(57)【要約】      （修正有）【課題】活線状態で電力ケーブル又は電気機器の絶縁劣化を診断することができ、かつ、部分放電箇所が電力ケーブルのどこで発生しているかを特定又は電気機器のどの辺で発生しているかを区別することのできる絶縁劣化診断装置及び方法を提供する。【解決手段】電力ケーブル４の一端側及び他端側に一端側子局１及び他端側子局２を設置し、所定時間毎に一端側電流検出値及び他端側電流検出値を時刻情報とともに記録する。その記録情報に基づいて、一端側情報及び他端側情報を抽出し、親局３において、抽出された一端側情報、他端側情報、電力ケーブル４の両端間の距離及び電流伝搬速度に基づいて部分放電箇所の位置を計算し表示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力ケーブルの一端側における接地線電流又は零相電流を検出する一端側電流検出手段と、該一端側電流検出手段によって所定時間毎に検出された一端側電流検出値を基準時計手段に同期させることが可能な計時手段から得た時刻情報とともに記録する一端側電流検出値記録手段と、親局に対して一端側情報を送信するとともにデータ検出指定時刻情報を受信する一端側送受信手段を少なくとも備える一端側子局と、
前記電力ケーブルの他端側における接地線電流又は零相電流を検出する他端側電流検出手段と、該他端側電流検出手段によって所定時間毎に検出された他端側電流検出値を前記基準時計手段に同期させることが可能な計時手段から得た時刻情報とともに記録する他端側電流検出値記録手段と、前記親局に対して他端側情報を送信するとともにデータ検出指定時刻情報を受信する他端側送受信手段を少なくとも備える他端側子局と、
前記一端側情報及び前記他端側情報を受信するとともにデータ検出指定時刻情報を送信する送受信手段と、該送受信手段によって受信した前記一端側情報及び前記他端側情報に基づいて部分放電箇所の標定及び表示を行う部分放電箇所標定手段を少なくとも備える前記親局を有する絶縁劣化診断装置であって、
前記一端側子局又は前記親局は、前記一端側電流検出値記録手段に記録された一定期間中の一端側電流検出値と時刻情報に基づいて、前記電力ケーブルの絶縁劣化に伴う部分放電を示す特徴を備えた一端側極大値情報又は一端側極小値情報を複数抽出する手段をさらに備え、
前記他端側子局又は前記親局は、前記他端側電流検出値記録手段に記録された一定期間中の他端側電流検出値と時刻情報に基づいて、前記電力ケーブルの絶縁劣化に伴う部分放電を示す特徴を備えた他端側極大値情報又は他端側極小値情報を複数抽出する手段をさらに備え、
前記部分放電箇所標定手段は、
前記一端側極大値情報と前記他端側極大値情報、又は前記一端側極小値情報と前記他端側極小値情報から、部分放電箇所の標定に用いる一端側標定用時刻情報と他端側標定用時刻情報の組み合わせを抽出する標定用時刻情報抽出手段と、
該標定用時刻情報抽出手段によって抽出された前記一端側標定用時刻情報と他端側標定用時刻情報の組み合わせ、前記電力ケーブルの両端間の距離及び前記電力ケーブルの両端間における電流伝搬速度に基づいて部分放電箇所の位置を計算する部分放電位置計算手段と、
該部分放電位置計算手段による計算結果に基づいて前記部分放電箇所の位置に関する表示処理を行う表示処理手段と、
前記部分放電箇所の位置を表示する表示手段を備えている
ことを特徴とする絶縁劣化診断装置。
【請求項２】
電力ケーブルの一端側に設置された一端側子局において、一端側における接地線電流又は零相電流を検出する一端側電流検出手段によって所定時間毎に検出された一端側電流検出値を、基準時計手段に同期させることが可能な計時手段から得た時刻情報とともに一端側電流検出値記録手段に記録し、親局に対して一端側情報を送信し、
前記電力ケーブルの他端側に設置された他端側子局において、他端側における接地線電流又は零相電流を検出する他端側電流検出手段によって所定時間毎に検出された他端側電流検出値を、前記基準時計手段に同期させることが可能な計時手段から得た時刻情報とともに他端側電流検出値記録手段に記録し、前記親局に対して他端側情報を送信し、
前記親局において、前記一端側子局及び前記他端側子局から送信された前記一端側情報及び前記他端側情報を受信し、受信した前記一端側情報及び前記他端側情報に基づいて部分放電箇所の標定及び表示を行う絶縁劣化診断方法であって、
前記一端側子局又は前記親局において、前記一端側電流検出値記録手段に記録された一定期間中の一端側電流検出値と時刻情報に基づいて、前記電力ケーブルの絶縁劣化に伴う部分放電を示す特徴を備えた一端側極大値情報又は一端側極小値情報を複数抽出し、
前記他端側子局又は前記親局において、前記他端側電流検出値記録手段に記録された一定期間中の他端側電流検出値と時刻情報に基づいて、前記電力ケーブルの絶縁劣化に伴う部分放電を示す特徴を備えた他端側極大値情報又は他端側極小値情報を複数抽出し、
前記親局において、
前記一端側極大値情報と前記他端側極大値情報、又は前記一端側極小値情報と前記他端側極小値情報から、部分放電箇所の標定に用いる一端側標定用時刻情報と他端側標定用時刻情報の組み合わせを抽出し、
抽出された前記一端側標定用時刻情報と他端側標定用時刻情報の組み合わせ、前記電力ケーブルの両端間の距離及び前記電力ケーブルの両端間における電流伝搬速度に基づいて部分放電箇所の位置を計算し、
計算された部分放電箇所の位置に基づいて前記部分放電箇所の位置に関する表示処理を行い、
前記部分放電箇所の位置を表示手段に表示する
ことを特徴とする絶縁劣化診断方法。
【請求項３】
電気機器の入力側配線における零相電流を検出する入力側電流検出手段と、該入力側電流検出手段によって所定時間毎に検出された入力側電流検出値を基準時計手段に同期させることが可能な計時手段から得た時刻情報とともに記録する入力側電流検出値記録手段と、親局に対して入力側情報を送信するとともにデータ検出指定時刻情報を受信する入力側送受信手段を少なくとも備える入力側子局と、
前記電気機器の接地線電流を検出する出力側電流検出手段と、該出力側電流検出手段によって所定時間毎に検出された出力側電流検出値を前記基準時計手段に同期させることが可能な計時手段から得た時刻情報とともに記録する出力側電流検出値記録手段と、前記親局に対して出力側情報を送信するとともにデータ検出指定時刻情報を受信する出力側送受信手段を少なくとも備える出力側子局と、
前記入力側情報及び前記出力側情報を受信するとともにデータ検出指定時刻情報を送信する送受信手段と、該送受信手段によって受信した前記入力側情報及び前記出力側情報に基づいて部分放電箇所の標定及び表示を行う部分放電箇所標定手段を少なくとも備える前記親局を有する絶縁劣化診断装置であって、
前記入力側子局又は前記親局は、前記入力側電流検出値記録手段に記録された一定期間中の入力側電流検出値と時刻情報に基づいて、前記電気機器の絶縁劣化に伴う部分放電を示す特徴を備えた入力側極大値情報又は入力側極小値情報を複数抽出する手段をさらに備え、
前記出力側子局又は前記親局は、前記出力側電流検出値記録手段に記録された一定期間中の出力側電流検出値と時刻情報に基づいて、前記電気機器の絶縁劣化に伴う部分放電を示す特徴を備えた出力側極大値情報又は出力側極小値情報を複数抽出する手段をさらに備え、
前記部分放電箇所標定手段は、
前記入力側極大値情報と前記出力側極大値情報、又は前記入力側極小値情報と前記出力側極小値情報から、部分放電箇所の標定に用いる入力側標定用時刻情報と出力側標定用時刻情報の組み合わせを抽出する標定用時刻情報抽出手段と、
該標定用時刻情報抽出手段によって抽出された前記入力側標定用時刻情報と出力側標定用時刻情報の組み合わせ、前記電気機器の配線の長さ及び前記電気機器の両端間における電流伝搬速度に基づいて部分放電箇所の位置を計算する部分放電位置計算手段と、
該部分放電位置計算手段による計算結果に基づいて前記部分放電箇所の区別に関する表示処理を行う表示処理手段と、
前記部分放電箇所の区別を表示する表示手段を備えている
ことを特徴とする絶縁劣化診断装置。
【請求項４】
電気機器の入力側に設置された入力側子局において、入力側配線における零相電流を検出する入力側電流検出手段によって所定時間毎に検出された入力側電流検出値を、基準時計手段に同期させることが可能な計時手段から得た時刻情報とともに入力側電流検出値記録手段に記録し、親局に対して入力側情報を送信し、
前記電気機器の出力側に設置された出力側子局において、接地線電流を検出する出力側電流検出手段によって所定時間毎に検出された出力側電流検出値を、前記基準時計手段に同期させることが可能な計時手段から得た時刻情報とともに出力側電流検出値記録手段に記録し、前記親局に対して出力側情報を送信し、
前記親局において、前記入力側子局及び前記出力側子局から送信された前記入力側情報及び前記出力側情報を受信し、受信した前記入力側情報及び前記出力側情報に基づいて部分放電箇所の標定及び表示を行う絶縁劣化診断方法であって、
前記入力側子局又は前記親局において、前記入力側電流検出値記録手段に記録された一定期間中の入力側電流検出値と時刻情報に基づいて、前記電気機器の絶縁劣化に伴う部分放電を示す特徴を備えた入力側極大値情報又は入力側極小値情報を複数抽出し、
前記出力側子局又は前記親局において、前記出力側電流検出値記録手段に記録された一定期間中の出力側電流検出値と時刻情報に基づいて、前記電気機器の絶縁劣化に伴う部分放電を示す特徴を備えた出力側極大値情報又は出力側極小値情報を複数抽出し、
前記親局において、
前記入力側極大値情報と前記出力側極大値情報、又は前記入力側極小値情報と前記出力側極小値情報から、部分放電箇所の標定に用いる入力側標定用時刻情報と出力側標定用時刻情報の組み合わせを抽出し、
抽出された前記入力側標定用時刻情報と出力側標定用時刻情報の組み合わせ、前記電気機器の配線の長さ及び前記電気機器の両端間における電流伝搬速度に基づいて部分放電箇所の位置を計算し、
計算された部分放電箇所の位置に基づいて前記部分放電箇所の区別に関する表示処理を行い、
前記部分放電箇所の区別を表示手段に表示する
ことを特徴とする絶縁劣化診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力ケーブル（送電線、配電線及び屋内配線）又は電気機器の絶縁劣化診断装置及びその装置を用いた絶縁劣化診断方法に関するものであり、電力ケーブル又は電気機器を停電することなく電力ケーブル又は電気機器両端の接地線電流若しくは零相電流を検出するだけで、電力ケーブル又は電気機器における絶縁劣化箇所の標定及び表示を可能とする装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力ケーブル等の絶縁劣化を早期に発見するため、従来以下のように様々な手法が開発されている。
（１）直流漏れ電流法：直流高電圧を印加し、電力ケーブルの絶縁体に流れる直流漏れ電流値と電流の時間経過波形から絶縁劣化状態を診断するもの。
（２）直流重畳法又は低周波重畳法：活線に直流電流又は低周波電流を重畳し、漏れ電流の計測値から絶縁劣化状態を診断するもの。
（３）残留電荷法：電力ケーブルに直流電圧を印加し、絶縁体中に電荷を蓄積させた後に、電力ケーブルを接地する。絶縁体中に水トリーが発生していると水トリー部にのみ電荷が残留するが、電力ケーブルに交流電圧を印加するとその電荷が放出されるので、その放出量を残留電荷測定装置により検出し、その電荷量から絶縁劣化状態を診断するもの。
（４）損失電流法：損失電流中に含まれる第３次高調波成分から絶縁劣化状態を診断するもの。
（５）ケーブルシース破断検出法：ケーブルシース破断検出機能付き活線絶縁診断装置を用いて絶縁劣化状態を診断するもの。
しかし、（１）、（３）、（４）の方法は、電力ケーブルを停電させて測定する必要があり、（２）、（５）の方法は、活線で測定するための特殊装置が必要であった。
また、いずれの方法も手間がかかり、劣化していることは診断できても絶縁劣化箇所がどこに存在しているかを特定することはできなかった。
【０００３】
特許文献１（特開２０１１−２３７１８２号公報）には、図６に示すように、ケーブル(２)の端部外周上の遮蔽層に接続された接地線(５)に取り付けられる部分放電判別装置及びその部分放電判別装置を用いて接地線(５)に流れる放電電流を検出し、ケーブル(２)の絶縁劣化に伴う放電電流が発生しているか否かを判別する部分放電判別方法が開示されている。
部分放電判別装置は、接地線(５)に流れる電流を検出する変流器(７)、負荷抵抗(１３)、抵抗(１４)、増幅器(１５)、バンドパスフィルタ(１７)、ノイズ除去部(１９)、波形記憶部(２１)、特徴量導出部(２３)及び放電判定部(２５)を備えている。
特許文献１に開示されている部分放電判別装置及び部分放電判別方法によれば、ケーブル(２)を停電させることなく絶縁劣化に伴う放電電流が発生しているか否かを判別することができるが、絶縁劣化箇所がどこに存在しているかを特定することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２３７１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、停電させることなく活線状態で電力ケーブル又は電気機器の絶縁劣化を診断することができ、かつ、絶縁劣化に伴う内部放電、コロナ放電、沿面放電及びケーブル劣化に伴う零相劣化漏れ電流等（以下「部分放電」という。）が電力ケーブルのどこで発生しているかを特定又は電気機器のどの辺で発生しているかを区別することのできる絶縁劣化診断装置及び方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明の絶縁劣化診断装置は、電力ケーブルの一端側における接地線電流又は零相電流を検出する一端側電流検出手段と、該一端側電流検出手段によって所定時間毎に検出された一端側電流検出値を基準時計手段に同期させることが可能な計時手段から得た時刻情報とともに記録する一端側電流検出値記録手段と、親局に対して一端側情報を送信するとともにデータ検出指定時刻情報を受信する一端側送受信手段を少なくとも備える一端側子局と、前記電力ケーブルの他端側における接地線電流又は零相電流を検出する他端側電流検出手段と、該他端側電流検出手段によって所定時間毎に検出された他端側電流検出値を前記基準時計手段に同期させることが可能な計時手段から得た時刻情報とともに記録する他端側電流検出値記録手段と、前記親局に対して他端側情報を送信するとともにデータ検出指定時刻情報を受信する他端側送受信手段を少なくとも備える他端側子局と、前記一端側情報及び前記他端側情報を受信するとともにデータ検出指定時刻情報を送信する送受信手段と、該送受信手段によって受信した前記一端側情報及び前記他端側情報に基づいて部分放電箇所の標定及び表示を行う部分放電箇所標定手段を少なくとも備える前記親局を有する絶縁劣化診断装置であって、
前記一端側子局又は前記親局は、前記一端側電流検出値記録手段に記録された一定時間中の一端側電流検出値と時刻情報に基づいて、前記電力ケーブルの絶縁劣化に伴う部分放電を示す特徴を備えた一端側極大値情報又は一端側極小値情報を複数抽出する手段をさらに備え、
前記他端側子局又は前記親局は、前記他端側電流検出値記録手段に記録された一定時間中の他端側電流検出値と時刻情報に基づいて、前記電力ケーブルの絶縁劣化に伴う部分放電を示す特徴を備えた他端側極大値情報又は他端側極小値情報を複数抽出する手段をさらに備え、
前記部分放電箇所標定手段は、前記一端側極大値情報と前記他端側極大値情報、又は前記一端側極小値情報と前記他端側極小値情報から、部分放電箇所の標定に用いる一端側標定用時刻情報と他端側標定用時刻情報の組み合わせを抽出する標定用時刻情報抽出手段と、該標定用時刻情報抽出手段によって抽出された前記一端側標定用時刻情報と他端側標定用時刻情報の組み合わせ、前記電力ケーブルの両端間の距離及び前記電力ケーブルの両端間における電流伝搬速度に基づいて部分放電箇所の位置を計算する部分放電位置計算手段と、該部分放電位置計算手段による計算結果に基づいて前記部分放電箇所の位置に関する表示処理を行う表示処理手段と、前記部分放電箇所の位置を表示する表示手段を備えていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明の絶縁劣化診断方法は、電力ケーブルの一端側に設置された一端側子局において、一端側における接地線電流又は零相電流を検出する一端側電流検出手段によって所定時間毎に検出された一端側電流検出値を、基準時計手段に同期させることが可能な計時手段から得た時刻情報とともに一端側電流検出値記録手段に記録し、親局に対して一端側情報を送信し、前記電力ケーブルの他端側に設置された他端側子局において、他端側における接地線電流又は零相電流を検出する他端側電流検出手段によって所定時間毎に検出された他端側電流検出値を、前記基準時計手段に同期させることが可能な計時手段から得た時刻情報とともに他端側電流検出値記録手段に記録し、前記親局に対して他端側情報を送信し、前記親局において、前記一端側子局及び前記他端側子局から送信された前記一端側情報及び前記他端側情報を受信し、受信した前記一端側情報及び前記他端側情報に基づいて部分放電箇所の標定及び表示を行う絶縁劣化診断方法であって、
前記一端側子局又は前記親局において、前記一端側電流検出値記録手段に記録された一定時間中の一端側電流検出値と時刻情報に基づいて、前記電力ケーブルの絶縁劣化に伴う部分放電を示す特徴を備えた一端側極大値情報及び一端側極小値情報を複数抽出し、
前記他端側子局又は前記親局において、前記他端側電流検出値記録手段に記録された一定時間中の他端側電流検出値と時刻情報に基づいて、前記電力ケーブルの絶縁劣化に伴う部分放電を示す特徴を備えた他端側極大値情報及び他端側極小値情報を複数抽出し、
前記親局において、前記一端側極大値情報と前記他端側極大値情報、又は前記一端側極小値情報と前記他端側極小値情報から、部分放電箇所の標定に用いる一端側標定用時刻情報と他端側標定用時刻情報の組み合わせを抽出し、抽出された前記一端側標定用時刻情報と他端側標定用時刻情報の組み合わせ、前記電力ケーブルの両端間の距離及び前記電力ケーブルの両端間における電流伝搬速度に基づいて部分放電箇所の位置を計算し、計算された部分放電箇所の位置に基づいて前記部分放電箇所の位置に関する表示処理を行い、前記部分放電箇所の位置を表示手段に表示することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明の絶縁劣化診断装置は、電気機器の入力側配線における零相電流を検出する入力側電流検出手段と、該入力側電流検出手段によって所定時間毎に検出された入力側電流検出値を基準時計手段に同期させることが可能な計時手段から得た時刻情報とともに記録する入力側電流検出値記録手段と、親局に対して入力側情報を送信するとともにデータ検出指定時刻情報を受信する入力側送受信手段を少なくとも備える入力側子局と、前記電気機器の接地線電流を検出する出力側電流検出手段と、該出力側電流検出手段によって所定時間毎に検出された出力側電流検出値を前記基準時計手段に同期させることが可能な計時手段から得た時刻情報とともに記録する出力側電流検出値記録手段と、前記親局に対して出力側情報を送信するとともにデータ検出指定時刻情報を受信する出力側送受信手段を少なくとも備える出力側子局と、前記入力側情報及び前記出力側情報を受信するとともにデータ検出指定時刻情報を送信する送受信手段と、該送受信手段によって受信した前記入力側情報及び前記出力側情報に基づいて部分放電箇所の標定及び表示を行う部分放電箇所標定手段を少なくとも備える前記親局を有する絶縁劣化診断装置であって、
前記入力側子局又は前記親局は、前記入力側電流検出値記録手段に記録された一定期間中の入力側電流検出値と時刻情報に基づいて、前記電気機器の絶縁劣化に伴う部分放電を示す特徴を備えた入力側極大値情報又は入力側極小値情報を複数抽出する手段をさらに備え、
前記出力側子局又は前記親局は、前記出力側電流検出値記録手段に記録された一定期間中の出力側電流検出値と時刻情報に基づいて、前記電気機器の絶縁劣化に伴う部分放電を示す特徴を備えた出力側極大値情報又は出力側極小値情報を複数抽出する手段をさらに備え、
前記部分放電箇所標定手段は、前記入力側極大値情報と前記出力側極大値情報、又は前記入力側極小値情報と前記出力側極小値情報から、部分放電箇所の標定に用いる入力側標定用時刻情報と出力側標定用時刻情報の組み合わせを抽出する標定用時刻情報抽出手段と、該標定用時刻情報抽出手段によって抽出された前記入力側標定用時刻情報と出力側標定用時刻情報の組み合わせ、前記電気機器の配線の長さ及び前記電気機器の両端間における電流伝搬速度に基づいて部分放電箇所の位置を計算する部分放電位置計算手段と、該部分放電位置計算手段による計算結果に基づいて前記部分放電箇所の区別に関する表示処理を行う表示処理手段と、前記部分放電箇所の区別を表示する表示手段を備えていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明の絶縁劣化診断方法は、電気機器の入力側に設置された入力側子局において、入力側配線における零相電流を検出する入力側電流検出手段によって所定時間毎に検出された入力側電流検出値を、基準時計手段に同期させることが可能な計時手段から得た時刻情報とともに入力側電流検出値記録手段に記録し、親局に対して入力側情報を送信し、前記電気機器の出力側に設置された出力側子局において、接地線電流を検出する出力側電流検出手段によって所定時間毎に検出された出力側電流検出値を、前記基準時計手段に同期させることが可能な計時手段から得た時刻情報とともに出力側電流検出値記録手段に記録し、前記親局に対して出力側情報を送信し、前記親局において、前記入力側子局及び前記出力側子局から送信された前記入力側情報及び前記出力側情報を受信し、受信した前記入力側情報及び前記出力側情報に基づいて部分放電箇所の標定及び表示を行う絶縁劣化診断方法であって、
前記入力側子局又は前記親局において、前記入力側電流検出値記録手段に記録された一定期間中の入力側電流検出値と時刻情報に基づいて、前記電気機器の絶縁劣化に伴う部分放電を示す特徴を備えた入力側極大値情報又は入力側極小値情報を複数抽出し、
前記出力側子局又は前記親局において、前記出力側電流検出値記録手段に記録された一定期間中の出力側電流検出値と時刻情報に基づいて、前記電気機器の絶縁劣化に伴う部分放電を示す特徴を備えた出力側極大値情報又は出力側極小値情報を複数抽出し、
前記親局において、前記入力側極大値情報と前記出力側極大値情報、又は前記入力側極小値情報と前記出力側極小値情報から、部分放電箇所の標定に用いる入力側標定用時刻情報と出力側標定用時刻情報の組み合わせを抽出し、抽出された前記入力側標定用時刻情報と出力側標定用時刻情報の組み合わせ、前記電気機器の配線の長さ及び前記電気機器の両端間における電流伝搬速度に基づいて部分放電箇所の位置を計算し、計算された部分放電箇所の位置に基づいて前記部分放電箇所の区別に関する表示処理を行い、前記部分放電箇所の区別を表示手段に表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明の絶縁劣化診断装置又は請求項２に係る発明の絶縁劣化診断方法によれば、停電させることなく活線状態で電力ケーブルの絶縁劣化を診断することができ、かつ、部分放電箇所が電力ケーブルのどこに存在しているかを特定することができる。
そのため、電力ケーブルの絶縁劣化状態を常時監視することができるとともに、電力ケーブルの交換や修理すべき箇所についての情報を随時得ることができる。
【００１１】
請求項３に係る発明の絶縁劣化診断装置又は請求項４に係る発明の絶縁劣化診断方法によれば、停電させることなく活線状態で電気機器の絶縁劣化を診断することができ、かつ、電気機器のどの辺で部分放電が発生しているかを区別することができる。
そのため、電気機器の絶縁劣化状態を常時監視することができるとともに、電気機器の交換についての情報を随時得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】絶縁劣化診断装置の概略図。
【図２】絶縁劣化診断装置における一端側子局のブロック図。
【図３】絶縁劣化診断装置における親局のブロック図。
【図４】子局における処理フローを示す図。
【図５】親局における処理フローを示す図。
【図６】特許文献１記載の部分放電判別装置の構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施例によって本発明の実施形態を説明する。
【実施例】
【００１４】
実施例の絶縁劣化診断装置は、図１にその概略を示すとおり、電力ケーブル４の一端部に設置された一端側子局１と、電力ケーブル４の他端部に設置された他端側子局２と、一端側子局１から送信された一端側情報及び他端側子局２から送信された他端側情報を受信して、絶縁劣化発生の有無判定及び部分放電箇所の位置決定（以下「部分放電箇所の標定」という。）を行い、部分放電箇所の位置を表示する親局３によって構成されている。
【００１５】
実施例の絶縁劣化診断装置を構成する一端側子局１は、図２に示すとおり、人工衛星、標準電波送信所、通信基地局等が有する基準時計手段７に基づいて随時時刻補正を行うための時刻同期補正回路８を有する計時手段９と、電力ケーブル４の一端側の遮蔽層に接続されている接地線５における接地線電流を所定時間毎に検出する一端側接地線電流検出手段１０と、一定期間中に一端側接地線電流検出手段１０で検出された一端側接地線電流検出値に基づいて絶縁劣化に伴う部分放電を示す特徴を備えた一端側極大値情報及び一端側極小値情報を複数抽出する一端側子局ＣＰＵ１１と、一端側送受信手段１２と、一端側送受信手段１２から出力された一端側情報を適宜の通信線路２０に送り出すための一端側通信インターフェイス１３を備えている。
そして、通信線路２０に送り出された一端側情報は、親局３で受信できるようになっている。
【００１６】
計時手段９は、いわゆる標準時に準拠した時間を出力する時計であっても良いし、基準時計手段７によって特定される基準時点に同期させてリセットでき一定期間中にカウントアップ又はカウントダウンするカウンタであっても良い。
計時手段９が時計である場合には標準時に準拠した時間情報が時刻情報となり、計時手段９がカウンタである場合にはそのカウント値が時刻情報となる。
【００１７】
また、一端側子局ＣＰＵ１１は、０．１マイクロ秒（以下「μｓ」と記載する。）毎に一端側接地線電流検出手段１０による一端側接地線電流検出値を計時手段９から得た時刻情報とともに記録する一端側接地線電流検出値記録手段１４と、０．１μｓ（所定時間）毎に現時点における一端側接地線電流検出値と０．１μｓ前における一端側接地線電流検出値との差分値を演算する一端側接地線電流差分値演算手段１５と、一端側接地線電流差分値演算手段１５で演算された差分値が正から負に変化した時点の０．１μｓ前における一端側接地線電流検出値を時刻情報とともに記録する一端側極大値情報記録手段１６と、上記差分値が負から正に変化した時点の０．１μｓ前における一端側接地線電流検出値を時刻情報とともに記録する一端側極小値情報記録手段１７と、一端側極大値情報記録手段１６から絶縁劣化に伴う部分放電を示す特徴を備えた一端側極大値情報を複数抽出する一端側極大値情報抽出手段１８と、一端側極小値情報記録手段１７から絶縁劣化に伴う部分放電を示す特徴を備えた一端側極小値情報を複数抽出する一端側極小値情報抽出手段１９を備えている。
【００１８】
一端側極大値情報抽出手段１８は、電力ケーブル４に印加されている交流の周期毎に一端側極大値情報記録手段１６に記録されているデータ中から、各極大値とその直前に発生した極小値との差である立上り変位電流値が大きい複数の極大値を抽出し、それら複数の極大値とともに各時刻情報及び立上り変位電流値を一端側極大値情報として抽出する手段であり、一端側極小値情報抽出手段１９は、電力ケーブル４に印加されている交流の周期毎に一端側極小値情報記録手段１７に記録されているデータ中から、各極小値とその直前に発生した極大値との差である立下り変位電流値が小さい複数の極小値を抽出し、それら複数の極小値とともに各時刻情報及び立下り変位電流値を一端側極小値情報として抽出する手段である。
【００１９】
また、図示はしていないが、一端側子局ＣＰＵ１１は、抽出した複数の極大値とそれぞれの時刻情報及び立上り変位電流値、並びに抽出した複数の極小値とそれぞれの時刻情報及び立上り変位電流値だけでなく、接地線電流の基本波成分実効値、ゼロクロス時刻情報及び子局電源ゼロクロス時刻情報も、一端側情報として一端側送受信手段１２に送り出すことができるようになっている。
【００２０】
次に、一端側子局ＣＰＵ１１における処理の詳細について図４を用いて説明する。
（１）子局データ記録処理
親局から送信された相電圧ゼロクロス時刻情報から始まるデータ検出指定時刻情報を受信し、指定されたデータ検出指定時刻以降、０．１μｓ（所定時間）毎に一端側接地線電流検出手段１０で検出された一端側接地線電流検出値を計時手段９から得た時刻情報とともに記録する。
【００２１】
（２）極大・極小値データ抽出処理
データ検出指定時刻直後における交流の１周期分（５０ヘルツの場合２０ミリ秒）の一端側接地線電流検出値から極大・極小値データを抽出する。
【００２２】
（３）コロナ放電等時刻情報抽出処理
部分放電のうちのコロナ放電、沿面放電及び零相劣化漏れ電流の特徴を示す立上りが急峻で立上り変位電流が一定値以上の大きさの波形のうち、振幅が大きいものを最大４０波抽出し、それぞれの立上り変曲点代表時刻情報を抽出する。
【００２３】
（４）内部放電時刻情報抽出処理
部分放電のうちの内部放電の特徴を示す立下りが急峻で立下り変位電流が一定値以下の大きさの波形のうち、振幅が大きいものを最大４０波抽出し、それぞれの立下り変曲点代表時刻情報を抽出する。
【００２４】
（５）一端側情報送信処理
一端側情報、すなわち（３）の処理で抽出した立上り変曲点代表時刻情報、極大電流値及び立上り変位電流値（部分放電を示す特徴を備えた一端側極大値情報）の最大４０点分、（４）の処理で抽出した立下り変曲点代表時刻情報、極小電流値及び立下り変位電流値（部分放電を示す特徴を備えた一端側極小値情報）の最大４０点分、接地線電流の基本波成分実効値、ゼロクロス時刻情報及び子局電源ゼロクロス時刻情報を親局へ送信する。
【００２５】
実施例の絶縁劣化診断装置を構成する他端側子局２は、電力ケーブル４の他端側の遮蔽層に接続されている接地線６における接地線電流を所定時間毎に検出し、他端側情報を親局に送信するものであって、その構成は一端側か他端側かが異なる以外は、一端側子局１と全く同じである。
【００２６】
実施例の絶縁劣化診断装置を構成する親局３は、図３に示すとおり、適宜の通信線路２０から一端側情報及び他端側情報を取り込むための通信インターフェイス２１と、一端側子局１から送信された一端側情報及び他端側子局２から送信された他端側情報を受信するとともにデータ検出指定時刻情報を送信する送受信手段２２と、受信した一端側情報及び他端側情報に基づいて、部分放電箇所の位置を計算する処理を行う親局ＣＰＵ２３と、計算された部分放電箇所の位置を表示する表示手段２４を備えている。
【００２７】
親局３が備える親局ＣＰＵ２３は、受信した一端側情報及び他端側情報から、部分放電箇所の標定に用いる複数対の一端側極大値発生時刻情報と他端側極大値発生時刻情報の組み合わせ、又は複数対の一端側極小値発生時刻情報と他端側極小値発生時刻情報の組み合わせ（以下「標定用時刻情報」という。）を抽出する標定用時刻情報抽出手段２５と、抽出された標定用時刻情報、電力ケーブル４の両端間の距離及び電流伝搬速度に基づいて部分放電箇所の位置を計算する部分放電位置計算手段２６、計算された部分放電箇所の位置を表示処理する部分放電位置表示処理手段２７及び電力ケーブル４の両端間の距離や電流伝搬速度を記憶する電力ケーブル情報記憶手段２８を備え、表示指示情報を表示手段２４に出力するものである。
【００２８】
親局ＣＰＵ２３による部分放電箇所の標定について説明する。
部分放電箇所の標定は、一端側子局１及び他端側子局２から対になる極大値情報又は極小値情報が送信された場合に実施され、部分放電箇所の位置計算を行う。
なお、対になる極大値情報又は極小値情報とは、電力ケーブル４に印加されている交流の同一半周期内に発生している一端側子局１からの極大値情報と他端側子局２からの極大値情報又は一端側子局１からの極小値情報と他端側子局２からの極小値情報のことである。
【００２９】
部分放電箇所の位置を計算する手順について図５を用いて説明する。
（１）抽出データ受信処理
一端側子局１で抽出された一端側情報及び他端側子局２で抽出された他端側情報を受信する。
（２）伝搬許容時間算定処理
一端側子局１及び他端側子局２間の距離を、電力ケーブル４の両端間の電流伝搬速度で除して伝搬許容時間を求める。
一端側子局１からの立上り変曲点代表時刻情報と他端側子局２からの立上り変曲点代表時刻情報の時刻差が伝搬許容時間を超過していれば、同一箇所で発生している部分放電に起因するものではないと判定できる。
同様に、一端側子局１からの立下り変曲点代表時刻情報と他端側子局２からの立下り変曲点代表時刻情報の時刻差が伝搬許容時間を超過していれば、同一箇所で発生している部分放電に起因するものではないと判定できる。
（３）コロナ放電等時刻組合せ算定処理
一端側子局１からの立上り変曲点代表時刻情報と他端側子局２からの立上り変曲点代表時刻情報の組み合わせのうち、時刻差が（２）で求めた伝搬許容時間以下の組み合わせペア（コロナ放電等発生箇所の標定に用いる一端側標定用時刻情報と他端側標定用時刻情報の組み合わせ）を抽出する。
そして、全ての組み合わせペアについて、部分放電箇所の位置を計算する。
その計算式は、一端側子局１からの立上り変曲点代表時刻情報をＴ1、他端側子局２からの立上り変曲点代表時刻情報をＴ2、電力ケーブル４の両端間の距離をＬ12、電力ケーブル４の両端間の電流伝搬速度をｖ、一端側子局１から部分放電箇所までの距離Ｌｘとしたとき、以下のとおりである。
Ｌｘ＝{ｖ×(Ｔ1−Ｔ2)＋Ｌ12}÷２
（４）内部放電時刻組合せ算定処理
一端側子局１からの立下り変曲点代表時刻情報と他端側子局２からの立下り変曲点代表時刻情報の組み合わせのうち、時刻差が（２）で求めた伝搬許容時間以下の組み合わせペア（内部放電発生箇所の標定に用いる一端側標定用時刻情報と他端側標定用時刻情報の組み合わせ）を抽出する。
そして、全ての組み合わせペアについて、（３）と同じ計算式を用いて部分放電箇所の位置を計算する。
【００３０】
このような手順によって各組み合わせペアについて、部分放電箇所の位置を計算した後、部分放電位置表示処理手段２７によって表示処理を行い部分放電箇所の位置に関する表示指示情報を出力する。
表示指示情報としては、一端側子局１又は他端側子局２から部分放電箇所までの距離情報やケーブル配置図中における場所を示す情報等どのような情報でも良い。
そして、表示手段２４には、部分放電位置表示処理手段２７から出力された表示指示情報に応じた情報が表示される。
【００３１】
実施例の絶縁劣化診断装置に関する変形例を列記する。
（１）実施例の親局３は一端側子局１又は他端側子局２を兼ねていても良い。
すなわち、一端側子局１又は他端側子局２のいずれかに親局機能を持たせても良い。
（２）実施例の一端側子局１は、電力ケーブル４の一端側の遮蔽層に接続されている接地線５における接地線電流を検出する一端側接地線電流検出手段１０を備え、他端側子局２も、同様の他端側接地線電流検出手段を備えているが、一端側接地線電流検出手段及び他端側接地線電流検出手段に代えて、それぞれ一端側及び他端側における零相電流を検出する一端側零相電流検出手段及び他端側零相電流検出手段としても良い。
そうした場合、接地線電流検出値記録手段及び接地線電流差分値演算手段は、それぞれ零相電流検出値記録手段及び零相電流差分値演算手段に置き換わることとなるが、一端側子局ＣＰＵ１１における処理フローは、接地線電流を検出する場合と同じである。
（３）実施例においては、電力ケーブル４の一端部に一端側子局１、他端部に他端側子局２を設置しているが、電力ケーブル４を変圧器やモーター等の電気機器に代え、その入力側の配線に入力側子局、出力側の配線に出力側子局を設置するとともに、入力側子局に入力側配線における零相電流を検出する入力側電流検出手段、入力側子局ＣＰＵ、入力側送信手段及び入力側通信インターフェイスを設置し、出力側子局に接地線電流を検出する出力側電流検出手段、出力側子局ＣＰＵ、出力側送信手段及び出力側通信インターフェイスを設置して、その電気機器のどの辺で部分放電が発生しているかを区別することができるようにしても良い。
そうした場合、入力側子局ＣＰＵの各構成は、一端側子局ＣＰＵ１１の各構成における「一端側」を「入力側」に代えたものとなり、出力側子局ＣＰＵの各構成は他端側子局ＣＰＵの各構成における「他端側」を「出力側」に代えたものとなり、部分放電箇所の位置計算に用いる電力ケーブル４の両端間の距離は電気機器の配線の長さに代えることとなる。
（４）実施例の一端側接地線電流検出値記録手段１４及び他端側接地線電流検出値記録手段は、０．１μｓ毎に一端側接地線電流検出値、他端側接地線電流検出値及び時刻情報を記録しているが、標定精度に応じて記録する時間間隔は変更することができる。
すなわち、０．１μｓ毎の場合の標定精度は数ｍ程度であるから、標定精度を上げたければ記録する時間間隔を短くすることが必要となる。
（５）実施例の一端側接地線電流差分値演算手段１５、一端側極大値情報記録手段１６、一端側極小値情報記録手段１７、一端側極大値情報抽出手段１８及び一端側極小値情報抽出手段１９は、一端側子局１に備えられているが、一端側接地線電流検出値記録手段１４のデータを親局３に送信し、親局３に一端側接地線電流差分値演算手段１５、一端側極大値情報記録手段１６、一端側極小値情報記録手段１７、一端側極大値情報抽出手段１８及び一端側極小値情報抽出手段１９を備えるようにしても良い。
また、一端側極大値情報記録手段１６及び一端側極小値情報記録手段１７のデータを親局３に送信し、親局３に一端側極大値情報抽出手段１８及び一端側極小値情報抽出手段１９を備えるようにしても良い。
なお、他端側子局２と親局３との間においても同様の変形が可能である。
（６）実施例においては、部分放電発生の有無判定と部分放電箇所の位置決定を行っているが、絶縁劣化の進行度合いの判定も行うことができる。
すなわち、絶縁劣化の初期段階（小さなボイドが発生している段階）においては、複数回の比較的小さな部分放電が繰り返され、絶縁劣化が進むにつれて部分放電の回数が減るとともに大きな波高値の放電電流が流れるようになるので、例えば、一端側接地線電流検出値又は他端側接地線電流検出値の絶対値が小さい場合には初期段階、大きい場合には後期段階と判定し、１周期中に極大値又は極小値発生時刻情報が３回抽出されている時は絶縁劣化の初期段階、２回抽出されている時は中期段階、１回抽出されている時は後期段階と判定することができる。
（７）実施例においては、部分放電発生の有無判定と部分放電箇所の位置決定を行っているが、電力ケーブルの端部近辺における遮蔽銅テープの破断の有無を判定することもできる。
すなわち、一端側接地線電流と他端側接地線電流の大きさに明確な差がある場合、接地線電流値の小さい方の端部近辺で遮蔽銅テープの破断が発生しており、接地線電流値の大きい方の端部近辺では遮蔽銅テープの破断が発生していないと判定することができる。
（８）実施例の図４及び図５の説明では、コロナ放電等時刻情報抽出処理と内部放電時刻情報抽出処理の両方を行い、コロナ放電等時刻組合せ算定処理と内部放電時刻組合せ算定処理も両方行っているが、いずれか一方の処理だけを行うようにしても良い。
【符号の説明】
【００３２】
１  一端側子局      ２  他端側子局      ３  親局
４  電力ケーブル      ５、６  接地線      ７  基準時計手段
８  時刻同期補正回路      ９  計時手段
１０  一端側接地線電流検出手段      １１  一端側子局ＣＰＵ
１２  一端側送受信手段      １３  一端側通信インターフェイス
１４  一端側接地線電流検出値記録手段
１５  一端側接地線電流差分値演算手段
１６  一端側極大値情報記録手段      １７  一端側極小値情報記録手段
１８  一端側極大値情報抽出手段      １９  一端側極小値情報抽出手段
２０  通信線路      ２１  通信インターフェイス
２２  送受信手段      ２３  親局ＣＰＵ      ２４  表示手段
２５  標定用時刻情報抽出手段      ２６  部分放電位置計算手段
２７  部分放電位置表示処理手段      ２８  電力ケーブル情報記憶手段
【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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