(57)【要約】      （修正有）【課題】被計測電気機器からの部分放電による信号と、連続的ノイズ信号とが容易に判別できるようにする。【解決手段】被計測電気機器に配置された部分放電信号を含んだ信号検出用のセンサ１１を設け、センサ１１が検出した信号は、増幅器１２で増幅されて分配器１３で複数ｋ個に分配される。分配された信号は、帯域フィルタ１４1〜１４kに入力され、その帯域フィルタ１４1〜１４kの出力には、信号Ｆ1〜Ｆkが送出される。出力された信号Ｆ1〜Ｆkは、パルス変換器１５1〜１５kに入力され、出力にパルス信号Ｐ1〜Ｐkを送出する。次に、パルス変換器１５1〜１５kの各出力信号は、第１時間解析の信号抽出部１６に送られた後、第２時間解析の信号処理部１７に供給されてから第３時間解析の判定部１８に送られる。判定部１８に送られた信号は、診断データベース１９に予め格納されているデータと照合されて部分放電信号かどうかが判定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部分放電信号を含んだ信号を検出するセンサを被計測電気機器に配置し、このセンサで部分放電信号を含んだ信号を検出した後、検出した信号を複数に分配し、分配された信号を一定の周波数帯域毎にフィルタ処理してからそれぞれパルス信号に変換し、変換されたパルス信号からパルス数ごとに分類して信号を第１時間解析によりデータとして抽出し、抽出されたデータの信号発生時間を印加電圧の１／２周期またはｎ周期ごとに区切って第２時間解析によりデータを信号処理した後、その信号処理により得たデータ分布パターンと、予め部分放電発生時のデータ分布パターンやノイズ信号分布パターンが格納された診断データベースの分布パターンと照合し、その照合結果から前記被計測電気機器から発生した部分放電信号の有無を第３時間解析により判定することを特徴とする部分放電判別方法。
【請求項２】
前記第２時間解析によりデータを信号処理した後、その信号処理により得たデータ分布パターンは、データの信号発生時間に対する信号発生回数を棒グラフ表示させることを特徴とする請求項１記載の部分放電判別方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転中の電気機器から発生する部分放電信号とノイズ信号とを良好に判別することができる部分放電判別方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
運転中の電気機器から発生する部分放電信号とノイズ信号との判別方法としては、カットオフ周波数を変更しながら最適な周波数を選定して部分放電信号を計測する手段がある（特許文献１参照。）。
【０００３】
また、部分放電信号の平均化データを作製し減算することにより、同一タイミングで同一強度のノイズ信号が消去されるが、ランダムノイズ信号等は消去されないため、検出精度は良いとは言えない（特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００４−１０１４１８号公報
【特許文献２】特開平０７−２６０８６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
被計測電気機器から発生する部分放電信号を計測して、その信号が部分放電信号であるかノイズ信号であるかを判断する方法は、ノイズ信号と部分放電信号との判別が一番の問題となっている。
【０００５】
上記文献１の方法では、バックグランドノイズ信号は、判別できてもパルス状のノイズ信号は判別できない問題がある。また、計測を数回実施する必要があり、計測に時間がかかる問題もある。さらに、強いパルス状のノイズ信号があると、それを計測して部分放電であると誤判断してしまうおそれもある。
【０００６】
例えば、被計測電気機器が設置されてある現地での測定では、部分放電による信号の他に様々なノイズ信号が計測され、このノイズ信号との判別がかなり難しい。特に、部分放電とよく似たパルス状の信号が周辺機器からのノイズ信号として計測される時があり、この場合はノイズ信号なのか、部分放電信号なのかの判断が特定できない問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、上記の事情に鑑みてなされたもので、被計測電気機器からの部分放電による信号と、連続的ノイズとが容易に判別できるようにするとともに、部分放電とよく似たパルス状のノイズとの判別もできるようにした部分放電判別方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を達成するために、請求項１に係る発明は、部分放電信号を含んだ信号を検出するセンサを被計測電気機器に配置し、このセンサで部分放電信号を含んだ信号を検出した後、検出した信号を複数に分配し、分配された信号を一定の周波数帯域毎にフィルタ処理してからそれぞれパルス信号に変換し、変換されたパルス信号からパルス数ごとに分類して信号を第１時間解析によりデータとして抽出し、抽出されたデータの信号発生時間を印加電圧の１／２周期またはｎ周期ごとに区切って第２時間解析によりデータを信号処理した後、その信号処理により得たデータ分布パターンと、予め部分放電発生時のデータ分布パターンやノイズ信号分布パターンが格納された診断データベースの分布パターンと照合し、その照合結果から前記被計測電気機器から発生した部分放電信号有無を第３時間解析により判定することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、請求項１において、第２時間解析によりデータを信号処理した後、その信号処理により得たデータ分布パターンは、データの信号発生時間に対する信号発生回数を棒グラフ表示させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、センサで検出した信号を増幅した後、検出した信号を複数に分配して周波数帯域毎にフィルタ処理を行ってからパルス信号に変換し、変換した信号から目的の信号を抽出し、その後、診断データベースに格納されている部分放電発生時のデータ分布パターンやノイズ信号分布パターンと照合し判定するようにしたことにより、被計測電気機器からの部分放電による信号と、一定時間継続している連続的ノイズ（ベースノイズ等）信号とを、容易に判別することができるとともに、部分放電信号とよく似たパルス状のノイズ信号をも判別することができる利点がある。
【００１１】
また、信号処理により得たデータ分布パターンは、棒グラフ表示するようにしたので、部分放電信号分布とノイズ信号分布との判定が明確になる。構成の簡略化が図れるので、分析時間の短縮、コンパクトで軽量しかも経済的に有利となる利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態を示すブロック構成図で、図１において、１１は、図示しない被計測電気機器に配置された部分放電信号を含んだ信号検出用のセンサ１１である。このセンサ１１は、被計測電気機器からの部分放電に伴って発生するパルス電流を計測するためのもので、例えば、被計測電気機器の接地線に取り付けた高周波ＣＴや被計測電気機器の接地線近傍に配置された磁界プローブ等から構成される。なお、このセンサ１１は、被計測電気機器の近傍に配置され、前記部分放電に伴って発生する電磁波等を検出するアンテナであってもよい。
【００１３】
センサ１１が検出した信号は、増幅器１２で一定レベルまで増幅した後、分配器１３に入力されて出力が複数ｋ個に分配される。分配された信号は、複数ｋ個から構成される帯域フィルタ１４1〜１４kに入力され、その帯域フィルタ１４1〜１４kの出力には、信号Ｆ1，Ｆ2・・・Ｆkが送出される。ここでは、ｋ＝３として分配器１３で３分割し帯域フィルタ１４1，１４2、１４3の測定周波数点ｆ1、ｆ2、ｆ3を５０ＭＨｚ、１００ＭＨｚ、１５０ＭＨｚとした。
【００１４】
帯域フィルタ１４1，１４2、１４3の出力に送出された信号Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3（図２（ａ）に例を示す）の内、信号Ｆ1，Ｆ2は、時間ｔ1、ｔ2、ｔ3に出力され、信号Ｆ3は時間ｔ1、ｔ3に出力される。
【００１５】
帯域フィルタ１４1，１４2、１４3から出力された信号Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3は、パルス変換器１５1，１５2，１５3に入力される。パルス変換器１５1，１５2，１５3は、入力された信号の値が、一定値以上ある時間に図２（ｂ）に示すパルス信号Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3を出力するものである。このパルス信号変換により高周波成分がカットされ、データが簡素化されて取り扱いが容易になる。なお、パルス変換器は、上記の説明では３個の場合について述べたが、このパルス変換器は、帯域フィルタ１４1〜１４kと同数の複数ｋ個設けられる。
【００１６】
次に、パルス変換器１５1〜１５kの各出力信号は、信号抽出部１６に入力された後、後述する第１時間解析が実施されて、信号抽出部１６から信号が出力されて、信号処理部１７に入力される。この信号処理部１７では、後述する第２時間解析が実施された後、判定部１８に供給されて診断データベース（診断ＤＢ）１９に格納されている分布パターンと照合されて後述する第３時間解析が実施される。
【００１７】
なお、上記実施の形態において、分配器１３、帯域フィルタ１４1〜１４k、パルス変換器１５1〜１５kで簡易的な時間−周波数分析部２０が構成される。
【００１８】
次に、センサ１１に、例えば高周波ＣＴを適用して被計測電気機器からの部分放電信号を含んだ信号によるパルス電流を測定し、この測定したパルス電流を分析処理する方法を以下に述べる。
【００１９】
図３及び図４は、実際のフィールドＡ，Ｂにおける被計測電気機器の接地線に高周波ＣＴを取り付けて測定したデータを時間−周波数分析した結果の特性図で、両図において、ｘ軸が周波数、ｙ軸が時間、ｚ軸が信号出力である。
【００２０】
図３及び図４において、Ａ１，Ｂ１は時間に関係なく常に発生しているベースノイズ信号、Ａ２，Ａ３はパルス状の信号であって、信号Ａ２は周波数幅が狭く、信号Ａ３は周波数幅が広い信号であり、また、Ｂ２，Ｂ３はパルス状の信号であって、信号Ｂ２は周波数幅が広い信号，信号Ｂ３は周波数幅が狭い信号である。この信号が分配器１３、帯域フィルタ１４1，１４2、１４3、パルス変換器１５1，１５2，１５3に順次入力される。
【００２１】
まず、第１時間解析の信号抽出部１６での処理について信号が３つの場合を例にとって述べる。パルス変換器１５1、１５2、１５3からのパルス出力信号Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3が信号抽出部１６に送られる。この信号抽出部１６では、３つのパルス出力信号の内、いずれか１つのみの信号の場合はｗ１、２つの信号の場合はｗ２、３つの信号の場合はｗ３、としてパルス数ごと（ｗ１，ｗ２，ｗ３）に分類して信号をデータとして抽出する。周波数幅ごとに分類して抽出したのと同様な効果が得られる。（この抽出結果から図３、図４に示すＡ１，Ｂ１のノイズ信号がカットされる。）図２（ｂ）では、時間ｔ1とｔ3がｗ３、時間ｔ2がｗ２と分類される。
【００２２】
次に、第２時間解析の信号処理部１７の処理について述べる。前記信号抽出部１６で抽出されたデータの信号発生時間に着目し、印加電圧の１／２周期またはｎ周期ごと（ｎ：１以上の整数）に区切って、第２時間解析によりデータを信号処理して図５、図６に示すようにデータを順次上方に並べて表示する。図５、図６では、印加電圧の１周期分（５０Ｈｚなので２０ｍｓ）とした。
【００２３】
図５、図６のデータ表示方法は、グラフの原点を「０ｍｓ（スタート）」とし、第１時間解析の信号抽出部１５で抽出したデータの発生時間を次のように表示した。
【００２４】
「０〜２０ｍｓをｘ軸方向にｘ＝０、ｙ＝０からｘ＝２０ｍｓ、ｙ＝０に表示
２０〜４０ｍｓをｘ軸方向にｘ＝０、ｙ＝１からｘ＝２０ｍｓ、ｙ＝１に表示
４０〜６０ｍｓをｘ軸方向にｘ＝０、ｙ＝２からｘ＝２０ｍｓ、ｙ＝２に表示」
以上を順次繰り返して図５、図６のようにデータを表示する。
【００２５】
次に、第３時間解析の判定部１８の処理について述べる。第２時間解析の信号処理部１７より送られてきたデータ分布パターンと診断データベース１９に格納されている分布パターンとを照合し、最終的にノイズ信号をカットして部分放電による信号を抽出し、被計測電気機器からの部分放電信号であるかの有無を第３時間解析により判定する。
【００２６】
例えば、図５の場合は、ｗ１は印加電圧に関係なく分布していることから、ノイズ信号と判定でき（ノイズ信号Ａ２がカットされる）、ｗ２は数が少ないことから単発的なノイズと判定し、ｗ３は１相から部分放電が発生した場合の典型的な分布パターンであると判定し、これらの判定から、ｗ３の分布が部分放電信号と判定される。
【００２７】
また、図６の場合は、ｗ１は数が少ないことから単発的なノイズと判定し、ｗ２は１相から部分放電が発生した場合の典型的な分布パターンであると判定し、ｗ３は一定の時間に周期的に分布していることから周期的なノイズ信号と（ノイズ信号Ｂ２がカットされる）と判定し、これらの判定からｗ２の分布が部分放電信号と判定される。
【００２８】
以上のように、パルス状の信号をパルス数ごと、すなわち周波数幅ごとに分類した信号発生時間での分布パターンからノイズ信号分布パターンとの判別が可能となる。なお、図３に示すフィールドＡでは、部分放電信号Ａ３がノイズ信号Ａ２よりも周波数幅が広い信号であったが、図４に示すフィールドＢでは、ノイズ信号Ｂ２が部分放電信号Ｂ３よりも周波数幅が広い信号であった。この結果、後者のフィールドＢのようにノイズ信号より周波数幅が狭い部分放電信号でも抽出が可能である。
【００２９】
また、ベースノイズ等の連続発生ノイズ信号、部分放電信号とよく似たパルス状の周辺機器からのノイズ信号、印加電圧に依存しないランダムなノイズ信号等とを区別し、部分放電による信号を漏れなく計測することにより精度の良い測定が可能である。
【００３０】
図７及び図８は、図５及び図６に示すｘ軸をｍ分割し（ｍ：２以上の整数）時間帯ごとの発生回数をカウントし、分布表示させた結果を示す棒グラフである。このように棒グラフ表示することにより、部分放電信号とノイズ信号との判定が明確にできるようになる。図７及び図８は２０ｍｓを２０分割して表示した例である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は本発明の実施の形態を示すブロック構成図。
【図２】（ａ）は帯域フィルタの出力信号を、（ｂ）はパルス変換器の出力信号を示す説明図。
【図３】フィールドＡにおける電気機器の接地線に高周波ＣＴを取り付けて測定したデータを時間−周波数分析した結果の特性図。
【図４】フィールドＢにおける電気機器の接地線に高周波ＣＴを取り付けて測定したデータを時間−周波数分析した結果の特性図。
【図５】フィールドＡにおける信号発生時間に対する時間グラフ。
【図６】フィールドＢにおける信号発生時間に対する時間グラフ。
【図７】フィールドＡにおける信号発生時間帯の棒グラフ。
【図８】フィールドＢにおける信号発生時間帯の棒グラフ。
【符号の説明】
【００３２】
１１…センサ
１２…増幅器
１３…分配器
１４1〜１４k…帯域フィルタ
１５1〜１５k…パルス変換器
１６…信号抽出部
１７…信号処理部
１８…判定部
１９…診断データベース
２０…時間−周波数分析部
【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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