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公開番号2025132323
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-10
出願番号2024029793
出願日2024-02-29
発明の名称部分放電測定システムおよびその測定装置、部分放電測定方法、部分放電測定プログラム
出願人株式会社明電舎,国立大学法人埼玉大学
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01R 31/12 20200101AFI20250903BHJP(測定;試験)
要約【課題】複雑な演算処理を行うことなく、高周波駆動の高電圧機器の部分放電を測定する。
【解決手段】部分放電測定システム10は固定子コイル2を測定対象とし、結合コンデンサC、検出インピーダンスZ、HPF1、HPF2、LPF、オシロスコープ4、測定装置6を備える。測定装置6の点列データファイル取得部には固定子コイル2の入力電圧およびHPF1またはHPF2を通した出力電圧を時刻情報とペアにした点列データファイルが入力される。ノイズ引き処理部は前記ファイルの出力電圧が閾値の範囲内であればノイズとみなして除去し、閾値外であればPD電圧とみなす。ピーク値取出し部はPD電圧の正負の最大値を比較し、最大絶対値を求める。グラフ描画部は入力電圧の波形および最大絶対値の出力電圧の波形を時刻情報と併せてグラフ描画する。部分放電エネルギー推定部はPDの放電エネルギーを推定する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
測定対象の部分放電を測定する部分放電測定システムであって、
前記測定対象の入力電圧と出力電圧とを取得する回路部と、
前記回路部の取得した各電圧情報に基づき部分放電を測定する測定装置と、
を備え、
前記回路部は、前記出力電圧の基本周波数信号を除去して部分放電信号を取得するハイパスフィルタを備える一方、
前記測定装置は、
前記測定対象の入力電圧と前記ハイパスフィルタを通した出力電圧のそれぞれが時刻情報と併せて前記回路部から入力され、
前記出力電圧の波形に対して事前に定めた閾値の範囲内をノイズとして除去する一方、前記閾値の範囲外を部分放電電圧とするノイズ引き処理部と、
前記部分放電電圧について正負の最大値を取得し、取得された各最大値の大きさを比較することで最大絶対値を求めるピーク取出し処理部と、
前記入力電圧の波形および前記最大絶対値の出力電圧の波形を時刻情報と併せてグラフに描画するグラフ描画部と、
を備えることを特徴とする部分放電測定システム。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
測定対象の入力電圧と出力電圧とを取得する回路部を備え、
前記回路部が前記出力電圧の基本周波数信号を除去して部分放電信号を取得するハイパスフィルタを備えた部分放電測定システムの測定装置であって、
前記測定対象の入力電圧と前記ハイパスフィルタを通した出力電圧のそれぞれが時刻情報と併せて入力され、
前記出力電圧の波形に対して事前に定めた閾値の範囲内をノイズとして除去する一方、前記閾値の範囲外を部分放電電圧とするノイズ引き処理部と、
前記部分放電電圧について正負の最大値を取得し、取得された各最大値の大きさ比較することで最大絶対値を求めるピーク取出し処理部と、
前記入力電圧の波形および前記最大絶対値の出力電圧の波形を時刻情報と併せてグラフに描画するグラフ描画部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項３】
前記点列データファイル取得部は、
１回の入力電圧に対して、少なくとも５０回の出力電圧を取得し、
前記グラフ描画部は、前記入力電圧の波形に前記最大絶対値の各出力電圧を重ね合わせて前記グラフを描画する
ことを特徴とする請求項２記載の測定装置。
【請求項４】
前記グラフ描画部は、
前記グラフを事前に定めた部分放電の放電パターン分布と比較照合することで部分放電の発生原因を推定する
ことを特徴とする請求項２または３記載の測定装置。
【請求項５】
前記最大絶対値の電圧値に基づき部分放電の１回あたりの放電電荷量に換算し、
前記放電電荷量に相当する電流値を算出し、
前記部分放電の総回数分の電流値からジュール熱を算出することで部分放電により生じる放電エネルギーを推定する部分放電エネルギー推定部を
備えることを特徴とする請求項２または３記載の測定装置。
【請求項６】
前記部分放電エネルギー推定部は、
式（１）～（３）を用いて部分放電の放電エネルギーを推定することを特徴とする請求項５記載の測定装置。
TIFF
2025132323000005.tif
50
166
Ｑ
ｊ
＝電荷量
Ｖ
oｕｔ（ｊ）
＝出力電圧
ｊ＝１～ｎ
Ｋ＝定数
TIFF
2025132323000006.tif
50
166
Ｉ＝部分放電の総電流
TIFF
2025132323000007.tif
50
166
Ｒ
t
＝部分放電の発生個所の抵抗値
Ｗ＝放電エネルギー
【請求項７】
測定対象の入力電圧と出力電圧とを取得する回路部と、
前記回路部の取得した各電圧情報に基づき部分放電を測定する測定装置と、
を備え、
前記出力電圧の基本周波数信号を除去して部分放電信号を取得するハイパスフィルタを前記回路部に備えた部分放電測定システムの実行する方法であって、
前記測定装置が、
前記測定対象の入力電圧と前記ハイパスフィルタを通した出力電圧のそれぞれを時刻情報と併せて前記回路部から取得するステップと、
前記出力電圧の波形に対して事前に定めた閾値の範囲内をノイズとして除去する一方、前記閾値の範囲外を部分放電電圧とするステップと、
前記部分放電電圧について正負の最大値を取得し、取得された各最大値を比較することで最大絶対値を求めるステップと、
前記入力電圧の波形および前記最大絶対値の出力電圧の波形を時刻情報と併せてグラフに描画するステップと、
を実行することを特徴とする部分放電測定方法。
【請求項８】
請求項２～６のいずれか記載の前記測定装置としてコンピュータを機能させることを特徴とする部分放電測定プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば回転機・インバータ・静止機器などの高電圧機器を測定対象とし、高電圧機器をから発生する部分放電（ＰａｒｔｉａｌＤｉｓｃｈａｒｇｅ／以下、ＰＤとする。）を検出測定することで絶縁劣化を診断する技術に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の部分放電測定装置は、主に商用周波数（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）の交流電流を印加している高電圧機器の絶縁劣化に用いられていた。ところが、近年は高効率運転のためインバータを使用して周波数・電圧を調整する装置構成が多くなってきている。
【０００３】
例えば３ｋＶ以上の商用周波数の高電圧を、インバータを介して商用周波数を超える周波数（６０Ｈｚ～数百Ｈｚ）に変換して電動機を動作させる方法が提案されている。このときインバータ内部の電力用半導体やその周辺回路がスイッチングすること等に起因してノイズが発生し、ＰＤを捉えることが難しい状況となっている。
【０００４】
このようなＰＤによる絶縁劣化の診断装置として特許文献１が提案され、またＰＤのノイズ除去する装置として特許文献２が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１６－２２３８２１
特開２０２０－０７６６４０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１，２の装置には、以下の問題があった。
【０００７】
（１）特許文献１の装置は、結合コンデンサを介してＰＤが発生したときの電流値を電流センサで計測し、計測値を記録する。ここで記録された計測値に基づき装置内の数式・等価回路で表される現象記述モデルを決定する。この現象記述モデルから絶縁劣化の発生確実性および進行度合いを算出し、算出結果をユーザに提示する。
【０００８】
しかしながら、特許文献１には診断対象の電源周波数が明記されていなく、高周波駆動（例えば１ｋＨｚ程度）の回転機に適さないおそれがある。また、絶縁体のボイドによるＰＤ（ボイド放電）に特化しているため、その他の原因（層間剥離，スロット放電など）によるＰＤの定量的評価に対応できないおそれもある。
【０００９】
（２）特許文献２の部分放電検出装置は、電気機器で発生するＰＤを「φ‐Ｑプロット分布」から発生源を特定し、ＰＤのノイズ除去を図っている。具体的にはＣＴ（電流トランス）・ＡＥ（音響放射検知センサ）・ＴＥＶ（電磁はセンサ）などのセンサからＰＤの発生したときの波形（＝ＰＤ信号＋ノイズ重畳分)を測定する。
【００１０】
この測定結果と過去のノイズ蓄積データの波形と照合して統計処理することでノイズ除去された信号のみを抽出し、機械学習によるデータを基にＰＤの種類を判別し、ユーザに提示する。
（【００１１】以降は省略されています）

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