JP3224108B2 - Ofケーブル線路の漏油判定方法 - Google Patents

Ofケーブル線路の漏油判定方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、OFケーブル線路の油
量を検出し、この線路の漏油の有無を判定する漏油判定
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】OFケーブル線路においては、種々の原
因により漏油が発生することがある。最近ではコンピュ
ータを用いた漏油監視システムが構築されており、油量
データや温度データ等に基づいて漏油の有無を判定する
ようにしている。即ち、従来の漏油判定方法としては、
OFケーブル線路の油量及びOFケーブルの負荷電流を
検出し、これら検出データに基づいて理想油量値を演算
すると共に、この理想油量値と検出した油量との差分を
所定の閾値と比較することにより漏油の有無を判定する
方法が知られている。しかし、OFケーブルの負荷電流
は日間変動するが、年間を通じてはほぼ一定である。つ
まり、油量は負荷電流変動によっては影響を受けず、主
として外気温度変化によって膨張・収縮を繰り返す。従
って、負荷電流データを漏油判定データに利用しても正
確に漏油の有無を判定することは不可能である。
【0003】他の従来の油量判定方法としては、3相を
構成している各OFケーブル線路の油量を検出し、これ
ら検出した油量の相互の差を演算し、この演算結果を所
定の閾値と比較することにより漏油の有無を判定する方
法が知られている(相間判定法)。更に従来の油量判定
方法としては、OFケーブル線路の一定期間における油
量変化を検出してその正規分布を求め、その標準偏差を
利用して所定の判定基準と比較し、例えば、油量が三日
間で連続して平均値より一定割合で減少しているか否か
を比較し、これにより漏油の有無を判定する方法が知ら
れている(標準偏差法)。
【0004】ところで、図7は油量センサとして多用さ
れているフロート式油量センサを概略的に示す斜視図で
ある。この油量センサはOFケーブル線路の油槽に設け
られ、油槽内の絶縁油の油面変動に対応して上下動する
フロート1と、このフロート1を上下動させるための重
り2と、フロート1及び重り2を連結しているロープ3
が巻き掛けられているプーリ4と、このプーリ4と歯車
を介して連結されているポテンショメータ5とを備えて
いる。かかる構成の油量センサにおいて、絶縁油の油面
が変動すると、フロート1が上下動し、プーリ4が回動
するので、ポテンショメータ5より油量検出信号が出力
される。この検出信号は油量監視システム側へ供給され
る。
【0005】図8は図7のフロート式油量センサを用い
てOFケーブル線路(漏油の発生なし)の年間油量変化
を調べた図である。縦軸は油量〔Lr〕を示し、横軸は
期間を月単位で示している。この図8から明らかなよう
に、U相,V相及びW相のOFケーブル線路では、冬季
に油量が減少(収縮)し、夏季に増大(膨張)している
ことが判る。ところで、この図8においては、油量はス
テップ状に変化している。これは上記フロート式油量セ
ンサではフロート1が絶縁油の油面変動に追従せずに段
階状に上下動するためと考えられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように、油量変化
がステップ状に検出される場合には、上記した相間判定
法における閾値や標準偏差法における判定基準を大きく
とらなければ油量が温度変化で大きく変動した際に漏油
と誤判定してしまう。しかし、閾値等を大きくすると、
漏油の発生を検知するまでに長時間を要し、又微少な漏
油の検知が困難になってしまう。本発明はこのような点
を解決するためになされたもので、微少な漏油であって
も短時間で正確に判定することができるOFケーブル線
路の漏油判定方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、OFケーブル
線路の油量を所定時間毎に油量センサにて検出し、各検
出した油量から所定時間毎の油量減少値、油量減少の継
続回数及び油量減少の変化率を求め、これら得られたデ
ータをニューラルネットワークに入力し、該ニューラル
ネットワークより出力される判定信号にて漏油の有無を
判定することを特徴とする。
【0008】
【作用】検出した油量に基づいて得られたデータはニュ
ーラルネットワークに入力されて解析される。ニューラ
ルネットワークは予め油量変化の実測データに基づいた
特性データを学習しており、この学習結果により入力デ
ータをパターン認識し、判定信号を出力する。判定信号
は漏油の有無を示しているので、これにより漏油判定を
行うことができる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図1は本発明の方法を実施する漏油判定装
置のブロック図である。図1において、6はOFケーブ
ルを示し、このOFケーブル6には油槽7が接続されて
いる。油槽7には本実施例ではフロート式の油量センサ
10(図7参照)が設けられている。この油量センサの
検出信号はデータ記憶部11に供給される。データ記憶
部11は油量センサ10の検出信号や後述する各種の入
力データ等を格納するために用いられ、検出信号をサン
プリングするサンプリング回路、この回路出力をディジ
タル信号に変換するA/D変換器及びデータ格納メモリ
部等を含んでいる。データ記憶部11の出力には演算処
理部12が接続されている。この演算処理部12はデー
タ記憶部11より油量の検出信号を取り込み、後述する
入力データを作成する。演算処理部12の出力には判定
部13のニューラルネットワーク14が接続され、ニュ
ーラルネットワーク14の出力には比較部15が接続さ
れている。比較部15の出力には表示部16が接続され
ている。
【0010】図2はニューラルネットワーク14の構造
説明図である。このニューラルネットワーク14は入力
層17、中間層18及び出力層19を備えたパーセプト
ロン型ネットワーク構成を有している。本実施例におい
て、入力層17は5個、中間層18は2個、出力層19
は1個である。そして、次に説明する学習データをバッ
クプロパゲーション学習にて学習させた。
【0011】即ち、ニューラルネットワーク14への学
習データは、10分毎の現在の油量減少値X0 、油量減
少の継続回数N、現在と10分前の油量減少値の比率C
1 、現在と20分前の油量減少値の比率C2 と前記した
比率C1 との積(C1 ×C2) から成る。現在の油量減少値X0 は現在の油量と10分
前の油量との差により求めることができ、図3に示すよ
うに、0.1〔Lr〕毎に3.0〔Lr〕までデータ入
力(学習)させた。油量減少の継続回数Nは10回まで
とした。比率C1は現在の油量減少値をX0 、10分前
の油量減少値をX1 とした場合X1 ≦X0のとき、C1
=X1 /X0 と定義され、X1 >X0 のとき、C1 =X
0 /X1 と定義されている。但し、これら減少値Xは絶
対値をとり、油量増加時は「0」とした。また、比率C
2 は20分前の油量減少値をX2 とした場合X2 ≦X0
のとき、C2 =X2 /X0 と定義され、X2 >X0 のと
き、C2 =X0 /X2 と定義されている。
【0012】以上の学習データを油量減少値0.1〔L
r〕毎に3.0〔Lr〕まで入力し、中間層18と出力
層19のユニットは、下位のユニット出力値Yijとその
結合重みWijの積の総和Z(j+1) に対して、図9に示す
関数値Y(j+1) を出力するようにした。
【0013】一方、ニューラルネットワーク14の期待
出力値Y'13 は、図3に示すように、実測データ(図3
中のA〜D領域以外で欄に色付けした所)に対してY'
13 =0とし、またA領域では「1.00」,B領域で
は「0.98」,C領域では「0.95」、D領域では
「0.90」となるように繰り返して学習させた。尚、
比率C1 と(C1 ×C2 )はそれぞれ0.9と0.81
とした。(但し、油量変化0.1Lrの時はC1=0.
5,C1 ×C2 =0.5,油量変化が0.2Lrの時は
1 =1.0,C1 ×C2 =1.0である)。
【0014】このように学習させた本発明のニューラル
ネットワーク14の出力値Y13は、図3の各領域の各欄
に数値で示されており、漏油と判定して欲しい部分
(欄)では約0.9(閾値)以上の出力値が得られてい
る。
【0015】再び図1において、比較部15は閾値とし
て「0.9」が設定され、ニューラルネットワーク14
より0.9以上の出力値を示す判定信号が供給される
と、漏油が発生していると判定し、表示部16に検知信
号を出力する。表示部16はこれにより漏油の発生を画
面上に表示する。
【0016】また、上記した演算処理部12は油量減少
値演算手段20と、現在と10分前の油量減少値の比率
1 を演算する比率C1 演算手段21と、現在と20分
前の油量減少値の比率C2 を演算する比率C2 演算手段
22と、比率C1 とC2 の積を演算する積算手段23
と、油量減少の継続回数Nをカウントするカウンタ24
とを含んでいる。油量減少値演算手段20はデータ記憶
部11より現在及び直前(10分前)の油量検出の検出
信号を取り込み、その差分を現在の油量減少値X0 とし
て算出する。比率C1 演算手段21は現在の油量減少値
0 と前回(10分前)の油量減少値X1 との比率C1
を演算する。比率C2 演算手段22は現在の油量減少値
0 と前々回(20分前)の油量減少値X2 との比率C
2 を演算する。積算手段23は演算して得た比率C1
2 の積を更に演算する。カウンタ24には油量が連続
的に減少している場合の継続回数Nが置数される。そし
て、図2に示すように、ニューラルネットワーク14の
入力層17の入力には油量減少値X0 が、入力には
継続回数Nが、入力には比率C1 が、入力にはC1
×C2 がそれぞれ入力される。尚、入力層17の残りの
入力にはバイアス(Bias)≡1が入力される。尚、図1
において、25は制御部を示し、この制御部25はマイ
クロプロセッサ等から成り、本装置を全体的に制御す
る。また、計時部26はタイマ等を含み、本実施例では
10分毎に判定開始信号を制御部25に供給する。
【0017】このように、ニューラルネットワーク14
の学習(入力)データを選定した理由は、連続して油量
が減少する時間に着目した場合継続時間が長い程、実際
に漏油している確率が大きいこと、10分間の油量変化
が大きい程、漏油と判断し得るための継続時間が短くて
済むこと、及びステップ状の油量変化であれば大きな油
量変化は長く続かないことを総合的に考慮した結果であ
る。
【0018】次に、図1の漏油判定装置の動作と共に本
発明の漏油判定方法について説明する。10分が経過す
る毎に計時部26より判定開始信号を出力すると、制御
部25はこの信号を受ける毎にデータ記憶部11にデー
タ取込信号を供給する。これにより、データ記憶部11
のサンプリング回路は油量センサ10より油量の検出信
号を10分間隔で取り込む。検出信号はA/D変換器に
てディジタル信号に変換され、所定メモリ位置に格納さ
れ、かつ演算処理部12に供給される。
【0019】演算処理部12において、油量減少値演算
手段20はこの現在の検出信号を受けると、直前の油量
の検出信号をデータ記憶部11より取り込み、その差を
演算し、油量減少値X0 としてニューラルネットワーク
14に入力すると共に、比率C1 演算手段21及び比率
2 演算手段22にこの油量減少値X0 を供給する。比
率C1 演算手段21はこれにより前回の油量減少値X1
をデータ記憶部11より取り込み、両油量減少値X0
1 の比率C1 を演算し、この比率C1 をニューラルネ
ットワーク14に入力すると共に、積算手段23に供給
する。また、比率C2 演算手段22は前々回の油量減少
値X2 をデータ記憶部11より取り込み、両油量減少値
0 ,X2 の比率C2 を演算し、この比率C2 を積算手
段23に供給する。積算手段23は比率C1 ,C2 の積
を演算し、ニューラルネットワーク14に入力する。
【0020】一方、演算処理部12は現在の油量減少値
0 を監視し、油量が減少していると判断した場合カウ
ンタ24に「1」を加え、このカウンタ24よりカウン
ト値を継続回数Nとしてニューラルネットワーク14に
入力する。ニューラルネットワーク14はこれらの入力
データが入力されると、上記した学習データに基づいて
パターン認識し、所定の出力値を示す判定信号を出力す
る。比較部15はこの判定信号を閾値=0.9と比較
し、判定信号が閾値より大きい場合表示部16に検知信
号を出力し、漏油の発生を表示させる。判定信号が閾値
より小さい場合表示は行われない。
【0021】図4は上記したニューラルネットワーク1
4の有効性を確認するため、油量減少の変化率を変えた
場合のニューラルネットワーク14の出力結果表であ
る。即ち、この確認試験では比率C1 を0.8,比率C
1 とC2 の積を0.64とした。但し、油量変化が0.
1〔Lr〕の時は比率C1 =0.5,比率C1 とC2
積=0.5とし、同変化が0.2〔Lr〕の時は比率C
1 =1.0,比率C1 とC2 の積=1.0とした。ま
た、継続回数Nが2回以下では比率C1 とC2 の積=
0.00とし、1回以下では比率C1 =0.00とし
た。
【0022】上記確認試験において、比較部15の閾値
を0.8に設定したところ、図6に示す漏油検知予測量
表が得られた。即ち、0.5〜1.5〔Lr〕の範囲で
油量が減少している場合その継続回数Nが6回で出力値
が0.8以上となり、漏油と判定されるので、漏油の発
生を60分後に検知できる。尚、検知までの総漏油量は
0.6〜9.0〔Lr〕となる。
【0023】また、1.6〜2.6〔Lr〕の範囲での
減少では継続回数が3回で出力値が0.8以上となり、
漏油と判定されるので、30分後に検知できる。更に、
2.7〜3.0〔Lr〕の範囲での減少では継続回数が
2回で出力値が0.8以上となり、漏油と判定されるの
で、20分後に検知できる。
【0024】次に、油量計として図7に示すフロート式
油量計を用いた場合、図8で示す実測データのように油
量計の挙動がおかしい場合を想定し、ステップ状に油量
が減少しているデータを模擬入力し、このデータを演算
処理部12に供給し、上記ニューラルネットワーク14
に入力した。但し、油量減少の率化率は比率C1 を0.
8,比率C1 とC2 の積を0.64とし、10分以前の
油量変化を0.2〔Lr〕とした。この結果、ニューラ
ルネットワーク14の出力値は図5に示す値となった。
即ち、油量減少の継続回数Nが5回以下であれば出力値
が0.02となっており、閾値を0.8に設定した場合
油量が油量計の異常によってステップ状に変化しても漏
油と誤判定することがない。
【0025】上記実施例において、油量減少値の変化率
を変更してもよく、例えば、比率C1 ×C2 に代えて単
に比率C2 を用いてもよい。また、30分以前の油量減
少値C3 や40分以前の油量減少値C4 等をニューラル
ネットワーク14の学習データ及び入力データとして付
加するようにしてもよい。また、油量減少値は10分毎
に検出しているが、1分毎又は1時間毎等に検知するよ
うにしてもよい。尚、本発明はフロート式の油量センサ
以外の油量センサを用いた場合でも漏油の有無判定に適
用できる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
OFケーブル線路の油量を所定時間毎に油量センサにて
検出し、この検出した油量に基づいて得たデータをニュ
ーラルネットワークに入力し、このニューラルネットワ
ークより出力される判定信号にて漏油の有無を判定する
ようにしたので、漏油の発生を短時間で正確に判定する
ことができる上に微少な漏油であっても迅速に判定する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法に係る漏油判定装置のブロック図で
ある。
【図2】本発明のニューラルネットワークの構造説明図
である。
【図3】本発明のニューラルネットワークの学習結果を
示す出力結果表である。
【図4】油量減少の変化率を変えた場合のニューラルネ
ットワークの出力結果表である。
【図5】ステップ状の実測油量変化に対するニューラル
ネットワークの出力結果表である。
【図6】図4の出力結果に基づく漏油検知予測量表であ
る。
【図7】フロート式油量センサの概略斜視図である。
【図8】OFケーブル線路の年間油量変化を示す実測図
である。
【図9】本発明のニューラルネットワークの出力式を示
す図表である。
【符号の説明】
10 油量センサ 11 データ記憶部 12 演算処理部 13 判定部 14 ニューラルネットワーク 25 制御部 26 計時部
フロントページの続き (72)発明者 坂田 学 宮城県仙台市青葉区一番町三丁目7番1 号 東北電力株式会社内 (72)発明者 安藤 幸樹 神奈川県川崎市川崎区小田栄2丁目1番 1号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 倉田 順 神奈川県川崎市川崎区小田栄2丁目1番 1号 昭和電線電纜株式会社内 (56)参考文献 電力設備の診断装置 電気学会論文誌 B 電力・エネルギー部門誌 112巻7 号 平成4年7月発行 第550〜553頁 項目4 地中送電路 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02G 15/28 H02G 15/26

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 OFケーブル線路の油量を所定時間毎に
    油量センサにて検出し、各検出した油量から所定時間毎の油量減少値、油量減少
    の継続回数及び油量減少の変化率を求め、これら 得られ
    たデータをニューラルネットワークに入力し、該ニュー
    ラルネットワークより出力される判定信号にて漏油の有
    無を判定することを特徴とするOFケーブル線路の漏油
    判定方法。
  2. 【請求項2】 前記油量減少の変化率は、現在及び直前
    に得た油量減少値の比率と、現在及び直前以前に得た油
    量減少値の比率と前記比率との積であることを特徴とす
    る請求項1に記載のOFケーブル線路の漏油判定方法。
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CN111425768B (zh) * 2020-03-31 2022-04-26 长安大学 一种输油管道漏油点与漏油速率的探测方法

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電力設備の診断装置 電気学会論文誌B 電力・エネルギー部門誌 112巻7号 平成4年7月発行 第550〜553頁 項目4 地中送電路

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