JPH11258296A - 部分放電自動判別方法 - Google Patents

部分放電自動判別方法

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JPH11258296A
JPH11258296A JP10057078A JP5707898A JPH11258296A JP H11258296 A JPH11258296 A JP H11258296A JP 10057078 A JP10057078 A JP 10057078A JP 5707898 A JP5707898 A JP 5707898A JP H11258296 A JPH11258296 A JP H11258296A
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Yasuhiro Takahashi
康弘 高橋
Nobuo Kikuta
修夫 菊田
Kazuo Watanabe
和夫 渡辺
Yuji Yamawaki
裕二 山脇
Toshihide Fujimaki
俊秀 藤巻
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Fujikura Ltd
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Fujikura Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 部分放電測定において、ベースノイズレベル
を自動検知し、除去する処理を施すことにより、ベース
ノイズレベルの変化に対応可能となる部分放電自動判別
システムを提供することを目的とする。 【解決手段】 ファジイ化ニューロネットワークを用い
て部分放電の有無を判別する際、所定判定期間におい
て、課電位相規定度数毎に検出パルスをサンプリングし
てその中の電荷量最大値のパルスを抽出し、この電荷量
最大値をφ−q平面の横方向に、位相規定度数毎にマッ
ピングしてφ−q画面のマトリックスを形成し、横方向
にマッピングされているセル数をカウントしてマッピン
グされているセル数が規定数以上カウントされたとき、
そのセルの電荷量値をベースノイズとして、この電荷量
値以下のパルスを除去することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】電力ケーブルおよび接続部の
部分放電測定において、検出した信号をファジイ化ニュ
ーロネットワークを用いて、部分放電信号とノイズ信号
とに自動判別する方法に係り、特にファジイ化ニューロ
ネットワークに入力する前の前処理段階でベースノイズ
レベルを自動判定除去処理して入力することによりファ
ジイ化ニューロネットワークによる正解率の向上を図る
ものである。
【0002】
【従来の技術】電力ケーブルの健全性の確認として部分
放電測定することによって電力ケーブル及び接続部の絶
縁診断が行なわれる。
【0003】特に、近年、超高圧CVケーブル実線路健
全性確認手法として竣工時に部分放電測定が実施される
ようになり、その測定時間が長時間化する傾向にある。
そして長時間連続監視に対応するため、ニューラルネッ
トワークによる部分放電自動判別の検討が様々になされ
ている。
【0004】発明者らは、従来のニューラルネットワー
クに比べて高速学習が可能等、様々な利点を有するファ
ジイ化ニューロを用いた部分放電自動判別システムの検
討を行っており、一応の成果を得て、特許出願を終えた
(特願平10−42312号)。
【0005】しかしながら、実線路においては、時々刻
々と変化するノイズ状況下で、長時間にわたり安定した
動作を示す部分放電自動判別システムを構築することが
強く望まれていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】実線路において、部分
放電の判別を困難なものとしているのはベースノイズで
ある。ベースノイズの変化が大きいところでは、そのパ
ルス認識のしきい値によってはベースノイズをも部分放
電検出パルスとみなしてしまい、実際に発生しているパ
ルスの特徴を捕えることが出来ず、誤判断を招いてしま
う。
【0007】ベースノイズレベルが既知の場合は、図6
に示すように、あるしきい値によりカットし、残りの信
号(部分放電或はノイズ)を上記のファジイ化ニューロ
を用いて判定することによって非常に高い正解率が得ら
れる。
【0008】そこで、本発明は、ベースノイズレベルを
自動検知し、除去する処理を施すことにより、ベースノ
イズレベルの変化に対応可能となる部分放電自動判別シ
ステムを提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、ファジイ化ニューロネットワークを適用
して部分放電の有無を判別する際、所定判定期間におい
て、課電位相規定度数毎に検出パルスをサンプリングし
てその中の電荷量最大値のパルスを抽出し、この電荷量
最大値を課電位相φ−電荷量q平面の横(位相)方向
に、前記課電位相規定度数毎にマッピングしてφ−q画
面のマトリックスを形成する。このマトリックスの中
で、横(位相)方向にマッピングされているセル数をカ
ウントして、前記所定判定期間に対するマッピングされ
ているセル数が、規定数以上カウントされたとき、その
セルの電荷量値をベースノイズとして、この電荷量値以
下のパルスを除去した後、課電位相象限毎のパルス発生
頻度データをファジイ化ニューロネットワークに入力し
て、測定信号の部分放電/ノイズ判別を行うことを特徴
とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を詳細に説明する。図1は本発明の部分放電自動
判別方法を電力ケーブルに適用した実施形態説明図であ
る。電力ケーブル1には課電されており、この例では中
間に絶縁接続部2が接続されている。部分放電信号は検
出電極3を介して検出インピーダンス4に生ずる。な
お、本発明では、信号の検出方式はどの様な形成であっ
てもかまわない。検出された信号は部分放電測定器(同
調増幅器等)5に入力され、次に信号をA/D変換器6
によりデジタル信号に変換して部分放電解析装置7に入
力され、部分放電解析装置7にはケーブルの課電圧位相
情報も入力されており、そこでφ−q−nパターン及び
φ−qパターンが作成される。上記のφ−qパターンか
らベースノイズレベル自動除去装置8によりベースノイ
ズレベルを自動で検知し、除去する処理が施される。
【0011】上記のφ−q−nパターンを構成している
データから上記のベースノイズを取り除いたデータをフ
ァジイ化ニューロネットワーク9に、課電位相各象限
(例えば0〜90°,90°〜180°,180°〜2
70°,270°〜360°)毎にパルス発生頻度デー
タに変換して入力される。
【0012】図2は、ファジイ化ニューロネットワーク
9を説明する説明図である。
【0013】上記の各象限毎のパルス発生頻度データI
0 〜I3 をファジイ化ニューロネットワークに入力する
と、正規化テーブルNTにより内部データ型に変換さ
れ、正規化データとなる。即ち、入力データ毎に写像関
数を設けてメンバーシップ関数MFの横軸の次元にそろ
えられる。
【0014】この正規化データに対してメンバーシップ
関数MFを用いて学習が行なわれる。
【0015】この様にして得られた各象限毎のパルス発
生頻度データをパターンデータとして、MFの照合処理
によって合致度(これまでに学習させたパターンデータ
と整合する度合い)に変換される。次段のパターンセッ
トPSにおいては各パターンデータのMFからの合致度
を重みWを用いて合成することにより、入力信号パター
ンとしての合致度を得る。出力部のパターンテーブルP
Tにおいては、複数のPSから出力される合致度の中で
最大のものを選択し、入力信号のカテゴリー(放電/ノ
イズ)に対する合致度をそれぞれ出力信号とする構成と
なっている。しかしながら、従来の部分放電解析装置に
よって得られたパルス発生頻度データをそのままファジ
イ化ニューロネットワークに入力すると、実験室の様な
ベースノイズレベルの変化が小さいところでの測定に対
しては特に問題はないが、実線路の様にノイズ状況の変
化が大きなところでは、そのパルス認識のしきい値によ
ってはベースノイズをも検出パルスとみなしてしまい、
実際に発生しているパルスの特徴を捉えることが出来
ず、誤判断を招いてしまう。
【0016】そこで、本発明の特徴であるところの、測
定信号のφ−qパターンからベースノイズレベルを自動
検知し、除去する処理を施すことにより、ベースノイズ
レベルの変化に対応可能となるようにした。
【0017】次に、ベースノイズ自動除去処理について
詳細に説明する。
【0018】ベースノイズ自動除去処理の方法は、まず
測定信号の電荷をφ−q平面に棒グラフ状に表現し、こ
れを重ねて行くことで、電荷の状態を表現する。次に棒
グラフ状にマッピングされたフィールドを位相方向に見
ることでベースノイズの大きさを判定しようとするもの
である。
【0019】上記の判定に当って下記のパラメータが設
定される。 (1)判定期間(サイクル) 1 (2)サンプリング幅(度) 36 (3)縦方向サンプリング高さ(pC) 5 (4)ベースノイズと判定する比率(%) 70 (5)ベースノイズ下限値(pC) 1
【0020】上記パラメータの設定によって、φ−q平
面に、横(位相)方向単位36度、縦(電荷量)方向単
位5pCを1個の桝目としたマトリクスを生成する。
【0021】次に、1サイクル分のデータをマッピング
する。例えば、10°の位相で23pCのパルスが発生
していた場合、図3の図で左端列に高さ5ブロック分の
棒グラフを生成する。また、位相190°で11pCの
パルスが発生していた場合は、同様に左から6列目に高
さ3ブロック分の棒グラフを追加する。
【0022】なお、新たに追加するパルス電荷(位相と
大きさの組)が既にマッピングされている部分に含まれ
るときは何もしない。また、位相方向の領域が既存のマ
ッピング領域に含まれていても、電荷量が大きくなると
きは、高さを更新する。例えば図3において、15°の
位相で33pCのパルスがあった場合は左端の列の高さ
を2個分高い形に更新する。
【0023】上述の作動はコンピュータで行なわれ、1
サイクルごとに行なう。なお、φ−qの解析能は1°ご
とに行なわれている(必ずしも1°ごとでなくても良
い)。
【0024】このようにして電荷量を必要な分だけ(こ
こでは1サイクル分)マッピングし終わると、最後にベ
ースノイズの決定に入る。
【0025】まず、各行を横方向に見て、マッピングさ
れているセルの数をカウントする。この数は、電荷量の
+方向に見て行くと、必ず降順になる。この状態を図4
に示す。
【0026】図4の様に、最下行から順に全セル数に対
するマッピングされているセルの比を見て行くと、10
/10,8/10,5/10……となって行く。パラメ
ータとして与えられたベースノイズと判定する比率は7
0%であるので、下から2行目までがこれを上回ってお
り、最終的に10pCをベースノイズとして決定する。
ベースノイズを決定した後は、これ以下の電荷の測定信
号を除外して処理を実行する。
【0027】ベースノイズ除去処理の例を図5に示す。
【0028】また、ベースノイズ存在下の部分放電発生
波形に対する信号弁別結果を表1に示す。
【0029】
【表1】 この波形例ではベースノイズレベルはおよそ5pCであ
り、パルス認識しきい値を1pC固定で設定していた従
来システムでは、先に述べた様にベースノイズを放電パ
ルスと認識してしまい、それ以上で発生している放電信
号に対しての判定は不可能であったが、ベースノイズ除
去処理を適用することにより、ベースノイズ以上の信号
に対して正しく信号弁別することを確認できた。
【0030】本発明は、電力ケーブル以外の高電圧機器
から発生している部分放電の判別にも適用できることは
勿論である。
【0031】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明のファジイ
化ニューロネットワークによる部分放電自動判別システ
ムにベースノイズ除去処理を導入することにより、部分
放電測定中にベースノイズレベルが変化しても、精度良
く信号弁別が可能となり、部分放電測定の信頼性が極め
て向上したものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す構成ブロック図であ
る。
【図2】本発明に係るファジイ化ニューロネットワーク
を示す説明図である。
【図3】本発明に係るベースノイズ除去処理におけるマ
トリックスのマッピングを説明する説明図である。
【図4】本発明に係るベースノイズ除去処理におけるベ
ースノイズの決定を説明する説明図である。
【図5】本発明に係るベースノイズ除去処理手法の概要
を示す図である。
【図6】従来技術の部分放電判別例を説明する図であ
る。
【符号の説明】
1 電力ケーブル 2 絶縁接続部IJ 3 検出電極 4 検出インピーダンス 5 部分放電測定器 7 部分放電解析装置 8 ベースノイズ除去処理装置 9 ファジイ化ニューロネットワーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 和夫 千葉県富津市新富42−1 株式会社フジク ラ富津工場内 (72)発明者 山脇 裕二 北海道札幌市中央区南一条西十丁目四番 タイムビル5F 株式会社アドイン研究所 内 (72)発明者 藤巻 俊秀 北海道札幌市中央区南一条西十丁目四番 タイムビル5F 株式会社アドイン研究所 内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ファジイ化ニューロネットワークを用い
    て部分放電の有無を判別する際、 所定判定期間において、課電位相規定度数毎に検出パル
    スをサンプリングしてその中の電荷量最大値のパルスを
    抽出し、この電荷量最大値を課電位相φ−電荷量q平面
    の横(位相)方向に、前記課電位相規定度数毎にマッピ
    ングしてφ−q画面のマトリックスを形成し、 このマトリックスの中で、横(位相)方向にマッピング
    されているセル数をカウントして、前記所定判定期間に
    対するマッピングされているセル数が、規定数以上カウ
    ントされたとき、そのセルの電荷量値をベースノイズと
    して、この電荷量値以下のパルスを除去した後、 課電位相象限毎のパルス発生頻度データをファジイ化ニ
    ューロネットワークに入力して測定信号の部分放電/ノ
    イズ判別を行うことを特徴とする部分放電自動判別方
    法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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