JP6633006B2 - 部分放電監視装置および部分放電監視方法 - Google Patents
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Description
特許文献1、2は、上述したように、振幅、周期、周波数帯といった、放電信号の特徴量をもとに放電を判定している。しかしながら、そもそも、信号のどういった物理量が重要かを考察した上で特徴量を決定することは、放電信号がどういったものかを十分承知している専門家にしかできないことが問題である。換言すると、放電の特徴指標を登録する作業に高度な専門的知識が必要であった。
図1は、本発明の実施の形態1における部分放電監視装置の構成図である。本実施の形態1における部分放電監視装置10は、検出センサー20による測定値に基づいて、診断対象である電気機器の絶縁劣化に伴う部分放電の発生の有無を判定し、判定結果を出力する。
パルス信号時間波形X:本来検出したい部分放電信号に相当する時間波形
パルス信号時間波形Y:取り除きたいノイズ信号に相当する時間波形
パルス信号時間波形Z:部分放電信号およびノイズ信号のいずれにも属さない時間波形
<判定手法1>
部分放電が発生した際の信号時間波形が既知の場合には、その波形を放電参照信号として記憶部14にあらかじめ記憶させておくことができる。この場合には、放電判定回路13は、放電参照信号であるか否かを特定するために評価信号抽出回路12で行った相関処理を行うことで、部分放電が発生しているか否かを判定することができる。
放電信号は、電源周期と同期して発生する特徴がある。そこで、放電判定回路13は、評価信号抽出回路12により抽出された複数の放電評価用のパルス信号波形の群れについて包絡線を算出する。さらに、放電判定回路13は、算出した包絡線の周期を特徴量として算出する。
放電判定回路13は、放電評価用のパルス信号波形をD(t)とした場合に、D(t)の時間積分量,D2(t)の時間積分量,あるいはそれらの包絡線の時間積分量を放電の特徴量として算出することができる。さらに、放電判定回路13は、あらかじめ設定された放電判定用閾値を判定値とし、特徴量である放電量が放電判定用閾値以上の場合には、部分放電が発生していると判定することができる。
(1)診断対象と同一電気系統で観測される信号のうち、ノイズ、放電と判明している信号時間波形を、参照信号としてあらかじめ記憶部に記憶させておくことができる。
(2)運転中の診断対象から、放電に伴い生じるパルス状信号を切り出すことができる。同様に、周囲のノイズ源運転中に生じる、ノイズ信号を切り出すことができる。
・運転中の電気設備の部分放電を、ノイズの影響を排して捉えることができる。
・調整のための専門的な知識が少なくて済む。
・現地調整のための機材が少なくて済む。
・運転中に採取した信号を用いて、診断精度を高めることができる。
・必要な演算だけを選択実行できるので、測定にかかる時間を最小化できる。
放電に伴い生じる超音波(空気振動)は、鉄板など密度の高物質を透過しづらい。このため、例えば、高圧盤内部に装置を取り付けた場合、盤の外の空気振動(騒音)の影響を受けにくい。
本実施の形態2では、狭い盤でも取り付け容易な、軽くて組立てやすい構造の検出センサー20を持つ装置について説明する。
Claims (5)
- 診断対象である電気機器の絶縁劣化に伴う部分放電の発生状態を監視する部分放電監視装置であって、
前記絶縁劣化に伴って発生する部分放電音波および部分放電電流の少なくともいずれか一方を観測し、検出信号を出力する検出センサーと、
ノイズと判明している既知の信号時間波形をノイズ参照信号としてあらかじめ記憶する記憶部と、
前記電気機器の運転中に前記検出センサーから出力される検出信号の時間波形を、1以上のパルス信号時間波形に分離する信号分離回路と、
前記1以上のパルス信号時間波形のそれぞれと前記記憶部に記憶された前記ノイズ参照信号との比較から、前記1以上のパルス信号時間波形のそれぞれがノイズ信号であるか否かを特定し、前記1以上のパルス信号時間波形のうち、前記ノイズ信号と特定されたもの以外を放電評価用のパルス信号時間波形として抽出する評価信号抽出回路と、
前記放電評価用のパルス信号波形について、部分放電が発生していることを判断するための特徴量を算出し、前記特徴量とあらかじめ設定された判定値との比較結果に基づいて、部分放電が発生しているか否かを判定する放電判定回路と
を備え、
前記記憶部は、部分放電と判明している既知の信号時間波形について自己相関が1となるように正規化した後の信号を放電参照信号として記憶し、
前記放電判定回路は、抽出した放電評価用のパルス信号時間波形について自己相関が1となるように正規化した後の信号と、前記記憶部に記憶された正規化した後の前記放電参照信号との相関値を前記特徴量として算出し、あらかじめ設定された放電抽出用閾値を前記判定値とし、前記特徴量が前記判定値以上の場合には、部分放電が発生していると判定する
部分放電監視装置。 - 前記記憶部は、ノイズと判明している前記信号時間波形について自己相関が1となるように正規化した後の信号を前記ノイズ参照信号として記憶し、
前記評価信号抽出回路は、前記1以上のパルス信号時間波形のそれぞれについて自己相関が1となるように正規化した後のそれぞれの信号と、前記記憶部に記憶された正規化した後の前記ノイズ参照信号との相関値を算出し、前記1以上のパルス信号時間波形の中で、あらかじめ設定されたノイズ抽出用閾値以上の相関値を有するものを前記ノイズ信号として特定する
請求項1に記載の部分放電監視装置。 - 前記評価信号抽出回路は、前記1以上のパルス信号時間波形の中で、あらかじめ設定したノイズ判定用パルス幅よりも大きいパルス幅を有する波形を、新たにノイズと判明している信号波形として新たに追加し、前記記憶部に記憶されたノイズ参照信号を更新する
請求項1または2に記載の部分放電監視装置。 - 前記放電判定回路は、複数の前記放電評価用のパルス信号波形の包絡線を算出し、さらに、算出した前記包絡線の周期を前記特徴量として算出し、前記電気機器の電源周期を前記判定値とし、前記特徴量である前記包絡線の周期と前記判定値である前記電源周期とが同期している場合には、部分放電が発生していると判定する
請求項1から3のいずれか1項に記載の部分放電監視装置。 - 診断対象である電気機器の絶縁劣化に伴う部分放電の発生状態を監視する部分放電監視装置に設けられたコントローラにより実行される部分放電監視方法であって、
ノイズと判明している既知の信号時間波形をノイズ参照信号としてあらかじめ記憶部に記憶させておく第1ステップと、
前記電気機器の運転中において、前記絶縁劣化に伴って発生する部分放電音波および部分放電電流の少なくともいずれか一方を観測する検出センサーからの出力を検出信号として受信する第2ステップと、
前記第2ステップで受信した検出信号の時間波形を、1以上のパルス信号時間波形に分離する第3ステップと、
前記1以上のパルス信号時間波形のそれぞれと前記記憶部に記憶された前記ノイズ参照信号との比較から、前記1以上のパルス信号時間波形のそれぞれがノイズ信号であるか否かを特定し、前記1以上のパルス信号時間波形のうち、前記ノイズ信号と特定されたもの以外を放電評価用のパルス信号時間波形として抽出する第4ステップと、
前記第4ステップで抽出された前記放電評価用のパルス信号波形について、部分放電が発生していることを判断するための特徴量を算出し、前記特徴量とあらかじめ設定された判定値との比較結果に基づいて、部分放電が発生しているか否かを判定する第5ステップと
を有し、
前記第1ステップにおいて、ノイズあるいは部分放電と判明している既知の信号時間波形についてそれぞれが自己相関が1となるように正規化した後の信号をノイズ参照信号あるいは放電参照信号として前記記憶部に記憶させておき、
前記第4ステップにおいて、第3ステップで分離されたそれぞれのパルス信号時間波形についてそれぞれの自己相関が1となるように正規化した後の信号と、記憶部に記憶された正規化した後のノイズ参照信号との相関値を特徴量として算出し、あらかじめ設定されたノイズ抽出用閾値を判定値とし、特徴量が判定値以上の場合には、当該パルス信号時間波形がノイズであると特定し、
前記第5ステップにおいて、前記第4ステップで抽出された放電評価用のパルス信号時間波形について自己相関が1となるように正規化した後の信号と、前記記憶部に記憶された正規化した後の前記放電参照信号との相関値を前記特徴量として算出し、あらかじめ設定された放電抽出用閾値を前記判定値とし、前記特徴量が前記判定値以上の場合には、部分放電が発生していると判定する
部分放電監視方法。
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