JP7357566B2 - 部分放電検出システム - Google Patents

Description

本開示は、部分放電検出装置を有する部分放電検出システムに関する。

部分放電は、絶縁材料の欠陥部分などへの電界の集中によって生じる微小な放電であって、絶縁破壊に至る劣化の初期段階において発生する現象である。従来、部分放電が発生した位置から絶縁媒体を伝播する音波を複数のＡＥ（Acoustic Emission）センサによって検出して、部分放電が発生した位置を推定する方法が知られている。各ＡＥセンサにおいて音波が検出されるタイミングは、部分放電が発生した位置とＡＥセンサとの距離に応じて変化する。部分放電の発生に伴って流れる放電電流が検出されるタイミングから遅れて音波が検出されるまでの遅れ時間をＡＥセンサごとに求めた結果を基に、部分放電が発生した位置を推定することができる。

特許文献１には、電気機器における部分放電の発生を監視する部分放電検出システムに関し、監視室に設置されたユーザインタフェース部において、部分放電の検出結果を示す画像を表示することが開示されている。部分放電の検出結果を示す画像には、電気機器を象徴する機器アイコンと、電気機器にて発生した部分放電を象徴する放電アイコンとが含まれる。機器アイコンは、電気機器の外観を四角形といった簡単な平面図形に置き換えたものである。当該画像において、機器アイコンの中における放電アイコンの位置は、部分放電が発生した位置の推定結果を表す。

特開２０１６－１４８５７５号公報

上記特許文献１に開示される従来の部分放電検出システムでは、電気機器は、電気機器の実際の形状とは異なる簡単な平面図形に置き換えられて表示される。このため、電気機器の保守管理を行う作業者は、システムによって表示される画像からは、実際の電気機器のうち部分放電が発生した位置を正確に理解することが困難であった。このように、従来技術によると、部分放電検出システムは、部分放電が発生した位置を分かり易く示すことができないという問題があった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、部分放電が発生した位置を分かり易く示すことができる部分放電検出システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかる部分放電検出システムは、部分放電検出装置と処理装置とを備える。部分放電検出装置は、電気機器における部分放電の発生位置から伝播する音波を検出することによって音響信号を出力する複数のセンサと、部分放電の発生に伴って流れる放電電流を検出することによって放電電流信号を出力する高周波変流器とを有し、放電電流の電流値を基に算出された放電電荷量と各センサが出力する音響信号の放電電流信号からの遅れ時間とを示す放電データを出力する。処理装置は、部分放電が発生した位置を放電データに基づいて推定する放電位置推定部と、電気機器の立体視画像に部分放電の発生位置を表す要素が付加された検出結果画像を生成する画像生成部とを有する。画像生成部は、電気機器の内部構造のうち部分放電が発生した位置を含む部分の部分画像を生成し、電気機器の外観の一部が部分画像に置き換えられた立体視画像を生成する。

本開示にかかる部分放電検出システムは、部分放電が発生した位置を分かり易く示すことができる、という効果を奏する。

実施の形態１にかかる部分放電検出システムを示す図 実施の形態１にかかる部分放電検出システムを構成する部分放電検出装置のブロック図 図２に示す部分放電検出装置による遅れ時間の算出について説明するための図 実施の形態１にかかる部分放電検出システムを構成する処理装置の機能構成を示すブロック図 図４に示す処理装置によって生成される立体視画像の例を示す第１の図 図４に示す処理装置によって生成される立体視画像の例を示す第２の図 図４に示す処理装置によって表示される検出結果画像の例を示す図 実施の形態１にかかる部分放電検出システムを構成する部分放電検出装置の動作手順を示すフローチャート 実施の形態１にかかる部分放電検出システムを構成する処理装置の動作手順を示すフローチャート 実施の形態２にかかる部分放電検出システムを構成する処理装置の機能構成を示すブロック図 図１０に示す処理装置によって表示される検出結果画像の例を示す図 実施の形態１または２にかかる部分放電検出システムを構成する処理装置が備えるハードウェア構成の例を示す図

以下に、実施の形態にかかる部分放電検出システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本開示が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる部分放電検出システムを示す図である。部分放電検出システム１は、部分放電検出装置２と、処理装置３と、カメラ４とを有する。部分放電検出装置２は、高電圧機器において発生する部分放電を検出する。高電圧機器は、商用電源の電圧よりも高い電圧が印加される電気機器である。実施の形態１において、部分放電検出装置２は、高電圧機器である変圧器５において発生する部分放電を検出する。変圧器５の内部には、絶縁媒体である油が封入されている。

部分放電検出装置２は、複数のＡＥセンサ６と高周波変流器（Current Transformer：ＣＴ）７とを有する。各ＡＥセンサ６は、変圧器５の外側表面に着脱可能に配置される。各ＡＥセンサ６は、部分放電が発生した位置から伝播する音波を検出するセンサである。ＡＥセンサ６は、変圧器５を構成するタンクの壁面、または変圧器５を構成するブッシングの付近などに取り付けられる。実施の形態１において、変圧器５には４つのＡＥセンサ６が配置される。図１には、４つのＡＥセンサ６のうちの２つを示している。変圧器５に配置されるＡＥセンサ６の数は３つ以上であれば良く、任意とする。

高周波ＣＴ７は、変圧器５に接続されている接地線８に取り付けられる。高周波ＣＴ７は、部分放電の発生に伴って接地線８に流れる放電電流を検出する。放電電流を検出する機器は、高周波ＣＴ７以外の機器であっても良く、ロゴスキーコイルなどであっても良い。放電電流を検出する機器は、接地線８以外に取り付けられても良い。放電電流を検出する機器は、例えばブッシングに取り付けられても良い。

処理装置３は、部分放電の検出によって取得された放電データを処理する。処理装置３は、部分放電の検出結果を示す検出結果画像を表示する。処理装置３は、変圧器５を含む施設の制御室等に設置される。部分放電検出装置２と処理装置３とは、互いに通信可能に接続される。部分放電検出装置２と処理装置３とは、無線通信によるネットワークまたは有線通信によるネットワークを介して接続される。

カメラ４は、変圧器５の外観を撮影する。カメラ４は、撮影によって取得された映像データを処理装置３へ送信する。処理装置３とカメラ４とは、無線通信によるネットワークまたは有線通信によるネットワークを介して接続される。カメラ４は、変圧器５の周辺に設置される固定式のカメラである。カメラ４は、変圧器５の３６０度全体の外観を撮影することによって、変圧器５の外観全体についての映像データを取得する。

変圧器５の外観の映像データは、変圧器５の周辺に複数のカメラ４を設置することによって取得されても良い。カメラ４は、固定式のカメラに限られず、可搬式のカメラであっても良い。可搬式のカメラは、変圧器５を撮影する際に変圧器５の周辺に配置され、かつ撮影後に変圧器５の周辺から撤去される。カメラ４は、変圧器５の周辺を走行する移動体、または変圧器５の周辺を飛翔する飛翔体に設置されても良い。カメラ４が変圧器５の周辺を移動しながら撮影を行うことによって、カメラ４は変圧器５の全体を撮影する。カメラ４は、単眼カメラとステレオカメラとのどちらであっても良い。

次に、部分放電検出装置２の構成および動作について説明する。図２は、実施の形態１にかかる部分放電検出システムを構成する部分放電検出装置のブロック図である。高周波ＣＴ７は、放電電流を検出することによって、放電電流信号を出力する。各ＡＥセンサ６は、音波を電気信号へ変換することによって、音響信号を出力する。部分放電検出装置２は、フィルタ部１１，１２、増幅器１３，１４、同期検出器１５、アナログデジタル（Analog-to-Digital：Ａ／Ｄ）変換器１６、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１７および通信装置１８を有する。

フィルタ部１１は、部分放電の検出において不要な周波数成分を放電電流信号から除去する。増幅器１３は、放電電流信号を増幅し、増幅後の放電電流信号をＡ／Ｄ変換器１６へ出力する。フィルタ部１２は、部分放電の発生位置の推定において不要な周波数成分を音響信号から除去する。増幅器１４は、音響信号を増幅し、増幅後の音響信号をＡ／Ｄ変換器１６へ出力する。同期検出器１５は、Ａ／Ｄ変換器１６へ入力される放電電流信号とＡ／Ｄ変換器１６へ入力される音響信号との同期をとる。

Ａ／Ｄ変換器１６は、アナログ信号である放電電流信号をデジタル信号へ変換する。Ａ／Ｄ変換器１６は、デジタル信号へ変換された放電電流信号をＣＰＵ１７へ出力する。Ａ／Ｄ変換器１６は、アナログ信号である音響信号をデジタル信号へ変換する。Ａ／Ｄ変換器１６は、デジタル信号へ変換された音響信号をＣＰＵ１７へ出力する。

ＣＰＵ１７は、放電電流信号と外部ノイズとを弁別して、部分放電の有無を判定する。ＣＰＵ１７は、部分放電があったと判定した場合に、放電電流の電流値を基に放電電荷量を算出する。また、ＣＰＵ１７は、部分放電があったと判定した場合に、ＡＥセンサ６ごとに、放電電流信号からの音響信号の遅れ時間を算出する。ＣＰＵ１７は、放電電荷量の算出結果と遅れ時間の算出結果とを含む放電データを通信装置１８へ出力する。通信装置１８は、放電データを処理装置３へ送信する。

図３は、図２に示す部分放電検出装置による遅れ時間の算出について説明するための図である。図３には、横軸を時刻として、放電電流信号の変化を表す波形と各ＡＥセンサ６から出力される音響信号の変化を表す波形とを示している。以下の説明において、４つのＡＥセンサ６のうちの第１ＡＥセンサによって出力される音響信号を音響信号Ａ、４つのＡＥセンサ６のうちの第２ＡＥセンサによって出力される音響信号を音響信号Ｂ、４つのＡＥセンサ６のうちの第３ＡＥセンサによって出力される音響信号を音響信号Ｃ、４つのＡＥセンサ６のうちの第４ＡＥセンサによって出力される音響信号を音響信号Ｄとする。

高周波ＣＴ７は、変圧器５において部分放電が発生したタイミングにおいて放電電流信号を出力する。部分放電検出装置２は、放電電流信号をトリガとして音響信号を取得する。部分放電によって発生した音波は、変圧器５の内部の絶縁媒体を伝播して、各ＡＥセンサ６に到達する。放電電流信号が出力されるタイミングから遅れて音響信号が出力されるまでの遅れ時間は、部分放電が発生した位置とＡＥセンサ６との距離に応じて変化する。ＣＰＵ１７は、高周波ＣＴ７によって放電電流信号が出力された時刻ｔ０と第１ＡＥセンサによって音響信号Ａが出力された時刻ｔ１との間隔である遅れ時間Δｔ１を算出する。ＣＰＵ１７は、第１ＡＥセンサについての遅れ時間Δｔ１と同様に、第２、第３および第４ＡＥセンサについての遅れ時間Δｔ２，Δｔ３，Δｔ４を算出する。

変圧器５には、運転状態の変圧器５において電圧調整のためにタップを切り換えるタップ切換器が設けられている。タップ切換器の図示は省略する。部分放電検出装置２は、タップ切換器が動作している期間に高周波ＣＴ７から入力される信号は放電電流信号ではないものとして扱う。すなわち、部分放電検出装置２は、タップ切換器が動作している期間において部分放電の検出を行わない。これにより、部分放電検出装置２は、タップ切換器の動作に伴う電流を放電電流であるものと誤って検出することを防止する。

次に、処理装置３の構成および動作について説明する。処理装置３は、放電データに基づいて、部分放電が発生した位置を推定する。処理装置３は、部分放電の発生位置の推定結果を示す検出結果画像を表示する。検出結果画像では、変圧器５の立体視画像に部分放電の発生位置を表す要素が付加される。変圧器５の立体視画像は、変圧器５の外観を表す部分と、変圧器５の内部構造を表す部分とを含む。立体視画像には、変圧器５のうち部分放電が発生した位置を含む部分の内部構造が示される。さらに、立体視画像には、各ＡＥセンサ６について、ＡＥセンサ６の位置を表す要素が付加される。

図４は、実施の形態１にかかる部分放電検出システムを構成する処理装置の機能構成を示すブロック図である。図４には、処理装置３と、処理装置３に接続されている部分放電検出装置２およびカメラ４を示している。

処理装置３は、データが入力される入力部２１と、検出結果画像を生成する画像生成部２２と、データを受信する通信部２３と、部分放電が発生した位置を推定する放電位置推定部２４と、各ＡＥセンサ６の位置を測定するセンサ位置測定部２５とを有する。また、処理装置３は、情報を記憶する記憶部２６と、検出結果画像を表示する表示部２７とを有する。

入力部２１には、変圧器５の設計データであるコンピュータ支援設計（Computer-Aided Design：ＣＡＤ）データが入力される。入力部２１は、画像生成部２２へＣＡＤデータを送る。また、入力部２１は、作業者による入力操作を受け付ける。通信部２３は、部分放電検出装置２によって送信された放電データを受信する。通信部２３は、カメラ４によって送信された映像データを受信する。通信部２３は、放電位置推定部２４へ放電データを送る。通信部２３は、画像生成部２２とセンサ位置測定部２５とへ映像データを送る。

放電位置推定部２４は、部分放電が発生した位置を放電データに基づいて推定する。変圧器５の内部における音波の伝播速度は、絶縁媒体に固有の値である。放電位置推定部２４は、遅れ時間に伝播速度を乗算することによって、部分放電が発生した位置とＡＥセンサ６との距離を各ＡＥセンサ６について算出する。放電位置推定部２４は、各ＡＥセンサ６について算出された距離と各ＡＥセンサ６の位置とに基づいて、部分放電が発生した位置を特定する。放電位置推定部２４によって部分放電が発生した位置を特定する方法は、任意とする。放電位置推定部２４は、部分放電が発生した位置の推定結果である放電位置データを画像生成部２２へ出力する。

センサ位置測定部２５は、映像データに基づいて、各ＡＥセンサ６の位置を測定する。センサ位置測定部２５は、例えば、単眼カメラによって取得された映像の解析によって各ＡＥセンサ６の位置を測定する。センサ位置測定部２５は、ステレオカメラによって取得された映像データを基に、三角測量の原理を利用して各ＡＥセンサ６の位置を測定しても良い。センサ位置測定部２５は、各ＡＥセンサ６の位置の測定結果であるセンサ位置データを放電位置推定部２４と画像生成部２２とへ出力する。

画像生成部２２は、ＣＡＤデータに基づいて、変圧器５の内部構造を表す立体視画像を生成する。内部構造とは、電気機器の外装によって覆われている構造であって、電気機器を分解しなければ目視できない構造である。記憶部２６は、変圧器５の内部構造を表す立体視画像を記憶する。また、画像生成部２２は、映像データに基づいて、変圧器５の外観を表す立体視画像を生成する。画像生成部２２は、変圧器５に各ＡＥセンサ６が取り付けられているときに取得された映像データに基づいて、各ＡＥセンサ６が取り付けられている状態における外観の立体視画像を生成する。記憶部２６は、変圧器５の外観を表す立体視画像を記憶する。

画像生成部２２は、検出結果画像を生成する際に、変圧器５の外観を表す立体視画像と変圧器５の内部構造を表す立体視画像とを記憶部２６から読み出す。画像生成部２２は、放電位置データを基に、内部構造を表す立体視画像から、部分放電が発生した位置とその周辺を含む部分を切り出す画像処理を行う。画像生成部２２は、かかる画像処理によって、内部構造の部分画像を生成する。画像生成部２２は、変圧器５の外観を表す立体視画像の一部を内部構造の部分画像に置き換える画像処理を行う。これにより、画像生成部２２は、変圧器５の外観の一部が、変圧器５の内部における部分放電の発生位置を表す部分画像に置き換えられた立体視画像を生成する。

画像生成部２２は、生成された立体視画像のうち放電位置データによって示される位置に、部分放電の発生位置を表す要素であるマークを付加する。画像生成部２２は、生成された立体視画像のうちセンサ位置データによって示される位置に、ＡＥセンサ６の位置を表す要素であるマークを付加する。画像生成部２２は、各ＡＥセンサ６についてのマークを付加する。画像生成部２２は、このようにして生成された検出結果画像を表示部２７へ出力する。表示部２７は、検出結果画像を表示する。

図５は、図４に示す処理装置によって生成される立体視画像の例を示す第１の図である。図６は、図４に示す処理装置によって生成される立体視画像の例を示す第２の図である。図５には、変圧器５の外観を表す立体視画像の例である画像３１を示す。画像３１は、カメラ４によって撮影される。図６には、変圧器５の内部構造を表す立体視画像の例である画像３２を示す。画像３２は、ＣＡＤデータに基づいて生成される。画像３１と画像３２とは、記憶部２６に記憶される。なお、図５および図６と、後述する図７とでは、変圧器５が有する構造を簡略化して示している部分があるものとする。

図７は、図４に示す処理装置によって表示される検出結果画像の例を示す図である。画像生成部２２は、画像３１と画像３２とを記憶部２６から読み出す。画像生成部２２は、放電位置データを基に、画像３２から内部構造の部分画像３４を生成する。画像生成部２２は、画像３１の一部を部分画像３４に置き換えることによって、部分画像３４を含む立体視画像を生成する。

画像生成部２２は、部分画像３４のうち放電位置データによって示される位置に、部分放電の発生位置を表すマーク３５を付加する。画像生成部２２は、生成された立体視画像のうちセンサ位置データによって示される位置に、ＡＥセンサ６の位置を表すマーク３６を付加する。画像生成部２２は、各ＡＥセンサ６についてのマーク３６を付加する。このようにして、画像生成部２２は、検出結果画像３３を生成する。表示部２７は、検出結果画像３３を表示する。

表示部２７は、作業者による入力部２１の操作に従って、立体視画像の拡大と縮小とを行う。表示部２７は、立体視画像の全体を拡大および縮小して表示する。表示部２７は、立体視画像のうち指定された部分を拡大および縮小して表示しても良い。

表示部２７は、作業者による入力部２１の操作に従って、立体視画像の向きを変化させても良い。表示部２７は、画面内にて変圧器５の像を任意の方向へ回転させることができる。表示部２７は、立体視画像の拡大および縮小、または立体視画像の向きを変化させるほかに、立体視画像の表示の態様を変化させることが可能であっても良い。

次に、部分放電検出システム１を構成する部分放電検出装置２および処理装置３の動作手順について説明する。図８は、実施の形態１にかかる部分放電検出システムを構成する部分放電検出装置の動作手順を示すフローチャートである。部分放電検出装置２は、部分放電の発生を監視する。ステップＳ１において、部分放電検出装置２は、高周波ＣＴ７において部分放電を検出したか否かを、放電電流信号の有無に基づいて判断する。部分放電を検出していない場合（ステップＳ１，Ｎｏ）、部分放電検出装置２は、部分放電発生の監視を継続する。

部分放電を検出した場合（ステップＳ１，Ｙｅｓ）、ステップＳ２において、部分放電検出装置２は、部分放電による音波を各ＡＥセンサ６において検出したか否かを、音響信号の有無に基づいて判断する。部分放電による音波を検出していない場合（ステップＳ２，Ｎｏ）、部分放電検出装置２は、部分放電発生の監視を継続する。部分放電検出装置２は、ステップＳ１において部分放電が検出されたと判断しても、部分放電による音波が検出されない場合、ステップＳ１における判断はノイズによるものであって、部分放電はなかったものと判断する。

部分放電による音波を検出した場合（ステップＳ２，Ｙｅｓ）、ステップＳ３において、部分放電検出装置２は、高周波ＣＴ７での検出時にタップ切換器が動作していたか否かを判断する。タップ切換器が動作していた場合（ステップＳ３，Ｙｅｓ）、部分放電検出装置２は、部分放電発生の監視を継続する。部分放電検出装置２は、ステップＳ１において部分放電が検出されたと判断してもタップ切換器が動作していた場合、ステップＳ１における判断はタップ切換器の動作によるものであって、部分放電はなかったものと判断する。

タップ切換器が動作していなかった場合（ステップＳ３，Ｎｏ）、ステップＳ４において、部分放電検出装置２は、放電電荷量と、各ＡＥセンサ６についての遅れ時間とを算出する。ステップＳ５において、部分放電検出装置２は、放電電荷量の算出結果と遅れ時間の算出結果とを含む放電データを処理装置３へ送信する。以上により、部分放電検出装置２は、図８に示す手順による動作を終了する。

なお、部分放電検出装置２は、部分放電検出装置２の構成の簡素化のため、タップ切換器が動作していたか否かについてのステップＳ３の手順を省略しても良い。すなわち、部分放電検出装置２は、タップ切換器が動作していたか否かに関わらず、部分放電と、部分放電による音波とを検出した場合に、放電電荷量と遅れ時間とを算出しても良い。

図９は、実施の形態１にかかる部分放電検出システムを構成する処理装置の動作手順を示すフローチャートである。処理装置３は、放電データの受信を監視する。ステップＳ１１において、処理装置３は、放電データを受信したか否かを判断する。放電データを受信していない場合（ステップＳ１１，Ｎｏ）、処理装置３は、放電データ受信の監視を継続する。

放電データを受信した場合（ステップＳ１１，Ｙｅｓ）、ステップＳ１２において、処理装置３は、変圧器５の外観の映像データをカメラ４から取得する。ステップＳ１３において、処理装置３は、映像データに基づいて、複数のＡＥセンサ６の各々の位置を測定する。ステップＳ１４において、処理装置３は、放電データに基づいて、部分放電が発生した位置を推定する。ステップＳ１５において、処理装置３は、内部構造の立体視画像を記憶部２６から読み出す。

ステップＳ１６において、処理装置３は、変圧器５の外観を表す部分と変圧器５の内部構造を表す部分とを含む立体視画像を生成するとともに、部分放電の発生位置を表すマーク３５と、各ＡＥセンサ６についてＡＥセンサ６の位置を表すマーク３６とを付加することによって、検出結果画像３３を生成する。ステップＳ１７において、処理装置３は、検出結果画像３３を表示する。以上により、処理装置３は、図９に示す手順による動作を終了する。

処理装置３に表示される検出結果画像３３において、変圧器５の立体視画像にマーク３５が付加されることによって、作業者は、表示されている画像が変圧器５をどの向きから見た場合における画像であるのかを容易に把握することができる。作業者は、実際の変圧器５のうち部分放電が発生した位置を検出結果画像３３から正確に理解することができる。処理装置３は、部分放電が発生した位置を分かり易く示すことができる。

変圧器５の立体視画像には、変圧器５の外観を表す部分と変圧器５の内部構造を表す部分とが含まれることによって、作業者は、内部構造のうち部分放電が発生した位置を確認することができる。これにより、処理装置３は、部分放電が発生した位置をさらに分かり易く示すことができる。

部分放電の位置を推定する際には、変圧器５の寸法のデータが必要となる。変圧器５の撮影による映像データを処理装置３が取得することによって、作業者は、変圧器５の寸法のデータを手入力する手間を省くことができる。処理装置３は、手入力されるデータに誤りがあることによって部分放電の位置の推定に誤りが生じるといった事態を抑制できる。

検出結果画像３３において、変圧器５の立体視画像にマーク３６が付加されることによって、作業者は、実際の変圧器５において各ＡＥセンサ６が配置されている位置を容易に理解することができる。各ＡＥセンサ６が取り付けられている状態における外観の立体視画像を基に、センサ位置測定部２５が各ＡＥセンサ６の位置を測定することによって、作業者は、手作業によらずに、各ＡＥセンサ６の位置を測定することができる。これにより、作業者の作業負担を低減することができる。

検出結果画像３３における立体視画像は、変圧器５の外観を表す部分と変圧器５の内部構造を表す部分とを含むものに限られない。検出結果画像３３における立体視画像は、変圧器５の外観を表す立体視画像であって内部構造を表す部分を含まないものであっても良い。すなわち、画像生成部２２は、変圧器５の外観を表す画像３１にマーク３５，３６が付加された検出結果画像３３を生成しても良い。この場合も、処理装置３は、部分放電が発生した位置を分かり易く示すことができる。

また、検出結果画像３３における立体視画像は、変圧器５の内部構造を表す立体視画像であって外観を表す部分を含まないものであっても良い。すなわち、画像生成部２２は、変圧器５の内部構造を表す画像３２にマーク３５，３６が付加された検出結果画像３３を生成しても良い。この場合も、処理装置３は、部分放電が発生した位置を分かり易く示すことができる。

実施の形態１によると、部分放電検出システム１は、電気機器の立体視画像に部分放電の発生位置を表す要素が付加された検出結果画像３３を生成する。これにより、部分放電検出システム１は、部分放電が発生した位置を分かり易く示すことができるという効果を奏する。

実施の形態２．
図１０は、実施の形態２にかかる部分放電検出システムを構成する処理装置の機能構成を示すブロック図である。処理装置４０は、実施の形態２にかかる部分放電検出システム１を構成する処理装置である。処理装置４０は、変圧器５の状態または変圧器５に設置されている計器の表示の解析結果を含む検出結果画像を表示する。実施の形態２では、上記の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１とは異なる構成について主に説明する。

処理装置４０は、電気機器の状態または電気機器に設置されている計器の表示を映像データに基づいて解析する解析部４１を有する。通信部２３は、画像生成部２２とセンサ位置測定部２５と解析部４１とへ映像データを送る。画像生成部２２は、解析部４１による解析結果を含む検出結果画像を生成する。表示部２７は、生成された検出結果画像を表示する。

図１１は、図１０に示す処理装置によって表示される検出結果画像の例を示す図である。実施の形態２の検出結果画像４３は、実施の形態１の検出結果画像３３に、解析部４１による解析結果を表す要素が追加されたものである。マーク４４，４５，４６，４７，４８の各々は、解析結果を表す要素である。

解析部４１は、変圧器５の外部への油の漏れ出しの有無、または、変圧器５の外装における錆の有無といった、変圧器５の状態を解析する。変圧器５には、タップ切換器の動作回数を表示するカウンタ、変圧器５の油面の高さを測定する油面計、または、油の温度を測定する温度計といった計器が設置される。解析部４１は、カウンタの表示、油面計の表示、または温度計の表示を解析する。

マーク４４は、油の漏れ出しが生じていることを表す要素である。マーク４４の位置は、油の漏れ出しが生じている位置を表す。マーク４５は、錆が生じていることを表す要素である。マーク４５の位置は、錆が生じている位置を表す。マーク４５の形状および大きさは、錆が生じている範囲に合わせて決定される。マーク４６は、カウンタによって示されている数値を表す要素である。マーク４７は、油面計によって示されている数値を表す要素である。マーク４８は、温度計によって示されている数値を表す要素である。

変圧器５の状態の解析結果を表すマーク４４，４５と計器の表示の解析結果を表すマーク４６，４７，４８とが検出結果画像４３に示されることによって、作業者は、変圧器５の状態と計器の表示とを検出結果画像４３から確認することができる。処理装置３は、部分放電が発生した位置を分かり易く示すとともに、変圧器５の点検において必要となる情報を分かり易く示すことができる。

作業者は、変圧器５の周囲を歩きながら変圧器５の状態と計器の表示とを目視する確認作業を行わなくても、変圧器５の状態と計器の表示とを確認することができる。これにより、作業者の作業負担を低減することができる。

解析部４１による解析の対象は、実施の形態２において例示するものに限られない。解析部４１は、油の漏れ出しまたは錆の有無以外の状態についての解析を行っても良い。解析部４１は、タップ切換器のカウンタ、油面計および温度計以外の計器についての解析を行っても良い。解析部４１は、電気機器の状態と、電気機器に設置されている計器の表示とのうちの少なくとも一方を解析するものであれば良い。

実施の形態２によると、部分放電検出システム１は、電気機器の状態または電気機器に設置されている計器の表示を解析して、解析結果を含む検出結果画像４３を生成する。これにより、部分放電検出システム１は、変圧器５の点検において必要となる情報を分かり易く示すことができるという効果を奏する。

次に、実施の形態１または２にかかる部分放電検出システム１を構成する処理装置３，４０のハードウェア構成について説明する。処理装置３，４０が有する各機能部は、パーソナルコンピュータまたは汎用コンピュータといったコンピュータシステムを用いることによって実現される。

図１２は、実施の形態１または２にかかる部分放電検出システムを構成する処理装置が備えるハードウェア構成の例を示す図である。図１２には、コンピュータシステム５０の構成を示している。コンピュータシステム５０は、各種処理を実行するＣＰＵ５１と、内蔵メモリであるメモリ５２と、処理装置３，４０の外部の機器との通信を行う通信装置５３と、各種情報を記憶する記憶装置５４と、各種情報が入力される入力装置５５と、各種情報を表示する表示装置５６とを有する。

処理装置３，４０が実行する機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアは、プログラムとして記述されて記憶装置５４に格納される。

ＣＰＵ５１は、記憶装置５４に記憶されているソフトウェアまたはファームウェアをメモリ５２に読み出して実行することにより、処理装置３，４０の機能を実現する。記憶装置５４に記憶されているプログラムがＣＰＵ５１により実行されることによって、処理装置３，４０の動作が実行される。記憶装置５４に記憶されているプログラムは、処理装置３，４０の機能によって実現される処理をコンピュータに実行させる。画像生成部２２、放電位置推定部２４、センサ位置測定部２５および解析部４１の各機能は、ソフトウェアまたはファームウェアとＣＰＵ５１との組み合わせを用いて実現される。

メモリ５２は、不揮発性もしくは揮発性の半導体メモリであって、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）またはＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）である。記憶装置５４は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）あるいはＳＳＤ（Solid State Drive）である。

通信部２３の機能は、通信装置５３を用いて実現される。記憶部２６の機能は、記憶装置５４を用いて実現される。入力装置５５は、キーボード、マウスあるいはタッチパネルといった入力デバイスである。入力部２１の機能は、入力装置５５を用いて実現される。表示装置５６は、モニタあるいはディスプレイである。表示部２７の機能は、表示装置５６を用いて実現される。

なお、実施の形態１または２において、電気機器は、内部に絶縁媒体が封入される電気機器であれば良く、変圧器５以外の電気機器であっても良い。電気機器は、開閉装置または発電機といった電気機器であっても良い。

以上の実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものである。各実施の形態の構成は、別の公知の技術と組み合わせることが可能である。各実施の形態の構成同士が適宜組み合わせられても良い。本開示の要旨を逸脱しない範囲で、各実施の形態の構成の一部を省略、変更することが可能である。

１ 部分放電検出システム、２ 部分放電検出装置、３，４０ 処理装置、４ カメラ、５ 変圧器、６ ＡＥセンサ、７ 高周波ＣＴ、８ 接地線、１１，１２ フィルタ部、１３，１４ 増幅器、１５ 同期検出器、１６ Ａ／Ｄ変換器、１７，５１ ＣＰＵ、１８ 通信装置、２１ 入力部、２２ 画像生成部、２３ 通信部、２４ 放電位置推定部、２５ センサ位置測定部、２６ 記憶部、２７ 表示部、３１，３２ 画像、３３，４３ 検出結果画像、３４ 部分画像、３５，３６，４４，４５，４６，４７，４８ マーク、４１ 解析部、５０ コンピュータシステム、５２ メモリ、５３ 通信装置、５４ 記憶装置、５５ 入力装置、５６ 表示装置。

Claims (8)

1. 電気機器における部分放電の発生位置から伝播する音波を検出することによって音響信号を出力する複数のセンサと、前記部分放電の発生に伴って流れる放電電流を検出することによって放電電流信号を出力する高周波変流器とを有し、前記放電電流の電流値を基に算出された放電電荷量と各前記センサが出力する前記音響信号の前記放電電流信号からの遅れ時間とを示す放電データを出力する部分放電検出装置と、
   前記部分放電が発生した位置を前記放電データに基づいて推定する放電位置推定部と、前記電気機器の立体視画像に前記部分放電の発生位置を表す要素が付加された検出結果画像を生成する画像生成部とを有する処理装置と、を備え、
   前記画像生成部は、前記電気機器の内部構造のうち前記部分放電が発生した位置を含む部分の部分画像を生成し、前記電気機器の外観の一部が前記部分画像に置き換えられた前記立体視画像を生成することを特徴とする部分放電検出システム。
2. 前記画像生成部は、前記電気機器を撮影することによって取得された映像データを基に前記外観の立体視画像を生成し、前記外観の立体視画像の一部を前記部分画像に置き換える画像処理によって、前記外観の一部が前記部分画像に置き換えられた前記立体視画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の部分放電検出システム。
3. 前記画像生成部は、前記電気機器の設計データを基に前記内部構造の立体視画像を生成し、前記部分放電が発生した位置を含む部分を前記内部構造の立体視画像から切り出す画像処理によって前記部分画像を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の部分放電検出システム。
4. 前記画像生成部は、前記外観に複数の前記センサが取り付けられている前記立体視画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の部分放電検出システム。
5. 前記処理装置は、前記電気機器を撮影することによって取得された映像データを基に各前記センサの位置を測定するセンサ位置測定部を有することを特徴とする請求項４に記載の部分放電検出システム。
6. 前記電気機器は、変圧器であって、
   前記処理装置は、前記変圧器の外部への油の漏れ出しの有無を前記映像データに基づいて解析する解析部を有し、
   前記画像生成部は、前記解析部による解析結果を表すマークを前記検出結果画像に追加することを特徴とする請求項２または５に記載の部分放電検出システム。
7. 前記処理装置は、前記電気機器の外装における錆の有無を前記映像データに基づいて解析する解析部を有し、
   前記画像生成部は、前記解析部による解析結果を表すマークを前記検出結果画像に追加することを特徴とする請求項２または５に記載の部分放電検出システム。
8. 前記処理装置は、前記電気機器に設置されている計器の表示を前記映像データに基づいて解析する解析部を有し、
   前記画像生成部は、前記解析部により解析された表示を表すマークを前記検出結果画像に追加することを特徴とする請求項２または５に記載の部分放電検出システム。

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