KR20160058723A

KR20160058723A - 부분 방전 계측 장치, 부분 방전 계측 방법, 및 프로그램

Info

Publication number: KR20160058723A
Application number: KR1020157029848A
Authority: KR
Inventors: 야스오 사카구치; 고지 우라노; 모리타카 히가시; 다케루 이시이
Original assignee: 가부시키가이샤 제이-파워 시스템즈; 에스이 테크놀로지 리미티드
Priority date: 2014-09-19
Filing date: 2014-09-19
Publication date: 2016-05-25
Also published as: JPWO2016042675A1; CN105612428A; SG11201508210YA; WO2016042675A1; TW201612534A; KR101789900B1; HK1221019A1; TWI586974B; CN105612428B; JP6489651B2

Abstract

전력 설비에 생기는 부분 방전을 계측하는 부분 방전 계측 장치로서, 상기 전력 설비에 흐르는 교류 전류를 계측하고, 상기 교류 전류에 근거하는 전압치를 검출 신호로서 출력하는 계측부와, 상기 계측부에 의해서 계측되는 인가된 고전압의 전류, 또는 전압의 위상과, 상기 위상으로 얻게 되는 전하와, 상기 위상으로 얻게 되는 상기 교류 전류의 계측으로부터 얻게 되는 전하가 단위시간 당 발생하는 발생 빈도의 분포를 나타내는 분포 데이터를 생성하는 분포 데이터 생성부와, 상기 분포 데이터에 있어서, 상기 부분 방전에 대응하는 상기 위상, 상기 전하, 및 상기 발생 빈도의 적어도 어느 1개에 근거하는 출력 조건을 상기 교류 전류가 충족하면, 트리거 신호를 출력하는 신호 출력부와, 상기 신호 출력부로부터 상기 트리거 신호가 출력되면, 상기 계측부가 출력하는 상기 검출 신호의 샘플링을 실시하는 샘플링부를 갖는 부분 방전 계측 장치를 제공한다.

Description

부분 방전 계측 장치, 부분 방전 계측 방법, 및 프로그램{PARTIAL DISCHARGE MEASUREMENT APPARATUS, PARTIAL DISCHARGE MEASUREMENT METHOD, AND PROGRAM}

본 발명은 부분 방전 계측 장치, 부분 방전 계측 방법, 및 프로그램에 관한 것이다.

종래, 부분 방전의 계측으로, 뉴럴 네트워크(Neural network)에 의해서, 부분 방전 신호에 대해 계측한 신호의 유사도를 평가하여, 부분 방전의 유무를 판별하는 방법이 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 1 등).

일본 공개 특허 공보 제 1996-338856 호

그렇지만, 종래의 방법에서는, 출력 조건에 근거해 판단해서 출력되는 트리거(Trigger) 신호에 근거해 샘플링(Sampling) 하지 않기 때문에, 부분 방전이 아닌 저주파의 노이즈(Noise) 등의 검출 신호를 샘플링해 버리는 경우가 있었다.

그래서, 저주파의 노이즈 등을 포함하는 교류 전류의 검출 신호로부터 부분 방전의 검출 신호를 샘플링할 수 있는 부분 방전 계측 장치, 부분 방전 계측 방법, 및 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시의 형태의 일 형태에 있어서의, 전력 설비에 생기는 부분 방전을 계측하는 부분 방전 계측 장치로서, 상기 전력 설비에 흐르는 교류 전류를 계측하고, 상기 교류 전류에 근거하는 전압치를 검출 신호로서 출력하는 계측부와, 상기 계측부에 의해서 계측되는 인가된 고전압의 전류, 또는 전압의 위상과, 상기 위상으로 얻게 되는 전하와, 상기 위상으로 얻게 되는 상기 교류 전류의 계측으로부터 얻게 되는 전하가 단위시간 당 발생하는 발생 빈도의 분포를 나타내는 분포 데이터를 생성하는 분포 데이터 생성부와, 상기 분포 데이터에 있어서, 상기 부분 방전에 대응하는 상기 위상, 상기 전하, 및 상기 발생 빈도 중 적어도 어느 1개에 근거하는 출력 조건을 상기 교류 전류가 충족하면, 트리거 신호를 출력하는 신호 출력부와, 상기 신호 출력부로부터 상기 트리거 신호가 출력되면, 상기 계측부가 출력하는 상기 검출 신호의 샘플링을 실시하는 샘플링부를 갖는 것을 특징으로 한다.

저주파의 노이즈 등을 포함하는 교류 전류의 검출 신호로부터 부분 방전의 검출 신호를 샘플링할 수 있는 부분 방전 계측 장치, 부분 방전 계측 방법, 및 프로그램을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 형태에 따른 부분 방전 계측 장치의 하드웨어 구성의 일례를 설명하는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일실시 형태에 따른 부분 방전 계측 장치에 의한 전체 처리의 일례를 설명하는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일실시 형태에 따른 분포 데이터를 φ-Q-N 분포도로 나타내는 경우의 일례를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시 형태에 따른 전하량 Q의 임계치의 일례를 설명하는 φ-Q-N 분포도이다.
도 5는 본 발명의 일실시 형태에 따른 트리거 신호와 샘플링의 일례를 설명하는 타이밍 차트이다.
도 6은 본 발명의 일실시 형태에 따른 전하량 Q의 임계치의 설정에 의한 효과의 일례를 설명하는 φ-Q-N 분포도이다.
도 7은 본 발명의 일실시 형태에서의 저주파의 노이즈에 대한 효과의 일례를 설명하는 파형도이다.
도 8은 본 발명의 일실시 형태에 따른 위상 φ의 범위의 설정의 일례, 및 설정에 의한 효과의 일례를 설명하는 φ-Q-N 분포도이다.
도 9는 본 발명의 일실시 형태에 따른 발생 빈도 N의 임계치의 설정의 일례, 및 설정에 의한 효과의 일례를 설명하는 φ-Q-N 분포도이다.
도 10은 본 발명의 일실시 형태에 따른 전하량 Q의 임계치와 위상 φ의 범위의 설정의 일례, 및 설정에 의한 효과의 일례를 설명하는 φ-Q-N 분포도이다.
도 11은 본 발명의 일실시 형태에 따른 전하량 Q의 임계치와 발생 빈도 N의 임계치의 설정의 일례, 및 설정에 의한 효과의 일례를 설명하는 φ-Q-N 분포도이다.
도 12는 본 발명의 일실시 형태에 따른 위상 φ의 범위와 발생 빈도 N의 임계치의 설정의 일례, 및 설정에 의한 효과의 일례를 설명하는 φ-Q-N 분포도이다.
도 13은 본 발명의 일실시 형태에 따른 전하량 Q의 임계치와 위상 φ의 범위와 발생 빈도 N의 임계치의 설정의 일례, 및 설정에 의한 효과의 일례를 설명하는 φ-Q-N 분포도이다.
도 14는 본 발명의 일실시 형태에 따른 설정부에 의한 전하량 Q의 임계치의 계산, 설정, 및 설정에 의한 효과의 일례를 설명하는 φ-Q-N 분포도이다.
도 15는 본 발명의 일실시 형태에 따른 2개의 계측부를 갖는 부분 방전 계측 장치의 하드웨어 구성의 일례를 설명하는 블럭도이다.
도 16은 본 발명의 일실시 형태에 따른 2개의 계측부를 갖는 부분 방전 계측 장치의 경우의 전하량 Q의 임계치의 일례를 설명하는 φ-Q-N 분포도이다.

이하, 본 발명의 전력 설비에 생기는 부분 방전을 계측하는 부분 방전 계측 장치에 대해 설명한다.

＜실시의 형태 1＞

＜부분 방전 계측 장치의 하드웨어 구성＞

도 1은 본 발명의 일실시 형태에 따른 부분 방전 계측 장치의 하드웨어 구성의 일례를 설명하는 블럭도이다.

부분 방전 계측 장치(100)는, 센서(Sensor)(100H1)와, 앰프(Amplifier)(100H2)와, 필터(Filter)(100H3)와, 검파 처리 회로(100H4)와, φ-Q-N 계측 보드(Board)(100H5)와, 파형 계측 보드(100H6)와, 위상 검출용 센서(100H7)와, 위상 신호 처리 회로(100H8)를 갖는다.

센서(100H1)는 계측부의 일례이다. 이하, 계측부가 센서(100H1)인 경우를 예로 설명한다.

센서(100H1)는, 부분 방전의 계측이 행해지는 케이블 등의 전력 설비에 접속된다.

전력 설비는, 예를 들면, 케이블, 접속 박스, 및 GIS(Gas Insulated Switch) 등이다. 이하의 설명에서는, 전력 설비가 케이블인 경우를 예로 설명한다.

센서(100H1)는, 고주파 CT(Current Transformers) 등의 전류 센서로 구성되고, 센서(100H1)는, 케이블 등의 전력 설비에 흐르는 고전압의 교류 전류를 계측한다.

고전압의 교류 전류는, 예를 들면 600V를 넘는 전압의 교류 전류이다.

센서(100H1)는, 계측한 교류 전류의 전류치를 전압으로 변환한다. 변환한 전압의 전압치는, 검출 신호 SIG1로서 앰프(100H2)에 출력된다. 센서(100H1)의 출력 단자는 앰프(100H2)의 입력 단자에 접속된다.

앰프(100H2)는, 센서(100H1)가 출력한 검출 신호 SIG1를 증폭한다. 앰프(100H2)의 출력 단자는, 필터(100H3)의 입력 단자와, 파형 계측 보드(100H6)의 입력 단자에 접속된다.

필터(100H3)는 밴드 패스 필터(Band-pass filter)이다. 필터(100H3)는, 앰프(100H2)가 증폭시킨 검출 신호 SIG1로부터 특정의 주파수 대역의 신호를 추출한다. 필터(100H3)의 출력 단자는, 검파 처리 회로(100H4)의 입력 단자에 접속된다.

검파 처리 회로(100H4)는 검파 처리를 실시한다. 검파 처리는 검출 신호 SIG1에 포함되는 각 파형의 유무를 검출한다. 검파 처리 회로(100H4)의 출력 단자는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)의 입력 단자에 접속된다.

위상 검출용 센서(100H7)는 케이블 등의 전력 설비에 장착된다. 위상 검출용 센서(100H7)는, 전력 설비에 흐르는 고전압의 전류, 또는 전압을 검출한다. 위상 검출용 센서(100H7)의 출력 단자는, 위상 신호 처리 회로(100H8)의 입력 단자에 접속된다.

위상 신호 처리 회로(100H8)는, 위상 검출용 센서(100H7)로부터 입력된 신호의 제로 크로스(zero-cross)를 검출한다. 위상 신호 처리 회로(100H8)는, 검출한 제로 크로스에 근거하여, 기준점을 φ-Q-N 계측 보드(100H5), 및 파형 계측 보드(100H6)로 출력한다. 위상 신호 처리 회로(100H8)의 출력 단자는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)의 입력 단자, 및 파형 계측 보드(100H6)의 입력 단자에 접속된다.

φ-Q-N 계측 보드(100H5)는 분포 데이터 생성부의 일례이다. 이하, 분포 데이터 생성부가 φ-Q-N 계측 보드(100H5)인 경우를 예로 설명한다.

φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 신호 출력부의 일례이다. 이하, 신호 출력부가 φ-Q-N 계측 보드(100H5)인 경우를 예로 설명한다.

φ-Q-N 계측 보드(100H5)는 설정부의 일례이다. 이하, 설정부가 φ-Q-N 계측 보드(100H5)인 경우를 예로 설명한다.

φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, A/D(Analog/Digital) 컨버터(Converter) (100H51)와, 메모리(Memory)(100H52)와, MCU(Micro Controller Unit)(100H53)를 갖는다.

φ-Q-N 계측 보드(100H5)는 FPGA(Field-Programmable Gate Array) 등을 실장하는 전자 회로 기판이다.

φ-Q-N 계측 보드(100H5)는 검출 신호 SIG1에 근거하여 분포 데이터를 생성한다. φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 검출 신호 SIG1에 포함되는 각 파형의 극대점(maximum point)인 피크(Peak) 점을 디지털 필터 처리에 의해서 산출한다. 이때, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 위상의 기준점과 마이크로 프로세서 MCUH531의 내부 카운터를 이용함으로써, φ-Q-N 계측시의 피크점에 있어서의 위상 φ을 산출한다.

φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 출력 조건에 근거하여 트리거 신호 SIG2를 파형 계측 보드(100H6)로 출력한다.

A/D 컨버터(100H51)는 φ-Q-N 계측 보드(100H5)의 입력 단자를 갖는다. A/D 컨버터(100H51)는 검출 신호 SIG1를 A/D 변환한다. A/D 컨버터(100H51)의 출력 단자는, 메모리(100H52)의 입력 단자와 MCU(100H53)의 입력 단자에 접속된다.

메모리(100H52)는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)에 이용되는 각종 데이터, 및 파라미터를 기억한다. 메모리(100H52)의 출력 단자는 MCU(100H53)의 입력 단자에 접속된다.

MCU(100H53)는 마이크로 프로세서 MCUH531를 갖는다.

마이크로 프로세서 MCUH531는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)가 갖는 각 하드웨어를 제어한다.

φ-Q-N 계측 보드(100H5)의 출력 단자는, 파형 계측 보드(100H6)의 입력 단자에 접속된다.

파형 계측 보드(100H6)는 샘플링부의 일례이다. 이하, 샘플링부가 파형 계측 보드(100H6)인 경우를 예로 설명한다.

파형 계측 보드(100H6)는 앰프(100H2)가 증폭시킨 검출 신호 SIG1를 샘플링한다. 파형 계측 보드(100H6)는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)로부터 트리거 신호 SIG2가 출력되면, 샘플링을 실시한다. 파형 계측 보드(100H6)는, 파형을 샘플링 하면, 마이크로 프로세서 MCUH631의 내부 카운터를 이용하여, 파형 계측 보드(100H6)가 샘플링을 실시했을 때의 위상 데이터를 기억한다.

파형 계측 보드(100H6)는, A/D 컨버터(100H61)와, 메모리(100H62)와, MCU(100H63)를 갖는다.

파형 계측 보드(100H6)는 FPGA 등을 실장하는 전자 회로 기판이다.

A/D 컨버터(100H61)는 파형 계측 보드(100H6)의 입력 단자를 갖는다. A/D 컨버터(100H61)는 검출 신호 SIG1를 A/D 변환한다. A/D 컨버터(100H61)의 출력 단자는, 메모리(100H62)의 입력 단자와 MCU(100H63)의 입력 단자에 접속된다.

메모리(100H62)는 파형 계측 보드(100H6)에 이용되는 각종 데이터, 및 파라미터를 기억한다.

MCU(100H63)는 마이크로 프로세서 MCUH631를 갖는다.

마이크로 프로세서 MCUH631는, 파형 계측 보드(100H6)가 갖는 각 하드웨어를 제어한다.

φ-Q-N 계측 보드(100H5), 및 파형 계측 보드(100H6)의 출력 단자는, PC(Personal Computer)(101) 등인 정보 처리 장치의 입력 단자에 접속된다.

φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 예를 들면 PC(101)에 생성한 분포 데이터를 출력하고, PC(101)는, 분포 데이터를 φ-Q-N 분포도 등으로 표시한다. φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 예를 들면 PC(101)로부터 출력 조건의 판단에 이용하는 설정치를 입력한다.

파형 계측 보드(100H6)는, 예를 들면 PC(101)에 샘플링한 데이터를 출력하고, PC(101)는 샘플링된 데이터에 근거하여 파형을 표시한다.

또, 부분 방전 계측 장치의 하드웨어 구성은, 도 1에 나타낸 구성에 한정되지 않는다. 부분 방전 계측 장치의 하드웨어 구성은, 오실로스코프(Oscilloscope), 및 스펙트럼 애널라이저(Spectrum analyzer) 등의 해석 장치(도시하지 않음)를 갖는 구성이라도 좋다.

＜부분 방전 계측 장치에 의한 전체 처리＞

도 2는 본 발명의 일실시 형태에 따른 부분 방전 계측 장치에 의한 전체 처리의 일례를 설명하는 흐름도이다.

스텝 S0201에서는, 센서(100H1)는, 케이블 등의 전력 설비에 흐르는 교류 전류를 계측하고, 검출 신호 SIG1를 φ-Q-N 계측 보드(100H5), 및 파형 계측 보드(100H6)로 출력하는 처리를 실시한다. 검출 신호 SIG1는 앰프(100H2)에 의해서 증폭된다. 검출 신호 SIG1는 필터(100H3)에 의해서 특정의 주파수 대역의 신호를 추출한다. 검출 신호 SIG1는 검파 처리 회로(100H4)에 의해서 검파 처리가 행해진다.

스텝 S0202에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 검출 신호 SIG1에 근거하여 분포 데이터를 생성하는 처리를 실시한다.

스텝 S0203에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 생성한 분포 데이터를 PC(101)로 출력하는 처리를 실시한다.

도 3은 본 발명의 일실시 형태에 따른 분포 데이터를 φ-Q-N 분포도로 나타내는 경우의 일례를 설명하는 도면이다.

분포 데이터는 예를 들면 φ-Q-N 분포도로 나타내는 데이터이다. 도 3은, 분포 데이터를 나타낸 φ-Q-N 분포도의 일례이다. 도 3의 횡축은 위상 검출용 센서(100H7)에 의해서 계측된 전력 설비에 흐르는 인가된 고전압의 전류, 또는 전압의 위상 φ을 나타내는 축이다. 도 3의 종축은, 횡축에서 나타내는 전력 설비에 흐르는 인가된 고전압의 전류, 또는 전압의 위상 φ으로 얻게 되는 전하를 나타내는 축이다. 전하는 전하량 Q로 나타낸다. 도 3의 각 점의 색은, 위상 φ으로 얻게 되는 각 전하가 단위시간 당 발생하는 발생 빈도 N를 나타낸다. 발생 빈도 N는, 단위시간 당 동일 위상 φ, 또한, 동일 전하량 Q의 전하가 발생하는 경우를 적산해서 구할 수 있다.

분포 데이터는, 스텝 S0203에서 PC(101)로 출력되고, 출력된 분포 데이터에 근거하여 PC(101)가 φ-Q-N 분포도의 형식으로, 분포 데이터가 유저에게 표시된다. 이하, 설명에서는, 센서(100H1)가 출력하는 검출 신호의 전하를 φ-Q-N 분포도로 나타내는 경우가 있다.

스텝 S0204에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, PC(101)로부터 부분 방전에 대응하는 전하의 임계치 등을 설정치로서 입력하는 처리를 실시한다.

출력 조건을 전하량 Q의 임계치에 근거하여 판단하는 경우, 스텝 S0204에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, PC(101)로부터 전하량 Q의 임계치를 설정치로서 입력하는 처리를 실시한다. 출력 조건을 위상 φ의 범위에 근거하여 판단하는 경우, 스텝 S0204에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, PC(101)로부터, 상한치와 하한치를 설정치로서 입력하는 처리를 실시한다. 출력 조건을 발생 빈도 N의 임계치에 근거하여 판단하는 경우, 스텝 S0204에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, PC(101)로부터 발생 빈도 N의 임계치를 설정치로서 입력하는 처리를 실시한다.

스텝 S0205에서는, 센서(100H1)는, 스텝 S0201와 마찬가지로, 케이블 등의 전력 설비에 흐르는 교류 전류를 계측해, 검출 신호 SIG1를 φ-Q-N 계측 보드(100H5), 및 파형 계측 보드(100H6)에 출력하는 처리를 실시한다. 스텝 S0205에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 센서(100H1)가 출력한 검출 신호 SIG1에 근거하여 스텝 S0202와 마찬가지로 분포 데이터를 생성하는 처리를 실시해도 좋다.

스텝 S0206에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 계측되는 교류 전류가 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을 실시한다. 출력 조건은, φ-Q-N 계측 보드(100H5)가 트리거 신호 SIG2를 출력하는지 여부를 결정하기 위한 조건이다. 출력 조건이 충족되는 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 트리거 신호 SIG2를 출력한다. 스텝 S0206에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 출력 조건을 충족하는 것으로 판단하는 경우(스텝 S0206에서 YES), 스텝 S0207로 진행된다. 스텝 S0206에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 출력 조건을 충족하지 않는 것으로 판단하는 경우(스텝 S0206에서 NO), 스텝 S0205로 돌아간다.

φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을, 예를 들면 설정치로서 입력하는 전하량 Q의 임계치 등에 근거하여 실시한다. 이하, 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을 전하량 Q의 임계치에 근거하여 실시하는 경우를 예로 설명한다. 설명은, 도 3의 경우를 예로 실시한다.

도 4는 본 발명의 일실시 형태에 따른 전하량 Q의 임계치의 일례를 설명하는 φ-Q-N 분포도이다.

φ-Q-N 계측 보드(100H5)가 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을 전하량 Q의 임계치에 근거하여 판단하는 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 스텝 S0204에서, 설정치로서 전하량 Q의 임계치 QTh를 입력하는 처리를 실시한다. 전하량 Q의 임계치 QTh는, 예를 들면 스텝 S0203에서 PC(101)에 의해서 표시되는 φ-Q-N 분포도에 근거하여, 유저가 결정하는 값이다. 전하량 Q의 임계치 QTh는, 예를 들면 유저에 의해서, 노이즈의 전하량보다 큰 값으로 결정된다.

도 3의 경우에 전하량 Q의 임계치 QTh가 설정되면, 전하량 Q의 임계치 QTh는, 도 4와 같이 나타낸다. 도 4의 경우, 스텝 S0206에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 전하량 Q의 임계치 QTh 이상의 전하인지 여부에 따라서, 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을 실시한다. 도 4의 경우, 전하량 Q의 임계치 QTh 이상의 전하는, 부분 방전에 대응하는 전하이다. 도 4에서는, 전하량 Q의 임계치 QTh 이상의 전하는, 사선으로 도시하는 범위의 전하이다.

도 4의 경우, 스텝 S0206에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 전하가 전하량 Q의 임계치 QTh 미만인 경우, 출력 조건을 충족하지 않는 것으로 판단한다. 출력 조건을 충족하지 않는 것으로 판단하는 경우, 센서(100H1)는, 케이블 등의 전력 설비에 흐르는 교류 전류를 계측한다. 따라서, 출력 조건을 충족하는 교류 전류가 계측될 때까지 스텝 S0205, 및 스텝 S0206의 처리가 반복해서 행해진다.

스텝 S0207에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 트리거 신호 SIG2를 파형 계측 보드(100H6)로 출력한다.

스텝 S0208에서는, 파형 계측 보드(100H6)는, 트리거 신호 SIG2에 근거하여 검출 신호 SIG1의 샘플링을 실시한다.

도 5는 본 발명의 일실시 형태에 따른 트리거 신호와 샘플링의 일례를 설명하는 타이밍 차트이다.

스텝 S0205에서 센서(100H1)가 계측, 및 출력하는 검출 신호 SIG1는, 예를 들면 도 5에 도시하는 검출 신호 SIG1이다. 검출 신호 SIG1는, 필터(100H3), 및 검파 처리 회로(100H4)에 의해서 처리되어, 도 5에서 도시하는 필터 처리, 및 검파 처리된 검출 신호 SIG1A로 된다. 스텝 S0206에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 필터 처리, 및 검파 처리된 검출 신호 SIG1A의 피크점 Pk1A를 검출하여 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을 실시한다. 필터 처리, 및 검파 처리된 검출 신호 SIG1A의 피크점 Pk1A의 타이밍을 트리거 타이밍 T1A로 한다.

스텝 S0206에서 φ-Q-N 계측 보드(100H5)가 출력 조건을 충족하는 것으로 판단하는 경우, 스텝 S0207에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 트리거 신호 SIG2를 출력한다. 트리거 신호 SIG2는 트리거 타이밍 T1A의 타이밍에 근거하여 출력된다.

파형 계측 보드(100H6)는, 스텝 S0207에서, 트리거 신호 SIG2가 출력되면, 스텝 S0208의 샘플링을 실시한다. 스텝 S0208의 샘플링은, 예를 들면 트리거 신호 SIG2가 출력되는 타이밍에 근거하여 행해진다. 트리거 신호 SIG2는, 예를 들면 도 5에 나타내는 트리거 타이밍 T1A로 출력된다. 트리거 신호 SIG2가 출력되면, 파형 계측 보드(100H6)는, 검출 신호 SIG1의 샘플링을 실시한다.

이하, 파형 계측 보드(100H6)가, 트리거 타이밍 T1A의 타이밍에 샘플링을 실시하는 경우를 예로 설명한다.

트리거 타이밍 T1A에 샘플링을 실시하는 경우, 파형 계측 보드(100H6)는, 트리거 타이밍 T1A보다 소정 시간 전(前)의 트리거 전처리 시간 T2의 검출 신호 SIG1의 샘플링을 실시한다. 트리거 타이밍 T1A에 근거하여 샘플링을 실시하는 경우, 파형 계측 보드(100H6)는, 트리거 타이밍 T1A보다 소정 시간 후(後)의 트리거 후처리 시간 T3의 검출 신호 SIG1의 샘플링을 실시한다. 즉, 파형 계측 보드(100H6)는, 샘플링하는 범위 SIG3가 High로 되는 시간에 대한 검출 신호 SIG1를 샘플링하는 처리를 실시한다. 샘플링 처리하는 범위 SIG3는, 미리 소프트웨어 등으로 임의로 조정할 수 있는 시간이다. 샘플링 처리하는 범위 SIG3에는, 검출 신호 SIG1의 피크점 Pk1가 충분히 포함되는 시간이 설정된다.

파형 계측 보드(100H6)는, 예를 들면 트리거 전처리 시간 T2에 대한 검출 신호 SIG1의 데이터를 기억한다. 파형 계측 보드(100H6)는, 센서(100H1)가 검출 신호 SIG1를 출력할 때마다, 출력되는 검출 신호 SIG1의 데이터를, 기억하는 데이터에 덮어쓰기하여, 갱신한다. 검출 신호 SIG1의 데이터는, 예를 들면 메모리(100H62) 등에 의해서 기억된다. 즉, 파형 계측 보드(100H6)는, 트리거 신호 SIG2의 출력과 관계없이, 소정의 시간 분의 검출 신호 SIG1를 기억한다. 트리거 신호 SIG2가 출력되지 않는 경우, 파형 계측 보드(100H6)는, 가장 오래된 데이터를 삭제하고, 새롭게 센서(100H1)로부터 출력되는 검출 신호 SIG1를 기억한다. 트리거 신호 SIG2가 출력된 경우, 파형 계측 보드(100H6)는, 삭제되기 전에 기억하고 있는 트리거 전처리 시간 T2, 및 트리거 후처리 시간 T3의 검출 신호 SIG1에 대해서 스텝 S0208의 샘플링을 실시한다. 도 5의 경우, 파형 계측 보드(100H6)는, 샘플링 데이터 SA의 검출 신호 SIG1의 데이터를 샘플링한다.

스텝 S0209에서는, 파형 계측 보드(100H6)는, 샘플링된 부분 방전의 검출 신호 SIG1의 데이터를 출력한다. 스텝 S0208에서 샘플링된 부분 방전의 검출 신호 SIG1의 데이터를, 예를 들면 PC(101)로 출력한다. PC(101)는, 출력된 검출 신호의 데이터를, 파형도 등으로 유저에게 표시한다. 파형 계측 보드(100H6)는, 샘플링하는 부분 방전의 검출 신호 SIG1의 데이터를, 기록 매체에 출력해도 좋다.

또, 파형 계측 보드(100H6)가 부분 방전의 파형의 데이터를 샘플링하는 타이밍은, 트리거 전처리 시간 T2에 근거하는 타이밍에 한정되지 않는다. 파형 계측 보드(100H6)는, 검출 신호 SIG1의 피크점 Pk1를 검출하고, 검출한 타이밍에 샘플링을 실시해도 좋다. 즉, 파형 계측 보드(100H6)는, 샘플링을 실시하는 타이밍을 조정해도 좋다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 필터 처리, 및 검파 처리된 검출 신호 SIG1A의 피크점 Pk1A는, 필터 처리, 및 검파 처리를 하기 때문에, 검출 신호 SIG1의 피크점 Pk1와 타이밍이 다르다. 필터 처리, 및 검파 처리된 검출 신호 SIG1A의 피크점 Pk1A와 검출 신호 SIG1의 피크점 Pk1의 타이밍의 차이는, 검출 신호 SIG1에 따라서 변화한다. 필터 처리, 및 검파 처리된 검출 신호 SIG1A의 피크점 Pk1A와, 검출 신호 SIG1의 피크점 Pk1의 타이밍의 차이가 변화하기 때문에, 검출 신호 SIG1의 피크점 Pk1의 타이밍에 대해서, 트리거 타이밍 T1A는, 검출 신호 SIG1에 따라서 변화한다. 검출 신호 SIG1의 피크점 Pk1의 타이밍에 대해서 트리거 타이밍 T1A가 변화하기 때문에, 스텝 S0209에서 샘플링된 데이터가 PC(101)에 의해서 유저에게 표시되는 경우에, 표시되는 파형도에 있어서, 검출 신호 SIG1의 피크점 Pk1가 유저에게 보기 어려운 표시가 되는 타이밍에, 검출 신호 SIG1의 데이터의 샘플링을 하는 경우가 있다.

검출 신호 SIG1의 피크점 Pk1를 파형도에서 유저가 보기 쉽게 하기 위해, 파형 계측 보드(100H6)는, 검출 신호 SIG1의 피크점 Pk1를 검출한다. 검출 신호 SIG1의 피크점 Pk1의 검출은, 파형 계측 보드(100H6)가 검출 신호 SIG1의 전압치의 최대치를 구하는 것 등으로 검출할 수 있다. 도 5의 경우, 파형 계측 보드(100H6)는, 검출 신호 SIG1의 피크점 Pk1의 검출에 근거하여, 샘플링 데이터 SB의 검출 신호 SIG1의 데이터를 샘플링한다.

검출 신호 SIG1의 피크점 Pk1를 검출함으로써, 파형 계측 보드(100H6)는, PC(101)에 표시되는 경우 등에 검출 신호 SIG1의 피크점 Pk1가 유저에게 보기 쉬운 부분 방전의 검출 신호 SIG1의 데이터를 샘플링할 수 있다.

검출 신호 SIG1의 피크점 Pk1의 검출은, 검출 신호 SIG1에 저주파 노이즈가 포함되는 경우 등에 어려운 경우가 있다.

그래서, 파형 계측 보드(100H6)는, 검출 신호 SIG1에 저주파 노이즈가 포함되는 경우 등에, 검출 신호 SIG1에 디지털 필터 처리를 실시한다. 필터부는, 예를 들면 파형 계측 보드(100H6)이다. 이하, 필터부가 파형 계측 보드(100H6)인 경우를 예로 설명한다. 파형 계측 보드(100H6)가 센서(100H1)로부터 출력되는 검출 신호 SIG1에 디지털 필터 처리를 실시하는 경우, 파형 계측 보드(100H6)는, 필터(100H3)가 실시하는 주파수대에서 디지털 필터 처리를 실시한다. 디지털 필터 처리에 의해서, 검출 신호 SIG1에 포함되는 저주파 노이즈는, 감쇠된다. 디지털 필터 처리에 의해서 저주파 노이즈가 감쇠되기 때문에, 파형 계측 보드(100H6)는, 검출 신호 SIG1의 피크점 Pk1의 검출을 파형 계측 보드(100H6)가 검출 신호 SIG1의 전압치의 최대치를 구하는 것 등으로 쉽게 검출할 수 있다. 따라서, 파형 계측 보드(100H6)는, 디지털 필터 처리를 실시함으로써, 유저에게 보기 쉬운 부분 방전의 파형의 데이터를 샘플링할 수 있다. 디지털 필터 처리는, 파형 계측 보드(100H6)에 FPGA 등을 실장하고, 실장하는 FPGA 등의 전자 회로에 의한 처리 등으로 실현된다.

φ-Q-N 계측 보드(100H5)가, 전하량 Q의 임계치 QTh 이상의 전하인지 여부에 따라서, 출력 조건을 충족하는지 여부가 판단되는 경우, 파형 계측 보드(100H6)는, 저주파의 노이즈 등을 포함하는 교류 전류의 검출 신호로부터 부분 방전의 검출 신호를 샘플링할 수 있다.

도 6은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 전하량 Q의 임계치의 설정에 의한 효과의 일례를 설명하는 φ-Q-N 분포도이다.

도 6(a)은, 센서(100H1)가 노이즈를 계측하고, 센서(100H1)가 노이즈의 검출 신호를 출력하는 경우에, 노이즈의 검출 신호에 근거하는 분포 데이터의 일례를 나타낸 φ-Q-N 분포도이다.

케이블 등의 전력 설비에 발생하는 노이즈 NIS를 센서(100H1)가 계측한 경우, φ-Q-N 분포도에서는, 노이즈 NIS는, 예를 들면 도 6(a)과 같이 도시된다. 노이즈 NIS는, 예를 들면 이른바 백그라운드 노이즈(Background noise) 등이다. 백그라운드 노이즈는, 케이블 등의 전력 설비의 계측 장소, 및 계측하는 교류 전류의 주파수 등에 따라서 상이한 노이즈이다. 백그라운드 노이즈는, 다른 전력 설비에서 발생하는 경우, 케이블 등의 전력 설비의 외부로부터 침입하는 경우, 또는 화이트 노이즈(White noise)와 같이 상시 존재하는 경우 등이 있는 노이즈이다.

도 6(b)은, 전하량 Q의 임계치 QTh를 설정하는 경우의 일례를 설명하는 φ-Q-N 분포도이다. 도 6(b)은 도 6(a)에서 나타내는 φ-Q-N 분포도이다.

도 6(a)의 노이즈의 경우, 스텝 S0204의 부분 방전에 대응하는 전하의 임계치의 설정치는, 예를 들면 도 6(b)에서 나타내는 전하량 Q의 임계치 QTh와 같이 입력한다. 전하량 Q의 임계치 QTh는, 노이즈 NIS의 전하량 Q보다 큰 값이다.

도 6(b)과 같이 전하량 Q의 임계치 QTh가 설정되는 경우, 스텝 S0206에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 전하량 Q의 임계치 QTh 이상의 전하인지 여부에 따라서 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을 실시한다. 즉, 도 6(b)의 경우, 스텝 S0207에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 전하의 전하량이 전하량 Q의 임계치 QTh 이상인 경우에 트리거 신호를 출력한다. 도 6(b)의 경우, 스텝 S0207에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 전하량이 전하량 Q의 임계치 QTh보다 작은 값의 전하인 노이즈 NIS에서는, 트리거 신호를 출력하지 않는다.

도 7은 본 발명의 일실시 형태에서의 저주파의 노이즈에 대한 효과의 일례를 설명하는 파형도이다.

도 7(a)은 검출 신호의 전압치의 임계치를 설정하여, 부분 방전의 검출 신호를 샘플링하는 경우의 일례를 나타내는 파형도이다.

도 7(a)에서 나타내는 경우는, 부분 방전의 검출 신호를 샘플링하는 경우에, 부분 방전에 의해서 센서(100H1)로부터 출력되는 검출 신호 SIG1의 전압치를 미리 추측하는 경우이다. 도 7(a)의 경우, 파형 계측 보드(100H6)는, 추측하는 전압치가 샘플링을 실시하는 전압치의 임계치로서 설정된다. 파형 계측 보드(100H6)에 임계치가 설정되는 경우, 파형 계측 보드(100H6)는, 설정되는 임계치 이상의 전압치의 검출 신호 SIG1가 출력되는 경우에 샘플링을 실시한다. 설정되는 임계치 이상의 전압치의 검출 신호 SIG1가 출력되는 경우는, 도 7(a)의 경우, 트리거 발생점의 경우이다. 도 7(a)의 경우, 파형 계측 보드(100H6)는, 트리거 발생점의 타이밍에 샘플링을 실시한다. 예를 들면 파형 계측 보드(100H6)는, 트리거 발생점의 타이밍에 대해서, 소정의 시간 전부터 파형의 데이터를 기억하고, 트리거 발생점의 전후로 기억한 파형의 데이터를 출력한다.

도 7(b)은, 저주파의 노이즈를 포함하는 부분 방전의 검출 신호를 도 7(a) 방법으로 샘플링하는 경우의 일례를 나타낸 파형도이다.

도 7(b)은, 저주파의 노이즈를 포함하는 부분 방전의 검출 신호인 경우, 설정되는 임계치 이상의 전압치가, 부분 방전이 아닌 경우에도 출력되는 경우의 일례이다. 저주파의 노이즈로 인해, 전압치는, 임계치 이상의 전압치로 되는 경우가 있다. 설정되는 임계치 이상의 전압치가 출력되는 경우, 파형 계측 보드(100H6)는, 부분 방전이 아닌 경우에도 트리거 발생점으로 샘플링을 실시한다. 도 7(b)의 경우, 파형 계측 보드(100H6)는, 부분 방전의 파형에 대응하는 검출 신호가 출력된 타이밍을, 도시하는 복수의 트리거 발생점으로부터 선택하여 샘플링하는 것은 어렵다. 따라서, 도 7(b)의 경우, 파형 계측 보드(100H6)는, 저주파의 노이즈로 인해, 부분 방전을 샘플링할 수 없는 경우가 있다.

부분 방전의 계측에 있어서, 파형 관측을 목적으로 한 오실로스코프 등의 기기, 또는 A/D 샘플링 보드 등을 이용하여 파형을 기록하는 방법에서도 마찬가지의 경우가 있다.

전하량 Q의 임계치 QTh 이상의 전하인지 여부로 출력 조건을 충족하는지 여부를 판단하는 경우, 파형 계측 보드(100H6)는, 전하량 Q의 임계치 QTh에 의해서, 전하가 전하량 Q의 임계치 QTh 이상의 전하인 경우에 샘플링한다. 따라서, 전하량 Q의 임계치 QTh 이상의 전하인지 여부로 출력 조건을 충족하는지 여부를 판단하는 것은, 도 6에서 나타내는 노이즈 NIS의 전하, 및 도 7에서 나타내는 저주파의 노이즈에 대해서, 파형 계측 보드(100H6)가 샘플링하는 경우를 적게 할 수 있다. 따라서, 부분 방전 계측 장치(100)는, 저주파의 노이즈 등을 포함하는 교류 전류의 검출 신호로부터 부분 방전의 검출 신호를 샘플링할 수 있다.

φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을, 예를 들면 설정치로 입력되는 위상 φ의 범위에 근거해서 실시해도 좋다. 이하, 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을 위상 φ의 범위에 근거해서 실시하는 경우를 예로 설명한다.

도 8은 본 발명의 일실시 형태에 따른 위상 φ의 범위의 설정의 일례, 및 설정에 의한 효과의 일례를 설명하는 φ-Q-N 분포도이다. 이하, 도 3의 분포 데이터인 경우를 예로 설명한다.

위상 φ의 범위는, 예를 들면 위상 φ의 상한치와 하한치를 설정함으로써 정해지는 범위이다.

스텝 S0206에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을, 예를 들면 설정치로 입력되는 위상 φ의 하한치와 상한치에 근거해서 실시한다. φ-Q-N 계측 보드(100H5)가 스텝 S0206의 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을 위상 φ의 범위에 근거해서 실시하는 경우, 스텝 S0204에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, PC(101)로부터 부분 방전에 대응하는 위상 φ의 상한치와 하한치를 설정치로서 입력하는 처리를 실시한다. 부분 방전이 발생하는 경우, 전하는, 도 3에 도시하는 바와 같이, φ-Q-N 분포도에서는 2개소에 집중되는 분포로서 표시된다. 도 8은 부분 방전에 의해서 2개소에 전하가 집중되는 분포로 된 경우, 또한, 다른 노이즈원으로부터 침입한 노이즈 신호가 있는 경우를 나타내는 도면이다. 위상 φ의 범위는, 부분 방전이 발생하는 위상 φ의 범위가 설정된다.

도 8의 경우, 스텝 S0206에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 센서(100H1)가 출력하는 검출 신호 SIG1의 교류 전류의 위상 φ이, 설정되는 하한치 이상의 위상, 또한, 상한치보다 작은 값의 위상인 경우에, 출력 조건을 충족하는 것으로 판단한다(스텝 S0206에서 YES). 따라서, 센서(100H1)가 출력하는 검출 신호 SIG1의 교류 전류의 위상 φ이 설정되는 하한치 이상의 위상, 또한, 상한치보다 작은 값의 위상인 경우, φ－Q－N계측 보드(100H5)는, 트리거 신호 SIG2를, 스텝 S0207에서 출력하는 처리를 실시한다. 도 8에서는, 스텝 S0207에서 트리거 신호 SIG2를 출력하는 전하는, 사선으로 도시하는 범위의 전하이다.

도 8의 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 부분 방전에 대응하는 위상 φ의 범위의 전하에 대응해서 트리거 신호 SIG2를 출력하기 때문에, 파형 계측 보드(100H6)는, 부분 방전에 대응하는 위상 φ의 범위의 전하에 대응하여, 샘플링의 처리를 실시한다. 도 8과 같이, 부분 방전 이외의 전하가 발생하는 경우, 파형 계측 보드(100H6)는, 부분 방전 이외의 전하를 샘플링하는 처리를 실시하는 경우가 있었다. 도 8의 경우, 파형 계측 보드(100H6)는, 부분 방전에 대응하는 위상 φ의 범위의 전하에 대응해서 스텝 S0208의 샘플링의 처리를 실시한다. 따라서, 부분 방전에 대응하는 위상 φ의 범위의 전하인지 여부에 따라서 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을 실시하는 것은, 부분 방전 이외의 전하인 노이즈 등의 검출 신호를 파형 계측 보드(100H6)가 샘플링하는 경우를 적게 할 수 있다. 따라서, 부분 방전 계측 장치(100)는, 노이즈 등을 포함하는 교류 전류의 검출 신호로부터 부분 방전의 검출 신호를 샘플링할 수 있다.

φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을, 예를 들면 설정치로 입력되는 발생 빈도 N의 임계치에 근거해서 실시해도 좋다. 이하, 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을 발생 빈도 N의 임계치에 근거해서 실시하는 경우를 예로 설명한다.

도 9는 본 발명의 일실시 형태에 따른 발생 빈도 N의 임계치의 설정의 일례, 및 설정에 의한 효과의 일례를 설명하는 φ-Q-N 분포도이다.

φ-Q-N 계측 보드(100H5)가, 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을, 발생 빈도 N의 임계치에 근거해서 실시하는 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 스텝 S0204에서, 설정치로서 발생 빈도 N의 임계치 NTh를 입력하는 처리를 실시한다. 발생 빈도 N의 임계치 NTh는, 예를 들면 스텝 S0203에서 PC(101)에 의해서 표시되는 φ-Q-N 분포도 등에 근거해서, 유저가 결정하는 값이다. 발생 빈도 N의 임계치 NTh는, 예를 들면 노이즈의 전하의 발생 빈도 N보다 큰 값으로, 유저에 의해서 결정된다. 도 9의 경우는, 발생 빈도 N의 임계치 NTh를 30pps(Pulse Per Second)로 입력하는 경우이다.

도 9의 경우, 스텝 S0206에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 발생 빈도 N의 임계치 NTh 이상의 발생 빈도 N의 전하인지 여부에 따라서 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을 실시한다. 도 9의 경우, 발생 빈도 N의 임계치 NTh 이상의 발생 빈도 N의 전하는, 부분 방전에 대응하는 전하이다.

도 9의 경우, 스텝 S0206에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 센서(100H1)가 출력하는 검출 신호 SIG1의 전하가, 설정되는 발생 빈도 N의 임계치 NTh 이상의 발생 빈도 N의 전하인 경우에, 출력 조건을 충족하는 것으로 판단한다(스텝 S0206에서 YES). 따라서, 센서(100H1)가 출력하는 검출 신호 SIG1의 전하가 설정되는 발생 빈도 N의 임계치 NTh 이상의 발생 빈도 N의 전하인 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 트리거 신호 SIG2를 스텝 S0207에서 출력한다. 도 9에서는, 스텝 S0207에서 트리거 신호 SIG2를 출력하는 전하는, 파선으로 도시하고 있다.

도 9의 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 부분 방전에 대응하는 발생 빈도의 전하에 대응해서 트리거 신호 SIG2를 출력하기 때문에, 파형 계측 보드(100H6)는, 부분 방전에 대응하는 발생 빈도의 전하에 대응하여, 샘플링을 실시한다. 도 9와 같이, 부분 방전 이외의 전하가 발생하는 경우, 파형 계측 보드(100H6)는, 부분 방전 이외의 전하를 샘플링하는 경우가 있었다. 도 9의 경우, 파형 계측 보드(100H6)는, 부분 방전에 대응하는 발생 빈도의 전하에 대응하여, 스텝 S0208의 샘플링을 실시한다. 따라서, 부분 방전에 대응하는 발생 빈도의 전하인지 여부에 따라서, 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을 실시하는 것은, 부분 방전 이외의 전하인 노이즈 등에 대해서 파형 계측 보드(100H6)가 샘플링하는 경우를 적게 할 수 있다. 따라서, 부분 방전 계측 장치(100)는, 노이즈 등을 포함하는 교류 전류의 검출 신호로도 부분 방전의 검출 신호를 샘플링할 수 있다.

또, 출력 조건은, 전하량 Q의 임계치, 위상 φ의 범위, 및 발생 빈도 N의 임계치를 조합해서 이용하는 조건이라도 좋다.

도 10은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 전하량 Q의 임계치와 위상 φ의 범위의 설정의 일례, 및 설정에 의한 효과의 일례를 설명하는 φ-Q-N 분포도이다.

도 10의 경우, 도 6과 마찬가지로, 스텝 S0204에서는, 설정치는, 전하량 Q의 임계치 QTh가 입력된다. 또한, 도 10의 경우, 도 8과 마찬가지로, 스텝 S0204에서는, 설정치는, 위상 φ의 범위를 설정하기 위한 상한치와 하한치가 입력된다.

도 10의 경우, 스텝 S0206에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 전하량 Q의 임계치 QTh 이상의 전하인지 여부에 따라서, 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을 실시한다. 또한, 도 10의 경우, 스텝 S0206에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 센서(100H1)가 출력하는 검출 신호 SIG1의 교류 전류의 위상 φ이 설정되는 하한치 이상의 위상, 또한, 상한치보다 작은 값의 위상인지 여부에 따라서 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을 실시한다. 도 10의 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 전하량 Q와 관련되는 조건, 또한, 위상 φ과 관련되는 조건의 2개의 조건을 모두 충족하는 경우, 출력 조건을 충족하는 것으로 판단한다(스텝 S0206에서 YES).

도 10에서는, 스텝 S0207에서 트리거 신호 SIG2를 출력하는 전하는, 사선으로 도시하는 범위의 전하이다.

도 10의 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 전하량 Q와 관련되는 조건, 또한, 위상 φ과 관련되는 조건의 2개의 조건이 모두 충족되는 경우, 트리거 신호 SIG2를 출력하기 때문에, 파형 계측 보드(100H6)는, 전하량 Q와 관련되는 조건, 또한, 위상 φ과 관련되는 조건의 2개의 조건이 모두 충족되는 경우, 샘플링을 실시한다. 전하량 Q, 또는 위상 φ의 어느 한쪽을 단독으로 이용하는 출력 조건보다, 도 10의 경우, 파형 계측 보드(100H6)는, 부분 방전의 검출 신호의 샘플링을 정밀도 좋게 실시할 수 있다.

출력 조건은, 전하량 Q의 임계치, 및 발생 빈도 N의 임계치를 조합해서 이용하는 조건이라도 좋다.

도 11은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 전하량 Q의 임계치와 발생 빈도 N의 임계치의 설정의 일례, 및 설정에 의한 효과의 일례를 설명하는 φ-Q-N 분포도이다.

도 11의 경우, 도 6의 경우와 마찬가지로, 스텝 S0204에서는, 설정치는, 전하량 Q의 임계치 QTh가 입력된다. 또한, 도 11의 경우, 도 9의 경우와 마찬가지로, 스텝 S0204에서는, 설정치는, 발생 빈도 N의 임계치 NTh가 입력된다. 도 11의 경우는, 도 9의 경우와 마찬가지로 발생 빈도 N의 임계치 NTh를 30 pps로 입력하는 경우이다.

도 11의 경우, 스텝 S0206에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 전하량 Q의 임계치 QTh 이상의 전하인지 여부에 따라서 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을 실시한다. 또한, 도 11의 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 센서(100H1)가 출력하는 검출 신호 SIG1의 전하가 설정되는 발생 빈도 N의 임계치 NTh 이상의 발생 빈도 N의 전하인지 여부에 따라서 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을 실시한다. 도 11의 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 전하량 Q와 관련되는 조건, 또한, 발생 빈도 N와 관련되는 조건의 2개의 조건이 모두 충족되는 경우, 출력 조건을 충족하는 것으로 판단한다(스텝 S0206에서 YES).

도 11의 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 전하량 Q와 관련되는 조건, 또한, 발생 빈도 N와 관련되는 조건의 2개의 조건이 모두 충족되는 경우, 트리거 신호 SIG2를 출력하기 때문에, 파형 계측 보드(100H6)는, 전하량 Q와 관련되는 조건, 또한, 발생 빈도 N와 관련되는 조건의 2개의 조건이 모두 충족되는 경우, 샘플링을 실시한다. 도 11에서는, 스텝 S0207에서 트리거 신호 SIG2를 출력하는 전하는, 파선으로 도시하는 범위의 전하이다. 전하량 Q, 또는 발생 빈도 N의 어느 한쪽을 단독으로 이용하는 출력 조건보다, 도 11의 경우, 도 10의 경우와 마찬가지로, 파형 계측 보드(100H6)는, 부분 방전의 검출 신호의 샘플링을 정밀도 좋게 실시할 수 있다.

출력 조건은, 위상 φ의 범위, 및 발생 빈도 N의 임계치를 조합해서 이용하는 조건이라도 좋다.

도 12는, 본 발명의 일실시 형태에 따른 위상 φ의 범위와 발생 빈도 N의 임계치의 설정의 일례, 및 설정에 의한 효과의 일례를 설명하는 φ-Q-N 분포도이다.

도 12의 경우, 도 8의 경우와 마찬가지로, 스텝 S0204에서는, 설정치는, 위상 φ의 범위를 설정하기 위한 상한치와 하한치가 입력된다. 또한, 도 12의 경우, 도 9의 경우와 마찬가지로, 스텝 S0204에서는, 설정치는, 발생 빈도 N의 임계치 NTh가 입력된다. 도 12의 경우는, 도 9와 마찬가지로 발생 빈도 N의 임계치 NTh를 30 pps로 입력하는 경우이다.

도 12의 경우, 스텝 S0206에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 센서(100H1)가 출력하는 검출 신호 SIG1의 교류 전류의 위상 φ이 설정되는 하한치 이상의 위상, 또한, 상한치보다 작은 값의 위상인지 여부에 따라서 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을 실시한다. 또한, 도 12의 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 센서(100H1)가 출력하는 검출 신호 SIG1의 전하가 설정되는 발생 빈도 N의 임계치 NTh 이상의 발생 빈도 N의 전하인지 여부에 따라서 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을 실시한다. 도 12의 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 위상 φ과 관련되는 조건, 또한, 발생 빈도 N와 관련되는 조건의 2개의 조건이 모두 충족되는 경우, 출력 조건을 충족하는 것으로 판단한다(스텝 S0206에서 YES). 도 12에서는, 스텝 S0207에서 트리거 신호 SIG2를 출력하는 전하는, 파선으로 도시하는 범위의 전하이다.

도 12의 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 위상 φ과 관련되는 조건, 또한, 발생 빈도 N와 관련되는 조건의 2개의 조건이 모두 충족되는 경우, 트리거 신호 SIG2를 출력하기 때문에, 파형 계측 보드(100H6)는, 위상 φ과 관련되는 조건, 또한, 발생 빈도 N와 관련되는 조건의 2개의 조건이 모두 충족되는 경우, 샘플링을 실시한다. 위상 φ, 또는 발생 빈도 N의 어느 한쪽을 단독으로 이용하는 출력 조건보다, 도 12의 경우, 도 10의 경우와 마찬가지로, 파형 계측 보드(100H6)는, 부분 방전의 검출 신호의 샘플링을 정밀도 좋게 실시할 수 있다.

출력 조건의 조합은, 전하량 Q의 임계치, 위상 φ의 범위, 및 발생 빈도 N의 임계치의 조합이라도 좋다.

도 13은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 전하량 Q의 임계치와 위상 φ의 범위와 발생 빈도 N의 임계치의 설정의 일례, 및 설정에 의한 효과의 일례를 설명하는 φ-Q-N 분포도이다.

도 13의 경우, 도 6과 마찬가지로, 스텝 S0204에서는, 설정치는, 전하량 Q의 임계치 QTh가 입력된다. 또한, 도 13의 경우, 도 8과 마찬가지로, 스텝 S0204에서는, 설정치는, 위상 φ의 범위를 설정하기 위한 상한치와 하한치가 입력된다. 또한, 도 13의 경우, 도 9와 마찬가지로, 스텝 S0204에서는, 설정치는, 발생 빈도 N의 임계치 NTh가 입력된다. 도 13의 경우는, 도 9와 마찬가지로 발생 빈도 N의 임계치 NTh를 30 pps로 입력하는 경우이다.

도 13의 경우, 스텝 S0206에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 전하량 Q의 임계치 QTh 이상의 전하인지 여부에 따라서 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을 실시한다. 또한, 도 13의 경우, 스텝 S0206에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 센서(100H1)가 출력하는 검출 신호 SIG1의 교류 전류의 위상 φ이 설정되는 하한치 이상의 위상, 또한, 상한치보다 작은 값의 위상인지 여부에 따라서 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을 실시한다. 또한, 도 13의 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 센서(100H1)가 출력하는 검출 신호 SIG1의 전하가 설정되는 발생 빈도 N의 임계치 NTh 이상의 발생 빈도 N의 전하인지 여부에 따라서 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을 실시한다. 도 13의 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 전하량 Q와 관련되는 조건, 위상 φ과 관련되는 조건, 및 발생 빈도 N와 관련되는 조건의 3개의 조건이 모두 충족되는 경우, 출력 조건을 충족하는 것으로 판단한다(스텝 S0206에서 YES). 도 13에서는, 스텝 S0207에서 트리거 신호 SIG2를 출력하는 전하는, 파선으로 도시하는 범위의 전하이다.

또, 전하량 Q의 임계치, 위상 φ의 범위, 및 발생 빈도 N의 임계치를 조합한 출력 조건이 이용되는 경우, 또한, 전하량 Q의 임계치의 조건에 따른 제한을 실시하지 않는 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 전하량 Q의 임계치로, 검출 신호 SIG1의 출력하는 가장 작은 값을 설정한다. 전하량 Q의 임계치, 위상 φ의 범위, 및 발생 빈도 N의 임계치를 조합한 출력 조건이 이용되는 경우, 또한, 위상 φ의 범위의 조건에 따른 제한을 실시하지 않는 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 하한치로 0°, 및 상한치로 360°을 설정한다. 전하량 Q의 임계치, 위상 φ의 범위, 및 발생 빈도 N의 임계치를 조합한 출력 조건이 이용되는 경우, 또한, 발생 빈도 N의 임계치의 조건에 따른 제한을 실시하지 않는 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 발생 빈도 N의 임계치 NTh로 0 pps를 설정한다.

도 13의 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 전하량 Q와 관련되는 조건, 위상 φ과 관련되는 조건, 및 발생 빈도 N와 관련되는 조건의 3개의 조건이 충족되는 경우에 트리거 신호 SIG2를 출력하기 때문에, 파형 계측 보드(100H6)는, 전하량 Q와 관련되는 조건, 위상 φ과 관련되는 조건, 및 발생 빈도 N와 관련되는 조건의 3개의 조건이 충족되는 경우에 샘플링을 실시한다. 전하량 Q, 위상 φ, 또는 발생 빈도 N를 단독으로 이용하는 출력 조건보다, 도 13의 경우, 파형 계측 보드(100H6)는, 부분 방전의 검출 신호의 샘플링을 정밀도 좋게 실시할 수 있다.

또, 전하량 Q의 임계치 QTh는, 유저가 PC(101)로부터 입력해서 설정되는 경우로 한정되지 않는다.

도 14는, 본 발명의 일실시 형태에 따른 설정부에 의한 전하량 Q의 임계치의 계산, 설정, 및 설정에 의한 효과의 일례를 설명하는 φ-Q-N 분포도이다.

φ-Q-N 계측 보드(100H5)가, 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을, 전하량 Q의 임계치에 근거해서 실시하는 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 스텝 S0204에서, 설정치로서 전하량 Q의 임계치 QTh를 입력하는 처리를 실시한다. 전하량 Q의 임계치 QTh는, 노이즈의 전하량 Q에 근거해서 산출되는 값이라도 좋다. 도 6(a)의 노이즈가 계측되는 경우를 예로 설명한다.

도 14의 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 스텝 S0204에서, 노이즈 NIS의 전하의 최소치 Min를 산출한다. 최소치 Min는, 계측되는 노이즈 NIS 중, 가장 작은 값으로 되는 검출 신호 SIG1의 전압치이다.

도 14의 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 스텝 S0204에서, 노이즈 NIS의 전하가 얻어지는 폭 W를 산출한다. 노이즈 NIS의 전하가 얻어지는 폭 W는, 예를 들면 계측되는 노이즈 NIS 중, 가장 작은 값의 검출 신호 SIG1의 전압치와 가장 큰 값의 검출 신호 SIG1의 전압치로 산출된다. 또, 노이즈 NIS의 전하가 얻어지는 폭 W는, 노이즈 NIS의 전하의 전하량 Q의 표준 편차, 또는 표준 편차를 3배로 하여 구하는 이른바 3σ 등인 임의의 값이, 미리 PC(101)에 의해서 설정되어도 좋다. 또, 노이즈 NIS의 전하가 얻어지는 폭 W는, 유저가 PC(101)에 값을 입력하고, 값이 설정되는 경우로 한정되지 않는다.

전하량 Q의 임계치 QTh는, 도 14에 도시하는 바와 같이, 최소치 Min에 노이즈 NIS의 전하가 얻어지는 폭 W를 더한 값이다. 전하량 Q의 임계치 QTh로는 노이즈 NIS의 전하의 전하량 Q보다 큰 값이 설정되기 때문에, 도 6(b)의 전하량 Q의 임계치 QTh와 마찬가지로, 전하량 Q의 임계치 QTh는, 부분 방전에 대응하는 값으로 된다. 도 14의 경우, 스텝 S0206에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 전하량 Q의 임계치 QTh 이상의 전하인지 여부에 따라서 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을 실시한다. 도 14의 경우, 도 6(b)의 경우와 마찬가지로, 스텝 S0207에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 전하량 Q의 임계치 QTh 이상의 전하인 경우, 트리거 신호를 출력한다. 도 14의 경우, 스텝 S0207에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 전하량이 전하량 Q의 임계치 QTh보다 작은 값의 전하인 노이즈 NIS에서는, 트리거 신호를 출력하지 않는다.

φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 노이즈 NIS의 전하의 최소치 Min, 및 노이즈 NIS의 전하가 얻어지는 폭 W에 근거하여, 전하량 Q의 임계치 QTh의 설정할 수 있다. 노이즈 NIS의 전하의 최소치 Min, 및 노이즈 NIS의 전하가 얻어지는 폭 W에 근거하는 전하량 Q의 임계치 QTh에 따라서, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 부분 방전의 검출 신호인 경우에, 트리거 신호를 출력할 수 있다. 따라서, 부분 방전 계측 장치(100)는, 저주파의 노이즈 등을 포함하는 교류 전류의 검출 신호로부터, 부분 방전의 검출 신호를 샘플링할 수 있다.

또, 노이즈 NIS의 전하의 최소치 Min, 및 노이즈 NIS의 전하가 얻어지는 폭 W는, 백그라운드 노이즈가 시간 마다 변화하는 것 등에 의해서, 변화하는 경우가 있다. 따라서, 노이즈 NIS의 전하의 최소치 Min, 및 노이즈 NIS의 전하가 얻어지는 폭 W는, 소정의 시간 간격으로 갱신되어도 좋다. 노이즈 NIS의 전하의 최소치 Min, 및 노이즈 NIS의 전하가 얻어지는 폭 W가 갱신됨으로써, 전하량 Q의 임계치 QTh는, 소정의 시간 간격으로 갱신되어도 좋다.

＜실시의 형태 2＞

＜센서를 복수 가지는 부분 방전 계측 장치의 하드웨어 구성＞

도 15는 본 발명의 일실시 형태에 따른 2개의 계측부를 가지는 부분 방전 계측 장치의 하드웨어 구성의 일례를 설명하는 블럭도이다.

도 15의 하드웨어 구성은, 도 1의 하드웨어 구성과 비교하여, 부분 방전 계측 장치(100)가 센서(100H21)와, 앰프(100H22)와, 필터(100H23)와, 검파 처리 회로(100H24)를 가지는 점이 상이하다. 이하, 상이한 점을 중심으로 설명한다.

센서(100H21)는, 센서(100H1)와 마찬가지로, 부분 방전의 계측을 행하는 케이블 등의 전력 설비에 접속되고, 센서(100H21)는, 케이블 등의 전력 설비에 흐르는 교류 전류를 계측한다. 센서(100H21)의 출력 단자는, 앰프(100H22)의 입력 단자에 접속된다. 센서(100H1)가 계측하는 교류 전류에 대응하는 검출 신호를 제 1 검출 신호 SIG11, 및 센서(100H21)가 계측하는 교류 전류에 대응하는 검출 신호를 제 2 검출 신호 SIG12로 한다.

앰프(100H22)는, 앰프(100H2)와 마찬가지로, 센서(100H21)가 출력한 제 2 검출 신호 SIG12를 증폭한다. 앰프(100H22)의 출력 단자는, 필터(100H23)의 입력 단자와, 파형 계측 보드(100H6)의 입력 단자에 접속된다.

필터(100H23)는, 필터(100H3)와 마찬가지의 밴드 패스 필터이다. 필터(100H23)는, 앰프(100H22)가 증폭시킨 제 2 검출 신호 SIG12로부터 특정의 주파수 대역의 신호를 추출한다. 필터(100H23)의 출력 단자는, 검파 처리 회로(100H24)의 입력 단자에 접속된다.

검파 처리 회로(100H24)는, 검파 처리 회로(100H4)와 마찬가지로, 제 2 검출 신호 SIG12에 대해서 검파 처리를 실시한다. 검파 처리 회로(100H24)의 출력 단자는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)의 입력 단자에 접속된다.

도 15의 경우, A/D 컨버터(100H51)는, 제 1 검출 신호 SIG11, 및 제 2 검출 신호 SIG12를 A/D 변환한다.

메모리(100H52)는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)가 이용하는 각종 데이터, 및 파라미터를 기억한다.

도 15의 하드웨어 구성은, φ-Q-N 계측 보드(100H5)에 제 1 검출 신호 SIG11, 및 제 2 검출 신호 SIG12의 2 채널(Channel)의 검출 신호가 출력되는 구성이다. 마찬가지로, 도 15의 하드웨어 구성은, 파형 계측 보드(100H6)에도, 제 1 검출 신호 SIG11, 및 제 2 검출 신호 SIG12의 2 채널의 검출 신호가 출력되는 구성이다.

도 15의 경우, 제 1 검출 신호 SIG11, 및 제 2 검출 신호 SIG12에 대해서, 각각 상이한 출력 조건으로, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 스텝 S0206의 판단을 실시한다.

도 16은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 2개의 계측부를 가지는 부분 방전 계측 장치인 경우의 전하량 Q의 임계치의 일례를 설명하는 φ-Q-N 분포도이다.

도 16(a)은, 제 1 검출 신호 SIG11로 계측하는 전하에 대해서 설정되는 전하량 Q의 임계치의 일례를 설명하는 φ-Q-N 분포도이다. 도 16(b)은, 제 2 검출 신호 SIG12로 계측하는 전하에 대해서 설정되는 전하량 Q의 임계치의 일례를 설명하는 φ-Q-N 분포도이다.

도 16은, 도 6과 마찬가지로, 스텝 S0206에서 φ-Q-N 계측 보드(100H5)가 전하량 Q의 임계치 이상의 전하인지 여부에 따라서, 출력 조건을 충족하는지 여부의 판단을 실시하는 경우를 예로 설명한다.

제 1 검출 신호 SIG11, 및 제 2 검출 신호 SIG12의 2 채널의 검출 신호가 출력되는 경우, 스텝 S0204에서는, 설정치는, 제 1 검출 신호 SIG11의 전하량 Q의 임계치 QTh11와 제 2 검출 신호 SIG12의 전하량 Q의 임계치 QTh12가 입력된다.

도 16(a), 및 도 16(b)에서 도시하는 바와 같이, 제 1 검출 신호 SIG11의 전하량 Q의 임계치 QTh11와 제 2 검출 신호 SIG12의 전하량 Q의 임계치 QTh12는, 각각 상이한 값으로 설정된다.

제 1 검출 신호 SIG11, 및 제 2 검출 신호 SIG12의 2 채널의 검출 신호가 출력되는 경우, 스텝 S0206에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 제 1 검출 신호 SIG11의 전하가, 전하량 Q의 임계치 QTh 이상의 전하인지 여부의 판단을 실시한다. 제 1 검출 신호 SIG11, 및 제 2 검출 신호 SIG12의 2 채널의 검출 신호가 출력되는 경우, 스텝 S0206에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 제 2 검출 신호 SIG12의 전하가, 각각 설정된 전하량 Q의 임계치 QTh 이상의 전하인지 여부의 판단을, 각각의 신호에 대해 실시한다. 제 1 검출 신호 SIG11, 및 제 2 검출 신호 SIG12의 2 채널의 검출 신호가 출력되는 경우, 스텝 S0206에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 제 1 검출 신호 SIG11와 관련되는 판단, 및 제 2 검출 신호 SIG12와 관련되는 판단의 어느 한쪽으로 전하량 Q의 임계치 QTh 이상의 전하인 것으로 판단하는 경우에, 출력 조건을 충족하는 것으로 판단한다(스텝 S0206에서 YES). 제 1 검출 신호 SIG11, 및 제 2 검출 신호 SIG12의 2 채널의 검출 신호가 출력되는 경우, 스텝 S0207에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 제 1 검출 신호 SIG11의 전하가 제 1 검출 신호 SIG11의 전하량 Q의 임계치 QTh11 이상의 전하인 경우, 또는 제 2 검출 신호 SIG12의 전하가 제 2 검출 신호 SIG12의 전하량 Q의 임계치 QTh12 이상의 전하인 경우, 트리거 신호 SIG2를 출력한다.

제 1 검출 신호 SIG11의 전하량 Q의 임계치 QTh11, 및 제 2 검출 신호 SIG12의 전하량 Q의 임계치 QTh12를 각각 설정함으로써, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 제 1 검출 신호 SIG11, 또는 제 2 검출 신호 SIG12의 어느 한쪽으로 부분 방전의 전하가 출력된 경우에, 트리거 신호 SIG2를 출력할 수 있다. 따라서, 부분 방전 계측 장치(100)는, 제 1 검출 신호 SIG11, 또는 제 2 검출 신호 SIG12의 어느 한쪽으로 부분 방전의 검출 신호가 출력된 경우에, 출력된 검출 신호로부터 부분 방전의 검출 신호를 샘플링할 수 있다.

여기에서는, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 제 1 검출 신호 SIG11, 및 제 2 검출 신호 SIG12에 대해서, 어느 한쪽의 신호가 임계치 이상으로 되는 경우, 출력 조건을 충족하는 것으로 판단하는, 이른바 논리합(OR) 동작에 대해 설명했지만, 실시 형태는, 논리합 동작에 한정되지 않는다. 실시 형태는, 제 1 검출 신호 SIG11, 및 제 2 검출 신호 SIG12에 대해서, 쌍방의 신호가 모두 임계치 이상으로 되는 경우, 출력 조건을 충족하는 것으로 판단하는, 이른바 논리곱(AND) 동작이라도 좋다. 마찬가지로, 실시 형태는, 제 1 검출 신호 SIG11, 및 제 2 검출 신호 SIG12에 대해서, 한쪽의 신호가 임계치 이상으로 되고, 또한, 한쪽의 신호가 임계치 미만으로 되는 경우, 즉, 쌍방의 신호에 대해 판단이 서로 상이한 경우, 출력 조건을 충족하는 것으로 판단하는, 이른바 배타적 논리합(XOR) 동작이라도 좋다.

예를 들면 논리곱 동작에 근거해 트리거 신호 SIG2를 출력하는 경우, 스텝 S0207에서는, 제 1 검출 신호 SIG11의 전하가, 제 1 검출 신호 SIG11의 전하량 Q의 임계치 QTh11 이상으로 되는 전하인 경우, 미리 설정한 시간의 시간내에, 추가로 제 2 검출 신호 SIG12의 전하가, 제 2 검출 신호 SIG12의 전하량 Q의 임계치 QTh12 이상으로 되는 전하인 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 출력 조건을 충족하는 것으로 판단한다. 따라서, 한쪽의 신호가 임계치 이상으로 되고, 또한 한쪽의 신호가 소정 시간 이내에 임계치 이상으로 된 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 트리거 신호 SIG2를 출력한다.

예를 들면 배타적 논리합 동작에 근거해 트리거 신호 SIG2를 출력하는 경우, 스텝 S0207에서는, 제 1 검출 신호 SIG11의 전하가, 제 1 검출 신호 SIG11의 전하량 Q의 임계치 QTh11 이상으로 되는 전하인 경우, 또한, 미리 설정한 시간의 시간내에, 제 2 검출 신호 SIG12의 전하가, 제 2 검출 신호 SIG12의 전하량 Q의 임계치 QTh12 미만으로 되는 전하인 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 출력 조건을 충족하는 것으로 판단한다. 따라서, 한쪽의 신호가 임계치 이상으로 되고, 또한 한쪽의 신호가 소정 시간 이내에 임계치 미만으로 된 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 트리거 신호 SIG2를 출력한다.

또, 배타적 논리합 동작에 근거해 트리거 신호 SIG2를 출력하는 경우, 제 1 검출 신호 SIG11의 전하량 Q의 임계치 QTh11 미만으로 되는 전하인 경우, 또한, 미리 설정한 시간의 시간내에, 제 2 검출 신호 SIG12의 전하가, 제 2 검출 신호 SIG12의 전하량 Q의 임계치 QTh12 이상으로 되는 전하인 경우, φ-Q-N 계측 보드(100H5)는, 출력 조건을 충족하는 것으로 판단해도 좋다.

또, 도 15의 하드웨어 구성은, 필터(100H3)와, 필터(100H23)가 동일 주파수 대역의 신호를 추출하는 필터라도 좋다. 또, 도 15의 하드웨어 구성은, 필터(100H3)와, 필터(100H23)가 각각 상이한 주파수 대역의 신호를 추출하는 필터라도 좋다.

또, 부분 방전 계측 장치(100)는, 2 이상의 센서를 가지는 하드웨어 구성으로, 도 8 내지 도 13에서 설명한 전하량 Q의 임계치, 위상 φ의 범위, 발생 빈도 N의 임계치, 및 이들을 조합해서 이용하는 출력 조건에 따른 판단을 실시해도 좋다. 마찬가지로, 부분 방전 계측 장치(100)는, 2 이상의 센서를 가지는 하드웨어 구성으로, 제 1 검출 신호 SIG11의 전하량 Q의 임계치 QTh11, 및 제 2 검출 신호 SIG12의 전하량 Q의 임계치 QTh12로 도 14에서 설명한 노이즈의 전하량 Q에 근거해서 산출되는 값을 설정해도 좋다.

또, 부분 방전 계측 장치(100)의 하드웨어 구성은, 도 1 및 도 15에서 나타내는 하드웨어 구성에 한정되지 않는다. 부분 방전 계측 장치(100)는, 3 이상의 센서를 가지는 하드웨어 구성이라도 좋다. 이 경우, 실시 형태는, 부분 방전 계측 장치(100)가 가지는 복수의 센서에 의한 검출 신호에 대해, φ-Q-N 계측 보드(100H5)가 논리합 동작, 논리곱 동작, 및 배타적 논리합 동작을 각각 임의로 조합해서 판단하는 구성이라도 좋다.

또, 부분 방전 계측 장치(100)는, PC 등의 정보 처리 장치를 가지는 구성이라도 좋다. 부분 방전 계측 장치(100)는, 예를 들면 φ-Q-N 계측 보드(100H5), 및 파형 계측 보드(100H6)가 실시하는 처리의 일부, 또는 전부를 PC 등으로 실시하도록 하는 구성이라도 좋다.

디지털 필터 처리는, 부분 방전 계측 장치(100)가 PC 등의 정보 처리 장치를 가지는 경우, 소프트웨어에 의한 처리로 실현되어도 좋다.

이상, 본 발명의 예시적인 실시의 형태의 케이블에 생기는 부분 방전을 계측하는 부분 방전 계측 장치로서, 상기 케이블에 흐르는 교류 전류를 계측하고, 상기 교류 전류에 근거하는 전압치를 검출 신호로서 출력하는 계측부와, 상기 계측부에 의해서 계측되는 상기 교류 전류의 위상과, 상기 위상으로 얻게 되는 전하와, 상기 위상으로 얻게 되는 상기 전하가 단위시간 당 발생하는 발생 빈도의 분포를 나타내는 분포 데이터를 생성하는 분포 데이터 생성부와, 상기 분포 데이터에 대해서, 상기 부분 방전에 대응하는 상기 위상, 상기 전하, 및 상기 발생 빈도의 적어도 어느 1개에 근거하는 출력 조건을 상기 교류 전류가 충족하면, 트리거 신호를 출력하는 신호 출력부와, 상기 신호 출력부로부터 상기 트리거 신호가 출력되면, 상기 계측부가 출력하는 상기 검출 신호의 샘플링을 실시하는 샘플링부를 가지는 부분 방전 계측 장치에 대해 설명했지만, 본 발명은, 구체적으로 개시된 실시의 형태로 한정되는 것이 아니라, 특허 청구의 범위로부터 일탈하지 않고, 다양한 변형이나 변경이 가능하다.

100 : 부분 방전 계측 장치
100H1, 100H21 : 센서 100H2, 100H22 : 앰프
100H3, 100H23 : 필터 100H4 : 검파 처리 회로
100H5 : φ-Q-N 계측 보드 100H51 : A/D 컨버터
100H52 : 메모리 100H53 : MCU
100H531 : 마이크로 프로세서 100H6 : 파형 계측 보드
100H61 : A/D 컨버터 100H62 : 메모리
100H63 : MCU 100H631 : 마이크로 프로세서
100H7 : 위상 검출용 센서 100H8 : 위상 신호 처리 회로
101 : PC SIG1, SIG1A : 검출 신호
SIG11 : 제 1 검출 신호 SIG12 : 제 2 검출 신호
SIG2 : 트리거 신호 SIG3 : 샘플링하는 범위
Q : 전하량 φ : 위상
N : 발생 빈도 QTh : 전하량 Q의 임계치
QTh11 : 제 1 검출 신호 SIG11의 전하량 Q의 임계치
QTh12 : 제 2 검출 신호 SIG12의 전하량 Q의 임계치
Pk1, Pk1A : 피크점 T1A : 트리거 타이밍
T2 : 트리거 전처리 시간 T3 : 트리거 후처리 시간
NIS : 노이즈 W : 노이즈 NIS의 전하가 얻어지는 폭

Claims

전력 설비에 생기는 부분 방전을 계측하는 부분 방전 계측 장치로서,
상기 전력 설비에 흐르는 교류 전류를 계측하고, 상기 교류 전류에 근거하는 전압치를 검출 신호로서 출력하는 계측부와,
상기 계측부에 의해서 계측되는 인가된 고전압의 전류, 또는 전압의 위상과, 상기 위상으로 얻게 되는 전하와, 상기 위상으로 얻게 되는 상기 교류 전류의 계측으로부터 얻게 되는 전하가 단위시간 당 발생하는 발생 빈도의 분포를 나타내는 분포 데이터를 생성하는 분포 데이터 생성부와,
상기 분포 데이터에 있어서, 상기 부분 방전에 대응하는 상기 위상, 상기 전하, 및 상기 발생 빈도의 적어도 어느 1개에 근거하는 출력 조건을 상기 교류 전류가 충족하면, 트리거 신호를 출력하는 신호 출력부와,
상기 신호 출력부로부터 상기 트리거 신호가 출력되면, 상기 계측부가 출력하는 상기 검출 신호의 샘플링을 실시하는 샘플링부
를 갖는 부분 방전 계측 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 출력 조건으로서, 상기 부분 방전에 대응하는 상기 전하의 임계치를 설정하는 설정부를 갖고,
상기 신호 출력부는, 상기 설정부에 의해서 설정되는 상기 임계치 이상의 상기 전하가 얻어지는 상기 부분 방전에 대응하는 상기 교류 전류에 근거하는 상기 검출 신호가 출력되면, 상기 트리거 신호를 출력하는
부분 방전 계측 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 출력 조건으로서, 상기 부분 방전에 대응하는 상기 위상의 범위를 설정하는 설정부를 갖고,
상기 신호 출력부는, 상기 설정부에 의해서 설정되는 상기 범위에 대응하는 상기 교류 전류의 상기 위상에 근거하는 상기 검출 신호가 출력되면, 상기 트리거 신호를 출력하는
부분 방전 계측 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 출력 조건으로서, 상기 부분 방전에 대응하는 상기 발생 빈도의 임계치를 설정하는 설정부를 갖고,
상기 신호 출력부는, 상기 설정부에 의해서 설정되는 상기 임계치 이상의 상기 발생 빈도를 발생시키는 상기 교류 전류에 근거하는 상기 검출 신호가 출력되면, 상기 트리거 신호를 출력하는
부분 방전 계측 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 계측부는, 노이즈의 상기 교류 전류를 계측하고, 상기 노이즈의 상기 교류 전류에 근거하는 전압치를 검출 신호로서 출력하고,
상기 분포 데이터 생성부는, 상기 계측부에 의해서 계측되는 상기 노이즈의 상기 교류 전류의 상기 위상과, 상기 노이즈의 상기 교류 전류의 상기 위상으로 얻게 되는 상기 노이즈의 상기 전하와, 상기 노이즈를 포함하는 상기 교류 전류의 상기 위상으로 얻게 되는 상기 노이즈의 상기 전하가 단위시간 당 발생하는 상기 노이즈의 발생 빈도의 분포를 나타내는 분포 데이터를 생성하고,
상기 설정부는, 단위시간 당의 상기 노이즈의 상기 교류 전류로부터 얻게 되는 상기 노이즈의 상기 전하의 최소치, 및 상기 최소치로부터 상기 노이즈의 상기 전하가 얻어지는 폭을 계산하고, 상기 최소치에 상기 폭을 더한 값을 상기 임계치로 설정하는
부분 방전 계측 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 계측부로부터 상기 분포 데이터 생성부로 출력하는 상기 검출 신호에 소정의 주파수대를 필터 처리하는 필터부를 갖고,
상기 샘플링부는, 상기 주파수대의 디지털 필터 처리를 상기 검출 신호에 실시하는
부분 방전 계측 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
2 이상의 상기 계측부를 갖고,
상기 출력 조건은, 각각의 상기 계측부가 출력하는 상기 검출 신호에 대해서 각각 설정되고,
상기 신호 출력부는, 상기 검출 신호에 각각 설정되는 상기 출력 조건의 적어도 어느 1개가 충족되거나, 상기 검출 신호에 각각 설정되는 상기 출력 조건이 모두 충족되거나, 또는 상기 검출 신호에 각각 설정되는 상기 출력 조건의 한쪽이 충족되면, 트리거 신호를 출력하는
부분 방전 계측 장치.
전력 설비에 생기는 부분 방전을 계측하는 부분 방전 계측 장치가 실시하는 부분 방전 계측 방법으로서,
상기 부분 방전 계측 장치가, 상기 전력 설비에 흐르는 교류 전류를 계측하고, 상기 교류 전류에 근거하는 전압치를 검출 신호로서 출력하는 계측 수순과,
상기 부분 방전 계측 장치가, 상기 계측 수단으로 계측되는 인가된 고전압의 전류, 또는 전압의 위상과, 상기 위상으로 얻게 되는 전하와, 상기 위상으로 얻게 되는 상기 교류 전류의 계측으로부터 얻게 되는 전하가 단위시간 당 발생하는 발생 빈도의 분포를 나타내는 분포 데이터를 생성하는 분포 데이터 생성 수순과,
상기 부분 방전 계측 장치가, 상기 분포 데이터에 있어서, 상기 부분 방전에 대응하는 상기 위상, 상기 전하, 및 상기 발생 빈도의 적어도 어느 1개에 근거하는 출력 조건을 상기 교류 전류가 충족하면, 트리거 신호를 출력하는 신호 출력 수순과,
상기 부분 방전 계측 장치가, 상기 신호 출력 수순에서 상기 트리거 신호가 출력되면, 상기 계측 수순에서 출력하는 상기 검출 신호의 샘플링을 실시하는 샘플링 수순
을 실시하는 부분 방전 계측 방법.
전력 설비에 생기는 부분 방전을 계측하는 부분 방전 계측 장치로 하여금 상기 부분 방전의 계측을 실행하게 하기 위한 프로그램으로서,
상기 부분 방전 계측 장치가, 상기 전력 설비에 흐르는 교류 전류를 계측하고, 상기 교류 전류에 근거하는 전압치를 검출 신호로서 출력하는 계측 수순과,
상기 부분 방전 계측 장치가, 상기 계측 수단으로 계측되는 인가된 고전압의 전류, 또는 전압의 위상과, 상기 위상으로 얻게 되는 전하와, 상기 위상으로 얻게 되는 상기 교류 전류의 계측으로부터 얻게 되는 전하가 단위시간 당 발생하는 발생 빈도의 분포를 나타내는 분포 데이터를 생성하는 분포 데이터 생성 수순과,
상기 부분 방전 계측 장치가, 상기 분포 데이터에 있어서, 상기 부분 방전에 대응하는 상기 위상, 상기 전하, 및 상기 발생 빈도의 적어도 어느 1개에 근거하는 출력 조건을 상기 교류 전류가 충족하면, 트리거 신호를 출력하는 신호 출력 수순과,
상기 부분 방전 계측 장치가, 상기 신호 출력 수순에서 상기 트리거 신호가 출력되면, 상기 계측 수순에서 출력하는 상기 검출 신호의 샘플링을 실시하는 샘플링 수순
을 실행시키기 위한 프로그램.