(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、極性決定部と、特徴情報取得部と、診断部とを持つ。極性決定部は、診断対象の電気機器から発生した部分放電に関する電気信号の波形に基づいて、電気信号の極性を決定する。特徴情報取得部は、極性を決定された電気信号の波形に基づいて、電気信号に関する特徴情報を取得する。診断部は、特徴情報に基づいて電気機器の状態を診断する。【選択図】図１
2020204550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
診断対象の電気機器から発生した部分放電に関する電気信号の波形に基づいて、前記電気信号の極性を決定する極性決定部と、
前記極性を決定された前記電気信号の波形に基づいて、前記電気信号に関する特徴情報を取得する特徴情報取得部と、
前記特徴情報に基づいて前記電気機器の状態を診断する診断部と、
を備える、部分放電診断装置。
【請求項２】
前記極性決定部は、前記電気信号の波形と、前記電気機器の運転電圧の位相とに基づいて、前記電気信号の極性を決定する、
請求項１に記載の部分放電診断装置。
【請求項３】
前記極性決定部は、前記電気信号の第１波の波形に基づいて、前記電気信号の極性を決定する、
請求項１に記載の部分放電診断装置。
【請求項４】
前記特徴情報取得部は、前記電気信号の放電エネルギーを極性毎に算出し、算出された前記放電エネルギーの強度比を前記特徴情報として取得する
請求項１から３のいずれか一項に記載の部分放電診断装置。
【請求項５】
前記診断部は、前記特徴情報と特徴情報に対応付けされた電気機器の状態とに基づいて、前記診断対象の電気機器の状態を診断する
請求項１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】
前記診断部は、前記特徴情報と特徴情報に対応付けされた放電源の種類とに基づいて、前記診断対象の電気機器の状態を診断する
請求項１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】
前記診断部は、複数のタイミングで取得された前記特徴情報の経時変化に基づいて、前記診断対象の電気機器の状態を診断する
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、診断対象の電気機器から発生した部分放電に関する電気信号の波形に基づいて、前記電気信号の極性を決定する極性決定ステップと、
部分放電診断装置が、前記極性を決定された前記電気信号の波形に基づいて、前記電気信号に関する特徴情報を取得する特徴情報取得ステップと、
部分放電診断装置が、前記特徴情報に基づいて前記電気機器の状態を診断する診断ステップと、
を有する、部分放電診断方法。
【請求項９】
診断対象の電気機器から発生した部分放電に関する電気信号の波形に基づいて、前記電気信号の極性を決定する極性決定部と、
前記極性を決定された前記電気信号の波形に基づいて、前記電気信号に関する特徴情報を取得する特徴情報取得部と、
前記特徴情報に基づいて前記電気機器の状態を診断する診断部と、
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、センサや電極等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（例えば、φ−ｑ分布やφ−ｑ−ｎ分布）に基づいて部分放電の診断を行う。しかしながら、このような診断手法では、診断者には高度な知識及び豊富な経験が求められる。このため、知識及び経験に乏しい診断者にとって、診断することが難しい場合があった。
【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
【特許文献３】特開２０１７−１５６２３９号公報
【特許文献４】特開２０１１−３３５３８号公報
【特許文献５】特開２００９−１８０７４７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、極性決定部と、特徴情報取得部と、診断部とを持つ。極性決定部は、診断対象の電気機器から発生した部分放電に関する電気信号の波形に基づいて、前記電気信号の極性を決定する。特徴情報取得部は、前記極性を決定された前記電気信号の波形に基づいて、前記電気信号に関する特徴情報を取得する。診断部は、前記特徴情報に基づいて前記電気機器の状態を診断する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】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。
【図２】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】実施形態の運転電圧に応じたパルス波形の立ち上がりに関するグラフ。
【図４】実施形態の部分放電の進展に伴う電荷量の差を表す図。
【図５】実施形態の部分放電信号の経年変化の一具体例を示す散布図。
【図６】実施形態の部分放電の診断の処理の流れの一具体例を示すフローチャート。
【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】
図１は、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である。図１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。これらｎ個の箱体１０ａ、１０ｂ、・・・、１０ｎは、ほぼ直線状に配置される。これらの箱体１０ａ、１０ｂ、・・・、１０ｎには、電気機器に電力を供給する所定の電源系統が設けられる。各々の箱体１０は、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、例えば遮断器や主回路導体等の電気機器をそれぞれ収納する。電気機器は、経年劣化等によって部分放電を発生させる。箱体１０ａ、１０ｂ、・・・、１０ｎの正面には、電極１１０ａ、１１０ｂ、・・・、１１０ｎが接触するように固定される。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。以下、いずれの電極であるかを区別しないときは、単に電極１１０と称して説明する。
【０００９】
電極１１０は、箱体１０の表面電位を検出する。電極１１０は、検出された表面電位を電気信号として部分放電診断装置１００に出力する。電極１１０は、例えば箱体１０に半恒久的に接触する状態で設けられていてもよい。電極１１０は、例えば検査員等が箱体１０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１０に接触する形態でもよい。なお、図１に示される構成では１つの電極１１０が、箱体１０に設けられているが、複数の電極１１０が１つの箱体１０に設けられてもよい。1つの箱体１０に複数の電極１１０が設けられることで、部分放電診断装置１００は、より高い精度で箱体１０の表面電位を検出できる。このため、部分放電診断装置１００は、より高い精度で電気機器の状態を診断できる。
【００１０】
箱体１０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１０は、正面板、天井板、背面板、床板、側面板を含んで構成される。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に示される例では電極１１０は正面板に接触固定されているが、電極１１０は、他の構成板のいずれかに接触固定されていてもよい。構成板は、接地母線２０に接続される。
【００１１】
なお、図１では、部分放電信号を検出する方式として、電極１１０による表面電位を検出する方式を示したが、表面電位に限定されない。例えば、部分放電診断装置１００は、表面電位の代わりに電磁波を検出してもよい。この場合、部分放電診断装置１００は、電極１１０の代わりにアンテナから電気信号を取得する。アンテナは、電磁波を検出する。アンテナは、検出された電磁波に基づいて電気信号を部分放電診断装置１００に出力する。また、部分放電診断装置１００は、表面電位の代わりに接地電流を検出してもよい。この場合、部分放電診断装置１００は、電極１１０の代わりに高周波ＣＴ（Current Transformer）等のセンサから電気信号を取得する。センサは、接地電流を検出する。センサは、検出された接地電流に基づいて電気信号を部分放電診断装置１００に出力する。部分放電診断装置１００は、電気機器の部分放電に基づいて得られる物理量であれば、どのような物理量を取得してもよい。物理量は、例えば接地電位、電磁波、接地線電流、振動又は音等である。
【００１２】
図２は、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、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１００は、電極１１０から受け付けた電気信号に基づいて、診断対象の電気機器の状態を診断する。具体的には、部分放電診断装置１００は、部分放電の進展度と放電源の種類とを診断する。部分放電診断装置１００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１０１、入力部１０２、出力部１０３、電気信号記憶部１０４、診断情報記憶部１０５及び制御部１０６を備える装置として機能する。なお、電極１１０については、上記で説明しているため、説明を省略する。
【００１３】
通信部１０１は、ネットワークインタフェースである。通信部１０１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１０１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。
【００１４】
入力部１０２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１０２は、入力装置を部分放電診断装置１００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１０２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を生成し、部分放電診断装置１００に入力する。入力データは、例えば、部分放電診断装置１００が取得する電気信号を他の電極１１０に切り替える指示を示す指示情報であってもよい。
【００１５】
出力部１０３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。出力部１０３は、出力装置を部分放電診断装置１００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、出力部１０３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。
【００１６】
電気信号記憶部１０４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。電気信号記憶部１０４は、電極１１０によって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対応付けて記憶する。なお、部分放電診断装置１００が複数の電極１１０から電気信号を取得する場合、電気信号記憶部１０４は電極１１０の識別情報を、日時及び物理量に対応付けて記憶する。識別情報は、電極１１０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。
【００１７】
診断情報記憶部１０５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１０５は、複数の診断情報を記憶する。診断情報は、パルス波形の形状と放電源の種類とを対応付けした情報である。パルス波形の形状は、所定の電気機器から発生した放電源の種類に応じたパルス波形の形状を表す。パルス波形の形状は、放電源の種類に応じて異なる。放電源の種類は、部分放電を発生させる原因の種類である。放電源の種類は、例えば絶縁物内部に気泡が発生していること、電気機器表面が汚染していること等である。診断情報は、予め診断情報記憶部１０５に記憶される。なお、診断情報記憶部１０５は、パルス波形の形状と放電源の種類と部分放電の種類とを対応付けて記憶していてもよい。部分放電の種類とは、電気機器に発生しうる部分放電の名前を表す。部分放電の種類には、例えば絶縁物内部放電、ボイド放電、沿面放電又はコロナ放電等がある。パルス波形の形状は、部分放電の種類に応じて異なる。
【００１８】
制御部１０６は、部分放電診断装置１００の各部の動作を制御する。制御部１０６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１０６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１６１、部分放電信号検出部１６２、パルス極性判定部１６３、パルス波形解析部１６４及び部分放電診断部１６５として機能する。
【００１９】
電気信号取得部１６１は、電極１１０から電気信号を取得する。電気信号取得部１６１は、電気信号から物理量を取得する。電気信号取得部１６１は、電気信号が取得された日時と電極１１０によって取得された物理量とを対応付けた情報を生成する。電気信号取得部１６１は生成された情報を電気信号記憶部１０４に記録する。なお、部分放電診断装置１００が電極１１０を複数備える場合、電気信号取得部１６１は、電気信号が取得された日時と電極１１０によって検知された物理量と電極１１０の識別情報とを対応付けた情報を生成する。なお、部分放電診断装置１００が電極１１０を複数備える場合、電気信号取得部１６１は、入力部１０２からいずれの電極１１０から電気信号を取得するかを示す指示情報を受け付ける。電気信号取得部１６１は、受け付けた指示情報にて指定された電極１１０から電気信号を取得する。
【００２０】
部分放電信号検出部１６２は、電気信号から部分放電信号を検出する。以下、具体的に説明する。電気信号取得部１６１によって取得された電気信号は、ノイズ成分を含む。部分放電信号検出部１６２は、取得された電気信号からノイズ成分を除去する。部分放電信号検出部は、ノイズ成分を除去された電気信号を部分放電信号として検出する。部分放電信号検出部１６２は、例えば電極１１０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バンドパスフィルタであってもよい。部分放電信号検出部１６２は、ノイズが除去された部分放電信号をパルス極性判定部１６３に出力する。
【００２１】
パルス極性判定部１６３は、電気機器の運転電圧の位相と部分放電信号とに基づいて、部分放電信号の極性を判定する。以下、具体的に説明する。パルス極性判定部１６３は、ノイズが除去された部分放電信号から、部分放電を表すパルス信号を含む所定期間の信号を取得する。所定期間とは、例えばパルス信号の前後５μｓであってもよい。所定期間とは、例えばパルス信号の前後１０μｓであってもよい。所定期間とは、例えばパルス信号の前後１５μｓであってもよい。所定期間とは、パルス信号を含む期間の信号であれば、どのような期間であってもよい。パルス極性判定部１６３は、取得された信号に基づいてパルス波形を生成する。
【００２２】
次に、部分放電に関するパルス波形と運転電圧の位相との関係について説明する。図３は、実施形態の運転電圧に応じたパルス波形の立ち上がりに関するグラフである。図３のグラフでは、横軸は、位相である。縦軸は、放電電圧である。グラフ中の点線４０は、電気機器の運転電圧の位相を表す。また、パルス波５０は、部分放電信号を表す。領域６０は、正極性放電に関するパルス波形群を表す。領域７０は、負極性放電に関するパルス波形群を表す。部分放電信号は、運転電圧の立ち上がり又は立ち下がりに発生する。したがって、部分放電に関するパルス波形は、運転電圧の立ち上がり又は立ち下がりに発生する。運転電圧の位相が正極性である場合、部分放電に関するパルス波形は正極側に立ち上がる。この場合、パルス極性判定部１６３は、部分放電信号の極性を正極性に判定する。運転電圧の位相が負極性である場合、部分放電に関するパルス波形は負極側に立ち上がる。この場合、パルス極性判定部１６３は、部分放電信号の極性を負極性に判定する。パルス極性判定部１６３は、このような部分放電に関するパルス波形と運転電圧の位相との関係に基づいて、部分放電信号の極性を判定する。
【００２３】
図２に戻って、部分放電診断装置１００の説明を続ける。パルス極性判定部１６３は、判定結果に基づいて、正極性放電又は負極性放電にパルス波形を分類する。部分放電信号の極性が正極性であると判定された場合、パルス極性判定部１６３は、パルス波形を正極性放電に分類する。部分放電信号の極性が負極性であると判定された場合、パルス極性判定部１６３は、パルス波形を負極性放電に分類する。パルス極性判定部１６３は、正極性放電又は負極性放電に分類されたパルス波形をパルス波形解析部１６４に出力する。パルス極性判定部１６３は、極性決定部の一具体例である。極性決定部は、診断対象の電気機器から発生した部分放電に関する電気信号の波形に基づいて、電気信号の極性を決定する。
【００２４】
パルス波形解析部１６４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取得する。特徴情報とは、パルス波形の特徴に関する情報である。特徴情報は、正極性放電に分類されたパルス波形と負極性放電に分類されたパルス波形と、それぞれの極性毎に取得される。特徴情報は、例えばパルス波形の波高値と部分放電の発生品とに基づいて得られる情報であってもよい。特徴情報は、例えば、複数のパルス波形に基づいて算出される統計情報であってもよい。統計情報は、例えばパルス波形の波高値と部分放電の発生品とに基づいて得られる情報であってもよい。統計情報とは、例えばパルス波形の波高値の平均値であってもよい。統計情報とは、例えばパルス波形における部分放電の発生頻度であってもよい。統計情報とは、例えばパルス波形に基づいて得られる放電エネルギーであってもよい。放電エネルギーとは、例えば複数サイクル分の波高値の平均値と、部分放電の発生頻度の積である。具体的には、パルス波形解析部１６４は、複数のパルス波形（パルス波形群）をパルス極性判定部１６３から取得する。パルス波形解析部１６４は、パルス波形群の特徴情報を算出する。パルス波形解析部１６４は、正極性放電に分類されたパルス波形と、負極性放電に分類されたパルス波形と、それぞれのパルス波形ごとに特徴情報を算出する。パルス波形解析部１６４は、取得された特徴情報を部分放電診断部１６５に出力する。なお、特徴情報は、正極性の放電エネルギーを負極性の放電エネルギーで除算した強度比であってもよい。パルス波形解析部１６４は、特徴情報取得部の一具体例である。特徴情報取得部は、極性を決定された電気信号の波形に基づいて、電気信号に関する特徴情報を取得する。
【００２５】
部分放電診断部１６５は、パルス波形の特徴情報に基づいて、診断対象の電気機器の状態を診断する。部分放電診断部１６５は、例えばパルス波形の特徴情報に基づいて、部分放電の進展度を診断する。部分放電診断部１６５は、例えばパルス波形に基づいて、電気機器から生じる部分放電の種類を診断する。部分放電診断部１６５は、診断結果を出力部１０３に出力する。以下、具体的に説明する。
【００２６】
図４は、実施形態の部分放電の進展に伴う電荷量の差を表す図である。図４のグラフの横軸は、位相（Φ）である。図４のグラフの縦軸は、電荷量（Ｑ）である。正極性の電荷は、位相−３０〜１５０度付近で発生しやすい。負極性の電荷は、位相１５０〜３３０度付近で発生しやすい。部分放電の進展に応じて、正極性の電荷量は、負極性の電荷量よりも大きくなる。このため、部分放電診断部１６５は、例えば特徴情報から得られる放電エネルギーの強度比に基づいて部分放電の進展度を診断することができる。
【００２７】
図５は、実施形態の部分放電信号の経年変化の一具体例を示す散布図である。図５は、加速劣化させた計器用変圧器（６ｋＶ−ＶＴ）から取得された放電エネルギーの強度比の経年変化を表す。図５の散布図は、計器用変圧器（６ｋＶ−ＶＴ）に対する課電開始から絶縁破壊直前までの期間に取得した放電エネルギーの強度比の経年変化を表す。計器用変圧器（６ｋＶ−ＶＴ）は、定格電圧の２倍の電圧を印加されることで、加速劣化する。
【００２８】
図５の散布図の横軸は、加速劣化通算時間（年）である。図５の散布図の縦軸は、放電エネルギーの強度比である。加速劣化通算時間（年）は、電気機器を加速劣化させた時間である。図５は、電気機器から発生した部分放電の強度比と加速劣化通算時間（年）との散布図を表す。図５のように、放電エネルギーの強度比は、劣化初期から絶縁破壊直前にかけて大きく増加していることが分かる。図５によると、加速劣化通算時間（年）がＮになると、電気機器に絶縁破壊が発生する。絶縁破壊の直前には、放電エネルギーの強度比は１以上の値になる。このため、計器用変圧器等の電気機器は、劣化の進行に応じて正極性放電の放電エネルギーが増加する。したがって、部分放電診断装置１００は、放電エネルギーの強度比に基づいて、部分放電の進展度を評価することが可能になる。
【００２９】
図２に戻って、部分放電診断装置１００の説明を続ける。まず、部分放電診断部１６５は、パルス波形の特徴情報に基づいて、正極性放電と負極性放電との強度比を算出する。具体的には、部分放電診断部１６５は、特徴情報に基づいて正極性放電に関する放電エネルギーを算出する。部分放電診断部１６５は、特徴情報に基づいて負極性放電に関する放電エネルギーを算出する。部分放電診断部１６５は、正極性放電に関する放電エネルギーを負極性放電に関する放電エネルギーで除算することで強度比を算出する。なお、特徴情報が放電エネルギーの強度比である場合、この処理は省略される。
【００３０】
次に、部分放電診断部１６５は、算出された強度比に基づいて、部分放電の進展度を診断する。例えば、部分放電診断部１６５は、以下のような手順で部分放電の進展度を診断してもよい。まず、部分放電診断部１６５は、算出された強度比に基づいて、診断対象となる電気機器の現在の加速劣化通算時間（年）を推定する。例えば、部分放電診断部１６５は、加速劣化通算時間（年）を推定する数式に強度比を入力する。部分放電診断部１６５は、数式を解くことで加速劣化通算時間（年）を推定する。部分放電診断部１６５は、推定された加速劣化通算時間（年）と、絶縁破壊までの時間と、の差分を算出する。部分放電診断部１６５は、算出された差分を部分放電の進展度として決定する。なお、数式は、例えば、図５の散布図にプロットされた点に基づいて、決定された数式であってもよい。この場合、数式は、散布図にプロットされた点に対して回帰分析等の統計手法を用いて決定されてもよい。数式は、部分放電診断部１６５によって決定されてもよいし、予め部分放電診断部１６５に記憶されていてもよい。また、加速劣化通算時間（年）は、予め部分放電診断部１６５に記憶されていてもよい。
【００３１】
また、部分放電診断部１６５は、パルス波形に基づいて部分放電が発生した放電源の種類を診断する。具体的には、部分放電診断部１６５は、生成されたパルス波形の形状と診断情報に含まれるパルス波形の形状とに基づいて、放電源の種類を診断する。部分放電診断部１６５は、診断情報記憶部１０５から診断情報を取得する。部分放電診断部１６５は、診断情報に含まれるパルス波形の形状と生成されたパルス波形の形状と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。部分放電診断部１６５は、算出された相関度が所定の条件を満たす場合、診断情報に含まれるパルス波形に対応付けられた放電源の種類を取得する。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、部分放電診断部１６５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診断情報に対応付けられた放電源の種類を取得してもよい。また、部分放電診断部１６５は、複数の診断情報で相関度が所定の条件を満たす場合、所定の条件を満たす全ての放電源の種類を取得してもよい。部分放電診断部１６５は、取得された放電源の種類で示される原因によって部分放電が発生していると診断する。なお、部分放電診断部１６５は、診断情報に部分放電の種類が含まれている場合、放電源の種類に対応付けられた部分放電の種類を取得してもい。部分放電診断部１６５は、診断部の一具体例である。診断部は、特徴情報に基づいて診断対象の電気機器の状態を診断する。
【００３２】
図６は、実施形態の部分放電の診断の処理の流れの一具体例を示すフローチャートである。部分放電の診断は、所定のタイミングで行われる。所定のタイミングとは、箱体１０に設置された電極１１０が電気信号を取得したタイミングであってもよい。所定のタイミングとは、予め指定されたタイミングであってもよい。部分放電の診断は、電気信号が取得された後であればどのようなタイミングであってもよい。電気信号取得部１６１は、電極１１０から電気信号を取得する（ステップＳ１０１）。部分放電信号検出部１６２は、電気信号からノイズ成分を除去することで部分放電信号を検出する（ステップＳ１０２）。
【００３３】
パルス極性判定部１６３は、部分放電信号に基づいてパルス波形を生成する（ステップＳ１０３）。具体的には、パルス極性判定部１６３は、部分放電信号から、部分放電を表すパルス信号を含む所定期間の信号を取得する。パルス極性判定部１６３は、取得された信号に基づいてパルス波形を生成する。パルス極性判定部１６３は、生成されたパルス波形と運転電圧の発生位相とに基づいて、パルス波形の極性を判定する（ステップＳ１０４）。パルス極性判定部１６３は、例えば以下の手段でパルス波形の極性を判定してもよい。パルス極性判定部１６３は、運転電圧の位相が正極性である場合、パルス波形の極性は正極性であると判定する。パルス波形の極性が正極性であると判定された場合、パルス極性判定部１６３は、パルス波形を正極性放電に分類する。パルス極性判定部１６３は、運転電圧の位相が負極性である場合、パルス波形の極性は負極性であると判定する。パルス波形の極性が負極性であると判定された場合、パルス極性判定部１６３は、パルス波形を負極性放電に分類する。
【００３４】
パルス波形解析部１６４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取得する（ステップＳ１０５）。パルス波形解析部１６４は、例えば特徴情報として統計情報を算出する。具体的には、パルス波形解析部１６４は、正極性放電に分類されたパルス波形と、負極性放電に分類されたパルス波形と、それぞれのパルス波形ごとに統計情報を算出する。
【００３５】
部分放電診断部１６５は、特徴情報に基づいて放電エネルギーの強度比を算出する（ステップＳ１０６）。部分放電診断部１６５は、算出された強度比に基づいて部分放電の進展度を診断する（ステップＳ１０７）。部分放電診断部１６５は、パルス波形に基づいて部分放電が発生した放電源の種類を診断する（ステップＳ１０７）。出力部１０３は、部分放電の進展度と放電源の種類とを含む診断結果を出力する（ステップＳ１０９）。
【００３６】
このように構成された部分放電診断装置１００では、パルス極性判定部１６３が診断対象の電気機器から取得された電気信号の極性を判定する。パルス波形解析部１６４が、極性を判定された電気信号に含まれるパルス波形を解析して、電気信号の特徴情報を極性毎に取得する。特徴情報は、例えばパルス波形の波高値と部分放電の発生品とに基づいて得られる情報である。部分放電診断部１６５は、特徴情報に基づいて電気機器の状態を診断する。このように、部分放電診断装置１００は、φ−ｑ−ｎパターンや複数のパラメータを解析する必要がなく、より簡単に電気機器の状態を診断することができる。
【００３７】
＜変形例＞
部分放電診断部１６５は、放電エネルギーの強度比と部分放電の進展度とを対応付けて予め記憶していてもよい。この場合、部分放電診断部１６５は、算出された放電エネルギーの強度比に基づいて、部分放電診断部１６５に記憶された放電エネルギーの強度比を特定する。例えば、部分放電診断部１６５は、算出された放電エネルギーの強度比と同じ値を持つ放電エネルギーの強度比を部分放電診断部１６５から特定する。部分放電診断部１６５は、特定された放電エネルギーの強度比に対応付けされた部分放電の進展度を取得する。部分放電診断部１６５は、取得された部分放電の進展度を診断結果とする。
【００３８】
部分放電診断部１６５は、予め放電エネルギーの強度比と放電源の種類とを対応付けて記憶していてもよい。この場合、部分放電診断部１６５は、算出された放電エネルギーの強度比に基づいて、部分放電診断部１６５に記憶された放電エネルギーの強度比を特定する。例えば、部分放電診断部１６５は、算出された放電エネルギーの強度比と同じ値を持つ放電エネルギーの強度比をを部分放電診断部１６５から特定する。部分放電診断部１６５は、特定された放電エネルギーの強度比に対応付けされた放電源の種類を取得する。部分放電診断部１６５は、取得された放電源の種類を診断結果とする。
【００３９】
部分放電診断部１６５は、複数の異なるタイミングで取得された特徴情報の経時変化に基づいて、診断対象の電気機器の状態を診断してもよい。以下、具体的に説明する。パルス波形解析部１６４は、複数の異なるタイミングで取得されたパルス波形に基づいて、複数の異なるタイミング毎の特徴情報を取得する。パルス波形解析部１６４は、取得された複数の異なるタイミング毎の特徴情報を部分放電診断部１６５に出力する。部分放電診断部１６５は、複数の異なるタイミング毎の特徴情報に基づいて、タイミング毎の放電エネルギーの強度比を算出する。部分放電診断部１６５は、算出された放電エネルギーの強度比の経時変化を推定する。例えば、部分放電診断部１６５は、回帰分析等の統計手法を用いて、放電エネルギーの強度比を推定するための数式を決定する。部分放電診断部１６５は、決定された数式に基づいて、放電エネルギーの強度比が所定の閾値よりも大きくなる時期を算出することで、部分放電の進展度を診断してもよい。所定の閾値とは、例えば絶縁破壊が発生する直前の放電エネルギーの強度比であってもよい。所定の閾値とは、放電エネルギーの強度比に関する値であればよい。複数の異なるタイミングとは２以上のタイミングであればいくつであってもよい。なお、タイミング数が多くなるほど、部分放電診断装置１００は、部分放電の進展度の診断精度を高めることができる。
【００４０】
上述の実施形態では、パルス極性判定部１６３は、運転電圧に対する発生位相と部分放電に関するパルス波形とに基づいて、部分放電信号の極性を判定した。しかし、部分放電信号の極性の判定は、このような方法に限定されない。例えば、パルス極性判定部１６３は、部分放電信号のパルス波形に基づいて、部分放電信号の極性を判定するように構成されてもよい。以下、具体的に説明する。パルス極性判定部１６３は、パルス波形の第1波を特定する。部分放電信号のパルス波形の第１波が正極性である場合、パルス極性判定部１６３は、部分放電信号の極性を正極性に判定する。部分放電信号のパルス波形の第１波が負極性である場合、パルス極性判定部１６３は、部分放電信号の極性を負極性に判定する。このように構成されることで、電気機器の運転電圧の位相を取得することが出来ない場合であっても、パルス極性判定部１６３は、部分放電の極性を判定することができる。また、部分放電診断装置１００は、電気機器の部分放電を診断することができる。
【００４１】
上記各実施形態では、電気信号取得部１６１、部分放電信号検出部１６２、パルス極性判定部１６３、パルス波形解析部１６４及び部分放電診断部１６５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。
【００４２】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、パルス極性判定部１６３、パルス波形解析部１６４及び部分放電診断部１６５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。
【００４３】
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】
【００４４】
１０…箱体、２０…接地母線、３０…接地極、１００…部分放電診断装置、１０１…通信部、１０２…入力部、１０３…出力部、１０４…電気信号記憶部、１０５…診断情報記憶部、１０６…制御部、１１０…電極、１６１…電気信号取得部、１６２…部分放電信号検出部、１６３…パルス極性判定部、１６４…パルス波形解析部、１６５…部分放電診断部
【図１】
2020204550.tif 000003
【図２】
2020204550.tif 000004
【図３】
2020204550.tif 000005
【図４】
2020204550.tif 000006
【図５】
2020204550.tif 000007
【図６】
2020204550.tif 000008