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公開番号2025149206
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-08
出願番号2024049701
出願日2024-03-26
発明の名称部分放電診断装置、部分放電診断方法、及び部分放電診断システム
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01R 31/12 20200101AFI20251001BHJP(測定;試験)
要約【課題】疑似部分放電が発生する場合にも、部分放電の判定精度の低下を抑制可能な部分放電診断システム、部分放電診断装置、及び部分放電診断方法を提供することである。
【解決手段】本発明の実施形態に係る機器の部分放電診断装置は、絶縁物の部分放電信号の要因判定を実行する部分放電診断装置であって、処理部と、学習モデル生成部と、を備える。処理部は、位相に応じて変動する電気信号における疑似部分放電信号を抑制した所定形式のデータを生成処理する。学習モデル生成部は、データに基づき、前記部分放電の要因、及び前記部分放電の有無の少なくともいずれかを判定する学習モデルを生成する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
絶縁物の部分放電の要因判定を実行可能である部分放電診断装置であって、
位相に応じて変動する電気信号における疑似部分放電信号を抑制した所定形式のデータを生成処理する処理部と、
前記データに基づき、前記部分放電の要因、及び前記部分放電の有無の少なくともいずれかを判定する学習モデルを生成する学習モデル生成部と、
を備える、部分放電診断装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記処理部は、所定の位相範囲の前記電気信号を前記疑似部分放電信号として抑制した前記データを生成する、請求項１に記載の部分放電診断装置。
【請求項３】
前記処理部は、絶対値が所定の大きさ以上である前記電気信号を前記疑似部分放電信号として抑制した前記データを生成する、請求項２に記載の部分放電診断装置。
【請求項４】
前記処理部は、前記電気信号の所定の周波数範囲の前記電気信号を前記疑似部分放電信号として抑制した前記データを生成する、請求項１に記載の部分放電診断装置。
【請求項５】
前記電気信号は、位相差のある複数の信号であり、
前記複数の信号のうちの一つの信号に対して発生するタイミングの部分放電信号が、前記複数の信号のうちの前記一つの信号と異なる信号に対して発生する前記疑似部分放電信号に対応し、
前記処理部は、前記異なる信号に対して、前記一つの信号に対して前記部分放電信号が発生するタイミングに基づく位相範囲の前記電気信号を前記疑似部分放電信号として、抑制する、請求項１に記載の部分放電診断装置。
【請求項６】
前記電気信号は、位相差のある複数の信号であり、
前記処理部は、前記位相が一致するように、前記電気信号の位相を変更する、請求項１に記載の部分放電診断装置。
【請求項７】
前記処理部は、前記データを二次元配列の数値を有する画像データとして生成し、
表示装置に前記画像データを表示させる表示制御部を、更に備える、請求項１に記載の部分放電診断装置。
【請求項８】
電力機器、または、その周囲に取り付けたセンサーによって計測された前記電気信号を取得するデータ取得部を、更に備える、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の部分放電診断装置。
【請求項９】
前記電力機器は、発電機、電動機、インバータ装置、スイッチギア、及びケーブルの少なくともいずれかであり、
前記電気信号は、前記電力機器への印加電圧の位相に対応する電荷量、電流、及び電圧の少なくともいずれかを示す信号である、請求項８に記載の部分放電診断装置。
【請求項１０】
学習用の電気信号を生成、及び前記データ取得部を介して取得の少なくともいずれかを実行する電気信号生成部を、更に備える、請求項９に記載の部分放電診断装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、部分放電診断装置、部分放電診断方法、及び部分放電診断システムに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
プラント設備として、発電機、電動機、インバータ装置、スイッチギア、及びケーブル等の電力機器を備える。電力機器は、導体表面に絶縁物を有しており、絶縁物の絶縁性能は経年劣化する。発電機の発電機コイルのように、温度変化による熱伸縮を繰り返すと、絶縁物に劣化が生じる。このような絶縁物の劣化は、絶縁破壊による電力設備の故障要因となる。
【０００３】
絶縁物が劣化すると電力機器から部分放電が発生することが知られている。このため、部分放電の発生現象に基づき、絶縁状態を判定することが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－１６１７１３号公報
特開２０２３－１８０３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、部分放電に類似した疑似部分放電が発生する場合がある。このような場合に、絶縁状態の判定精度が低下してしまう恐れがある。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、疑似部分放電が発生する場合にも、部分放電の判定精度の低下を抑制可能な部分放電診断システム、部分放電診断装置、及び部分放電診断方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態に係る機器の部分放電診断装置は、絶縁物の部分放電信号の要因判定を実行する部分放電診断装置であって、処理部と、学習モデル生成部と、
を備える。処理部は、位相に応じて変動する電気信号における疑似部分放電信号を抑制した所定形式のデータを生成処理する。学習モデル生成部は、データに基づき、前記部分放電の要因、及び前記部分放電の有無の少なくともいずれかを判定する学習モデルを生成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電力機器の部分放電要因の判定精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
部分放電要因ごとのφ―ｑ―ｎ特性図の様相の違いを例示する図。
部分放電信号と疑似放電信号の例を示す図。
Ｕ相およびＷ相により発生した部分放電信号がＶ相に重畳した場合の例を示す図。
部分放電診断システムの構成例を示すブロック図。
データ処理部の構成例を示すブロック図。
演算部によるφ―ｑ特性図の生成方法例を示す図。
演算部によるφ―ｑ―ｎ特性図の生成方法例を示す図。
電気信号の時系列データの時間区間に対して高速フーリエ変換を実行する例を示す図。
演算部によるスペクトログラムの生成例を示す図。
電気信号の時系列データに対する規格化の例を示す図。
φ―ｑ―ｎ特性図の二次元行列に対して対数変換を実施した例を示す図。
平均化を用いた増加処理方法について説明する図。
特徴量抽出部の構成例を示すブロック図。
模擬電気信号に対して高速フーリエ変換により生成した周波数スペクトルの例を示す図。
模擬電気信号のスペクトルの値から周波数範囲を設定する例を示す図。
スペクトルの大きさと出現回数から周波数範囲を選定する例を示す図。
スペクトログラムを用いて周波数範囲を選定する例を示す図。
φ―ｑ―ｎ特性図から位相範囲を選定する方法を例示する図。
電荷量に対する電荷量ヒストグラムの生成例を示す図。
φ―ｑ特性図におけるデータ点のピーク位置から位相範囲を選定する方法を例示する図。
疑似部分放電を矢印で示すφ―ｑ特性図。
φ―ｑ特性図上のデータ点を包括処理した例を示す図。
スペクトログラムから位相範囲を選定する方法を例示する図。
部分放電診断システムの処理例を示すフローチャート。
画像生成部による画像化処理例を示す図。
フィルタリング部によるマスキング処理例を示す図。
水車発電機コイルとセンサーの配置例を模式的に示す図。
フィルタリング部による印加電圧の基点調整処理例を示す図。
フィルタリング部によるマスキング処理例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態に係る部分放電診断装置、部分放電診断方法、及び部分放電診断システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。また、本実施形態で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号又は類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。以下では、先ず、図１乃至図３を用いて、部分放電、及び疑似部分放電について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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