特許 7418302 放電判定装置およびその方法

(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】2024-01-11

(45)【発行日】2024-01-19

(54)【発明の名称】放電判定装置およびその方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/12 20200101AFI20240112BHJP

   G01R 31/72 20200101ALI20240112BHJP

【ＦＩ】

G01R31/12 A

G01R31/72

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020126092

(22)【出願日】2020-07-27

(65)【公開番号】P2022023274

(43)【公開日】2022-02-08

【審査請求日】2023-03-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000219820

【氏名又は名称】株式会社トーエネック

(73)【特許権者】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(74)【代理人】

【識別番号】100131406

【弁理士】

【氏名又は名称】福山 正寿

(72)【発明者】

【氏名】中村 久栄

(72)【発明者】

【氏名】伏見 文弥

(72)【発明者】

【氏名】木村 英明

【審査官】島田 保

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０３３５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０３９６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１６９６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－０６９５７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ３１／１２－３１／２０

Ｇ０１Ｒ ３１／７２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気機器の巻線に放電が発生しているか否かを判定する放電判定装置であって、
前記巻線の両端にインパルス電圧またはパルス電圧を印加可能に該巻線の両端に接続される印加電圧発生回路と、
前記巻線の両端で観測される第１時系列電圧データ、または、前記巻線および前記印加電圧発生回路を含む判定用回路に流れる第１時系列電流データを検出するために該判定用回路に接続された検出器と、
該検出器によって検出された前記第１時系列電圧データまたは前記第１時系列電流データに基づき、前記インパルス電圧またはパルス電圧が印加されたときから電圧または電流が増加後に減少してゼロになるまでの第１時間帯を計測する時間帯計測部と、
前記検出器によって検出された前記第１時系列電圧データまたは前記第１時系列電流データをフーリエ変換することにより周波数スペクトルを求めるフーリエ変換部と、
前記周波数スペクトルから放電特有の周波数成分のみを抽出する周波数成分抽出部と、
抽出した前記放電特有の周波数成分における前記周波数スペクトルを逆フーリエ変換することにより第２時系列電圧データまたは第２時系列電流データを求める逆フーリエ変換部と、
前記第２時系列電圧データまたは前記第２時系列電流データの前記第１時間帯において観測される第１最大電圧値または第１最大電流値と、前記インパルス電圧または前記パルス電圧を印加したときから該第１最大電圧値または該第１最大電流値が観測されるまでの第１時間と、を求める特徴量抽出部と、
前記インパルス電圧または前記パルス電圧と、放電発生時間と、の関係を予め定めた第１放電推定マップに、印加した前記インパルス電圧または前記パルス電圧を適用して第１閾値範囲を設定する閾値範囲設定部と、
前記第１時間が前記第１閾値範囲内であれば前記巻線に放電が発生していると推定し、前記第１時間が前記第１閾値範囲外であれば前記巻線に放電が発生していないと判定する推定部と、
該推定部によって前記巻線に放電が発生していると推定されたときに、前記第１最大電圧値または前記第１最大電流値と第１閾値とを比較して、前記第１最大電圧値または前記第１最大電流値が前記第１閾値より大きいときに前記巻線に放電が発生していると判定し、前記第１最大電圧値または前記第１最大電流値が前記第１閾値以下のときに前記巻線に放電は発生していないと判定する判定部と、
を備える放電判定装置。

【請求項2】

前記第１時間と前記第１閾値との関係を予め定めた第１放電判定マップに、前記第１時間を適用して前記第１閾値を設定する閾値設定部をさらに備える
請求項１に記載の放電判定装置。

【請求項3】

前記時間帯計測部は、前記検出器によって検出された前記第１時系列電圧データまたは前記第１時系列電流データに基づき、前記電圧または前記電流がゼロになったときから前記電圧または前記電流が増加または減少後に減少または増加して再びゼロになるまでの第２時間帯を計測し、
前記特徴量抽出部は、前記第２時系列電圧データまたは前記第２時系列電流データにおいて、前記第１時間帯経過後の前記第２時間帯における第２最大電圧値または第２最大電流値と、前記インパルス電圧または前記パルス電圧を印加したときから該第２最大電圧値または該第２最大電流値を示すまでの第２時間と、を求め、
前記閾値範囲設定部は、前記インパルス電圧または前記パルス電圧と、前記放電発生時間と、の関係を予め定めた第２放電推定マップに、印加した前記インパルス電圧または前記パルス電圧を適用して第２閾値範囲を設定し、
前記推定部は、前記第１および／または第２時間が前記第１および／または第２閾値範囲内であれば前記巻線に放電が発生していると推定し、前記第１および／または第２時間が前記第１および／または第２閾値範囲外であれば前記巻線に放電が発生していないと判定し、
前記判定部は、前記第１最大電圧値または前記第１最大電流値、および／または、前記第２最大電圧値または前記第２最大電流値が、前記第１および／または第２閾値より大きいときに前記巻線に放電が発生していると判定し、前記第１最大電圧値または前記第１最大電流値、および／または、前記第２最大電圧値または前記第２最大電流値が、前記第１および／または第２閾値以下のときに前記巻線に放電は発生していないと判定する
請求項１または２に記載の放電判定装置。

【請求項4】

前記閾値設定部は、前記第２時間と前記第２閾値との関係を予め定めた第２放電判定マップに、前記第２時間を適用して前記第２閾値を設定する
請求項２に従属する請求項３に記載の放電判定装置。

【請求項5】

前記特徴量抽出部は、前記第２時間帯毎に前記第２最大電圧値または第２最大電流値と、前記第２時間と、を求める請求項３または４に記載の放電判定装置。

【請求項6】

前記周波数成分抽出部は、前記放電特有の周波数成分として５ＭＨｚより大きく３０ＭＨｚ未満の周波数成分を前記周波数スペクトルから抽出する
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の放電判定装置。

【請求項7】

電気機器の巻線に放電が発生しているか否かを判定する放電判定方法であって、
（ａ）前記巻線の両端にインパルス電圧またはパルス電圧を印加し、
（ｂ）前記巻線の両端で観測される第１時系列電圧データ、または、前記巻線を含む判定用回路に流れる第１時系列電流データを検出し、
（ｃ）検出した前記第１時系列電圧データまたは前記第１時系列電流データに基づき、前記インパルス電圧またはパルス電圧を印加したときから電圧または電流が増加後に減少してゼロになるまでの第１時間帯を計測し、
（ｄ）検出した前記第１時系列電圧データまたは前記第１時系列電流データをフーリエ変換することにより周波数スペクトルを求め、
（ｅ）前記周波数スペクトルから放電特有の周波数成分のみを抽出し、
（ｆ）抽出した前記放電特有の周波数成分における前記周波数スペクトルを逆フーリエ変換することにより第２時系列電圧データまたは第２時系列電流データを求め、
（ｇ）前記第２時系列電圧データまたは前記第２時系列電流データの前記第１時間帯において観測される第１最大電圧値または第１最大電流値と、前記インパルス電圧または前記パルス電圧を印加したときから該第１最大電圧値または該第１最大電流値が観測されるまでの第１時間と、を求め、
（ｈ）前記インパルス電圧または前記パルス電圧と、放電発生時間との関係を予め定めた第１放電推定マップに、印加した前記インパルス電圧または前記パルス電圧を適用して第１閾値範囲を設定し、
（ｉ）前記第１時間が前記第１閾値範囲内であれば前記巻線に放電が発生していると推定し、前記第１時間が前記第１閾値範囲外であれば前記巻線に放電が発生していないと判定し、
（ｊ）前記ステップ（ｉ）によって、前記巻線に放電が発生していると推定されたときに、前記第１最大電圧値または前記第１最大電流値と第１閾値とを比較して、前記第１最大電圧値または前記第１最大電流値が前記第１閾値より大きいときに前記巻線に放電が発生していると判定し、前記第１最大電圧値または前記第１最大電流値が前記第１閾値以下のときに前記巻線に放電は発生していないと判定する
放電判定方法。

【請求項8】

前記第１時間と前記第１閾値との関係を予め定めた第１放電判定マップに、前記第１時間を適用して前記第１閾値を設定するステップ（ｋ）をさらに備える
請求項７に記載の放電判定方法。

【請求項9】

前記ステップ（ｃ）は、検出した前記第１時系列電圧データまたは前記第１時系列電流データに基づき、前記電圧または前記電流がゼロになったときから前記電圧または前記電流が増加または減少後に減少または増加して再びゼロになるまでの第２時間帯を計測するステップをさらに含んでおり、
前記ステップ（ｇ）は、前記第２時系列電圧データまたは前記第２時系列電流データにおいて、前記第１時間帯経過後の前記第２時間帯における第２最大電圧値または第２最大電流値と、前記インパルス電圧または前記パルス電圧を印加したときから該第２最大電圧値または該第２最大電流値を示すまでの第２時間と、を求めるステップを含んでおり、
前記ステップ（ｈ）は、前記インパルス電圧または前記パルス電圧と、前記放電発生時間との関係を予め定めた第２放電推定マップに、印加した前記インパルス電圧または前記パルス電圧を適用して第２閾値範囲を設定し、
前記ステップ（ｉ）は、前記第１および／または第２時間が前記第１および／または第２閾値範囲内であれば前記巻線に放電が発生していると推定し、前記第１および／または第２時間が前記第１および／または第２閾値範囲外であれば前記巻線に放電が発生していないと判定するステップであり、
前記ステップ（ｊ）は、前記第１最大電圧値または前記第１最大電流値、および／または、前記第２最大電圧値または前記第２最大電流値が、前記第１および／または第２閾値より大きいときに前記巻線に放電が発生していると判定し、前記第１最大電圧値または前記第１最大電流値、および／または、前記第２最大電圧値または前記第２最大電流値が、前記第１および／または第２閾値以下のときに前記巻線に放電は発生していないと判定するステップである
請求項７または８に記載の放電判定方法。

【請求項10】

前記ステップ（ｋ）は、前記第２時間と前記第２閾値との関係を予め定めた第２放電判定マップに、前記第２時間を適用して前記第２閾値を設定するステップを含んでいる
請求項８に従属する請求項９に記載の放電判定方法。

【請求項11】

前記ステップ（ｇ）は、前記第２時間帯毎に前記第２最大電圧値または前記第２最大電流値と、前記第２時間と、を求めるステップをさらに含んでいる
請求項９または１０に記載の放電判定方法。

【請求項12】

前記ステップ（ｅ）は、前記放電特有の周波数成分として５ＭＨｚより大きく３０ＭＨｚ未満の周波数成分を前記周波数スペクトルから抽出するステップである
請求項７ないし１１のいずれか１項に記載の放電判定方法。

【請求項13】

電気機器の巻線に放電が発生しているか否かを判定するためのプログラムであって、
請求項７ないし１２のいずれか１項に記載の放電判定方法の各ステップを１または複数のコンピュータに実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気機器の巻線に放電が発生しているか否かを判定する放電判定装置および放電判定方法並びにプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特開平７－２６０８６８号公報（特許文献１）には、電気機器に部分放電が発生しているか否かを判定する放電判定装置が記載されている。当該放電判定装置は、まず、電気機器から発生した電流や電磁波などの波形を１周期毎に区分して複数のサンプリングデータを作成する。次に、これら複数のサンプリングデータの波形の同期をとった上で平均化した平均化データを作成する。続いて、当該平均化データと、複数のサンプリングデータのうちの任意の１つのサンプリングデータと、の差分をとることでノイズ信号を除去する。こうしてノイズ信号が除去された最終データ中に部分放電信号のみを取出す。こうして、部分放電の発生の有無を判定している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平７－２６０８６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述した公報に記載の放電判定装置は、放電発生の有無の判定のために多くのデータ数が必要であると共に演算も複雑であるため、なお改良の余地がある。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、放電が発生しているか否かをより簡易に判定することができる技術を提供することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る放電判定装置の好ましい形態によれば、電気機器の巻線に放電が発生しているか否かを判定する放電判定装置が構成される。当該放電判定装置は、印加電圧発生回路と、検出器と、時間帯計測部と、フーリエ変換部と、周波数成分抽出部と、逆フーリエ変換部と、特徴量抽出部と、閾値範囲設定部と、推定部と、判定部と、を備えている。印加電圧発生回路は、巻線の両端にインパルス電圧またはパルス電圧を印加可能に当該巻線の両端に接続される。時間帯計測部は、検出器によって検出された第１時系列電圧データまたは第１時系列電流データに基づき、インパルス電圧またはパルス電圧が印加されたときから電圧または電流が増加後に減少してゼロになるまでの第１時間帯を計測する。検出器は、巻線の両端で観測される第１時系列電圧データ、または、巻線および印加電圧発生回路を含む判定用回路に流れる第１時系列電流データを検出するために当該判定用回路に接続される。フーリエ変換部は、検出器によって検出された第１時系列電圧データまたは第１時系列電流データをフーリエ変換することにより周波数スペクトルを求める。周波数成分抽出部は、周波数スペクトルから放電特有の周波数成分のみを抽出する。逆フーリエ変換部は、抽出した放電特有の周波数成分における周波数スペクトルを逆フーリエ変換することにより第２時系列電圧データまたは第２時系列電流データを求める。特徴量抽出部は、第１最大電圧値または第１最大電流値と、第１時間と、を求める。第１最大電圧値または第１最大電流値は、第２時系列電圧データまたは第２時系列電流データの第１時間帯において観測される電圧または電流の最大値である。第１時間は、インパルス電圧またはパルス電圧を印加したときから当該第１最大電圧値または第１最大電流値が観測されるまでの時間である。閾値範囲設定部は、インパルス電圧またはパルス電圧と、放電発生時間と、の関係を予め定めた第１放電推定マップに、印加したインパルス電圧またはパルス電圧を適用して第１閾値範囲を設定する。推定部は、第１時間が第１閾値範囲内であれば巻線に放電が発生していると推定し、第１時間が第１閾値範囲外であれば巻線に放電が発生していないと判定する。そして、判定部は、推定部によって巻線に放電が発生していると推定されたときに、第１最大電圧値または第１最大電流値と第１閾値とを比較して、第１最大電圧値または第１最大電流値が第１閾値より大きいときに巻線に放電が発生していると判定し、第１最大電圧値または第１最大電流値が第１閾値以下のときに巻線に放電は発生していないと判定する。ここで、本発明における「放電特有の周波数成分」とは、巻線において放電が観測される特定の周波数成分として規定される。また、本発明における「第１時間帯を計測する」とは、電圧または電流が増加後に減少してゼロになった時間と、インパルス電圧またはパルス電圧を印加した時間と、の差を演算することにより求める態様の他、タイマなどを用いて測定する態様を好適に包含する。

【0007】

本発明者は、鋭意研究の結果、巻線の両端で観測される第１時系列電圧データ、または、判定用回路に流れる第１時系列電流データをフーリエ変換することにより得られる周波数スペクトルのうち特定の周波数成分において放電が観測されること、また、インパルス電圧またはパルス電圧と放電発生時間との間に所定の関係があることを見出した。この研究結果を踏まえて、本発明では、検出器によって検出された第１時系列電圧データまたは第１時系列電流データに基づき、インパルス電圧またはパルス電圧が印加されたときから電圧または電流が増加後に減少してゼロになるまでの第１時間帯を計測すると共に、当該第１時系列電圧データまたは第１時系列電流データの周波数スペクトルのうち放電特有の周波数成分における周波数スペクトルを逆フーリエ変換して第２時系列電圧データまたは第２時系列電流データを取得し、当該第２時系列電圧データまたは第２時系列電流データの第１時間帯における第１最大電圧値または第１最大電流値と、インパルス電圧またはパルス電圧を印加したときから第１最大電圧値または第１最大電流値が観測されるまでの第１時間と、を求める。そして、インパルス電圧またはパルス電圧と放電発生時間との関係を予め定めた第１放電推定マップに、印加したインパルス電圧またはパルス電圧を適用して第１閾値範囲を設定して、第１時間が当該第１閾値範囲内であれば、巻線に放電が発生していると推定し、第１最大電圧値または第１最大電流値と第１閾値を比較する。そして、第１最大電圧値または第１最大電流値が第１閾値より大きければ巻線に放電が発生していると判定し、第１最大電圧値または第１最大電流値が第１閾値以下であれば巻線に放電は発生していないと判定する。なお、第１時間が当該第１閾値範囲外であれば、巻線に放電は発生していないと判定する。

【0008】

即ち、巻線に印加するインパルス電圧またはパルス電圧の大きさと、第２時系列電圧データまたは第２時系列電流データにおける第１最大電圧値または第１最大電流値と、インパルス電圧またはパルス電圧を印加したときから当該第１最大電圧値または第１最大電流値が観測されるまでの第１時間と、が分かれば、第１放電推定マップを用いて巻線に放電が発生しているか否かの推定と判定とを行うことができる。これにより、巻線に放電が発生しているか否かをより簡易に判定することができる。また、逆フーリエ変換する前に、周波数成分抽出部によって、周波数スペクトルから放電特有の周波数成分のみを抽出する、即ち、放電に関係ない周波数成分の周波数スペクトルを全てゼロにするため、特殊なフィルタの設計が不要となり、演算も極めて単純になる。これにより、演算時間の短縮を図ることができる。さらに、巻線に放電が発生している可能性がある場合にのみ、放電発生の有無判定を行う構成であるため、効率的に判定を行うことができる。

【0009】

本発明に係る放電判定装置の更なる形態によれば、第１時間と第１閾値との関係を予め定めた第１放電判定マップに、第１時間を適用して第１閾値を設定する閾値設定部をさらに備えている。

【0010】

本形態によれば、第１閾値が第１時間に応じて変化する場合にも良好に対応することができる。

【0011】

本発明に係る放電判定装置の更なる形態によれば、時間帯計測部は、検出器によって検出された第１時系列電圧データまたは第１時系列電流データに基づき、電圧または電流がゼロになったときから電圧または電流が増加または減少後に減少または増加して再びゼロとなるまでの第２時間帯を計測する。特徴量抽出部は、第２時系列電圧データまたは第２時系列電流データにおいて、前記第１時間帯経過後の前記第２時間帯における第２最大電圧値または最大電流値と、インパルス電圧またはパルス電圧を印加したときから当該第２最大電圧値または第２最大電流値が観測されるまでの第２時間を求める。また、推定部は、第１および／または第２時間が第１および／または第２閾値範囲内であれば巻線に放電が発生していると推定し、第１および／または第２時間が第１および／または第２閾値範囲外であれば巻線に放電が発生していないと判定する。そして、判定部は、第１最大電圧値または第１最大電流値、および／または、第２最大電圧値または第２最大電流値が、第１および／または第２閾値より大きいときに巻線に放電が発生していると判定し、第１最大電圧値または第１最大電流値、および／または、第２最大電圧値または第２最大電流値が第１および／または第２閾値以下のときに巻線に放電は発生していないと判定する。

【0012】

本発明者は、鋭意研究の結果、第１時系列電圧データまたは第１時系列電流データの第２時間帯においても放電が発生することを見出した。この研究結果を踏まえて、本形態では、第１最大電圧値または第１最大電流値と第１時間に加えて、第２最大電圧値または第２最大電流値と、インパルス電圧またはパルス電圧を印加したときから当該第２最大電圧値または第２最大電流値が観測されるまでの第２時間と、を求め、第１時間および／または第２時間が第１および／または第２閾値範囲内であれば巻線に放電が発生していると推定し、第１最大電圧値または第１最大電流値、および／または、第２最大電圧値または第２最大電流値と、第１および／または第２閾値と、を比較する。そして、第１最大電圧値または第１最大電流値、および／または、第２最大電圧値または第２最大電流値が第１および／または第２閾値より大きいときに巻線に放電が発生していると判定し、第１最大電圧値または第１最大電流値、および／または、第２最大電圧値または第２最大電流値が第１および／または第２閾値以下のときに巻線に放電は発生していないと判定する。なお、第１時間および／または第２時間が第１および／または第２閾値範囲外であれば、巻線に放電は発生していないと判定する。このように、本実施の形態によれば、第１時間帯に加えて第２時間帯においても、放電発生の有無を判定するため、巻線に放電が発生しているか否かをより確実に判定することができる。

【0013】

本発明に係る放電判定装置の更なる形態によれば、閾値設定部は、第２時間と第２閾値との関係を予め定めた第２放電判定マップに、第２時間を適用して第２閾値を設定する。

【0014】

本形態によれば、第２閾値が第２時間に応じて変化する場合にも良好に対応することができる。

【0015】

本発明に係る放電判定装置の更なる形態によれば、特徴量抽出部は、第２時間帯毎に第２最大電圧値または第２最大電流値と、第２時間と、を求める。

【0016】

本形態によれば、第１時間帯および当該第１時間帯直後の第２時間帯に加えて、その後の第２時間帯毎においても、第２最大電圧値または第２最大電流値と、第２時間と、を求めると共に、第１放電推定マップを用いて、巻線に放電が発生しているか否かの推定と判定とを行うため、巻線に放電が発生しているか否かをより一層確実に判定することができる。

【0017】

本発明に係る放電判定装置の更なる形態によれば、周波数成分抽出部は、放電特有の周波数成分として５ＭＨｚより大きく３０ＭＨｚ未満の周波数成分を周波数スペクトルから抽出する。

【0018】

本発明者は、鋭意研究の結果、周波数スペクトルにおいて、５ＭＨｚから３０ＭＨｚの周波数成分のみを抽出して逆フーリエ変換を行うと、放電信号を良好に検出できることを見出した。この研究結果を踏まえて、本形態では、放電特有の周波数成分を５ＭＨｚより大きく３０ＭＨｚ未満に設定する構成とした。これにより、放電信号を確実に抽出することができる。

【0019】

本発明に係る放電判定方法の好ましい形態によれば、電気機器の巻線に放電が発生しているか否かを判定する放電判定方法が構成される。当該放電判定方法は、（ａ）巻線の両端にインパルス電圧またはパルス電圧を印加し、（ｂ）巻線の両端で観測される第１時系列電圧データ、または、巻線を含む判定用回路に流れる第１時系列電流データを検出し、（ｃ）検出した第１時系列電圧データまたは第１時系列電流データに基づき、インパルス電圧またはパルス電圧を印加したときから電圧または電流が増加後に減少してゼロになるまでの第１時間帯を計測し、（ｄ）検出した第１時系列電圧データまたは第１時系列電流データをフーリエ変換することにより周波数スペクトルを求め、（ｅ）周波数スペクトルから放電特有の周波数成分のみを抽出し、（ｆ）抽出した放電特有の周波数成分における周波数スペクトルを逆フーリエ変換することにより第２時系列電圧データまたは第２時系列電流データを求め、（ｇ）第２時系列電圧データまたは第２時系列電流データの第１時間帯において観測される第１最大電圧値または第１最大電流値と、インパルス電圧を印加してから当該最大電圧値または第１最大電流値が観測されるまでの第１時間と、を求め、（ｈ）インパルス電圧またはパルス電圧と放電発生時間との関係を予め定めた第１放電推定マップに、印加したインパルス電圧またはパルス電圧を適用して第１閾値範囲を設定し、（ｉ）第１時間が第１閾値範囲内であれば巻線に放電が発生していると推定し、第１時間が第１閾値範囲外であれば巻線に放電が発生していないと判定し、（ｊ）ステップ（ｉ）によって、巻線に放電が発生していると推定されたときに、第１最大電圧値または第１最大電流値と第１閾値とを比較して、第１最大電圧値または第１最大電流値が第１閾値より大きいときに巻線に放電が発生していると判定し、第１最大電圧値または第１最大電流値が第１閾値以下のときに巻線に放電は発生していないと判定する。ここで、本発明における「放電特有の周波数成分」とは、巻線において放電が観測される特定の周波数成分として規定される。また、本発明における「第１時間帯を計測する」とは、電圧または電流が増加後に減少してゼロになった時間と、インパルス電圧またはパルス電圧を印加した時間と、の差を演算することにより求める態様の他、タイマなどを用いて測定する態様を好適に包含する。

【0020】

本発明者は、鋭意研究の結果、巻線の両端で観測される第１時系列電圧データ、または、判定用回路に流れる第１時系列電流データをフーリエ変換することにより得られる周波数スペクトルのうち特定の周波数成分において放電が観測されること、また、インパルス電圧またはパルス電圧と放電発生時間との間に所定の関係があることを見出した。この研究結果を踏まえて、本発明では、検出器によって検出された第１時系列電圧データまたは第１時系列電流データに基づき、インパルス電圧またはパルス電圧が印加されたときから電圧または電流が増加後に減少してゼロになるまでの第１時間帯を計測すると共に、当該第１時系列電圧データまたは第１時系列電流データの周波数スペクトルのうち放電特有の周波数成分における周波数スペクトルを逆フーリエ変換して第２時系列電圧データまたは第２時系列電流データを取得し、当該第２時系列電圧データまたは第２時系列電流データの第１時間帯における第１最大電圧値または第１最大電流値と、インパルス電圧またはパルス電圧を印加したときから第１最大電圧値または第１最大電流値が観測されるまでの第１時間と、を求める。そして、インパルス電圧またはパルス電圧と放電発生時間との関係を予め定めた第１放電推定マップに、印加したインパルス電圧またはパルス電圧を適用して第１閾値範囲を設定して、第１時間が当該第１閾値範囲内であれば、巻線に放電が発生していると推定し、第１最大電圧値または第１最大電流値と第１閾値を比較する。そして、第１最大電圧値または第１最大電流値が第１閾値より大きければ巻線に放電が発生していると判定し、第１最大電圧値または第１最大電流値が第１閾値以下であれば巻線に放電は発生していないと判定する。なお、第１時間が当該第１閾値範囲外であれば、巻線に放電は発生していないと判定する。

【0021】

即ち、巻線に印加するインパルス電圧またはパルス電圧の大きさと、第２時系列電圧データまたは第２時系列電流データにおける第１最大電圧値または第１最大電流値と、インパルス電圧またはパルス電圧を印加したときから当該第１最大電圧値または第１最大電流値が観測されるまでの第１時間と、が分かれば、第１放電推定マップを用いて巻線に放電が発生しているか否かの推定と判定とを行うことができる。これにより、巻線に放電が発生しているか否かをより簡易に判定することができる。また、逆フーリエ変換する前に、周波数成分抽出部によって、周波数スペクトルから放電特有の周波数成分のみを抽出する、即ち、放電に関係ない周波数成分の周波数スペクトルを全てゼロにするため、特殊なフィルタの設計が不要となり、演算も極めて単純になる。これにより、演算時間の短縮を図ることができる。さらに、巻線に放電が発生している可能性がある場合にのみ、放電発生の有無判定を行う構成であるため、効率的に判定を行うことができる。

【0022】

本発明に係る放電判定方法の更なる形態によれば、第１時間と第１閾値との関係を予め定めた第１放電判定マップに、第１時間を適用して第１閾値を設定するステップ（ｋ）をさらに備えている。

【0023】

本形態によれば、第１閾値が第１時間に応じて変化する場合にも良好に対応することができる。

【0024】

本発明に係る放電判定方法の更なる形態によれば、ステップ（ｃ）は、検出した第１時系列電圧データまたは第１時系列電流データに基づき、電圧または前記電流がゼロになったときから電圧または電流が増加または減少後に減少または増加して再びゼロとなるまでの第２時間帯を計測するステップをさらに含んでいる。また、ステップ（ｇ）は、第２時系列電圧データまたは第２時系列電流データにおいて、第１時間帯経過後の第２時間帯における第２最大電圧値または第２最大電流値と、インパルス電圧またはパルス電圧を印加したときから当該第２最大電圧値または第２最大電流値が観測されるまでの第２時間と、を求めるステップを含んでいる。さらに、ステップ（ｉ）は、第１および／または第２時間が第１および／または第２閾値範囲内であれば巻線に放電が発生していると推定し、第１および／または第２時間が第１および／または第２閾値範囲外であれば巻線に放電が発生していないと判定するステップである。そして、ステップ（ｊ）は、第１最大電圧値または第１最大電流値、および／または、第２最大電圧値または第２最大電流値が、第１および／または第２閾値より大きいときに巻線に放電が発生していると判定し、第１最大電圧値または第１最大電流値、および／または、第２最大電圧値または第２最大電流値が、第１および／または第２閾値以下のときに巻線に放電は発生していないと判定するステップである。

【0025】

本発明者は、鋭意研究の結果、第１時系列電圧データまたは第１時系列電流データの第２時間帯においても放電が発生することを見出した。この研究結果を踏まえて、本形態では、第１最大電圧値または第１最大電流値と第１時間に加えて、第２最大電圧値または第２最大電流値と、インパルス電圧またはパルス電圧を印加したときから当該第２最大電圧値または第２最大電流値が観測されるまでの第２時間と、を求め、第１時間および／または第２時間が第１および／または第２閾値範囲内であれば巻線に放電が発生していると推定し、第１最大電圧値または第１最大電流値、および／または、第２最大電圧値または第２最大電流値と、第１および／または第２閾値と、を比較する。そして、第１最大電圧値または第１最大電流値、および／または、第２最大電圧値または第２最大電流値が第１および／または第２閾値より大きいときに巻線に放電が発生していると判定し、第１最大電圧値または第１最大電流値、および／または、第２最大電圧値または第２最大電流値が第１および／または第２閾値以下のときに巻線に放電は発生していないと判定する。なお、第１時間および／または第２時間が第１および／または第２閾値範囲外であれば、巻線に放電は発生していないと判定する。このように、本実施の形態によれば、第１時間帯に加えて第２時間帯においても、放電発生の有無を判定するため、巻線に放電が発生しているか否かをより確実に判定することができる。

【0026】

本発明に係る放電判定装置の更なる形態によれば、ステップ（ｋ）は、第２時間と第２閾値との関係を予め定めた第２放電判定マップに、第２時間を適用して第２閾値を設定する。

【0027】

本形態によれば、第２閾値が第２時間に応じて変化する場合にも良好に対応することができる。

【0028】

本発明に係る放電判定方法の更なる形態によれば、ステップ（ｇ）は、第２時間帯毎に第２最大電圧値または第２最大電流値と、第２時間と、を求めるステップをさらに含んでいる。

【0029】

本形態によれば、第１時間帯および当該第１時間帯直後の第２時間帯に加えて、その後の第２時間帯毎においても、第２最大電圧値または第２最大電流値と、第２時間と、を求めると共に、第２放電推定マップを用いて、巻線に放電が発生しているか否かの推定と判定とを行うため、巻線に放電が発生しているか否かをより一層確実に判定することができる。

【0030】

本発明に係る放電判定方法の更なる形態によれば、ステップ（ｅ）は、放電特有の周波数成分として５ＭＨｚより大きく３０ＭＨｚ未満の周波数成分を周波数スペクトルから抽出するステップである。

【0031】

本発明者は、鋭意研究の結果、周波数スペクトルにおいて、５ＭＨｚから３０ＭＨｚの周波数成分のみを抽出して逆フーリエ変換を行うと、放電信号を良好に検出できることを見出した。この研究結果を踏まえて、本形態では、放電特有の周波数成分を５ＭＨｚより大きく３０ＭＨｚ未満に設定する構成とした。これにより、放電信号を確実に抽出することができる。

【0032】

本発明に係るプログラムの好ましい形態によれば、電気機器の巻線に放電が発生しているか否かを判定するためのプログラムが構成される。当該プログラムは、上述したいずれかの態様の本発明に係る放電判定方法の各ステップを１又は複数のコンピュータに実行させるためものである。当該プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体、例えば、ハードディスクやＲＯＭ、ＳＳＤ、フラッシュメモリ（ＵＳＢメモリ、ＳＤカードなど）、フロッピーディスク、ＣＤ、ＤＶＤなどに記録されていても良いし、伝送媒体、例えば、インターネットやＬＡＮなどの通信網を介してあるコンピュータから別のコンピュータへ配信されても良いし、あるいは、その他如何なる態様で授受されても良い。

【0033】

本発明によれば、プログラムを一つのコンピュータに実行させるか又は複数のコンピュータに各ステップを分担して実行させることによって、上述したいずれかの態様の本発明に係る放電判定方法の各ステップが実行されるため、上述した本発明に係る放電判定方法と同様の作用効果、例えば、巻線に放電が発生しているか否かをより簡易に判定することができるといった効果や、演算時間の短縮を図ることができるといった効果、効率的に判定を行うことができるといった効果などを得ることができる。

【発明の効果】

【0034】

本発明によれば、放電が発生しているか否かをより簡易に判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本発明の実施の形態に係る放電判定装置１の構成の概略を示す構成図である。

【図2】放電判定装置１によって実行される放電発生判定処理の一例を示すフローチャートである。

【図3】第１時系列電圧データをフーリエ変換することによって周波数スペクトルに変換した後、放電特有の周波数成分のみを抽出して逆フーリエ変換することによって第２時系列電圧データを取得した結果を示す説明図である。

【図4】放電特有の周波数成分を決定するために周波数帯域を振って第２時系列電圧データを取得した実験結果である。

【図5】第２時系列電圧データから最大電圧値Ｖｍａｘ１および第１時間Ｔ１を計測する様子を示す説明図である。

【図6】第１放電推定マップの一例を示す説明図である。

【図7】第１時系列電圧データをフーリエ変換することによって周波数スペクトルに変換した後、放電特有の周波数成分のみを抽出して逆フーリエ変換することによって第２時系列電圧データを取得した結果を示す説明図である。

【図8】放電判定装置１によって実行される放電発生判定処理の別例を示すフローチャートである。

【図9】第２時系列電圧データから最大電圧値Ｖｍａｘ１，Ｖｍａｘ２、第１および第２時間Ｔ１，Ｔ２を計測する様子を示す説明図である。

【図10】第２放電推定マップの一例を示す説明図である。

【図11】第１閾値Ｖｔｈ１を設定するための閾値設定マップの一例を示す説明図である。

【図12】第２閾値Ｖｔｈ２を設定するための閾値設定マップの一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

【実施例】

【0037】

本発明の実施の形態に係る放電判定装置１は、電動機や発電機等の回転機や変圧器等の電気機器が有する巻線２０に放電が発生しているか否かを診断する装置として構成されている。放電判定装置１は、図１に示すように、巻線２０が接続される端子Ｔｅ１，Ｔｅ２と、当該端子Ｔｅ１，Ｔｅ２に電力ラインＬ１，Ｌ２を介して電気的に接続されたインパルス電圧発生回路２と、電力ラインＬ１，Ｌ２に電気的に接続された電圧測定部４および電流測定部５と、当該電圧測定部４および電流測定部５に電気的に接続されたＡ／Ｄ変換回路６と、診断結果を表示する表示部８と、装置全体を制御する電子制御部１０と、を備えている。

【0038】

インパルス電圧発生回路２は、巻線２０に所定特性のインパルス電圧Ｖｉを印加可能な回路である。電圧測定部４は、端子Ｔｅ１，Ｔｅ２に接続された巻線２０にインパルス電圧Ｖｉが印加された際に、当該巻線２０の両端で観測される電圧Ｖを計測する。また、電流測定部５は、端子Ｔｅ１，Ｔｅ２に接続された巻線２０にインパルス電圧Ｖｉが印加された際に、測定回路３０に流れる電流Ｉを計測する。Ａ／Ｄ変換回路６は、電圧測定部４によって計測される電圧Ｖや電流測定部５によって計測される電流Ｉのアナログ信号をデジタル信号に変換して、電子制御部１０に出力する。電圧測定部４は、本発明における「検出器」に対応し、測定回路３０は、本発明における「判定用回路」に対応する実施構成の一例である。

【0039】

電子制御部１０は、図１に示すように、ＣＰＵ１２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ１２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ１４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ１６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートと、を備えている。電子制御部１０には、Ａ／Ｄ変換回路６からの電圧Ｖや電流Ｉなどが図示しない入力ポートを介して入力される。また、電子制御部１０からは、インパルス電圧発生回路２へのインパルス電圧印加信号や、表示部８への診断結果表示信号などが図示しない出力ポートを介して出力されている。

【0040】

次に、こうして構成された本発明の実施の形態に係る放電判定装置１の動作、特に、巻線２０に放電が発生しているか否かを診断する際の動作について説明する。図２は、放電判定装置１によって実行される放電発生判定処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、端子Ｔｅ１，Ｔｅ２に診断対象の巻線２０が接続されて、判定開始が指示されたとき（例えば、判定スタートボタンが押下されたとき）に実行される。放電発生判定処理は、本発明における「プログラム」に対応する実施構成の一例である。

【0041】

放電発生判定処理が実行されると、放電判定装置１のＣＰＵ１２は、まず、巻線２０にインパルス電圧Ｖｉａを印加するように、インパルス電圧発生回路２にインパルス電圧印加信号を出力する（ステップＳ１００）。続いて、印加したインパルス電圧Ｖｉａ、および、電圧測定部４によって計測される巻線２０の両端の電圧Ｖに関する第１時系列電圧データ（図３（ａ））を読み込む処理を実行すると共に（ステップＳ１０２）、読み込んだ第１時系列電圧データに基づき、第１放電発生推定時間帯Ｒｔ１を計測する処理を実行する（ステップＳ１０４）。ここで、本発明者の鋭意研究の結果、巻線２０にインパルス電圧Ｖｉａを印加したときから、電圧測定部４によって計測される巻線２０の両端の電圧Ｖが増加後に減少して値がゼロになるまでの時間帯である第1放電発生推定時間帯Ｒｔ１内に放電が発生することを見出した。本研究結果を踏まえ、本実施の形態では、第１放電発生推定時間帯Ｒｔ１は、巻線２０の両端の電圧Ｖが増加後に減少して値がゼロになったときの時間とインパルス電圧Ｖｉａを印加したときの時間と、の差により求める構成とした。第１放電発生推定時間帯Ｒｔ１は、本発明における「第１時間帯」に対応し、ステップＳ１０４において、放電発生推定時間Ｒｔ１を計測する処理を実行する電子制御部１０は、本発明における「時間帯計測部」に対応する実施構成の一例である。

【0042】

続いて、第１時系列電圧データをフーリエ変換によって、時系列信号である第１時系列電圧データを周波数スペクトル（図３（ｂ））に変換する処理を実行する（ステップＳ１０６）。なお、図３（ａ）は、電圧測定部４によって計測された第１時系列電圧データを示す図であり、図３（ｂ）は、当該第１時系列電圧データをフーリエ変換することによって得られた周波数スペクトルを示す図である。ここで、ステップＳ１０６において、第１時系列電圧データをフーリエ変換によって、時系列信号である第１時系列電圧データを周波数スペクトルに変換する処理を実行する電子制御部１０は、本発明における「フーリエ変換部」に対応する実施構成の一例である。

【0043】

そして、変換した周波数スペクトルから放電特有の周波数成分のみを抽出し（ステップＳ１０８）、抽出した周波数成分（図３（ｃ））の周波数スペクトルを逆フーリエ変換によって、時系列信号である第２時系列電圧データ（図３（ｄ））に変換する処理を実行する（ステップＳ１１０）。ここで、放電特有の周波数としては、本実施の形態では、５～３０ＭＨｚの周波数とした。これは、本発明者の鋭意研究の結果、５～３０ＭＨｚの帯域の周波数成分が放電信号を良好に検出することを見出したことに起因する。５～３０ＭＨｚの帯域の周波数成分を抽出して逆フーリエ変換を行った第２時系列電圧データにおいては、図４（ｃ）から（ｇ）に示すように、放電信号を含む波形が観測されたのに対して、５～３０ＭＨｚ以外の帯域の周波数成分を抽出して逆フーリエ変換を行った第２時系列電圧データにおいては、図４（ａ）、（ｂ）、（ｈ）に示すように、放電信号を含む波形が明確に観測されなかった。当該結果を踏まえて、放電に関係ない周波数成分の周波数スペクトルを全てゼロにするのである。なお、図３（ｃ）は、第１時系列電圧データの周波数スペクトルから放電特有の周波数成分のみを抽出した図であり、図３（ｄ）は、図３（ｃ）のデータを逆フーリエ変換することによって得られた第２時系列電圧データを示す図である。ここで、ステップＳ１０８において、周波数スペクトルから放電特有の周波数成分のみを抽出する処理を実行する電子制御部１０は、本発明における「周波数抽出部」に対応し、ステップＳ１１０において、抽出した周波数成分の周波数スペクトルを逆フーリエ変換によって、第２時系列電圧データに変換する処理を実行する電子制御部１０は、本発明における「逆フーリエ変換部」に対応する実施構成の一例である。

【0044】

こうして第２時系列電圧データが得られると、放電判定装置１のＣＰＵ１２は、図５に示すように、当該第２時系列電圧データの第１放電発生推定時間帯Ｒｔ１で観測される最大電圧値Ｖｍａｘ１、および、インパルス電圧Ｖｉａを印加したときから当該最大電圧値Ｖｍａｘ１が観測されるまでの第１時間Ｔ１と、を計測する処理を実行し（ステップＳ１１２）、第１時間Ｔ１が第１閾値範囲（Ｔｔｈ１≦Ｔ１≦Ｔｔｈ２）内であるか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ１１４）。ステップＳ１１２において、第２時系列電圧データから最大電圧値Ｖｍａｘ１、および、第１時間Ｔ１を計測する処理を実行する電子制御部１０は、本発明における「特徴量抽出部」に対応する実施構成の一例である。

【0045】

ここで、第１閾値範囲は、本実施の形態では、図６に示すように、インパルス電圧Ｖｉと、放電発生時間Ｔ＊と、の関係を予め実験により求めて第１放電推定マップとしてＲＯＭ１４に記憶しておき、印加されたインパルス電圧Ｖｉａおよび第１時間Ｔ１が与えられると、インパルス電圧Ｖｉａに対応する第１閾値範囲（Ｔｔｈ１≦Ｔ１≦Ｔｔｈ２）が設定される構成とした。第１放電推定マップは、インパルス電圧Ｖｉが増加するに伴って、放電発生時間Ｔ＊が減少する傾向を有している。ステップＳ１１４において、印加されたインパルス電圧Ｖｉａおよび第１時間Ｔ１が与えられたときに、インパルス電圧Ｖｉａに対応する第１閾値範囲（Ｔｔｈ１≦Ｔ１≦Ｔｔｈ２）を設定する処理を実行する電子制御部１０は、本発明における「閾値範囲設定部」に対応する実施構成の一例である。

【0046】

なお、本実施の形態では、第１時間Ｔ１が第１閾値範囲（Ｔｔｈ１≦Ｔ１≦Ｔｔｈ２）内であれば、巻線２０に放電が発生していると推定する一方、第１時間Ｔ１が第１閾値範囲外（Ｔｔｈ１≧Ｔ１、Ｔ１≧Ｔｔｈ２）のときに、巻線２０に放電は発生していないと判定する。第１時間Ｔ１が第１閾値範囲（Ｔｔｈ１≦Ｔ１≦Ｔｔｈ２）内であるか否か、即ち、巻線２０に放電が発生しているか否かの推定を行う処理を実行する電子制御部１０は、本発明における「推定部」に対応する実施構成の一例である。

【0047】

ステップＳ１１４において、第１時間Ｔ１が第１閾値範囲（Ｔｔｈ１≦Ｔ１≦Ｔｔｈ２）内である、即ち、巻線２０に放電が発生していると推定されたときは、続いて、最大電圧値Ｖｍａｘ１が第１閾値Ｖｔｈ１より大きいか否かを判定する（ステップＳ１１６）。当該判定において、最大電圧値Ｖｍａｘ１が第１閾値Ｖｔｈ１より大きいと判定されたときには、巻線２０に放電が発生していると判定して、放電が発生している旨を示す「放電発生」を出力して（ステップＳ１１８）、本ルーチンを終了する。なお、本実施の形態では、第１閾値Ｖｔｈ１は、最大電圧値Ｖｍａｘ１と放電の発生との関係を予め実験により求めてＲＯＭ１４に記憶しておく構成とした。

【0048】

一方、ステップＳ１１４において、第１時間Ｔ１が第１閾値範囲外（Ｔｔｈ１≧Ｔ１、Ｔ１≧Ｔｔｈ２）であると判定されたとき、または、ステップＳ１１６において、最大電圧値Ｖｍａｘ１が第１閾値Ｖｔｈ１以下であると判定されたとき、には、巻線２０に放電は発生していないと判定して、「放電なし」を出力して（ステップＳ１２０）、本ルーチンを終了する。即ち、本実施の形態では、まず、巻線２０に放電が発生しているか否かの推定を行い（ステップＳ１１４）、巻線２０に放電が発生していると推定した場合にのみ（巻線２０に放電が発生している可能性がある場合にのみ）、当該推定が正しいか否かを判定するのである。これにより、巻線２０に放電が発生しているか否かの判定を効率的に行うことができる。巻線２０に放電が発生しているか否かの判定を行う処理を実行する電子制御部１０は、本発明における「判定部」に対応する実施構成の一例である。

【0049】

以上説明した本実施の形態に係る本発明の放電判定装置１によれば、巻線２０の両端にインパルス電圧Ｖｉａを印加し（ステップＳ１００）、巻線２０の両端で観測される第１時系列電圧データに基づき第１放電発生推定時間帯Ｒｔ１を計測すると共に（ステップＳ１０４）、当該第１時系列電圧データをフーリエ変換することにより周波数スペクトルを求め（ステップＳ１０４～Ｓ１０６）、当該周波数スペクトルから放電特有の周波数成分のみを抽出して（ステップＳ１０８）、抽出した放電特有の周波数成分における周波数スペクトルを逆フーリエ変換することにより第２時系列電圧データを求める（ステップＳ１１０）。続いて、当該第２時系列電圧データの第１放電発生推定時間帯Ｒｔ１から、最大電圧値Ｖｍａｘ１と、インパルス電圧Ｖｉａを印加したときから当該最大電圧値Ｖｍａｘ１を示すまでの第１時間Ｔ１を求める（ステップＳ１１２）。そして、当該第１時間Ｔ１が、第１放電推定マップを用いて設定した第１閾値範囲（Ｔｔｈ１≦Ｔ１≦Ｔｔｈ２）内であれば巻線２０に放電が発生していると推定し（ステップＳ１１４）、最大電圧値Ｖｍａｘ１が第１閾値Ｖｔｈ１より大きいときに、巻線２０に放電が発生していると判定する（ステップＳ１１６～Ｓ１１８）。一方、第１時間Ｔ１が、第１閾値範囲外（Ｔｔｈ１≧Ｔ１、Ｔ１≧Ｔｔｈ２）であるとき、または、最大電圧値Ｖｍａｘ１が第１閾値Ｖｔｈ１以下であるときに、巻線２０に放電は発生していないと判定する（ステップＳ１２０）。

【0050】

即ち、本実施の形態に係る本発明の放電判定装置１によれば、巻線２０に印加するインパルス電圧Ｖｉａの大きさと、第２時系列電圧データにおける最大電圧値Ｖｍａｘ１と、インパルス電圧Ｖｉａを印加したときから当該最大電圧値Ｖｍａｘ１を示すまでの第１時間Ｔ１と、が分かれば、巻線２０に放電が発生しているか否かの推定および判定を行うことができる。これにより、巻線２０に放電が発生しているか否かをより簡易に判定することができる。

【0051】

また、逆フーリエ変換する前に、放電に関係ない周波数成分の周波数スペクトルを全てゼロにするため、特殊なフィルタの設計が不要となり、演算も極めて単純になる。これにより、演算時間の短縮を図ることができる。さらに、まず、巻線２０に放電が発生している可能性があるか否かを推測し、巻線２０に放電が発生している可能性があると推定した場合にのみ、放電発生の有無判定を行うため、効率的に判定を行うことができる。

【0052】

本実施の形態では、最大電圧値Ｖｍａｘ１および第１時間Ｔ１を用いて、放電発生の有無の推定および判定を行ったが、これに限らない。例えば、最大電圧値Ｖｍａｘ１および第１時間Ｔ１に加えて、第２放電発生推定時間帯Ｒｔ２において観測される第２最大電圧値Ｖｍａｘ２と、当該第２最大電圧値Ｖｍａｘ２を示すまでの時間である第２時間Ｔ２と、を用いて、放電発生の有無の推定および判定を行っても良い。

【0053】

ここで、第２放電発生推定時間帯Ｒｔ２は、図７（ａ）に示すように、第１放電発生推定時間帯Ｒｔ１の直後に発生する時間帯であって、電圧測定部４によって計測される巻線２０の両端の電圧Ｖが値ゼロになってから、減少した後に増加して再び値ゼロになるまでの時間帯として規定される。本発明者は、鋭意研究の結果、当該第２放電発生推定時間帯Ｒｔ２内においても、放電が発生することを見出した。第２放電発生推定時間帯Ｒｔ２は、本発明における「第２時間帯」に対応する実施構成の一例である。

【0054】

この場合、図２に示す放電発生判定処理の一例を示すフローチャートに替えて図８に示す放電発生判定処理を実行することができる。図８に示す放電発生判定処理は、図２に示す放電発生判定処理のステップＳ１０４、Ｓ１１２、Ｓ１１４、Ｓ１１６をそれぞれステップＳ２０４、Ｓ２１２、Ｓ２１４、Ｓ２１６に替えただけである。

【0055】

即ち、図８に示す放電発生判定処理では、放電判定装置１のＣＰＵ１２は、まず、巻線２０にインパルス電圧Ｖｉａを印加するように、インパルス電圧発生回路２にインパルス電圧印加信号を出力し（ステップＳ１００）、印加したインパルス電圧Ｖｉａおよび電圧測定部４によって計測される巻線２０の両端の電圧Ｖに関する第１時系列電圧データ（図７（ａ））を読み込み（ステップＳ１０２）、読み込んだ第１時系列電圧データに基づき、第１および第２放電発生推定時間帯Ｒｔ１，Ｒｔ２を計測する処理を実行する（ステップＳ２０４）。

【0056】

続いて、第１時系列電圧データをフーリエ変換によって、時系列信号である第１時系列電圧データを周波数スペクトル（図７（ｂ））に変換し（ステップＳ１０６）、変換した周波数スペクトルから放電特有の周波数成分のみを抽出し（ステップＳ１０８）、抽出した周波数成分（図７（ｃ））の周波数スペクトルを逆フーリエ変換によって当該周波数スペクトルを時系列信号である第２時系列電圧データ（図７（ｄ））に変換する処理を実行する（ステップＳ１１０）。

【0057】

そして、図９に示すように、当該第２時系列電圧データの第１，２放電発生推定時間帯Ｒｔ１，Ｒｔ２内それぞれにおける最大電圧値Ｖｍａｘ１，Ｖｍａｘ２、および、インパルス電圧Ｖｉａを印加したときから最大電圧値Ｖｍａｘ１，Ｖｍａｘ２が観測されるまでの第１および第２時間Ｔ１，Ｔ２と、を計測する処理を実行し（ステップＳ２１２）、第１時間Ｔ１が第１閾値範囲内（Ｔｔｈ１≦Ｔ１≦Ｔｔｈ２）であるか否か、および、第２時間Ｔ２が第２閾値範囲内（Ｔｔｈ３≦Ｔ２≦Ｔｔｈ４）であるか否か、を判定する処理を実行する（ステップＳ２１４）。

【0058】

ここで、第２閾値範囲は、当該変形例では、図１０に示すように、第１放電推定マップの設定と同様、インパルス電圧Ｖｉと、放電発生時間Ｔ＊と、の関係を予め実験により求めて第２放電推定マップとしてＲＯＭ１４に記憶しておき、印加されたインパルス電圧Ｖｉａおよび第２時間Ｔ２が与えられると、インパルス電圧Ｖｉａに対応する第２閾値範囲（Ｔｔｈ３≦Ｔ２≦Ｔｔｈ４）が設定される構成とした。第２放電推定マップは、第１放電推定マップと同様、インパルス電圧Ｖｉが増加するに伴って、放電発生時間Ｔ＊が減少する傾向を有している。ステップＳ２１２において、第２時系列電圧データの第１，２放電発生推定時間帯Ｒｔ１，Ｒｔ２内それぞれにおける最大電圧値Ｖｍａｘ１，Ｖｍａｘ２と、第１および第２時間Ｔ１，Ｔ２と、を計測する処理を実行する電子制御部１０は、本発明における「特徴量抽出部」に対応する実施構成の一例である。また、ステップＳ２１４において、印加されたインパルス電圧Ｖｉａと、第１および第２時間Ｔ１，Ｔ２が与えられたときに、インパルス電圧Ｖｉａに対応する第１および第２閾値範囲（Ｔｔｈ１≦Ｔ１≦Ｔｔｈ２、Ｔｔｈ３≦Ｔ２≦Ｔｔｈ４）を設定する処理を実行する電子制御部１０は、本発明における「閾値範囲設定部」に対応する実施構成の一例である。

【0059】

当該判定において、第１時間Ｔ１が第１閾値範囲（Ｔｔｈ１≦Ｔ１≦Ｔｔｈ２）内、または、第２時間Ｔ２が第２閾値範囲（Ｔｔｈ３≦Ｔ２≦Ｔｔｈ４）内であれば、巻線２０に放電が発生していると推定する一方、第１時間Ｔ１が閾値範囲外（Ｔｔｈ１≧Ｔ１、Ｔ１≧Ｔｔｈ２）、かつ、第２時間Ｔ２が閾値範囲外（Ｔｔｈ３≧Ｔ２，Ｔ２≧Ｔｔｈ４）であれば、巻線２０に放電は発生していないと判定する。

【0060】

そして、ステップＳ２１４において、第１時間Ｔ１が第１閾値範囲（Ｔｔｈ１≦Ｔ１≦Ｔｔｈ２）内、または、第２時間Ｔ２が第２閾値範囲（Ｔｔｈ３≦Ｔ２≦Ｔｔｈ４）内である、即ち、巻線２０に放電が発生していると推定されたときは、最大電圧値Ｖｍａｘ１が第１閾値Ｖｔｈ１より大きいか否か、および、最大電圧値Ｖｍａｘ２が第２閾値Ｖｔｈ２より大きいか否かを判定し（ステップＳ２１６）、最大電圧値Ｖｍａｘ１が第１閾値Ｖｔｈ１より大きい、または、最大電圧値Ｖｍａｘ２が第２閾値Ｖｔｈ２より大きいと判定されたときには、巻線２０に放電が発生していると判定して、放電が発生している旨を示す「放電発生」を出力して（ステップＳ１１８）、本ルーチンを終了する。なお、当該変形例では、第２閾値Ｖｔｈ２は、最大電圧値Ｖｍａｘ２と放電の発生との関係を予め実験により求めてＲＯＭ１４に記憶しておく構成とした。

【0061】

一方、ステップＳ２１４において、第１時間Ｔ１が第１閾値範囲外（Ｔｔｈ１≧Ｔ１，Ｔ２、Ｔ１，Ｔ２≧Ｔｔｈ２）、かつ、第２時間Ｔ２が第２閾値範囲外（Ｔｔｈ３≧Ｔ２、Ｔ２≧Ｔｔｈ４）である、または、ステップＳ２１６において、最大電圧値Ｖｍａｘ１が第１閾値Ｖｔｈ１以下、かつ、最大電圧値Ｖｍａｘ２が第２閾値Ｖｔｈ２以下である、と判定されたときには、巻線２０に放電は発生していないと判定して、「放電なし」を出力して（ステップＳ１２０）、本ルーチンを終了する。

【0062】

以上説明した当該変形例によれば、上述した本実施の形態に係る放電判定装置１の作用効果と同様の作用効果を奏すると共に、第１放電発生推定時間帯Ｒｔ１に加えて第２放電発生推定時間帯Ｒｔ２においても、放電発生の有無を判定するため、巻線２０に放電が発生しているか否かをより確実に判定することができる。

【0063】

上述した変形例では、第１放電発生推定時間帯Ｒｔ１と、当該、第１放電発生推定時間帯Ｒｔ１の直後に発生する第２放電発生推定時間帯Ｒｔ２のみにおいて、放電発生の有無を判定したが、これに限らない。例えば、以降の第２放電発生推定時間帯Ｒｔ２毎、即ち、第１時系列電圧データの波形において、山および谷が発生する時間帯毎に放電発生の有無を判定する構成としても良い。この場合、第２放電発生推定時間帯Ｒｔ２毎に、放電推定マップを準備することが望ましい。

【0064】

本実施の形態および上述した変形例では、電圧Ｖに関する第１時系列電圧データおよび第２時系列電圧データを用いたが、電流Ｉに関する第１時系列電流データおよび第２時系列電流データを用いても良い。この場合、放電発生有無の判定には、最大電圧値Ｖｍａｘ１，Ｖｍａｘ２に替えて最大電流値Ｉｍａｘ１，Ｉｍａｘ２を用いればよい。

【0065】

本実施の形態および上述した変形例では、第１時間Ｔ１が第１閾値範囲（Ｔｔｈ１≦Ｔ１≦Ｔｔｈ２）内、または、第２時間Ｔ２が第２閾値範囲（Ｔｔｈ３≦Ｔ２≦Ｔｔｈ４）内であれば巻線２０に放電が発生していると推定したが、これに限らない。例えば、第１時間Ｔ１が第１閾値範囲内（Ｔｔｈ１≦Ｔ１≦Ｔｔｈ２）、かつ、第２時間Ｔ２が第２閾値範囲内（Ｔｔｈ３≦Ｔ２≦Ｔｔｈ４）のときに、巻線２０に放電が発生していると推定しても良い。

【0066】

本実施の形態および上述した変形例では、最大電圧値Ｖｍａｘ１が第１閾値Ｖｔｈ１より大きいとき、または、最大電圧値Ｖｍａｘ２が第２閾値Ｖｔｈ２より大きいときに、巻線２０に放電が発生していると判定したが、これに限らない。例えば、最大電圧値Ｖｍａｘ１が第１閾値Ｖｔｈ１より大きいとき、かつ、最大電圧値Ｖｍａｘ２が第２閾値Ｖｔｈ２より大きいときに、巻線２０に放電が発生していると判定しても良い。

【0067】

本実施の形態および上述した変形例では、第１および第２閾値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２は一定値としたが、これに限らない。例えば、図１１おおび図１２に示すように、第１および第２閾値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２は、放電発生時間Ｔ＊に応じて変化する構成としても良い。この場合、図１１および図１２に示すマップを用いて、放電発生時間Ｔ＊に応じた第１および第２閾値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２を設定することができる。ここで、第１および第２閾値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２を設定する処理を実行する電子制御部１０は、本発明における「閾値設定部」に対応する実施構成の一例である。

【0068】

本実施の形態および上述した変形例では、巻線２０にインパルス電圧Ｖｉａを印加する構成としたが、これに限らない。例えば、巻線２０にパルス電圧や交流電圧を印加する構成としても良い。

【0069】

本実施の形態は、本発明を実施するための形態の一例を示すものである。したがって、本発明は、本実施形態の構成に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0070】

１ 放電判定装置（放電判定装置）
２ 印加電圧発生回路（印加電圧発生回路）
４ 電圧測定部（検出器）
５ 電流測定部（検出器）
６ Ａ／Ｄ変換回路
８ 表示部
１０ 電子制御部
１２ ＣＰＵ
１４ ＲＯＭ
１６ ＲＡＭ
２０ 巻線（巻線）
３０ 測定回路（判定用回路）
Ｖ 電圧（巻線の両端で観測される電圧）
Ｖｉ インパルス電圧（インパルス電圧）
Ｖｉａ 印加したインパルス電圧（インパルス電圧）
Ｖｍａｘ１ 最大電圧値（第１最大電圧値）
Ｖｍａｘ２ 最大電圧値（第２最大電圧値）
Ｉｍａｘ１ 最大電流値（第１最大電流値）
Ｉｍａｘ 最大電流値（第２最大電流値）
Ｒｔ１ 第１放電発生推定時間帯（第１時間帯）
Ｒｔ２ 第２放電発生推定時間帯（第２時間帯）
Ｔｅ１ 端子
Ｔｅ２ 端子
Ｌ１ 電力ライン
Ｌ２ 電力ライン
Ｔ１ 第１時間（第１時間）
Ｔ２ 第２時間（第２時間）
Ｔｔｈ１ 第１閾値範囲の下限（第１閾値範囲）
Ｔｔｈ２ 第１閾値範囲の上限（第１閾値範囲）
Ｖｔｈ１ 第１閾値（第１閾値）
Ｔｔｈ３ 第２閾値範囲の下限（第２閾値範囲）
Ｔｔｈ４ 第２閾値範囲の上限（第２閾値範囲）
Ｖｔｈ２ 第２閾値（第２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】