(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部分放電に伴い発生する信号を受信し、受信信号として出力する受信部と、
前記受信信号から、複数の周波数毎に、商用交流電力信号に同期して、前記商用交流電力信号の少なくとも２サイクル分の受信データを取得するデータ取得部と、
前記複数の周波数毎の前記受信データが、複数のノイズ源のそれぞれに起因するノイズ成分を含むかどうかを、前記複数のノイズ源が有するそれぞれのノイズ特性に基づいて判定し、判定結果に基づいて、前記複数の周波数毎の受信データからノイズ成分と判定されたデータを除去し、除去後の前記複数の周波数毎の受信データを診断対象データとするノイズ除去部と、
前記診断対象データに基づいて、前記部分放電の有無を診断する診断部と、
を備え、
前記ノイズ除去部は、
前記周波数毎の前記受信データにおいて、予め決められた方法で算定された第１の閾値以下の強度のデータを前記周波数毎の前記受信データの平均値に置き換えた前記受信データを第１の受信データとするバックグラウンドノイズ低減部と、
前記第１の受信データがノイズ成分であるかどうかを判定する有効データ有無判定部と、を備え、
前記有効データ有無判定部は、
前記第１の受信データの各強度のばらつきの程度を算定し、予め定められた基準となるばらつき度との大小比較結果に基づいて、前記受信データ中に部分放電に起因する可能性のあるデータである有効データが含まれているかどうかを判定すること、及び前記周波数毎の前記第１の受信データの平均値と、最大値との比率に基づいて、前記受信データ中に部分放電に起因する可能性のあるデータである有効データが含まれているかどうかを判定すること、の少なくともいずれかの判定を行い、該判定の結果に応じて前記受信データがノイズ成分であるかどうかを判定する、
ことを特徴とする部分放電診断装置。
【請求項２】
部分放電に伴い発生する信号を受信し、受信信号として出力する受信部と、
前記受信信号から、複数の周波数毎に、商用交流電力信号に同期して、前記商用交流電力信号の少なくとも２サイクル分の受信データを取得するデータ取得部と、
前記複数の周波数毎の前記受信データが、複数のノイズ源のそれぞれに起因するノイズ成分を含むかどうかを、前記複数のノイズ源が有するそれぞれのノイズ特性に基づいて判定し、判定結果に基づいて、前記複数の周波数毎の受信データからノイズ成分と判定されたデータを除去し、除去後の前記複数の周波数毎の受信データを診断対象データとするノイズ除去部と、
前記診断対象データに基づいて、前記部分放電の有無を診断する診断部と、を備え、
前記ノイズ除去部は、
前記周波数毎の前記受信データにおいて、予め決められた方法で算定された第２の閾値を超える受信データの部位を有効データ部とし、前記第２の閾値以下の受信データを非有効データ部とすることにより二値化データを形成する二値化部と、
連続する有効データ部を１個として前記二値化データに含まれる前記有効データ部の数を計数し、計数結果に基づいて、前記受信データがノイズ成分であるかどうかを判定する第１の有効データ数判定部と、
を備えることを特徴とする部分放電診断装置。
【請求項３】
前記ノイズ除去部は、
前記二値化データにおいて、間に非有効データ部を挟んで隣り合う前記有効データ部の間隔が予め設定された基準間隔以下のとき前記隣り合う有効データ部の間の非有効データ部を有効データ部とすることにより前記隣り合う有効データ部の間を結合して塊化された有効データ部とする塊化処理を行う有効データ結合部と、
前記塊化処理後の二値化データに基づき有効データ部の数を算定し、算定した有効データ部の数に基づいて、前記二値化データに対応する前記受信データがノイズ成分であるかどうかを判定する第２の有効データ数判定部と、
前記塊化された有効データ部を含めた前記連続する有効データ部の各々の継続時間を算定し、算定した前記継続時間に基づいて、前記受信データがノイズ成分であるかどうかを判定する継続時間判定部と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の部分放電診断装置。
【請求項４】
前記ノイズ除去部は、
前記有効データ結合部による塊化処理後の前記二値化データにおいて、前記有効データ部の両隣を、予め設定した幅だけ有効データ部に置き換えてその幅を拡張することにより、幅拡張二値化データを生成する有効データ幅拡張部と、
前記幅拡張二値化データについて、前記商用交流電力信号の任意の１サイクル分に含まれる前記有効データ部と他の１サイクル分に含まれる前記有効データ部との間の同期性の有無を判定し、該判定結果に基づき、前記幅拡張二値化データに対応する前記受信データがノイズ成分であるかどうかを判定する同期性判定部と、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の部分放電診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部分放電診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス絶縁開閉器、電力用トランス、配電盤などの電気機器では、絶縁破壊に至る前に部分放電が発生する。この部分放電を検出することによって、絶縁診断、すなわち絶縁破壊に至る兆候を発見することができる。
【０００３】
部分放電時には電磁波、異常電流、超音波、振動等が発生するので、電磁波センサ、電流センサ、超音波センサ、振動センサ等を利用して、部分放電の有無を診断することができる。
【０００４】
しかしながら、各種センサを利用して部分放電の有無を検出する場合、センサにより受信された信号には部分放電に起因する部分放電成分の他にノイズに起因するノイズ成分が含まれる。そのため部分放電の有無を検出する場合には、取得したデータにおいて、部分放電成分をノイズ成分から識別する必要がある。
【０００５】
特許文献１記載の絶縁診断装置（本願の部分放電診断装置に該当）は、部分放電センサとノイズセンサ、及びこれらのセンサと接続される絶縁診断部を有する。絶縁診断部は、各センサによる計測で得られる信号を同時に入力し、それぞれ商用交流電圧信号の少なくとも２サイクルに相当する時間の信号強度の時系列データである波形データを取得する。次に、部分放電センサで取得された波形データとノイズセンサで取得された波形データの差分をとる差分演算処理を実行する。部分放電センサで得られる波形データは、部分放電成分とノイズ成分とを含む。ノイズセンサで得られる信号は、実質的にノイズ成分のみを含む。両波形データの差分をとることにより、部分放電センサで得られたデータからノイズ成分が除去される。絶縁診断部は、この差分データに基づいて部分放電の有無を診断する。
【０００６】
特許文献２に記載された絶縁診断装置（本願の部分放電診断装置に該当）は、部分放電により発生する電磁波を検出対象として部分放電の有無を診断する。この絶縁診断装置では、大きなノイズ要因となる通信波の信号強度は、通常、部分放電による信号強度よりも大きいということを前提として、波形データから、以下に示す方法によりノイズ成分が除去される。その結果、波形データにおいて、部分放電成分が識別可能となる。
【０００７】
具体的には、特許文献２に記載された絶縁診断装置は、電磁波センサで、計測周波数帯域内の複数の周波数毎に、商用電圧に同期するように電磁波信号を計測する。絶縁診断装置は、更に、電磁波信号を、サンプリングし、商用電源の少なくとも２サイクル分のデータ（波形データに相当）を取得する。絶縁診断装置は、各周波数に対応するデータ（波形データ）を、時間軸と周波数軸の２軸上に配列する。そして、配列された互いに周波数の異なる複数のデータ（波形データ）の時間軸上の各点における全周波数のそれぞれに対応するデータを強度順にソートする。そして、強度の高い順にＬ個のデータを除去し、除去した後のデータを時間軸で表示しサイクルデータとする。
【０００８】
絶縁診断装置は、サイクルデータの前半と後半を位相同期させて、同一位相の、レベルの低い方を代表値として１サイクル分のデータ（１サイクルデータ）を作成する。
【０００９】
絶縁診断装置は、得られた１サイクルデータのピーク付近の代表値と、ピークから１／４周期ずれた点付近の代表値（ＢＧＮ値）とを求める。絶縁診断装置は、ＢＧＮ値とあらかじめ設定した基準ＢＧＮ値とを比較し、ＢＧＮ値が基準ＢＧＮ値以上と判定した場合は、サイクルデータでのノイズ成分の低減化が不十分と判断する。そして、その強度が高さの順にＬ＋１番目以降となるデータを、逐次、追加して除去した後に、上記同様にしてＢＧＮ値を取得し、そのＢＧＮ値が基準ＢＧＮ値より小さくなるまで、この逐次追加して除去する手続きを繰り返す。
【００１０】
絶縁診断装置は、ＢＧＮ値が基準ＢＧＮ値より小さいと判定した場合は、その電磁波データの値が予め設定した基準放電値より大きいかどうかを判定し、大きいと判定したときは、同データ値からＢＧＮ値を差し引いた値が、予め設定した基準値より大きいかどうかを判定する。絶縁診断装置は、この差が設定した基準値より大きいと判定したときは、部分放電が発生していると判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−２４９１５６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７６３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に係る絶縁診断装置では、部分放電センサとノイズセンサの２種類のセンサが必要となるため、装置構成の簡素化が損なわれる。また、ノイズ成分を差分演算処理によって除去するためには、部分放電センサとノイズセンサのそれぞれを介して得られる波形データに含まれるノイズ成分は実質的に同一の波形でなければならない。そのため、両センサの計測対象に対する検出特性を揃えなければならず、両センサの選定に手間がかかる。
【００１３】
さらに、両センサの設置場所の選定にも手間がかかる。部分放電センサは部分放電に起因する電磁波等を検出しうる場所に設置され、ノイズセンサは、部分放電に起因する電磁波等が実質的に検出されない場所であって、且つノイズの入力条件が、部分放電センサに対するノイズの入力条件と実質的に同一とみなすことのできる場所に設置されなければならないからである。
【００１４】
また、両センサの計測周波数の範囲内に通信波等による大きなノイズ信号があった場合、差分をとることによりノイズ成分の統計誤差が増幅されて残る。そのため部分放電に起因する信号成分が統計誤差により識別しにくくなることがある。
【００１５】
特許文献２に係る絶縁診断装置では、配列された互いに周波数の異なる複数のデータ（波形データ）の時間軸上の各点において、全周波数のそれぞれに対応するデータのうち、強度の高い順にＬ番目までのデータをノイズ成分であると見なして除去する。部分放電が、針端放電のように、放電によって発生する電磁波が比較的広い周波数帯域にわたっている場合であれば、強度の高い順にＬ個のデータをノイズ成分として除去しても、ノイズ信号に係る周波数においては、通常、ノイズによる信号強度が放電に係る信号強度よりも高いことが多いので、除去後の残りのデータにおいて部分放電に係るデータが残る。そのため、残りのデータを用いて、部分放電の有無を診断できる。
【００１６】
しかしながら、ノイズ信号（たとえば通信波によるノイズ信号）の強度が部分放電に係る信号強度よりも低い場合は、このような方法ではノイズ成分を十分に除去できない。そのため、データ中のノイズ成分のレベルを十分に低減できず、部分放電に起因するデータがノイズ成分に埋もれて識別できないことがある。このような場合、部分放電の有無を的確に診断することができない。
【００１７】
部分放電が空隙内放電（ボイド放電）である場合は、電磁波は、比較的狭い周波数帯域で発生し、発生頻度は低い。そのため、上記のように、強度の高い順にＬ個の周波数の電磁波データをノイズ成分であると見なして除去すると、それに伴い部分放電に係る電磁波データがすべて除去されてしまうという不都合が起こりうる。
【００１８】
本発明は、上記事情の下になされたもので、１のセンサにより、部分放電の種類によらず、部分放電の有無を的確に診断することができる部分放電診断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】
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明の部分放電診断装置は、部分放電に伴い発生する信号を受信し、受信信号として出力する受信部と、前記受信信号から、複数の周波数毎に、商用交流電力信号に同期して、前記商用交流電力信号の少なくとも２サイクル分の受信データを取得するデータ取得部と、前記複数の周波数毎の前記受信データが、複数のノイズ源のそれぞれに起因するノイズ成分を含むかどうかを、前記複数のノイズ源が有するそれぞれのノイズ特性に基づいて判定し、判定結果に基づいて、前記複数の周波数毎の受信データからノイズ成分と判定されたデータを除去し、除去後の前記複数の周波数毎の受信データを診断対象データとするノイズ除去部と、前記診断対象データに基づいて、前記部分放電の有無を診断する診断部と、を備え、前記ノイズ除去部は、前記周波数毎の前記受信データにおいて、予め決められた方法で算定された第１の閾値以下の強度のデータを前記周波数毎の前記受信データの平均値に置き換えた前記受信データを第１の受信データとするバックグラウンドノイズ低減部と、前記第１の受信データがノイズ成分であるかどうかを判定する有効データ有無判定部と、を備え、前記有効データ有無判定部は、前記第１の受信データの各強度のばらつきの程度を算定し、予め定められた基準となるばらつき度との大小比較結果に基づいて、前記受信データ中に部分放電に起因する可能性のあるデータである有効データが含まれているかどうかを判定すること、及び前記周波数毎の前記第１の受信データの平均値と、最大値との比率に基づいて、前記受信データ中に部分放電に起因する可能性のあるデータである有効データが含まれているかどうかを判定すること、の少なくともいずれかの判定を行い、該判定の結果に応じて前記受信データがノイズ成分であるかどうかを判定する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、１のセンサにより、部分放電の種類によらず、部分放電の有無を的確に診断することができる部分放電診断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態１に係る部分放電診断装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】実施形態１に係る部分放電診断装置の制御部のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図３】計測で得られた波形データ群の例を示す図である。
【図４】部分放電信号と商用交流電圧信号との同期性を示す図である。
【図５】（ａ）針端放電による部分放電時に計測された商用交流電圧信号２サイクル分の波形データの例を示す図である。（ｂ）バックグランドノイズ低減処理後の（ａ）の波形データの例を示す図である。
【図６】（ａ）継続時間の短い部分放電時に計測された商用交流電圧信号２サイクル分の波形データの例を示す図である。（ｂ）バックグランドノイズ低減処理後の（ａ）の波形データの例を示す図である。
【図７】（ａ）図５（ｂ）の場合よりも高い閾値を設定したときのバックグランドノイズ低減処理後の図５（ａ）の波形データの例を示す図である。（ｂ）図６（ｂ）の場合よりも高い閾値を設定したときのバックグランドノイズ低減処理後の図６（ａ）の波形データの例を示す図である。
【図８】時間的に略一定強度のノイズ信号による波形データの例を示す図である。
【図９】時間的にノイズ信号の有無が変動する通信波等のノイズ信号による波形データの例を示す図である。
【図１０】（ａ）高頻度で発生するノイズ信号による商用交流電圧信号２サイクル分の波形データの例を示す図である。（ｂ）（ａ）の波形データに対する二値化データの例を示す図である。
【図１１】（ａ）ボイド放電による部分放電時に計測された商用交流電圧信号２サイクル分の波形データの例を示す図である。（ｂ）（ａ）の波形データに対する二値化データの例を示す図である。（ｃ）（ｂ）の二値化データに対する塊化処理後の二値化データを示す図である。
【図１２】（ａ）継続時間の短い単発の有効データ部を含む、商用交流電圧信号２サイクル分の塊化処理後の二値化データの例を示す図である。（ｂ）有効データ部の幅拡張処理後の（ａ）の二値化データを示す図である。
【図１３】（ａ）時間的に偏って高頻度で発生するノイズ信号による商用交流電圧信号２サイクル分の波形データの例を示す図である。（ｂ）（ａ）の波形データに対する二値化データを示す図である。（ｃ）（ｂ）に示す二値化データに対して塊化処理後の二値化データを示す図である。
【図１４】（ａ）図１２（ｂ）に示す幅拡張処理後の二値化データを示す図である。（ｂ）（ａ）の二値化データの同期性を説明するための図である。（ｃ）同期性判定処理後の（ａ）の二値化データを示す図である。（ｄ）幅拡張処理前の図１２（ａ）の二値化データの同期性を説明するための図である。
【図１５】部分放電診断処理の概要を示すフロー図である。
【図１６】図１５の中の波形データの取得処理を示すフロー図である。
【図１７】図１５の中のノイズ除去処理を示すフロー図である。
【図１８】（ａ）図３に示す低周波側の波形データ群から従来手法により生成された代表波形の図である。（ｂ）図３に示す高周波側の波形データ群から従来手法により生成された代表波形の図である。（ｃ）実施形態１に係るノイズ除去処理を図３に示す波形データ群に施した後、低周波側の波形データ群から生成された代表波形の図である。（ｄ）実施形態１に係るノイズ除去処理を図３に示す波形データ群に施した後、高周波側の波形データ群から生成された代表波形の図である。
【図１９】本発明の実施形態２に係る部分放電診断装置の構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（実施形態１）
本発明の実施形態１に係る部分放電診断装置について説明する。本発明の実施形態１に係る部分放電診断装置は、ガス絶縁開閉器、電力用トランス、配電盤などの電気機器の絶縁異常時に発生しうる部分放電の有無を診断する装置である。以下では、部分放電の有無の診断に電磁波信号を利用する場合を例に、部分放電診断装置について説明する。
【００２３】
図１に示す部分放電診断装置１００は、計測部１と制御部２と出力装置３とを備える。計測部１は、センサ１０と信号処理部１１とを備える。計測部１は、センサ１０と信号処理部１１とにより、電磁波を計測し、電気信号にして出力する。制御部２は、計測制御部２０とデータ取得部２１と記憶部２２とノイズ除去部２３と診断部２４と出力制御部２５とを備え、これらの動作を制御する。すなわち、制御部２は、計測部１の信号処理部１１を制御し、信号処理部１１からの出力を受けて、部分放電の有無を診断し、出力装置３を制御して、診断結果を、出力装置３を介して出力する。ノイズ除去部２３は、特定周波数データ除去部２３０とＢＧ（バックグランドの略）ノイズ低減部２３１と有効データ有無判定部２３２とノイズ除去支援部２３３と第１有効データ数判定部２３４と有効データ数偏り判定部２３５と第２有効データ数判定部２３６と継続時間判定部２３７と同期性判定部２３８とを備え、これらの動作を制御する。ノイズ除去支援部２３３は、二値化部２３３０と有効データ結合部２３３１と有効データ幅拡張部２３３２とを備え、これらの動作を制御する。
【００２４】
センサ１０は、電磁波を計測する。具体的には例えばアンテナで構成され、電磁波を受けてその強度に比例した電気信号、例えば電圧信号である電磁波信号に変換し出力する。
【００２５】
信号処理部１１の具体例は、例えばスペクトラムアナライザである。信号処理部１１は、制御部２の計測制御部２０により計測開始の時間が制御され、センサ１０から出力された電磁波信号を入力し、設定された計測周波数帯域に対応したフィルタリング、増幅、周波数掃引を行い、複数の周波数について周波数毎の電磁波信号を所定時間にわたり出力する。所定時間とは、商用交流電圧信号の少なくとも２サイクルに相当する時間である。計測周波数帯域は想定される診断の対象となる部分放電の種類に応じて予め設定される。例えば、針端放電による部分放電が想定される場合は部分放電によりＵＨＦ帯の高周波信号が発生する傾向があるので、ＵＨＦ帯（例えば３００〜１５００ＭＨｚ）を計測周波数帯域とし、ボイド放電による部分放電が想定される場合は比較的低周波（ＨＦ帯）の信号が発生する傾向があるので、例えば２０〜６０ＭＨｚを計測周波数帯域とするのが望ましい。計測周波数帯域を複数設定してもよい。周波数掃引は、設定された計測周波数帯域を、予め設定された点数、例えば１００点に分割したときの、分割後の各代表周波数（以下では各周波数と呼ぶ。）での計測という形で実行される。各周波数における計測の開始時間の時間間隔は、商用交流電圧信号の周期の整数倍、例えば１秒毎とする。この時間間隔は、信号処理部１１において予め設定される。これにより信号処理部１１の出力である複数の周波数毎の電磁波信号は、商用交流電圧信号に同期し、複数の周波数毎の電磁波信号は相互間でも同期したものとなる。なお、計測の繰り返し回数Ｎｓを予め設定し、各周波数における計測をＮｓ回繰り返し実行してもよい。Ｎｓは、発生する部分放電の種類に応じて例えば１〜５回程度に設定されるが、通常は３回に設定されることが多い。
【００２６】
制御部２は、まず、上記の通り、信号処理部１１の動作を制御する。次に、信号処理部１１から出力された電磁波信号を入力し処理することにより部分放電の有無の診断を行う。最後に、出力装置３を制御して、診断結果を出力装置３に出力する。制御部２のハードウェア構成例を図２に示す。制御部２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３００、ＲＡＭ（Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）などから構成される内部記憶部３１０、ディスク装置等で構成される外部記憶部３２０、入力部３３０、出力部３４０、及びこれらを接続し信号の通路となるバスライン３５０を備える。図１に機能モジュールの形で示す制御部２の各機能は、ＣＰＵ３００が、外部記憶部３２０に記憶されている所定の制御プログラムを実行することにより実現される。制御部２に含まれる各構成要素について以下で説明する。
【００２７】
計測制御部２０は、図２のＣＰＵ３００と出力部３４０とで構成され、信号処理部１１とデータ取得部２１とに同時に動作開始の指示を出す。信号処理部１１は、この指示を出力部３４０から受信し、周波数掃引を伴う電磁波信号（部分放電信号）の計測を開始する。データ取得部２１は、信号処理部１１から入力した電磁波信号に対して、この指示を受けて、所定のサンプリング条件に従ってサンプリングを開始し、周波数毎の波形データを取得する。
【００２８】
制御部２のデータ取得部２１は、図２のＣＰＵ３００と入力部３３０と内部記憶部３１０と図示を省略したＡＤＣ（Analogue to Digital Converter）とで構成される。データ取得部２１は、計測制御部２０の指示により、信号処理部１１から出力された周波数毎の電磁波信号のサンプリングを開始し、ＡＤＣを介してデジタル値でサンプリングデータを取得する。複数の周波数のそれぞれにおけるサンプリングは、共通のサンプリング条件で実行される。共通のサンプリング条件とは、各周波数における計測の繰り返し回数Ｎｓ、各周波数での計測時間、及び各周波数での計測開始時間の間隔、各周波数での計測時間の分割点数（例えば商用交流電圧信号の２サイクルに相当する時間の分割点数１００点。このときは、商用交流電圧信号が５０Ｈｚの場合、１ポイントが５００μｓに相当する。以下では分割点をポイントと呼ぶ。）、及び１ポイントに対応する時間内（例えば前記５００μｓ）でのサンプリング点数（例えば４０点）である。なお、各周波数における計測の繰り返し回数Ｎｓ、各周波数での計測時間、及び各周波数での計測開始時間の間隔は、それぞれ信号処理部１１で設定された値と同じ値に設定される。
【００２９】
各周波数における計測をＮｓ回繰り返すことは、時間軸上の１ポイントに対するサンプリング点数を実質的に増やすことと等価である。部分放電は１回あたりの持続時間が短い。また、ボイド放電の場合など部分放電の種類によっては、部分放電の発生頻度が低いときがある。そのような場合、部分放電に係る電磁波が１回のサンプリングにより確実に検知されるとは限らない。そのため１ポイントに対応した時間内に複数回のサンプリングを行う。これにより部分放電現象に係る電磁波をデータとして取得する確率が増加する。しかし、サンプリングの高速性には限界があるため、１ポイントに対応した時間内に可能なサンプリング数には上限がある。各周波数における計測をＮｓ回繰り返すことにより、部分放電現象に係る電磁波をデータとして取得する確率が更に増加する。従って、計測の繰り返し回数Ｎｓは部分放電の種類とサンプリングの高速性を勘案して予め設定される。
【００３０】
データ取得部２１は、各周波数での時間軸上の各ポイントに対する複数のサンプリングデータ（例えば４０点に計測の繰り返し回数Ｎｓを乗じた数のサンプリングデータ）から代表値を求める。この代表値は、各ポイントに対する複数のサンプリングデータの平均値または最大値とする。平均値と最大値のどちらを選択するかは例えば選択設定できるようにしておく。代表値に基づくデータは、複数（たとえば１００点）の周波数（ｉで識別すると、ｉ＝１〜１００）のそれぞれに対応した、各ポイントの電磁波信号強度、すなわち、電磁波信号強度の時間変化を示す波形データである。これら複数の周波数のそれぞれに対応した波形データは、互いの計測開始時を商用交流電圧信号の周期の整数倍離れた時刻に設定し、サンプリングタイミングとサンプリング点数とを共通にするので、互いに同期がとれたデータとなる。なお、計測時間に対応する商用交流電圧信号のサイクル数を増やすことにより計測時間を長くする場合には、データの時間分解能を確保するために、計測時間の延長に伴って計測時間に係るポイント数も同様に増やすのが好ましい。以下では、計測時間は各周波数とも５０Ｈｚ商用交流電圧信号の２サイクルに相当する時間とし、時間軸上のポイント数を１００点とする。
【００３１】
データ取得部２１は、更に、取得した波形データを波形データ群として記憶部２２に格納する。波形データ群は、複数の周波数に対する周波数毎の波形データで構成される。例えば、周波数軸と時間軸（すなわちサンプリング軸）の２軸のそれぞれの値に対する計測で得られた電磁波強度（強度）という構成とする。例えば周波数点数は１００点、時間軸のポイント数は１００点とすると、波形データ群のデータ数は１万個になる。このような形で記憶部２２に格納される波形データ群を３次元的に示した例を図３に示す。図３の３軸は、周波数軸と時間軸と強度軸である。時間軸は商用交流電圧信号の２サイクル分、周波数軸は３００〜８００ＭＨｚ近傍の周波数範囲を示す。なお、図３に示す時間軸の２サイクル分、及び周波数軸の３００〜８００ＭＨｚ近傍という周波数範囲は一例でありこれに限定されない。
【００３２】
記憶部２２は、図２の外部記憶部３２０で構成され、図３に例示する波形データ群と除外周波数データと、後述する診断用波形データ群と診断結果とを格納する。除外周波数データは、ノイズ源となる通信波の、予めわかっている周波数情報を示すデータであり、外部記憶部３２０、すなわち記憶部２２に予め格納されているか、又は制御部２の図２に示す入力部３３０（キーボード、タッチパネル、スイッチなど）を介して入力され、ＣＰＵ３００を介して外部記憶部３２０、すなわち記憶部２２に格納される。
【００３３】
ノイズ除去部２３は、図２のＣＰＵ３００と内部記憶部３１０とで構成され、記憶部２２に格納された波形データ群と除去周波数データとを読み出し、各種の処理を行うことにより、波形データ群から各種のノイズ成分を除去する。ノイズ除去部２３は、その構成要素の動作を制御し、ノイズ成分を除去した波形データ群である診断用波形データ群を記憶部２２に格納する。この処理により、ノイズ成分のレベルが低減し、部分放電信号成分の識別が容易になる。詳細については後述する。
【００３４】
診断部２４は、図２のＣＰＵ３００と内部記憶部３１０とで構成され、ノイズ除去部２３での処理によりノイズ成分が低減化され、部分放電信号成分の識別性が向上した診断用波形データ群に基づき、部分放電の有無を診断する。診断結果は記憶部２２に格納される。
【００３５】
出力制御部２５は、図２のＣＰＵ３００と出力部３４０とで構成され、出力装置３に診断部２４の診断結果を出力させる制御を行う。出力制御部２５は、記憶部２２に格納されている波形データ群を必要に応じて出力装置３に出力させる制御を行ってもよい。なお、診断部２４ではなく、出力制御部２５が、診断結果を記憶部２２に記録してもよいし、図１に明示していない記憶媒体に記録させてもよい。
【００３６】
出力装置３は、例えば表示装置、プリンタなどの少なくとも１つのハードウェア装置で構成されており、出力制御部２５の制御により、部分放電の有無に関する診断結果を出力（又は表示）する。なお、診断結果を記憶部２２又は記憶媒体に記録する場合は、出力装置３は、記録された診断結果を読み出して出力（表示）する。
【００３７】
次に、ノイズ除去部２３の構成要素について説明する。ノイズ除去部２３は、部分放電の特性と各種ノイズ源の特性を利用してノイズ成分を除去する。以下では、まず、部分放電の特性及び各種ノイズ源の特性を説明し、ノイズ除去部２３の各構成要素で、これらの特性をどのように利用してノイズ成分を除去しているかについて説明する。また、診断部２４についても部分放電の特性及び各種ノイズ源の特性を利用してどのような処理を実行するかより具体的に説明する。
【００３８】
（１）部分放電の特性
（１−１）部分放電の発生領域数と継続時間と同期性
部分放電は、１回あたり１０〜数百ｎｓの持続時間で、商用交流電圧信号の所定の位相領域で商用交流電圧信号に同期して一回または複数回発生する。所定の位相領域とは、部分放電の監視対象機器に印加される商用交流電圧信号の絶対値が、ゼロとなる点、すなわちゼロクロス点から、最大となる点又はこれを若干超える点までの約１／４サイクルに対応する位相領域である。従って、商用交流電圧信号の１サイクルについて言えば、部分放電の発生する恐れのある約１／４サイクルに相当する領域は、２カ所存在する。商用交流電圧信号の２サイクルに相当する波形データの計測時間内では、部分放電の発生する領域は最大４カ所となる。この約１／４サイクル内で一群の部分放電が継続して発生する時間を部分放電の継続時間と定義する。従って、継続時間は基本的には約１／４サイクルに相当する時間以下となる。商用交流電圧信号の周波数が５０Ｈｚの場合は、継続時間は５ｍｓ以下となる。この時間は、商用交流電圧信号の２サイクル分を１００ポイントで表すときは約１３ポイントに相当する。すなわち、部分放電信号成分の継続時間は基本的には５ｍｓ、ポイント数で言えば１３ポイント以下であり、実質的には１０ポイント程度を超えないとしてもよい場合がある。なお、この継続時間は、１波形データを求める際の計測の繰り返し回数に依存し、繰り返し回数が増えれば増加しうる。継続時間を例えば１０ポイントを基本とし、計測の繰り返し回数に応じてより大きな値に設定してもよい。図４に２サイクル分の商用交流電圧信号とこれに略同期して発生する部分放電信号とを示す。図４の横軸は時間軸である。図中に示す時間幅Ｔは商用交流電圧信号１サイクル分を示す。縦軸は各信号の強度を示す。この強度は、商用交流電圧信号についてはその電圧値、部分放電信号については、電磁波信号の強度である。図４に示す例では、部分放電信号は商用交流電圧信号のゼロクロス点から電圧最大値近傍に至る位相領域にのみ発生しており、２サイクル分の前半と後半の１サイクル間で、部分放電信号は商用交流電圧信号を介して互いに略同期して発生している。
（１−２）部分放電の発生頻度
部分放電の発生頻度は、部分放電の種類に依存する。部分放電は、上記約１／４サイクルに相当する領域内で極短時間単発で発生することもあるし、複数回発生することもある。１回の部分放電の継続時間はポイント数で言えば１ポイント、複数回発生するときは計測の繰り返し回数に応じて最大１０〜１３ポイントになり得る。部分放電信号が約１／４サイクルの間に複数回、一群となり発生する時の発生態様は、部分放電が針端放電かボイド放電かによって、以下の通り異なる。
（１−２−１）針端放電の場合
部分放電が針端放電である場合は、部分放電の発生頻度は高い。そのため、前記約１／４サイクル中に発生する一群の部分放電による部分放電信号成分は、波形データの中で、時間軸において連続する複数のポイントでの高強度データで構成される。このような場合の波形データの例を図５（ａ）に示す。横軸は時間軸で、縦軸は波形データの強度値（波形データ値）を示す。図５（ａ）の黒塗りの線が各ポイントの波形データ値を示す。図５（ａ）の領域Ａ、Ｂのデータが部分放電信号成分である。領域Ａ、Ｂは、いずれも高強度データが連続し一塊となっている。この一塊を１と数えると、図５（ａ）では部分放電信号成分は２つ、すなわち２カ所存在する。領域Ａ、Ｂは、商用交流電圧信号の絶対値におけるゼロクロス点から電圧最大値近傍までの位相領域に含まれている。領域Ａは２サイクル分のうち、最初の１サイクル目、領域Ｂは次の１サイクル目に該当している。このような部分放電信号成分は１波形データについて言えば最大４カ所存在する。部分放電が針端放電の場合の一塊となった部分放電信号成分の数は、１波形データを商用交流電圧信号の２サイクル分の時間のデータとすると、１波形データあたり最大４となる。
（１−２−２）ボイド放電の場合
部分放電がボイド放電である場合は、部分放電の発生頻度は低い。従って、約１／４サイクルに相当する時間内に部分放電が複数回発生する場合であっても、波形データでは、部分放電信号成分が計測されたポイントと計測されないポイントとが狭い時間間隔で近接して存在する。このような場合の波形データの例を図１１（ａ）に示す。図１１（ａ）の領域Ｃ〜Ｆのデータが部分放電信号成分である。狭い時間間隔とは、領域Ｃ〜Ｆに示すように、例えば１〜４ポイントに相当する時間間隔である。このような部分放電信号成分は、その存在を識別するための閾値の設定に依存するが、約１／４サイクルに相当する時間内に複数、互いに離れて存在しうる。閾値の設定によって、約１／４サイクルに相当する時間領域内に閾値を超え、互いに離れた部分放電信号成分が２個あるとすると、部分放電がボイド放電の場合の部分放電信号成分の数は、１波形データを商用交流電圧信号の２サイクル分の時間のデータとすると、１波形データあたり最大８となる。
【００３９】
波形データ中、（１−１）、（１−２）に示す部分放電の特性に合致しない成分はノイズ成分と見なすことができる。このようなノイズ成分を含め、各種のノイズ成分はそれぞれ以下で説明する特性を有する。なお、以下では波形データ群から部分放電信号成分を抽出する際の妨げとなる成分の発生源となるものすべてを、便宜上、ノイズ源と呼び、ノイズ源に起因するノイズ信号に係るデータをノイズ成分と呼ぶ。なお、以下のノイズ源はその特性別に示したものであるため、一部のノイズ源については相互に重複している場合もある。
（２）ノイズ源とその特性
（２−１）周波数が既知のノイズ源
地域によっては、ノイズ源となる通信波の周波数が予め知られている場合がある。
（２−２）同期性のないノイズ信号を発生するノイズ源
ノイズ成分は、通常、部分放電信号成分に関する上記（１−１）で説明したような商用交流電圧信号との同期性を有しない。そのため、商用交流電圧信号のあるサイクル内と他のサイクル内でのノイズ信号間に同期性がない。
（２−３）同期性のあるノイズ信号を発生するノイズ源
変調された通信波などのノイズ信号は商用交流電圧信号に略同期していることがある。このような通信波によるノイズ信号の周波数は既知であることが多い。既知の場合は上記（２−１）のノイズ源と同じである。
（２−４）時間的に強度が略一定のノイズ源
センサ１０や部分放電診断装置１００等の機器に特有の内部ノイズ、及び／または通信波等に起因する測定環境の微弱電波などにより、ある周波数帯域で時間的に強度が略一定のノイズ信号が生じることがある。このような場合のノイズ成分を含む波形データの例を図８に示す。図５（a）、図６（a）、図１１（a）に示す波形データのうち、ピーク部分を除く強度変動の少ない部分のデータであるバックグランド（ＢＧ）データもこのようなノイズ成分の例である。ＢＧデータの強度変動であるばらつきは、通常、統計的な揺らぎである統計誤差による。
（２−５）時間的にノイズ信号の有無が変動するノイズ源
ノイズ信号となる通信波の有無が、図９に示すように時間的に変動する場合がある。このときの通信波の強度はほぼ一定であるが、通信波の有無によりノイズ成分の強度は時間的に変動する。
（２−６）高頻度でノイズ信号を発生するノイズ源。
周囲の電気機器等をノイズ源として発生する電磁波によるノイズ信号は、図１０（ａ）に示すように、上記（１−２）で説明した部分放電信号成分の発生頻度よりも高い頻度で発生する場合がある。
（２−７）発生頻度が不均一なノイズ源。
図１３（ａ）に示すように、商用交流電圧信号の、ある１サイクルと他の１サイクルのそれぞれに対応する時間内で発生する強度の高いノイズ信号の数の差が所定の数より大きいノイズ源がある。
（２−８）継続時間の長いノイズ源。
上記（１−１）で説明したように、部分放電の継続時間は、基本的に所定時間（例えば５ｍｓ、または１０−１３ポイント）以下である。この所定時間を超える継続時間を有するデータはノイズ成分である。
【００４０】
次に、ノイズ除去部２３の構成要素である特定周波数データ除去部２３０、ＢＧ（バックグランドの略）ノイズ低減部２３１、有効データ有無判定部２３２、ノイズ除去支援部２３３、第１有効データ数判定部２３４、有効データ数偏り判定部２３５、第２有効データ数判定部２３６、継続時間判定部２３７、及び同期性判定部２３８について説明する。
【００４１】
＜特定周波数データ除去部＞
特定周波数データ除去部２３０は、記憶部２２に格納されている除去周波数データを読み出し、除去周波数データとして登録されている除去周波数に対応する周波数の波形データを、ノイズ除去部２３が記憶部２２から読み出した波形データ群から除去し、診断対象外とする。特定周波数データ除去部２３０は、除去後の波形データ群を診断用波形データ群とする。特定周波数データ除去部２３０での処理は、上記（２−１）（周波数が既知のノイズ源）または（２−３）（同期性のあるノイズ信号を発生するノイズ源）で説明したノイズ成分を除去するための処理である。
【００４２】
＜ＢＧノイズ低減部＞
ＢＧノイズ低減部２３１は、診断用波形データ群を構成する周波数Ｆｉの波形データＨｉ（ｉ＝１〜１００）において、設定された閾値Ｔｈ１以下の強度のデータをノイズ成分と判定し、波形データの平均値Ａｖに置き換える。閾値Ｔｈ１は、例えば次の式（１）、式（２）に従ってＢＧノイズ低減部２３１により算定される。Ｍａｘ、Ａｖ、ΔＧ及び閾値Ｔｈ１は波形データＨｉ（ｉ＝１〜１００）毎に求められるが、式（１）及び式（２）では添え字ｉを省略した。以下では特に断らない限り「波形データ」とはｉ番目の周波数の波形データＨｉを意味することとする。
Ｈｔｈ１＝Ａｖ＋ΔＧ                                              （１）
Ａｖ；波形データの平均値。
ΔＧ；裕度。
ΔＧ＝（Ｍａｘ−Ａｖ）／Ｋ                             （２）
Ｍａｘ；波形データの最大値
Ｋ；１．３〜３の予め設定された値。
【００４３】
ＢＧノイズ低減部２３１での処理は上記（２−４）（時間的に強度が略一定のノイズ源）で説明したノイズ成分のばらつきを除去するための処理である。
【００４４】
ＢＧノイズ低減部２３１での処理内容を図５〜７を参照して、具体的に説明する。図５（ａ）は、計測で得られるある周波数の波形データの例である。ＢＧノイズ低減部２３１での処理は、部分放電信号による可能性が高い高強度データの部分を、ＢＧデータの部分から識別しやすくすることを目的としたものである。図中の破線は波形データの平均値Ａｖを示す。図５（ｂ）は、前記式（１）のΔＧを０にすることにより閾値Ｔｈ１を平均値ＡｖとしたときのＢＧノイズ低減部２３１による処理後の波形データを示す。図５（ａ）に示すＢＧデータの大部分は、平均値Ａｖよりも強度が低いので、この処理により、図５（ｂ）に示すように、平均値Ａｖに置き換えられる。そのため、ＢＧデータのばらつきは大幅に低減する。しかし、一部にわずかながら、閾値Ｔｈ１を超えるＢＧデータが残り、その分のばらつきが残る。
【００４５】
図６（ａ）は、部分放電が単発的に発生しているときの波形データである。図５（ａ）は、先に説明したように、部分放電が針端放電の場合の波形データであり、図６（ａ）の場合よりも部分放電の発生頻度が高く、高強度のデータが連続している。図６（ａ）における高強度データの部位の継続時間は図５（ａ）の場合よりも小さくなる。このようなケースでは、図６（ａ）の破線で示す波形データの平均値ＡｖがＢＧデータよりも大きくなる程度は、図５（ａ）に示す平均値ＡｖがＢＧデータよりも大きくなる程度よりも小さくなる。そのため、閾値Ｔｈ１を平均値Ａｖに等しくとると、図６（ｂ）に示すように、データの中で閾値Ｔｈ１を超える波形データ値の数が、図５（ｂ）の場合よりも増加する。すなわち、図６（ａ）のように、部分放電の継続時間が小さい場合は、閾値Ｔｈ１を波形データの平均値に設定しただけでは、ＢＧデータのばらつきの低減効果は必ずしも十分ではない。
【００４６】
このような状況を避けるために、閾値Ｔｈ１を、上記式（１）、上記式（２）に示すように、波形データの平均値Ａｖとその波形データ中の最大値との間の所定の値に設定する。閾値Ｔｈ１が大きければ、ＢＧデータのばらつきの低減効果が大きいが、一方で、診断対象として残すべきデータが閾値Ｔｈ１以下となり、ノイズ成分と見なされて、平均値Ａｖに置き換えられてしまう恐れが増大する。閾値Ｔｈ１の裕度ΔＧを決める式（２）内のＫ値は、これらの効果を考慮して設定される。Ｋ＝１．３〜３のどの値に設定するかは、部分放電の監視対象機器の設置環境等の条件に応じて予め決められる。
【００４７】
図７（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図５（ａ）、図６（ａ）の波形データに対して、式（２）のＫを環境に応じて適切な値に設定してＢＧノイズ低減部２３１で処理した後の波形データを示す。図７（ａ）、（ｂ）からわかるように、処理後の波形データでは、ＢＧデータのばらつきはほぼなくなるとともに、閾値Ｔｈ１を超える強度のデータはそのままの値で残される。
【００４８】
＜有効データ有無判定部＞
有効データ有無判定部２３２は、ＢＧノイズ低減部２３１により処理された周波数毎の波形データに、有効データがあるかどうかを判定する。有効データとは、部分放電信号に起因する可能性のあるデータのことで、周囲のデータ値に比べて強度の高いデータのことである。有効データ有無判定部２３２は、その波形データに有効データがないと判定すると、診断用波形データ群からその波形データを除去する。具体的には、有効データ有無判定部２３２は、ノイズ除去部２３の指示により、各波形データに対して次の２つの判定処理の少なくとも一方を実行する。
【００４９】
＜判定処理Ａ＞標準偏差による判定
有効データ有無判定部２３２は、波形データの標準偏差を算定し、算定結果が、次式（３）に示すように、標準偏差に関して設定された閾値（標準偏差閾値）以下であるかどうかを判定する。有効データ有無判定部２３２は、算定した標準偏差が標準偏差閾値以下であれば、この波形データ中に有効データはないと判断し、この波形データを診断用波形データ群から除去する。
算定標準偏差≦標準偏差閾値                （３）
【００５０】
上記式（３）による判定処理Ａは、上記（２−４）（時間的に強度が略一定のノイズ源）で説明したノイズ源によるノイズ成分のばらつきを除去するための処理である。このときのノイズ成分の時間的な変動は、統計誤差によるばらつきが主と考えてよいため、有効データの有無は上記式（３）で判定できる。図８は、既に説明したとおり、このようなノイズ源に係る波形データの例である。図８に示す波形データをＢＧノイズ低減部２３１で処理すると、波形データの各ポイントのデータは、ほぼすべて平均値Ａｖで置き換えられる。ＢＧノイズ低減部２３１による処理後の波形データに対しては、上記式（３）の判定により有効データが無いと判定され、この波形データは、ノイズ成分として診断用波形データ群から除去される。
【００５１】
＜判定処理Ｂ＞信号成分の占める比率による判定
有効データ有無判定部２３２は、波形データの最大値Ｍａｘに対する平均値Ａｖの比を算定し、次式（４）により、高強度データの計測頻度の多寡を判定する。有効データ有無判定部２３２は、式（４）を満たすと判定した場合は、この波形データをノイズ成分であると判断し、診断用波形データ群から除去する。
Ａｖ／Ｍａｘ≧Ｊ                        （４）
Ｊ；０．８等、部分放電の監視対象機器の設置環境等の条件に応じて設定。
【００５２】
上記式（４）による判定処理Ｂは、上記（２−５）（時間的に強度が変動するノイズ信号）に対応したものであり、そのような波形データの例を図９に示す。図９の波形データは、通信波等をノイズ源としたときのもので、通信波等によるノイズ信号の有無が時間的に変動する場合に対応している。この波形データでは、ノイズ信号のあるときに対応して高い強度のノイズデータが高い頻度で計測され、そのようなノイズ信号のないときに対応したＢＧデータの強度は低い。しかし、ＢＧデータよりも高い強度のデータはその強度が揃っており、波形データの一部に特に高い強度のデータ、すなわち部分放電信号によると思われるデータが含まれているというわけではない。このような波形データの場合、その波形データの平均値Ａｖは高くなる。そのため、式（１）の閾値Ｔｈ１も高くなる。閾値Ｔｈ１が高くなると、一般的にはそれを超える強度のデータのポイント数は減少するが、図９のような波形データの場合は、閾値Ｔｈ１を超える強度のデータのポイント数はほとんど減少しない。そのため、このような波形データは、式（３）による判定処理Ａではノイズ成分と見なされない。式（４）は、このような波形データをノイズ成分として除去するための判定式である。
【００５３】
波形データの平均値Ａｖは、波形データの面積の指標となる。もし、波形データ中に部分放電信号成分が含まれていれば、その領域は波形データ中の一部の領域に限られているため、その強度が大きくなるほど、平均値Ａｖの増加の程度に比べて波形データの最大値Ｍａｘの増加の程度は大きくなる。従って、式（４）の左辺の値は小さくなる。一方、波形データ中に部分放電信号に起因するデータが含まれていなければ、図９に示すように、波形データの最大値Ｍａｘは同じ強度で揃ったものとなるため、式（４）の左辺の値は部分放電信号成分が含まれている場合よりも大きくなる。従って、Ｊとして適切な値を設定すれば、式（４）の判定結果に基づき、図９に示すような時間的にノイズ信号の有無が変動するノイズ源に起因する波形データを、ノイズ成分として除去することができる。Ｊ値は、部分放電監視対象機器の設置された環境に応じた経験値として、例えば０．８等に予め設定される。途中でより適切と思われる値に変更してもよい。
【００５４】
有効データ有無判定部２３２において判定処理Ａの式（３）と判定処理Ｂの式（４）のどちらで処理するかは、予め選択して設定しておくか、一方の判定式を満たさなければ他方の判定式を実行するように設定してもよい。
【００５５】
＜ノイズ除去支援部＞
ノイズ除去支援部２３３は、二値化部２３３０、有効データ結合部２３３１、及び有効データ幅拡張部２３３２を含み、第１有効データ数判定部２３４、有効データ数偏り判定部２３５、第２有効データ数判定部２３６、継続時間判定部２３７、及び同期性判定部２３８によるノイズ除去処理の便宜のために、下記の通り波形データの二値化に関連する処理を行う。
【００５６】
＜二値化部＞
二値化部２３３０は、診断用波形データ群の中から選択した波形データを、次式（５）に従って二値化し、二値化データを作成する。二値化データは第１有効データ数判定部２３４で使用されるとともに、有効データ結合部２３３１及び有効データ幅拡張部２３３２でも直接的又は間接的に使用され、更に、有効データ数偏り判定部２３５、第２有効データ数判定部２３６、継続時間判定部２３７、及び同期性判定部２３８でも間接的に使用される。
各波形データ値≧Ｔｈ２
Ｔｈ２；二値化処理に係る閾値
満たすとき      対応ポイントの値＝１
満たさないとき  対応ポイントの値＝０          （５）
【００５７】
二値化部２３３０による処理の具体例を図１０（ａ）、（ｂ）に示す。図１０（ａ）は波形データ、図１０（ｂ）はその二値化データである。式（５）の閾値Ｔｈ２は図１０（ａ）の破線で示す値に設定している。図１０（ｂ）では、黒線部が値「１」の有効データ部を示し、黒線部を除く部分が値「０」の非有効データ部を示す。
【００５８】
二値化の際のデータ値は１と０に限定される必要はなく任意の２値又は２種の記号とすることができるが、以下では式（５）に示すように１と０のいずれかに設定されることとして説明する。
【００５９】
二値化部２３３０は、式（５）の閾値Ｔｈ２として、ＢＧノイズ低減部２３１により式（１）、式（２）に従って算定された閾値Ｔｈ１を使用することができる。しかし、閾値Ｔｈ１の裕度ΔＧとして他の値を使用して式（１）により算定し、算定した閾値Ｔｈ１をＴｈ２として使用してもよい。例えば、式（２）で、Ｋ値を、ＢＧノイズ低減部２３１で使用したＫ値とは異なる値にして算定した値、又はそれ以外の予め設定した値等にしてもよい。通常、この閾値Ｔｈ２は、ＢＧノイズ低減部２３１において設定した閾値Ｔｈ１よりも裕度ΔＧを大きく設定したものとする。
【００６０】
＜有効データ結合部＞
有効データ結合部２３３１は、二値化データに対して次式（６）に示す塊化処理を行う。この処理は、約１／４サイクル内で複数の部分放電が発生したときの波形データに対応した二値化データにおいて、互いに分離した値「１」を、約１／４サイクル毎に、それぞれひとまとまりの値「１」にするための処理である。塊化処理後の二値化データは有効データ数偏り判定部２３５、第２有効データ数判定部２３６、及び継続時間判定部２３７で使用される。
Ｎｋ≦Ｎｔｈｋのとき、領域ｋ内の値「０」を値「１」に置換する。    （６）
ｋ：二値化データ中、２カ所の値「１」の間に、値「０」しか存在しない領域を識別する指標。
Ｎｋ：領域ｋ内の値「０」のポイント数。
Ｎｔｈｋ：Ｎｋに関する判定の閾値。予め設定された値で、上記計測条件下では、例えば４ポイント。
【００６１】
有効データ結合部２３３１の処理を、具体例で説明する。図１１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ部分放電が後述するボイド放電の場合の波形データと、その二値化データを示し、図１１（ｃ）は、有効データ結合部２３３１による塊化処理後の二値化データを示す。図１１（ａ）の領域Ｃ〜Ｆの高強度データの部分は、ボイド放電による部分放電信号成分である。それぞれの領域内で、式（５）の閾値を超える高強度データは互いに離れて存在する。図１１（ｂ）は、二値化の際の式（５）の閾値Ｔｈ２を図１１（ａ）の縦軸の−５５ｄＢｍ近傍の値に設定したときの二値化データであり、領域Ｃ〜Ｆに対応する各領域内で値「１」が値「０」を介してそれぞれ２個、互いに離れて存在する。領域Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＦの各領域における式（６）に示すＮｋは３ポイント、４ポイント、３ポイント及び３ポイントである。図１１（ｃ）は、Ｎｔｈｋが４ポイントに設定されているとき、図１１（ｂ）の二値化データを式（６）に従って処理した結果である。図１１（ｃ）に示す塊化処理後の二値化データでは、領域Ｃ〜Ｆに対応する各領域の２つの値「１」の間の値「０」は値「１」に置換され、各領域は互いに連続した１群の値「１」で構成される。
【００６２】
なお、部分放電が後述する針端放電のように発生頻度が高い場合は、既に説明したように図５（ａ）に示すような波形データとなる。図５（ａ）に示す領域Ａ、Ｂの高強度データの部分が部分放電信号成分である。このような波形データに基づく二値化データでは、領域Ａ、Ｂに対応する領域は、元々複数個の互いに連続した一群の値「１」で構成される。そのような二値化データは、式（６）による処理の対象とはならず、塊化処理後の二値化データは処理前の二値化データと同じである。
【００６３】
＜有効データ幅拡張部＞
有効データ幅拡張部２３３２は、有効データ結合部２３３１による塊化処理後の二値化データ中の値「１」の領域の両側に、予め設定したポイント数（通常は１〜２ポイント）だけそのポイントの値を値「１」に置き換える幅拡張処理を行う。幅拡張処理後の二値化データは同期性判定部２３８で使用される。
【００６４】
有効データ幅拡張部２３３２の処理を具体例で説明する。図１２（ａ）は有効データ結合部２３３１による処理後の二値化データの例を示す。値「１」の領域はＲ１〜Ｒ４の４カ所あるとし、それぞれの継続時間はＴｃ１〜Ｔｃ４とする。幅拡張処理用に予め設定したポイント数を１ポイントすると、幅拡張処理後の領域Ｒ１〜Ｒ４のそれぞれの継続時間はいずれも元の位置を中心にその両側にそれぞれ1ポイント拡張され、図１２（ｂ）に示すようにそれぞれＴｃ１＋２〜Ｔｃ４＋２なる。
【００６５】
＜第１有効データ数判定部＞
第１有効データ数判定部２３４は、二値化データに基づき有効データ数を算定し、算定した有効データ数について、次式（７）を満たすかどうかの予備的な判定を行う。第１有効データ数判定部２３４は、有効データ数が式（７）を満たすと判定すると、この波形データをノイズ成分と見なして診断用波形データ群から除外する。
Ｎｅｆｆ＞Ｎｍａｘ                                      （７）
Ｎｅｆｆ：波形データに対応する二値化データに基づく有効データ数
Ｎｍａｘ：規定数。波形データに対応する二値化データに含まれる有効データ数の上限値で、例えば８。
【００６６】
有効データ数Ｎｅｆｆは、二値化データで値「１」を有する部分の数であるが、値「１」が連続している場合は連続している部分全体を１つと数えて値「１」を有する部分の数が算定される。
【００６７】
第１有効データ数判定部２３４での処理は、二値化データに基づき、有効データ数が過大であるかどうかを判定し、その結果に応じて、上記（２−６）（高頻度でノイズ信号を発生するノイズ源）で説明したノイズ成分を除去するための処理を行う。この処理は、この後に実行される塊化処理後の二値化データに基づく各種処理に先駆けて実施すべき予備的処理でもある。二値化データにおいて、値「１」の数が多すぎると、本来塊化処理の対象とすべきではない値「１」間で塊化処理がなされる恐れが出てくるためである。
【００６８】
第１有効データ数判定部２３４での式（７）の処理について、図１０に示す具体例で説明する。先に説明したように、図１０（ａ）、（ｂ）は、それぞれ波形データとその波形データに基づく二値化データを示す。第１有効データ数判定部２３４は、二値化データから値「１」の数を計数してその結果を有効データ数とする。「１」の値が連続しているときは、既に説明したように連続した部分を１個と数えると、図１０（ｂ）の有効データ数Ｎｅｆｆは１４である。式（７）の規定数Ｎｍａｘを例えば８とすると、有効データ数Ｎｅｆｆは規定数Ｎｍａｘを超える。従って、図１０（ａ）の波形データはノイズ成分であると判定され、診断用波形データ群から除去される。
【００６９】
式（７）の規定数Ｎｍａｘは、装置の設置環境に応じて、二値化データにおける部分放電に起因した有効データ部、すなわち値「１」の数の最大値に予め設定される。部分放電の発生する位相領域は、既に説明したように、商用交流電圧信号の２サイクル分の時間内で、４領域を超えない。４領域のそれぞれにおける有効データの数は、部分放電の種類に依存する。部分放電が、図５（ａ）に示す針端放電の場合は、４領域のそれぞれにおける有効データの数は最大１個となるから規定数Ｎｍａｘは４とすればよい。一方、部分放電が、図１１（ａ）に示すボイド放電の場合、二値化処理に係る式（５）の閾値Ｔｈ２を、経験値として比較的大きな値に設定することにより、二値化データの４領域のそれぞれにおける有効データ数は、最大２個に抑えることができる。従って、規定数Ｎｍａｘは例えば８とすればよい。部分放電の種類が不明のときは、規定数Ｎｍａｘは例えば８とする。なお、この規定数Ｎｍａｘは、既に説明した計測の繰り返し数Ｎｓに応じて設定してもよい。Ｎｓが大きくなると、部分放電信号を検出する確率が増えるため、商用交流電圧信号のサイクル中、部分放電が発生しうる約１／４サイクルに対応する時間中に、部分放電信号を検出することによる得られる有効データ数も増加する可能性がある為である。
【００７０】
＜有効データ数偏り判定部＞
有効データ数偏り判定部２３５は、有効データ結合部２３３１による塊化処理後の二値化データから、波形データの、ある１サイクル分と他の１サイクル分（波形データが２サイクル分のデータの場合は最初の１サイクル分と次の１サイクル分）にそれぞれ含まれる値「１」の数を有効データ数Ｎｅｆｆ１及びＮｅｆｆ２として算定し、算定した有効データ数から、次式（８）が満されるかどうかの判定を行う。このときの値「１」の数は値「１」が連続している部分はその全体を１つと数えて値「１」の数を算定する。有効データ数偏り判定部２３５は、式（８）が満たされると判定すると、この波形データをノイズ成分と見なして診断用波形データ群から除外する。
ΔＮ＝｜Ｎｅｆｆ１−Ｎｅｆｆ２｜＞ΔＮｄ                          （８）
Ｎｅｆｆ１：波形データのある１サイクル内の有効データ数。
Ｎｅｆｆ２：波形データの他の１サイクル内の有効データ数。
ΔＮｄ：規定差。波形データのある１サイクルと他の１サイクル内に含まれる有効データ数の差の上限値で、例えば２。
【００７１】
有効データ数偏り判定部２３５での処理は、上記（２−７）（発生頻度が不均一なノイズ源）で説明したノイズ成分を除去するための処理である。すなわち、有効データ数偏り判定部２３５は、塊化処理後の二値化データに基づき、波形データの有効データ数が、ある１サイクルと他の１サイクルとの間で偏りがないかどうかを式（８）により判定し、その判定結果に基づき、ノイズ成分を除去する。
【００７２】
有効データ数偏り判定部２３５の処理について、図１３に示す具体例で説明する。図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ波形データとその波形データに基づく二値化データと塊化処理後の二値化データを示す。有効データ数偏り判定部２３５は、図１３（ｃ）に示す塊化処理後の二値化データから各サイクル毎に値「１」の数を計数してその結果を各サイクル毎の有効データ数とする。「１」の値が連続しているときは、既に説明したように連続した部分を１個と数えると、式（８）の中のＮｅｆｆ１は、図１３（ｃ）の最初の１サイクル内の有効データ数であり７、式（８）の中のＮｅｆｆ２は、図１３（ｃ）の次の１サイクル内の有効データ数であり２なので、ΔＮは５である。式（８）の規定差ΔＮｄを例えば２とすると、ΔＮはΔＮｄを超える。従って、図１３（ａ）の波形データはノイズ成分であると判定され、診断用波形データ群から除去される。
【００７３】
＜第２有効データ数判定部＞
第２有効データ数判定部２３６は、有効データ結合部２３３１による塊化処理後の二値化データに基づき有効データ数Ｎｅｆｆｃを算定し、算定した有効データ数について、次式（９）を満たすかどうかの判定を行う。第２有効データ数判定部２３６は、有効データ数が式（９）を満たすと判定すると、この波形データをノイズ成分と見なして診断用波形データ群から除外する。
Ｎｅｆｆｃ＞Ｎｍａｘｃ                                      （９）
Ｎｅｆｆｃ：波形データに対応する塊化処理後の二値化データに基づく有効データ数
Ｎｍａｘｃ：規定数。波形データに対応する塊化処理後の二値化データに含まれる有効データ数の上限値で、例えば４。
【００７４】
有効データ数Ｎｅｆｆｃは、塊化処理後の二値化データで値「１」を有する部分の数であるが、値「１」が連続している場合は連続している部分全体を１つと数えて値「１」を有する部分の数が算定される。塊化処理後の二値化データを使用するのは、部分放電信号成分に対応する塊化処理後の有効データ数の最大値が、上記（１−２）で説明した部分放電の種類によらず、上記（１−１）で説明した部分放電の発生領域数の最大値４に対応したものになるからである。そのため式（９）のＮｍａｘｃは４に設定される。すなわち、第２有効データ数判定部２３６での処理は、塊化処理後の有効データ数Ｎｅｆｆｃが、上記（１−１）で説明した部分放電の発生領域数を超えないかどうかを判定することにより、上記（２−６）（高頻度でノイズ信号を発生するノイズ源）で説明したノイズ成分を除去するための処理である。
【００７５】
＜継続時間判定部＞
継続時間判定部２３７は、塊化処理後の二値化データのｊ番目の有効データ部の時間軸のポイント数を継続時間Ｔｃｊ（ｊ＝１，２・・・ｊｍａｘ）として算定する。次に、算定したＴｃｊについて次式（１０）による判定を行う。
Ｔｃｊ＞Ｔｔｈ                                    （１０）
Ｔｔｈ：予め設定された基準ポイント数で、通常１０〜１４点に設定される。
【００７６】
継続時間判定部２３７は、継続時間Ｔｃｊ（ｊ＝１，２・・ｊｍａｘ）毎に式（１０）による判定を行い、その判定結果に応じて波形データに対する処理を行う。判定結果に応じた波形データに対する処理とは、次の通りである。算定した継続時間Ｔｃｊのｊ＝１，２・・ｊｍａｘのうち一つでも式（１０）を満たすと判定したときは、継続時間判定部２３７は、対応する波形データをノイズ成分と見なして診断用波形データ群から除去する。なお、判定結果に応じた波形データに対する処理については、上記処理とは異なる他の処理を採用してもよい。例えば、算定した継続時間Ｔｃｊのｊ＝１，２・・ｊｍａｘのすべてが式（１０）を満たすと判定したとき、継続時間判定部２３７は、対応する波形データをノイズ成分と見なして診断用波形データ群から除去し、算定した継続時間の一部が式（１０）を満たす、すなわち部分放電に対応した継続時間ではないと判定したときは、その継続時間を有する有効データ部に対応する波形データの領域を診断対象から除く処理を行ってもよい。
【００７７】
継続時間判定部２３７での処理は、上記（２−８）（継続時間の長いノイズ源）で説明したノイズ成分を除去するための処理である。継続時間判定部２３７は、塊化処理後の有効データ部、すなわち値「１」の継続時間、具体的には値「１」の時間軸方向の幅であるポイント数が、上記（１−１）で説明した部分放電の継続時間の最大値に対応するポイント数を超えるかどうかを判定し、その結果に応じて継続時間の長いノイズ源によるノイズ成分を除去する。
【００７８】
＜同期性判定部＞
同期性判定部２３８は、有効データ幅拡張部２３３２による幅拡張処理後の二値化データに基づき、その有効データ部である値「１」の領域が、各サイクル間で同期しているかどうかを判定する。この判定は次の処理を含む。まず、幅拡張後の二値化データを商用交流電圧信号の１サイクル毎に分割し、分割後の二値化データの時間軸の原点を揃える。このとき、あるサイクルの二値化データの幅拡張後の有効データ部の時間軸上の幅を含む位置と、他のサイクルの二値化データの幅拡張後の有効データ部の時間軸上の幅を含む位置との間に、重なるポイントが存在するかどうかを判定する。重なるポイントが存在するときは同期性があり、存在しない時は同期性がないと判定される。
【００７９】
同期性判定部２３８での処理は、上記（２−２）（同期性のないノイズ信号を発生するノイズ源）で説明した同期性のないノイズ成分を除去するための処理である。これは上記（１−１）で説明したように部分放電は同期性を有すると言うことの裏返しに相当する。
【００８０】
同期性判定に幅拡張後の二値化データを使用するのは、同期性判定に裕度を持たせるためであり、略同期性の有無の判定を可能にするための措置である。部分放電の特性である同期性はそれほど厳密なものではなく、若干の位相誤差を伴うものである。そのため、同期性判定において、有効データ部の継続時間が短いと、２つのサイクル間の有効データ部が、略同期している場合でも厳密に同期していないときは、それらは同期していないと判断されてしまう。このような事態を避けるために同期性判定に幅拡張後の二値化データを使用し、同期性判定に裕度を持たせる。このことは有効データ部の幅について互いに対極にある図５（ａ）と図６（ａ）に示す波形データを見ると明らかである。図５（ａ）の波形データに対する二値化データでは有効データ部の継続時間は大きいため、同期性の判定裕度は大きい。このような波形データに対する二値化データの有効データ部の継続時間は大きいため、幅拡張処理の有無にかかわらず同期性判定結果は実質的に変化しない。しかし、図６（ａ）の波形データに対する二値化データでは有効データ部の継続時間は小さいため、同期性の判定裕度は非常に小さい。同期性判定に、幅拡張処理後の二値化データを使用するのは、このような継続時間の小さい波形データに対しても略同期性の有無を含む同期性判定を実行できるようにするためである。
【００８１】
同期性判定部２３８での処理内容を、具体例として図１４を参照して説明する。図１４（ａ）に示す二値化データは、図１２（ｂ）に示す幅拡張処理後の二値化データである。図１４（ａ）の領域Ｒ１〜Ｒ４が有効データ部である値「１」の領域である。同期性判定部２３８は、図１４（ａ）に示す二値化データを、図１４（ｂ）に示すように、商用交流電圧信号の最初の１サイクル（すなわちある１サイクル）についての二値化データである第１の二値化データと次の１サイクル（すなわち他の１サイクル）についての二値化データである第２の二値化データとに分割する。その際、第２の二値化データの横軸（時間軸）座標は第１の二値化データの横軸（時間軸）座標と同じ値に揃える。具体的には横軸１００点を二分割すると横軸が１〜５０点、及び５１〜１００点の二つの二値化データとなるが、５１〜１００点を１〜５０点に置き換える。
【００８２】
次に、同期性判定部２３８は、第１の二値化データの領域Ｒ１とＲ２の横軸位置が第２の二値化データの領域Ｒ３とＲ４の横軸位置と重なる部分があるかどうかを判定する。同期性判定部２３８は、重なりがない値「１」の領域については同期性がないとして、値「０」に置き換える。更に、波形データについては、その部分の波形データ値を近傍のＢＧデータ値に置換する。図１４の例では図１４（ｂ）に一点鎖線で示すように領域Ｒ１とＲ３とは互いに重なる部分を有するので、略同期していると判定され、領域Ｒ２とＲ４とは互いに重なる領域を有さないので同期していないと判定される。同期性判定後の二値化データは、図１４（ｃ）に示すように、領域Ｒ２とＲ４の値「１」が値「０」に置き換えられる。なお、この時の波形データ中の領域Ｒ２とＲ４に対応する有効データは、その近傍のＢＧデータで置換する。なお、図１４（ｄ）には、幅拡張処理前の第１及び第２の二値化データを示す。幅拡張処理前は同期する有効データ部がない。このように有効データ部の継続時間が短いときは、図１４（ｄ）の領域Ｒ１と領域Ｒ３の有効データ部のように、略同期性があっても、同期性が無いと判定されることがあるが、幅拡張処理によりこのような判定が避けられる。
【００８３】
なお、第２有効データ数判定部２３６の処理を同期性判定の前ではなく後に実施してもよい。
【００８４】
＜診断部＞
図１の診断部２４での診断処理は、上述のように複数のノイズ除去に関する処理によりノイズ成分を除去した診断用波形データ群に基づく診断処理であれば、その内容は特に限定されない。以下に診断処理のいくつかの具体例を説明する。
【００８５】
＜第１の診断処理＞
診断部２４は、同期性判定部２３８の判定後、診断用波形データ群から、同期性のある有効データ数が、例えば４個以下の適正な数存在すると判定された波形データの数Ｎａｂを算定する。診断部２４は、Ｎａｂが式（１１）を満たすと判定したときは、部分放電ありと診断する。
Ｎａｂ≧Ｎａｂｓ                                （１１）
Ｎａｂｓ：部分放電ありと診断するときの閾値で、例えば４。
すなわち、Ｎａｂｓの設定数値を大きくするほど、診断の信頼性が向上する。この診断手法によれば簡単に部分放電の有無を診断することができる。第１の診断処理が使用できるのは、ノイズ除去部２３により診断用波形データ群から、複数のノイズ源からのノイズ成分を予め除去していることによる。
【００８６】
＜第２の診断処理＞
診断部２４は、ノイズ除去部２３で処理された後の波形データ群に、先に説明した引用文献２に記載されている方法を適用して代表波形データを作成し、この代表波形データに基づき部分放電の有無を診断する。部分放電の有無は、代表波形データのピーク近傍のデータ値と、そこから商用交流電圧信号の１／４サイクル離れた位置のデータ値との差の大きさにより判断される。引用文献２に記載されている方法によれば、波形データ群の時間軸の各点に対して周波数毎のデータを強度順にソートし、Ｌ番目までの強度のデータはノイズ成分であるとして、これを除去し、除去した後の複数の周波数毎の波形データから、時間軸で表示して得られる代表波形データが生成される。しかし、本願ではノイズ除去部２３で処理した後の診断用波形データ群を使用するので、ノイズ成分は基本的に除去されている。そのため、ノイズ成分が完全に除去されている場合は、上記Ｌを０に設定することができる。しかし、ノイズ成分は完全には除去されないことが多いので、通常はＬを０ではなく、引用文献２で説明されている従来設定されていた値よりも小さい値、例えば１またはそれに近い値に設定することができる。そのため、Ｌを小さい値に設定できる分、部分放電信号成分を除去してしまう可能性を低減することができ、更に、引用文献２で行った、Ｌの値を逐次増やしていくという過程を省略、又は簡略化することができる。
【００８７】
＜第３の診断処理＞
診断部２４は、ノイズ除去部２３で処理された後の波形データ群の各波形データについて、各波形データの強度の最も高いデータ値と、そこから商用交流電圧信号の１／４サイクル離れた位置のデータ値との差を算定する。診断部２４は、その差が、予め設定された基準差よりも大きいかどうかにより、部分放電の有無を判定する。なお、この差が予め設定された基準差よりも大きい波形データの数と前記差が基準差を超える程度との双方に基づいて部分放電の有無を判定してもよい。本願では、ノイズ除去処理により、ノイズ成分が除去された波形データ群を診断に使用するため、部分放電信号成分が識別しやすくなる。
【００８８】
次に、このような構成の部分放電診断装置１００の動作について、図１５〜図１７のフローチャートを用いて説明する。図１５は部分放電診断装置１００の動作である部分放電診断処理の概要を示す。図１６は図１５の中の波形データの取得処理（ステップＳ１）の詳細を示す。図１７は図１５の中のノイズ除去処理（ステップＳ２）の詳細を示す。
【００８９】
まず、図１５を参照して、部分放電診断装置１００の動作の概要を説明する。計測部１は制御部２の制御により電磁波を計測し、周波数毎の電磁波信号として制御部２に送信する。制御部２はこれを受けて周波数毎の電磁波データ（波形データ）として取得し、記憶部２２に格納する（ステップＳ１）。格納された周波数毎の波形データ全体は波形データ群を形成する。制御部２のノイズ除去部２３は、格納された波形データ群から各周波数の波形データを読み出してノイズ除去に関する処理を行う（ステップＳ２）。記憶部２２に格納されているノイズ除去処理後の波形データ群である診断用波形データ群に基づいて、制御部２の診断部２４は部分放電の有無に関する診断を行う（ステップＳ３）。診断結果は、出力制御部２５を介して、その制御に従って出力装置３に出力される（ステップＳ４）。
【００９０】
次に、図１６を参照して、図１５のステップＳ１に示す波形データの取得処理の詳細を説明する。波形データの取得には計測部１と計測制御部２０とデータ取得部２１とが使用される。計測開始前には計測部１の信号処理部１１及びデータ取得部２１の計測条件を予め設定しておく（ステップＳ１０）。なお、以下の周波数Ｆｉに関連して、ここではｉ＝１に設定される。ステップＳ１４とＳ１５を介して、ステップＳ１１〜Ｓ１３の処理は、Ｆ１〜Ｆｉｍａｘについて繰り返される。
【００９１】
スペクトルアナライザなどの信号処理部１１の計測条件は、複数の周波数Ｆｉ（ｉ＝１〜ｉｍａｘ）の値（又は計測対象とする周波数範囲と周波数スキャン点数）と、各周波数毎の波形データの計測タイミングと、計測時間であり、予め信号処理部１１に設定しておいてもよいし、計測制御部２０により設定されてもよい。計測タイミングは、既に説明したように周波数毎の各波形データが商用交流電圧信号に同期するように、すなわち相互間でも同期するように設定される。計測時間は商用交流電圧信号の少なくとも２サイクルに相当する時間とする。
【００９２】
データ取得部２１の計測条件は、信号処理部１１からの電磁波信号のサンプリング点数とサンプリングのタイミングである。これらは、予めデータ取得部２１に設定しておくか、又は計測制御部２０からのサンプリング指示による。各周波数の波形データを取得するためのサンプリング開始タイミングは、各周波数の波形データが商用交流電圧信号に同期するように、例えば１秒の整数倍の時間離れたタイミングに設定される。
【００９３】
電磁波はセンサ１０で受信され、設定された計測条件に従って、信号処理部１１で電磁波信号の周波数Ｆｉ成分が計測される（ステップＳ１１）。信号処理部１１の計測結果はデータ取得部２１に送られここで設定されたサンプリング条件に従ってＡＤＣを介してサンプリングされて周波数Ｆｉの波形データＨｉとして取得される（ステップＳ１２）。このとき波形データの時間軸上の１ポイントに対するデータは、その1ポイントに対応する時間内に、サンプリングで取得された複数のデータに基づき、その平均値又は最大値を代表値とするデータである。このようにして取得された波形データは記憶部２２に格納される（ステップＳ１３）。ステップＳ１４とＳ１５の処理を介してステップＳ１１〜Ｓ１３の処理を行うことにより、記憶部２２に格納された周波数毎の波形データＨｉ（ｉ＝１〜ｉｍａｘ）は波形データ群を形成する。
【００９４】
次に、図１７を参照して、図１５のステップＳ２に示すノイズ除去処理の詳細を説明する。図１７は波形データ群に含まれる周波数Ｆｉの波形データＨｉ（ｉ＝１〜ｉｍａｘ）に関する処理である。ｉに関する繰り返し処理に関しては、フロー図の簡略化のために、図中に明示していない。必要に応じて補足説明する。特に、波形データＨｉに関する処理が途中のステップで完了する場合がある。その場合は、次の波形データＨｉ＋１に関するステップＳ２０の処理に移行する。フロー図の簡略化のために、図１７にはそのことは明示していないが、この点についても必要に応じて補足説明する。
【００９５】
まず、ノイズ除去部２３は、周波数Ｆｉの波形データＨｉと、記憶部２２に格納されている除去周波数データとを読み出す。特定周波数データ除去部２３０は、読み出された波形データの周波数Ｆｉが、除去周波数データに含まれる周波数と一致すれば、その波形データＨｉをノイズ成分として、波形データ群から除去し、残った波形データ群を診断用波形データ群とする（ステップＳ２０）。次に、診断用波形データ群から次の周波数Ｆｉ＋１の波形データＨｉ＋１を読み出してステップＳ２０の処理を行う。
【００９６】
周波数Ｆｉが、除去周波数データに含まれる周波数と一致しなければ、ＢＧノイズ低減部２３１は、次の処理の準備のために、周波数Ｆｉの波形データＨｉに対して、既に説明した処理を行う（ステップＳ２１）。ＢＧノイズ低減部２３１は、波形データＨｉの各データ値が式（１）、（２）により算定した閾値Ｔｈ１より大きいときは、そのままの値とし、閾値以下のときは、その部分のデータをＢＧデータすなわちノイズ成分と判定し、その波形データ値を波形データＨｉの平均値に置き換える。これによりＢＧデータ値のゆらぎが低減する。
【００９７】
次に、有効データ有無判定部２３２は、ＢＧノイズ低減部２３１により処理された波形データＨｉが高い強度のデータ部すなわち有効データを有しているかどうかを判定する。判定には式（３）及び（４）の少なくとも一方が使用される。有効データ有無判定部２３２は、波形データＨｉが有効データを有していないと判定したときは、その波形データＨｉをノイズ成分と見なして診断用波形データ群から除去する（ステップＳ２２）。このときは、ステップＳ２０の処理に戻り、診断用波形データ群に含まれる次の周波数Ｆｉ＋１の波形データＨｉ＋１を読み出してステップＳ２０の処理を実行する。
【００９８】
有効データ有無判定部２３２が、波形データＨｉは有効データを有していると判定したときは、第１有効データ数判定部２３４による処理を開始するための準備処理として、二値化部２３３０は、式（５）により、その波形データＨｉに対して二値化処理を行い、二値化データを生成する（ステップＳ２３）。
【００９９】
第１有効データ数判定部２３４は、二値化データの有効データ部、例えば値「１」の数を算定し、算定結果に対する式（７）による判定を通じて、当該波形データＨｉがノイズ成分であるかどうかを判定する。ノイズ成分と判定したときは、第１有効データ数判定部２３４は、診断用波形データ群から波形データＨｉを除去する（ステップＳ２４）。このときは、ステップＳ２０の処理に戻り、次の周波数Ｆｉ＋１の波形データＨｉ＋１が読み出されステップＳ２０の処理が実行される。
【０１００】
第１有効データ数判定部２３４が、波形データＨｉをノイズ成分と判定しなかったときは、有効データ結合部２３３１は、波形データＨｉに対する二値化データについて、式（６）により有効データ部の塊化処理を行い、塊化処理後の二値化データを生成する（ステップＳ２５）。
【０１０１】
有効データ数偏り判定部２３５は、塊化処理後の二値化データに基づき、式（８）による判定を通じて、波形データＨｉがノイズ成分であるかどうかを判定する。ノイズ成分と判定したときは、有効データ数偏り判定部２３５は、診断用波形データ群から波形データＨｉを除去する。有効データ数偏り判定部２３５が波形データＨｉをノイズ成分と判定しなかった時は、第２有効データ数判定部２３６は、塊化処理後の二値化データに基づき、式（９）による判定を通じて、波形データＨｉがノイズ成分であるかどうかを判定する。ノイズ成分と判定したときは、第２有効データ数判定部２３６は、診断用波形データ群から波形データＨｉを除去する（ステップＳ２６）。有効データ数偏り判定部２３５又は第２有効データ数判定部２３６により波形データＨｉが除去された時は、診断用波形データ群から次の周波数Ｆｉ＋１の波形データＨｉ＋１が読み出されステップＳ２０以降の処理が実行される。
【０１０２】
第２有効データ数判定部２３６により波形データＨｉが除去されない時は、継続時間判定部２３７は、塊化処理後の二値化データに基づき、有効データ部毎に継続時間を算定する。継続時間判定部２３７は、算定した継続時間毎に式（１０）による判定を行い、その判定結果に応じて波形データＨｉに対する処理を行う（ステップＳ２７）。例えば、波形データＨｉで算定した継続時間のいずれかが式（１０）を満たすと判定したときは、継続時間判定部２３７は、波形データＨｉをノイズ成分と見なして診断用波形データ群から除去する。波形データＨｉが診断用波形データ群から除去されたときは、診断用波形データ群から次の周波数Ｆｉ＋１の波形データＨｉ＋１が読み出されステップＳ２０の処理が実行される。
【０１０３】
算定した継続時間のいずれかが式（１０）を満たすとは判定されなかったときは、有効データ幅拡張部２３３２は、塊化処理後の二値化データに対して幅拡張処理を行う。（ステップＳ２８）。
【０１０４】
次に、同期性判定部２３８は、幅拡張処理後の二値化データについて、同期性判定を行い、その結果に応じて、波形データＨｉに対する処理を行う（ステップＳ２９）。波形データＨｉに対する処理は、次の通りである。同期性判定部２３８は、同期性を有する有効データ部が全くないときは、波形データＨｉをノイズ成分として診断用波形データ群から除去する。次に、診断用波形データ群から次の周波数Ｆｉ＋１の波形データＨｉ＋１が読み出されステップＳ２０の処理が実行される。複数の有効データ部の少なくとも一部が同期性を有するときは、同期性のない有効データ部を値「０」に置き替え、波形データＨｉの該当するデータを周りのＢＧデータに置き替えて、該当部分を診断対象から除外する。
【０１０５】
なお、ステップＳ２６の塊化処理後の二値化データに基づく第２有効データ数判定部２３６による有効データ数判定処理はステップＳ２９の後に実施してもよい。
【０１０６】
以上の処理が波形データ群内のすべての波形データＨｉ（ｉ＝１〜ｉｍａｘ）について実行されたら図１５のステップＳ２のノイズ除去処理が終了し、図１５のステップＳ３以降の処理が実行される。
【０１０７】
図３に示す部分放電信号成分を含む波形データ群に対して、このようなノイズ除去処理を行ったときの結果を、従来法で処理した結果とともに図１８に示す。
【０１０８】
図１８（ａ）、（ｂ）は、図３に示す波形データ群を周波数３００〜５５０Ｈｚの低周波側と５５０〜８００Ｈｚの高周波側に分け、それぞれの周波数帯域の波形データ群について、引用文献２に記載された方法、すなわち上記第２の診断処理を適用して作成した代表波形である。これに対して、図１８（ｃ）、（ｄ）は、図３の波形データ群に上記ノイズ除去処理を行った上で、周波数３００〜５５０Ｈｚの低周波側と５５０〜８００Ｈｚの高周波側のそれぞれの周波数帯域の診断用波形データ群について、上記第２の診断処理を適用して作成した代表波形である。いずれの代表波形においても、ピーク部を形成する２領域が確認できる。この２領域は略同期しており、部分放電信号成分のデータ領域である。
【０１０９】
両処理法によるそれぞれの代表波形を比較すると、低周波側ではバックグランドデータに対するピーク部データの識別性は大差ないが、本願のノイズ除去法を適用したときの代表波形の方がピーク部の解像性が改善されピーク部の微細な構造まで識別できる。これに対して高周波側では、従来法による代表波形ではピーク部のデータ強度に対してバックグランドデータ強度が高くピーク部のデータの識別性は低い。一方、本願のノイズ除去処理後の代表波形では、ピーク部のデータのバックグラウンドデータからの識別性は大きく改善されている。
【０１１０】
従って、本願の部分放電装置１００は、１台のセンサ１０で、部分放電信号の周波数帯によらず、すなわち部分放電の種類によらず、部分放電の有無を的確に診断することができる。これは、ノイズ除去部２３が、複数のノイズ源が有するそれぞれのノイズ特性に基づいて、電磁波データ中のノイズデータの有無を判定し、その判定結果に基づいて予めノイズ成分を除去しているからである。
【０１１１】
ＢＧノイズ低減部２３１の閾値は、式（１）、（２）により算定された閾値Ｔｈ１に限定されない。計測した波形データに基づいて設定される閾値であれば、どのように設定されてもよい。
【０１１２】
ノイズ除去部２３による各種ノイズ成分の除去処理中、一部の処理は状況に応じて省略してもよい。例えば特定周波数データ除去部２３０の処理は状況に応じて省略できる。
【０１１３】
これまで、部分放電の有無の検知にアンテナなどの電磁波センサをセンサ１０として利用する場合について説明した。しかし、センサ１０は電磁波センサに限定される必要はなく、電流センサや超音波センサであってもよい。電流センサの場合は、部分放電の発生に伴って生じる電流信号が検知される。超音波センサの場合は、部分放電の発生に伴って生じる超音波信号が検知される。いずれの信号の場合も、ノイズ源の具体例は電磁波センサを使用したときとは異なるものの、部分放電に起因する信号の特性、ノイズ信号の特性は電磁波信号の場合と基本的には同じである。従って、これらのセンサのいずれかを用いた場合でも、図１に示す部分放電診断装置１００の構成と基本的には同じ構成を有する、１のセンサを用いた部分放電診断装置は、これまで説明した方法と同じ方法で、部分放電の有無を的確に診断することができる。
【０１１４】
（実施形態２）
実施形態２に係る部分放電診断装置１００は、図１９に示すように、データ取得部２１を介して、商用交流電圧信号のゼロクロス点の時刻情報を制御部２に入力するとともに、ノイズ除去部２３に有効データ部位置判定部２３９を備える。他の構成要素は図１に示す構成要素と同じである。
【０１１５】
ただし、データ取得部２１は、サンプリングデータ取得時にサンプリングの際の時間情報も取得する。これにより、データ取得部２１が取得する波形データの時間軸上の各ポイントの時刻が明確になり、従って、この波形データに基づく二値化データの有効データ部の時間軸上の位置の時刻も明確になる。
【０１１６】
有効データ部位置判定部２３９は、波形データＨｉに対応する二値化データに含まれる有効データ部の位置が、商用交流電圧信号の絶対値におけるゼロクロス点から電圧の最大値の点又はその近傍までの約１／４サイクルの間にあるかどうかを二値化データに含まれる有効データ部すべてについて判定し、その判定結果に基づき波形データＨｉについて所定の処理を行う。この判定は、二値化データの時間軸上の各ポイントの時刻、及びゼロクロス点の時刻情報が得られていることにより可能となる。波形データＨｉについての所定の処理については後述する。
【０１１７】
なお、ゼロクロス点の時刻情報は、よく利用されるゼロクロス検出部を使用することにより容易に取得できる。そのため、ここではその詳細説明を省略する。
【０１１８】
有効データ部位置判定部２３９による処理は、図１７のフロー図の中でステップＳ２３とステップＳ２４との間で実行される。有効データ部位置判定部２３９が、判定結果に基づき波形データＨｉについて行う所定の処理とは次の処理を言う。波形データＨｉに含まれるすべての有効データ部の位置がゼロクロス点から電圧の最大値の点までの間に無いと判定したときはその波形データをノイズ成分と見なして診断用波形データ群から除去する。このときは、周波数Ｆｉ＋１の波形データについて図１７のステップＳ２０以降の処理を実行する。一部の有効データ部の位置がゼロクロス点から電圧の最大値の点又はその近傍までの約１／４サイクルの間に無いと判定したときはその有効データ部とそれに対応する波形データＨｉの部位を診断対象から除外するために、その有効データ部を値「０」に置き換え、対応する波形データの部分を隣接ポイントの値で置き換える。その後ステップＳ２４の処理に移行する。すべての有効データ部の位置がゼロクロス点から電圧の最大値の点までの間にあると判定したときはその波形データＨｉについては診断用波形データ群にそのまま残す。その後ステップＳ２４の処理に移行する。
【０１１９】
有効データ部位置判定部２３９の処理は、その時間軸上の位置により、有効データ部が部分放電信号成分の可能性があるかどうかを判定する。これは、部分放電の特性（１−１）、（部分放電の同期性）及びノイズ源の特性（２−２）（同期性のないノイズ信号を発生するノイズ源）を利用して、更にこれまでの判定と異なる判定基準に基づいてノイズ成分を除去するための処理である。従って、有効データ部位置判定部２３９の処理を加えることにより、ノイズ除去部２３は、診断用波形データ群からノイズ成分をより確実に除去することができるようになる。
【０１２０】
なお、有効データ部位置判定部２３９による処理は、図１７のフロー図の中でステップＳ２３とステップＳ２４との間で実行されると説明したが、これに限定されない。ステップＳ２２からステップＳ２９までの間、またはステップＳ２９内で実行してもよく、上記と同様の効果を奏することができる。
【０１２１】
部分放電の有無の検知に使用するセンサはアンテナなどの電磁波センサに限定される必要はなく、電流センサや超音波センサであってもよいということは実施形態１の場合と同じである。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明は、ガス絶縁開閉器、電力用トランス、配電盤などの電気機器の絶縁異常時に発生しうる部分放電を診断するのに好適である。
【符号の説明】
【０１２３】
１  計測部
２  制御部
３  出力装置
１０  センサ
１１  信号処理部
２０  計測制御部
２１  データ取得部
２２  記憶部
２３  ノイズ除去部
２４  診断部
２５  出力制御部
１００  部分放電診断装置
２３０  特定周波数データ除去部
２３１  ＢＧノイズ低減部
２３２  有効データ有無判定部
２３３  ノイズ除去支援部
２３４  第１有効データ数判定部
２３５  有効データ数偏り判定部
２３６  第２有効データ数判定部
２３７  継続時間判定部
２３８  同期性判定部
２３９  有効データ部位置判定部
３００  ＣＰＵ
３１０  内部記憶部
３２０  外部記憶部
３３０  入力部
３４０  出力部
２３３０  二値化部
２３３１  有効データ結合部
２３３２  有効データ幅拡張部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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