特許 7378914 位相分解部分放電の評価

(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】2023-11-06

(45)【発行日】2023-11-14

(54)【発明の名称】位相分解部分放電の評価

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/12 20200101AFI20231107BHJP

【ＦＩ】

G01R31/12 A

【請求項の数】 9

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2018004589

(22)【出願日】2018-01-16

(65)【公開番号】P2018151376

(43)【公開日】2018-09-27

【審査請求日】2021-01-07

(31)【優先権主張番号】15/419,777

(32)【優先日】2017-01-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】390041542

【氏名又は名称】ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(74)【代理人】

【識別番号】100151286

【弁理士】

【氏名又は名称】澤木 亮一

(72)【発明者】

【氏名】ジョン・トーマス・パーム

(72)【発明者】

【氏名】マキシミリアン・ホーベルスバーガー

【審査官】島田 保

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－３３１４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／０２０４８７３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０５－２８８８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０４９３６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１３０５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０９９７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／００８８３１４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００７－２３２４９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ３１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

位相分解部分放電（ＰＤ）の評価のためのシステム（１００）であって、当該システム（１００）が、
電気機器（１０５）の高電圧絶縁体における少なくとも１つのＰＤプロセスを検出し、複数のＰｈｉｑｎアレイを提供するように構成された測定装置（１２５）と、
前記測定装置（１２５）に通信可能に結合された機器コントローラ（６００）と
を備えており、前記機器コントローラ（６００）が、
前記複数のＰｈｉｑｎアレイのうちの少なくとも１つに存在する少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターン（２０５）を、前記ＰＤプロセスのタイプに関連付けられる幾何学的形状（４０５）と関連付け、
前記幾何学的形状の特性値であって、パルス繰り返し率、平均放電電流及び二次放電率の少なくとも１つを含む特性値を定量化し、
前記複数のＰｈｉｑｎアレイ内の前記幾何学的形状（４０５）に関連する周囲パラメータであって、コイル温度、ガス圧力及び温度、並びにガス湿度を含む周囲パラメータを追跡し、
前記幾何学的形状（４０５）に基づいて、前記少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターン（２０５）に関連する放電強度を決定し、
前記幾何学的形状（４０５）に関連する前記周囲パラメータ及び前記幾何学的形状の前記特性値に基づいて、部分放電の発生の傾向を決定し、
前記放電強度及び前記傾向に基づいて、前記高電圧絶縁体の絶縁品質を示す信号を提供するように構成される、システム（１００）。

【請求項2】

前記少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターン（２０５）を幾何学的形状（４０５）と関連付けるように構成された前記機器コントローラ（６００）が、前記Ｐｈｉｑｎパターン（２０５）に適合する前記幾何学的形状のタイプ、位置及び寸法を決定するようにさらに構成され、
前記幾何学的形状（４０５）のパラメータを追跡するように構成された前記機器コントローラ（６００）が、前記幾何学的形状（４０５）の前記位置及び前記寸法の変化を追跡するようにさらに構成され、
少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターン（２０５）を幾何学的形状（４０５）と関連付けるように構成された前記機器コントローラ（６００）が、三角形、横長の矩形、縦長の矩形及び楕円形のうちの少なくとも１つを含むリストから前記幾何学的形状（４０５）を選択するようにさらに構成され、
前記放電強度を決定するように構成された前記機器コントローラ（６００）が、前記少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターン（２０５）に関連付けられた前記幾何学的形状（４０５）内に位置する高周波パルスに基づいて前記放電強度を決定するようにさらに構成され、
前記機器コントローラ（６００）が、前記放電強度に基づいて、前記高電圧絶縁体の劣化率を決定するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム（１００）。

【請求項3】

前記少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターン（２０５）を前記幾何学的形状（４０５）と関連付けるように構成された前記機器コントローラ（６００）が、学習アルゴリズムを利用して前記少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターン（２０５）を前記幾何学的形状（４０５）と関連付けるようにさらに構成され、前記学習アルゴリズムが、Ｐｈｉｑｎアレイの履歴及び前記Ｐｈｉｑｎアレイの履歴で識別された以前のＰｈｉｑｎパターン（２０５）で訓練される、請求項１に記載のシステム（１００）。

【請求項4】

前記高電圧絶縁体の状態を示す前記信号を提供するように構成された前記機器コントローラ（６００）が、
前記電気機器（１０５）の動作パラメータ又は周囲条件のうちの少なくとも１つに基づいて、前記放電強度のしきい値を決定し、
前記放電強度が前記しきい値を超えていることを判定し、
前記判定に基づいて、前記絶縁品質に関する警告を選択的に提供するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム（１００）。

【請求項5】

位相分解部分放電（ＰＤ）の評価のための方法（５００）であって、
測定装置（１２５）によって、１又は複数のＰｈｉｑｎアレイを提供するステップ（５０２）であって、前記測定装置（１２５）が、高電圧絶縁体を含む電気機器（１０５）における少なくとも１つの部分放電（ＰＤ）プロセスを検出するように構成される、ステップ（５０２）と、
前記測定装置（１２５）に通信可能に結合された機器コントローラ（６００）によって、前記１又は複数のＰｈｉｑｎアレイに存在する少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターン（２０５）を幾何学的形状（４０５）に関連付けるステップ（５０４）であって、前記幾何学的形状（４０５）が、前記ＰＤプロセスの少なくとも１つのタイプに関連付けられる、ステップと、
前記機器コントローラ（６００）によって、前記幾何学的形状の特性値であって、パルス繰り返し率、平均放電電流及び二次放電率の少なくとも１つを含む特性値を定量化するステップと、
前記機器コントローラ（６００）によって、前記１又は複数のＰｈｉｑｎアレイ内の前記幾何学的形状（４０５）に関連する周囲パラメータであって、コイル温度、ガス圧力及び温度、並びにガス湿度を含む周囲パラメータを追跡するステップ（５０６）と、
前記機器コントローラ（６００）によって、前記幾何学的形状（４０５）に基づいて、前記少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターン（２０５）に関連する放電強度を決定するステップ（５０８）と、
前記機器コントローラ（６００）によって、前記幾何学的形状（４０５）に関連する前記周囲パラメータ及び前記幾何学的形状の前記特性値に基づいて、部分放電の発生の傾向を決定するステップと、
前記機器コントローラ（６００）によって、前記放電強度及び前記傾向に基づいて、前記高電圧絶縁体の絶縁品質を示す信号を提供するステップ（５１０）と
を含む方法（５００）。

【請求項6】

少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターン（２０５）を幾何学的形状（４０５）に関連付けるステップが、前記Ｐｈｉｑｎパターン（２０５）に適合する前記幾何学的形状（４０５）のタイプ、位置及び寸法を決定するステップを含み、
当該方法（５００）が、前記機器コントローラ（６００）によって、前記幾何学的形状（４０５）の前記位置及び前記寸法の変化を追跡するステップをさらに含み、
前記放電強度を決定するステップが、Ｐｈｉｑｎパターンに関連する前記幾何学的形状（４０５）内に位置する高周波パルスに基づく、請求項５に記載の方法（５００）。

【請求項7】

前記幾何学的形状（４０５）が、三角形（４４５，４６５）、横長の矩形（４５５，４６０）、縦長の矩形（４０５，４１０，４１５，４２０，４３０）及び楕円形（４３５，４４０，４５０）のうちの少なくとも１つを含むリストから選択される、請求項５に記載の方法（５００）。

【請求項8】

前記少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターン（２０５）が、学習アルゴリズムを利用することに基づいて前記幾何学的形状（４０５）に関連付けられ、前記学習アルゴリズムが、Ｐｈｉｑｎアレイの履歴及び前記Ｐｈｉｑｎアレイの履歴内で識別された以前のＰｈｉｑｎパターン（２０５）で訓練される、請求項５に記載の方法（５００）。

【請求項9】

前記機器コントローラ（６００）によって、前記放電強度に基づいて、前記高電圧絶縁体の劣化率を決定するステップと、
前記機器コントローラ（６００）によって、前記幾何学的形状（４０５）の変化を前記電気機器の動作パラメータの変化又は周囲条件の変化のうちの少なくとも１つに相関させるステップと、
前記機器コントローラ（６００）によって、前記電気機器の動作パラメータの前記変化又は周囲条件の前記変化のうちの少なくとも１つに基づいて、前記放電強度のしきい値を決定するステップと、
前記機器コントローラ（６００）によって、前記放電強度が前記しきい値を超えていることを判定するステップと、
前記判定の結果に基づいて、前記機器コントローラ（６００）によって、前記絶縁品質に関する警告を選択的に提供するステップとをさらに含む、請求項５に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、高電力電気機器の診断、より具体的には、機器絶縁の位相分解部分放電の評価に関する。

【背景技術】

【0002】

高電圧絶縁は、高電圧発電機、変圧器、電気モータなどの高電力電気機器の電気導体に広く使用されている。絶縁の完全性は、絶縁と絶縁されている機器の両方の費用のかかる故障を防ぐために、試験および評価する必要があり得る。多くの場合、動作中の絶縁が破壊されると、高電力電気機器の重大な損傷を招くか、あるいは完全に破壊されることさえあり得る。その結果、絶縁の電気的破壊は高電力電気機器の費用のかかる停止時間につながる可能性がある。

【0003】

絶縁状態の状態を評価するいくつかの従来の方法が存在する。しかしながら、従来の方法のほとんどは、診断される機器を「オフライン」にする必要がある。これは、その状態が評価されている間は機器を動作させることができないことを意味する。機器が動作している間に、絶縁の状態を「オンライン」で評価できる方法がいくつかある。そのような「オンライン」方法の大部分は、絶縁体が高電圧にさらされたときに生成される高周波信号の特性の評価を含んでいる。これらの高周波信号は、絶縁不良に関連する個々の部分放電（ＰＤ）によって生成され得る。

【0004】

検出された高電圧パルスの評価のための１つの従来の方法は、位相分解ＰＤ解析を含む。位相分解ＰＤ解析によって、「Ｐｈｉｑｎアレイ」（Ｐｈｉｑｎ行列とも呼ばれる）を得ることができる。Ｐｈｉｑｎ画像（ＰＤ画像とも呼ばれる）は、Ｐｈｉｑｎアレイを用いて得ることができる。Ｐｈｉｑｎ画像は、Ｐｈｉｑｎアレイの図形的表現である。通常、訓練を受けた専門家がＰｈｉｑｎ画像を解析して絶縁の状態を評価することができる。

【0005】

訓練を受けた専門家による従来のＰＤ解析の欠点の１つは、絶縁の状態の測定と評価との間に並行性がないことである。さらに、このような解析は、通常、定期的に、例えば１年に１回または２回だけ行われる。したがって、測定と測定との間に絶縁の著しい劣化が気付かれずにおかれるおそれがある。

【0006】

ＰＤ解析のための公知の方法の他の欠点としては、ノイズ耐性、警告の信頼性、および、特にＰｈｉｑｎアレイにおける異なるＰｈｉｑｎパターンを区別する能力が欠けていることが挙げられる。

【発明の概要】

【0007】

本開示は、機器絶縁体の位相分解部分放電の評価のためのシステムおよび方法に関する。本開示の特定の実施形態は、位相分解ＰｈｉｑｎアレイおよびＰｈｉｑｎパターンに関連する傾向の監視、解析、評価、および追跡に関する。本開示の特定の実施形態は、絶縁体の状態に関する早期の警告および警報を提供するために、高電圧電力電気機器における絶縁体の監視を容易にすることもできる。

【0008】

本開示の一実施形態によれば、位相分解部分放電の評価のためのシステムが提供される。本システムは、電気機器の高電圧絶縁体における少なくとも１つのＰＤプロセスを検出し、複数のＰｈｉｑｎアレイを提供するように構成された測定装置を含むことができる。本システムは、測定装置に通信可能に結合された機器コントローラをさらに含むことができる。機器コントローラは、Ｐｈｉｑｎアレイに存在する少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターンを幾何学的形状と関連付けるように構成することができる。機器コントローラは、複数のＰｈｉｑｎアレイ内の幾何学的形状のパラメータを追跡するようにさらに構成することができる。機器コントローラは、幾何学的形状のパラメータに基づいて、ＰＤパターンに関連する放電強度を決定するようにさらに構成することができる。機器コントローラは、放電強度に基づいて、高電圧絶縁体の絶縁品質を示す信号を提供するように構成することができる。

【0009】

本開示のいくつかの実施形態では、少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターンを幾何学的形状と関連付けるように構成された機器コントローラは、Ｐｈｉｑｎパターンに適合するために幾何学的形状のタイプ、位置、および寸法を決定するようにさらに構成することができる。

【0010】

本開示のいくつかの実施形態では、幾何学的形状のパラメータを追跡するように構成された機器コントローラは、幾何学的形状の位置および寸法の変化を追跡するようにさらに構成することができる。本開示の特定の実施形態では、幾何学的形状は、部分放電プロセスのタイプに関連付けられる。

【0011】

本開示のいくつかの実施形態では、幾何学的形状は、三角形、横長の矩形、縦長の矩形、および楕円形のうちの少なくとも１つを含むリストから選択することができる。

【0012】

本開示のいくつかの実施形態では、放電強度を決定するように構成された機器コントローラは、少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターンに関連付けられた幾何学的形状内に位置する高周波パルスに基づいて放電強度を決定するようにさらに構成することができる。

【0013】

本開示のいくつかの実施形態では、少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターンを幾何学的形状と関連付けるように構成された機器コントローラは、Ｐｈｉｑｎパターンを幾何学的形状と関連付けるために学習アルゴリズムを利用するようにさらに構成することができる。

【0014】

本開示のいくつかの実施形態では、学習アルゴリズムは、Ｐｈｉｑｎアレイの履歴およびＰｈｉｑｎアレイの履歴で識別された以前のＰｈｉｑｎパターンで訓練される。

【0015】

本開示のいくつかの実施形態では、機器コントローラは、放電強度に基づいて、高電圧絶縁体の劣化率を決定するようにさらに構成される。

【0016】

本開示のいくつかの実施形態では、幾何学的形状のパラメータは、電気機器の動作パラメータおよび／または周囲条件に相関させることができる。本開示の特定の実施形態では、機器コントローラは、相関に基づいて高電圧絶縁体の状態を示す信号を修正するようにさらに構成することができる。

【0017】

本開示のいくつかの実施形態では、機器コントローラは、電気機器の動作パラメータおよび／または周囲条件に基づいて、放電強度のしきい値を決定するようにさらに構成することができる。機器コントローラは、放電強度がしきい値を超えていることを判定し、その判定に基づいて、絶縁品質に関する警告を選択的に提供するようにさらに構成することができる。

【0018】

本開示の別の実施形態によれば、位相分解部分放電の評価のための方法が提供される。本方法は、測定装置によって、１つまたは複数のＰｈｉｑｎアレイを提供するステップを含むことができる。測定装置は、電気機器における少なくとも１つの部分放電プロセスを検出するように構成することができる。電気機器は、高電圧絶縁体を含むことができる。本方法は、測定装置に通信可能に結合された機器コントローラによって、１つまたは複数のＰｈｉｑｎアレイに存在する少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターンを幾何学的形状に関連付けるステップをさらに含むことができる。本方法は、Ｐｈｉｑｎアレイ内の幾何学的形状のパラメータを機器コントローラによって追跡するステップをさらに含むことができる。本方法は、機器コントローラによって、幾何学的形状のパラメータに基づいて、少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターンに関連する放電強度を決定するステップをさらに含むことができる。本方法は、機器コントローラによって、放電強度に基づいて、高電圧絶縁体の絶縁品質を示す信号を提供するステップをさらに含むことができる。

【0019】

他の実施形態、システム、方法、特徴、および態様は、以下の図面と関連付けられた以下の説明から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本開示の特定の実施形態による、位相分解部分放電の評価のための例示的なシステムを示すブロック図である。

【図2】本開示の実施形態による部分放電（ＰＤ）アレイ画像を表す画像の例示的なプロットである。

【図3】本開示の実施形態による部分放電（ＰＤ）アレイ画像を表す画像の例示的なプロットである。

【図4】本開示の実施形態による部分放電（ＰＤ）アレイ画像を表す画像の例示的なプロットである。

【図5】本開示の一実施形態による、位相分解部分放電の評価のための方法を示すフローチャートである。

【図6】本開示の一実施形態による、位相分解部分放電の評価のためのコントローラを示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本開示の特定の実施形態は、位相分解部分放電の測定の評価のためのシステムおよび方法を含むことができる。開示されるシステムおよび方法は、高電圧電気機器の絶縁体における放電アクティビティの連続的な解析および監視を提供することができる。本開示のいくつかの実施形態は、特定の放電アクティビティがしきい値レベルを超えた場合に絶縁不良に関する警報を容易にすることができる。

【0022】

本開示のいくつかの例示的な実施形態では、位相分解部分放電の測定の評価方法は、測定装置によって、１つまたは複数のＰｈｉｑｎアレイを提供するステップを含むことができる。測定装置は、電気機器における少なくとも１つの部分放電プロセスを検出するように構成することができる。電気機器は、高電圧絶縁体を含むことができる。本方法は、測定装置に通信可能に結合された機器コントローラによって、１つまたは複数のＰｈｉｑｎアレイに存在する少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターンを幾何学的形状に関連付けるステップをさらに含むことができる。本方法は、機器コントローラによって、ＰＤ画像内の幾何学的形状のパラメータを追跡することをさらに含むことができる。本方法は、機器コントローラによって、幾何学的形状のパラメータに基づいて、少なくとも１つのＰＤパターンに関連する放電強度を決定するステップをさらに含むことができる。本方法は、機器コントローラによって、放電強度に基づいて、高電圧絶縁体の状態を示す信号を提供するステップをさらに含むことができる。

【0023】

本開示の特定の実施形態の技術的効果は、機器の動作中に高電圧電気機器における絶縁体の連続的な診断を実行することを含むことができる。さらに、本開示の特定の実施形態の技術的効果は、絶縁体の信頼できる状態評価を提供することができる。本開示の特定の実施形態のさらなる技術的効果は、電気機器の予想外の停止の防止および電気機器のサービス品質の向上を容易にすることができる。

【0024】

以下では、位相分解部分放電の測定の評価のためのシステムおよび方法に関する様々な例示的な実施形態の詳細な説明を提供する。

【0025】

ここで図面を参照すると、図１は、本開示の特定の実施形態による、例示的なＰＤ評価システム１００を示すブロック図であり、ＰＤ評価システム１００は位相分解部分放電の評価のための方法を実施するために使用することができる。システム１００は、機械１０５と、スターポイントのＰＤセンサ１１０と、二重スクリーン同軸ケーブル１３５と、高電圧側のＰＤセンサ１１５と、接続ボックス１２０と、部分放電装置１２５と、機器コントローラ６００と、を含むことができる。

【0026】

本開示の様々な実施形態では、機械１０５は、変圧器、電気モータ、例えば発電プラントなどで使用できる高出力発電機を含むことができる。機械１０５は、電気導体（絶縁システムとも呼ばれる）のための高電圧絶縁体を含むことができる。高電圧にさらされると、絶縁システムは１つまたは複数のＰＤプロセスを経験する場合がある。ＰＤプロセスは、機械の特定の場所で見いだされる特定のタイプのＰＤアクティビティとして定義することができる。ＰＤプロセスは、絶縁体の内側、絶縁体の表面、絶縁体の表面と機械の隣接部分との間で、および絶縁領域外の導体もしくは非導体間のガスが充填されたギャップを横切って生じることがある。ＰＤアクティビティの異なる場所は、異なる放電メカニズムが関与するので、ＰＤプロセスの異なるタイプを決定することができる。周知の典型的な放電プロセスの例としては、内部放電プロセス、表面放電プロセス、層間剥離放電プロセス（例えば、内部剥離または絶縁体と銅導体との間の層間剥離）、スロット放電プロセス、およびギャップ放電プロセスを挙げることができるが、これらに限定されない。ＰＤプロセスの間、放電は特徴的な高周波信号を生成する場合がある。振動スパークまたはスリップリングスパークなどのいくつかの他のプロセスがＰＤプロセスと独立してまたは同時に発生することがあり、また高周波信号を発生させることもある。高周波信号は、ＰＤセンサ１１５によって機械１０５の三相接続において検出され、またセンサ１１０によってスターポイントにおいて検出されて、測定機器（例えば、部分放電装置１２５）に送られる。測定機器は、高周波信号を個々の放電パルスに分解することができる。検出されたパルスのシーケンスは、検出されたパルスの特性を決定するために、装置１２５および／または機器コントローラ６００によってさらに処理することができる。

【0027】

本開示のいくつかの実施形態では、検出されたパルスの処理は、位相分解部分放電解析を含むことができる。時間領域では、パルスは、パルスの発生の位相角で分類することができ、この位相角は、交流（ＡＣ）位相電圧の全期間（または３６０度－位相角）内の発生時刻（または位相角）である。発生時刻または位相角は、同期信号に対して決定することができる。同期信号は、３つのＡＣ位相のうちの１つからのＡＣ電圧１３０のゼロ交差を含むことができる。振幅領域では、パルスは、ピーク値（パルス高さ）（例えば、ピーク電圧）によって分類することができる。各パルスは、位相角およびピーク電圧によって分類することができ、成分（例えば、位相角およびピーク値）を有するベクトルとして表すことができる。本開示のいくつかの実施形態では、パルスの検出プロセスは、特定の期間（例えば、６０秒）実行することができる。

【0028】

本開示の特定の実施形態では、測定の結果は、位相角がＸ軸を形成し、ピーク電圧がＹ軸を形成する平面を使用して収集することができる。Ｘ軸は約０～３６０度まで伸び、Ｙ軸は約０から最大測定範囲（ｍａｘ＿ｒａｎｇｅ）まで伸びることができる。平面は、等しい寸法のセルに細分することができる。例えば、セルの寸法は、約１度の水平幅とｍａｘ＿ｒａｎｇｅ／３００の垂直高さを含むことができる。位相角およびピーク値の特定のセルに入る全てのパルスを、ある期間、例えば６０秒間にわたってカウントすることができる。各セルについて検出されたパルス数を６０秒間測定しカウントした後に、測定結果の第３の次元を提供することができる。第３の次元は、カウントされたパルスの数を示すことができる。Ｐｈｉｑｎアレイとも呼ばれる測定結果は、グラフ画像（Ｐｈｉｑｎ画像またはＰＤ画像と呼ばれる）として提示することができ、そこでは、個々の画素が色または形状によって各セル内に示されたカウントされたパルスの数を表している。画像の水平軸（ｘ軸）は０度から３６０度までの位相角の範囲に及ぶことができ、垂直軸（ｙ軸）はパルス高さ（または見かけの電荷）の範囲に及ぶことができる。画素の色は、パルス高さ（または見かけの電荷）のレベルでカウントされたパルスの数である。

【0029】

本開示の様々な実施形態では、Ｐｈｉｑｎアレイは特定のＰｈｉｑｎパターンを含むことができる。Ｐｈｉｑｎパターンは、絶縁システムにおける異なるタイプの放電プロセスによって生成することができるので、ＰｈｉｑｎパターンとＰｈｉｑｎパターンのグラフ表示は、互いに区別することができる。Ｐｈｉｑｎパターンを解析して、絶縁システムの状態を評価することができる。Ｐｈｉｑｎパターンの解析は、特定のパターンが互いに重ね合わされるという事実によって複雑になる場合がある。さらに、Ｐｈｉｑｎパターンは雑音信号と重畳する場合がある。

【0030】

ＰＤ評価のための例示的な基本的アプローチ
本開示の特定の実施形態は、Ｐｈｉｑｎパターンに関する以下の要因に基づくことができる。

【0031】

１）ＰＤプロセスの異なるタイプの特徴である異なるＰｈｉｑｎパターンは、Ｐｈｉｑｎパターンのグラフィック表現を使用して、基本的な幾何学的形状の異なる識別可能なタイプに関連付けることができる。アルファベットの文字と同様に、サイズ、比率、場所の違いにもかかわらず、基本形状を互いに区別することができる。本開示の様々な実施形態では、形状の認識のための特定のアルゴリズムを使用するソフトウェアアプリケーション（例えば、パターン認識ソフトウェア、光学的文字認識ソフトウェア、または他の同様のソフトウェア）によってこれらの基本形状を容易に認識することができる。

【0032】

２）異なるＰＤプロセスによって生成された異なるＰｈｉｑｎパターンが互いに重畳される可能性があるので、基本形状の自動認識が困難である場合がある。Ｐｈｉｑｎパターンの重畳はまた、測定機器のパルス検出プロセスを阻害し、妨害し、それによって、Ｐｈｉｑｎパターンの特定の変化を生じ、異なるパターンおよびソースの識別をさらに複雑にすることがある。

【0033】

本開示のいくつかの実施形態では、重畳されたＰｈｉｑｎパターンの認識および識別のための解決策は、電気機械（例えば、発電機、モータ、および変圧器）内の個々の放電パルス源および他のパルス源、すなわち機械内で発生する異なる放電プロセスは、それらの特性を異なって変化させる可能性があるという事実に基づくことができる。したがって、異なる放電プロセスによって生成される異なるＰｈｉｑｎパターンは、異なる速度および異なる方法で変化する。例えば、いくつかの放電プロセスの特性は、他の放電プロセスの特性よりも時間の経過とともに速く変化する場合がある。いくつかの放電プロセスは、他の放電プロセスよりもガス圧力の変化に多く依存する場合がある。これらの特性は、パルス密度（すなわち、単位時間当たりのパルス数）、パルス高さ、パルス高さの分布などを含むことができる。放電プロセスの特性は、周囲のパラメータ（例えば、絶縁材料の温度、導体の温度、冷却ガスの温度、湿度、振動、密度、および圧力）の変化に応答して、緩やかにまたは急速に変化し得る。これらの特性は、例えば、ガス中の電子の平均衝突距離の変化、ギャップ距離の変化、したがってガス中の電界強度の変化に起因して変化し得る。

【0034】

本開示のいくつかの実施形態では、既存の放電プロセスおよび既存の放電プロセスによって生成されるＰｈｉｑｎパターンは、これらの放電源に影響を与える環境パラメータが実質的に同じままであればＰｈｉｑｎパターンは変化しないという意味で不変であると仮定することができる。

【0035】

３）本開示のいくつかの実施形態では、ＰＤプロセスのＰｈｉｑｎパターン認識および識別は、異なるタイプの放電プロセス（例えば、ギャップ放電源、スロット放電源、表面放電源、内部放電源、層間剥離放電源、相間放電源などに関連する）は、周囲パラメータに対して異なる依存性を有し得るという事実にさらに基づくことができる。結果として、異なるプロセスからの異なるＰｈｉｑｎパターンは、互いに独立して、異なる方法で時間の経過とともに消滅し、変化し、再出現することがある。異なるＰｈｉｑｎパターンは、放電の大きさ（パルス高さ）および／または強度（パルスの周波数）がゆっくりと変化することがあり、これは、検出された放電のＰｈｉｑｎアレイの垂直方向（パルス高さ軸）における位置の変化に対応する。いくつかのＰｈｉｑｎアレイでは、異なるＰｈｉｑｎパターンが互いに重畳されている場合がある。他の時間に生成された他のＰｈｉｑｎアレイでは、Ｐｈｉｑｎパターンは重畳されず、より明確に分離して見ることができ、したがってより容易に検出可能であり得る。

【0036】

本開示のいくつかの実施形態では、周囲パラメータの変化が突然ではなく、通常は時間の経過とともにゆっくりと起きるので、個々のＰＤプロセスによって生成された個々のＰｈｉｑｎパターンは、適切なソフトウェア方法によって追跡することができる。追跡のための前提条件は、ＰｈｉｑｎパターンおよびＰｈｉｑｎアレイを十分に高いタイムリーな繰り返しレートで取得することができることである。特定の実施形態では、取得の繰り返しレートの典型的な値は約５分であってもよい。これは、５分毎に、機械１０５のＰＤセンサ１１０、１１５から（例えば、発電機の三相結合器から）受信した信号に基づくＰｈｉｑｎアレイの新たな組が生成されることを意味する。これと比較して、従来のＰＤ検出システムの取得レートは、通常、１日に１回のみである。

【0037】

本開示のいくつかの実施形態では、Ｐｈｉｑｎパターンの追跡およびＰＤプロセスの追跡は、新たに取得されたＰｈｉｑｎアレイおよび対応するグラフィックＰＤ画像内の対応する基本的な幾何学的形状によって識別された特定のＰｈｉｑｎパターンが、以前の取得のシーケンスで得られた同様のＰｈｉｑｎパターンと同じ放電プロセスに由来し得るという基本的な確率的仮定に依存している。この仮定は、ＰＤプロセスが検出されるシステムの物理から導き出すことができる。この仮定はＰｈｉｑｎパターンが重畳している場合にも当てはまり、その場合には、Ｐｈｉｑｎパターン全体および対応するＰＤ画像の個々の部分または成分を、以前のＰｈｉｑｎアレイの履歴のシーケンス、および個々のＰＤプロセスに起因する個々の基本形状の以前の識別に基づいて、識別し分離することができる。

【0038】

Ｐｈｉｑｎアレイのシーケンスに基づくＰＤ画像のシーケンスの一例を図２および図３に示す。図２は、例示的なＰＤ画像２００を示す。ＰＤ画像２００は、Ｐｈｉｑｎパターン２０５の画像表現およびＰｈｉｑｎパターン２１０の画像表現を含む。ＰＤ画像２００におけるＰｈｉｑｎパターン２０５、２１０は、基本形状（横長の矩形）との類似性、およびこの基本形状およびその放電機構（すなわちギャップ放電）に関する特定の規則に基づいて識別することができる。

【0039】

図３は、例示的なＰＤ画像３００を示す。ＰＤ画像３００は、Ｐｈｉｑｎアレイの画像のシーケンスでＰＤ画像２００に続いてもよい。ＰＤ画像３００は、Ｐｈｉｑｎパターン３０５およびＰｈｉｑｎパターン３１０を含むことができる。Ｐｈｉｑｎパターン３０５、３１０は、ガス放電に対応する基本形状とは異なっていてもよい。しかしながら、図２のＰｈｉｑｎパターン２００から図４の後のＰｈｉｑｎパターン３００に至る、Ｐｈｉｑｎアレイの履歴の全シーケンスの知識によって、Ｐｈｉｑｎパターン３０５、３１０は、図２に示すギャップ放電プロセスである既知のプロセスによって生じたものであると特定することができる。短い時間間隔で取得されたＰｈｉｑｎアレイの履歴のシーケンスを知らないと、Ｐｈｉｑｎパターンの解釈は全く異なるものになるか、および／または疑わしいものになる可能性がある。Ｐｈｉｑｎパターンの特徴の知識は、ＰＤ評価システムの学習プロセスによって獲得することができる。

【0040】

本開示のいくつかの実施形態では、学習プロセスの間に、新たに取得されたＰｈｉｑｎアレイ内のＰｈｉｑｎパターンを、Ｐｈｉｑｎアレイの学習された特徴に基づいて識別することができる。最新の画像で再び識別されたＰｈｉｑｎパターンは、学習効果を高めることができる。他方では、Ｐｈｉｑｎアレイのシーケンス中に長時間にわたって再出現しない特定のＰｈｉｑｎパターンは、ＰＤ評価システムによって「忘れられる」場合がある。

【0041】

図４は、異なる放電源、放電タイプ、およびパルス源に関連する複数の異なるＰＤプロセスを示す複数の識別された基本形状を有する、典型的な部分放電画像４００の別の例である。基本的な幾何学的形状は、縦長の矩形４０５、４１０、４１５、４２０、４２５、４３０、楕円４３５、４４０、４５０、三角形４４５、４６５、および横長の矩形４５５、４６０を含むことができる。いくつかの実施形態では、基本的な幾何学的形状は、異なる自由形状のオブジェクトを含むことができる。

【0042】

本開示のいくつかの実施形態では、識別されたＰＤ放電パターンおよびＰＤプロセスの傾向をＰｈｉｑｎアレイのシーケンスにおいて追跡することができる。個々の放電プロセスによって生成された個々のＰｈｉｑｎパターンが、基本形状とＰｈｉｑｎアレイの履歴に基づいて識別され、基本形状がＰｈｉｑｎパターンに起因するものとされた後に、基本形状内の放電アクティビティを定量化することができる。基本的な定量化は、基本形状内の全てのパルスのパルス繰り返し率、平均放電電流、二次放電率（二次電流）などを含む「特性値」の評価を含むことができる。いくつかの実施形態では、特性は、標準規格ＩＥＣ６０２７０によって規定することができる。全ての取得されたＰｈｉｑｎアレイの全ての識別されたＰｈｉｑｎパターンは、１つまたは複数の定量化番号（例えば、二次電流）に起因させることができる。定量化番号の傾向は、経時的に追跡することができる。特定の実施形態では、定量化番号は、時間タグを用いてメモリに格納することができる。機器コントローラは、グラフィック画面に傾向を表示するように構成することができる。例えば、Ｕ相で識別されたスロット放電プロセスの二次放電電流の傾向を経時的に表示することができる。

【0043】

本開示のさらなる実施形態では、傾向は、コイル温度、ガス圧力および温度、ならびにガス湿度を含む周囲パラメータに関連して追跡することができる。一例として、機器コントローラは、経時的なスロット放電の発生を示す傾向を追跡するように構成することができ、スロット放電は同じガス圧力範囲内で生じる。

【0044】

本開示のいくつかの実施形態では、傾向を警告の生成に使用することができる。例えば、特定の放電タイプ（例えば、スロット放電）の特定の識別されたプロセスの特徴的な定量値（例えば、二次電流）が予め定義された限界を超える場合に、機器コントローラは警告を出すように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、予め定義された限界は、周囲パラメータの全範囲に対する絶対的な限界を含んでもよい。他の実施形態では、予め定義された限界は、温度範囲に基づいて選択されてもよい。

【0045】

本開示のいくつかの実施形態では、機器コントローラは、関連する機械パラメータおよび／または関連する周囲パラメータにさらに基づいて、信号、警告および警報を生成するようにさらに構成されてもよい。

【0046】

本開示のいくつかの実施形態では、機器コントローラは、Ｐｈｉｑｎアレイのシーケンスおよび対応するＰＤ画像の圧縮バージョンを生成するように構成されてもよい。Ｐｈｉｑｎアレイのシーケンスの圧縮されたバージョンは、シーケンス中の以前のＰｈｉｑｎアレイと比較してＰＤパターンの有意な変化が生じたＰｈｉｑｎアレイのみを含むことができる。Ｐｈｉｑｎアレイのシーケンスの圧縮されたバージョンは、後の解析のために格納することができる。Ｐｈｉｑｎアレイを高速で取得することができるので、Ｐｈｉｑｎアレイのシーケンスを圧縮して、消費されるメモリ空間の全体サイズを縮小することができる。

【0047】

ＰＤ評価のためのアプローチの拡張
電気機械のコイル（例えば、ステータ巻線）は、ＰＤセンサが配置されているコイルの一端またはコイル内のどこかからコイルの他端へのインパルス信号の伝送に関して特定の伝達特性を有することが知られている。おおよその近似では、インパルス電圧に関して、コイルの一端からコイルの他端への伝達特性は、約１メガヘルツ（ＭＨｚ）のコーナー周波数を有する高次ローパスの伝達特性に類似する場合がある。言い換えれば、ＰＤセンサの近傍に位置する放電源は、コイルのより内側に位置する放電源のパルスよりも広い周波数スペクトルを有するパルスをそのＰＤセンサにおいて生成することができる。したがって、空間的に分離されたパルス源は、周波数領域で解析された場合に異なるスペクトルを有するパルスを生成することができる。本開示のさらなる実施形態では、この物理的事実を用いて、Ｐｈｉｑｎパターンをさらに区別し、異なる場所の放電源によりＰＤプロセスを区別することができる。

【0048】

既存の部分放電パルス受信（ＰＤＰＲ）機器は、通常、約１ＭＨｚのコーナー周波数よりもはるかに高いサンプリングレートで、３つ以上の入力の電圧信号をサンプリングする。通常、ＰＤＰＲ機器は、入力チャネル毎に約１００，０００，０００サンプル／秒（ＭＳ／ｓ）以上の速度で電圧信号をサンプリングするように構成することができる。入力チャネルでのこの速度および同時サンプリングでは、ＰＤＰＲ機器は電圧信号をそれらのデジタル表現に変換する。

【0049】

適切なデジタルフィルタリング（例えば、デジタル帯域通過）を使用して、パルス受信機は、異なる周波数帯域で同じパルスを受信し、マルチバンド受信モードで評価を実行するように構成することができる。本開示の特定の実施形態では、最も低い帯域は約１００キロヘルツ～１ＭＨｚ、第２の帯域は約１ＭＨｚ～２ＭＨｚ、第３の帯域は約２ＭＨｚ～３ＭＨｚ、第４の帯域は約３ＭＨｚ～４ＭＨｚ、最後の帯域は約４ＭＨｚ～５ＭＨｚに及ぶことができる。このように、パルス受信機は、例えば約－４０デシベル（ｄＢ）の阻止帯域レベルを有する５つの受信周波数帯域または「チャネル」を同時に受信するように構成することができる。

【0050】

本開示のいくつかの実施形態によれば、各チャネルは、それ自体のパルス列を生成することができる。コイル巻線内の各放電パルスは、５つの受信チャネルで表され、ほぼ同時に発生する５つまでの検出パルスを生成することができる。より高い受信周波数帯域ではパルスの一部が小さすぎる可能性があるので、パルス検出器はそれらを検出できない場合がある。

【0051】

本開示のいくつかの実施形態では、５つのパルス列を使用して、上述のように位相分解Ｐｈｉｑｎアレイを収集することができる。Ｐｈｉｑｎアレイは、５つのチャネルにわたって同じ期間をカバーすることができる。１つのチャネルの各Ｐｈｉｑｎアレイは、他のチャネルの対応するＰｈｉｑｎアレイと同時に取得することができる。この手法によって、５つのチャネルのそれぞれについてＰｈｉｑｎアレイのシーケンスおよびそれらの画像表現が得られる。Ｐｈｉｑｎアレイのシーケンスの各々は、Ｐｈｉｑｎアレイのシーケンスによる基本形状および学習プロセスを使用して、上記の方法でさらに解析することができる。

【0052】

さらに、本開示のいくつかの実施形態では、異なる周波数帯域に対応する同時に取得された対応するＰｈｉｑｎアレイ内のＰｈｉｑｎパターンを互いに比較して、ＰＤプロセスの識別と区別、Ｐｈｉｑｎパターン、およびＰＤプロセスの放電強度をサポートすることができる。

【0053】

機械内の巻線に沿ってどこかに位置するＰＤプロセスは、ＰＤ源の放電機構にしたがって放電パルスの特定のシーケンスを生成することができる。全ての周波数帯に同じパルスのシーケンスが現れることがある。しかしながら、パルスの検出されたピーク値（パルス高さ）は、異なる周波数帯域において異なる場合がある。ＰＤ画像は、上述のようにパルスのシーケンスを使用して生成することができる。ＰＤ画像で認識されるＰｈｉｑｎパターンは、同じ放電源から発生することがある。Ｐｈｉｑｎパターンは異なる周波数帯域で同時に取得されるので、Ｐｈｉｑｎパターンは主にパルス高さ軸（Ｙ軸）において異なることがある。しかしながら、異なる周波数範囲で得られたＰｈｉｑｎパターンの全体的なグラフ構造は、実質的に同じままであり得る。したがって、同じ基本形状を使用してＰｈｉｑｎパターンを識別することができる。元のＰＤパルスは非常に広いスペクトルを有するので、ＰＤセンサに近い放電源位置から生じるＰｈｉｑｎパターンは、全ての周波数帯域で非常に類似した高さを有する場合がある。ＰＤセンサから離れた放電源位置から生じるＰｈｉｑｎパターンは、長い巻線のフィルタ効果のために、異なる周波数帯域で異なるパルス高さを有する場合がある。

【0054】

さらに、外乱源および干渉源からの信号もその高周波成分が非常に限定されているので、高周波数チャネルのＰｈｉｑｎアレイに妨害が現れることは少ない。Ｐｈｉｑｎパターンは、より低い周波数帯域よりも高い周波数帯域でより明確に見える可能性がある。しかしながら、対応する放電源の放電強度を示す実際のパルス高さは、より高い周波数範囲では減衰することがあり、最も低い周波数範囲で測定することができる。本開示のいくつかの実施形態では、この測定上の問題を克服するために、位相位置および基本形状についてより高い周波数の対応するＰｈｉｑｎアレイと比較することによってより高い周波数の対応するＰｈｉｑｎアレイで識別されたＰｈｉｑｎパターンを使用して、最も低い周波数範囲でＰｈｉｑｎパターンを識別することができる。最も低い周波数帯域のＰｈｉｑｎパターンを識別した後に、そのＰｈｉｑｎパターンに関連する放電強度も最も低い周波数帯域で計算することができる。いくつかの実施形態では、基本形状との比較によって、および上記のＰｈｉｑｎアレイのシーケンスの履歴の評価によって、より高い周波数帯域でＰｈｉｑｎパターンの識別を実行することもできる。

【0055】

本開示のいくつかの実施形態では、バンドパスフィルタを使用して、入力信号全体を分割する代わりに、個々のパルス特性の全セットをパルスフィルタリングすることができる。パルス特性は、スロープ急峻度、振動アクティビティ（リンギング）、バースト減衰などを含むことができる。これらの実施形態は、他の放電源のパルスおよびノイズ源からのパルスの特性とは異なり、特定の場所における特定の放電源は実質的に同じ特性を有する放電パルスのシーケンスを生成することができる、という事実を利用することができる。入力信号は、高いサンプリングレート（例えば、毎秒約１００，０００，０００サンプル）でサンプリングすることができる。パルスは、サンプリングされたデータのストリームでさらに検出することができる。パルスは、パルス基準にしたがってさらに分類（またはフィルタリング）されて、異なるストリームまたは分類されたパルスのセットを生成することができる。分類されたパルスのセットを使用して、上述のようにＰｈｉｑｎアレイのセットを生成することができる。Ｐｈｉｑｎアレイの異なるセットは、異なるＰｈｉｑｎパターンを含むことができる。Ｐｈｉｑｎパターンは、上述したような基本形状との比較およびＰｈｉｑｎアレイの履歴のシーケンスの評価を使用して識別することができる。さらに、異なる識別されたＰｈｉｑｎパターンの強度を計算することができる。異なるＰＤ源の経時的な強度を使用して傾向を生成することができる。

【0056】

図５は、本開示の例示的な実施形態による、位相分解部分放電の評価のための例示的な方法５００を示すフローチャートである。方法５００の動作は、図１を参照して上述したシステム１００の構成要素によって実行することができる。

【0057】

方法５００は、ブロック５０２において、測定装置によって、１つまたは複数のＰｈｉｑｎアレイを提供するステップで開始することができる。測定装置は、電気機器の高電圧絶縁体における少なくとも１つのＰＤプロセスを検出するように構成することができる。ブロック５０４において、方法５００は、測定装置に通信可能に結合された機器コントローラによって、１つまたは複数のＰｈｉｑｎアレイに存在する少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターンを幾何学的形状と関連付けるステップに進むことができる。ブロック５０６において、方法５００は、機器コントローラによって、Ｐｈｉｑｎアレイ内の幾何学的形状に関連するパラメータを追跡することができる。ブロック５０８において、方法５００は、機器コントローラによって、幾何学的形状のパラメータに基づいて、Ｐｈｉｑｎパターンに関連する放電強度を決定するステップを可能にすることができる。ブロック５１０において、方法５００は、機器コントローラによって、放電強度に基づいて、高電圧絶縁体の絶縁品質を示す信号を提供することができる。本開示の特定の実施形態では、信号は、高電圧絶縁体の品質に関する警報または警告を含むことができる。

【0058】

図６は、本開示の一実施形態による、例示的なコントローラ６００を示すブロック図である。より具体的には、コントローラ６００の要素は、回転する機器の振動データを解析するために使用することができる。コントローラ６００は、プログラムされたロジック６２０（例えば、ソフトウェア）を格納し、ＰＤ評価システム１００に関連する動作データ、定数のセットなどのデータ６３０を格納することができる非一時的メモリ６１０を含むことができる。メモリ６１０はまた、オペレーティングシステム６４０を含むことができる。

【0059】

プロセッサ６５０は、オペレーティングシステム６４０を利用して、プログラムされたロジック６２０を実行することができ、その際に、データ６３０を利用することもできる。データバス６６０は、メモリ６１０とプロセッサ６５０との間の通信を提供することができる。ユーザは、キーボード、マウス、制御パネル、またはコントローラ６００との間でデータを通信することができる任意の他のデバイスなどの、少なくとも１つのユーザインターフェースデバイス６７０を介してコントローラ６００とインターフェースすることができる。コントローラ６００は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース６８０を介して動作中に部分放電装置１２５と通信することができる。さらに、他の外部装置または他の回転機器が、Ｉ／Ｏインターフェース６８０を介してコントローラ６００と通信することができることを理解されたい。本開示の図示する実施形態では、コントローラ６００は、ＰＤ評価システム１００に対して遠隔に配置することができるが、しかし、ＰＤ評価システム１００と同じ場所に配置されてもよいし、ＰＤ評価システム１００に統合されてもよい。さらに、コントローラ６００およびそれによって実現されるプログラムされたロジック６２０は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。複数のコントローラ６００を使用することができ、それによって本明細書で説明した異なる特徴を１つまたは複数の異なるコントローラ６００で実行できることもまた理解されたい。

【0060】

本開示の例示的な実施形態によるシステム、方法、装置、およびコンピュータプログラム製品のブロック図を参照する。ブロック図のブロックのうちの少なくともいくつか、およびブロック図のブロックの組み合わせは、コンピュータプログラム命令によって少なくとも部分的に実行できることが理解されよう。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、専用ハードウェアベースのコンピュータ、またはマシンを生成するための他のプログラム可能なデータ処理装置にロードすることができ、そのようにして、コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置上で実行される命令が、ブロック図のブロックのうちの少なくともいくつか、または説明したブロック図のブロックの組み合わせの機能を実現するための手段を生成する。

【0061】

これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置を特定の方法で機能するように命令することができるコンピュータ可読メモリに格納することもできて、そのようにして、コンピュータ可読メモリに格納された命令が１つまたは複数のブロックで指定される機能を実現する命令手段を含む製品を生産する。コンピュータプログラム命令は、一連の動作および／または操作をコンピュータまたは他のプログラム可能な装置で実行させてコンピュータ実行処理を生成するために、コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置にロードすることもできて、そのようにして、コンピュータまたは他のプログラム可能な装置で実行する命令が１つまたは複数のブロックで指定される機能を実現するための動作および／または操作を提供する。

【0062】

本明細書に記載した、システムの１つもしくは複数の構成要素および方法の１つもしくは複数の要素は、コンピュータのオペレーティングシステム上で動作するアプリケーションプログラムにより実現することができる。それらはまた、ハンドヘルドデバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースのまたはプログラム可能な家庭用電子機器、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータなどを含む、他のコンピュータシステム構成で実現することができる。

【0063】

本明細書に記載したシステムおよび方法の構成要素であるアプリケーションプログラムは、特定の抽象データ型を実装し、特定のタスクまたはアクションを実行するルーチン、プログラム、コンポーネント、データ構造などを含むことができる。分散コンピューティング環境では、アプリケーションプログラム（全体としてまたは部分的に）をローカルメモリまたは他の記憶装置内に置くことができる。それに加えて、またはその代わりに、アプリケーションプログラム（全体としてまたは部分的に）をリモートメモリまたは記憶装置に置くことができ、通信ネットワークを介してリンクされたリモート処理デバイスによってタスクが実行される状況が可能になる。

【0064】

上記の詳細な説明は、詳細な説明の一部を形成する添付の図面の参照を含む。図面は、例示的な実施形態による例示を示す。本明細書において「実施例」とも呼ばれるこれらの例示的な実施形態は、当業者が本主題を実施できるように十分に詳細に記載されている。例示的な実施形態は組み合わせることができ、他の実施形態を用いてもよく、あるいは、特許請求される主題の範囲から逸脱することなく構造的、論理的、および電気的な変更を行うことができる。したがって、上記の詳細な説明は、限定的な意味で解釈されるべきではなく、その範囲は、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物によって定義される。

【0065】

これらの説明に関して本明細書に記載した例示的説明についての多くの変形および他の実施形態は、上記および関連図面に提示した教示の利点を有することが理解されよう。このように、本開示は多くの形態で実施することができ、上述した例示的な実施形態に限定されるものではないことが理解されよう。

【0066】

したがって、本開示は、開示する特定の実施形態に限定されるべきではなく、変形および他の実施形態が、添付の特許請求の範囲に含まれることを意図することが理解されよう。本明細書では特定の用語を使用したが、それらは、一般的で、説明的な意味のみで使用し、限定するためのものではない。
［実施態様１］
位相分解部分放電（ＰＤ）の評価のためのシステム（１００）であって、
電気機器（１０５）の高電圧絶縁体における少なくとも１つのＰＤプロセスを検出し、複数のＰｈｉｑｎアレイを提供するように構成された測定装置（１２５）と、
前記測定装置（１２５）に通信可能に結合された機器コントローラ（６００）と、を含み、前記機器コントローラ（６００）は、
前記複数のＰｈｉｑｎアレイのうちの少なくとも１つに存在する少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターン（２０５）を幾何学的形状（４０５）と関連付け、
前記複数のＰＤ画像（２００）内の前記幾何学的形状（４０５）に関連するパラメータを追跡し、
前記幾何学的形状（４０５）に関連する前記パラメータに基づいて、前記少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターン（２０５）に関連する放電強度を決定し、
前記放電強度に基づいて、前記高電圧絶縁体の絶縁品質を示す信号を提供するように構成される、システム（１００）。
［実施態様２］
前記少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターン（２０５）を幾何学的形状（４０５）と関連付けるように構成された前記機器コントローラ（６００）は、前記Ｐｈｉｑｎパターン（２０５）に適合する前記幾何学的形状（４０５）のタイプ、位置、および寸法を決定するようにさらに構成される、実施態様１に記載のシステム（１００）。
［実施態様３］
前記幾何学的形状（４０５）のパラメータを追跡するように構成された前記機器コントローラ（６００）は、前記幾何学的形状（４０５）の前記位置および前記寸法の変化を追跡するようにさらに構成される、実施態様２に記載のシステム（１００）。
［実施態様４］
前記幾何学的形状（４０５）は、前記ＰＤプロセスのタイプに関連付けられる、実施態様１に記載のシステム（１００）。
［実施態様５］
少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターン（２０５）を幾何学的形状（４０５）と関連付けるように構成された前記機器コントローラ（６００）は、三角形（４４５，４６５）、横長の矩形（４５５，４６０）、縦長の矩形（４０５，４１０，４１５，４２０，４３０）、および楕円形（４３５，４４０，４５０）のうちの少なくとも１つを含むリストから前記幾何学的形状（４０５）を選択するようにさらに構成される、実施態様１に記載のシステム（１００）。
［実施態様６］
前記放電強度を決定するように構成された前記機器コントローラ（６００）は、前記少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターン（２０５）に関連付けられた前記幾何学的形状（４０５）内に位置する高周波パルスに基づいて前記放電強度を決定するようにさらに構成される、実施態様１に記載のシステム（１００）。
［実施態様７］
前記少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターン（２０５）を前記幾何学的形状（４０５）と関連付けるように構成された前記機器コントローラ（６００）は、学習アルゴリズムを利用して前記少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターン（２０５）を前記幾何学的形状（４０５）と関連付けるようにさらに構成され、前記学習アルゴリズムは、Ｐｈｉｑｎアレイの履歴および前記Ｐｈｉｑｎアレイの履歴で識別された以前のＰｈｉｑｎパターン（２０５）で訓練される、実施態様１に記載のシステム（１００）。
［実施態様８］
前記機器コントローラ（６００）は、前記放電強度に基づいて、前記高電圧絶縁体の劣化率を決定するようにさらに構成される、実施態様１に記載のシステム（１００）。
［実施態様９］
前記高電圧絶縁体の状態を示す前記信号を提供するように構成された前記機器コントローラ（６００）は、
前記幾何学的形状（４０５）のパラメータを、前記電気機器（１０５）の動作パラメータの変化または周囲条件の変化のうちの少なくとも１つに相関させ、
前記相関に基づいて、前記高電圧絶縁体の前記絶縁品質を示す前記信号を修正するようにさらに構成される、実施態様１に記載のシステム（１００）。
［実施態様１０］
前記機器コントローラ（６００）は、
前記電気機器（１０５）の動作パラメータまたは周囲条件のうちの少なくとも１つに基づいて、前記放電強度のしきい値を決定し、
前記放電強度が前記しきい値を超えていることを判定し、
前記判定に基づいて、前記絶縁品質に関する警告を選択的に提供するようにさらに構成される、実施態様９に記載のシステム（１００）。
［実施態様１１］
位相分解部分放電（ＰＤ）の評価のための方法（５００）であって、
測定装置（１２５）によって、１つまたは複数のＰｈｉｑｎアレイを提供するステップ（５０２）であって、前記測定装置（１２５）は、高電圧絶縁体を含む電気機器（１０５）における少なくとも１つの部分放電（ＰＤ）プロセスを検出するように構成される、ステップ（５０２）と、
前記１つまたは複数のＰｈｉｑｎアレイに存在する少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターン（２０５）を、前記測定装置（１２５）に通信可能に結合された機器コントローラ（６００）によって幾何学的形状（４０５）に関連付けるステップ（５０４）と、
前記１つまたは複数のＰｈｉｑｎアレイ内の前記幾何学的形状（４０５）に関連するパラメータを前記機器コントローラ（６００）によって追跡するステップ（５０６）と、
前記機器コントローラ（６００）によって、前記幾何学的形状（４０５）の前記パラメータに基づいて、前記少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターン（２０５）に関連する放電強度を決定するステップ（５０８）と、
前記機器コントローラ（６００）によって、前記放電強度に基づいて、前記高電圧絶縁体の絶縁品質を示す信号を提供するステップ（５１０）と、を含む方法（５００）。
［実施態様１２］
少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターン（２０５）を幾何学的形状（４０５）に関連付けるステップ（５０４）は、前記Ｐｈｉｑｎパターン（２０５）に適合する前記幾何学的形状（４０５）のタイプ、位置、および寸法を決定するステップを含み、
前記幾何学的形状（４０５）に関連する前記パラメータを追跡するステップ（５０６）は、前記幾何学的形状（４０５）の前記位置および前記寸法の変化を追跡するステップを含む、実施態様１１に記載の方法（５００）。
［実施態様１３］
前記放電強度に基づいて、前記高電圧絶縁体の劣化率を決定するステップをさらに含む、実施態様１１に記載の方法（５００）。
［実施態様１４］
前記幾何学的形状（４０５）は、前記ＰＤプロセスの少なくとも１つのタイプに関連付けられる、実施態様１１に記載の方法（５００）。
［実施態様１５］
前記幾何学的形状（４０５）は、三角形（４４５，４６５）、横長の矩形（４５５，４６０）、縦長の矩形（４０５，４１０，４１５，４２０，４３０）、および楕円形（４３５，４４０，４５０）のうちの少なくとも１つを含むリストから選択される、実施態様１１に記載の方法（５００）。
［実施態様１６］
前記放電強度を決定するステップ（５０８）は、Ｐｈｉｑｎパターン（２０５）に関連する前記幾何学的形状（４０５）内に位置する高周波パルスに基づく、実施態様１１に記載の方法（５００）。
［実施態様１７］
前記少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターン（２０５）は、学習アルゴリズムを利用することに基づいて前記幾何学的形状（４０５）に関連付けられ、前記学習アルゴリズムは、Ｐｈｉｑｎアレイの履歴および前記Ｐｈｉｑｎアレイの履歴内で識別された以前のＰｈｉｑｎパターン（２０５）で訓練される、実施態様１１に記載の方法（５００）。
［実施態様１８］
前記機器コントローラ（６００）によって、前記幾何学的形状（４０５）の前記変化を前記電気機器（１０５）の動作パラメータの変化または周囲条件の変化のうちの少なくとも１つに相関させるステップと、
前記機器コントローラ（６００）によって、前記相関に基づいて、前記高電圧絶縁体の前記絶縁品質を示す前記信号を修正するステップと、をさらに含む、実施態様１１に記載の方法（５００）。
［実施態様１９］
前記機器コントローラ（６００）によって、前記電気機器（１０５）の動作パラメータの前記変化または周囲条件の前記変化のうちの少なくとも１つに基づいて、前記放電強度のしきい値を決定するステップと、
前記機器コントローラ（６００）によって、前記放電強度が前記しきい値を超えていることを判定するステップと、
前記判定の結果に基づいて、前記機器コントローラ（６００）によって、前記絶縁品質に関する警告を選択的に提供するステップと、をさらに含む、実施態様１８に記載の方法（５００）。
［実施態様２０］
位相分解部分放電（ＰＤ）の評価のためのシステム（１００）であって、
高電圧絶縁体を含む電気機器（１０５）と、
前記高電圧絶縁体における少なくとも１つのＰＤプロセスを検出し、一連のＰｈｉｑｎアレイを提供するように構成された測定装置（１２５）と、
前記測定装置（１２５）に通信可能に結合された機器コントローラ（６００）と、を含み、前記機器コントローラ（６００）は、
前記Ｐｈｉｑｎアレイの少なくとも１つに存在する少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターン（２０５）を幾何学的形状（４０５）と関連付け、前記幾何学的形状（４０５）は、部分放電プロセスのタイプに関連付けられ、前記幾何学的形状（４０５）のタイプ、位置、および寸法は、前記少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターン（２０５）に適合するように選択され、
前記幾何学的形状（４０５）の前記位置および前記寸法の変化を追跡することによって、一連の前記Ｐｈｉｑｎアレイにおける前記幾何学的形状（４０５）に関連するパラメータを追跡し、
前記幾何学的形状（４０５）の前記パラメータに基づいて、前記少なくとも１つのＰｈｉｑｎパターン（２０５）に関連する放電強度を決定し、前記放電強度は前記幾何学的形状（４０５）内に見られるパルスに基づいており、
前記放電強度に基づいて、前記高電圧絶縁体の劣化率を決定し、
前記放電強度に基づいて、前記高電圧絶縁体の絶縁品質を示す信号を生成し、
前記幾何学的形状（４０５）のパラメータの前記変化を、前記電気機器（１０５）の動作パラメータの変化または周囲条件の変化のうちの少なくとも１つに相関させ、
前記相関に基づいて、前記高電圧絶縁体の前記絶縁品質を示す前記信号を修正し、
前記電気機器（１０５）の前記動作パラメータに基づいて、前記放電強度のしきい値を決定し、
前記放電強度が前記しきい値を超えていることを判定し、
前記放電強度が前記しきい値を超えているとの前記判定の結果に基づいて、前記高電圧絶縁体の品質に関する信号を提供するように構成される、システム（１００）。

【符号の説明】

【0067】

１００ 部分放電（ＰＤ）評価システム、ＰＤ評価システム
１０５ 機械
１１０ スターポイントのＰＤセンサ
１１５ 高電圧側のＰＤセンサ
１２０ 接続ボックス
１２５ ＰＤ測定装置、部分放電装置
１３０ 同期電圧、ＡＣ電圧
１３５ 二重スクリーン同軸ケーブル
２００ ＰＤ画像
２０５ Ｐｈｉｑｎパターン
２１０ Ｐｈｉｑｎパターン
３００ ＰＤ画像
３０５ Ｐｈｉｑｎパターン
３１０ Ｐｈｉｑｎパターン
４００ ＰＤ画像
４０５ 幾何学的形状、縦長の矩形
４１０ 幾何学的形状、縦長の矩形
４１５ 幾何学的形状、縦長の矩形
４２０ 幾何学的形状、縦長の矩形
４２５ 幾何学的形状、縦長の矩形
４３０ 幾何学的形状、縦長の矩形
４３５ 幾何学的形状、縦長の矩形
４４０ 幾何学的形状、縦長の矩形
４４５ 幾何学的形状、縦長の矩形
４５０ 幾何学的形状、縦長の矩形
４５５ 幾何学的形状、縦長の矩形
４６０ 幾何学的形状、縦長の矩形
４６５ 幾何学的形状、縦長の矩形
５００ 方法
５０２ 方法ブロック
５０４ 方法ブロック
５０６ 方法ブロック
５０８ 方法ブロック
５１０ 方法ブロック
６００ 機器コントローラ
６１０ メモリ
６２０ プログラムされたロジック
６３０ データ
６４０ オペレーティングシステム
６５０ プロセッサ
６６０ データバス
６７０ ユーザインターフェースデバイス
６８０ 入力／出力インターフェース、Ｉ／Ｏインターフェース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】