(57)【要約】【課題】従来の技術では空間の特徴的な周波数を監視している場合、地域によって特徴的な周波数が異なるため、人による初期設定が必要になることや、特徴的な周波数が突然なくなってしまうことがある為、誤検出の可能性がある。例えば、特徴的な周波数として放送波や通信波の周波数を監視していた場合にその放送がなくなった場合など。また、外部から特定の周波数を発生させる場合は、人が特定の周波数を発生させる必要があるため、常設形の装置には対応できない問題がある。【解決手段】本発明のアンテナが健全であるか否かの判定は、アンテナケーブル断線時は広帯域で周波数レベルが下がることに着目し、広帯域で監視し、予め計測した基準データ(閾値)と比較し、判定レベル以下になった時、電気機器絶縁診断装置の受信アンテナに異常があることを判定する判定手段を備えたことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器の部分放電により発生する電磁波を受信するための受信アンテナと、前記受信アンテナが受信した電磁波に基づいて、前記電気機器に部分放電が発生しているか否かを判定する判定装置とを備えた電気機器絶縁診断装置において、前記判定装置は、前記受信アンテナが受信した広帯域の周波数成分の総和が、受信アンテナが健全な時に計測して算出した閾値と比較して、判定レベル以下となったとき、前記電気機器絶縁診断装置の受信アンテナに異常があることを判定する判定手段を備えたことを特徴とする電気機器絶縁診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス絶縁開閉器（ＧＩＳ：Gas Insulated Switchgear）やガス遮断器（ＧＣＢ：Gas Circuit Breaker）や電力用トランスなどの電力用機器の絶縁診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガス絶縁開閉器などの電気機器において、何らかの原因で絶縁性能が劣化すると、アーク閃絡事故が発生する前に予兆現象として部分放電が発生することが知られている。電気機器絶縁診断装置は、前記部分放電をなるべく軽微な初期の段階で検出して、電気機器のアーク閃絡事故を未然に防止するものである。
【０００３】
前記部分放電を検出する手段として、部分放電により発生する電磁波を検出する手段が知られている。具体的構成としては、電気機器の部分放電が発生する可能性のある複数の場所にアンテナを配置し、各アンテナの出力信号は、セレクタを介して判定装置に入力される。判定装置では、セレクタの切り換えにより１つの計測チャネルを選択し、その計測チャネルに接続されたアンテナが検出した信号から部分放電の有無を判定する。以後、判定装置は、セレクタを切り換えて、各計測チャネルについて部分放電の有無を判定し電気機器の絶縁診断を行う方法が知られている。しかしながら、アンテナの故障等、アンテナ側に問題がある場合は、正確な判定ができない。
【０００４】
アンテナの健全性機能を有した従来技術として、特開平９−２９２４３３等がある。前記公報で開示されている電気機器絶縁診断装置は、アンテナの健全性、アンテナケーブル、コネクタなどの接触不良、感度不良の異常検出機能を有する電気機器絶縁診断装置で、アンテナの健全性検出機能として２種類有している。前記アンテナの健全性検出機能の一つは、所定の放送波（テレビ放送波）が受信されたか否かで判定する方法と、もう一つは、模擬信号発生装置を有し、前記模擬信号が受信されたか否かで判定する方法が開示されている。アンテナケーブルの断線検出の手段として、特開平９−２９２４３３では、ある特定の周波数を監視することで断線検出を行なっている。このとき特定の周波数は空間の特徴的な周波数を選択してもよいし、外部から特定の周波数を発生させてもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２９２４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の技術では空間の特徴的な周波数を監視している場合、地域によって特徴的な周波数が異なるため、人による初期設定が必要になることや、特徴的な周波数が突然なくなってしまうことがある。例えば、常設形の場合においては、テレビ放送波のディジタル化対応により監視周波数の信号がなくなった場合に誤検知をしてしまう。また、テレビ放送波がない地域の対策として、模擬信号発生装置を具備しているが、コストアップと装置の大型化の原因となっている。
【０００７】
本発明は、電力機器絶縁診断装置において、地域が異なっても人手により監視周波数を設定変更する必要のない簡易で、安価な絶縁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】
【０００８】
前記目的を達成する為に、本発明の本発明の電気機器絶縁診断装置は、アンテナケーブル断線時は広帯域で周波数レベルが下がることに着目し、広帯域で監視し、受信アンテナが健全な時に予め計測したデータ（閾値）と比較するようにした。具体的には、電気機器の部分放電により発生する電磁波を受信するための受信アンテナと、前記受信アンテナが受信した電磁波に基づいて、前記電気機器に部分放電が発生しているか否かを判定する判定装置とを備えた電気機器絶縁診断装置において、前記判定装置は、前記受信アンテナが受信した広帯域の周波数成分の総和が、受信アンテナが健全な時に計測して算出した閾値と比較して、基準レベル以下となったとき、前記電気機器絶縁診断装置の受信アンテナに異常があることを判定する手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
従来のアンテナ健全性の異常検出は、テレビ放送波を用いてある特定の周波数を監視しているが、本発明は、広帯域で周波数の減少を監視しているので、使用地域の変更毎にあらたな設定変更を行う必要がない。また、広帯域での監視により周囲の周波数状況が変わった場合においても精度良く監視が可能である。どの地域においても、簡単でシンプルな構成でアンテナ健全性の異常検出が可能であり、可搬形、常設形の両装置への適応が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の絶縁診断装置のハードウェア構成
【図２】図１の絶縁診断装置の動作を説明するフローチャート
【図３】ａ）正常時及び、ｂ）異常時の周波数成分データ
【図４】アンテナ健全性異常検出例
【発明を実施するための形態】
【００１１】
アンテナ健全性の正常時と断線時の周波数を比較するとアンテナ健全性が、異常の時は、広範囲にわたり周波数レベルが減少する為、周波数レベルの減少を検知することで、アンテナの異常を検出することが可能である。正常時及び異常時の周波数成分データ例を図３に示す。(例として診断帯域は３０ＭＨｚから３３０ＭＨｚとした)。周波数の帯域については、ＨＦ帯、ＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯のどの帯域でもよく、任意の周波数帯域で実施することができる。
【実施例】
【００１２】
図１のハードウェア構成と、図２のフローチャートを用いて本発明について説明する。判定装置３の構成は、受信機４、Ａ／Ｄ５、ＣＰＵ６、メモリ７、出力装置８から構成されている。アンテナセンサ１からデータを取得しケーブル２を介して受信機４にデータを取り込む。受信機４は、スペクトルアナライザとして、周波数分析データをＡ／Ｄ５へ入力し、ＣＰＵ６では断線検出のみを行ってもいいし、受信機４から電圧データをＡ／Ｄ５へ入力し、ＣＰＵ６にてＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を行って周波数成分データの計測と断線検出の両方を行なうこともできる。メモリ７は、閾値データと健全性判定基準値を保持している。アンテナの異常を検出した時は、出力装置７に異常を出力するように構成されている
【００１３】
実際の動きを、図２のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ１でアンテナセンサ１からデータを取得する。ＣＰＵ６にてＦＦＴを行なう場合には、データ取得のサンプリング周波数（ｆsmp）はサンプリング定理より断線検出周波数帯域の最大値の２倍以上とし、データ取得後、ＦＦＴを行なう。（例えばＶＨＦ帯の３０Ｍｈｚ〜３３０Ｍｈｚの帯域の時のサンプリング周波数（ｆsmp）は６６０MHz以上とする。
【００１４】
次に、ステップＳ２でモードの確認を行う。本発明では、閾値の算出を行う閾値算出モードと、実際に異常の検出を行う異常検出モードの２つのモードを設けている。初期モードは、閾値算出モードに設定されている。初めの数回（１回でもよい）は閾値算出モードとなり、ステップＳ３の閾値算出処理を行う。閾値算出は周波数成分のデータを積算するため次式で行う。
ＴＨ＝Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋・・＋Ｆn  
このときは、Ｆnはn 番目の周波数成分値、ＴＨは最終閾値とする。算出を1回以上のデータを用いて行なう場合は、全閾値の平均としてもよいし、一度全閾値データをソートし、N番目のデータを閾値としてもよい。
【００１５】
例えば帯域を３０ＭＨｚから３３０ＭＨｚ未満とし、３ＭＨｚごとに１００個のデータがあるとすると、Ｆ１は、３０ＭＨｚの周波数成分、Ｆ２は、３３ＭＨｚの周波数成分、Ｆ１００は、３２７ＭＨｚの周波数成分となる。このＦ１からＦ１００までのデータを積算する。
【表１】
2012193975.tif 000003
ＴＨ＝０．５+０+０+２．３+・・・+１．１＋２．２＋１．２＋１．４＝１８９．８
【００１６】
閾値算出処理を１回で行う場合は、ステップＳ４のモード変更確認で、モード変更ありとなる。ステップＳ５でモードを異常検出モードに変更した後、ステップＳ６の最終閾値算出の値を、前記１８９．８とし、ステップＳ１０次のデータ取得待状態となる。次回のデータ取得から、異常検出モード側のフローチャートが実行される。閾値算出処理を1回以上のデータを用いて行う場合は、ステップＳ４のモード変更確認で、モード変更無しとなり、ステップＳ１０次のデータ取得待状態となる。
【００１７】
閾値算出処理を、何回か行う場合は、全閾値（ＴＨ）の平均としてもよいし、全閾値データをソートして、真ん中データを閾値としてもよい。最終閾値をＴＨ＿Ｆとする。閾値算出に３回のデータを使用した場合は、１回目のＴＨ＿Ｆ：１８９．８，  ２回目のＴＨ＿Ｆ：１８５．５，  ３回目のＴＨ＿Ｆ：１８７．６であった場合は、
ＴＨ＿Ｆ＝（１８９．８＋１８５．５＋１８７．６）／３＝１８７．６となる。
【００１８】
このようにして、まず閾値算出モードで閾値を決定したら、次からは、異常検出モードになり、ステップＳ７のアンテナの健全性の異常検出処理が実行される。前記閾値ＴＨ＿Ｆと、今回データ取得した周波数成分の積算データ（ＤＡＴＡ）とを比較して、予め設定した判定値（P）以下になったら、アンテナ健全性判定がＮＧとなり、ステップＳ１１のアンテナ異常出力の実行となり、アンテナ異常を出力装置７へ出力する。
Ｐ＞（ＤＡＴＡ／ＴＨ＿Ｆ）×１００  
周波数成分の積算は、Ａ／Ｄ変換器５でディジタルデータに変換して、ＣＰＵ６へ取り込みＦＦＴ演算を行い取得する。あるいは、スペクトラムアナライザにより取得することも可能である。
【００１９】
ステップＳ８の健全性判定は、アンテナ健全性の異常検出処理で、1回の検出で異常出力してもよいが、数回連続して、異常を検出したときに出力するようにすれば、誤検出を少なくできる。アンテナ健全性が、正常な場合には、ステップＳ９の絶縁診断を実行する。アンテナ健全性が異常な場合は、ステップS１１のアンテナ異常出力を出力装置８に出力し、健全なアンテナに交換するなどの、作業を行った後、本処理ルーチンを再度実行すればよい。
【００２０】
前記例では、絶縁診断を行うごとにアンテナ健全性をチェックする構成としたが、絶縁診断については常時行い、アンテナの健全性の異常検出は、ある決まった任意の時間に実行してもよい。
【００２１】
実際の絶縁診断装置で本発明を用いてアンテナ健全性異常を検出したときの例を図４に示す。この試験結果を基に判定値を５０％と設定しています。例えば、３０ＭＨｚ〜３３０ＭＨｚの範囲でデータを取得して、判定値Ｐを５０％とした場合、正常時の閾値１８９．８で、異常時の取得データの総和が５７．７となっている場合。
Ｐ（５０％）＞（５７．７／１８９．８）×１００＝３０．４  となり、異常時のデータは正常時のデータの約３０％まで減少しており、２０％の余裕を持ってアンテナの断線を判定できている。実施例では、判定値Pを５０としたが、判定値Pは、可変できるようになっており、現地で調整しながら最適値を決めることもできる。標準的には、５０前後に設定すれば、感度よく検出が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
この発明は、たとえば、ガス絶縁開閉器などの絶縁診断装置において、受信アンテナが正常に受信でき、絶縁診断を行える状態かどうかの判定機能を含んだ、絶縁診断装置に適応できる。
【符号の説明】
【００２３】
１  アンテナセンサ
２  ケーブル
３  判定装置
４  受信機
５  Ａ／Ｄ変換器
６  ＣＰＵ
７  メモリ
８  出力装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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