(57)【要約】  電気装備品に沿って部分放電場所で発生する部分放電を検出し、その部分放電の位置を測定し、その部分放電を判定するために、その電気装備品に沿って、２つの測定プローブと同期プローブを取り付ける。この測定プローブは、電気装備品中を進行するパルスを検出するが、一方、この同期プローブは、電気装備品の位相角を検出するものであって、校正目的で利用できる。制御装置は、これらのプローブにより感知された信号を受け取って、それらの信号を調整する。これらの調整された信号の相関、時間・周波数分布、フォームファクタ（波形率）の概算を含め、デジタル処理をこれらの信号に施すことにより、この電気装備品に沿って、部分放電の検出と、その部分放電の位置測定を示す診断を確立することができる。
2008541099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気装備品に沿って部分放電場所で発生する部分放電を検出し、前記部分放電の位置を測定し、前記部分放電を判定する装置であって、
前記電気装備品中を進行するパルスが測定プローブで検出でき、また、前記電気装備品の位相角が同期プローブで検出できるように、前記電気装備品に沿って取り付けできる２つの測定プローブおよび１つの同期プローブと、
前記検出パルスを表す信号を受け取るために前記測定プローブに接続し、また、前記検出位相角を表す信号を獲得するために前記同期プローブに接続する制御装置であって、前記受け取られた信号を選択的に調整する回路を持つ制御装置と、
前記制御装置に接続して、前記検出位相角に応じて、選択的調整後で前記信号を獲得して、かつ前記制御装置を駆動するデジタル処理装置であって、前記獲得信号の相関を測定する相関測定モジュール、前記獲得信号の少なくとも１つの時間・周波数分布を実行するモジュール、前記時間・周波数分布から得られたフォームファクタを概算するフォームファクタ概算モジュール、および、前記相関測定モジュールと前記フォームファクタ概算モジュールによってもたらされた結果に応答して、前記電気装備品に沿って、部分放電の検出と、前記部分放電の位置測定を表す診断を生み出す診断モジュールとを有するデジタル処理装置と、
を備える装置。
【請求項２】
前記デジタル処理装置が、前記測定プローブ間で範囲外の伝搬遅延のある検出パルスから得られた前記獲得信号中のトレースに対応する診断ソリューションの候補を排除する候補排除モジュールをさらに備える請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記候補排除モジュールにより範囲外であると見なされる遅延に対するしきい値がユーザにより設定できる請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記制御装置が、前記同期プローブに送られて、そこで、前記電気装備品に注入される試験信号を発生させる回路を備え、また、前記デジタル処理装置が、前記電気装備品に注入された前記試験信号に起因する、前記測定プローブにより検出されたパルスに対応する前記獲得信号から、前記測定プローブ間の前記伝搬遅延を決定する傾向があり、また、範囲外であると見なされる遅延に対するしきい値が、このように決定された前記伝搬遅延に応じて設定される請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記デジタル処理装置が、最大相関のピークと、他の相関ピークとの比率に応じて、誤り確率を概算するモジュールをさらに備え、また、前記誤り確率が事前設定しきい値を超えるときには、診断根拠の第２の有望な候補を表す警告信号が前記診断モジュールに送られる請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記デジタル処理装置が、前記獲得信号中に代表的な放射線トレースを検出するモジュールをさらに備え、また、前記獲得信号が放射線に相当することが立証されるときには、前記獲得信号の処理を停止して、「放射線」診断を持続する請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記相関測定モジュールが、前記獲得信号中のパルスの極性を表す信号、前記相関信号の相関係数、高振幅放電の時間的トレース部分、および、前記測定プローブで感知される同一放電間の時間的距離を前記診断モジュールに提供する請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記デジタル処理装置が、等価帯域幅と、前記高振幅放電の立上り時間（両方とも、前記診断モジュールに提供される）を概算するモジュールをさらに備える請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記デジタル処理装置が、前記相関測定モジュール、および、前記時間・周波数分布を実行するモジュールの上流側にクラスタ化モジュールをさらに備えて、前記獲得信号をそれぞれのクラスタにクラスタ化して、前記クラスタ中の信号を特徴づけるシグナチュアを生成し、前記シグナチュアにて、前記相関と前記時間・周波数分布を得る請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
電気装備品に沿って部分放電場所で発生する部分放電を検出し、前記部分放電の位置を測定し、前記部分放電を判定する方法であって、
前記電気装備品に沿って相隔たる２つの測定プローブを用いて、前記電気装備品中を進行するパルスを検出するステップと、
前記電気装備品に沿って位置づけられた同期プローブを用いて、前記電気装備品の位相角を検出するステップと、
前記検出パルスを表す信号の選択的調整を行うステップと、
前記検出位相角に応じて、前記選択的調整の後で前記信号を獲得するステップと、
前記獲得信号を相関させるステップと、
前記獲得信号の少なくとも１つを、時間・周波数分布で提示するステップと、
前記時間・周波数分布から得られたフォームファクタを概算するステップと、
前記相関と前記フォームファクタからの結果に応じて、前記電気装備品に沿って、部分放電の検出と、前記部分放電の位置測定を表す診断を確立するステップと、
を含む方法。
【請求項１１】
前記測定プローブ間で範囲外の伝搬遅延のある検出パルスから得られた前記獲得信号中のトレースに対応する診断ソリューションの候補を排除するステップをさらに含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記同期プローブに送られて、そこで、前記電気装備品に注入される試験信号を発生させるステップと、
前記電気装備品に注入された前記試験信号に起因する、前記測定プローブにより検出されたパルスに対応する前記獲得信号から、前記測定プローブ間の伝搬遅延を決定し、次に、範囲外であると見なされる遅延に対するしきい値を、このように決定された伝搬遅延に応じて設定するステップと、
をさらに含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記同期プローブに送られて、そこで、前記電気装備品に注入される試験信号を発生させるステップと、
前記電気装備品に注入された前記試験信号に対応する前記獲得信号に応じて、前記測定プローブの構成をチェックするステップと、
をさらに含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
最大相関のピークと、他の相関ピークとの比率に応じて、誤り確率を概算し、前記誤り確率が事前設定しきい値を超えるときには診断根拠の第２の有望な候補を表す警告信号を生じさせるステップをさらに含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記獲得信号中に代表的な放射線トレースを検出し、前記獲得信号が放射線に相当することが立証されるときには、前記獲得信号の処理を停止して、「放射線」診断を持続するステップをさらに含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記診断が、前記獲得信号中のパルスの極性を表す信号、前記相関信号の相関係数、高振幅放電の時間的トレース部分、前記測定プローブで感知される同一放電間の時間的距離、等価帯域幅、および、前記高振幅放電の立上り時間にも基づいて確立される請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記フォームファクタが、前記獲得信号のうちの１つの獲得信号中の放電パルスの時間の長さと比べたスペクトル・バンド幅の比率に相当し、また、前記スペクトル・バンド幅と前記時間の長さが、主だったスペクトル線、および、時間・周波数分布で与えられる前記部分放電の時間的マージナルから概算される請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
前記時間・周波数分布が、前記少なくとも１つの獲得信号のスペクトログラム、Ｗｉｇｎｅｒ−Ｖｉｌｌｅ変換、または、ウェーブレット変換に対応する請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記時間・周波数分布が、まず最初に、前記フォームファクタの概算前に、時間・周波数フィルタリングを受けて、前記時間領域内でほぼ一定のスペクトル電力を示すバックグラウンド・ノイズを除去する請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
相関前に、前記獲得信号を補間するステップをさらに含む請求項１０に記載の方法。
【請求項２１】
前記獲得信号をそれぞれのクラスタにクラスタ化して、前記クラスタ中の信号を特徴づけるシグナチュアを生成し、前記シグナチュアにて、前記相関と前記時間・周波数分布を得るステップをさらに含む請求項１０に記載の方法。
【請求項２２】
部分放電に起因する電気装備品中を進行するパルスを検出する広帯域磁気プローブであって、
前記電気装備品の一区画を取り巻く傾向がある磁気感知回路を形成する導電性ループを備えて、前記電気装備品中を進行するパルスの磁気成分を表す信号を感知する着脱自在なクランプと、
前記導電性ループを覆い、かつ静電絶縁する導電性シールドであって、前記クランプの端と端との間にギャップが現われるように、前記クランプの両端が開路状態にある導電性シールドと、
前記電気装備品の周りに前記クランプを取り付けるときに、前記ギャップが位置づけられる前記クランプの両端にて、前記導電性ループの回路を閉じるコネクタと、
前記導電性ループの回路との外部電気接続を確立するコネクタと、
を備える広帯域磁気プローブ。
【請求項２３】
前記信号をフィルタリングし、かつ増幅するために、前記導電性シールドに組み入れられ、かつ前記導電性ループに挿入された増幅回路をさらに備える請求項２２に記載の広帯域磁気プローブ。
【請求項２４】
前記増幅回路が制御利得を持つ請求項２３に記載の広帯域磁気プローブ。
【請求項２５】
電気装備品中の部分放電を検出する装置であって、
前記電気装備品中を進行するパルスが測定プローブで検出でき、また、前記電気装備品の位相角を表す信号が同期プローブで検出できるように、前記電気装備品に沿って取り付けできる測定プローブおよび同期プローブと、
前記検出パルスを表す信号を受け取るために前記測定プローブに接続し、また、前記位相角を表す信号を獲得するために前記同期プローブに接続する制御装置であって、前記受け取られた信号を選択的に調整する回路を持つ制御装置と、
前記制御装置に接続して、前記検出位相角の評価に応じて、選択的調整後で前記信号を獲得して、かつ前記制御装置を駆動するデジタル処理装置であって、前記獲得信号をそれぞれのクラスタにクラスタ化して、前記クラスタ中の信号を特徴づけるシグナチュアを生成するクラスタ化モジュール、前記シグナチュアの時間・周波数分布を実行するモジュール、前記時間・周波数分布から得られたフォームファクタを概算するフォームファクタ概算モジュール、前記シグナチュアの立上り時間を決定するモジュール、および、前記フォームファクタ概算モジュールと前記立上り時間を決定するモジュールによってもたらされた結果に応答して、部分放電の検出を表す診断を生み出して、その診断に応じて警告信号を生じさせる診断モジュールを有するデジタル処理装置と、
を備える装置。
【請求項２６】
電気装備品中の部分放電を検出する方法であって、
前記電気装備品に沿って位置づけられた測定プローブを用いて、前記電気装備品中を進行するパルスを検出するステップと、
前記電気装備品に沿って位置づけられた同期プローブを用いて、前記電気装備品の位相角を表す信号を検出するステップと、
前記検出パルスを表す信号の選択的調整を行うステップと、
前記位相角の評価に応じて、前記選択的調整の後で前記信号を獲得するステップと、
前記獲得信号をクラスタにクラスタ化して、前記クラスタ中の信号を特徴づけるシグナチュアを生成するステップと、
前記シグナチュアを、時間・周波数分布で提示するステップと、
前記時間・周波数分布から得られたフォームファクタを概算するステップと、
前記シグナチュアの立上り時間を決定するステップと、
前記フォームファクタと前記立上り時間からの結果に応じて、部分放電の検出を表す診断を確立するステップと、
前記診断に応じて、警告信号を生じさせるステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば地中配電網の電気付属品において、あるいは、どんな環境でも設置される他の任意種類の電気装備品において、部分放電の検出、位置測定、判定を行う装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中電線管網のケーブルジョイントに電力系統故障が発生することがある。その一部は、これらのケーブルジョイント中の部分放電と、それに対応するケーブルジョイントの電気絶縁物の劣化によるものである。
【０００３】
安全性の問題のため、また、予測保守を実行して、故障の前に不良付属品または不良装備品を除去するために、地中ケーブルと、それらの付属品または装備品の診断が望ましい。
【０００４】
米国特許第６，８０９，５２３号（Ａｈｍｅｄ氏ら）、米国特許第５，５３０，３６４号（Ｍａｓｈｉｋｉａｎ氏ら）、米国特許第５，７６７，６８４号（Ｓｔｅｅｎｎｉｓ氏）、米国特許第６，４２０，８７９号（Ｃｏｏｋｅ氏）、米国特許第６，５０７，１８１号（Ｐａｋｏｎｅｎ氏ら）、米国特許第６，４１８，３８５号（Ｈｕｃｋｅｒ氏ら）、米国特許第６，２５５，８０８号（Ｈｕｃｋｅｒ氏）、米国特許第６，２９７，６４５号（Ｅｒｉｋｓｓｏｎ氏ら）、米国特許第６，３９２，４０１号（Ｃｏｏｋｅ氏）、米国特許第５，６４２，０３８号（Ｋｉｍ氏ら）、カナダ特許第２，４５５，２０６号（Ｗｅｎｄｅｌ氏ら）は、部分放電を検出するいくつかの方法および様々なデバイスを開示しているが、とはいえ、これらの方法やデバイスは、たいして信頼できず、不正確であり、雑音（ノイズ）の影響を受けやすく、未熟であり、厄介であり、試験される或る特定の装備品に限定されているため、これらの特許は、この試験される装備品を使用中止とするか、もしくは、普通以上の手先の器用さを必要とする操作のために、実際的な使用を面倒にするように求めている。
【特許文献１】米国特許第６，８０９，５２３号
【特許文献２】米国特許第５，５３０，３６４号
【特許文献３】米国特許第５，７６７，６８４号
【特許文献４】米国特許第６，４２０，８７９号
【特許文献５】米国特許第６，５０７，１８１号
【特許文献６】米国特許第６，４１８，３８５号
【特許文献７】米国特許第６，２５５，８０８号
【特許文献８】米国特許第６，２９７，６４５号
【特許文献９】米国特許第６，３９２，４０１号
【特許文献１０】米国特許第５，６４２，０３８号
【特許文献１１】カナダ特許第２，４５５，２０６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
様々な電気デバイスまたは電気装備品には、部分放電も発生することがある。部分放電は、この欠陥の可能性のある装備品を修理したり、取り替えたりすることをまったくしない場合に、後で、さらに重大な損傷を起こす前触れであることが多い。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一面により、部分放電を検出し、その部分放電の位置を測定し、その部分放電を判定する装置であって、当技術分野において知られているものに勝る装置が提供される。
【０００７】
本発明の他の面により、電気装備品に沿って部分放電場所で発生する部分放電を検出し、その部分放電の位置を測定し、その部分放電を判定する装置であって、
・電気装備品中を進行するパルスが測定プローブで検出でき、また、電気装備品の位相角が同期プローブで検出できるように、この電気装備品に沿って取り付けできる２つの測定プローブおよび１つの同期プローブと、
・上記検出パルスを表す信号を受け取るために上記測定プローブに接続し、また、上記検出位相角を表す信号を獲得するために上記同期プローブに接続する制御装置であって、これらの受け取られた信号を選択的に調整する回路を持つ制御装置と、
・上記制御装置に接続して、上記検出位相角に応じて、選択的調整後で上記信号を獲得して、かつ上記制御装置を駆動するデジタル処理装置であって、これらの獲得信号の相関を測定する相関測定モジュール、これらの獲得信号の少なくとも１つの時間・周波数分布を実行するモジュール、この時間・周波数分布から得られたフォームファクタを概算するフォームファクタ概算モジュール、および、上記相関測定モジュールと上記フォームファクタ概算モジュールによってもたらされた結果に応答して、この電気装備品に沿って、部分放電の検出と、その部分放電の位置測定を表す診断を生み出す診断モジュールとを有するデジタル処理装置と、
を含む装置が提供される。
【０００８】
好ましくは、このデジタル処理装置はさらに、これらの測定プローブ間で範囲外の伝搬遅延のある検出パルスから得られた獲得信号中のトレース（ｔｒａｃｅ）に対応する診断ソリューションの候補を排除する候補排除モジュール（ｃａｎｄｉｄａｔｅ  ｅｌｉｍｉｎａｔｉｎｇ  ｍｏｄｕｌｅ）も含む。
【０００９】
この候補排除モジュールにより範囲外であると見なされる遅延に対するしきい値は、ユーザにより設定されることがある。この制御装置はさらに、同期プローブに送られて、そこで、電気装備品に注入される試験信号を発生させる回路も含む。したがって、このデジタル処理装置は、この電気装備品に注入された試験信号に起因する、測定プローブにより検出されたパルスに対応する獲得信号から、これらの測定プローブ間の伝搬遅延を決定する。次に、範囲外であると見なされる遅延に対するしきい値は、このように決定された伝搬遅延に応じて設定される。このデジタル処理装置は、この電気装備品に注入された試験信号に対応する獲得信号に応じて、例えば、これらの獲得信号の極性に基づいて、これらの測定プローブの構成を選択的に、あるいは同時にチェックする。
【００１０】
好ましくは、このデジタル処理装置はさらに、最大相関のピークと、他の相関ピークとの比率に応じて、誤り確率を概算し、その誤り確率が事前設定しきい値を超えるときには診断根拠の第２の有望な候補を表す警告信号を生じさせるモジュールも含む。
【００１１】
好ましくは、このデジタル処理装置はさらに、これらの獲得信号中に代表的な放射線トレースも検出する。これらの獲得信号が放射線に相当することが立証されるときには、これらの獲得信号の処理を停止して、「放射線」診断を持続する。
【００１２】
好ましくは、上記相関測定モジュールは、これらの獲得信号中のパルスの極性を表す信号、これらの相関信号の相関係数、高振幅放電（ｈｉｇｈｅｒ  ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）の時間的トレース部分、および、これらの測定プローブで感知される同一放電間の時間的距離を上記診断モジュールに提供する。
【００１３】
好ましくは、このデジタル処理装置はさらに、等価帯域幅と、この高振幅放電の立上り時間（両方とも、この診断モジュールに提供される）を概算するモジュールも含む。
【００１４】
本発明の他の面により、電気装備品に沿って部分放電場所で発生する部分放電を検出し、その部分放電の位置を測定し、その部分放電を判定する方法であって、
・この電気装備品に沿って相隔たる２つの測定プローブを用いて、この電気装備品中を進行するパルスを検出することと、
・この電気装備品に沿って位置づけられた同期プローブを用いて、この電気装備品の位相角を検出することと、
・これらの検出パルスを表す信号の選択的調整を行うことと、
・上記検出位相角に応じて、この選択的調整の後で、これらの信号を獲得することと、
・これらの獲得信号を相関させることと、
・これらの獲得信号の少なくとも１つを、時間・周波数分布で提示することと、
・この時間・周波数分布から得られたフォームファクタを概算することと、
・上記相関とフォームファクタからの結果に応じて、この電気装備品に沿って、部分放電の検出と、その部分放電の位置測定を表す診断を確立することと、
を含む方法。
【００１５】
好ましくは、この方法はさらに、これらの測定プローブ間で範囲外の伝搬遅延のある検出パルスから得られた獲得信号中のトレースに対応する診断ソリューションの候補を排除することを含むことがある。
【００１６】
この方法はさらに、
・同期プローブに送られて、そこで、電気装備品に注入される試験信号を発生させることと、
・この電気装備品に注入された試験信号に起因する、測定プローブにより検出されたパルスに対応する獲得信号から、これらの測定プローブ間の伝搬遅延を決定し、次に、範囲外であると見なされる遅延に対するしきい値を、このように決定された伝搬遅延に応じて設定することと、
を含むことがある。
【００１７】
この試験信号はまた、例えば、この電気装備品に注入された試験信号に対応する獲得信号の極性に応じて、これらの測定プローブの構成をチェックするために使用されることもある。
【００１８】
この方法の可能な他の工程の中には、
・最大相関のピークと、他の相関ピークとの比率に応じて、誤り確率を概算し、その誤り確率が事前設定しきい値を超えるときには診断根拠の第２の有望な候補を表す警告信号を生じさせることと、
・これらの獲得信号中に代表的な放射線トレースを検出し、これらの獲得信号が放射線に相当することが立証されるときには、これらの獲得信号の処理を停止して、「放射線」診断を持続することと、
・これらの獲得信号中のパルスの極性を表す信号、これらの相関信号の相関係数、高振幅放電の時間的トレース部分、これらの測定プローブで感知される同一放電間の時間的距離、等価帯域幅、および、この高振幅放電の立上り時間にも基づいて、この診断を確立することと、
・相関前に、これらの獲得信号を補間することと、
・この補間前に、これらの獲得信号をクラスタ化して（ｃｌｕｓｔｅｒｉｚｉｎｇ）、類似した獲得信号をひとまとめにすることがある。
【００１９】
本発明の他の面により、部分放電に起因する電気装備品中を進行するパルスを検出する広帯域磁気プローブであって、
・この電気装備品の一区画を取り巻く傾向がある磁気感知回路を形成する導電性ループを備えて、この電気装備品中を進行するパルスの磁気成分を表す信号を感知する着脱自在なクランプと、
・この導電性ループを覆い、かつ静電絶縁する導電性シールドであって、上記クランプの端と端との間にギャップが現われるように、このクランプの両端が開路状態にある導電性シールドと、
・この電気装備品の周りに上記クランプを取り付けるときに、このギャップが位置づけられる上記クランプの両端にて、この導電性ループの回路を閉じるコネクタと、
・この導電性ループの回路との外部電気接続を確立するコネクタと、
を含む広帯域磁気プローブが提供される。
【００２０】
好ましくは、この広帯域磁気プローブはさらに、この信号をフィルタリングし、かつ増幅するために、上記導電性シールドに組み入れられ、かつ上記導電性ループに挿入された増幅回路（おそらく、制御利得を持つ）も含む。
【００２１】
本発明の他の面により、電気装備品中の部分放電を検出する装置であって、
・電気装備品中を進行するパルスが測定プローブで検出でき、また、電気装備品の位相角を表す信号が同期プローブで検出できるように、この電気装備品に沿って取り付けられる測定プローブと同期プローブと、
・上記検出パルスを表す信号を受け取るために上記測定プローブに接続し、また、上記検出位相角を表す信号を獲得するために上記同期プローブに接続する制御装置であって、これらの受け取られた信号を選択的に調整する回路を持つ制御装置と、
・上記制御装置に接続して、上記位相角の評価（ａｐｐｒａｉｓａｌ）に応じて、選択的調整後で上記信号を獲得して、上記制御装置を駆動するデジタル処理装置であって、これらの獲得信号をそれぞれのクラスタにクラスタ化して、これらのクラスタ中の信号を特徴づけるシグナチュアを生成するクラスタ化モジュール（ｃｌｕｓｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｍｏｄｕｌｅ）、これらのシグナチュアの時間・周波数分布を実行するモジュール、この時間・周波数分布から得られたフォームファクタを概算するフォームファクタ概算モジュール、これらのシグナチュアの立上り時間を決定するモジュール、および、上記フォームファクタ概算モジュールと上記立上り時間を決定するモジュールによってもたらされた結果に応答して、部分放電の検出を表す診断を生み出して、その診断に応じて警告信号を生じさせる診断モジュールと、
を含む装置が提供される。
【００２２】
本発明の他の面により、電気装備品中の部分放電を検出する方法であって、
・この電気装備品に沿って位置づけられた測定プローブを用いて、この電気装備品中を進行するパルスを検出することと、
・この電気装備品に沿って位置づけられた同期プローブを用いて、この電気装備品の位相角を表す信号を検出することと、
・これらの検出パルスを表す信号の選択的調整を行うことと、
・上記位相角の評価に応じて、この選択的調整の後で、これらの信号を獲得することと、
・これらの獲得信号をクラスタにクラスタ化して、これらのクラスタ中の信号を特徴づけるシグナチュアを生成することと、
・これらのシグナチュアを、時間・周波数分布で提示することと、
・この時間・周波数分布から得られたフォームファクタを概算することと、
・これらのシグナチュアの立上り時間を決定することと、
・上記フォームファクタと上記立上り時間からの結果に応じて、部分放電の検出を表す診断を生み出すことと、
・この診断に応じて、警告信号を生じさせることと、
を含む方法。
【００２３】
次のものは、本発明の多分好ましく、かつ限定しない他の特徴の概要を与えており、それらの特徴は、後でもっと詳しく説明されることになる。
【００２４】
この装置は、好ましくは持ち運びでき、自律性のものであって、しかも、試験される電線路または電気装備品が使用されているときに検出を実行する傾向がある。この装置では、その放電場所の性質、および電気装備品の健全状態に関する信頼できる診断が得られることがある。この装置は、測定地から遠く離れた場所で操作される場合があり、作業者の安全レベルを高めるために、最小限の時間で取付けが達成されるプローブを持っている。部分放電を検出するために、強力で、かつ改良されたプローブが、特に制御利得増幅器を含む広帯域磁気プローブの形式で提案されている。試験手順により、これらのプローブの使用条件をチェックし、この診断を確立するのに使用されるパラメータを決定し、さらに、装置全体を校正することができる。この装置は、最上の診断を確立するために、これらの測定された信号に、相関、同期、フォームファクタ概算の手順を使用する。
【００２５】
この装置とこの方法は、非常に用途が広い。この装置とこの方法は、電気付属品または電気装備品が部分放電を受けているかどうか検証する必要があるときはいつでも使用されてもよい。例えば、変圧器、開閉装置（スイッチギヤ）、バッテリー、コンデンサ、誘電体を含む部品、娯楽または通信用のシステム、医療機器などを、それらの動作部分の一部が固体であろうと、液体であろうと、気体であろうと、チェックするために使用されてもよい。この装置とこの方法は、地下、頭上、飛行機、列車、自動車、ボートの上、工場内など、どこかに設置された電気装備品を試験するために使用されてもよい。
【００２６】
好ましい実施形態の詳細な説明は、次の図面を参照して、本明細書中の以下に述べられる。これらの図面では、同じ番号は同じ要素をさす。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
この開示に関連して使用される「信号（ｓｉｇｎａｌ）」という用語は、時間領域において、連続する形式で現われる一般に電流タイプまたは電圧タイプのアナログで、かつ時間的な物理単位を表している。
【００２８】
この開示に関連して使用される「測定（ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）」という用語は、有限期間の間にサンプリングされた信号から得られる一連のデジタル離散サンプルを表している。
【００２９】
この開示に関連して使用される「試験（ｔｅｓｔ）」という用語は、この装置により記録される物理的事象に関して、一組の同時測定および利用可能な仕様を表している。
【００３０】
この開示に関連して使用される「信号調整（ｓｉｇｎａｌ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）」という表現は、信号のデジタル化の前に、アナログ電子回路により実行される処置を表している。
【００３１】
この開示に関連して使用される「信号処理（ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）」という表現は、部分放電があることを確認し、部分放電場所の位置を測定し、対応する物理的特徴を明らかにするのに必要な数理的な操作を含む処置を表している。
【００３２】
この開示に関連して使用される「コンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）」という用語は、互換機、または他のＰＣコンピュータ、もしくは高速収集カード（ｈｉｇｈ  ｓｐｅｅｄ  ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  ｃａｒｄ）を持っているかまたは高速収集カードが与えられる同等な電子機器を表している。
【００３３】
この開示に関連して使用される「制御装置（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｕｎｉｔ（ＣＵ））」という表現は、このコンピュータを、これらのプローブに接続するインテリジェント・インターフェースを表している。
【００３４】
この開示に関連して使用される「部分放電（ｐａｒｔｉａｌ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）」という表現は、電界にさらされた誘電体において、短距離にわたる電荷の自発的で、同時で、かつ短期の局部的移動を表している。
【００３５】
この開示に関連して使用される「部分放電場所（ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  ｓｉｔｅ）」という表現は、電界が加えられている間に、１つまたは複数の部分放電がたいてい発生する誘電体の小容積に局限される欠陥（ただし、他の状況下でも可能である）を表している。
【００３６】
この開示に関連して使用される「電力波（ｐｏｗｅｒ  ｗａｖｅ）」という表現は、この配電網電力または他の供給電力を、６０Ｈｚまたは５０Ｈｚにて、あるいは、用途により別の周波数、例えば航空機の場合には４００Ｈｚなどにて運ぶ正弦波を表している。
【００３７】
この開示に関連して使用される「フェーザ（ｐｈａｓｏｒ）」という用語は、配電網周波数にて、１サイクル当たり３６０°回転する電力波の位相角を表している。
【００３８】
この開示に関連して使用される「放射線（ｒａｄｉａｔｉｏｎ）」という用語は、部分放電のものとは無関係な発生源を持つ電気的性質または磁気的性質の任意ノイズであって、さらに大きい振動数、さらに大きい伝搬遅延、さらに小さい相関度、不適当な極性を、たいていその特徴とするノイズを表している。
【００３９】
この開示に関連して使用される「ａ」、「ｏｎｅ」、「ｔｗｏ」などの用語は、「ｓｉｎｇｌｅ」、「ｓｏｌｅ」、「ｏｎｌｙ」などの修飾語が指定される場合を除き、非制限的に受け取られるべきである。
【００４０】
図１６を参照すると、部分放電を検出し、その部分放電の位置を測定し、その部分放電を判定する装置は、持ち運びでき、かつ自律性のものであるように作られることがある。この装置は、ディスプレイ３、キーボード５とマウス７、装備品９を備えていて、全体がケース１１に収まるコンピュータ１の形式を取る。この装置を用いれば、特に、地中配電網に通じているマンホールから、地中配電網の高圧線付属品上にある１つまたは複数の部分放電場所を検出し、その部分放電場所の位置を測定することができる。さらに、この装置を用いれば、高圧線で第１のマンホールにつながれた別のマンホールに発生する部分放電源の方向を検出し、その方向を指示することもできる。この得られた情報から、その部分放電場所の性質、および、その付属品、例えば、変圧器、スイッチギヤ、または他の可能な装備品の健全状態の性質の信頼できる診断が可能になる。この装置により、いくつかの信号の存在下での部分放電信号を、異なる起源と区別することができる。
【００４１】
通常、コンピュータ１に対して清潔であるという配慮、また、ユーザに対して快適であり、安全であるという配慮のために、コンピュータ１は、その測定場所から、数メートル離れた所で操作される。使用目的により、プローブ（４、６）は、例えば、汚れて、かつ湿った測定場所において乱暴に操作するために、丈夫であるように作られることがある。好ましくは、測定プローブ（４、６）などのプローブの取付けは、この測定場所に固有の危険に作業者がさらされるのを最小限に抑えるために、最小限の時間で達成できなければならない。図１７は、測定プローブ（４、６）の考えられる構造を示している。
【００４２】
部分放電は、主として、その電力波に関連する電圧上昇の間に、したがって、この配電網フェーザ（ｎｅｔｗｏｒｋ  ｐｈａｓｏｒ）の個々の角度にて発生する。さらに、これらの部分放電の分散の角分布には、重要な診断情報が入っている。これは、その角分布が、この放電場所のタイプに応じて異なるからである。したがって、この装置は、基準とされる角位置を、それぞれの部分放電に対する配電網フェーザに基づくものとする（位相分解部分放電（ｐｈａｓｅ  ｒｅｓｏｌｖｅ  ｐａｔｒｉａｌ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ））。この装置はまた、所定の角位置にわたって測定を制御して、いくつかの放電場所を目標とするか、あるいは、不偏の（ｕｎｂｉａｓｅｄ）統計的な画像を得ることもある。
【００４３】
部分放電は、その部分放電場所のタイプ、これらの付属品の幾何形状、および、それぞれの測定プローブ（４、６）の距離に応じて、変動しうる持続時間を持つ。もっとも短い持続時間は、数ナノ秒程度、ときには、その測定手段と、この部分放電の性質に応じて、それよりも短い時間（ピコ秒で表す）の上昇時間を持っている。この信号は、好ましくは、１秒当たり１ギガサンプル以上にてデジタル化される。このサンプリング率では、２つの放電の間の不動時間は、デジタル化され、かつ記録されることになっている非常に大量のデータを表している。このようなデジタル化は、好ましくは、トリガ事象をそれぞれ含むセグメント（区分）により実行される。この事象は、そのトリガしきい値を超える部分放電またはノイズであるかもしれない。広域フィルタ６１（図１１）を、切換え可能なＲＦフィルタ６３と組み合わせれば、電磁ノイズがあるにもかかわらず、振幅の小さい部分放電が始まりで、このサンプリングのスタートを制御することが可能である地点にてノイズレベルを減らすことができる。
【００４４】
図１を参照すると、付属品８またはケーブル１０中に起こる部分放電は、両ケーブル方向に伝搬する電磁パルスを発生させる。放電場所１３の両側にある２つのプローブ（４、６）は、パルス（１５、１７）を供給する。これらのパルスは、処理されて、相互に関係づけられると、放電場所１３の位置を指示する。実際、このような場合に、その極性は反対であり、また、そのチャネル間遅延は、２つのプローブ（４、６）間の波の伝搬遅延よりも短い。
【００４５】
図２を参照すると、測定場所１９の一方の側または他方の側から得られるパルスは、両プローブ（４、６）に対して同一極性で、また、両プローブ（４、６）間の波の伝搬遅延にほぼ一致する遅延で現われることになる。
【００４６】
図３を参照すると、さらに、放電場所１３の同一側に位置づけられた２つのプローブ（４、６）はパルスを供給する。これらのパルスは、処理されて、相互に関係づけられると、放電場所１３の方向を指示する。
【００４７】
この感知された波の極性は、それぞれのプローブ（４、６）の向きに応じて変わることに留意する。配電網測定に関連して、プローブ（４、６）で感知されたパルスは、周囲の付属品（図示されてない）への反射の有無により、また感知されるノイズにより、互いに異なる。さらに、部分放電信号は、これらのパルスを比較するときにいくつかの相関ピークが存在するように、２つ以上の振動（したがって、いくつかの可能な診断）を含むことがある。したがって、この装置は、これらの診断のうちのどれがもっとも有望であるか、該当する診断に尤度値（ｖａｌｕｅ  ｏｆ  ｌｉｋｅｎｅｓｓ）を結びつけることで、また、適切であれば、別の診断の存在をほぼ有望なものとして指示することで、評価する。
【００４８】
この診断の尤度は、一部、プローブ（４、６）の構成（試験下の付属品８または他の装備品に対する相対的な位置、取り付け場所と方向）、および実際の伝搬遅延の「直観的（ａ  ｐｒｉｏｒｉ）」知識に基づいている。この点では、可搬式のテストベンチでの第１の試験手順により、実際の遅延を含め、それぞれのプローブ（４、６）の応答を正確に概算することができる。この測定場所での第２の試験手順により、この試験の構成を有効と認めるだけでなく、プローブ間の伝搬遅延を測定することもできる。
【００４９】
この試験が達成され、その後で、このアセンブリ構成が有効と認められると、試験が始まることがある。このデジタル化速度（ｄｉｇｉｔｉｚａｔｉｏｎ  ｒａｔｅ）が、利用可能なメモリに対して非常に速いから、また、とにかく、これらの放電が、非常に短い持続時間の事象であって、かつ、かなり相隔たっているから、この信号全体を保存する必要はない。この信号の有効部分だけを記憶させることがある。それぞれの部分は、事前設定しきい値レベルのオーバラン（このオーバランは、以後、「事象」と呼ぶ）に相当する。多くの診断は、所与の事象に対応することがある。試験中に、このしきい値レベルは、この測定に対して事象の許容確率が観測されるまで、順次に下げられる。このトリガしきい値よりも小さい振幅を持つ放電が隠れているのではないかと思われるときには、したがって、このしきい値レベルをさらに下げなければならない。その結果、高率の事象は、放電に一致しなくなる。試験ごとに、またしきい値ごとに、この装置は、配電網周波数にて、１サイクルまたは数サイクルをカバーする可能性のあるいくつかの事象バーストを記録する。事象ごとに、この装置は、相関から得られた自動診断を表示して、その自動診断をメモリに保存する。すなわち、これは、飽和信号の存在、放射線または他の不適当なノイズの存在、両プローブ（４、６）間の放電、プローブ（４、６）の配置の一方の側または他方の側から得られる放電、および、第２の有望な診断根拠の存在がある場合に行われる。
【００５０】
好ましくは、それぞれの診断には、可能な診断の分布に基づく尤度係数（ｌｉｋｅｌｉｎｅｓｓ  ｆａｃｔｏｒ）、両プローブ（４、６）から得られる放電間の相関係数、この放電パルスの時間の長さと比べたスペクトル・バンド幅の比率に相当するフォームファクタ、この事象の時点での配電網フェーザの値、および、アナログ（一定の）とデジタル（ユーザにより調節できる）の処理パラメータ・セットが割り当てられる。
【００５１】
ユーザは、施されるデジタル処理、このバースト（１つまたは複数）、および、編集して、ディスプレイ３上に表示する試験（１つまたは複数）を選択することがある。次に、その結果は、処理されてない形式（テキスト形式のリスト）で、あるいは、２Ｄまたは３Ｄのヒストグラムなどの様々な共通の統計的プレゼンテーション・ツールによって、示される。これらの結果は、ＭｉｃｒｏｓｏｆｔTM、ＥｘｃｅｌTMなどのソフトウェア・アプリケーションによって、解析のためにエクスポートされる。この診断を補完するものとして、ユーザは、様々な共通のデジタル処理ツールと表示処理ツール、例えば、フィルタリングされたか、あるいはフィルタリングされてない時間的トレースのグラフィカル表示、スペクトログラム、および、Ｗｉｇｎｅｒ−Ｖｉｌｌｅと時間・周波数のウェーブレット分布を利用できる。ユーザはまた、これらのデジタル時間的トレースに、異なるデジタル・フィルタおよびデジタル処理を施して、デジタル時間的トレースの統計的表示に戻る（この診断における反復的ルーピングの概念）。
【００５２】
図４を参照すると、この装置は、コンピュータ１に接続された制御装置（ＣＵ）１６に接続されている３つのプローブ（４、６、１４）を含む。プローブ接続ケーブル（１９、２１、２３）の長さは、ＣＵ１６とコンピュータ１を、トラックまたは他の遠隔場所に設置できるようにする長さであるが、しかるに、プローブ（４、６、１４）は、電源ケーブル１０と付属品８に取り付けられる（図１〜図３）。ＣＵ１６は、スペースを節約し、かつ接続を容易ならしめるために、コンピュータ１の中に収められることがある。しかしながら、ＣＵ１６は、コンピュータ１の外にも設置されて、適切なケーブル２５を用いて、コンピュータ１に接続されることもある。
【００５３】
これら３つのプローブのうちの２つ、すなわちプローブ（４、６）の目的は、部分放電により発生して、付属品８およびケーブル１０（図１〜図３）中を伝搬する電磁パルスを感知することである。第３のプローブ１４の目的は、その電力波を感知し、また、要望があるときに、試験信号を注入することである。
【００５４】
ＣＵ１６の目的は、主として、配電網フェーザ度で、このデジタル化の時間的な始まりと終わりを定めるときに、収集窓をこの電力波と同期化できるようにすることである。その他の機能は、部分放電信号のアナログ処理（電圧サージ保護を含む）と、アナログ形式（あるいは、要望があれば、デジタル形式）でのコンピュータ１への部分放電信号の伝送であり、プローブ（４、６）に電力を供給して、プローブ（４、６）の利得を制御し、同期プローブ１４に試験信号を送り、付属品８に電圧が加えられているか確認し、さらに、不良プローブ（４、６、１４）を診断する。
【００５５】
コンピュータ１の目的は、ＣＵ１６を構成し、これらの信号をデジタル化し、これらの信号にデジタル処理を施し、この診断を実行し、これらの測定と診断を表示し、さらに、これらの試験をデータベースに保存して、このデータを他のシステムとやり取りすることである。
【００５６】
この測定法は、３つのプローブ、すなわち、これらの部分放電を感知する２つの電磁結合広帯域プローブ（４、６）と、６０Ｈｚ波を感知して、その６０Ｈｚ波から位相角の値を引き出す同期プローブ１４を使用している。両磁気プローブ（４、６）は、この付属品の両側、あるいは、付属品の両端の一方に位置づけられることがある。同期プローブ１４は、容量形、磁気形、電圧測定タイプまたは電流測定タイプのものである。この同期プローブ１４は、図２に示されるように、テストされる付属品８に接続されるか、あるいは、他の付属品（すなわち、別の位相）に接続される場合がある。このような場合、その位相角の値は、必要に応じて、その相間シフトを考慮に入れるために、±１２０°だけ補正される。この同期プローブ１４は、他のプローブ（４、６）のどれか、またはそれぞれに組み合わされる。その場合、この同期プローブ１４は、この組み合わされたプローブのハウジング内で明確に区別できる要素として現われるか、あるいは、上記広帯域部分と一体化される。後者の場合には、信号分離回路により、この広帯域信号から、低周波数信号（配電網周波数に近い）を引き出すことができる。
【００５７】
好ましくは、３つの校正手順が実行される。これらの手順の１つにおいて、ＣＵ１６は、コンピュータ１のデジタル化モジュールに既知の信号を注入し、これにより、これらのフィルタにリンクされた収集カード（１つまたは複数）の応答を校正することができる。これらの校正手順の別のものにおいて、ＣＵ１６は、試験される付属品８に取り付けられた同期プローブ１４に既知の信号を注入して、プローブ（４、６）の構成を確かめ、また、ケーブル１０中のプローブ間伝搬遅延を校正する。別の手順において、ＣＵ１６は、可搬式のテストベンチ（図示されてない）に取り付けられた同期プローブ１４に既知の信号を注入して、この装置全体を校正する。
【００５８】
この放電信号の小さい振幅と、プローブ（４、６、１４）の接続ケーブル（１９、２１、２３）の長さ（数メートル）を仮定して、広帯域（何百メガヘルツもの）磁気プローブ（４、６）は、有利には（ただし、強制的ではない）、制御利得増幅器４２（図９）を収容している。これらの図示されたプローブ（４、６）は、特に、素線から成る中性シース２８（図５と図６Ａ）を持つ電源ケーブル１０を用いて動作するように設計されている。プローブ（４、６）は、このように形成されたつるまき線（ヘリックス）により発生する長手方向の磁界を測定する。この測定法は、他のタイプのケーブル（例えば、アルミニウム製または鉛製の途切れない滑らかなシースを持つもの）に対してもまだ有効であるが、ただし、ことによると、磁気プローブ（４、６）を、別のタイプの広帯域プローブ（例えば、容量形のプローブ）に代えることを要する場合がある。
【００５９】
同期プローブ１４は、６０Ｈｚ波の位相を感知するためにも、また、ケーブル１０に試験信号または校正信号を注入するためにも使用されるから、双方向性のものである。図２に示されるプローブ１４は、例えば、取付けクランプ（２５、２７）を使用して位置づけられた２つの電極（一方を、半導電性シース２６に付けて、また、他方を中性線２８に付けて）の間の分路電流（ｓｈｕｎｔ  ｃｕｒｒｅｎｔ）を測定する。しかしながら、電磁結合、容量結合、または電圧測定などの別のタイプの感知がたぶん使用されるであろう。
【００６０】
コンピュータ１により制御されるＣＵ１６は、ａ）アナログ調整、および、電圧サージと電流サージに対する保護、ｂ）アナログ・フィルタ６３の切換え、ｃ）コンピュータ１の収集カードに送られるトリガ信号により、６０Ｈｚ波のサイクル（０〜３６０°）の目標とされる部分に関して収集の同期化、ｄ）広帯域プローブ（４、６）の利得と、広帯域プローブ（４、６）の電源の制御、ｅ）この信号を付属品８に注入するために、同期プローブ１４への試験信号の伝送、ｆ）コンピュータ１への試験信号の伝送、ｇ）広帯域プローブ（４、６）の良好な動作状態に関する診断、および、コンピュータ１へのこの診断の伝送、ｈ）付属品８上の電圧の有無のチェックと、コンピュータ１へのこの状態の伝送を実現することができる。
【００６１】
デジタル化は、両広帯域プローブ（４、６）の信号に対して、非常に速い速度で、すなわち、１秒当たり１ギガ・サンプル〜１０ギガ・サンプルで実行される。
【００６２】
このデジタル解析では、いくつかの場合に、この装置が、もっとも有望なものとして提示されるものに加えて、第２の有望な診断根拠もユーザに知らせるように、多くの診断の見込みを調べる。
【００６３】
信号補間は、この相関の前に実現される。
【００６４】
時間の長さと比べた帯域幅の比率に基づいて、時間・周波数のフォームファクタを計算することで、真の部分放電の見分けが容易となる。
【００６５】
同様な特性または特色を示す信号（ノイズ、放電など）をそれぞれのクラスタに分けて、これらのクラスタ内の信号を特徴づけるシグナチュアを生成するように、これらの獲得信号にクラスタ化（または、クラスタリング）を実現することもある。これらのシグナチュアは、それぞれのクラスタ内の信号データの手段を作り出すことで、あるいは、他の可能なデータ操作またはデータ処理により、得られることがある。次に、これらのシグナチュアに、相関および他の処理を実行して、その算出時間を短縮しながら、その信号／ノイズ比を大きくすることもある。これは、前述のことから、これらの獲得された信号の生データと比較して、さらに少ないデータが処理されるからである。
【００６６】
以下の表１は、この装置の入力部での情報と信号の主要素と、それらの主要素の出所のリストを与えている。
【００６７】
［表１］
＜ユーザの管理＞
・クロックおよびカレンダの調整
・言語の選択
・試験パラメータと調整
・試験モードにて
・試験の説明（場所、付属品など）
・これらの付属品に対して、プローブの構成
・この測定のパラメータ
・この測定の開始／終了
・この測定を拒絶する／受け入れる
・解析モードにて
・この信号処理のパラメータ
・この表示のパラメータ
＜コンピュータ・リンク＞
・他の場所から得られる測定および診断の受取り
＜ＣＵを介しての広帯域磁気プローブ＞
・長手方向の磁気成分を持ち、かつこのケーブル上で感知される伝搬信号
＜同期プローブ＞
・６０Ｈｚ電力波
【００６８】
表２は、この装置の出力部での情報の主要素と、これらの主要素の目標のリストを与えている。
【００６９】
［表２］
＜ユーザ＞
・完了した試験のパラメータ
・時間的信号のグラフィカル図表
・診断
・計算された遅延
＜ポータブル・コンピュータ＞
・これらの完成した試験を大容量メモリ（ディスクその他）上のデータベースに書き込む。
＜コンピュータ・リンク＞
・測定、試験、診断、データベース要素の伝送
＜同期プローブ＞
・ケーブルへの試験信号の注入
【００７０】
図５、図６Ａ、図６Ｂを参照すると、それぞれの広帯域磁気プローブ（４、６）が取り付けられるシールド・ケーブル１０は、半導電性シース２６、絶縁誘電体２４、第２の半導電性シース２６、および、より同心中性線２８と、それらにより取り巻かれた中心導線２０とから成っている。中心導線２０および中性線２８の素線の結果、並びに、中性線２８が完全なシールドをもたらさないという事実は、図６Ｂに示されるように、中性線電磁伝搬波が、無視できない軸方向の磁気成分３０を持つようなものである。
【００７１】
図７を参照すると、単一の導電性ループ３２を持つそれぞれの磁気プローブ（４、６）は、この中性線電磁伝搬波の軸方向の磁気成分３０を感知する。
【００７２】
図８を参照すると、それぞれの広帯域磁気プローブ（４、６）は、導電性シールド３４で覆われた磁気感知導電性ループ３２から成る着脱自在なクランプのようである。導電性シールド３４は、広帯域磁気プローブ（４、６）用のハウジングとしても使用される。導電性シールド３４の一目的は、磁気感知導電性ループ３２を静電絶縁することである。磁界において軸方向の磁束に抗するような導電性シールド３４の通電を防止するために、導電性シールド３４は、ギャップ２６が現われるように、このクランプの両端が開路状態にある。コネクタ３８は、ギャップ３６が設けられているこのクランプの両端にて、磁気感知導電性ループ３２の回路を閉じるために使用される。磁気感知導電性ループ３２は、軸方向の磁束３０を感知するが、一方、ケーブル１０を取り巻く接線磁界４０（図６）、および周囲電界については、たいして感知しない。
【００７３】
図９を参照すると、磁気感知導電性ループ３２は、クランプ３４のシールド・ハウジングに組み入れられた増幅回路４２に接続されている。
【００７４】
図１０を参照すると、増幅回路４２は、低域フィルタ４４、前置増幅器４６、インピーダンス整合器としても働く電力増幅器４８、減結合器５０、利得制御装置（ＧＣＵ）５２、保護回路５４、電源調整器５６を含む。減結合器５０は、電源電流を電源調整器５６に供給するために、またコネクタ５８を介して受け取られた利得制御値をＧＣＵ５２に送るために、この感知された信号をコネクタ５８を介して送ることができるようにする。ＧＣＵ５２の利得は、その所要感度に応じて調整できる。この利得制御値は、ＣＵ１６から得られ、また、コネクタ５８によりプローブ（４、６）に接続されたケーブル（１９、２１）を通じて送られる。その場合、この同一ケーブル（１９、２１）は、プローブ（４、６）により感知されて、かつ増幅された信号を、ＣＵ１６に送る（図４を参照のこと）。
【００７５】
図１８は、プローブ（４、６）の増幅回路４２の可能な回路図を示している。
【００７６】
図１９と図２０を参照すると、磁気感知導電性ループ３２は、ケーブル（１９、２１）に接続できる増幅回路４２およびコネクタ５８も設けられている撓みプリント基板から成る場合がある。
【００７７】
それぞれの広帯域プローブ（４、６）をＣＵ１６に接続するケーブルは、様々な種類のものであることもある。５０オーム同軸ケーブルとダブル・シールド形の５０オーム同軸ケーブルが使用される。ダブル・シールド形のケーブルは、より高価ではあるが、ノイズに対して、より優れた保護機能を提供する。実際、電磁ノイズおよび接地ループ電流に対して優れたイミュニティをもたらすタイプのケーブルであれば、どんなものでも使用可能である。
【００７８】
図１１を参照すると、コネクタ６７で受け取られた第２のプローブ４の信号を処理する回路だけが示されている。点描線１８に代えられた第１のプローブ４の回路は、第２のプローブ６の回路と同一である。コンピュータ１で制御されるＣＵ１６は、広帯域プローブ（４、６）の信号のアナログ調整、広帯域プローブ（４、６）の電圧サージと、広帯域プローブ（４、６）の電源における電流サージに対する保護を含む。コネクタ（６９、７１）により、ＵＣ１６を測定プローブ４および同期プローブ１４に接続することができる。減結合モジュール６５により、プローブ４から得られる信号と、電源電流とを分離することができる。電流サージ保護回路７３は、電源７５から下流方向に位置づけられる。その場合、この電流サージ保護回路をマイクロコントローラ７７に接続して、マイクロコントローラ７７が、プローブ４への電力供給の有無を検出できるようにしている。この電流サージ保護回路は、それぞれのプローブ（４、６）に供給される電源電流を制限して、プローブ（４、６）と電源７５が同時に保護されるようにしている。このアナログ信号は、まず最初に、電圧サージ保護モジュール７９を通る。電圧サージ保護モジュール７９の目的は、その信号を許容電圧限度内に維持して、プローブ４およびアナログ調整回路８１を保護することである。アナログ調整回路８１は、信号８３の増幅とともに、高域フィルタ６１を施すことにある。マイクロコントローラ７７は、増幅モジュール８３を用いて、試験信号、同期信号、または別の所要信号を注入することがある。高域フィルタ６１のカットオフ周波数は、３０ｋＨｚ〜１．７ＭＨｚ（好ましくは、１００ｋＨｚ）である。このフィルタ６１の目的は、配電網およびラジオ放送（主として、ＡＭ帯のもの）から生じるノイズを排除することである。アナログ調整回路８１は、好ましくは、高域フィルタ６１の後に続くことになる第２のオプション・フィルタ段８５（広域フィルタ、帯域フィルタ、または低域フィルタ）の取付け用に確保されたスペースを含む。
【００７９】
ＣＵ１６は、切換え可能なフィルタ６３の段を含む。図示された回路では、マルチプレクサ８７は、コンピュータ１に送られる信号を選択する。この信号は、不在（接続されてない）信号８９、フィルタ９１を通らない生信号、低域フィルタ９３（好ましくは、約３９ＭＨｚに設定される）によりフィルタリングされた信号、あるいは、他の２つのオプション・フィルタ（９５、９７）の中から選択した信号である。
【００８０】
ＣＵ１６により、電力波フェーザ（その配電網に応じて、６０Ｈｚまたは５０Ｈｚ）のサイクル（０〜３６０°）の目標部分に関して、収集を同期化することができる。これらの同期信号は、調整増幅器８３内で、プローブ４から得られる信号と組み合わされる。その結果得られた信号は、コンピュータ１内の収集カードに送られる。次に、この収集カードは、第１の同期信号を示す少し前に、または第１の同期信号を示すときに、この放電の検出を開始し（この収集はつねに行われ、また、このデータは、サーキュラーバッファ（循環型バッファ）に絶えず記録される）、また、その同期終了信号が通った後で、この部分放電の取込みを停止する。減結合器９９、電圧サージ保護回路１０１、低域フィルタ１０３、増幅器１０５、帯域フィルタ１０７から成る電子同期回路は、マイクロコントローラ７７により制御され、また、この電力波の位相でロックされて、これらの部分放電の検出範囲の開始と終了に対応する時間を決定する。減結合器９９により、試験信号をその他の回路１０１、回路１０３、回路１０５、回路１０７に送ることなく、この試験信号を同期プローブ１４に送ることができる。同期プローブ１４から得られる信号は、電圧サージ保護モジュール１０１を通り過ぎて、次に、低域フィルタ１０３（好ましくは、１ｋＨｚに設定される）に向けられて、この信号に含まれているノイズを減らす。このフィルタ１０３の後に、狭帯域フィルタ１０７を提供する増幅器１０５が続く。この配電網の周波数変動にもかかわらず、１８０°の位相偏移（移相）を保持する目的で、このフィルタ１０７の出力部での位相を、その入力部の位相と比較して、狭帯域フィルタ１０７の周波数を制御する。狭帯域フィルタ１０７の出力部における信号のゼロ通過点から調整されるカウンタ（マイクロコントローラ７７に組み入れられている）は、換算係数（スケールファクタ）を除き、このフェーザ値を概算する。この値を、「実行開始」コマンドおよび「実行停止」と比較することにより、これらの同期信号の生成時間が提供される。さらに、好ましいオプションでは、この部分放電信号は、この部分に対応する期間の間だけ、マルチプレクサ８７を用いてコンピュータ１に伝えられる。
【００８１】
同一電線（１９、２１）（図４）の両端間に、ＣＵ１６は、広帯域プローブ（４、６）で要求される利得制御信号および電源電流を送る。マイクロコントローラ１６で制御される電源モジュール７５は、所要利得に対応する電圧レベルを調整する。電流サージ・モジュール７３は、電源モジュール７５を監視して、その電源（給電）状態をマイクロコントローラ７７に送る。最後に、減結合モジュール６５は、この電源電流をプローブ（４、６）の他の信号調整回路から隔離する。
【００８２】
マイクロコントローラ７７により、試験信号を同期プローブ１４に送って、この試験信号を付属品８に注入することができる。マイクロコントローラ７７は、部分放電の代表的な長さと同じである非常に短い長さの校正済みパルス、あるいは、相関６０’を最適化する遅延パターンを持つパルス列を生成できる回路を備えている。このパルスを増幅器１０９に通した後で、減結合器９９は、そのパルスを、同期プローブ１４に接続されたケーブル２３（図４）中に導く。この同期回路の入力部に位置づけられた低域フィルタ１０３は、そのパルスを隔離して、このような振幅の大きいパルスを阻止する。
【００８３】
ＣＵ１６により、試験信号をコンピュータ１に送ることもできる。随意選択は、オプション・フィルタ（９３、９５）のいずれかを電圧源に代えることにある。その場合、この試験信号を選択して、その試験信号をコンピュータ１に送るために、マルチプレクサ６３を単に制御しなければならない。
【００８４】
ＣＵ１６により、広帯域プローブ（４、６）の良好な動作状態に関する診断、および、コンピュータ１へのこの診断の伝送が可能になる。広帯域プローブ（４、６）のいずれかに保護システム７３が強く求められるときには、マイクロコントローラ７７に、そのことを知らせ、次に、マイクロコントローラ７７は、デジタル通信リンク１１１を通じて、故障があることをコンピュータ１に警告する。
【００８５】
ＣＵ１６により、付属品８上の電圧の有無のチェックと、コンピュータ１へのこの状態の伝送が可能となる。適切な電圧が現われていない場合、あるいは、同期プローブ１４が接続されてないときには、同期回路（９９、１０１、１０３、１０５、１０７）は、正常に動作できない。次に、マイクロコントローラ７７は、そのことを、デジタル通信リンク１１１を通じて、コンピュータ１に警告する。
【００８６】
図１２を参照すると、診断を確立するために、この装置が実行する可能な信号処理順序が示されている。この放電の極性、両プローブ（４、６）で感知される同一放電間の時間的距離Δｔ、「ガンマ」相関係数、診断誤り確率、および、別の妥当と思われる（もっともらしい、ｐｌａｕｓｉｂｌｅ）診断実現性の存在を決定するために、時間的相関６４が使用されることがある。
【００８７】
専用デジタル・アルゴリズム６６は、この感知された波のうち、この局部ノイズのレベルを超える部分において振動数を計算することで、主だった放射線存在の可能性を評価する。大きい振動数（すなわち、８サイクルを超えて１５サイクルまで）の存在は、代表的な放射線徴候である。この振動サイクル数の計算は、チャネル１１３とチャネル１１５の一方または両方において実現されることがある。放射線（ｆ）を検出すると、この処理はやめる。別のアルゴリズム６８は、最大の放電振幅を示すチャネルに関して、フォームファクタ（ｇ）を計算する。このフォームファクタ（ｇ）は、この放電パルスの時間の長さと比べたスペクトル・バンド幅の比率に相当する。これらの２つの値はそれぞれ、主だったスペクトル線から、また、時間・周波数分布７０で表される部分放電の時間的マージナル（ｔｅｍｐｏｒａｌ  ｍａｒｇｉｎａｌ）から概算される。この時間・周波数分布７０は、この信号のスペクトログラム７２、Ｗｉｇｎｅｒ−Ｖｉｌｌｅ変換７４、または、ウェーブレット変換７６に対応することがある。この時間・周波数分布７０は、まず最初に、フォームファクタ（ｇ）の計算前に、時間・周波数フィルタリング８０を受けて、この時間領域内でほぼ一定のスペクトル電力を示すバックグラウンド・ノイズを除去する。最大振幅放電の信号の時間的部分がモジュール１１０に送られて、そこで、この放電の等価帯域幅（ｈ）と立上り時間（ｉ）が概算される。施された様々な処理の結果（ａ）〜（ｉ）は、同数の潜在的な徴候を形成し、それらの潜在的な徴候をユーザに提出して、ユーザに診断を推論させるか、あるいは診断アルゴリズム８２に依頼（提示）する。
【００８８】
診断モジュール８２のアルゴリズムは、例えば、ハードワイヤード・ロジック（「ａｎｄ」、「ｏｒ」、または、しきい値オーバラン）、ニューラル・ネットワーク、エキスパートシステム、ファジーロジック、遺伝的アルゴリズム、あるいは、それらを組み合わせたものを使用して、これらの生の時間的信号、および／または、前に述べられた処理の結果を処理することがある。
【００８９】
プローブ（４、６）はＡＣ結合され、これは、ＤＣ電圧が測定されないことを意味している。しかしながら、これらのデジタル変換器は、たぶんヌルオフセットを呈するであろう。さらに、このデジタル化の持続時間よりも長い周期のＲＦ信号は、傾斜と放物線が加えられるＤＣのようなオフセットをもたらす。その信号のこれらのスロー変動は、好ましくは、相関６４による処理の前に、また補間の計算の前でも抑制されるべきである。並列に配置された２つのタイプの切換え可能な高域フィルタ（１１７、１１９）が、この機能を達成する。第１のフィルタ１１７が、この信号を用いて、スペクトル窓の畳み込み（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）を達成して、次に、この結果を、その信号から減算する。他のフィルタ１１９は、０Ｈｚのノッチ・フィルタと同様である。このフィルタ１１９は、０Ｈｚに設定されたスペクトル窓が支配されている全スペクトル帯域にわたって、単位パルスの逆フーリエ変換から得られた分布を畳み込む。このフィルタ１１９では、ストップバンドでの信号除去レベルだけでなく、カットオフ窓（ｃｕｔ−ｏｆｆ  ｗｉｎｄｏｗ）の幅も調整されることがある。これらのフィルタ（１１７、１１９）は、ＡＭ帯のラジオ信号を排除する。
【００９０】
ＦＭ−ＴＶフィルタ１２１は、高域フィルタ（１１７、１１９）の後で直列に接続されることがある。このＦＭ−ＴＶフィルタ１２１はまた、様々なＦＭ帯やＴＶ帯において、要求に応じて調整されるストップバンド・パターンの逆フーリエ変換から成るフィルタ関数を用いる畳み込みタイプのものである。ＦＭ帯の除去、２から４までのチャネルに対してＦＭ帯とＴＶ帯の除去、あるいは、チャネル５〜１３に加えてチャネル２〜４に対しても、ＦＭ帯とＴＶ帯のさらなる除去を選択することも可能である。他のフィルタ・パラメータは、フィルタ次数、ストップバンドの除去レベル、および、このフィルタ・パターンの周波数スムージングである。
【００９１】
この相関は、次式のような２つの関数の交差積の和を得ること（４）にある。
【００９２】
【数１】
2008541099.tif 000003
【００９３】
その場合、Ｔはそのサンプリング周期である。この和は、ｘ（ｔ）とｙ（ｔ−τ）のサンプルが存在する場合に適用される。所与のｔの値では、ｘ（ｔ）とｙ（ｔ−τ）、あるいは、ｘ（ｔ）と−ｙ（ｔ−τ）が類似点を示すときには、その相関値は最大値に達する。この信号がデジタル化され、かつ量子化されることを想起しよう。すなわち、わずかな遅延でデジタル化された同一波形は、異なる外観を呈する。この所見は、この相関ピークの位置が、時間的に半サンプリング周期に近い所に定められるが、一方、その真の相関ピークの振幅が、その調べられたピークとは実質的に異なる可能性があるという事実と直接に関係がある。この量子化の欠点は、この信号を充分にオーバサンプリングするときには、大したことではない。逆に、広帯域タイプの信号では、相関前の信号の補間は、これらの影響を最小限に抑えるのに好ましい。ここで、補間は、サンプルの数を、２倍〜５倍増す。この使用される補間関数は、ｓｉｎｃ（）関数とスペクトル窓（例えば、Ｂｌａｃｋｍａｎ−Ｈａｒｒｉｓ）との積であるが、ただし、別のインターポレータ（ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｏｒ）が使用される可能性が充分ある。
【００９４】
同様な特性または特色を持つ信号をそれぞれのクラスタに分けて、前述のこれらのクラスタ内の信号を特徴づけるシグナチュアを生成するように、これらの獲得信号に、モジュール６２で示されるクラスタ化を実現することもある。次に、これらのシグナチュアに、後続する処理を実行することで、信号対ノイズ比をさらに大きくし、また、処理されるデータの数が減らされるから、処理をさらに速くすることがある。
【００９５】
図１３を参照すると、図１２に示される相関モジュール６４の詳細を与える略ブロック図が示されている。補間８４は、相関６４’の前に行われる。相関６４’の前に、これらのチャネルの１つでは、この時間的な相関幅（ｔｅｍｐｏｒａｌ  ｗｉｄｔｈ  ｏｆ  ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）を所要の最小値８６まで短くして、信号／ノイズ比を大きくする。この所要最小値は、この信号のうち、部分放電のノイズから現われるように思われる部分に対応する。最大振幅の放電信号を示すチャネルが、このような減結合８８のために選択される。これは、その放電の始まりと終わりをさらに鋭く画定できるようにする。
【００９６】
相関６４’の結果は、正のピークと負のピークの一組である。振幅の絶対値に単純分類することにより、主ピーク９０をキープすることができる。遅延計算モジュール９２では、相関ピークごとに、対応する変数τの値に、この放電の両観測間の遅延Δｔを得るのに必要な定数を乗算する。この遅延は、擬似放電（ｆａｌｓｅ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）、すなわち、両プローブ（４、６）間の伝搬時間を超える遅延を示すものを排除するモジュール９４で使用される。この伝搬時間は、この試験の初めの校正の間に概算されることがある。別のモジュール９６は、最大相関ピークが、他のピークを背景にどれくらい目立っているかに基づいて、診断誤りの確率を概算する。この誤り確率が事前設定しきい値９８を超えるときには、診断根拠の第２の有望な候補があるという警告が送られる。
【００９７】
最後に、最大相関ピークに関するデータがキープされて（１００）、相関係数γ計算モジュール１０４だけでなく、極性概算モジュール１０２にも送られる。この係数、すなわち、
【００９８】
【数２】
2008541099.tif 000004
【００９９】
上記の式は、これら２つの比較された放電信号間の類似点を評価する。
【０１００】
相関モジュール６４はまた、最大振幅の放電１０８の時間的トレース部分だけでなく、この部分放電のチャネル間遅延Δｔ１０６の値も提供する。
【０１０１】
広帯域プローブ（４、６）間の伝搬遅延の校正は、通常、診断試験の開始時に行われる。この試験信号を同期プローブ１４に注入した後で、それぞれの広帯域プローブ（４、６）で感知される応答を解析して、これら２つの広帯域プローブ（４、６）間の伝搬遅延を概算する。この趣旨で、位相・振幅補正フィルタ（位相・振幅補正フィルタとしては図示されてないが、ただし、コンピュータ１で実施される）は、同期プローブ１４からもっとも遠い側に位置づけられたプローブにより検出された信号（例えば、図２では、その信号は、第１のプローブ４からの信号となろう）を整形する（ｒｅｓｈａｐｅ）。この整形は、この伝搬波が付属品８を横切るときに、この伝搬波が受けている歪みを補正することを目的としている。他方のプローブからの信号の整形は任意選択である。その後、この伝搬遅延は、同期プローブ１４により注入された信号との相関により概算される。この相関は、図１３に示される要素（８４、８６、８８、１２３、９０、１００、１０２）を使用している。この信号の極性は、この試験構成を確かめるものである。例えば、図２中の略図では、この極性は、反転したように見えなければならない。そうでなければ、センサ（４、６）の一方が、他方のセンサと反対にされる。図１と図２中の略図では、双方の遅延概算の和が、双方の広帯域プローブ（４、６）間の伝搬遅延を概算する。図３に示される構成では、双方の遅延概算の差が使用される。したがって、広帯域プローブ（４、６）で感知され、この試験信号から得られた応答はまた、これらの獲得信号の極性に応じて、広帯域プローブ（４、６）の構成をチェックするために使用されることもある。
【０１０２】
これらの部分放電は、持続時間の短い広帯域パルスをその特徴としている。そのフォームファクタ６８は、そのデジタル化された事象が、この特性にどの程度合っているか情報を提供する。このフォームファクタ２８は、信号ｘnの時間・周波数でフィルタリングされたスペクトログラムＸi,m７２から得られる。このフォームファクタ２８は、次式のように、時間領域内の慣性モーメントと比べたスペクトル領域内の慣性モーメントとして定義される。
【０１０３】
【数３】
2008541099.tif 000005
ここで、
Ｘi,msは、この放電の最大振幅に一致するタイムスロットｍsに対応するフーリエ変換である。
【数４】
2008541099.tif 000006
のように、このスペクトログラムのタイムスロットの指数としてｍを持つ時間マージナルである。
ｃは、ゼロに等しいか、あるいは、
【数５】
2008541099.tif 000007
のように、Ｘiの重心に等しい。
【０１０４】
図１４は、スペクトログラムＸi,m（ここで、ｉは周波数の指数であり、また、ｍは時間の指数である）を示しているが、一方、図１５は、フィリタリングされた結果を与えている。図１４では、時間はｘ軸で表すが、しかるに、周波数はｙで表す（図示される数値は定尺ではない）。３つの水平リプル線（ｒｉｐｐｌｅｄ  ｌｉｎｅ）は、望まれない無線変調（ｒａｄｉｏ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）に相当する。図１５では、図１４に現われる３つの無線変調信号が排除されている。
【０１０５】
このフィルタ関数は、次式ように書き表す。
【０１０６】
【数６】
2008541099.tif 000008
【０１０７】
ただし、
【数７】
2008541099.tif 000009
ここで、
【数８】
2008541099.tif 000010
【０１０８】
このデジタル化の持続時間、および代表的な放電の持続時間に応じて、この時間領域内のマージナルしきい値を調整して、主にノイズが観測されるタイムスロットの一部を得る。したがって、ノイズの測定値を得るために、この放電が発生する前に、データをデジタル化していることが好ましい。このアルゴリズムでは、そのマージナルしきい値の調整は、毎回の試行で、その探索範囲を２分の１に縮小することで、試行錯誤法で得られる。それぞれの試験されたしきい値では、このしきい値よりも小さいタイムスロットの比率が得られる。この得られた比率が、要求されるものに近いときには、その繰返し調整が停止する。
【０１０９】
したがって、Ｓiは、この放電中に、ノイズの平均スペクトル密度の妥当と思われる概算値（ｄＢで表す）を与える。定数χはデシベルで表されるものであって、この定数により、ノイズからχデシベルの信号だけを出現させておくことができる。この結果は、適応ノイズが、それぞれのスペクトル線にて水平になっていることである。
【０１１０】
同一アルゴリズムは、Ｘi,mの対数に施されるのではなくて、スペクトル振幅またはスペクトル電力に施されることもある（すなわち、ｌｏｇ（＊）を＊に代え、また、ｅｘｐ（＊）を＊に代える）。しかしながら、この対数を用いるバージョン（変形例）は、さらに効率的である。
【０１１１】
接近した部分放電の信号は、さらに大きい振幅のローブと、その後に、少ない高減衰振動が続くことをその特徴としている。ときには、この大きい振幅のローブの前に、半サイクルの振動が現われることもある。すなわち、このプレピーク振動（ピーク前の振動、ｐｒｅ−ｐｅａｋ  ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ）は振幅が小さく、また、このような振動は考慮されない。したがって、その立上り時間は、上記大きい振幅のローブの立上りの５％〜９５％の経過であると定められる。この信号のうち、大きい方の振幅の放電を含む部分から、モジュール９８（図１２）は、フーリエ変換を施して、この放電の代表的な周波数（または、特性周波数）を概算する。このデジタル処理の特質は、このフーリエ変換を施す前に、時間領域内の信号の両側において、ゼロの追加によるスペクトル補間がある点である。この代表的な周波数の逆数に、校正係数を乗算することで、この立上り時間が概算される。この計算の利点は、この時間領域内の放電信号の該当個所全体に基づいていることである。したがって、その結果は、ノイズに対してさらに強い。
【０１１２】
図２１〜図２７を参照すると、ＣＵ１６の電子回路の可能な回路図が示されている。図２１は、さらに具体的に言えば、マイクロコントローラ７７の回路に関わるものである。これらの広帯域プローブ用のチャネルには、それぞれ、「イエロー・チャネル」と「ブルー・チャネル」の名前が割り当てられている。この図では、これら２つのチャネル（Ｕ１のピン１９〜ピン２２）に対して、２つの電源測定、すなわち、ヒューズの上流側の電圧測定と、ヒューズの下流側の電圧測定があることがわかる。これらの測定により、広帯域プローブ（４、６）のいずれかの誤動作を検出することができる。この回路はまた、プログラミング目的のコネクタＣＮ１と、ＲＳ−２３２通信用の別のコネクタＣＯＭ１も含む。マイクロコントローラ（Ｕ１）のアナログ出力の一方（ピン３）は、広帯域プローブ（４、６）に試験信号を注入するために使用されるが、その他方（ピン２）は、同期プローブ１４に試験信号を注入するために使用される。
【０１１３】
図２２と図２３は、広帯域プローブ（４、６）用の電源を示している。この電源の出力は、広帯域プローブ（４、６）の電子回路の動作に必要な電流と、この制御される利得を広帯域プローブ（４、６）の電子回路に指示する信号とを同時に含む。この利得制御を含む上記信号は、電源電圧に重畳した電圧であり、その電圧は、マイクロコントローラＵ１により制御される。したがって、このような電源の回路は、基準電圧源（Ｕ１４／Ｕ１３）、デジタル／アナログ変換器（Ｕ８／Ｕ９）、電圧加算器（Ｕ５）、電圧調整器（Ｕ１０／Ｕ１１）から成っている。
【０１１４】
図２４と図２５は、広帯域プローブ（４、６）からの信号の増幅回路と調整広帯域回路（すなわち、ＲＦ）の回路図を示している。回路図の左側では、インダクタ（Ｌ２／Ｌ３）を通って広帯域プローブ（４、６）の電源信号の注入があることと、ＲＦ結合コンデンサ（Ｃ２７／Ｃ３１）があることがわかる。これら２つの部品の目的は、この増幅回路から、電源回路を減結合する（切り離す）ことである。この信号・電源分路フィルタ（信号・電源並列形フィルタ、ｓｉｇｎａｌ  ａｎｄ  ｓｕｐｐｌｙ  ｓｈｕｎｔ  ｆｉｌｔｅｒ）の後に、保護回路、および広域フィルタ（ＰＢＬＰ＿３９）が続き、また、広域フィルタ（ＰＢＬＰ＿３９）自体の後で、インピーダンス整合段（Ｕ１６、Ｕ１７／Ｕ２０、Ｕ１９）、および並列に配置されて、切換え可能なフィルタ（ＰＢＬＰ＿３９）が続く。このような切換えは、４ビットを介して、マイクロコントローラ（Ｕ１）により制御される。回路図の左上側では、「ゼロ」に対する試験信号を注入する入力が示されている。最後の増幅段（Ｕ１８／Ｕ２２）は、この処理された信号を５０オームの線で送る。
【０１１５】
図２６は、同期プローブ１４の信号の調整を示している。この回路は、右側において、同期プローブ１４に送られる試験信号（ＲＦ）と、同期プローブ１４から得られる信号（６０Ｈｚ）との間にある分路フィルタ（Ｃ１５）から始まる。後者の信号は、インダクタ（Ｌ１）を通った後で、それらのゼロ通過点に近い所でクリップされる。このようにクリップされた信号は、低域フィルタおよび狭帯域フォロワ・フィルタ（ｎａｒｒｏｗ  ｂａｎｄ  ｐａｓｓ  ｆｏｌｌｏｗｅｒ  ｆｉｌｔｅｒ）に導かれる。この狭帯域フォロワ・フィルタは、最初の低域フィルタと同一の低域フィルタに接続されて、同一遅延を保持する。これらの低域フィルタでフィルタリングされた上記信号は、マイクロコントローラ（Ｕ１）に送られる。マイクロコントローラ（Ｕ１）は、上記狭帯域フォロワ・フィルタの応答を制御して、これら２つの低域フィルタの出力間で、３６０°の位相偏移が観測されるようにする。この図の下端に示される最後の増幅回路は、フィリタリングされ、かつ、同期プローブ１４のものと同位相である正弦波信号を、マイクロコントローラ（Ｕ１）に供給する。この信号は、マイクロコントローラ（Ｕ１）で使用されて、時間に応じたこの６０Ｈｚの位相を概算する。
【０１１６】
図２７は、この制御装置１６の回路の様々な電源回路を示している。
【０１１７】
図４と図１２を参照すると、この装置を縮小したものを使用して、電気装備品が部分放電を受けているかどうか、すばやくチェックすることがある。したがって、このような電気装備品は、この装置のさらに高性能なものを用いて、さらなる試験を必要とするか、あるいは、慎重にアプローチされるべきである。この装置を縮小したものは、２つの測定プローブ（４と６）ではなくて、ただ１つの測定プローブ（４または６）を持つことがある。また、デジタル処理装置１は、クラスタ化モジュール６２、時間・周波数分布（これらのクラスタ化された信号の時間・周波数分布）を実行するモジュール７０、フォームファクタ概算モジュール６８、立上り時間（これらのクラスタ化された信号の立上り時間）を決定するモジュール１１０、および、その場合に、フォームファクタ概算モジュール６８と、立上り時間を決定するモジュール１１０とによってもたらされた結果に応答して、その診断に応じて警告信号を生じさせることで、必要に応じて部分放電の検出を報告する診断モジュール８２、に変えられることがある。したがって、デジタル処理装置１のすべての電子回路と、第２の測定チャネル（２つの測定プローブが使用されるとき）に関係する制御装置１６のすべての電子回路が省略される。好ましくは、上記の縮小したものでは、校正プローブ１４は、試験される電気装備品の位相角を指示するために、この電気装備品との接触をまったく必要としないようなものであろう。この点で使用される校正プローブ１４のタイプに応じて、校正プローブ１４により検出された位相角（例えば、電流の測定）を表す信号に基づいて、その位相角を評価することが必要であるかもしれない。この位相角は、上記装置を縮小したものにおいて、主にタイミングおよびトラッキングの目的で使用されるから、位相誤差がほぼ一定のままであるという条件で、上記の評価された位相角が、電気装備品の実際の位相角と一致しないかどうかは重要でないであろう。好ましくは、位相分解情報（ｐｈａｓｅ  ｒｅｓｏｌｖｅｄ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を使用して、反対極性の放電のクラスタを突き合わせる。診断目的で、放電が存在する確率は、反対極性の２つのクラスタの実在とともに、大きくなっている。
【０１１８】
本発明の実施形態が添付図面に示され、かつ上に述べられてきたが、本発明の本質から逸脱しなければ、それらの実施形態に変更および修正を実行できることが、当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】２つの広帯域プローブ間に位置づけられた付属品中の部分放電を示す略図である。
【図２】これら２つの広帯域プローブの範囲外から生じる部分放電または信号と、同期プローブの可能な接続とを示す略図である。
【図３】これら２つの広帯域プローブの範囲外にある付属品中の部分放電を示す略図である。
【図４】部分放電を検出し、その部分放電の位置を測定し、その部分放電を判定する装置の設計を示す略ブロック図である。
【図５】電力線ケーブルの代表的な横断面を示す略図である。
【図６Ａ】電力線ケーブルと、電力線ケーブル中を循環する磁束の略斜視図である。
【図６Ｂ】電力線ケーブルと、電力線ケーブル中を循環する磁束の略斜視図である。
【図７】磁気プローブの周りの磁界線を示す略図である。
【図８】増幅回路と外部コネクタありとなしの広帯域磁気プローブを示す略図である。
【図９】増幅回路と外部コネクタ付きの広帯域磁気プローブを示す略図である。
【図１０】広帯域磁気プローブに組み入れられた増幅回路を示す略ブロック図である。
【図１１】これらのプローブからの信号を処理する制御装置（ＣＵ）を示す略ブロック図である。
【図１２】この信号処理に関係する主要素を示す略ブロック図である。
【図１３】デジタル処理ツールとして、相関の利用を示す略ブロック図である。
【図１４】代表的な部分放電のスペクトログラムを示す略図である。
【図１５】時間・周波数フィルタを付けた後で、代表的な部分放電のスペクトログラムを示す写真である。
【図１６】部分放電を検出し、その部分放電の位置を測定し、その部分放電を判定する装置を示す絵である。
【図１７】分解された広帯域プローブを示す絵である。
【図１８】この装置の制御装置を示す回路図である。
【図１９】広帯域プローブの構造を示す略立面図である。
【図２０】広帯域プローブの構造を示す略平面図である。
【図２１】制御装置のマイクロコントローラ回路を示す回路図である。
【図２２】広帯域プローブの電源回路を示す回路図である。
【図２３】広帯域プローブの電源回路を示す回路図である。
【図２４】広帯域プローブの信号増幅器を示す回路図である。
【図２５】広帯域プローブの調整広帯域（ＲＦ）回路を示す回路図である。
【図２６】同期プローブの信号調整回路を示す回路図である。
【図２７】この制御装置の他の回路の電源回路を示す回路図である。
【図１】
2008541099.tif 000011
【図２】
2008541099.tif 000012
【図３】
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【図４】
2008541099.tif 000014
【図５】
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【図６Ａ】
2008541099.tif 000016
【図６Ｂ】
2008541099.tif 000017
【図７】
2008541099.tif 000018
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2008541099.tif 000021
【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】
2008541099.tif 000027
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
2008541099.tif 000034
【図２４】
2008541099.tif 000035
【図２５】
2008541099.tif 000036
【図２６】
2008541099.tif 000037
【図２７】
2008541099.tif 000038
【手続補正書】
【提出日】平成19年3月14日(2007.3.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
図４を参照すると、この装置は、コンピュータ１に接続された制御装置（ＣＵ）１６に接続されている３つのプローブ（４、６、１４）を含む。プローブ接続ケーブル（１９、２１、２３）の長さは、ＣＵ１６とコンピュータ１を、トラックまたは他の遠隔場所に設置できるようにする長さであるが、しかるに、プローブ（４、６、１４）は、電源ケーブル１０と付属品８に取り付けられる（図１〜図３）。ＣＵ１６は、スペースを節約し、かつ接続を容易ならしめるために、コンピュータ１の中に収められることがある。しかしながら、ＣＵ１６は、コンピュータ１の外にも設置されて、適切なケーブル２９を用いて、コンピュータ１に接続されることもある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
図５、図６Ａ、図６Ｂを参照すると、それぞれの広帯域磁気プローブ（４、６）が取り付けられるシールド・ケーブル１０は、半導電性シース２２、絶縁誘電体２４、第２の半導電性シース２６、および、より同心中性線２８と、それらにより取り巻かれた中心導線２０とから成っている。中心導線２０および中性線２８の素線の結果、並びに、中性線２８が完全なシールドをもたらさないという事実は、図６Ｂに示されるように、中性線電磁伝搬波が、無視できない軸方向の磁気成分３０を持つようなものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
図８を参照すると、それぞれの広帯域磁気プローブ（４、６）は、導電性シールド３４で覆われた磁気感知導電性ループ３２から成る着脱自在なクランプのようである。導電性シールド３４は、広帯域磁気プローブ（４、６）用のハウジングとしても使用される。導電性シールド３４の一目的は、磁気感知導電性ループ３２を静電絶縁することである。磁界において軸方向の磁束に抗するような導電性シールド３４の通電を防止するために、導電性シールド３４は、ギャップ３６が現われるように、このクランプの両端が開路状態にある。コネクタ３８は、ギャップ３６が設けられているこのクランプの両端にて、磁気感知導電性ループ３２の回路を閉じるために使用される。磁気感知導電性ループ３２は、軸方向の磁束３０を感知するが、一方、ケーブル１０を取り巻く接線磁界４０（図６）、および周囲電界については、たいして感知しない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
同一電線（１９、２１）（図４）の両端間に、ＣＵ１６は、広帯域プローブ（４、６）で要求される利得制御信号および電源電流を送る。マイクロコントローラ７７で制御される電源モジュール７５は、所要利得に対応する電圧レベルを調整する。電流サージ・モジュール７３は、電源モジュール７５を監視して、その電源（給電）状態をマイクロコントローラ７７に送る。最後に、減結合モジュール６５は、この電源電流をプローブ（４、６）の他の信号調整回路から隔離する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
マイクロコントローラ７７により、試験信号を同期プローブ１４に送って、この試験信号を付属品８に注入することができる。マイクロコントローラ７７は、部分放電の代表的な長さと同じである非常に短い長さの校正済みパルス、あるいは、相関６４を最適化する遅延パターンを持つパルス列を生成できる回路を備えている。このパルスを増幅器（これらの図には示されてない）に通した後で、減結合器９９は、そのパルスを、同期プローブ１４に接続されたケーブル２３（図４）中に導く。この同期回路の入力部に位置づけられた低域フィルタ１０３は、そのパルスを隔離して、このような振幅の大きいパルスを阻止する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
広帯域プローブ（４、６）間の伝搬遅延の校正は、通常、診断試験の開始時に行われる。この試験信号を同期プローブ１４に注入した後で、それぞれの広帯域プローブ（４、６）で感知される応答を解析して、これら２つの広帯域プローブ（４、６）間の伝搬遅延を概算する。この趣旨で、位相・振幅補正フィルタ（位相・振幅補正フィルタとしては図示されてないが、ただし、コンピュータ１で実施される）は、同期プローブ１４からもっとも遠い側に位置づけられたプローブにより検出された信号（例えば、図２では、その信号は、第１のプローブ４からの信号となろう）を整形する（ｒｅｓｈａｐｅ）。この整形は、この伝搬波が付属品８を横切るときに、この伝搬波が受けている歪みを補正することを目的としている。他方のプローブからの信号の整形は任意選択である。その後、この伝搬遅延は、同期プローブ１４により注入された信号との相関により概算される。この相関は、図１３に示される要素（８４、８６、８８、６４、９０、１００、１０２）を使用している。この信号の極性は、この試験構成を確かめるものである。例えば、図２中の略図では、この極性は、反転したように見えなければならない。そうでなければ、センサ（４、６）の一方が、他方のセンサと反対にされる。図１と図２中の略図では、双方の遅延概算の和が、双方の広帯域プローブ（４、６）間の伝搬遅延を概算する。図３に示される構成では、双方の遅延概算の差が使用される。したがって、広帯域プローブ（４、６）で感知され、この試験信号から得られた応答はまた、これらの獲得信号の極性に応じて、広帯域プローブ（４、６）の構成をチェックするために使用されることもある。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１１】
接近した部分放電の信号は、さらに大きい振幅のローブと、その後に、少ない高減衰振動が続くことをその特徴としている。ときには、この大きい振幅のローブの前に、半サイクルの振動が現われることもある。すなわち、このプレピーク振動（ピーク前の振動、ｐｒｅ−ｐｅａｋ  ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ）は振幅が小さく、また、このような振動は考慮されない。したがって、その立上り時間は、上記大きい振幅のローブの立上りの５％〜９５％の経過であると定められる。この信号のうち、大きい方の振幅の放電を含む部分から、モジュール１１０（図１２）は、フーリエ変換を施して、この放電の代表的な周波数（または、特性周波数）を概算する。このデジタル処理の特質は、このフーリエ変換を施す前に、時間領域内の信号の両側において、ゼロの追加によるスペクトル補間がある点である。この代表的な周波数の逆数に、校正係数を乗算することで、この立上り時間が概算される。この計算の利点は、この時間領域内の放電信号の該当個所全体に基づいていることである。したがって、その結果は、ノイズに対してさらに強い。
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2008541099.tif 000039
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2008541099.tif 000040
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６Ａ】
2008541099.tif 000041
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６Ｂ】
2008541099.tif 000042
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１６】
2008541099.tif 000043
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７】
2008541099.tif 000044
【国際調査報告】
2008541099.tif 000045
2008541099.tif 000046
2008541099.tif 000047
2008541099.tif 000048