(57)【要約】【課題】部分放電の検出精度を向上させることができる。【解決手段】部分放電検出装置は、信号取得部と、第１フィルタ部と、第２フィルタ部と、判定部と、を備える。信号取得部は、電気機器を収容した収容部材に設けられて検出信号を取得する。第１フィルタ部は、前記検出信号に含まれる、第１周波数以上の周波数の第１検出信号を抽出する。第２フィルタ部は、前記検出信号に含まれる、第２周波数と第３周波数との間の周波数帯域の第２検出信号を抽出する。判定部は、前記第１検出信号及び前記第２検出信号に基づいて、部分放電の存在を判定する。【選択図】図３
2020112578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器を収容した収容部材に設けられて検出信号を取得する信号取得部と、
前記検出信号に含まれる第１周波数以上の周波数の第１検出信号を抽出する第１フィルタ部と、
前記検出信号に含まれる第２周波数と第３周波数との間の周波数帯域の第２検出信号を抽出する第２フィルタ部と、
前記第１検出信号及び前記第２検出信号に基づいて、部分放電の存在を判定する判定部と、
を備える部分放電検出装置。
【請求項２】
前記判定部は、
前記第１検出信号及び前記第２検出信号のいずれか一方の強度が予め定められた第１強度閾値以上となった時刻である開始時刻から予め定められた判定時間の間に、前記第１検出信号及び前記第２検出信号の他方の強度が予め定められた第２強度閾値以上となった場合、前記部分放電が存在すると判定する
請求項１に記載の部分放電検出装置。
【請求項３】
前記判定部は、
前記第１検出信号の強度が前記第１強度閾値以上となった前記開始時刻から前記判定時間の間に、前記第２検出信号の強度が前記第２強度閾値以上となった場合、前記部分放電が存在すると判定する
請求項２に記載の部分放電検出装置。
【請求項４】
前記信号取得部が取得した前記検出信号を前記第１フィルタ部及び前記第２フィルタ部へ伝送する第１配線及び第２配線を有する伝送部を更に備え、
前記信号取得部は、
前記第１配線と接続され前記検出信号を取得する平面状の第１電極と、
前記第２配線と接続され前記第１電極と対向する平面状の第２電極と、
を有する請求項１から３のいずれか１項に記載の部分放電検出装置。
【請求項５】
電気機器を収容した収容部材に設けられて検出信号を取得する信号取得部と、
前記信号取得部が取得した検出信号を伝送する第１配線及び第２配線を有する伝送部と、
前記伝送部によって伝送された前記検出信号に基づいて、部分放電の存在を判定する判定部と、
を備え、
前記信号取得部は、
前記第１配線と接続され前記検出信号を取得する平面状の第１電極と、
前記第２配線と接続される前記第１電極と対向する平面状の第２電極と、
を有する部分放電検出装置。
【請求項６】
前記第２電極は、前記第１電極よりも前記収容部材の遠方に設けられている
請求項５に記載の部分放電検出装置。  
【請求項７】
前記第２電極は、前記第１電極よりも前記収容部材の近傍に設けられている
請求項５に記載の部分放電検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、部分放電検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機器及び電気機器を収容する箱体を有する電気装置の内部の破損等に起因する部分放電を検出する部分放電検出装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１４９８９６号公報
【特許文献２】特開２０１２−２２０２０９号公報
【特許文献３】特開２０１２−２２０２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、部分放電検出装置の部分放電の検出精度は十分と言えないといった課題がある。
【０００５】
実施形態は、上記に鑑みてなされたものであって、部分放電の検出精度を向上させることができる部分放電検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、実施形態の部分放電検出装置は、信号取得部と、第１フィルタ部と、第２フィルタ部と、判定部と、を備える。信号取得部は、電気機器を収容した収容部材に設けられて検出信号を取得する。第１フィルタ部は、前記検出信号に含まれる、第１周波数以上の周波数の第１検出信号を抽出する。第２フィルタ部は、前記検出信号に含まれる、第２周波数と第３周波数との間の周波数帯域の第２検出信号を抽出する。判定部は、前記第１検出信号及び前記第２検出信号に基づいて、部分放電の存在を判定する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１実施形態の部分放電検出装置を有する電気装置システムの斜視図である。
【図２】図２は、第１実施形態の電気装置システムの回路構成を説明する内部構成図である。
【図３】図３は、第１実施形態の部分放電検出装置の処理部の機能を示すブロック図である。
【図４】図４は、検出信号を説明する図である。
【図５】図５は、制御部が実行する判定用プログラムのフローチャートである。
【図６】図６は、第２実施形態の部分放電検出装置の処理部の機能を示すブロック図である。
【図７】図７は、第３実施形態の部分放電検出装置を有する電気装置システムの全体構成図である。
【図８】図８は、第４実施形態の部分放電検出装置を有する電気装置システムの全体構成図である。
【図９】図９は、第５実施形態の部分放電検出装置を有する電気装置システムの全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下の例示的な実施形態や変形例には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、同様の構成要素には共通の符号が付されるとともに、重複する説明が部分的に省略される。実施形態や変形例に含まれる部分は、他の実施形態や変形例の対応する部分と置き換えて構成されることができる。また、実施形態や変形例に含まれる部分の構成や位置等は、特に言及しない限りは、他の実施形態や変形例と同様である。
【０００９】
実施形態による部分放電検出装置は、電気装置の電気機器をモールドする絶縁材料の破損等に起因する部分放電の存在を、検出信号から抽出した部分放電に由来する第１検出信号及び第２検出信号に基づいて判定して検出する。
【００１０】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の部分放電検出装置１４を有する電気装置システム１０の斜視図である。図１に示すように、電気装置システム１０は、電気装置１２と、部分放電検出装置１４とを備える。
【００１１】
電気装置１２は、収容部材の一例である箱体２０と、電気機器２２と、接地部材２４とを有する。
【００１２】
箱体２０は、金属等の導体材料を含む。箱体２０は、例えば、６枚の平面を有する中空の直方体形状に構成されている。箱体２０は、電気機器２２及び接地部材２４を収容して保持する。
【００１３】
電気機器２２は、箱体２０の内部に設けられている。電気機器２２は、電気的な動作をする電気部品である。電気機器２２は、例えば、遮断器、スイッチ及び主回路導体等である。
【００１４】
接地部材２４は、箱体２０の内部に設けられている。接地部材２４は、地面等の接地電位に接続されている。接地部材２４は、箱体２０及び電気機器２２を接地する。
【００１５】
部分放電検出装置１４は、信号取得部３０と、伝送部３２と、処理部３４とを有する。
【００１６】
信号取得部３０は、箱体２０に設けられている。信号取得部３０は、例えば、絶縁材料を介して、箱体２０に固定または設置されている。信号取得部３０は、例えば、電極を含む。信号取得部３０は、部分放電に起因する電気的な変化（例えば、表面電位の変化）を示す検出信号ＤＳ０を取得する。
【００１７】
伝送部３２は、信号取得部３０と処理部３４とを接続する。伝送部３２の一例は、同軸ケーブルである。伝送部３２は、信号取得部３０が取得した検出信号ＤＳ０を処理部３４へ伝送する。
【００１８】
処理部３４は、伝送部３２を介して、信号取得部３０から検出信号ＤＳ０を取得する。処理部３４は、検出信号ＤＳ０に基づいて、部分放電の存在を判定して検出する処理を実行する。
【００１９】
図２は、第１実施形態の電気装置システム１０の回路構成を説明する内部構成図である。図２に示すように、電気機器２２は、商用電源等の電源９０に接続されている。電気機器２２は、電源９０から交流電力を受電する。
【００２０】
電気機器２２及び箱体２０は、接地部材２４に接続されている。これにより、電気機器２２及び箱体２０は、接地部材２４を介して、接地電位に接続される。この結果、電気機器２２及び箱体２０は、接地部材２４を介して、矢印ＡＲ１で示すように、接地電位との間で電流を流す。
【００２１】
箱体２０の内部には空気または樹脂等の絶縁材料が充填されている。これにより、電気機器２２は、絶縁材料によってモールドされる。電気機器２２は箱体２０と間隔を空けて配置されている。これにより、電気機器２２と箱体２０との間には、容量が構成される。この結果、矢印ＡＲ２で示すように、電気機器２２と箱体２０とを含む回路に電流が流れる。更に、箱体２０に流れる電流が生じさせた起電力が、矢印ＡＲ３で示すように、部分放電検出装置１４へと電流を流す。
【００２２】
図３は、第１実施形態の部分放電検出装置１４の処理部３４の機能を示すブロック図である。図３に示すように、部分放電検出装置１４の処理部３４は、第１フィルタ部の一例であるハイパスフィルタ４０と、第２フィルタ部の一例であるバンドパスフィルタ４２と、制御装置４４と、出力部４６とを備える。
【００２３】
ハイパスフィルタ４０は、伝送部３２を介して、信号取得部３０と接続されている。ハイパスフィルタ４０は、信号取得部３０から検出信号ＤＳ０を受信する。ハイパスフィルタ４０は、検出信号ＤＳ０に含まれる、予め定められた第１周波数以上の周波数の第１検出信号ＤＳ１を抽出して通過させ、第１周波数未満の周波数の検出信号ＤＳ０を遮断する。第１周波数の一例は、１００ＭＨｚである。ハイパスフィルタ４０は、制御装置４４と接続されている。ハイパスフィルタ４０は、第１検出信号ＤＳ１を制御装置４４へと送信する。
【００２４】
バンドパスフィルタ４２は、伝送部３２を介して、信号取得部３０と接続されている。バンドパスフィルタ４２は、信号取得部３０から検出信号ＤＳ０を受信する。バンドパスフィルタ４２は、検出信号ＤＳ０に含まれる、第２周波数と第３周波数との間の周波数帯域である抽出用周波数帯域の第２検出信号ＤＳ２を抽出して通過させ、抽出用周波数帯域以外の検出信号ＤＳ０を遮断する。第２周波数及び第３周波数は、第１周波数よりも小さい。第２周波数の一例は、１ＭＨｚである。第３周波数の一例は、２０ＭＨｚである。バンドパスフィルタ４２は、制御装置４４と接続されている。バンドパスフィルタ４２は、第２検出信号ＤＳ２を制御装置４４へと送信する。
【００２５】
制御装置４４は、制御部５０と、記憶部５２とを有する。制御装置４４の一例は、マイクロコンピュータ等のコンピュータである。
【００２６】
制御部５０は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等のプロセッサを含む演算装置である。制御部５０は、判定部の一例である第１判定部５４及び第２判定部５６を有する。第１判定部５４及び第２判定部５６は、伝送部３２によって伝送された第１検出信号ＤＳ１及び第２検出信号ＤＳ２に基づいて、部分放電の存在を判定して検出する。制御部５０は、例えば、記憶部５２に記憶された判定用プログラムを読み込むことによって、第１判定部５４及び第２判定部５６として機能する。第１判定部５４及び第２判定部５６の少なくとも一部は、回路等のハードウエアによって構成してもよい。
【００２７】
第１判定部５４は、第１検出信号ＤＳ１及び第２検出信号ＤＳ２のいずれか一方の強度が予め定められた第１強度閾値Ｔｈ１以上となった時刻である開始時刻ＳＴを抽出する。本実施形態の第１判定部５４は、第１検出信号ＤＳ１の強度が第１強度閾値Ｔｈ１以上となった開始時刻ＳＴを抽出する。第１判定部５４は、開始時刻ＳＴを第２判定部５６へ出力する。
【００２８】
第２判定部５６は、開始時刻ＳＴから判定時間ＪＴの間に第１検出信号ＤＳ１及び第２検出信号ＤＳ２の他方の強度が予め定められた第２強度閾値Ｔｈ２以上となった場合、部分放電が存在すると判定する。判定時間ＪＴは、一般的な部分放電が継続する時間であり、例えば、数μ秒である。開始時刻ＳＴから判定時間ＪＴの間に第２検出信号ＤＳ２の強度が第２強度閾値Ｔｈ２以上となった場合、本実施形態の第２判定部５６は、部分放電が存在すると判定する。一方、第２検出信号ＤＳ２の強度が開始時刻ＳＴから判定時間ＪＴの間に第２強度閾値Ｔｈ２以上とならない場合、第２判定部５６は、部分放電が存在しないと判定する。この場合、第２検出信号ＤＳ２の強度は第１検出信号ＤＳ１の強度よりも小さくなることが多いので、第２強度閾値Ｔｈ２は、第１強度閾値Ｔｈ１よりも小さいことが好ましい。第２判定部５６は、部分放電の存在を判定した結果である判定結果を出力部４６へ送信する。
【００２９】
記憶部５２は、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）等の記憶装置を含む。記憶部５２は、制御部５０によって実行される判定用プログラム等のプログラム、及び、プログラムの実行において使用されるパラメータ等を記憶する。記憶部５２は、例えば、判定時間ＪＴ、第１強度閾値Ｔｈ１及び第２強度閾値Ｔｈ２等をパラメータとして記憶する。
【００３０】
出力部４６の一例は、液晶ディスプレイ等の画像表示装置である。出力部４６は、制御部５０の第２判定部５６から判定結果を取得する。出力部４６は、部分放電の判定結果を示す画像を表示して出力する。出力部４６は、音声等によって判定結果を出力してもよい。
【００３１】
図４は、検出信号を説明する図である。図４に示すように、信号取得部３０は、箱体２０の表面電位の時間変化を検出信号ＤＳ０として取得する。
【００３２】
ハイパスフィルタ４０は、検出信号ＤＳ０のうち、第１周波数である１００ＭＨｚ以上の周波数の第１検出信号ＤＳ１を通過させて、制御部５０へと送信する。バンドパスフィルタ４２は、第２周波数である１ＭＨｚと第３周波数である２０ＭＨｚとの間の抽出用周波数帯域の第２検出信号ＤＳ２を通過させて、制御部５０へと送信する。
【００３３】
一般に、部分放電は、電気機器２２に電源９０から供給される交流電力の周波数の２倍の周波数で数μ秒の間発生する場合が多い。本願発明者は、複数種の電気機器２２によって発生する数μ秒の各部分放電を測定した。これにより、本願発明者は、各部分放電が電磁波に由来すると考えられる１００ＭＨｚ（即ち、第１周波数）以上の第１検出信号ＤＳ１と、部分放電によって接地電位へと流れる接地電流に由来すると考えられる１ＭＨｚ（即ち、第２周波数）と２０ＭＨｚ（即ち、第３周波数）との間の周波数帯域の第２検出信号ＤＳ２とを含むことを見出した。即ち、本願発明者は、部分放電が存在する時間帯に、第１検出信号ＤＳ１及び第２検出信号ＤＳ２の両方が強くなることを見出した。
【００３４】
例えば、部分放電は、第１検出信号ＤＳ１及び第２検出信号ＤＳ２の両方の電位（即ち、強度）が高くなっている時間帯（図４の点線の四角で示す時間帯）に存在する。一方、図４に一点鎖線の四角で示す時間帯は、第１検出信号ＤＳ１及び第２検出信号ＤＳ２のいずれか一方の電位しか高くなっていないので、部分放電は存在しない。これにより、制御部５０は、第１検出信号ＤＳ１の強度が第１強度閾値Ｔｈ１以上となる開始時刻ＳＴから判定時間ＪＴの間に、第２検出信号ＤＳ２が第２強度閾値Ｔｈ２以上となった場合、部分放電が存在すると判定できる。このように、制御部５０は、第１検出信号ＤＳ１及び第２検出信号ＤＳ２の強度に基づいて、部分放電の存在を判定することができる。
【００３５】
図５は、制御部５０が実行する判定用プログラムのフローチャートである。制御部５０は、記憶部５２から判定用プログラムを読み込むことによって、図５に示すフローチャートの処理を開始する。
【００３６】
図５に示すように、制御部５０の第１判定部５４は、ハイパスフィルタ４０から第１検出信号ＤＳ１を取得する（Ｓ１００）。例えば、第１判定部５４は、第１検出信号ＤＳ１の電位または当該電位の絶対値（即ち、大きさ）に対応する強度を取得する。
【００３７】
第１判定部５４は、記憶部５２から第１強度閾値Ｔｈ１を取得して、第１検出信号ＤＳ１の強度が第１強度閾値Ｔｈ１以上か否かを判定する（Ｓ１０２）。第１判定部５４は、第１検出信号ＤＳ１の強度が第１強度閾値Ｔｈ１以上でないと判定すると（Ｓ１０２：Ｎｏ）、ステップＳ１００以降を繰り返す。この後、第１判定部５４は、第１検出信号ＤＳ１の強度が第１強度閾値Ｔｈ１以上となるまで、ステップＳ１００、Ｓ１０２を繰り返す。
【００３８】
第１判定部５４は、第１検出信号ＤＳ１の強度が第１強度閾値Ｔｈ１以上であると判定すると（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、当該判定の時刻を開始時刻ＳＴとして、第２判定部５６へ出力する（Ｓ１０４）。
【００３９】
第２判定部５６は、開始時刻ＳＴを取得すると、バンドパスフィルタ４２から第２検出信号ＤＳ２を取得する（Ｓ１０６）。第２判定部５６は、第２検出信号ＤＳ２の電位または当該電位の絶対値（即ち、大きさ）に対応する強度を取得する。尚、第２判定部５６は、開始時刻ＳＴとともに、第１判定部５４を介してバンドパスフィルタ４２から第２検出信号ＤＳ２を取得してもよい。
【００４０】
第２判定部５６は、記憶部５２から第２強度閾値Ｔｈ２を取得して、第２検出信号ＤＳ２の強度が第２強度閾値Ｔｈ２以上か否かを判定する（Ｓ１０８）。
【００４１】
第２判定部５６は、第２検出信号ＤＳ２の強度が第２強度閾値Ｔｈ２以上でないと判定すると（Ｓ１０８：Ｎｏ）、記憶部５２から判定時間ＪＴを取得して、開始時刻ＳＴから判定時間ＪＴが経過したか否かを判定する（Ｓ１１０）。第２判定部５６は、判定時間ＪＴが経過していないと判定すると（Ｓ１１０：Ｎｏ）、ステップＳ１０６以降を繰り返す。即ち、第２判定部５６は、第２検出信号ＤＳ２の強度が第２強度閾値Ｔｈ２以上とならない場合、開始時刻ＳＴから判定時間ＪＴが経過するまで、ステップＳ１０６、Ｓ１０８を繰り返す。
【００４２】
一方、第２判定部５６は、開始時刻ＳＴから判定時間ＪＴが経過したと判定すると（Ｓ１１０：Ｙｅｓ）、ステップＳ１００以降を繰り返す。このように、判定時間ＪＴ内に第２検出信号ＤＳ２の強度が第２強度閾値Ｔｈ２以上とならないことは、第１検出信号ＤＳ１及び第２検出信号ＤＳ２の両方の強度が同じ時間帯内で大きくならなかったことを意味する。この場合、第２判定部５６は、部分放電が存在しないと判定して、ステップＳ１００以降を繰り返す。
【００４３】
ここで、開始時刻ＳＴから判定時間ＪＴ内に第２検出信号ＤＳ２の強度が第２強度閾値Ｔｈ２以上となった場合、第１検出信号ＤＳ１及び第２検出信号ＤＳ２の両方の強度が同じ時間帯内で大きくなっていることを意味し、部分放電が存在することを示す。この場合、第２判定部５６は、第２検出信号ＤＳ２の強度が第２強度閾値Ｔｈ２以上になったと判定することにより（Ｓ１０８：Ｙｅｓ）、部分放電が存在すると判定して、存在する旨の判定結果を出力部４６へ送信する（Ｓ１１２）。この後、出力部４６は、当該判定結果を画像または音声等によって出力する。
【００４４】
上述したように、部分放電検出装置１４では、第１判定部５４及び第２判定部５６が、検出信号ＤＳ０のうち、部分放電によって大きくなる第１周波数以上の第１検出信号ＤＳ１及び抽出用周波数帯域の第２検出信号ＤＳ２に基づいて、部分放電の存在を判定して検出している。このように、部分放電検出装置１４は、部分放電の検出においてノイズとなる第１検出信号ＤＳ１及び第２検出信号ＤＳ２以外の信号成分を検出信号ＤＳ０から除去して、部分放電の存在を判定するので、部分放電の検出精度を向上させることができる。
【００４５】
部分放電検出装置１４では、第１判定部５４が、抽出用周波数帯域よりも周波数が高くノイズの少ない第１検出信号ＤＳ１に基づいて開始時刻ＳＴを判定するので、開始時刻ＳＴの判定を向上させて、部分放電の判定精度を向上させることができる。
【００４６】
＜第２実施形態＞
図６は、第２実施形態の部分放電検出装置１１４の処理部１３４の機能を示すブロック図である。図６に示すように、部分放電検出装置１１４の処理部１３４は、ハイパスフィルタ４０と、バンドパスフィルタ４２と、ピーク検波部６０と、制御装置４４と、出力部４６とを備える。
【００４７】
ピーク検波部６０は、ハイパスフィルタ４０が送信した高周波数の第１検出信号ＤＳ１のピークを鈍らせ低周波にする。例えば、ピーク検波部６０は、検波用閾値以上の強度を有する各ピークの時間幅（例えば、半値幅）が広がるように、第１検出信号ＤＳ１のピークを鈍らせる。検波用閾値は、例えば、第１強度閾値Ｔｈ１よりも小さい。
【００４８】
制御装置４４の制御部５０は、第１判定部５４と、第２判定部５６と、ウェーブレット処理部６２とを有する。制御部５０は、例えば、記憶部５２に記憶された判定用プログラムを読み込むことによって、第１判定部５４、第２判定部５６及びウェーブレット処理部６２として機能する。
【００４９】
第１判定部５４は、ピーク検波部６０が鈍らせた第１検出信号ＤＳ１の強度と第１強度閾値Ｔｈ１とを比較する。第１判定部５４は、第１検出信号ＤＳ１の強度が第１強度閾値Ｔｈ１以上となった時刻を開始時刻ＳＴとして、第２判定部５６へ出力する。
【００５０】
ウェーブレット処理部６２は、ノイズ等を含む第２検出信号ＤＳ２にウェーブレット処理を実行することにより、第２周波数と第３周波数との間の抽出用周波数帯域のノイズが低減された第２検出信号ＤＳ２を抽出する。本実施形態では、バンドパスフィルタ４２及びウェーブレット処理部６２が、第２フィルタ部の一例である。
【００５１】
本実施形態では、バンドパスフィルタ４２を省略してもよい。この場合、ウェーブレット処理部６２は、検出信号ＤＳ０にウェーブレット処理を実行して、第２周波数と第３周波数との間の抽出用周波数帯域の第２検出信号ＤＳ２を抽出する。
【００５２】
ウェーブレット処理部６２は、記憶部５２に予め格納された複数のウェーブレット解析を含むウェーブレットデータベースから、ノイズの少ない第２検出信号ＤＳ２を抽出するために選択した最適なウェーブレット解析に基づいてウェーブレット処理を実行してもよい。
【００５３】
ウェーブレット処理部６２は、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１０２とステップＳ１０６との間で、ウェーブレット処理を実行する。ウェーブレット処理部６２は、抽出した第２検出信号ＤＳ２を第２判定部５６へ出力する。
【００５４】
第２判定部５６は、ウェーブレット処理部６２がウェーブレット処理を実行した第２検出信号ＤＳ２に基づいて、部分放電の存在を判定する。
【００５５】
第２実施形態の部分放電検出装置１１４では、ピーク検波部６０が鈍らせた第１検出信号ＤＳ１に基づいて、第１判定部５４が開始時刻ＳＴを判定するので、より確実に開始時刻ＳＴを判定することができる。
【００５６】
部分放電検出装置１１４では、制御部５０のウェーブレット処理部６２が検出信号ＤＳ０をウェーブレット処理して第２検出信号ＤＳ２を生成するので、第２検出信号ＤＳ２の抽出用周波数帯域の変更等に容易に対応できる。更に、ウェーブレット処理部６２は、バンドパスフィルタ４２が送信した第２検出信号ＤＳ２に対してウェーブレット処理を実行するので、部分放電検出装置１１４は、第２検出信号ＤＳ２のノイズをより低減できる。
【００５７】
＜第３実施形態＞
図７は、第３実施形態の部分放電検出装置２１４を有する電気装置システム２１０の全体構成図である。図７に示すように、第３実施形態の部分放電検出装置２１４は、伝送部３２と、信号取得部２３０と、処理部３４とを備える。
【００５８】
伝送部３２は、第１配線の一例であり芯線とも呼ばれる内部配線６４と、第２配線の一例である外周配線６６と、絶縁部材６８とを有する。内部配線６４及び外周配線６６は、銅等の導電性材料を含む。内部配線６４及び外周配線６６は、信号取得部２３０と処理部３４とを電気的に接続する。これにより、伝送部３２は、信号取得部２３０が取得した検出信号をハイパスフィルタ４０及びバンドパスフィルタ４２へ伝送する。外周配線６６は、内部配線６４を囲むように、内部配線６４の外周側に設けられている。絶縁部材６８は、絶縁材料を含む。絶縁部材６８は、内部配線６４と外周配線６６との間、及び、外周配線６６の外周側に設けられている。これにより、絶縁部材６８は、内部配線６４と外周配線６６とを電気的に絶縁する。尚、外周配線６６の外周側に設けられた絶縁部材６８は、シースとも呼ばれる。
【００５９】
信号取得部２３０は、第１電極７０と、第２電極７２と、第１接続配線７４と、第２接続配線７６とを有する。
【００６０】
第１電極７０及び第２電極７２は、平面状に構成されている。第１電極７０及び第２電極７２は、導電性材料を含む。
【００６１】
第１電極７０は、絶縁塗料等を含む絶縁膜７８を介して、箱体２０に設けられている。第１電極７０は、検出信号ＤＳ０を取得する。尚、絶縁膜７８の比誘電率は、小さいほど好ましい。第１電極７０は、箱体２０の一面とほぼ平行に設置されている。第１電極７０は、第１接続配線７４と接続されている。これにより、第１電極７０は、第１接続配線７４を介して、伝送部３２の内部配線６４と電気的に接続される。
【００６２】
第２電極７２は、第１電極７０を挟み、箱体２０の反対側に配置されている。即ち、第２電極７２は、第１電極７０よりも箱体２０の遠方に設けられている。第２電極７２は、伝送部３２の箱体２０側の端部よりも、箱体２０側に配置されている。第２電極７２は、第１電極７０と間隔ｄを空けて配置されている。第２電極７２と第１電極７０との間には、空気または絶縁材料等が介在している。従って、第２電極７２は、第１電極７０と電気的に絶縁されている。第２電極７２は、第１電極７０及び箱体２０の一面とほぼ平行に設置されている。第２電極７２の中央部には、第１接続配線７４を通すための開口７３が形成されている。第２電極７２は、第２接続配線７６と接続されている。これにより、第２電極７２は、第２接続配線７６を介して、伝送部３２の外周配線６６と電気的に接続される。第２電極７２は、電気的にフローティングしている。尚、第２電極７２は、地面等の接地電位に接続されていてもよい。
【００６３】
次に、第１電極７０と第２電極７２との間の間隔ｄの一例について説明する。第１電極７０及び第２電極７２と間の間隔ｄは、次の式（１）で示す検出信号ＤＳ０の強度Ｖが最大になるように設定することが好ましい。
Ｖ＝Ｅ×ｓｉｎ（２πｄ／λ）    ・・・（１）
尚、式（１）における“Ｅ”は検出信号ＤＳ０の強度Ｖの最大値である。“λ”は、第１検出信号ＤＳ１及び第２検出信号ＤＳ２のいずれかの周波数に対応する波長である。尚、波長λは、強度の小さい第２検出信号ＤＳ２の抽出用周波数帯域に対応する波長であることがより好ましい。従って、間隔ｄは、次の式（２）を満たすことが好ましい。但し、ｎは正の整数。
ｄ＝（２ｎ＋１）λ／４    ・・・（２）
【００６４】
第２電極７２は、箱体２０の一面と対向する領域の面積が大きいほど、大きい電流を流すことができ、検出信号ＤＳ０を大きくできる。従って、第２電極７２は、対向する箱体２０の一面と同じ形状及び同じ面積であることが好ましい。
【００６５】
上述したように部分放電検出装置２１４の信号取得部２３０は、伝送部３２の外周配線６６と接続され、箱体２０及び第１電極７０と対向する第２電極７２を有する。これにより、第１電極７０は、第２電極７２の電位を基準とする電位である、第１電極７０と第２電極７２との間に生じる直線的な電界による起電力を、部分放電に対応する検出信号ＤＳ０として電気装置１２から取得する。これにより、信号取得部２３０は、伝送部３２の長さ及び配置等によって変化する部分放電の電荷量の影響による検出信号ＤＳ０の揺らぎを低減して、検出信号ＤＳ０を安定させることができる。
【００６６】
部分放電検出装置２１４では、第１電極７０と箱体２０の一面との間に容量が形成されている。これにより、第１電極７０が、箱体２０の一面の電位の変化を検出信号ＤＳ０として取得する。ここで、部分放電検出装置２１４は、箱体２０の一面と対向する第２電極７２を有するので、箱体２０の一面に流れる表面電流の大きさに応じた電流が第２電極７２に流れる。この結果、部分放電検出装置２１４は、第１電極７０が取得する検出信号ＤＳ０を大きくすることができ、相対的にノイズを小さくすることができる。更に、第２電極７２の面積が、対向する箱体２０の一面と同じ面積なので、部分放電検出装置２１４の大型化を抑制しつつ、検出信号ＤＳ０をより大きくすることができる。
【００６７】
また、部分放電検出装置２１４では、第２電極７２の位置を式（２）で示す位置に配置することによって、検出信号ＤＳ０をより大きくすることができる。
【００６８】
部分放電検出装置２１４では、第２電極７２が、伝送部３２よりも箱体２０側に配置されている。これにより、第２電極７２は、箱体２０の一面に流れる電流による電磁波を遮断することができるので、伝送部３２へのノイズとなる当該電磁波の影響を低減できる。
【００６９】
＜第４実施形態＞
図８は、第４実施形態の部分放電検出装置３１４を有する電気装置システム３１０の全体構成図である。図８に示すように、第４実施形態の部分放電検出装置３１４は、信号取得部３３０と、伝送部３２と、処理部３４とを備える。
【００７０】
信号取得部３３０は、第１電極７０と、第２電極７２と、第１接続配線７４と、第２接続配線３７６とを有する。第２接続配線３７６は、折り返し部３７７を有する。折り返し部３７７は、第２電極７２の近傍から第１電極７０の近傍まで延び、第１電極７０の近傍で折り返して、第２電極７２まで延びる。これにより、第２接続配線３７６の折り返し部３７７を流れる往路の電流と復路の電流とが互いに打ち消し合うので、電磁ノイズを低減できる。
【００７１】
＜第５実施形態＞
図９は、第５実施形態の部分放電検出装置４１４を有する電気装置システム４１０の全体構成図である。図９に示すように、第５実施形態の部分放電検出装置４１４は、信号取得部４３０と、伝送部３２と、処理部３４とを備える。
【００７２】
信号取得部４３０は、第１電極４７０と、第２電極４７２と、第１接続配線７４と、第２接続配線７６とを有する。
【００７３】
第１電極４７０及び第２電極４７２は、平面状に構成されている。第１電極４７０及び第２電極４７２は、箱体２０の一面とほぼ平行に配置されている。
【００７４】
第２電極４７２は、絶縁塗料等を含む絶縁膜７８を介して、箱体２０に設けられている。第１電極４７０は、第２電極４７２を挟み、箱体２０の反対側に配置されている。即ち、第２電極４７２は、第１電極４７０よりも箱体２０の近傍に設けられている。
【００７５】
部分放電検出装置４１４では、第２電極４７２が箱体２０に設けられているので、高周波数の信号において、第２電極４７２の電位と箱体２０の電位とをほぼ等しくすることができる。これにより、部分放電検出装置４１４では、第１電極４７０が取得する検出信号ＤＳ０のノイズを低減して、検出信号ＤＳ０を安定化することができる。
【００７６】
上述した各実施形態は適宜変更してよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【００７７】
上述の第３〜第５実施形態は、処理部３４を有する構成を例に説明したが、他の構成の処理部を有してもよい。例えば、第３〜第５実施形態は、処理部１３４等の他の部分放電の存在を判定可能な処理部を有していてもよい。他の処理部は、ハイパスフィルタ４０、バンドパスフィルタ４２、及び、ウェーブレット処理部６２のいずれかを有し、いずれかを省略していてもよい。
【００７８】
上述の実施形態では、収容部材として箱体２０を例に挙げたが、これに限定されない。例えば、収容部材は、電気機器２２がモールドされた絶縁材料によって構成してもよい。この場合、信号取得部３０、２３０、３３０、４３０は、モールドの絶縁材料に設けられる。
【００７９】
上述の実施形態では、第１判定部５４及び第２判定部５６は、部分放電が存在すると一度判定すると、その旨の判定結果を出力したが、これに限定されない。例えば、第１判定部５４及び第２判定部５６が、部分放電が存在すると複数回判定した場合に、部分放電が存在する旨の判定結果を出力してもよい。更に、第１判定部５４及び第２判定部５６は、複数回の部分放電が予め定められた判定用周期ごとに存在すると判定した場合、部分放電が存在する旨の判定結果を出力してもよい。判定用周期の一例は、電源９０が電気機器２２に供給する交流電力の周期の２倍である。この判定用周期の値は、部分放電が当該交流電力の２倍の周期で発生することによる。
【００８０】
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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。
【図１】
2020112578.tif 000003
【図２】
2020112578.tif 000004
【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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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年5月15日(2020.5.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器を収容した収容部材に設けられて検出信号を取得する信号取得部と、
前記検出信号に含まれる、部分放電が電磁波に由来するものとして定められた第１周波数以上の周波数の第１検出信号を抽出して通過させ、前記検出信号に含まれる当該第１周波数未満の周波数の検出信号を遮断する第１フィルタ部と、
前記検出信号に含まれる、前記第１周波数より低い周波数帯域であって、部分放電によって接地電位へと流れる接地電流に由来するものとして定められた第２周波数と第３周波数との間の周波数帯域である抽出用周波数帯域の第２検出信号を抽出して通過させ、前記検出信号に含まれる前記抽出用周波数帯域以外の検出信号を遮断する第２フィルタ部と、
前記第１フィルタ部を通過した前記第１検出信号及び前記第２フィルタ部を通過した前記第２検出信号に基づいて、部分放電の存在を判定する判定部と、
を備える部分放電検出装置。
【請求項２】
前記判定部は、
前記第１検出信号及び前記第２検出信号のいずれか一方の強度が予め定められた第１強度閾値以上となった時刻である開始時刻から予め定められた判定時間の間に、前記第１検出信号及び前記第２検出信号の他方の強度が予め定められた第２強度閾値以上となった場合、前記部分放電が存在すると判定する
請求項１に記載の部分放電検出装置。
【請求項３】
前記判定部は、
前記第１検出信号の強度が前記第１強度閾値以上となった前記開始時刻から前記判定時間の間に、前記第２検出信号の強度が前記第２強度閾値以上となった場合、前記部分放電が存在すると判定する
請求項２に記載の部分放電検出装置。
【請求項４】
前記信号取得部が取得した前記検出信号を前記第１フィルタ部及び前記第２フィルタ部へ伝送する第１配線及び第２配線を有する伝送部を更に備え、
前記信号取得部は、
前記第１配線と接続され前記検出信号を取得する平面状の第１電極と、
前記第２配線と接続され前記第１電極と対向する平面状の第２電極と、
を有する請求項１から３のいずれか１項に記載の部分放電検出装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、実施形態の部分放電検出装置は、信号取得部と、第１フィルタ部と、第２フィルタ部と、判定部と、を備える。信号取得部は、電気機器を収容した収容部材に設けられて検出信号を取得する。第１フィルタ部は、前記検出信号に含まれる、部分放電が電磁波に由来するものとして定められた第１周波数以上の周波数の第１検出信号を抽出して通過させ、前記検出信号に含まれる当該第１周波数未満の周波数の検出信号を遮断する。第２フィルタ部は、前記検出信号に含まれる、前記第１周波数より低い周波数帯域であって、部分放電によって接地電位へと流れる接地電流に由来するものとして定められた第２周波数と第３周波数との間の周波数帯域である抽出用周波数帯域の第２検出信号を抽出して通過させ、前記検出信号に含まれる前記抽出用周波数帯域以外の検出信号を遮断する。判定部は、前記第１フィルタ部を通過した前記第１検出信号及び前記第２フィルタ部を通過した前記第２検出信号に基づいて、部分放電の存在を判定する。