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(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】P2024116438
(43)【公開日】2024-08-28
(54)【発明の名称】部分放電検出装置および部分放電検出方法
(51)【国際特許分類】
G01R 31/12 20200101AFI20240821BHJP
【ＦＩ】
G01R31/12 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023022056
(22)【出願日】2023-02-16
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 集会名 ２０２２年ＣＩＧＲＥパリ大会 Ｂ１委員会グループディスカッションミーティング 開催日 令和４年８月３１日 ウェブサイトのアドレス ｈｔｔｐｓ：／／ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎｓ．ｃｉｇｒｅ．ｏｒｇ／ ｈｔｔｐｓ：／／ｅ－ｃｉｇｒｅ．ｏｒｇ／ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ／ｓｅｓｓｉｏｎ２０２２ｂ１－ｓｅｓｓｉｏｎ－２０２２－ｓｃ－ｂ１－ｐａｃｋａｇｅ ウェブサイトの掲載日 令和４年８月３１日 集会名 ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｂｉｇ Ｄａｔａ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ＢＴＳＤ，２０２２ 開催日 令和４年１２月１７日 ウェブサイトのアドレス ｈｔｔｐｓ：／／ｉｅｅｅｘｐｌｏｒｅ．ｉｅｅｅ．ｏｒｇ／ｄｏｃｕｍｅｎｔ／１００２０６７３ ウェブサイトの掲載日 令和５年１月２６日
(71)【出願人】
【識別番号】000002130
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000003687
【氏名又は名称】東京電力ホールディングス株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】504176911
【氏名又は名称】国立大学法人大阪大学
(74)【代理人】
【識別番号】110000682
【氏名又は名称】弁理士法人ワンディ－ＩＰパ－トナ－ズ
(72)【発明者】
【氏名】下口 剛史
(72)【発明者】
【氏名】後藤 哲生
(72)【発明者】
【氏名】横山 大
(72)【発明者】
【氏名】森村 皓之
(72)【発明者】
【氏名】岩崎 公裕
(72)【発明者】
【氏名】池田 裕介
(72)【発明者】
【氏名】栗原 正樹
(72)【発明者】
【氏名】青木 望
(72)【発明者】
【氏名】田邉 昭博
(72)【発明者】
【氏名】櫻井 保志
(72)【発明者】
【氏名】櫻井（松原） 靖子
【テーマコード（参考）】
2G015
【Ｆターム（参考）】
2G015AA27
2G015BA04
2G015CA01
(57)【要約】
【課題】簡易な処理および構成でケーブルにおける部分放電を検出する。
【解決手段】部分放電検出装置は、遮蔽層を通して流れる電流の位相と電荷量との対応関係を示す１または複数の参照データを取得する取得部と、前記遮蔽層を通して流れる電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部により検出された電流の位相と電荷量との対応関係を示す検出データを生成する生成部と、前記取得部により取得された前記参照データに乗ずる係数値であって、前記参照データに乗じて前記検出データに近似する再現データを生成するための前記係数値を算出する算出部と、前記算出部により算出された前記係数値に基づいて、前記部分放電を検出する検出処理を行う検出部とを備える。
【選択図】図１１
【解決手段】部分放電検出装置は、遮蔽層を通して流れる電流の位相と電荷量との対応関係を示す１または複数の参照データを取得する取得部と、前記遮蔽層を通して流れる電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部により検出された電流の位相と電荷量との対応関係を示す検出データを生成する生成部と、前記取得部により取得された前記参照データに乗ずる係数値であって、前記参照データに乗じて前記検出データに近似する再現データを生成するための前記係数値を算出する算出部と、前記算出部により算出された前記係数値に基づいて、前記部分放電を検出する検出処理を行う検出部とを備える。
【選択図】図１１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
商用交流電力を伝送する線状の導体と、前記導体の周囲を覆う絶縁層と、前記絶縁層の周囲を覆う導体である遮蔽層とを有するケーブルにおける部分放電を検出する部分放電検出装置であって、
前記遮蔽層を通して流れる電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、前記遮蔽層を通して流れる電流の電荷量との対応関係を示す１または複数の参照データを取得する取得部と、
前記遮蔽層を通して流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部により検出された電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、前記電流検出部により検出された電流の電荷量との対応関係を示す検出データを生成する生成部と、
前記取得部により取得された前記参照データに乗ずる係数値であって、前記参照データに乗じて前記検出データに近似する再現データを生成するための前記係数値を算出する算出部と、
前記算出部により算出された前記係数値に基づいて、前記部分放電を検出する検出処理を行う検出部とを備える、部分放電検出装置。
前記遮蔽層を通して流れる電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、前記遮蔽層を通して流れる電流の電荷量との対応関係を示す１または複数の参照データを取得する取得部と、
前記遮蔽層を通して流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部により検出された電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、前記電流検出部により検出された電流の電荷量との対応関係を示す検出データを生成する生成部と、
前記取得部により取得された前記参照データに乗ずる係数値であって、前記参照データに乗じて前記検出データに近似する再現データを生成するための前記係数値を算出する算出部と、
前記算出部により算出された前記係数値に基づいて、前記部分放電を検出する検出処理を行う検出部とを備える、部分放電検出装置。
【請求項2】
前記検出部は、前記算出部により算出された前記係数値および前記参照データを用いて生成される前記再現データと、前記検出データとの乖離度を示す値が所定値未満である場合、前記係数値に基づいて前記部分放電を検出し、
前記検出部は、前記乖離度を示す値が前記所定値以上である場合、前記検出データにおける前記電荷量の周期性を判定し、判定結果に基づいて前記部分放電を検出する、請求項１に記載の部分放電検出装置。
前記検出部は、前記乖離度を示す値が前記所定値以上である場合、前記検出データにおける前記電荷量の周期性を判定し、判定結果に基づいて前記部分放電を検出する、請求項１に記載の部分放電検出装置。
【請求項3】
前記取得部は、前記参照データを記憶する記憶部から前記参照データを取得し、
前記部分放電検出装置は、さらに、
前記乖離度を示す値が前記所定値以上である場合、新たな前記参照データを前記記憶部に保存する参照データ処理部を備える、請求項２に記載の部分放電検出装置。
前記部分放電検出装置は、さらに、
前記乖離度を示す値が前記所定値以上である場合、新たな前記参照データを前記記憶部に保存する参照データ処理部を備える、請求項２に記載の部分放電検出装置。
【請求項4】
前記取得部は、前記記憶部から前記複数の参照データを取得し、
前記算出部は、前記複数の参照データにそれぞれ対応する複数の前記係数値を算出し、
前記参照データ処理部は、前記複数の参照データのうちの少なくともいずれか１つの前記参照データに対応する前記係数値が所定条件を満たす場合、前記所定条件を満たす前記係数値に対応する前記参照データを前記記憶部から消去する、請求項３に記載の部分放電検出装置。
前記算出部は、前記複数の参照データにそれぞれ対応する複数の前記係数値を算出し、
前記参照データ処理部は、前記複数の参照データのうちの少なくともいずれか１つの前記参照データに対応する前記係数値が所定条件を満たす場合、前記所定条件を満たす前記係数値に対応する前記参照データを前記記憶部から消去する、請求項３に記載の部分放電検出装置。
【請求項5】
前記部分放電検出装置は、さらに、
ＮＭＦ（Ｎｏｎ－ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ Ｆａｃｔｏｒｉｚａｔｉｏｎ）に従って、前記参照データを算出する参照データ算出部を備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の部分放電検出装置。
ＮＭＦ（Ｎｏｎ－ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ Ｆａｃｔｏｒｉｚａｔｉｏｎ）に従って、前記参照データを算出する参照データ算出部を備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の部分放電検出装置。
【請求項6】
前記検出部は、前記検出処理において、前記係数値と所定の閾値との比較結果に基づいて、前記部分放電を検出する、請求項５に記載の部分放電検出装置。
【請求項7】
前記所定の閾値は、前記参照データ算出部により前記参照データが算出された際の、前記参照データに乗じる係数値の最小値に基づいて設定される、請求項６に記載の部分放電検出装置。
【請求項8】
前記部分放電検出装置は、さらに、
前記算出部により算出された前記係数値を表示する処理を行う表示処理部を備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の部分放電検出装置。
前記算出部により算出された前記係数値を表示する処理を行う表示処理部を備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の部分放電検出装置。
【請求項9】
前記取得部は、複数の前記参照データを取得し、
前記算出部は、前記複数の参照データにそれぞれ対応する複数の前記係数値を算出し、
前記表示処理部は、前記参照データごとに前記係数値を表示する処理を行う、請求項８に記載の部分放電検出装置。
前記算出部は、前記複数の参照データにそれぞれ対応する複数の前記係数値を算出し、
前記表示処理部は、前記参照データごとに前記係数値を表示する処理を行う、請求項８に記載の部分放電検出装置。
【請求項10】
前記取得部は、前記電流検出部による電流の検出位置とは異なる他の検出位置において検出された電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、前記他の検出位置において検出された電流の電荷量との対応関係を示す前記参照データを取得する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の部分放電検出装置。
【請求項11】
前記部分放電検出装置は、さらに、
前記検出データにおける背景ノイズを除去する前処理を行うノイズ除去部を備え、
前記算出部は、前記ノイズ除去部による前記前処理後の前記検出データを用いて前記係数値を算出する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の部分放電検出装置。
前記検出データにおける背景ノイズを除去する前処理を行うノイズ除去部を備え、
前記算出部は、前記ノイズ除去部による前記前処理後の前記検出データを用いて前記係数値を算出する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の部分放電検出装置。
【請求項12】
前記部分放電検出装置は、さらに、
発生要因が既知の部分放電が発生したときの、前記遮蔽層を通して流れる電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、前記遮蔽層を通して流れる電流の電荷量との対応関係を示す要因検証用データ、および前記検出データに基づいて、前記部分放電の発生要因を分析する分析部を備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の部分放電検出装置。
発生要因が既知の部分放電が発生したときの、前記遮蔽層を通して流れる電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、前記遮蔽層を通して流れる電流の電荷量との対応関係を示す要因検証用データ、および前記検出データに基づいて、前記部分放電の発生要因を分析する分析部を備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の部分放電検出装置。
【請求項13】
商用交流電力を伝送する線状の導体と、前記導体の周囲を覆う絶縁層と、前記絶縁層の周囲を覆う導体である遮蔽層とを有するケーブルにおける部分放電を検出する部分放電検出装置における部分放電検出であって、
前記遮蔽層を通して流れる電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、前記遮蔽層を通して流れる電流の電荷量との対応関係を示す１または複数の参照データを取得するステップと、
前記遮蔽層を通して流れる電流を検出するステップと、
検出した電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、検出した電流の電荷量との対応関係を示す検出データを生成するステップと、
取得した前記参照データに乗ずる係数値であって、前記参照データに乗じて前記検出データに近似する再現データを生成するための前記係数値を算出するステップと、
算出した前記係数値に基づいて、前記部分放電を検出する検出処理を行うステップとを含む、部分放電検出方法。
前記遮蔽層を通して流れる電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、前記遮蔽層を通して流れる電流の電荷量との対応関係を示す１または複数の参照データを取得するステップと、
前記遮蔽層を通して流れる電流を検出するステップと、
検出した電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、検出した電流の電荷量との対応関係を示す検出データを生成するステップと、
取得した前記参照データに乗ずる係数値であって、前記参照データに乗じて前記検出データに近似する再現データを生成するための前記係数値を算出するステップと、
算出した前記係数値に基づいて、前記部分放電を検出する検出処理を行うステップとを含む、部分放電検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、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】
従来、地中ケーブルにおける部分放電を検出し、部分放電の検出結果に基づいて絶縁層の劣化を早期に発見する技術が提案されている。
【0003】
たとえば、特許文献１（特開平１０－７８４７１号公報）には、以下のような部分放電測定方法が開示されている。すなわち、部分放電測定方法は、電力ケーブルの部分放電を測定する方法において、測定された信号の発生位相角度φと放電電荷量の大きさｑを、課電位相サイクルｔ毎に時系列的に羅列させたφ－ｑ－ｔパターンを作成し、予め部分放電信号のφ－ｑ－ｔパターンを学習させたニューラルネットワークに上記測定信号より得たφ－ｑ－ｔパターンを入力し、部分放電信号の有無を判断させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平１０－７８４７１号公報
【特許文献2】国際公開第２０２０／１６１９６６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に記載の技術を超えて、簡易な処理および構成でケーブルにおける部分放電を検出することが可能な技術が望まれる。
【0006】
本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、簡易な処理および構成でケーブルにおける部分放電を検出することが可能な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である。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の部分放電検出装置は、商用交流電力を伝送する線状の導体と、前記導体の周囲を覆う絶縁層と、前記絶縁層の周囲を覆う導体である遮蔽層とを有するケーブルにおける部分放電を検出する部分放電検出装置であって、前記遮蔽層を通して流れる電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、前記遮蔽層を通して流れる電流の電荷量との対応関係を示す１または複数の参照データを取得する取得部と、前記遮蔽層を通して流れる電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部により検出された電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、前記電流検出部により検出された電流の電荷量との対応関係を示す検出データを生成する生成部と、前記取得部により取得された前記参照データに乗ずる係数値であって、前記参照データに乗じて前記検出データに近似する再現データを生成するための前記係数値を算出する算出部と、前記算出部により算出された前記係数値に基づいて、前記部分放電を検出する検出処理を行う検出部とを備える。
【0008】
本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える部分放電検出装置として実現され得るだけでなく、かかる特徴的な処理のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現され得る。また、本開示の一態様は、部分放電検出装置の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現され得たり、部分放電検出装置を含む検出システムとして実現され得る。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、簡易な処理および構成でケーブルにおける部分放電を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
【0012】
（１）本開示の実施の形態に係る部分放電装置は、商用交流電力を伝送する線状の導体と、前記導体の周囲を覆う絶縁層と、前記絶縁層の周囲を覆う導体である遮蔽層とを有するケーブルにおける部分放電を検出する部分放電検出装置であって、前記遮蔽層を通して流れる電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、前記遮蔽層を通して流れる電流の電荷量との対応関係を示す１または複数の参照データを取得する取得部と、前記遮蔽層を通して流れる電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部により検出された電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、前記電流検出部により検出された電流の電荷量との対応関係を示す検出データを生成する生成部と、前記取得部により取得された前記参照データに乗ずる係数値であって、前記参照データに乗じて前記検出データに近似する再現データを生成するための前記係数値を算出する算出部と、前記算出部により算出された前記係数値に基づいて、前記部分放電を検出する検出処理を行う検出部とを備える。
【0013】
このように、参照データに乗じて検出データに近似する再現データを生成するための係数値を算出し、算出した係数値に基づいて検出処理を行う構成により、部分放電が発生したときの多数の検出データのパターンを予め学習することなく、生成した検出データと、予め生成された参照データとの類似度を示す係数値の大きさ、および係数値を用いて算出される再現データと検出データとの乖離度等に基づいて、部分放電を検出することができる。したがって、簡易な処理および構成でケーブルにおける部分放電を検出することができる。
【0014】
（２）上記（１）において、前記検出部は、前記算出部により算出された前記係数値および前記参照データを用いて生成される前記再現データと、前記検出データとの乖離度を示す値が所定値未満である場合、前記係数値に基づいて前記部分放電を検出してもよく、前記検出部は、前記乖離度を示す値が前記所定値以上である場合、前記検出データにおける前記電荷量の周期性を判定し、判定結果に基づいて前記部分放電を検出してもよい。
【0015】
このような構成により、たとえば検出データの特徴が変化することにより、予め生成された参照データおよび係数値を用いて近似できない新たな特徴を有する検出データが得られた場合において、当該検出データにおける電荷量の周期性に基づいて、周期性を有しないノイズと区別して部分放電を検出することができる。
【0016】
（３）上記（２）において、前記取得部は、前記参照データを記憶する記憶部から前記参照データを取得してもよく、前記部分放電検出装置は、さらに、前記乖離度を示す値が前記所定値以上である場合、新たな前記参照データを前記記憶部に保存する参照データ処理部を備えてもよい。
【0017】
このような構成により、新たな特徴を有する検出データが得られた場合において、当該検出データを用いて参照データを更新することができるので、更新された参照データを用いることにより、再現データと検出データとの乖離度を低減し、検出データにおける電荷量の周期性を判定することなく、部分放電をより簡易な処理で検出することができる。
【0018】
（４）上記（３）において、前記取得部は、複数の前記参照データを記憶する前記記憶部から前記複数の参照データを取得してもよく、前記算出部は、前記複数の参照データにそれぞれ対応する複数の前記係数値を算出してもよく、前記参照データ処理部は、前記複数の参照データのうちの少なくともいずれか１つの前記参照データに対応する前記係数値が所定条件を満たす場合、前記所定条件を満たす前記係数値に対応する前記参照データを前記記憶部から消去してもよい。
【0019】
このような構成により、たとえば、参照データに対応して算出される係数値が所定値未満である状態が継続する場合において、当該参照データを消去し、残りの参照データに対応して算出される係数値の大きさ等に基づいて、部分放電をより簡易な処理で検出することができる。
【0020】
（５）上記（１）から（４）のいずれかにおいて、前記部分放電検出装置は、さらに、ＮＭＦ（Ｎｏｎ－ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ Ｆａｃｔｏｒｉｚａｔｉｏｎ）に従って、前記参照データを算出する参照データ算出部を備えてもよい。
【0021】
このような構成により、参照データ、係数値、再現データおよび再現データと検出データとの乖離度を簡易な処理で算出することができる。また、生成される検出データにおける電荷量および位相の分解能等に依らず係数値を算出することができるので、検出データの生成方法の変更に柔軟に対応することができる。
【0022】
（６）上記（５）において、前記検出部は、前記検出処理において、前記係数値と所定の閾値との比較結果に基づいて、前記部分放電を検出してもよい。
【0023】
このような構成により、検出データと、たとえば部分放電が発生したときの参照データとの類似度を示す係数値の大きさに基づいて、簡易な処理で部分放電が発生していると判定することができる。
【0024】
（７）上記（６）において、前記所定の閾値は、前記参照データ算出部により前記参照データが算出された際の、前記参照データに乗じる係数値の最小値に基づいて設定されてもよい。
【0025】
このような構成により、算出された参照データに応じて決定されたより適切な閾値を用いて、部分放電をより正確に検出することができる。
【0026】
（８）上記（１）から（７）のいずれかにおいて、前記部分放電検出装置は、さらに、前記算出部により算出された前記係数値を表示する処理を行う表示処理部を備えてもよい。
【0027】
このような構成により、検出データと参照データとの類似度を示す指標値を用いて、検出データが有する特徴を可視化することができる。
【0028】
（９）上記（８）において、前記取得部は、複数の前記参照データを取得してもよく、前記算出部は、前記複数の参照データにそれぞれ対応する複数の前記係数値を算出してもよく、前記表示処理部は、前記参照データごとに前記係数値を表示する処理を行ってもよい。
【0029】
このような構成により、検出データと、複数の参照データとの類似度をそれぞれ示す複数の係数値を用いて、検出データが有する特徴をより細かく可視化することができる。さらに、係数値の時系列変化を用いて、地中ケーブルの劣化の進行を可視化することができる。
【0030】
（１０）上記（１）から（９）のいずれかにおいて、前記取得部は、前記電流検出部による電流の検出位置とは異なる他の検出位置において検出された電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、前記他の検出位置において検出された電流の電荷量との対応関係を示す前記参照データを取得してもよい。
【0031】
このような構成により、たとえば特徴的な参照データを用いて係数値を算出し、算出した係数値を用いて検出データを分析することができるので、多相の送電システムにおける部分放電をより少数の装置を用いて検出することができる。
【0032】
（１１）上記（１）から（１０）のいずれかにおいて、前記部分放電検出装置は、さらに、前記検出データにおける背景ノイズを除去する前処理を行うノイズ除去部を備えてもよく、前記算出部は、前記ノイズ除去部による前記前処理後の前記検出データを用いて前記係数値を算出してもよい。
【0033】
このような構成により、ノイズが検出処理に与える影響を低減し、部分放電をより正確に検出することができる。
【0034】
（１２）上記（１）から（１１）のいずれかにおいて、前記部分放電検出装置は、さらに、発生要因が既知の部分放電が発生したときの、前記遮蔽層を通して流れる電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、前記遮蔽層を通して流れる電流の電荷量との対応関係を示す要因検証用データ、および前記検出データに基づいて、前記部分放電の発生要因を分析する分析部を備えてもよい。
【0035】
このような構成により、ケーブルにおいて部分放電が発生した箇所の修理等の保守計画を効率的に行うことができる。
【0036】
（１３）本開示の実施の形態に係る部分放電方法は、商用交流電力を伝送する線状の導体と、前記導体の周囲を覆う絶縁層と、前記絶縁層の周囲を覆う導体である遮蔽層とを有するケーブルにおける部分放電を検出する部分放電検出装置における部分放電検出であって、前記遮蔽層を通して流れる電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、前記遮蔽層を通して流れる電流の電荷量との対応関係を示す１または複数の参照データを取得するステップと、前記遮蔽層を通して流れる電流を検出するステップと、検出した電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、検出した電流の電荷量との対応関係を示す検出データを生成するステップと、取得した前記参照データに乗ずる係数値であって、前記参照データに乗じて前記検出データに近似する再現データを生成するための前記係数値を算出するステップと、算出した前記係数値に基づいて、前記部分放電を検出する検出処理を行うステップとを含む。
【0037】
このように、参照データに乗じて検出データに近似する再現データを生成するための係数値を算出し、算出した係数値に基づいて検出処理を行う方法により、部分放電が発生したときの多数の検出データのパターンを予め学習することなく、生成した検出データと、予め生成された参照データとの類似度を示す係数値の大きさ、および係数値を用いて算出される再現データと検出データとの乖離度等に基づいて、部分放電を検出することができる。したがって、簡易な処理および構成でケーブルにおける部分放電を検出することができる。
【0038】
以下、本開示の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
【0039】
［構成および基本動作］
図１は、本開示の実施の形態に係る送電システムの構成を示す図である。図１を参照して、送電システム５０２は、地中ケーブル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと、普通接続部４１Ａ，４１Ｂと、絶縁接続部４２Ａ，４２Ｂと、地上接続部４３Ａ，４３Ｂとを備える。各接続部において、実際には、３相の地中ケーブル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの各々に対応する３つの接続部が設けられているが、図１では簡略化して１つの接続部を記載している。以下、地中ケーブル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの各々を地中ケーブル１０とも称し、普通接続部４１Ａ，４１Ｂの各々を普通接続部４１とも称し、絶縁接続部４２Ａ，４２Ｂの各々を絶縁接続部４２とも称し、地上接続部４３Ａ，４３Ｂの各々を地上接続部４３とも称する。送電システム５０２の少なくとも一部分は、たとえば電力系統における地中部分に設けられる。
図１は、本開示の実施の形態に係る送電システムの構成を示す図である。図１を参照して、送電システム５０２は、地中ケーブル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと、普通接続部４１Ａ，４１Ｂと、絶縁接続部４２Ａ，４２Ｂと、地上接続部４３Ａ，４３Ｂとを備える。各接続部において、実際には、３相の地中ケーブル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの各々に対応する３つの接続部が設けられているが、図１では簡略化して１つの接続部を記載している。以下、地中ケーブル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの各々を地中ケーブル１０とも称し、普通接続部４１Ａ，４１Ｂの各々を普通接続部４１とも称し、絶縁接続部４２Ａ，４２Ｂの各々を絶縁接続部４２とも称し、地上接続部４３Ａ，４３Ｂの各々を地上接続部４３とも称する。送電システム５０２の少なくとも一部分は、たとえば電力系統における地中部分に設けられる。
【0040】
地上接続部４３は、ケーブル端末１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを含む。地中ケーブル１０は、地上接続部４３において、ケーブル端末１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃに接続されている。より詳細には、地中ケーブル１０Ａはケーブル端末１１Ａに接続され、地中ケーブル１０Ｂはケーブル端末１１Ｂに接続され、地中ケーブル１０Ｃはケーブル端末１１Ｃに接続されている。以下、ケーブル端末１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの各々をケーブル端末１１とも称する。
【0041】
地上接続部４３は、たとえば、変電所内において、地中ケーブル１０が地上に現れる部分に設けられる。普通接続部４１および絶縁接続部４２は、マンホール３１の内部に設けられる。
【0042】
図２は、本開示の実施の形態に係る送電システムに用いられる地中ケーブルの構成の一例を示す図である。図２は、地中ケーブル１０の断面図を示している。図２を参照して、地中ケーブル１０は、中心部から順に、商用交流電力を伝送する線状の導体７１と、内部半導電層７２と、絶縁層である架橋ポリエチレン製の絶縁体７３と、半導電テープである外部半導電層７４と、導電性の遮蔽層７５と、ビニル製のシース７６とから構成される。すなわち、内部半導電層７２が導体７１の周囲を覆い、絶縁体７３が内部半導電層７２の周囲を覆い、外部半導電層７４が絶縁体７３の周囲を覆い、導体である遮蔽層７５が外部半導電層７４の周囲を覆い、シース７６が遮蔽層７５の周囲を覆っている。
【0043】
地中ケーブル１０における導体７１は、送電に用いられ、高圧電圧が印加されている。遮蔽層７５は、導電性である一方、地中ケーブル１０の途中で接地されている。このため、遮蔽層７５の電圧は、導体７１と比べて低い。
【0044】
送電システム５０２では、一例として、配電方式として３相３線式が用いられる。送電システム５０２では、３相の地中ケーブル１０として、地中ケーブル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが設けられる。以下では、各部の構成を簡略化して説明を行う。
【0045】
再び図１を参照して、ケーブル端末１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃにおいて、地中ケーブル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの各々の遮蔽層７５が露出している。これらの遮蔽層７５と接地用ケーブル１４等との接続部分に、それぞれ端子が設けられる。
【0046】
地中ケーブル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、それぞれ、ケーブル端末１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃにおいて接地ノード１５に接続されている。より詳細には、地中ケーブル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの各々に設けられた端子が接地ノード１５に接地用ケーブル１４等を介して接続されることにより、各地中ケーブル１０の遮蔽層７５が接地される。
【0047】
たとえば、地中ケーブル１０は、普通接続部４１および絶縁接続部４２において端部同士が接続された複数のケーブルにより構成される。
【0048】
図３は、本開示の実施の形態に係る送電システムに用いられる普通接続部における地中ケーブルの接続方法の一例を示す図である。図３では、説明を容易にするために、地中ケーブル１０Ａのうちの導体７１および遮蔽層７５を主に示している。以下で説明する内容は、地中ケーブル１０Ｂおよび地中ケーブル１０Ｃについても同様である。
【0049】
図３を参照して、普通接続部４１において、地中ケーブル１０Ａ１，１０Ａ２が接続されている。普通接続部４１において、たとえば、地中ケーブル１０Ａ１，１０Ａ２の導体７１同士の接続部分において地中ケーブル１０Ａ１，１０Ａ２の遮蔽層７５が露出する。普通接続部４１では、地中ケーブル１０Ａ１の遮蔽層７５および地中ケーブル１０Ａ２の遮蔽層７５をたとえば接続用のケーブル１２を用いて結線する。
【0050】
そして、地中ケーブル１０Ａ１の遮蔽層７５および地中ケーブル１０Ａ２の遮蔽層７５が接続される場合、たとえば地中ケーブル１０Ａ２の遮蔽層７５における露出部分に端子８１が設けられる。なお、端子８１は、地中ケーブル１０Ａ１の遮蔽層７５における露出部分に設けられてもよい。そして、端子８１が接地ノード１３に接地用ケーブル１４を介して接続されることにより、地中ケーブル１０Ａの遮蔽層７５が接地される。
【0051】
図４は、本開示の実施の形態に係る送電システムに用いられる絶縁接続部における地中ケーブルの接続方法の一例を示す図である。図４では、説明を容易にするために、地中ケーブル１０Ａの構成のうちの導体７１および遮蔽層７５を主に示している。以下で説明する内容は、地中ケーブル１０Ｂおよび地中ケーブル１０Ｃについても同様である。
【0052】
図４を参照して、絶縁接続部４２において、地中ケーブル１０Ａ１，１０Ａ２が接続されている。絶縁接続部４２において、たとえば、地中ケーブル１０Ａ１，１０Ａ２の導体７１同士の接続部分において地中ケーブル１０Ａ１，１０Ａ２の遮蔽層７５が露出し、露出部分に端子８１等がそれぞれ設けられる。
【0053】
絶縁接続部４２では、地中ケーブル１０Ａ１の導体７１および地中ケーブル１０Ａ２の導体７１が接続される場合、たとえば地中ケーブル１０Ａ１における端子８１と地中ケーブル１０Ａ２における端子８１とをケーブル１２を用いて結線することにより、地中ケーブル１０Ａ１の遮蔽層７５および地中ケーブル１０Ａ２の遮蔽層７５が接続されることで、普通接続部４１と同等の機能を有する。
【0054】
図５は、本開示の実施の形態に係る送電システムに用いられる絶縁接続部における地中ケーブルの接続方法の他の例を示す図である。図５を参照して、絶縁接続部４２において、地中ケーブル１０Ａ１，１０Ａ２が接続され、地中ケーブル１０Ｂ１，１０Ｂ２が接続され、地中ケーブル１０Ｃ１，１０Ｃ２が接続されている。絶縁接続部４２において、たとえば、地中ケーブル１０Ａ１，１０Ａ２の導体７１同士の接続部分において地中ケーブル１０Ａ１，１０Ａ２の遮蔽層７５が露出し、地中ケーブル１０Ｂ１，１０Ｂ２の導体７１同士の接続部分において地中ケーブル１０Ｂ１，１０Ｂ２の遮蔽層７５が露出し、地中ケーブル１０Ｃ１，１０Ｃ２の導体７１同士の接続部分において地中ケーブル１０Ｃ１，１０Ｃ２の遮蔽層７５が露出し、露出部分に端子８１等がそれぞれ設けられる。
【0055】
絶縁接続部４２では、たとえば、地中ケーブル１０Ａ１における端子８１と地中ケーブル１０Ｂ２における端子８１とをケーブル１２を用いて結線することにより、地中ケーブル１０Ａ１の遮蔽層７５および地中ケーブル１０Ｂ２の遮蔽層７５が接続され、地中ケーブル１０Ｂ１における端子８１と地中ケーブル１０Ｃ２における端子８１とをケーブル１２を用いて結線することにより、地中ケーブル１０Ｂ１の遮蔽層７５および地中ケーブル１０Ｃ２の遮蔽層７５が接続され、上記地中ケーブル１０Ｃ１における端子８１と地中ケーブル１０Ａ２における端子８１とをケーブル１２を用いて結線することにより、地中ケーブル１０Ｃ１の遮蔽層７５および地中ケーブル１０Ａ２の遮蔽層７５が接続される。
【0056】
このように、送電システム５０２では、絶縁接続部４２において、地中ケーブル１０がクロスボンド接続されてもよい。
【0057】
［部分放電検出装置］
図６は、本開示の実施の形態に係る部分放電検出システムの構成を示す図である。図６では、説明を容易にするために、地中ケーブル１０のうちの地中ケーブル１０Ａを主に示している。以下で説明する内容は、地中ケーブル１０Ｂおよび地中ケーブル１０Ｃについても同様である。
図６は、本開示の実施の形態に係る部分放電検出システムの構成を示す図である。図６では、説明を容易にするために、地中ケーブル１０のうちの地中ケーブル１０Ａを主に示している。以下で説明する内容は、地中ケーブル１０Ｂおよび地中ケーブル１０Ｃについても同様である。
【0058】
図６を参照して、部分放電検出システム５０１は、部分放電検出装置５００Ａ，５００Ｂ，５００Ｃを備える。以下、部分放電検出装置５００Ａ，５００Ｂ，５００Ｃの各々を、部分放電検出装置５００とも称する。部分放電検出システム５０１は、送電システム５０２において用いられる。
【0059】
部分放電検出装置５００は、たとえば普通接続部４１、絶縁接続部４２および地上接続部４３に対応して設けられる。図６に示す例では、部分放電検出装置５００Ａは、普通接続部４１Ａに対応して設けられており、部分放電検出装置５００Ｂは、絶縁接続部４２Ｂに対応して設けられており、部分放電検出装置５００Ｃは、地上接続部４３Ａに対応して設けられている。
【0060】
たとえば、地中ケーブル１０Ａには電源コイルが取り付けられる。電源コイルには、地中ケーブル１０の導体７１を通して流れる電流による誘導電流が流れる。これにより、電源コイルは、電流を取り出すことができる。部分放電検出装置５００は、たとえば電源コイルによって得られた電力により動作する。
【0061】
部分放電検出装置５００は、地中ケーブル１０Ａにおける部分放電を検出する。なお、部分放電検出装置５００は、たとえば橋梁に敷設されたケーブルなどの、地中ケーブル以外のケーブルにおける部分放電を検出する構成であってもよい。
【0062】
［部分放電検出装置の構成］
図７は、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置の構成を示す図である。図７を参照して、部分放電検出装置５００は、信号検出部１００と、処理部２００とを備える。信号検出部１００は、電流検出部の一例である。信号検出部１００は、カレントトランス１１０と、信号出力部１２０とを含む。以下、カレントトランス１１０をＣＴ１１０とも称する。
図７は、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置の構成を示す図である。図７を参照して、部分放電検出装置５００は、信号検出部１００と、処理部２００とを備える。信号検出部１００は、電流検出部の一例である。信号検出部１００は、カレントトランス１１０と、信号出力部１２０とを含む。以下、カレントトランス１１０をＣＴ１１０とも称する。
【0063】
信号検出部１００は、地中ケーブル１０Ａの遮蔽層７５を通して流れる電流を検出する。より詳細には、信号検出部１００は、たとえば、地中ケーブル１０Ａの普通接続部４１、絶縁接続部４２または地上接続部４３において遮蔽層７５と電磁結合する。信号検出部１００は、地中ケーブル１０Ａの遮蔽層７５を通して流れる電流の誘導電流に応じたアナログ信号である検出信号を処理部２００へ出力する。
【0064】
処理部２００は、信号検出部１００から受けた検出信号に基づいて、地中ケーブル１０Ａにおける部分放電を検出する。なお、処理部２００は、絶縁接続部４２において地中ケーブル１０がクロスボンド接続されている場合、地中ケーブル１０Ａの遮蔽層７５を通して流れる電流の誘導電流に応じた検出信号に基づいて、地中ケーブル１０Ｂおよび地中ケーブル１０Ｃの少なくともいずれか一方における部分放電を検出する構成であってもよい。
【0065】
［信号検出部］
図８は、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置におけるＣＴの構成を示す図である。図８を参照して、ＣＴ１１０は、リングコア１０１と、巻線１０２とを含む。リングコア１０１には、巻線１０２が巻かれている。巻線１０２は、信号出力部１２０に接続されている。リングコア１０１における巻線１０２の巻き数は、たとえば１ターンから７ターンである。
図８は、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置におけるＣＴの構成を示す図である。図８を参照して、ＣＴ１１０は、リングコア１０１と、巻線１０２とを含む。リングコア１０１には、巻線１０２が巻かれている。巻線１０２は、信号出力部１２０に接続されている。リングコア１０１における巻線１０２の巻き数は、たとえば１ターンから７ターンである。
【0066】
ＣＴ１１０は、たとえば、導電ケーブル５３がリングコア１０１を貫通するように取り付けられる。導電ケーブル５３は、たとえばケーブル１２または接地用ケーブル１４である。より詳細には、再び図６を参照して、普通接続部４１Ａにおける部分放電検出装置５００ＡのＣＴ１１０は、接地用ケーブル１４がリングコア１０１を貫通するように取り付けられる。また、絶縁接続部４２Ｂにおける部分放電検出装置５００ＢのＣＴ１１０は、地中ケーブル１０Ａ１の遮蔽層７５および地中ケーブル１０Ａ２の遮蔽層７５を接続するケーブル１２がリングコア１０１を貫通するように取り付けられる。また、地上接続部４３Ａにおける部分放電検出装置５００ＣのＣＴ１１０は、接地用ケーブル１４がリングコア１０１を貫通するように取り付けられる。遮蔽層７５および導電ケーブル５３を通して電流が流れると、誘導結合により、巻線１０２を通して誘導電流が流れる。信号出力部１２０は、巻線１０２を通して流れる当該誘導電流に応じた検出信号を処理部２００へ出力する。信号出力部１２０は、増幅器を備え、検出信号を当該増幅器により増幅して処理部２００へ出力する構成であってもよい。
【0067】
なお、信号検出部１００は、ＣＴ１１０の代わりに、遮蔽層７５を通して電流が流れることにより発生する電磁波を検出する電磁波センサを備える構成であってもよい。この場合、信号出力部１２０は、当該電磁波センサにより検出された電磁波に応じた検出信号を処理部２００へ出力する。
【0068】
また、信号検出部１００は、ＣＴ１１０の代わりに、遮蔽層７５を通して電流が流れることにより発生する音波を検出する音波センサを備える構成であってもよい。この場合、信号出力部１２０は、当該音波センサにより検出された音波に応じた検出信号を処理部２００へ出力する。
【0069】
図９は、本開示の実施の形態の変形例に係る部分放電検出装置の構成を示す図である。図９を参照して、部分放電検出装置５１０は、信号検出部１００Ａと、処理部２００とを備える。信号検出部１００Ａは、金属箔電極１０５，１０６と、信号出力部１２０Ａとを含む。部分放電検出システム５０１は、部分放電検出装置５００の代わりに部分放電検出装置５１０を備える構成であってもよい。
【0070】
信号検出部１００Ａは、地中ケーブル１０の遮蔽層７５の電位の変化を検出する。より詳細には、信号検出部１００Ａは、たとえば、地中ケーブル１０の接続部である絶縁接続部４２において遮蔽層７５と静電結合する。
【0071】
【0072】
金属箔電極１０５，１０６は、たとえば、絶縁接続部４２における絶縁筒７７を介して互いに反対側において、地中ケーブル１０のシース７６の表面に貼り付けられる。より詳細には、たとえば地中ケーブル１０Ａ１，１０Ａ２が接続される絶縁接続部４２において、金属箔電極１０５は、地中ケーブル１０Ａ１のシース７６の表面に貼り付けられ、金属箔電極１０６は、地中ケーブル１０Ａ２のシース７６の表面に貼り付けられる。なお、金属箔電極１０５，１０６は、地中ケーブル１０Ａ２のシース７６の外周を覆うように貼り付けられてもよい。また、各金属箔電極が貼り付けられる位置および金属箔電極の個数は限定されず、３つ以上の金属箔電極が貼り付けられてもよい。
【0073】
遮蔽層７５および導電ケーブル５３の電位が変化すると、電界結合により、金属箔電極１０５，１０６において電位の変化が生じる。信号出力部１２０Ａは、当該電位の変化に基づく、遮蔽層７５の電位の変化に応じた検出信号を処理部２００へ出力する。
【0074】
［処理部］
図１１は、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置における処理部の構成を示す図である。図１１を参照して、処理部２００は、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｅｒ）２３０と、データ生成部２５０と、基底処理部２６０と、判定部２７０と、記憶部２８０とを含む。データ生成部２５０は、生成部の一例であり、かつノイズ除去部の一例である。基底処理部２６０は、参照データ処理部の一例であり、かつ参照データ算出部の一例である。判定部２７０は、取得部の一例であり、算出部の一例であり、検出部の一例であり、表示処理部の一例であり、かつ分析部の一例である。データ生成部２５０、基底処理部２６０および判定部２７０の一部または全部は、たとえば、１または複数のプロセッサを含む処理回路（Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）により実現される。記憶部２８０は、たとえば上記処理回路に含まれる不揮発性メモリである。
図１１は、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置における処理部の構成を示す図である。図１１を参照して、処理部２００は、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｅｒ）２３０と、データ生成部２５０と、基底処理部２６０と、判定部２７０と、記憶部２８０とを含む。データ生成部２５０は、生成部の一例であり、かつノイズ除去部の一例である。基底処理部２６０は、参照データ処理部の一例であり、かつ参照データ算出部の一例である。判定部２７０は、取得部の一例であり、算出部の一例であり、検出部の一例であり、表示処理部の一例であり、かつ分析部の一例である。データ生成部２５０、基底処理部２６０および判定部２７０の一部または全部は、たとえば、１または複数のプロセッサを含む処理回路（Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）により実現される。記憶部２８０は、たとえば上記処理回路に含まれる不揮発性メモリである。
【0075】
記憶部２８０は、ＡＤＣ２３０から出力されるデジタル信号のサンプル値と、遮蔽層７５を通して流れる電流の電荷量Ｑとの対応関係を示す対応テーブルＴｂ１を記憶している。
【0076】
ＡＤＣ２３０は、信号検出部１００または１００Ａから検出信号を受ける。ＡＤＣ２３０は、受けた検出信号をデジタル信号に変換してデータ生成部２５０へ出力する。
【0077】
（データＤの生成）
データ生成部２５０は、信号検出部１００または１００Ａにより検出された電流の、商用交流電力の交流電圧に対する位相Φと、当該電流の電荷量Ｑとの対応関係を示すデータＤを生成する。データＤは、検出データの一例である。
データ生成部２５０は、信号検出部１００または１００Ａにより検出された電流の、商用交流電力の交流電圧に対する位相Φと、当該電流の電荷量Ｑとの対応関係を示すデータＤを生成する。データＤは、検出データの一例である。
【0078】
より詳細には、データ生成部２５０は、信号検出部１００または１００Ａから検出信号を受けて、受けた検出信号から商用交流電力の周波数成分を抽出し、抽出した検出信号に基づいて、商用交流電力の交流電圧がゼロボルトとなるタイミングであるゼロクロス点を検出する。なお、データ生成部２５０は、信号検出部１００または１００Ａから検出信号を受ける代わりに、商用交流電力の交流電圧を計測する専用のセンサから、当該交流電圧に応じたアナログ信号を受けて、受けたアナログ信号に基づいてゼロクロス点を検出する構成であってもよい。
【0079】
データ生成部２５０は、検出したゼロクロス点を基準とする、ＡＤＣ２３０から受けたデジタル信号の各サンプル値のサンプリングタイミングを位相Φとして算出する。また、データ生成部２５０は、記憶部２８０における対応テーブルＴｂ１から各サンプル値に対応する電荷量Ｑを取得する。
【0080】
たとえば、データ生成部２５０は、商用交流電力の交流電圧の周期の２倍以上である生成周期Ｔ１に従うタイミングにおいて、位相Φに対する電荷量Ｑの分布を示すデータＤを生成する。より詳細には、データ生成部２５０は、生成周期Ｔ１に従うタイミングにおいて、位相Φおよび電荷量Ｑの値域を細分化したＣ個の区画Ｓごとに、出現頻度である度数Ｎを表した２次元データであるデータＤを生成する。生成周期Ｔ１は、たとえば１０秒である。ここで、Ｃは２以上の整数である。
【0081】
図１２は、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置におけるデータ生成部により生成されるデータＤの一例を示す図である。図１２は、位相Φおよび電荷量Ｑを座標軸として直交座標表示されたデータＤを示している。図１２において、横軸は位相Φ［ｄｅｇｒｅｅ］であり、縦軸は電荷量Ｑ［ｐＣ］である。図１２では、位相Φおよび電荷量Ｑの２次元座標において、位相Φがゼロ°から３６０°であり、かつ電荷量Ｑが－９６ｐＣから９６ｐＣである対象領域がＡ行×Ｂ列のＣ個の区画Ｓに分割され、各区画ＳがデータＤの度数Ｎに応じて階調表示されている。ここで、ＡおよびＢは２以上の整数である。一例として、Ａは６４であり、Ｂは７２であり、Ｃは４６０８である。なお、図１２では、便宜上、度数Ｎがゼロの区画Ｓは白色で表示し、度数Ｎが１以上の区画Ｓは黒色で表示している。以降の図においても同様である。
【0082】
データ生成部２５０は、データＤを生成すると、生成したデータＤにおける背景ノイズを除去する前処理を行う。より詳細には、データ生成部２５０は、データＤの前処理として、当該データＤにおいて、電荷量Ｑがゼロ付近の所定領域に含まれる区画Ｓの度数Ｎをゼロに置換する。なお、データ生成部２５０は、前処理後のデータＤにおける各区画Ｓの度数Ｎの合計値が所定値未満となる場合、当該合計値が所定値以上となるように生成周期Ｔ１をより長い期間に変更してもよい。また、データ生成部２５０は、前処理に加えて、または前処理の代わりに、２以上の度数Ｎの値を「１」に置換する２値化処理を行ってもよい。
【0083】
データ生成部２５０は、前処理後のデータＤと、当該データＤの生成元となった検出信号の検出時刻または検出期間とを記憶部２８０に保存する。
【0084】
（基底行列Ｈの生成）
基底処理部２６０は、遮蔽層７５を通して流れる電流の、商用交流電力の交流電圧に対する位相Φと、遮蔽層７５を通して流れる電流の電荷量Ｑとの対応関係を示す１または複数の基底データＤｂを含む基底行列Ｈを生成する。基底データＤｂは、参照データの一例である。
基底処理部２６０は、遮蔽層７５を通して流れる電流の、商用交流電力の交流電圧に対する位相Φと、遮蔽層７５を通して流れる電流の電荷量Ｑとの対応関係を示す１または複数の基底データＤｂを含む基底行列Ｈを生成する。基底データＤｂは、参照データの一例である。
【0085】
たとえば、基底処理部２６０は、学習期間ＴＬにおいてデータ生成部２５０により生成されて前処理されたデータＤである学習用データＤｔを記憶部２８０から取得する。学習期間ＴＬは、たとえば、部分放電検出装置５００の運用により部分放電の検出処理が開始される前の期間である。
【0086】
基底処理部２６０は、学習期間ＴＬにおいて、データ生成部２５０により記憶部２８０に保存された学習用データＤｔの数がＭ個に到達すると、記憶部２８０からＭ個の学習用データＤｔを取得し、取得したＭ個の学習用データＤｔに基づいて、Ｒ個の基底データＤｂを含む基底行列Ｈを生成する。ここで、ＭおよびＲは、１以上の整数である。ＲおよびＭの値は、部分放電検出装置５００の管理者により予め設定される。
【0087】
より詳細には、基底処理部２６０は、学習用データＤｔごとに、２次元に配列されたＣ個の区画Ｓの度数Ｎを、所定の配列変換則ＡＬに従って１次元の配列に変換することにより、当該学習用データＤｔを示す行ベクトルＲＶＴを生成する。そして、基底処理部２６０は、各学習用データＤｔを示す行ベクトルＲＶＴを、たとえば当該学習用データＤｔが生成された順に従って順次配列することにより、Ｍ個の学習用データＤｔを示すＭ行Ｃ列の行列Ｘを生成する。行列Ｘの成分は、度数Ｎであるので、非負値である。
【0088】
図１３は、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置における基底処理部による基底データＤｂの生成方法を示す図である。図１３を参照して、基底処理部２６０は、生成した行列Ｘを、ＮＭＦに従って、Ｍ行Ｒ列の係数行列Ｗと、Ｒ行Ｃ列の基底行列Ｈとの積で近似する。
【0089】
より詳細には、基底処理部２６０は、以下の式（１）により表される再現誤差Ｙ１が最小値をとることができる基底行列Ｈを算出する。
【0090】
【数1】
【0091】
ここで、Ｘｍｃは、行列Ｘにおける第ｍ行第ｃ列の値である。また、Ｗｍｒは、係数行列Ｗにおける第ｍ行第ｒ列の値である。また、Ｈｒｃは、基底行列Ｈにおける第ｒ行第ｃ列の値である。再現誤差Ｙ１は、行列Ｘから、係数行列Ｗと基底行列Ｈとの積ＷＨを差し引いた差分行列のフロベニウスノルムである。
【0092】
基底処理部２６０は、算出した基底行列Ｈの各行の行ベクトルＲＶＨを、上述した配列変換則ＡＬに従って２次元の配列に逆変換することにより、基底行列Ｈから、Ａ行×Ｂ列のＣ個の区画Ｓごとに度数Ｎを表した２次元データであるＲ個の基底データＤｂを取得する。以下では、Ｒの値は「４」であるものとする。
【0093】
図１４は、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置における基底処理部により生成される基底データＤｂの一例を示す図である。図１４は、位相Φおよび電荷量Ｑを座標軸として直交座標表示された基底データＤｂを示している。
【0094】
図１４を参照して、たとえば、基底処理部２６０は、４行Ｃ列の基底行列Ｈから、基底データＤｂである基底データＤｂ１，Ｄｂ２，Ｄｂ３，Ｄｂ４を取得する。より詳細には、基底処理部２６０は、基底行列Ｈから、第１行の行ベクトルＲＶＨを配列変換することにより得られる基底データＤｂ１と、第２行の行ベクトルＲＶＨを配列変換することにより得られる基底データＤｂ２と、第３行の行ベクトルＲＶＨを配列変換することにより得られる基底データＤｂ３と、第４行の行ベクトルＲＶＨを配列変換することにより得られる基底データＤｂ４とを取得する。
【0095】
基底処理部２６０は、基底データＤｂを取得すると、各基底データＤｂの電荷量Ｑの位相周期性に基づいて、各基底データＤｂを、電荷量Ｑが１８０°の周期性を有する基底データＤｂであるＰＤ基底データＤｂｐｄ、または電荷量Ｑが１８０°の周期性を有しない基底データＤｂであるノイズ基底データＤｂｎｓに分類する。ＰＤ基底データＤｂｐｄは、部分放電が発生しているときの基底データＤｂとみなすことができる。ノイズ基底データＤｂｎｓは、部分放電が発生していないときの基底データＤｂとみなすことができる。
【0096】
より詳細には、基底処理部２６０は、基底データＤｂにおける位相Φごとの電荷量Ｑの絶対値の最大値の近似曲線が２つの極大値を有し、かつ当該２つの極大値の位相差がたとえば１７０°から１９０°の間の値である場合、当該基底データＤｂをＰＤ基底データＤｂｐｄに分類する。一方、基底処理部２６０は、基底データＤｂにおける位相Φごとの電荷量Ｑの絶対値の最大値の近似曲線が２つの極大値を有しないか、または当該２つの極大値の位相差が１７０°から１９０°の間の値ではない場合、当該基底データＤｂをノイズ基底データＤｂｎｓに分類する。
【0097】
一例として、基底処理部２６０は、基底データＤｂ１，Ｄｂ２をＰＤ基底データＤｂｐｄに分類し、基底データＤｂ３，Ｄｂ４をノイズ基底データＤｂｎｓに分類する。そして、基底処理部２６０は、基底データＤｂの分類結果を示す分類情報および基底行列Ｈを記憶部２８０に保存する。
【0098】
（係数ベクトルＣＭＶの算出）
判定部２７０は、学習期間ＴＬよりも後の検出期間ＴＤにおいて、データ生成部２５０により生成されて前処理されたデータＤを用いて、基底データＤｂに乗ずる係数値Ｖであって、基底データＤｂに乗じて当該データＤに最も近似する再現データを生成するための係数値Ｖを算出する。たとえば、検出期間ＴＤの長さは、生成周期Ｔ１と同じである。なお、検出期間ＴＤの長さは、生成周期Ｔ１より短くてもよいし、生成周期Ｔ１より長くてもよい。
判定部２７０は、学習期間ＴＬよりも後の検出期間ＴＤにおいて、データ生成部２５０により生成されて前処理されたデータＤを用いて、基底データＤｂに乗ずる係数値Ｖであって、基底データＤｂに乗じて当該データＤに最も近似する再現データを生成するための係数値Ｖを算出する。たとえば、検出期間ＴＤの長さは、生成周期Ｔ１と同じである。なお、検出期間ＴＤの長さは、生成周期Ｔ１より短くてもよいし、生成周期Ｔ１より長くてもよい。
【0099】
より詳細には、判定部２７０は、検出期間ＴＤにおいて、データ生成部２５０により記憶部２８０にデータＤが保存されるたびに、記憶部２８０から当該データＤおよび基底行列Ｈを取得する。判定部２７０は、取得したデータＤにおいて２次元に配列されたＣ個すなわち４６０８個の区画Ｓの度数Ｎを、上述した配列変換則ＡＬに従って１次元の配列に変換することにより、当該データＤを示す検出対象ベクトルＲＶＳを生成する。
【0100】
図１５は、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置における判定部による係数ベクトルＣＭＶの算出方法を示す図である。図１５を参照して、判定部２７０は、基底行列Ｈに乗ずる係数ベクトルＣＭＶであって、基底行列Ｈに乗じて検出対象ベクトルＲＶＳに最も近似する再現データを生成するための係数ベクトルＣＭＶを算出する。
【0101】
より詳細には、判定部２７０は、以下の式（２）により表される再現誤差Ｙ２が最小値となるときの係数ベクトルＣＭＶを算出する。
【0102】
【数2】
【0103】
ここで、ＲＶＳｃは、検出対象ベクトルＲＶＳにおける第ｃ列の値である。また、ＣＭＶは、係数ベクトルＣＭＶにおける第ｒ列の値である。再現誤差Ｙ２は、検出対象ベクトルＲＶＳから、係数ベクトルＣＭＶと基底行列Ｈとの積ＣＭＶＨを差し引いた差分行列のフロベニウスノルムである。再現誤差Ｙ２は、係数ベクトルＣＭＶおよび基底行列Ｈを用いて算出される積ＣＭＶＨと、データＤを示す検出対象ベクトルＲＶＳとの乖離度を示す。積ＣＭＶＨは、再現データの一例である。
【0104】
係数ベクトルＣＭＶは、基底行列Ｈに含まれるＲ個の基底データＤｂにそれぞれ対応するＲ個の係数値Ｖからなる行ベクトルである。より詳細には、係数ベクトルＣＭＶにおける第１列の係数値Ｖ１は、基底行列Ｈにおける第１行の行ベクトルＲＶＨを示す基底データＤｂ１に対応する係数値Ｖである。また、係数ベクトルＣＭＶにおける第２列の係数値Ｖ２は、基底行列Ｈにおける第２行の行ベクトルＲＶＨを示す基底データＤｂ２に対応する係数値Ｖである。また、係数ベクトルＣＭＶにおける第３列の係数値Ｖ３は、基底行列Ｈにおける第３行の行ベクトルＲＶＨを示す基底データＤｂ３に対応する係数値Ｖである。また、係数ベクトルＣＭＶにおける第４列の係数値Ｖ４は、基底行列Ｈにおける第４行の行ベクトルＲＶＨを示す基底データＤｂ４に対応する係数値Ｖである。
【0105】
【0106】
たとえば、判定部２７０は、基底データＤｂごとに係数値Ｖを表示する処理を行う。より詳細には、判定部２７０は、係数値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の時系列変化をそれぞれ示すグラフＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４を含む画面ＤＳ１を図示しない表示装置に表示する処理を行う。一例として、判定部２７０は、検出期間ＴＤごとに１つの係数値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４のサンプルをそれぞれグラフＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に追加して画面ＤＳ１を更新する。当該サンプルは、検出期間ＴＤにおいて算出した複数の係数ベクトルＣＭＶのうちのいずれか１つの係数ベクトルＣＭＶを構成する係数値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４であってもよいし、当該検出期間ＴＤにおいて算出した各係数ベクトルＣＭＶを構成する係数値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の各々の平均値であってもよい。
【0107】
なお、判定部２７０は、係数値Ｖのサンプルを表示する一方で、サンプル間を繋ぐ線の表示は行わなくてもよい。また、判定部２７０は、検出期間ＴＤにおいて、係数ベクトルＣＭＶを算出するたびに、算出した係数ベクトルＣＭＶを構成する係数値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４のサンプルをそれぞれグラフＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に追加して画面ＤＳ１を更新してもよい。
【0108】
たとえば、判定部２７０は、係数値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４にそれぞれ対応する基底データＤｂ１，Ｄｂ２，Ｄｂ３，Ｄｂ４をさらに表示する処理を行う。あるいは、判定部２７０は、基底データＤｂ１，Ｄｂ２，Ｄｂ３，Ｄｂ４のうち、ＰＤ基底データＤｂｐｄに分類された基底データＤｂ１，Ｄｂ２をさらに表示する処理を行う。
【0109】
部分放電検出装置５００の管理者は、グラフＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４が示す係数値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の時系列変化に基づいて、地中ケーブル１０の劣化の進行を把握したり、部分放電の発生要因を推定したり、地中ケーブル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのうちの部分放電が発生している地中ケーブル１０を推定したりすることができる。
【0110】
（検出処理）
判定部２７０は、算出した係数ベクトルＣＭＶに基づいて、部分放電を検出する検出処理を行う。
判定部２７０は、算出した係数ベクトルＣＭＶに基づいて、部分放電を検出する検出処理を行う。
【0111】
（検出例１）
判定部２７０は、検出処理において、係数ベクトルＣＭＶを算出すると、上述した式（２）に従って算出される再現誤差Ｙ２と、所定の閾値Ｔｈ１とを比較する。たとえば、閾値Ｔｈ１は、予め、過去に算出された再現誤差Ｙ２の平均値に、再現誤差Ｙ２の分散の２倍を加えた値に設定される。なお、閾値Ｔｈ１は、基底処理部２６０により基底行列Ｈが算出された際の再現誤差Ｙ１の最小値に基づいて設定されてもよい。
判定部２７０は、検出処理において、係数ベクトルＣＭＶを算出すると、上述した式（２）に従って算出される再現誤差Ｙ２と、所定の閾値Ｔｈ１とを比較する。たとえば、閾値Ｔｈ１は、予め、過去に算出された再現誤差Ｙ２の平均値に、再現誤差Ｙ２の分散の２倍を加えた値に設定される。なお、閾値Ｔｈ１は、基底処理部２６０により基底行列Ｈが算出された際の再現誤差Ｙ１の最小値に基づいて設定されてもよい。
【0112】
たとえば、判定部２７０は、再現誤差Ｙ２が閾値Ｔｈ１未満である場合、データＤを用いて算出した係数ベクトルＣＭＶを構成する係数値Ｖと、所定の閾値との比較結果に基づいて、部分放電を検出する。
【0113】
より詳細には、判定部２７０は、記憶部２８０における分類情報を参照し、ＰＤ基底データＤｂｐｄに分類された基底データＤｂ１，Ｄｂ２にそれぞれ対応する係数値Ｖ１，Ｖ２と、閾値ＴｈＡ１，ＴｈＡ２とをそれぞれ比較する。
【0114】
たとえば、閾値ＴｈＡ１，ＴｈＡ２は、基底行列Ｈが算出された際の、基底行列Ｈに乗じる係数行列Ｗの最小値に基づいて設定される。具体的には、閾値ＴｈＡ１，ＴｈＡ２は、再現誤差Ｙ１が最小値をとるときの係数行列Ｗに基づいて設定される。一例として、閾値ＴｈＡ１は、再現誤差Ｙ１が最小値をとるときの係数行列Ｗを構成するＲ個の列ベクトルのうちの、基底行列Ｈにおける基底データＤｂ１を示す第１行の行ベクトルＲＶＨに対応する第１列の列ベクトル内の最大値に、所定の係数Ｘ１を乗算した値に設定される。また、閾値ＴｈＡ２は、再現誤差Ｙ１が最小値をとるときの係数行列Ｗを構成するＲ個の列ベクトルのうちの、基底行列Ｈにおける基底データＤｂ２を示す第２行の行ベクトルＲＶＨに対応する第２列の列ベクトル内の最大値に、所定の係数Ｘ２を乗算した値に設定される。係数Ｘ１，Ｘ２は、たとえば、１以下の値であり、互いに同じであってもよいし、異なってもよい。
【0115】
判定部２７０は、係数値Ｖ１が閾値ＴｈＡ１以上である場合、ＰＤ基底データＤｂｐｄである基底データＤｂ１の特徴が当該データＤに多く含まれることから、部分放電が発生していると判断する。同様に、判定部２７０は、係数値Ｖ２が閾値ＴｈＡ２以上である場合、ＰＤ基底データＤｂｐｄである基底データＤｂ２の特徴が当該データＤに多く含まれることから、部分放電が発生していると判断する。この場合、判定部２７０は、当該データＤをＰＤデータＤｐｄとして記憶部２８０に保存する。
【0116】
一方、判定部２７０は、係数値Ｖ１が閾値ＴｈＡ１未満であり、かつ係数値Ｖ２が閾値ＴｈＡ２未満である場合、部分放電は発生していないと判断する。
【0117】
（検出例２）
判定部２７０は、検出処理において、データＤを用いて算出される再現誤差Ｙ２と閾値Ｔｈ１とを比較し、再現誤差Ｙ２が閾値Ｔｈ１以上である場合、当該データＤにおける電荷量Ｑの位相周期性を判定し、判定結果に基づいて部分放電を検出する。
判定部２７０は、検出処理において、データＤを用いて算出される再現誤差Ｙ２と閾値Ｔｈ１とを比較し、再現誤差Ｙ２が閾値Ｔｈ１以上である場合、当該データＤにおける電荷量Ｑの位相周期性を判定し、判定結果に基づいて部分放電を検出する。
【0118】
より詳細には、判定部２７０は、当該データＤにおける位相Φごとの電荷量Ｑの絶対値の最大値の近似曲線が２つの極大値を有しないか、または当該２つの極大値の位相差が１７０°から１９０°の間の値ではない場合、当該データＤはノイズを示すものであり、部分放電は発生していないと判断する。
【0119】
一方、判定部２７０は、当該データＤにおける位相Φごとの電荷量Ｑの絶対値の最大値の近似曲線が２つの極大値を有し、かつ当該２つの極大値の位相差がたとえば１７０°から１９０°の間の値である場合、当該データＤは部分放電の発生を示すものであり、部分放電が発生していると判断する。この場合、判定部２７０は、当該データＤをＰＤデータＤｐｄとして記憶部２８０に保存する。
【0120】
（基底行列Ｈの更新例１）
判定部２７０は、データＤについて算出した再現誤差Ｙ２が閾値Ｔｈ１以上である場合、当該データＤおよび基底生成指示を基底処理部２６０へ出力する。
判定部２７０は、データＤについて算出した再現誤差Ｙ２が閾値Ｔｈ１以上である場合、当該データＤおよび基底生成指示を基底処理部２６０へ出力する。
【0121】
基底処理部２６０は、判定部２７０から基底生成指示を受けた場合、新たな基底データＤｂを生成して記憶部２８０に保存する。より詳細には、基底処理部２６０は、記憶部２８０からＭ個の学習用データＤｔを取得し、取得した学習用データＤｔおよび判定部２７０から受けたデータＤに基づいて、上述した手順により、（Ｒ＋１）行Ｃ列すなわち５行Ｃ列の新たな基底行列Ｈを算出する。基底処理部２６０は、記憶部２８０における基底行列Ｈを、新たに算出した基底行列Ｈに更新する。
【0122】
基底処理部２６０は、基底データＤｂとして、基底行列Ｈにおける第１行の行ベクトルＲＶＨを配列変換することにより得られる基底データＤｂ１と、基底行列Ｈにおける第２行の行ベクトルＲＶＨを配列変換することにより得られる基底データＤｂ２と、基底行列Ｈにおける第３行の行ベクトルＲＶＨを配列変換することにより得られる基底データＤｂ３と、基底行列Ｈにおける第４行の行ベクトルＲＶＨを配列変換することにより得られる基底データＤｂ４と、基底行列Ｈにおける第５行の行ベクトルＲＶＨを配列変換することにより得られる基底データＤｂ５とを生成する。
【0123】
基底処理部２６０は、基底データＤｂを生成すると、上述した手順により、各基底データＤｂを、ＰＤ基底データＤｂｐｄ、またはノイズ基底データＤｂｎｓに分類する。一例として、基底処理部２６０は、基底データＤｂ１，Ｄｂ２，Ｄｂ５をＰＤ基底データＤｂｐｄに分類し、基底データＤｂ３，Ｄｂ４をノイズ基底データＤｂｎｓに分類する。そして、基底処理部２６０は、基底データＤｂの分類結果を示す分類情報を記憶部２８０に保存する。
【0124】
その後、判定部２７０は、検出期間ＴＤにおいて、データ生成部２５０により生成されて前処理された新たなデータＤが記憶部２８０に保存されると、記憶部２８０から当該データＤ、および基底処理部２６０により更新された基底行列Ｈを取得する。そして、判定部２７０は、取得したデータＤおよび基底行列Ｈを用いて、上述した手順により、基底行列Ｈに含まれる５個の基底データＤｂにそれぞれ対応する５個の係数値Ｖからなる係数ベクトルＣＭＶを算出し、上述した検出処理を行う。
【0125】
なお、閾値Ｔｈ１は、再現誤差Ｙ２の平均値に分散の２倍を加えた値に設定される構成であるとしたが、これに限定するものではない。閾値Ｔｈ１をより低い値に設定することにより、地中ケーブル１０Ａの環境変化等に応じて柔軟に基底行列Ｈを更新することができる。一方、閾値Ｔｈ１をより高い値に設定することにより、ロバスト性を高めることができる。また、基底処理部２６０は、Ｍ個の学習用データＤｔおよび判定部２７０から受けたデータＤに基づいて、上述した手順により、５行Ｃ列の新たな基底行列Ｈを算出する構成であるとしたが、これに限定するものではない。基底処理部２６０は、判定部２７０から受けたデータＤを、第５行の行ベクトルＲＶＨとして４行Ｃ列の基底行列Ｈに追加することにより、５行Ｃ列の新たな基底行列Ｈを生成してもよい。
【0126】
（基底行列Ｈの更新例２）
判定部２７０は、基底行列Ｈに含まれる少なくともいずれか１つの基底データＤｂに対応する係数値Ｖが、たとえば所定長の期間に亘って所定値未満である条件Ｃ１を満たす場合、条件Ｃ１を満たす係数値Ｖを示す係数情報および基底削除指示を基底処理部２６０へ出力する。
判定部２７０は、基底行列Ｈに含まれる少なくともいずれか１つの基底データＤｂに対応する係数値Ｖが、たとえば所定長の期間に亘って所定値未満である条件Ｃ１を満たす場合、条件Ｃ１を満たす係数値Ｖを示す係数情報および基底削除指示を基底処理部２６０へ出力する。
【0127】
基底処理部２６０は、判定部２７０から係数情報および基底削除指示を受けた場合、受けた係数情報が示す係数値Ｖに対応する基底データＤｂを記憶部２８０から削除する。より詳細には、基底処理部２６０は、記憶部２８０から基底行列Ｈを取得し、取得した基底行列Ｈから、判定部２７０から受けた係数情報が示す係数値Ｖに対応する基底データＤｂの行ベクトルＲＶＨを削除することにより、（Ｒ－１）行Ｃ列すなわち３行Ｃ列の新たな基底行列Ｈを生成する。基底処理部２６０は、記憶部２８０における基底行列Ｈを、新たに生成した基底行列Ｈに更新する。
【0128】
その後、判定部２７０は、検出期間ＴＤにおいて、データ生成部２５０により生成されて前処理された新たなデータＤが記憶部２８０に保存されると、記憶部２８０から当該データＤ、および基底処理部２６０により更新された基底行列Ｈを取得する。そして、判定部２７０は、取得したデータＤおよび基底行列Ｈを用いて、上述した手順により、基底行列Ｈに含まれる３個の基底データＤｂにそれぞれ対応する３個の係数値Ｖからなる係数ベクトルＣＭＶを算出し、上述した検出処理を行う。
【0129】
（分析処理）
判定部２７０は、発生要因が既知の部分放電が発生したときの位相Φと電荷量Ｑとの対応関係を示すデータＤである分析用データＤｂａ、およびデータＤに基づいて、部分放電の発生要因を分析する分析処理を行う。分析用データＤｂａは、要因検証用データの一例である。
判定部２７０は、発生要因が既知の部分放電が発生したときの位相Φと電荷量Ｑとの対応関係を示すデータＤである分析用データＤｂａ、およびデータＤに基づいて、部分放電の発生要因を分析する分析処理を行う。分析用データＤｂａは、要因検証用データの一例である。
【0130】
たとえば、記憶部２８０は、上述した配列変換則ＡＬに従って１次元の配列に変換された複数の分析用データＤｂａからなる分析用行列Ｈｘを記憶している。
【0131】
図１７は、本開示の実施の形態の変形例に係る部分放電検出装置における記憶部が記憶する分析用行列Ｈｘに含まれる分析用データＤｂａの一例を示す図である。図１７は、位相Φおよび電荷量Ｑを座標軸として直交座標表示された分析用データＤｂａを示している。図１７を参照して、記憶部２８０は、沿面放電が発生したときの分析用データＤｂａ１と、コロナ放電が発生しときの分析用データＤｂａ２と、部分放電が発生したときの分析用データＤｂａ３とからなる分析用行列Ｈｘを記憶している。
【0132】
判定部２７０は、分析用行列Ｈｘに乗ずる係数ベクトルＣＭＶｘであって、分析用行列Ｈｘに乗じてＰＤデータＤｐｄが示す検出対象ベクトルＲＶＳに近似する係数ベクトルＣＭＶｘを算出する。係数ベクトルＣＭＶｘは、分析用行列Ｈｘに含まれる分析用データＤｂａ１，Ｄｂａ２，Ｄｂａ３にそれぞれ対応するの係数値Ｖｘからなる行ベクトルである。判定部２７０は、算出した係数ベクトルＣＭＶｘに基づいて、部分放電の発生要因を推定する。
【0133】
より詳細には、係数ベクトルＣＭＶｘにおける第１列の係数値Ｖｘ１は、分析用データＤｂａ１に対応する係数値Ｖｘである。また、係数ベクトルＣＭＶｘにおける第２列の係数値Ｖｘ２は、分析用データＤｂａ２に対応する係数値Ｖｘである。また、係数ベクトルＣＭＶｘにおける第３列の係数値Ｖｘ３は、分析用データＤｂａ３に対応する係数値Ｖｘである。
【0134】
判定部２７０は、係数値Ｖｘ１，Ｖｘ２，Ｖｘ３のうち、最も大きい値が係数値Ｖｘ１である場合、ＰＤデータＤｐｄの生成時において沿面放電が発生していたと判断する。一方、判定部２７０は、係数値Ｖｘ１，Ｖｘ２，Ｖｘ３のうち、最も大きい値が係数値Ｖｘ２である場合、ＰＤデータＤｐｄの生成時においてコロナ放電が発生していたと判断する。一方、判定部２７０は、係数値Ｖｘ１，Ｖｘ２，Ｖｘ３のうち、最も大きい値が係数値Ｖｘ３である場合、ＰＤデータＤｐｄの生成時において部分放電が発生していたと判断する。
【0135】
［動作の流れ］
図１８は、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置が基底行列Ｈの生成を行う際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。
図１８は、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置が基底行列Ｈの生成を行う際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。
【0136】
図１８を参照して、まず、部分放電検出装置５００は、学習期間ＴＬにおいて、地中ケーブル１０Ａの遮蔽層７５を通して流れる電流の検出を開始する。より詳細には、部分放電検出装置５００は、遮蔽層７５を通して流れる電流に基づく検出信号の生成を開始する（ステップＳ１１）。
【0137】
次に、部分放電検出装置５００は、生成周期Ｔ１に従うタイミングを待ち受け（ステップＳ１２でＮＯ）、生成周期Ｔ１に従うタイミングにおいて（ステップＳ１２でＹＥＳ）、生成した検出信号に基づいて、データＤを生成する（ステップＳ１３）。
【0138】
次に、部分放電検出装置５００は、生成したデータＤにおける背景ノイズを除去する前処理を行い、前処理後のデータＤと、当該データＤの生成元となった検出信号の検出時刻または検出期間とを記憶部２８０に保存する（ステップＳ１４）。
【0139】
次に、部分放電検出装置５００は、学習期間ＴＬにおいて記憶部２８０に保存したデータＤがＭ個に到達するまで（ステップＳ１５でＮＯ）、生成周期Ｔ１ごとにデータＤの生成および前処理を繰り返し（ステップＳ１３，Ｓ１４）、記憶部２８０に保存したデータＤがＭ個に到達すると（ステップＳ１５でＹＥＳ）、学習期間ＴＬにおいて生成したＭ個のデータＤであるＭ個の学習用データＤｔに基づいて、上述した式（１）により表される再現誤差Ｙ１が最小値をとることができる基底行列Ｈを生成する（ステップＳ１６）。
【0140】
次に、部分放電検出装置５００は、生成した基底行列ＨからＲ個の基底データＤｂを取得し、各基底データＤｂの電荷量Ｑの位相周期性に基づいて、各基底データＤｂをＰＤ基底データＤｂｐｄまたはノイズ基底データＤｂｎｓに分類する（ステップＳ１７）。
【0141】
次に、部分放電検出装置５００は、基底データＤｂの分類結果を示す分類情報および基底行列Ｈを記憶部２８０に保存する（ステップＳ１８）。
【0142】
図１９は、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置が係数ベクトルＣＭＶの算出を行う際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。
【0143】
図１９を参照して、まず、部分放電検出装置５００は、検出期間ＴＤにおいて、地中ケーブル１０Ａの遮蔽層７５を通して流れる電流の検出を開始する。より詳細には、部分放電検出装置５００は、遮蔽層７５を通して流れる電流に基づく検出信号の生成を開始する（ステップＳ２１）。
【0144】
次に、部分放電検出装置５００は、生成周期Ｔ１に従うタイミングを待ち受け（ステップＳ２２でＮＯ）、生成周期Ｔ１に従うタイミングにおいて（ステップＳ２２でＹＥＳ）、生成した検出信号に基づいて、データＤを生成する（ステップＳ２３）。
【0145】
次に、部分放電検出装置５００は、生成したデータＤにおける背景ノイズを除去する前処理を行う（ステップＳ２４）。
【0146】
次に、部分放電検出装置５００は、前処理後のデータＤにおいて２次元に配列されたＣ個の区画Ｓの度数Ｎを、上述した配列変換則ＡＬに従って１次元の配列に変換することにより、当該データＤを示す検出対象ベクトルＲＶＳを生成する（ステップＳ２５）。
【0147】
次に、部分放電検出装置５００は、基底行列Ｈに乗ずる係数ベクトルＣＭＶであって、上述した式（２）により表される再現誤差Ｙ２が最小値となるときの係数ベクトルＣＭＶを算出する（ステップＳ２６）。
【0148】
次に、部分放電検出装置５００は、算出した係数ベクトルＣＭＶを構成する係数値Ｖを表示する処理を行う。より詳細には、部分放電検出装置５００は、４つの基底データＤｂを含む４行Ｃ列の基底行列Ｈを用いて係数ベクトルＣＭＶを算出し、算出した係数ベクトルＣＭＶを構成する係数値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４をグラフＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に追加して画面ＤＳ１を更新する（ステップＳ２７）。
【0149】
次に、部分放電検出装置５００は、係数ベクトルＣＭＶに基づいて、部分放電を検出する検出処理を行う（ステップＳ２８）。
【0150】
次に、部分放電検出装置５００は、係数ベクトルＣＭＶを構成する係数値Ｖが、所定長の期間に亘って所定値未満である条件Ｃ１を満たさない場合（ステップＳ２９でＮＯ）、生成周期Ｔ１に従う新たなタイミングを待ち受ける（ステップＳ２２でＮＯ）。
【0151】
一方、部分放電検出装置５００は、係数ベクトルＣＭＶを構成する係数値Ｖが、所定長の期間に亘って所定値未満である条件Ｃ１を満たす場合（ステップＳ２９でＹＥＳ）、基底行列Ｈから当該係数値Ｖに対応する基底データＤｂの行ベクトルＲＶＨを削除することにより新たな基底行列Ｈを生成し、記憶部２８０における基底行列Ｈを、新たに生成した基底行列Ｈに更新する（ステップＳ３０）。
【0152】
次に、部分放電検出装置５００は、生成周期Ｔ１に従う新たなタイミングを待ち受ける（ステップＳ２２でＮＯ）。
【0153】
【0154】
図２０を参照して、まず、部分放電検出装置５００は、式（２）に従って算出される再現誤差Ｙ２と、閾値Ｔｈ１とを比較する（ステップＳ３１）。
【0155】
次に、部分放電検出装置５００は、再現誤差Ｙ２が閾値Ｔｈ１未満である場合（ステップＳ３２でＹＥＳ）、ＰＤ基底データＤｂｐｄに分類された基底データＤｂ１，Ｄｂ２にそれぞれ対応する係数値Ｖ１，Ｖ２と、閾値ＴｈＡ１，ＴｈＡ２とをそれぞれ比較する（ステップＳ３３）。
【0156】
次に、部分放電検出装置５００は、係数値Ｖ１が閾値ＴｈＡ１未満であり、かつ係数値Ｖ２が閾値ＴｈＡ２未満である場合（ステップＳ３４でＹＥＳ）、部分放電は発生していないと判断する（ステップＳ３５）。
【0157】
一方、部分放電検出装置５００は、係数値Ｖ１が閾値ＴｈＡ１以上であるか、または係数値Ｖ２が閾値ＴｈＡ２以上である場合（ステップＳ３４でＮＯ）、部分放電が発生していると判断する（ステップＳ３６）。
【0158】
一方、部分放電検出装置５００は、再現誤差Ｙ２が閾値Ｔｈ１以上である場合（ステップＳ３２でＮＯ）、データＤにおける電荷量Ｑの位相周期性を判定する（ステップＳ３７）
【0159】
次に、部分放電検出装置５００は、当該データＤにおける電荷量Ｑの位相周期性が無い場合、具体的には、位相Φごとの電荷量Ｑの絶対値の最大値の近似曲線が２つの極大値を有しないか、または当該２つの極大値の位相差が１７０°から１９０°の間の値ではない場合（ステップＳ３８でＹＥＳ）、当該データＤはノイズを示すものであり、部分放電は発生していないと判断する（ステップＳ３９）。
【0160】
次に、部分放電検出装置５００は、当該データＤおよびＭ個の学習用データＤｔに基づいて、基底データＤｂが１つ増加した新たな基底行列Ｈを算出し、記憶部２８０における基底行列Ｈを、新たに算出した基底行列Ｈに更新する（ステップＳ４０）。
【0161】
一方、部分放電検出装置５００は、当該データＤにおける電荷量Ｑの位相周期性が有る場合、具体的には、位相Φごとの電荷量Ｑの絶対値の最大値の近似曲線が２つの極大値を有し、かつ当該２つの極大値の位相差がたとえば１７０°から１９０°の間の値である場合（ステップＳ３８でＮＯ）、当該データＤは部分放電の発生を示すものであり、部分放電が発生していると判断する（ステップＳ４１）。
【0162】
次に、部分放電検出装置５００は、当該データＤおよびＭ個の学習用データＤｔに基づいて、基底データＤｂが１つ増加した新たな基底行列Ｈを算出し、記憶部２８０における基底行列Ｈを、新たに算出した基底行列Ｈに更新する（ステップＳ４０）。
【0163】
なお、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置５００では、処理部２００におけるデータ生成部２５０は、商用交流電力の交流電圧の周期の２倍以上である生成周期Ｔ１に従うタイミングにおいて、データＤを生成する構成であるとしたが、これに限定するものではない。データ生成部２５０は、商用交流電力の交流電圧の１周期に従うタイミングにおいて、度数Ｎを２値化したデータＤを生成する構成であってもよい。
【0164】
また、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置５００では、処理部２００におけるデータ生成部２５０は、データＤの前処理を行う構成であるとしたが、これに限定するものではない。データ生成部２５０は、データＤを生成すると、前処理を行うことなく当該データＤを記憶部２８０に保存する構成であってもよい。
【0165】
また、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置５００では、処理部２００における判定部２７０は、係数値Ｖを表示する処理を行う構成であるとしたが、これに限定するものではない。判定部２７０は、係数値Ｖを表示する処理を行わない構成であってもよい。また、判定部２７０は、基底データＤｂごとに係数値Ｖを表示する処理を行う代わりに、いずれか１つの基底データＤｂに対応する係数値Ｖのみを表示する処理を行う構成であってもよい。また、判定部２７０は、検出期間ＴＤごとに画面ＤＳ１を更新する代わりに、部分放電検出装置５００の管理者の操作に従って、不定期に画面ＤＳ１を表示してもよい。
【0166】
また、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置５００では、処理部２００における判定部２７０は、検出例１および検出例２の両方を行う構成であるとしたが、これに限定するものではない。判定部２７０は、検出例１および検出例２のいずれか一方を行わない構成であってもよい。
【0167】
また、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置５００では、処理部２００における基底処理部２６０は、一部の基底データＤｂをＰＤ基底データＤｂｐｄに分類し、他の一部の基底データＤｂをノイズ基底データＤｂｎｓに分類する構成であるとしたが、これに限定するものではない。基底処理部２６０は、学習期間ＴＬにおいてデータ生成部２５０により生成された学習用データＤｔに応じて、すべての基底データＤｂをＰＤ基底データＤｂｐｄに分類する場合、およびすべての基底データＤｂをノイズ基底データＤｂｎｓに分類する場合がある。判定部２７０は、基底処理部２６０によりすべての基底データＤｂがノイズ基底データＤｂｎｓに分類された場合であって、再現誤差Ｙ２が閾値Ｔｈ１未満である場合、係数値Ｖと閾値との比較を行うことなく、部分放電は発生していないと判断する。これは、すべての基底データＤｂがノイズ基底データＤｂｎｓであり、かつ再現誤差Ｙ２が閾値Ｔｈ１未満である場合、検出期間ＴＤにおいてデータ生成部２５０により生成されたデータＤが、複数のノイズ基底データＤｂｎｓにより近似できたことを意味するからである。
【0168】
また、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置５００では、処理部２００における基底処理部２６０は、学習期間ＴＬにおいて、Ｍ個の学習用データＤｔに基づいて、４つの基底データＤｂを含む４行Ｃ列の基底行列Ｈを生成する構成であるとしたが、これに限定するものではない。基底処理部２６０は、１つの基底データＤｂからなる１行Ｃ列の基底行列Ｈを生成する構成であってもよい。より詳細には、基底処理部２６０は、学習期間ＴＬにおいて、１個の学習用データＤｔを示す行ベクトルＲＶＴを生成し、生成した行ベクトルＲＶＴを基底データＤｂとして記憶部２８０に保存する。また、基底処理部２６０は、当該基底データＤｂの電荷量Ｑの位相周期性に基づいて、当該基底データＤｂを、たとえばノイズ基底データＤｂｎｓに分類し、分類結果を示す分類情報を記憶部２８０に保存する。
【0169】
この場合、判定部２７０は、検出期間ＴＤにおいて、データ生成部２５０により生成されて前処理されたデータＤを用いて、係数値Ｖおよび再現誤差Ｙ２を算出し、再現誤差Ｙ２と閾値Ｔｈ１とを比較する。判定部２７０は、再現誤差Ｙ２が閾値Ｔｈ１未満である場合、部分放電は発生していないと判断する。一方、判定部２７０は、再現誤差Ｙ２が閾値Ｔｈ１以上である場合、当該データＤにおける電荷量Ｑの位相周期性に基づいて、部分放電が発生しているか否かを判断し、上述した「基底行列Ｈの更新例１」に従って記憶部２８０における基底行列Ｈを更新する。このように、部分放電検出装置５００では、１つの学習用データＤｔに基づいて検出処理を開始することができるので、学習期間ＴＬを非常に短い期間に設定することができる。
【0170】
また、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置５００では、処理部２００における基底処理部２６０は、上述した「基底行列Ｈの更新例１」および「基底行列Ｈの更新例２」を行う構成であるとしたが、これに限定するものではない。基底処理部２６０は、「基底行列Ｈの更新例１」および「基底行列Ｈの更新例２」のいずれか一方または両方を行わない構成であってもよい。
【0171】
また、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置５００では、処理部２００における基底処理部２６０は、判定部２７０から基底生成指示を受けた場合、学習用データＤｔおよび判定部２７０から受けたデータＤに基づいて、新たな基底行列Ｈを算出する構成であるとしたが、これに限定するものではない。基底処理部２６０は、学習用データＤｔの代わりに、検出期間ＴＤにおいてデータ生成部２５０により生成されたデータＤに基づいて、新たな基底行列Ｈを算出する構成であってもよい。
【0172】
また、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置５００では、処理部２００における判定部２７０は、分析処理を行う構成であるとしたが、これに限定するものではない。判定部２７０は、検出処理を行う一方で、分析処理を行わない構成であってもよい。
【0173】
また、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置５００では、処理部２００における判定部２７０は、地中ケーブル１０Ａ以外の、地中ケーブル１０Ｂまたは地中ケーブル１０Ｃにおける部分放電をさらに検出する構成であってもよい。より詳細には、判定部２７０は、検出期間ＴＤにおいて、データ生成部２５０により記憶部２８０にデータＤが保存されると、当該データＤにおける位相Φを６０°または１２０°シフトさせたデータＤΦを生成する。判定部２７０は、データＤの代わりにデータＤΦを用いて係数ベクトルＣＭＶを算出し、算出した係数ベクトルＣＭＶを用いて、地中ケーブル１０Ｂまたは地中ケーブル１０Ｃにおいて部分放電が発生しているか否かを判断する。
【0174】
あるいは、判定部２７０は、データＤΦを生成する代わりに、基底データＤｂの位相Φ６０°または１２０°シフトさせた基底データＤｂΦを生成する。判定部２７０は、生成した基底データＤｂΦからなる基底行列Ｈを用いて係数ベクトルＣＭＶを算出し、算出した係数ベクトルＣＭＶを用いて、地中ケーブル１０Ｂまたは地中ケーブル１０Ｃにおいて部分放電が発生しているか否かを判断してもよい。
【0175】
また、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置５００では、処理部２００における基底処理部２６０は、ＮＭＦに従って基底行列Ｈを算出する構成であるとしたが、これに限定するものではない。基底処理部２６０は、ＮＭＦを用いることなく基底行列Ｈを生成する構成であってもよい。
【0176】
図２１は、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置における基底処理部による基底データＤｂの生成方法の他の例を示す図である。図２１を参照して、基底処理部２６０は、学習用データＤｔにおいて、電荷量Ｑがゼロ付近の所定領域に含まれる区画Ｓの度数Ｎをゼロに置換した基底データＤｂ２１と、当該所定領域以外の領域に含まれる区画Ｓの度数Ｎをゼロに置換した基底データＤｂ２２とを生成する。基底処理部２６０は、生成した基底データＤｂ２１，Ｄｂ２２からなる基底行列Ｈを生成して記憶部２８０に保存する。
【0177】
なお、基底処理部２６０は、１つの学習用データＤｔに基づいて３以上の基底データＤｂからなる基底行列Ｈを生成してもよい。また、基底処理部２６０は、複数の学習用データＤｔにおける区画Ｓごとの度数Ｎを平均化した集約データを生成し、生成した集約データにおいて、上記所定領域に含まれる区画Ｓの度数Ｎをゼロに置換した基底データＤｂと、当該所定領域以外の領域に含まれる区画Ｓの度数Ｎをゼロに置換した基底データＤｂとを生成してもよい。
【0178】
また、本開示の実施の形態に係る部分放電検出システム５０１では、部分放電検出装置５００が、データＤの生成、基底行列Ｈの生成および更新、係数ベクトルＣＭＶの算出、表示処理、検出処理ならびに分析処理を行う構成であるとしたが、これに限定するものではない。部分放電検出システム５０１では、データＤの生成、基底行列Ｈの生成および更新、係数ベクトルＣＭＶの算出、表示処理、検出処理ならびに分析処理の一部または全部を、部分放電検出装置５００の代わりに、図示しないサーバが行う構成であってもよい。
【0179】
この場合、部分放電検出装置５００における処理部２００は、処理部２００において生成された各種情報を直接または他の部分放電検出装置５００経由で当該サーバへ送信する通信部を備える。
【0180】
より詳細には、部分放電検出装置５００Ａ，５００Ｂの処理部２００における通信部は、当該処理部２００において生成された各種情報を、たとえば特許文献２（国際公開第２０２０／１６１９６６号）に記載されている技術を用いて、地中ケーブル１０の遮蔽層７５経由で地上における部分放電検出装置５００Ｃへ送信する。部分放電検出装置５００Ｃの処理部２００における通信部は、当該処理部２００において生成された各種情報、および遮蔽層７５経由で他の部分放電検出装置５００から受信した各種情報を、ネットワーク経由でサーバへ送信する。なお、部分放電検出装置５００Ａ，５００Ｂの処理部２００における通信部は、当該処理部２００において生成された各種情報を、遮蔽層７５経由で部分放電検出装置５００Ｃへ送信する代わりに、たとえば専用の通信線を介して部分放電検出装置５００Ｃへ送信してもよい。
【0181】
当該サーバは、部分放電検出装置５００Ｃから受信した各種情報を用いて、データＤの生成、基底行列Ｈの生成および更新、係数ベクトルＣＭＶの算出、表示処理、検出処理ならびに分析処理の一部または全部を行う。
【0182】
具体的には、たとえば、部分放電検出装置５００の処理部２００における通信部は、データ生成部２５０により生成されたデータＤをサーバへ送信する。当該サーバは、受信したデータＤを用いて、基底行列Ｈの生成および更新、係数ベクトルＣＭＶの算出、表示処理、検出処理ならびに分析処理の一部または全部を行う。あるいは、部分放電検出装置５００の処理部２００における通信部は、判定部２７０により算出された係数値Ｖをサーバへ送信する。当該サーバは、受信した係数値Ｖを用いて、基底行列Ｈの更新、表示処理、検出処理および分析処理の一部または全部を行う。なお、通信部は、サーバへ係数値Ｖを送信する代わりに、ネットワークを介して画面ＤＳ１を表示装置に表示する処理を行ってもよい。
【0183】
＜変形例＞
また、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置５００では、処理部２００における基底処理部２６０は、学習期間ＴＬにおいて基底行列Ｈを生成し、生成した基底行列Ｈを記憶部２８０に保存する構成であるとしたが、これに限定するものではない。基底処理部２６０は、学習期間ＴＬにおいて基底行列Ｈの生成を行わない構成であってもよい。
また、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置５００では、処理部２００における基底処理部２６０は、学習期間ＴＬにおいて基底行列Ｈを生成し、生成した基底行列Ｈを記憶部２８０に保存する構成であるとしたが、これに限定するものではない。基底処理部２６０は、学習期間ＴＬにおいて基底行列Ｈの生成を行わない構成であってもよい。
【0184】
この場合、記憶部２８０は、部分放電検出装置５００の外部の装置において予め生成された基底行列Ｈを記憶する。たとえば、記憶部２８０は、信号検出部１００による電流の検出位置とは異なる他の検出位置において検出された電流の、位相Φと電荷量Ｑとの対応関係を示す１または複数の基底データＤｂを含む基底行列Ｈを記憶する。あるいは、記憶部２８０は、公知の基底データＤｂを含む基底行列Ｈを記憶する。
【0185】
図２２は、本開示の実施の形態の変形例に係る部分放電検出装置における記憶部が記憶する基底行列Ｈに含まれる基底データＤｂの一例を示す図である。図２２は、位相Φおよび電荷量Ｑを座標軸として直交座標表示された基底データＤｂを示している。
【0186】
図２２を参照して、記憶部２８０は、ノイズ基底データＤｂｎｓである基底データＤｂ５と、地中ケーブル１０の劣化が初期状態のときのＰＤ基底データＤｂｐｄである基底データＤｂ６と、地中ケーブル１０の劣化が中期状態のときのＰＤ基底データＤｂｐｄである基底データＤｂ７と、地中ケーブル１０の劣化が末期状態のときのＰＤ基底データＤｂｐｄである基底データＤｂ８とを含む基底行列Ｈを記憶している。
【0187】
判定部２７０は、検出期間ＴＤにおいてデータ生成部２５０により記憶部２８０にデータＤが保存されると、上述した手順により、係数ベクトルＣＭＶであって、基底データＤｂ５，Ｄｂ６，Ｄｂ７，Ｄｂ８にそれぞれ対応する係数値Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８からなる係数ベクトルＣＭＶを算出し、検出処理および表示処理を行う。判定部２７０は、検出処理において、係数値Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８と、閾値ＴｈＡ６，ＴｈＡ７，ＴｈＡ８とをそれぞれ比較することにより、部分放電が発生しているか否か、および地中ケーブル１０の劣化の進行状態を判定する。
【0188】
たとえば、判定部２７０は、係数値Ｖ６が閾値ＴｈＡ６以上である場合、地中ケーブル１０の劣化が初期状態に遷移したと判定し、係数値Ｖ７が閾値ＴｈＡ７以上である場合、地中ケーブル１０の劣化が中期状態に遷移したと判定し、係数値Ｖ８が閾値ＴｈＡ８以上である場合、地中ケーブル１０の劣化が末期状態に遷移したと判定する。
【0189】
図２３は、本開示の実施の形態の変形例に係る部分放電検出装置における判定部により表示される表示画面の一例を示す図である。図２３を参照して、判定部２７０は、係数値Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８の時系列変化をそれぞれ示すグラフＧ５，Ｇ６，Ｇ７，Ｇ８を含む画面ＤＳ２を図示しない表示装置に表示する処理を行う。たとえば、判定部２７０は、閾値ＴｈＡ７，ＴｈＡ８をさらに含む画面ＤＳ２を表示する処理を行う。
【0190】
なお、判定部２７０は、基底データＤｂ５からなる基底行列Ｈを用いて検知処理を開始してもよい。この場合、判定部２７０は、たとえば時刻ｔ１において、再現誤差Ｙ２が閾値Ｔｈ１以上となると、基底データＤｂ６が追加された基底行列Ｈを用いた検知処理を開始する。また、判定部２７０は、たとえば時刻ｔ２において、再現誤差Ｙ２が閾値Ｔｈ１以上となると、基底データＤｂ７がさらに追加された基底行列Ｈを用いた検知処理を開始する。また、判定部２７０は、たとえば時刻ｔ３において、再現誤差Ｙ２が閾値Ｔｈ１以上となると、基底データＤｂ８がさらに追加された基底行列Ｈを用いた検知処理を開始する。
【0191】
ところで、簡易な処理および構成でケーブルにおける部分放電を検出することが可能な技術が望まれる。
【0192】
従来、位相Φと電荷量Ｑとの対応関係を示すデータＤを用いて部分放電を検出する技術が知られている。しかしながら、部分放電が発生したときにどのようなデータＤが得られるかを事前に把握し、得られたデータＤを用いて部分放電を正確に検出することは容易ではない。具体的には、過去に部分放電が発生したときのデータＤと、得られたデータＤとを用いて部分放電を検出しようとする場合、部分放電が発生したときの不特定多数のデータＤが必要となり、また、ノイズの影響により部分放電を誤検出してしまう場合がある。
【0193】
特許文献１に記載の技術では、部分放電が発生したときのデータＤと、ノイズが発生したときのデータＤとを深層学習を用いて区別するために、学習用のデータＤが大量に必要となり、学習用のデータＤのラベリング作業に専門的な知識が必要となる。また、部分放電の検出処理の運用を開始した後、ケーブルの劣化状態および環境の変化等により、部分放電のパターンと類似するノイズが発生した場合、部分放電を誤検出してしまう場合がある。
【0194】
これに対して、本開示の部分放電検出装置５００では、判定部２７０は、遮蔽層７５を通して流れる電流の、商用交流電力の交流電圧に対する位相Φと、遮蔽層７５を通して流れる電流の電荷量Ｑとの対応関係を示す１または複数の基底データＤｂを含む基底行列Ｈを取得する。信号検出部１００または１００Ａは、遮蔽層７５を通して流れる電流を検出する。データ生成部２５０は、信号検出部１００または１００Ａにより検出された電流の位相Φと電荷量Ｑとの対応関係を示すデータＤを生成する。判定部２７０は、取得した基底行列Ｈに乗ずる係数値Ｖからなる係数ベクトルＣＭＶであって、基底行列Ｈに乗じてデータＤに近似する再現データを生成するための係数ベクトルＣＭＶを算出する。判定部２７０は、算出した係数ベクトルＣＭＶに基づいて、部分放電を検出する検出処理を行う。
【0195】
このように、基底データＤｂに乗じてデータＤに近似する再現データを生成するための係数値Ｖを算出し、算出した係数値Ｖに基づいて検出処理を行う構成により、部分放電が発生したときの多数のデータＤのパターンを学習することなく、生成したデータＤと、予め生成された基底データＤｂとの類似度を示す係数値Ｖの大きさ、および再現誤差Ｙ２等に基づいて、部分放電を検出することができる。したがって、簡易な処理および構成でケーブルにおける部分放電を検出することができる。
【0196】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0197】
上述の実施形態の各処理（各機能）は、１または複数のプロセッサを含む処理回路（Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）により実現される。上記処理回路は、上記１または複数のプロセッサに加え、１または複数のメモリ、各種アナログ回路、各種デジタル回路が組み合わされた集積回路等で構成されてもよい。上記１または複数のメモリは、上記各処理を上記１または複数のプロセッサに実行させるプログラム（命令）を格納する。上記１または複数のプロセッサは、上記１または複数のメモリから読み出した上記プログラムに従い上記各処理を実行してもよいし、予め上記各処理を実行するように設計された論理回路に従って上記各処理を実行してもよい。上記プロセッサは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、およびＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等、コンピュータの制御に適合する種々のプロセッサであってよい。なお、物理的に分離した上記複数のプロセッサが互いに協働して上記各処理を実行してもよい。たとえば、物理的に分離した複数のコンピュータのそれぞれに搭載された上記プロセッサがＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ （Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、およびインターネット等のネットワークを介して互いに協働して上記各処理を実行してもよい。上記プログラムは、外部のサーバ装置等から上記ネットワークを介して上記メモリにインストールされても構わないし、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、および半導体メモリ等の記録媒体に格納された状態で流通し、上記記録媒体から上記メモリにインストールされても構わない。
【0198】
以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
［付記１］
商用交流電力を伝送する線状の導体と、前記導体の周囲を覆う絶縁層と、前記絶縁層の周囲を覆う導体である遮蔽層とを有するケーブルにおける部分放電を検出する部分放電検出装置であって、
前記遮蔽層を通して流れる電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、前記遮蔽層を通して流れる電流の電荷量との対応関係を示す１または複数の参照データを取得する取得部と、
前記遮蔽層を通して流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部により検出された電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、前記電流検出部により検出された電流の電荷量との対応関係を示す検出データを生成する生成部と、
前記取得部により取得された前記参照データに乗ずる係数値であって、前記参照データに乗じて前記検出データに近似する再現データを生成するための前記係数値を算出する算出部と、
前記算出部により算出された前記係数値に基づいて、前記部分放電を検出する検出処理を行う検出部とを備え、
前記生成部は、所定周期に従うタイミングにおいて前記検出データを生成し、
前記部分放電検出装置は、さらに、
前記算出部により算出された前記係数値の時系列変化を表示する処理を行う表示処理部を備える、部分放電検出装置。
［付記１］
商用交流電力を伝送する線状の導体と、前記導体の周囲を覆う絶縁層と、前記絶縁層の周囲を覆う導体である遮蔽層とを有するケーブルにおける部分放電を検出する部分放電検出装置であって、
前記遮蔽層を通して流れる電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、前記遮蔽層を通して流れる電流の電荷量との対応関係を示す１または複数の参照データを取得する取得部と、
前記遮蔽層を通して流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部により検出された電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、前記電流検出部により検出された電流の電荷量との対応関係を示す検出データを生成する生成部と、
前記取得部により取得された前記参照データに乗ずる係数値であって、前記参照データに乗じて前記検出データに近似する再現データを生成するための前記係数値を算出する算出部と、
前記算出部により算出された前記係数値に基づいて、前記部分放電を検出する検出処理を行う検出部とを備え、
前記生成部は、所定周期に従うタイミングにおいて前記検出データを生成し、
前記部分放電検出装置は、さらに、
前記算出部により算出された前記係数値の時系列変化を表示する処理を行う表示処理部を備える、部分放電検出装置。
【0199】
［付記２］
商用交流電力を伝送する線状の導体と、前記導体の周囲を覆う絶縁層と、前記絶縁層の周囲を覆う導体である遮蔽層とを有するケーブルにおける部分放電を検出する部分放電検出装置であって、
処理回路を備え、
前記処理回路は、
前記遮蔽層を通して流れる電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、前記遮蔽層を通して流れる電流の電荷量との対応関係を示す１または複数の参照データを取得し、
前記遮蔽層を通して流れる電流を検出し、
検出した電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、検出した電流の電荷量との対応関係を示す検出データを生成し、
取得した前記参照データに乗ずる係数値であって、前記参照データに乗じて前記検出データに近似する再現データを生成するための前記係数値を算出し、
算出した前記係数値に基づいて、前記部分放電を検出する検出処理を行う、部分放電検出装置。
商用交流電力を伝送する線状の導体と、前記導体の周囲を覆う絶縁層と、前記絶縁層の周囲を覆う導体である遮蔽層とを有するケーブルにおける部分放電を検出する部分放電検出装置であって、
処理回路を備え、
前記処理回路は、
前記遮蔽層を通して流れる電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、前記遮蔽層を通して流れる電流の電荷量との対応関係を示す１または複数の参照データを取得し、
前記遮蔽層を通して流れる電流を検出し、
検出した電流の、前記商用交流電力の交流電圧に対する位相と、検出した電流の電荷量との対応関係を示す検出データを生成し、
取得した前記参照データに乗ずる係数値であって、前記参照データに乗じて前記検出データに近似する再現データを生成するための前記係数値を算出し、
算出した前記係数値に基づいて、前記部分放電を検出する検出処理を行う、部分放電検出装置。
【符号の説明】
【0200】
１０，１０Ａ，１０Ａ１，１０Ａ２，１０Ｂ，１０Ｂ１，１０Ｂ２，１０Ｃ，１０Ｃ１，１０Ｃ２ 地中ケーブル
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ ケーブル端末
１２ ケーブル
１３，１５ 接地ノード
１４ 接地用ケーブル
３１ マンホール
４１，４１Ａ，４１Ｂ 普通接続部
４２，４２Ａ，４２Ｂ 絶縁接続部
４３，４３Ａ，４３Ｂ 地上接続部
５３ 導電ケーブル
７１ 導体
７２ 内部半導電層
７３ 絶縁体
７４ 外部半導電層
７５ 遮蔽層
７６ シース
７７ 絶縁筒
８１ 端子
１００，１００Ａ 信号検出部（電流検出部）
１１０ ＣＴ
１２０，１２０Ａ 信号出力部
１０１ リングコア
１０２ 巻線
１０５，１０６ 金属箔電極
２００ 処理部
２３０ ＡＤＣ
２５０ データ生成部（生成部、ノイズ除去部）
２６０ 基底処理部（参照データ処理部）
２７０ 判定部（取得部、算出部、検出部、表示処理部）
２８０ 記憶部
５００，５００Ａ，５００Ｂ，５００Ｃ，５１０ 部分放電検出装置
５０１ 部分放電検出システム
５０２ 送電システム
Ｄ データ
Ｄｂ，Ｄｂ１，Ｄｂ２，Ｄｂ３，Ｄｂ４ 基底データ
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４ グラフ
ＤＳ１，ＤＳ２ 画面
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ ケーブル端末
１２ ケーブル
１３，１５ 接地ノード
１４ 接地用ケーブル
３１ マンホール
４１，４１Ａ，４１Ｂ 普通接続部
４２，４２Ａ，４２Ｂ 絶縁接続部
４３，４３Ａ，４３Ｂ 地上接続部
５３ 導電ケーブル
７１ 導体
７２ 内部半導電層
７３ 絶縁体
７４ 外部半導電層
７５ 遮蔽層
７６ シース
７７ 絶縁筒
８１ 端子
１００，１００Ａ 信号検出部（電流検出部）
１１０ ＣＴ
１２０，１２０Ａ 信号出力部
１０１ リングコア
１０２ 巻線
１０５，１０６ 金属箔電極
２００ 処理部
２３０ ＡＤＣ
２５０ データ生成部（生成部、ノイズ除去部）
２６０ 基底処理部（参照データ処理部）
２７０ 判定部（取得部、算出部、検出部、表示処理部）
２８０ 記憶部
５００，５００Ａ，５００Ｂ，５００Ｃ，５１０ 部分放電検出装置
５０１ 部分放電検出システム
５０２ 送電システム
Ｄ データ
Ｄｂ，Ｄｂ１，Ｄｂ２，Ｄｂ３，Ｄｂ４ 基底データ
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４ グラフ
ＤＳ１，ＤＳ２ 画面
【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】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】