WO2017187481A1 - 部分放電検出装置 - Google Patents

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WO2017187481A1
WO2017187481A1 PCT/JP2016/062904 JP2016062904W WO2017187481A1 WO 2017187481 A1 WO2017187481 A1 WO 2017187481A1 JP 2016062904 W JP2016062904 W JP 2016062904W WO 2017187481 A1 WO2017187481 A1 WO 2017187481A1
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detection signal
partial discharge
unit
electrode
detection
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Application number
PCT/JP2016/062904
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English (en)
French (fr)
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祐樹 藤井
水谷　元春
佐々木　欣一
哲 塩入
隆 水出
将邦 樽井
康寿 宮内
広明 長
勇介 中村
Original Assignee
株式会社東芝
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H02B13/065—Means for detecting or reacting to mechanical or electrical defects

Definitions

  • Embodiment relates to a partial discharge detection device.
  • a partial discharge detection device that detects partial discharge caused by internal damage or the like of an electrical device having a box that houses the electrical device is known.
  • Embodiments have been made in view of the above, and an object thereof is to provide a partial discharge detection device capable of improving the accuracy of partial discharge detection.
  • the partial discharge detection device of the embodiment includes a signal acquisition unit, a first filter unit, a second filter unit, and a determination unit.
  • a signal acquisition part is provided in the accommodation member which accommodated the electric equipment, and acquires a detection signal.
  • a 1st filter part extracts the 1st detection signal of the frequency more than a 1st frequency contained in the said detection signal.
  • the second filter unit extracts a second detection signal in a frequency band between the second frequency and the third frequency included in the detection signal.
  • the determination unit determines the presence of partial discharge based on the first detection signal and the second detection signal.
  • FIG. 1 is a perspective view of an electric device system having the partial discharge detection device of the first embodiment.
  • FIG. 2 is an internal configuration diagram illustrating a circuit configuration of the electric device system according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating functions of a processing unit of the partial discharge detection device according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the detection signal.
  • FIG. 5 is a flowchart of the determination program executed by the control unit.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating functions of a processing unit of the partial discharge detection device according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is an overall configuration diagram of an electric device system having the partial discharge detection device of the third embodiment.
  • FIG. 8 is an overall configuration diagram of an electric device system having the partial discharge detection device of the fourth embodiment.
  • FIG. 9 is an overall configuration diagram of an electric device system having the partial discharge detection device of the fifth embodiment.
  • the first detection signal and the second detection signal derived from the partial discharge extracted from the detection signal indicate the presence of the partial discharge caused by the damage of the insulating material that molds the electric device of the electric device. Based on the determination and detection.
  • FIG. 1 is a perspective view of an electric device system 10 having a partial discharge detection device 14 of the first embodiment.
  • the electrical device system 10 includes an electrical device 12 and a partial discharge detection device 14.
  • the electric device 12 includes a box 20 that is an example of a housing member, an electric device 22, and a grounding member 24.
  • the box 20 includes a conductive material such as metal.
  • the box 20 is configured in a hollow rectangular parallelepiped shape having six planes, for example.
  • the box 20 houses and holds the electrical device 22 and the grounding member 24.
  • the electrical equipment 22 is provided inside the box 20.
  • the electrical device 22 is an electrical component that performs an electrical operation.
  • the electric device 22 is, for example, a circuit breaker, a switch, a main circuit conductor, or the like.
  • the grounding member 24 is provided inside the box 20.
  • the ground member 24 is connected to a ground potential such as the ground.
  • the grounding member 24 grounds the box 20 and the electric device 22.
  • the partial discharge detection device 14 includes a signal acquisition unit 30, a transmission unit 32, and a processing unit 34.
  • the signal acquisition unit 30 is provided in the box 20.
  • the signal acquisition unit 30 is fixed or installed on the box 20 via an insulating material, for example.
  • the signal acquisition unit 30 includes, for example, an electrode.
  • the signal acquisition unit 30 acquires a detection signal DS0 indicating an electrical change (for example, a change in surface potential) caused by the partial discharge.
  • the transmission unit 32 connects the signal acquisition unit 30 and the processing unit 34.
  • An example of the transmission unit 32 is a coaxial cable.
  • the transmission unit 32 transmits the detection signal DS0 acquired by the signal acquisition unit 30 to the processing unit 34.
  • the processing unit 34 acquires the detection signal DS0 from the signal acquisition unit 30 via the transmission unit 32.
  • the processing unit 34 performs processing for determining and detecting the presence of partial discharge based on the detection signal DS0.
  • FIG. 2 is an internal configuration diagram illustrating a circuit configuration of the electric device system 10 according to the first embodiment.
  • the electrical device 22 is connected to a power source 90 such as a commercial power source.
  • the electric device 22 receives AC power from the power supply 90.
  • the electric device 22 and the box 20 are connected to the ground member 24.
  • the electrical device 22 and the box 20 are connected to the ground potential via the ground member 24.
  • the electric device 22 and the box 20 pass a current between the electric potential and the ground potential via the ground member 24 as indicated by an arrow AR1.
  • the inside of the box 20 is filled with an insulating material such as air or resin.
  • the electric equipment 22 is molded with an insulating material.
  • the electric device 22 is arranged at a distance from the box 20. Thereby, a capacity is formed between the electric device 22 and the box 20.
  • a current flows through a circuit including the electric device 22 and the box 20. Further, the electromotive force generated by the current flowing in the box 20 causes the current to flow to the partial discharge detection device 14 as indicated by an arrow AR3.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating functions of the processing unit 34 of the partial discharge detection device 14 of the first embodiment.
  • the processing unit 34 of the partial discharge detection device 14 includes a high-pass filter 40 that is an example of a first filter unit, a band-pass filter 42 that is an example of a second filter unit, a control device 44, And an output unit 46.
  • the high pass filter 40 is connected to the signal acquisition unit 30 via the transmission unit 32.
  • the high pass filter 40 receives the detection signal DS0 from the signal acquisition unit 30.
  • the high pass filter 40 extracts and passes a first detection signal DS1 having a frequency equal to or higher than a predetermined first frequency included in the detection signal DS0, and blocks the detection signal DS0 having a frequency less than the first frequency.
  • An example of the first frequency is 100 MHz.
  • the high pass filter 40 is connected to the control device 44.
  • the high pass filter 40 transmits the first detection signal DS1 to the control device 44.
  • the band pass filter 42 is connected to the signal acquisition unit 30 via the transmission unit 32.
  • the bandpass filter 42 receives the detection signal DS0 from the signal acquisition unit 30.
  • the band pass filter 42 extracts and passes the second detection signal DS2 in the extraction frequency band, which is a frequency band between the second frequency and the third frequency, included in the detection signal DS0, and passes the second detection signal DS2 outside the extraction frequency band.
  • the detection signal DS0 is cut off.
  • the second frequency and the third frequency are smaller than the first frequency.
  • An example of the second frequency is 1 MHz.
  • An example of the third frequency is 20 MHz.
  • the band pass filter 42 is connected to the control device 44.
  • the band pass filter 42 transmits the second detection signal DS2 to the control device 44.
  • the control device 44 includes a control unit 50 and a storage unit 52.
  • An example of the control device 44 is a computer such as a microcomputer.
  • the control unit 50 is an arithmetic unit including a processor such as a CPU (Central Processing Unit).
  • the control unit 50 includes a first determination unit 54 and a second determination unit 56 that are examples of a determination unit.
  • the first determination unit 54 and the second determination unit 56 determine and detect the presence of the partial discharge based on the first detection signal DS1 and the second detection signal DS2 transmitted by the transmission unit 32.
  • the control unit 50 functions as the first determination unit 54 and the second determination unit 56, for example, by reading the determination program stored in the storage unit 52. At least a part of the first determination unit 54 and the second determination unit 56 may be configured by hardware such as a circuit.
  • the first determination unit 54 extracts a start time ST that is a time when the intensity of one of the first detection signal DS1 and the second detection signal DS2 is equal to or greater than a predetermined first intensity threshold Th1.
  • the first determination unit 54 of the present embodiment extracts the start time ST when the intensity of the first detection signal DS1 becomes equal to or greater than the first intensity threshold Th1.
  • the first determination unit 54 outputs the start time ST to the second determination unit 56.
  • the second determination unit 56 When the other intensity of the first detection signal DS1 and the second detection signal DS2 is greater than or equal to a predetermined second intensity threshold Th2 between the start time ST and the determination time JT, the second determination unit 56 performs partial discharge. Is determined to exist.
  • the determination time JT is a time during which a general partial discharge continues, and is, for example, several microseconds.
  • the intensity of the second detection signal DS2 becomes greater than or equal to the second intensity threshold Th2 between the start time ST and the determination time JT, the second determination unit 56 of the present embodiment determines that partial discharge exists.
  • the second determination unit 56 determines that there is no partial discharge.
  • the second intensity threshold Th2 is preferably smaller than the first intensity threshold Th1.
  • the second determination unit 56 transmits a determination result, which is a result of determining the presence of partial discharge, to the output unit 46.
  • the storage unit 52 includes storage devices such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), and HDD (Hard Disk Drive).
  • the storage unit 52 stores a program such as a determination program executed by the control unit 50 and parameters used in the execution of the program.
  • the storage unit 52 stores, for example, the determination time JT, the first intensity threshold Th1, the second intensity threshold Th2, and the like as parameters.
  • An example of the output unit 46 is an image display device such as a liquid crystal display.
  • the output unit 46 acquires a determination result from the second determination unit 56 of the control unit 50.
  • the output unit 46 displays and outputs an image indicating the partial discharge determination result.
  • the output unit 46 may output the determination result by voice or the like.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the detection signal. As illustrated in FIG. 4, the signal acquisition unit 30 acquires a time change in the surface potential of the box 20 as the detection signal DS0.
  • the high-pass filter 40 transmits the first detection signal DS1 having a frequency of 100 MHz or higher, which is the first frequency, of the detection signal DS0 to the control unit 50.
  • the band-pass filter 42 passes the second detection signal DS2 in the extraction frequency band between 1 MHz that is the second frequency and 20 MHz that is the third frequency, and transmits the second detection signal DS2 to the control unit 50.
  • partial discharge often occurs for several microseconds at a frequency that is twice the frequency of AC power supplied from the power supply 90 to the electrical device 22.
  • the inventor of the present application measured each partial discharge of several microseconds generated by a plurality of types of electrical devices 22. Accordingly, the inventor of the present application is considered to be derived from the first detection signal DS1 of 100 MHz (that is, the first frequency) or more that each partial discharge is considered to be derived from electromagnetic waves and the ground current that flows to the ground potential by the partial discharge. It was found to include a second detection signal DS2 in a frequency band between 1 MHz (ie, the second frequency) and 20 MHz (ie, the third frequency). That is, the inventor of the present application has found that both the first detection signal DS1 and the second detection signal DS2 become strong in the time zone in which the partial discharge exists.
  • the partial discharge exists in a time zone (a time zone indicated by a dotted square in FIG. 4) in which the potentials (that is, the strengths) of both the first detection signal DS1 and the second detection signal DS2 are high.
  • the control unit 50 determines that the second detection signal DS2 becomes equal to or greater than the second intensity threshold Th2 during the determination time JT from the start time ST when the intensity of the first detection signal DS1 becomes equal to or greater than the first intensity threshold Th1. In this case, it can be determined that partial discharge exists.
  • the control unit 50 can determine the presence of partial discharge based on the intensities of the first detection signal DS1 and the second detection signal DS2.
  • FIG. 5 is a flowchart of the determination program executed by the control unit 50.
  • the control unit 50 reads the determination program from the storage unit 52, thereby starting the processing of the flowchart shown in FIG.
  • the first determination unit 54 of the control unit 50 obtains the first detection signal DS1 from the high-pass filter 40 (S100). For example, the first determination unit 54 acquires the intensity corresponding to the potential of the first detection signal DS1 or the absolute value (that is, the magnitude) of the potential.
  • the first determination unit 54 acquires the first intensity threshold Th1 from the storage unit 52, and determines whether or not the intensity of the first detection signal DS1 is equal to or higher than the first intensity threshold Th1 (S102). When determining that the intensity of the first detection signal DS1 is not equal to or greater than the first intensity threshold Th1 (S102: No), the first determination unit 54 repeats Step S100 and subsequent steps. Thereafter, the first determination unit 54 repeats steps S100 and S102 until the intensity of the first detection signal DS1 becomes equal to or higher than the first intensity threshold Th1.
  • the first determination unit 54 determines that the intensity of the first detection signal DS1 is greater than or equal to the first intensity threshold Th1 (S102: Yes)
  • the first determination unit 54 outputs the determination time to the second determination unit 56 as the start time ST. (S104).
  • the second determination unit 56 acquires the second detection signal DS2 from the bandpass filter 42 (S106).
  • the second determination unit 56 acquires the intensity corresponding to the potential of the second detection signal DS2 or the absolute value (that is, the magnitude) of the potential.
  • the second determination unit 56 may acquire the second detection signal DS2 from the bandpass filter 42 via the first determination unit 54 together with the start time ST.
  • the second determination unit 56 acquires the second intensity threshold Th2 from the storage unit 52 and determines whether or not the intensity of the second detection signal DS2 is equal to or greater than the second intensity threshold Th2 (S108).
  • the second determination unit 56 determines that the intensity of the second detection signal DS2 is not greater than or equal to the second intensity threshold Th2 (S108: No)
  • the second determination unit 56 acquires the determination time JT from the storage unit 52, and determines the determination time JT from the start time ST. It is determined whether or not elapses (S110).
  • the second determination unit 56 repeats step S106 and subsequent steps. That is, when the intensity of the second detection signal DS2 is not equal to or greater than the second intensity threshold Th2, the second determination unit 56 repeats steps S106 and S108 until the determination time JT has elapsed from the start time ST.
  • the second determination unit 56 determines that the determination time JT has elapsed from the start time ST (S110: Yes), the second determination unit 56 repeats steps S100 and thereafter.
  • the fact that the intensity of the second detection signal DS2 does not become greater than or equal to the second intensity threshold Th2 within the determination time JT means that both the intensity of the first detection signal DS1 and the second detection signal DS2 are large within the same time period. It means that it was not.
  • the second determination unit 56 determines that there is no partial discharge, and repeats step S100 and subsequent steps.
  • both the first detection signal DS1 and the second detection signal DS2 have the same intensity.
  • the second determination unit 56 determines that the partial discharge is present by determining that the intensity of the second detection signal DS2 is equal to or greater than the second intensity threshold Th2 (S108: Yes), and indicates that it exists.
  • the determination result is transmitted to the output unit 46 (S112). Thereafter, the output unit 46 outputs the determination result as an image or sound.
  • the first determination unit 54 and the second determination unit 56 include the first detection signal DS1 and the extraction frequency that are greater than or equal to the first frequency that is increased by the partial discharge in the detection signal DS0. Based on the second detection signal DS2 in the band, the presence of the partial discharge is determined and detected. In this way, the partial discharge detection device 14 removes signal components other than the first detection signal DS1 and the second detection signal DS2 that become noise in the detection of the partial discharge from the detection signal DS0, and determines the presence of the partial discharge. Therefore, the detection accuracy of partial discharge can be improved.
  • the first determination unit 54 determines the start time ST based on the first detection signal DS1 having a frequency higher than that of the extraction frequency band and less noise, thereby improving the determination of the start time ST. Thus, the determination accuracy of partial discharge can be improved.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating functions of the processing unit 134 of the partial discharge detection device 114 according to the second embodiment.
  • the processing unit 134 of the partial discharge detection device 114 includes a high-pass filter 40, a bandpass filter 42, a peak detection unit 60, a control device 44, and an output unit 46.
  • the peak detector 60 dulls the peak of the high-frequency first detection signal DS1 transmitted by the high-pass filter 40 to a low frequency.
  • the peak detection unit 60 blunts the peak of the first detection signal DS1 so that the time width (for example, half-value width) of each peak having an intensity equal to or greater than the detection threshold value is increased.
  • the detection threshold is, for example, smaller than the first intensity threshold Th1.
  • the control unit 50 of the control device 44 includes a first determination unit 54, a second determination unit 56, and a wavelet processing unit 62.
  • the control unit 50 functions as the first determination unit 54, the second determination unit 56, and the wavelet processing unit 62 by, for example, reading the determination program stored in the storage unit 52.
  • the first determination unit 54 compares the intensity of the first detection signal DS1 blunted by the peak detection unit 60 with the first intensity threshold Th1.
  • the first determination unit 54 outputs the time when the intensity of the first detection signal DS1 is equal to or greater than the first intensity threshold Th1 to the second determination unit 56 as the start time ST.
  • the wavelet processing unit 62 performs wavelet processing on the second detection signal DS2 including noise or the like, thereby reducing the noise in the extraction frequency band between the second frequency and the third frequency. To extract.
  • the bandpass filter 42 and the wavelet processing unit 62 are examples of the second filter unit.
  • the band pass filter 42 may be omitted.
  • the wavelet processing unit 62 performs wavelet processing on the detection signal DS0 to extract the second detection signal DS2 in the extraction frequency band between the second frequency and the third frequency.
  • the wavelet processing unit 62 executes wavelet processing based on the optimum wavelet analysis selected to extract the second detection signal DS2 with less noise from the wavelet database including a plurality of wavelet analyzes stored in advance in the storage unit 52. May be.
  • the wavelet processing unit 62 executes wavelet processing between step S102 and step S106 in the flowchart of FIG.
  • the wavelet processing unit 62 outputs the extracted second detection signal DS2 to the second determination unit 56.
  • the second determination unit 56 determines the presence of the partial discharge based on the second detection signal DS2 obtained by the wavelet processing unit 62 performing the wavelet processing.
  • the start time ST is more reliably determined. Can be determined.
  • the wavelet processing unit 62 of the control unit 50 performs wavelet processing on the detection signal DS0 to generate the second detection signal DS2, so that the frequency band for extracting the second detection signal DS2 can be easily changed. Yes. Furthermore, since the wavelet processing unit 62 performs wavelet processing on the second detection signal DS2 transmitted by the bandpass filter 42, the partial discharge detection device 114 can further reduce the noise of the second detection signal DS2.
  • FIG. 7 is an overall configuration diagram of an electric device system 210 having the partial discharge detection device 214 of the third embodiment.
  • the partial discharge detection device 214 of the third embodiment includes a transmission unit 32, a signal acquisition unit 230, and a processing unit 34.
  • the transmission unit 32 includes an internal wiring 64 that is an example of a first wiring and is also called a core wire, an outer peripheral wiring 66 that is an example of a second wiring, and an insulating member 68.
  • the internal wiring 64 and the outer peripheral wiring 66 include a conductive material such as copper.
  • the internal wiring 64 and the outer peripheral wiring 66 electrically connect the signal acquisition unit 230 and the processing unit 34. As a result, the transmission unit 32 transmits the detection signal acquired by the signal acquisition unit 230 to the high-pass filter 40 and the band-pass filter 42.
  • the outer peripheral wiring 66 is provided on the outer peripheral side of the internal wiring 64 so as to surround the internal wiring 64.
  • the insulating member 68 includes an insulating material.
  • the insulating member 68 is provided between the internal wiring 64 and the outer peripheral wiring 66 and on the outer peripheral side of the outer peripheral wiring 66. Thereby, the insulating member 68 electrically insulates the internal wiring 64 and the outer peripheral wiring 66 from each other.
  • the insulating member 68 provided on the outer peripheral side of the outer peripheral wiring 66 is also called a sheath.
  • the signal acquisition unit 230 includes a first electrode 70, a second electrode 72, a first connection wiring 74, and a second connection wiring 76.
  • the first electrode 70 and the second electrode 72 are formed in a planar shape.
  • the first electrode 70 and the second electrode 72 include a conductive material.
  • the first electrode 70 is provided on the box 20 through an insulating film 78 containing an insulating paint or the like.
  • the first electrode 70 acquires the detection signal DS0.
  • the relative dielectric constant of the insulating film 78 is preferably as small as possible.
  • the first electrode 70 is installed substantially parallel to one surface of the box 20.
  • the first electrode 70 is connected to the first connection wiring 74. Thereby, the first electrode 70 is electrically connected to the internal wiring 64 of the transmission unit 32 via the first connection wiring 74.
  • the second electrode 72 is disposed on the opposite side of the box 20 with the first electrode 70 interposed therebetween. That is, the second electrode 72 is provided farther from the box body 20 than the first electrode 70.
  • the second electrode 72 is disposed closer to the box body 20 than the end of the transmission section 32 on the box body 20 side.
  • the second electrode 72 is disposed at a distance d from the first electrode 70. Air or an insulating material is interposed between the second electrode 72 and the first electrode 70. Accordingly, the second electrode 72 is electrically insulated from the first electrode 70.
  • the second electrode 72 is installed substantially parallel to the first electrode 70 and one surface of the box 20.
  • An opening 73 for passing the first connection wiring 74 is formed at the center of the second electrode 72.
  • the second electrode 72 is connected to the second connection wiring 76. Accordingly, the second electrode 72 is electrically connected to the outer peripheral wiring 66 of the transmission unit 32 via the second connection wiring 76.
  • the second electrode 72 is electrically floating.
  • the second electrode 72 may be connected to a
  • the distance d between the first electrode 70 and the second electrode 72 is preferably set so that the intensity V of the detection signal DS0 expressed by the following equation (1) is maximized.
  • V E ⁇ sin (2 ⁇ d / ⁇ ) (1)
  • E in Equation (1) is the maximum value of the intensity V of the detection signal DS0.
  • ⁇ is a wavelength corresponding to one of the frequencies of the first detection signal DS1 and the second detection signal DS2.
  • the wavelength ⁇ is more preferably a wavelength corresponding to the frequency band for extracting the second detection signal DS2 having a low intensity. Therefore, it is preferable that the distance d satisfies the following formula (2).
  • n is a positive integer.
  • d (2n + 1) ⁇ / 4 (2)
  • the second electrode 72 has the same shape and the same area as one surface of the opposing box 20.
  • the signal acquisition unit 230 of the partial discharge detection device 214 is connected to the outer peripheral wiring 66 of the transmission unit 32 and has the second electrode 72 facing the box 20 and the first electrode 70.
  • the first electrode 70 responds to partial discharge with an electromotive force generated by a linear electric field generated between the first electrode 70 and the second electrode 72, which is a potential based on the potential of the second electrode 72.
  • the detection signal DS0 is acquired from the electric device 12. Accordingly, the signal acquisition unit 230 can stabilize the detection signal DS0 by reducing fluctuation of the detection signal DS0 due to the influence of the charge amount of the partial discharge that varies depending on the length and arrangement of the transmission unit 32.
  • the partial discharge detection device 214 a capacitance is formed between the first electrode 70 and one surface of the box 20. Thereby, the 1st electrode 70 acquires the change of the potential of one surface of the box 20 as the detection signal DS0.
  • the partial discharge detection device 214 since the partial discharge detection device 214 has the second electrode 72 facing one surface of the box 20, a current corresponding to the magnitude of the surface current flowing on one surface of the box 20 flows to the second electrode 72.
  • the partial discharge detection device 214 can increase the detection signal DS0 acquired by the first electrode 70, and can relatively reduce noise.
  • the area of the second electrode 72 is the same as that of one surface of the opposing box 20, the detection signal DS0 can be increased while suppressing the partial discharge detection device 214 from being enlarged.
  • the detection signal DS0 can be further increased by arranging the position of the second electrode 72 at the position indicated by the expression (2).
  • the second electrode 72 is disposed closer to the box body 20 than the transmission unit 32. Thereby, since the 2nd electrode 72 can interrupt
  • FIG. 8 is an overall configuration diagram of an electric device system 310 having a partial discharge detection device 314 of the fourth embodiment.
  • the partial discharge detection device 314 of the fourth embodiment includes a signal acquisition unit 330, a transmission unit 32, and a processing unit 34.
  • the signal acquisition unit 330 includes a first electrode 70, a second electrode 72, a first connection wiring 74, and a second connection wiring 376.
  • the second connection wiring 376 has a folded portion 377.
  • the folded portion 377 extends from the vicinity of the second electrode 72 to the vicinity of the first electrode 70, folds in the vicinity of the first electrode 70, and extends to the second electrode 72.
  • the forward current and the backward current flowing through the folded portion 377 of the second connection wiring 376 cancel each other, so that electromagnetic noise can be reduced.
  • FIG. 9 is an overall configuration diagram of an electric device system 410 having a partial discharge detection device 414 of the fifth embodiment.
  • the partial discharge detection device 414 of the fifth embodiment includes a signal acquisition unit 430, a transmission unit 32, and a processing unit 34.
  • the signal acquisition unit 430 includes a first electrode 470, a second electrode 472, a first connection wiring 74, and a second connection wiring 76.
  • the first electrode 470 and the second electrode 472 are formed in a planar shape.
  • the first electrode 470 and the second electrode 472 are disposed substantially parallel to one surface of the box 20.
  • the second electrode 472 is provided on the box 20 via an insulating film 78 containing an insulating paint or the like.
  • the first electrode 470 is disposed on the opposite side of the box 20 with the second electrode 472 interposed therebetween. That is, the second electrode 472 is provided closer to the box body 20 than the first electrode 470.
  • the potential of the second electrode 472 and the potential of the box 20 can be made substantially equal in a high-frequency signal. Therefore, in the partial discharge detection apparatus 414, the noise of the detection signal DS0 acquired by the first electrode 470 can be reduced, and the detection signal DS0 can be stabilized.
  • the configuration having the processing unit 34 has been described as an example, but the processing unit may have other configurations.
  • the third to fifth embodiments may include a processing unit that can determine the presence of another partial discharge such as the processing unit 134.
  • the other processing unit includes any of the high-pass filter 40, the band-pass filter 42, and the wavelet processing unit 62, and any of them may be omitted.
  • the box 20 is taken as an example of the housing member, but is not limited thereto.
  • the housing member may be made of an insulating material in which the electric device 22 is molded.
  • the signal acquisition units 30, 230, 330, and 430 are provided in the insulating material of the mold.
  • the determination result is output to that effect, but the present invention is not limited to this.
  • a determination result indicating that the partial discharge exists may be output.
  • the first determination unit 54 and the second determination unit 56 may output a determination result indicating that a partial discharge exists.
  • An example of the determination cycle is twice the cycle of AC power supplied from the power supply 90 to the electrical device 22. The value of this determination cycle is due to the occurrence of partial discharge at a cycle twice that of the AC power.

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Abstract

部分放電検出装置の部分放電の検出精度は十分でない。部分放電検出装置は、信号取得部と、第１フィルタ部と、第２フィルタ部と、判定部と、を備える。信号取得部は、電気機器を収容した収容部材に設けられて検出信号を取得する。第１フィルタ部は、前記検出信号に含まれる、第１周波数以上の周波数の第１検出信号を抽出する。第２フィルタ部は、前記検出信号に含まれる、第２周波数と第３周波数との間の周波数帯域の第２検出信号を抽出する。判定部は、前記第１検出信号及び前記第２検出信号に基づいて、部分放電の存在を判定する。

Description

部分放電検出装置
　実施形態は、部分放電検出装置に関する。
　電気機器及び電気機器を収容する箱体を有する電気装置の内部の破損等に起因する部分放電を検出する部分放電検出装置が知られている。
特開２０１１－１４９８９６号公報 特開２０１２－２２０２０９号公報 特開２０１２－２２０２０８号公報
　しかしながら、部分放電検出装置の部分放電の検出精度は十分と言えないといった課題がある。
　実施形態は、上記に鑑みてなされたものであって、部分放電の検出精度を向上させることができる部分放電検出装置を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、実施形態の部分放電検出装置は、信号取得部と、第１フィルタ部と、第２フィルタ部と、判定部と、を備える。信号取得部は、電気機器を収容した収容部材に設けられて検出信号を取得する。第１フィルタ部は、前記検出信号に含まれる、第１周波数以上の周波数の第１検出信号を抽出する。第２フィルタ部は、前記検出信号に含まれる、第２周波数と第３周波数との間の周波数帯域の第２検出信号を抽出する。判定部は、前記第１検出信号及び前記第２検出信号に基づいて、部分放電の存在を判定する。
図１は、第１実施形態の部分放電検出装置を有する電気装置システムの斜視図である。 図２は、第１実施形態の電気装置システムの回路構成を説明する内部構成図である。 図３は、第１実施形態の部分放電検出装置の処理部の機能を示すブロック図である。 図４は、検出信号を説明する図である。 図５は、制御部が実行する判定用プログラムのフローチャートである。 図６は、第２実施形態の部分放電検出装置の処理部の機能を示すブロック図である。 図７は、第３実施形態の部分放電検出装置を有する電気装置システムの全体構成図である。 図８は、第４実施形態の部分放電検出装置を有する電気装置システムの全体構成図である。 図９は、第５実施形態の部分放電検出装置を有する電気装置システムの全体構成図である。
　以下の例示的な実施形態や変形例には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、同様の構成要素には共通の符号が付されるとともに、重複する説明が部分的に省略される。実施形態や変形例に含まれる部分は、他の実施形態や変形例の対応する部分と置き換えて構成されることができる。また、実施形態や変形例に含まれる部分の構成や位置等は、特に言及しない限りは、他の実施形態や変形例と同様である。
　実施形態による部分放電検出装置は、電気装置の電気機器をモールドする絶縁材料の破損等に起因する部分放電の存在を、検出信号から抽出した部分放電に由来する第１検出信号及び第２検出信号に基づいて判定して検出する。
　＜第１実施形態＞
　図１は、第１実施形態の部分放電検出装置１４を有する電気装置システム１０の斜視図である。図１に示すように、電気装置システム１０は、電気装置１２と、部分放電検出装置１４とを備える。
　電気装置１２は、収容部材の一例である箱体２０と、電気機器２２と、接地部材２４とを有する。
　箱体２０は、金属等の導体材料を含む。箱体２０は、例えば、６枚の平面を有する中空の直方体形状に構成されている。箱体２０は、電気機器２２及び接地部材２４を収容して保持する。
　電気機器２２は、箱体２０の内部に設けられている。電気機器２２は、電気的な動作をする電気部品である。電気機器２２は、例えば、遮断器、スイッチ及び主回路導体等である。
　接地部材２４は、箱体２０の内部に設けられている。接地部材２４は、地面等の接地電位に接続されている。接地部材２４は、箱体２０及び電気機器２２を接地する。
　部分放電検出装置１４は、信号取得部３０と、伝送部３２と、処理部３４とを有する。
　信号取得部３０は、箱体２０に設けられている。信号取得部３０は、例えば、絶縁材料を介して、箱体２０に固定または設置されている。信号取得部３０は、例えば、電極を含む。信号取得部３０は、部分放電に起因する電気的な変化（例えば、表面電位の変化）を示す検出信号ＤＳ０を取得する。
　伝送部３２は、信号取得部３０と処理部３４とを接続する。伝送部３２の一例は、同軸ケーブルである。伝送部３２は、信号取得部３０が取得した検出信号ＤＳ０を処理部３４へ伝送する。
　処理部３４は、伝送部３２を介して、信号取得部３０から検出信号ＤＳ０を取得する。処理部３４は、検出信号ＤＳ０に基づいて、部分放電の存在を判定して検出する処理を実行する。
　図２は、第１実施形態の電気装置システム１０の回路構成を説明する内部構成図である。図２に示すように、電気機器２２は、商用電源等の電源９０に接続されている。電気機器２２は、電源９０から交流電力を受電する。
　電気機器２２及び箱体２０は、接地部材２４に接続されている。これにより、電気機器２２及び箱体２０は、接地部材２４を介して、接地電位に接続される。この結果、電気機器２２及び箱体２０は、接地部材２４を介して、矢印ＡＲ１で示すように、接地電位との間で電流を流す。
　箱体２０の内部には空気または樹脂等の絶縁材料が充填されている。これにより、電気機器２２は、絶縁材料によってモールドされる。電気機器２２は箱体２０と間隔を空けて配置されている。これにより、電気機器２２と箱体２０との間には、容量が構成される。この結果、矢印ＡＲ２で示すように、電気機器２２と箱体２０とを含む回路に電流が流れる。更に、箱体２０に流れる電流が生じさせた起電力が、矢印ＡＲ３で示すように、部分放電検出装置１４へと電流を流す。
　図３は、第１実施形態の部分放電検出装置１４の処理部３４の機能を示すブロック図である。図３に示すように、部分放電検出装置１４の処理部３４は、第１フィルタ部の一例であるハイパスフィルタ４０と、第２フィルタ部の一例であるバンドパスフィルタ４２と、制御装置４４と、出力部４６とを備える。
　ハイパスフィルタ４０は、伝送部３２を介して、信号取得部３０と接続されている。ハイパスフィルタ４０は、信号取得部３０から検出信号ＤＳ０を受信する。ハイパスフィルタ４０は、検出信号ＤＳ０に含まれる、予め定められた第１周波数以上の周波数の第１検出信号ＤＳ１を抽出して通過させ、第１周波数未満の周波数の検出信号ＤＳ０を遮断する。第１周波数の一例は、１００ＭＨｚである。ハイパスフィルタ４０は、制御装置４４と接続されている。ハイパスフィルタ４０は、第１検出信号ＤＳ１を制御装置４４へと送信する。
　バンドパスフィルタ４２は、伝送部３２を介して、信号取得部３０と接続されている。バンドパスフィルタ４２は、信号取得部３０から検出信号ＤＳ０を受信する。バンドパスフィルタ４２は、検出信号ＤＳ０に含まれる、第２周波数と第３周波数との間の周波数帯域である抽出用周波数帯域の第２検出信号ＤＳ２を抽出して通過させ、抽出用周波数帯域以外の検出信号ＤＳ０を遮断する。第２周波数及び第３周波数は、第１周波数よりも小さい。第２周波数の一例は、１ＭＨｚである。第３周波数の一例は、２０ＭＨｚである。バンドパスフィルタ４２は、制御装置４４と接続されている。バンドパスフィルタ４２は、第２検出信号ＤＳ２を制御装置４４へと送信する。
　制御装置４４は、制御部５０と、記憶部５２とを有する。制御装置４４の一例は、マイクロコンピュータ等のコンピュータである。
　制御部５０は、例えば、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）等のプロセッサを含む演算装置である。制御部５０は、判定部の一例である第１判定部５４及び第２判定部５６を有する。第１判定部５４及び第２判定部５６は、伝送部３２によって伝送された第１検出信号ＤＳ１及び第２検出信号ＤＳ２に基づいて、部分放電の存在を判定して検出する。制御部５０は、例えば、記憶部５２に記憶された判定用プログラムを読み込むことによって、第１判定部５４及び第２判定部５６として機能する。第１判定部５４及び第２判定部５６の少なくとも一部は、回路等のハードウエアによって構成してもよい。
　第１判定部５４は、第１検出信号ＤＳ１及び第２検出信号ＤＳ２のいずれか一方の強度が予め定められた第１強度閾値Ｔｈ１以上となった時刻である開始時刻ＳＴを抽出する。本実施形態の第１判定部５４は、第１検出信号ＤＳ１の強度が第１強度閾値Ｔｈ１以上となった開始時刻ＳＴを抽出する。第１判定部５４は、開始時刻ＳＴを第２判定部５６へ出力する。
　第２判定部５６は、開始時刻ＳＴから判定時間ＪＴの間に第１検出信号ＤＳ１及び第２検出信号ＤＳ２の他方の強度が予め定められた第２強度閾値Ｔｈ２以上となった場合、部分放電が存在すると判定する。判定時間ＪＴは、一般的な部分放電が継続する時間であり、例えば、数μ秒である。開始時刻ＳＴから判定時間ＪＴの間に第２検出信号ＤＳ２の強度が第２強度閾値Ｔｈ２以上となった場合、本実施形態の第２判定部５６は、部分放電が存在すると判定する。一方、第２検出信号ＤＳ２の強度が開始時刻ＳＴから判定時間ＪＴの間に第２強度閾値Ｔｈ２以上とならない場合、第２判定部５６は、部分放電が存在しないと判定する。この場合、第２検出信号ＤＳ２の強度は第１検出信号ＤＳ１の強度よりも小さくなることが多いので、第２強度閾値Ｔｈ２は、第１強度閾値Ｔｈ１よりも小さいことが好ましい。第２判定部５６は、部分放電の存在を判定した結果である判定結果を出力部４６へ送信する。
　記憶部５２は、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、ＨＤＤ（Hard　Disk　Drive）等の記憶装置を含む。記憶部５２は、制御部５０によって実行される判定用プログラム等のプログラム、及び、プログラムの実行において使用されるパラメータ等を記憶する。記憶部５２は、例えば、判定時間ＪＴ、第１強度閾値Ｔｈ１及び第２強度閾値Ｔｈ２等をパラメータとして記憶する。
　出力部４６の一例は、液晶ディスプレイ等の画像表示装置である。出力部４６は、制御部５０の第２判定部５６から判定結果を取得する。出力部４６は、部分放電の判定結果を示す画像を表示して出力する。出力部４６は、音声等によって判定結果を出力してもよい。
　図４は、検出信号を説明する図である。図４に示すように、信号取得部３０は、箱体２０の表面電位の時間変化を検出信号ＤＳ０として取得する。
　ハイパスフィルタ４０は、検出信号ＤＳ０のうち、第１周波数である１００ＭＨｚ以上の周波数の第１検出信号ＤＳ１を通過させて、制御部５０へと送信する。バンドパスフィルタ４２は、第２周波数である１ＭＨｚと第３周波数である２０ＭＨｚとの間の抽出用周波数帯域の第２検出信号ＤＳ２を通過させて、制御部５０へと送信する。
　一般に、部分放電は、電気機器２２に電源９０から供給される交流電力の周波数の２倍の周波数で数μ秒の間発生する場合が多い。本願発明者は、複数種の電気機器２２によって発生する数μ秒の各部分放電を測定した。これにより、本願発明者は、各部分放電が電磁波に由来すると考えられる１００ＭＨｚ（即ち、第１周波数）以上の第１検出信号ＤＳ１と、部分放電によって接地電位へと流れる接地電流に由来すると考えられる１ＭＨｚ（即ち、第２周波数）と２０ＭＨｚ（即ち、第３周波数）との間の周波数帯域の第２検出信号ＤＳ２とを含むことを見出した。即ち、本願発明者は、部分放電が存在する時間帯に、第１検出信号ＤＳ１及び第２検出信号ＤＳ２の両方が強くなることを見出した。
　例えば、部分放電は、第１検出信号ＤＳ１及び第２検出信号ＤＳ２の両方の電位（即ち、強度）が高くなっている時間帯（図４の点線の四角で示す時間帯）に存在する。一方、図４に一点鎖線の四角で示す時間帯は、第１検出信号ＤＳ１及び第２検出信号ＤＳ２のいずれか一方の電位しか高くなっていないので、部分放電は存在しない。これにより、制御部５０は、第１検出信号ＤＳ１の強度が第１強度閾値Ｔｈ１以上となる開始時刻ＳＴから判定時間ＪＴの間に、第２検出信号ＤＳ２が第２強度閾値Ｔｈ２以上となった場合、部分放電が存在すると判定できる。このように、制御部５０は、第１検出信号ＤＳ１及び第２検出信号ＤＳ２の強度に基づいて、部分放電の存在を判定することができる。
　図５は、制御部５０が実行する判定用プログラムのフローチャートである。制御部５０は、記憶部５２から判定用プログラムを読み込むことによって、図５に示すフローチャートの処理を開始する。
　図５に示すように、制御部５０の第１判定部５４は、ハイパスフィルタ４０から第１検出信号ＤＳ１を取得する（Ｓ１００）。例えば、第１判定部５４は、第１検出信号ＤＳ１の電位または当該電位の絶対値（即ち、大きさ）に対応する強度を取得する。
　第１判定部５４は、記憶部５２から第１強度閾値Ｔｈ１を取得して、第１検出信号ＤＳ１の強度が第１強度閾値Ｔｈ１以上か否かを判定する（Ｓ１０２）。第１判定部５４は、第１検出信号ＤＳ１の強度が第１強度閾値Ｔｈ１以上でないと判定すると（Ｓ１０２：Ｎｏ）、ステップＳ１００以降を繰り返す。この後、第１判定部５４は、第１検出信号ＤＳ１の強度が第１強度閾値Ｔｈ１以上となるまで、ステップＳ１００、Ｓ１０２を繰り返す。
　第１判定部５４は、第１検出信号ＤＳ１の強度が第１強度閾値Ｔｈ１以上であると判定すると（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、当該判定の時刻を開始時刻ＳＴとして、第２判定部５６へ出力する（Ｓ１０４）。
　第２判定部５６は、開始時刻ＳＴを取得すると、バンドパスフィルタ４２から第２検出信号ＤＳ２を取得する（Ｓ１０６）。第２判定部５６は、第２検出信号ＤＳ２の電位または当該電位の絶対値（即ち、大きさ）に対応する強度を取得する。尚、第２判定部５６は、開始時刻ＳＴとともに、第１判定部５４を介してバンドパスフィルタ４２から第２検出信号ＤＳ２を取得してもよい。
　第２判定部５６は、記憶部５２から第２強度閾値Ｔｈ２を取得して、第２検出信号ＤＳ２の強度が第２強度閾値Ｔｈ２以上か否かを判定する（Ｓ１０８）。
　第２判定部５６は、第２検出信号ＤＳ２の強度が第２強度閾値Ｔｈ２以上でないと判定すると（Ｓ１０８：Ｎｏ）、記憶部５２から判定時間ＪＴを取得して、開始時刻ＳＴから判定時間ＪＴが経過したか否かを判定する（Ｓ１１０）。第２判定部５６は、判定時間ＪＴが経過していないと判定すると（Ｓ１１０：Ｎｏ）、ステップＳ１０６以降を繰り返す。即ち、第２判定部５６は、第２検出信号ＤＳ２の強度が第２強度閾値Ｔｈ２以上とならない場合、開始時刻ＳＴから判定時間ＪＴが経過するまで、ステップＳ１０６、Ｓ１０８を繰り返す。
　一方、第２判定部５６は、開始時刻ＳＴから判定時間ＪＴが経過したと判定すると（Ｓ１１０：Ｙｅｓ）、ステップＳ１００以降を繰り返す。このように、判定時間ＪＴ内に第２検出信号ＤＳ２の強度が第２強度閾値Ｔｈ２以上とならないことは、第１検出信号ＤＳ１及び第２検出信号ＤＳ２の両方の強度が同じ時間帯内で大きくならなかったことを意味する。この場合、第２判定部５６は、部分放電が存在しないと判定して、ステップＳ１００以降を繰り返す。
　ここで、開始時刻ＳＴから判定時間ＪＴ内に第２検出信号ＤＳ２の強度が第２強度閾値Ｔｈ２以上となった場合、第１検出信号ＤＳ１及び第２検出信号ＤＳ２の両方の強度が同じ時間帯内で大きくなっていることを意味し、部分放電が存在することを示す。この場合、第２判定部５６は、第２検出信号ＤＳ２の強度が第２強度閾値Ｔｈ２以上になったと判定することにより（Ｓ１０８：Ｙｅｓ）、部分放電が存在すると判定して、存在する旨の判定結果を出力部４６へ送信する（Ｓ１１２）。この後、出力部４６は、当該判定結果を画像または音声等によって出力する。
　上述したように、部分放電検出装置１４では、第１判定部５４及び第２判定部５６が、検出信号ＤＳ０のうち、部分放電によって大きくなる第１周波数以上の第１検出信号ＤＳ１及び抽出用周波数帯域の第２検出信号ＤＳ２に基づいて、部分放電の存在を判定して検出している。このように、部分放電検出装置１４は、部分放電の検出においてノイズとなる第１検出信号ＤＳ１及び第２検出信号ＤＳ２以外の信号成分を検出信号ＤＳ０から除去して、部分放電の存在を判定するので、部分放電の検出精度を向上させることができる。
　部分放電検出装置１４では、第１判定部５４が、抽出用周波数帯域よりも周波数が高くノイズの少ない第１検出信号ＤＳ１に基づいて開始時刻ＳＴを判定するので、開始時刻ＳＴの判定を向上させて、部分放電の判定精度を向上させることができる。
　＜第２実施形態＞
　図６は、第２実施形態の部分放電検出装置１１４の処理部１３４の機能を示すブロック図である。図６に示すように、部分放電検出装置１１４の処理部１３４は、ハイパスフィルタ４０と、バンドパスフィルタ４２と、ピーク検波部６０と、制御装置４４と、出力部４６とを備える。
　ピーク検波部６０は、ハイパスフィルタ４０が送信した高周波数の第１検出信号ＤＳ１のピークを鈍らせ低周波にする。例えば、ピーク検波部６０は、検波用閾値以上の強度を有する各ピークの時間幅（例えば、半値幅）が広がるように、第１検出信号ＤＳ１のピークを鈍らせる。検波用閾値は、例えば、第１強度閾値Ｔｈ１よりも小さい。
　制御装置４４の制御部５０は、第１判定部５４と、第２判定部５６と、ウェーブレット処理部６２とを有する。制御部５０は、例えば、記憶部５２に記憶された判定用プログラムを読み込むことによって、第１判定部５４、第２判定部５６及びウェーブレット処理部６２として機能する。
　第１判定部５４は、ピーク検波部６０が鈍らせた第１検出信号ＤＳ１の強度と第１強度閾値Ｔｈ１とを比較する。第１判定部５４は、第１検出信号ＤＳ１の強度が第１強度閾値Ｔｈ１以上となった時刻を開始時刻ＳＴとして、第２判定部５６へ出力する。
　ウェーブレット処理部６２は、ノイズ等を含む第２検出信号ＤＳ２にウェーブレット処理を実行することにより、第２周波数と第３周波数との間の抽出用周波数帯域のノイズが低減された第２検出信号ＤＳ２を抽出する。本実施形態では、バンドパスフィルタ４２及びウェーブレット処理部６２が、第２フィルタ部の一例である。
　本実施形態では、バンドパスフィルタ４２を省略してもよい。この場合、ウェーブレット処理部６２は、検出信号ＤＳ０にウェーブレット処理を実行して、第２周波数と第３周波数との間の抽出用周波数帯域の第２検出信号ＤＳ２を抽出する。
　ウェーブレット処理部６２は、記憶部５２に予め格納された複数のウェーブレット解析を含むウェーブレットデータベースから、ノイズの少ない第２検出信号ＤＳ２を抽出するために選択した最適なウェーブレット解析に基づいてウェーブレット処理を実行してもよい。
　ウェーブレット処理部６２は、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１０２とステップＳ１０６との間で、ウェーブレット処理を実行する。ウェーブレット処理部６２は、抽出した第２検出信号ＤＳ２を第２判定部５６へ出力する。
　第２判定部５６は、ウェーブレット処理部６２がウェーブレット処理を実行した第２検出信号ＤＳ２に基づいて、部分放電の存在を判定する。
　第２実施形態の部分放電検出装置１１４では、ピーク検波部６０が鈍らせた第１検出信号ＤＳ１に基づいて、第１判定部５４が開始時刻ＳＴを判定するので、より確実に開始時刻ＳＴを判定することができる。
　部分放電検出装置１１４では、制御部５０のウェーブレット処理部６２が検出信号ＤＳ０をウェーブレット処理して第２検出信号ＤＳ２を生成するので、第２検出信号ＤＳ２の抽出用周波数帯域の変更等に容易に対応できる。更に、ウェーブレット処理部６２は、バンドパスフィルタ４２が送信した第２検出信号ＤＳ２に対してウェーブレット処理を実行するので、部分放電検出装置１１４は、第２検出信号ＤＳ２のノイズをより低減できる。
　＜第３実施形態＞
　図７は、第３実施形態の部分放電検出装置２１４を有する電気装置システム２１０の全体構成図である。図７に示すように、第３実施形態の部分放電検出装置２１４は、伝送部３２と、信号取得部２３０と、処理部３４とを備える。
　伝送部３２は、第１配線の一例であり芯線とも呼ばれる内部配線６４と、第２配線の一例である外周配線６６と、絶縁部材６８とを有する。内部配線６４及び外周配線６６は、銅等の導電性材料を含む。内部配線６４及び外周配線６６は、信号取得部２３０と処理部３４とを電気的に接続する。これにより、伝送部３２は、信号取得部２３０が取得した検出信号をハイパスフィルタ４０及びバンドパスフィルタ４２へ伝送する。外周配線６６は、内部配線６４を囲むように、内部配線６４の外周側に設けられている。絶縁部材６８は、絶縁材料を含む。絶縁部材６８は、内部配線６４と外周配線６６との間、及び、外周配線６６の外周側に設けられている。これにより、絶縁部材６８は、内部配線６４と外周配線６６とを電気的に絶縁する。尚、外周配線６６の外周側に設けられた絶縁部材６８は、シースとも呼ばれる。
　信号取得部２３０は、第１電極７０と、第２電極７２と、第１接続配線７４と、第２接続配線７６とを有する。
　第１電極７０及び第２電極７２は、平面状に構成されている。第１電極７０及び第２電極７２は、導電性材料を含む。
　第１電極７０は、絶縁塗料等を含む絶縁膜７８を介して、箱体２０に設けられている。第１電極７０は、検出信号ＤＳ０を取得する。尚、絶縁膜７８の比誘電率は、小さいほど好ましい。第１電極７０は、箱体２０の一面とほぼ平行に設置されている。第１電極７０は、第１接続配線７４と接続されている。これにより、第１電極７０は、第１接続配線７４を介して、伝送部３２の内部配線６４と電気的に接続される。
　第２電極７２は、第１電極７０を挟み、箱体２０の反対側に配置されている。即ち、第２電極７２は、第１電極７０よりも箱体２０の遠方に設けられている。第２電極７２は、伝送部３２の箱体２０側の端部よりも、箱体２０側に配置されている。第２電極７２は、第１電極７０と間隔ｄを空けて配置されている。第２電極７２と第１電極７０との間には、空気または絶縁材料等が介在している。従って、第２電極７２は、第１電極７０と電気的に絶縁されている。第２電極７２は、第１電極７０及び箱体２０の一面とほぼ平行に設置されている。第２電極７２の中央部には、第１接続配線７４を通すための開口７３が形成されている。第２電極７２は、第２接続配線７６と接続されている。これにより、第２電極７２は、第２接続配線７６を介して、伝送部３２の外周配線６６と電気的に接続される。第２電極７２は、電気的にフローティングしている。尚、第２電極７２は、地面等の接地電位に接続されていてもよい。
　次に、第１電極７０と第２電極７２との間の間隔ｄの一例について説明する。第１電極７０及び第２電極７２と間の間隔ｄは、次の式（１）で示す検出信号ＤＳ０の強度Ｖが最大になるように設定することが好ましい。
　Ｖ＝Ｅ×ｓｉｎ（２πｄ／λ）　　・・・（１）
　尚、式（１）における“Ｅ”は検出信号ＤＳ０の強度Ｖの最大値である。“λ”は、第１検出信号ＤＳ１及び第２検出信号ＤＳ２のいずれかの周波数に対応する波長である。尚、波長λは、強度の小さい第２検出信号ＤＳ２の抽出用周波数帯域に対応する波長であることがより好ましい。従って、間隔ｄは、次の式（２）を満たすことが好ましい。但し、ｎは正の整数。
　ｄ＝（２ｎ＋１）λ／４　　・・・（２）
　第２電極７２は、箱体２０の一面と対向する領域の面積が大きいほど、大きい電流を流すことができ、検出信号ＤＳ０を大きくできる。従って、第２電極７２は、対向する箱体２０の一面と同じ形状及び同じ面積であることが好ましい。
　上述したように部分放電検出装置２１４の信号取得部２３０は、伝送部３２の外周配線６６と接続され、箱体２０及び第１電極７０と対向する第２電極７２を有する。これにより、第１電極７０は、第２電極７２の電位を基準とする電位である、第１電極７０と第２電極７２との間に生じる直線的な電界による起電力を、部分放電に対応する検出信号ＤＳ０として電気装置１２から取得する。これにより、信号取得部２３０は、伝送部３２の長さ及び配置等によって変化する部分放電の電荷量の影響による検出信号ＤＳ０の揺らぎを低減して、検出信号ＤＳ０を安定させることができる。
　部分放電検出装置２１４では、第１電極７０と箱体２０の一面との間に容量が形成されている。これにより、第１電極７０が、箱体２０の一面の電位の変化を検出信号ＤＳ０として取得する。ここで、部分放電検出装置２１４は、箱体２０の一面と対向する第２電極７２を有するので、箱体２０の一面に流れる表面電流の大きさに応じた電流が第２電極７２に流れる。この結果、部分放電検出装置２１４は、第１電極７０が取得する検出信号ＤＳ０を大きくすることができ、相対的にノイズを小さくすることができる。更に、第２電極７２の面積が、対向する箱体２０の一面と同じ面積なので、部分放電検出装置２１４の大型化を抑制しつつ、検出信号ＤＳ０をより大きくすることができる。
　また、部分放電検出装置２１４では、第２電極７２の位置を式（２）で示す位置に配置することによって、検出信号ＤＳ０をより大きくすることができる。
　部分放電検出装置２１４では、第２電極７２が、伝送部３２よりも箱体２０側に配置されている。これにより、第２電極７２は、箱体２０の一面に流れる電流による電磁波を遮断することができるので、伝送部３２へのノイズとなる当該電磁波の影響を低減できる。
　＜第４実施形態＞
　図８は、第４実施形態の部分放電検出装置３１４を有する電気装置システム３１０の全体構成図である。図８に示すように、第４実施形態の部分放電検出装置３１４は、信号取得部３３０と、伝送部３２と、処理部３４とを備える。
　信号取得部３３０は、第１電極７０と、第２電極７２と、第１接続配線７４と、第２接続配線３７６とを有する。第２接続配線３７６は、折り返し部３７７を有する。折り返し部３７７は、第２電極７２の近傍から第１電極７０の近傍まで延び、第１電極７０の近傍で折り返して、第２電極７２まで延びる。これにより、第２接続配線３７６の折り返し部３７７を流れる往路の電流と復路の電流とが互いに打ち消し合うので、電磁ノイズを低減できる。
　＜第５実施形態＞
　図９は、第５実施形態の部分放電検出装置４１４を有する電気装置システム４１０の全体構成図である。図９に示すように、第５実施形態の部分放電検出装置４１４は、信号取得部４３０と、伝送部３２と、処理部３４とを備える。
　信号取得部４３０は、第１電極４７０と、第２電極４７２と、第１接続配線７４と、第２接続配線７６とを有する。
　第１電極４７０及び第２電極４７２は、平面状に構成されている。第１電極４７０及び第２電極４７２は、箱体２０の一面とほぼ平行に配置されている。
　第２電極４７２は、絶縁塗料等を含む絶縁膜７８を介して、箱体２０に設けられている。第１電極４７０は、第２電極４７２を挟み、箱体２０の反対側に配置されている。即ち、第２電極４７２は、第１電極４７０よりも箱体２０の近傍に設けられている。
　部分放電検出装置４１４では、第２電極４７２が箱体２０に設けられているので、高周波数の信号において、第２電極４７２の電位と箱体２０の電位とをほぼ等しくすることができる。これにより、部分放電検出装置４１４では、第１電極４７０が取得する検出信号ＤＳ０のノイズを低減して、検出信号ＤＳ０を安定化することができる。
　上述した各実施形態は適宜変更してよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
　上述の第３～第５実施形態は、処理部３４を有する構成を例に説明したが、他の構成の処理部を有してもよい。例えば、第３～第５実施形態は、処理部１３４等の他の部分放電の存在を判定可能な処理部を有していてもよい。他の処理部は、ハイパスフィルタ４０、バンドパスフィルタ４２、及び、ウェーブレット処理部６２のいずれかを有し、いずれかを省略していてもよい。
　上述の実施形態では、収容部材として箱体２０を例に挙げたが、これに限定されない。例えば、収容部材は、電気機器２２がモールドされた絶縁材料によって構成してもよい。この場合、信号取得部３０、２３０、３３０、４３０は、モールドの絶縁材料に設けられる。
　上述の実施形態では、第１判定部５４及び第２判定部５６は、部分放電が存在すると一度判定すると、その旨の判定結果を出力したが、これに限定されない。例えば、第１判定部５４及び第２判定部５６が、部分放電が存在すると複数回判定した場合に、部分放電が存在する旨の判定結果を出力してもよい。更に、第１判定部５４及び第２判定部５６は、複数回の部分放電が予め定められた判定用周期ごとに存在すると判定した場合、部分放電が存在する旨の判定結果を出力してもよい。判定用周期の一例は、電源９０が電気機器２２に供給する交流電力の周期の２倍である。この判定用周期の値は、部分放電が当該交流電力の２倍の周期で発生することによる。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims (7)

  1. 　電気機器を収容した収容部材に設けられて検出信号を取得する信号取得部と、
    　前記検出信号に含まれる第１周波数以上の周波数の第１検出信号を抽出する第１フィルタ部と、
    　前記検出信号に含まれる第２周波数と第３周波数との間の周波数帯域の第２検出信号を抽出する第２フィルタ部と、
    　前記第１検出信号及び前記第２検出信号に基づいて、部分放電の存在を判定する判定部と、
    　を備える部分放電検出装置。
  2. 　前記判定部は、
    　前記第１検出信号及び前記第２検出信号のいずれか一方の強度が予め定められた第１強度閾値以上となった時刻である開始時刻から予め定められた判定時間の間に、前記第１検出信号及び前記第２検出信号の他方の強度が予め定められた第２強度閾値以上となった場合、前記部分放電が存在すると判定する
    　請求項１に記載の部分放電検出装置。
  3. 　前記判定部は、
    　前記第１検出信号の強度が前記第１強度閾値以上となった前記開始時刻から前記判定時間の間に、前記第２検出信号の強度が前記第２強度閾値以上となった場合、前記部分放電が存在すると判定する
    　請求項２に記載の部分放電検出装置。
  4. 　前記信号取得部が取得した前記検出信号を前記第１フィルタ部及び前記第２フィルタ部へ伝送する第１配線及び第２配線を有する伝送部を更に備え、
    　前記信号取得部は、
    　前記第１配線と接続され前記検出信号を取得する平面状の第１電極と、
    　前記第２配線と接続され前記第１電極と対向する平面状の第２電極と、
    　を有する請求項１から３のいずれか１項に記載の部分放電検出装置。
  5. 　電気機器を収容した収容部材に設けられて検出信号を取得する信号取得部と、
    　前記信号取得部が取得した検出信号を伝送する第１配線及び第２配線を有する伝送部と、
    　前記伝送部によって伝送された前記検出信号に基づいて、部分放電の存在を判定する判定部と、
    　を備え、
    　前記信号取得部は、
    　前記第１配線と接続され前記検出信号を取得する平面状の第１電極と、
    　前記第２配線と接続される前記第１電極と対向する平面状の第２電極と、
    　を有する部分放電検出装置。
  6. 　前記第２電極は、前記第１電極よりも前記収容部材の遠方に設けられている
    　請求項５に記載の部分放電検出装置。
  7. 　前記第２電極は、前記第１電極よりも前記収容部材の近傍に設けられている
    　請求項５に記載の部分放電検出装置。
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