WO2016042675A1 - 部分放電計測装置、部分放電計測方法、及びプログラム - Google Patents

部分放電計測装置、部分放電計測方法、及びプログラム Download PDF

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detection signal
output
charge
phase
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恭生 坂口
幸治 浦野
盛剛 東
猛 石井
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株式会社ジェイ・パワーシステムズ
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    • GPHYSICS
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    • G01R19/16533Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
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    • G01R29/00Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/02Measuring characteristics of individual pulses, e.g. deviation from pulse flatness, rise time or duration

Definitions

  • the present invention relates to a partial discharge measuring device, a partial discharge measuring method, and a program.
  • Patent Document 1 a method of evaluating the similarity of a measured signal to a partial discharge signal by a neural network (Neural network) and determining the presence or absence of partial discharge is known (for example, Patent Document 1). .
  • sampling is not performed on the basis of a trigger signal that is determined and output based on the output condition, so that a detection signal such as low-frequency noise (Noise) that is not partial discharge is sampled.
  • Noise low-frequency noise
  • an object of the present invention is to provide a partial discharge measuring device, a partial discharge measuring method, and a program capable of sampling a partial discharge detection signal from an alternating current detection signal including low-frequency noise and the like.
  • a partial discharge measuring device for measuring a partial discharge generated in a power facility, measuring an alternating current flowing in the power facility, and using a voltage value based on the alternating current as a detection signal
  • An output measurement unit an applied high voltage current or voltage phase measured by the measurement unit, a charge obtained in the phase, and a charge obtained from the measurement of the alternating current obtained in the phase.
  • a distribution data generating unit that generates distribution data indicating a distribution of occurrence frequency generated per unit time; and at least one of the phase corresponding to the partial discharge, the charge, and the occurrence frequency in the distribution data.
  • FIG. 6 is a ⁇ -QN distribution diagram for explaining an example of a threshold value of a charge amount Q according to an embodiment of the present invention. It is a timing chart explaining an example of a trigger signal and sampling concerning one embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a ⁇ -QN distribution diagram for explaining an example of an effect obtained by setting a threshold value of a charge amount Q according to an embodiment of the present invention. It is a wave form diagram explaining an example with respect to the low frequency noise in one Embodiment of this invention.
  • FIG. 6 is a ⁇ -QN distribution diagram for explaining an example of setting a range of phase ⁇ and an example of the effect of the setting according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a ⁇ -QN distribution diagram for explaining an example of setting a threshold value of an occurrence frequency N according to an embodiment of the present invention and an example of an effect of the setting.
  • FIG. 6 is a ⁇ -QN distribution diagram for explaining an example of setting of a threshold value of a charge amount Q and a range of a phase ⁇ and an example of an effect of the setting according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a ⁇ -QN distribution diagram for explaining an example of setting of a threshold value for an amount of charge Q and a threshold value for occurrence frequency N according to an embodiment of the present invention, and an example of an effect of the setting.
  • FIG. 6 is a ⁇ -QN distribution diagram for explaining an example of setting of a range of phase ⁇ and a threshold of occurrence frequency N according to an embodiment of the present invention, and an example of an effect of the setting.
  • FIG. 5 is a ⁇ -QN distribution diagram for explaining an example of setting of a threshold value for an amount of charge Q and a threshold value for occurrence frequency N according to an embodiment of the present invention, and an example of an effect of the setting.
  • FIG. 6 is a ⁇ -QN distribution diagram for explaining
  • FIG. 6 is a ⁇ -QN distribution diagram for explaining an example of setting of the threshold value of the charge amount Q, the range of the phase ⁇ , and the threshold value of the occurrence frequency N according to an embodiment of the present invention, and an example of the effect of the setting.
  • FIG. 10 is a ⁇ -QN distribution diagram for explaining an example of calculation, setting, and effect of setting of a threshold value of a charge amount Q by a setting unit according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram explaining an example of the hardware constitutions of the partial discharge measuring device which has two measuring parts which concern on one Embodiment of this invention.
  • FIG. 6 is a ⁇ -QN distribution diagram for explaining an example of a threshold value of a charge amount Q in the case of a partial discharge measurement device having two measurement units according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a hardware configuration of a partial discharge measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the partial discharge measuring apparatus 100 includes a sensor 100H1, an amplifier 100H2, a filter 100H3, a detection processing circuit 100H4, a ⁇ -QN measurement board (Board) 100H5, and a waveform measurement board. 100H6, phase detection sensor 100H7, and phase signal processing circuit 100H8.
  • Sensor 100H1 is an example of a measurement unit.
  • the measurement unit is the sensor 100H1
  • the sensor 100H1 will be described as an example.
  • the sensor 100H1 is connected to a power facility such as a cable where partial discharge is measured.
  • the power equipment is, for example, a cable, a connection box, and a GIS (Gas Insulated Switch).
  • GIS Gas Insulated Switch
  • the sensor 100H1 includes a current sensor such as a high-frequency CT (Current Transformers), and the sensor 100H1 measures a high-voltage alternating current flowing through a power facility such as a cable.
  • a current sensor such as a high-frequency CT (Current Transformers)
  • the sensor 100H1 measures a high-voltage alternating current flowing through a power facility such as a cable.
  • the high voltage alternating current is an alternating current having a voltage exceeding 600V, for example.
  • Sensor 100H1 converts the current value of the measured alternating current into a voltage.
  • the voltage value of the converted voltage is output to the amplifier 100H2 as the detection signal SIG1.
  • the output terminal of the sensor 100H1 is connected to the input terminal of the amplifier 100H2.
  • the amplifier 100H2 amplifies the detection signal SIG1 output from the sensor 100H1.
  • the output terminal of the amplifier 100H2 is connected to the input terminal of the filter 100H3 and the input terminal of the waveform measurement board 100H6.
  • the filter 100H3 is a band-pass filter.
  • the filter 100H3 extracts a signal in a specific frequency band from the detection signal SIG1 amplified by the amplifier 100H2.
  • the output terminal of the filter 100H3 is connected to the input terminal of the detection processing circuit 100H4.
  • the detection processing circuit 100H4 performs detection processing.
  • the detection process detects the presence or absence of each waveform included in the detection signal SIG1.
  • the output terminal of the detection processing circuit 100H4 is connected to the input terminal of the ⁇ -QN measurement board 100H5.
  • the phase detection sensor 100H7 is attached to a power facility such as a cable.
  • the phase detection sensor 100H7 detects a high voltage current or voltage flowing through the power equipment.
  • the output terminal of the phase detection sensor 100H7 is connected to the input terminal of the phase signal processing circuit 100H8.
  • the phase signal processing circuit 100H8 detects a zero-cross of the signal input from the phase detection sensor 100H7.
  • the phase signal processing circuit 100H8 outputs the reference point to the ⁇ -QN measurement board 100H5 and the waveform measurement board 100H6 based on the detected zero cross.
  • the output terminal of the phase signal processing circuit 100H8 is connected to the input terminal of the ⁇ -QN measurement board 100H5 and the input terminal of the waveform measurement board 100H6.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 is an example of a distribution data generation unit.
  • the distribution data generation unit is the ⁇ -QN measurement board 100H5 will be described as an example.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 is an example of a signal output unit.
  • the signal output unit is the ⁇ -QN measurement board 100H5 will be described as an example.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 is an example of a setting unit.
  • the setting unit is the ⁇ -QN measurement board 100H5 will be described as an example.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 includes an A / D (Analog / Digital) converter (Converter) 100H51, a memory (Memory) 100H52, and an MCU (Micro Controller Unit) 100H53.
  • a / D Analog / Digital
  • Converter Converter
  • Memory Memory
  • MCU Micro Controller Unit
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 is an electronic circuit board on which an FPGA (Field-Programmable Gate Array) or the like is mounted.
  • FPGA Field-Programmable Gate Array
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 generates distribution data based on the detection signal SIG1.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 calculates a peak point, which is the maximum point of each waveform included in the detection signal SIG1, by digital filter processing.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 calculates the phase ⁇ at the peak point in the ⁇ -QN measurement by using the phase reference point and the internal counter of the microprocessor MCUH531.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 outputs a trigger signal SIG2 to the waveform measurement board 100H6 based on the output conditions.
  • the A / D converter 100H51 has an input terminal of the ⁇ -QN measurement board 100H5.
  • the A / D converter 100H51 A / D converts the detection signal SIG1.
  • the output terminal of the A / D converter 100H51 is connected to the input terminal of the memory 100H52 and the input terminal of the MCU 100H53.
  • the memory 100H52 stores various data and parameters used for the ⁇ -QN measurement board 100H5.
  • the output terminal of the memory 100H52 is connected to the input terminal of the MCU 100H53.
  • the MCU 100H53 has a microprocessor MCUH531.
  • the microprocessor MCUH531 controls each hardware included in the ⁇ -QN measurement board 100H5.
  • the output terminal of the ⁇ -QN measurement board 100H5 is connected to the input terminal of the waveform measurement board 100H6.
  • the waveform measurement board 100H6 is an example of a sampling unit.
  • the sampling unit is the waveform measurement board 100H6 will be described as an example.
  • the waveform measurement board 100H6 samples the detection signal SIG1 amplified by the amplifier 100H2.
  • the waveform measurement board 100H6 performs sampling when the trigger signal SIG2 is output from the ⁇ -QN measurement board 100H5.
  • the waveform measurement board 100H6 stores phase data when the waveform measurement board 100H6 performs sampling using the internal counter of the microprocessor MCUH631.
  • the waveform measurement board 100H6 includes an A / D converter 100H61, a memory 100H62, and an MCU 100H63.
  • the waveform measurement board 100H6 is an electronic circuit board on which an FPGA or the like is mounted.
  • the A / D converter 100H61 has an input terminal of the waveform measurement board 100H6.
  • the A / D converter 100H61 A / D converts the detection signal SIG1.
  • the output terminal of the A / D converter 100H61 is connected to the input terminal of the memory 100H62 and the input terminal of the MCU 100H63.
  • the memory 100H62 stores various data and parameters used for the waveform measurement board 100H6.
  • the MCU 100H63 has a microprocessor MCUH631.
  • the microprocessor MCUH631 controls each hardware included in the waveform measurement board 100H6.
  • the output terminals of the ⁇ -QN measurement board 100H5 and the waveform measurement board 100H6 are connected to an input terminal of an information processing apparatus such as a PC (Personal Computer) 101.
  • an information processing apparatus such as a PC (Personal Computer) 101.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 outputs the generated distribution data to the PC 101, for example, and the PC 101 displays the distribution data in a ⁇ -QN distribution map or the like.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 inputs a set value used for judging the output condition from the PC 101, for example.
  • the waveform measurement board 100H6 outputs, for example, sampled data to the PC 101, and the PC 101 displays a waveform based on the sampled data.
  • the hardware configuration of the partial discharge measuring device is not limited to the configuration shown in FIG.
  • the hardware configuration of the partial discharge measuring device may include an analysis device (not shown) such as an oscilloscope and a spectrum analyzer.
  • FIG. 2 is a flowchart for explaining an example of the entire process by the partial discharge measuring apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • the sensor 100H1 measures an alternating current flowing through a power facility such as a cable, and performs a process of outputting the detection signal SIG1 to the ⁇ -QN measurement board 100H5 and the waveform measurement board 100H6.
  • the detection signal SIG1 is amplified by the amplifier 100H2.
  • a signal in a specific frequency band is extracted by the filter 100H3.
  • the detection signal SIG1 is subjected to detection processing by the detection processing circuit 100H4.
  • step S0202 the ⁇ -QN measurement board 100H5 performs a process of generating distribution data based on the detection signal SIG1.
  • step S0203 the ⁇ -QN measurement board 100H5 performs a process of outputting the generated distribution data to the PC 101.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an example in the case where the distribution data according to an embodiment of the present invention is shown as a ⁇ -QN distribution diagram.
  • Distribution data is, for example, data represented by a ⁇ -QN distribution map.
  • FIG. 3 is an example of a ⁇ -QN distribution diagram showing distribution data.
  • the horizontal axis of FIG. 3 is an axis indicating the applied high-voltage current flowing through the electric power facility measured by the phase detection sensor 100H7 or the voltage phase ⁇ .
  • the vertical axis in FIG. 3 is an axis indicating the applied high voltage current flowing through the power facility indicated by the horizontal axis, or the electric charge obtained by the voltage phase ⁇ .
  • the charge is indicated by a charge amount Q.
  • the color of each point in FIG. 3 indicates the occurrence frequency N at which each charge obtained in the phase ⁇ is generated per unit time.
  • the occurrence frequency N is obtained by integrating the cases where charges having the same phase ⁇ and the same charge amount Q are generated per unit time.
  • the distribution data is output to the PC 101 in step S0203, and based on the output distribution data, the PC 101 displays the distribution data in the form of a ⁇ -QN distribution diagram.
  • the charge of the detection signal output from the sensor 100H1 may be indicated by a ⁇ -QN distribution diagram.
  • step S0204 the ⁇ -QN measurement board 100H5 performs a process of inputting, from the PC 101, a charge threshold value corresponding to partial discharge as a set value.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 When determining the output condition based on the threshold value of the charge amount Q, in step S0204, the ⁇ -QN measurement board 100H5 performs a process of inputting the threshold value of the charge amount Q from the PC 101 as a set value.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 When determining the output condition based on the range of the phase ⁇ , in step S0204, the ⁇ -QN measurement board 100H5 performs a process of inputting the upper limit value and the lower limit value as set values from the PC 101.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 When the output condition is determined based on the occurrence frequency N threshold, in step S0204, the ⁇ -QN measurement board 100H5 performs a process of inputting the occurrence frequency N threshold from the PC 101 as a set value.
  • step S0205 as in step S0201, the sensor 100H1 measures an alternating current flowing in a power facility such as a cable and outputs a detection signal SIG1 to the ⁇ -QN measurement board 100H5 and the waveform measurement board 100H6. Do. In step S0205, the ⁇ -QN measurement board 100H5 may perform processing for generating distribution data in the same manner as in step S0202, based on the detection signal SIG1 output from the sensor 100H1.
  • step S0206 the ⁇ -QN measurement board 100H5 determines whether the measured alternating current satisfies the output condition.
  • the output condition is a condition for determining whether or not the ⁇ -QN measurement board 100H5 outputs the trigger signal SIG2.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 outputs the trigger signal SIG2.
  • step S0206 if the ⁇ -QN measurement board 100H5 determines that the output condition is satisfied (YES in step S0206), the process proceeds to step S0207.
  • step S0206 if the ⁇ -QN measurement board 100H5 determines that the output condition is not satisfied (NO in step S0206), the process returns to step S0205.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 determines whether or not the output condition is satisfied based on, for example, a threshold value of the charge amount Q input as a set value.
  • a threshold value of the charge amount Q input as a set value.
  • FIG. 4 is a ⁇ -QN distribution diagram for explaining an example of the threshold value of the charge amount Q according to the embodiment of the present invention.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 uses the charge as a set value in step S0204.
  • a process of inputting the threshold value QTh of the quantity Q is performed.
  • the threshold value QTh of the charge amount Q is a value determined by the user based on, for example, a ⁇ -QN distribution diagram displayed by the PC 101 in step S0203.
  • the threshold value QTh of the charge amount Q is determined to be a value larger than the noise charge amount, for example, by the user.
  • the threshold value QTh of the charge amount Q When the threshold value QTh of the charge amount Q is set in the case of FIG. 3, the threshold value QTh of the charge amount Q can be shown as in FIG.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 determines whether or not the output condition is satisfied depending on whether or not the charge is equal to or greater than the threshold value QTh of the charge amount Q.
  • the charge equal to or greater than the threshold value QTh of the charge amount Q is a charge corresponding to the partial discharge.
  • a charge equal to or greater than the threshold value QTh of the charge amount Q is a charge in a range illustrated by hatching.
  • step S0206 the ⁇ -QN measurement board 100H5 determines that the output condition is not satisfied when the charge is less than the threshold value QTh of the charge amount Q.
  • the sensor 100H1 measures the alternating current flowing in the power equipment such as a cable. Therefore, the processes in steps S0205 and S0206 are repeated until an alternating current that satisfies the output condition is measured.
  • step S0207 the ⁇ -QN measurement board 100H5 outputs the trigger signal SIG2 to the waveform measurement board 100H6.
  • step S0208 the waveform measurement board 100H6 samples the detection signal SIG1 based on the trigger signal SIG2.
  • FIG. 5 is a timing chart for explaining an example of a trigger signal and sampling according to an embodiment of the present invention.
  • the detection signal SIG1 measured and output by the sensor 100H1 in step S0205 is, for example, the detection signal SIG1 illustrated in FIG.
  • the detection signal SIG1 is processed by the filter 100H3 and the detection processing circuit 100H4, and becomes the detection signal SIG1A subjected to the filter processing and detection processing illustrated in FIG.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 detects the peak point Pk1A of the detection signal SIG1A subjected to the filter process and the detection process, and determines whether or not the output condition is satisfied.
  • the timing of the peak point Pk1A of the detection signal SIG1A subjected to the filter processing and the detection processing is set as a trigger timing T1A.
  • step S0206 When it is determined in step S0206 that the ⁇ -QN measurement board 100H5 satisfies the output condition, in step S0207, the ⁇ -QN measurement board 100H5 outputs the trigger signal SIG2.
  • the trigger signal SIG2 is output based on the timing of the trigger timing T1A.
  • the waveform measurement board 100H6 performs sampling in step S0208 when the trigger signal SIG2 is output in step S0207.
  • the sampling in step S0208 is performed based on the timing at which the trigger signal SIG2 is output, for example.
  • the trigger signal SIG2 is output, for example, at a trigger timing T1A shown in FIG.
  • the waveform measurement board 100H6 samples the detection signal SIG1.
  • the waveform measurement board 100H6 samples the detection signal SIG1 at the trigger preprocessing time T2 that is a predetermined time before the trigger timing T1A.
  • the waveform measurement board 100H6 samples the detection signal SIG1 at the post-trigger processing time T3 that is a predetermined time after the trigger timing T1A. That is, the waveform measurement board 100H6 performs a process of sampling the detection signal SIG1 with respect to a time when the sampling range SIG3 becomes High.
  • the sampling range SIG3 is a time that can be arbitrarily adjusted in advance by software or the like. A time during which the peak point Pk1 of the detection signal SIG1 is sufficiently included is set in the sampling range SIG3.
  • the waveform measurement board 100H6 stores data of the detection signal SIG1 with respect to the trigger preprocessing time T2, for example. Each time the sensor 100H1 outputs the detection signal SIG1, the waveform measurement board 100H6 overwrites the stored data with the data of the detection signal SIG1 to be updated.
  • the data of the detection signal SIG1 is stored in, for example, the memory 100H62. That is, the waveform measurement board 100H6 stores the detection signal SIG1 for a predetermined time regardless of the output of the trigger signal SIG2. When the trigger signal SIG2 is not output, the waveform measurement board 100H6 deletes the oldest data and stores the detection signal SIG1 newly output from the sensor 100H1.
  • the waveform measurement board 100H6 When the trigger signal SIG2 is output, the waveform measurement board 100H6 performs sampling in step S0208 on the detection signal SIG1 of the trigger preprocessing time T2 and the trigger postprocessing time T3 stored before being deleted. In the case of FIG. 5, the waveform measurement board 100H6 samples the data of the detection signal SIG1 of the sampling data SA.
  • step S0209 the waveform measurement board 100H6 outputs the sampled partial discharge detection signal SIG1.
  • the data of the partial discharge detection signal SIG1 sampled in step S0208 is output to the PC 101, for example.
  • the PC 101 displays the output detection signal data to the user in a waveform diagram or the like.
  • the waveform measurement board 100H6 may output data of the partial discharge detection signal SIG1 to be sampled to the recording medium.
  • the timing at which the waveform measurement board 100H6 samples the waveform data of the partial discharge is not limited to the timing based on the trigger preprocessing time T2.
  • the waveform measurement board 100H6 may detect the peak point Pk1 of the detection signal SIG1 and perform sampling at the detected timing. That is, the waveform measurement board 100H6 may adjust the sampling timing.
  • the peak point Pk1A of the detection signal SIG1A subjected to the filter process and the detection process is different in timing from the peak point Pk1 of the detection signal SIG1 because the filter process and the detection process are performed.
  • the difference in timing between the peak point Pk1A of the detection signal SIG1A subjected to the filtering process and the detection process and the peak point Pk1 of the detection signal SIG1 varies depending on the detection signal SIG1.
  • the trigger timing T1A with respect to the timing of the peak point Pk1 of the detection signal SIG1 Changes depending on the detection signal SIG1. Since the trigger timing T1A changes with respect to the timing of the peak point Pk1 of the detection signal SIG1, the peak of the detection signal SIG1 is displayed in the displayed waveform diagram when the data sampled in step S0209 is displayed to the user by the PC 101. Sampling of the data of the detection signal SIG1 may be performed at a timing at which the point Pk1 is difficult to see for the user.
  • the waveform measurement board 100H6 detects the peak point Pk1 of the detection signal SIG1 so that the user can easily see the peak point Pk1 of the detection signal SIG1 in the waveform diagram. Detection of the peak point Pk1 of the detection signal SIG1 can be detected by the waveform measurement board 100H6 determining the maximum value of the voltage value of the detection signal SIG1. In the case of FIG. 5, the waveform measurement board 100H6 samples the data of the detection signal SIG1 of the sampling data SB based on the detection of the peak point Pk1 of the detection signal SIG1.
  • the waveform measurement board 100H6 samples the data of the detection signal SIG1 of the partial discharge in which the peak point Pk1 of the detection signal SIG1 is easy for the user to see when displayed on the PC 101 or the like. Can do.
  • Detecting the peak point Pk1 of the detection signal SIG1 may be difficult when the detection signal SIG1 includes low frequency noise.
  • the waveform measurement board 100H6 performs digital filter processing on the detection signal SIG1 when the detection signal SIG1 includes low-frequency noise.
  • the filter unit is, for example, a waveform measurement board 100H6.
  • the waveform measurement board 100H6 performs digital filter processing on the detection signal SIG1 output from the sensor 100H1
  • the waveform measurement board 100H6 performs digital filter processing in the frequency band performed by the filter 100H3.
  • the digital filter processing the low frequency noise included in the detection signal SIG1 is attenuated.
  • the waveform measurement board 100H6 can easily detect the detection of the peak point Pk1 of the detection signal SIG1 by, for example, the waveform measurement board 100H6 obtaining the maximum value of the voltage value of the detection signal SIG1. can do. Therefore, the waveform measurement board 100H6 can sample the waveform data of the partial discharge that is easy for the user to see by performing the digital filter process.
  • the digital filter processing is realized by mounting an FPGA or the like on the waveform measurement board 100H6 and processing by an electronic circuit such as an FPGA to be mounted.
  • the waveform measurement board 100H6 displays low frequency noise or the like.
  • the partial discharge detection signal can be sampled from the alternating current detection signal.
  • FIG. 6 is a ⁇ -QN distribution diagram for explaining an example of the effect of setting the threshold value of the charge amount Q according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6A is a ⁇ -QN distribution diagram showing an example of distribution data based on a noise detection signal when the sensor 100H1 measures noise and the sensor 100H1 outputs a noise detection signal. .
  • the noise NIS generated in power equipment such as a cable is measured by the sensor 100H1, in the ⁇ -QN distribution diagram, the noise NIS is illustrated as shown in FIG. 6A, for example.
  • the noise NIS is, for example, so-called background noise.
  • Background noise is noise that varies depending on the measurement location of power equipment such as cables, the frequency of alternating current to be measured, and the like. Background noise is noise that may occur in other power facilities, enter from the outside of power facilities such as cables, or may always exist, such as white noise.
  • FIG. 6B is a ⁇ -QN distribution diagram for explaining an example of setting the threshold value QTh of the charge amount Q.
  • FIG. 6B is a ⁇ -QN distribution diagram shown in FIG.
  • the charge threshold setting value corresponding to the partial discharge in step S0204 is input, for example, as a charge amount Q threshold QTh shown in FIG.
  • the threshold value QTh of the charge amount Q is larger than the charge amount Q of the noise NIS.
  • step S0206 the ⁇ -QN measurement board 100H5 outputs depending on whether the charge is equal to or higher than the threshold value QTh of the charge amount Q. Judgment is made as to whether the condition is satisfied. That is, in the case of FIG. 6B, in step S0207, the ⁇ -QN measurement board 100H5 outputs a trigger signal when the charge amount of charge is equal to or greater than the threshold value QTh of the charge amount Q. In the case of FIG. 6B, in step S0207, the ⁇ -QN measurement board 100H5 does not output a trigger signal for the noise NIS whose charge amount is smaller than the charge amount Q threshold value QTh.
  • FIG. 7 is a waveform diagram illustrating an example of the effect on low frequency noise in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A is a waveform diagram showing an example of sampling a partial discharge detection signal by setting a threshold value of a detection signal voltage value.
  • the case shown in FIG. 7A is a case where the voltage value of the detection signal SIG1 output from the sensor 100H1 by partial discharge is estimated in advance when the detection signal of partial discharge is sampled.
  • the estimated voltage value is set as a threshold value of the voltage value for sampling.
  • the waveform measurement board 100H6 performs sampling when the detection signal SIG1 having a voltage value equal to or higher than the set threshold value is output.
  • the case where the detection signal SIG1 having a voltage value equal to or higher than the set threshold is output is the case of the trigger generation point in the case of FIG. In the case of FIG.
  • the waveform measurement board 100H6 performs sampling at the timing of the trigger generation point.
  • the waveform measurement board 100H6 stores waveform data from a predetermined time before the trigger generation timing, and outputs the waveform data stored before and after the trigger generation point.
  • FIG. 7B is a waveform diagram showing an example of sampling a partial discharge detection signal including low frequency noise by the method of FIG. 7A.
  • FIG. 7B is an example of a case where a voltage value equal to or higher than a set threshold value is output even when the discharge signal is not partial discharge, in the case of a partial discharge detection signal including low-frequency noise. Due to the low frequency noise, the voltage value may be a voltage value equal to or higher than a threshold value.
  • the waveform measurement board 100H6 performs sampling at the trigger occurrence point even when it is not partial discharge. In the case of FIG. 7B, it is difficult for the waveform measurement board 100H6 to select and sample the timing at which the detection signal corresponding to the waveform of the partial discharge is output from a plurality of trigger generation points illustrated. Therefore, in the case of FIG. 7B, the waveform measurement board 100H6 may not be able to sample the partial discharge due to low frequency noise.
  • the same method may be used for recording a waveform using an oscilloscope or other device for waveform observation, or an A / D sampling board.
  • the waveform measurement board 100H6 determines whether the charge is equal to or greater than the threshold value QTh of the charge amount Q based on the threshold value QTh of the charge amount Q. Sampling when the charge is Therefore, determining whether or not the output condition is satisfied based on whether or not the charge amount Q is equal to or greater than the threshold value QTh is based on the noise NIS charge shown in FIG. 6 and the low-frequency noise shown in FIG. Thus, the case where the waveform measurement board 100H6 performs sampling can be reduced. Therefore, the partial discharge measuring apparatus 100 can sample the partial discharge detection signal from the alternating current detection signal including low frequency noise and the like.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 may determine whether or not the output condition is satisfied based on, for example, the range of the phase ⁇ input to the set value.
  • the determination of whether or not the output condition is satisfied is performed based on the range of the phase ⁇ will be described as an example.
  • FIG. 8 is a ⁇ -QN distribution diagram for explaining an example of setting the range of phase ⁇ and an example of the effect of the setting according to an embodiment of the present invention.
  • the case of the distribution data of FIG. 3 will be described as an example.
  • the range of the phase ⁇ is, for example, a range determined by setting an upper limit value and a lower limit value of the phase ⁇ .
  • step S0206 the ⁇ -QN measurement board 100H5 determines whether or not the output condition is satisfied based on, for example, the lower limit value and the upper limit value of the phase ⁇ input to the set value.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 performs partial discharge from the PC 101. A process of inputting the upper limit value and lower limit value of the corresponding phase ⁇ as set values is performed. When the partial discharge occurs, the charge is displayed as a distribution concentrated in two places in the ⁇ -QN distribution diagram as shown in FIG. FIG.
  • FIG 8 is a diagram showing a case where the electric charge is concentrated in two places due to partial discharge and a case where there is a noise signal invading from another noise source.
  • the range of the phase ⁇ the range of the phase ⁇ where the partial discharge occurs is set.
  • step S0206 the ⁇ -QN measurement board 100H5 causes the phase ⁇ of the alternating current of the detection signal SIG1 output from the sensor 100H1 to be greater than the set lower limit value and smaller than the upper limit value. If it is the phase of the value, it is determined that the output condition is satisfied (YES in step S0206). Therefore, if the phase ⁇ of the alternating current of the detection signal SIG1 output from the sensor 100H1 is a phase that is greater than or equal to the set lower limit value and smaller than the upper limit value, the ⁇ -QN measurement board 100H5 Processing for outputting the signal SIG2 in step S0207 is performed.
  • the charge for outputting the trigger signal SIG2 in step S0207 is the charge in the range shown by the oblique lines.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 outputs the trigger signal SIG2 corresponding to the charge in the range of the phase ⁇ corresponding to the partial discharge, so the waveform measurement board 100H6 has the phase corresponding to the partial discharge.
  • Sampling processing is performed corresponding to charges in the range of ⁇ .
  • the waveform measurement board 100H6 may perform processing for sampling charges other than partial discharge.
  • the waveform measurement board 100H6 performs the sampling process in step S0208 corresponding to the charges in the range of the phase ⁇ corresponding to the partial discharge.
  • determining whether or not the output condition is satisfied depending on whether or not the charge is in the range of the phase ⁇ corresponding to the partial discharge is to detect a detection signal such as noise that is a charge other than the partial discharge as a waveform measurement board 100H6. Can reduce the number of samples. Therefore, the partial discharge measuring apparatus 100 can sample the partial discharge detection signal from the detection signal of alternating current including noise and the like.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 may determine whether or not the output condition is satisfied based on, for example, the threshold value of the occurrence frequency N input to the set value.
  • the threshold value of the occurrence frequency N input to the set value.
  • FIG. 9 is a ⁇ -QN distribution diagram for explaining an example of setting the threshold value of the occurrence frequency N according to an embodiment of the present invention and an example of the effect of the setting.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 determines whether or not the output condition is satisfied based on the threshold value of the occurrence frequency N, the ⁇ -QN measurement board 100H5 generates the set value as a set value in step S0204.
  • a process of inputting the threshold Nh of the frequency N is performed.
  • the threshold value NTh of the occurrence frequency N is a value determined by the user based on, for example, a ⁇ -QN distribution map displayed by the PC 101 in step S0203.
  • the threshold value NTh of the occurrence frequency N is determined by the user, for example, to a value greater than the occurrence frequency N of noise charges.
  • the threshold NTh of the occurrence frequency N is input as 30 pps (Pulse Per Second).
  • step S0206 the ⁇ -QN measurement board 100H5 determines whether or not the output condition is satisfied depending on whether or not the charge has the occurrence frequency N equal to or greater than the threshold value NTh of the occurrence frequency N.
  • the charge having the occurrence frequency N equal to or higher than the threshold value NTh of the occurrence frequency N is a charge corresponding to the partial discharge.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 has a case where the charge of the detection signal SIG1 output from the sensor 100H1 is a charge having an occurrence frequency N equal to or higher than the set occurrence frequency N threshold NTh. Then, it is determined that the output condition is satisfied (YES in step S0206). Therefore, when the charge of the detection signal SIG1 output from the sensor 100H1 is a charge having an occurrence frequency N that is equal to or higher than the threshold value NTh of the occurrence frequency N that is set, the ⁇ -QN measurement board 100H5 outputs the trigger signal SIG2 in step S0207. Output.
  • the charges for outputting the trigger signal SIG2 in step S0207 are indicated by broken lines.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 outputs the trigger signal SIG2 corresponding to the occurrence frequency charge corresponding to the partial discharge, so the waveform measurement board 100H6 has the occurrence frequency corresponding to the partial discharge. Sampling is performed according to the electric charge. As shown in FIG. 9, when charges other than partial discharge are generated, the waveform measurement board 100H6 may sample charges other than partial discharge. In the case of FIG. 9, the waveform measurement board 100H6 performs sampling in step S0208 in response to the occurrence frequency charge corresponding to the partial discharge. Therefore, determining whether or not the output condition is satisfied depending on whether or not the charge is generated with a frequency corresponding to the partial discharge means that the waveform measurement board 100H6 samples the noise other than the partial discharge. You can reduce the number of cases. Therefore, the partial discharge measuring apparatus 100 can sample a partial discharge detection signal even with an alternating current detection signal including noise or the like.
  • the output condition may be a condition in which a threshold value of the charge amount Q, a range of the phase ⁇ , and a threshold value of the occurrence frequency N are used in combination.
  • FIG. 10 is a ⁇ -QN distribution diagram for explaining an example of setting the threshold value of the charge amount Q and the range of the phase ⁇ and an example of the effect of the setting according to an embodiment of the present invention.
  • step S0204 the threshold value QTh of the charge amount Q is input as the set value. Further, in the case of FIG. 10, as in FIG. 8, in step S0204, an upper limit value and a lower limit value for setting the range of the phase ⁇ are input as the set value.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 determines whether or not the output condition is satisfied depending on whether or not the charge is equal to or greater than the threshold value QTh of the charge amount Q. Further, in the case of FIG. 10, in step S0206, the ⁇ -QN measurement board 100H5 determines whether the phase ⁇ of the alternating current of the detection signal SIG1 output from the sensor 100H1 is equal to or higher than the set lower limit value and the upper limit value. It is determined whether or not the output condition is satisfied depending on whether or not the phase is a small value. In the case of FIG. 10, the ⁇ -QN measurement board 100H5 determines that the output condition is satisfied when both of the condition relating to the charge amount Q and the condition relating to the phase ⁇ are satisfied (in step S0206). YES).
  • the charge for outputting the trigger signal SIG2 in step S0207 is the charge in the range illustrated by the oblique lines.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 outputs the trigger signal SIG2 when both the condition related to the charge amount Q and the condition related to the phase ⁇ are satisfied.
  • 100H6 performs sampling when both of the condition relating to the charge amount Q and the condition relating to the phase ⁇ are satisfied.
  • the waveform measurement board 100H6 can accurately sample the partial discharge detection signal based on the output condition in which either the charge amount Q or the phase ⁇ is used alone.
  • the output condition may be a condition using a combination of a threshold value for the charge amount Q and a threshold value for the occurrence frequency N.
  • FIG. 11 is a ⁇ -QN distribution diagram illustrating an example of setting of the threshold value of the charge amount Q and the threshold value of the occurrence frequency N according to an embodiment of the present invention, and an example of the effect of the setting.
  • the threshold value QTh of the charge amount Q is input as the set value.
  • the threshold value NTh of the occurrence frequency N is input as the set value.
  • the threshold value NTh of the occurrence frequency N is input as 30 pps as in the case of FIG.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 determines whether or not the output condition is satisfied depending on whether or not the charge is equal to or greater than the threshold value QTh of the charge amount Q. Further, in the case of FIG. 11, the ⁇ -QN measurement board 100H5 determines whether or not the charge of the detection signal SIG1 output from the sensor 100H1 is the charge having the occurrence frequency N equal to or higher than the threshold value NTh of the occurrence frequency N to be set. It is determined whether the output condition is satisfied. In the case of FIG. 11, the ⁇ -QN measurement board 100H5 determines that the output condition is satisfied when both of the condition relating to the charge amount Q and the condition relating to the occurrence frequency N are satisfied (step S0206). YES)
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 outputs the trigger signal SIG2 when both the condition relating to the charge amount Q and the condition relating to the occurrence frequency N are satisfied, so that the waveform measurement is performed.
  • the board 100H6 performs sampling when both of the condition relating to the charge amount Q and the condition relating to the occurrence frequency N are satisfied.
  • the charge for outputting the trigger signal SIG2 in step S0207 is in the range shown by the broken line. From the output condition in which either one of the charge amount Q or the occurrence frequency N is used alone, in the case of FIG. 11, the waveform measurement board 100H6 accurately samples the partial discharge detection signal in the same manner as in FIG. It can be carried out.
  • the output condition may be a condition that uses a combination of the phase ⁇ range and the occurrence frequency N threshold.
  • FIG. 12 is a ⁇ -QN distribution diagram for explaining an example of setting the phase ⁇ range and the occurrence frequency N threshold according to an embodiment of the present invention, and an example of the effect of the setting.
  • step S0204 as the set value, an upper limit value and a lower limit value for setting the range of the phase ⁇ are input. Further, in the case of FIG. 12, as in the case of FIG. 9, in step S0204, the threshold value NTh of the occurrence frequency N is input as the setting value.
  • the case of FIG. 12 is a case where the threshold value NTh of the occurrence frequency N is input as 30 pps as in FIG.
  • step S0206 the ⁇ -QN measurement board 100H5 sets the phase of the alternating current of the detection signal SIG1 output from the sensor 100H1 to a phase greater than or equal to a lower limit value and smaller than the upper limit value. Whether or not the output condition is satisfied is determined depending on whether or not the current phase is the same. Further, in the case of FIG. 12, the ⁇ -QN measurement board 100H5 determines whether or not the charge of the detection signal SIG1 output from the sensor 100H1 is the charge having the occurrence frequency N equal to or higher than the threshold value NTh of the occurrence frequency N to be set. It is determined whether the output condition is satisfied. In the case of FIG.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 determines that the output condition is satisfied when both of the condition relating to the phase ⁇ and the condition relating to the occurrence frequency N are satisfied (in step S0206). YES).
  • the charge that outputs the trigger signal SIG2 in step S0207 is in the range indicated by the broken line.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 outputs the trigger signal SIG2 when both of the condition related to the phase ⁇ and the condition related to the occurrence frequency N are satisfied.
  • 100H6 performs sampling when both of the condition relating to the phase ⁇ and the condition relating to the occurrence frequency N are satisfied.
  • the waveform measurement board 100H6 similarly to the case of FIG. 10, accurately samples the detection signal of the partial discharge from the output condition that uses either the phase ⁇ or the occurrence frequency N alone. be able to.
  • the combination of output conditions may be a combination of a threshold value for the charge amount Q, a phase ⁇ range, and a threshold value for the occurrence frequency N.
  • FIG. 13 is a ⁇ -QN distribution diagram illustrating an example of setting of the threshold value of the charge amount Q, the range of the phase ⁇ , and the threshold value of the occurrence frequency N according to an embodiment of the present invention, and an example of the effect of the setting. is there.
  • the threshold value QTh of the charge amount Q is input as the set value.
  • an upper limit value and a lower limit value for setting the range of the phase ⁇ are input as the set value.
  • the threshold value NTh of the occurrence frequency N is input as the set value. In the case of FIG. 13, as in FIG. 9, the threshold value NTh of the occurrence frequency N is input as 30 pps.
  • step S0206 the ⁇ -QN measurement board 100H5 determines whether or not the output condition is satisfied depending on whether or not the charge is equal to or greater than the threshold value QTh of the charge amount Q. Further, in the case of FIG. 13, in step S0206, the ⁇ -QN measurement board 100H5 determines that the phase ⁇ of the alternating current of the detection signal SIG1 output from the sensor 100H1 is equal to or higher than the lower limit value and the upper limit value. It is determined whether or not the output condition is satisfied depending on whether or not the phase is a small value. Further, in the case of FIG.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 determines whether or not the charge of the detection signal SIG1 output from the sensor 100H1 is a charge having an occurrence frequency N equal to or higher than a threshold value NTh of the occurrence frequency N to be set. It is determined whether the output condition is satisfied. In the case of FIG. 13, the ⁇ -QN measurement board 100H5 satisfies the output condition when all of the three conditions of the condition relating to the charge amount Q, the condition relating to the phase ⁇ , and the condition relating to the occurrence frequency N are satisfied. Judgment is made (YES in step S0206). In FIG. 13, the charge for outputting the trigger signal SIG2 in step S0207 is in the range shown by the broken line.
  • the measurement board 100H5 sets the smallest value output from the detection signal SIG1 as the threshold value of the charge amount Q.
  • ⁇ -QN measurement board 100H5 Sets 0 ° for the lower limit and 360 ° for the upper limit.
  • ⁇ -QN measurement board when the output condition that combines the threshold value of charge amount Q, the range of phase ⁇ , and the threshold value of occurrence frequency N is used. 100H5 sets 0 pps as the threshold value NTh of the occurrence frequency N.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 outputs the trigger signal SIG2 when the three conditions of the condition related to the charge amount Q, the condition related to the phase ⁇ , and the condition related to the occurrence frequency N are satisfied. Therefore, the waveform measurement board 100H6 performs sampling when the three conditions of the condition related to the charge amount Q, the condition related to the phase ⁇ , and the condition related to the occurrence frequency N are satisfied. In the case of FIG. 13, the waveform measurement board 100H6 can sample the partial discharge detection signal with high accuracy from the output condition that uses the charge amount Q, the phase ⁇ , or the occurrence frequency N alone.
  • threshold value QTh of the charge amount Q is not limited to the case where the user inputs and sets from the PC 101.
  • FIG. 14 is a ⁇ -QN distribution diagram for explaining an example of calculation, setting, and effect of setting of the threshold value of the charge amount Q by the setting unit according to an embodiment of the present invention.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 determines whether or not the output condition is satisfied based on the threshold value of the charge amount Q, the ⁇ -QN measurement board 100H5 sets the set value as a set value in step S0204.
  • a process of inputting a threshold value QTh of the charge amount Q is performed.
  • the threshold value QTh of the charge amount Q may be a value calculated based on the noise charge amount Q. A case where the noise in FIG. 6A is measured will be described as an example.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 calculates the minimum charge Min of the noise NIS in step S0204.
  • the minimum value Min is a voltage value of the detection signal SIG1 that is the smallest value among the measured noise NIS.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 calculates the width W in which the charge of the noise NIS is obtained in step S0204.
  • the width W in which the charge of the noise NIS is obtained is calculated by, for example, the voltage value of the detection signal SIG1 having the smallest value and the voltage value of the detection signal SIG1 having the largest value among the measured noise NIS.
  • the width W for obtaining the noise NIS charge is set by the PC 101 in advance as a standard deviation of the charge amount Q of the noise NIS charge or an arbitrary value such as 3 ⁇ obtained by multiplying the standard deviation by three. Also good. Further, the width W in which the noise NIS charge is obtained is not limited to the case where the user inputs a value into the PC 101 and the value is set.
  • the threshold value QTh of the charge amount Q is a value obtained by adding a width W with which the charge of the noise NIS is obtained to the minimum value Min. Since the threshold value QTh of the charge amount Q is set to a value larger than the charge amount Q of the charge of the noise NIS, the threshold value QTh of the charge amount Q is similar to the threshold value QTh of the charge amount Q of FIG. The value corresponds to partial discharge.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 determines whether or not the output condition is satisfied depending on whether or not the charge is equal to or greater than the threshold value QTh of the charge amount Q. In the case of FIG. 14, as in the case of FIG.
  • step S0207 the ⁇ -QN measurement board 100H5 outputs a trigger signal when the charge is equal to or greater than the threshold value QTh of the charge amount Q.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 does not output a trigger signal in the case of the noise NIS having a charge amount smaller than the threshold value QTh of the charge amount Q.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 can set the threshold value QTh of the charge amount Q based on the minimum value Min of the charge of the noise NIS and the width W from which the charge of the noise NIS is obtained.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 is triggered by the minimum charge Min value of the noise NIS and the threshold value QTh of the charge amount Q based on the width W from which the charge of the noise NIS is obtained.
  • a signal can be output. Therefore, the partial discharge measuring apparatus 100 can sample the partial discharge detection signal from the alternating current detection signal including low-frequency noise and the like.
  • the minimum value Min of the charge of the noise NIS and the width W from which the charge of the noise NIS is obtained may change due to background noise changing with time. Therefore, the minimum value Min of the charge of the noise NIS and the width W from which the charge of the noise NIS is obtained may be updated at predetermined time intervals.
  • the threshold value QTh of the charge amount Q may be updated at predetermined time intervals by updating the minimum value Min of the charge of the noise NIS and the width W in which the charge of the noise NIS is obtained.
  • FIG. 15 is a block diagram illustrating an example of a hardware configuration of a partial discharge measurement device having two measurement units according to an embodiment of the present invention.
  • the partial discharge measuring apparatus 100 includes a sensor 100H21, an amplifier 100H22, a filter 100H23, and a detection processing circuit 100H24.
  • the partial discharge measuring apparatus 100 includes a sensor 100H21, an amplifier 100H22, a filter 100H23, and a detection processing circuit 100H24.
  • the sensor 100H21 is connected to a power facility such as a cable where partial discharge is measured, similarly to the sensor 100H1, and the sensor 100H21 measures an alternating current flowing through the power facility such as a cable.
  • the output terminal of the sensor 100H21 is connected to the input terminal of the amplifier 100H22.
  • a detection signal corresponding to the alternating current measured by the sensor 100H1 is defined as a first detection signal SIG11, and a detection signal corresponding to the alternating current measured by the sensor 100H21 is defined as a second detection signal SIG12.
  • the amplifier 100H22 amplifies the second detection signal SIG12 output from the sensor 100H21, similarly to the amplifier 100H2.
  • the output terminal of the amplifier 100H22 is connected to the input terminal of the filter 100H23 and the input terminal of the waveform measurement board 100H6.
  • the filter 100H23 is a bandpass filter similar to the filter 100H3.
  • the filter 100H23 extracts a signal in a specific frequency band from the second detection signal SIG12 amplified by the amplifier 100H22.
  • the output terminal of the filter 100H23 is connected to the input terminal of the detection processing circuit 100H24.
  • the detection processing circuit 100H24 performs detection processing on the second detection signal SIG12 in the same manner as the detection processing circuit 100H4.
  • the output terminal of the detection processing circuit 100H24 is connected to the input terminal of the ⁇ -QN measurement board 100H5.
  • the A / D converter 100H51 A / D converts the first detection signal SIG11 and the second detection signal SIG12.
  • the memory 100H52 stores various data and parameters used by the ⁇ -QN measurement board 100H5.
  • the hardware configuration in FIG. 15 is a configuration in which the two-channel detection signals of the first detection signal SIG11 and the second detection signal SIG12 are output to the ⁇ -QN measurement board 100H5.
  • the hardware configuration in FIG. 15 is a configuration in which detection signals of two channels of the first detection signal SIG11 and the second detection signal SIG12 are also output to the waveform measurement board 100H6.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 makes the determination in step S0206 under different output conditions for the first detection signal SIG11 and the second detection signal SIG12.
  • FIG. 16 is a ⁇ -QN distribution diagram for explaining an example of the threshold value of the charge amount Q in the case of the partial discharge measuring apparatus having two measuring units according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 16A is a ⁇ -QN distribution diagram for explaining an example of the threshold value of the charge amount Q set for the charge measured by the first detection signal SIG11.
  • FIG. 16B is a ⁇ -QN distribution diagram for explaining an example of the threshold value of the charge amount Q set for the charge measured by the second detection signal SIG12.
  • FIG. 16 shows a case where it is determined whether or not the output condition is satisfied depending on whether or not the ⁇ -QN measurement board 100H5 has a charge equal to or higher than the threshold value of the charge amount Q in step S0206, as in FIG. Explained as an example.
  • the set values are the threshold value QTh11 of the charge amount Q of the first detection signal SIG11 and the second detection signal SIG12.
  • the threshold value QTh12 of the charge amount Q is input.
  • the threshold value QTh11 of the charge amount Q of the first detection signal SIG11 and the threshold value QTh12 of the charge amount Q of the second detection signal SIG12 are different from each other. Is set.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 determines that the charge of the first detection signal SIG11 is equal to the charge amount Q. It is determined whether the charge is equal to or greater than the threshold value QTh.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 is set with the charge of the second detection signal SIG12. Whether or not the charge is equal to or greater than the threshold value QTh of the charge amount Q is determined for each signal.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 determines whether the first detection signal SIG11 and the second detection signal SIG11 If any of the determinations related to the detection signal SIG12 determines that the charge is equal to or greater than the threshold value QTh of the charge amount Q, it is determined that the output condition is satisfied (YES in step S0206).
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 determines that the charge of the first detection signal SIG11 is the first detection signal.
  • the trigger signal SIG2 is output.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 can detect the first detection signal SIG11 or The trigger signal SIG2 can be output when the partial discharge charge is output by any one of the second detection signals SIG12. Therefore, when the partial discharge detection signal is output from either the first detection signal SIG11 or the second detection signal SIG12, the partial discharge measurement device 100 generates a partial discharge detection signal from the output detection signal. Sampling is possible.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 determines what the output condition is satisfied when one of the first detection signal SIG11 and the second detection signal SIG12 is equal to or greater than a threshold value.
  • the (OR) operation has been described, the embodiment is not limited to the logical sum operation.
  • the embodiment may be a so-called AND operation that determines that the output condition is satisfied when both of the first detection signal SIG11 and the second detection signal SIG12 are equal to or greater than a threshold value.
  • the determination for both signals is mutually If they are different, a so-called exclusive OR (XOR) operation that determines that the output condition is satisfied may be used.
  • XOR exclusive OR
  • the charge of the first detection signal SIG11 is set in advance when the charge is equal to or greater than the threshold value QTh11 of the charge amount Q of the first detection signal SIG11. If the charge of the second detection signal SIG12 is equal to or greater than the threshold value QTh12 of the charge amount Q of the second detection signal SIG12 within the time of the measured time, the ⁇ -QN measurement board 100H5 Judging to meet. Therefore, when one signal is equal to or greater than the threshold and the other signal is equal to or greater than the threshold within a predetermined time, the ⁇ -QN measurement board 100H5 outputs the trigger signal SIG2.
  • the charge of the first detection signal SIG11 is a charge that is equal to or greater than the threshold value QTh11 of the charge amount Q of the first detection signal SIG11.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 It is determined that the output condition is satisfied. Therefore, when one signal is equal to or greater than the threshold and the other signal is less than the threshold within a predetermined time, the ⁇ -QN measurement board 100H5 outputs the trigger signal SIG2.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 may determine that the output condition is satisfied.
  • the hardware configuration of FIG. 15 may be a filter in which the filter 100H3 and the filter 100H23 extract signals in the same frequency band. Further, the hardware configuration of FIG. 15 may be a filter in which the filter 100H3 and the filter 100H23 respectively extract signals in different frequency bands.
  • the partial discharge measuring apparatus 100 has a hardware configuration having two or more sensors, and the charge amount Q threshold value, the phase ⁇ range, the occurrence frequency N threshold value described in FIGS. Judgment may be made according to the output conditions to be used. Similarly, the partial discharge measuring apparatus 100 has a hardware configuration including two or more sensors, and the threshold value QTh11 of the charge amount Q of the first detection signal SIG11 and the threshold value QTh12 of the charge amount Q of the second detection signal SIG12 are shown in FIG. A value calculated based on the noise charge amount Q described in the above may be set.
  • the hardware configuration of the partial discharge measuring apparatus 100 is not limited to the hardware configuration shown in FIG. 1 and FIG.
  • the partial discharge measuring apparatus 100 may have a hardware configuration having three or more sensors.
  • the ⁇ -QN measurement board 100H5 arbitrarily performs a logical sum operation, a logical product operation, and an exclusive logical sum operation for detection signals from a plurality of sensors included in the partial discharge measurement device 100. It may be configured to be determined in combination.
  • the partial discharge measuring device 100 may have an information processing device such as a PC.
  • the partial discharge measuring apparatus 100 may be configured to cause a PC or the like to perform part or all of the processing performed by the ⁇ -QN measurement board 100H5 and the waveform measurement board 100H6, for example.
  • Digital filter processing may be realized by software processing when the partial discharge measuring device 100 has an information processing device such as a PC.
  • the partial discharge measuring device that measures the partial discharge generated in the cable according to the exemplary embodiment of the present invention, measures the alternating current flowing through the cable, and outputs the voltage value based on the alternating current as a detection signal.
  • Distribution data indicating a distribution of the frequency of occurrence of the phase of the alternating current measured by the measurement unit, the charge obtained in the phase, and the occurrence of the charge obtained in the phase per unit time.

Landscapes

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Abstract

 電力設備に生じる部分放電を計測する部分放電計測装置であって、前記電力設備に流れる交流電流を計測し、前記交流電流に基づく電圧値を検出信号として出力する計測部と、前記計測部によって計測される印加された高電圧の電流、又は電圧の位相と、前記位相で得られる電荷と、前記位相で得られる前記交流電流の計測から得られる電荷が単位時間あたりに発生する発生頻度の分布を示す分布データを生成する分布データ生成部と、前記分布データにおいて、前記部分放電に対応する前記位相、前記電荷、及び前記発生頻度の少なくともいずれか1つに基づく出力条件を前記交流電流が満たすと、トリガ信号を出力する信号出力部と、前記信号出力部から前記トリガ信号が出力されると、前記計測部が出力する前記検出信号のサンプリングを行うサンプリング部とを有する部分放電計測装置を提供する。

Description

部分放電計測装置、部分放電計測方法、及びプログラム
 本発明は、部分放電計測装置、部分放電計測方法、及びプログラムに関する。
 従来、部分放電の計測で、ニューラルネットワーク(Neural network)によって、部分放電信号に対する計測した信号の類似度を評価し、部分放電の有無を判別する方法が知られている(例えば特許文献1等)。
特開平8-338856号公報
 しかしながら、従来の方法では、出力条件に基づいて判断して出力されるトリガ(Trigger)信号に基づいてサンプリング(Sampling)しないため、部分放電ではない低周波のノイズ(Noise)等の検出信号をサンプリングしてしまう場合があった。
 そこで、低周波のノイズ等を含む交流電流の検出信号から部分放電の検出信号をサンプリングできる部分放電計測装置、部分放電計測方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
 本発明の実施の形態の一形態における、電力設備に生じる部分放電を計測する部分放電計測装置であって、前記電力設備に流れる交流電流を計測し、前記交流電流に基づく電圧値を検出信号として出力する計測部と、前記計測部によって計測される印加された高電圧の電流、又は電圧の位相と、前記位相で得られる電荷と、前記位相で得られる前記交流電流の計測から得られる電荷が単位時間あたりに発生する発生頻度の分布を示す分布データを生成する分布データ生成部と、前記分布データにおいて、前記部分放電に対応する前記位相、前記電荷、及び前記発生頻度の少なくともいずれか1つに基づく出力条件を前記交流電流が満たすと、トリガ信号を出力する信号出力部と、前記信号出力部から前記トリガ信号が出力されると、前記計測部が出力する前記検出信号のサンプリングを行うサンプリング部とを有することを特徴とする。
 低周波のノイズ等を含む交流電流の検出信号から部分放電の検出信号をサンプリングできる部分放電計測装置、部分放電計測方法、及びプログラムを提供することができる。
本発明の一実施形態に係る部分放電計測装置のハードウェア構成の一例を説明するブロック図である。 本発明の一実施形態に係る部分放電計測装置による全体処理の一例を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る分布データをφ-Q-N分布図で示す場合の一例を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る電荷量Qの閾値の一例を説明するφ-Q-N分布図である。 本発明の一実施形態に係るトリガ信号とサンプリングの一例を説明するタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係る電荷量Qの閾値の設定による効果の一例を説明するφ-Q-N分布図である。 本発明の一実施形態での低周波のノイズに対する効果の一例を説明する波形図である。 本発明の一実施形態に係る位相φの範囲の設定の一例、及び設定による効果の一例を説明するφ-Q-N分布図である。 本発明の一実施形態に係る発生頻度Nの閾値の設定の一例、及び設定による効果の一例を説明するφ-Q-N分布図である。 本発明の一実施形態に係る電荷量Qの閾値と位相φの範囲の設定の一例、及び設定による効果の一例を説明するφ-Q-N分布図である。 本発明の一実施形態に係る電荷量Qの閾値と発生頻度Nの閾値の設定の一例、及び設定による効果の一例を説明するφ-Q-N分布図である。 本発明の一実施形態に係る位相φの範囲と発生頻度Nの閾値の設定の一例、及び設定による効果の一例を説明するφ-Q-N分布図である。 本発明の一実施形態に係る電荷量Qの閾値と位相φの範囲と発生頻度Nの閾値の設定の一例、及び設定による効果の一例を説明するφ-Q-N分布図である。 本発明の一実施形態に係る設定部による電荷量Qの閾値の計算、設定、及び設定による効果の一例を説明するφ-Q-N分布図である。 本発明の一実施形態に係る2つの計測部を有する部分放電計測装置のハードウェア構成の一例を説明するブロック図である。 本発明の一実施形態に係る2つの計測部を有する部分放電計測装置の場合の電荷量Qの閾値の一例を説明するφ-Q-N分布図である。
 以下、本発明の電力設備に生じる部分放電を計測する部分放電計測装置について説明する。
 <実施の形態1>
 <部分放電計測装置のハードウェア構成>
 図1は、本発明の一実施形態に係る部分放電計測装置のハードウェア構成の一例を説明するブロック図である。
 部分放電計測装置100は、センサ(Sensor)100H1と、アンプ(Amplifier)100H2と、フィルタ(Filter)100H3と、検波処理回路100H4と、φ-Q-N計測ボード(Board)100H5と、波形計測ボード100H6と、位相検出用センサ100H7、位相信号処理回路100H8とを有する。
 センサ100H1は、計測部の一例である。以下、計測部がセンサ100H1である場合を例に説明する。
 センサ100H1は、部分放電の計測が行われるケーブル等の電力設備に接続される。
 電力設備は、例えば、ケーブル、接続箱、及びGIS(Gas Insulated Switch)等である。以下の説明では、電力設備がケーブルである場合を例に説明する。
 センサ100H1は、高周波CT(Current Transformers)等の電流センサからなり、センサ100H1は、ケーブル等の電力設備に流れる高電圧の交流電流を計測する。
 高電圧の交流電流は、例えば600Vを超える電圧の交流電流である。
 センサ100H1は、計測した交流電流の電流値を電圧に変換する。変換した電圧の電圧値は、検出信号SIG1としてアンプ100H2に出力される。センサ100H1の出力端子は、アンプ100H2の入力端子に接続される。
 アンプ100H2は、センサ100H1が出力した検出信号SIG1を増幅する。アンプ100H2の出力端子は、フィルタ100H3の入力端子と、波形計測ボード100H6の入力端子とに接続される。
 フィルタ100H3は、バンドパスフィルタ(Band-pass filter)である。フィルタ100H3は、アンプ100H2が増幅させた検出信号SIG1から特定の周波数帯域の信号を取り出す。フィルタ100H3の出力端子は、検波処理回路100H4の入力端子に接続される。
 検波処理回路100H4は、検波処理を行う。検波処理は、検出信号SIG1に含まれる各波形の有無を検出する。検波処理回路100H4の出力端子は、φ-Q-N計測ボード100H5の入力端子に接続される。
 位相検出用センサ100H7は、ケーブル等の電力設備に取り付けられる。位相検出用センサ100H7は、電力設備に流れる高電圧の電流、又は電圧を検出する。位相検出用センサ100H7の出力端子は、位相信号処理回路100H8の入力端子に接続される。
 位相信号処理回路100H8は、位相検出用センサ100H7から入力された信号のゼロクロス(zero-cross)を検出する。位相信号処理回路100H8は、検出したゼロクロスに基づいて、基準点をφ-Q-N計測ボード100H5、及び波形計測ボード100H6に出力する。位相信号処理回路100H8の出力端子は、φ-Q-N計測ボード100H5の入力端子、及び波形計測ボード100H6の入力端子に接続される。
 φ-Q-N計測ボード100H5は、分布データ生成部の一例である。以下、分布データ生成部がφ-Q-N計測ボード100H5である場合を例に説明する。
 φ-Q-N計測ボード100H5は、信号出力部の一例である。以下、信号出力部がφ-Q-N計測ボード100H5である場合を例に説明する。
 φ-Q-N計測ボード100H5は、設定部の一例である。以下、設定部がφ-Q-N計測ボード100H5である場合を例に説明する。
 φ-Q-N計測ボード100H5は、A/D(Analog/Digital)コンバータ(Converter)100H51と、メモリ(Memory)100H52と、MCU(Micro Controller Unit)100H53とを有する。
 φ-Q-N計測ボード100H5は、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等を実装する電子回路基板である。
 φ-Q-N計測ボード100H5は、検出信号SIG1に基づいて分布データを生成する。φ-Q-N計測ボード100H5は、検出信号SIG1に含まれる各波形の極大点であるピーク(Peak)点をデジタルフィルタ処理によって算出する。この際、φ-Q-N計測ボード100H5は、位相の基準点と、マイクロプロセッサMCUH531の内部カウンタとを用いることによって、φ-Q-N計測の際のピーク点における位相φを算出する。
φ-Q-N計測ボード100H5は、出力条件に基づいてトリガ信号SIG2を波形計測ボード100H6に出力する。
 A/Dコンバータ100H51は、φ-Q-N計測ボード100H5の入力端子を有する。A/Dコンバータ100H51は、検出信号SIG1をA/D変換する。A/Dコンバータ100H51の出力端子は、メモリ100H52の入力端子と、MCU100H53の入力端子とに接続される。
 メモリ100H52は、φ-Q-N計測ボード100H5に用いられる各種データ、及びパラメータを記憶する。メモリ100H52の出力端子は、MCU100H53の入力端子に接続される。
 MCU100H53は、マイクロプロセッサMCUH531を有する。
 マイクロプロセッサMCUH531は、φ-Q-N計測ボード100H5が有する各ハードウェアを制御する。
 φ-Q-N計測ボード100H5の出力端子は、波形計測ボード100H6の入力端子に接続される。
 波形計測ボード100H6は、サンプリング部の一例である。以下、サンプリング部が波形計測ボード100H6である場合を例に説明する。
 波形計測ボード100H6は、アンプ100H2が増幅させた検出信号SIG1をサンプリングする。波形計測ボード100H6は、φ-Q-N計測ボード100H5からトリガ信号SIG2が出力されると、サンプリングを行う。波形計測ボード100H6は、波形をサンプリングすると、マイクロプロセッサMCUH631の内部カウンタを用いて、波形計測ボード100H6がサンプリングを行った際の位相データを記憶する。
 波形計測ボード100H6は、A/Dコンバータ100H61と、メモリ100H62と、MCU100H63とを有する。
 波形計測ボード100H6は、FPGA等を実装する電子回路基板である。
 A/Dコンバータ100H61は、波形計測ボード100H6の入力端子を有する。A/Dコンバータ100H61は、検出信号SIG1をA/D変換する。A/Dコンバータ100H61の出力端子は、メモリ100H62の入力端子と、MCU100H63の入力端子とに接続される。
 メモリ100H62は、波形計測ボード100H6に用いられる各種データ、及びパラメータを記憶する。
 MCU100H63は、マイクロプロセッサMCUH631を有する。
 マイクロプロセッサMCUH631は、波形計測ボード100H6が有する各ハードウェアを制御する。
 φ-Q-N計測ボード100H5、及び波形計測ボード100H6の出力端子は、PC(Personal Computer)101等である情報処理装置の入力端子に接続される。
 φ-Q-N計測ボード100H5は、例えばPC101に生成した分布データを出力し、PC101は、分布データをφ-Q-N分布図等で表示する。φ-Q-N計測ボード100H5は、例えばPC101から出力条件の判断に用いる設定値を入力する。
 波形計測ボード100H6は、例えばPC101にサンプリングしたデータを出力し、PC101は、サンプリングされたデータに基づいて波形を表示する。
 なお、部分放電計測装置のハードウェア構成は、図1に示した構成に限られない。部分放電計測装置のハードウェア構成は、オシロスコープ(Oscilloscope)、及びスペクトラムアナライザ(Spectrum analyzer)等の解析装置(図示せず)を有する構成でもよい。
 <部分放電計測装置による全体処理>
 図2は、本発明の一実施形態に係る部分放電計測装置による全体処理の一例を説明するフローチャートである。
 ステップS0201では、センサ100H1は、ケーブル等の電力設備に流れる交流電流を計測し、検出信号SIG1をφ-Q-N計測ボード100H5、及び波形計測ボード100H6に出力する処理を行う。検出信号SIG1は、アンプ100H2によって増幅される。検出信号SIG1は、フィルタ100H3によって特定の周波数帯域の信号を取り出される。検出信号SIG1は、検波処理回路100H4によって検波処理が行われる。
 ステップS0202では、φ-Q-N計測ボード100H5は、検出信号SIG1に基づいて分布データを生成する処理を行う。
 ステップS0203では、φ-Q-N計測ボード100H5は、生成した分布データをPC101に出力する処理を行う。
 図3は、本発明の一実施形態に係る分布データをφ-Q-N分布図で示す場合の一例を説明する図である。
 分布データは、例えばφ-Q-N分布図で示されるデータである。図3は、分布データを示したφ-Q-N分布図の一例である。図3の横軸は、位相検出用センサ100H7によって計測された電力設備に流れる印加された高電圧の電流、又は電圧の位相φを示す軸である。図3の縦軸は、横軸で示される電力設備に流れる印加された高電圧の電流、又は電圧の位相φで得られる電荷を示す軸である。電荷は、電荷量Qで示される。図3の各点の色は、位相φで得られる各電荷が単位時間あたりに発生する発生頻度Nを示す。発生頻度Nは、単位時間あたりに同じ位相φ、かつ、同じ電荷量Qの電荷が発生する場合を積算して求められる。
 分布データは、ステップS0203でPC101に出力され、出力された分布データに基づいてPC101がφ-Q-N分布図の形式で、分布データがユーザに表示される。以下、説明では、センサ100H1が出力する検出信号の電荷をφ-Q-N分布図で示す場合がある。
 ステップS0204では、φ-Q-N計測ボード100H5は、PC101から部分放電に対応する電荷の閾値等を設定値として入力する処理を行う。
 出力条件を電荷量Qの閾値に基づいて判断する場合、ステップS0204では、φ-Q-N計測ボード100H5は、PC101から電荷量Qの閾値を設定値として入力する処理を行う。出力条件を位相φの範囲に基づいて判断する場合、ステップS0204では、φ-Q-N計測ボード100H5は、PC101から、上限値と、下限値とを設定値として入力する処理を行う。出力条件を発生頻度Nの閾値に基づいて判断する場合、ステップS0204では、φ-Q-N計測ボード100H5は、PC101から発生頻度Nの閾値を設定値として入力する処理を行う。
 ステップS0205では、センサ100H1は、ステップS0201と同様に、ケーブル等の電力設備に流れる交流電流を計測し、検出信号SIG1をφ-Q-N計測ボード100H5、及び波形計測ボード100H6に出力する処理を行う。ステップS0205では、φ-Q-N計測ボード100H5は、センサ100H1が出力した検出信号SIG1に基づいてステップS0202と同様に分布データを生成する処理を行ってもよい。
 ステップS0206では、φ-Q-N計測ボード100H5は、計測される交流電流が出力条件を満たすか否かの判断を行う。出力条件は、φ-Q-N計測ボード100H5がトリガ信号SIG2を出力するか否かを決めるための条件である。出力条件が満たされる場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、トリガ信号SIG2を出力する。ステップS0206では、φ-Q-N計測ボード100H5は、出力条件を満たすと判断する場合(ステップS0206でYES)、ステップS0207に進む。ステップS0206では、φ-Q-N計測ボード100H5は、出力条件を満たさないと判断する場合(ステップS0206でNO)、ステップS0205に戻る。
 φ-Q-N計測ボード100H5は、出力条件を満たすか否かの判断を、例えば設定値として入力する電荷量Qの閾値等に基づいて行う。以下、出力条件を満たすか否かの判断を電荷量Qの閾値に基づいて行う場合を例に説明する。説明は、図3の場合を例に行う。
 図4は、本発明の一実施形態に係る電荷量Qの閾値の一例を説明するφ-Q-N分布図である。
 φ-Q-N計測ボード100H5が出力条件を満たすか否かの判断を電荷量Qの閾値に基づいて判断する場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、ステップS0204で、設定値として、電荷量Qの閾値QThを入力する処理を行う。電荷量Qの閾値QThは、例えばステップS0203でPC101によって表示されるφ-Q-N分布図に基づいて、ユーザが決定する値である。電荷量Qの閾値QThは、例えばユーザによって、ノイズの電荷量より大きい値に決定される。
 図3の場合に電荷量Qの閾値QThが設定されると、電荷量Qの閾値QThは、図4のように示せる。図4の場合、ステップS0206では、φ-Q-N計測ボード100H5は、電荷量Qの閾値QTh以上の電荷であるか否かによって、出力条件を満たすか否かの判断を行う。図4の場合、電荷量Qの閾値QTh以上の電荷は、部分放電に対応する電荷である。図4では、電荷量Qの閾値QTh以上の電荷は、斜線で図示する範囲の電荷である。
 図4の場合、ステップS0206では、φ-Q-N計測ボード100H5は、電荷が電荷量Qの閾値QTh未満である場合、出力条件を満たさないと判断する。出力条件を満たさないと判断する場合、センサ100H1は、ケーブル等の電力設備に流れる交流電流を計測する。したがって、出力条件を満たす交流電流が計測されるまでステップS0205、及びステップS0206の処理が繰り返して行われる。
 ステップS0207では、φ-Q-N計測ボード100H5は、トリガ信号SIG2を波形計測ボード100H6に出力する。
 ステップS0208では、波形計測ボード100H6は、トリガ信号SIG2に基づいて検出信号SIG1のサンプリングを行う。
 図5は、本発明の一実施形態に係るトリガ信号とサンプリングの一例を説明するタイミングチャートである。
 ステップS0205でセンサ100H1が計測、及び出力する検出信号SIG1は、例えば図5に図示する検出信号SIG1である。検出信号SIG1は、フィルタ100H3、及び検波処理回路100H4によって処理され、図5で図示するフィルタ処理、及び検波処理された検出信号SIG1Aとなる。ステップS0206では、φ-Q-N計測ボード100H5は、フィルタ処理、及び検波処理された検出信号SIG1Aのピーク点Pk1Aを検出して出力条件を満たすか否かの判断を行う。フィルタ処理、及び検波処理された検出信号SIG1Aのピーク点Pk1AのタイミングをトリガタイミングT1Aとする。
 ステップS0206でφ-Q-N計測ボード100H5が出力条件を満たすと判断する場合、ステップS0207では、φ-Q-N計測ボード100H5は、トリガ信号SIG2を出力する。トリガ信号SIG2は、トリガタイミングT1Aのタイミングに基づいて出力される。
 波形計測ボード100H6は、ステップS0207で、トリガ信号SIG2が出力されると、ステップS0208のサンプリングを行う。ステップS0208のサンプリングは、例えばトリガ信号SIG2が出力されるタイミングに基づいて行われる。トリガ信号SIG2は、例えば図5に示すトリガタイミングT1Aで出力される。トリガ信号SIG2が出力されると、波形計測ボード100H6は、検出信号SIG1のサンプリングを行う。
 以下、波形計測ボード100H6が、トリガタイミングT1Aのタイミングでサンプリングを行う場合を例に説明する。
 トリガタイミングT1Aでサンプリングを行う場合、波形計測ボード100H6は、トリガタイミングT1Aより所定時間前となるトリガ前処理時間T2の検出信号SIG1のサンプリングを行う。トリガタイミングT1Aに基づいてサンプリングを行う場合、波形計測ボード100H6は、トリガタイミングT1Aより所定時間後となるトリガ後処理時間T3の検出信号SIG1のサンプリングを行う。つまり、波形計測ボード100H6は、サンプリングする範囲SIG3がHighとなる時間に対する検出信号SIG1をサンプリングする処理を行う。サンプリング処理する範囲SIG3は、予めソフトウェア等で任意に調整できる時間である。サンプリング処理する範囲SIG3には、検出信号SIG1のピーク点Pk1が十分に含まれる時間が設定される。
 波形計測ボード100H6は、例えばトリガ前処理時間T2に対する検出信号SIG1のデータを記憶する。波形計測ボード100H6は、センサ100H1が検出信号SIG1を出力するごとに、出力される検出信号SIG1のデータを、記憶するデータに上書きし、更新する。検出信号SIG1のデータは、例えばメモリ100H62等によって記憶される。つまり、波形計測ボード100H6は、トリガ信号SIG2の出力に係わらず、所定の時間分の検出信号SIG1を記憶する。トリガ信号SIG2が出力されない場合、波形計測ボード100H6は、最も古いデータを削除して、新たにセンサ100H1から出力される検出信号SIG1を記憶する。トリガ信号SIG2が出力された場合、波形計測ボード100H6は、削除される前に記憶しているトリガ前処理時間T2、及びトリガ後処理時間T3の検出信号SIG1に対してステップS0208のサンプリングを行う。図5の場合、波形計測ボード100H6は、サンプリングデータSAの検出信号SIG1のデータをサンプリングする。
 ステップS0209では、波形計測ボード100H6は、サンプリングされた部分放電の検出信号SIG1のデータを出力する。ステップS0208でサンプリングされた部分放電の検出信号SIG1のデータを、例えばPC101に出力する。PC101は、出力された検出信号のデータを、波形図等でユーザに表示する。波形計測ボード100H6は、サンプリングする部分放電の検出信号SIG1のデータを、記録媒体に出力してもよい。
 なお、波形計測ボード100H6が部分放電の波形のデータをサンプリングするタイミングは、トリガ前処理時間T2に基づくタイミングに限られない。波形計測ボード100H6は、検出信号SIG1のピーク点Pk1を検出し、検出したタイミングでサンプリングを行ってもよい。つまり、波形計測ボード100H6は、サンプリングを行うタイミングを調整してもよい。
 図5で図示するように、フィルタ処理、及び検波処理された検出信号SIG1Aのピーク点Pk1Aは、フィルタ処理、及び検波処理が行われるため、検出信号SIG1のピーク点Pk1とタイミングが異なる。フィルタ処理、及び検波処理された検出信号SIG1Aのピーク点Pk1Aと、検出信号SIG1のピーク点Pk1とのタイミングの差は、検出信号SIG1によって変化する。フィルタ処理、及び検波処理された検出信号SIG1Aのピーク点Pk1Aと、検出信号SIG1のピーク点Pk1とのタイミングの差が変化するため、検出信号SIG1のピーク点Pk1のタイミングに対して、トリガタイミングT1Aは、検出信号SIG1によって変化する。検出信号SIG1のピーク点Pk1のタイミングに対してトリガタイミングT1Aが変化するため、ステップS0209でサンプリングされたデータがPC101によってユーザに表示される場合に、表示される波形図において、検出信号SIG1のピーク点Pk1がユーザに見にくい表示となるタイミングで、検出信号SIG1のデータのサンプリングが行われる場合がある。
 検出信号SIG1のピーク点Pk1を波形図でユーザが見やすくするため、波形計測ボード100H6は、検出信号SIG1のピーク点Pk1を検出する。検出信号SIG1のピーク点Pk1の検出は、波形計測ボード100H6が検出信号SIG1の電圧値の最大値を求めること等で検出できる。図5の場合、波形計測ボード100H6は、検出信号SIG1のピーク点Pk1の検出に基づいて、サンプリングデータSBの検出信号SIG1のデータをサンプリングする。
 検出信号SIG1のピーク点Pk1を検出することによって、波形計測ボード100H6は、PC101で表示される場合等に検出信号SIG1のピーク点Pk1がユーザに見やすい部分放電の検出信号SIG1のデータをサンプリングすることができる。
 検出信号SIG1のピーク点Pk1の検出は、検出信号SIG1に低周波ノイズが含まれる場合等に難しい場合がある。
 そこで、波形計測ボード100H6は、検出信号SIG1に低周波ノイズが含まれる場合等に、検出信号SIG1にデジタルフィルタ処理を行う。フィルタ部は、例えば波形計測ボード100H6である。以下、フィルタ部が波形計測ボード100H6の場合を例に説明する。波形計測ボード100H6がセンサ100H1から出力される検出信号SIG1にデジタルフィルタ処理を行う場合、波形計測ボード100H6は、フィルタ100H3が行う周波数帯でデジタルフィルタ処理を行う。デジタルフィルタ処理によって、検出信号SIG1に含まれる低周波ノイズは、減衰する。デジタルフィルタ処理によって低周波ノイズが減衰するため、波形計測ボード100H6は、検出信号SIG1のピーク点Pk1の検出を波形計測ボード100H6が検出信号SIG1の電圧値の最大値を求めること等で検出しやすくすることができる。したがって、波形計測ボード100H6は、デジタルフィルタ処理を行うことで、ユーザに見やすい部分放電の波形のデータをサンプリングすることができる。デジタルフィルタ処理は、波形計測ボード100H6にFPGA等を実装し、実装するFPGA等の電子回路による処理等で実現される。
 φ-Q-N計測ボード100H5が、電荷量Qの閾値QTh以上の電荷であるか否かによって、出力条件を満たすか否かの判断する場合、波形計測ボード100H6は、低周波のノイズ等を含む交流電流の検出信号から部分放電の検出信号をサンプリングできる。
 図6は、本発明の一実施形態に係る電荷量Qの閾値の設定による効果の一例を説明するφ-Q-N分布図である。
 図6(A)は、センサ100H1がノイズを計測し、センサ100H1がノイズの検出信号を出力する場合に、ノイズの検出信号に基づく分布データの一例を示したφ-Q-N分布図である。
 ケーブル等の電力設備に発生するノイズNISをセンサ100H1が計測した場合、φ-Q-N分布図では、ノイズNISは、例えば図6(A)のように図示される。ノイズNISは、例えばいわゆるバックグラウンドノイズ(Background noise)等である。バックグラウンドノイズは、ケーブル等の電力設備の計測場所、及び計測する交流電流の周波数等によって異なるノイズである。バックグラウンドノイズは、他の電力設備で発生する場合、ケーブル等の電力設備の外部から侵入する場合、又はホワイトノイズ(White noise)のように常時存在する場合等があるノイズである。
 図6(B)は、電荷量Qの閾値QThを設定する場合の一例を説明するφ-Q-N分布図である。図6(B)は、図6(A)で示すφ-Q-N分布図である。
 図6(A)のノイズの場合、ステップS0204の部分放電に対応する電荷の閾値の設定値は、例えば図6(B)で示す電荷量Qの閾値QThのように入力する。電荷量Qの閾値QThは、ノイズNISの電荷量Qより大きい値である。
 図6(B)のように電荷量Qの閾値QThが設定される場合、ステップS0206では、φ-Q-N計測ボード100H5は、電荷量Qの閾値QTh以上の電荷であるか否かによって出力条件を満たすか否かの判断を行う。つまり、図6(B)の場合、ステップS0207では、φ-Q-N計測ボード100H5は、電荷の電荷量が電荷量Qの閾値QTh以上である場合にトリガ信号を出力する。図6(B)の場合、ステップS0207では、φ-Q-N計測ボード100H5は、電荷量が電荷量Qの閾値QThより小さい値の電荷であるノイズNISでは、トリガ信号を出力しない。
 図7は、本発明の一実施形態での低周波のノイズに対する効果の一例を説明する波形図である。
 図7(A)は、検出信号の電圧値の閾値を設定して、部分放電の検出信号をサンプリングする場合の一例を示す波形図である。
 図7(A)で示す場合は、部分放電の検出信号をサンプリングする場合に、部分放電によってセンサ100H1から出力される検出信号SIG1の電圧値を予め推測する場合である。図7(A)の場合、波形計測ボード100H6は、推測する電圧値がサンプリングを行う電圧値の閾値として設定される。波形計測ボード100H6に閾値が設定される場合、波形計測ボード100H6は、設定される閾値以上の電圧値の検出信号SIG1が出力される場合にサンプリングを行う。設定される閾値以上の電圧値の検出信号SIG1が出力される場合は、図7(A)の場合、トリガ発生点の場合である。図7(A)の場合、波形計測ボード100H6は、トリガ発生点のタイミングでサンプリングを行う。例えば波形計測ボード100H6は、トリガ発生点のタイミングに対して、所定の時間前から波形のデータを記憶し、トリガ発生点の前後で記憶した波形のデータを出力する。
 図7(B)は、低周波のノイズを含む部分放電の検出信号を図7(A)の方法でサンプリングする場合の一例を示した波形図である。
 図7(B)は、低周波のノイズを含む部分放電の検出信号である場合、設定される閾値以上の電圧値が、部分放電でない場合でも出力される場合の一例である。低周波のノイズによって、電圧値は、閾値以上の電圧値となる場合がある。設定される閾値以上の電圧値が出力される場合、波形計測ボード100H6は、部分放電でない場合でもトリガ発生点でサンプリングを行う。図7(B)の場合、波形計測ボード100H6は、部分放電の波形に対応する検出信号が出力されたタイミングを、図示する複数のトリガ発生点から選んでサンプリングすることは難しい。したがって、図7(B)の場合、波形計測ボード100H6は、低周波のノイズによって、部分放電をサンプリングできない場合がある。
 部分放電の計測において、波形観測を目的としたオシロスコープ等の機器、又はA/Dサンプリングボード等を用いて波形を記録する方法でも同様の場合がある。
 電荷量Qの閾値QTh以上の電荷であるか否かで出力条件を満たすか否かを判断する場合、波形計測ボード100H6は、電荷量Qの閾値QThによって、電荷が電荷量Qの閾値QTh以上の電荷である場合にサンプリングする。したがって、電荷量Qの閾値QTh以上の電荷であるか否かで出力条件を満たすか否かを判断することは、図6で示すノイズNISの電荷、及び図7で示す低周波のノイズに対して、波形計測ボード100H6がサンプリングする場合を少なくできる。よって、部分放電計測装置100は、低周波のノイズ等を含む交流電流の検出信号から部分放電の検出信号をサンプリングできる。
 φ-Q-N計測ボード100H5は、出力条件を満たす否かの判断を、例えば設定値に入力される位相φの範囲に基づいて行ってもよい。以下、出力条件を満たす否かの判断を位相φの範囲に基づいて行う場合を例に説明する。
 図8は、本発明の一実施形態に係る位相φの範囲の設定の一例、及び設定による効果の一例を説明するφ-Q-N分布図である。以下、図3の分布データである場合を例に説明する。
 位相φの範囲は、例えば位相φの上限値と、下限値とを設定することで定まる範囲である。
 ステップS0206では、φ-Q-N計測ボード100H5は、出力条件を満たす否かの判断を、例えば設定値に入力される位相φの下限値と、上限値とに基づいて行う。φ-Q-N計測ボード100H5がステップS0206の出力条件を満たす否かの判断を位相φの範囲に基づいて行う場合、ステップS0204では、φ-Q-N計測ボード100H5は、PC101から部分放電に対応する位相φの上限値と、下限値とを設定値として入力する処理を行う。部分放電が発生する場合、電荷は、図3で図示するように、φ-Q-N分布図では2か所に集中する分布として表示される。図8は、部分放電によって2か所に電荷が集中した分布となった場合、かつ、他のノイズ源から侵入したノイズ信号がある場合を示す図である。位相φの範囲は、部分放電の発生する位相φの範囲が設定される。
 図8の場合、ステップS0206では、φ-Q-N計測ボード100H5は、センサ100H1が出力する検出信号SIG1の交流電流の位相φが、設定される下限値以上の位相、かつ、上限値より小さい値の位相である場合に、出力条件を満たすと判断する(ステップS0206でYES)。したがって、センサ100H1が出力する検出信号SIG1の交流電流の位相φが設定される下限値以上の位相、かつ、上限値より小さい値の位相である場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、トリガ信号SIG2を、ステップS0207で出力する処理を行う。図8では、ステップS0207でトリガ信号SIG2を出力する電荷は、斜線で図示する範囲の電荷である。
 図8の場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、部分放電に対応する位相φの範囲の電荷に対応してトリガ信号SIG2を出力するため、波形計測ボード100H6は、部分放電に対応する位相φの範囲の電荷に対応して、サンプリングの処理を行う。図8のように、部分放電以外の電荷が発生する場合、波形計測ボード100H6は、部分放電以外の電荷をサンプリングする処理を行う場合があった。図8の場合、波形計測ボード100H6は、部分放電に対応する位相φの範囲の電荷に対応してステップS0208のサンプリングの処理を行う。したがって、部分放電に対応する位相φの範囲の電荷であるか否かによって出力条件を満たすか否かの判断を行うことは、部分放電以外の電荷であるノイズ等の検出信号を波形計測ボード100H6がサンプリングする場合を少なくできる。よって、部分放電計測装置100は、ノイズ等を含む交流電流の検出信号から部分放電の検出信号をサンプリングできる。
 φ-Q-N計測ボード100H5は、出力条件を満たす否かの判断を、例えば設定値に入力される発生頻度Nの閾値に基づいて行ってもよい。以下、出力条件を満たす否かの判断を発生頻度Nの閾値に基づいて行う場合を例に説明する。
 図9は、本発明の一実施形態に係る発生頻度Nの閾値の設定の一例、及び設定による効果の一例を説明するφ-Q-N分布図である。
 φ-Q-N計測ボード100H5が、出力条件を満たす否かの判断を、発生頻度Nの閾値に基づいて行う場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、ステップS0204で、設定値として、発生頻度Nの閾値NThを入力する処理を行う。発生頻度Nの閾値NThは、例えばステップS0203でPC101によって表示されるφ-Q-N分布図等に基づいて、ユーザが決定する値である。発生頻度Nの閾値NThは、例えばノイズの電荷の発生頻度Nより大きい値に、ユーザによって決定される。図9の場合は、発生頻度Nの閾値NThを30pps(Pulse Per Second)と入力する場合である。
 図9の場合、ステップS0206では、φ-Q-N計測ボード100H5は、発生頻度Nの閾値NTh以上の発生頻度Nの電荷であるか否かによって出力条件を満たすか否かの判断を行う。図9の場合、発生頻度Nの閾値NTh以上の発生頻度Nの電荷は、部分放電に対応する電荷である。
 図9の場合、ステップS0206では、φ-Q-N計測ボード100H5は、センサ100H1が出力する検出信号SIG1の電荷が、設定される発生頻度Nの閾値NTh以上の発生頻度Nの電荷である場合に、出力条件を満たすと判断する(ステップS0206でYES)。したがって、センサ100H1が出力する検出信号SIG1の電荷が設定される発生頻度Nの閾値NTh以上の発生頻度Nの電荷である場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、トリガ信号SIG2をステップS0207で出力する。図9では、ステップS0207でトリガ信号SIG2を出力する電荷は、破線で図示している。
 図9の場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、部分放電に対応する発生頻度の電荷に対応してトリガ信号SIG2を出力するため、波形計測ボード100H6は、部分放電に対応する発生頻度の電荷に対応して、サンプリングを行う。図9のように、部分放電以外の電荷が発生する場合、波形計測ボード100H6は、部分放電以外の電荷をサンプリングする場合があった。図9の場合、波形計測ボード100H6は、部分放電に対応する発生頻度の電荷に対応して、ステップS0208のサンプリングを行う。したがって、部分放電に対応する発生頻度の電荷であるか否かによって、出力条件を満たすか否かの判断を行うことは、部分放電以外の電荷であるノイズ等に対して波形計測ボード100H6がサンプリングする場合を少なくできる。よって、部分放電計測装置100は、ノイズ等を含む交流電流の検出信号でも部分放電の検出信号をサンプリングできる。
 なお、出力条件は、電荷量Qの閾値、位相φの範囲、及び発生頻度Nの閾値を組み合わせて用いる条件でもよい。
 図10は、本発明の一実施形態に係る電荷量Qの閾値と位相φの範囲の設定の一例、及び設定による効果の一例を説明するφ-Q-N分布図である。
 図10の場合、図6と同様に、ステップS0204では、設定値は、電荷量Qの閾値QThが入力される。さらに、図10の場合、図8と同様に、ステップS0204では、設定値は、位相φの範囲を設定するための上限値と、下限値とが入力される。
 図10の場合、ステップS0206では、φ-Q-N計測ボード100H5は、電荷量Qの閾値QTh以上の電荷であるか否かによって、出力条件を満たすか否かの判断を行う。さらに、図10の場合、ステップS0206では、φ-Q-N計測ボード100H5は、センサ100H1が出力する検出信号SIG1の交流電流の位相φが設定される下限値以上の位相、かつ、上限値より小さい値の位相であるか否かによって出力条件を満たすか否かの判断を行う。図10の場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、電荷量Qに係る条件、かつ、位相φに係る条件の2つの条件がともに満たされる場合、出力条件を満たすと判断する(ステップS0206でYES)。
 図10では、ステップS0207でトリガ信号SIG2を出力する電荷は、斜線で図示する範囲の電荷である。
 図10の場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、電荷量Qに係る条件、かつ、位相φに係る条件の2つの条件がともに満たされる場合、トリガ信号SIG2を出力するため、波形計測ボード100H6は、電荷量Qに係る条件、かつ、位相φに係る条件の2つの条件がともに満たされる場合、サンプリングを行う。電荷量Q、又は位相φのいずれか一方を単独で利用する出力条件より、図10の場合、波形計測ボード100H6は、部分放電の検出信号のサンプリングを精度良く行うことができる。
 出力条件は、電荷量Qの閾値、及び発生頻度Nの閾値を組み合わせて用いる条件でもよい。
 図11は、本発明の一実施形態に係る電荷量Qの閾値と発生頻度Nの閾値の設定の一例、及び設定による効果の一例を説明するφ-Q-N分布図である。
 図11の場合、図6の場合と同様に、ステップS0204では、設定値は、電荷量Qの閾値QThが入力される。さらに、図11の場合、図9の場合と同様に、ステップS0204では、設定値は、発生頻度Nの閾値NThが入力される。図11の場合は、図9の場合と同様に発生頻度Nの閾値NThを30ppsと入力する場合である。
 図11の場合、ステップS0206では、φ-Q-N計測ボード100H5は、電荷量Qの閾値QTh以上の電荷であるか否かによって出力条件を満たすか否かの判断を行う。さらに、図11の場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、センサ100H1が出力する検出信号SIG1の電荷が設定される発生頻度Nの閾値NTh以上の発生頻度Nの電荷であるか否かによって出力条件を満たすか否かの判断を行う。図11の場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、電荷量Qに係る条件、かつ、発生頻度Nに係る条件の2つの条件がともに満たされる場合、出力条件を満たすと判断する(ステップS0206でYES)。
 図11の場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、電荷量Qに係る条件、かつ、発生頻度Nに係る条件の2つの条件がともに満たされる場合、トリガ信号SIG2を出力するため、波形計測ボード100H6は、電荷量Qに係る条件、かつ、発生頻度Nに係る条件の2つの条件がともに満たされる場合、サンプリングを行う。図11では、ステップS0207でトリガ信号SIG2を出力する電荷は、破線で図示する範囲の電荷である。電荷量Q、又は発生頻度Nのいずれか一方を単独で利用する出力条件より、図11の場合、図10の場合と同様に、波形計測ボード100H6は、部分放電の検出信号のサンプリングを精度良く行うことができる。
 出力条件は、位相φの範囲、及び発生頻度Nの閾値を組み合わせて用いる条件でもよい。
 図12は、本発明の一実施形態に係る位相φの範囲と発生頻度Nの閾値の設定の一例、及び設定による効果の一例を説明するφ-Q-N分布図である。
 図12の場合、図8の場合と同様に、ステップS0204では、設定値は、位相φの範囲を設定するための上限値と、下限値とが入力される。さらに、図12の場合、図9の場合と同様に、ステップS0204では、設定値は、発生頻度Nの閾値NThが入力される。図12の場合は、図9と同様に発生頻度Nの閾値NThを30ppsと入力する場合である。
 図12の場合、ステップS0206では、φ-Q-N計測ボード100H5は、センサ100H1が出力する検出信号SIG1の交流電流の位相φが設定される下限値以上の位相、かつ、上限値より小さい値の位相であるか否かによって出力条件を満たすか否かの判断を行う。さらに、図12の場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、センサ100H1が出力する検出信号SIG1の電荷が設定される発生頻度Nの閾値NTh以上の発生頻度Nの電荷であるか否かによって出力条件を満たすか否かの判断を行う。図12の場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、位相φに係る条件、かつ、発生頻度Nに係る条件の2つの条件がともに満たされる場合、出力条件を満たすと判断する(ステップS0206でYES)。図12では、ステップS0207でトリガ信号SIG2を出力する電荷は、破線で図示する範囲の電荷である。
 図12の場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、位相φに係る条件、かつ、発生頻度Nに係る条件の2つの条件がともに満たされる場合、トリガ信号SIG2を出力するため、波形計測ボード100H6は、位相φに係る条件、かつ、発生頻度Nに係る条件の2つの条件がともに満たされる場合、サンプリングを行う。位相φ、又は発生頻度Nのいずれか一方を単独で利用する出力条件より、図12の場合、図10の場合と同様に、波形計測ボード100H6は、部分放電の検出信号のサンプリングを精度良く行うことができる。
 出力条件の組み合わせは、電荷量Qの閾値、位相φの範囲、及び発生頻度Nの閾値の組み合わせでもよい。
 図13は、本発明の一実施形態に係る電荷量Qの閾値と位相φの範囲と発生頻度Nの閾値の設定の一例、及び設定による効果の一例を説明するφ-Q-N分布図である。
 図13の場合、図6と同様に、ステップS0204では、設定値は、電荷量Qの閾値QThが入力される。さらに、図13の場合、図8と同様に、ステップS0204では、設定値は、位相φの範囲を設定するための上限値と、下限値とが入力される。さらに、図13の場合、図9と同様に、ステップS0204では、設定値は、発生頻度Nの閾値NThが入力される。図13の場合は、図9と同様に発生頻度Nの閾値NThを30ppsと入力する場合である。
 図13の場合、ステップS0206では、φ-Q-N計測ボード100H5は、電荷量Qの閾値QTh以上の電荷であるか否かによって出力条件を満たすか否かの判断を行う。さらに、図13の場合、ステップS0206では、φ-Q-N計測ボード100H5は、センサ100H1が出力する検出信号SIG1の交流電流の位相φが設定される下限値以上の位相、かつ、上限値より小さい値の位相であるか否かによって出力条件を満たすか否かの判断を行う。さらに、図13の場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、センサ100H1が出力する検出信号SIG1の電荷が設定される発生頻度Nの閾値NTh以上の発生頻度Nの電荷であるか否かによって出力条件を満たすか否かの判断を行う。図13の場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、電荷量Qに係る条件、位相φに係る条件、及び発生頻度Nに係る条件の3つの条件がすべて満たされる場合、出力条件を満たすと判断する(ステップS0206でYES)。図13では、ステップS0207でトリガ信号SIG2を出力する電荷は、破線で図示する範囲の電荷である。
 なお、電荷量Qの閾値、位相φの範囲、及び発生頻度Nの閾値を組み合わせた出力条件が用いられる場合、かつ、電荷量Qの閾値の条件による制限を行わない場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、電荷量Qの閾値に、検出信号SIG1の出力する最も小さい値を設定する。電荷量Qの閾値、位相φの範囲、及び発生頻度Nの閾値を組み合わせた出力条件が用いられる場合、かつ、位相φの範囲の条件による制限を行わない場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、下限値に0°、及び上限値に360°を設定する。電荷量Qの閾値、位相φの範囲、及び発生頻度Nの閾値を組み合わせた出力条件が用いられる場合、かつ、発生頻度Nの閾値の条件による制限を行わない場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、発生頻度Nの閾値NThに、0ppsを設定する。
 図13の場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、電荷量Qに係る条件、位相φに係る条件、及び発生頻度Nに係る条件の3つの条件が満たされる場合にトリガ信号SIG2を出力するため、波形計測ボード100H6は、電荷量Qに係る条件、位相φに係る条件、及び発生頻度Nに係る条件の3つの条件が満たされる場合にサンプリングを行う。電荷量Q、位相φ、又は発生頻度Nを単独で利用する出力条件より、図13の場合、波形計測ボード100H6は、部分放電の検出信号のサンプリングを精度良く行うことができる。
 なお、電荷量Qの閾値QThは、ユーザがPC101から入力して設定される場合に限られない。
 図14は、本発明の一実施形態に係る設定部による電荷量Qの閾値の計算、設定、及び設定による効果の一例を説明するφ-Q-N分布図である。
 φ-Q-N計測ボード100H5が、出力条件を満たすか否かの判断を、電荷量Qの閾値に基づいて行う場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、ステップS0204で、設定値として、電荷量Qの閾値QThを入力する処理を行う。電荷量Qの閾値QThは、ノイズの電荷量Qに基づいて算出される値でもよい。図6(A)のノイズが計測される場合を例に説明する。
 図14の場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、ステップS0204で、ノイズNISの電荷の最小値Minを算出する。最小値Minは、計測されるノイズNISのうち、最も小さい値となる検出信号SIG1の電圧値である。
 図14の場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、ステップS0204で、ノイズNISの電荷が得られる幅Wを算出する。ノイズNISの電荷が得られる幅Wは、例えば計測されるノイズNISのうち、最も小さい値の検出信号SIG1の電圧値と最も大きい値の検出信号SIG1の電圧値で算出される。なお、ノイズNISの電荷が得られる幅Wは、ノイズNISの電荷の電荷量Qの標準偏差、又は標準偏差を3倍して求めるいわゆる3σ等である任意の値が、予めPC101によって設定されてもよい。また、ノイズNISの電荷が得られる幅Wは、ユーザがPC101に値を入力し、値が設定される場合に限られない。
 電荷量Qの閾値QThは、図14に図示するように、最小値MinにノイズNISの電荷が得られる幅Wを加えた値である。電荷量Qの閾値QThにはノイズNISの電荷の電荷量Qよりも大きい値が設定されるため、図6(B)の電荷量Qの閾値QThと同様に、電荷量Qの閾値QThは、部分放電に対応する値となる。図14の場合、ステップS0206では、φ-Q-N計測ボード100H5は、電荷量Qの閾値QTh以上の電荷であるか否かによって出力条件を満たすか否かの判断を行う。図14の場合、図6(B)の場合と同様に、ステップS0207では、φ-Q-N計測ボード100H5は、電荷量Qの閾値QTh以上の電荷である場合、トリガ信号を出力する。図14の場合、ステップS0207では、φ-Q-N計測ボード100H5は、電荷量が電荷量Qの閾値QThより小さい値の電荷であるノイズNISでは、トリガ信号を出力しない。
 φ-Q-N計測ボード100H5は、ノイズNISの電荷の最小値Min、及びノイズNISの電荷が得られる幅Wに基づいて、電荷量Qの閾値QThの設定することができる。ノイズNISの電荷の最小値Min、及びノイズNISの電荷が得られる幅Wに基づく電荷量Qの閾値QThによって、φ-Q-N計測ボード100H5は、部分放電の検出信号である場合に、トリガ信号を出力することができる。よって、部分放電計測装置100は、低周波のノイズ等を含む交流電流の検出信号から、部分放電の検出信号をサンプリングできる。
 なお、ノイズNISの電荷の最小値Min、及びノイズNISの電荷が得られる幅Wは、バックグラウンドノイズが時間ごとに変化すること等によって、変化する場合がある。したがって、ノイズNISの電荷の最小値Min、及びノイズNISの電荷が得られる幅Wは、所定の時間間隔で更新されてもよい。ノイズNISの電荷の最小値Min、及びノイズNISの電荷が得られる幅Wが更新されることによって、電荷量Qの閾値QThは、所定の時間間隔で更新されてもよい。
 <実施の形態2>
 <センサを複数有する部分放電計測装置のハードウェア構成>
 図15は、本発明の一実施形態に係る2つの計測部を有する部分放電計測装置のハードウェア構成の一例を説明するブロック図である。
 図15のハードウェア構成は、図1のハードウェア構成と比較して、部分放電計測装置100がセンサ100H21と、アンプ100H22と、フィルタ100H23と、検波処理回路100H24とを有する点が異なる。以下、異なる点を中心に説明する。
 センサ100H21は、センサ100H1と同様に、部分放電の計測が行われるケーブル等の電力設備に接続され、センサ100H21は、ケーブル等の電力設備に流れる交流電流を計測する。センサ100H21の出力端子は、アンプ100H22の入力端子に接続される。センサ100H1が計測する交流電流に対応する検出信号を第一検出信号SIG11、及びセンサ100H21が計測する交流電流に対応する検出信号を第二検出信号SIG12とする。
 アンプ100H22は、アンプ100H2と同様に、センサ100H21の出力した第二検出信号SIG12を増幅する。アンプ100H22の出力端子は、フィルタ100H23の入力端子と、波形計測ボード100H6の入力端子とに接続される。
 フィルタ100H23は、フィルタ100H3と同様のバンドパスフィルタである。フィルタ100H23は、アンプ100H22が増幅させた第二検出信号SIG12から特定の周波数帯域の信号を取り出す。フィルタ100H23の出力端子は、検波処理回路100H24の入力端子に接続される。
 検波処理回路100H24は、検波処理回路100H4と同様に、第二検出信号SIG12に対して検波処理を行う。検波処理回路100H24の出力端子は、φ-Q-N計測ボード100H5の入力端子に接続される。
 図15の場合、A/Dコンバータ100H51は、第一検出信号SIG11、及び第二検出信号SIG12をA/D変換する。
 メモリ100H52は、φ-Q-N計測ボード100H5の用いる各種データ、及びパラメータを記憶する。
 図15のハードウェア構成は、φ-Q-N計測ボード100H5に第一検出信号SIG11、及び第二検出信号SIG12の2チャンネル(Channel)の検出信号が出力される構成である。同様に、図15のハードウェア構成は、波形計測ボード100H6にも、第一検出信号SIG11、及び第二検出信号SIG12の2チャンネルの検出信号が出力される構成である。
 図15の場合、第一検出信号SIG11、及び第二検出信号SIG12に対して、それぞれ異なる出力条件で、φ-Q-N計測ボード100H5は、ステップS0206の判断を行う。
 図16は、本発明の一実施形態に係る2つの計測部を有する部分放電計測装置の場合の電荷量Qの閾値の一例を説明するφ-Q-N分布図である。
 図16(A)は、第一検出信号SIG11で計測する電荷に対して設定される電荷量Qの閾値の一例を説明するφ-Q-N分布図である。図16(B)は、第二検出信号SIG12で計測する電荷に対して設定される電荷量Qの閾値の一例を説明するφ-Q-N分布図である。
 図16は、図6と同様に、ステップS0206でφ-Q-N計測ボード100H5が電荷量Qの閾値以上の電荷であるか否かによって、出力条件を満たすか否かの判断を行う場合を例に説明する。
 第一検出信号SIG11、及び第二検出信号SIG12の2チャンネルの検出信号が出力される場合、ステップS0204では、設定値は、第一検出信号SIG11の電荷量Qの閾値QTh11と第二検出信号SIG12の電荷量Qの閾値QTh12が入力される。
 図16(A)、及び図16(B)で図示するように、第一検出信号SIG11の電荷量Qの閾値QTh11と、第二検出信号SIG12の電荷量Qの閾値QTh12とは、それぞれ異なる値が設定される。
 第一検出信号SIG11、及び第二検出信号SIG12の2チャンネルの検出信号が出力される場合、ステップS0206では、φ-Q-N計測ボード100H5は、第一検出信号SIG11の電荷が、電荷量Qの閾値QTh以上の電荷であるか否かの判断を行う。第一検出信号SIG11、及び第二検出信号SIG12の2チャンネルの検出信号が出力される場合、ステップS0206では、φ-Q-N計測ボード100H5は、第二検出信号SIG12の電荷が、それぞれ設定された電荷量Qの閾値QTh以上の電荷であるか否かの判断を、それぞれの信号について行う。第一検出信号SIG11、及び第二検出信号SIG12の2チャンネルの検出信号が出力される場合、ステップS0206では、φ-Q-N計測ボード100H5は、第一検出信号SIG11に係る判断、及び第二検出信号SIG12に係る判断のいずれか一方で電荷量Qの閾値QTh以上の電荷であると判断する場合に、出力条件を満たすと判断する(ステップS0206でYES)。第一検出信号SIG11、及び第二検出信号SIG12の2チャンネルの検出信号が出力される場合、ステップS0207では、φ-Q-N計測ボード100H5は、第一検出信号SIG11の電荷が第一検出信号SIG11の電荷量Qの閾値QTh11以上の電荷である場合、又は第二検出信号SIG12の電荷が第二検出信号SIG12の電荷量Qの閾値QTh12以上の電荷である場合、トリガ信号SIG2を出力する。
 第一検出信号SIG11の電荷量Qの閾値QTh11、及び第二検出信号SIG12の電荷量Qの閾値QTh12をそれぞれ設定することによって、φ-Q-N計測ボード100H5は、第一検出信号SIG11、又は第二検出信号SIG12のいずれか一方で部分放電の電荷が出力された場合に、トリガ信号SIG2を出力することができる。よって、部分放電計測装置100は、第一検出信号SIG11、又は第二検出信号SIG12のいずれか一方で部分放電の検出信号が出力された場合に、出力された検出信号から部分放電の検出信号をサンプリングできる。
 ここでは、φ-Q-N計測ボード100H5は、第一検出信号SIG11、及び第二検出信号SIG12について、いずれか一方の信号が閾値以上となる場合、出力条件を満たすと判断する、いわゆる論理和(OR)動作について説明したが、実施形態は、論理和動作に限られない。実施形態は、第一検出信号SIG11、及び第二検出信号SIG12について、双方の信号がともに閾値以上となる場合、出力条件を満たすと判断する、いわゆる論理積(AND)動作でもよい。同様に、実施形態は、第一検出信号SIG11、及び第二検出信号SIG12について、一方の信号が閾値以上となり、かつ、他方の信号が閾値未満となる場合、つまり、双方の信号について判断が互いに異なる場合、出力条件を満たすと判断する、いわゆる排他的論理和(XOR)動作でもよい。
 例えば論理積動作に基づいてトリガ信号SIG2を出力する場合、ステップS0207では、第一検出信号SIG11の電荷が、第一検出信号SIG11の電荷量Qの閾値QTh11以上となる電荷である場合、予め設定した時間の時間内に、さらに第二検出信号SIG12の電荷が、第二検出信号SIG12の電荷量Qの閾値QTh12以上となる電荷である場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、出力条件を満たすと判断する。したがって、一方の信号が閾値以上となり、さらに、他方の信号が所定時間以内に閾値以上となった場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、トリガ信号SIG2を出力する。
 例えば排他的論理和動作に基づいてトリガ信号SIG2を出力する場合、ステップS0207では、第一検出信号SIG11の電荷が、第一検出信号SIG11の電荷量Qの閾値QTh11以上となる電荷である場合、かつ、予め設定した時間の時間内に、第二検出信号SIG12の電荷が、第二検出信号SIG12の電荷量Qの閾値QTh12未満となる電荷である場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、出力条件を満たすと判断する。したがって、一方の信号が閾値以上となり、さらに、他方の信号が所定時間以内に閾値未満となった場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、トリガ信号SIG2を出力する。
 なお、排他的論理和動作に基づいてトリガ信号SIG2を出力する場合、第一検出信号SIG11の電荷量Qの閾値QTh11未満となる電荷である場合、かつ、予め設定した時間の時間内に、第二検出信号SIG12の電荷が、第二検出信号SIG12の電荷量Qの閾値QTh12以上となる電荷である場合、φ-Q-N計測ボード100H5は、出力条件を満たすと判断してもよい。
 なお、図15のハードウェア構成は、フィルタ100H3と、フィルタ100H23とが同じ周波数帯域の信号を取り出すフィルタでもよい。また、図15のハードウェア構成は、フィルタ100H3と、フィルタ100H23とがそれぞれ異なる周波数帯域の信号を取り出すフィルタでもよい。
 なお、部分放電計測装置100は、2以上のセンサを有するハードウェア構成で、図8乃至図13で説明した電荷量Qの閾値、位相φの範囲、発生頻度Nの閾値、及びこれらを組み合わせて用いる出力条件による判断を行ってもよい。同様に、部分放電計測装置100は、2以上のセンサを有するハードウェア構成で、第一検出信号SIG11の電荷量Qの閾値QTh11、及び第二検出信号SIG12の電荷量Qの閾値QTh12に図14で説明したノイズの電荷量Qに基づいて算出される値を設定してもよい。
 また、部分放電計測装置100のハードウェア構成は、図1、及び図15で示したハードウェア構成に限られない。部分放電計測装置100は、3以上のセンサを有するハードウェア構成でもよい。この場合、実施形態は、部分放電計測装置100が有する複数のセンサによる検出信号に対し、φ-Q-N計測ボード100H5が論理和動作、論理積動作、及び排他的論理和動作をそれぞれ任意に組み合わせて判断する構成でもよい。
 なお、部分放電計測装置100は、PC等の情報処理装置を有する構成でもよい。部分放電計測装置100は、例えばφ-Q-N計測ボード100H5、及び波形計測ボード100H6が行う処理の一部、又は全部をPC等に行わせる構成でもよい。
 デジタルフィルタ処理は、部分放電計測装置100がPC等の情報処理装置を有する場合、ソフトウェアによる処理で実現されてもよい。
 以上、本発明の例示的な実施の形態のケーブルに生じる部分放電を計測する部分放電計測装置であって、前記ケーブルに流れる交流電流を計測し、前記交流電流に基づく電圧値を検出信号として出力する計測部と、前記計測部によって計測される前記交流電流の位相と、前記位相で得られる電荷と、前記位相で得られる前記電荷が単位時間あたりに発生する発生頻度の分布を示す分布データを生成する分布データ生成部と、前記分布データにおいて、前記部分放電に対応する前記位相、前記電荷、及び前記発生頻度の少なくともいずれか1つに基づく出力条件を前記交流電流が満たすと、トリガ信号を出力する信号出力部と、前記信号出力部から前記トリガ信号が出力されると、前記計測部が出力する前記検出信号のサンプリングを行うサンプリング部とを有する部分放電計測装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
  100 部分放電計測装置
  100H1、100H21 センサ
  100H2、100H22 アンプ
  100H3、100H23 フィルタ
  100H4 検波処理回路
  100H5 φ-Q-N計測ボード
  100H51 A/Dコンバータ
  100H52 メモリ
  100H53 MCU
  100H531 マイクロプロセッサ
  100H6 波形計測ボード
  100H61 A/Dコンバータ
  100H62 メモリ
  100H63 MCU
  100H631 マイクロプロセッサ
  100H7 位相検出用センサ
  100H8 位相信号処理回路
  101 PC
  SIG1、SIG1A 検出信号
  SIG11 第一検出信号
  SIG12 第二検出信号
  SIG2 トリガ信号
  SIG3 サンプリングする範囲
  Q 電荷量
  φ 位相
  N 発生頻度
  QTh 電荷量Qの閾値
  QTh11 第一検出信号SIG11の電荷量Qの閾値
  QTh12 第二検出信号SIG12の電荷量Qの閾値
  Pk1、Pk1A ピーク点
  T1A トリガタイミング
  T2 トリガ前処理時間
  T3 トリガ後処理時間
  NIS ノイズ
  W ノイズNISの電荷が得られる幅

Claims (9)

  1.  電力設備に生じる部分放電を計測する部分放電計測装置であって、
     前記電力設備に流れる交流電流を計測し、前記交流電流に基づく電圧値を検出信号として出力する計測部と、
     前記計測部によって計測される印加された高電圧の電流、又は電圧の位相と、前記位相で得られる電荷と、前記位相で得られる前記交流電流の計測から得られる電荷が単位時間あたりに発生する発生頻度の分布を示す分布データを生成する分布データ生成部と、
     前記分布データにおいて、前記部分放電に対応する前記位相、前記電荷、及び前記発生頻度の少なくともいずれか1つに基づく出力条件を前記交流電流が満たすと、トリガ信号を出力する信号出力部と、
     前記信号出力部から前記トリガ信号が出力されると、前記計測部が出力する前記検出信号のサンプリングを行うサンプリング部と
    を有する部分放電計測装置。
  2.  前記出力条件として、前記部分放電に対応する前記電荷の閾値を設定する設定部を有し、
     前記信号出力部は、前記設定部によって設定される前記閾値以上の前記電荷が得られる前記部分放電に対応する前記交流電流に基づく前記検出信号が出力されると、前記トリガ信号を出力する請求項1に記載の部分放電計測装置。
  3.  前記出力条件として、前記部分放電に対応する前記位相の範囲を設定する設定部を有し、
     前記信号出力部は、前記設定部によって設定される前記範囲に対応する前記交流電流の前記位相に基づく前記検出信号が出力されると、前記トリガ信号を出力する請求項1に記載の部分放電計測装置。
  4.  前記出力条件として、前記部分放電に対応する前記発生頻度の閾値を設定する設定部を有し、
     前記信号出力部は、前記設定部によって設定される前記閾値以上の前記発生頻度を発生させる前記交流電流に基づく前記検出信号が出力されると、前記トリガ信号を出力する請求項1に記載の部分放電計測装置。
  5.  前記計測部は、ノイズの前記交流電流を計測し、前記ノイズの前記交流電流に基づく電圧値を検出信号として出力し、
     前記分布データ生成部は、前記計測部によって計測される前記ノイズの前記交流電流の前記位相と、前記ノイズの前記交流電流の前記位相で得られる前記ノイズの前記電荷と、前記ノイズを含む前記交流電流の前記位相で得られる前記ノイズの前記電荷が単位時間あたりに発生する前記ノイズの発生頻度の分布を示す分布データを生成し、
     前記設定部は、単位時間あたりの前記ノイズの前記交流電流から得られる前記ノイズの前記電荷の最小値、及び前記最小値から前記ノイズの前記電荷が得られる幅を計算し、前記最小値に前記幅を加えた値を前記閾値に設定する請求項2に記載の部分放電計測装置。
  6.  前記計測部から前記分布データ生成部に出力する前記検出信号に所定の周波数帯をフィルタ処理するフィルタ部を有し、
     前記サンプリング部は、前記周波数帯のデジタルフィルタ処理を前記検出信号に行う請求項1乃至5のいずれかに記載の部分放電計測装置。
  7.  2以上の前記計測部を有し、
     前記出力条件は、それぞれの前記計測部が出力する前記検出信号に対してそれぞれ設定され、
     前記信号出力部は、前記検出信号にそれぞれ設定される前記出力条件の少なくともいずれか1つが満たされるか、前記検出信号にそれぞれ設定される前記出力条件が全て満たされるか、又は前記検出信号にそれぞれ設定される前記出力条件の一方が満たされると、トリガ信号を出力する請求項1乃至6のいずれかに記載の部分放電計測装置。
  8.  電力設備に生じる部分放電を計測する部分放電計測装置が行う部分放電計測方法であって、
     前記部分放電計測装置が、前記電力設備に流れる交流電流を計測し、前記交流電流に基づく電圧値を検出信号として出力する計測手順と、
     前記部分放電計測装置が、前記計測手段で計測される印加された高電圧の電流、又は電圧の位相と、前記位相で得られる電荷と、前記位相で得られる前記交流電流の計測から得られる電荷が単位時間あたりに発生する発生頻度の分布を示す分布データを生成する分布データ生成手順と、
     前記部分放電計測装置が、前記分布データにおいて、前記部分放電に対応する前記位相、前記電荷、及び前記発生頻度の少なくともいずれか1つに基づく出力条件を前記交流電流が満たすと、トリガ信号を出力する信号出力手順と、
     前記部分放電計測装置が、前記信号出力手順で前記トリガ信号が出力されると、前記計測手順で出力する前記検出信号のサンプリングを行うサンプリング手順と
    を行う部分放電計測方法。
  9.  電力設備に生じる部分放電を計測する部分放電計測装置に前記部分放電の計測を実行させるためのプログラムであって、
     前記部分放電計測装置が、前記電力設備に流れる交流電流を計測し、前記交流電流に基づく電圧値を検出信号として出力する計測手順と、
     前記部分放電計測装置が、前記計測手段で計測される印加された高電圧の電流、又は電圧の位相と、前記位相で得られる電荷と、前記位相で得られる前記交流電流の計測から得られる電荷が単位時間あたりに発生する発生頻度の分布を示す分布データを生成する分布データ生成手順と、
     前記部分放電計測装置が、前記分布データにおいて、前記部分放電に対応する前記位相、前記電荷、及び前記発生頻度の少なくともいずれか1つに基づく出力条件を前記交流電流が満たすと、トリガ信号を出力する信号出力手順と、
     前記部分放電計測装置が、前記信号出力手順で前記トリガ信号が出力されると、前記計測手順で出力する前記検出信号のサンプリングを行うサンプリング手順と
    を実行させるためのプログラム。
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