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JP3852097B2 - Insulation diagnostic system - Google Patents
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Description

本発明は、工場やビルディング等に設けられた電気設備の絶縁状態を診断する絶縁診断システムに関する。   The present invention relates to an insulation diagnosis system for diagnosing an insulation state of electrical equipment provided in a factory, a building, or the like.

従来、電力搬送用の電力ケーブルや電動機等の電気設備で発生する絶縁劣化を診断する場合、絶縁劣化に伴って発生する部分放電に着目される。部分放電特性を定量化するために使用される特徴量は、一般に、部分放電により発生するパルス電流や、このパルス電流に基づいて得られる印加電圧に対する放電発生位相φ、部分放電の電荷量q、発生頻度nなどである。これらの放電発生位相φ、電荷量q、発生頻度nは、部分放電により発生するパルス電流に基づいて得られるものである。
従来の絶縁診断システムは、上記放電発生位相φ、電荷量q、及び発生頻度nにより形成される放電発生位相φ―電荷量q−発生頻度nの分布パターンに対してニューラルネットワークを適用するもので、これに関する論文(非特許文献1参照)が発表されている。
Conventionally, when diagnosing insulation degradation that occurs in electrical equipment such as power cables and electric motors for power transfer, attention is focused on partial discharge that occurs with insulation degradation. The characteristic amount used for quantifying the partial discharge characteristics generally includes a pulse current generated by the partial discharge, a discharge generation phase φ with respect to an applied voltage obtained based on the pulse current, a charge amount q of the partial discharge, Occurrence frequency n and the like. These discharge generation phase φ, charge amount q, and generation frequency n are obtained based on a pulse current generated by partial discharge.
The conventional insulation diagnosis system applies a neural network to the distribution pattern of discharge generation phase φ−charge amount q−generation frequency n formed by the discharge generation phase φ, the charge amount q, and the generation frequency n. A paper on this (see Non-Patent Document 1) has been published.

しかしながら、上記従来の絶縁診断システムに用いられるニューラルネットワークは、シグモイド関数(確定的な)の重ね合わせで複雑な非線形関数を表現するものであるため、そのネットワーク内に、時間経過と共に確率的に変化する特徴量の時間的な因果関係を含めることはできない。即ち、ニューラルネットワークは、時間経過に依存しない確定的な信号の表現には向いているが、部分放電により発生するパルス電流に基づいて得られる特徴量のように時間経過とともに確率的に変化する場合、絶縁状態の診断精度が低いという問題がある。
部分放電信号処理技術の動向(著者 匹田)、平成15年電気学会全国大会講演論文集[1]基礎1−S3(10)
However, the neural network used in the above conventional insulation diagnosis system expresses a complex non-linear function by superimposing sigmoid functions (deterministic). It is not possible to include a temporal causal relationship between the feature quantities. In other words, the neural network is suitable for expressing a deterministic signal that does not depend on the passage of time, but it changes probabilistically with the passage of time, such as a feature value obtained based on the pulse current generated by partial discharge. There is a problem that the diagnostic accuracy of the insulation state is low.
Trend of Partial Discharge Signal Processing Technology (Author Hitoda), Proceedings of 2003 Annual Conference of the Institute of Electrical Engineers of Japan [1] Fundamentals 1-S3 (10)

そこで本発明では、確率統計的なパターン認識手段である隠れマルコフモデルを適用することにより、電気設備の絶縁状態の診断精度を高めることが可能な絶縁診断システムを提供することを解決すべき課題とするものである。   Therefore, in the present invention, it is a problem to be solved to provide an insulation diagnosis system that can improve the diagnosis accuracy of the insulation state of electrical equipment by applying a hidden Markov model that is a stochastic statistical pattern recognition means. To do.

上記課題は、特許請求の範囲の欄に記載した絶縁診断システムにより解決することができる。
請求項1に記載の絶縁診断システムによれば、学習手段は 特徴量検出手段により検出された絶縁に関する特徴量もしくは当該特徴量に基づいて得られたデータをパターン化したそれぞれのパターンを隠れマルコフモデルに基づいてパラメータ化したうえ、それぞれのパラメータを絶縁状態対応パラメータとして予め記憶しているため、診断手段は、電気設備の運転状態で検出された絶縁に関する特徴量もしくは当該特徴量に基づいて得られたデータをパターン化したパターンの出力確率を、学習手段に予め記憶されているそれぞれのパラメータに基づいて演算するとともに、当該出力確率が最大となるパラメータに対応した絶縁状態を当該電気設備の絶縁状態であることを診断し、判定する。
このように、確率統計的なパターン認識手段である隠れマルコフモデルを適用することで、電気設備の絶縁状態の診断精度を高めることができる。
The above problem can be solved by the insulation diagnosis system described in the claims.
According to the insulation diagnosis system according to claim 1, the learning means includes a hidden Markov model representing each feature obtained by patterning a feature quantity related to insulation detected by the feature quantity detection means or data obtained based on the feature quantity. Since each parameter is stored in advance as an insulation state-corresponding parameter, the diagnostic means can be obtained based on the feature value related to insulation detected in the operating state of the electrical equipment or the feature value. The output probability of the pattern obtained by patterning the obtained data is calculated based on each parameter stored in advance in the learning means, and the insulation state corresponding to the parameter having the maximum output probability is calculated as the insulation state of the electrical equipment. It is diagnosed and judged.
Thus, by applying the hidden Markov model that is a probability statistical pattern recognition means, the diagnostic accuracy of the insulation state of the electrical equipment can be increased.

また、請求項2に記載の絶縁劣化診断システムによれば、学習手段に予め記憶されているパラメータを更新もしくは交換することができるため、汎用性を高めることができる。   In addition, according to the insulation deterioration diagnosis system according to the second aspect, since parameters stored in advance in the learning means can be updated or exchanged, versatility can be improved.

ここで、隠れマルコフモデルの概念について、図1に示した模式図を参照しながら説明する。
図1において、a11,a12,a22,a23,a33,a34は、状態遷移確率を示すもので、aijは状態Siから状態Sjに遷移する確率である。また、bi(x)は状態Siにおいて特徴量xを出力する確率を示す。尚、S1は初期状態、S4は最終状態を示している。このように、隠れマルコフモデルは状態遷移確率、出力確率、及び初期状態確率πi(初期状態がSiである確率。図1の例では、S1だけが初期状態であるため、π1=1、π2=π3=....=0)をパラメータとして持ち、それぞれのパラメータを、絶縁体の正常状態や、認識したい各絶縁劣化状態毎に記憶しておくものであり、前述の学習手段の機能に相当する。
Here, the concept of the hidden Markov model will be described with reference to the schematic diagram shown in FIG.
In FIG. 1, a11, a12, a22, a23, a33, a34 indicate state transition probabilities, and aij is the probability of transition from state Si to state Sj. Further, bi (x) indicates the probability of outputting the feature quantity x in the state Si. S1 indicates an initial state, and S4 indicates a final state. Thus, the hidden Markov model has a state transition probability, an output probability, and an initial state probability πi (probability that the initial state is Si. In the example of FIG. 1, since only S1 is the initial state, π1 = 1, π2 = π3 = ... = 0) as parameters, and each parameter is stored for each normal state of the insulator and each insulation deterioration state to be recognized, which corresponds to the function of the learning means described above. To do.

本発明は、上記のように、それぞれのパラメータを、絶縁体の正常状態や、認識したい各絶縁劣化状態毎に記憶した状態で、電気設備の運転下で検出された絶縁に関する特徴量もしくは当該特徴量から得られたデータのパターンに対して、そのパターンを生成する確率を、前述の学習手段に記憶させておいた前記それぞれのパラメータに基づいて計算し、最大の確率になるパラメータに対応した電気設備の絶縁状態、即ち、電気設備の絶縁が正常か劣化状態かを診断するとともに、絶縁劣化状態であると判定した場合には、その内容を判定するものである。   In the present invention, as described above, each parameter is stored for each normal state of the insulator or each insulation deterioration state that is desired to be recognized. For the data pattern obtained from the quantity, the probability of generating the pattern is calculated based on the respective parameters stored in the learning means, and the electric power corresponding to the parameter having the maximum probability is calculated. In addition to diagnosing the insulation state of the equipment, that is, whether the insulation of the electrical equipment is normal or deteriorated, the contents are determined when it is determined that the insulation is deteriorated.

尚、隠れマルコフモデルによるパターン認識手法は、特徴量の分布波形を単純に比較するパターン認識手法に比べてデータ数を削減することができる。これにより、データを記憶するための記憶容量を小さくすることができるとともに、診断結果を算出するまでの計算量を大幅に低減することができる。   Note that the pattern recognition method using the hidden Markov model can reduce the number of data compared to the pattern recognition method that simply compares the distribution waveform of the feature amount. As a result, the storage capacity for storing data can be reduced, and the amount of calculation until the diagnosis result is calculated can be greatly reduced.

本発明によれば、確率統計的なパターン認識手段である隠れマルコフモデルを適用することで、電気設備の絶縁状態の診断精度を高めることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the diagnostic accuracy of the insulation state of an electrical installation can be improved by applying the hidden Markov model which is a stochastic statistical pattern recognition means.

次に、本発明の実施の形態について説明する。
図2は、絶縁診断システム1の構成を概念的に示した系統図であって、例えば電力ケーブル等に用いられる絶縁体2を電極板3と電極板4とで挟持し、電極板3に高電圧を印加するとともに、電極板4とアース間に、センサとして用いる検出インピーダンスZを接続することによって、絶縁体2の絶縁劣化等により発生する放電パルス電流を検出し、検出インピーダンスZにより検出された放電パルス電流の検出信号を部分放電測定装置5に入力するように構成されている。
Next, an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 2 is a system diagram conceptually showing the configuration of the insulation diagnosis system 1. For example, an insulator 2 used for a power cable or the like is sandwiched between an electrode plate 3 and an electrode plate 4, and the electrode plate 3 is By applying a voltage and connecting a detection impedance Z used as a sensor between the electrode plate 4 and the ground, a discharge pulse current generated due to insulation deterioration of the insulator 2 is detected and detected by the detection impedance Z A detection signal of the discharge pulse current is input to the partial discharge measuring device 5.

上記の場合、絶縁体2の絶縁に関する特徴量として、放電パルス電流を検出したが、特徴量としては、これ以外に、当該特徴量に基づいて得られる放電パルス電流内の最大放電電荷量や平均放電電荷量といった電荷量q、放電発生回数n、放電発生位相φ、周波数f、振動v、音響、電磁波なども特徴量とすることができる。また、上記特徴量のうちの任意の複数を組み合わせたパターン分布、例えば放電発生位相φ―電荷量qや、放電発生位相φ―電荷量q―放電発生回数nの時系列パターンなども特徴量の集合としての特徴ベクトルとして含む。更に、周波数スペクトルやその周波数スペクトルの時系列パターンなども特徴量として含む。あるいは、センサで検出された信号をもとに、部分放電測定装置5の内部に設けられたコンピュータで作成した信号を特徴量とすることもある。   In the above case, the discharge pulse current is detected as the characteristic amount related to the insulation of the insulator 2, but as the characteristic amount, in addition to this, the maximum discharge charge amount or the average within the discharge pulse current obtained based on the characteristic amount is used. The charge amount q such as the discharge charge amount, the number n of discharge occurrences, the discharge generation phase φ, the frequency f, the vibration v, the sound, the electromagnetic wave, and the like can also be used as feature amounts. In addition, a pattern distribution obtained by combining any of the above feature quantities, for example, a time series pattern of discharge generation phase φ−charge amount q, discharge generation phase φ−charge amount q−number of discharge occurrences n, etc. It is included as a feature vector as a set. Furthermore, a frequency spectrum and a time series pattern of the frequency spectrum are included as feature quantities. Or the signal produced by the computer provided in the inside of the partial discharge measuring apparatus 5 may be made into a feature-value based on the signal detected by the sensor.

図3は、部分放電時に発生するパルス電流の一般的な波形を示したものである。また、図4は、特徴量として検出された部分放電パルス電流に基づいて得られる放電発生位相φ−電荷量q−発生頻度nの分布パターンである。ここで放電発生位相φは、印加電圧の位相を表しているため、一種の時間を表す量と見なすことができる。つまり放電発生位相φ−電荷量q−発生頻度nの分布パターンも単位時間あたりの電荷量q−発生頻度nの時系列分布パターンと考えることができる。このことから、放電発生位相φ−電荷量q−発生頻度nの分布パターンそのものに対しても前述の隠れマルコフモデルを適用することができる。但し、放電発生位相φは、印加電圧の位相を基準として求める。   FIG. 3 shows a general waveform of a pulse current generated during partial discharge. FIG. 4 shows a distribution pattern of discharge generation phase φ−charge amount q−generation frequency n obtained based on the partial discharge pulse current detected as the feature amount. Here, since the discharge generation phase φ represents the phase of the applied voltage, it can be regarded as a quantity representing a kind of time. That is, the distribution pattern of discharge generation phase φ−charge amount q−generation frequency n can also be considered as a time series distribution pattern of charge amount q−generation frequency n per unit time. Thus, the above-described hidden Markov model can be applied to the distribution pattern itself of the discharge generation phase φ−charge amount q−generation frequency n. However, the discharge generation phase φ is obtained with reference to the phase of the applied voltage.

また、認識すべきパターンが一つの特徴量で構成されているのではなく多特徴量(多次元)から構成されている場合であっても、それらの多次元分布の時々刻々のパターンを時系列パターンとして隠れマルコフモデルを適用することができる。更に、主成分分析や自己組織化マップを用いることで、多特徴量(多次元)を1次元に低次元化したものに対しての時系列に対しても適用することができる。   Also, even if the pattern to be recognized is not composed of a single feature quantity but is composed of multi-feature quantities (multi-dimensions), the time-series patterns of those multi-dimensional distributions are time-sequential. Hidden Markov models can be applied as patterns. Furthermore, by using a principal component analysis or a self-organizing map, the present invention can be applied to a time series for a multi-characteristic (multi-dimensional) reduced to one dimension.

尚、絶縁劣化に関する特徴量を検出するためのセンサとしては、上記の検出インピーダンスZ以外に、CT(変流器)センサ,AEセンサ,UHFセンサ、ロゴウスキーコイルなどがある。これらのセンサの適用例は後述する。   In addition to the detection impedance Z described above, there are a CT (current transformer) sensor, an AE sensor, a UHF sensor, a Rogowski coil, and the like as a sensor for detecting a characteristic amount related to insulation deterioration. Application examples of these sensors will be described later.

図5は、絶縁診断システム1の全体的な構成を示したブロック図である。図5に示すように、上記各種のセンサを総称したセンサ10により検出された特徴量は、一般にアナログ信号であるため、それぞれのアナログ信号は、A/D変換回路11でデジタル信号に変換されたあと、学習部12もしくは診断部13に入力される。   FIG. 5 is a block diagram showing the overall configuration of the insulation diagnosis system 1. As shown in FIG. 5, since the feature amount detected by the sensor 10 that collectively refers to the various sensors is generally an analog signal, each analog signal is converted into a digital signal by the A / D conversion circuit 11. Then, it is input to the learning unit 12 or the diagnosis unit 13.

上記学習部12は、センサ10で検出された各種の特徴量を入力し、予め決められた絶縁部の正常な状態や、絶縁部の劣化状態に対応したそれぞれの特徴量のパターンを隠れマルコフモデルに基づいてパラメータ化したうえ、それぞれのパラメータを記憶しておくものである。   The learning unit 12 inputs various feature amounts detected by the sensor 10, and hides a Markov model of each feature amount pattern corresponding to a predetermined normal state of the insulating portion and a deteriorated state of the insulating portion. Is parameterized on the basis of the above and each parameter is stored.

また、診断部13は、電気設備の動作状態で検出された特徴量のパターンの出力確率を、上記学習部12に予め記憶されているそれぞれのパラメータに基づいて演算し、当該出力確率が最大となるパラメータを決定することにより、電気設備の絶縁部の絶縁状態を診断し、判定する。   The diagnosis unit 13 calculates the output probability of the feature amount pattern detected in the operating state of the electrical equipment based on the respective parameters stored in advance in the learning unit 12, and the output probability is maximum. By determining the following parameters, the insulation state of the insulation part of the electrical equipment is diagnosed and determined.

表示部14は、上記診断部13で判定された電気設備の絶縁部の絶縁状態を表示するものであり、前記学習部12、診断部13を構成するコンピュータのディスプレイ部である。尚、診断部13で判定された電気設備の絶縁部の絶縁状態は、上記のようにコンピュータのディスプレイに表示されるとともに、通信手段により例えば工場やビルディングの中央監視装置に送信することができる。   The display unit 14 displays the insulation state of the insulating unit of the electrical equipment determined by the diagnostic unit 13 and is a display unit of a computer that constitutes the learning unit 12 and the diagnostic unit 13. The insulation state of the insulation part of the electrical equipment determined by the diagnosis unit 13 is displayed on the computer display as described above, and can be transmitted to a central monitoring device of a factory or building, for example, by communication means.

尚、以上説明したA/D変換回路11、学習部12、診断部13、表示部14は、以後説明する部分放電測定装置5を構成するものである。   The A / D conversion circuit 11, the learning unit 12, the diagnosis unit 13, and the display unit 14 described above constitute a partial discharge measuring device 5 described below.

図6は、高電圧が導電体21に印加されている電力ケーブル20の絶縁体22の状態を診断する絶縁診断システム1の全体的な構成を示したシステム説明図である。
図6に示すように、遮へいテープ23にケーブル遮へい接地線24の一端が接続されているとともに、ケーブル遮へい接地線24の他端はアースされている。この状態で、ケーブル遮へい接地線24にCTセンサ25をクランプし、絶縁体22の劣化に伴って発生する部分放電パルス電流を検出し、その検出信号を部分放電測定装置5に入力するように構成されている。
FIG. 6 is a system explanatory diagram showing the overall configuration of the insulation diagnostic system 1 for diagnosing the state of the insulator 22 of the power cable 20 to which a high voltage is applied to the conductor 21.
As shown in FIG. 6, one end of a cable shielding ground wire 24 is connected to the shielding tape 23, and the other end of the cable shielding ground wire 24 is grounded. In this state, the CT sensor 25 is clamped to the cable shielding ground line 24, the partial discharge pulse current generated with the deterioration of the insulator 22 is detected, and the detection signal is input to the partial discharge measuring device 5. Has been.

部分放電測定装置5は、前述の図5に示したように構成されており、CTセンサ25から出力された部分放電パルス電流検出信号に基づいて得られた特徴量に対して隠れマルコフモデルを適用することにより、絶縁体22の絶縁状態を診断する。尚、電力ケーブル20の外傷性欠陥により部分放電が発生した場合、その特徴量パターンは、密閉ボイドに起因して部分放電が発生した場合とよく似た特性を有するため、上記診断手法は、電力ケーブル20の密閉ボイドのみならず、外傷性欠陥により部分放電が発生した場合にも有用である。   The partial discharge measuring device 5 is configured as shown in FIG. 5 described above, and applies the hidden Markov model to the feature quantity obtained based on the partial discharge pulse current detection signal output from the CT sensor 25. By doing so, the insulation state of the insulator 22 is diagnosed. When a partial discharge occurs due to a traumatic defect of the power cable 20, the feature pattern has characteristics similar to those when a partial discharge occurs due to a sealed void. This is useful not only for the sealed void of the cable 20 but also when a partial discharge occurs due to a traumatic defect.

図7は、電力ケーブル20a,20bを接続した絶縁接続部31における絶縁状態を診断する絶縁診断システム1の全体的な構成を示したシステム説明図である。尚、絶縁接続部31が防食ビニルシースで形成されている場合、図7に示すようにシース絶縁管32の両側に金属はく電極33a,33bを貼着し、金属はく電極33a,33b間に検出インピーダンスZdを接続することによって、電力ケーブル20a,20bのどちらか、あるいはシース絶縁管32を挟んだ絶縁接続部31の両側の内のどちらかで部分放電が発生しても、検出インピーダンスZdで部分放電パルス電流を検出できるようにしている。この構成により検出インピーダンスZdで検出された部分放電パルス電流の検出信号は部分放電測定回路5に入力される。   FIG. 7 is a system explanatory diagram showing the overall configuration of the insulation diagnosis system 1 for diagnosing the insulation state in the insulation connection portion 31 to which the power cables 20a and 20b are connected. When the insulating connecting portion 31 is formed of a corrosion-proof vinyl sheath, as shown in FIG. 7, metal foil electrodes 33a and 33b are attached to both sides of the sheath insulation tube 32, and the metal foil electrodes 33a and 33b are sandwiched. By connecting the detection impedance Zd, even if partial discharge occurs in either of the power cables 20a and 20b or on both sides of the insulation connection portion 31 with the sheath insulation tube 32 interposed therebetween, the detection impedance Zd The partial discharge pulse current can be detected. With this configuration, the partial discharge pulse current detection signal detected by the detection impedance Zd is input to the partial discharge measurement circuit 5.

前述の図5に示したように構成されている部分放電測定装置5は、検出インピーダンスZdから出力された部分放電パルス電流検出信号に基づいて得られた特徴量のパターン、例えば放電発生位相φ−電荷量q−発生頻度nの分布パターンに対して隠れマルコフモデルを適用することにより、絶縁接続部31の絶縁状態を診断する。   The partial discharge measuring apparatus 5 configured as shown in FIG. 5 described above has a feature amount pattern obtained based on the partial discharge pulse current detection signal output from the detection impedance Zd, for example, the discharge generation phase φ−. By applying a hidden Markov model to the distribution pattern of the charge amount q−the occurrence frequency n, the insulation state of the insulation connection portion 31 is diagnosed.

尚、図8は、図7における絶縁接続部31が鋼胴管で形成されている場合の絶縁劣化診断システム1の全体的な構成を示したシステム説明図であり、前述の金属箔電極33a,33bを使用していない。   FIG. 8 is a system explanatory diagram showing the overall configuration of the insulation deterioration diagnosis system 1 when the insulating connection portion 31 in FIG. 7 is formed of a steel tube, and the metal foil electrodes 33a, 33b is not used.

図9は、ガス絶縁開閉装置(GIS)40内の欠陥により部分放電が発生した場合にそれを検出するためのセンサの配置を示したものである。ここで示した外部UHFセンサ41は、ノイズが少ないとされるUHF帯域において電磁波信号を検出するもので、ガス絶縁開閉装置(GIS)40が既設である場合に設置されることが多い。また、内部UHFセンサ42は、同様にUHF帯域において電磁波信号を検出するものであるが、ガス絶縁開閉装置(GIS)40が新設される場合、あるいは更新される場合に設置される。更にAEセンサ43は、ガス絶縁開閉装置(GIS)40内の欠陥により部分放電が発生した場合に微小な圧力波が発生してガス中を伝搬する際のタンク44の微小振動を検出するものである。尚、上記それぞれの外部UHFセンサ41、内部UHFセンサ42、及びAEセンサ43から出力された検出信号は、図示していない部分放電測定装置に入力されるため、部分放電測定装置は、それぞれの検出信号(特徴量)に基づいて得られたパターン、例えばφ―q−n分布に対して隠れマルコフモデルを適用することにより、ガス絶縁開閉装置(GIS)40の絶縁状態を診断する。   FIG. 9 shows the arrangement of sensors for detecting a partial discharge caused by a defect in the gas-insulated switchgear (GIS) 40. The external UHF sensor 41 shown here detects an electromagnetic wave signal in the UHF band where noise is considered to be low, and is often installed when a gas insulated switchgear (GIS) 40 is already installed. Similarly, the internal UHF sensor 42 detects an electromagnetic wave signal in the UHF band, but is installed when a gas insulated switchgear (GIS) 40 is newly installed or updated. Furthermore, the AE sensor 43 detects minute vibrations of the tank 44 when a minute pressure wave is generated and propagates in the gas when a partial discharge occurs due to a defect in the gas insulated switchgear (GIS) 40. is there. Since the detection signals output from the external UHF sensor 41, the internal UHF sensor 42, and the AE sensor 43 are input to a partial discharge measuring device (not shown), the partial discharge measuring device detects each detection signal. The insulation state of the gas-insulated switchgear (GIS) 40 is diagnosed by applying a hidden Markov model to a pattern obtained based on the signal (feature value), for example, a φ-qn distribution.

図10は、変圧器50の内部で発生する部分放電を検出するために複数個のAEセンサ51を、変圧器50の外側に配設し、それぞれのAEセンサ51から出力された検出信号を部分放電測定装置5に入力することによって、変圧器50の絶縁状態を診断する絶縁診断システム1の全体的な構成を示したシステム説明図である。   FIG. 10 shows that a plurality of AE sensors 51 are arranged outside the transformer 50 in order to detect partial discharges generated inside the transformer 50, and the detection signals output from the respective AE sensors 51 are partially displayed. FIG. 2 is a system explanatory diagram showing an overall configuration of an insulation diagnosis system 1 that diagnoses an insulation state of a transformer 50 by inputting to the discharge measuring device 5.

図11は、電動機60の絶縁状態を診断する絶縁診断システム1の全体的な構成を示したシステム説明図である。図11に示すように、電動機60の各相に接続された電線61R,61S,61Tそれぞれに高周波CTセンサ62R,62S,62Tを取り付けて部分放電パルス電流を検出させ、それぞれの高周波CTセンサ62R,62S,62Tから出力された検出信号を部分放電測定装置5に入力することによって、電動機60の絶縁状態を診断するものである。尚、この場合、電線61R,61S,61Tそれぞれに高周波CTセンサ62R,62S,62Tを取り付けているが、三相の電線61R,61S,61Tを一括して一つの高周波CTセンサにより部分放電パルス電流を検出させるようにしてもよい。あるいは、図示していない接地線に流れる放電パルス電流を高周波CTセンサにより検出させるようにしてもよい。   FIG. 11 is a system explanatory diagram showing the overall configuration of the insulation diagnosis system 1 for diagnosing the insulation state of the electric motor 60. As shown in FIG. 11, high-frequency CT sensors 62R, 62S, and 62T are attached to the electric wires 61R, 61S, and 61T connected to the respective phases of the electric motor 60 to detect partial discharge pulse currents. The detection signals output from 62S and 62T are input to the partial discharge measuring device 5 to diagnose the insulation state of the electric motor 60. In this case, the high-frequency CT sensors 62R, 62S, and 62T are attached to the electric wires 61R, 61S, and 61T, respectively, but the partial discharge pulse current is collectively collected by one high-frequency CT sensor for the three-phase electric wires 61R, 61S, and 61T. May be detected. Alternatively, a discharge pulse current flowing in a ground line (not shown) may be detected by a high frequency CT sensor.

以上説明した絶縁診断システム1は、絶縁状態の診断対象となる電力ケーブル20、絶縁接続部31、ガス絶縁開閉装置(GIS)40、変圧器50、電動機60以外に、ガス遮断器(GCB)、ガス絶縁変圧器、C−GIS、管路気中送電線、コンデンサ等を絶縁診断対象とすることができる。   The insulation diagnostic system 1 described above includes a gas circuit breaker (GCB), in addition to the power cable 20, the insulation connection part 31, the gas insulation switchgear (GIS) 40, the transformer 50, and the electric motor 60 that are the diagnosis targets of the insulation state. Gas insulation transformers, C-GIS, pipeline air transmission lines, capacitors, and the like can be targeted for insulation diagnosis.

尚、絶縁診断システム1の学習部12の記憶装置に記憶されているそれぞれの絶縁状態対応パラメータを更新したり交換することができる。この場合、学習部12に備えられているコンピュータを使って上記絶縁状態対応パラメータを更新、交換すること、あるいは上記記憶装置そのものを交換することができる。学習部12に備えられているコンピュータを使って上記絶縁状態対応パラメータを更新、交換する場合、そのコンピュータによりそれぞれの絶縁状態に対応したパラメータを再度、作成し、記憶装置に保存させる。
また、記憶装置そのものを交換する場合、学習部12に備えられているコンピュータより処理速度の速い外部のコンピュータを使用することができるため、短時間で上記パラメータの作成が可能となる。尚、ここで使用される記憶装置としては、メモリモジュールやメモリスティック、メモリカードなどである。このように絶縁診断システム1の学習部12の記憶装置に記憶されているそれぞれの絶縁状態対応パラメータを更新したり交換することができるため、絶縁診断システム1の汎用性を高めることができる。
In addition, each insulation state corresponding | compatible parameter memorize | stored in the memory | storage device of the learning part 12 of the insulation diagnostic system 1 can be updated or exchanged. In this case, it is possible to update and exchange the insulation state corresponding parameter using a computer provided in the learning unit 12 or to exchange the storage device itself. When the computer provided in the learning unit 12 is used to update and exchange the insulation state corresponding parameter, the computer again creates a parameter corresponding to each insulation state and stores it in the storage device.
In addition, when replacing the storage device itself, an external computer having a processing speed higher than that of the computer provided in the learning unit 12 can be used, so that the above parameters can be created in a short time. The storage device used here is a memory module, a memory stick, a memory card, or the like. Thus, since each insulation state corresponding | compatible parameter memorize | stored in the memory | storage device of the learning part 12 of the insulation diagnostic system 1 can be updated or exchanged, the versatility of the insulation diagnostic system 1 can be improved.

隠れマルコフモデルの概念的説明図である。It is a conceptual explanatory drawing of a hidden Markov model. 絶縁診断システム1の構成を概念的に示した系統図である。1 is a system diagram conceptually showing the configuration of an insulation diagnosis system 1. FIG. 部分放電時に発生するパルス電流の一般的な波形を示したものである。The general waveform of the pulse current generated at the time of partial discharge is shown. 放電発生位相φ−電荷量q−発生頻度nの分布パターンである。It is a distribution pattern of discharge generation phase φ−charge amount q−generation frequency n. 絶縁診断システム1の全体的な構成を示したブロック図である。1 is a block diagram showing an overall configuration of an insulation diagnosis system 1. FIG. 電力ケーブルの絶縁状態を診断するための絶縁診断システム1の構成を示したシステム説明図である。It is a system explanatory view showing the composition of insulation diagnostic system 1 for diagnosing the insulation state of a power cable. 絶縁接続部の絶縁状態を診断するための絶縁診断システム1の構成を示したシステム説明図である。It is a system explanatory view showing the composition of insulation diagnostic system 1 for diagnosing the insulation state of an insulation connection part. 絶縁接続部の絶縁状態を診断するための絶縁診断システム1の構成を示したシステム説明図である。It is a system explanatory view showing the composition of insulation diagnostic system 1 for diagnosing the insulation state of an insulation connection part. ガス絶縁開閉装置の絶縁状態を検出するためのセンサ配置図である。It is a sensor layout for detecting an insulation state of a gas insulated switchgear. 変圧器の絶縁状態を診断するための絶縁診断システム1の構成を示したシステム説明図である。It is system explanatory drawing which showed the structure of the insulation diagnostic system 1 for diagnosing the insulation state of a transformer. 電動機の絶縁状態を診断するための絶縁診断システム1の構成を示したシステム説明図である。It is a system explanatory view showing the composition of insulation diagnostic system 1 for diagnosing the insulation state of an electric motor.

符号の説明Explanation of symbols

1 絶縁診断システム
2 絶縁体
3 電極板
4 電極板
5 部分放電測定装置
10 センサ
11 A/D変換回路
12 学習部
13 診断部
14 表示部
20 電力ケーブル
25 CTセンサ
31 絶縁接続部
Z,Zd 検出インピーダンス
50 変圧器
60 電動機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insulation diagnostic system 2 Insulator 3 Electrode plate 4 Electrode plate 5 Partial discharge measuring device 10 Sensor 11 A / D conversion circuit 12 Learning part 13 Diagnosis part 14 Display part 20 Power cable 25 CT sensor 31 Insulation connection part Z, Zd Detection impedance 50 Transformer 60 Electric motor

Claims (2)

電気設備の絶縁に関する特徴量を検出する特徴量検出手段と、前記特徴量検出手段により検出された絶縁に関する特徴量もしくは当該特徴量に基づいて得られたデータをパターン化したそれぞれのパターンを隠れマルコフモデルに基づいてパラメータ化したうえ、それぞれのパラメータを絶縁状態対応パラメータとして予め記憶しておく学習手段と、前記電気設備の運転状態で検出された絶縁に関する特徴量もしくは当該特徴量に基づいて得られたデータをパターン化したパターンの出力確率を、前記学習手段に予め記憶されているそれぞれのパラメータに基づいて演算するとともに、当該出力確率が最大となるパラメータに対応した絶縁状態を当該電気設備の絶縁状態であることを判定する診断手段とを備えたことを特徴とする絶縁診断システム。   Feature quantity detection means for detecting feature quantities relating to insulation of electrical equipment, and feature quantities relating to insulation detected by the feature quantity detection means or respective patterns obtained by patterning data obtained based on the feature quantities are hidden Markov Based on the model, the learning means for storing each parameter in advance as an insulation state-corresponding parameter, and the feature value related to insulation detected in the operating state of the electrical equipment or the feature value The output probability of the pattern obtained by patterning the obtained data is calculated based on the respective parameters stored in advance in the learning means, and the insulation state corresponding to the parameter having the maximum output probability is calculated. Insulation diagnostic system comprising diagnostic means for determining whether or not Temu. 請求項1に記載の絶縁診断システムであって、前記学習手段に記憶されているパラメータを更新もしくは交換することができることを特徴とする絶縁診断システム。   2. The insulation diagnosis system according to claim 1, wherein the parameters stored in the learning means can be updated or exchanged.
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