JP7339881B2 - 部分放電検出装置および部分放電検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、検出対象の巻線における両端間に試験電圧を印加しつつその電圧値を測定すると共に測定値の信号波形に放電波形成分が含まれているか否かを判定する部分放電検出装置および部分放電検出方法に関するものである。

例えば、電力用外鉄型変圧器などの電気機器を対象として、部分放電が発生する状態であるか否か（絶縁状態が良好であるか否か）を判定可能な判定システムおよび判定方法として、部分放電判定システム（部分放電判定装置）およびその判定方法の発明が下記の特許文献に開示されている。具体的には、下記特許文献に開示の判定システム（判定装置）は、対象の電気機器に対してインパルス電圧を印加するインパルス電圧発生装置と、機器内部を伝搬する弾性波信号を検出するための音響センサと、音響センサからの出力信号に基づいて電気機器において部分放電が発生したか否かを判定する部分放電判定装置とを備えている。

この場合、検査対象の電気機器にインパルス電圧を印加した際に部分放電が発生したときには、発生した部分放電の大きさに応じた弾性波信号が発生する。したがって、音響センサの出力信号を解析して弾性波信号の有無を特定することで、部分放電が発生したか否かを検査することが可能となる。しかしながら、変圧器などの電気機器に対してインパルス電圧を印加したときには、機器内部の静電容量を介して瞬間的に充電電流が流れる。この際には、充電電流が流れることで各巻線間に物理的な力が発生して機械的振動が生じ、変圧器タンク内を充填する絶縁油に弾性波が伝播する。この結果、部分放電の有無に拘わらず、上記の機械的振動が音響センサによって検出されるため、部分放電の発生に起因する弾性波信号を正確に検出するのが困難となる。

したがって、下記特許文献に開示の判定システム（判定装置）およびその判定方法では、インパルス電圧の印加時に部分放電が発生したか否かを音響センサを用いて判定する際に、部分放電が発生しない低電圧印加時に現れる機械的振動成分波形を利用して部分放電が発生し得る高電圧印加時の機械的振動成分を除去することによって、部分放電信号のみを抽出する構成、方法が採用されている。これにより、静電容量を介して充電電流が流れることで検出される機械的振動成分波形の影響を受けることなく、部分放電が発生したか否かを検査することが可能となっている。

特許第６０４５７５７号公報（第５－１６頁、第１－１３図）

ところが、上記の特許文献に開示の判定システム（判定装置）およびその判定方法には、以下のような問題点が存在する。具体的には、上記特許文献に開示の判定システム（判定装置）およびその判定方法では、部分放電の発生に伴う弾性波信号が音響センサによって検出されるか否かに基づいて対象の電気機器の絶縁状態を検査する構成および方法が採用されている。この場合、部分放電が発生したときに生じる弾性波信号は非常に小さな信号であるため、この弾性波信号を確実に検出するためには、高精度な音響センサが必要となる。したがって、上記の特許文献に開示の判定システム（判定装置）およびその判定方法には、高価な音響センサを要することで製造コストおよび検査コストの低減が困難となっているという問題点がある。

また、上記の特許文献に開示の判定システム（判定装置）およびその判定方法では、部分放電が発生したか否かに拘わらず充電電流が流れることで検出される機械的振動成分波形の影響を排除するために、部分放電の有無を検査するための処理（高電圧のインパルス電圧を印加しつつ音響センサの出力信号を得る処理）とは別個に、部分放電が生じるおそれのない低電圧を印加しつつ音響センサの出力信号（機械的振動成分を除去するための信号）を得る処理を実施している。このため、上記の特許文献に開示の判定システム（判定装置）およびその判定方法には、機械的振動成分を除去するための信号を得るための処理を実行する分だけ、電気機器についての検査処理が煩雑化しているという問題点がある。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、製造コストおよび検査コストの低減を図りつつ、一連の検査処理を短時間で容易に実施し得る部分放電検出装置および部分放電検出方法を提供することを他の目的とする。

上記目的を達成すべく、請求項１記載の部分放電検出装置は、検出対象の巻線における両端間に試験電圧を印加する電源部と、前記電源部から前記巻線に対して印加された前記試験電圧を予め規定されたサンプリング周期で測定する測定部と、前記測定部によって測定された各測定値の信号波形に部分放電波形成分が含まれているか否かを判定する処理部を備え、前記電源部は、ピーク電圧が相違する複数種類のサージ電圧を前記試験電圧として前記巻線に対して印加し、前記処理部は、前記各信号波形の前記各測定値を対象として、予め規定された周期よりも長い周期の変化成分を除去する演算処理を実行し、当該演算処理の演算結果におけるサンプリングタイミング毎の標準化変量に基づいて前記部分放電波形成分が含まれているか否かを判定する。

請求項２記載の部分放電検出装置は、検出対象の巻線における両端間に試験電圧を印加する電源部と、前記電源部から前記巻線に対して印加された前記試験電圧を予め規定されたサンプリング周期で測定する測定部と、前記測定部によって測定された各測定値の信号波形に部分放電波形成分が含まれているか否かを判定する処理部を備え、前記電源部は、振幅が相違する複数種類の周期的変位電圧を前記試験電圧として前記巻線に対して印加し、前記処理部は、前記各信号波形の前記各測定値を対象として、前記周期的変位電圧の変位周期を含む予め規定された周期範囲内の周期の変化成分を除去する演算処理を実行し、当該演算処理の演算結果におけるサンプリングタイミング毎の標準化変量に基づいて前記部分放電波形成分が含まれているか否かを判定する。

請求項３記載の部分放電検出装置は、請求項１または２記載の部分放電検出装置において、前記処理部は、前記測定部によって測定された前記各測定値に基づき、前記巻線に対して印加すべき前記試験電圧の電圧値と当該巻線に対して印加された前記試験電圧の電圧値との電圧差に基づいて前記電源部を制御して当該巻線に対して次に印加する前記試験電圧の電圧値を補正する。

請求項４記載の部分放電検出方法は、検出対象の巻線における両端間に試験電圧を印加し、かつ当該巻線に対して印加した前記試験電圧を予め規定されたサンプリング周期で測定すると共に、測定した各測定値の信号波形に部分放電波形成分が含まれているか否かを判定する部分放電検出方法であって、ピーク電圧が相違する複数種類のサージ電圧を前記試験電圧として前記巻線に対して印加すると共に、前記各信号波形の前記各測定値を対象として、予め規定された周期よりも長い周期の変化成分を除去する演算処理を実行し、当該演算処理の演算結果におけるサンプリングタイミング毎の標準化変量に基づいて前記部分放電波形成分が含まれているか否かを判定する。

請求項５記載の部分放電検出方法は、検出対象の巻線における両端間に試験電圧を印加し、かつ当該巻線に対して印加した前記試験電圧を予め規定されたサンプリング周期で測定すると共に、測定した各測定値の信号波形に部分放電波形成分が含まれているか否かを判定する部分放電検出方法であって、振幅が相違する複数種類の周期的変位電圧を前記試験電圧として前記巻線に対して印加すると共に、前記各信号波形の前記各測定値を対象として、前記周期的変位電圧の変位周期を含む予め規定された周期範囲内の周期の変化成分を除去する演算処理を実行し、当該演算処理の演算結果におけるサンプリングタイミング毎の標準化変量に基づいて前記部分放電波形成分が含まれているか否かを判定する。

請求項６記載の部分放電検出方法は、請求項４または５記載の部分放電検出方法において、測定した前記各測定値に基づき、前記巻線に対して印加すべき前記試験電圧の電圧値と当該巻線に対して印加された前記試験電圧の電圧値との電圧差に基づいて電源部を制御して当該巻線に対して次に印加する試験電圧の電圧値を補正する。

請求項１記載の部分放電検出装置、および請求項４記載の部分放電検出方法では、検出対象の巻線における両端間に試験電圧を印加し、かつ巻線に対して印加した電圧を予め規定されたサンプリング周期で測定すると共に、測定した各測定値の信号波形に部分放電波形成分が含まれているか否かを判定する際に、ピーク電圧が相違する複数種類のサージ電圧を試験電圧として巻線に対して印加すると共に、各信号波形の各測定値を対象として、予め規定された周期よりも長い周期の変化成分を除去する演算処理を実行し、演算処理の演算結果におけるサンプリングタイミング毎の標準化変量に基づいて部分放電波形成分が含まれているか否かを判定する。

また、請求項２記載の部分放電検出装置、および請求項５記載の部分放電検出方法では、検出対象の巻線における両端間に試験電圧を印加し、かつ巻線に対して印加した電圧を予め規定されたサンプリング周期で測定すると共に、測定した各測定値の信号波形に部分放電波形成分が含まれているか否かを判定する際に、振幅が相違する複数種類の周期的変位電圧を試験電圧として巻線に対して印加すると共に、各信号波形の各測定値を対象として、周期的変位電圧の変位周期を含む予め規定された周期範囲内の周期の変化成分を除去する演算処理を実行し、演算処理の演算結果におけるサンプリングタイミング毎の標準化変量に基づいて部分放電波形成分が含まれているか否かを判定する。

したがって、請求項１，２記載の部分放電検出装置、および請求項４，５記載の部分放電検出方法によれば、高価な音響センサを使用せずに部分放電が発生したか否かを判定することができるため、部分放電検出装置の製造コスト、および部分放電検出方法を実行するためのコストを十分に低減することができるだけでなく、機械的振動成分を除去するための信号を得るための処理を別途実行する必要がない分だけ、部分放電が発生したか否かを短時間で容易に判定することができる。

請求項３記載の部分放電検出装置、および請求項６記載の部分放電検出方法では、測定した各測定値に基づき、巻線に対して印加すべき試験電圧の電圧値と巻線に対して印加された試験電圧の電圧値との電圧差に基づいて電源部を制御して巻線に対して次に印加する試験電圧の電圧値を補正する。したがって、請求項３記載の部分放電検出装置、および請求項６記載の部分放電検出方法によれば、検出対象に対して規定電圧の試験電圧を確実に印加することができるため、どのような電圧値の電圧が印加されたときに部分放電が発生するかを確実に特定することができる。

部分放電検出装置１の構成図である。 部分放電検出装置１の他の構成図である。 絶縁状態が良好な巻線Ｃ，Ｃについての測定値Ｄｓの波形Ｗ０を示す信号波形図である。 絶縁状態が不良な巻線Ｃ，Ｃについての測定値Ｄｓの波形Ｗ０を示す信号波形図である。 図３に示す波形Ｗ０の各値をフィルタリング処理した演算値の波形Ｗ１を示す信号波形図である。 図４に示す波形Ｗ０の各値をフィルタリング処理した演算値の波形Ｗ１を示す信号波形図である。 図５に示す波形Ｗ１の各値のサンプリングタイミング毎の標準化変量の波形Ｗ２を示す信号波形図である。 図６に示す波形Ｗ１の各値のサンプリングタイミング毎の標準化変量の波形Ｗ２を示す信号波形図である。

以下、部分放電検出装置および部分放電検出方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、部分放電検出装置１の構成について説明する。図１，２に示す部分放電検出装置１は、「部分放電検出装置」の一例である「インパルス試験装置」であって、後述する「部分放電検出方法」に従って検出対象Ｘの良否（部分放電が発生する状態であるか否か）を検査可能に構成されている。この部分放電検出装置１は、測定装置２およびデータ処理装置３を備えて構成されている。

なお、検出対象Ｘは、「検出対象」の一例である三相誘導電動機であって、Ｕ相巻線Ｃｕ、Ｖ相巻線ＣｖおよびＷ相巻線Ｃｗ（「検出対象の巻線」の一例：以下、これらを区別しないときには「巻線Ｃ」ともいう）を備えて構成されている。この場合、本例では、各巻線Ｃがスター配線された電動機を検出対象Ｘとする例について説明するが、各巻線Ｃがデルタ配線された電動機や、電動機以外の各種の機器を検出対象Ｘとして検査することもできる。

測定装置２は、図１に示すように、インパルス電源１１および電圧検出部１２を備え、一例として、データ処理装置３における後述の処理部２３の制御に従い、検出対象Ｘを対象とする各種の測定処理を実行可能に構成されている。インパルス電源１１は、「電源部」の一例であって、データ処理装置３（処理部２３）の制御に従い、Ｕ相巻線Ｃｕの一端とＶ相巻線Ｃｖ間の一端との間、Ｖ相巻線Ｃｖの一端とＷ相巻線Ｃｗの一端との間、およびＷ相巻線Ｃｗの一端とＵ相巻線Ｃｕの一端との間にインパルス電圧（「サージ電圧」の一例）を「試験電圧」として印加する。

電圧検出部１２は、「測定部」の一例であって、インパルス電源１１から検出対象Ｘに対して印加された電圧を測定して測定値Ｄｓを出力する。具体的には、電圧検出部１２は、データ処理装置３（処理部２３）の制御に従い、インパルス電源１１から検出対象Ｘに対して印加された電圧を、予め設定された周期（「予め規定されたサンプリング周期：測定周期）でＡ／Ｄ変換（サンプリング）して測定値Ｄｓを生成し、生成した測定値Ｄｓをデータ処理装置３（処理部２３）に順次出力する。

データ処理装置３は、一例として、データ処理用プログラムＤｐがインストールされたパーソナルコンピュータで構成されている。このデータ処理装置３は、図２に示すように、操作部２１、表示部２２、処理部２３および記憶部２４を備えている。操作部２１は、測定条件などを入力するためのキーボードやポインティングデバイスで構成され、それらの操作に応じた操作信号を処理部２３に出力する。表示部２２は、データ処理装置３（部分放電検出装置１）の動作状態や、測定装置２による測定結果、および検出対象Ｘについての検査結果などを表示する。

処理部２３は、データ処理用プログラムＤｐに従い、データ処理装置３を総括的に制御すると共に、測定装置２のインパルス電源１１および電圧検出部１２を制御する。この処理部２３は、「処理部」の一例であって、データ処理用プログラムＤｐに従い、インパルス電源１１を制御して検出対象Ｘに対してインパルス電圧を印加させる。この場合、本例の部分放電検出装置１（データ処理用プログラムＤｐ）では、処理部２３が、一例として、ＩＥＣ／ＴＳ６１９３４において規定された測定手順に準じて検出対象Ｘに対して印加するインパルス電圧を変化させる構成・手順（「ピーク電圧が相違する複数種類のインパルス電圧を「試験電圧」として巻線に対して印加」との処理の一例）が採用されている。

また、処理部２３は、電圧検出部１２から出力される測定値Ｄｓを記憶部２４に記憶させると共に、データ処理用プログラムＤｐに従い、各測定値Ｄｓの信号波形に部分放電成分が含まれているか否かを判定する判定処理を実行する。なお、判定処理の手順については、後に具体的に説明する。記憶部２４は、上記のデータ処理用プログラムＤｐや、測定装置２から出力された測定値Ｄｓを記憶する。

次に、部分放電検出装置１による検出対象Ｘの検査方法について、添付図面を参照して説明する。なお、データ処理装置３にデータ処理用プログラムＤｐをインストールする作業などについては既に完了しているものとする。

検出対象Ｘの検査に際しては、最初に、データ処理装置３の操作部２１を操作して、インパルス電源１１から検出対象Ｘに対して印加するインパルス電圧のピーク電圧、印加回数、およびピーク電圧の変更手順を設定する。この際には、前述したように、ＩＥＣ／ＴＳ６１９３４において規定された測定手順に準じた条件を設定する。同様にして、電圧検出部１２による測定処理の条件（電圧値の測定周期および測定開始／終了のタイミングなど）を設定する。

次いで、測定装置２とデータ処理装置３とを接続すると共に、検出対象Ｘに測定装置２を接続する。この際には、一例として、図１に示すように、インパルス電源１１および電圧検出部１２をＵ相巻線Ｃｕの一端部およびＶ相巻線Ｃｖの一端部に接続する。続いて、データ処理装置３の操作部２１を操作して測定処理の開始を指示する。これに応じて、処理部２３は、設定された各条件、およびデータ処理用プログラムＤｐに従って測定装置２を制御して測定処理を開始させる。

この際に、測定装置２では、電圧検出部１２が、データ処理装置３（処理部２３）から指示されたサンプリング周期での電圧値のサンプリング（測定）を開始する。これにより、電圧検出部１２から両巻線Ｃの間の電圧値を示す測定値Ｄｓが順次出力されてデータ処理装置３（処理部２３）に順次出力される。また、処理部は、インパルス電源１１を制御して検出対象Ｘにインパルス電圧を印加させる。

この際に、両巻線Ｃの間に印加された電圧についての測定値Ｄｓ（インパルス電源１１から印加されるインパルス電圧の応答波形の値）が、両巻線Ｃの電気的特性（絶縁状態等）や、測定装置２の特性（測定装置２の測定回路自体の電気的特性、および電圧検出部１２において使用されるデジタルフィルタの特性）などに応じて、例えば、図３，４に示す波形Ｗ０（「信号波形」の一例：以下、これらを区別しないときには「波形Ｗ０」ともいう）のように変化する。なお、図３は、インパルス電圧の印加時に部分放電が発生しない良品の検出対象Ｘについての波形Ｗ０であり、図４は、インパルス電圧の印加時に部分放電が発生する不良品の検出対象Ｘについての波形Ｗ０である。

また、データ処理装置３では、処理部２３が、測定装置２（電圧検出部１２）から出力された測定値Ｄｓを、インパルス電源１１から出力させたインパルス電圧のピーク電圧に対応付けて記憶部２４に記憶させる。この場合、本例の部分放電検出装置１およびデータ処理用プログラムＤｐでは、ＩＥＣ／ＴＳ６１９３４に従い、一例として、１０００Ｖ、１２００Ｖ、１４００Ｖ、１６００Ｖ、１８００Ｖ、２０００Ｖ、１８００Ｖ、１６００Ｖ、１４００Ｖ、１２００および１０００Ｖ（ピーク電圧が相違する複数種類のインパルス電圧）の順でピーク電圧を変更しつつ、各ピーク電圧毎に複数回に亘って両巻線Ｃ間にインパルス電圧を印加する構成および方法が採用されている。つまり、例えば、１種類のピーク電圧毎に１０回ずつインパルス電圧を印加する場合には、１０×１１＝１１０回に亘って両巻線Ｃ間にインパルス電圧を印加し、その都度、電圧検出部１２から出力される測定値Ｄｓが記憶部２４に記憶されることとなる。

また、本例のデータ処理装置３（処理部２３）およびデータ処理用プログラムＤｐでは、インパルス電源１１に対して指示したピーク電圧の値と、電圧検出部１２から出力される測定値Ｄｓにおけるピーク値とが相違するときに、次にインパルス電源１１から印加させるインパルス電圧の電圧値を相違量に応じて補正する（「巻線に対して印加すべき試験電圧の電圧値と巻線に対して印加された試験電圧の電圧値との電圧差に基づいて電源部を制御して巻線に対して次に印加する試験電圧の電圧値を補正する」との処理の一例）。

具体的には、インパルス電源１１に対して指示したインパルス電圧の電圧値よりも電圧検出部１２によって検出された電圧の電圧値が低いときには、両巻線Ｃに対して次にインパルス電圧を印加する際に、印加すべき電圧値と同値の電圧値が電圧検出部１２によって検出されるように、印加すべき電圧値よりも高い電圧値のインパルス電圧を印加するようにインパルス電源１１に指示する。また、インパルス電源１１に対して指示したインパルス電圧の電圧値よりも電圧検出部１２によって検出された電圧の電圧値が高いときには、両巻線Ｃに対して次にインパルス電圧を印加する際に、印加すべき電圧値と同値の電圧値が電圧検出部１２によって検出されるように、印加すべき電圧値よりも低い電圧値のインパルス電圧を印加するようにインパルス電源１１に指示する。これにより、部分放電が発生するか否かを判定すべき各種のピーク電圧のインパルス電圧を印加して高精度な測定処理を実行することが可能となる。以上により、Ｕ相巻線ＣｕおよびＶ相巻線Ｃｖについての測定処理が完了する。

続いて、インパルス電源１１および電圧検出部１２をＶ相巻線Ｃｖの一端部およびＷ相巻線Ｃｗの一端部に接続して、Ｕ相巻線ＣｕおよびＶ相巻線Ｃｖ間についての上記の測定処理と同様の測定処理を実行した後に、インパルス電源１１および電圧検出部１２をＷ相巻線Ｃｗの一端部およびＵ相巻線Ｃｕの一端部に接続して、Ｕ相巻線ＣｕおよびＶ相巻線Ｃｖ間や、Ｖ相巻線ＣｖおよびＷ相巻線Ｃｗ間についての測定処理やと同様の測定処理を実行する。以上により、検出対象Ｘについての一連の測定処理が完了する。

次いで、データ処理装置３では、処理部２３がデータ処理用プログラムＤｐに従い、記憶部２４に記憶されている各測定値Ｄｓに基づき、検出対象ＸにおけるＵ相巻線ＣｕとＶ相巻線Ｃｖとの間、Ｖ相巻線ＣｖとＷ相巻線Ｃｗとの間、およびＷ相巻線ＣｗとＵ相巻線Ｃｕとの間の絶縁状態（部分放電が発生したか否か：検出対象Ｘが良品か不良品か）を判定する。

具体的には、処理部２３は、検出対象Ｘに対してインパルス電圧を印加した際の各測定値Ｄｓの信号波形を対象として、予め規定された周期よりも長い周期の変化成分を除去する演算処理（ＨＰＦ（high-pass filter）を用いたフィルタリング処理）を実行する。これにより、インパルス応答波形成分のような長い周期の変化成分や、静電容量を介して充電電流が流れることで生じる機械的振動成分（部分放電が発生した際に生じる長い周期の変化成分）などが除去されて、図３に示す波形Ｗ０については、図５に示す波形Ｗ１のような値が導出され、図４に示す波形Ｗ０については、図６に示す波形Ｗ１のような演算値が導出される（「演算処理」の一例）。

次いで、処理部２３は、波形Ｗ１から求めた標準偏差値を用いて各演算値の測定タイミング毎の標準化変量（以下、「偏差」ともいう）を演算する（各演算値を標準化する）。この際に、図５に波形Ｗ１で示す各演算値については、図７に波形Ｗ２で示すような偏差（標準化変量）が測定タイミング毎にそれぞれ演算され、図６に波形Ｗ１で示す各演算値については、図８に波形Ｗ２で示すような偏差（標準化変量）が測定タイミング毎にそれぞれ演算される。また、処理部２３は、波形Ｗ２の各演算値の大きさに基づき、検出対象Ｘの各巻線Ｃの絶縁状態（部分放電が発生したか否か：検出対象Ｘが良品か不良品か）を判定する。

この場合、本例の部分放電検出装置１（データ処理用プログラムＤｐ）では、前述の「演算処理」によってインパルス応答波形成分のような長い周期の変化成分が除去されている。このため、インパルス電圧を印加した両巻線Ｃ間の絶縁状態が良好で部分放電が発生しなかったときには、サンプリングタイミング毎の偏差が±４σの範囲内となる。したがって、処理部２３は、データ処理用プログラムＤｐに従い、演算した各偏差が±６σの範囲内（ノイズの影響等を考慮した判定用閾値の一例）であるときに、両巻線Ｃ間の絶縁状態が良好で部分放電が発生しなかったと判定する（「差分値に基づいて多相誘導電動機の良否を判定する」との処理の一例）。また、処理部２３は、判定結果を表示部２２に表示させると共に、判定結果を記録した検査結果データを生成して記憶部２４に記憶させる。これにより、両巻線Ｃ間についての検査が完了する。

一方、インパルス電圧を印加した両巻線Ｃ間の絶縁状態が不良で部分放電が発生したときには、サンプリングタイミング毎の偏差が±４σの範囲を超える。したがって、処理部２３は、データ処理用プログラムＤｐに従い、演算した各偏差のいずれかが±６σの範囲（ノイズの影響等を考慮した判定用閾値の一例）を超えたときに、両巻線Ｃ間の絶縁状態が不良で部分放電が発生したと判定する（「差分値に基づいて多相誘導電動機の良否を判定する」との処理の他の一例）。また、処理部２３は、判定結果を表示部２２に表示させると共に、判定結果を記録した検査結果データを生成して記憶部２４に記憶させる。これにより、両巻線Ｃ間についての検査が完了する。

このように、この部分放電検出装置１、およびその部分放電検出方法では、検出対象Ｘの巻線Ｃにおける両端間に「試験電圧」を印加し、かつ巻線Ｃに対して印加した電圧を予め規定されたサンプリング周期で測定すると共に、測定した各測定値Ｄｓの信号波形に部分放電波形成分が含まれているか否かを判定する際に、ピーク電圧が相違する複数種類のインパルス電圧（サージ電圧）を「試験電圧」として巻線Ｃに対して印加すると共に、各信号波形の各測定値Ｄｓを対象として、予め規定された周期よりも長い周期の変化成分を除去する「演算処理」を実行し、「演算処理」の演算結果におけるサンプリングタイミング毎の標準化変量に基づいて部分放電波形成分が含まれているか否かを判定する。

したがって、この部分放電検出装置１、およびその部分放電検出方法によれば、高価な音響センサを使用せずに部分放電が発生したか否かを判定することができるため、部分放電検出装置１の製造コスト、および部分放電検出方法を実行するためのコストを十分に低減することができるだけでなく、機械的振動成分を除去するための信号を得るための処理を別途実行する必要がない分だけ、部分放電が発生したか否かを短時間で容易に判定することができる。

また、この部分放電検出装置１、およびその部分放電検出方法では、測定した各測定値Ｄｓに基づき、巻線Ｃに対して印加すべき「試験電圧」（サージ電圧の一例であるインパルス電圧）の電圧値と巻線Ｃに対して印加された「試験電圧（サージ電圧の一例であるインパルス電圧）」の電圧値との電圧差に基づいて電源部を制御して巻線Ｃに対して次に印加する「試験電圧（サージ電圧の一例であるインパルス電圧）」の電圧値を補正する。したがって、この部分放電検出装置１、およびその部分放電検出方法によれば、検出対象Ｘ（巻線Ｃ）に対して規定のピーク電圧の「試験電圧」を確実に印加することができるため、どのような電圧値の電圧が印加されたときに部分放電が発生するかを確実に特定することができる。

なお、「部分放電検出装置」の構成や、「部分放電検出方法」は、上記のデータ処理装置３の構成およびその部分放電検出方法の例に限定されない。例えば、ＨＰＦを用いたフィルタリング処理を行う例について説明したが、インパルス応答波形成分のような長い周期的な変化成分を除去することができる限り、上記のフィルタリング処理以外の各種の「演算処理」（一例として、ＢＰＦ（band-pass filter）を用いたフィルタリング処理）を実行することができる。

また、ピーク電圧が相違する複数種類のサージ電圧（インパルス電圧）を「試験電圧」として巻線Ｃに対して印加すると共に、各信号波形の各測定値Ｄｓを対象として、予め規定された周期よりも長い周期の変化成分を除去する「演算処理」を実行し、「演算処理」の演算結果におけるサンプリングタイミング毎の標準化変量に基づいて部分放電波形成分が含まれているか否かを判定する構成・方法について説明したが、このような構成に代えて、振幅が相違する複数種類の「周期的変位電圧」を「試験電圧」として巻線Ｃに対して印加すると共に、各信号波形の各測定値Ｄｓを対象として、「周期的変位電圧の変位周期」を含む予め規定された周期範囲内の周期の変化成分を除去する「演算処理」を実行し、「演算処理」の演算結果におけるサンプリングタイミング毎の標準化変量に基づいて部分放電波形成分が含まれているか否かを判定する構成・方法を採用することもできる。

この場合、「周期的変位電圧」としては、「正弦波電圧」、「矩形波電圧」、「三角波電圧」および「ランプ波電圧（のこぎり波電圧）」などの「電位（電圧値）が周期的に変化する電圧）」を使用することができる。また、「演算処理」としては、「試験電圧」として印加する「周期的変位電圧」の変位周期を含む周期範囲内の変化成分を減衰させるＢＳＦ（band-stop filter）を用いたファイルタリング処理や、「試験電圧」として印加する「周期的変位電圧」の変位周期の変化成分、およびその変位周期よりも長い周期の変化成分を除去するＨＰＦを用いたファイルタリング処理を実行することができる。

このように構成した「部分放電検出装置」および「部分放電検出方法」によれば、前述の部分放電検出装置１、およびその部分放電検出方法と同様にして、高価な音響センサを使用せずに部分放電が発生したか否かを判定することができるため、「部分放電検出装置」の製造コスト、および「部分放電検出方法」を実行するためのコストを十分に低減することができるだけでなく、機械的振動成分を除去するための信号を得るための処理を別途実行する必要がない分だけ、部分放電が発生したか否かを短時間で容易に判定することができる。

さらに、フィルタリング処理後の演算値のサンプリングタイミング毎の標準化変量を求めて部分放電が発生したか否かを判定する例について説明したが、このような処理に代えて、周期的に発生するノイズ成分等を除去可能な各種の「演算処理」を実行し、その演算値の大きさや分布に基づいて部分放電が発生したか否かを判定することもできる。

加えて、Ｕ相巻線Ｃｕ、Ｖ相巻線ＣｖおよびＷ相巻線Ｃｗを備えた三相誘導電動機を検出対象Ｘとして部分放電の有無を検査する例について説明したが、「検出対象」は三相誘導電動機のような誘導電動機に限定されず、トランスやコイルなどの各種の巻線部品を「検出対象」として部分放電の有無を検査することができる。

１ 部分放電検出装置
２ 測定装置
３ データ処理装置
１１ インパルス電源
１２ 電圧検出部
２３ 処理部
Ｃｕ Ｕ相巻線
Ｃｖ Ｖ相巻線
Ｃｗ Ｗ相巻線
Ｄｐ データ処理用プログラム
Ｄｓ 測定値
Ｘ 検出対象

Claims (6)

1. 検出対象の巻線における両端間に試験電圧を印加する電源部と、
   前記電源部から前記巻線に対して印加された前記試験電圧を予め規定されたサンプリング周期で測定する測定部と、
   前記測定部によって測定された各測定値の信号波形に部分放電波形成分が含まれているか否かを判定する処理部を備え、
   前記電源部は、ピーク電圧が相違する複数種類のサージ電圧を前記試験電圧として前記巻線に対して印加し、
   前記処理部は、前記各信号波形の前記各測定値を対象として、予め規定された周期よりも長い周期の変化成分を除去する演算処理を実行し、当該演算処理の演算結果におけるサンプリングタイミング毎の標準化変量に基づいて前記部分放電波形成分が含まれているか否かを判定する部分放電検出装置。
2. 検出対象の巻線における両端間に試験電圧を印加する電源部と、
   前記電源部から前記巻線に対して印加された前記試験電圧を予め規定されたサンプリング周期で測定する測定部と、
   前記測定部によって測定された各測定値の信号波形に部分放電波形成分が含まれているか否かを判定する処理部を備え、
   前記電源部は、振幅が相違する複数種類の周期的変位電圧を前記試験電圧として前記巻線に対して印加し、
   前記処理部は、前記各信号波形の前記各測定値を対象として、前記周期的変位電圧の変位周期を含む予め規定された周期範囲内の周期の変化成分を除去する演算処理を実行し、当該演算処理の演算結果におけるサンプリングタイミング毎の標準化変量に基づいて前記部分放電波形成分が含まれているか否かを判定する部分放電検出装置。
3. 前記処理部は、前記測定部によって測定された前記各測定値に基づき、前記巻線に対して印加すべき前記試験電圧の電圧値と当該巻線に対して印加された前記試験電圧の電圧値との電圧差に基づいて前記電源部を制御して当該巻線に対して次に印加する前記試験電圧の電圧値を補正する請求項１または２記載の部分放電検出装置。
4. 検出対象の巻線における両端間に試験電圧を印加し、かつ当該巻線に対して印加した前記試験電圧を予め規定されたサンプリング周期で測定すると共に、測定した各測定値の信号波形に部分放電波形成分が含まれているか否かを判定する部分放電検出方法であって、
   ピーク電圧が相違する複数種類のサージ電圧を前記試験電圧として前記巻線に対して印加すると共に、前記各信号波形の前記各測定値を対象として、予め規定された周期よりも長い周期の変化成分を除去する演算処理を実行し、当該演算処理の演算結果におけるサンプリングタイミング毎の標準化変量に基づいて前記部分放電波形成分が含まれているか否かを判定する部分放電検出方法。
5. 検出対象の巻線における両端間に試験電圧を印加し、かつ当該巻線に対して印加した前記試験電圧を予め規定されたサンプリング周期で測定すると共に、測定した各測定値の信号波形に部分放電波形成分が含まれているか否かを判定する部分放電検出方法であって、
   振幅が相違する複数種類の周期的変位電圧を前記試験電圧として前記巻線に対して印加すると共に、前記各信号波形の前記各測定値を対象として、前記周期的変位電圧の変位周期を含む予め規定された周期範囲内の周期の変化成分を除去する演算処理を実行し、当該演算処理の演算結果におけるサンプリングタイミング毎の標準化変量に基づいて前記部分放電波形成分が含まれているか否かを判定する部分放電検出方法。
6. 測定した前記各測定値に基づき、前記巻線に対して印加すべき前記試験電圧の電圧値と当該巻線に対して印加された前記試験電圧の電圧値との電圧差に基づいて電源部を制御して当該巻線に対して次に印加する試験電圧の電圧値を補正する請求項４または５記載の部分放電検出方法。

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