, a bandpass filter for receiving the detection signal, of the bandpass filter.
  • the discharge detection unit detects the partial discharge based on the output signal of the bandpass filter and the characteristic data in the storage unit.
  • the partial discharge detection device can detect the partial discharge in the underground cable more accurately.
  • an ADC capable of high-speed sampling at a sampling frequency of, for example, several GHz is required.
  • a relatively low speed ADC corresponding to the passband of the bandpass filter can be used, and the manufacturing cost can be reduced.
  • the characteristic data is a pulse response characteristic of the bandpass filter.
  • the discharge detection unit includes a plurality of band pass filters having different pass bands, and the storage unit stores the characteristic data of each of the plurality of band pass filters.
  • the discharge detection unit detects the partial discharge based on the output signal of at least one of the bandpass filters and the corresponding characteristic data.
  • partial discharge can be detected by selecting an appropriate bandpass filter according to the laying environment of the underground cable, for example. Thereby, the partial discharge can be detected more accurately in various environments.
  • the discharge detection unit selects any one of the bandpass filters based on the detection signal current detected by the signal detection unit and selects the bandpass filter.
  • the partial discharge is detected based on the output signal of the bandpass filter and the corresponding characteristic data.
  • the partial discharge can be more accurately performed. Can be detected.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a power transmission system according to a first embodiment of the present invention.
  • power transmission system 502 includes underground cables 10A, 10B, 10C, ordinary connecting portions 41A, 41B, insulating connecting portions 42A, 42B, and ground connecting portions 43A, 43B.
  • each of the underground cables 10A, 10B, and 10C is also referred to as an underground cable 10
  • each of the ordinary connecting portions 41A and 41B is also referred to as an ordinary connecting portion 41
  • each of the insulating connecting portions 42A and 42B is also referred to as an insulating connecting portion 42.
  • Each of the ground connection parts 43A and 43B is also referred to as a ground connection part 43.
  • the power transmission system 502 is provided, for example, in the underground portion of the power system.
  • the ground connection unit 43 includes cable terminals 11A, 11B, 11C.
  • the underground cable 10 is connected to the cable terminals 11A, 11B, 11C at the ground connection portion 43. More specifically, the underground cable 10A is connected to the cable terminal 11A, the underground cable 10B is connected to the cable terminal 11B, and the underground cable 10C is connected to the cable terminal 11C.
  • the ground connection unit 43 is installed, for example, in a substation where the underground cable 10 appears on the ground.
  • the ordinary connecting portion 41 and the insulating connecting portion 42 are provided inside the manhole 31.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a configuration of an underground cable used in the power transmission system according to the first embodiment of the present invention.
  • the underground cable 10 includes, in order from the center, a linear conductor 71 that transmits electric power, an inner semiconductive layer 72 made of semiconductive ethylene propylene (EP) rubber, and an insulation. It is composed of an EP rubber insulator 73 which is a layer, an outer semiconductive layer 74 which is a semiconductive tape, a conductive shielding layer 75, and a vinyl sheath 76. That is, the inner semiconductive layer 72 covers the periphery of the conductor 71, the insulator 73 covers the periphery of the inner semiconductive layer 72, the outer semiconductive layer 74 covers the periphery of the insulator 73, and the shield layer 75 as the conductor is formed. The outer semiconductive layer 74 is wrapped around and the sheath 76 is wrapped around the shield layer 75.
  • EP semiconductive ethylene propylene
  • the conductor 71 in the underground cable 10 is used for power transmission and is applied with a high voltage.
  • the shielding layer 75 is electrically conductive and is grounded in the middle of the underground cable 10. Therefore, the voltage of the shield layer 75 is lower than that of the conductor 71.
  • a three-phase three-wire system is used as a power distribution method.
  • underground cables 10A, 10B, and 10C are provided as the three-phase underground cables 10.
  • the shielding layers 75 of the underground cables 10A, 10B and 10C are exposed. Terminals are provided on exposed portions of these shielding layers 75, respectively.
  • Underground cables 10A, 10B, 10C are connected to ground node 15 at cable terminals 11A, 11B, 11C, respectively. More specifically, the terminals provided on each of the underground cables 10A, 10B, and 10C are connected to the ground node 15 via a cable or the like, so that the shielding layer 75 of the underground cable 10 is grounded.
  • the underground cable 10 is composed of a plurality of cables whose ends are connected to each other at the normal connecting portion 41 and the insulating connecting portion 42.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a method of connecting an underground cable in an ordinary connection unit used in the power transmission system according to the first embodiment of the present invention.
  • the conductor 71 and the shield layer 75 of the underground cable 10A are mainly shown.
  • the contents described below are the same for the underground cable 10B and the underground cable 10C.
  • the underground cables 10A1 and 10A2 are connected at the normal connection portion 41.
  • the shield layer 75 of the underground cables 10A1 and 10A2 is exposed at the connection portion between the conductors 71 of the underground cables 10A1 and 10A2.
  • the shield layer 75 of the underground cable 10A1 and the shield layer 75 of the underground cable 10A2 are connected using, for example, a conductive wire 12.
  • the terminal 81 is provided on the exposed portion of the shield layer 75 of the underground cable 10A2.
  • the terminal 81 may be provided on an exposed portion of the shield layer 75 of the underground cable 10A1.
  • the terminal 81 is connected to the ground node 13 via a cable or the like, so that the shield layer 75 of the underground cable 10A is grounded.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a method of connecting an underground cable in an insulating connection portion used in the power transmission system according to the first embodiment of the present invention.
  • the conductor 71 and the shielding layer 75 in the configuration of the underground cable 10A are mainly shown.
  • the contents described below are the same for the underground cable 10B and the underground cable 10C.
  • the underground cables 10A1 and 10A2 are connected at the insulation connection portion 42.
  • the shield layer 75 of the underground cables 10A1 and 10A2 is exposed at the connection portion between the conductors 71 of the underground cables 10A1 and 10A2, and the terminals 81 and the like are provided at the exposed portions.
  • the conductor 71 of the underground cable 10A1 and the conductor 71 of the underground cable 10A2 are connected, for example, the terminal 81 in the underground cable 10A1 and the terminal 81 in the underground cable 10A2 are connected using the wire 12.
  • the shield layer 75 of the underground cable 10A1 and the shield layer 75 of the underground cable 10A2 are connected.
  • FIG. 5 is a diagram showing another example of a method of connecting an underground cable in an insulating connection portion used in the power transmission system according to the first embodiment of the present invention.
  • the underground cables 10A1 and 10A2 are connected, the underground cables 10B1 and 10B2 are connected, and the underground cables 10C1 and 10C2 are connected.
  • the shield layer 75 of the underground cables 10A1 and 10A2 is exposed at the connection portion between the conductors 71 of the underground cables 10A1 and 10A2, and the connection portion of the conductors 71 of the underground cables 10B1 and 10B2 is connected.
  • the shielding layer 75 of the underground cables 10B1 and 10B2 is exposed, and the shielding layer 75 of the underground cables 10C1 and 10C2 is exposed at the connection portion between the conductors 71 of the underground cables 10C1 and 10C2, and the terminals 81 and the like are exposed at the exposed portions. It is provided.
  • the shielding layer 75 of the underground cable 10A1 and the shield of the underground cable 10B2 are shielded.
  • the layer 75 is connected, and by connecting the terminal 81 in the underground cable 10B1 and the terminal 81 in the underground cable 10C2 using the wire 12, the shielding layer 75 of the underground cable 10B1 and the shielding layer 75 of the underground cable 10C2 are connected.
  • the terminal 81 in the underground cable 10C1 and the terminal 81 in the underground cable 10A2 are connected using the wire 12, so that the shielding layer 75 of the underground cable 10C1 and the shielding layer 75 of the underground cable 10A2 are Connected.
  • the underground cable 10 may be cross-bonded at the insulating connection portion 42.
  • FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the partial discharge detection system according to the first embodiment of the present invention.
  • the underground cable 10 ⁇ /b>A of the underground cables 10 is mainly shown for ease of explanation.
  • the contents described below are the same for the underground cable 10B and the underground cable 10C.
  • the partial discharge detection system 501 includes partial discharge detection devices 500A and 500B.
  • the partial discharge detection devices 500A and 500B are used in an electric power system including the underground cable 10.
  • each of the partial discharge detection devices 500A and 500B is also referred to as a partial discharge detection device 500.
  • the partial discharge detection device 500 is provided corresponding to, for example, the insulating connection portion 42.
  • the partial discharge detection device 500A is provided corresponding to the insulating connection portion 42A
  • the partial discharge detection device 500B is provided corresponding to the insulation connection portion 42B.
  • the partial discharge detection devices 500A and 500B detect partial discharge of the underground cable 10.
  • a power coil is attached to the underground cable 10A.
  • An induced current due to a current flowing through the conductor 71 of the underground cable 10 flows through the power supply coil.
  • the power supply coil can take out the current.
  • the partial discharge detection device 500 operates, for example, by the electric power obtained by the power supply coil.
  • FIG. 7 is a figure which shows the structure of the partial discharge detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention.
  • the partial discharge detection device 500 includes a signal detection unit 120 and a discharge detection unit 300.
  • the signal detection unit 120 detects a change in current flowing through the shield layer 75 of the underground cable 10 as a detection signal. More specifically, the signal detection unit 120 detects the induced current of the current flowing through the shield layer 75 of the underground cable 10.
  • the signal detection unit 120 includes a current transformer (CT) 100 and a signal output unit 110.
  • CT current transformer
  • the signal detection unit 120 detects an induced current at the insulation connection portion 42 that is a connection portion of the underground cable 10, for example.
  • FIG. 8 is a diagram showing a configuration of CT in the partial discharge detection device according to the first embodiment of the present invention.
  • CT 100 includes ring core 101 and winding 102.
  • a winding 102 is wound around the ring core 101.
  • the winding 102 is connected to the signal output unit 110.
  • the CT 100 is attached, for example, so that the conductive cable 53 penetrates the ring core 101.
  • the conductive cable 53 is, for example, the wire 12.
  • the CT 100 of the partial discharge detection devices 500A and 500B in the insulated connection portion 42 includes the shield layer 75 of the underground cable 10A1 and the shield layer 75 of the underground cable 10A2.
  • the connecting wire 12 is attached so as to penetrate the ring core 101.
  • the discharge detection unit 300 receives the detection signal, which is an analog signal corresponding to the induced current flowing through the winding 102, via the signal output unit 110.
  • the signal detection unit 120 may include an antenna instead of the CT 100, and may be configured to detect an electromagnetic wave emitted when a partial discharge occurs in the underground cable 10.
  • the antenna is an antenna having, for example, a VHF band of 30 MHz to 300 MHz or a UHF band of 300 MHz to 1 GHz as a reception band, is connected to the signal output unit 110, and is based on a change in current flowing through the shielding layer 75 of the underground cable 10. Receive electromagnetic waves.
  • the discharge detection unit 300 receives, via the signal output unit 110, a detection signal which is an analog signal corresponding to the electromagnetic wave received by the antenna.
  • FIG. 9 is a figure which shows the other example of a structure of the partial discharge detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention.
  • the partial discharge detection device 511 includes a signal detection unit 121 and a discharge detection unit 300.
  • the signal detection unit 121 detects a change in the potential of the shielding layer 75 of the underground cable 10 as a detection signal.
  • the signal detection unit 121 includes the metal foil electrodes 105 and 106 and the signal output unit 111.
  • the signal detection unit 121 electrostatically couples with the shielding layer 75 at the insulating connection portion 42, which is the connection portion of the underground cable 10, for example.
  • FIG. 10 is a diagram showing a mounting example of a metal foil electrode in the partial discharge detection device according to the first embodiment of the present invention.
  • the metal foil electrodes 105 and 106 are connected to the signal output unit 111.
  • the metal foil electrodes 105 and 106 are attached to the surface of the sheath 76 of the underground cable 10 on opposite sides to each other, for example, via the insulating cylinder 77 in the insulating connection portion 42. More specifically, for example, in the insulated connection portion 42 to which the underground cables 10A1 and 10A2 are connected, the metal foil electrode 105 is attached to the surface of the sheath 76 of the underground cable 10A1, and the metal foil electrode 106 is grounded. It is attached to the surface of the sheath 76 of the cable 10A2.
  • the metal foil electrodes 105 and 106 may be attached so as to cover the outer circumference of the sheath 76 of the underground cable 10A2. Further, the position where each metal foil electrode is attached and the number of metal foil electrodes are not limited, and three or more metal foil electrodes may be attached.
  • the signal detector 121 detects an induced current flowing through the metal foil electrodes 105 and 106.
  • the discharge detection unit 300 receives, via the signal output unit 111, a detection signal that is an analog signal based on the induced current and that corresponds to a change in the potential of the shielding layer 75.
  • the discharge detection unit 300 detects partial discharge in the underground cable 10 based on the detection signal detected by the signal detection unit 120 or 121. More specifically, the discharge detection unit 300 detects partial discharge in the underground cable 10 based on the induced current detected by the signal detection unit 120 or 121.
  • FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a discharge detection unit in the partial discharge detection device according to the first embodiment of the present invention.
  • the discharge detection unit 300 includes an HPF 301, an LNA (Low Noise Amplifier) 302, an ADC (Analog Digital Converter) 303, an FFT processing unit 304, a filter processing unit 310, and an AGC (Automatic Gain).
  • HPF 301 an LNA (Low Noise Amplifier) 302
  • ADC Analog Digital Converter
  • FFT processing unit 304 FFT processing unit 304
  • filter processing unit 310 a filter processing unit 310
  • AGC Automatic Gain
  • a control amplifier 305, an ADC 306, a detection unit 320, a switch control unit 330, and a storage unit 340 are included.
  • the filter processing unit 310 has an analog switch 311 and BPFs 312A, 312B and 312C.
  • each of the BPFs 312A, 312B, and 312C will also be referred to as a BPF 312.
  • the HPF 301 outputs to the LNA 302 a signal in which a frequency component of a predetermined frequency or lower is attenuated among the frequency components of the analog signal received via the signal output unit 110 or 111.
  • the analog signal received via the signal output unit 110 or 111 contains a lot of noise in a band of, for example, less than 1.6 MHz, which is superimposed on the transmission path of the underground cable 10 or the like.
  • the HPF 301 removes noise included in the analog signal received via the signal output unit 110 or 111 by attenuating the frequency component of less than 1.6 MHz, for example.
  • the LNA 302 amplifies the analog signal received from the HPF 301 with a predetermined gain and outputs the amplified analog signal to the ADC 303 and the filter processing unit 310.
  • the ADC 303 converts the analog signal received from the LNA 302 into a digital signal and outputs the digital signal to the FFT processing unit 304.
  • the FFT processing unit 304 performs signal processing such as FFT on the digital signal received from the ADC 303, and outputs the processed digital signal to the detection unit 320.
  • the detection unit 320 generates a frequency spectrum of the analog signal output from the HPF 301 based on the digital signal received from the FFT processing unit 304, and outputs the generated frequency spectrum to the switch control unit 330.
  • the switch control unit 330 switches the analog switch 311 by generating a switch control signal based on the frequency spectrum received from the detection unit 320 and outputting the generated switch control signal to the analog switch 311.
  • the analog switch 311 switches the output destination BPF 312 of the analog signal received from the LNA 302 according to the switch control signal received from the switch control unit 330.
  • the passbands of the three BPFs 312 are different.
  • the pass band of BPF312A is 5 MHz or more and less than 10 MHz
  • the pass band of BPF312B is 10 MHz or more and less than 15 MHz
  • the pass band of BPF312C is 15 MHz or more and less than 20 MHz.
  • the switch control unit 330 selects one BPF 312 to be the output destination of the analog signal by the analog switch 311 from the three BPFs 312. More specifically, the switch control unit 330 determines the pass band having the smallest noise component in the analog signal output from the LNA 302 among the pass bands of the three BPFs 312, and selects the BPF 312 corresponding to the pass band. To do.
  • the switch control unit 330 selects any one BPF 312 from the plurality of BPFs 312 based on the detection signal detected by the signal detection unit 120 or 121. More specifically, based on the frequency spectrum received from the detection unit 320, the switch control unit 330 sets the pass band in which the analog signal output from the LNA 302 is the lowest among the pass bands of the three BPFs 312. Select the corresponding BPF 312.
  • the current waveform due to partial discharge is an impulse waveform. Since the components of the impulse waveform in the frequency spectrum spread equally in the pass bands of each BPF 312, the difference in the spectrum level in each pass band caused by the components of the impulse waveform is so small that it can be ignored. Therefore, based on the frequency spectrum, of the pass bands of the three BPFs 312, the pass band in which the analog signal output from the LNA 302 has the lowest signal level can be regarded as the pass band in which the noise component is the smallest.
  • the switch control unit 330 outputs the switch control signal to the analog switch 311 to switch the output destination of the analog signal by the analog switch 311 to the selected BPF 312.
  • the switch control unit 330 outputs selection information indicating the selected BPF 312 to the detection unit 320.
  • the switch control unit 330 selects the BPF 312 based on the frequency spectrum received from the detection unit 320 on a regular or irregular basis, and switches the analog switch 311 according to the selection result.
  • the switch control unit 330 is not limited to the configuration in which the analog switch 311 is switched based on the frequency spectrum received from the detection unit 320, and regularly or irregularly monitors the digital signal received by the detection unit 320 from the ADC 306 to obtain a digital signal.
  • the analog switch 311 may be switched based on the change in the value of, that is, the amount of the noise component included in the digital signal.
  • the BPF 312 receives an analog signal corresponding to the induced current flowing through the winding 102 or the induced current flowing through the metal foil electrodes 105 and 106, which is a detection signal detected by the signal detection unit 120 or 121. More specifically, the BPF 312 receives the analog signal via the HPF 301, the LNA 302 and the analog switch 311. The BPF 312 outputs, to the AGC amplifier 305, an analog signal obtained by attenuating the frequency component of the analog signal received from the analog switch 311 outside the pass band of itself.
  • the AGC amplifier 305 amplifies the signal received from the BPF 312 and outputs it to the ADC 306 so that the output level of the analog signal to the ADC 306 becomes constant.
  • the ADC 306 converts the analog signal received from the AGC amplifier 305 into a digital signal and outputs the digital signal to the detection unit 320.
  • the detection unit 320 detects the partial discharge in the underground cable 10 based on the output signal of at least one of the three BPFs 312 and the characteristic data regarding the physical properties of the corresponding BPF 312. More specifically, the detection unit 320 detects partial discharge in the underground cable 10 based on the output signal of the BPF 312 selected by the switch control unit 330 and the characteristic data regarding the physical properties of the BPF 312.
  • the detection unit 320 receives from the ADC 306 a digital signal S obtained by amplifying and digitally converting the analog signal output by the selected BPF 312, and performs an operation using the received digital signal S and the characteristic data of the BPF 312. , Partial discharge in the underground cable 10 is detected.
  • the storage unit 340 stores characteristic data regarding the characteristics of the three BPFs 312, respectively. More specifically, the storage unit 340 stores, as the characteristic data, the pulse response characteristics of the three BPFs 312, for example, the impulse response waveform Imp.
  • the detection unit 320 acquires the impulse response waveform Imp of the BPF 312 indicated by the selection information received from the switch control unit 330 from the storage unit 340, and performs an operation using the acquired impulse response waveform Imp and the digital signal S received from the ADC 306. By doing so, the partial discharge in the underground cable 10 is detected.
  • a part or all of the FFT processing unit 304, the detection unit 320, and the switch control unit 330 are realized by operating a processor such as a CPU (Central Processing Unit) and a DSP (Digital Signal Processor) with software. Further, some or all of the functions of the FFT processing unit 304, the detection unit 320, and the switch control unit 330 are realized by operating a processor such as a CPU and a DSP with software, for example.
  • a processor such as a CPU (Central Processing Unit) and a DSP (Digital Signal Processor) with software.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of the BPF impulse response waveform in the discharge detection unit according to the first embodiment of the present invention.
  • the impulse response waveform Imp of the BPF 312 is stored in the storage unit 340 as a digital signal whose sample number is K in the period T1 from time t0 to time ta.
  • the impulse response waveform Imp is a waveform having one or more maximum values and one or more minimum values.
  • the detection unit 320 calculates the Xth value of the K sampling values included in the digital signal S in the period T1 from the time t to the time t+T1 and the Xth value of the impulse response waveform Imp according to the following equation (1). Of the sampling value and the K values obtained by the multiplication for each sampling value are added to calculate the operation value Y(t).
  • S(t) is the value of the digital signal S at time t.
  • FIG. 13 is a diagram showing a calculation result by the discharge detection unit in the partial discharge detection device according to the first embodiment of the present invention.
  • the vertical axis represents voltage and the horizontal axis represents time.
  • the detection unit 320 calculates the calculated value Y(t) corresponding to each start time by shifting the start time of the period T1 by one sample of the digital signal S.
  • the detection unit 320 may calculate the calculated value Y(t) by multiplying the digital signal S by the impulse response waveform Imp every time the digital signal S for one sample is received from the ADC 306, or may be received from the ADC 306.
  • the calculated value Y(t) may be calculated by accumulating a predetermined number, for example, K sampling values of the digital signal S, and multiplying each accumulated sampling value by the impulse response waveform Imp.
  • the calculated value Y(tk) becomes a value close to zero.
  • the digital signal S in the period T1 from the time tm to the time tm+T1 includes an impulse waveform, the calculated value Y(tm) becomes a relatively large value.
  • the detection unit 320 detects partial discharge based on the calculated calculation value Y(t). For example, the storage unit 340 stores the threshold value ThA of the calculated value Y(t) used for detecting partial discharge. The detection unit 320 compares the calculated value Y(t) with the threshold value ThA, and when the calculated value Y(t) is greater than or equal to the threshold value ThA, determines that partial discharge has occurred.
  • the detection unit 320 calculates the level of the impulse signal due to the partial discharge. More specifically, for example, the storage unit 340 stores the gain of the LNA 302 and the input/output ratio of the impulse response characteristic of the BPF 312. When the gain of the AGC amplifier 305 can be monitored, the detection unit 320 acquires the gain of the LNA 302 and the input/output ratio of the impulse response characteristics of the selected BPF 312 from the storage unit 340, and the gain of the LNA 302, the gain of the AGC amplifier 305, The level of the impulse signal due to the partial discharge is calculated based on the input/output ratio of the impulse response characteristic of the selected BPF 312 and the calculated value Y(t).
  • the detection unit 320 calculates the phase of the impulse signal due to partial discharge (hereinafter, also referred to as impulse phase) at the high voltage applied to the conductor 71 of the underground cable 10. More specifically, the detection unit 320 detects the waveform of the induction current of 50 Hz or 60 Hz due to the current flowing through the conductor 71, for example, via the above-described power supply coil attached to the underground cable 10. The detector 320 detects the zero-cross point of the waveform of the high voltage applied to the conductor 71 based on the detected waveform.
  • impulse phase phase of the impulse signal due to partial discharge
  • the detection unit 320 calculates the impulse phase based on the detected zero-cross point and the timing of generation of the impulse signal due to the partial discharge.
  • the detection unit 320 may be configured to acquire information regarding the high voltage applied to the conductor 71, for example, the zero-cross information, by communication with a central monitoring device that is an external device.
  • the detection unit 320 creates partial discharge information including the level of the impulse signal and the impulse phase due to the detected partial discharge, and saves the created partial discharge information in the storage unit 340.
  • the detection unit 320 updates the threshold ThA based on the partial discharge information stored in the storage unit 340 using, for example, a machine learning method.
  • FIG. 14 is a figure which shows the structure of the discharge detection part in the modification 1 of the partial discharge detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention.
  • the discharge detection unit 300A according to the first modification does not include the ADC 303 and the filter processing unit 310 has an LPF 313, as compared with the discharge detection unit 300 shown in FIG. More specifically, the discharge detection unit 300A includes an HPF 301, an LNA 302, an FFT processing unit 304, a filter processing unit 310, an AGC amplifier 305, an ADC 306, a detection unit 320, a switch control unit 330, and a storage unit. 340 and. Except for the contents described below, the discharge detection unit 300 is the same as that shown in FIG.
  • the filter processing unit 310 includes an analog switch 311, BPFs 312A, 312B and 312C, and a low pass filter (LPF) 313.
  • the cutoff frequency of the LPF 313 is, for example, a frequency that is 1 ⁇ 2 or less of the sampling frequency of the ADC 306.
  • the switch control unit 330 periodically or irregularly selects the LPF 313 as a filter to be the output destination of the analog signal by the analog switch 311, and switches the output destination of the analog signal by the analog switch 311 to the LPF 313.
  • the LPF 313 outputs to the AGC amplifier 305 an analog signal obtained by attenuating a frequency component of a predetermined frequency or higher among the frequency components of the analog signal received from the analog switch 311.
  • the AGC amplifier 305 amplifies the signal received from the LPF 313 and outputs it to the ADC 306 so that the output level of the analog signal to the ADC 306 becomes constant.
  • the ADC 306 converts the analog signal received from the AGC amplifier 305 into a digital signal and outputs the digital signal to the FFT processing unit 304.
  • the FFT processing unit 304 performs signal processing such as FFT on the digital signal received from the ADC 306, and outputs the processed digital signal to the detection unit 320.
  • the detection unit 320 generates a frequency spectrum of the analog signal output by the LPF 313 based on the digital signal received from the FFT processing unit 304, and outputs the generated frequency spectrum to the switch control unit 330.
  • the switch control unit 330 selects one BPF 312 to be the output destination of the analog signal by the analog switch 311 from the three BPFs 312 based on the frequency spectrum received from the detection unit 320.
  • the switch control unit 330 outputs the switch control signal to the analog switch 311 to switch the output destination of the analog signal by the analog switch 311 to the selected BPF 312.
  • the switch control unit 330 outputs selection information indicating that the LPF 313 has been selected to the detection unit 320.
  • the partial discharge detection device 500 or 511 may be configured to operate by the electric power obtained by using the CT 100 or the metal foil electrodes 105 and 106.
  • the partial discharge detection device 500 or 511 operates by using the induced current of the current flowing through the shield layer 75 of the underground cable 10.
  • the shield layer 75 of the underground cable 10 has a sheath current, which is an induced current due to the influence of the power transmission current flowing through the conductor 71 of the underground cable 10, flowing therein.
  • the sheath current flowing through the shielding layer 75 of the underground cable 10 can be taken out by the configuration in which the CT 100 or the metal foil electrodes 105 and 106 are provided in the underground cable 10.
  • the partial discharge detection device 500 or 511 is provided with a filter that allows a current having a frequency of, for example, 60 Hz or less to pass.
  • the partial discharge detection device 500 or 511 extracts a low-frequency current of 50 Hz or 60 Hz from each extracted sheath current by using a filter.
  • the partial discharge detection device 500 or 511 generates a power supply current sufficient to operate the partial discharge detection device 500 or 511 by rectifying and combining the extracted low frequency currents.
  • the partial discharge detection device 500 or 511 operates by the generated power supply current.
  • the filter processing unit 310 in the discharge detection unit 300 is configured to have three BPFs 312, but the configuration is not limited to this.
  • the filter processing unit 310 may have a configuration having two or less BPFs 312, or may have a configuration having four or more BPFs 312.
  • the storage unit 340 stores the impulse response waveform Imp as the characteristic data of the BPF 312, and the detection unit 320 includes:
  • the calculation value Y(t) is calculated by multiplying the digital signal S by the impulse response waveform Imp in the storage unit 340
  • the present invention is not limited to this and the following structure is adopted. May be. That is, the storage unit 340 stores a sine wave waveform having a frequency included in the pass band of the BPF 312.
  • the detection unit 320 calculates the calculated value Y(t) by multiplying the digital signal S by the waveform of the sine wave in the storage unit 340.
  • the storage unit 340 stores characteristic data other than the pulse response characteristic as the characteristic data of the BPF 312.
  • the detection unit 320 detects the partial discharge based on the digital signal S and the characteristic data in the storage unit 340.
  • the signal detection unit 120 or 121 is configured to detect the induced current at the connection portion of the underground cable 10 such as the insulation connection portion 42.
  • the present invention is not limited to this.
  • the signal detection unit 120 or 121 may be configured to detect an induced current in a portion other than the connection portion of the underground cable 10.
  • the discharge detection unit 300 is configured to include the AGC amplifier 305, but the configuration is not limited to this.
  • the discharge detection unit 300 may be configured to include a normal amplifier having no automatic gain control function, instead of the AGC amplifier 305.
  • the discharge detection unit 300 may be configured to include an amplifier whose gain can be adjusted from the outside, instead of the AGC amplifier 305.
  • the detection unit 320 generates a gain control signal according to the maximum value of the digital signal S in a predetermined period, for example, a period of several cycles of the high voltage applied to the conductor 71, and the generated gain control signal. Is output to the amplifier to adjust the gain of the amplifier.
  • the switch control unit 330 should be the output destination of the analog signal by the analog switch 311 from the three BPFs 312.
  • One BPF 312 is selected, and the detection unit 320 detects a partial discharge by an operation using the output of the selected BPF 312, that is, the digital signal S received via the ADC 306 and the corresponding impulse response waveform Imp.
  • the present invention is not limited to this, and the following configurations may be adopted. That is, the switch control unit 330 selects two or more BPFs 312 to which the analog switch 311 outputs analog signals.
  • the detection unit 320 performs an operation using the digital signal S and the corresponding impulse response waveform Imp for each selected BPF 312, and detects partial discharge based on each operation result.
  • the signal detection unit 120 detects the induced current of the current flowing through the shield layer 75 of the underground cable 10 via the CT100, and detects the discharge.
  • the section 300 is configured to detect the partial discharge in the underground cable 10 based on the induced current detected by the signal detection section 120, the configuration is not limited to this, and the configuration is as follows. May be. That is, the signal detection unit 120 detects a change in the current flowing through the shielding layer 75 as a detection signal via another current sensor different from the CT 100. The discharge detection unit 300 detects partial discharge in the underground cable 10 based on the detection signal detected by the signal detection unit 120.
  • the partial discharge detection device is used in a power system including the underground cable 10.
  • the signal detection unit 120 or 121 detects a change in the current flowing through the shield layer of the underground cable 10 or a change in the potential of the shield layer 75 as a detection signal.
  • the discharge detection unit 300 detects partial discharge in the underground cable 10 based on the detection signal detected by the signal detection unit 120 or 121.
  • Discharge detection unit 300 includes a BPF 312 that receives a detection signal, and a storage unit 340 that stores characteristic data of BPF 312. The discharge detection unit 300 detects partial discharge based on the output signal of the BPF 312 and the characteristic data in the storage unit 340.
  • the configuration according to which the partial discharge is detected based on the output signal of the BPF 312 receiving the analog signal based on the current flowing through the shielding layer 75 and the characteristic data of the BPF 312 has a waveform corresponding to the characteristic data of the analog signal.
  • the presence or absence of can be detected.
  • the current waveform due to the partial discharge can be detected while reducing the influence of the noise component included in the current flowing through the shielding layer 75.
  • the partial discharge detection device can detect the partial discharge in the underground cable 10 more accurately. Further, generally, in order to detect an impulse signal due to partial discharge by digital signal processing, an ADC capable of high-speed sampling at a sampling frequency of, for example, several GHz is required. On the other hand, with the configuration in which the analog signal is analyzed via the BPF 312, a relatively low speed ADC corresponding to the pass band of the BPF 312 can be used, and the manufacturing cost can be reduced.
  • the storage unit 340 stores the pulse response characteristic of the BPF 312 as the characteristic data.
  • discharge detection section 300 includes a plurality of BPFs 312 having different pass bands.
  • the storage unit 340 stores the characteristic data of each of the plurality of BPFs 312.
  • the discharge detection unit 300 detects partial discharge based on the output signal of at least one of the BPFs 312 and the corresponding characteristic data.
  • the discharge detection unit 300 is configured so that any one of the plurality of BPFs 312 is detected based on the detection signal detected by the signal detection unit 120 or 121.
  • the BPF 312 is selected, and partial discharge is detected based on the output signal of the selected BPF 312 and the corresponding characteristic data.
  • the partial discharge can be detected more accurately. be able to.
  • the present embodiment relates to a partial discharge detection device that uses a digital filter instead of an analog filter, as compared with the partial discharge detection device according to the first embodiment.
  • the partial discharge detection device according to the first embodiment is the same as the partial discharge detection device according to the first embodiment except for the contents described below.
  • FIG. 15 is a diagram showing the configuration of the discharge detection unit in the partial discharge detection device according to the second embodiment of the present invention.
  • discharge detection unit 400 includes HPF 301, LNA 302, ADC 303, FFT processing unit 304, filter processing unit 410, detection unit 320, switch control unit 330, and storage unit 340. Including.
  • the filter processing unit 410 has a switch 411 and BPFs 412A, 412B and 412C which are digital filters.
  • BPFs 412A, 412B, 412C will also be referred to as a BPF 412.
  • a part or all of the FFT processing unit 304, the detection unit 320, the switch control unit 330, and the filter processing unit 410 are realized by operating a processor such as a CPU and a DSP with software. Further, some or all of the functions of the FFT processing unit 304, the detection unit 320, the switch control unit 330, and the filter processing unit 410 are realized by operating a processor such as a CPU and a DSP with software.
  • the HPF 301 outputs to the LNA 302 a signal in which a frequency component of a predetermined frequency or lower is attenuated among the frequency components of the analog signal received via the signal output unit 110 or 111.
  • the LNA 302 amplifies the analog signal received from the HPF 301 with a predetermined gain and outputs the amplified analog signal to the ADC 303.
  • the ADC 303 converts the analog signal received from the LNA 302 into a digital signal and outputs the digital signal to the FFT processing unit 304 and the BPF 412.
  • the FFT processing unit 304 performs signal processing such as FFT on the digital signal received from the ADC 303, and outputs the processed digital signal to the detection unit 320.
  • the detection unit 320 generates a frequency spectrum of the analog signal output from the HPF 301 based on the digital signal received from the FFT processing unit 304, and outputs the generated frequency spectrum to the switch control unit 330.
  • the passbands of the three BPFs 412 are different.
  • the pass band of BPF412A is 5 MHz or more and less than 10 MHz
  • the pass band of BPF412B is 10 MHz or more and less than 15 MHz
  • the pass band of BPF412C is 15 MHz or more and less than 20 MHz.
  • the BPF 412 outputs, to the switch 411, a digital signal in which a component outside the pass band of the digital signal received from the ADC 303 is attenuated.
  • the switch control unit 330 switches the switch 411 by generating a switch control signal based on the frequency spectrum received from the detection unit 320 and outputting the generated switch control signal to the switch 411.
  • the switch 411 selectively outputs the digital signal received from the BPF 412 to the detection unit 320. More specifically, the switch 411 outputs the digital signal received from the BPF 412A to the detection unit 320 or outputs the digital signal received from the BPF 412B to the detection unit 320 according to the switch control signal received from the switch control unit 330. Or the digital signal received from the BPF 412C is output to the detection unit 320.
  • the switch control unit 330 selects one BPF 412 that outputs a digital signal to the detection unit 320 via the switch 411 from the three BPFs 412. More specifically, the switch control unit 330 determines the pass band having the smallest noise component in the digital signal output from the ADC 303 among the pass bands of the three BPFs 412, and selects the BPF 412 corresponding to the pass band. To do.
  • the switch control unit 330 determines the BPF 412 corresponding to the pass band in which the value of the digital signal output from the ADC 303 is the smallest among the pass bands of the three BPFs 412 based on the frequency spectrum received from the detection unit 320. select.
  • the current waveform due to partial discharge is an impulse waveform. Since the components of the impulse waveform in the frequency spectrum are spread equally in the pass bands of each BPF 412, the difference in the spectrum level in each pass band caused by the components of the impulse waveform is negligibly small. Therefore, based on the frequency spectrum, the pass band in which the value of the digital signal output from the ADC 303 is the smallest among the pass bands of the three BPFs 412 can be regarded as the pass band in which the noise component is the smallest.
  • the switch control unit 330 switches the BPF 412 that outputs a digital signal to the detection unit 320 via the switch 411 to the selected BPF 412 by outputting the switch control signal to the switch 411.
  • the switch control unit 330 periodically or irregularly selects the BPF 412 based on the frequency spectrum received from the detection unit 320, and switches the switch 411 according to the selection result.
  • the switch control unit 330 is not limited to the configuration that switches the switch 411 based on the frequency spectrum received from the detection unit 320, and regularly or irregularly monitors the digital signal received by the detection unit 320 from the switch 411 to obtain a digital signal.
  • the switch 411 may be switched based on the change in the value of, that is, the amount of the noise component included in the digital signal.
  • the detection unit 320 detects the partial discharge in the underground cable 10 based on the output signal of the switch 411 and the characteristic data regarding the physical properties of the BPF 412 selected by the switch control unit 330.
  • the details of the method of detecting the partial discharge by the detection unit 320 are the same as those described in the first embodiment.
  • a BPF control unit that controls the output of the BPF 412 to the detection unit 320 may be used instead of the switch control unit 330 and the switch 411. That is, the BPF control unit selects the BPF 412 corresponding to the pass band in which the value of the digital signal output from the ADC 303 is the smallest, based on the frequency spectrum received from the detection unit 320. By outputting a control signal to each BPF 412, the BPF control unit causes the selected BPF 412 to start the output of the digital signal to the detection unit 320, and causes the other BPF 412 to stop the output of the digital signal to the detection unit 320.
  • the detection unit 320 is configured to detect the partial discharge in the underground cable 10 based on the output signal of the switch 411 and the characteristic data regarding the physical properties of the BPF 412, the present invention is not limited to this.
  • the detection unit 320 is configured to, for example, extract a part of the created frequency spectrum and detect the partial discharge in the underground cable 10 based on the extracted spectrum and the characteristic data regarding the physical properties of the frequency band of the spectrum. It may be.
  • a processor used for software processing of a part or all of each unit can be shared, so that the cost can be reduced.
  • a partial discharge detection device for detecting partial discharge in an underground cable having a linear conductor for transmitting electric power, an insulating layer covering the periphery of the conductor, and a shielding layer which is a conductor covering the periphery of the insulating layer.
  • a signal detection unit that detects a change in current flowing through the shield layer of the underground cable or a change in the potential of the shield layer as a detection signal, Based on the detection signal detected by the signal detection unit, a discharge detection unit for detecting partial discharge in the underground cable, The discharge detection unit, A bandpass filter for receiving the detection signal, A storage unit for storing the impulse response waveform of the bandpass filter, The partial discharge detection device, wherein the discharge detection unit detects the partial discharge based on the output signal of the bandpass filter and the impulse response waveform in the storage unit.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

部分放電検出装置は、電力を伝送する線状の導体と、前記導体の周囲を覆う絶縁層と、前記絶縁層の周囲を覆う導体である遮蔽層とを有する地中ケーブルにおける部分放電を検出する部分放電検出装置であって、前記地中ケーブルの遮蔽層を通して流れる電流の変化、または前記遮蔽層の電位の変化を検出信号として検出する信号検出部と、前記信号検出部によって検出された前記検出信号に基づいて、前記地中ケーブルにおける部分放電を検出する放電検出部とを備え、前記放電検出部は、前記検出信号を受けるバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタの特性に関する特性データを記憶する記憶部とを含み、前記放電検出部は、前記バンドパスフィルタの出力信号と、前記記憶部における前記特性データとに基づいて、前記部分放電を検出する。

Description

部分放電検出装置
　本発明は、部分放電検出装置に関する。
　この出願は、２０１９年２月４日に出願された日本出願特願２０１９－１８１４２号を基礎とする優先権を主張し、その開示のすべてをここに取り込む。
　特許文献１（特開２０１１－２３７１８２号公報）には、以下のような部分放電判別装置が開示されている。すなわち、部分放電判別装置は、被測定線に流れる電流を検出する電流検出器と、前記電流検出器により検出された電流に基づく電流信号から特徴量を導出する特徴量導出部と、前記特徴量導出部により導出された特徴量に基づいて、所定時間内に検出された前記電流信号が複数の振動波形を有し、且つ前記複数の振動波形の中に大きさが略同等で振動の向きが互いに逆となる複数の波形が含まれていると判断する場合に、前被測定線で部分放電が生じたと判定する判定部と、を備える。
特開２０１１－２３７１８２号公報 特開平１０－７８４７１号公報 特開２００４－１０１４１８号公報
　（１）本開示の部分放電検出装置は、電力を伝送する線状の導体と、前記導体の周囲を覆う絶縁層と、前記絶縁層の周囲を覆う導体である遮蔽層とを有する地中ケーブルにおける部分放電を検出する部分放電検出装置であって、前記遮蔽層を通して流れる電流の変化、または前記遮蔽層の電位の変化を検出信号として検出する信号検出部と、前記信号検出部によって検出された前記検出信号に基づいて、前記地中ケーブルにおける部分放電を検出する放電検出部とを備え、前記放電検出部は、前記検出信号を受けるバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタの特性に関する特性データを記憶する記憶部とを含み、前記放電検出部は、前記バンドパスフィルタの出力信号と、前記記憶部における前記特性データとに基づいて、前記部分放電を検出する。
　本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える部分放電検出装置として実現され得るだけでなく、部分放電検出装置を備える部分放電検出システムとして実現され得る。また、本開示の一態様は、部分放電検出装置の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現され得る。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る送電システムの構成を示す図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態に係る送電システムに用いられる地中ケーブルの構成の一例を示す図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態に係る送電システムに用いられる普通接続部における地中ケーブルの接続方法の一例を示す図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態に係る送電システムに用いられる絶縁接続部における地中ケーブルの接続方法の一例を示す図である。 図５は、本発明の第１の実施の形態に係る送電システムに用いられる絶縁接続部における地中ケーブルの接続方法の他の例を示す図である。 図６は、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出システムの構成を示す図である。 図７は、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出装置の構成を示す図である。 図８は、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出装置におけるＣＴの構成を示す図である。 図９は、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出装置の構成の他の例を示す図である。 図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出装置における金属箔電極の取り付け例を示す図である。 図１１は、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出装置における放電検出部の構成を示す図である。 図１２は、本発明の第１の実施の形態に係る放電検出部におけるＢＰＦのインパルス応答波形の一例を示す図である。 図１３は、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出装置における放電検出部による演算結果を示す図である。 図１４は、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出装置の変形例１における放電検出部の構成を示す図である。 図１５は、本発明の第２の実施の形態に係る部分放電検出装置における放電検出部の構成を示す図である。
　従来、地中ケーブルにおける部分放電を検出し、部分放電の検出結果に基づいて絶縁層の劣化を早期に発見する技術が提案されている。
　［本開示が解決しようとする課題］
　このような特許文献１に記載の技術を超えて、地中ケーブルにおける部分放電をより正確に検出することが可能な技術が望まれる。
　本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、地中ケーブルにおける部分放電をより正確に検出することが可能な部分放電検出装置を提供することである。
　［本開示の効果］
　本開示によれば、地中ケーブルにおける部分放電をより正確に検出することができる。
　［本願発明の実施形態の説明］
　最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
　（１）本発明の実施の形態に係る部分放電検出装置は、電力を伝送する線状の導体と、前記導体の周囲を覆う絶縁層と、前記絶縁層の周囲を覆う導体である遮蔽層とを有する地中ケーブルにおける部分放電を検出する部分放電検出装置であって、前記遮蔽層を通して流れる電流の変化、または前記遮蔽層の電位の変化を検出信号として検出する信号検出部と、前記信号検出部によって検出された前記検出信号に基づいて、前記地中ケーブルにおける部分放電を検出する放電検出部とを備え、前記放電検出部は、前記検出信号を受けるバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタの特性に関する特性データを記憶する記憶部とを含み、前記放電検出部は、前記バンドパスフィルタの出力信号と、前記記憶部における前記特性データとに基づいて、前記部分放電を検出する。
　このように、遮蔽層を通して流れる電流に基づく信号を受けるバンドパスフィルタの出力信号と、バンドパスフィルタの特性データとに基づいて部分放電を検出する構成により、当該信号における、当該特性データに応じた波形の有無を検知することができる。これにより、たとえば、遮蔽層を通して流れる電流に含まれるノイズ成分の影響を低減しながら、部分放電による電流波形を検知することができる。したがって、部分放電検出装置では、地中ケーブルにおける部分放電をより正確に検出することができる。また、一般的に、部分放電によるインパルス信号をデジタル信号処理によって検出するためには、たとえば数ＧＨｚのサンプリング周波数での高速サンプリングが可能なＡＤＣが必要となる。これに対して、上記信号を、バンドパスフィルタを介して解析する構成により、バンドパスフィルタの通過帯域に対応した比較的低速なＡＤＣを使用可能となり、製造コストを低減することができる。
　（２）好ましくは、前記特性データは、前記バンドパスフィルタのパルス応答特性である。
　このような構成により、部分放電によって多く発生するパルス状の電流波形を良好に検知可能な検出装置を実現することができる。
　（３）好ましくは、前記放電検出部は、通過帯域が互いに異なる複数の前記バンドパスフィルタを含み、前記記憶部は、複数の前記バンドパスフィルタの各々の前記特性データを記憶しており、前記放電検出部は、少なくともいずれか１つの前記バンドパスフィルタの出力信号と、対応の前記特性データとに基づいて前記部分放電を検出する。
　このような構成により、たとえば地中ケーブルの敷設環境に応じた適切なバンドパスフィルタを選択して部分放電を検出することができる。これにより、多様な環境下において部分放電をより正確に検出することができる。
　（４）好ましくは、前記放電検出部は、前記信号検出部によって検出された前記検出信号電流に基づいて複数の前記バンドパスフィルタの中からいずれか１つの前記バンドパスフィルタを選択し、選択した前記バンドパスフィルタの出力信号と、対応の前記特性データとに基づいて前記部分放電を検出する。
　このような構成により、たとえば、複数のバンドパスフィルタの各々の通過帯域のうち、遮蔽層を通して流れる電流においてノイズ成分が最も少ない通過帯域を有するバンドパスフィルタを選択することにより、部分放電をより正確に検出することができる。
　以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
　＜第１の実施の形態＞
　［構成および基本動作］
　図１は、本発明の第１の実施の形態に係る送電システムの構成を示す図である。
　図１を参照して、送電システム５０２は、地中ケーブル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと、普通接続部４１Ａ，４１Ｂと、絶縁接続部４２Ａ，４２Ｂと、地上接続部４３Ａ，４３Ｂとを備える。以下、地中ケーブル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの各々を地中ケーブル１０とも称し、普通接続部４１Ａ，４１Ｂの各々を普通接続部４１とも称し、絶縁接続部４２Ａ，４２Ｂの各々を絶縁接続部４２とも称し、地上接続部４３Ａ，４３Ｂの各々を地上接続部４３とも称する。送電システム５０２は、たとえば電力系統における地中部分に設けられる。
　地上接続部４３は、ケーブル端末１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを含む。地中ケーブル１０は、地上接続部４３において、ケーブル端末１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃに接続されている。より詳細には、地中ケーブル１０Ａは、ケーブル端末１１Ａに接続され、地中ケーブル１０Ｂは、ケーブル端末１１Ｂに接続され、地中ケーブル１０Ｃは、ケーブル端末１１Ｃに接続されている。
　地上接続部４３は、たとえば、変電所内において、地中ケーブル１０が地上に現れる部分に設置されている。普通接続部４１および絶縁接続部４２は、マンホール３１の内部に設けられる。
　図２は、本発明の第１の実施の形態に係る送電システムに用いられる地中ケーブルの構成の一例を示す図である。
　図２を参照して、地中ケーブル１０は、中心部から順に、電力を伝送する線状の導体７１と、半導電エチレンプロピレン（ＥＰ；Ｅｔｈｙｌｅｎｅ　Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）ゴム製の内部半導電層７２と、絶縁層であるＥＰゴム製の絶縁体７３と、半導電テープである外部半導電層７４と、導電性の遮蔽層７５と、ビニル製のシース７６とから構成される。すなわち、内部半導電層７２が導体７１の周囲を覆い、絶縁体７３が内部半導電層７２の周囲を覆い、外部半導電層７４が絶縁体７３の周囲を覆い、導体である遮蔽層７５が外部半導電層７４の周囲を覆い、シース７６が遮蔽層７５の周囲を覆っている。
　地中ケーブル１０における導体７１は、送電に用いられ、高圧電圧が印加されている。遮蔽層７５は、導電性である一方、地中ケーブル１０の途中で接地されている。このため、遮蔽層７５の電圧は、導体７１と比べて低い。
　送電システム５０２では、一例として、配電方式として３相３線式が用いられる。送電システム５０２では、３相の地中ケーブル１０として、地中ケーブル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが設けられる。
　再び図１を参照して、ケーブル端末１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃにおいて、地中ケーブル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの各々の遮蔽層７５が露出している。これらの遮蔽層７５における露出部分に、それぞれ端子が設けられる。
　地中ケーブル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、それぞれ、ケーブル端末１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃにおいて接地ノード１５に接続されている。より詳細には、地中ケーブル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの各々に設けられた端子が接地ノード１５にケーブル等を介して接続されることにより、各地中ケーブル１０の遮蔽層７５が接地される。
　たとえば、地中ケーブル１０は、普通接続部４１および絶縁接続部４２において端部同士が接続された複数のケーブルにより構成される。
　図３は、本発明の第１の実施の形態に係る送電システムに用いられる普通接続部における地中ケーブルの接続方法の一例を示す図である。図３では、説明を容易にするために、地中ケーブル１０Ａのうちの導体７１および遮蔽層７５を主に示している。以下で説明する内容は、地中ケーブル１０Ｂおよび地中ケーブル１０Ｃについても同様である。
　図３を参照して、普通接続部４１において、地中ケーブル１０Ａ１，１０Ａ２が接続されている。普通接続部４１において、たとえば、地中ケーブル１０Ａ１，１０Ａ２の導体７１同士の接続部分において地中ケーブル１０Ａ１，１０Ａ２の遮蔽層７５が露出する。
　普通接続部４１では、地中ケーブル１０Ａ１の遮蔽層７５および地中ケーブル１０Ａ２の遮蔽層７５をたとえば導電性のワイヤ１２を用いて結線する。
　そして、地中ケーブル１０Ａ１の遮蔽層７５および地中ケーブル１０Ａ２の遮蔽層７５が接続される場合、たとえば地中ケーブル１０Ａ２の遮蔽層７５における露出部分に端子８１が設けられる。なお、端子８１は、地中ケーブル１０Ａ１の遮蔽層７５における露出部分に設けられてもよい。
　そして、端子８１が接地ノード１３にケーブル等を介して接続されることにより、地中ケーブル１０Ａの遮蔽層７５が接地される。
　図４は、本発明の第１の実施の形態に係る送電システムに用いられる絶縁接続部における地中ケーブルの接続方法の一例を示す図である。図４では、説明を容易にするために、地中ケーブル１０Ａの構成のうちの導体７１および遮蔽層７５を主に示している。以下で説明する内容は、地中ケーブル１０Ｂおよび地中ケーブル１０Ｃについても同様である。
　図４を参照して、絶縁接続部４２において、地中ケーブル１０Ａ１，１０Ａ２が接続されている。絶縁接続部４２において、たとえば、地中ケーブル１０Ａ１，１０Ａ２の導体７１同士の接続部分において地中ケーブル１０Ａ１，１０Ａ２の遮蔽層７５が露出し、露出部分に端子８１等がそれぞれ設けられる。
　絶縁接続部４２では、地中ケーブル１０Ａ１の導体７１および地中ケーブル１０Ａ２の導体７１が接続される場合、たとえば地中ケーブル１０Ａ１における端子８１と地中ケーブル１０Ａ２における端子８１とをワイヤ１２を用いて結線することにより、地中ケーブル１０Ａ１の遮蔽層７５および地中ケーブル１０Ａ２の遮蔽層７５が接続される。
　図５は、本発明の第１の実施の形態に係る送電システムに用いられる絶縁接続部における地中ケーブルの接続方法の他の例を示す図である。
　図５を参照して、絶縁接続部４２において、地中ケーブル１０Ａ１，１０Ａ２が接続され、地中ケーブル１０Ｂ１，１０Ｂ２が接続され、地中ケーブル１０Ｃ１，１０Ｃ２が接続されている。絶縁接続部４２において、たとえば、地中ケーブル１０Ａ１，１０Ａ２の導体７１同士の接続部分において地中ケーブル１０Ａ１，１０Ａ２の遮蔽層７５が露出し、地中ケーブル１０Ｂ１，１０Ｂ２の導体７１同士の接続部分において地中ケーブル１０Ｂ１，１０Ｂ２の遮蔽層７５が露出し、地中ケーブル１０Ｃ１，１０Ｃ２の導体７１同士の接続部分において地中ケーブル１０Ｃ１，１０Ｃ２の遮蔽層７５が露出し、露出部分に端子８１等がそれぞれ設けられる。
　絶縁接続部４２では、たとえば、地中ケーブル１０Ａ１における端子８１と地中ケーブル１０Ｂ２における端子８１とをワイヤ１２を用いて結線することにより、地中ケーブル１０Ａ１の遮蔽層７５および地中ケーブル１０Ｂ２の遮蔽層７５が接続され、地中ケーブル１０Ｂ１における端子８１と地中ケーブル１０Ｃ２における端子８１とをワイヤ１２を用いて結線することにより、地中ケーブル１０Ｂ１の遮蔽層７５および地中ケーブル１０Ｃ２の遮蔽層７５が接続され、上記地中ケーブル１０Ｃ１における端子８１と地中ケーブル１０Ａ２における端子８１とをワイヤ１２を用いて結線することにより、地中ケーブル１０Ｃ１の遮蔽層７５および地中ケーブル１０Ａ２の遮蔽層７５が接続される。
　このように、送電システム５０２では、絶縁接続部４２において、地中ケーブル１０がクロスボンド接続されてもよい。
　［部分放電検出装置］
　図６は、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出システムの構成を示す図である。図６では、説明を容易にするために、地中ケーブル１０のうち地中ケーブル１０Ａを主に示している。以下で説明する内容は、地中ケーブル１０Ｂおよび地中ケーブル１０Ｃについても同様である。
　図６を参照して、部分放電検出システム５０１は、部分放電検出装置５００Ａ，５００Ｂを備える。部分放電検出装置５００Ａ，５００Ｂは、地中ケーブル１０を備える電力系統に用いられる。以下、部分放電検出装置５００Ａ，５００Ｂの各々を部分放電検出装置５００とも称する。
　部分放電検出装置５００は、たとえば絶縁接続部４２に対応して設けられる。図６に示す例では、部分放電検出装置５００Ａは、絶縁接続部４２Ａに対応して設けられており、部分放電検出装置５００Ｂは、絶縁接続部４２Ｂに対応して設けられている。
　部分放電検出装置５００Ａ，５００Ｂは、地中ケーブル１０の部分放電を検出する。
　たとえば、地中ケーブル１０Ａには電源コイルが取り付けられる。電源コイルには、地中ケーブル１０の導体７１を通して流れる電流による誘導電流が流れる。これにより、電源コイルは、電流を取り出すことができる。部分放電検出装置５００は、たとえば電源コイルによって得られた電力により動作する。
　［部分放電検出装置の構成］
　図７は、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出装置の構成を示す図である。
　図７を参照して、部分放電検出装置５００は、信号検出部１２０と、放電検出部３００とを備える。
　信号検出部１２０は、地中ケーブル１０の遮蔽層７５を通して流れる電流の変化を検出信号として検出する。より詳細には、信号検出部１２０は、地中ケーブル１０の遮蔽層７５を通して流れる電流の誘導電流を検出する。
　［信号検出部］
　信号検出部１２０は、カレントトランス（ＣＴ）１００と、信号出力部１１０とを含む。信号検出部１２０は、たとえば、地中ケーブル１０の接続部である絶縁接続部４２において誘導電流を検出する。
　図８は、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出装置におけるＣＴの構成を示す図である。
　図８を参照して、ＣＴ１００は、リングコア１０１と、巻線１０２とを含む。リングコア１０１には、巻線１０２が巻かれている。巻線１０２は、信号出力部１１０に接続されている。
　ＣＴ１００は、たとえば、導電ケーブル５３がリングコア１０１を貫通するように取り付けられる。導電ケーブル５３は、たとえばワイヤ１２である。
　より詳細には、再び図４および図６を参照して、絶縁接続部４２における部分放電検出装置５００Ａ，５００ＢのＣＴ１００は、地中ケーブル１０Ａ１の遮蔽層７５および地中ケーブル１０Ａ２の遮蔽層７５を接続するワイヤ１２がリングコア１０１を貫通するように取り付けられる。
　遮蔽層７５および導電ケーブル５３を通して電流が流れると、誘導結合により、巻線１０２を通して誘導電流が流れる。放電検出部３００は、信号出力部１１０を介して、巻線１０２を通して流れる誘導電流に応じたアナログ信号である検出信号を受ける。
　なお、信号検出部１２０は、ＣＴ１００の代わりにアンテナを含み、地中ケーブル１０における部分放電発生時に放出される電磁波を検出する構成であってもよい。当該アンテナは、たとえば３０ＭＨｚ～３００ＭＨｚのＶＨＦ帯または３００ＭＨｚ～１ＧＨｚのＵＨＦ帯を受信帯域とするアンテナであり、信号出力部１１０に接続され、地中ケーブル１０の遮蔽層７５を通して流れる電流の変化に基づく電磁波を受信する。
　放電検出部３００は、信号出力部１１０を介して、当該アンテナにおいて受信された電磁波に応じたアナログ信号である検出信号を受ける。
　［部分放電検出装置の他の例］
　図９は、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出装置の構成の他の例を示す図である。
　図９を参照して、部分放電検出装置５１１は、信号検出部１２１と、放電検出部３００とを備える。
　信号検出部１２１は、地中ケーブル１０の遮蔽層７５の電位の変化を検出信号として検出する。
　より詳細には、信号検出部１２１は、金属箔電極１０５，１０６と、信号出力部１１１とを含む。信号検出部１２１は、たとえば、地中ケーブル１０の接続部である絶縁接続部４２において遮蔽層７５と静電結合する。
　図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出装置における金属箔電極の取り付け例を示す図である。
　図９および図１０を参照して、金属箔電極１０５，１０６は、信号出力部１１１に接続されている。
　金属箔電極１０５，１０６は、たとえば、絶縁接続部４２における絶縁筒７７を介して互いに反対側において、地中ケーブル１０のシース７６の表面に貼り付けられる。より詳細には、たとえば地中ケーブル１０Ａ１，１０Ａ２が接続される絶縁接続部４２において、金属箔電極１０５は、地中ケーブル１０Ａ１のシース７６の表面に貼り付けられ、金属箔電極１０６は、地中ケーブル１０Ａ２のシース７６の表面に貼り付けられる。
　なお、金属箔電極１０５，１０６は、地中ケーブル１０Ａ２のシース７６の外周を覆うように貼り付けられてもよい。また、各金属箔電極が貼り付けられる位置および金属箔電極の個数は限定されず、３つ以上の金属箔電極が貼り付けられてもよい。
　遮蔽層７５および導電ケーブル５３を通して電流が流れると、誘導結合により、金属箔電極１０５，１０６を通して誘導電流が流れる。信号検出部１２１は、金属箔電極１０５，１０６を通して流れる誘導電流を検出する。放電検出部３００は、信号出力部１１１を介して、当該誘導電流に基づく、遮蔽層７５の電位の変化に応じたアナログ信号である検出信号を受ける。
　［放電検出部］
　放電検出部３００は、信号検出部１２０または１２１により検出された検出信号に基づいて、地中ケーブル１０における部分放電を検出する。より詳細には、放電検出部３００は、信号検出部１２０または１２１により検出された誘導電流に基づいて、地中ケーブル１０における部分放電を検出する。
　図１１は、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出装置における放電検出部の構成を示す図である。
　図１１を参照して、放電検出部３００は、ＨＰＦ３０１と、ＬＮＡ（Ｌｏｗ　Ｎｏｉｓｅ　Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）３０２と、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｃｏｎｖｅｒｅｒ）３０３と、ＦＦＴ処理部３０４と、フィルタ処理部３１０と、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｇａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）アンプ３０５と、ＡＤＣ３０６と、検出部３２０と、スイッチ制御部３３０と、記憶部３４０とを含む。
　フィルタ処理部３１０は、アナログスイッチ３１１と、ＢＰＦ３１２Ａ，３１２Ｂ，３１２Ｃとを有する。以下、ＢＰＦ３１２Ａ，３１２Ｂ，３１２Ｃの各々をＢＰＦ３１２とも称する。
　ＨＰＦ３０１は、信号出力部１１０または１１１を介して受けたアナログ信号の周波数成分のうち、所定の周波数以下の成分を減衰させた信号をＬＮＡ３０２へ出力する。信号出力部１１０または１１１を介して受けたアナログ信号には、地中ケーブル１０等の伝送経路において重畳されるたとえば１．６ＭＨｚ未満の帯域のノイズが多く含まれている。ＨＰＦ３０１は、たとえば１．６ＭＨｚ未満の周波数成分を減衰させることにより、信号出力部１１０または１１１を介して受けたアナログ信号に含まれるノイズを除去する。
　ＬＮＡ３０２は、ＨＰＦ３０１から受けたアナログ信号を所定のゲインで増幅し、増幅したアナログ信号をＡＤＣ３０３およびフィルタ処理部３１０へ出力する。
　ＡＤＣ３０３は、ＬＮＡ３０２から受けたアナログ信号をデジタル信号に変換してＦＦＴ処理部３０４へ出力する。
　ＦＦＴ処理部３０４は、ＡＤＣ３０３から受けたデジタル信号に対してＦＦＴ等の信号処理を行い、処理後のデジタル信号を検出部３２０へ出力する。
　検出部３２０は、ＦＦＴ処理部３０４から受けたデジタル信号に基づいて、ＨＰＦ３０１が出力するアナログ信号の周波数スペクトルを生成し、生成した周波数スペクトルをスイッチ制御部３３０へ出力する。
　スイッチ制御部３３０は、検出部３２０から受けた周波数スペクトルに基づいてスイッチ制御信号を生成し、生成したスイッチ制御信号をアナログスイッチ３１１へ出力することにより、アナログスイッチ３１１を切り替える。
　アナログスイッチ３１１は、スイッチ制御部３３０から受けたスイッチ制御信号に応じて、ＬＮＡ３０２から受けたアナログ信号の出力先のＢＰＦ３１２を切り替える。
　３つのＢＰＦ３１２の通過帯域は、それぞれ異なる。たとえば、ＢＰＦ３１２Ａの通過帯域は５ＭＨｚ以上１０ＭＨｚ未満であり、ＢＰＦ３１２Ｂの通過帯域は１０ＭＨｚ以上１５ＭＨｚ未満であり、ＢＰＦ３１２Ｃの通過帯域は１５ＭＨｚ以上２０ＭＨｚ未満である。
　スイッチ制御部３３０は、３つのＢＰＦ３１２の中から、アナログスイッチ３１１によるアナログ信号の出力先とすべき１つのＢＰＦ３１２を選択する。より詳細には、スイッチ制御部３３０は、３つのＢＰＦ３１２の各々の通過帯域のうち、ＬＮＡ３０２から出力されるアナログ信号においてノイズ成分が最も少ない通過帯域を判断し、当該通過帯域に対応するＢＰＦ３１２を選択する。
　たとえば、スイッチ制御部３３０は、信号検出部１２０または１２１によって検出された検出信号に基づいて、複数のＢＰＦ３１２の中からいずれか１つのＢＰＦ３１２を選択する。より詳細には、スイッチ制御部３３０は、検出部３２０から受けた周波数スペクトルに基づいて、３つのＢＰＦ３１２の各々の通過帯域のうち、ＬＮＡ３０２から出力されるアナログ信号の信号レベルが最も低い通過帯域に対応するＢＰＦ３１２を選択する。
　ここで、部分放電による電流波形はインパルス波形である。上記周波数スペクトルにおけるインパルス波形の成分は、各ＢＰＦ３１２の通過帯域において等しく広がっているため、インパルス波形の成分によって生じる各通過帯域におけるスペクトルレベルの差は無視できるほど小さい。したがって、上記周波数スペクトルに基づいて、３つのＢＰＦ３１２の各々の通過帯域のうち、ＬＮＡ３０２から出力されるアナログ信号の信号レベルが最も低い通過帯域を、ノイズ成分が最も少ない通過帯域とみなすことができる。
　スイッチ制御部３３０は、スイッチ制御信号をアナログスイッチ３１１へ出力することにより、アナログスイッチ３１１によるアナログ信号の出力先を、選択したＢＰＦ３１２に切り替える。スイッチ制御部３３０は、選択したＢＰＦ３１２を示す選択情報を検出部３２０へ出力する。
　たとえば、スイッチ制御部３３０は、定期的または不定期に、検出部３２０から受けた周波数スペクトルに基づいてＢＰＦ３１２を選択し、選択結果に応じてアナログスイッチ３１１を切り替える。
　なお、スイッチ制御部３３０は、検出部３２０から受けた周波数スペクトルに基づいてアナログスイッチ３１１を切り替える構成に限らず、検出部３２０がＡＤＣ３０６から受けるデジタル信号を定期的または不定期に監視し、デジタル信号の値すなわちデジタル信号に含まれるノイズ成分の量の変化に基づいてアナログスイッチ３１１を切り替える構成であってもよい。
　ＢＰＦ３１２は、信号検出部１２０または１２１によって検出された検出信号である、巻線１０２を通して流れる誘導電流、または金属箔電極１０５，１０６を通して流れる誘導電流に応じたアナログ信号を受ける。より詳細には、ＢＰＦ３１２は、ＨＰＦ３０１、ＬＮＡ３０２およびアナログスイッチ３１１経由で当該アナログ信号を受ける。ＢＰＦ３１２は、アナログスイッチ３１１から受けたアナログ信号の周波数成分のうち、自己の通過帯域外の成分を減衰させたアナログ信号をＡＧＣアンプ３０５へ出力する。
　ＡＧＣアンプ３０５は、ＡＤＣ３０６へのアナログ信号の出力レベルが一定となるように、ＢＰＦ３１２から受けた信号を増幅してＡＤＣ３０６へ出力する。
　ＡＤＣ３０６は、ＡＧＣアンプ３０５から受けたアナログ信号をデジタル信号に変換して検出部３２０へ出力する。
　検出部３２０は、３つのＢＰＦ３１２のうちの少なくともいずれか１つのＢＰＦ３１２の出力信号と、対応の当該ＢＰＦ３１２の物性に関する特性データとに基づいて、地中ケーブル１０における部分放電を検出する。より詳細には、検出部３２０は、スイッチ制御部３３０が選択したＢＰＦ３１２の出力信号と、当該ＢＰＦ３１２の物性に関する特性データとに基づいて、地中ケーブル１０における部分放電を検出する。
　たとえば、検出部３２０は、選択したＢＰＦ３１２が出力したアナログ信号を増幅およびデジタル変換したデジタル信号ＳをＡＤＣ３０６から受けて、受けたデジタル信号Ｓと当該ＢＰＦ３１２の特性データとを用いた演算を行うことにより、地中ケーブル１０における部分放電を検出する。
　記憶部３４０は、３つのＢＰＦ３１２の特性に関する特性データをそれぞれ記憶する。より詳細には、記憶部３４０は、上記特性データとして、３つのＢＰＦ３１２のパルス応答特性たとえばインパルス応答波形Ｉｍｐをそれぞれ記憶する。
　検出部３２０は、スイッチ制御部３３０から受けた選択情報の示すＢＰＦ３１２のインパルス応答波形Ｉｍｐを記憶部３４０から取得し、取得したインパルス応答波形ＩｍｐとＡＤＣ３０６から受けたデジタル信号Ｓとを用いた演算を行うことにより、地中ケーブル１０における部分放電を検出する。
　ＦＦＴ処理部３０４、検出部３２０およびスイッチ制御部３３０の一部または全部は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）およびＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のプロセッサをソフトウェアで動作させることにより実現される。また、ＦＦＴ処理部３０４、検出部３２０およびスイッチ制御部３３０の各々の機能の一部または全部は、たとえば、ＣＰＵおよびＤＳＰ等のプロセッサをソフトウェアで動作させることにより実現される。
　図１２は、本発明の第１の実施の形態に係る放電検出部におけるＢＰＦのインパルス応答波形の一例を示す図である。
　図１２を参照して、ＢＰＦ３１２のインパルス応答波形Ｉｍｐは、時刻ｔ０から時刻ｔａまでの期間Ｔ１におけるサンプル数がＫのデジタル信号として記憶部３４０に保存されている。たとえば、インパルス応答波形Ｉｍｐは、１つ以上の極大値と１つ以上の極小値とを有する波形である。
　検出部３２０は、以下の式（１）に従って、時刻ｔから時刻ｔ＋Ｔ１までの期間Ｔ１におけるデジタル信号Ｓに含まれるＫ個のサンプリング値のうちのＸ番目の値と、インパルス応答波形ＩｍｐのＸ番目の値とを乗算し、サンプリング値ごとの乗算により得られたＫ個の値を加算することにより演算値Ｙ（ｔ）を算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　式（１）において、Ｓ（ｔ）は時刻ｔにおけるデジタル信号Ｓの値である。
　図１３は、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出装置における放電検出部による演算結果を示す図である。図１３において、縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示す。
　図１３を参照して、検出部３２０は、期間Ｔ１の開始時刻をデジタル信号Ｓの１サンプル分ずつシフトさせることにより、各開始時刻に対応する演算値Ｙ（ｔ）を算出する。検出部３２０は、ＡＤＣ３０６からデジタル信号Ｓを１サンプル分受けるたびに、デジタル信号Ｓとインパルス応答波形Ｉｍｐとを乗算することにより演算値Ｙ（ｔ）を算出してもよいし、ＡＤＣ３０６から受けたデジタル信号Ｓの所定数たとえばＫ個のサンプリング値を蓄積し、蓄積した各サンプリング値とインパルス応答波形Ｉｍｐとを乗算することにより演算値Ｙ（ｔ）を算出してもよい。
　たとえば、時刻ｔｋから時刻ｔｋ＋Ｔ１までの期間Ｔ１におけるデジタル信号Ｓにインパルス波形が含まれていない場合、演算値Ｙ（ｔｋ）はゼロに近い値となる。一方で、時刻ｔｍから時刻ｔｍ＋Ｔ１までの期間Ｔ１におけるデジタル信号Ｓにインパルス波形が含まれている場合、演算値Ｙ（ｔｍ）はある程度大きな値となる。
　検出部３２０は、算出した演算値Ｙ（ｔ）に基づいて、部分放電を検出する。たとえば、記憶部３４０は、部分放電の検出に用いる演算値Ｙ（ｔ）のしきい値ＴｈＡを記憶している。検出部３２０は、演算値Ｙ（ｔ）としきい値ＴｈＡとを比較し、演算値Ｙ（ｔ）がしきい値ＴｈＡ以上である場合、部分放電が発生していると判断する。
　検出部３２０は、部分放電によるインパルス信号のレベルを算出する。より詳細には、たとえば、記憶部３４０は、ＬＮＡ３０２のゲイン、およびＢＰＦ３１２のインパルス応答特性の入出力比を記憶している。検出部３２０は、ＡＧＣアンプ３０５のゲインがモニタ可能である場合、記憶部３４０からＬＮＡ３０２のゲインおよび選択したＢＰＦ３１２のインパルス応答特性の入出力比を取得し、ＬＮＡ３０２のゲイン、ＡＧＣアンプ３０５のゲイン、選択したＢＰＦ３１２のインパルス応答特性の入出力比、および演算値Ｙ（ｔ）に基づいて、部分放電によるインパルス信号のレベルを算出する。
　また、検出部３２０は、地中ケーブル１０の導体７１に印加されている高圧電圧における、部分放電によるインパルス信号の位相（以下、インパルス位相とも称する。）を算出する。より詳細には、検出部３２０は、たとえば、地中ケーブル１０に取り付けられた上述したような電源コイルを介して、導体７１を通して流れる電流による誘導電流の５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの波形を検出する。検出部３２０は、検出した波形に基づいて、導体７１に印加されている高圧電圧の波形のゼロクロス点を検出する。
　検出部３２０は、検出したゼロクロス点および部分放電によるインパルス信号の発生タイミングに基づいて、インパルス位相を算出する。なお、検出部３２０は、導体７１に印加されている高圧電圧に関する情報たとえば上記ゼロクロス情報を、外部装置である中央監視装置との通信により取得する構成であってもよい。
　検出部３２０は、検出した部分放電によるインパルス信号のレベル、およびインパルス位相等を含む部分放電情報を作成し、作成した部分放電情報を記憶部３４０に保存する。検出部３２０は、記憶部３４０に保存した部分放電情報に基づいて、たとえば機械学習の手法を用いてしきい値ＴｈＡを更新する。
　［変形例１］
　図１４は、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出装置の変形例１における放電検出部の構成を示す図である。
　図１４を参照して、変形例１に係る放電検出部３００Ａは、図１１に示す放電検出部３００と比べて、ＡＤＣ３０３を含まず、フィルタ処理部３１０がＬＰＦ３１３を有する。より詳細には、放電検出部３００Ａは、ＨＰＦ３０１と、ＬＮＡ３０２と、ＦＦＴ処理部３０４と、フィルタ処理部３１０と、ＡＧＣアンプ３０５と、ＡＤＣ３０６と、検出部３２０と、スイッチ制御部３３０と、記憶部３４０とを含む。以下で説明する内容以外は図１１に示す放電検出部３００と同様である。
　フィルタ処理部３１０は、アナログスイッチ３１１と、ＢＰＦ３１２Ａ，３１２Ｂ，３１２Ｃと、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３１３とを有する。ＬＰＦ３１３のカットオフ周波数は、たとえば、ＡＤＣ３０６のサンプリング周波数の１／２以下の周波数である。
　スイッチ制御部３３０は、定期的または不定期に、アナログスイッチ３１１によるアナログ信号の出力先とすべきフィルタとしてＬＰＦ３１３を選択し、アナログスイッチ３１１によるアナログ信号の出力先をＬＰＦ３１３に切り替える。
　ＬＰＦ３１３は、アナログスイッチ３１１から受けたアナログ信号の周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分を減衰させたアナログ信号をＡＧＣアンプ３０５へ出力する。
　ＡＧＣアンプ３０５は、ＡＤＣ３０６へのアナログ信号の出力レベルが一定となるように、ＬＰＦ３１３から受けた信号を増幅してＡＤＣ３０６へ出力する。
　ＡＤＣ３０６は、ＡＧＣアンプ３０５から受けたアナログ信号をデジタル信号に変換してＦＦＴ処理部３０４へ出力する。
　ＦＦＴ処理部３０４は、ＡＤＣ３０６から受けたデジタル信号に対してＦＦＴ等の信号処理を行い、処理後のデジタル信号を検出部３２０へ出力する。
　検出部３２０は、ＦＦＴ処理部３０４から受けたデジタル信号に基づいて、ＬＰＦ３１３が出力するアナログ信号の周波数スペクトルを生成し、生成した周波数スペクトルをスイッチ制御部３３０へ出力する。
　スイッチ制御部３３０は、検出部３２０から受けた周波数スペクトルに基づいて、３つのＢＰＦ３１２の中から、アナログスイッチ３１１によるアナログ信号の出力先とすべき１つのＢＰＦ３１２を選択する。スイッチ制御部３３０は、スイッチ制御信号をアナログスイッチ３１１へ出力することにより、アナログスイッチ３１１によるアナログ信号の出力先を、選択したＢＰＦ３１２に切り替える。スイッチ制御部３３０は、ＬＰＦ３１３を選択したことを示す選択情報を検出部３２０へ出力する。
　［変形例２］
　部分放電検出装置５００または５１１は、ＣＴ１００または金属箔電極１０５，１０６を用いて得られた電力により動作する構成であってもよい。
　たとえば、部分放電検出装置５００または５１１は、地中ケーブル１０の遮蔽層７５を通して流れる電流の誘導電流を用いて動作する。
　より詳細には、地中ケーブル１０の遮蔽層７５には、地中ケーブル１０の導体７１を通して流れる送電用の電流の影響による誘導電流であるシース電流が流れている。
　部分放電検出システム５０１では、地中ケーブル１０においてＣＴ１００または金属箔電極１０５，１０６を設ける構成により、地中ケーブル１０の遮蔽層７５を通して流れるシース電流を取り出すことができる。
　部分放電検出装置５００または５１１は、たとえば６０Ｈｚ以下の周波数の電流を通過させるフィルタを備える。部分放電検出装置５００または５１１は、取り出した各シース電流から、フィルタを用いて５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの低周波電流を取り出す。
　そして、部分放電検出装置５００または５１１は、取り出した各低周波電流を整流して合成することにより、部分放電検出装置５００または５１１を動作させるのに十分な電源電流を生成する。部分放電検出装置５００または５１１は、生成した電源電流により動作する。
　なお、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出装置では、放電検出部３００におけるフィルタ処理部３１０は３つのＢＰＦ３１２を有する構成であるとしたが、これに限定するものではない。フィルタ処理部３１０は、２つ以下のＢＰＦ３１２を有する構成であってもよいし、４つ以上のＢＰＦ３１２を有する構成であってもよい。
　また、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出装置では、放電検出部３００において、記憶部３４０が、ＢＰＦ３１２の特性データとしてインパルス応答波形Ｉｍｐを記憶しており、検出部３２０が、デジタル信号Ｓと記憶部３４０における当該インパルス応答波形Ｉｍｐとを乗算することにより演算値Ｙ（ｔ）を算出する構成であるとしたが、これに限定するものではなく、以下のような構成であってもよい。すなわち、記憶部３４０は、ＢＰＦ３１２の通過帯域に含まれる周波数の正弦波の波形を記憶している。検出部３２０は、デジタル信号Ｓと記憶部３４０における当該正弦波の波形とを乗算することにより演算値Ｙ（ｔ）を算出する。
　また、以下のような構成であってもよい。すなわち、放電検出部３００において、記憶部３４０は、ＢＰＦ３１２の特性データとしてパルス応答特性以外の特性データを記憶している。検出部３２０は、デジタル信号Ｓと記憶部３４０における当該特性データとに基づいて部分放電を検出する。
　また、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出装置では、信号検出部１２０または１２１は、絶縁接続部４２などの地中ケーブル１０の接続部において誘導電流を検出する構成であるとしたが、これに限定するものではない。信号検出部１２０または１２１は、地中ケーブル１０における接続部以外の部分において誘導電流を検出する構成であってもよい。
　また、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出装置では、放電検出部３００は、ＡＧＣアンプ３０５を含む構成であるとしたが、これに限定するものではない。放電検出部３００は、ＡＧＣアンプ３０５に代えて、自動利得制御機能を有しない通常のアンプを含む構成であってもよい。
　また、放電検出部３００は、ＡＧＣアンプ３０５に代えて、外部からゲインを調整可能なアンプを含む構成であってもよい。この場合、たとえば、検出部３２０は、所定期間たとえば導体７１に印加されている高圧電圧の数周期分の期間におけるデジタル信号Ｓの最大値に応じてゲイン制御信号を生成し、生成したゲイン制御信号を上記アンプへ出力することにより、上記アンプのゲインを調整する。
　また、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出装置では、放電検出部３００において、スイッチ制御部３３０が、３つのＢＰＦ３１２の中から、アナログスイッチ３１１によるアナログ信号の出力先とすべき１つのＢＰＦ３１２を選択し、検出部３２０が、選択されたＢＰＦ３１２の出力すなわちＡＤＣ３０６を介して受けたデジタル信号Ｓと対応のインパルス応答波形Ｉｍｐとを用いた演算により、部分放電を検出する構成であるとしたが、これに限定するものではなく、以下のような構成であってもよい。すなわち、スイッチ制御部３３０が、アナログスイッチ３１１によるアナログ信号の出力先とすべき２つ以上のＢＰＦ３１２を選択する。検出部３２０が、選択されたＢＰＦ３１２ごとに、デジタル信号Ｓと対応のインパルス応答波形Ｉｍｐとを用いた演算を行い、それぞれの演算結果に基づいて部分放電を検出する。
　また、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出装置では、信号検出部１２０が、ＣＴ１００を介して、地中ケーブル１０の遮蔽層７５を通して流れる電流の誘導電流を検出し、放電検出部３００が、信号検出部１２０により検出された誘導電流に基づいて、地中ケーブル１０における部分放電を検出する構成であるとしたが、これに限定するものではなく、以下のような構成であってもよい。すなわち、信号検出部１２０は、ＣＴ１００とは異なる他の電流センサを介して、遮蔽層７５を通して流れる電流の変化を検出信号として検出する。放電検出部３００が、信号検出部１２０により検出された検出信号に基づいて、地中ケーブル１０における部分放電を検出する。
　ところで、地中ケーブルにおける部分放電をより正確に検出することが可能な技術が望まれる。
　これに対して、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出装置は、地中ケーブル１０を備える電力系統に用いられる。信号検出部１２０または１２１は、地中ケーブル１０の遮蔽層を通して流れる電流の変化、または遮蔽層７５の電位の変化を検出信号として検出する。放電検出部３００は、信号検出部１２０または１２１によって検出された検出信号に基づいて、地中ケーブル１０における部分放電を検出する。放電検出部３００は、検出信号を受けるＢＰＦ３１２と、ＢＰＦ３１２の特性データを記憶する記憶部３４０とを含む。放電検出部３００は、ＢＰＦ３１２の出力信号と、記憶部３４０における特性データとに基づいて、部分放電を検出する。
　このように、遮蔽層７５を通して流れる電流に基づくアナログ信号を受けるＢＰＦ３１２の出力信号と、ＢＰＦ３１２の特性データとに基づいて部分放電を検出する構成により、当該アナログ信号における、当該特性データに応じた波形の有無を検知することができる。これにより、たとえば、遮蔽層７５を通して流れる電流に含まれるノイズ成分の影響を低減しながら、部分放電による電流波形を検知することができる。
　したがって、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出装置では、地中ケーブル１０における部分放電をより正確に検出することができる。また、一般的に、部分放電によるインパルス信号をデジタル信号処理によって検出するためには、たとえば数ＧＨｚのサンプリング周波数での高速サンプリングが可能なＡＤＣが必要となる。これに対して、上記アナログ信号を、ＢＰＦ３１２を介して解析する構成により、ＢＰＦ３１２の通過帯域に対応した比較的低速なＡＤＣを使用可能となり、製造コストを低減することができる。
　また、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出装置では、記憶部３４０は、特性データとして、ＢＰＦ３１２のパルス応答特性を記憶する。
　このような構成により、部分放電によって多く発生するパルス状の電流波形を良好に検知可能な検出装置を実現することができる。
　また、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出装置では、放電検出部３００は、通過帯域が互いに異なる複数のＢＰＦ３１２を含む。記憶部３４０は、複数のＢＰＦ３１２の各々の特性データを記憶している。放電検出部３００は、少なくともいずれか１つのＢＰＦ３１２の出力信号と、対応の特性データとに基づいて部分放電を検出する。
　このような構成により、たとえば地中ケーブル１０の敷設環境に応じた適切なＢＰＦ３１２を選択して部分放電を検出することができる。これにより、多様な環境下において部分放電をより正確に検出することができる。
　また、本発明の第１の実施の形態に係る部分放電検出装置では、放電検出部３００は、信号検出部１２０または１２１によって検出された検出信号に基づいて複数のＢＰＦ３１２の中からいずれか１つのＢＰＦ３１２を選択し、選択したＢＰＦ３１２の出力信号と、対応の特性データとに基づいて部分放電を検出する。
　このような構成により、たとえば、複数のＢＰＦ３１２の各々の通過帯域のうち、遮蔽層７５を通して流れる電流においてノイズ成分が最も少ない通過帯域を有するＢＰＦ３１２を選択することにより、部分放電をより正確に検出することができる。
　次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
　＜第２の実施の形態＞
　本実施の形態は、第１の実施の形態に係る部分放電検出装置と比べて、アナログフィルタの代わりにデジタルフィルタを用いる部分放電検出装置に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る部分放電検出装置と同様である。
　図１５は、本発明の第２の実施の形態に係る部分放電検出装置における放電検出部の構成を示す図である。
　図１５を参照して、放電検出部４００は、ＨＰＦ３０１と、ＬＮＡ３０２と、ＡＤＣ３０３と、ＦＦＴ処理部３０４と、フィルタ処理部４１０と、検出部３２０と、スイッチ制御部３３０と、記憶部３４０とを含む。
　フィルタ処理部４１０は、スイッチ４１１と、デジタルフィルタであるＢＰＦ４１２Ａ，４１２Ｂ，４１２Ｃとを有する。以下、ＢＰＦ４１２Ａ，４１２Ｂ，４１２Ｃの各々をＢＰＦ４１２とも称する。
　ＦＦＴ処理部３０４、検出部３２０、スイッチ制御部３３０およびフィルタ処理部４１０の一部または全部は、たとえば、ＣＰＵおよびＤＳＰ等のプロセッサをソフトウェアで動作させることにより実現される。また、ＦＦＴ処理部３０４、検出部３２０、スイッチ制御部３３０およびフィルタ処理部４１０の各々の機能の一部または全部は、たとえば、ＣＰＵおよびＤＳＰ等のプロセッサをソフトウェアで動作させることにより実現される。
　ＨＰＦ３０１は、信号出力部１１０または１１１を介して受けたアナログ信号の周波数成分のうち、所定の周波数以下の成分を減衰させた信号をＬＮＡ３０２へ出力する。
　ＬＮＡ３０２は、ＨＰＦ３０１から受けたアナログ信号を所定のゲインで増幅し、増幅したアナログ信号をＡＤＣ３０３へ出力する。
　ＡＤＣ３０３は、ＬＮＡ３０２から受けたアナログ信号をデジタル信号に変換してＦＦＴ処理部３０４およびＢＰＦ４１２へ出力する。
　ＦＦＴ処理部３０４は、ＡＤＣ３０３から受けたデジタル信号に対してＦＦＴ等の信号処理を行い、処理後のデジタル信号を検出部３２０へ出力する。
　検出部３２０は、ＦＦＴ処理部３０４から受けたデジタル信号に基づいて、ＨＰＦ３０１が出力するアナログ信号の周波数スペクトルを生成し、生成した周波数スペクトルをスイッチ制御部３３０へ出力する。
　３つのＢＰＦ４１２の通過帯域は、それぞれ異なる。たとえば、ＢＰＦ４１２Ａの通過帯域は５ＭＨｚ以上１０ＭＨｚ未満であり、ＢＰＦ４１２Ｂの通過帯域は１０ＭＨｚ以上１５ＭＨｚ未満であり、ＢＰＦ４１２Ｃの通過帯域は１５ＭＨｚ以上２０ＭＨｚ未満である。
　ＢＰＦ４１２は、ＡＤＣ３０３から受けたデジタル信号の周波数成分のうち、自己の通過帯域外の成分を減衰させたデジタル信号をスイッチ４１１へ出力する。
　スイッチ制御部３３０は、検出部３２０から受けた周波数スペクトルに基づいてスイッチ制御信号を生成し、生成したスイッチ制御信号をスイッチ４１１へ出力することにより、スイッチ４１１を切り替える。
　スイッチ４１１は、ＢＰＦ４１２から受けたデジタル信号を選択的に検出部３２０へ出力する。より詳細には、スイッチ４１１は、スイッチ制御部３３０から受けたスイッチ制御信号に応じて、ＢＰＦ４１２Ａから受けたデジタル信号を検出部３２０へ出力するか、ＢＰＦ４１２Ｂから受けたデジタル信号を検出部３２０へ出力するか、またはＢＰＦ４１２Ｃから受けたデジタル信号を検出部３２０へ出力するかを切り替える。
　スイッチ制御部３３０は、３つのＢＰＦ４１２の中から、スイッチ４１１を介して検出部３２０へデジタル信号を出力する１つのＢＰＦ４１２を選択する。より詳細には、スイッチ制御部３３０は、３つのＢＰＦ４１２の各々の通過帯域のうち、ＡＤＣ３０３から出力されるデジタル信号においてノイズ成分が最も少ない通過帯域を判断し、当該通過帯域に対応するＢＰＦ４１２を選択する。
　たとえば、スイッチ制御部３３０は、検出部３２０から受けた周波数スペクトルに基づいて、３つのＢＰＦ４１２の各々の通過帯域のうち、ＡＤＣ３０３から出力されるデジタル信号の値が最も小さい通過帯域に対応するＢＰＦ４１２を選択する。
　ここで、部分放電による電流波形はインパルス波形である。上記周波数スペクトルにおけるインパルス波形の成分は、各ＢＰＦ４１２の通過帯域において等しく広がっているため、インパルス波形の成分によって生じる各通過帯域におけるスペクトルレベルの差は無視できるほど小さい。したがって、上記周波数スペクトルに基づいて、３つのＢＰＦ４１２の各々の通過帯域のうち、ＡＤＣ３０３から出力されるデジタル信号の値が最も小さい通過帯域を、ノイズ成分が最も少ない通過帯域とみなすことができる。
　スイッチ制御部３３０は、スイッチ制御信号をスイッチ４１１へ出力することにより、スイッチ４１１を介して検出部３２０へデジタル信号を出力するＢＰＦ４１２を、選択したＢＰＦ４１２に切り替える。
　たとえば、スイッチ制御部３３０は、定期的または不定期に、検出部３２０から受けた周波数スペクトルに基づいてＢＰＦ４１２を選択し、選択結果に応じてスイッチ４１１を切り替える。
　なお、スイッチ制御部３３０は、検出部３２０から受けた周波数スペクトルに基づいてスイッチ４１１を切り替える構成に限らず、検出部３２０がスイッチ４１１から受けるデジタル信号を定期的または不定期に監視し、デジタル信号の値すなわちデジタル信号に含まれるノイズ成分の量の変化に基づいてスイッチ４１１を切り替える構成であってもよい。
　検出部３２０は、スイッチ４１１の出力信号と、スイッチ制御部３３０が選択したＢＰＦ４１２の物性に関する特性データとに基づいて、地中ケーブル１０における部分放電を検出する。検出部３２０による部分放電の検出方法の詳細は、第１の実施の形態で説明した内容と同様である。
　また、スイッチ制御部３３０およびスイッチ４１１に代えて、ＢＰＦ４１２の検出部３２０への出力を制御するＢＰＦ制御部を用いてもよい。すなわち、ＢＰＦ制御部は、検出部３２０から受けた周波数スペクトルに基づいて、ＡＤＣ３０３から出力されるデジタル信号の値が最も小さい通過帯域に対応するＢＰＦ４１２を選択する。ＢＰＦ制御部は、各ＢＰＦ４１２へ制御信号を出力することにより、選択したＢＰＦ４１２に検出部３２０へのデジタル信号の出力を開始させ、他のＢＰＦ４１２に検出部３２０へのデジタル信号の出力を停止させる。
　また、検出部３２０は、スイッチ４１１の出力信号とＢＰＦ４１２の物性に関する特性データとに基づいて、地中ケーブル１０における部分放電を検出する構成であるとしたが、これに限定するものではない。検出部３２０は、たとえば、作成した周波数スペクトルの一部を抽出し、抽出したスペクトルと、当該スペクトルの周波数帯域の物性に関する特性データとに基づいて、地中ケーブル１０における部分放電を検出する構成であってもよい。
　その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る部分放電検出装置と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
　本発明の第２の実施の形態に係る部分放電検出装置では、各ユニットの一部または全部のソフトウェア処理に用いるプロセッサを共通化することができるため、コストを低減することができる。
　上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
　［付記１］
　電力を伝送する線状の導体と、前記導体の周囲を覆う絶縁層と、前記絶縁層の周囲を覆う導体である遮蔽層とを有する地中ケーブルにおける部分放電を検出する部分放電検出装置であって、
　前記地中ケーブルの遮蔽層を通して流れる電流の変化、または前記遮蔽層の電位の変化を検出信号として検出する信号検出部と、
　前記信号検出部によって検出された前記検出信号に基づいて、前記地中ケーブルにおける部分放電を検出する放電検出部とを備え、
　前記放電検出部は、
　前記検出信号を受けるバンドパスフィルタと、
　前記バンドパスフィルタのインパルス応答波形を記憶する記憶部とを含み、
　前記放電検出部は、前記バンドパスフィルタの出力信号と、前記記憶部における前記インパルス応答波形とに基づいて、前記部分放電を検出する、部分放電検出装置。
　１０　　地中ケーブル
　１１　　ケーブル端末
　１２　　ワイヤ
　１３，１５　　接地ノード
　３１　　マンホール
　４１　　普通接続部
　４２　　絶縁接続部
　４３　　地上接続部
　５３　　導電ケーブル
　７１　　導体
　７２　　内部半導電層
　７３　　絶縁体
　７４　　外部半導電層
　７５　　遮蔽層
　７６　　シース
　７７　絶縁筒
　８１　　端子
　１００　ＣＴ
　１０１　リングコア
　１０２　巻線
　１０５，１０６　金属箔電極
　１１０，１１１　信号出力部
　１２０，１２１　信号検出部
　３００　放電検出部
　３０１　ＨＰＦ
　３０２　ＬＮＡ
　３０３　ＡＤＣ
　３０４　ＦＦＴ処理部
　３０５　ＡＧＣアンプ
　３０６　ＡＤＣ
　３１０　フィルタ処理部
　３１１　アナログスイッチ
　３１２　ＢＰＦ
　３１３　ＬＰＦ
　３２０　検出部
　３３０　スイッチ制御部
　３４０　記憶部
　４００　放電検出部
　４１０　フィルタ処理部
　４１１　スイッチ
　４１２　ＢＰＦ
　５００，５１１　部分放電検出装置
　５０１　部分放電検出システム
　５０２　送電システム

Claims (4)

  1. 　電力を伝送する線状の導体と、前記導体の周囲を覆う絶縁層と、前記絶縁層の周囲を覆う導体である遮蔽層とを有する地中ケーブルにおける部分放電を検出する部分放電検出装置であって、
    　前記遮蔽層を通して流れる電流の変化、または前記遮蔽層の電位の変化を検出信号として検出する信号検出部と、
    　前記信号検出部によって検出された前記検出信号に基づいて、前記地中ケーブルにおける部分放電を検出する放電検出部とを備え、
    　前記放電検出部は、
    　前記検出信号を受けるバンドパスフィルタと、
    　前記バンドパスフィルタの特性に関する特性データを記憶する記憶部とを含み、
    　前記放電検出部は、前記バンドパスフィルタの出力信号と、前記記憶部における前記特性データとに基づいて、前記部分放電を検出する、部分放電検出装置。
  2. 　前記特性データは、前記バンドパスフィルタのパルス応答特性である、請求項１に記載の部分放電検出装置。
  3. 　前記放電検出部は、通過帯域が互いに異なる複数の前記バンドパスフィルタを含み、
    　前記記憶部は、複数の前記バンドパスフィルタの各々の前記特性データを記憶しており、
    　前記放電検出部は、少なくともいずれか１つの前記バンドパスフィルタの出力信号と、対応の前記特性データとに基づいて前記部分放電を検出する、請求項１または請求項２に記載の部分放電検出装置。
  4. 　前記放電検出部は、前記信号検出部によって検出された前記検出信号に基づいて複数の前記バンドパスフィルタの中からいずれか１つの前記バンドパスフィルタを選択し、選択した前記バンドパスフィルタの出力信号と、対応の前記特性データとに基づいて前記部分放電を検出する、請求項３に記載の部分放電検出装置。
PCT/JP2019/041839 2019-02-04 2019-10-25 部分放電検出装置 WO2020161967A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020553555A JP6835300B2 (ja) 2019-02-04 2019-10-25 部分放電検出装置
CN201980085916.2A CN113227803B (zh) 2019-02-04 2019-10-25 局部放电检测装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019018142 2019-02-04
JP2019-018142 2019-02-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020161967A1 true WO2020161967A1 (ja) 2020-08-13

Family

ID=71946976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/041839 WO2020161967A1 (ja) 2019-02-04 2019-10-25 部分放電検出装置

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6835300B2 (ja)
CN (1) CN113227803B (ja)
WO (1) WO2020161967A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022111776A1 (en) * 2020-11-24 2022-06-02 Remoni A/S System and method for detecting insulation defects in an underground power cable
WO2022172541A1 (ja) * 2021-02-15 2022-08-18 住友電気工業株式会社 ケーブル監視装置、管理装置、ケーブル監視システムおよびケーブル監視方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05157796A (ja) * 1991-12-10 1993-06-25 Sumitomo Electric Ind Ltd 部分放電測定装置
JPH08152453A (ja) * 1994-11-28 1996-06-11 Sumitomo Electric Ind Ltd 部分放電測定方法
WO2005038475A1 (ja) * 2003-10-22 2005-04-28 Fujikura Ltd. 絶縁劣化診断装置
JP2005283523A (ja) * 2004-03-31 2005-10-13 Tempearl Ind Co Ltd 部分放電の発生を検知する装置
US20110204899A1 (en) * 2010-02-24 2011-08-25 Omicron Electronics Gmbh Method of calibrating a partial discharge measuring device
JP2011237182A (ja) * 2010-05-06 2011-11-24 Fujikura Ltd 部分放電判別装置及び部分放電判別方法
US20110291666A1 (en) * 2008-12-30 2011-12-01 Omicron Electronics Gmbh Device and method for determining partial discharges at an electrical component
US20150142344A1 (en) * 2013-10-18 2015-05-21 Utilx Corporation Method and apparatus for measuring partial discharge charge value in frequency domain
JP2015143701A (ja) * 2010-03-05 2015-08-06 アンビエント・コーポレイション 電力線上でのノイズおよび過電流の評価

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3444449A1 (de) * 1984-12-06 1986-06-12 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Demodulator fuer digitale empfaenger
KR20030016407A (ko) * 2001-05-15 2003-02-26 싱크로 가부시키가이샤 파형 검출 장치 및 그것을 사용한 상태 감시 시스템
JP5369490B2 (ja) * 2008-05-13 2013-12-18 シンフォニアテクノロジー株式会社 アーク検出装置及びこれを備えた航空機
JP2010133747A (ja) * 2008-12-02 2010-06-17 Meidensha Corp 部分放電判別方法
WO2015190260A1 (ja) * 2014-06-10 2015-12-17 株式会社日立製作所 部分放電診断システム及び部分放電診断方法
JP6215992B2 (ja) * 2016-03-29 2017-10-18 矢崎エナジーシステム株式会社 電力ケーブル絶縁劣化位置推定方法及び推定システム

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05157796A (ja) * 1991-12-10 1993-06-25 Sumitomo Electric Ind Ltd 部分放電測定装置
JPH08152453A (ja) * 1994-11-28 1996-06-11 Sumitomo Electric Ind Ltd 部分放電測定方法
WO2005038475A1 (ja) * 2003-10-22 2005-04-28 Fujikura Ltd. 絶縁劣化診断装置
JP2005283523A (ja) * 2004-03-31 2005-10-13 Tempearl Ind Co Ltd 部分放電の発生を検知する装置
US20110291666A1 (en) * 2008-12-30 2011-12-01 Omicron Electronics Gmbh Device and method for determining partial discharges at an electrical component
US20110204899A1 (en) * 2010-02-24 2011-08-25 Omicron Electronics Gmbh Method of calibrating a partial discharge measuring device
JP2015143701A (ja) * 2010-03-05 2015-08-06 アンビエント・コーポレイション 電力線上でのノイズおよび過電流の評価
JP2011237182A (ja) * 2010-05-06 2011-11-24 Fujikura Ltd 部分放電判別装置及び部分放電判別方法
US20150142344A1 (en) * 2013-10-18 2015-05-21 Utilx Corporation Method and apparatus for measuring partial discharge charge value in frequency domain

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022111776A1 (en) * 2020-11-24 2022-06-02 Remoni A/S System and method for detecting insulation defects in an underground power cable
WO2022172541A1 (ja) * 2021-02-15 2022-08-18 住友電気工業株式会社 ケーブル監視装置、管理装置、ケーブル監視システムおよびケーブル監視方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113227803B (zh) 2022-07-01
CN113227803A (zh) 2021-08-06
JPWO2020161967A1 (ja) 2021-02-18
JP6835300B2 (ja) 2021-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2007273231B2 (en) Detection and monitoring of partial discharge of a power line
EP0679261B1 (en) Method and apparatus for measuring partial discharges in cables
WO2020161967A1 (ja) 部分放電検出装置
KR20130004477A (ko) 전력선 상의 노이즈와 과전류를 평가하는 방법
KR910003393A (ko) 전기설비의 절연 열화감시 장치
US11125802B2 (en) Method and testing device for measuring partial discharge pulses of a shielded cable
JP3080313B2 (ja) 電気機器の絶縁劣化検出器
WO2014070528A1 (en) High performance sensor for partial discharge signal-analyzing systems
JP6989232B2 (ja) 部分放電測定装置
WO2022172541A1 (ja) ケーブル監視装置、管理装置、ケーブル監視システムおよびケーブル監視方法
JP2004347424A (ja) 活線絶縁劣化診断方法及びその装置
CN113167829B (zh) 通信装置
US11843236B2 (en) Arc detection system and method for an aircraft high voltage and direct current electrical circuit
JP3176000B2 (ja) スイッチギヤの部分放電検出装置
JPH05107301A (ja) 電力ケーブルの部分放電検出方法および装置
CN217443474U (zh) 一种电缆故障的检测装置
KR20200085534A (ko) 광대역 펄스 탐지기 및 그것의 동작 방법
CN114200252A (zh) 一种电缆故障的检测装置
JP2903195B2 (ja) 部分放電測定方法
JPH0278974A (ja) 電気機器
EP2673755B1 (en) Security system, controller for a security system, transducing cable for a security system and method for detecting a disturbance and determining the location of the disturbance
JP2002323532A (ja) 電気機器の部分放電検出方法
JPH10160782A (ja) 碍子の塩害検出装置
AU2013338316A1 (en) High performance sensor for partial discharge signal-analyzing systems
JP2000019215A (ja) 部分放電測定方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19914419

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020553555

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19914419

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1