(57)【要約】【課題】より簡単に電気機器の部分放電を診断することができる部分放電診断装置、部分放電診断方法及び部分放電診断システムを提供することである。【解決手段】実施形態の部分放電診断装置は、電気信号取得部と、パルス波形生成部と、診断結果情報生成部とを持つ。電気信号取得部は、箱体に収納された電気機器の放電によって生じた電気信号を取得する。パルス波形生成部は、電気機器の部分放電を表すパルス波形を電気信号に基づいて生成する。診断結果情報生成部は、電気機器で発生する部分放電の診断結果を表す診断結果情報をパルス波形に基づいて生成する。【選択図】図１
2020012767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
箱体に収納された電気機器の放電によって生じた電気信号を取得する電気信号取得部と、
前記電気機器の部分放電を表すパルス波形を前記電気信号に基づいて生成するパルス波形生成部と、
前記電気機器で発生する部分放電の診断結果を表す診断結果情報を前記パルス波形に基づいて生成する診断結果情報生成部と、
を備える、部分放電診断装置。
【請求項２】
前記パルス波形の形状の特徴を表す特徴情報を前記パルス波形に基づいて生成するパルス波形解析部をさらに備え、
前記診断結果情報生成部は、前記特徴情報に基づいて前記診断結果情報を生成する、
請求項１に記載の部分放電診断装置。
【請求項３】
前記パルス波形解析部は、前記パルス波形に含まれる極値点の個数を含む特徴情報を生成する請求項２に記載の部分放電診断装置。
【請求項４】
前記パルス波形解析部は、前記パルス波形に含まれる周波数成分を含む特徴情報を生成する請求項２に記載の部分放電診断装置。
【請求項５】
部分放電の種類と前記電気機器が部分放電を発しているか否かを判定するために用いられる判定情報とが対応付けられた診断情報を記憶する診断情報記憶部をさらに備え、
前記診断結果情報生成部は、前記特徴情報と前記診断情報とが所定の条件を満たす場合、診断結果として前記診断情報に対応付けられた部分放電の種類を含む前記診断結果情報を生成する、
請求項２から４のいずれか一項に記載の部分放電診断装置。
【請求項６】
前記診断結果情報生成部は、時間の経過に伴う前記特徴情報の変化量に基づいて前記診断結果情報を生成する、請求項２から５のいずれか一項に記載の部分放電診断装置。
【請求項７】
電気機器の劣化状態とパルス波形の形状を示す形状情報とを対応付けて記憶する波形情報記憶部をさらに備え、
前記診断結果情報生成部は、前記パルス波形生成部によって生成されたパルス波形の形状と、前記波形情報記憶部に記憶された形状情報と、が所定の条件を満たす場合、診断結果として前記形状情報に対応付けられた電気機器の劣化状態を含む前記診断結果情報を生成する、
請求項１から６のいずれか一項に記載の部分放電診断装置。
【請求項８】
部分放電診断装置が、箱体に収納された電気機器の放電によって生じた電気信号を取得する電気信号取得ステップと、
部分放電診断装置が、前記電気機器の部分放電を表すパルス波形を前記電気信号に基づいて生成するパルス波形生成ステップと、
部分放電診断装置が、前記電気機器で発生する部分放電の診断結果を表す診断結果情報を前記パルス波形に基づいて生成する診断結果情報生成ステップと、
を有する、部分放電診断方法。
【請求項９】
箱体に収納された電気機器の放電によって生じた電気信号を取得する電気信号取得部と、
前記電気機器の部分放電を表すパルス波形を前記電気信号に基づいて生成するパルス波形生成部と、
前記電気機器で発生する部分放電の診断結果を表す診断結果情報を前記パルス波形に基づいて生成する診断結果情報生成部と、
を備える、部分放電診断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、部分放電診断装置、部分放電診断方法及び部分放電診断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の部分放電診断装置は、センサ等の検出手段によって検出された部分放電信号から放電発生頻度ｎ、放電電荷量ｑ、放電発生位相φ等のパラメータを取得する。部分放電診断装置は、取得されたパラメータの分布に基づいて、部分放電の診断を行う。部分放電診断装置の使用者は、部分放電の診断によって、例えば、電気機器における部分放電の発生の有無又は電気機器における絶縁劣化の状態を知ることができる。また、部分放電診断装置は、放電電荷量ｑに放電発生頻度ｎを乗ずることによって放電エネルギーを算出する。部分放電診断装置は、算出された放電エネルギーの大きさ又は変化幅に基づいて、電気機器の部分放電の診断を行う。しかしながら、従来の部分放電診断装置の使用者は、φ−ｑ分布又はφ−ｑ−ｎ分布等の複数のパラメータによる分布から各パラメータ間の相関関係を読み取ることで部分放電の診断を行う。このため、装置の使用者には、高度な知識と経験とが求められる場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３４６９６号公報
【特許文献２】特開２００５−１２８６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、より簡単に電気機器の部分放電を診断することができる部分放電診断装置、部分放電診断方法及び部分放電診断システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の部分放電診断装置は、電気信号取得部と、パルス波形生成部と、診断結果情報生成部とを持つ。電気信号取得部は、箱体に収納された電気機器の放電によって生じた電気信号を取得する。パルス波形生成部は、前記電気機器の部分放電を表すパルス波形を前記電気信号に基づいて生成する。診断結果情報生成部は、前記電気機器で発生する部分放電の診断結果を表す診断結果情報を前記パルス波形に基づいて生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態の部分放電診断装置１００を用いて、列盤された箱体の内部からの部分放電を検出するための構成を示す概略図（斜視図）。
【図２】第１の実施形態の部分放電診断装置１００の機能構成を表す機能ブロック図。
【図３】第１の実施形態の部分放電信号の波形の経年変化の一具体例を示す図。
【図４】第１の実施形態のパルス波形に含まれる周波数特性の一具体例を示す図。
【図５】第１の実施形態の極値の個数に基づいて診断結果情報を生成する処理の流れの一具体例を示すフローチャート。
【図６】第１の実施形態の周波数成分に基づいて診断結果情報を生成する処理の流れの一具体例を示すフローチャート。
【図７】第１の実施形態のパルス波形に基づいて診断結果情報を生成する処理の流れの一具体例を示すフローチャート。
【図８】第２の実施形態の部分放電診断システム１のシステム構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態の部分放電診断装置、部分放電診断方法及び部分放電診断システムを、図面を参照して説明する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の部分放電診断装置１００を用いて、列盤された箱体の内部からの部分放電を検出するための構成を示す概略図（斜視図）である。図１に示される構成では、列盤されたｎ個（ｎは、２以上の整数）の箱体１０ａ、１０ｂ、・・・、１０ｎを用いて構成される。以下、いずれの箱体であるかを区別しないときは、単に箱体１０と称して説明する。これらｎ個の箱体１０ａ、１０ｂ、・・・、１０ｎは、ほぼ直線状に配置される。各々の箱体１０は、枠体と構成板とで構成される。各々の箱体１０は、例えばスイッチギヤ等の電気機器を収納可能な箱である。箱体１０ａ、１０ｂ、・・・、１０ｎは、それぞれ、遮断器や主回路導体等の電気機器を収納する。また、これらの箱体１０ａ、１０ｂ、・・・、１０ｎには、電気機器に電力を供給する電源系統が設けられている。
【０００９】
図１に示される構成では、ｎ個の箱体１０のうちの箱体１０ａに、センサ１０１が、箱体１０ａの正面板に接触するように固定される。正面板は、箱体１０を構成する構成板の一つである。正面板は、開閉可能な扉として構成されていてもよい。なお、センサ１０１は、箱体１０ａに半恒久的に接触する状態で設けられていてもよいし、例えば検査員等が箱体１０ａからの部分放電の有無を判定する作業を行う間だけ一時的に箱体１０ａに接触する形態でもよい。このようにして、部分放電診断装置１００は、センサ１０１からの出力である微弱な電圧信号を取得する。なお、図１に示される構成では１つのセンサ１０１が、箱体１０ａに設けられているが、複数のセンサ１０１が箱体１０ａに設けられてもよい。
【００１０】
なお、箱体１０ａ、１０ｂ、・・・、１０ｎの下部には、共通の接地母線２０が配設されている。接地母線２０は、接地極３０に接続されている。箱体１０ａ、１０ｂ、・・・、１０ｎのそれぞれは、正面板、天井板、背面板、床板、側面板を含んで構成されている。これら正面板、天井板、背面板、床板、側面板を、箱体１０を構成する構成板と総称する。図１に示される例ではセンサ１０１は正面板に接触固定されているが、センサ１０１が他の構成板のいずれかに接触固定されていてもよい。なお、構成板は、接地母線２０に接続される。
【００１１】
図２は、第１の実施形態の部分放電診断装置１００の機能構成を表す機能ブロック図である。部分放電診断装置１００は、センサ１０１及び部分放電診断装置１０２を備える。部分放電診断装置１００は、センサ１０１によって検出された電気信号に基づいて、電気機器の部分放電の発生の有無を判定する。
【００１２】
センサ１０１は、金属製の電極を含んで構成される。センサ１０１は、電気機器の部分放電によって生じた電気信号を取得する。部分放電は、電気機器の絶縁体の絶縁性能の低下によって発生する。電気機器の部分放電によって生じた電気信号は、例えば、接地電位、電磁波、接地線電流、振動又は音等の物理量を表す。センサ１０１は、信号線を介して部分放電診断装置１０２に接続されている。センサ１０１は、取得された電気信号を部分放電診断装置１０２に出力する。なお、センサ１０１は、電磁波を検出するアンテナであってもよいし、接地電流を検出する高周波ＣＴ（Current Transformer）等であってもよい。
【００１３】
部分放電診断装置１０２は、パーソナルコンピュータ、スマートフォン又はタブレットコンピュータ等の情報処理装置である。部分放電診断装置１０２は、センサ１０１から受け付けた電気信号に基づいて、部分放電の発生の有無、部分放電の種類又は電気機器の劣化の状態を診断する。部分放電診断装置１０２は、部分放電診断プログラムを実行することによって通信部１０３、入力部１０４、表示部１０５、センサ情報記憶部１０６、診断情報記憶部１０７、波形情報記憶部１０８及び制御部１０９を備える装置として機能する。
【００１４】
通信部１０３は、ネットワークインタフェースである。通信部１０３はネットワークを介して、外部の通信装置と通信する。通信部１０３は、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）、有線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又はＬＴＥ（Long Term Evolution）（登録商標）等の通信方式で通信してもよい。外部の通信装置は、例えばパーソナルコンピュータ、サーバ等の情報処理装置であってもよいし、クラウドコンピューティングシステムであってもよい。
【００１５】
入力部１０４は、タッチパネル、マウス及びキーボード等の入力装置を用いて構成される。入力部１０４は、入力装置を部分放電診断装置１０２に接続するためのインタフェースであってもよい。この場合、入力部１０４は、入力装置において入力された入力信号から入力データ（例えば、部分放電診断装置１０２に対する指示を示す指示情報）を生成し、部分放電診断装置１０２に入力する。
【００１６】
表示部１０５は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等の出力装置である。表示部１０５は、出力装置を部分放電診断装置１０２に接続するためのインタフェースであってもよい。この場合、表示部１０５は、映像データから映像信号を生成し自身に接続されている映像出力装置に映像信号を出力する。
【００１７】
センサ情報記憶部１０６は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。センサ情報記憶部１０６は、複数のセンサ情報を記憶する。センサ情報は、電気信号が取得された日時と電気信号が表す物理量とを少なくとも含む。なお、部分放電診断装置１００が複数のセンサ１０１を備える場合、センサ情報はセンサ１０１の識別情報を保持してもよい。識別情報は、センサ１０１を特定できる情報であればどのような情報であってもよい。
【００１８】
診断情報記憶部１０７は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。診断情報記憶部１０７は、複数の診断情報を記憶する。診断情報は、部分放電の種類と判定情報とが対応付けられた情報である。診断情報は、予め診断情報記憶部１０７に記憶される。部分放電の種類とは、電気機器に発生しうる部分放電の種別を表す。部分放電の種類には、例えば電気機器に対する絶縁物の内部で発生するボイド放電等がある。絶縁物は、例えばエポキシ等の樹脂素材であってもよい。電気機器を覆う絶縁物は、製造工程で気泡が含まれる場合がある。気泡は、経年劣化に伴って部分放電の原因となる。判定情報は、パルス波形の形状に基づいて得られる情報に基づいて、電気機器が部分放電を発しているか否かを判定するために用いられる情報である。判定情報は、例えば、パルス波形に含まれる極値点の個数の閾値であってもよいし、部分放電が生じた際のパルス波形が有する周波数成分であってもよい。判定情報は、パルス波形から得られる情報に基づいて、電気機器が部分放電を発しているか否かを判定するために用いられる情報であればどのような情報であってもよい。なお、診断情報は、電気機器の劣化状態を含んでいてもよい。劣化状態とは、電気機器の性能の低下の状態を表す。劣化状態は、電気機器の余寿命を年数で表してもよいし、電気機器のＮ年後毎の故障率を表してもよい（Ｎは自然数）。劣化状態は、電気機器の特定の部位毎に余寿命又は故障率が表されてもよい。
【００１９】
波形情報記憶部１０８は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。波形情報記憶部１０８は、複数の波形情報を記憶する。波形情報は、電気機器の劣化状態とパルス波形の形状を表す形状情報とを対応付けられた情報である。形状情報は、対応付けられた電気機器の劣化状態におけるパルス波形の形状を表す。波形情報は、予め波形情報記憶部１０８に記憶される。なお、波形情報は、部分放電の種類を含んでいてもよい。
【００２０】
制御部１０９は、部分放電診断装置１０２の各部の動作を制御する。制御部１０９は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備えた装置により実行される。制御部１０９は、部分放電診断プログラムを実行することによって、電気信号取得部１１０、フィルタリング部１１１、パルス波形生成部１１２、パルス波形解析部１１３及び診断結果情報生成部１１４として機能する。
【００２１】
電気信号取得部１１０は、センサ１０１から受け付けた電気信号を取得する。電気信号取得部１１０は、電気信号から物理量を取得する。電気信号取得部１１０は、電気信号が取得された日時とセンサ１０１によって検知された物理量とを含むセンサ情報を生成する。電気信号取得部１１０は生成されたセンサ情報をセンサ情報記憶部１０６に記録する。なお、部分放電診断装置１００がセンサ１０１を複数備える場合、電気信号取得部１１０は、電気信号が取得された日時とセンサ１０１によって検知された物理量とセンサの識別情報とを含むセンサ情報を生成する。
【００２２】
フィルタリング部１１１は、電気信号に重畳するノイズ成分を除去する。フィルタリング部１１１は、例えば、センサ１０１によって取得された電気信号のうち部分放電信号が含まれる周波数帯域を通過させるハンドパスフィルタである。これによりフィルタリング部１１１は、ノイズが除去された電気信号をパルス波形生成部１１２に出力する。
【００２３】
パルス波形生成部１１２は、ノイズが除去された電気信号から、部分放電を表すパルス信号を含む前後１０μｓの電気信号を取得する。パルス波形生成部１１２は、取得された電気信号に基づいてパルス波形を生成する。なお、本実施形態のパルス波形生成部１１２は、パルス信号の前後１０μｓの電気信号を取得するように構成されたが、１０μｓに限定されない。パルス波形生成部１１２は、パルス信号を含む期間の電気信号であれば、どのような期間であってもよい。例えば、パルス波形生成部１１２は、パルス信号を含む全後１５μｓの電気信号を取得するように構成されてもよいし、パルス信号を含む前後５μｓの電気信号を取得するように構成されてもよい。
【００２４】
パルス波形解析部１１３は、生成されたパルス波形を解析することで、パルス波形の特徴情報を生成する。特徴情報は、パルス波形の形状の特徴を表す。パルス波形解析部１１３は、パルス波形に基づいて得られる情報であればどのような情報を用いて特徴情報を生成してもよい。パルス波形解析部１１３は、例えば、次の手段を用いて特徴情報を生成してもよい。
【００２５】
（１）パルス波形の極値点の個数を計数する
パルス波形解析部１１３は、生成されたパルス波形に含まれる極値点の個数を計数する。パルス波形解析部１１３は、計数された個数を含む特徴情報を生成する。パルス波形解析部１１３は、生成された特徴情報を診断結果情報生成部１１４に出力する。
【００２６】
（２）パルス波形の周波数成分を算出する
パルス波形解析部１１３は、生成されたパルス波形に含まれる周波数成分を算出する。パルス波形解析部１１３は、算出された周波数成分を含む特徴情報を生成する。パルス波形解析部１１３は、生成された特徴情報を診断結果情報生成部１１４に出力する。なお、パルス波形解析部１１３は、公知の手法を用いて周波数成分を算出する。公知の手法は、例えばウェーブレット変換、離散ウェーブレット変換、フーリエ変換又は短時間フーリエ変換等のどのような手法が用いられてもよい。
【００２７】
診断結果情報生成部１１４は、生成されたパルス波形に基づいて、診断結果情報を生成する。診断結果情報は、箱体１０に収納される電気機器で発生する部分放電の診断結果を表す。診断結果には、部分放電の種類又は電気機器の劣化状態が含まれる。診断結果には、電気機器に部分放電が発生しているか否かの情報が含まれてもよい。診断結果情報生成部１１４は、例えば、次のいずれかの手段を用いて診断結果情報を生成してもよい。
【００２８】
（１）波形情報に基づいて生成する
診断結果情報生成部１１４は、生成されたパルス波形の形状と波形情報に含まれる形状情報とに基づいて、診断結果情報を生成する。具体的には、診断結果情報生成部１１４は、波形情報記憶部１０８から波形情報を取得する。診断結果情報生成部１１４は、パルス波形の形状と、波形情報に含まれる形状情報と、の波形の形状の相関度を算出する。相関度は、２つの波形の形状がどの程度相関しているかを示す数値である。相関度は、例えば百分率で表されてもよいし、予め定められた数値の範囲で表されてもよい。相関度の算出には公知の手法が用いられてもよい。診断結果情報生成部１１４は、算出された相関度が所定の条件を満たす場合、形状情報に対応付けられた電気機器の劣化状態を含む診断結果情報を生成する。所定の条件とは、例えば相関度があらかじめ定められた閾値より大きい場合であってもよい。なお、診断結果情報生成部１１４は、複数の波形情報で、相関度が所定の条件を満たす場合、相関度が最も大きい形状情報に対応付けられた劣化状態を含む診断結果情報を生成してもよいし、各形状情報に対応付けられた劣化状態の平均値を含む診断結果情報を生成してもよい。
【００２９】
（２）極値点の個数を含む特徴情報に基づいて生成する
診断結果情報生成部１１４は、生成されたパルス波形に含まれる極値点の個数を含む特徴情報に基づいて、診断結果情報を生成する。具体的には、診断結果情報生成部１１４は、パルス波形解析部１１３から特徴情報を取得する。診断結果情報生成部１１４は、診断情報記憶部１０７から診断情報を取得する。診断結果情報生成部１１４は、特徴情報に含まれる極値点の個数が、所定の条件を満たすか否かを判定する。診断結果情報生成部１１４は、特徴情報が所定の条件を満たす場合、判定情報に対応付けられた部分放電の種類を含む診断結果情報を生成する。なお、診断情報に、電気機器の劣化状態が含まれる場合、診断結果情報生成部１１４は、劣化状態を含む診断結果情報を生成してもよい。所定の条件とは例えば、診断情報に含まれる判定情報の値よりも、パルス波形解析部１１３から取得された特徴情報に含まれる極値点の個数が大きいことであってもよい。なお、診断結果情報生成部１１４は、複数の診断情報で、極値点の個数が所定の条件を満たす場合、診断情報に含まれる判定情報の値が最も近い診断情報に対応付けられた部分放電の種類を含む診断結果情報を生成してもよい。
【００３０】
（３）周波数成分を含む特徴情報に基づいて生成する
診断結果情報生成部１１４は、生成されたパルス波形に含まれる周波数成分を含む特徴情報に基づいて、診断結果情報を生成する。具体的には、診断結果情報生成部１１４は、パルス波形解析部１１３から特徴情報を取得する。診断結果情報生成部１１４は、診断情報記憶部１０７から診断情報を取得する。診断結果情報生成部１１４は、特徴情報に含まれる周波数成分と、診断情報に含まれる判定情報の周波数成分と、の形状の相関度を算出する。相関度の算出には公知の手法が用いられてもよい。診断結果情報生成部１１４は、算出された相関度が所定の条件を満たす場合、判定情報に対応付けられた部分放電の種類を含む診断結果情報を生成する。なお、診断情報に、電気機器の劣化状態が含まれる場合、診断結果情報生成部１１４は、劣化状態を含む診断結果情報を生成してもよい。所定の条件とは、例えば相関度があらかじめ定められた閾値より大きい場合であってもよい。なお、診断結果情報生成部１１４は、複数の診断情報で、相関度が所定の条件を満たす場合、相関度が最も大きい周波数成分を含む特徴情報に対応付けられた部分放電の種類を含む診断結果情報を生成してもよい。
【００３１】
診断結果情報生成部１１４は、上述の手段の１つを用いて、診断結果情報を生成してもよいし、複数の手段を用いて診断結果情報を生成してもよい。
【００３２】
図３は、第１の実施形態の部分放電信号の波形の経年変化の一具体例を示す図である。図３は、定格電力の２倍の電圧が印加された計器用変圧器（６ｋＶ−ＶＴ）から取得された接地電流信号を示す。計器用変圧器（６ｋＶ−ＶＴ）は、定格電力の２倍の電圧が印加されることで、定格電力が印加される場合よりも加速して劣化する。図３（ａ）は、１年間定格電力の２倍の電圧が印加された計器用変圧器（６ｋＶ−ＶＴ）から取得された接地電流信号を示す。図３（ｂ）は、１０年間定格電力の２倍の電圧が印加された計器用変圧器（６ｋＶ−ＶＴ）から取得された接地電流信号を示す。また、図３（ｂ）は、絶縁破壊が発生する直前の接地電流信号を示す。
【００３３】
図３（ａ）には、パルス信号に２個の極値点（極小点）が重畳して含まれていることがわかる。図３（ｂ）には、パルス信号に３個の極値点（極小点）が重畳して含まれていることがわかる。このように、部分放電のパルス信号には、絶縁破壊の前には第１波のパルス信号に加えて、より多くの極値点が重畳して含まれていることがわかる。このように、電気機器の劣化につれて、固体絶縁物内部で発生する部分放電には、より多くの極値点（極小点又は極大点）が含まれる。
【００３４】
図４は、第１の実施形態のパルス波形に含まれる周波数特性の一具体例を示す図である。図３に示されるように、パルス波形に複数の極値点が含まれる場合、第１波のパルス信号から得られる周波数成分に加えて、複数の極値点に対応する周波数成分が含まれる。極値点は、電気機器の劣化につれて増加する。このため、周波数成分は、電気機器の劣化につれて増加することがわかる。図４の場合、符号５０で示される周波数帯（例えば、６０−８０ＭＨｚ程度）の信号強度が大きくなっていく。なお、電気機器に生じる部分放電の種類に応じて、含まれる周波数成分は異なる。このため、部分放電の種類に応じて、符号５０で示される箇所は異なる周波数帯域となる。
【００３５】
図５は、第１の実施形態の極値の個数に基づいて診断結果情報を生成する処理の流れの一具体例を示すフローチャートである。電気信号取得部１１０は、センサ１０１から受け付けた電気信号を取得する（ステップＳ１０１）。フィルタリング部１１１は、電気信号に重畳するノイズ成分を除去する（ステップＳ１０２）。パルス波形生成部１１２は、ノイズが除去された電気信号から、部分放電を表すパルス信号を含む前後１０μｓの電気信号を取得する。パルス波形生成部１１２は、取得された電気信号に基づいてパルス波形を生成する（ステップＳ１０３）。
【００３６】
パルス波形解析部１１３は、生成されたパルス波形に含まれる極値点（例えば、極小点）の個数を計数する（ステップＳ１０４）。診断結果情報生成部１１４は、診断情報記憶部１０７から診断情報を取得する（ステップＳ１０５）。診断情報は、部分放電の種類と判定情報とが対応付けられた情報である。判定情報は、部分放電の発生の有無を識別する閾値を含む。診断結果情報生成部１１４は、診断情報に含まれる判定情報の値よりも極値点の個数が大きいか否かを判定する（ステップＳ１０６）。
【００３７】
診断情報に含まれる判定情報の値よりも極値点の個数が大きい場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、診断結果情報生成部１１４は、電気機器に部分放電が発生していると判定する（ステップＳ１０７）。診断結果情報生成部１１４は、診断情報に含まれる部分放電の種類を含む診断結果情報を生成する（ステップＳ１０８）。診断情報に含まれる判定情報の値よりも極値点の個数以下の場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、診断結果情報生成部１１４は、電気機器に部分放電が発生していないと判定する（ステップＳ１０９）。診断結果情報生成部１１４は、部分放電は発生していないことを示す情報を含む診断結果情報を生成する（ステップＳ１１０）。
【００３８】
図６は、第１の実施形態の周波数成分に基づいて診断結果情報を生成する処理の流れの一具体例を示すフローチャートである。なお、ステップＳ１０１からステップＳ１０３は図５と同じであるため説明を省略する。なお、ステップＳ１０７からステップＳ１１０は図５と同じであるため説明を省略する。
【００３９】
パルス波形解析部１１３は、生成されたパルス波形に含まれる周波数成分を算出する（ステップＳ２０１）。診断結果情報生成部１１４は、診断情報記憶部１０７から診断情報を取得する（ステップＳ２０２）。診断情報は、部分放電の種類と判定情報とが対応付けられた情報である。判定情報は、部分放電が生じた際のパルス波形が有する周波数成分を含む。診断結果情報生成部１１４は、算出された周波数成分と、判定情報に含まれる周波数成分と、の形状の相関度を算出する（ステップＳ２０３）。診断結果情報生成部１１４は、算出された相関度があらかじめ定められた閾値よりも大きいか否か判定する（ステップＳ２０４）。
【００４０】
算出された相関度があらかじめ定められた閾値よりも大きい場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、診断結果情報生成部１１４は、ステップＳ１０７及びステップＳ１０８を実行する。算出された相関度があらかじめ定められた閾値以下の場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）、診断結果情報生成部１１４は、ステップＳ１０９及びステップＳ１１０を実行する。
【００４１】
図７は、第１の実施形態のパルス波形に基づいて診断結果情報を生成する処理の流れの一具体例を示すフローチャートである。なお、ステップＳ１０１からステップＳ１０３は図５と同じであるため説明を省略する。なお、ステップＳ１０９からステップＳ１１０は図５と同じであるため説明を省略する。
【００４２】
診断結果情報生成部１１４は、波形情報記憶部１０８から波形情報を取得する（ステップＳ３０１）。診断結果情報生成部１１４は、パルス波形の形状と、波形情報に含まれる形状情報と、の波形の形状の相関度を算出する（ステップＳ３０２）。診断結果情報生成部１１４は、算出された相関度があらかじめ定められた閾値よりも大きいか否か判定する（ステップＳ３０３）。
【００４３】
算出された相関度があらかじめ定められた閾値よりも大きい場合（ステップＳ３０３：ＹＥＳ）、診断結果情報生成部１１４は、電気機器に部分放電が発生していると判定する（ステップＳ３０４）。診断結果情報生成部１１４は、波形情報に含まれる電気機器の劣化状態を含む診断結果情報を生成する（ステップＳ３０５）。算出された相関度があらかじめ定められた閾値以下の場合（ステップＳ３０３：ＮＯ）、診断結果情報生成部１１４は、ステップＳ１０９及びステップＳ１１０を実行する。
【００４４】
このように構成された部分放電診断装置１００では、センサ１０１は、電気機器の放電によって生じる現象に応じて電気信号を生成する。パルス波形生成部１１２は、電気信号に基づいてパルス波形を生成する。パルス波形解析部１１３は、パルス波形の形状に基づいて、パルス波形の極値点の個数又は周波数成分を含む特徴情報を生成する。診断結果情報生成部１１４は、特徴情報に基づいて、電気機器で発生する部分放電の診断結果を表す診断結果情報を生成する。診断結果情報には、部分放電の種類又は電気機器の劣化状態が含まれる。部分放電診断装置の使用者は、診断結果情報を確認することで、より簡単に電気機器の部分放電を診断することができる。また、診断結果情報生成部１１４は、生成されたパルス波形と波形情報に含まれるパルス波形の形状を表す形状情報とに基づいて、パルス波形と形状情報との相関度を算出する。診断結果情報生成部１１４は、相関度に基づいて、診断結果情報を生成してもよい。部分放電診断装置の使用者は、診断結果情報を確認することで、より簡単に電気機器の部分放電を診断することができる。このように、部分放電診断装置１００は、パルス波形又はパルス波形から得られる特徴情報に基づいて電気機器の部分放電を診断することで、電気機器の点検者等の運用者は、従来のようなφ−ｑ−ｎパターン等の複数のパラメータについて解析する必要がなくなるため、部分放電の発生を診断するアルゴリズムの構築が容易となる。
【００４５】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態における部分放電診断装置について説明する。図８は、第２の実施形態の部分放電診断システム１のシステム構成図である。部分放電診断システム１は、部分放電診断装置１０２ａ及び信号取得装置２００から構成される。部分放電診断装置１０２ａ及び信号取得装置２００は、ネットワーク３００を介して互いに通信可能に接続される。ネットワーク３００は、どのようなネットワークで構築されてもよい。例えば、ネットワーク３００は、インターネットで構成されてもよい。
【００４６】
部分放電診断装置１０２ａは、制御部１０９の代わりに制御部１０９ａを備え、センサ１０１を備えない点で第１の実施形態における部分放電診断装置１０２と異なる。部分放電診断装置１０２ａは、それ以外の点については、第１の実施形態における部分放電診断装置１０２と同じである。以下、第１の実施形態と異なる点について説明する。
【００４７】
制御部１０９ａは、部分放電診断装置１０２ａの各部の動作を制御する。制御部１０９ａは、例えばＣＰＵ等のプロセッサ及びＲＡＭを備えた装置により実行される。制御部１０９ａは、部分放電診断プログラムを実行することによって、フィルタリング部１１１、パルス波形生成部１１２、パルス波形解析部１１３、診断結果情報生成部１１４及びセンサ情報取得部１１５として機能する。
【００４８】
センサ情報取得部１１５は、信号取得装置２００から受け付けたセンサ情報を取得する。センサ情報取得部１１５は取得されたセンサ情報をセンサ情報記憶部１０６に記録する。
【００４９】
信号取得装置２００は、センサ２０１及び信号取得装置２０２を備える。信号取得装置２０２は、パーソナルコンピュータ、スマートフォン又はタブレットコンピュータ等の情報処理装置である。信号取得装置２０２は、センサ２０１から出力された電気信号に基づいて、センサ情報を生成する。信号取得装置２０２は生成されたセンサ情報を部分放電診断装置１０２ａに送信する。信号取得装置２０２は、信号取得プログラムを実行することによって通信部２０３及び及び制御部２０４を備える装置として機能する。
【００５０】
センサ２０１は、金属製の電極を含んで構成される。センサ２０１は、電気機器の放電によって生じた電気信号を取得する。電気機器の放電によって生じた電気信号は、例えば、接地電位、電磁波、接地線電流、振動又は音等の物理量を表す。センサ２０１は、信号線を介して信号取得装置２０２に接続されている。センサ２０１は、取得された電気信号を信号取得装置２０２に出力する。なお、センサ２０１は、電磁波を検出するアンテナであってもよいし、接地電流を検出する高周波ＣＴであってもよい。
【００５１】
通信部２０３は、ネットワークインタフェースである。通信部２０３はネットワークを介して、外部の通信装置と通信する。通信部２０３は、例えば無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ又はＬＴＥ等の通信方式で通信してもよい。外部の通信装置は、例えばパーソナルコンピュータ、サーバ等の情報処理装置であってもよいし、クラウドコンピューティングシステムであってもよい。
【００５２】
制御部２０４は、信号取得装置２０２の各部の動作を制御する。制御部２０４は、例えばＣＰＵ等のプロセッサ及びＲＡＭを備えた装置により実行される。制御部２０４は、信号取得プログラムを実行することによって、電気信号取得部２０５として機能する。
【００５３】
電気信号取得部２０５は、センサ２０１から受け付けた電気信号を取得する。電気信号取得部２０５は、電気信号から物理量を取得する。電気信号取得部２０５は、電気信号が取得された日時とセンサ２０１によって検知された物理量とを含むセンサ情報を生成する。電気信号取得部２０５は生成されたセンサ情報を部分放電診断装置１０２ａに送信する。なお、信号取得装置２００がセンサ２０１を複数備える場合、電気信号取得部２０５は、電気信号が取得された日時とセンサ２０１によって検知された物理量とセンサの識別情報とを含むセンサ情報を生成する。
【００５４】
このように構成された部分放電診断システム１では、信号取得装置２００が箱体１０の設置された場所で電気機器から電気信号を取得する。信号取得装置２００は、電気信号に基づいてセンサ情報を生成し、部分放電診断装置１０２ａに送信する。部分放電診断装置１０２ａは、センサ情報を取得する。部分放電診断装置１０２ａの診断結果情報生成部１１４は、取得されたセンサ情報から得られるパルス波形に基づいて、診断結果情報を生成する。したがって、部分放電診断システム１では、診断結果情報及びセンサ情報を異なる場所で管理することが可能となる。
【００５５】
パルス波形解析部１１３は、特徴情報を生成するにあたり、複数のパルス波形に基づいて特徴情報を生成するように構成されてもよい。例えば、パルス波形生成部１１２は、電気信号を２μｓ単位で分割する。ここで２μｓは、商用電源の周波数に応じて変動するものであり、１周期分のパルス波形が含まれる時間であればよい。パルス波形生成部１１２は、分割された電気信号からパルス波形を生成する。パルス波形解析部１１３は、生成されたパルス波形を重ね合わせる。パルス波形解析部１１３は、パルス波形を重ね合わせるにあたり、基準となる極性に合わせてパルス波形を重ね合わせる。例えば、基準となる極性が正極である場合、パルス波形解析部１１３は、負のパルス信号が取得された場合は、パルス信号を反転させて重ね合わせる。パルス波形解析部１１３は、重ね合わせたパルス波形に基づいて特徴情報を生成する。このように複数のパルス波形を重ね合わせて特徴情報を生成することで、部分放電診断装置１００は、より精度よく部分放電を診断することが可能になる。
【００５６】
パルス波形解析部１１３は、パルス波形に含まれる電荷量の絶対値を特徴情報に含めるように構成されてもよい。具体的には、パルス波形解析部１１３は、生成されたパルス波形の面積を算出する。パルス波形の面積は、電荷量の絶対値を表す。パルス波形解析部１１３は、電荷量の絶対値を含む特徴情報を生成する。診断結果情報生成部１１４は、電荷量の絶対値を含む特徴情報に基づいて、診断結果情報を生成する。電気機器の劣化状態の進行に伴い、パルス波形には極値点が増加する。このため、電荷量の絶対値は、劣化状態の進行に伴い増加する。診断結果情報生成部１１４は、特徴情報が所定の条件を満たす場合、部分放電が発生していることを示す診断結果情報を生成する。診断結果情報生成部１１４は、電荷量の絶対値に応じて、電気機器の劣化状態又は部分放電の種類を診断結果情報に含めてもよい。この場合、電気機器の劣化状態又は部分放電の種類は、電荷量の絶対値に対応付けて、予め部分放電診断装置１０２に記憶される。診断結果情報生成部１１４は、電荷量の絶対値が所定の条件を満たさない場合、部分放電が発生していないことを示す診断結果情報を生成する。このように、部分放電診断装置１００は、電荷量の絶対値を用いた場合であっても、より簡単に電気機器の部分放電を診断することが可能になる。
【００５７】
診断結果情報生成部１１４は、時間の経過に伴う特徴情報の変化量に基づいて診断結果情報を生成するように構成されてもよい。具体的には、診断結果情報生成部１１４は、時間の経過に伴う特徴情報の変化量を算出する。例えば、特徴情報が極値点の個数である場合、診断結果情報生成部１１４は、時間の経過に伴う極値点の個数の変化量を算出する。例えば、特徴情報が周波数成分である場合、診断結果情報生成部１１４は、時間の経過に伴う周波数成分の信号強度の変化量を算出する。診断結果情報生成部１１４は、1カ月毎の変化量を算出してもよいし、1年毎の変化量を算出してもよ。診断結果情報生成部１１４は、算出された変化量が所定の条件を満たす場合、部分放電が発生していることを示す診断結果情報を生成する。診断結果情報生成部１１４は、変化量に応じて、電気機器の劣化状態又は部分放電の種類を診断結果情報に含めてもよい。この場合、電気機器の劣化状態又は部分放電の種類は、変化量に対応付けて、予め部分放電診断装置１０２に記憶される。診断結果情報生成部１１４は、算出された変化量が所定の条件を満たさない場合、部分放電が発生していないことを示す診断結果情報を生成する。このように、診断結果情報生成部１１４が、時間の経過に伴う特徴情報の変化量に基づいて診断結果情報を生成することで、より簡単に固体絶縁物の絶縁劣化状態の推定することが可能になる。
【００５８】
部分放電診断装置１００は、複数の装置として構成されてもよい。部分放電診断装置１００は、クラウドコンピューティングシステムによって構成されてもよい。
【００５９】
上記各実施形態では、電気信号取得部１１０、フィルタリング部１１１、パルス波形生成部１１２、パルス波形解析部１１３及び診断結果情報生成部１１４はソフトウェア機能部であるものとしたが、ＬＳＩ等のハードウェア機能部であってもよい。
【００６０】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、パルス波形生成部１１２、パルス波形解析部１１３及び診断結果情報生成部１１４を持つことにより、より簡単に電気機器の部分放電を診断することができる。
【００６１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６２】
１…部分放電診断システム、１０…箱体、２０…接地母線、３０…接地極、１００…部分放電診断装置、１０１…センサ、１０２…部分放電診断装置、１０３…通信部、１０４…入力部、１０５…表示部、１０６…センサ情報記憶部、１０７…診断情報記憶部、１０８…波形情報記憶部、１０９…制御部、１１０…電気信号取得部、１１１…フィルタリング部、１１２…パルス波形生成部、１１３…パルス波形解析部、１１４…診断結果情報生成部、１０２ａ…部分放電診断装置、１０９ａ…制御部、１１５…センサ情報取得部、２００…信号取得装置、２０１…センサ、２０２…信号取得装置、２０３…通信部、２０４…制御部、２０５…電気信号取得部、３００…ネットワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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