JP3462257B2 - 部分放電検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＳＦ6 ガス等の絶縁性
の優れたガスを絶縁媒体としたガス絶縁機器に係わり、
特にその部分放電検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、変電所等を構成する電力機器の
内、絶縁機器については、接地電位にある金属容器内に
高電圧導体を配設し、前記金属容器内に絶縁性能の優れ
たガス、例えば、ＳＦ6 ガスを圧縮充填してなるガス絶
縁機器が採用されることが多い。このガス絶縁機器に充
填されるＳＦ6 ガスは、平等電界のもとでは非常に優れ
た絶縁特性を示すが、不平等電界のもとでは絶縁性が極
端に低下する。

【０００３】このような性質を持つ絶縁性ガスを用いた
ガス絶縁機器において、その容器内の電界分布を乱す原
因としては種々の要因が考えられる。それらの内、主な
要因として、高電圧導体表面の打痕等の欠陥、および組
み立て時あるいは輸送時に内部に混入する金属異物等が
挙げられる。また、組み立てミスによる高電圧導体部の
接触不良、絶縁スペーサにおけるボイド等の欠陥も要因
の１つであると考えられる。

【０００４】これらの要因により、ガス絶縁機器内部に
不平等電界が形成されると、運転時に部分放電が発生
し、ついにはガス絶縁機器内の全路が破壊されるという
重大事態に至る可能性がある。従って、全路破壊に至る
前に部分放電を確実に検出し、全路破壊を未然に防止す
る必要がある。

【０００５】以上のような背景から、ガス絶縁機器内部
に発生する部分放電を検出するための各種の部分放電検
出方法が開発されている。その１つとして、部分放電が
発生し易く、かつノイズが含まれにくいとされる特定周
波数の信号を取り出すことによって部分放電を検出す
る、部分放電検出方法がある。

【０００６】図９は、このような特定周波数の信号を取
り出す部分放電検出方法を適用したガス絶縁機器および
部分放電検出器の一例を示す構成図である。図９に示す
ように、ガス絶縁機器は複数の筒状の金属容器１と、各
金属容器１を電気的に分割する絶縁スペーサ２とを備え
ており、各金属容器１は、絶縁スペーサ２を介して連結
されている。また、金属容器１の内部には、図示してい
ない送電線路に、電気的に接続される高電圧充電部であ
る高電圧導体３が中心軸線上に配設され、絶縁スペーサ
２によって支持されている。なお、金属容器１は、図示
していない接地線によって接地されている。

【０００７】また、絶縁スペーサ２には、検電用の埋設
電極４が設けられ、この埋設電極４と金属容器１との間
には浮遊容量Ｃ２が存在する。そして、この浮遊容量Ｃ
２の両端子、つまり埋設電極４と金属容器１には、信号
引き込み線６を介して部分放電検出器７が接続されてい
る。

【０００８】この部分放電検出器７は、特定周波数の信
号を取り出すフィルタ８と、取り出した信号を増幅する
増幅回路９と、信号のピーク値を検出するピークディテ
クタおよび積分回路１０と、これらの回路を駆動する電
源１１とから構成されている。

【０００９】このように構成された従来の部分放電検出
器７の作用は、次の通りである。すなわち、高電圧導体
３に高電圧が印加されると、高電圧導体３と埋設電極４
の間に存在する浮遊容量Ｃ１と埋設電極４と金属容器１
との間に存在する浮遊容量Ｃ２とが分圧器を構成し、浮
遊容量Ｃ２の両端には分担電圧が発生する。そして、金
属容器１内で部分放電パルス（コロナパルス）が発生す
ると、浮遊容量Ｃ２の分担電圧には、その放電に起因す
る高周波成分（信号）が重畳され、信号引き込み線６を
介して部分放電検出器７に入力される。この部分放電検
出器７においては、以上のような高周波成分を含む信号
から、まず、フィルタ８によって部分放電パルスに相当
する特定周波数信号が取り出され、増幅回路９で増幅さ
れた後、ピークディテクタおよび積分回路１０を介して
外部に出力される。従って、この出力信号により、ガス
絶縁機器内部で部分放電が発生したことを検知すること
ができる。

【００１０】しかしながら、図９に示すような従来の部
分放電検出方法には、次のような問題点がある。すなわ
ち、従来の部分放電検出方法においては、部分放電が発
生し易くかつノイズが含まれにくいとされている特定周
波数の信号を取り出している。しかし、実際に複数の変
電所において収集された多数のデータの分析結果から、
部分放電の周波数特性およびノイズの周波数特性は、変
電所の構成や環境、部分放電検出器の接続位置等によっ
て異なることが認識されつつある。つまり、従来の部分
放電検出方法によって検出された部分放電信号の中に
は、ノイズが含まれている可能性があり、精度の高い部
分放電検出を行うことは難しい。

【００１１】一方、部分放電の波形およびノイズの波形
は変電所や測定点により異なるとはいえ、特定の測定点
でのノイズ周波数分布は数パターンにパターン化できる
ため、このパターンに当てはまらない周波数分布の波形
が測定されたときには、部分放電の波形であると考える
ことができる。しかし、このように測定点毎に異なるノ
イズの周波数分布をパターン化し、入力された周波数分
布からノイズと部分放電を判別するには、部分放電に関
しての豊富な知識が必要である。従って、この様な知識
を有するエキスパートよってのみ、行われえる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなエキスパートによる診断は、エキスパートによる個
人差があったり、知識や経験、再現性等に限界があるた
め、人為的ミスが発生しやすい。特に未知の周波数分布
の診断に際してはこれらの問題点がさらにクローズアッ
プされる。

【００１３】以上のような問題点は、ガス絶縁機器だけ
でなく、絶縁油を封入した接地電位の金属容器内に高電
圧部を接続してなる油入り絶縁機器などの部分放電を同
様の方法で検出する場合にも生じている。

【００１４】そこで、近年、ニューラルネットワーク技
術を応用して、部分放電とノイズを判別する方法が試み
られている。しかし、ニューラルネットワークへの入力
データのための、測定波形の周波数分布からの特徴抽出
方法はいまだに確立されていない。これは、前記エキス
パートによるノイズと部分放電の判別基準の多くは経験
者による判断に委ねられているため、数式化されにくい
こと、ニューラルネットワークへの入力データ数が多い
と学習に膨大な時間を要するため、入力データ数にはあ
る程度の制限があること、等に起因する。

【００１５】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たもので、その目的はノイズに影響されることなく、未
知の放電波形に対しても正確かつ高速に部分放電検出の
可能な、信頼性の高い部分放電検出方法を提供すること
にある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明では以下の手段を提供する。 （１）接地電位にある金属容器内に高電圧部を配設する
と共に、絶縁媒体を封入した絶縁機器の部分放電を検知
する部分放電検出方法において、発生する可能性のあ
る、複数の部分放電波形の周波数特性データと複数のノ
イズ波形の周波数特性データより、周波数に対する累積
値分布を求め、この累積値分布をあらかじめニューラル
ネットワークに学習させておき、前記絶縁機器に発生し
た部分放電又はノイズ波形を検出し、この検出波形から
得られる周波数特性データの累積値分布を前記ニューラ
ルネットワークに入力して、前記検出波形が部分放電と
ノイズの何れであるかを判定する。 （２）接地電位にある金属容器内に高電圧部を配設する
と共に、絶縁媒体を封入した絶縁機器の部分放電を検知
する部分放電検出方法において、発生する可能性のあ
る、複数の部分放電波形の周波数特性データと複数のノ
イズ波形の周波数特性データより、周波数に対する累積
値分布を求め、前記累積値分布は複数位置でそれぞれ発
生し複数位置で検出した複数のデータであって、この累
積値分布をあらかじめニューラルネットワークに学習さ
せておき、前記絶縁機器に発生した部分放電又はノイズ
波形を検出し、この検出波形から得られる周波数特性デ
ータの累積値分布を前記ニューラルネットワークに入力
して、前記検出波形が部分放電とノイズの何れであるか
を判定し、かつ判定された部分放電あるいはノイズの発
生箇所を標定する。 （３）上記（１）又は（２）の手段において、前記部分
放電波形の周波数特性データは、前記絶縁機器に模擬部
分放電信号を注入し、前記模擬部分放電信号を検出する
ことにより得られた周波数特性データを用いる。 （４）上記（３）の手段において、前記模擬部分放電信
号の注入は、前記接地電位にある金属容器に抵抗手段を
介して設置された電極を介して行う。 （５）上記（４）の手段において、前記電極は、前記絶
縁機器の高電圧部を支持する絶縁スペーサ内に埋め込ま
れた接地側電極を用いる。 （６）上記（１）又は（２）のいずれかの手段におい
て、１つの検出位置から得られた周波数特性データの累
積値分布よりの入力データに対応するニューラルネット
ワークの入力層のユニット数を２０〜３０にする。 （７）上記（１）又は（２）のいずれかの手段におい
て、前記絶縁機器は主回路高電圧導体を前記接地電位に
ある金属容器内に絶縁ガスと共に収納したガス絶縁開閉
装置とする。

【００１７】

【作用】本発明における部分放電検出方法は、絶縁機器
内に発生する可能性のある、部分放電波形の周波数特性
データの累積値分布のパターンとノイズ波形の周波数特
性データの累積値分布のパターンの特徴の違いに着目し
ている。

【００１８】上記（１）〜（７）は、次のように作用す
る。前述の多数の累積値分布をあらかじめニューラルネ
ットワークに学習させる。実際に、部分放電あるいはノ
イズが発生したとき、この信号を検出して周波数特性デ
ータの累積値分布を得る。そして、得られた累積値分布
をニューラルネットワークに入力して、検出された信号
波形が部分放電かノイズであるかの判定を行う。

【００１９】本発明における判定は、周波数特性データ
の累積値分布を用いているので、特定周波数でなくスペ
クトラム全体を考慮することができる。従って、変電所
の構成や環境、部分放電の接続位置にかかわらず、ノイ
ズの影響を受けない正確な部分放電検出が可能となる。
さらに、未知の部分放電波形に対しても、ニューラルネ
ットワークを用いているので、特徴抽出を正確に行うこ
とにより、学習させておいたデータに基づいて部分放電
の発生を検出することができる。

【００２０】ニューラルネットワーク学習用データを作
成するにあたり、周波数特性データを累積することによ
って、以下の利点が生じる。すなわち、一時的に発生す
るノイズの影響を吸収することができる、累積値の飽和
の始まる周波数により、高周波数側の減衰の傾向を把握
することができる、ニューラルネットワークへの入力デ
ータ数を調節することができる、等である。ニューラル
ネットワークへの入力データ数を少なくできる理由は、
周波数特性分布よりも累積値分布の方がパターン形状の
変化が少なく、少ない点数で必要な情報を表現できるた
めである。

【００２１】上記（２）では、複数の信号注入位置およ
び複数の検出位置からの周波数特性データの累積値分布
をニューラルネットワークに学習させるので、部分放電
あるいはノイズの発生位置の標定が可能となる。

【００２２】上記（３）より、絶縁機器に模擬部分放電
信号を注入し、信号を検出することによって部分放電波
形の周波数特性データを得ることができる。つまり、ニ
ューラルネットワークの学習用データを得るために、部
分放電波形とノイズ波形の周波数特性データを得なけれ
ばならないが、上記（３）は、前記部分放電波形の周波
数特性データを方法を提供している。なお、ノイズ波形
の周波数特性データは平常運転中の絶縁機器のバックグ
ラウンドノイズを検出することにより得られる。

【００２３】上記（４）より、前記模擬信号の注入手段
として、接地電位にある金属容器に抵抗手段を介して設
置された電極から模擬信号の注入を行う方法を提供す
る。上記（５）より、前記電極は、絶縁スペーサ内に埋
め込まれた接地側電極を利用すれば簡便である。

【００２４】上記（６）より、本発明によるデータ判定
にはそれほど多くのデータを必要とせず、ニューラルネ
ットワークの入力層のユニット数が２０〜３０であって
も十分に機能する。このためパソコンなどの小型のデー
タ処理装置を使用したシステム化が可能である。従っ
て、現地などへの持ち運びが可能であり、実用性に優れ
ている。

【００２５】上記（７）より、本発明は絶縁機器の内、
特にガス絶縁開閉装置に適用される。しかし、本発明
は、これに限定されるものでなく、同様な構成を有する
絶縁機器、例えば絶縁油入り絶縁機器等、の全てに適用
できる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。ま
ず、本発明の一実施例として、ニューラルネットワーク
に学習させるための周波数特性データを得る方法および
部分放電検出の処理手順について説明する。

【００２７】図１は本発明の一実施例に係る部分放電検
出の具体的な処理手順を示すフローチャート、図２はニ
ューラルネットワークに学習させるデータを得るため
に、本実施例の適応対象となるガス絶縁機器とこのガス
絶縁機器に接続した部分放電検出器および模擬部分放電
信号発生器を示す説明図である。図３は部分放電検出器
の構成図、図４は部分放電信号発生器の構成図である。

【００２８】図２において、ガス絶縁機器は、複数個の
筒状の金属容器１を絶縁スペーサ２を介して連結し、各
金属容器１相互間が絶縁スペーサ２により電気的に絶縁
されている。また、金属容器１の内部には、絶縁ガスが
封入されると共に、充電部となる高電圧導体３が中心軸
線上に配設され、絶縁スペーサ２に支持されている。図
２では、１つの金属容器１とその軸方向両端に接続され
る金属容器１との間に介挿される絶縁スペーサ２の右側
を２ａ、左側を２ｂとして示してある。絶縁スペーサ２
ａには埋設電極４ａが埋め込まれ、この埋設電極４ａと
金属容器１に信号引き込み線６を介して部分放電検出器
７が接続され、また絶縁スペーサ２ｂには埋設電極４ｂ
が埋め込まれ、この埋設電極４ｂと金属容器１に信号注
入線１２を介して模擬部分放電信号発生器１３が接続さ
れている。

【００２９】部分放電検出器７は、図３に示すように部
分放電波形あるいはノイズ波形を増幅する増幅器２１
と、検出した波形を周波数分析する周波数分析装置２２
と、部分放電あるいはノイズ波形の周波数特性データを
累積値分布にする累積値分布抽出装置２３と、得られた
累積値分布データを教師データとして学習し、部分放電
の判定を行うニューラルネットワーク２４と、部分放電
かノイズかの判定結果を表示する判定結果表示装置２５
と、これらを駆動する電源１１から構成されている。

【００３０】模擬部分放電信号発生器１３は、図４に示
すように模擬部分放電信号や模擬ノイズ信号を発信制御
する制御回路３３と、水銀リレー３２と、減衰器３１
と、これらを駆動する電源１１から構成されている。

【００３１】次にこのように構成された絶縁機器におい
て、ニューラルネットワークに学習させるための周波数
特性データを得る方法について説明する。模擬部分放電
発生器１３から信号注入線１２を介して模擬部分放電信
号を埋設電極４ｂに注入する。この場合、注入する模擬
部分放電信号は、立ち上がり部の数ｎｓの波形が、ガス
絶縁機器内部で実際に発生する部分放電と同等の波形を
有する信号とする。埋設電極４ｂに注入された模擬部分
放電信号は、埋設電極４ｂと金属容器１との間に存在す
る浮遊容量Ｃ２ｂと、埋設電極４ｂと高電圧導体３との
間に存在する浮遊容量Ｃ１ｂとからなる分圧器を介して
ガス絶縁機器内部に入った後、実際の部分放電信号と同
等の速度で左右へと伝播する。そして、この伝播した信
号は、金属容器１と埋設電極４ａとの間に存在する浮遊
容量Ｃ２ａ、埋設電極４ａと高電圧導体３との間に存在
する浮遊容量Ｃ１ａからなる分圧器を介して浮遊容量Ｃ
２ａの分担電圧に重畳され、信号引き込み線６を介して
部分放電検出器７に入力され、部分放電波形として検出
される。

【００３２】次に、部分放電検出処理手順について図１
を参照して説明する。上記方法で得られた模擬部分放電
信号による部分放電波形の周波数特性データと平常運転
時に測定されたノイズ波形の周波数特性データについ
て、それぞれ累積値分布を求め、この累積値分布を部分
放電、ノイズについてのパターンをそれぞれ部分放電検
出器のニューラルネットワークにあらかじめ学習させて
おく。学習済みの部分放電検出器をガス絶縁機器に接続
し、以下、図１のフローに従って、部分放電検出を行
う。

【００３３】すなわち、ステップＳＴ１において、ガス
絶縁機器に部分放電またはノイズが発生すると、ステッ
プＳＴ２において、その部分放電波形またはノイズ波形
を検出する。次に、ステップＳＴ３において、得られた
検出波形からその周波数特性データの特徴を抽出し、規
格化する。続いてステップＳＴ４において、周波数特性
データの累積値分布のパターン化を行い、検出波形の周
波数特性データの累積値分布のパターンのデータを得
る。さらにステップＳＴ５において、得られたデータを
ニューラルネットワークに入力し、ステップＳＴ６にお
いて、検出波形が部分放電とノイズのいずれによって生
じた波形であるかを判定する。最終的にステップＳＴ７
において、判定結果を表示する。

【００３４】次に、本発明の他の実施例として、複数個
の検出位置から模擬部分放電信号を検出し、部分放電の
発生位置を標定するためのデータ取得方法、および部分
放電の発生位置を標定する方法について説明する。

【００３５】図５は、本実施例の適応対象となるガス絶
縁機器の一部分とこのガス絶縁機器に接続した部分放電
検出器および模擬部分放電信号発生器を示し、ニューラ
ルネットワークに学習させるデータを得る方法を説明す
るための図である。

【００３６】図５において、ガス絶縁機器は、複数個の
筒状の金属容器１を絶縁スペーサ２ａ、２ｂ、２ｃを介
して連結し、各金属容器１相互間が絶縁スペーサ２ａ、
２ｂ、２ｃにより電気的に絶縁されている。また、金属
容器１の内部には、絶縁ガスが封入されると共に、充電
部となる高電圧導体３が絶縁スペーサ２ａ、２ｂ、２ｃ
により支持されている。絶縁スペーサ２ａおよび２ｃに
は埋設電極４ａおよび４ｃがそれぞれ埋め込まれ、信号
引き込み線６ａおよび６ｃを介して部分放電検出器７ａ
および７ｃにそれぞれ接続されている。また、絶縁スペ
ーサ２ｂには埋設電極４ｂが埋め込まれており、信号注
入線１２を介して模擬部分放電信号発生器１３が接続さ
れている。

【００３７】次にこのように構成されたガス絶縁機器に
おいて、ニューラルネットワークに学習させるための周
波数特性データを得る方法について説明する。模擬部分
放電発生器１３から信号注入線１２を介して模擬部分放
電信号を埋設電極４ｂに注入する。この時、注入する模
擬部分放電信号は、立ち上がり部の数ｎｓの波形が、ガ
ス絶縁機器内部で実際に発生する部分放電と同等の波形
を有する信号とする。埋設電極４ｂに注入された模擬部
分放電信号は、埋設電極４ｂと金属容器１との間に存在
する浮遊容量Ｃ２ｂと、埋設電極４ｂと高電圧導体３と
の間に存在する浮遊容量Ｃ１ｂとから構成される分圧器
を介してガス絶縁機器内部に入った後、実際の部分放電
信号と同等の速度で左右へと伝播する。そして、この伝
播した信号の内、図５中、模擬信号発生器１３から右側
に伝播した信号は、金属容器１と埋設電極４ａとの間に
存在する浮遊容量Ｃ２ａ、埋設電極４ａと高電圧導体３
との間に存在する浮遊容量Ｃ１ａからなる分圧器を介し
て浮遊容量Ｃ２ａの分担電圧に重畳され、信号引き込み
線６ａを介して部分放電検出器７ａに入力され、部分放
電波形として検出される。一方、図５中、模擬信号発生
器１３から左側に伝播した信号は、金属容器１と埋設電
極４ｃとの間に存在する浮遊容量Ｃ２ｃ、埋設電極４ｃ
と高電圧導体３との間に存在する浮遊容量Ｃ１ｃからな
る分圧器を介して浮遊容量Ｃ２ｃの分担電圧に重畳さ
れ、信号引き込み線６ｃを介して部分放電検出器７ｃに
入力され、部分放電波形として検出される。

【００３８】続いて、部分放電検出器７ａおよび７ｃで
検出した模擬部分放電信号の波形から周波数特性の累積
値分布のパターンのデータを得て、このデータをニュー
ラルネットワークに学習させる。また、ノイズ波形の周
波数特性の累積値分布のパターンのデータについても、
同様な方法で、多くのデータをニューラルネットワーク
に学習させる。

【００３９】上記の例は、部分放電検出位置が２カ所の
場合で説明したが、部分放電検出位置がさらに多数カ所
の場合でも、また、模擬部分放電波形注入位置が多数カ
所の場合であっても同様な方法で模擬部分放電波形を得
ることができる。

【００４０】次に、上記の方法を用いて得られた模擬部
分放電波形の周波数特性データの累積値分布をパターン
化することにより、部分放電の発生位置を標定できるこ
とを図６〜８を参照して説明する。

【００４１】図６はガス絶縁開閉装置の一例であり、本
発明の方法はこの様な装置に対して実施する。図６にお
いて、ガス絶縁機器は、ガスしゃ断機ＧＣＢと、計器用
変流器ＣＴと、接地装置ＥＳと、断路器ＤＳと、計器用
変圧器ＰＴと、ケーブル接続器ＣＨとからなり、各機器
は絶縁ガスを封入した筒状の金属容器内に絶縁スペーサ
２ｄ〜２ｈに支持されて納められた高電圧導体によりそ
れぞれ接続されている。

【００４２】このようなガス絶縁開閉装置において、絶
縁スペーサ２ｅ、２ｆ、２ｇおよび２ｈの埋設電極に信
号注入線を介して模擬部分放電発生器を接続し、各絶縁
スペーサより模擬部分放電信号を注入し、また絶縁スペ
ーサ２ｄおよび２ｉに部分放電検出器を接続し、模擬部
分放電波形を取り出している。これらの測定結果が図７
である。

【００４３】図７において、（ａ）は模擬部分放電信号
を絶縁スペーサ２ｅから注入した時に、絶縁スペーサ２
ｄに接続した部分放電検出器により測定した部分放電波
形の周波数特性データと、平常時に測定したノイズ波形
の周波数特性データとの差を示したものである。同様
に、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、それぞれ模擬部分
放電信号を絶縁スペーサ２ｆ、２ｇおよび２ｈから注入
した時に、絶縁スペーサ２ｄに接続した部分放電検出器
により測定した部分放電波形の周波数特性データと、平
常時に測定したノイズ波形の周波数特性データとの差を
示している。また、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）および
（ｈ）は、それぞれ模擬部分放電信号を絶縁スペーサ２
ｅ、２ｆ、２ｇおよび２ｈから注入した時に、絶縁スペ
ーサ２ｉに接続した部分放電検出器により測定した部分
放電波形の周波数特性データと、平常時に測定したノイ
ズ波形の周波数特性データとの差を示したものである。
なお、部分放電波形の周波数特性データとノイズ波形の
周波数特性データの差を求めることは、ノイズの影響を
除去するための一般的な方法である。また、周波数特性
の測定においては一定時間ピークホールドした値を測定
している。

【００４４】図７の測定結果より判るように、模擬部分
放電信号の注入箇所と測定箇所の距離が長くなるにした
がって、部分放電信号は高周波側から減衰している現象
が認められる。

【００４５】そこで、これらの周波数特性データを低周
波側から累積した値の分布をグラフ化したのが図８であ
る。図８において、（ａ）は模擬部分信号を絶縁スペー
サ２ｅ、２ｆ、２ｇおよび２ｈから注入した時に、絶縁
スペーサ２ｄに接続した部分放電検出器により測定した
部分放電波形の周波数特性データと、平常時に測定した
ノイズ波形の周波数特性データとの差の、累積値分布を
１つのグラフに示したものである。同様に、（ｂ）は模
擬部分信号を絶縁スペーサ２ｅ、２ｆ、２ｇおよび２ｈ
から注入した時に、絶縁スペーサ２ｉに接続した部分放
電検出器により測定した部分放電波形の周波数特性デー
タと、平常時に測定したノイズ波形の周波数特性データ
との差のうち、値が正のものの累積値分布を示したもの
である。

【００４６】このようなデータを累積しておけば、低周
波数側からの積分値がパターン形状に反映されるため、
一時的に発生するノイズの影響を吸収することができ
る、飽和の始まる周波数により、高周波数側の減衰の傾
向を把握することができる、パターン形状の変化が緩や
かなのでニューラルネットワークへの入力データ数を調
節することができる、等の利点が得られる。

【００４７】以上のような多数カ所の絶縁スペーサから
注入した模擬部分放電信号による部分放電波形の周波数
特性データの累積値分布のデータと、多数個のノイズ波
形の周波数特性データの累積値分布のデータをあらかじ
め学習させたニューラルネットワークを用いて、部分放
電発生位置の標定を行う。この時の処理手順は、前記実
施例と同様であり、図１のフローに従う。

【００４８】すなわち、ステップＳＴ１において、ガス
絶縁機器に部分放電またはノイズが発生すると、ステッ
プＳＴ２において、その部分放電波形またはノイズ波形
を検出する。次に、ステップＳＴ３において、得られた
検出波形からその周波数特性データの特徴を抽出し、規
格化する。続いてステップＳＴ４において、周波数特性
データの累積値分布のパターン化を行い、検出波形の周
波数特性データの累積値分布のパターンのデータを得
る。さらにステップＳＴ５において、得られたデータを
ニューラルネットワークに入力し、ステップＳＴ６にお
いて、検出波形が部分放電とノイズのいずれによって生
じた波形であるかを判定する。さらに、判定結果が部分
放電によるものであったとき、部分放電発生位置を標定
する。最終的にステップＳＴ７において、判定結果を表
示する。

【００４９】以上の実施例で説明したように本発明の方
法によれば、周波数特性データの累積値分布を使用する
ことによって特定周波数のみでなくスペクトラム全体を
考慮しているので、変電所の構成や環境、部分放電検出
器の位置にかかわらず、ノイズの影響を受けない正確な
部分放電検出が可能である。また、未知の周波数特性デ
ータの累積値分布についても、多数個の学習データによ
りあらかじめ学習されているニューラルネットワークに
入力することにより、前記未知の周波数特性データの累
積値分布が部分放電によるものなのか、ノイズによるも
のなのかを、自動的かつ高速に判定できる。さらに、部
分放電の発生位置の標定も、自動的にかつ高速に行う事
ができる。

【００５０】また、ニューラルネットワークの入力層の
ユニット数は３０あれば十分であり、特に２０〜３０の
範囲とすることにより必要な機能を良好に得ることがで
きた。従って、ニューラルネットワークに多くの周波数
特性データの累積値分布を学習させる段階では、ある程
度の時間を要するが、いったん学習させてしまえば、診
断処理時に必要とするデータ量は少ないため、パソコン
などの小型のデータ処理装置を使用したシステム化が可
能である。従って、現地などへの持ち運びが可能である
ため、実用性に優れているという利点もある。

【００５１】本発明は前記実施例に限定されるものでは
なく、付加的に、部分放電波形の周波数特性データの累
積値分布のデータと、部分放電の発生要因との関係をニ
ューラルネットワークに学習させておけば、発生要因の
分析をすることも可能である。

【００５２】また、本発明の方法において、処理手順の
具体的な内容や、使用する具体的な装置などは適宜選択
可能である。さらに、本発明は、ガス絶縁機器だけでな
く、絶縁油を封入した接地電位の金属容器内に高電圧部
を配設してなる油入り絶縁機器などの部分放電を検出す
る方法としても、同様に適用可能であり、同様に優れた
効果を得ることができる。

【００５３】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、複
数個の部分放電波形の周波数特性データの累積値分布
と、複数個のノイズ波形の周波数特性の累積値分布をあ
らかじめ学習させたニューラルネットワークを利用する
ことにより、ガス絶縁機器内で発生した部分放電の検出
を正確かつ高速に行うことが可能であり、未知の部分放
電波形の対しても正確かつ高速に部分放電の検出が可能
な、信頼性の高い部分放電検出方法を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による部分放電検出方法の一実施例にお
ける具体的な処理手順を示すフローチャート。

【図２】本発明による部分放電検出方法の一実施例に利
用するニューラルネットワークに学習させるデータを得
る方法を示す説明図。

【図３】本発明における部分放電検出器の構成図。

【図４】本発明における模擬部分信号発生器の構成図。

【図５】本発明による部分放電検出方法の他の実施例に
利用するニューラルネットワークに学習させるデータを
得る方法を示す説明図。

【図６】本発明の部分放電検出方法の一実施例を適用す
るガス絶縁開閉機器の構成図。

【図７】本発明の部分放電検出方法の一実施例にて得ら
れた、模擬部分放電信号の周波数特性データ。

【図８】本発明の部分放電検出方法の一実施例にて得ら
れた、模擬部分放電信号の周波数特性データの累積値分
布。

【図９】従来の部分放電検出方法を適用したガス絶縁開
閉機器および部分放電検出器の一例を示す構成図。

【符号の説明】

１…金属容器、２、２ａ〜２ｉ…絶縁スペーサ、３…高
電圧導体、４、４ａ〜４ｃ…埋設電極、６、６ａ、６ｃ
…信号引き込み線、７、７ａ、７ｃ…部分放電検出器、
８…フィルタ、９…増幅回路、１０…ピークディテクタ
および積分回路、１１…電源、１２…信号注入線、１３
…模擬部分信号発生器、２１…増幅器、２２…周波数分
析装置、２３…累積値分布抽出装置、２４…ニューラル
ネットワーク、２５…判定結果表示装置、３１…減衰
器、３２…水銀リレー、３３…制御回路、Ｃ１、Ｃ１ａ
〜Ｃ１ｃ…埋設電極と高電圧導体の間の浮遊容量、Ｃ
２、Ｃ２ａ〜Ｃ２ｃ…埋設電極と金属容器の間の浮遊容
量、ＣＨ…ケーブル接続器、ＣＴ…計器用変流器、ＤＳ
…断路器、ＥＳ…接地装置、ＧＣＢ…ガスしゃ断機、Ｐ
Ｔ…計器用変圧器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大木 功 東京都中央区入船一丁目４番10号 東京 電力株式会社システム研究所内 (72)発明者 内田 葉子 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 丸山 志郎 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 平田 賢治 東京都港区芝浦１丁目１番１号 株式会 社東芝本社事務所内 (56)参考文献 特開 平３−259756（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−12880（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−264638（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−2048（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−223871（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−53577（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−74256（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−238370（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−296161（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−35811（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−234015（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−27815（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−313771（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−119104（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−181218（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−2047（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−230067（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−147970（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−85879（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−76472（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01H 9/50 G01R 31/12

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接地電位にある金属容器内に高電圧部を
   配設すると共に、絶縁媒体を封入した絶縁機器の部分放
   電を検知する部分放電検出方法において、 発生する可能性のある、複数の部分放電波形の周波数特
   性データと複数のノイズ波形の周波数特性データより、
   周波数に対する累積値分布を求め、この累積値分布をあ
   らかじめニューラルネットワークに学習させておき、前
   記絶縁機器に発生した部分放電又はノイズ波形を検出
   し、この検出波形から得られる周波数特性データの累積
   値分布を前記ニューラルネットワークに入力して、前記
   検出波形が部分放電とノイズの何れであるかを判定する
   ようにしたことを特徴とする部分放電検出方法。
2. 【請求項２】 接地電位にある金属容器内に高電圧部を
   配設すると共に、絶縁媒体を封入した絶縁機器の部分放
   電を検知する部分放電検出方法において、 発生する可能性のある、複数の部分放電波形の周波数特
   性データと複数のノイズ波形の周波数特性データより、
   周波数に対する累積値分布を求め、前記累積値分布は複
   数位置でそれぞれ発生し複数位置で検出した複数のデー
   タであって、この累積値分布をあらかじめニューラルネ
   ットワークに学習させておき、前記絶縁機器に発生した
   部分放電又はノイズ波形を検出し、この検出波形から得
   られる周波数特性データの累積値分布を前記ニューラル
   ネットワークに入力して、前記検出波形が部分放電とノ
   イズの何れであるかを判定し、かつ判定された部分放電
   あるいはノイズの発生箇所を標定することを特徴とした
   部分放電検出方法。
3. 【請求項３】 前記部分放電波形の周波数特性データ
   は、前記絶縁機器に模擬部分放電信号を注入し、前記模
   擬部分放電信号を検出することにより得られた周波数特
   性データを用いることを特徴とした請求項１又は２記載
   の部分放電検出方法。
4. 【請求項４】 前記模擬部分放電信号の注入は、前記接
   地電位にある金属容器に抵抗手段を介して設置された電
   極を介して行うことを特徴とした請求項３記載の部分放
   電検出方法。
5. 【請求項５】 前記電極は、前記絶縁機器の高電圧部を
   支持する絶縁スペーサ内に埋め込まれた接地側電極を用
   いることを特徴とした請求項４記載の部分放電検出方
   法。
6. 【請求項６】 １つの検出位置から得られた周波数特性
   データの累積値分布よりの入力データに対応するニュー
   ラルネットワークの入力層のユニット数が、２０〜３０
   であることを特徴とした請求項１又は２記載の部分放電
   検出方法。
7. 【請求項７】 前記絶縁機器は主回路高電圧導体を前記
   接地電位にある金属容器内に絶縁ガスと共に収納したガ
   ス絶縁開閉装置であることを特徴とした請求項１又は２
   記載の部分放電検出方法。