JP6821495B2 - Partial discharge measurement system and partial discharge measurement method - Google Patents

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本発明は、高電圧機器の絶縁劣化を診断する部分放電計測システムに関する。 The present invention relates to a partial discharge measurement system for diagnosing insulation deterioration of high voltage equipment.
生産設備や産業用機械を駆動するために組み込まれた高電圧機器(例えば、モータ)が突発故障を起こすと、計画外の修理や部品交換作業が必要になり、生産設備の稼動を中止することもありうる。生産設備を停止させる計画的な診断によってモータの劣化具合を把握することは可能であるが、モータを停止させることで生産設備の稼働率が低下する。生産設備を運転中に診断すると稼働率の低下を防ぐことができるため、運転中のモータを診断する技術へのニーズが高まっている。高電圧モータの故障の約25%が絶縁劣化に起因していることから、絶縁劣化を診断する技術の開発が進められている。高電圧モータでは、部分放電の計測によって得られる部分放電パターンと呼ばれる印加電圧の位相に対する放電電荷量の分布から、モータの内部の局所的な絶縁劣化を診断する。モータの絶縁劣化の診断では、部分放電の発生位置と発生要因(部分放電の種類)を特定することが重要である。 If a high-voltage device (for example, a motor) built in to drive a production facility or industrial machine suddenly fails, unplanned repair or parts replacement work is required, and the operation of the production facility is stopped. There can also be. Stopping the production equipment It is possible to grasp the degree of deterioration of the motor by a planned diagnosis, but stopping the motor reduces the operating rate of the production equipment. Since it is possible to prevent a decrease in the operating rate by diagnosing a production facility during operation, there is an increasing need for a technique for diagnosing an operating motor. Since about 25% of high-voltage motor failures are caused by insulation deterioration, the development of a technique for diagnosing insulation deterioration is underway. In a high-voltage motor, local insulation deterioration inside the motor is diagnosed from the distribution of the amount of discharge charge with respect to the phase of the applied voltage, which is called the partial discharge pattern obtained by measuring the partial discharge. In diagnosing deterioration of motor insulation, it is important to identify the location and cause of partial discharge (type of partial discharge).
部分放電の発生位置を特定する従来技術には、例えば、特許文献1に記載のケーブルの部分放電測定方法がある。このケーブルの部分放電測定方法では、電力ケーブルに複数の検出インピーダンス回路を設け、検出インピーダンス回路で検出した部分放電信号(部分放電パルス)から2つ以上の高周波成分の信号を取り出し、この信号のうち周波数帯域の低い信号により部分放電の発生を測定し、周波数帯域の高い信号の減衰量によりその発生位置を評定する。 As a conventional technique for specifying a position where a partial discharge occurs, for example, there is a method for measuring a partial discharge of a cable described in Patent Document 1. In the partial discharge measurement method of this cable, a plurality of detection impedance circuits are provided in the power cable, and signals of two or more high frequency components are extracted from the partial discharge signals (partial discharge pulses) detected by the detection impedance circuits, and among these signals, The occurrence of partial discharge is measured by a signal with a low frequency band, and the position of occurrence is evaluated by the amount of attenuation of the signal with a high frequency band.
特開平4−353775号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-353775
モータなどの高電圧の電気機器(高電圧機器)の絶縁劣化の診断では、部分放電の発生位置と発生要因(部分放電の種類)を特定することが重要である。部分放電は、複数の位置で発生したり複数の要因により発生したりすることがあるため、発生位置と発生要因が異なる部分放電信号を互いに区別する必要がある。部分放電が複数の位置で発生したり複数の要因により発生したりしても、部分放電信号を発生位置と発生要因に応じて判別できれば、部分放電の発生位置と発生要因を特定することができる。特許文献1に記載の技術など従来の技術では、複数の部分放電信号を発生位置と発生要因に応じて判別することが困難であるため、複数の位置と要因で発生した部分放電の発生位置と発生要因を特定するのが困難である。 In diagnosing insulation deterioration of high-voltage electrical equipment (high-voltage equipment) such as motors, it is important to identify the location and cause of partial discharge (type of partial discharge). Since partial discharge may occur at a plurality of positions or due to a plurality of factors, it is necessary to distinguish the partial discharge signals having different generation positions and generation factors from each other. Even if the partial discharge occurs at a plurality of positions or due to a plurality of factors, if the partial discharge signal can be determined according to the generation position and the generation factor, the partial discharge generation position and the generation factor can be specified. .. With conventional techniques such as the technique described in Patent Document 1, it is difficult to discriminate a plurality of partial discharge signals according to the generation position and the generation factor. Therefore, the position where the partial discharge occurs due to the plurality of positions and factors It is difficult to identify the cause.
本発明の目的は、高電圧機器の絶縁劣化の診断において、部分放電の発生位置と発生要因を特定するのに用いることができる部分放電計測システムと部分放電計測方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a partial discharge measurement system and a partial discharge measurement method that can be used to identify the occurrence position and the cause of partial discharge in the diagnosis of insulation deterioration of a high voltage device.
本発明による部分放電計測システムは、電気機器の部分放電に起因する電流を計測して前記部分放電の電流波形を取得する電流波形計測部と、前記電流波形の周波数と前記電流波形の振幅の時間変化から求めた前記電流波形の減衰特性とによる前記電流波形の分布を示す分布データを作成し、前記分布データを用いて前記周波数と前記減衰特性とによって分けられた前記電流波形のグループごとに、前記グループに属する前記電流波形に基づいて、前記部分放電の発生位置と発生要因を特定する判定部とを備える。 The partial discharge measurement system according to the present invention includes a current waveform measuring unit that measures a current caused by a partial discharge of an electric device and acquires a current waveform of the partial discharge, and a time of the frequency of the current waveform and the amplitude of the current waveform. Distribution data showing the distribution of the current waveform based on the attenuation characteristics of the current waveform obtained from the change is created, and the distribution data is used for each group of the current waveforms divided by the frequency and the attenuation characteristics. Based on the current waveform belonging to the group, it is provided with a determination unit for identifying the generation position and the generation factor of the partial discharge.
本発明によると、高電圧機器の絶縁劣化の診断において、部分放電の発生位置と発生要因を特定するのに用いることができる部分放電計測システムと部分放電計測方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a partial discharge measurement system and a partial discharge measurement method that can be used to identify the occurrence position and the cause of partial discharge in the diagnosis of insulation deterioration of a high voltage device.
本発明の実施例1による部分放電計測システムの構成を示す概略図。The schematic which shows the structure of the partial discharge measurement system according to Example 1 of this invention. 部分放電計測システムの電流波形計測部の構成図。The block diagram of the current waveform measurement part of a partial discharge measurement system. 電流波形計測部の計測器が取得する電流波形の例を示す図。The figure which shows the example of the current waveform acquired by the measuring instrument of the current waveform measuring part. 図3に示した電流波形に各周期におけるピークを示した図。The figure which showed the peak in each cycle in the current waveform shown in FIG. 減衰特性取得部が計算して取得した、電流波形の減衰特性の例を示す図。The figure which shows the example of the attenuation characteristic of the current waveform calculated and acquired by the attenuation characteristic acquisition part. 判定部が作成した分布データによる、周波数と減衰率による電流信号の分布図の例を示す図。The figure which shows the example of the distribution map of the current signal by frequency and attenuation factor by the distribution data created by a judgment part. 本発明の実施例2において、電流波形計測部の計測器が取得する電流波形の例を示す図。The figure which shows the example of the current waveform acquired by the measuring instrument of the current waveform measuring part in Example 2 of this invention. 本発明の実施例2による部分放電計測システムの構成を示す概略図。The schematic diagram which shows the structure of the partial discharge measurement system according to Example 2 of this invention. 本発明の実施例3による部分放電計測システムの構成を示す概略図。The schematic which shows the structure of the partial discharge measurement system according to Example 3 of this invention. 本発明の実施例4において、判定部が作成した分布データによる、周波数と減衰率と部分放電の発生頻度による電流信号の分布図の例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing an example of a distribution diagram of a current signal according to frequency, attenuation rate, and frequency of occurrence of partial discharge based on distribution data created by a determination unit in Example 4 of the present invention. 本発明の実施例5において、判定部が作成した分布データによる、周波数と減衰率による電流信号の分布図であり、電流信号のグループの境界が不明確な分布図の例を示す図。FIG. 5 is a distribution diagram of a current signal based on a frequency and an attenuation factor based on distribution data created by a determination unit in Example 5 of the present invention, showing an example of a distribution diagram in which the boundary between groups of current signals is unclear. 本発明の実施例5において、作業者が分けたグループに属する電流信号についての部分放電パターンの例。In Example 5 of the present invention, an example of a partial discharge pattern for a current signal belonging to a group divided by an operator. 本発明の実施例5において、作業者が分けた別のグループに属する電流信号についての部分放電パターンの例。In Example 5 of the present invention, an example of a partial discharge pattern for a current signal belonging to another group divided by an operator. 本発明の実施例6において、判定部が作成した分布データによる、周波数と減衰率による電流信号の分布図であり、ノイズによる電流信号についての分布図の例を示す図。FIG. 6 is a distribution diagram of a current signal based on frequency and attenuation rate based on distribution data created by a determination unit in Example 6 of the present invention, and is a diagram showing an example of a distribution diagram of a current signal due to noise. 断続的に発生する電源のノイズの電流波形の例を示す図。The figure which shows the example of the current waveform of the noise of a power source which occurs intermittently. 電磁ノイズの電流波形の例を示す図。The figure which shows the example of the current waveform of electromagnetic noise.
本発明による部分放電計測システムと部分放電計測方法では、運転中の高電圧機器(例えば、モータや発電機などの回転機、変圧器、及びケーブルなどの電気機器)に流れる電流を計測することによって、絶縁劣化の状態を表す指標となる部分放電に起因する電流信号を計測し、この電流信号を電流波形の特徴量(例えば、周波数と振幅変化)によってグループに分ける。部分放電の発生位置と発生要因は、このグループごとに特定できる。複数の位置と要因で発生した部分放電についても、このグループ分けによって、それぞれの発生位置と発生要因を特定することができる。 In the partial discharge measurement system and the partial discharge measurement method according to the present invention, the current flowing through a high-voltage device during operation (for example, a rotating device such as a motor or a generator, a transformer, and an electric device such as a cable) is measured. , The current signal caused by the partial discharge, which is an index indicating the state of insulation deterioration, is measured, and this current signal is divided into groups according to the characteristic amount of the current waveform (for example, frequency and amplitude change). The location and cause of partial discharge can be specified for each group. Even for partial discharges generated at a plurality of positions and factors, the respective generation positions and factors can be specified by this grouping.
以下、本発明の実施例による部分放電計測システムと部分放電計測方法を説明する。以下の実施例では、高電圧機器としてモータを診断する例を示す。 Hereinafter, the partial discharge measurement system and the partial discharge measurement method according to the embodiment of the present invention will be described. In the following examples, an example of diagnosing a motor as a high voltage device is shown.
図1は、本発明の実施例1による部分放電計測システムの構成を示す概略図である。本実施例による部分放電計測システムは、電流波形計測部101、特徴量抽出部102、減衰特性取得部103、判定部104、及び表示部105を備える。電流波形計測部101は、高電圧機器を流れる電流(部分放電に起因する電流を含む)を計測して部分放電の電流波形(電流信号)を取得する。特徴量抽出部102は、電流波形計測部101が取得した電流波形の周波数と振幅の時間変化(振幅変化)とを電流波形の特徴量として抽出して取得する。減衰特性取得部103は、特徴量抽出部102が取得した振幅変化から電流波形の減衰特性(例えば、減衰率)を計算して求める。判定部104は、特徴量抽出部102が取得した電流波形の周波数と減衰特性取得部103が求めた電流波形の減衰特性とから、電流波形の分布データを作成する。表示部105は、判定部104に接続され、判定部104から出力された情報を表示するモニタである。部分放電計測システムの作業者は、表示部105に表示された情報を参照して、インターフェースを介して、部分放電計測システムを操作したり、部分放電計測システムに入力作業を行ったりすることができる。 FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a partial discharge measurement system according to a first embodiment of the present invention. The partial discharge measurement system according to this embodiment includes a current waveform measurement unit 101, a feature amount extraction unit 102, an attenuation characteristic acquisition unit 103, a determination unit 104, and a display unit 105. The current waveform measuring unit 101 measures the current (including the current caused by the partial discharge) flowing through the high-voltage device and acquires the current waveform (current signal) of the partial discharge. The feature amount extraction unit 102 extracts and acquires the frequency and the temporal change (amplitude change) of the current waveform acquired by the current waveform measurement unit 101 as the feature amount of the current waveform. The attenuation characteristic acquisition unit 103 calculates and obtains the attenuation characteristic (for example, attenuation rate) of the current waveform from the amplitude change acquired by the feature amount extraction unit 102. The determination unit 104 creates current waveform distribution data from the frequency of the current waveform acquired by the feature amount extraction unit 102 and the attenuation characteristic of the current waveform obtained by the attenuation characteristic acquisition unit 103. The display unit 105 is a monitor connected to the determination unit 104 and displaying the information output from the determination unit 104. The operator of the partial discharge measurement system can operate the partial discharge measurement system or perform input work to the partial discharge measurement system via the interface by referring to the information displayed on the display unit 105. ..
図2は、電流波形計測部101の構成図である。電流波形計測部101は、高電圧機器に設置されて高電圧機器を流れる電流を検出する電流センサ201と、電流センサ201から電流波形を取得する計測器202を備える。 FIG. 2 is a configuration diagram of the current waveform measuring unit 101. The current waveform measuring unit 101 includes a current sensor 201 that is installed in the high-voltage device and detects the current flowing through the high-voltage device, and a measuring instrument 202 that acquires the current waveform from the current sensor 201.
電流センサ201は、電源203からモータ204に電力を供給する給電線205a、205b、205cに設置され、給電線205a〜205cに流れる電流の信号を検出する。電流センサ201は、図2では1つの給電線205cに設置されているが、給電線205a〜205cのうちの1つまたは複数に設置できる。電流センサ201には、例えば、貫通型電流センサ、クランプ型電流センサ、分割型電流センサ、及び磁気光学効果を用いた光ファイバセンサを使用することができ、使用するセンサの種類は限定しない。 The current sensor 201 is installed on the feeder lines 205a, 205b, 205c for supplying electric power from the power supply 203 to the motor 204, and detects a signal of the current flowing through the feeder lines 205a to 205c. Although the current sensor 201 is installed on one feeder line 205c in FIG. 2, it can be installed on one or more of the feeder lines 205a to 205c. As the current sensor 201, for example, a penetration type current sensor, a clamp type current sensor, a split type current sensor, and an optical fiber sensor using a magnetic optical effect can be used, and the type of sensor used is not limited.
計測器202は、電流センサ201が検出した電流信号の時系列データを電流波形として取得する。計測器202は、電気回路(電子回路を含む)を用いて構成してもよく、コンピュータを用いて構成してもよい。 The measuring instrument 202 acquires time-series data of the current signal detected by the current sensor 201 as a current waveform. The measuring instrument 202 may be configured by using an electric circuit (including an electronic circuit), or may be configured by using a computer.
図3は、電流波形計測部101の計測器202が取得する電流波形301の例を示す図である。計測器202は、図3に示すような電流波形301をデジタルデータとして取得し、取得した電流波形301のデータを特徴量抽出部102に出力する。 FIG. 3 is a diagram showing an example of the current waveform 301 acquired by the measuring instrument 202 of the current waveform measuring unit 101. The measuring instrument 202 acquires the current waveform 301 as shown in FIG. 3 as digital data, and outputs the acquired current waveform 301 data to the feature amount extraction unit 102.
計測器202が電流波形301のデータを特徴量抽出部102に出力する方法は、任意である。例えば、有線通信で送信しても無線通信で送信してもよい。また、電話回線やインターネット回線を利用することで、計測器202は、モータ204から遠く離れた遠隔地にある特徴量抽出部102にデータを出力することができ、特徴量抽出部102は、遠隔地でデータを解析することができる。 The method in which the measuring instrument 202 outputs the data of the current waveform 301 to the feature amount extraction unit 102 is arbitrary. For example, it may be transmitted by wired communication or wireless communication. Further, by using a telephone line or an internet line, the measuring instrument 202 can output data to the feature amount extraction unit 102 located at a remote location far away from the motor 204, and the feature amount extraction unit 102 can remotely output the data. Data can be analyzed on the ground.
さらに、電流波形計測部101は、部分放電に起因する電圧信号の波形(電圧波形)を取得することもできる。電圧波形は、例えば、電圧センサを給電線205a〜205cに設置する方法、電流波形計測部101が取得した電流波形301から推定する方法、または電流センサ201で電圧も検出する(電流に応じた電圧を検出する)方法などにより、取得することができる。 Further, the current waveform measuring unit 101 can also acquire a waveform (voltage waveform) of a voltage signal caused by partial discharge. The voltage waveform is, for example, a method of installing a voltage sensor on the feeding lines 205a to 205c, a method of estimating from the current waveform 301 acquired by the current waveform measuring unit 101, or a method of detecting the voltage with the current sensor 201 (voltage corresponding to the current). Can be obtained by a method (detecting) or the like.
次に、特徴量抽出部102について説明する。特徴量抽出部102は、計測器202が出力した電流波形301の周波数と振幅変化を、電流波形301の特徴量として取得する。特徴量抽出部102は、電気回路(電子回路を含む)を用いて構成してもよく、コンピュータを用いて構成してもよい。 Next, the feature amount extraction unit 102 will be described. The feature amount extraction unit 102 acquires the frequency and amplitude change of the current waveform 301 output by the measuring instrument 202 as the feature amount of the current waveform 301. The feature amount extraction unit 102 may be configured by using an electric circuit (including an electronic circuit) or may be configured by using a computer.
図4は、図3に示した電流波形301に、各周期におけるピーク401a、401b、401c、401dを示した図である。ピーク401a〜401dの電流値は、電流波形301の振幅の値を与える。 FIG. 4 is a diagram showing peaks 401a, 401b, 401c, and 401d in each period in the current waveform 301 shown in FIG. The current values of the peaks 401a to 401d give the amplitude values of the current waveform 301.
特徴量抽出部102が電流波形301の周波数を求める方法は、任意であり、例えば、FFTによる周波数成分分析を利用してもよく、電流波形301のピーク401a〜401dの時間間隔から計算してもよい。 The method by which the feature amount extraction unit 102 obtains the frequency of the current waveform 301 is arbitrary. For example, frequency component analysis by FFT may be used, or calculation may be performed from the time intervals of peaks 401a to 401d of the current waveform 301. Good.
特徴量抽出部102は、例えば次のようにして、電流波形301の振幅変化(振幅の時間変化量)を求めることができる。モータの部分放電のような瞬間的なパルス信号に起因する電流波形301は、図4に示すように、徐々に減衰しながら伝播する。特徴量抽出部102は、電流波形301のピーク401a〜401dの電流値を取得して、振幅の時間変化量を求める。 The feature amount extraction unit 102 can obtain the amplitude change (amplitude time change amount) of the current waveform 301, for example, as follows. As shown in FIG. 4, the current waveform 301 caused by the instantaneous pulse signal such as the partial discharge of the motor propagates while gradually being attenuated. The feature amount extraction unit 102 acquires the current values of the peaks 401a to 401d of the current waveform 301, and obtains the amount of time change of the amplitude.
次に、減衰特性取得部103について説明する。減衰特性取得部103は、特徴量抽出部102が取得した振幅変化から電流波形の減衰特性(例えば、減衰率)を計算して取得する。減衰特性取得部103は、電気回路(電子回路を含む)を用いて構成してもよく、コンピュータを用いて構成してもよい。 Next, the damping characteristic acquisition unit 103 will be described. The attenuation characteristic acquisition unit 103 calculates and acquires the attenuation characteristic (for example, attenuation rate) of the current waveform from the amplitude change acquired by the feature amount extraction unit 102. The attenuation characteristic acquisition unit 103 may be configured by using an electric circuit (including an electronic circuit), or may be configured by using a computer.
以下では、一例として、電流の振幅の対数減衰率を電流波形の減衰特性とする。なお、振幅の減少量を電流波形の減衰特性としてもよい。 In the following, as an example, the logarithmic decrement of the current amplitude is used as the attenuation characteristic of the current waveform. The amount of decrease in amplitude may be used as the attenuation characteristic of the current waveform.
図5は、減衰特性取得部103が取得した、電流波形の減衰特性の例を示す図である。図5には、3つの異なる電流信号(電流波形)の減衰特性を表す直線501、502、503(対数減衰率を表す直線501、502、503)を示した。例えば、図4に示したピーク401a、401b、401c、401dの電流値(振幅)の対数を取って時間順に並べると、図5に示した点501a、501b、501c、501dが得られ、これらの点501a〜501dを通る直線501の傾きが、電流の振幅の対数減衰率、すなわち電流波形301の減衰特性である。 FIG. 5 is a diagram showing an example of the attenuation characteristic of the current waveform acquired by the attenuation characteristic acquisition unit 103. FIG. 5 shows straight lines 501, 502, 503 (straight lines 501, 502, 503 representing the logarithmic decrement) representing the attenuation characteristics of three different current signals (current waveforms). For example, when the logarithms of the current values (amplitudes) of the peaks 401a, 401b, 401c, and 401d shown in FIG. 4 are taken and arranged in chronological order, the points 501a, 501b, 501c, and 501d shown in FIG. 5 are obtained. The slope of the straight line 501 passing through the points 501a to 501d is the logarithmic decrement of the amplitude of the current, that is, the attenuation characteristic of the current waveform 301.
次に、判定部104について説明する。判定部104は、特徴量抽出部102が取得した電流波形の周波数と、減衰特性取得部103が取得した電流波形の減衰特性(減衰率)とから、周波数と減衰特性(減衰率)による電流波形(電流信号)の分布を示す分布データを作成する。判定部104は、作成した電流信号の分布データを表示部105に出力することができる。また、判定部104は、この分布データから、周波数と減衰特性(減衰率)による電流波形(電流信号)の分布図を作成し、この電流信号の分布図を表示部105に出力することができる。判定部104は、電気回路(電子回路を含む)を用いて構成してもよく、コンピュータを用いて構成してもよい。 Next, the determination unit 104 will be described. The determination unit 104 uses the frequency of the current waveform acquired by the feature amount extraction unit 102 and the attenuation characteristic (attenuation rate) of the current waveform acquired by the attenuation characteristic acquisition unit 103 to determine the current waveform based on the frequency and the attenuation characteristic (attenuation rate). Create distribution data showing the distribution of (current signal). The determination unit 104 can output the created current signal distribution data to the display unit 105. Further, the determination unit 104 can create a distribution map of the current waveform (current signal) based on the frequency and the attenuation characteristic (attenuation rate) from the distribution data, and output the distribution map of the current signal to the display unit 105. .. The determination unit 104 may be configured by using an electric circuit (including an electronic circuit) or may be configured by using a computer.
図6は、判定部104が作成した分布データによる、周波数fと減衰率ζによる電流信号の分布図の例を示す図である。図6には、複数の異なる電流信号(電流波形)が、周波数fと減衰率ζにより、3つのグループ601、602、603に分けられた分布図を示している。図6の分布図において、グループ601は、周波数fと減衰率ζがともに小さい電流信号のグループであり、グループ602は、周波数fと減衰率ζがともに大きい電流信号のグループであり、グループ603は、周波数fが大きく減衰率ζが小さい電流信号のグループである。 FIG. 6 is a diagram showing an example of a distribution diagram of a current signal with a frequency f and an attenuation factor ζ based on the distribution data created by the determination unit 104. FIG. 6 shows a distribution diagram in which a plurality of different current signals (current waveforms) are divided into three groups 601, 602, and 603 according to the frequency f and the attenuation factor ζ. In the distribution diagram of FIG. 6, group 601 is a group of current signals having a small frequency f and an attenuation factor ζ, group 602 is a group of current signals having a large frequency f and an attenuation factor ζ, and group 603 is a group of current signals. , A group of current signals with a large frequency f and a small attenuation factor ζ.
グループ601の電流信号とグループ602の電流信号とグループ603の電流信号は、部分放電の電流信号であり、部分放電の発生位置と発生要因がグループ内では同じであるが、他のグループとは異なる。すなわち、電流信号は、部分放電の発生位置と発生要因に応じて、異なるグループに分けられる。部分放電の発生位置と発生要因が同じであれば、電流信号は、分布図の中で近い位置に分布し、同じグループに入れられる。 The current signal of group 601 and the current signal of group 602 and the current signal of group 603 are the current signals of partial discharge, and the position and factor of occurrence of partial discharge are the same in the group, but different from other groups. .. That is, the current signal is divided into different groups according to the position where the partial discharge is generated and the factor which causes the partial discharge. If the position where the partial discharge occurs and the cause of the partial discharge are the same, the current signals are distributed at close positions in the distribution map and put into the same group.
判定部104は、分布データ(分布図)と周波数fの閾値範囲Rfと減衰率ζの閾値範囲Rζを用いて、複数の電流信号をグループに分けることができる。閾値範囲Rfと閾値範囲Rζは、任意の方法で予め定めることができる。判定部104は、複数の電流信号のうち、互いに周波数fが閾値範囲Rf以内にあり、かつ減衰率ζが閾値範囲Rζ以内にある電流信号を、1つのグループに入れる。例えば、図6において、グループ601に属する電流信号は、互いの周波数fの差が閾値範囲Rf以下であり、かつ互いの減衰率ζの差が閾値範囲Rζ以下であるが、グループ602とグループ603に属する電流信号に対しては、周波数fの差が閾値範囲Rfより大きいことと減衰率ζの差が閾値範囲Rζより大きいことのうち少なくとも一方の関係を満たす。 The determination unit 104 can divide a plurality of current signals into groups by using the distribution data (distribution map), the threshold range Rf of the frequency f, and the threshold range Rζ of the attenuation rate ζ. The threshold range Rf and the threshold range Rζ can be predetermined by any method. The determination unit 104 puts current signals having a frequency f within the threshold range Rf and an attenuation factor ζ within the threshold range Rζ among the plurality of current signals into one group. For example, in FIG. 6, the current signals belonging to the group 601 have a difference in frequency f between the two in the threshold range Rf or less and a difference in the attenuation rate ζ between the two in the threshold range Rζ or less, but the group 602 and the group 603 For the current signal belonging to, at least one of the relationship that the difference in frequency f is larger than the threshold range Rf and the difference in attenuation factor ζ is larger than the threshold range Rζ is satisfied.
複数の電流信号をグループに分けるのは、作業者が、表示部105に出力された分布図を参照しながら実施することもできる。作業者は、分布図に表示された電流信号の分布を基に、どの電流信号がグループを形成しているかを判断し、インターフェースを介して電流信号をグループに分ける。 The operator can also divide the plurality of current signals into groups while referring to the distribution map output to the display unit 105. The operator determines which current signals form a group based on the distribution of the current signals displayed on the distribution map, and divides the current signals into groups via the interface.
判定部104は、電流信号のグループ(どの電流信号がどのグループに属するのか)を表示部105に出力することができる。 The determination unit 104 can output a group of current signals (which current signal belongs to which group) to the display unit 105.
判定部104は、電流信号のグループごとに、既存の技術を用いて、部分放電の発生位置と発生要因を特定することができる。部分放電の発生位置と発生要因の特定は、例えば、次のようにすることができる。 The determination unit 104 can identify the occurrence position and the cause of the partial discharge for each group of current signals by using the existing technique. The position where the partial discharge is generated and the cause of the partial discharge can be specified, for example, as follows.
判定部104は、規格IEC60034−27−2の部分放電パターン(部分放電の、電圧波形の位相に対する放電電荷量の分布図)の形状を表す点のデータを保持している、またはこのデータを保持した記憶装置に接続されているとする。この規格には、部分放電が発生するモータの部位(部分放電の発生位置)と発生要因(部分放電の種類)ごとに、部分放電パターンが示されている。 The determination unit 104 holds data of points representing the shape of the partial discharge pattern (distribution diagram of the amount of discharge charge with respect to the phase of the voltage waveform of the partial discharge) of the standard IEC60043-27-2, or holds this data. It is assumed that it is connected to the stored device. In this standard, a partial discharge pattern is shown for each part (position where partial discharge occurs) and a factor (type of partial discharge) of the motor where partial discharge occurs.
判定部104は、電流信号のグループごとに、電流信号から放電電荷量を求めて、電流波形計測部101が計測した電流信号についての部分放電パターンのデータを求め、計測により得られたこの部分放電パターンのデータと規格IEC60034−27−2の部分放電パターンのデータとを比較する。判定部104は、電流信号のグループごとに、規格IEC60034−27−2の部分放電パターンの中から、計測による部分放電パターンに最も特徴が近いものを選択し、選択した規格IEC60034−27−2の部分放電パターンについての部分放電の発生位置と発生要因を、計測した部分放電の発生位置と発生要因とする。判定部104は、このようにして、電流信号のグループごとに、グループに属する電流信号(電流波形)に基づいて、部分放電の発生位置と発生要因を特定することができる。 The determination unit 104 obtains the amount of discharge charge from the current signal for each group of current signals, obtains the data of the partial discharge pattern for the current signal measured by the current waveform measurement unit 101, and obtains this partial discharge obtained by the measurement. The pattern data is compared with the partial discharge pattern data of standard IEC6004-227-2. The determination unit 104 selects, from the partial discharge patterns of the standard IEC60043-27-2, the one having the closest characteristics to the measured partial discharge pattern for each group of current signals, and selects the selected standard IEC6004-227-2. Let the partial discharge occurrence position and the cause of the partial discharge pattern be the measured partial discharge occurrence position and the cause. In this way, the determination unit 104 can identify the generation position and the generation factor of the partial discharge for each group of current signals based on the current signal (current waveform) belonging to the group.
判定部104は、計測により得られた部分放電パターンを表示部105に出力することができる。また、判定部104は、規格IEC60034−27−2の部分放電パターンの形状を表す点のデータから、規格IEC60034−27−2の部分放電パターンを表示部105に出力することができる。 The determination unit 104 can output the partial discharge pattern obtained by the measurement to the display unit 105. Further, the determination unit 104 can output the partial discharge pattern of the standard IEC60043-27-2 to the display unit 105 from the data of the points representing the shape of the partial discharge pattern of the standard IEC60043-27-2.
部分放電の発生位置と発生要因の特定は、作業者が行うこともできる。作業者は、電流信号のグループごとに、表示部105に出力された計測による部分放電パターンと、規格IEC60034−27−2の部分放電パターンとを比較し、規格IEC60034−27−2の部分放電パターンの中から、計測による部分放電パターンに最も特徴が近いものを選択し、選択した規格IEC60034−27−2の部分放電パターンについての部分放電の発生位置と発生要因を、計測した部分放電の発生位置と発生要因とする。作業者は、このようにして、電流信号のグループごとに、部分放電の発生位置と発生要因を特定することができる。 The operator can also identify the position and the cause of the partial discharge. The operator compares the measured partial discharge pattern output to the display unit 105 with the partial discharge pattern of the standard IEC6004-227-2 for each group of current signals, and compares the partial discharge pattern of the standard IEC60043-27-2 with the partial discharge pattern of the standard IEC6004-227-2. From among these, select the one that has the closest characteristics to the measured partial discharge pattern, and measure the partial discharge occurrence position and the cause of the partial discharge pattern of the selected standard IEC600345-27-2. And the cause of occurrence. In this way, the operator can identify the position and the cause of the partial discharge for each group of current signals.
以上に説明した部分放電の発生位置と発生要因の特定は、部分放電は、高電圧機器の種類や発生位置(絶縁劣化の場所)や発生要因により固有の部分放電パターンを持つ、という性質を利用するものである。すなわち、部分放電パターンが分かれば、部分放電の発生位置と発生要因を特定することができる。本実施例では、複数の電流信号を特徴量(周波数と振幅変化)によってグループに分け、電流信号のグループごとに部分放電パターンを得ることで、部分放電の発生位置と発生要因を特定することができる。 The identification of the partial discharge generation position and the generation factor described above utilizes the property that the partial discharge has a unique partial discharge pattern depending on the type and generation position (location of insulation deterioration) of the high-voltage device and the generation factor. It is something to do. That is, if the partial discharge pattern is known, the position where the partial discharge occurs and the cause of the partial discharge can be specified. In this embodiment, a plurality of current signals are divided into groups according to feature quantities (frequency and amplitude change), and a partial discharge pattern is obtained for each group of current signals to identify the position and cause of partial discharge. it can.
表示部105は、電流信号の分布データ、電流信号の分布図、及び部分放電パターンなど、部分放電計測システムで作成したデータや図を表示する。例えば、表示部105は、電流信号の周波数fに対する減衰率ζのデータを出力し、どの電流信号がどのグループに属するのかを表示することができる。 The display unit 105 displays data and figures created by the partial discharge measurement system, such as current signal distribution data, current signal distribution map, and partial discharge pattern. For example, the display unit 105 can output data of the attenuation factor ζ with respect to the frequency f of the current signal, and can display which current signal belongs to which group.
実施例1では、電流波形計測部101が取得した1つの電流信号(電流波形)が、単一の周波数成分を持つ場合について説明した。実施例2では、電流波形計測部101が取得した1つの電流信号が、異なる複数の周波数成分を持つ場合について説明する。 In Example 1, a case where one current signal (current waveform) acquired by the current waveform measuring unit 101 has a single frequency component has been described. In the second embodiment, a case where one current signal acquired by the current waveform measuring unit 101 has a plurality of different frequency components will be described.
図7は、本実施例において、電流波形計測部101の計測器202が取得する電流波形701の例を示す図である。電流波形701は、低周波数成分702と高周波数成分703を持つ波形である。このような異なる複数の周波数成分を持つ電流信号に対しては、周波数フィルタ(フィルタ回路)を利用して信号の周波数成分を分離することができる。周波数フィルタには、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、及びバンドパスフィルタのうち1つ以上を用いることができる。フィルタを通過させる信号の周波数は、例えば、電流波形701を実測することにより定めることができる。 FIG. 7 is a diagram showing an example of the current waveform 701 acquired by the measuring instrument 202 of the current waveform measuring unit 101 in this embodiment. The current waveform 701 is a waveform having a low frequency component 702 and a high frequency component 703. For a current signal having a plurality of different frequency components, the frequency components of the signal can be separated by using a frequency filter (filter circuit). As the frequency filter, one or more of a low-pass filter, a high-pass filter, and a band-pass filter can be used. The frequency of the signal passing through the filter can be determined, for example, by actually measuring the current waveform 701.
図8は、本発明の実施例2による部分放電計測システムの構成を示す概略図である。本実施例による部分放電計測システムは、実施例1による部分放電計測システムと同様の構成を備えるが、ローパスフィルタ801aとハイパスフィルタ801bを備え、2つの特徴量抽出部102a、102bと、2つの減衰特性取得部103a、103bを備える点が、実施例1による部分放電計測システムと異なる。以下では、実施例1による部分放電計測システムと異なる構成について説明する。 FIG. 8 is a schematic view showing the configuration of the partial discharge measurement system according to the second embodiment of the present invention. The partial discharge measurement system according to the present embodiment has the same configuration as the partial discharge measurement system according to the first embodiment, but includes a low-pass filter 801a and a high-pass filter 801b, and has two feature quantity extraction units 102a and 102b and two attenuations. It differs from the partial discharge measurement system according to the first embodiment in that the characteristic acquisition units 103a and 103b are provided. Hereinafter, a configuration different from the partial discharge measurement system according to the first embodiment will be described.
電流波形計測部101には、ローパスフィルタ801aとハイパスフィルタ801bが接続される。ローパスフィルタ801aとハイパスフィルタ801bには、それぞれ特徴量抽出部102a、102bが接続される。特徴量抽出部102a、102bには、それぞれ減衰特性取得部103a、103bが接続される。 A low-pass filter 801a and a high-pass filter 801b are connected to the current waveform measurement unit 101. The feature amount extraction units 102a and 102b are connected to the low-pass filter 801a and the high-pass filter 801b, respectively. Attenuation characteristic acquisition units 103a and 103b are connected to the feature amount extraction units 102a and 102b, respectively.
ローパスフィルタ801aは、電流波形計測部101が取得した電流信号(電流波形701)の低周波数成分702を通過させる。ハイパスフィルタ801bは、電流波形計測部101が取得した電流信号(電流波形701)の高周波数成分703を通過させる。特徴量抽出部102aと減衰特性取得部103aは、電流信号の低周波数成分702に対して実施例1で説明したのと同様の処理を行い、特徴量抽出部102bと減衰特性取得部103bは、電流信号の高周波数成分703に対して実施例1で説明したのと同様の処理を行う。判定部104は、低周波数成分702と高周波数成分703のそれぞれに対して実施例1で説明したのと同様の処理を行い、電流信号の分布データを作成し、複数の電流信号をグループに分けることができる。 The low-pass filter 801a passes the low frequency component 702 of the current signal (current waveform 701) acquired by the current waveform measuring unit 101. The high-pass filter 801b passes the high frequency component 703 of the current signal (current waveform 701) acquired by the current waveform measuring unit 101. The feature amount extraction unit 102a and the attenuation characteristic acquisition unit 103a perform the same processing as described in the first embodiment on the low frequency component 702 of the current signal, and the feature amount extraction unit 102b and the attenuation characteristic acquisition unit 103b perform the same processing. The same processing as described in Example 1 is performed on the high frequency component 703 of the current signal. The determination unit 104 performs the same processing as described in the first embodiment for each of the low frequency component 702 and the high frequency component 703, creates current signal distribution data, and divides the plurality of current signals into groups. be able to.
本実施例のように、複数の周波数成分を持つ1つの電流信号に対して信号の周波数成分を分離することで、電流信号をより精度良く周波数fと減衰率ζによってグループに分けることができる。このため、本実施例による部分放電計測システムは、部分放電の発生位置と発生要因をより精度良く特定することができる。 By separating the frequency components of the signal from one current signal having a plurality of frequency components as in this embodiment, the current signals can be more accurately divided into groups according to the frequency f and the attenuation factor ζ. Therefore, the partial discharge measurement system according to the present embodiment can more accurately identify the occurrence position and the cause of the partial discharge.
実施例1と実施例2による部分放電計測システムでは、モータなどの高電圧機器で計測した電流信号をグループに分けることで、部分放電の発生位置と発生要因を特定し、計測時点での高電圧機器の状態の分析(絶縁劣化の診断)を行うことができる。実施例3による部分放電計測システムは、高電圧機器の状態変化(絶縁劣化の変化)を分析することができる。 In the partial discharge measurement system according to the first and second embodiments, the current signals measured by a high-voltage device such as a motor are divided into groups to identify the position and cause of the partial discharge, and the high voltage at the time of measurement. It is possible to analyze the condition of equipment (diagnosis of insulation deterioration). The partial discharge measurement system according to the third embodiment can analyze a state change (change in insulation deterioration) of a high-voltage device.
図9は、本発明の実施例3による部分放電計測システムの構成を示す概略図である。本実施例による部分放電計測システムは、実施例1による部分放電計測システムと同様の構成を備えるが、記憶装置901を備える点が、実施例1による部分放電計測システムと異なる。以下では、実施例1による部分放電計測システムと異なる構成について説明する。 FIG. 9 is a schematic view showing the configuration of the partial discharge measurement system according to the third embodiment of the present invention. The partial discharge measurement system according to the present embodiment has the same configuration as the partial discharge measurement system according to the first embodiment, but differs from the partial discharge measurement system according to the first embodiment in that it includes a storage device 901. Hereinafter, a configuration different from the partial discharge measurement system according to the first embodiment will be described.
記憶装置901は、判定部104に接続され、電流波形計測部101が計測した電流波形(電流信号)と、特徴量抽出部102が取得した電流信号の特徴量(周波数と振幅変化)と、減衰特性取得部103が求めた電流波形の減衰特性とを、電流信号を計測した日時または計測した順序を示す番号を付けて保存する。記憶装置901は、電流信号のグループのそれぞれに属する電流信号の周波数と減衰特性とを保存するとともに、電流信号の分布データや分布図を保存する。記憶装置901が保存した情報は、表示部105が表示することができる。 The storage device 901 is connected to the determination unit 104, and the current waveform (current signal) measured by the current waveform measurement unit 101, the feature amount (frequency and amplitude change) of the current signal acquired by the feature amount extraction unit 102, and attenuation. The attenuation characteristic of the current waveform obtained by the characteristic acquisition unit 103 is stored with a number indicating the date and time when the current signal is measured or the order of measurement. The storage device 901 stores the frequencies and attenuation characteristics of the current signals belonging to each of the groups of current signals, and also stores the distribution data and the distribution map of the current signals. The information stored in the storage device 901 can be displayed by the display unit 105.
判定部104または作業者は、記憶装置901が保存した上記の情報を参照し、異なる2つの時点での電流信号の特徴量と減衰特性を互いに比較することで、電流信号の分布データや分布図(例えば、図6)の時間変化を求め、高電圧機器の状態変化を分析することができる。異なる2つの時点とは、例えば、現在の計測時点と過去の計測時点や、異なる2つの過去の計測時点である。状態変化の分析には、任意の方法を用いることができ、例えば、数値比較、閾値判定、または機械学習などの方法を用いることができる。 The determination unit 104 or the operator refers to the above information stored in the storage device 901, and compares the feature amount and the attenuation characteristic of the current signal at two different time points with each other to obtain the current signal distribution data or distribution diagram. The time change of (for example, FIG. 6) can be obtained and the state change of the high voltage device can be analyzed. The two different time points are, for example, a current measurement time point and a past measurement time point, and two different past measurement time points. Any method can be used for the analysis of the state change, for example, a method such as numerical comparison, threshold value determination, or machine learning can be used.
実施例1から実施例3では、電流波形(電流信号)の特徴量として周波数と振幅変化を使用し、これらの値から周波数と減衰特性による電流信号の分布データや分布図(例えば、図6)を作成する。電流信号の特徴量には、その他の値を利用することもできる。実施例4では、電流信号の特徴量として、周波数と減衰特性(減衰率)に加えて、部分放電の発生頻度を利用する例を説明する。部分放電の発生頻度は、予め定めた一定の長さの期間において部分放電が発生した回数である。 In Examples 1 to 3, frequency and amplitude changes are used as feature quantities of the current waveform (current signal), and from these values, distribution data and distribution map of the current signal based on frequency and attenuation characteristics (for example, FIG. 6). To create. Other values can be used for the feature amount of the current signal. In the fourth embodiment, an example in which the frequency of occurrence of partial discharge is used in addition to the frequency and the attenuation characteristic (attenuation rate) as the feature amount of the current signal will be described. The frequency of partial discharge is the number of times partial discharge occurs in a predetermined period of a certain length.
本実施例による部分放電計測システムは、部分放電の発生頻度nを求める計数部を備える。計数部は、予め定めた一定の長さの期間における部分放電の発生回数を数えて、部分放電の発生頻度nを求める。計数部は、例えば、特徴量抽出部102または判定部104に計数回路を設けることで構成することができる。 The partial discharge measurement system according to the present embodiment includes a counting unit for obtaining the occurrence frequency n of partial discharge. The counting unit counts the number of occurrences of partial discharge in a predetermined fixed length period to obtain the occurrence frequency n of partial discharge. The counting unit can be configured by, for example, providing a counting circuit in the feature amount extraction unit 102 or the determination unit 104.
電流信号の分布データと分布図は、周波数fと減衰率ζと部分放電の発生頻度nによって表される。 The distribution data and distribution map of the current signal are represented by the frequency f, the attenuation factor ζ, and the occurrence frequency n of the partial discharge.
判定部104は、周波数fと減衰率ζと発生頻度nによって、実施例1で説明したのと同様な方法で、電流信号の分布データと分布図を作成し、複数の電流信号をグループに分けることができる。例えば、判定部104は、分布データ(分布図)と周波数fの閾値範囲Rfと減衰率ζの閾値範囲Rζと発生頻度nの閾値範囲Rnを用いて、複数の電流信号をグループに分けることができる。閾値範囲Rnは、任意の方法で予め定めることができる。 The determination unit 104 creates current signal distribution data and a distribution map according to the frequency f, the attenuation rate ζ, and the occurrence frequency n in the same manner as described in the first embodiment, and divides a plurality of current signals into groups. be able to. For example, the determination unit 104 can divide a plurality of current signals into groups by using the distribution data (distribution map), the threshold range Rf of the frequency f, the threshold range Rζ of the attenuation rate ζ, and the threshold range Rn of the occurrence frequency n. it can. The threshold range Rn can be predetermined by any method.
また、作業者が、表示部105に出力された分布図を参照しながら、複数の電流信号をグループに分けることもできる。 Further, the operator can divide a plurality of current signals into groups while referring to the distribution map output to the display unit 105.
図10は、判定部104が作成した分布データによる、周波数fと減衰率ζと部分放電の発生頻度nによる電流信号の分布図の例を示す図である。図10には、複数の異なる電流信号が、周波数fと減衰率ζと発生頻度nにより、3つのグループ1001、1002、1003に分けられた分布図を示している。 FIG. 10 is a diagram showing an example of a distribution diagram of a current signal based on a frequency f, an attenuation factor ζ, and a partial discharge occurrence frequency n based on the distribution data created by the determination unit 104. FIG. 10 shows a distribution diagram in which a plurality of different current signals are divided into three groups 1001, 1002, and 1003 according to a frequency f, an attenuation rate ζ, and an occurrence frequency n.
以上のようにして分けられた電流信号のグループごとに、部分放電の発生位置と発生要因を特定する方法は、実施例1と同様である。 The method of specifying the generation position and the generation factor of the partial discharge for each group of the current signals divided as described above is the same as that of the first embodiment.
発生頻度nを特徴量として利用することで、発生回数の多い部分放電の発生位置と発生要因を特定することができる。このため、発生回数が多くて高電圧機器の状態(絶縁劣化)に大きな影響を与える部分放電の発生位置と発生要因を特定できるとともに、発生回数に応じて部分放電の対策順序を決めることができる。例えば、発生回数が多い部分放電を優先的に対策すると決めることができる。 By using the occurrence frequency n as a feature amount, it is possible to identify the occurrence position and the occurrence factor of the partial discharge that occurs frequently. For this reason, it is possible to identify the position and cause of partial discharge that occur frequently and have a large effect on the state of high-voltage equipment (insulation deterioration), and to determine the order of countermeasures for partial discharge according to the number of occurrences. .. For example, it can be decided to give priority to partial discharge that occurs frequently.
実施例1で説明したように、判定部104または作業者は、複数の電流信号をグループに分けることができる。しかし、判定部104が作成した電流信号の分布データや分布図(例えば、図6)において、電流信号のグループの境界が不明確であり、電流信号をグループに分けるのが困難な場合も考えられる。 As described in the first embodiment, the determination unit 104 or the operator can divide a plurality of current signals into groups. However, in the current signal distribution data and distribution map (for example, FIG. 6) created by the determination unit 104, the boundaries of the current signal groups are unclear, and it may be difficult to divide the current signals into groups. ..
図11は、判定部104が作成した分布データによる、周波数fと減衰率ζによる電流信号の分布図であり、電流信号のグループの境界が不明確な分布図の例を示す図である。電流信号のグループの境界が不明確であり、電流信号をグループに分けるのが困難な場合には、作業者は、表示部105に表示された分布図でインターフェースを介して電流信号を選択することで、電流信号を任意のグループに分けることができる。 FIG. 11 is a distribution diagram of a current signal based on the frequency f and the attenuation factor ζ based on the distribution data created by the determination unit 104, and is a diagram showing an example of a distribution diagram in which the boundary of the current signal group is unclear. When the boundary of the current signal group is unclear and it is difficult to divide the current signal into groups, the operator selects the current signal via the interface in the distribution diagram displayed on the display unit 105. The current signals can be divided into arbitrary groups.
図11には、作業者が、電流信号をグループ1101に分けた例と、グループ1102に分けた例とを示している。作業者は、図11の分布図では電流信号のグループの境界が不明確なので、試しに電流信号をグループ1101に分けたりグループ1102に分けたりすることができる。 FIG. 11 shows an example in which the operator divides the current signal into groups 1101 and an example in which the current signal is divided into groups 1102. Since the boundaries of the current signal groups are unclear in the distribution diagram of FIG. 11, the operator can trially divide the current signals into groups 1101 and 1102.
判定部104は、作業者が分けたグループに属する電流信号について、グループごとに部分放電パターンを作成する。表示部105は、判定部104が作成したこの部分放電パターンを表示する。 The determination unit 104 creates a partial discharge pattern for each group of current signals belonging to the groups divided by the operator. The display unit 105 displays this partial discharge pattern created by the determination unit 104.
図12は、作業者が分けたグループ1101に属する電流信号について、判定部104が作成し、表示部105が表示する部分放電パターンの例である。表示部105には、部分放電パターンとして、電流信号(部分放電の信号)の電圧波形1201と電荷量の分布1202が表示される。 FIG. 12 is an example of a partial discharge pattern created by the determination unit 104 and displayed by the display unit 105 with respect to the current signals belonging to the group 1101 divided by the operator. On the display unit 105, the voltage waveform 1201 of the current signal (signal of partial discharge) and the distribution 1202 of the amount of electric charge are displayed as the partial discharge pattern.
図13は、作業者が分けたグループ1102に属する電流信号について、判定部104が作成し、表示部105が表示する部分放電パターンの例である。表示部105には、部分放電パターンとして、電流信号(部分放電の信号)の電圧波形1301と電荷量の分布1302が表示される。 FIG. 13 is an example of a partial discharge pattern created by the determination unit 104 and displayed by the display unit 105 with respect to the current signals belonging to the group 1102 divided by the operator. The display unit 105 displays the voltage waveform 1301 of the current signal (signal of partial discharge) and the distribution 1302 of the amount of electric charge as the partial discharge pattern.
作業者は、表示部105に表示された部分放電パターン(図12、図13)を参照しながら、電流信号を試行錯誤的にグループに分けることができる。このため、作業者は、電流信号をグループに分ける基準を試行錯誤的に決定することができ、発生位置と発生要因に応じて部分放電の対策の重要度を判別することができ、高電圧機器の修理やメンテナンスを計画する際の参考にできる。 The operator can divide the current signals into groups by trial and error while referring to the partial discharge patterns (FIGS. 12 and 13) displayed on the display unit 105. For this reason, the operator can determine the criteria for dividing the current signal into groups by trial and error, and can determine the importance of measures against partial discharge according to the position of occurrence and the cause of occurrence, and high-voltage equipment. It can be used as a reference when planning repairs and maintenance.
実施例1から実施例5は、部分放電の電流信号をグループに分けて部分放電の発生位置と発生要因を特定する例である。電流信号をグループに分けることにより、電流信号に含まれているノイズをノイズ源に応じて分類することもできる。実施例6では、電流信号に含まれているノイズをノイズ源に応じて分類し、ノイズの種類を特定する例について説明する。 The first to fifth embodiments are examples in which the current signals of the partial discharges are divided into groups and the occurrence position and the cause of the partial discharges are specified. By dividing the current signals into groups, the noise contained in the current signals can be classified according to the noise source. In the sixth embodiment, an example in which the noise contained in the current signal is classified according to the noise source and the type of the noise is specified will be described.
判定部104は、グループに分けられた電流信号から、電流信号に含まれているノイズを、1つまたは異なる複数のノイズ源に応じて分類する。ノイズ源ごとにノイズを分類することによって、ノイズ対策を行う際の参考にできる。 The determination unit 104 classifies the noise contained in the current signal from the current signals divided into groups according to one or a plurality of different noise sources. By classifying noise by noise source, it can be used as a reference when taking noise countermeasures.
図14は、判定部104が作成した分布データによる、周波数fと減衰率ζによる電流信号の分布図であり、ノイズによる電流信号についての分布図の例を示す図である。電流信号は、グループ1401とグループ1402に分けられている。 FIG. 14 is a distribution diagram of a current signal based on the frequency f and the attenuation factor ζ based on the distribution data created by the determination unit 104, and is a diagram showing an example of a distribution diagram of the current signal due to noise. The current signal is divided into group 1401 and group 1402.
図15は、断続的に発生する電源ノイズの電流波形の例を示す図である。例えば、ノイズが断続的に電源から発生する場合には、電流信号は、周波数fが互いにほぼ等しく一定の範囲内に収まり、信号の点数が多い分布になる。したがって、グループ1401の電流信号は、電源から発生する電源ノイズであることがわかる。この電源ノイズに対しては、電源線にノイズフィルタを設置するという対策を行うことで、ノイズを低減できる。 FIG. 15 is a diagram showing an example of a current waveform of power supply noise that occurs intermittently. For example, when noise is intermittently generated from the power supply, the current signals have a distribution in which the frequencies f are substantially equal to each other and fall within a constant range, and the number of points of the signals is large. Therefore, it can be seen that the current signal of group 1401 is power supply noise generated from the power supply. For this power supply noise, noise can be reduced by taking measures such as installing a noise filter on the power supply line.
図16は、電磁ノイズ(放射ノイズ)の電流波形の例を示す図である。例えば、電磁ノイズ(放射ノイズ)の影響がある場合には、電流信号は、周波数fが大きい高周波数帯域に分布する。したがって、グループ1402の電流信号は、電磁ノイズであることがわかる。この電磁ノイズに対しては、信号ケーブルにシールドを設置するという対策を行うことで、ノイズを低減できる。 FIG. 16 is a diagram showing an example of a current waveform of electromagnetic noise (radiation noise). For example, when affected by electromagnetic noise (radiation noise), the current signal is distributed in a high frequency band having a large frequency f. Therefore, it can be seen that the current signal of group 1402 is electromagnetic noise. Against this electromagnetic noise, noise can be reduced by taking measures such as installing a shield on the signal cable.
これらのような対策を実施した後で作成した電流信号の分布図から、ノイズによって生じる電流信号の分布が消えていれば、実施した対策が有効であることが確認できる。 From the current signal distribution map created after implementing these measures, it can be confirmed that the implemented measures are effective if the current signal distribution caused by noise disappears.
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、削除したり、他の構成を追加・置換したりすることが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to the embodiment including all the described configurations. In addition, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment. It is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. In addition, it is possible to delete a part of the configurations of each embodiment and add / replace other configurations.
101…電流波形計測部、102、102a、102b…特徴量抽出部、103、103a、103b…減衰特性取得部、104…判定部、105…表示部、201…電流センサ、202…計測器、203…電源、204…モータ、205a、205b、205c…給電線、301…電流波形、401a、401b、401c、401d…電流波形の各周期におけるピーク、501、502、503…減衰特性を表す直線、501a、501b、501c、501d…減衰特性を表す点、601、602、603…電流信号のグループ、701…電流波形、702…低周波数成分、703…高周波数成分、801a…ローパスフィルタ、801b…ハイパスフィルタ、901…記憶装置、1001、1002、1003、1101、1102…電流信号のグループ、1201…電圧波形、1202…電荷量の分布、1301…電圧波形、1302…電荷量の分布、1401、1402…電流信号のグループ。 101 ... Current waveform measuring unit, 102, 102a, 102b ... Feature amount extracting unit, 103, 103a, 103b ... Damping characteristic acquisition unit, 104 ... Judgment unit, 105 ... Display unit, 201 ... Current sensor, 202 ... Measuring instrument, 203 ... Power supply, 204 ... Motor, 205a, 205b, 205c ... Feeding line, 301 ... Current waveform, 401a, 401b, 401c, 401d ... Peak in each cycle of current waveform, 501, 502, 503 ... Straight line representing attenuation characteristics, 501a , 501b, 501c, 501d ... Points representing attenuation characteristics, 601, 602, 603 ... Current signal group, 701 ... Current waveform, 702 ... Low frequency component, 703 ... High frequency component, 801a ... Low pass filter, 801b ... High pass filter , 901 ... Storage device, 1001, 1002, 1003, 1101, 1102 ... Current signal group, 1201 ... Voltage waveform, 1202 ... Charge amount distribution, 1301 ... Voltage waveform, 1302 ... Charge amount distribution, 1401, 1402 ... Current A group of signals.

Claims (9)

  1. 電気機器の部分放電に起因する電流を計測して前記部分放電の電流波形を取得する電流波形計測部と、
    前記電流波形の周波数と前記電流波形の振幅の時間変化から求めた前記電流波形の減衰特性とによる前記電流波形の分布を示す分布データを作成し、前記分布データを用いて前記周波数と前記減衰特性とによって分けられた前記電流波形のグループごとに、前記グループに属する前記電流波形に基づいて、前記部分放電の発生位置と発生要因を特定する判定部とを備える、
    ことを特徴とする部分放電計測システム。
    A current waveform measuring unit that measures the current caused by partial discharge of electrical equipment and acquires the current waveform of the partial discharge.
    Distribution data showing the distribution of the current waveform based on the frequency of the current waveform and the attenuation characteristic of the current waveform obtained from the temporal change of the amplitude of the current waveform is created, and the frequency and the attenuation characteristic are used using the distribution data. Each group of the current waveforms divided by
    A partial discharge measurement system characterized by this.
  2. 前記判定部に接続された表示部をさらに備え、
    前記電流波形計測部は、前記電気機器に設置された電流センサを備え、
    前記判定部は、前記分布データを用いて、前記周波数と前記減衰特性とによって前記電流波形を前記グループに分け、
    前記表示部は、前記分布データから作成された、前記周波数と前記減衰特性とによる前記電流波形の分布図を表示する、
    請求項1に記載の部分放電計測システム。
    A display unit connected to the determination unit is further provided.
    The current waveform measuring unit includes a current sensor installed in the electric device.
    Using the distribution data, the determination unit divides the current waveform into the groups according to the frequency and the attenuation characteristics.
    The display unit displays a distribution map of the current waveform based on the frequency and the attenuation characteristic, which is created from the distribution data.
    The partial discharge measurement system according to claim 1.
  3. 前記電流波形計測部に接続された周波数フィルタをさらに備え、
    前記判定部は、前記周波数フィルタを通過した前記電流波形について前記分布データを作成する、
    請求項1または2に記載の部分放電計測システム。
    Further equipped with a frequency filter connected to the current waveform measuring unit,
    The determination unit creates the distribution data for the current waveform that has passed through the frequency filter.
    The partial discharge measurement system according to claim 1 or 2.
  4. 前記判定部に接続された記憶装置をさらに備え、
    前記記憶装置は、前記グループに属する前記電流波形の前記周波数と前記減衰特性とを保存し、
    前記判定部は、前記記憶装置が保存した前記周波数と前記減衰特性とを参照し、異なる2つの時点での前記周波数と前記減衰特性とを互いに比較して前記分布データの時間変化を求める、
    請求項1または2に記載の部分放電計測システム。
    A storage device connected to the determination unit is further provided.
    The storage device stores the frequency and the attenuation characteristic of the current waveform belonging to the group.
    The determination unit refers to the frequency and the attenuation characteristic stored in the storage device, compares the frequency and the attenuation characteristic at two different time points with each other, and obtains a time change of the distribution data.
    The partial discharge measurement system according to claim 1 or 2.
  5. 前記判定部に接続された表示部をさらに備え、
    前記電流波形計測部は、前記部分放電の電圧波形を取得し、
    前記判定部は、前記グループごとに、前記電流波形から放電電荷量を求めて、前記電圧波形の位相に対する前記放電電荷量の分布図である部分放電パターンのデータを求め、
    前記表示部は、前記部分放電パターンを表示する、
    請求項1に記載の部分放電計測システム。
    A display unit connected to the determination unit is further provided.
    The current waveform measuring unit acquires the voltage waveform of the partial discharge and obtains the voltage waveform.
    The determination unit obtains the discharge charge amount from the current waveform for each group, and obtains the data of the partial discharge pattern which is the distribution diagram of the discharge charge amount with respect to the phase of the voltage waveform.
    The display unit displays the partial discharge pattern.
    The partial discharge measurement system according to claim 1.
  6. 前記電流波形計測部は、前記部分放電の電圧波形を取得し、
    前記判定部は、前記グループごとに、前記電流波形から放電電荷量を求めて、前記電圧波形の位相に対する前記放電電荷量の分布図である部分放電パターンのデータを求め、
    前記表示部は、前記部分放電パターンを表示する、
    請求項2に記載の部分放電計測システム。
    The current waveform measuring unit acquires the voltage waveform of the partial discharge and obtains the voltage waveform.
    The determination unit obtains the discharge charge amount from the current waveform for each group, and obtains the data of the partial discharge pattern which is the distribution diagram of the discharge charge amount with respect to the phase of the voltage waveform.
    The display unit displays the partial discharge pattern.
    The partial discharge measurement system according to claim 2.
  7. 前記部分放電の発生頻度を求める計数部をさらに備え、
    前記判定部は、前記周波数と前記減衰特性と前記発生頻度とによる前記分布データを作成し、前記分布データを用いて前記周波数と前記減衰特性と前記発生頻度とによって分けられた前記グループごとに、前記グループに属する前記電流波形に基づいて、前記部分放電の発生位置と発生要因を特定する、
    請求項1に記載の部分放電計測システム。
    A counting unit for determining the frequency of occurrence of the partial discharge is further provided.
    The determination unit creates the distribution data based on the frequency, the attenuation characteristic, and the occurrence frequency, and uses the distribution data to divide the frequency, the attenuation characteristic, and the occurrence frequency into each group. Based on the current waveform belonging to the group, the position and the cause of the partial discharge are specified.
    The partial discharge measurement system according to claim 1.
  8. 前記判定部に接続された表示部をさらに備え、
    前記電流波形計測部は、前記電気機器に設置された電流センサを備え、
    前記判定部は、前記分布データを用いて、前記周波数と前記減衰特性と前記発生頻度とによって前記電流波形を前記グループに分け、
    前記表示部は、前記分布データから作成された、前記周波数と前記減衰特性と前記発生頻度とによる前記電流波形の分布図を表示する、
    請求項7に記載の部分放電計測システム。
    A display unit connected to the determination unit is further provided.
    The current waveform measuring unit includes a current sensor installed in the electric device.
    Using the distribution data, the determination unit divides the current waveform into the group according to the frequency, the attenuation characteristic, and the occurrence frequency.
    The display unit displays a distribution map of the current waveform created from the distribution data according to the frequency, the attenuation characteristic, and the frequency of occurrence.
    The partial discharge measurement system according to claim 7.
  9. 電気機器の部分放電に起因する電流を計測して前記部分放電の電流波形を取得する工程と、
    前記電流波形の振幅の時間変化から前記電流波形の減衰特性を求める工程と、
    前記電流波形の周波数と前記減衰特性とによる前記電流波形の分布を示す分布データを作成する工程と、
    前記分布データを用いて、前記周波数と前記減衰特性とによって前記電流波形をグループに分ける工程と、
    前記分布データから作成された、前記周波数と前記減衰特性とによる前記電流波形の分布図を表示部に表示する工程と、
    前記グループごとに、前記グループに属する前記電流波形に基づいて、前記部分放電の発生位置と発生要因を特定する工程とを有する、
    ことを特徴とする部分放電計測方法。
    The process of measuring the current caused by the partial discharge of an electric device and acquiring the current waveform of the partial discharge, and
    The process of obtaining the attenuation characteristics of the current waveform from the time change of the amplitude of the current waveform, and
    A step of creating distribution data showing the distribution of the current waveform based on the frequency of the current waveform and the attenuation characteristic, and
    Using the distribution data, the step of dividing the current waveform into groups according to the frequency and the attenuation characteristic, and
    A step of displaying the distribution map of the current waveform based on the frequency and the attenuation characteristic created from the distribution data on the display unit, and
    Each of the groups has a step of identifying the generation position and the generation factor of the partial discharge based on the current waveform belonging to the group.
    A partial discharge measurement method characterized by this.
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