特許 7233903 部分放電検出システム、部分放電検出装置、部分放電検出方法及びコンピュータプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-27

(45)【発行日】2023-03-07

(54)【発明の名称】部分放電検出システム、部分放電検出装置、部分放電検出方法及びコンピュータプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/12 20200101AFI20230228BHJP

【ＦＩ】

G01R31/12 A

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2018226469

(22)【出願日】2018-12-03

(65)【公開番号】P2020091106

(43)【公開日】2020-06-11

【審査請求日】2021-11-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 翔平

(72)【発明者】

【氏名】川名 重則

(72)【発明者】

【氏名】藤井 祐樹

(72)【発明者】

【氏名】長 広明

(72)【発明者】

【氏名】竹井 義博

(72)【発明者】

【氏名】水出 隆

【審査官】田口 孝明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０５８２７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３１５４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１５７９１２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－２６５６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０３３５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２１１４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２１５８６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１１８１１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０６４４３３８９（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

ＩＰＣ Ｇ０１Ｒ ３１／１２－３１／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

並べて配置された箱体に所定の間隔で設けられ、前記箱体に収納された電気機器の放電によって生じる現象に応じて電気信号をそれぞれ生成する複数のセンサであって、前記箱体の数より少ない複数のセンサと、
前記複数のセンサから、予め定められた順番で前記電気信号を取得する電気信号取得部と、
前記電気信号の信号強度に基づいて部分放電の発生を検出する部分放電検出部と、
前記部分放電が検出された電気信号の信号強度と、前記部分放電が検出された電気信号を生成したセンサとは異なるセンサから前記部分放電が検出された後に取得された電気信号の信号強度のうち、信号強度の大きい電気信号を生成したセンサの近傍を前記部分放電の発生位置として推定する放電位置推定部と、
を備える、部分放電検出システム。

【請求項2】

並べて配置された箱体に所定の間隔で設けられ、前記箱体に収納された電気機器の放電によって生じる現象に応じて電気信号をそれぞれ生成する複数のセンサと、
前記複数のセンサから、予め定められた順番で前記電気信号を取得する電気信号取得部と、
前記電気信号の信号強度に基づいて部分放電の発生を検出する部分放電検出部と、
前記部分放電が検出された電気信号の信号強度と、前記部分放電が検出された電気信号を生成したセンサとは異なるセンサから前記部分放電が検出された後に取得された電気信号の信号強度と、に基づいて前記部分放電の発生位置を推定する放電位置推定部と、
前記部分放電が検出された電気信号の信号強度が所定の条件を満たした場合に、前記定められた順番を逆順に変更する順番変更部と、
を備え、
前記電気信号取得部は、変更された順番で前記電気信号を取得する、
部分放電検出システム。

【請求項3】

並べて配置された箱体に所定の間隔で設けられ、前記箱体に収納された電気機器の放電によって生じる現象に応じて電気信号をそれぞれ生成する複数のセンサと、
前記複数のセンサから、予め定められた順番で前記電気信号を取得する電気信号取得部と、
前記電気信号を所定の閾値よりも低い周波数を持つ低周波信号と所定の閾値以上の周波数を持つ高周波信号とに分波する分波器と、
前記低周波信号と前記高周波信号とが所定の条件を満たした場合に、部分放電が発生したことを検出する部分放電検出部と、
前記部分放電が検出された電気信号の信号強度と、前記部分放電が検出された電気信号を生成したセンサとは異なるセンサから前記部分放電が検出された後に取得された電気信号の信号強度と、に基づいて前記部分放電の発生位置を推定する放電位置推定部と、
を備える部分放電検出システム。

【請求項4】

前記部分放電の発生位置に応じて、予め定められた対象に部分放電の検出を通知する通知部をさらに備える、
請求項１から３のいずれか一項に記載の部分放電検出システム。

【請求項5】

並べて配置された箱体に所定の間隔で設けられ、前記箱体に収納された電気機器の放電によって生じる現象に応じて電気信号をそれぞれ生成する複数のセンサであって、前記箱体の数より少ない複数のセンサと、
前記複数のセンサから、予め定められた順番で前記電気信号を取得する電気信号取得部と、
前記電気信号の信号強度に基づいて部分放電の発生を検出する部分放電検出部と、
前記部分放電が検出された電気信号の信号強度と、前記部分放電が検出された電気信号を生成したセンサとは異なるセンサから前記部分放電が検出された後に取得された電気信号の信号強度のうち、信号強度の大きい電気信号を生成したセンサの近傍を前記部分放電の発生位置として推定する放電位置推定部と、
を備える、部分放電検出装置。

【請求項6】

並べて配置された箱体に所定の間隔で設けられ、前記箱体に収納された電気機器の放電によって生じる現象に応じて電気信号をそれぞれ生成する複数のセンサと、
前記複数のセンサから、予め定められた順番で前記電気信号を取得する電気信号取得部と、
前記電気信号の信号強度に基づいて部分放電の発生を検出する部分放電検出部と、
前記部分放電が検出された電気信号の信号強度と、前記部分放電が検出された電気信号を生成したセンサとは異なるセンサから前記部分放電が検出された後に取得された電気信号の信号強度と、に基づいて前記部分放電の発生位置を推定する放電位置推定部と、
前記部分放電が検出された電気信号の信号強度が所定の条件を満たした場合に、前記定められた順番を逆順に変更する順番変更部と、
を備え、
前記電気信号取得部は、変更された順番で前記電気信号を取得する、
部分放電検出装置。

【請求項7】

並べて配置された箱体に所定の間隔で設けられ、前記箱体に収納された電気機器の放電によって生じる現象に応じて電気信号をそれぞれ生成する複数のセンサと、
前記複数のセンサから、予め定められた順番で前記電気信号を取得する電気信号取得部と、
前記電気信号を所定の閾値よりも低い周波数を持つ低周波信号と所定の閾値以上の周波数を持つ高周波信号とに分波する分波器と、
前記低周波信号と前記高周波信号とが所定の条件を満たした場合に、部分放電が発生したことを検出する部分放電検出部と、
前記部分放電が検出された電気信号の信号強度と、前記部分放電が検出された電気信号を生成したセンサとは異なるセンサから前記部分放電が検出された後に取得された電気信号の信号強度と、に基づいて前記部分放電の発生位置を推定する放電位置推定部と、
を備える部分放電検出装置。

【請求項8】

部分放電検出装置が、並べて配置された箱体に所定の間隔で設けられ、前記箱体に収納された電気機器の放電によって生じる現象に応じて電気信号をそれぞれ生成する複数のセンサであって前記箱体の数より少ない複数のセンサから、予め定められた順番で前記電気信号を取得する電気信号取得ステップと、
部分放電検出装置が、前記電気信号の信号強度に基づいて部分放電の発生を検出する部分放電検出ステップと、
部分放電検出装置が、前記部分放電が検出された電気信号の信号強度と、前記部分放電が検出された電気信号を生成したセンサとは異なるセンサから前記部分放電が検出された後に取得された電気信号の信号強度のうち、信号強度の大きい電気信号を生成したセンサの近傍を前記部分放電の発生位置として推定する放電位置推定ステップと、
を有する、部分放電検出方法。

【請求項9】

部分放電検出装置が、並べて配置された箱体に所定の間隔で設けられ、前記箱体に収納された電気機器の放電によって生じる現象に応じて電気信号をそれぞれ生成する複数のセンサから、予め定められた順番で前記電気信号を取得する第１の電気信号取得ステップと、
部分放電検出装置が、前記電気信号の信号強度に基づいて部分放電の発生を検出する部分放電検出ステップと、
部分放電検出装置が、前記部分放電が検出された電気信号の信号強度と、前記部分放電が検出された電気信号を生成したセンサとは異なるセンサから前記部分放電が検出された後に取得された電気信号の信号強度と、に基づいて前記部分放電の発生位置を推定する放電位置推定ステップと、
部分放電検出装置が、前記部分放電が検出された電気信号の信号強度が所定の条件を満たした場合に、前記定められた順番を逆順に変更する順番変更ステップと、
部分放電検出装置が、変更された順番で前記電気信号を取得する第２の電気信号取得ステップと、
を有する、部分放電検出方法。

【請求項10】

部分放電検出装置が、並べて配置された箱体に所定の間隔で設けられ、前記箱体に収納された電気機器の放電によって生じる現象に応じて電気信号をそれぞれ生成する複数のセンサから、予め定められた順番で前記電気信号を取得する電気信号取得ステップと、
部分放電検出装置が、前記電気信号の信号強度に基づいて部分放電の発生を検出する部分放電検出ステップと、
部分放電検出装置が、前記部分放電が検出された電気信号の信号強度と、前記部分放電が検出された電気信号を生成したセンサとは異なるセンサから前記部分放電が検出された後に取得された電気信号の信号強度と、に基づいて前記部分放電の発生位置を推定する放電位置推定ステップと、
部分放電検出装置が、前記電気信号を所定の閾値よりも低い周波数を持つ低周波信号と所定の閾値以上の周波数を持つ高周波信号とに分波する分波ステップと、
部分放電検出装置が、前記低周波信号と前記高周波信号とが所定の条件を満たした場合に、部分放電が発生したことを検出する部分放電検出ステップと、
部分放電検出装置が、前記部分放電が検出された電気信号の信号強度と、前記部分放電が検出された電気信号を生成したセンサとは異なるセンサから前記部分放電が検出された後に取得された電気信号の信号強度と、に基づいて前記部分放電の発生位置を推定する放電位置推定ステップと、
を有する、部分放電検出方法。

【請求項11】

請求項１から４のいずれか一項に記載の部分放電検出システムとしてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、部分放電検出システム、部分放電検出装置、部分放電検出方法及びコンピュータプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

電気機器は、経年変化によって電気機器表面又は電気機器内部の絶縁体の絶縁性能が劣化する。絶縁性能が劣化すると、劣化箇所で部分放電が発生する。絶縁性能の劣化がさらに進行した場合、電気機器に絶縁破壊が起きる。絶縁破壊によって、地絡事故等の重大事故が発生する。このため、電気機器の維持・保守において、部分放電を検出することが行われている。部分放電の検出において、点検員は電気機器が収納された複数の箱体にセンサをそれぞれ取り付ける。部分放電検出システムは定められた順番でセンサから電気信号を取得する。部分放電検出システムは、取得された電気信号に基づいて部分放電の検出を行う。しかしながら、部分放電検出システムは、定められた順番で電気信号を取得するため、部分放電の発生を見逃したり、部分放電が発生していない箇所も測定することになり、部分放電の発生位置の推定に時間がかかる可能性があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－２００９０号公報

【文献】特開２０１０－８５３６６号公報

【文献】特開２００８－５１７０８号公報

【文献】特開平１１－３８０７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、より早く部分放電の発生位置を推定することができる部分放電検出システム、部分放電検出装置、部分放電検出方法及びコンピュータプログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態の部分放電検出システムは、複数のセンサと、電気信号取得部と、部分放電検出部と、放電位置決定部とを持つ。複数のセンサは、並べて配置された箱体に所定の間隔で設けられ、前記箱体に収納された電気機器の放電によって生じる現象に応じて電気信号をそれぞれ生成する。電気信号取得部は、前記複数のセンサから、予め定められた順番で前記電気信号を取得する。部分放電検出部は、前記電気信号の信号強度に基づいて部分放電の発生を検出する。放電位置推定部は、前記部分放電が検出された電気信号の信号強度と、前記部分放電が検出された電気信号を生成したセンサとは異なるセンサから前記部分放電が検出された後に取得された電気信号の信号強度と、に基づいて前記部分放電の発生位置を推定する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１の実施形態の部分放電検出システム１の一具体例を示すシステム構成図。

【図2】第１の実施形態の検出結果テーブルの具体例を示す図。

【図3】第１の実施形態の部分放電を検出する場合の一具体例を示す図。

【図4】第１の実施形態の部分放電の検出の流れを示すフローチャート。

【図5】第２の実施形態の部分放電検出システム１ａの一具体例を示すシステム構成図。

【図6】第２の実施形態の部分放電の検出の処理の流れを示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、実施形態の部分放電検出システム、部分放電検出装置、部分放電検出方法及びコンピュータプログラムを、図面を参照して説明する。

【0008】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の部分放電検出システム１の一具体例を示すシステム構成図である。第１の実施形態の部分放電検出システム１は、第１センサ１１ａ、第２センサ１１ｂ、第３センサ１１ｃ、第４センサ１１ｄ、第５センサ１１ｅ、分波器２０、ＡＤ（Analog-to-Digital）変換器３０及び部分放電検出装置１００を備える。部分放電検出システム１は、箱体１０ａから箱体１０ｉにそれぞれ収納された電気機器の部分放電を検出する。部分放電検出システム１は、検出された部分放電が、第１センサ１１ａから第５センサ１１ｅのうち、いずれのセンサ近傍で発生しているかを推定する。以下、第１センサ１１ａから第５センサ１１ｅのうち、いずれのセンサであるかを区別しないときは、単にセンサ１１と称して説明する。以下、いずれの箱体であるかを区別しないときは、単に箱体１０と称して説明する。

【0009】

箱体１０は、例えばスイッチギヤである。箱体１０は、遮断機、断路器、変流器又は変圧器等の電気機器をそれぞれ収納する。また、箱体１０には、電気機器に電力を供給する電源系統が設けられている。箱体１０の下部には、共通の接地母線が配設されている。接地母線は、接地極に接続される。箱体１０の正面には、箱体１０を開閉可能な扉が設けられる。箱体１０ａから箱体１０ｉは、ほぼ直線上に列盤して配置される。

【0010】

センサ１１は、金属製の電極及びアンプから構成される。センサ１１は、箱体に収納された電気機器の放電によって生じる現象に応じて電気信号を生成する。センサ１１の放電によって生じた電気信号は、例えば、電磁波、振動又は音等の物理量を表す。物理量は、電気信号の強度によって表される。センサ１１は、所定の間隔で箱体１０の正面に接触するように設けられる。所定の間隔は、例えば、箱体１０の１つおきに配置されてもよい。センサ１１は、信号線を介して分波器２０に接続されている。センサ１１は、生成された電気信号を分波器２０に出力する。

【0011】

分波器２０は、第１センサ１１ａ、第２センサ１１ｂ、第３センサ１１ｃ、第４センサ１１ｄ、第５センサ１１ｅ及びＡＤ変換器３０に接続される。分波器２０は、予め定められた順番でセンサ１１から電気信号を受信する。分波器２０は、各センサ１１から予め定められた順番で電気信号を受信する。分波器２０は、取得された電気信号を低周波信号と高周波信号とに分波してＡＤ変換器３０に出力する。

【0012】

分波器２０は、所定の周波数よりも小さい周波数帯を持つ電気信号と、所定の周波数以上の周波数帯を持つ電気信号とに分波する。低周波信号は、電気回路由来の電位変動によって生じる電気信号である。低周波信号はローパスフィルタによって抽出される。高周波信号は、電磁波由来の電位変動によって生じる電気信号である。高周波信号とはハイパスフィルタによって抽出される。所定の周波数とは、電気回路由来の電位変動によって生じる電気信号と電磁波由来の電位変動によって生じる電気信号とが分波できる周波数帯である。所定の周波数とは、例えば、１００ＭＨｚであってもよい。分波器２０は、分波された低周波信号と高周波信号とをＡＤ変換器３０に出力する。分波器２０は、電気信号を低周波信号と高周波信号とに分波することで、部分放電の発生に伴う箱体１０における電気回路由来の電位変動と、電磁波由来の電位変動と、といった周波数帯が異なる電位変動を検出することが可能になる。

【0013】

ＡＤ変換器３０は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。ＡＤ変換器３０は、分波器２０から出力された電気信号をデジタル信号に出力する。ＡＤ変換器３０は、デジタル信号に変換された電気信号を部分放電検出装置１００に出力する。ＡＤ変換器３０は、低周波信号及び高周波信号をそれぞれデジタル信号に変換する。ＡＤ変換器３０は、デジタル信号に変換された低周波信号及び高周波信号を部分放電検出装置１００に出力する。

【0014】

部分放電検出装置１００は、パーソナルコンピュータ、スマートフォン又はタブレットコンピュータ等の情報処理装置である。部分放電検出装置１００は、第１センサ１１ａから第５センサ１１ｅによって生成された電気信号に基づいて、箱体１０に収納された電気機器の部分放電を検出する。部分放電検出装置１００は、部分放電を検出した場合、いずれのセンサ１１の近傍で部分放電が検出されたかを通知する。部分放電検出装置１００は、部分放電検出プログラムを実行することによって通信部１０１、表示部１０２、検出結果記憶部１０３及び制御部１０４を備える装置として機能する。

【0015】

通信部１０１は、ネットワークインタフェースである。通信部１０１はネットワークを介して、外部の通信装置と通信する。通信部１０１は、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）、有線ＬＡＮ又はＬＴＥ（Long Term Evolution）（登録商標）等の通信方式で通信してもよい。外部の通信装置は、例えばパーソナルコンピュータ、サーバ等の情報処理装置であってもよいし、クラウドコンピューティングシステムであってもよい。

【0016】

表示部１０２は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等の出力装置である。表示部１０２は、出力装置を部分放電検出装置１００に接続するためのインタフェースであってもよい。この場合、表示部１０２は、映像データから映像信号を生成し自身に接続されている映像出力装置に映像信号を出力する。

【0017】

検出結果記憶部１０３は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。検出結果記憶部１０３は、検出結果テーブルを記憶する。検出結果テーブルは、電気信号から部分放電が検出されたか否かを示す情報を記憶する。検出結果テーブルは、通信部１０１を介して、電気機器が配置された建屋のオーナー又は部分放電検出システム１の運用者等が所有する情報処理装置（例えば、パーソナルコンピュータ、スマートフォン又はタブレットコンピュータ等）に送信されてもよい。

【0018】

図２は、第１の実施形態の検出結果テーブルの具体例を示す図である。検出結果テーブルは、検出結果レコードを有する。検出結果レコードは、盤識別子、センサ識別子、部分放電有無、信号強度［ｍＶ］及び測定時刻の各値を有する。盤識別子は、列盤された箱体１０を一意に識別可能な識別子である。盤識別子は、数字、文字列又は記号を1つ以上組み合わせることで表される。盤識別子は、他の盤識別子と重複しない識別子であれば、どのような識別子であってもよい。センサ識別子は、箱体１０に取り付けされたセンサ１１を一意に識別可能な識別子である。センサ識別子は、数字、文字列又は記号を1つ以上組み合わせることで表される。センサ識別子は、他のセンサ識別子と重複しない識別子であれば、どのような識別子であってもよい。部分放電有無は、箱体１０に収納された電気機器に部分放電が発生していると判定されたか否かを表す。部分放電有無は、例えば、電気機器に部分放電が発生していると判定された場合は「あり」で表される。部分放電有無は、例えば、電気機器に部分放電が発生していないと判定された場合は「なし」で表される。信号強度［ｍＶ］は、センサ１１によって取得された電気信号の信号強度を表す。信号強度［ｍＶ］は、センサ１１が取り付けされた箱体１０に関する検出結果レコードに記憶される。測定時刻は、電気信号の信号強度が測定された時刻を表す。

【0019】

図２に示される例では、検出結果テーブルの最上段の検出結果レコードは、盤識別子の値が“１０ａ”、センサ識別子の値が“第１センサ”、部分放電有無の値が“なし”、信号強度［ｍＶ］の値が“０”、測定時刻の値が“８：００：００”である。従って、検出結果テーブルの最上段のレコードによると、盤識別子が“１０ａ”の箱体１０（図１の箱体１０ａ）に関する検出結果であり、箱体１０には、センサ識別子が“第１センサ”のセンサ１１が取り付けられており、第１センサ１１ａによって取得された電気信号の信号強度は“０［ｍＶ］”であり、測定時刻は“８：００：００”であり、箱体１０に収納された電気機器には部分放電は発生していないと判定されたことがわかる。なお、図２に示される検出結果テーブルは一具体例に過ぎない。そのため、図２とは異なる態様で検出結果テーブルが構成されてもよい。例えば、検出結果テーブルは、低周波信号及び高周波信号毎に信号強度［ｍＶ］を記憶するように構成されてもよい。また、検出結果記憶部１０３は、センサ１１が取り付けられていない箱体１０については、センサ番号、信号強度［ｍＶ］及び測定時刻については“－”を記憶してもよい。また、検出結果記憶部１０３は、部分放電有無については、隣接するセンサ１１の部分放電有無の値に応じて決定されてもよい。例えば、隣接するセンサ１１の部分放電有無の値がいずれも「あり」の場合、部分放電有無の値が「あり」を記憶してもよい。

【0020】

制御部１０４は、部分放電検出装置１００の各部の動作を制御する。制御部１０４は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備えた装置により実行される。制御部１０４は、部分放電検出プログラムを実行することによって、電気信号取得部１０５、ノイズ処理部１０６、部分放電検出部１０７及び通知部１０８として機能する。

【0021】

電気信号取得部１０５は、分波器２０及びＡＤ変換器３０を介して、予め定められた順番で各センサ１１から電気信号を取得する。電気信号取得部１０５は、取得された電気信号をノイズ処理部１０６に出力する。予め定められた順番とは、例えば、基準となるセンサ１１から距離が近い順であってもよいし、列盤された複数の箱体１０のうち、箱体１０の並び順であってもよい。具体的には、電気信号取得部１０５は、基準センサが第１センサ１１ａであるとすると、第１センサ１１ａ、第２センサ１１ｂ、第３センサ１１ｃ、第４センサ１１ｄ、第５センサ１１ｅの順に電気信号を取得してもよい。また、電気信号取得部１０５は、端に設けられた箱体１０ａに取り付けられた第１センサ１１ａから、箱体１１ｉに取り付けられた第５センサ１１ｅまで順番に電気信号を取得してもよい。なお、電気信号取得部１０５は、全てのセンサ１１から電気信号を取得した場合、再度、最初から電気信号の取得を行う。電気信号取得部１０５は、電気信号を取得するにあたり、少なくとも１位相分の電気信号を取得する。電気信号取得部１０５は、より多くの位相分の電気信号を取得した場合、位相数に応じた取得時間を要するが、部分放電検出の精度を高めることができる。

【0022】

ノイズ処理部１０６は、電気信号に含まれるノイズを低減する。具体的には、ノイズ処理部１０６は、取得された電気信号を所定の周期に分割する。所定の周期は、取得された位相の周期である。所定の周期は、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ等の商用電源周期であってもよい。ノイズ処理部１０６は、分割された電気信号に含まれる予め定められた信号強度以上の周波数帯域に対してノイズ処理を行うことで、電気信号のノイズ成分を低減する。ノイズ処理部１０６は、例えば、ノイズ処理として、フーリエ変換、短時間フーリエ変換、ウェーブレット変換又は離散ウェーブレット変換等の公知の手法を用いてもよい。

【0023】

部分放電検出部１０７は、取得された電気信号に基づいて、部分放電を検出する。部分放電検出部１０７は、例えば、取得された電気信号の信号強度が所定の閾値よりも大きいか否かで部分放電を検出する。部分放電検出部１０７は、電気信号の信号強度が所定の閾値よりも大きい場合、電気機器に部分放電が発生していることを検出する。部分放電検出部１０７は、電気信号の信号強度が所定の閾値以下である場合、電気機器に部分放電が発生していないことを検出する。部分放電検出部１０７は、部分放電の検出結果を検出結果記憶部１０３に記録する。例えば、部分放電検出部１０７は、電気信号を取得したセンサ１１のセンサ識別子と、センサ１１が取り付けられた箱体１０の盤識別子と、部分放電有無と、信号強度［ｍＶ］と、測定時刻とを対応付けて、検出結果レコードとして検出結果記憶部１０３に記録する。

【0024】

なお、部分放電検出部１０７は、取得された電気信号が低周波信号と高周波信号とに分波されている場合、低周波信号と高周波信号とが所定の条件を満たした場合に、部分放電が発生していることを検出してもよい。例えば、部分放電検出部１０７は、低周波信号又は高周波信号のうちいずれか一方から、所定の閾値よりも大きい信号強度が１位相期間内に２か所で検出された場合、ノイズが生じていると判定してもよい。また、部分放電検出部１０７は、低周波信号又は高周波信号のうちいずれからも、所定の閾値よりも大きい信号強度が検出されなかった場合、部分放電発生していないことを検出してもよい。また、部分放電検出部１０７は、低周波信号及び高周波信号から、所定の閾値よりも大きい信号強度が１位相期間内に同様のタイミングで２か所から検出された場合に、部分放電が発生していると検出してもよい。

【0025】

図３は、第１の実施形態の部分放電を検出する場合の一具体例を示す図である。図３は、低周波信号及び高周波信号の１位相内における信号強度の変化を表す。図３によると、低周波信号及び高周波信号は、９０度付近（領域４０）と２７０度付近（領域５０）とで、所定の閾値よりも信号強度が大きい。したがって、部分放電検出部１０７は、低周波信号及び高周波信号から、所定の閾値よりも大きい信号強度が１位相期間内に同様のタイミング（９０度及び２７０度）で２か所から検出されているため、部分放電が発生していると検出する。なお、部分放電検出部１０７は、電気信号が複数取得されている場合、各位相毎の電気信号の平均値に基づいて、部分放電を検出してもよい。

【0026】

通知部１０８は、部分放電の発生位置に応じて、予め定められた対象に部分放電の検出を通知する。通知とは、例えば、所定の部屋で警告音を発生させてもよいし、予め定められた通信装置に電文を送信してもよいし、表示部１０２に部分放電の発生を通知するメッセージを表示してもよい。通知には、箱体１０に取り付けされたセンサ１１を特定可能な情報（例えば、センサ識別子）が付加されてもよい。通知は、上述の手段に限定されず、予め定められた機器に部分放電の発生を通知する手段であればどのような手段が用いられてもよい。なお、所定の部屋とは、例えば、部分放電検出装置１００が配置された部屋であってもよいし、電気機器が配置された部屋であってもよい。

【0027】

図４は、第１の実施形態の部分放電の検出の流れを示すフローチャートである。部分放電の検出は、部分放電検出システム１の動作中に所定のタイミングで行われる。電気信号取得部１０５は、Ｎに０を代入する（ステップＳ１０１）。Ｎは変数である。電気信号取得部１０５は、Ｎの値に応じて電気信号の取得対象となるセンサ１１を決定する。電気信号取得部１０５は、Ｎに１を加算する（ステップＳ１０２）。電気信号取得部１０５は、第Ｎセンサ１１から分波器２０及びＡＤ変換器３０を介して電気信号を取得する（ステップＳ１０３）。

【0028】

部分放電検出部１０７は、取得された電気信号に基づいて、部分放電を検出する（ステップＳ１０４）。部分放電検出部１０７は、例えば、取得された電気信号の信号強度が所定の閾値よりも大きいか否かで部分放電を検出する。部分放電が検出された場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、通知部１０８は、第Ｎセンサの付近で部分放電が発生していることを通知する（ステップＳ１０５）。

【0029】

部分放電が検出されなかった場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、電気信号取得部１０５は、Ｎの値がセンサ数よりも少ないか否かを判定する（ステップＳ１０６）。Ｎの値がセンサ数よりも少ない場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１０２へ遷移する。電気信号取得部１０５は、次のセンサ１１から電気信号を取得する。Ｎの値がセンサ数以上の場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、処理はステップＳ１０１へ遷移する。電気信号取得部１０５は、最初に電気信号を取得したセンサ１１から再び電気信号を取得する。

【0030】

このように構成された、部分放電検出システム１では、箱体１０に箱体１台以上の所定の間隔をあけてセンサ１１を取り付けられる。部分放電検出システム１は、予め定められた順番で部分放電の検出を行うことで、箱体１０の数よりも少ない数のセンサ１１で、部分放電を検出することが可能になる。したがって、取り付けられるセンサ１１の数を削減することによって、点検員は、より短い時間で部分放電を検出することが可能になり、また、より少ないコストで部分放電を検出することが可能になる。

【0031】

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態における部分放電検出システム１ａについて説明する。図５は、第２の実施形態の部分放電検出システム１ａの一具体例を示すシステム構成図である。第２の実施形態における部分放電検出システム１ａは、部分放電検出装置１００の代わりに部分放電検出装置１００ａを備える点で第１の実施形態とは異なるが、それ以外の構成は同じである。以下、第１の実施形態と異なる点について説明する。

【0032】

部分放電検出装置１００ａは、制御部１０４の代わりに制御部１０４ａを備える。制御部１０４ａは、部分放電検出装置１００ａの各部の動作を制御する。制御部１０４ａは、例えばＣＰＵ等のプロセッサ及びＲＡＭを備えた装置により実行される。制御部１０４ａは、部分放電検出プログラムを実行することによって、電気信号取得部１０５ａ、ノイズ処理部１０６、部分放電検出部１０７、通知部１０８、放電位置推定部１０９及び順番変更部１１０として機能する。

【0033】

電気信号取得部１０５ａは、分波器２０及びＡＤ変換器３０を介して、予め定められた順番で各センサ１１から電気信号を取得する。電気信号取得部１０５ａは、取得された電気信号をノイズ処理部１０６に出力する。予め定められた順番とは、例えば、第１の実施形態と同様に基準となるセンサ１１から距離が近い順であってもよいし、列盤された複数の箱体１０のうち、端に設けられた箱体１０に取り付けられたセンサ１１から、箱体１０が並べられた方向順であってもよい。なお、電気信号取得部１０５ａは、全てのセンサ１１から電気信号を取得した場合、再度、最初から電気信号の取得を行う。電気信号取得部１０５は、電気信号を取得するにあたり、少なくとも１位相分の電気信号を取得する。電気信号取得部１０５は、より多くの位相分の電気信号を取得した場合、位相数に応じた取得時間を要するが、部分放電検出の精度を高めることができる。電気信号取得部１０５ａは、順番変更部１１０から電気信号の取得順序の切替制御が行われた場合、予め定められた順番とは異なる順序で電気信号を取得する。

【0034】

放電位置推定部１０９は、部分放電の発生している位置を推定する。放電位置推定部１０９は、部分放電が検出された電気信号の信号強度と、部分放電が検出された後に部分放電が検出された電気信号を生成したセンサ１１とは異なるセンサ１１から取得された電気信号の信号強度と、に基づいて部分放電の発生位置を推定する。具体的には、放電位置推定部１０９は、部分放電を示す電気信号の信号強度と、電気信号を生成したセンサ１１の次に取得されるセンサ１１から取得された電気信号の信号強度とに基づいて推定する。放電位置推定部１０９は、部分放電を示す電気信号の信号強度と、電気信号を生成したセンサ１１の次に取得されるセンサ１１から取得された電気信号の信号強度とを比較して、信号強度の大きい電気信号を生成したセンサ１１の近傍を部分放電の発生位置として推定する。

【0035】

順番変更部１１０は、部分放電が検出された電気信号の信号強度が所定の条件を満たした場合に、電気信号取得部１０５ａによる電気信号の取得の順番を異なる順番に変更する。所定の条件とは、部分放電が検出された電気信号の信号強度が、部分放電が検出された後に部分放電が検出された電気信号を生成したセンサ１１とは異なるセンサ１１から取得された電気信号の信号強度よりも大きい場合であってもよい。順番変更部１１０は、例えば、取得された２つの電気信号の信号強度を比較して、信号強度がより大きい方向に向かうように順番を変更してもよい。順番変更部１１０は、例えば、予め定められた順番とは逆の順番に電気信号が取得されるように変更してもよい。

【0036】

図６は、第２の実施形態の部分放電の検出の処理の流れを示すフローチャートである。部分放電の検出は、部分放電検出システム１ａの動作中に所定のタイミングで行われる。ステップＳ１０１～Ｓ１０４及びＳ１０６は、図４と同じであるため説明を省略する。電気信号取得部１０５は、Ｎに１を加算する（ステップＳ２０１）。電気信号取得部１０５は、第Ｎセンサ１１から分波器２０及びＡＤ変換器３０を介して電気信号を取得する（ステップＳ２０２）。

【0037】

部分放電検出部１０７は、取得された電気信号に基づいて、部分放電を検出する（ステップＳ２０３）。部分放電検出部１０７は、例えば、取得された電気信号の信号強度が所定の閾値よりも大きいか否かで部分放電を検出する。部分放電が検出されなかった場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）、放電位置推定部１０９は、第Ｎ－１センサの近傍を部分放電の発生位置として推定する。通知部１０８は、第Ｎ－１センサの近傍で部分放電が発生していることを通知する（ステップＳ２０４）。

【0038】

部分放電が検出された場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、放電位置推定部１０９は、ステップＳ１０３において第Ｎ－１センサによって取得された電気信号の信号強度と、ステップＳ２０２において第Ｎセンサによって取得された信号強度と、を比較する（ステップＳ２０５）。第Ｎ－１センサの方が信号強度が大きい場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、放電位置推定部１０９は、第Ｎ－１センサの近傍を部分放電の発生位置として推定する。処理はステップＳ２０４に遷移する。第Ｎセンサの方が信号強度が大きい場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、放電位置推定部１０９は、第Ｎセンサの近傍を部分放電の発生位置として推定する。通知部１０８は、第Ｎセンサの近傍で部分放電が発生していることを通知する（ステップＳ２０６）。信号強度がより大きい方向に向かうように順番を変更する（ステップＳ２０７）。順番変更部１１０は、予め定められた順番とは逆の順番に電気信号が取得されるように変更する。

【0039】

このように構成された部分放電検出システム１ａでは、放電位置推定部１０９が、取得された電気信号の信号強度に基づいて、部分放電の放電位置を推定する。例えば、放電位置推定部１０９が、部分放電が検出された場合に、部分放電が検出された際の信号強度と、検出されたタイミングよりも後に取得された取得された電気信号の信号強度と、を比較することで、部分放電の位置により近いセンサ１１の近傍を部分放電の発生位置として推定する。このように構成されることで、部分放電検出システム１ａは、予め定められた順番に電気信号を取得していくよりも早く部分放電の発生位置を推定することができる。

【0040】

また、順番変更部１１０が、電気信号の取得順番を逆順に変更する。したがって、部分放電検出部１０７は、信号強度の大きい方向に向かって電気信号を取得するため部分放電が発生していない電気機器に対する部分放電の検出を行う機会が減少する。したがって、部分放電検出システム１ａは、検出結果記憶部１０３に記憶されるデータ容量（検出結果テーブルの容量）を抑制することが可能になる。また、順番変更部１１０が電気信号の取得順番を逆順に変更した場合、部分放電検出部１０７は、部分放電が検出されたセンサ１１から、再び部分放電の検出を行う。したがって、より高い精度で部分放電の検出を行うことが可能になる。

【0041】

上述の実施形態では、分波器２０は、同時に１つの電気信号を取得していたが、複数の電気信号を取得するように構成されてもよい。この場合、分波器２０は、予め定められた順番に沿ってＮ番目とＮ＋１番目のセンサ１１の電気信号を取得する。このように構成されることで、より短い時間で部分放電を検出することが可能になる。また、部分放電検出システムは、分波器２０を備えないように構成されてもよい。この場合、センサ１１によって生成された電気信号は、ＡＤ変換器３０に送信される。

【0042】

部分放電検出装置は、ネットワークを介して通信可能に接続された複数台の情報処理装置を用いて実装されてもよい。この場合、部分放電検出装置が備える各機能部は、複数の情報処理装置に分散して実装されてもよい。例えば、電気信号取得部と部分放電検出部とはそれぞれ異なる情報処理装置に実装されてもよい。

【0043】

上記各実施形態では、電気信号取得部１０５、ノイズ処理部１０６、部分放電検出部１０７、通知部１０８、放電位置推定部１０９及び順番変更部１１０はソフトウェア機能部であるものとしたが、ＬＳＩ等のハードウェア機能部であってもよい。

【0044】

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、電気信号取得部１０５、部分放電検出部１０７及び放電位置推定部１０９を持つことにより、より早く部分放電の発生位置を推定することができる。

【0045】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0046】

１…部分放電検出システム、１０…箱体、１１…センサ、２０…分波器、３０…ＡＤ変換器、１００…部分放電検出装置、１０１…通信部、１０２…表示部、１０３…検出結果記憶部、１０４…制御部、１０５…電気信号取得部、１０６…ノイズ処理部、１０７…部分放電検出部、１０８…通知部、１０９…放電位置推定部、１１０…順番変更部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】