特開 2023-137975 部分放電検出装置及びノイズ除去方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023137975

(43)【公開日】2023-09-29

(54)【発明の名称】部分放電検出装置及びノイズ除去方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/12 20200101AFI20230922BHJP

【ＦＩ】

G01R31/12 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022044440

(22)【出願日】2022-03-18

(71)【出願人】

【識別番号】000227180

【氏名又は名称】日置電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ムンフバト メンデサイハン

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 琢矢

(72)【発明者】

【氏名】山本 浩一

【テーマコード（参考）】

2G015

【Ｆターム（参考）】

2G015AA19

2G015CA01

2G015CA08

(57)【要約】

【課題】部分放電波形が小さい場合であっても、部分放電波形の検出を可能とする。
【解決手段】部分放電検出装置１０は、コイルに流れる電流を示す電流信号６２を取得する電流信号取得部１００と、コイルの周囲ノイズを示す周囲信号６４を取得する周囲信号取得部１０２とを含む。部分放電検出装置１０は、電流信号６２に含まれるノイズ成分のレベルと周囲信号６４のレベルとが同等となるように電流信号６２及び周囲信号６４の少なくとも一方のレベルを調整するレベル調整部１０４を含む。部分放電検出装置１０は、ノイズ成分と周囲信号６４との差分が小さくなるように電流信号６２及び周囲信号６４の少なくとも一方の位相を調整する位相調整部１０６を含む。部分放電検出装置１０は、電流信号６２から周囲信号６４を減じることにより、電流信号６２からノイズ成分を除去する除去部１０８を含む。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コイルに生ずる部分放電を検出する部分放電検出装置であって、
前記コイルに流れる電流を示す電流信号を取得する電流信号取得手段と、
前記コイルの周囲ノイズを示す周囲信号を取得する周囲信号取得手段と、
前記電流信号に含まれるノイズ成分のレベルと前記周囲信号のレベルとが同等となるように前記電流信号及び前記周囲信号の少なくとも一方のレベルを調整するレベル調整手段と、
前記レベル調整手段により前記少なくとも一方のレベルが調整された状態において前記ノイズ成分と前記周囲信号との差分が小さくなるように前記電流信号及び前記周囲信号の少なくとも一方の位相を調整する位相調整手段と、
前記位相調整手段により前記少なくとも一方の位相が調整された状態において前記電流信号から前記周囲信号を減じることにより、前記電流信号から前記ノイズ成分を除去する除去手段と、
を含む部分放電検出装置。

【請求項2】

請求項１に記載の部分放電検出装置であって、
前記レベル調整手段は、前記周囲信号から直流成分を取り除く取除手段と、前記取除手段により前記直流成分が取り除かれた前記周囲信号の振幅が、前記電流信号に含まれる前記ノイズ成分の振幅と同等となるように調整する振幅調整手段と、を有する、
部分放電検出装置。

【請求項3】

請求項２に記載の部分放電検出装置であって、
前記取除手段は、前記周囲信号から当該周囲信号の平均値を減算して前記周囲信号から前記直流成分を取り除き、前記振幅調整手段は、前記電流信号に含まれる前記ノイズ成分の標準偏差と前記周囲信号の標準偏差との比率に基づいて、前記周囲信号の振幅の大きさを調整する、
部分放電検出装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の部分放電検出装置であって、
前記位相調整手段は、前記電流信号及び前記周囲信号のどちらか一方の位相をずらしながら前記差分が最も小さくなるときの位相のズレ量を取得し、取得した前記ズレ量に応じて前記少なくとも一方の位相を調整する、
部分放電検出装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の部分放電検出装置であって、
前記周囲信号取得手段は、前記コイルにインパルス信号を印加する前に前記周囲信号を取得する、
部分放電検出装置。

【請求項6】

コイルに生ずる部分放電を検出するためのノイズ除去方法であって、
前記コイルに流れる電流を示す電流信号を取得し、
前記コイルの周囲ノイズを示す周囲信号を取得し、
前記電流信号に含まれるノイズ成分のレベルと前記周囲信号のレベルとが同等となるように前記電流信号及び前記周囲信号の少なくとも一方のレベルを調整し、
前記少なくとも一方のレベルが調整された状態において前記ノイズ成分と前記周囲信号の差分が小さくなるように前記ノイズ成分と前記周囲信号の少なくとも一方の位相を調整し、
前記少なくとも一方の位相が調整された状態において前記電流信号から前記周囲信号を減じることにより、前記電流信号から前記ノイズ成分を除去する、
ノイズ除去方法。

【請求項7】

請求項６に記載の部分放電を検出するためのノイズ除去方法であって、
前記レベルを調整する際には、
前記周囲信号から直流成分を取り除き、
前記直流成分が取り除かれた前記周囲信号の振幅が、前記電流信号に含まれる前記ノイズ成分の振幅と同等となるように調整する、
ノイズ除去方法。

【請求項8】

請求項７に記載の部分放電を検出するためのノイズ除去方法であって、
前記周囲信号から前記直流成分を取り除く際には、前記周囲信号から当該周囲信号の平均値を減算して前記周囲信号から前記直流成分を取り除き、前記周囲信号の振幅が前記電流信号に含まれる前記ノイズ成分の振幅と同等となるように調整する際には、前記電流信号に含まれる前記ノイズ成分の標準偏差と前記周囲信号の標準偏差との比率に基づいて前記周囲信号の振幅の大きさを調整する、
ノイズ除去方法。

【請求項9】

請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の部分放電を検出するためのノイズ除去方法であって、
前記位相を調整する際には、前記電流信号及び前記周囲信号のどちらか一方の位相をずらしながら前記差分が最も小さくなるときの位相のズレ量を取得し、取得した前記ズレ量に応じて前記少なくとも一方の位相を調整する、
ノイズ除去方法。

【請求項10】

請求項６から請求項９のいずれか一項に記載の部分放電を検出するためのノイズ除去方法であって、
前記周囲信号を取得する際には、前記コイルにインパルス信号を印加する前に前記周囲信号を取得する、
ノイズ除去方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、部分放電検出装置及びノイズ除去方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、部分放電検出装置が示されている。

【0003】

この部分放電検出装置は、検出に関する精度を向上するために、部分放電波形の特徴量データを蓄積して予め統計データを形成する。

【0004】

測定対象の波形から部分放電波形を検出する際には、ハイパスフィルタ及びローパスフィルタを用いて測定対象の波形からノイズを除去する。そして、ノイズが除去された波形に含まれる部分放電波形の発生部位を統計データに基づいて特定して部分放電波形を検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１－１８８９３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

このような部分放電検出装置においては、ハイパスフィルタ及びローパスフィルタを用いて測定対象の波形からノイズを除去する。

【0007】

このため、測定対象の波形に含まれる部分放電波形が小さい場合には、部分放電波形なのかノイズなのかの判別が難しくなるので、統計データを用いた特定が必要であった。

【0008】

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、部分放電波形が小さい場合であっても部分放電波形の検出を可能とすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の部分放電検出装置は、コイルに生ずる部分放電を検出する部分放電検出装置であって、前記コイルに流れる電流を示す電流信号を取得する電流信号取得手段と、前記コイルの周囲ノイズを示す周囲信号を取得する周囲信号取得手段と、前記電流信号に含まれるノイズ成分のレベルと前記周囲信号のレベルとが同等となるように前記電流信号及び前記周囲信号の少なくとも一方のレベルを調整するレベル調整手段と、前記レベル調整手段により前記少なくとも一方のレベルが調整された状態において前記ノイズ成分と前記周囲信号の差分が小さくなるように前記電流信号及び前記周囲信号の少なくとも一方の位相を調整する位相調整手段と、前記位相調整手段により前記少なくとも一方の位相が調整された状態において前記電流信号から前記周囲信号を減じることにより、前記電流信号から前記ノイズ成分を除去する除去手段と、を含む。

【発明の効果】

【0010】

本発明の部分放電検出装置によれば、コイルに流れる電流を示す電流信号に含まれるノイズ成分のレベルとコイルの周囲ノイズを示す周囲信号とのレベルが同等になるようにレベル調整した後、前記ノイズ成分と前記周囲信号との差分が小さくなるように位相調整し、電流信号から周囲信号を減じることで電流信号からノイズ成分を除去することができる。

【0011】

このため、電流信号に含まれるノイズをフィルタによって一律に除去する場合と比較して、電流信号に含まれた部分放電波形が小さい場合であっても、部分放電波形の検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、一実施形態に係る部分放電検出装置で部分放電を検出する様子を示す説明図である。

【図2】図２は、一実施形態に係る部分放電検出装置のハードウエア構成の一例を示すブロック図である。

【図3】図３は、一実施形態に係る部分放電検出装置の各部の機能の一例を示す機能ブロック図である。

【図4】図４は、一実施形態に係る測定対象のコイルに加えるインパルス信号の電圧の時間的変化を示す波形と、電流信号の波形とを示す線図である。

【図5】図５は、一実施形態の部分放電装置で取得した電流信号の波形と周囲信号の波形とを示す線図である。

【図6】図６は、図５のＡ部の拡大図である。

【図7】図７は、図６に対応する図であり、周囲信号から直流成分を取り除いた状態を示す図である。

【図8】図８は、図６に対応する図であり、周囲信号の波形の振幅が電流信号に含まれるノイズ成分の波形の振幅と同等となるように調整した状態を示す図である。

【図9】図９は、図６に対応する図であり、電流信号の波形と周囲信号の波形との位相の差が小さくなるように調整した状態を示す図である。

【図10】図１０は、図６に対応する図であり、電流信号から周囲信号を減じた状態を示す図である。

【図11】図１１は、電流信号の波形とノイズが除去された検出用信号の波形とを示す図であり、検出用信号を電流信号の波形よりも全体的に下方へずらした状態を示す図である。

【図12】図１２は、一実施形態に係る部分放電検出処理の動作の一例を示すフローチャートである。

【図13】図１３は、一実施形態に係るノイズ除去処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、添付図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。

【0014】

図１は、一実施形態に係る部分放電検出装置１０で部分放電を検出する様子を示す説明図である。

【0015】

部分放電検出装置１０は、測定対象１２のコイルに生ずる部分放電を検出する装置である。コイルを有する測定対象１２としては、電磁ソレノイド、発電機、変圧器、モータが挙げられる。

【0016】

本実施形態では、測定対象１２が三相モータである場合を例に挙げて説明する。また、測定対象１２のコイルは、三相モータのステータに巻かれたコイルとする。

【0017】

ここで、部分放電とは、絶縁材で分離された導体間を部分的に橋渡し、隣接する導体間に生ずる放電のことを言う。この部分放電の有無を監視することで、ステータに巻かれたコイルの劣化状況、又はコイルが損傷する虞等を知ることができる。

【0018】

この部分放電は、例えば、測定対象１２である三相モータのいずれかの相のコイルにインパルス信号を印加した際に発生する放電であり、部分放電の発生は、コイルに流れる電流波形に現れる。

【0019】

具体的に説明すると、コイルに部分放電が発生した際には、コイルに流れる電流波形の一部に、周波数の高い部分放電波形が重畳して現れる。このため、コイルに流れる電流波形に、周波数の高い部分放電波形が部分的に現れたか否かによって、部分放電の有無を検出することができる。

【0020】

しかしながら、測定する電流波形には、測定現場の放射ノイズが重畳され得る。このため、重畳された放射ノイズによって部分放電を示す部分放電波形が埋もれてしまい、部分放電の検出精度が低下する。

【0021】

そこで、本実施形態の部分放電検出装置１０は、測定した電流波形から放射ノイズに起因したノイズ成分を低減して除去することで、部分放電の検出精度の向上を図る。

【0022】

図１に示すように、部分放電検出装置１０は、第一高速ＡＤ変換器２０と第二高速ＡＤ変換器２２とを備える。第一高速ＡＤ変換器２０には、第一カレントプローブ２４が接続されている。第一カレントプローブ２４は、測定対象１２のコイルに流れる電流を測定する第一検出部２６を備える。

【0023】

第二高速ＡＤ変換器２２には、第二カレントプローブ２８が接続されている。第二カレントプローブ２８は、測定対象１２のコイルの周囲の放射ノイズである周囲ノイズを測定する第二検出部３０を備える。

【0024】

部分放電検出装置１０を用いて部分放電を検出する際には、測定対象１２のコイルにインパルス信号を印加するインパルス信号印加源３２が用いられる。

【0025】

インパルス信号印加源３２については、インパルス信号印加源３２の正極線３４が、測定対象１２のコイルの一方の端子に接続される。また、インパルス信号印加源３２の負極線３６が、測定対象のコイルの他方の端子に接続される。

【0026】

そして、部分放電検出装置１０の第一カレントプローブ２４における第一検出部２６がインパルス信号印加源３２の負極線３６に装着される。これにより、部分放電検出装置１０は、第一カレントプローブ２４が接続された第一高速ＡＤ変換器２０を介して、測定対象１２のコイルに流れる電流信号を測定する。

【0027】

また、部分放電検出装置１０の第二カレントプローブ２８における第二検出部３０を、測定対象１２の周囲であって、インパルス信号印加源３２の負極線３６に装着された第一検出部２６の近傍に配置する。

【0028】

これにより、部分放電検出装置１０は、第二カレントプローブ２８が接続された第二高速ＡＤ変換器２２を介して、測定対象１２のコイルの周囲ノイズを示す周囲信号を取得する。

【0029】

（ハードウエア構成）
図２は、一実施形態に係る部分放電検出装置１０のハードウエア構成の一例を示すブロック図である。

【0030】

部分放電検出装置１０は、コンピュータを構成するプロセッサ４０を中心に構成されている。このプロセッサ４０には、第一測定部４２と、第二測定部４４と、記憶部４６と、入力部４８と、表示部５０と、報知部５２と、時計部５４と、通信部５６とが接続されている。

【0031】

第一測定部４２は、第一高速ＡＤ変換器２０と、第一高速ＡＤ変換器２０に接続された第一カレントプローブ２４とで構成される（図１参照）。第一測定部４２は、第一カレントプローブ２４の第一検出部２６を用いて測定した測定結果をプロセッサ４０に送る（図１参照）。

【0032】

第二測定部４４は、第二高速ＡＤ変換器２２と、第二高速ＡＤ変換器２２に接続された第二カレントプローブ２８とで構成される（図１参照）。第二測定部４４は、第二カレントプローブ２８の第二検出部３０を用いて測定した測定結果をプロセッサ４０に送る（図１参照）。

【0033】

記憶部４６は、部分放電検出装置１０を制御する制御プログラムを格納する。記憶部４６は、情報処理装置としての機能を実現する為のプログラムを記録するとともに、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体として機能する。

【0034】

記憶部４６は、不揮発性メモリ（ＲＯＭ；Read Only Memory）、及び揮発性メモリ（ＲＡＭ；Random Access Memory）等によって構成される。

【0035】

記憶部４６は、上記の制御プログラムを実行する際に使用するデータ等を読み出し可能に記憶する。また、記憶部４６は、第一測定部４２及び第二測定部４４の測定結果を読み出し可能に記憶して保存する。

【0036】

入力部４８は、利用者の入力操作を受け付ける入力インターフェースで構成される。入力部４８は、一例として、複数の操作ボタン及び数値等のデータを入力する為のテンキー等を備える。

【0037】

入力部４８により、利用者は、一例として、測定結果を保存するトリガ機能を使用する際に、測定結果の保存タイミングを規定する閾値を入力することができる。この閾値を用いることにより、部分放電検出装置１０は、第一測定部４２又は第二測定部４４の測定結果が閾値を超えた際に、一定期間の測定結果をサンプリングサイクル毎に取得して記憶部４６に保存することができる。

【0038】

なお、本実施形態の部分放電検出装置１０は、トリガ機能に加えてプリトリガ機能を有する。プリトリガ機能では、第一測定部４２又は第二測定部４４の測定結果が閾値を超えた際に、閾値を超えた後の測定結果をトリガ後データとして記憶部４６に保存する。これに加えて、プリトリガ機能では、閾値を超える前の一定期間の測定結果をトリガ前データとして記憶部４６に保存する。

【0039】

トリガ前データの保存期間は、周囲信号に含まれる周囲ノイズの波形の周期より十分長い期間とする。

【0040】

表示部５０は、利用者に検出結果等を表示により報知する。表示部５０は、一例として、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の液晶表示パネルで構成される。

【0041】

報知部５２は、利用者にガイド又は警告音等を報知する。報知部５２は、一例としてスピーカで構成される。

【0042】

時計部５４は、現在の年月日及び時刻をプロセッサ４０に出力する。時計部５４から出力される時刻は、一例として、試験を行った日時の記録に用いられる。

【0043】

通信部５６は、データを送受信するためのインターフェースを構成する。通信部５６は、プロセッサ４０と外部装置との間でデータの送受信を可能とする。外部装置としては、一例として、検出結果を利用するコンピュータ装置が挙げられる。通信部５６は、例えばＵＳＢ（universal serial bus）、有線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、無線ＬＡＮ等を用いて通信を行う。

【0044】

プロセッサ４０は、一例として、中央演算処理装置（ＣＰＵ；Central Processing Unit）で構成される。プロセッサ４０は、記憶部４６に格納されたプログラムを読み出すとともに、読み出したプログラムを中央演算処理装置で実行することで、部分放電検出装置１０の各部を制御する。

【0045】

（機能ブロック）
図３は、一実施形態に係る部分放電検出装置１０の各部の機能の一例を示す機能ブロック図である。図４は、一実施形態に係る測定対象１２のコイルに加えるインパルス信号６０の電圧の時間的変化を示す波形と、電流信号６２の波形とを示す線図である。図５は、一実施形態の部分放電検出装置１０で取得した電流信号６２の波形と周囲信号６４の波形とを示す線図である。

【0046】

図３に示すように、部分放電検出装置１０は、電流信号取得手段を構成する電流信号取得部１００と、周囲信号取得手段を構成する周囲信号取得部１０２と、レベル調整手段を構成するレベル調整部１０４とを備える。また、部分放電検出装置１０は、位相調整手段を構成する位相調整部１０６と、除去手段を構成する除去部１０８と、判定部１１０とを備える。

【0047】

レベル調整部１０４、取除手段を構成する取除部１１２と、振幅調整手段を構成する振幅調整部１１４とを備える。

【0048】

（電流信号取得部）
電流信号取得部１００は、測定対象１２のコイルに流れる電流の大きさを示す電流信号６２を取得する（図５参照）。電流信号６２を取得する方法としては、一例として、第一測定部４２から送られた測定結果を取得する方法、及び記憶部４６から第一測定部４２の測定結果を取得する方法が挙げられる（図２参照）。

【0049】

本実施形態では、電流信号取得部１００が記憶部４６から第一測定部４２の測定結果である電流信号６２を取得する場合を例に挙げて説明する。

【0050】

電流信号取得部１００は、測定対象１２のコイルにインパルス信号６０を印加する前の周囲信号６４を取得し、インパルス信号６０を印加する前の電流信号６２を用いてノイズ除去処理を行う（図４及び図５参照）。

【0051】

図６は、図５のＡ部の拡大図である。

【0052】

図６に示すように、電流信号取得部１００は、記憶部４６に記憶された第一測定部４２の測定結果のうちのトリガ前データを取得する。また、電流信号取得部１００は、取得したトリガ前データのうち値が一定の範囲内に収まる期間１１６（図５参照）の安定データを、処理対象とする電流信号６２としてノイズ除去処理を行う。

【0053】

（周囲信号取得部）
図３に示すように、周囲信号取得部１０２は、測定対象１２のコイルの周囲ノイズを示す周囲信号６４（Ｎ１）を取得する（図６参照）。周囲信号６４を取得する方法としては、一例として、第二測定部４４から送られた測定結果を取得する方法、及び記憶部４６から第二測定部４４の測定結果を取得する方法が挙げられる。

【0054】

本実施形態では、周囲信号取得部１０２が記憶部４６から第二測定部４４の測定結果を、処理対象とする周囲信号６４として取得する場合を例に挙げて説明する。

【0055】

周囲信号取得部１０２は、測定対象１２のコイルにインパルス信号６０を印加する前の周囲信号６４（Ｎ１）を取得し、インパルス信号６０を印加する前の周囲信号６４（Ｎ１）を用いてノイズ除去処理を行う。

【0056】

図６に示すように、周囲信号取得部１０２は、記憶部４６に記憶された第二測定部４４の測定結果のうちのトリガ前データを得る。また、周囲信号取得部１０２は、トリガ前データのうち値が一定の範囲内に収まる期間１１６（図５参照）の安定データを、処理対象とする周囲信号６４としてノイズ除去処理を行う。

【0057】

ここで、電流信号取得部１００及び周囲信号取得部１０２において、トリガ前データとして取得するデータの数は、除去したいノイズ成分の周波数帯の下限周波数の一周期分をカバーできる数とする。

【0058】

（レベル調整部）
図３に示すように、レベル調整部１０４は、電流信号６２に含まれるノイズ成分のレベルと周囲信号６４のレベルとが同等となるように電流信号６２及び周囲信号６４の少なくとも一方のレベルを調整する。

【0059】

[取除部]
レベル調整部１０４が有する取除部１１２は、周囲信号６４から直流成分を取り除く。

【0060】

具体的に説明すると、取除部１１２は、周囲信号６４から当該周囲信号６４の平均値を減算して周囲信号６４から直流成分を取り除く。

【0061】

例えば、周囲信号６４をＮ１とし、周囲信号６４の平均値をＮａｖとし、周囲信号６４（Ｎ１）から当該周囲信号６４（Ｎ１）の直流成分を示す平均値Ｎａｖを取り除いた周囲信号６４をＮ２とすると、Ｎ２は式１で示される。

【0062】

Ｎ２＝Ｎ１－Ｎａｖ ・・・ （式１）

【0063】

図７は、図６に対応する図であり、周囲信号６４から直流成分を取り除いた状態を示す図である。

【0064】

図７に示すように、周囲信号６４は直流成分が取り除かれ、周囲信号６４の波形の振幅中心と、電流信号６２に含まれるノイズ成分の波形の振幅中心とが合わせられる。

【0065】

[振幅調整部]
図３に示すように、レベル調整部１０４が有する振幅調整部１１４は、直流成分が取り除かれた周囲信号６４（Ｎ２）の振幅が、電流信号６２に含まれるノイズ成分の振幅と同等となるように調整する（図７参照）。

【0066】

振幅調整部１１４は、電流信号６２に含まれるノイズ成分の標準偏差と周囲信号６４の標準偏差との比率に基づいて、周囲信号６４（Ｎ２）の振幅の大きさを調整する（図７参照）。

【0067】

例えば、直流成分を取り除いた周囲信号６４をＮ２とし、電流信号６２の標準偏差をＩσとし、周囲信号６４の標準偏差をＮσとし、振幅の大きさが調整された周囲信号６４をＮ３とすると、Ｎ３は式２で示される。

【0068】

Ｎ３＝Ｎ２×（Ｉσ／Ｎσ） ・・・ （式２）

【0069】

図８は、図６に対応する図であり、周囲信号６４（Ｎ３）の波形の振幅が電流信号６２に含まれるノイズ成分の波形の振幅と同等となるように調整した状態を示す図である。

【0070】

図８に示すように、振幅の大きさを調整した周囲信号６４（Ｎ３）の波形の上側の上ピーク値と、電流信号６２に含まれるノイズ成分の波形の上側の上ピーク値とが合わせられる。また、振幅の大きさを調整した周囲信号６４（Ｎ３）の波形の下側の下ピーク値と、電流信号６２に含まれるノイズ成分の波形の下側の下ピーク値とが合わせられる。

【0071】

（位相調整部）
図３に示すように、位相調整部１０６は、レベル調整部１０４によってレベルが調整された状態において、電流信号６２のノイズ成分と周囲信号６４（Ｎ３）の差分が小さくなるように電流信号６２及び周囲信号６４（Ｎ３）の少なくとも一方の位相を調整する。

【0072】

具体的に説明すると、位相調整部１０６は、電流信号６２及び周囲信号６４（Ｎ３）のどちらか一方の位相をずらしながら、電流信号６２と周囲信号６４（Ｎ３）との差分が最も小さくなるときの位相のズレ量を取得する。そして、位相調整部１０６は、取得したズレ量に応じて少なくとも一方の位相を調整する。

【0073】

本実施形態において、位相調整部１０６は、次に示す式３を用いて、位相のズレ量を取得する。なお、前述した安定データにおいて、電流信号６２及び周囲信号６４（Ｎ３）のサンプリングポイントは、０からｎまでとする。

【0074】

【数1】

【0075】

式３において、ｉは、安定データにおいて電流信号６２及び周囲信号６４（Ｎ３）の大きさを取得したサンプリングポイントを示す。Ａは、電流信号６２の各サンプリングポイントの値を示す。Ｂは、振幅の大きさを調整した周囲信号６４（Ｎ３）の各サンプリングポイントの値を示す。ｔの範囲は、－１０≦ｔ≦１０とする。

【0076】

ｔの範囲として示した、－１０≦ｔ≦１０は、一例であり、このｔの範囲は、この範囲に限定されるものではない。例えば、電流信号６２と周囲信号６４（Ｎ３）とにおいて、位相のずれる範囲が大きいと予想される場合には、ｔの範囲を、広げてもよい。

【0077】

この式３では、ｉが示す１０からｎ－１０までの各サンプリングポイントにおいて、電流信号６２の値から振幅の大きさを調整した周囲信号６４（Ｎ３）の値を減算した値の絶対値を取得し、各絶対値を順次加えて合計値Ｓを算出する。

【0078】

位相調整部１０６は、この合計値Ｓの計算を、ｔ＝－１０からｔ＝１０の範囲で行い、各合計値Ｓｔのうち合計値Ｓが最も小さな値となるｔを位相差とする。そして、位相調整部１０６は、この位相差ｔ分、振幅の大きさを調整した周囲信号６４（Ｎ３）におけるサンプリングポイントをずらして、位相調整された周囲信号６４（Ｎ４）を得る。

【0079】

図９は、図６に対応する図であり、電流信号６２の波形と周囲信号６４（Ｎ４）の波形との位相の差が小さくなるように調整した状態を示す図である。

【0080】

図９に示すように、位相調整された周囲信号６４（Ｎ４）の波形は、電流信号６２の波形に重なる。

【0081】

なお、式３では、ｉが示す１０からｎ－１０までの各サンプリングポイントにおいて合計値Ｓを算出したが、本実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、合計値Ｓを算出するサンプリングポイントの数は、除去したいノイズ成分の周波数帯において、周波数帯域の下限周波数の一周期分を十分にカバーできる数とすればよい。

【0082】

また、本実施形態では、式３を用いて位相のズレ量を取得する場合を例に挙げて説明したが、本実施形態は、これに限定されるものではない。

【0083】

例えば、位相調整部１０６は、次に示す式４の相互相関関数を用いて位相のズレ量を取得してもよい。

【0084】

【数2】

【0085】

また、位相調整された周囲信号６４（Ｎ４）の波形のピーク位置と、電流信号６２の波形のピーク位置とが一致するように、位相調整された周囲信号６４（Ｎ４）の波形又は電流信号６２の波形の位相をずらして、位相調整を行ってもよい。

【0086】

（除去部）
図３に示すように、除去部１０８は、位相調整部１０６により少なくとも一方の位相が調整された状態において、電流信号６２から周囲信号６４（Ｎ４）を減じることにより、電流信号６２からノイズ成分を除去する。

【0087】

具体的に説明すると、除去部１０８は、電流信号６２から位相調整された周囲信号６４（Ｎ４）を減算する。

【0088】

図１０は、図６に対応する図であり、電流信号６２から周囲信号６４（Ｎ４）を減じた状態を示す図である。

【0089】

図１０に示すように、第一測定部４２で取得した電流信号６２から周囲信号６４（Ｎ４）が示す周囲ノイズを除去して、部分放電を検出する為の検出用信号１２０を取得する。

【0090】

このノイズ成分の除去は、電流信号６２のトリガ後データに対しても行う。これにより、後述する部分放電の検出を容易とする。

【0091】

（判定部）
図３に示すように、判定部１１０は、検出用信号１２０に基づいて部分放電が検出されたか否かを判定する。

【0092】

具体的に説明すると、判定部１１０は、検出用信号１２０の波形に部分放電を示す波形が含まれているか否かを判定する。

【0093】

具体的に説明すると、判定部１１０は、ノイズ成分が除かれた検出用信号１２０をハイパスフィルタ（ＨＰＦ）に通す。そして、判定部１１０は、ハイパスフィルタを通過した信号の波形について、予め設定されたスレッショルドレベルを適用し、このスレッショルドレベル以上の波形が存在するか否かによって部分放電波形の有無を判定する。

【0094】

図１１は、電流信号６２の波形とノイズが除去された検出用信号１２０の波形とを示す図であり、検出用信号１２０の波形を電流信号６２の波形よりも全体的に下方へずらした状態を示す図である。なお、図１１中、括弧内の数値は、検出用信号１２０の値を示す。

【0095】

図１１に示すように、ノイズ成分が除かれた検出用信号１２０の波形に周期の短い部分放電波形１２２が含まれるか否かによって部分放電の有無を判定することができる。

【0096】

そして、判定部１１０は、部分放電の有無に応じて測定対象１２の合否を定める。

【0097】

本実施形態において、部分放電検出装置１０の各部の機能は、プロセッサ４０が記憶部４６から読み出したプログラムを実行することで実現される。

【0098】

（動作説明）
次に、部分放電検出装置１０の動作を、プロセッサ４０が実行する処理手順に従って説明する。

【0099】

図１２は、一実施形態に係る部分放電検出処理の動作の一例を示すフローチャートである。図１３は、一実施形態に係るノイズ除去処理の一例を示すフローチャートである。

【0100】

図１２に示すように、部分放電検出装置１０のプロセッサ４０が部分放電検出処理を実行すると、プロセッサ４０は、ノイズ除去処理を実行する（ステップＳ１）。このノイズ除去処理によってノイズ除去方法が実施される。

【0101】

図１３に示すように、ノイズ除去処理において、プロセッサ４０は、記憶部４６に記憶された記憶データから第一測定部４２の測定結果を得ることによって電流信号６２を取得する。また、プロセッサ４０は、記憶部４６に記憶された記憶データから第二測定部４４の測定結果を得ることによって周囲信号６４を取得する（ステップＳＢ１）。

【0102】

そして、プロセッサ４０は、取得した電流信号６２及び周囲信号６４からトリガ前データを抽出する（ステップＳＢ２）。

【0103】

次に、プロセッサ４０は、トリガ前データを用いて周囲信号６４から直流成分を取り除く（ステップＳＢ３）。

【0104】

具体的に説明すると、プロセッサ４０は、周囲信号６４（Ｎ１）から当該周囲信号６４（Ｎ１）の平均値を減算することで、周囲信号６４（Ｎ１）から直流成分が取り除かれた周囲信号６４（Ｎ２）を取得する（図６及び図７）。

【0105】

そして、プロセッサ４０は、周囲信号６４（Ｎ２）の波形の振幅中心と、電流信号６２に含まれるノイズ成分の波形の振幅中心とを合わせる（図７参照）。

【0106】

また、プロセッサ４０は、直流成分が取り除かれた周囲信号６４（Ｎ２）の振幅が電流信号６２に含まれるノイズ成分の振幅と同等となるように、周囲信号６４（Ｎ２）の振幅幅を調整する（ステップＳＢ４）。

【0107】

具体的に説明すると、プロセッサ４０は、電流信号６２の標準偏差（Ｉσ）を周囲信号６４の標準偏差（Ｎσ）で除算して除算値を求める。そして、プロセッサ４０は、この除算値を、直流成分が取り除かれた周囲信号６４（Ｎ２）に乗算し、振幅の大きさを調整した周囲信号６４（Ｎ３）を取得する（図８参照）。

【0108】

なお、本実施形態では、周囲信号６４から直流成分を取り除く処理（ステップＳＢ３）と、周囲信号６４（Ｎ２）の振幅幅を調整する処理（ステップＳＢ４）とを分けて実施したが、本実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、直流成分を取り除く処理と、周囲信号６４（Ｎ２）の振幅幅を調整する処理とを、一ステップで行ってもよい。

【0109】

次に、プロセッサ４０は、振幅の大きさを調整した周囲信号６４（Ｎ３）の波形の上側の上ピーク値と、電流信号６２に含まれるノイズ成分の波形の上側の上ピーク値とを合わせる。また、プロセッサ４０は、振幅の大きさを調整した周囲信号６４（Ｎ３）の波形の下側の下ピーク値と、電流信号６２に含まれるノイズ成分の波形の下側の下ピーク値とを合わせる（図８参照）。

【0110】

そして、プロセッサ４０は、電流信号６２に含まれるノイズ成分と振幅の大きさを調整した周囲信号６４（Ｎ３）との差分が小さくなるように電流信号６２及び周囲信号６４（Ｎ３）の少なくとも一方の位相を調整する（ステップＳＢ５）。

【0111】

具体的に説明すると、プロセッサ４０は、前述した式３を用いることで、電流信号６２に対して周囲信号６４（Ｎ３）の位相をずらしながら、電流信号６２に含まれるノイズ成分と周囲信号６４（Ｎ３）との差分が最も小さくなるときの位相のズレ量を取得する。そして、プロセッサ４０は、取得したズレ量に応じて周囲信号６４（Ｎ３）の位相を調整する。

【0112】

より具体的に説明すると、プロセッサ４０は、前述した式３において、ｉが示す１０からｎ－１０の各サンプリングポイントにおいて、電流信号６２の値から振幅の大きさを調整した周囲信号６４（Ｎ３）の値を減算した値の絶対値を取得する。そして、プロセッサ４０は、取得した各絶対値を順次加算して合計値Ｓを算出する。

【0113】

また、プロセッサ４０は、この合計値Ｓの計算を、ｔ＝－１０からｔ＝１０までの範囲で行い、各合計値Ｓｔのうち合計値Ｓが最も小さな値となるｔを位相差とする。そして、プロセッサ４０は、この位相差t分、振幅の大きさを調整した周囲信号６４（Ｎ３）における各サンプリングポイントをずらして、位相調整された周囲信号６４（Ｎ４）を得る（図９参照）。

【0114】

次に、プロセッサ４０は、位相調整された周囲信号６４（Ｎ４）の波形が電流信号６２の波形に重なるようにする（図９参照）。

【0115】

そして、プロセッサ４０は、電流信号６２から位相調整された周囲信号６４（Ｎ４）を減算することにより、電流信号６２からノイズ成分を除去する。このノイズ成分の除去は、電流信号６２のトリガ後データに対しても行う。

【0116】

これにより、第一測定部４２で取得した電流信号６２から周囲信号６４（Ｎ４）が示す周囲ノイズを除去して（図１０参照）、部分放電を検出する為の検出用信号１２０を取得する（ステップＳＢ６）。

【0117】

図１２に示すように、プロセッサ４０は、部分放電処理へ戻るとともに、検出用信号１２０に基づいて部分放電が検出されたか否かを判断する（ステップＳ２）。

【0118】

具体的に説明すると、プロセッサ４０は、検出用信号１２０の波形に部分放電を示す部分放電波形１２２が含まれているか否かを判断する（図１１参照）。

【0119】

ここで、部分放電波形１２２は、周期が短い。このため、プロセッサ４０は、ノイズ成分が除かれた検出用信号１２０が示す波形に短い周期の波形が含まれるか否かによって部分放電の有無を判定する。

【0120】

例えば、検出用信号１２０に短い周期のノイズ成分が含まれる場合、このノイズ成分を、ハイパスフィルタによって取り出すことができる。このハイパスフィルタを用いた処理を例に挙げて、ステップＳ２の判断を説明する。

【0121】

ステップＳ２において、プロセッサ４０は、ハイパスフィルタを通過する信号が検出できないか判断する。

【0122】

このステップＳ２の判断において、プロセッサ４０は、ハイパスフィルタを通過する信号を検出できない場合、部分放電が無いと判断する。部分放電が無いと判断した場合、プロセッサ４０は、例えば記憶部４６に確保された合格フラグをセットすることで測定対象１２が合格であることを示して（ステップＳ３）、部分放電検出処理を終了する。

【0123】

一方、ステップＳ２の判断において、プロセッサ４０は、ハイパスフィルタを通過する信号を検出した場合、部分放電が有ると判断する。部分放電が有ると判断した場合、プロセッサ４０は、例えば記憶部４６に確保された合格フラグをクリアすることで、測定対象１２が不合格であることを示し（ステップＳ４）、部分放電検出処理を終了する。

【0124】

なお、本実施形態では、合格フラグのセット／リセットによって検査対象の合否を示したが、本実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、プロセッサは、表示部に合否を表示したり、報知部から合否を音声で報知したりしてもよい。

【0125】

（作用及び効果）
次に、本実施形態による作用効果について説明する。

【0126】

本実施形態における部分放電検出装置１０は、コイルに生ずる部分放電を検出する部分放電検出装置１０である。部分放電検出装置１０は、コイルに流れる電流を示す電流信号６２を取得する電流信号取得部１００と、コイルの周囲ノイズを示す周囲信号６４を取得する周囲信号取得部１０２とを含む。部分放電検出装置１０は、電流信号６２に含まれるノイズ成分のレベルと周囲信号６４のレベルとが同等となるように電流信号６２及び周囲信号６４の少なくとも一方のレベルを調整するレベル調整部１０４を含む。部分放電検出装置１０は、レベル調整部１０４により少なくとも一方のレベルが調整された状態においてノイズ成分と周囲信号６４との差分が小さくなるように電流信号６２及び周囲信号６４の少なくとも一方の位相を調整する位相調整部１０６を含む。部分放電検出装置１０は、位相調整部１０６により少なくとも一方の位相が調整された状態において電流信号６２から周囲信号６４を減じることにより、電流信号６２からノイズ成分を除去する除去部１０８を含む。

【0127】

本実施形態におけるノイズ除去方法は、コイルに生ずる部分放電を検出するためのノイズ除去方法である。ノイズ除去方法は、コイルに流れる電流を示す電流信号６２を取得し、コイルの周囲ノイズを示す周囲信号６４を取得する。ノイズ除去方法は、電流信号６２に含まれるノイズ成分のレベルと周囲信号６４のレベルとが同等となるように電流信号６２及び周囲信号６４の少なくとも一方のレベルを調整する。ノイズ除去方法は、少なくとも一方のレベルが調整された状態においてノイズ成分と周囲信号６４の差分が小さくなるようにノイズ成分と周囲信号６４の少なくとも一方の位相を調整する。ノイズ除去方法は、少なくとも一方の位相が調整された状態において電流信号６２から周囲信号６４を減じることにより、電流信号６２からノイズ成分を除去する。

【0128】

これらの構成によれば、コイルに流れる電流を示す電流信号６２に含まれるノイズ成分のレベルとコイルの周囲ノイズを示す周囲信号６４とのレベルが同等になるようにレベル調整した後、前記ノイズ成分と前記周囲信号６４との差分が小さくなるように位相調整し、電流信号６２から周囲信号６４を減じることで電流信号６２からノイズ成分を除去することができる。

【0129】

このため、電流信号６２に含まれるノイズをフィルタによって一律に除去する場合と比較して、電流信号６２に含まれた部分放電波形が小さい場合であっても、部分放電波形の検出が可能となる。

【0130】

これにより、部分放電波形の検出精度を向上するために、部分放電波形の特徴量データを蓄積して統計データを予め形成しなければならない場合と比較して、統計データを形成する為の事前処理が不要となり、利便性が向上する。

【0131】

また、本実施形態における部分放電検出装置１０において、レベル調整部１０４は、周囲信号６４から直流成分を取り除く取除部１１２を有する。レベル調整部１０４は、取除部１１２により直流成分が取り除かれた周囲信号６４の振幅が、電流信号６２に含まれるノイズ成分の振幅と同等となるように調整する振幅調整部１１４を有する。

【0132】

本実施形態におけるノイズ除去方法において、レベルを調整する際には、周囲信号から直流成分を取り除き、直流成分が取り除かれた周囲信号６４の振幅が、電流信号６２に含まれるノイズ成分の振幅と同等となるように調整する。

【0133】

これらの構成によれば、周囲信号６４から直流成分を取り除くことによって、交流として現れるノイズ成分が抽出される。

【0134】

そして、直流成分が取り除かれた周囲信号６４の振幅が、電流信号６２に含まれるノイズ成分の振幅と同等となるように調整することで、周囲信号６４が示す周囲ノイズと電流信号６２に含まれるノイズ成分との大きさを合わせることができる。

【0135】

また、部分放電検出装置１０は、周囲信号６４から直流成分を取り除くとともに、周囲信号６４の振幅を調整する。このため、部分放電に起因した部分放電波形１２２が重畳される電流信号６２を調整対象とする場合と比較して、部分放電の検出精度に与える影響を抑制することができる。

【0136】

また、本実施形態における部分放電検出装置１０において、取除部１１２は、周囲信号６４から当該周囲信号６４の平均値を減算して周囲信号６４から直流成分を取り除く。振幅調整部１１４は、電流信号６２に含まれるノイズ成分の標準偏差と周囲信号６４の標準偏差との比率に基づいて、周囲信号６４の振幅の大きさを調整する。

【0137】

本実施形態におけるノイズ除去方法において、周囲信号６４から直流成分を取り除く際には、周囲信号６４から当該周囲信号６４の平均値を減算して周囲信号６４から直流成分を取り除く。また、周囲信号６４の振幅が電流信号６２に含まれるノイズ成分の振幅と同等となるように調整する際には、電流信号６２に含まれるノイズ成分の標準偏差と周囲信号６４の標準偏差との比率に基づいて周囲信号６４の振幅の大きさを調整する。

【0138】

これらの構成によれば、周囲信号６４から当該周囲信号６４の平均値を減算することで、周囲信号６４から直流成分が取り除かれる。そして、周囲信号６４の振幅の大きさは、電流信号６２に含まれるノイズ成分の標準偏差と周囲信号６４の標準偏差との比率に基づいて調整される。

【0139】

これにより、電流信号６２に含まれるノイズ成分と周囲信号６４とのレベル調整を演算によって行うことができる。

【0140】

また、本実施形態における部分放電検出装置１０において、位相調整部１０６は、電流信号６２及び周囲信号６４のどちらか一方の位相をずらしながら差分が最も小さくなるときの位相のズレ量を取得し、取得したズレ量に応じて少なくとも一方の位相を調整する。

【0141】

本実施形態におけるノイズ除去方法において、位相を調整する際には、電流信号６２及び周囲信号６４のどちらか一方の位相をずらしながら差分が最も小さくなるときの位相のズレ量を取得し、取得したズレ量に応じて少なくとも一方の位相を調整する。

【0142】

これらの構成によれば、電流信号６２及び周囲信号６４のどちらか一方の位相をずらしながら、ノイズ成分と周囲信号６４との差分が最も小さくなるときの位相のズレ量を取得する。そして、このズレ量に応じて少なくとも一方の位相を調整することによって、電流信号６２に含まれるノイズ成分のレベルと周囲信号６４のレベルとが同等となるように調整することができる。

【0143】

また、本実施形態における部分放電検出装置１０において、周囲信号取得部１０２は、コイルにインパルス信号６０を印加する前に周囲信号６４を取得する。

【0144】

本実施形態におけるノイズ除去方法において、周囲信号６４を取得する際には、コイルにインパルス信号６０を印加する前に周囲信号６４を取得する。

【0145】

これらの構成によれば、コイルの周囲ノイズを示す周囲信号６４は、コイルにインパルス信号６０を印加する前に取得される。このため、インパルス信号６０の影響を受けない周囲信号６４に基づいて、電流信号６２又は周囲信号６４のレベル調整、位相調整、並びに電流信号からのノイズ成分の除去を行うことができる。

【0146】

これにより、インパルス信号６０の影響を受けた周囲信号６４を用いてノイズ成分を除去する場合と比較して、除去結果に与えるインパルス信号６０の影響を排除することができる。

【0147】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【符号の説明】

【0148】

１０ 部分放電検出装置
４０ プロセッサ
４２ 第一測定部
４４ 第二測定部
４６ 記憶部
６０ インパルス信号
６２ 電流信号
６４ 周囲信号
１００ 電流信号取得部
１０２ 周囲信号取得部
１０４ レベル調整部
１０６ 位相調整部
１０８ 除去部
１１２ 取除部
１１４ 振幅調整部
１２０ 検出用信号
１２２ 部分放電波形

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】