JP2022023274A - Electric discharge assessment device and method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a discharge determination device for determining whether or not a discharge is generated in a winding of an electric device, a discharge determination method, and a program.
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。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-260868 (Patent Document 1) describes a discharge determination device for determining whether or not a partial discharge has occurred in an electric device. The discharge determination device first divides waveforms such as currents and electromagnetic waves generated from electrical equipment into each cycle and creates a plurality of sampling data. Next, the averaged data is created by synchronizing the waveforms of these plurality of sampling data and then averaging them. Subsequently, the noise signal is removed by taking the difference between the averaged data and any one sampling data among the plurality of sampling data. Only the partial discharge signal is taken out in the final data from which the noise signal is removed in this way. In this way, the presence or absence of the occurrence of partial discharge is determined.
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。 However, the discharge determination device described in the above-mentioned publication requires a large number of data for determining the presence or absence of discharge, and the calculation is complicated, so that there is still room for improvement.
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。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a technique capable of more easily determining whether or not a discharge has occurred.
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。 According to a preferred embodiment of the discharge determination device according to the present invention, a discharge determination device for determining whether or not a discharge is generated in the winding of an electric device is configured. The discharge determination device includes an applied voltage generation circuit, a detector, a time zone measurement unit, a Fourier transform unit, a frequency component extraction unit, an inverse Fourier transform unit, a feature quantity extraction unit, and a threshold range setting unit. , An estimation unit and a determination unit. The applied voltage generation circuit is connected to both ends of the winding so that an impulse voltage or a pulse voltage can be applied to both ends of the winding. Based on the first time-series voltage data or the first time-series current data detected by the detector, the time zone measuring unit reduces the voltage or current from the time when the impulse voltage or pulse voltage is applied to zero after the voltage or current increases. Measure the first time zone until it becomes. The detector is a determination circuit for detecting the first time-series voltage data observed at both ends of the winding or the first time-series current data flowing in the determination circuit including the winding and the applied voltage generation circuit. Connected to. The Fourier transform unit obtains a frequency spectrum by Fourier transforming the first time-series voltage data or the first time-series current data detected by the detector. The frequency component extraction unit extracts only the frequency component peculiar to the discharge from the frequency spectrum. The inverse Fourier transform unit obtains the second time-series voltage data or the second time-series current data by inverse-Fourier transforming the frequency spectrum in the extracted frequency component peculiar to the discharge. The feature amount extraction unit obtains the first maximum voltage value or the first maximum current value, and the first time. The first maximum voltage value or the first maximum current value is the maximum value of the voltage or current observed in the first time zone of the second time series voltage data or the second time series current data. The first time is the time from when the impulse voltage or the pulse voltage is applied until the first maximum voltage value or the first maximum current value is observed. The threshold range setting unit sets the first threshold range by applying the applied impulse voltage or pulse voltage to the first discharge estimation map in which the relationship between the impulse voltage or the pulse voltage and the discharge generation time is predetermined. The estimation unit estimates that a discharge has occurred in the winding if the first time is within the first threshold range, and if the first time is outside the first threshold range, no discharge has occurred in the winding. Is determined. Then, when it is estimated by the estimation unit that a discharge is generated in the winding, the determination unit compares the first maximum voltage value or the first maximum current value with the first threshold value, and the first maximum voltage. When the value or the first maximum current value is larger than the first threshold value, it is determined that the winding is discharged, and when the first maximum voltage value or the first maximum current value is equal to or less than the first threshold value, the winding is connected. It is determined that no discharge has occurred. Here, the "discharge-specific frequency component" in the present invention is defined as a specific frequency component in which a discharge is observed in the winding. Further, "measuring the first time zone" in the present invention is to calculate the difference between the time when the voltage or the current decreases after the increase and becomes zero and the time when the impulse voltage or the pulse voltage is applied. In addition to the mode obtained by the above, a mode of measuring using a timer or the like is preferably included.
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。 As a result of diligent research, the present inventor has obtained a frequency spectrum obtained by Fourier transforming the first time-series voltage data observed at both ends of the winding or the first time-series current data flowing through the determination circuit. It has been found that a discharge is observed at a specific frequency component, and that there is a predetermined relationship between the impulse voltage or the pulse voltage and the discharge generation time. Based on the results of this study, the present invention is based on the first time-series voltage data or the first time-series current data detected by the detector, after the voltage or current has increased since the impulse voltage or pulse voltage was applied. The first time zone from the decrease to zero is measured, and the frequency spectrum of the frequency component peculiar to discharge in the frequency spectrum of the first time-series voltage data or the first time-series current data is inverse-Fourier-converted. The second time-series voltage data or the second time-series current data is acquired, and the first maximum voltage value or the first maximum current value in the first time zone of the second time-series voltage data or the second time-series current data is used. The first time from when the impulse voltage or the pulse voltage is applied until the first maximum voltage value or the first maximum current value is observed is obtained. Then, the applied impulse voltage or pulse voltage is applied to the first discharge estimation map in which the relationship between the impulse voltage or the pulse voltage and the discharge generation time is predetermined to set the first threshold range, and the first time corresponds to the first time. If it is within the first threshold range, it is estimated that a discharge is generated in the winding, and the first maximum voltage value or the first maximum current value is compared with the first threshold value. Then, if the first maximum voltage value or the first maximum current value is larger than the first threshold value, it is determined that the winding is discharged, and the first maximum voltage value or the first maximum current value is equal to or less than the first threshold value. If so, it is determined that no discharge has occurred in the winding. If the first time is outside the first threshold range, it is determined that no discharge has occurred in the winding.
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。 That is, the magnitude of the impulse voltage or pulse voltage applied to the winding, the first maximum voltage value or the first maximum current value in the second time-series voltage data or the second time-series current data, and the impulse voltage or pulse voltage are applied. If the first time from the time when the first maximum voltage value or the first maximum current value is observed is known, whether or not a discharge has occurred in the winding using the first discharge estimation map. Estimates and judgments can be made. This makes it possible to more easily determine whether or not a discharge has occurred in the winding. In addition, before the inverse Fourier transform, the frequency component extractor extracts only the frequency components peculiar to the discharge from the frequency spectrum, that is, in order to make all the frequency spectra of the frequency components unrelated to the discharge zero, a special filter is used. No design is required and the calculation is extremely simple. As a result, the calculation time can be shortened. Further, since the configuration is such that the presence / absence of discharge is determined only when there is a possibility that discharge is generated in the winding, the determination can be made efficiently.
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。 According to a further embodiment of the discharge determination device according to the present invention, a threshold value for setting the first threshold value by applying the first time to the first discharge determination map in which the relationship between the first time and the first threshold value is predetermined. It also has a setting unit.
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。 According to this embodiment, it is possible to cope well with the case where the first threshold value changes according to the first time.
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。 According to a further embodiment of the discharge determination device according to the present invention, the time zone measuring unit becomes zero voltage or current based on the first time-series voltage data or the first time-series current data detected by the detector. The second time zone from when the voltage or current increases or decreases and then decreases or increases until it becomes zero again is measured. In the second time-series voltage data or the second time-series current data, the feature amount extraction unit has the second maximum voltage value or maximum current value in the second time zone after the lapse of the first time zone, and the impulse voltage or pulse. The second time from the time when the voltage is applied until the second maximum voltage value or the second maximum current value is observed is obtained. Further, the estimation unit estimates that a discharge is generated in the winding if the first and / or the second time is within the first and / or the second threshold range, and the first and / or the second time If it is out of the first and / or second threshold range, it is determined that no discharge has occurred in the winding. Then, the determination unit is connected to the winding when the first maximum voltage value or the first maximum current value and / or the second maximum voltage value or the second maximum current value is larger than the first and / or the second threshold value. When it is determined that a discharge has occurred and the first maximum voltage value or the first maximum current value and / or the second maximum voltage value or the second maximum current value is equal to or less than the first and / or the second threshold value. It is determined that no discharge has occurred in the winding.
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。 As a result of diligent research, the present inventor has found that discharge also occurs in the second time zone of the first time series voltage data or the first time series current data. Based on the results of this study, in this embodiment, in addition to the first maximum voltage value or the first maximum current value and the first time, the second maximum voltage value or the second maximum current value and the impulse voltage or the pulse voltage are applied. The second time from the time when the second maximum voltage value or the second maximum current value is observed is obtained, and the first time and / or the second time is within the first and / or second threshold range. If there is, it is estimated that a discharge has occurred in the winding, and the first maximum voltage value or the first maximum current value and / or the second maximum voltage value or the second maximum current value and the first and / or the first 2 Threshold and compare. Then, when the first maximum voltage value or the first maximum current value and / or the second maximum voltage value or the second maximum current value is larger than the first and / or the second threshold value, a discharge occurs in the winding. When the first maximum voltage value or the first maximum current value and / or the second maximum voltage value or the second maximum current value is equal to or less than the first and / or the second threshold value, the winding is discharged. It is determined that it has not occurred. If the first time and / or the second time is out of the first and / or second threshold range, it is determined that no discharge has occurred in the winding. As described above, according to the present embodiment, in order to determine whether or not a discharge has occurred not only in the first time zone but also in the second time zone, it is more reliable whether or not the winding has a discharge. It can be determined.
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。 According to a further embodiment of the discharge determination device according to the present invention, the threshold value setting unit applies the second time to the second discharge determination map in which the relationship between the second time and the second threshold value is predetermined, and the second time is applied. Set the threshold.
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。 According to this embodiment, it is possible to cope well with the case where the second threshold value changes according to the second time.
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。 According to a further embodiment of the discharge determination device according to the present invention, the feature amount extraction unit obtains a second maximum voltage value or a second maximum current value and a second time for each second time zone.
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。 According to this embodiment, in addition to the first time zone and the second time zone immediately after the first time zone, the second maximum voltage value or the second maximum current value and the second maximum current value are also performed in each of the subsequent second time zones. In addition to obtaining 2 hours, the first discharge estimation map is used to estimate and determine whether or not a discharge has occurred in the winding, so it is possible to determine whether or not a discharge has occurred in the winding. The determination can be made more reliably.
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。 According to a further embodiment of the discharge determination device according to the present invention, the frequency component extraction unit extracts a frequency component larger than 5 MHz and less than 30 MHz as a frequency component peculiar to discharge from the frequency spectrum.
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。 As a result of diligent research, the present inventor has found that the discharge signal can be satisfactorily detected by extracting only the frequency components of 5 MHz to 30 MHz and performing the inverse Fourier transform in the frequency spectrum. Based on the results of this research, in this embodiment, the frequency component peculiar to discharge is set to be larger than 5 MHz and less than 30 MHz. This makes it possible to reliably extract the discharge signal.
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。 According to a preferred embodiment of the discharge determination method according to the present invention, a discharge determination method for determining whether or not a discharge is generated in a winding of an electric device is configured. In the discharge determination method, (a) an impulse voltage or a pulse voltage is applied across the winding, and (b) the first time-series voltage data observed at both ends of the winding, or a determination circuit including the winding. Detects the 1st time-series current data flowing in, and (c) based on the detected 1st time-series voltage data or 1st time-series current data, the voltage or current decreases after increasing from the time when the impulse voltage or pulse voltage is applied. The frequency spectrum is obtained by measuring the first time zone until it becomes zero, (d) Fourier transforming the detected first time-series voltage data or first time-series current data, and (e) from the frequency spectrum. The second time-series voltage data or the second time-series current data is obtained by extracting only the discharge-specific frequency component and (f) inverse Fourier transforming the frequency spectrum of the extracted discharge-specific frequency component, and (g) the first. The first maximum voltage value or the first maximum current value observed in the first time zone of the two time-series voltage data or the second time-series current data, and the maximum voltage value or the first maximum current after applying the impulse voltage. The first time until the value is observed is obtained, and (h) the applied impulse voltage or pulse voltage is applied to the first discharge estimation map in which the relationship between the impulse voltage or pulse voltage and the discharge generation time is predetermined. Then, the first threshold range is set, and (i) if the first time is within the first threshold range, it is estimated that a current is generated in the winding, and if the first time is outside the first threshold range, it is estimated. When it is determined that no discharge has occurred in the winding and it is estimated that a discharge has occurred in the winding by (j) step (i), the first maximum voltage value or the first maximum current value is used. By comparing with the first threshold value, it is determined that a discharge is generated in the winding when the first maximum voltage value or the first maximum current value is larger than the first threshold value, and the first maximum voltage value or the first maximum value is determined. When the current value is equal to or less than the first threshold value, it is determined that no discharge has occurred in the winding. Here, the "discharge-specific frequency component" in the present invention is defined as a specific frequency component in which a discharge is observed in the winding. Further, "measuring the first time zone" in the present invention is to calculate the difference between the time when the voltage or the current decreases after the increase and becomes zero and the time when the impulse voltage or the pulse voltage is applied. In addition to the mode obtained by the above, a mode of measuring using a timer or the like is preferably included.
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。 As a result of diligent research, the present inventor has obtained a frequency spectrum obtained by Fourier transforming the first time-series voltage data observed at both ends of the winding or the first time-series current data flowing through the determination circuit. It has been found that a discharge is observed at a specific frequency component, and that there is a predetermined relationship between the impulse voltage or the pulse voltage and the discharge generation time. Based on the results of this study, the present invention is based on the first time-series voltage data or the first time-series current data detected by the detector, after the voltage or current has increased since the impulse voltage or pulse voltage was applied. The first time zone from the decrease to zero is measured, and the frequency spectrum of the frequency component peculiar to discharge in the frequency spectrum of the first time-series voltage data or the first time-series current data is inverse-Fourier-converted. The second time-series voltage data or the second time-series current data is acquired, and the first maximum voltage value or the first maximum current value in the first time zone of the second time-series voltage data or the second time-series current data is used. The first time from when the impulse voltage or the pulse voltage is applied until the first maximum voltage value or the first maximum current value is observed is obtained. Then, the applied impulse voltage or pulse voltage is applied to the first discharge estimation map in which the relationship between the impulse voltage or the pulse voltage and the discharge generation time is predetermined to set the first threshold range, and the first time corresponds to the first time. If it is within the first threshold range, it is estimated that a discharge is generated in the winding, and the first maximum voltage value or the first maximum current value is compared with the first threshold value. Then, if the first maximum voltage value or the first maximum current value is larger than the first threshold value, it is determined that the winding is discharged, and the first maximum voltage value or the first maximum current value is equal to or less than the first threshold value. If so, it is determined that no discharge has occurred in the winding. If the first time is outside the first threshold range, it is determined that no discharge has occurred in the winding.
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。 That is, the magnitude of the impulse voltage or pulse voltage applied to the winding, the first maximum voltage value or the first maximum current value in the second time-series voltage data or the second time-series current data, and the impulse voltage or pulse voltage are applied. If the first time from the time when the first maximum voltage value or the first maximum current value is observed is known, whether or not a discharge has occurred in the winding using the first discharge estimation map. Estimates and judgments can be made. This makes it possible to more easily determine whether or not a discharge has occurred in the winding. In addition, before the inverse Fourier transform, the frequency component extractor extracts only the frequency components peculiar to the discharge from the frequency spectrum, that is, in order to make all the frequency spectra of the frequency components unrelated to the discharge zero, a special filter is used. No design is required and the calculation is extremely simple. As a result, the calculation time can be shortened. Further, since the configuration is such that the presence / absence of discharge is determined only when there is a possibility that discharge is generated in the winding, the determination can be made efficiently.
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。 According to a further embodiment of the discharge determination method according to the present invention, a step of applying the first time to a first discharge determination map in which the relationship between the first time and the first threshold value is predetermined to set the first threshold value. (K) is further provided.
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。 According to this embodiment, it is possible to cope well with the case where the first threshold value changes according to the first time.
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。 According to a further embodiment of the discharge determination method according to the present invention, the step (c) starts from the time when the voltage or the current becomes zero based on the detected first time-series voltage data or the first time-series current data. It further includes the step of measuring the second time zone after the voltage or current increases or decreases and then decreases or increases until it reaches zero again. Further, in step (g), in the second time-series voltage data or the second time-series current data, the second maximum voltage value or the second maximum current value in the second time zone after the lapse of the first time zone and the impulse voltage are performed. Alternatively, it includes a step of obtaining a second time from the time when the pulse voltage is applied until the second maximum voltage value or the second maximum current value is observed. Further, in step (i), if the first and / or second time is within the first and / or second threshold range, it is estimated that the winding is discharged, and the first and / or second is performed. If the time is out of the first and / or second threshold range, it is a step of determining that no discharge has occurred in the winding. Then, step (j) is wound when the first maximum voltage value or the first maximum current value and / or the second maximum voltage value or the second maximum current value is larger than the first and / or the second threshold value. It is determined that a discharge has occurred in the wire, and the first maximum voltage value or the first maximum current value and / or the second maximum voltage value or the second maximum current value is equal to or less than the first and / or the second threshold value. At this time, it is a step to determine that no discharge has occurred in the winding.
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。 As a result of diligent research, the present inventor has found that discharge also occurs in the second time zone of the first time series voltage data or the first time series current data. Based on the results of this study, in this embodiment, in addition to the first maximum voltage value or the first maximum current value and the first time, the second maximum voltage value or the second maximum current value and the impulse voltage or the pulse voltage are applied. The second time from the time when the second maximum voltage value or the second maximum current value is observed is obtained, and the first time and / or the second time is within the first and / or second threshold range. If there is, it is estimated that a discharge has occurred in the winding, and the first maximum voltage value or the first maximum current value and / or the second maximum voltage value or the second maximum current value and the first and / or the first 2 Threshold and compare. Then, when the first maximum voltage value or the first maximum current value and / or the second maximum voltage value or the second maximum current value is larger than the first and / or the second threshold value, a discharge occurs in the winding. When the first maximum voltage value or the first maximum current value and / or the second maximum voltage value or the second maximum current value is equal to or less than the first and / or the second threshold value, the winding is discharged. It is determined that it has not occurred. If the first time and / or the second time is out of the first and / or second threshold range, it is determined that no discharge has occurred in the winding. As described above, according to the present embodiment, in order to determine whether or not a discharge has occurred not only in the first time zone but also in the second time zone, it is more reliable whether or not the winding has a discharge. It can be determined.
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。 According to a further embodiment of the discharge determination device according to the present invention, in step (k), the second time is applied to the second discharge determination map in which the relationship between the second time and the second threshold value is predetermined. 2 Set the threshold.
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。 According to this embodiment, it is possible to cope well with the case where the second threshold value changes according to the second time.
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(f)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。 According to a further embodiment of the discharge determination method according to the present invention, step (f) further includes a step of obtaining a second maximum voltage value or a second maximum current value and a second time for each second time zone. Includes.
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。 According to this embodiment, in addition to the first time zone and the second time zone immediately after the first time zone, the second maximum voltage value or the second maximum current value and the second maximum current value are also performed in each of the subsequent second time zones. In addition to obtaining 2 hours, the second discharge estimation map is used to estimate and determine whether or not a discharge has occurred in the winding, so it is possible to determine whether or not a discharge has occurred in the winding. The determination can be made more reliably.
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。 According to a further embodiment of the discharge determination method according to the present invention, step (e) is a step of extracting a frequency component larger than 5 MHz and less than 30 MHz as a frequency component peculiar to discharge from the frequency spectrum.
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。 As a result of diligent research, the present inventor has found that the discharge signal can be satisfactorily detected by extracting only the frequency components of 5 MHz to 30 MHz and performing the inverse Fourier transform in the frequency spectrum. Based on the results of this research, in this embodiment, the frequency component peculiar to discharge is set to be larger than 5 MHz and less than 30 MHz. This makes it possible to reliably extract the discharge signal.
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。 According to a preferred embodiment of the program according to the present invention, a program for determining whether or not a discharge is generated in the winding of an electric device is configured. The program is for causing one or more computers to execute each step of the discharge determination method according to the present invention in any of the above-described embodiments. The program may be recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, ROM, SSD, flash memory (USB memory, SD card, etc.), floppy disk, CD, DVD, or a transmission medium. For example, it may be delivered from one computer to another computer via a communication network such as the Internet or a LAN, or may be exchanged in any other manner.
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。 According to the present invention, by causing one computer to execute the program or by having a plurality of computers execute each step in a shared manner, each step of the discharge determination method according to the present invention in any of the above-described embodiments is executed. Therefore, the same operation and effect as the discharge determination method according to the present invention described above, for example, the effect of being able to more easily determine whether or not a discharge is generated in the winding, and shortening the calculation time can be achieved. It is possible to obtain an effect such as being able to plan, an effect such as being able to make an efficient determination, and the like.
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。 According to the present invention, it is possible to more easily determine whether or not a discharge has occurred.
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。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to examples.
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。
The
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。
The impulse
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
Next, the operation of the
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。
When the discharge generation determination process is executed, the
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。
Subsequently, a process of converting the first time-series voltage data, which is a time-series signal, into a frequency spectrum (FIG. 3B) by Fourier transform is executed (step S106). Note that FIG. 3A is a diagram showing the first time-series voltage data measured by the
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。
Then, only the frequency component peculiar to the discharge is extracted from the converted frequency spectrum (step S108), and the frequency spectrum of the extracted frequency component (FIG. 3 (c)) is subjected to the inverse Fourier transform to obtain a second time series which is a time series signal. A process of converting to voltage data (FIG. 3 (d)) is executed (step S110). Here, the frequency peculiar to discharge is set to a frequency of 5 to 30 MHz in the present embodiment. This is due to the fact that as a result of diligent research by the present inventor, it has been found that the frequency component in the band of 5 to 30 MHz detects the discharge signal well. In the second time-series voltage data obtained by extracting the frequency components in the band of 5 to 30 MHz and performing the inverse Fourier transform, waveforms including the discharge signal were observed as shown in FIGS. 4 (c) to 4 (g). On the other hand, in the second time-series voltage data obtained by extracting the frequency components in the band other than 5 to 30 MHz and performing the inverse Fourier transform, as shown in FIGS. 4A, 4B, and 4H. , The waveform including the discharge signal was not clearly observed. Based on this result, the frequency spectra of frequency components not related to discharge are all set to zero. Note that FIG. 3 (c) is a diagram in which only the frequency component peculiar to discharge is extracted from the frequency spectrum of the first time series voltage data, and FIG. 3 (d) is an inverse Fourier transform of the data in FIG. 3 (c). It is a figure which shows the 2nd time series voltage data obtained by this. Here, in step S108, the
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。
When the second time-series voltage data is obtained in this way, the
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。
Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the first threshold range is set in the
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。
In the present embodiment, if the first time T1 is within the first threshold range (Tth1 ≦ T1 ≦ Tth2), it is estimated that the winding 20 is discharged, while the first time T1 is the first. When it is out of one threshold range (Tth1 ≧ T1, T1 ≧ Tth2), it is determined that no discharge has occurred in the winding 20. The
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。
In step S114, when it is estimated that the first time T1 is within the first threshold range (Tth1 ≦ T1 ≦ Tth2), that is, a discharge is generated in the winding 20, the maximum voltage value Vmax1 is subsequently estimated. Is larger than the first threshold value Vth1 (step S116). In the determination, when it is determined that the maximum voltage value Vmax1 is larger than the first threshold value Vth1, it is determined that the winding 20 is discharged, and "discharge generation" indicating that the discharge is generated is performed. Output (step S118) and end this routine. In the present embodiment, the first threshold value Vth1 is configured to obtain the relationship between the maximum voltage value Vmax1 and the generation of discharge by an experiment in advance and store it in the
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。
On the other hand, when it is determined in step S114 that the first time T1 is out of the first threshold range (Tth1 ≧ T1, T1 ≧ Tth2), or in step S116, the maximum voltage value Vmax1 is equal to or less than the first threshold value Vth1. When it is determined that there is, it is determined that no discharge has occurred in the winding 20, and "no discharge" is output (step S120), and this routine is terminated. That is, in the present embodiment, first, it is estimated whether or not a discharge is generated in the winding 20 (step S114), and only when it is estimated that a discharge is generated in the winding 20 (winding). Only when there is a possibility that a discharge has occurred in 20), it is determined whether or not the estimation is correct. As a result, it is possible to efficiently determine whether or not a discharge is generated in the winding 20. The
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)。
According to the
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。
That is, according to the
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。 Further, since the frequency spectrum of the frequency component not related to the discharge is set to zero before the inverse Fourier transform, the design of a special filter becomes unnecessary and the calculation becomes extremely simple. As a result, the calculation time can be shortened. Further, first, it is estimated whether or not the winding 20 may have a discharge, and only when it is estimated that the winding 20 may have a discharge, the presence or absence of the discharge occurs. Since the determination is made, the determination can be made efficiently.
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。 In the present embodiment, the presence or absence of discharge generation is estimated and determined using the maximum voltage value Vmax1 and the first time T1, but the present invention is not limited to this. For example, in addition to the maximum voltage value Vmax1 and the first time T1, the second maximum voltage value Vmax2 observed in the second discharge generation estimated time zone Rt2 and the time until the second maximum voltage value Vmax2 is shown. The presence or absence of discharge may be estimated and determined using T2 for 2 hours.
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。
Here, as shown in FIG. 7A, the second discharge generation estimated time zone Rt2 is a time zone generated immediately after the first discharge generation estimated time zone Rt1, and is measured by the
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。 In this case, the discharge generation determination process shown in FIG. 8 can be executed instead of the flowchart showing an example of the discharge generation determination process shown in FIG. The discharge generation determination process shown in FIG. 8 merely replaces steps S104, S112, S114, and S116 of the discharge generation determination process shown in FIG. 2 with steps S204, S212, S214, and S216, respectively.
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)。
That is, in the discharge generation determination process shown in FIG. 8, the
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)。 Subsequently, the first time-series voltage data is converted into a frequency spectrum (FIG. 7 (b)) by Fourier transform, and the first time-series voltage data, which is a time-series signal, is converted into a frequency spectrum (step S106), and the converted frequency spectrum is unique to discharge. (Step S108), the frequency spectrum of the extracted frequency component (FIG. 7 (c)) is subjected to the inverse Fourier transform to obtain the frequency spectrum of the second time-series voltage data (FIG. 7 (FIG. 7)). d) Execute the process of converting to) (step S110).
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)。 Then, as shown in FIG. 9, the maximum voltage values Vmax1 and Vmax2 in the first and second discharge generation estimated time zones Rt1 and Rt2 of the second time-series voltage data and the maximum from the time when the impulse voltage Via is applied. The process of measuring the first and second time T1 and T2 until the voltage values Vmax1 and Vmax2 are observed is executed (step S212), and the first time T1 is within the first threshold range (Tth1 ≦ T1 ≦ Tth2). ), And whether or not the second time T2 is within the second threshold range (Tth3 ≦ T2 ≦ Tth4) is executed (step S214).
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。
Here, in the second threshold range, as shown in FIG. 10, in the modified example, the relationship between the impulse voltage Vi and the discharge generation time T * is obtained in advance by experiments, as in the setting of the first discharge estimation map. The second discharge estimation map is stored in the
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。 In the determination, if the first time T1 is within the first threshold range (Tth1 ≦ T1 ≦ Tth2) or the second time T2 is within the second threshold range (Tth3 ≦ T2 ≦ Tth4), the winding 20 is discharged. Is presumed to occur, but if the first time T1 is out of the threshold range (Tth1 ≧ T1, T1 ≧ Tth2) and the second time T2 is out of the threshold range (Tth3 ≧ T2, T2 ≧ Tth4). , It is determined that no discharge has occurred in the winding 20.
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。
Then, in step S214, the first time T1 is within the first threshold range (Tth1 ≦ T1 ≦ Tth2), or the second time T2 is within the second threshold range (Tth3 ≦ T2 ≦ Tth4), that is, the winding. When it is estimated that a discharge is generated at 20, it is determined whether or not the maximum voltage value Vmax1 is larger than the first threshold value Vth1 and whether or not the maximum voltage value Vmax2 is larger than the second threshold value Vth2 (. In step S216), when it is determined that the maximum voltage value Vmax1 is larger than the first threshold value Vth1 or the maximum voltage value Vmax2 is larger than the second threshold value Vth2, it is determined that the winding 20 is discharged. “Discharge generation” indicating that discharge has occurred is output (step S118), and this routine is terminated. In the modified example, the second threshold value Vth2 is configured to obtain the relationship between the maximum voltage value Vmax2 and the generation of discharge by an experiment in advance and store it in the
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。 On the other hand, in step S214, the first time T1 is out of the first threshold range (Tth1 ≧ T1, T2, T1, T2 ≧ Tth2), and the second time T2 is out of the second threshold range (Tth3 ≧ T2, T2 ≧ Tth4). ), Or when it is determined in step S216 that the maximum voltage value Vmax1 is equal to or less than the first threshold value Vth1 and the maximum voltage value Vmax2 is equal to or less than the second threshold value Vth2, a discharge occurs in the winding 20. It is determined that this is not the case, "no discharge" is output (step S120), and this routine is terminated.
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。
According to the modification described above, the operation and effect similar to the operation and effect of the
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。 In the modification described above, the presence or absence of discharge generation is determined only in the first discharge generation estimated time zone Rt1 and the second discharge generation estimated time zone Rt2 that occurs immediately after the first discharge generation estimated time zone Rt1. , Not limited to this. For example, the configuration may be such that the presence or absence of discharge generation is determined for each subsequent second discharge generation estimated time zone Rt2, that is, for each time zone in which peaks and valleys occur in the waveform of the first time series voltage data. In this case, it is desirable to prepare a discharge estimation map for each second discharge generation estimation time zone Rt2.
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。 In the present embodiment and the above-described modification, the first time-series voltage data and the second time-series voltage data regarding the voltage V are used, but the first time-series current data and the second time-series current data regarding the current I are used. May be. In this case, the maximum current values Imax1 and Imax2 may be used instead of the maximum voltage values Vmax1 and Vmax2 to determine the presence or absence of discharge.
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。 In the present embodiment and the above-described modifications, the first time T1 is within the first threshold range (Tth1 ≦ T1 ≦ Tth2), or the second time T2 is within the second threshold range (Tth3 ≦ T2 ≦ Tth4). For example, it is estimated that a discharge is generated in the winding 20, but the present invention is not limited to this. For example, when the first time T1 is within the first threshold range (Tth1 ≦ T1 ≦ Tth2) and the second time T2 is within the second threshold range (Tth3 ≦ T2 ≦ Tth4), a discharge occurs in the winding 20. You may presume that you are doing it.
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。 In the present embodiment and the above-described modification, the winding 20 is discharged when the maximum voltage value Vmax1 is larger than the first threshold value Vth1 or when the maximum voltage value Vmax2 is larger than the second threshold value Vth2. However, it is not limited to this. For example, when the maximum voltage value Vmax1 is larger than the first threshold value Vth1 and the maximum voltage value Vmax2 is larger than the second threshold value Vth2, it may be determined that the winding 20 is discharged.
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。
In the present embodiment and the above-mentioned modifications, the first and second threshold values Vth1 and Vth2 are set to constant values, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIGS. 11 and 12, the first and second threshold values Vth1 and Vth2 may be configured to change according to the discharge generation time T *. In this case, the first and second threshold values Vth1 and Vth2 can be set according to the discharge generation time T * by using the maps shown in FIGS. 11 and 12. Here, the
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。 In the present embodiment and the above-described modification, the impulse voltage Via is applied to the winding 20, but the present invention is not limited to this. For example, a configuration in which a pulse voltage or an AC voltage is applied to the winding 20 may be used.
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。 The present embodiment shows an example of the embodiment for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the configuration of the present embodiment.
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)
1 Discharge judgment device (discharge judgment device)
2 Applied voltage generation circuit (applied voltage generation circuit)
4 Voltage measuring unit (detector)
5 Current measuring unit (detector)
6 A / D conversion circuit 8
14 ROM
16 RAM
20 windings (windings)
30 Measurement circuit (judgment circuit)
V voltage (voltage observed across the winding)
Vi impulse voltage (impulse voltage)
Via applied impulse voltage (impulse voltage)
Vmax1 maximum voltage value (first maximum voltage value)
Vmax2 maximum voltage value (second maximum voltage value)
Imax1 maximum current value (first maximum current value)
Imax maximum current value (second maximum current value)
Rt1 1st discharge generation estimated time zone (1st time zone)
Rt2 Second discharge generation estimated time zone (second time zone)
Te1 terminal Te2 terminal L1 power line L2 power line T1 1st hour (1st hour)
T2 2nd hour (2nd hour)
Lower limit of Tth1 first threshold range (first threshold range)
Tth2 Upper limit of the first threshold range (first threshold range)
Vth1 1st threshold (1st threshold)
Tth3 Lower limit of the second threshold range (second threshold range)
Tth4 Upper limit of the second threshold range (second threshold range)
Vth2 2nd threshold (2nd threshold)
Claims (13)
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。 It is a discharge judgment device that determines whether or not a discharge has occurred in the winding of an electric device.
An applied voltage generation circuit connected to both ends of the winding so that an impulse voltage or a pulse voltage can be applied to both ends of the winding.
In order to detect the first time-series voltage data observed at both ends of the winding, or the first time-series current data flowing in the determination circuit including the winding and the applied voltage generation circuit, the determination circuit is used. With the connected detector,
Based on the first time-series voltage data or the first time-series current data detected by the detector, from the time when the impulse voltage or pulse voltage is applied until the voltage or current decreases after increasing to zero. The time zone measurement unit that measures the first time zone of
A Fourier transform unit that obtains a frequency spectrum by Fourier transforming the first time-series voltage data or the first time-series current data detected by the detector.
A frequency component extractor that extracts only the frequency components peculiar to discharge from the frequency spectrum,
An inverse Fourier transform unit that obtains a second time-series voltage data or a second time-series current data by inverse Fourier transforming the frequency spectrum of the extracted frequency component peculiar to the discharge.
From the time when the first maximum voltage value or the first maximum current value observed in the first time zone of the second time-series voltage data or the second time-series current data and the impulse voltage or the pulse voltage are applied. A feature quantity extraction unit for obtaining the first time until the first maximum voltage value or the first maximum current value is observed, and
Threshold range setting for setting the first threshold range by applying the applied impulse voltage or pulse voltage to the first discharge estimation map in which the relationship between the impulse voltage or the pulse voltage and the discharge generation time is predetermined. Department and
If the first time is within the first threshold range, it is estimated that a discharge is generated in the winding, and if the first time is outside the first threshold range, a discharge is generated in the winding. The estimation unit that determines that it is not, and
When it is estimated by the estimation unit that a discharge is generated in the winding, the first maximum voltage value or the first maximum current value is compared with the first threshold value, and the first maximum voltage value is compared. Alternatively, when the first maximum current value is larger than the first threshold value, it is determined that a discharge is generated in the winding, and the first maximum voltage value or the first maximum current value is equal to or lower than the first threshold value. Sometimes, a determination unit that determines that no discharge has occurred in the winding, and
Discharge determination device.
請求項1に記載の放電判定装置。 The first aspect of claim 1, further comprising a threshold value setting unit for setting the first threshold value by applying the first time to the first discharge determination map in which the relationship between the first time and the first threshold value is predetermined. Discharge judgment device.
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。 Based on the first time-series voltage data or the first time-series current data detected by the detector, the time zone measuring unit receives the voltage or the current from the time when the voltage or the current becomes zero. Measure the second time zone from increase or decrease to decrease or increase to zero again,
In the second time-series voltage data or the second time-series current data, the feature amount extraction unit uses the second maximum voltage value or the second maximum current value in the second time zone after the lapse of the first time zone. , The second time from when the impulse voltage or the pulse voltage is applied until the second maximum voltage value or the second maximum current value is shown.
The threshold range setting unit applies the applied impulse voltage or pulse voltage to the second discharge estimation map in which the relationship between the impulse voltage or the pulse voltage and the discharge generation time is predetermined. Set the threshold range and
The estimation unit estimates that a discharge has occurred in the winding if the first and / or second time is within the first and / or second threshold range, and the first and / or second If the two hours are outside the first and / or second threshold range, it is determined that no discharge has occurred in the winding.
The determination unit receives when the first maximum voltage value or the first maximum current value and / or the second maximum voltage value or the second maximum current value is larger than the first and / or the second threshold value. It is determined that a discharge is generated in the winding, and the first maximum voltage value or the first maximum current value and / or the second maximum voltage value or the second maximum current value is the first. The discharge determination device according to claim 1 or 2, wherein it is determined that no discharge is generated in the winding when the voltage is 1 and / or the second threshold value or less.
請求項2に従属する請求項3に記載の放電判定装置。 The threshold value setting unit is dependent on claim 2 for setting the second threshold value by applying the second time to the second discharge determination map in which the relationship between the second time and the second threshold value is predetermined. The discharge determination device according to claim 3.
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。 The discharge determination device according to any one of claims 1 to 5, wherein the frequency component extraction unit extracts a frequency component larger than 5 MHz and less than 30 MHz as the frequency component peculiar to the discharge from the frequency spectrum.
(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。 It is a discharge determination method that determines whether or not a discharge has occurred in the winding of an electric device.
(A) An impulse voltage or a pulse voltage is applied to both ends of the winding, and the pulse voltage is applied.
(B) The first time-series voltage data observed at both ends of the winding or the first time-series current data flowing through the determination circuit including the winding is detected.
(C) Based on the detected first time-series voltage data or the first time-series current data, the first from the time when the impulse voltage or the pulse voltage is applied until the voltage or the current decreases after increasing and becomes zero. Measure the time zone,
(D) The frequency spectrum is obtained by Fourier transforming the detected first time-series voltage data or the first time-series current data.
(E) Only the frequency component peculiar to the discharge is extracted from the frequency spectrum, and the frequency component is extracted.
(F) The second time-series voltage data or the second time-series current data is obtained by inverse Fourier transforming the frequency spectrum in the extracted frequency component peculiar to the discharge.
(G) The first maximum voltage value or the first maximum current value observed in the first time zone of the second time-series voltage data or the second time-series current data, and the impulse voltage or the pulse voltage are applied. The first time from the time when the first maximum voltage value or the first maximum current value is observed is obtained.
(H) The applied impulse voltage or pulse voltage is applied to the first discharge estimation map in which the relationship between the impulse voltage or the pulse voltage and the discharge generation time is predetermined to set the first threshold range.
(I) If the first time is within the first threshold range, it is estimated that a discharge is generated in the winding, and if the first time is outside the first threshold range, the winding is discharged. Is not generated, and
(J) When it is estimated that a discharge is generated in the winding by the step (i), the first maximum voltage value or the first maximum current value is compared with the first threshold value. When the first maximum voltage value or the first maximum current value is larger than the first threshold value, it is determined that a discharge is generated in the winding, and the first maximum voltage value or the first maximum current value is determined. A discharge determination method for determining that no discharge has occurred in the winding when the voltage is equal to or less than the first threshold value.
請求項7に記載の放電判定方法。 The seventh aspect of claim 7 further comprises a step (k) of applying the first time to set the first threshold value on the first discharge determination map in which the relationship between the first time and the first threshold value is predetermined. Discharge judgment method.
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。 The step (c) is based on the detected first time-series voltage data or the first time-series current data, and the voltage or the current decreases after the voltage or the current increases or decreases from the time when the voltage or the current becomes zero. Or it further includes a step to measure the second time zone from increasing to zero again.
The step (g) is the second maximum voltage value or the second maximum current value in the second time zone after the lapse of the first time zone in the second time series voltage data or the second time series current data. , A second time from when the impulse voltage or the pulse voltage is applied until the second maximum voltage value or the second maximum current value is shown, and includes a step of obtaining.
In the step (h), the applied impulse voltage or the pulse voltage is applied to the second discharge estimation map in which the relationship between the impulse voltage or the pulse voltage and the discharge generation time is predetermined, and the second threshold value is applied. Set the range and
In step (i), if the first and / or second time is within the first and / or second threshold range, it is estimated that a discharge is generated in the winding, and the first and / or the first and / or Alternatively, if the second time is outside the first and / or second threshold range, it is a step of determining that no discharge has occurred in the winding.
In step (j), the first maximum voltage value or the first maximum current value and / or the second maximum voltage value or the second maximum current value is from the first and / or the second threshold value. When it is large, it is determined that a discharge is generated in the winding, and the first maximum voltage value or the first maximum current value and / or the second maximum voltage value or the second maximum current value is determined. The discharge determination method according to claim 7 or 8, which is a step of determining that no discharge has occurred in the winding when the voltage is equal to or less than the first and / or second threshold.
請求項8に従属する請求項9に記載の放電判定装置。 The step (k) includes a step of applying the second time to set the second threshold value on the second discharge determination map in which the relationship between the second time and the second threshold value is predetermined. The discharge determination device according to claim 9, which is subordinate to claim 8.
請求項9または10に記載の放電判定方法。 The ninth or tenth aspect of the present invention, wherein the step (f) further includes a step of obtaining the second maximum voltage value or the second maximum current value and the second time for each of the second time zones. Discharge judgment method.
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。 The discharge determination method according to any one of claims 7 to 11, wherein step (e) is a step of extracting a frequency component larger than 5 MHz and less than 30 MHz as the frequency component peculiar to the discharge from the frequency spectrum.
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。 It is a program for determining whether or not an electric discharge is occurring in the winding of an electric device.
A program for causing one or more computers to execute each step of the discharge determination method according to any one of claims 7 to 12.
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