特開 2024-89143 部分放電検出装置および部分放電検出方法

(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】P2024089143

(43)【公開日】2024-07-03

(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 20200101AFI20240626BHJP

【ＦＩ】

G01R31/12 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022204326

(22)【出願日】2022-12-21

(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

(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】森村 皓之

(72)【発明者】

【氏名】下口 剛史

【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より正確に検出する。
【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参照データに基づいて生成された、電荷量ノイズに関するノイズ情報を記憶する記憶部と、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、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検出データ生成部と、前記検出データと前記ノイズ情報とに基づいて、前記部分放電の発生を示す前記検出データを仮判定する仮判定部と、仮判定された前記検出データにおける前記電荷量の周期性に基づいて、前記部分放電を検出する放電検出部とを備える。
【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参照データに基づいて生成された、電荷量ノイズに関するノイズ情報を記憶する記憶部と、
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検出データ生成部と、
前記検出データ生成部により生成された前記検出データと、前記記憶部における前記ノイズ情報とに基づいて、前記部分放電の発生を示す前記検出データを仮判定する仮判定部と、
前記仮判定部により仮判定された前記検出データにおける前記電荷量の周期性に基づいて、前記部分放電を検出する放電検出部とを備える、部分放電検出装置。

【請求項2】

前記記憶部は、前記参照データに基づいて設定された、位相および電荷量の範囲である第１領域と、前記第１領域の電荷量に関して設定される第１閾値とを示す前記ノイズ情報を記憶し、
前記仮判定部は、前記検出データにおける前記第１領域の電荷量および前記第１閾値に基づいて、前記部分放電の発生を示す前記検出データを仮判定する、請求項１に記載の部分放電検出装置。

【請求項3】

前記部分放電検出装置は、さらに、
前記仮判定部により仮判定された前記検出データであって、前記放電検出部により前記部分放電が検出された前記検出データに基づいて、前記第１領域とは異なる第２領域に関する第２閾値を前記ノイズ情報に追加する更新部を備え、
前記仮判定部は、前記検出データにおける前記第２領域の電荷量および前記第２閾値にさらに基づいて、前記部分放電の発生を示す前記検出データを仮判定する、請求項２に記載の部分放電検出装置。

【請求項4】

前記部分放電検出装置は、さらに、
前記仮判定部により仮判定された前記検出データであって、前記放電検出部により前記部分放電が検出されなかった前記検出データに基づいて、前記ノイズ情報における前記第１領域および前記第１閾値の少なくともいずれか一方を更新する更新部を備える、請求項２に記載の部分放電検出装置。

【請求項5】

前記記憶部は、前記参照データに基づいて設定された、前記第１領域以外の領域である第３領域の電荷量に関して設定される第３閾値をさらに示す前記ノイズ情報を記憶し、
前記仮判定部は、前記検出データにおける前記第３領域の電荷量および前記第３閾値にさらに基づいて、前記部分放電の発生を示す前記検出データを仮判定する、請求項２に記載の部分放電検出装置。

【請求項6】

前記放電検出部は、前記部分放電を検出した前記検出データに対して、発生源が既知の前記部分放電が発生した状態を示す比較用データとのパターンマッチングを行うことにより、前記部分放電の発生源を特定する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の部分放電検出装置。

【請求項7】

前記放電検出部は、前記部分放電を検出した複数の前記検出データを、前記複数の検出データの相関に基づいて複数のグループに分け、前記グループごとに前記部分放電の発生源を特定する、請求項６に記載の部分放電検出装置。

【請求項8】

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方法であって、
前記部分放電検出装置は、
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参照データに基づいて生成された、電荷量ノイズに関するノイズ情報を記憶する記憶部を備え、
前記部分放電検出方法は、
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、
生成した前記検出データと、前記記憶部における前記ノイズ情報とに基づいて、前記部分放電の発生を示す前記検出データを仮判定するステップと、
仮判定した前記検出データにおける前記電荷量の周期性に基づいて、前記部分放電を検出するステップとを含む、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、課電サイクルｔ毎に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、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

【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より正確に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より正確に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参照データに基づいて生成された、電荷量ノイズに関するノイズ情報を記憶する記憶部と、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検出データ生成部と、前記検出データ生成部により生成された前記検出データと、前記記憶部における前記ノイズ情報とに基づいて、前記部分放電の発生を示す前記検出データを仮判定する仮判定部と、前記仮判定部により仮判定された前記検出データにおける前記電荷量の周期性に基づいて、前記部分放電を検出する放電検出部とを備える。

【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、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より正確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】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2】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3】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4】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5】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6】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7】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8】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9】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10】図１０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金属箔電極の取り付け例を示す図である。

【図11】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12】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Ｄｔの一例を示す図である。

【図13】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データ生成部により生成されるデータＤｔの一例を示す図である。

【図14】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ベースライン領域決定部によるベースノイズパターン情報Ｍ１の生成方法の一例を示す図である。

【図15】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仮判定の一例を示す図である。

【図16】図１６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仮判定の一例を示す図である。

【図17】図１７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記憶部が記憶している比較用データＤｔｃの一例を示す図である。

【図18】図１８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記憶部が記憶している比較用データＤｔｃの一例を示す図である。

【図19】図１９は、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置がベースノイズパターン情報Ｍ１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20】図２０は、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置が部分放電の検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。

【図21】図２１は、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置が部分放電の発生源の特定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。

【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参照データに基づいて生成された、電荷量ノイズに関するノイズ情報を記憶する記憶部と、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検出データ生成部と、前記検出データ生成部により生成された前記検出データと、前記記憶部における前記ノイズ情報とに基づいて、前記部分放電の発生を示す前記検出データを仮判定する仮判定部と、前記仮判定部により仮判定された前記検出データにおける前記電荷量の周期性に基づいて、前記部分放電を検出する放電検出部とを備える。

【0013】

このように、検出データとノイズ情報とに基づいて、部分放電の発生を示す検出データを仮判定する構成により、部分放電が発生したときの参照データのパターンを学習することなく、たとえば通常時の参照データのパターンと相違する検出データを、部分放電の発生を示す検出データであると仮判定することができる。また、仮判定した検出データにおける電荷量の周期性に基づいて、部分放電を検出する構成により、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。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より正確に検出することができる。

【0014】

（２）上記（１）において、前記記憶部は、前記参照データに基づいて設定された、位相および電荷量の範囲である第１領域と、前記第１領域の電荷量に関して設定される第１閾値とを示す前記ノイズ情報を記憶してもよく、前記仮判定部は、前記検出データにおける前記第１領域の電荷量および前記第１閾値に基づいて、前記部分放電の発生を示す前記検出データを仮判定してもよい。

【0015】

このような構成により、検出データにおける第１領域の電荷量と第１閾値との比較結果に基づいて、部分放電の発生を示す検出データを簡易な処理で仮判定することができる。

【0016】

（３）上記（２）において、前記部分放電検出装置は、さらに、前記仮判定部により仮判定された前記検出データであって、前記放電検出部により前記部分放電が検出された前記検出データに基づいて、前記第１領域とは異なる第２領域に関する第２閾値を前記ノイズ情報に追加する更新部を備えてもよく、前記仮判定部は、前記検出データにおける前記第２領域の電荷量および前記第２閾値にさらに基づいて、前記部分放電の発生を示す前記検出データを仮判定してもよい。

【0017】

このような構成により、参照データである通常時のデータに基づいて生成されたノイズ情報を、異常時の検出データに基づいて更新することができるので、更新後のノイズ情報を用いて、部分放電の発生を示す検出データの仮判定をより正確に行うことができる。

【0018】

（４）上記（２）において、前記部分放電検出装置は、さらに、前記仮判定部により仮判定された前記検出データであって、前記放電検出部により前記部分放電が検出されなかった前記検出データに基づいて、前記ノイズ情報における前記第１領域および前記第１閾値の少なくともいずれか一方を更新する更新部を備えてもよい。

【0019】

このような構成により、たとえば通常時の参照データのパターンと相違する検出データであって、部分放電が検出されなかった検出データにより、ノイズ情報を更新することができるので、更新後のノイズ情報を用いて、部分放電の発生を示す検出データの仮判定をより正確に行うことができる。

【0020】

（５）上記（２）において、前記記憶部は、前記参照データに基づいて設定された、前記第１領域以外の領域である第３領域の電荷量に関して設定される第３閾値をさらに示す前記ノイズ情報を記憶してもよく、前記仮判定部は、前記検出データにおける前記第３領域の電荷量および前記第３閾値にさらに基づいて、前記部分放電の発生を示す前記検出データを仮判定してもよい。

【0021】

このような構成により、検出データにおける第１領域および第３領域の電荷量と、第１閾値および第３閾値との比較結果に基づいて、部分放電の発生を示す検出データをより正確に仮判定することができる。

【0022】

（６）上記（１）から（５）のいずれかにおいて、前記放電検出部は、前記部分放電を検出した前記検出データに対して、発生源が既知の前記部分放電が発生した状態を示す比較用データとのパターンマッチングを行うことにより、前記部分放電の発生源を特定してもよい。

【0023】

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。

【0024】

（７）上記（６）において、前記放電検出部は、前記部分放電を検出した複数の前記検出データを、前記複数の検出データの相関に基づいて複数のグループに分け、前記グループごとに前記部分放電の発生源を特定してもよい。

【0025】

このような構成により、新たに発生した部分放電の発生源を特定する一方で、過去に発生した部分放電の発生源を特定するためのパターンマッチングが繰り返し行われることを回避することができるので、放電検出部における処理負荷を軽減することができる。

【0026】

（８）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方法であって、前記部分放電検出装置は、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参照データに基づいて生成された、電荷量ノイズに関するノイズ情報を記憶する記憶部を備え、前記部分放電検出方法は、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、生成した前記検出データと、前記記憶部における前記ノイズ情報とに基づいて、前記部分放電の発生を示す前記検出データを仮判定するステップと、仮判定した前記検出データにおける前記電荷量の周期性に基づいて、前記部分放電を検出するステップとを含む。

【0027】

このように、検出データとノイズ情報とに基づいて、部分放電の発生を示す検出データを仮判定する方法により、部分放電が発生したときの参照データのパターンを学習することなく、たとえば通常時の参照データのパターンと相違する検出データを、部分放電の発生を示す検出データであると仮判定することができる。また、仮判定した検出データにおける電荷量の周期性に基づいて、部分放電を検出する方法により、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。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より正確に検出することができる。

【0028】

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。

【0029】

［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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

［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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

［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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

［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。

【0056】

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。

【0057】

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。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

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。

【0061】

図１０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金属箔電極の取り付け例を示す図である。図９および図１０を参照して、金属箔電極１０５，１０６は、信号出力部１２０Ａに接続されている。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

［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、ベースライン領域決定部２６０と、判定部２７０と、記憶部２８０とを含む。データ生成部２５０は、検出データ生成部の一例である。ベースライン領域決定部２６０は、ノイズ情報生成部の一例であり、かつ更新部の一例である。判定部２７０は、仮判定部の一例であり、かつ放電検出部の一例である。データ生成部２５０、ベースライン領域決定部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。

【0065】

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。また、記憶部２８０は、後述するベースノイズパターン情報Ｍ１を記憶している。

【0066】

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。

【0067】

＜データ生成部＞
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、参照データの一例であり、かつ検出データの一例である。

【0068】

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。

【0069】

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を取得し、サンプル値ごとの位相Φと電荷量Ｑとの対応関係を示すデータＤを生成する。

【0070】

たとえば、データ生成部２５０は、商用交流電力の交流電圧の複数周期の各々における位相Φと電荷量Ｑとの対応関係を示すデータＤを生成する。より詳細には、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および電荷量Ｑの値域を細分化した区画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Ｄｔを生成する。生成周期Ｔ１は、たとえば１秒である。

【0071】

データ生成部２５０は、データＤｔを生成すると、生成したデータＤｔを位相Φおよび電荷量Ｑを座標軸として直交座標表示することにより得られる、当該データＤｔの電荷量マップＭＱを生成する。

【0072】

図１２および図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データ生成部により生成される電荷量マップＭＱの一例を示す図である。電荷量マップＭＱ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は、地中ケーブル１０Ａにおいて部分放電が発生していない状態におけるデータＤｔの電荷量マップＭＱである電荷量マップＭＱａを示している。図１３は、地中ケーブル１０Ａにおいて部分放電が発生した状態におけるデータＤｔの電荷量マップＭＱである電荷量マップＭＱｂを示している。電荷量マップＭＱ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である対象領域が横７２×縦６４の４６０８個の区画Ｓに分割され、各区画Ｓが度数Ｎに応じて階調表示されている。なお、図１２および図１３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。

【0073】

図１２および図１３を参照して、電荷量マップＭＱａは、電荷量マップＭＱｂと比べて、度数Ｎが１以上である区画Ｓのうち、電荷量Ｑの範囲にゼロｐＣを含む区画Ｓの割合が大きい。一方、電荷量マップＭＱｂでは、１８０°の周期で電荷量Ｑの絶対値が増大する。

【0074】

データ生成部２５０は、生成周期Ｔ１に従う生成タイミングにおいてデータＤｔおよび電荷量マップＭＱを生成し、生成したデータＤｔおよび電荷量マップＭＱならびに当該データＤｔの生成時刻を記憶部２８０に保存する。

【0075】

＜ベースライン領域決定部＞
ベースライン領域決定部２６０は、学習期間ＴＬにおいてデータ生成部２５０により生成された複数のデータＤｔに基づいて、ベースノイズパターン情報Ｍ１を生成する。ベースノイズパターン情報Ｍ１は、ノイズ情報の一例である。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。なお、ベースライン領域決定部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１つのデータＤｔに基づいてベースノイズパターン情報Ｍ１を生成してもよい。

【0076】

たとえば、ベースライン領域決定部２６０は、データＤｔにおける電荷量Ｑの周期性を判定し、判定結果に基づいて、ベースノイズパターン情報Ｍ１を生成する。

【0077】

より詳細には、ベースライン領域決定部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にデータＤｔが保存されると、当該データＤｔにおける電荷量Ｑが１８０°の周期性を有するか否かに応じて、当該データＤｔを、通常時の電荷量Ｑのパターンを示す通常データＤｔ１、または通常時の電荷量Ｑのパターンとは異なるパターンを示す異常データＤｔ２に分類する。具体的には、ベースライン領域決定部２６０は、データＤｔ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Ｄｔを異常データＤｔ２に分類する。一方、ベースライン領域決定部２６０は、データＤｔ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Ｄｔを通常データＤｔ１に分類する。なお、ベースライン領域決定部２６０は、データＤｔにおける電荷量Ｑの２つの極値の極性が交番することを、当該データＤｔを異常データＤｔ２に分類する条件として含めてもよい。すなわち、この場合、ベースライン領域決定部２６０は、データＤｔ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、当該２つの極大値の位相差がたとえば１７０°から１９０°の間の値であり、かつ電荷量Ｑの２つの極値の極性が交番する場合、当該データＤｔを異常データＤｔ２に分類する。

【0078】

たとえば、ベースライン領域決定部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にデータＤｔが保存されるたびに、当該データＤｔを通常データＤｔ１または異常データＤｔ２に分類する。ベースライン領域決定部２６０は、通常データＤｔ１の数および異常データＤｔ２の数が所定数に到達すると、分類した複数の通常データＤｔ１および複数の異常データＤｔ２に基づいて、ベースノイズパターン情報Ｍ１を生成する。

【0079】

また、ベースライン領域決定部２６０は、１または複数の異常データＤｔ２を、部分放電が発生したときのデータＤｔであるＰＤデータＤｔｐとして記憶部２８０に保存する。

【0080】

（ベースノイズパターン情報Ｍ１の生成）
ベースライン領域決定部２６０は、電荷量ノイズに関するベースノイズパターン情報Ｍ１を生成する。

【0081】

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ベースライン領域決定部によるベースノイズパターン情報Ｍ１の生成方法の一例を示す図である。図１４は、電荷量マップＭＱを示している。

【0082】

図１４を参照して、ベースライン領域決定部２６０は、複数の通常データＤｔ１に基づいて、電荷量マップＭＱにおける領域Ｒ１を設定する。より詳細には、ベースライン領域決定部２６０は、複数の通常データＤｔ１を統計的に処理することにより、ベースノイズが含まれる電荷量Ｑの範囲を示す領域Ｒ１を設定する。一例として、ベースライン領域決定部２６０は、当該複数の通常データＤｔ１の電荷量Ｑの平均値μ１から、当該複数の通常データＤｔ１の電荷量Ｑの標準偏差σ１の２倍を差し引いた値をベースノイズ閾値Ｔｑ１として算出し、平均値μ１に標準偏差σ１の２倍を加えた値をベースノイズ閾値Ｔｑ２として算出する。ベースライン領域決定部２６０は、電荷量マップＭＱにおいて、電荷量Ｑがベースノイズ閾値Ｔｑ１以上であり、かつ電荷量Ｑがベースノイズ閾値Ｔｑ２以下である領域Ｒ１を設定する。なお、ベースライン領域決定部２６０は、平均値μ１に標準偏差σ１の２倍を加えた値の代わりに、ベースノイズ閾値Ｔｑ１の正負符号を反転した値をベースノイズ閾値Ｔｑ２として算出してもよいし、平均値μ１から標準偏差σ１の２倍を差し引いた値の代わりに、ベースノイズ閾値Ｔｑ２の正負符号を反転した値をベースノイズ閾値Ｔｑ１として算出してもよい。

【0083】

次に、ベースライン領域決定部２６０は、複数の異常データＤｔ２および設定した領域Ｒ１に基づいて、電荷量マップＭＱにおける領域Ｒ２，Ｒ３を設定する。より詳細には、ベースライン領域決定部２６０は、複数の異常データＤｔ２を統計的に処理することにより、領域Ｒ２，Ｒ３を設定する。領域Ｒ２，Ｒ３は、第１領域の一例である。一例として、ベースライン領域決定部２６０は、複数の異常データＤｔ２における電荷量Ｑのうち、領域Ｒ１以外の領域の電荷量Ｑである電荷量Ｑｘを抽出する。ベースライン領域決定部２６０は、各異常データＤｔ２における位相Φごとの電荷量Ｑｘの最小値Ｑｍｉｎおよび最大値Ｑｍａｘを抽出し、異常データＤｔ２ごとに抽出した最小値Ｑｍｉｎの平均値Ａｍｉｎと、異常データＤｔ２ごとに抽出した最大値Ｑｍａｘの平均値Ａｍａｘとを算出する。

【0084】

ここで、平均値Ａｍｉｎ，Ａｍａｘは、位相Φを確率分布とするガウス分布と仮定することができる。ベースライン領域決定部２６０は、平均値Ａｍｉｎに対してカーブフィッティングを行うことにより、平均値Ａｍｉｎに近似するガウス分布ＧＤ１を定義し、平均値Ａｍａｘに対してカーブフィッティングを行うことにより、平均値Ａｍａｘに近似するガウス分布ＧＤ２を定義する。

【0085】

そして、ベースライン領域決定部２６０は、ガウス分布ＧＤ１が示す位相Φの平均値μ２に、ガウス分布ＧＤ１が示す位相Φの標準偏差σ２の２倍を差し引いた値を閾値Ｔｐ１として算出し、平均値μ２に標準偏差σ２の２倍を加えた値を閾値Ｔｐ２として算出する。ベースライン領域決定部２６０は、電荷量マップＭＱにおいて、電荷量Ｑが閾値Ｔｑ１未満であり、位相Φが閾値Ｔｐ１以上であり、かつ位相Φが閾値Ｔｐ２以下である領域Ｒ２を設定する。

【0086】

また、ベースライン領域決定部２６０は、ガウス分布ＧＤ２が示す位相Φの平均値μ３に、ガウス分布ＧＤ２が示す位相Φの標準偏差σ３の２倍を差し引いた値を閾値Ｔｐ３として算出し、平均値μ３に標準偏差σ３の２倍を加えた値を閾値Ｔｐ４として算出する。ベースライン領域決定部２６０は、電荷量マップＭＱにおいて、電荷量Ｑが閾値Ｔｑ２より大きく、位相Φが閾値Ｔｐ３以上であり、かつ位相Φが閾値Ｔｐ４以下である領域Ｒ３を設定する。

【0087】

なお、ベースライン領域決定部２６０は、領域Ｒ２，Ｒ３の両方を算出する代わりに、領域Ｒ２を算出し、算出した領域Ｒ２の位相Φの範囲を１８０°シフトし、かつ領域Ｒ２の電荷量Ｑの範囲の正負符号を反転した領域を領域Ｒ３として設定してもよい。

【0088】

ベースライン領域決定部２６０は、設定した領域Ｒ２，Ｒ３に基づいて、部分放電の発生を示すデータＤｔの仮判定に用いる、領域Ｒ２，Ｒ３の電荷量Ｑに関する電荷数閾値ＴＨ２，ＴＨ３をそれぞれ設定する。たとえば、ベースライン領域決定部２６０は、領域Ｒ２，Ｒ３内の複数の区画Ｓの度数Ｎの合計値との比較に用いられる電荷数閾値ＴＨ２，ＴＨ３をそれぞれ設定する。一例として、ベースライン領域決定部２６０は、異常データＤｔ２の領域Ｒ２内の複数の区画Ｓの度数Ｎの合計値にゼロより大きい１未満の所定値を乗じた値を電荷数閾値ＴＨ２に設定し、異常データＤｔ２の領域Ｒ３内の複数の区画Ｓの度数Ｎの合計値にゼロより大きい１未満の所定値を乗じた値を電荷数閾値ＴＨ３に設定する。電荷数閾値ＴＨ２，ＴＨ３は、第１閾値の一例である。

【0089】

ベースライン領域決定部２６０は、設定した電荷数閾値ＴＨ２，ＴＨ３と、設定した領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３とを示すベースノイズパターン情報Ｍ１を記憶部２８０に保存する。

【0090】

＜判定部＞
判定部２７０は、データ生成部２５０により生成されたデータＤｔと、記憶部２８０におけるベースノイズパターン情報Ｍ１とに基づいて、部分放電の発生を示すデータＤｔを仮判定する。

【0091】

より詳細には、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により記憶部２８０にデータＤｔおよび電荷量マップＭＱが保存されると、記憶部２８０から当該データＤｔ、当該電荷量マップＭＱおよびベースノイズパターン情報Ｍ１を取得する。

【0092】

判定部２７０は、ベースノイズパターン情報Ｍ１に基づいて、取得したデータＤｔの領域Ｒ２内の区画Ｓの度数Ｎの合計値である異常電荷数ＳＲ２と、当該データＤｔの領域Ｒ３内の区画Ｓの度数Ｎの合計値である異常電荷数ＳＲ３とを算出する。そして、判定部２７０は、算出した異常電荷数ＳＲ２，ＳＲ３と、ベースノイズパターン情報Ｍ１が示す電荷数閾値ＴＨ２，ＴＨ３とをそれぞれ比較する。

【0093】

図１５および図１６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仮判定の一例を示す図である。

【0094】

図１５を参照して、判定部２７０は、データＤｔの異常電荷数ＳＲ２が電荷数閾値ＴＨ２以下であり、かつ当該データＤｔの異常電荷数ＳＲ３が電荷数閾値ＴＨ３以下である場合、当該データＤｔは部分放電の仮判定条件Ｃ１を満たさないと判断する。

【0095】

一方、図１６を参照して、判定部２７０は、データＤｔの異常電荷数ＳＲ２が電荷数閾値ＴＨ２より大きいか、または当該データＤｔの異常電荷数ＳＲ３が電荷数閾値ＴＨ３より大きい場合、当該データＤｔは部分放電の仮判定条件Ｃ１を満たすと判断する。

【0096】

判定部２７０は、データＤｔが部分放電の仮判定条件Ｃ１を満たさない場合、部分放電は発生していないと判定する。

【0097】

一方、判定部２７０は、データＤｔが部分放電の仮判定条件Ｃ１を満たす場合、当該データＤｔは部分放電の発生を示すものであると仮判定する。

【0098】

判定部２７０は、仮判定したデータＤｔにおける電荷量Ｑの周期性に基づいて、部分放電を検出する。より詳細には、判定部２７０は、部分放電の発生を示すものであると仮判定したデータＤｔにおける電荷量Ｑが、１８０°の周期性を有するか否かを判断する。具体的には、判定部２７０は、データＤｔ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Ｄｔにおける電荷量Ｑは１８０°の周期性を有すると判断する。一方、判定部２７０は、データＤｔ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Ｄｔにおける電荷量Ｑは１８０°の周期性を有しないと判断する。

【0099】

判定部２７０は、仮判定したデータＤｔにおける電荷量Ｑが１８０°の周期性を有しない場合、地中ケーブル１０Ａにおいて部分放電が発生していないと判断する。

【0100】

一方、判定部２７０は、仮判定したデータＤｔにおける電荷量Ｑが１８０°の周期性を有する場合、地中ケーブル１０Ａにおいて部分放電が発生していると判断する。そして、判定部２７０は、当該データＤｔの生成時刻を部分放電の発生時刻として記憶部２８０に保存する。

【0101】

なお、判定部２７０は、データＤｔにおける電荷量Ｑの２つの極値の極性が交番することを、地中ケーブル１０Ａにおいて部分放電が発生していると判断する条件として含めてもよい。すなわち、この場合、ベースライン領域決定部２６０は、仮判定したデータＤｔにおける電荷量Ｑが１８０°の周期性を有し、かつ電荷量Ｑの２つの極値の極性が交番する場合、地中ケーブル１０Ａにおいて部分放電が発生していると判断する。

【0102】

また、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、領域Ｒ３の代わりに、領域Ｒ３を位相Φの方向に１２０°または－１２０°シフトさせた領域Ｒ４を用いて、部分放電の発生を示すデータＤｔを仮判定する。判定部２７０は、仮判定したデータＤｔにおける電荷量Ｑが１８０°の周期性を有する場合、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において部分放電が発生していると判断する。

【0103】

たとえば、判定部２７０は、部分放電を検出した場合、部分放電の発生時刻を含む検出結果を図示しない表示装置に表示する処理を行う。また、たとえば、判定部２７０は、部分放電の発生頻度に基づいて地中ケーブル１０Ａの劣化の進行度を判定し、判定結果を当該表示装置に表示する処理を行う。また、たとえば、判定部２７０は、部分放電を検出した場合、部分放電を検出した旨を示す検出情報を、ＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）を用いて、図示しないサーバへ送信する。

【0104】

（ベースノイズパターン情報Ｍ１の更新）
判定部２７０は、地中ケーブル１０Ａにおいて部分放電が発生していないと判断した場合、仮判定したデータＤｔであって、電荷量Ｑが１８０°の周期性を有しないデータＤｔと、当該データＤｔの異常電荷数ＳＲ２，ＳＲ３とをベースライン領域決定部２６０へ出力する。

【0105】

たとえば、ベースライン領域決定部２６０は、判定部２７０により仮判定されたデータＤｔであって、部分放電が検出されなかったデータＤｔの異常電荷数ＳＲ２，ＳＲ３に基づいて、ベースノイズパターン情報Ｍ１を更新する。

【0106】

より詳細には、ベースライン領域決定部２６０は、判定部２７０から受けた異常電荷数ＳＲ２，ＳＲ３に基づいて、記憶部２８０におけるベースノイズパターン情報Ｍ１を更新する。具体的には、ベースライン領域決定部２６０は、ベースノイズパターン情報Ｍ１が示す電荷数閾値ＴＨ２，ＴＨ３を、判定部２７０から受けた異常電荷数ＳＲ２，ＳＲ３よりも大きい値に更新する。また、ベースライン領域決定部２６０は、ベースノイズパターン情報Ｍ１が示す領域Ｒ１をより広い範囲に更新する。すなわち、ベースライン領域決定部２６０は、ベースノイズ閾値Ｔｑ１をより小さい値に更新し、ベースノイズ閾値Ｔｑ２をより大きい値に更新する。

【0107】

（発生源の特定）
記憶部２８０は、発生源が既知である部分放電が発生した状態におけるデータＤｔである比較用データＤｔｃを記憶している。

【0108】

図１７および図１８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記憶部が記憶している比較用データＤｔｃの一例を示す図である。図１７は、地中ケーブル１０Ａの絶縁体７３の内部において部分放電が発生した状態における比較用データＤｔｃの電荷量マップＭＱである電荷量マップＭＱｃを示している。図１８は、地中ケーブル１０Ａにおいて表面放電が発生した状態における比較用データＤｔｃの電荷量マップＭＱである電荷量マップＭＱｃを示している。表面放電は、主に、地中ケーブル１０の導体が露出しているケーブル端末１１において発生する。

【0109】

判定部２７０は、地中ケーブル１０Ａにおいて部分放電が発生していると判断した場合、部分放電を検出したデータＤｔに対して、発生源が既知の部分放電が発生した状態を示す比較用データＤｔｃとのパターンマッチングを行うことにより、当該部分放電の発生源を特定する。たとえば、判定部２７０は、部分放電を検出した複数のデータＤｔを、複数のデータＤｔの相関に基づいて複数のデータグループＧｒに分け、データグループＧｒごとに部分放電の発生源を特定する。

【0110】

より詳細には、判定部２７０は、記憶部２８０におけるＰＤデータＤｔｐ同士の相関に基づいて、複数のＰＤデータＤｔｐを複数のデータグループＧｒに分類する。

【0111】

判定部２７０は、仮判定したデータＤｔにおける電荷量Ｑの周期性に基づいて、地中ケーブル１０Ａにおいて部分放電が発生していると判断した場合、パターンマッチングを用いて、当該データＤｔと、記憶部２８０における各ＰＤデータＤｔｐとの相関性を判定する。

【0112】

判定部２７０は、当該データＤｔとの相関係数が所定値以上であるＰＤデータＤｔｐが記憶部２８０に保存されていない場合、当該データＤｔを用いて検出した部分放電は新たな発生源における部分放電であると判断し、検出した部分放電の発生源を特定する。

【0113】

具体的には、判定部２７０は、ＣＮＮ（Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ Ｎｅｕｒａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）またはテンプレートマッチングを用いて、当該データＤｔの電荷量マップＭＱとの類似度が最も高い比較用データＤｔｃの電荷量マップＭＱｃを判定する。そして、判定部２７０は、検出した部分放電の発生源を、当該データＤｔとの類似度が最も高い比較用データＤｔｃに対応する発生源と同じであると特定する。判定部２７０は、当該データＤｔを新たなデータグループＧｒに分類し、新たなＰＤデータＤｔｐとして記憶部２８０に保存する。

【0114】

また、たとえば、判定部２７０は、発生源の判断結果を示す判断情報を、上述した検出情報に含めてサーバへ送信する。

【0115】

一方、判定部２７０は、当該データＤｔとの相関係数が所定値以上であるＰＤデータＤｔｐが記憶部２８０に保存されている場合、検出した部分放電の発生源は、当該ＰＤデータＤｔｐが示す部分放電の発生源と同じであると判断する。そして、判定部２７０は、当該データＤｔを当該ＰＤデータＤｔｐと同じデータグループＧｒに分類し、新たなＰＤデータＤｔｐとして記憶部２８０に保存する。

【0116】

なお、判定部２７０は、部分放電の発生源の特定を行わない構成であってもよい。この場合、たとえば、判定部２７０は、部分放電を検出したデータＤｔをサーバへ送信する。当該サーバは、比較用データＤｔｃおよび部分放電検出装置５００において検出されたＰＤデータＤｔｐを記憶する記憶部を備えている。当該サーバは、部分放電検出装置５００からデータＤｔを受信して、判定部２７０の代わりに、上述した手順により当該部分放電の発生源を特定する。

【0117】

（ベースノイズパターン情報Ｍ１の生成の他の例１）
ベースライン領域決定部２６０は、学習期間ＴＬにおいてデータ生成部２５０により生成された複数のデータＤｔの中に異常データＤｔ２が存在しない場合、または地中ケーブル１０Ａにおいて部分放電が発生しないことが予め分かっている場合、ベースノイズパターン情報Ｍ１の代わりに、暫定ベースノイズパターン情報Ｍ２を生成する。暫定ベースノイズパターン情報Ｍ２は、ノイズ情報の一例である。

【0118】

より詳細には、ベースライン領域決定部２６０は、複数の通常データＤｔ１に基づいて、上述した手順に従って領域Ｒ１を設定する。ベースライン領域決定部２６０は、設定した領域Ｒ１に基づいて、部分放電の発生を示すデータＤｔの仮判定に用いる、領域Ｒ１の電荷量Ｑに関する電荷数閾値ＴＨ１を設定する。たとえば、ベースライン領域決定部２６０は、通常データＤｔ１の領域Ｒ１内の複数の区画Ｓの度数Ｎの合計値にゼロより大きい１未満の所定値を乗じた値を電荷数閾値ＴＨ１に設定する。当該領域Ｒ１は第１領域の一例であり、当該電荷数閾値ＴＨ１は第１閾値の一例である。

【0119】

ベースライン領域決定部２６０は、設定した電荷数閾値ＴＨ１と、設定した領域Ｒ１とを示す暫定ベースノイズパターン情報Ｍ２を記憶部２８０に保存する。

【0120】

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により記憶部２８０に保存されたデータＤｔを取得し、取得したデータＤｔの電荷量マップＭＱを生成する。そして、判定部２７０は、暫定ベースノイズパターン情報Ｍ２に基づいて、当該データＤｔの領域Ｒ１内の区画Ｓの度数Ｎの合計値である正常電荷数ＳＲ１を算出し、算出した正常電荷数ＳＲ１と、暫定ベースノイズパターン情報Ｍ２が示す電荷数閾値ＴＨ１とを比較する。

【0121】

判定部２７０は、データＤｔの正常電荷数ＳＲ１が電荷数閾値ＴＨ１より大きい場合、当該データＤｔは部分放電の仮判定条件Ｃ２を満たさないと判断し、部分放電は発生していないと判定する。

【0122】

一方、判定部２７０は、データＤｔの正常電荷数ＳＲ１が電荷数閾値ＴＨ１以下である場合、当該データＤｔは部分放電の仮判定条件Ｃ２を満たすと判断し、当該データＤｔは部分放電の発生を示すものであると仮判定する。そして、判定部２７０は、上述した手順により、仮判定したデータＤｔにおける電荷量Ｑの周期性に基づいて、部分放電を検出する。

【0123】

判定部２７０は、地中ケーブル１０Ａにおいて部分放電が発生していると判断した場合、部分放電を検出したデータＤｔを異常データＤｔ２としてベースライン領域決定部２６０へ出力する。

【0124】

ベースライン領域決定部２６０は、検出期間ＴＤにおいて、判定部２７０から受けた異常データＤｔ２の数が所定数に到達すると、受けた複数の異常データＤｔ２に基づいて、上述した手順により、領域Ｒ２，Ｒ３および電荷数閾値ＴＨ２，ＴＨ３を設定する。そして、ベースライン領域決定部２６０は、記憶部２８０における暫定ベースノイズパターン情報Ｍ２に、設定した電荷数閾値ＴＨ２，ＴＨ３および領域Ｒ２，Ｒ３を追加することにより、暫定ベースノイズパターン情報Ｍ２をベースノイズパターン情報Ｍ１に更新する。当該領域Ｒ２，Ｒ３は第２領域の一例であり、当該電荷数閾値ＴＨ２，ＴＨ３は第２閾値の一例である。

【0125】

（ベースノイズパターン情報Ｍ３の生成および仮判定の他の例）
ベースライン領域決定部２６０は、電荷数閾値ＴＨ２，ＴＨ３と、設定した領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３とを示すベースノイズパターン情報Ｍ１を生成して記憶部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。ベースライン領域決定部２６０は、ベースノイズパターン情報Ｍ１の代わりに、後述するベースノイズパターン情報Ｍ３を生成して記憶部２８０に保存する構成であってもよい。ベースノイズパターン情報Ｍ３は、ノイズ情報の一例である。

【0126】

たとえば、ベースライン領域決定部２６０は、ベースノイズ閾値Ｔｑ１，Ｔｑ２を算出することにより領域Ｒ１を設定する代わりに、複数の通常データＤｔ１の区画Ｓごとの度数ＮをＯＲ積算することにより、領域Ｒ１を設定する。

【0127】

より詳細には、ベースライン領域決定部２６０は、電荷量マップＭＱにおける４６０８個の区画Ｓのうちの、所定数以上の通常データＤｔ１において度数Ｎが１以上である区画Ｓを抽出する。ベースライン領域決定部２６０は、抽出した区画Ｓからなる領域を領域Ｒ１として設定する。なお、当該領域Ｒ１は、ひとかたまりの領域であってもよいし、複数の分割領域からなる領域であってもよい。また、ベースライン領域決定部２６０は、所定数以上の通常データＤｔ１において度数Ｎが１以上である区画Ｓを抽出する代わりに、各通常データＤｔ１の電荷量マップＭＱにおける区画Ｓごとの度数Ｎの合計値が所定値以上である区画Ｓを抽出し、抽出した区画Ｓからなる領域を領域Ｒ１として設定してもよい。

【0128】

ベースライン領域決定部２６０は、設定した領域Ｒ１に基づいて、電荷数閾値ＴＨ１を設定する。たとえば、ベースライン領域決定部２６０は、通常データＤｔ１の領域Ｒ１内の複数の区画Ｓの度数Ｎの合計値を電荷数閾値ＴＨ１に設定する。

【0129】

次に、ベースライン領域決定部２６０は、領域Ｒ１以外の領域を領域Ｒ４として設定する。領域Ｒ４は、第３領域の一例である。ベースライン領域決定部２６０は、領域Ｒ１の設定に用いた複数の通常データＤｔ１における、領域Ｒ４内の区画Ｓの度数Ｎの合計値に基づいて、領域Ｒ４内の複数の区画Ｓの度数Ｎの合計値との比較に用いられる電荷数閾値ＴＨ４を設定する。一例として、ベースライン領域決定部２６０は、当該複数の通常データＤｔ１の領域Ｒ４内の複数の区画Ｓの度数Ｎの合計値にゼロより大きい１未満の所定値を乗じた値を電荷数閾値ＴＨ４に設定する。電荷数閾値ＴＨ４は、第３閾値の一例である。

【0130】

ベースライン領域決定部２６０は、設定した電荷数閾値ＴＨ１，ＴＨ４と、設定した領域Ｒ１，Ｒ４とを示すベースノイズパターン情報Ｍ３を記憶部２８０に保存する。

【0131】

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Ｄｔが保存されると、記憶部２８０から当該データＤｔおよびベースノイズパターン情報Ｍ３を取得する。

【0132】

判定部２７０は、ベースノイズパターン情報Ｍ３に基づいて、取得したデータＤｔの領域Ｒ１内の区画Ｓの度数Ｎの合計値である正常電荷数ＳＲ１と、当該データＤｔの領域Ｒ４内の区画Ｓの度数Ｎの合計値である異常電荷数ＳＲ４とを算出する。そして、判定部２７０は、算出した正常電荷数ＳＲ１および異常電荷数ＳＲ４と、ベースノイズパターン情報Ｍ３が示す電荷数閾値ＴＨ１，ＴＨ４とをそれぞれ比較する。

【0133】

判定部２７０は、データＤｔの正常電荷数ＳＲ１が電荷数閾値ＴＨ１より大きく、かつデータＤｔの異常電荷数ＳＲ４が電荷数閾値ＴＨ４以下である場合、当該データＤｔは部分放電の仮判定条件Ｃ３を満たさないと判断し、部分放電は発生していないと判定する。

【0134】

一方、判定部２７０は、データＤｔの正常電荷数ＳＲ１が電荷数閾値ＴＨ１以下であるか、またはデータＤｔの異常電荷数ＳＲ４が電荷数閾値ＴＨ４より大きい場合、当該データＤｔは部分放電の仮判定条件Ｃ３を満たすと判断し、当該データＤｔは部分放電の発生を示すものであると仮判定する。そして、判定部２７０は、上述した手順により、仮判定したデータＤｔにおける電荷量Ｑの周期性に基づいて、部分放電を検出する。

【0135】

［動作の流れ］
図１９は、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置がベースノイズパターン情報Ｍ１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１９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Ｄｔ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Ｄｔにおける電荷量Ｑが１８０°の周期性を有するか否かに応じて、当該データＤｔを通常データＤｔ１または異常データＤｔ２に分類する（ステップＳ１４）。

【0139】

次に、部分放電検出装置５００は、通常データＤｔ１の数および異常データＤｔ２の数が所定数に到達するまで（ステップＳ１５でＮＯ）、生成周期Ｔ１ごとにデータＤｔの生成および分類を繰り返し（ステップＳ１３，Ｓ１４）、通常データＤｔ１の数および異常データＤｔ２の数が所定数に到達すると（ステップＳ１５でＹＥＳ）、複数の通常データＤｔ１に基づいて領域Ｒ１を設定する（ステップＳ１６）。

【0140】

次に、部分放電検出装置５００は、複数の異常データＤｔ２および設定した領域Ｒ１に基づいて、領域Ｒ２，Ｒ３および電荷数閾値ＴＨ２，ＴＨ３を設定する（ステップＳ１７）。

【0141】

次に、部分放電検出装置５００は、設定した電荷数閾値ＴＨ２，ＴＨ３と、設定した領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３とを示すベースノイズパターン情報Ｍ１を記憶部２８０に保存する（ステップＳ１８）。

【0142】

図２０は、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置が部分放電の検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２０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Ｓ４１）。

【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Ｓ４２でＮＯ）、生成周期Ｔ１に従うタイミングにおいて（ステップＳ４２でＹＥＳ）、生成した検出信号に基づいてデータＤｔを生成する（ステップＳ４３）。

【0145】

次に、部分放電検出装置５００は、生成したデータＤｔの異常電荷数ＳＲ２，ＳＲ３を算出する（ステップＳ４４）。

【0146】

次に、部分放電検出装置５００は、データＤｔの異常電荷数ＳＲ２，ＳＲ３と、ベースノイズパターン情報Ｍ１が示す電荷数閾値ＴＨ２，ＴＨ３とに基づいて、当該データＤｔが仮判定条件Ｃ１を満たすか否かを判断する（ステップＳ４５）。

【0147】

次に、部分放電検出装置５００は、当該データＤｔが仮判定条件Ｃ１を満たさない場合（ステップＳ４６でＹＥＳ）、部分放電は発生していないと判定する（ステップＳ４７）。

【0148】

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Ｓ４２でＮＯ）。

【0149】

一方、部分放電検出装置５００は、当該データＤｔが部分放電の仮判定条件Ｃ１を満たす場合（ステップＳ４６でＮＯ）、当該データＤｔは部分放電の発生を示すものであると仮判定する（ステップＳ４８）。

【0150】

次に、部分放電検出装置５００は、仮判定したデータＤｔにおける電荷量Ｑが１８０°の周期性を有するか否かを判断する（ステップＳ４９）。

【0151】

次に、部分放電検出装置５００は、仮判定したデータＤｔにおける電荷量Ｑが１８０°の周期性を有する場合（ステップＳ５０でＹＥＳ）、地中ケーブル１０Ａにおいて部分放電が発生していると判断する。たとえば、部分放電検出装置５００は、当該データＤｔの生成時刻を部分放電の発生時刻として記憶部２８０に保存する（ステップＳ５１）。

【0152】

次に、部分放電検出装置５００は、部分放電を検出したデータＤｔに対してパターンマッチングを行うことにより、当該部分放電の発生源を特定する（ステップＳ５２）。

【0153】

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Ｓ４２でＮＯ）。

【0154】

一方、部分放電検出装置５００は、仮判定したデータＤｔにおける電荷量Ｑが１８０°の周期性を有しない場合（ステップＳ５０でＮＯ）、地中ケーブル１０Ａにおいて部分放電が発生していないと判断する（ステップＳ５３）。

【0155】

次に、部分放電検出装置５００は、仮判定したデータＤｔであって、電荷量Ｑが１８０°の周期性を有しないデータＤｔの異常電荷数ＳＲ２，ＳＲ３に基づいて、ベースノイズパターン情報Ｍ１を更新する（ステップＳ５４）。

【0156】

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Ｓ４２でＮＯ）。

【0157】

図２１は、本開示の実施の形態に係る部分放電検出装置が部分放電の発生源の特定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２１は、図２０におけるステップＳ５２の詳細を示している。

【0158】

図２１を参照して、まず、部分放電検出装置５００は、部分放電を検出したデータＤｔと、記憶部２８０におけるＰＤデータＤｔｐとの相関性を判定する（ステップＳ６１）。

【0159】

次に、部分放電検出装置５００は、部分放電を検出したデータＤｔとの相関係数が所定値以上であるＰＤデータＤｔｐが記憶部２８０に保存されている場合（ステップＳ６２でＹＥＳ）、検出した部分放電の発生源は、当該ＰＤデータＤｔｐが示す部分放電の発生源と同じであると判断する（ステップＳ６３）。

【0160】

次に、部分放電検出装置５００は、当該データＤｔを当該ＰＤデータＤｔｐと同じデータグループＧｒに分類し、新たなＰＤデータＤｔｐとして記憶部２８０に保存する（ステップＳ６４）。

【0161】

一方、部分放電検出装置５００は、部分放電を検出したデータＤｔとの相関係数が所定値以上であるＰＤデータＤｔｐが記憶部２８０に保存されていない場合（ステップＳ６２でＮＯ）、検出した部分放電は新たな発生源における部分放電であると判断する（ステップＳ６５）。

【0162】

次に、部分放電検出装置５００は、ＣＮＮまたはテンプレートマッチングを用いて、当該データＤｔの電荷量マップＭＱとの類似度が最も高い比較用データＤｔｃの電荷量マップＭＱｃを判定する（ステップＳ６６）。

【0163】

次に、部分放電検出装置５００は、検出した部分放電の発生源は、当該比較用データＤｔｃに対応する発生源と同じであると判断する（ステップＳ６７）。

【0164】

次に、部分放電検出装置５００は、当該データＤｔを新たなデータグループＧｒに分類し、新たなＰＤデータＤｔｐとして記憶部２８０に保存する（ステップＳ６８）。

【0165】

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ごとに、データＤｔ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周期ごとに、当該周期における位相Φと、電荷量Ｑとの対応関係を示すデータＤを生成する構成であってもよい。

【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におけるベースライン領域決定部２６０は、判定部２７０により仮判定されたデータＤｔであって、部分放電が検出されなかったデータＤｔの異常電荷数ＳＲ２，ＳＲ３に基づいて、ベースノイズパターン情報Ｍ１を更新する構成であるとしたが、これに限定するものではない。ベースライン領域決定部２６０は、検出期間ＴＤの開始後の更新期間において、データ生成部２５０により生成された複数のデータＤｔに基づいてベースノイズパターン情報Ｍ１を更新する構成であってもよい。当該更新期間は、定期的または不定期に開始されてもよい。また、当該更新期間の頻度は、判定部２７０による部分放電の検出結果に応じて設定されてもよい。

【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におけるベースライン領域決定部２６０は、ベースノイズパターン情報Ｍ１を更新する構成であるとしたが、これに限定するものではない。ベースライン領域決定部２６０は、ベースノイズパターン情報Ｍ１の生成を行う一方で、ベースノイズパターン情報Ｍ１の更新を行わない構成であってもよい。

【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がベースライン領域決定部２６０を含む構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理部２００は、ベースライン領域決定部２６０を含まない構成であってもよい。この場合、たとえば、上述したサーバ等の、部分放電検出装置５００の外部の装置により生成されたベースノイズパターン情報Ｍ１が記憶部２８０に保存される。当該サーバは、部分放電検出装置５００ごとに独立したベースノイズパターン情報Ｍ１を生成し、生成したベースノイズパターン情報Ｍ１を各部分放電検出装置５００へ送信する。

【0169】

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において部分放電が発生していると判断した場合、当該部分放電の発生源を特定する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、部分放電の発生源の特定を行わない構成であってもよい。

【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における判定部２７０は、部分放電を検出した複数のデータＤｔを、複数のデータＤｔの相関に基づいて複数のデータグループＧｒに分け、データグループＧｒごとに部分放電の発生源を特定する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、データＤｔに基づいて部分放電を検出するたびに、当該データＤｔと記憶部２８０における各ＰＤデータＤｔｐとの相関性に関わらず、当該データＤｔに対してパターンマッチングを行うことにより、当該部分放電の発生源を特定する構成であってもよい。

【0171】

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より正確に検出することが可能な技術が望まれる。

【0172】

従来、位相Φと電荷量Ｑとの対応関係を示すデータＤｔ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Ｄｔが得られるかを事前に把握し、得られたデータＤｔ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Ｄｔと、得られたデータＤｔ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Ｄｔ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。

【0173】

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Ｄｔと、ノイズが発生したときのデータＤｔとを深層学習を用いて区別するために、学習用のデータＤｔが大量に必要となる。また、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。

【0174】

これに対して、本開示の部分放電検出装置５００では、記憶部２８０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データＤｔに基づいて生成された、電荷量ノイズに関するベースノイズパターン情報Ｍ１を記憶する。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Ｄｔを生成する。判定部２７０は、データ生成部２５０により生成されたデータＤｔと、記憶部２８０におけるベースノイズパターン情報Ｍ１とに基づいて、部分放電の発生を示すデータＤｔを仮判定する。判定部２７０は、仮判定したデータＤｔにおける電荷量Ｑの周期性に基づいて、部分放電を検出する。

【0175】

このように、データＤｔとベースノイズパターン情報Ｍ１とに基づいて、部分放電の発生を示すデータＤｔを仮判定する構成により、部分放電が発生したときのデータＤｔのパターンを学習することなく、たとえば通常時のデータＤｔのパターンと相違するデータＤｔを、部分放電の発生を示すデータＤｔであると仮判定することができる。また、仮判定したデータＤｔにおける電荷量Ｑの周期性に基づいて、部分放電を検出する構成により、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。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より正確に検出することができる。

【0176】

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。

【0177】

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。

【0178】

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参照データに基づいて生成された、電荷量ノイズに関するノイズ情報を記憶する記憶部と、
処理回路とを備え、
前記処理回路は、
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、
生成した前記検出データと、前記記憶部における前記ノイズ情報とに基づいて、前記部分放電の発生を示す前記検出データを仮判定し、
仮判定した前記検出データにおける前記電荷量の周期性に基づいて、前記部分放電を検出する、部分放電検出装置。

【符号の説明】

【0179】

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
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
２６０ ベースライン領域決定部
２７０ 判定部
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
ＭＱ，ＭＱａ，ＭＱｂ，ＭＱｃ 電荷量マップ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 領域
Ｔｐ１，Ｔｐ２，Ｔｐ３，Ｔｐ４，Ｔｑ１，Ｔｑ２ 閾値

【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】