(57)【要約】【課題】電力線搬送通信を用いて部分放電の検出を精度よく行うことができる部分放電検出装置および部分放電検出方法を提供すること。【解決手段】実施形態に係る部分放電検出装置（１）は、電力設備（１００）の接地線に流れる電流の高周波成分を抽出する高周波成分抽出部（１０）と、高周波成分抽出部（１０）によって抽出された高周波成分が重畳される計測用電力線（２０）と、計測用電力線（２０）に接続され互いに電力線搬送通信を行う複数の電力線搬送通信部（４２）と、電力線搬送通信部（４２）間の電力線搬送通信の状態に基づいて、電力設備（１００）に生じる部分放電を検出する検出部（６２）とを備える。【選択図】図１
2019075770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力設備の接地線に流れる電流の高周波成分を抽出する高周波成分抽出部と、
前記高周波成分抽出部によって抽出された前記高周波成分が重畳される計測用電力線と、
前記計測用電力線に接続され互いに電力線搬送通信を行う複数の電力線搬送通信部と、
前記電力線搬送通信部間の前記電力線搬送通信の状態に基づいて、前記電力設備に生じる部分放電を検出する検出部と、を備える
ことを特徴とする部分放電検出装置。
【請求項２】
前記検出部は、
前記電力線搬送通信における伝送遅延の発生状態または伝送エラーの発生状態に基づいて、前記電力設備に生じる前記部分放電を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の部分放電検出装置。
【請求項３】
前記検出部は、
前記電力設備に設けられる電力線の交流電圧における特定位相範囲で生じる前記伝送遅延または前記伝送エラーに基づいて、前記電力設備に生じる前記部分放電を検出する
ことを特徴とする請求項２に記載の部分放電検出装置。
【請求項４】
前記電力線搬送通信部は、
前記特定位相範囲で前記電力線搬送通信を行う第１通信モードと、前記交流電圧における全位相範囲で前記電力線搬送通信を行う第２通信モードとを切り替えて前記電力線搬送通信を行い、
前記検出部は、
前記第１通信モードにおける前記伝送エラーの発生状態または前記伝送遅延の発生状態と、前記第２通信モードにおける前記伝送エラーの発生状態または前記伝送遅延の発生状態との差に基づいて、前記電力設備に生じる前記部分放電を検出する
ことを特徴とする請求項３に記載の部分放電検出装置。
【請求項５】
前記高周波成分抽出部は、
前記接地線における第１部分と第２部分の間に取り付けられるフェライトコアと、
前記第１部分と前記第２部分に一次側が接続されたトランスと、
前記トランスの二次側に接続されたコンデンサと、を備える
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の部分放電検出装置。
【請求項６】
電力設備の接地線に流れる電流の高周波成分を抽出し、抽出した高周波成分を計測用電力線に重畳する工程と、
前記計測用電力線に接続された複数の電力線搬送通信装置間の電力線搬送通信の状態に基づいて、前記電力設備に生じる部分放電を検出する工程と、を含む
ことを特徴とする部分放電検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、電力設備で発生した部分放電を検出する部分放電検出装置および部分放電検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力ケーブルや変圧器などの電力設備では、絶縁部分の経年劣化などによって、部分放電が発生することがある。部分放電は、絶縁部分の一部で限定的に生じる放電であり、破壊の前駆現象として発生することが知られている。かかる部分放電の有無を判定することは、電力設備の状態を把握するために有効である。そのため、部分放電を測定する部分放電検出装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、電力線に接続されて部分放電を検出することができる電力線搬送通信装置が提案されている。かかる電力線搬送通信装置は、部分放電が発生していない状態で電力線に接続された低減フィルタを通過した信号の電圧値と、部分放電が発生した状態での電圧値とを比較し、電圧値が予め設定した値以上に増加した状態が一定時間以上継続した場合に部分放電の異常が発生したことを検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−９２２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記電力線搬送通信装置では、電力線搬送通信とは無関係に部分放電を検出するものであり、電圧値を比較する回路などを電力線搬送通信装置に設ける必要がある。また、上記電力線搬送通信装置では、部分放電によって生じる電磁波が重畳して生じる電力線の微小な電圧から部分放電を検出するため、電力線に含まれるノイズとの区別が難しく、部分放電の検出精度に課題がある。
【０００６】
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、電力線搬送通信を用いて部分放電の検出を精度よく行うことができる部分放電検出装置および部分放電検出方法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】
【０００７】
実施形態の一態様に係る部分放電検出装置は、電力設備の接地線に流れる電流の高周波成分を抽出する高周波成分抽出部と、前記高周波成分抽出部によって抽出された前記高周波成分が重畳される計測用電力線と、前記計測用電力線に接続され互いに電力線搬送通信を行う複数の電力線搬送通信部と、前記電力線搬送通信部間の前記電力線搬送通信の状態に基づいて、前記電力設備に生じる部分放電を検出する検出部とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の部分放電検出装置および部分放電検出方法によれば、電力線搬送通信を用いて部分放電の検出を精度よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態に係る部分放電検出装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、実施形態に係る電力線搬送通信装置の構成例を示す図である。
【図３】図３は、実施形態に係る特定位相範囲の説明図である。
【図４】図４は、実施形態に係る情報処理装置の構成例を示す図である。
【図５】図５は、第１通信モードと第２通信モードとの切り替え状態の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施形態に係る情報処理装置における情報処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、実施形態に係る高周波成分抽出部の他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する部分放電検出装置および部分放電検出方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
図１は、実施形態に係る部分放電検出装置の構成例を示す図である。図１に示す部分放電検出装置１は、電力設備１００の接地線１０１に流れる電流に基づき、電力線搬送通信を用いて電力設備１００に生じる部分放電を検出する機能を有する。
【００１２】
電力設備１００は、例えば、電力ケーブル、電力ケーブル接続部、変圧器、コンデンサ、回転機、開閉器、および配電機器のうち１以上を含む設備である。かかる電力設備１００は、例えば、６．６ｋＶ以上の高電圧の電力輸送設備に設けられた電力設備であるが、６．６ｋ未満の電圧を扱う電気機器であってもよい。電力設備１００に生じる部分放電は、電力設備１００の絶縁部分に生じる。電力設備１００の絶縁部分には、例えば、電力ケーブルの絶縁部分、電力ケーブル接続部の絶縁部分、変圧器のブッシングなどがある。
【００１３】
図１に示すように、部分放電検出装置１は、高周波成分抽出部１０と、計測用電力線２０と、ノイズフィルタトランス３０と、複数の電力線搬送通信装置４０ａ，４０ｂ（以下、電力線搬送通信装置４０と総称する場合がある）と、情報処理装置５０とを備える。
【００１４】
高周波成分抽出部１０は、電力設備１００の接地線１０１に流れる電流の高周波成分を抽出する。高周波成分とは、例えば、接地線１０１に流れる電流の成分のうち、１ＭＨｚ以上の周波数帯域の成分である。
【００１５】
高周波成分抽出部１０は、複数のフェライトコア１１ａ，１１ｂ，１１ｃ（以下、フェライトコア１１と総称する場合がある）と、絶縁トランス１２と、複数のコンデンサ１３ａ，１３ｂとを備える。複数のフェライトコア１１は、電力設備１００の接地線１０１が挿通されて接地線１０１の第１部分１４ａと第２部分１４ｂとの間の領域に取り付けられる。
【００１６】
接地線１０１の第１部分１４ａは、接地線１０１におけるフェライトコア１１の取り付け部分よりも電力設備１００側の部分であり、第２部分１４ｂは、接地線１０１におけるフェライトコア１１の取り付け部分よりもグランド（アース）側の部分である。
【００１７】
複数のフェライトコア１１によって、第１部分１４ａと第２部分１４ｂとの間の領域を高周波に対して高インピーダンスにすることができる。なお、図１に示す例では、各フェライトコア１１の接地線１０１の巻数は、１ターンであるが、２ターン以上であってもよい。
【００１８】
絶縁トランス１２は、接地線１０１と計測用電力線２０との間に配置される高耐圧のトランスであり、雷サージなどによって接地線１０１に高電圧が発生した場合に、計測用電力線２０に高電圧が印加されることを防止する。また、絶縁トランス１２として、例えば、低周波成分の二次側巻線への伝達を抑制することができる高周波トランスを用いることができ、これにより、絶縁トランス１２に低周波成分を除去する機能を持たせることができる。
【００１９】
絶縁トランス１２の一次側巻線の一端と他端は、接地線１０１の第１部分１４ａと第２部分１４ｂのそれぞれに接続され、絶縁トランス１２の二次側巻線の一端と他端は、コンデンサ１３ａ，１３ｂの一端のそれぞれに接続される。
【００２０】
計測用電力線２０は、単相交流電圧が印加される一対の電力線２０ａ，２０ｂを含む。コンデンサ１３ａの他端は、計測用電力線２０の一方の電力線２０ａに接続され、コンデンサ１３ｂの他端は、計測用電力線２０の他方の電力線２０ｂに接続される。コンデンサ１３ａ，１３ｂと絶縁トランス１２によって、低周波帯域の交流成分について作業用電源１０３との分離を行うことができる。なお、コンデンサ１３ａ，１３ｂの静電容量は、６０Ｈｚ以下の低周波成分に対するインピーダンスは高いが、高周波成分に対するインピーダンスは無視できる程度に小さい値に設定される。
【００２１】
ノイズフィルタトランス３０の一次側巻線は、作業用電源１０３に接続され、ノイズフィルタトランス３０の二次側巻線は、計測用電力線２０に接続される。ノイズフィルタトランス３０は、作業用電源１０３から出力される低圧の交流電圧Ｖａｃ２からノイズを除去し、ノイズを除去した低圧の交流電圧Ｖａｃ２を計測用電力線２０へ出力する。
【００２２】
作業用電源１０３は、低圧の交流電圧Ｖａｃ２として、１００Ｖの交流電圧を出力する。作業用電源１０３は、電力設備１００で用いられる電力線１０２の高圧の交流電圧Ｖａｃ１を降圧して低圧の交流電圧Ｖａｃ２を生成する。そのため交流電圧Ｖａｃ１と交流電圧Ｖａｃ２とは同一の周波数である。
【００２３】
電力線搬送通信装置４０は、計測用電力線２０を介して高周波の周波数帯（例えば、２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの帯域）で通信を行う電力線搬送通信部４２を備える。電力線搬送通信部４２は、例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal  Frequency-Division  Multiplexing）方式の通信を行うが、ＯＦＤＭ方式以外の通信を行う構成であってもよい。
【００２４】
情報処理装置５０は、電力線搬送通信装置４０ａ，４０ｂを制御して、電力線搬送通信装置４０ａと電力線搬送通信装置４０ｂとの間で計測用電力線２０を介した電力線搬送通信を実行させる。ここでは、情報処理装置５０は、電力線搬送通信装置４０ａからデータを計測用電力線２０へ送信させ、計測用電力線２０を介して電力線搬送通信装置４０ａからのデータを電力線搬送通信装置４０ｂで受信させる制御を行う。
【００２５】
電力線搬送通信装置４０ａから送信されるデータ（以下、送信データと記載する）は、パケット化されて送信される。以下、パケット化されたデータをパケットデータと記載する場合がある。なお、以下においてパケットデータには、送信データを含まないデータ、例えば、通信制御のみに用いるデータを含む。
【００２６】
このように、情報処理装置５０は、電力線搬送通信装置４０ａをデータ送信用の電力線搬送通信装置４０として用い、電力線搬送通信装置４０ｂをデータ受信用の電力線搬送通信装置４０として用いる。
【００２７】
情報処理装置５０は、電力設備１００に生じる部分放電を検出する検出部６２を備える。検出部６２は、電力線搬送通信装置４０ａと電力線搬送通信装置４０ｂとの間の電力線搬送通信の状態に基づいて、電力設備１００に生じる部分放電を検出する。
【００２８】
部分放電が発生した場合、部分放電によって生じる高周波の電流（以下、放電電流と記載する）が接地線１０１に流れる。かかる放電電流は、高周波成分抽出部１０によって抽出され、計測用電力線２０に重畳される。
【００２９】
放電電流が計測用電力線２０に重畳されている状態では、電力線搬送通信装置４０ａからのパケットデータを電力線搬送通信装置４０ｂで受信することができず、電力線搬送通信装置４０ａからパケットデータの再送が繰り返される。そして、放電電流がない状態になった場合に、電力線搬送通信装置４０ａからのパケットデータが電力線搬送通信装置４０ｂで受信されることになる。
【００３０】
電力線搬送通信装置４０ａによるパケットデータの再送が行われることで、電力線搬送通信装置４０ａからのデータの送信処理に遅延が生じる。例えば、電力線搬送通信装置４０ａから電力線搬送通信装置４０ｂへ予め設定した容量の送信データを送信すると仮定する。この場合、電力線搬送通信装置４０ａによるパケットデータの再送があると、電力線搬送通信装置４０ａによるパケットデータの再送がない場合に比べ、送信データの伝送に遅延時間（以下、伝送遅延時間Ｔｄと記載する）が生じる。このように、放電電流と伝送遅延時間Ｔｄに相関性関係がある。
【００３１】
そこで、情報処理装置５０の検出部６２は、電力線搬送通信における伝送遅延の発生状態に基づいて、電力設備１００に生じる部分放電を検出することができる。例えば、情報処理装置５０の検出部６２は、伝送遅延時間Ｔｄが閾値Ｔｔｈ以上である場合に、電力設備１００に部分放電が生じたことを検出することができる。なお、伝送遅延時間Ｔｄは、再送がされずに送信データの送信が行われた時間からの遅延時間である。例えば、伝送遅延時間Ｔｄは、部分放電が発生していない状態で送信データの送信に要する時間を基準送信時間とした場合、基準送信時間からの遅延時間とすることができる。なお、基準送信時間は、第１通信モードおよび第２通信モードのそれぞれに設定される。
【００３２】
また、情報処理装置５０の検出部６２は、電力線搬送通信における送信エラーの発生状態に基づいて、電力設備１００に生じる部分放電を検出することができる。例えば、電力線搬送通信装置４０ａから送信エラーを示す情報を取得し、取得した送信エラーを示す情報に基づいて、電力設備１００に生じる部分放電を検出することもできる。電力線搬送通信装置４０ａは、送信データの再送を行う毎に送信エラーを示す情報を情報処理装置５０へ送信することができる。
【００３３】
以上のように、実施形態に係る部分放電検出装置１は、電力設備１００の接地線１０１に流れる電流の高周波成分を抽出する。そのため、部分放電検出装置１は、部分放電によって生じる電磁波によって電力線１０２に重畳して生じる電力線１０２の電流の高周波成分を抽出する場合に比べて、部分放電によって生じる電流を精度よく検出することができる。
【００３４】
また、部分放電検出装置１は、計測用電力線２０に接続され互いに電力線搬送通信を行う複数の電力線搬送通信部４２間の電力線搬送通信の状態に基づいて、電力設備１００に生じる部分放電を検出する。そのため、例えば、市販の電力線搬送通信装置を電力線搬送通信装置４０として用いることで、接地線１０１に流れる電流の高周波成分と閾値とを比較する回路などを設ける場合に比べ、専用の回路を設けることなく、部分放電の検出を容易に行うことができる。
【００３５】
以下、部分放電検出装置１の電力線搬送通信装置４０および情報処理装置５０の構成および動作についてさらに具体的に説明する。まず、電力線搬送通信装置４０について説明する。図２は、実施形態に係る電力線搬送通信装置の構成例を示す図である。
【００３６】
図２に示すように、電力線搬送通信装置４０は、交流電圧位相検出部４１と、電力線搬送通信部４２と、通信部４３と、制御部４４とを備える。電力線搬送通信部４２は、計測用電力線２０に接続され、計測用電力線２０を介した電力線搬送通信を行う。
【００３７】
交流電圧位相検出部４１は、計測用電力線２０に印加される低周波の交流電圧Ｖａｃ２の位相を検出する。例えば、交流電圧位相検出部４１は、交流電圧Ｖａｃ２のゼロクロスおよび周波数を検出し、交流電圧Ｖａｃ２のゼロクロスからの時間を位相へ変換することができる。交流電圧位相検出部４１は、検出した交流電圧Ｖａｃ２の位相を示す情報を電力線搬送通信部４２へ通知する。
【００３８】
電力線搬送通信部４２は、交流電圧Ｖａｃ２の位相が特定位相範囲である場合に電力線搬送通信を行う第１通信モードと、交流電圧Ｖａｃ２の全位相範囲で電力線搬送通信を行う第２通信モードとを切り替えて電力線搬送通信を行うことができる。
【００３９】
ここで、第１通信モードにおける特定位相範囲は、部分放電が発生する交流電圧Ｖａｃ１の位相範囲であり、図３に示すように、交流電圧Ｖａｃ１の位相が０°から９０°までの範囲、１８０°から２７０°までの範囲である。図３は、実施形態に係る特定位相範囲の説明図である。
【００４０】
交流電圧Ｖａｃ１の位相と交流電圧Ｖａｃ２の位相とが一致している場合、交流電圧Ｖａｃ２の位相が０°から９０°までの範囲、１８０°から２７０°までの範囲が交流電圧Ｖａｃ１の特定位相範囲に対応する。また、交流電圧Ｖａｃ１に対して交流電圧Ｖａｃ２がθ１だけ遅れている場合、交流電圧Ｖａｃ２の位相がθ１°からθ１＋９０°までの範囲、θ１＋１８０°からθ１＋２７０°までの範囲が交流電圧Ｖａｃ１の特定位相範囲に対応する。
【００４１】
図２に戻って、電力線搬送通信装置４０の構成の説明を続ける。通信部４３は、情報処理装置５０との通信を行う通信インターフェイスである。通信部４３は、情報処理装置５０から入力される送信データを電力線搬送通信部４２へ出力することができる。電力線搬送通信部４２は、通信部４３から出力される送信データをパケット化して変調し、複数のパケットデータとして電力線搬送通信により計測用電力線２０へ順次出力することができる。
【００４２】
また、電力線搬送通信部４２は、他の電力線搬送通信装置４０から計測用電力線２０を介して送信される複数のパケットデータを順次受信し、受信した複数のパケットデータを順次復調して受信データを生成する。電力線搬送通信部４２は、生成した受信データを通信部４３へ出力する。通信部４３は、電力線搬送通信部４２から出力される受信データを受信し、受信した受信データを情報処理装置５０へ出力することができる。
【００４３】
制御部４４は、電力線搬送通信装置４０の全体を制御する。制御部４４は、情報処理装置５０からの要求に応じて電力線搬送通信部４２を制御することができる。例えば、制御部４４は、情報処理装置５０からのモード設定要求に基づいて、第１通信モードと第２通信モードとを切り替えて電力線搬送通信部４２に電力線搬送通信を実行させることができる。制御部４４は、情報処理装置５０から送信される特定位相範囲を示す情報に基づいて電力線搬送通信部４２に第１通信モードで電力線搬送通信を実行させることができる。
【００４４】
また、制御部４４は、電力線搬送通信部４２における電力線搬送通信の状態を示す情報である通信状態情報を電力線搬送通信部４２から取得し、取得した通信状態情報を情報処理装置５０へ通信部４３を介して出力することができる。例えば、通信状態情報は、電力線搬送通信における伝送遅延の発生状態を示す情報、または伝送エラーの発生状態を示す情報などである。伝送遅延の発生状態を示す情報は、例えば、伝送遅延時間Ｔｄを示す情報であり、伝送エラーの発生状態を示す情報は、例えば、伝送エラーの発生を示す情報または伝送エラーの回数を示す情報である。
【００４５】
次に、情報処理装置５０について具体的に説明する。図４は、実施形態に係る情報処理装置の構成例を示す図である。図４に示すように、情報処理装置５０は、通信部５１と、制御部５２と、記憶部５３と、表示部５４と、入力部５５とを備える。
【００４６】
通信部５１は、電力線搬送通信装置４０との通信を行う通信インターフェイスである。制御部５２は、通信部５１を介して電力線搬送通信装置４０へ制御要求を行い、電力線搬送通信装置４０を制御することができる。また、制御部５２は、電力線搬送通信装置４０から送信される情報を通信部５１経由で取得することができる。
【００４７】
制御部５２は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＤＳＰ（Digital  Signal  Processer）、およびシステムＬＳＩ（Large  Scale  Integration）のうち一つ以上を含む。記憶部５３は、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Enable  Program  Read  Only  Memory）をはじめとした不揮発性または揮発性の半導体メモリのうち一つ以上を含む。制御部５２は、記憶部５３に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、通信制御部６１、検出部６２、および表示制御部６３の機能を実行する。
【００４８】
通信制御部６１は、電力線搬送通信装置４０ａへ通信部５１を介してモード設定要求を出力し、電力線搬送通信部４２において第１通信モードと第２通信モードとを切り替えて電力線搬送通信部４２に電力線搬送通信を実行させることができる。
【００４９】
図５は、第１通信モードと第２通信モードとの切り替え状態の一例を示す図である。図５に示すように、通信制御部６１は、第１通信モードと第２通信モードとを交互に電力線搬送通信部４２に設定することができる。図５に示す例では、時刻ｔ１〜ｔ２および時刻ｔ３〜ｔ４で第１通信モードが実行され、時刻ｔ２〜ｔ３および時刻ｔ４〜ｔ５で第２通信モードが実行される。
【００５０】
図４に戻って、制御部５２の説明を続ける。検出部６２は、送信データを通信部５１から電力線搬送通信装置４０ａへ出力し、電力線搬送通信装置４０ｂから通信部５１を介して受信データを取得する。また、検出部６２は、電力線搬送通信装置４０ａから通信部５１を介して通信状態情報を取得し、取得した通信状態情報に基づいて、電力設備１００に生じる部分放電を検出する。
【００５１】
例えば、検出部６２は、電力線搬送通信装置４０ａから取得した通信状態情報に基づいて、第１通信モードおよび第２通信モードでのそれぞれの伝送遅延時間Ｔｄを比較する。伝送遅延時間Ｔｄは、例えば、上述した基準送信時間からの遅延時間であるが、送信の遅延時間を示すものであればよく、基準送信時間からの遅延時間に限定されない。検出部６２は、比較した結果に基づいて、電力設備１００に部分放電が発生しているか否かを判定することができる。
【００５２】
具体的には、検出部６２は、通信制御部６１が電力線搬送通信装置４０ａに第１通信モードで電力線搬送通信による送信データの送信を実行させた場合において、電力線搬送通信装置４０ａから出力される通信状態情報に含まれる伝送遅延時間Ｔｄを伝送遅延時間Ｔｄ１として取得する。また、検出部６２は、通信制御部６１が電力線搬送通信装置４０ａに第２通信モードで電力線搬送通信による送信データの送信を実行させた場合において、電力線搬送通信装置４０ａから出力される通信状態情報に含まれる伝送遅延時間Ｔｄを伝送遅延時間Ｔｄ２として取得する。
【００５３】
検出部６２は、伝送遅延時間Ｔｄ１と伝送遅延時間Ｔｄ２との比較結果に基づいて、電力設備１００に部分放電が発生しているか否かを判定することができる。例えば、検出部６２は、下記式（１）が成立する場合に、電力設備１００に部分放電が発生していると判定することができる。下記式（１）において、閾値Ｔｄｔｈ１は、予め設定された正の値である。
Ｔｄ１−Ｔｄ２≧Ｔｄｔｈ１      ・・・（１）
【００５４】
接地線１０１に部分放電以外の要因による高周波成分によって電力線搬送通信での伝送遅延が生じる環境下において、伝送遅延時間Ｔｄだけの測定では、部分放電が発生しているか否かの判定が難しい場合がある。このような場合であっても、部分放電が発生している状況下において、特定位相範囲での伝送遅延時間Ｔｄ１と全位相範囲での伝送遅延時間Ｔｄ２とで差が生じることから、電力設備１００に部分放電が発生していることを精度よく検出することができる。
【００５５】
また、検出部６２は、電力線搬送通信装置４０ａから取得した通信状態情報に基づいて、第１通信モードおよび第２通信モードでのそれぞれの伝送エラー回数Ｅｃを比較することができる。伝送エラー回数Ｅｃは、例えば、電力線搬送通信装置４０ａによって送信データの送信が完了するまでの間における伝送エラーの回数であるが、送信データの送信期間のうち一定期間における送信データの送信であってもよい。検出部６２は、比較した結果に基づいて、電力設備１００に部分放電が発生しているか否かを判定することができる。
【００５６】
具体的には、検出部６２は、通信制御部６１が電力線搬送通信装置４０ａに第１通信モードで電力線搬送通信による送信データの送信を実行させた場合において、電力線搬送通信装置４０ａから出力される通信状態情報に含まれる伝送エラー回数Ｅｃを伝送エラー回数Ｅｃ１として取得する。また、検出部６２は、通信制御部６１が電力線搬送通信装置４０ａに第２通信モードで電力線搬送通信による送信データの送信を実行させた場合において、電力線搬送通信装置４０ａから出力される通信状態情報に含まれる伝送エラー回数Ｅｃを伝送エラー回数Ｅｃ２として取得する。
【００５７】
検出部６２は、伝送エラー回数Ｅｃ１と伝送エラー回数Ｅｃ２との比較結果に基づいて、電力設備１００に部分放電が発生しているか否かを判定することができる。例えば、検出部６２は、下記式（２）が成立する場合に、電力設備１００に部分放電が発生していると判定することができる。下記式（２）において、閾値Ｅｃｔｈ１は、予め設定された正の値である。
Ｅｃ１−Ｅｃ２≧Ｅｃｔｈ１      ・・・（２）
【００５８】
接地線１０１に部分放電以外の要因による高周波成分によって電力線搬送通信での伝送遅延が生じる環境下において、伝送エラー回数Ｅｃだけの測定では、部分放電が発生しているか否かの判定が難しい場合がある。このような場合であっても、部分放電が発生している状況下において、特定位相範囲での伝送エラー回数Ｅｃ１と全位相範囲での伝送エラー回数Ｅｃ２とで差が生じることから、電力設備１００に部分放電が発生していることを精度よく検出することができる。
【００５９】
検出部６２は、電力線搬送通信装置４０ａからの通信状態情報が送信されない状況においても、電力設備１００に部分放電が発生しているか否かを判定することができる。例えば、検出部６２は、送信データの送受信に要する時間（以下、通信時間Ｔｃと記載する）に基づいて、電力設備１００に部分放電が発生しているか否かを判定することができる。
【００６０】
具体的には、検出部６２は、通信制御部６１が電力線搬送通信装置４０ａを第１通信モードに設定している場合に、電力線搬送通信装置４０ａに対して送信データを出力する。これにより、電力線搬送通信装置４０ａから電力線搬送通信装置４０ｂへ送信データが特定位相範囲で送信される。電力線搬送通信装置４０ｂは、受信した送信データを通信制御部６１へ受信データとして出力する。
【００６１】
また、検出部６２は、通信制御部６１が電力線搬送通信装置４０ａを第２通信モードに設定している場合に、電力線搬送通信装置４０ａに対して送信データを出力する。これにより、電力線搬送通信装置４０ａから電力線搬送通信装置４０ｂへ送信データが全位相範囲で送信される。電力線搬送通信装置４０ｂは、受信した送信データを通信制御部６１へ受信データとして出力する。
【００６２】
検出部６２は、通信制御部６１が電力線搬送通信装置４０ａに対して送信データの出力を開始したタイミングから電力線搬送通信装置４０ｂから受信データの受信を完了したタイミングまでの時間を通信時間Ｔｃとする。そして、検出部６２は、第１通信モードでの通信時間Ｔｃを通信時間Ｔｃ１とし、第２通信モードでの通信時間Ｔｃを通信時間Ｔｃ２とし、下記式（３）が満たされるか否かを判定する。下記式（３）において、閾値Ｔｃｔｈ１は、予め設定された正の値である。
Ｔｃ１×ｋ１−Ｔｃ２≧Ｔｃｔｈ１      ・・・（３）
【００６３】
なお、第１通信モードにおいて電力線搬送通信に用いられる位相範囲が特定位相範囲であることから、上記式（３）では、位相範囲の調整値として係数ｋ１を用いている。例えば、ｋ１＝３である。また、上記式（３）は、上記式（１）と同様に、伝送遅延時間Ｔｄ１と伝送遅延時間Ｔｄ２との差が閾値以上であるか否かを判定しているということもできる。
【００６４】
また、電力線搬送通信装置４０ａは、送信データの電力線搬送通信装置４０ｂへの送信を開始したときから送信データの電力線搬送通信装置４０ｂへの送信が完了したときまでの時間を通信時間Ｔｃとして、情報処理装置５０へ送信することができる。この場合、検出部６２は、第１通信モードにおいて電力線搬送通信装置４０ａから出力される通信時間Ｔｃを上述した通信時間Ｔｃ１とし、第２通信モードにおいて電力線搬送通信装置４０ａから出力される通信時間Ｔｃを上述した通信時間Ｔｃ２とすることができる。
【００６５】
なお、検出部６２は、伝送遅延時間Ｔｄ１が閾値Ｔｄｔｈ２（＞Ｔｄｔｈ１）以上である場合、伝送エラー回数Ｅｃ１が閾値Ｅｃｔｈ２（＞Ｅｃｔｈ１）である場合、または、通信時間Ｔｃ１が閾値Ｔｃｔｈ２（＞Ｔｃｔｈ１）である場合に、電力設備１００に部分放電が発生していると判定することもできる。
【００６６】
表示制御部６３は、部分放電検出装置１における部分放電検出処理に関する種々の表示画面を表示部５４に表示することができる。作業者は、表示部５４の表示画面を参照しつつ、入力部５５への操作を行うことで、部分放電検出装置１に部分放電検出処理を実行させることができる。
【００６７】
例えば、作業者は、上述した特定位相範囲を設定する画面が表示部５４に表示されている状態で、入力部５５へ特定位相範囲を示す情報を入力することができる。通信制御部６１は、入力部５５へ入力された特定位相範囲を示す情報を電力線搬送通信装置４０ａへ送信することで、電力線搬送通信装置４０ａに位相差を設定することができる。なお、通信制御部６１は、入力部５５へ入力された特定位相範囲を示す情報を電力線搬送通信装置４０ｂへ送信することもできる。
【００６８】
交流電圧Ｖａｃ１の位相と交流電圧Ｖａｃ２の位相とが一致していない場合、作業者は、交流電圧Ｖａｃ１と交流電圧Ｖａｃ２との位相差を考慮して、特定位相範囲を設定することができる。例えば、交流電圧Ｖａｃ１に対して交流電圧Ｖａｃ２が１０°遅れている場合、特定位相範囲として、交流電圧Ｖａｃ２の位相が１０°から１００°までの範囲、１９０°から２８０°までの範囲を設定する。これにより、交流電圧Ｖａｃ１の位相が０°から９０°までの範囲、１８０°から２７０°までの範囲、すなわち第１通信モードで電力線搬送通信を電力線搬送通信装置４０ａに実行させることができる。
【００６９】
また、表示制御部６３は、部分放電検出処理の結果として検出部６２の検出結果を表示部５４に表示する。これにより、作業者は、電力設備１００に部分放電が発生しているか否かを把握することができる。
【００７０】
次に、情報処理装置５０における情報処理の手順の一例について説明する。図６は、実施形態に係る情報処理装置における情報処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００７１】
図６に示すように、情報処理装置５０の制御部５２は、電力線搬送通信装置４０ａに対して第１通信モードで電力線搬送通信を実行させる（ステップＳ１）。次に、制御部５２は、電力線搬送通信装置４０ａに対して第２通信モードで電力線搬送通信を実行させる（ステップＳ２）。ステップＳ１，Ｓ２の電力線搬送通信は、例えば、所定容量の送信データを送受信させることによって行われる。
【００７２】
そして、制御部５２は、第１通信モードでの電力線搬送通信の状態と第２通信モードでの電力線搬送通信の状態とを比較する（ステップＳ３）。ステップＳ３において、制御部５２は、上述した伝送遅延時間Ｔｄ、通信時間Ｔｃ、および伝送エラー回数Ｅｃの少なくとも一つを比較する。
【００７３】
制御部５２は、ステップＳ３における比較結果が所定条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ４）。例えば、制御部５２は、少なくとも上記式（１）〜（３）のいずれか一つを満たす場合に、ステップＳ３における比較結果が所定条件を満たすと判定することができる。なお、制御部５２は、上記式（１）〜（３）のいずれか二つ以上を満たす場合に、ステップＳ３における比較結果が所定条件を満たすと判定することもできる。
【００７４】
制御部５２は、ステップＳ３における比較結果が所定条件を満たすと判定した場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、電力設備１００に部分放電が発生していると判定し、部分放電を検出する（ステップＳ５）。制御部５２は、ステップＳ５の処理が終了した場合、またはステップＳ３の比較結果が所定条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、図６に示す処理を終了する。
【００７５】
上述した例では、電力線搬送通信装置４０ａにおいて、第１通信モードと第２通信モードとを切り替える例を説明したが、第１通信モードと第２通信モードとをそれぞれ実行する２つの電力線搬送通信装置４０を備える構成であってもよい。この場合、情報処理装置５０の制御部５２は、一方の電力線搬送通信装置４０に第１通信モードで電力線搬送通信を実行させ、他方の電力線搬送通信装置４０に第２通信モードで電力線搬送通信を実行させる。
【００７６】
また、上述した部分放電検出装置１では、高周波成分抽出部１０にフェライトコア１１を備える構成であるが、かかる例に限定されない。図７は、実施形態に係る高周波成分抽出部の他の構成例を示す図である。図７に示す高周波成分抽出部１０のように、フェライトコア１１に代えて変流器１５を備える構成であってもよい。なお、変流器１５を用いる場合に比べ、フェライトコア１１を用いる方が、高周波成分抽出部１０における高周波成分の検出感度を向上させることができる。
【００７７】
以上のように、実施の形態に係る部分放電検出装置１は、電力設備１００の接地線１０１に流れる電流の高周波成分を抽出する高周波成分抽出部１０と、高周波成分抽出部１０によって抽出された高周波成分が重畳される計測用電力線２０と、計測用電力線２０に接続され互いに電力線搬送通信を行う複数の電力線搬送通信部４２と、電力線搬送通信部４２間の電力線搬送通信の状態に基づいて、電力設備１００に生じる部分放電を検出する検出部６２とを備える。このように、部分放電検出装置１は、電力設備１００の接地線１０１に流れる電流の高周波成分を抽出する。そのため、部分放電検出装置１は、部分放電によって生じる電磁波によって電力線１０２に重畳して生じる電流の高周波成分を抽出する場合に比べて、部分放電によって生じる電流を精度よく検出することができる。また、部分放電検出装置１は、計測用電力線２０に接続され互いに電力線搬送通信を行う複数の電力線搬送通信部４２間の電力線搬送通信の状態に基づいて、電力設備１００に生じる部分放電を検出する。そのため、例えば、市販の電力線搬送通信装置を電力線搬送通信装置４０として用いることで、接地線１０１に流れる電流の高周波成分と閾値とを比較する回路などを設ける場合に比べ、専用の回路を設けることなく、部分放電の検出を容易に行うことができる。
【００７８】
また、検出部６２は、電力線搬送通信における伝送遅延の発生状態または伝送エラーの発生状態に基づいて、電力設備１００に生じる部分放電を検出する。これにより、部分放電によって生じる電流を容易に検出することができる。
【００７９】
また、検出部６２は、電力設備１００に設けられる電力線１０２の交流電圧Ｖａｃ１における特定位相範囲で生じる伝送遅延または伝送エラーに基づいて、電力設備１００に生じる部分放電を検出する。これにより、交流電圧Ｖａｃ１における全位相範囲で生じる伝送遅延または伝送エラーを用いる場合に比べ、部分放電によって生じる電流を精度よく検出することができる。
【００８０】
また、高周波成分抽出部１０は、接地線１０１における第１部分１４ａと第２部分１４ｂの間に取り付けられるフェライトコア１１と、第１部分１４ａと第２部分１４ｂに一次側が接続された絶縁トランス１２と、絶縁トランス１２の二次側に接続されたコンデンサ１３ａ，１３ｂとを備える。フェライトコア１１を用いることで、高周波成分の検出感度を向上させることができる。また、フェライトコア１１が分割型フェライトコアであることから、接地線１０１をアースから取り外す必要がない。そのため、電力設備１００を停止させることなく、部分放電検出装置１を接地線１０１に取り付けることができ、また、誘導電圧による感電を防止することもできる。また、絶縁トランス１２を用いることで、雷サージ等により接地線１０１に高電圧が発生した場合であっても、電力線搬送通信装置４０および情報処理装置５０を高電圧から保護することができる。
【００８１】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１  部分放電検出装置
１０  高周波成分抽出部
１１，１１ａ〜１１ｃ  フェライトコア
１２  絶縁トランス
１３ａ，１３ｂ  コンデンサ
１５  変流器
２０  計測用電力線
２０ａ，２０ｂ  電力線
３０  ノイズフィルタトランス
４０，４０ａ，４０ｂ  電力線搬送通信装置
４１  交流電圧位相検出部
４２  電力線搬送通信部
４３，５１  通信部
４４，５２  制御部
５０  情報処理装置
５３  記憶部
５４  表示部
５５  入力部
６１  通信制御部
６２  検出部
６３  表示制御部
１００  電力設備
１０１  接地線
１０２  電力線
【図１】
2019075770.tif 000003
【図２】
2019075770.tif 000004
【図３】
2019075770.tif 000005
【図４】
2019075770.tif 000006
【図５】
2019075770.tif 000007
【図６】
2019075770.tif 000008
【図７】
2019075770.tif 000009