JP7706930B2

JP7706930B2 - DETECTION APPARATUS AND DETECTION METHOD

Info

Publication number: JP7706930B2
Application number: JP2021078605A
Authority: JP
Inventors: 祐樹藤井; 広明長; 幸夫鷹箸; 隆水出; 栄也高橋; 淳一近藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2021-05-06
Filing date: 2021-05-06
Publication date: 2025-07-14
Anticipated expiration: 2041-05-06
Also published as: JP2022172622A

Description

本発明の実施形態は検出装置および検出方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to a detection device and a detection method.

電力機器の経年劣化によって、電力機器の表面や内部の絶縁体の絶縁性能が低下する。絶縁性能が低下が生じた箇所からは、部分放電が発生する。絶縁性能の低下が進行すると、電力機器に絶縁破壊が起こる可能性がある。また、電力機器に突発的に侵入するサージ電圧によっても、絶縁性能の低下が生じることがある。 As electric power equipment ages, the insulating performance of the insulators on its surface and inside decreases. Partial discharge occurs in areas where the insulating performance has decreased. As the deterioration of insulating performance progresses, there is a possibility that insulation breakdown will occur in the electric power equipment. Additionally, a surge voltage that suddenly enters the electric power equipment can also cause a decrease in insulating performance.

経年劣化による部分放電は、劣化のトレンドを認識するために、定期的に監視することが好ましい。一方で、サージ電圧は突発的に生じるため、定期的な監視では見逃される可能性があり、発生の都度監視することが好ましい。 It is preferable to monitor partial discharges caused by aging periodically to recognize trends in deterioration. On the other hand, surge voltages occur suddenly and may be overlooked with periodic monitoring, so it is preferable to monitor them each time they occur.

特開２００３－２１７９５５号公報JP 2003-217955 A

本発明が解決しようとする課題は、経年劣化による部分放電及びサージ電圧を併せて監視することができる検出装置および検出方法を提供することである。 The problem that this invention aims to solve is to provide a detection device and detection method that can monitor both partial discharges caused by aging and surge voltages.

実施形態の検出装置は、電極と、サージ検出部と、放電計測部とを持つ。電極は、対象電力機器の接地部分に接続され、前記接地部分に流れる電気信号を引き込む。サージ検出部は、電極から引き込まれた電気信号に基づいて、対象電力機器へのサージ電圧の発生を検出する。放電計測部は、電極から引き込まれた電気信号に基づいて、対象電力機器に生じる部分放電を計測する。 The detection device of the embodiment has an electrode, a surge detection unit, and a discharge measurement unit. The electrode is connected to the grounded part of the target electric power equipment and draws in an electrical signal flowing through the grounded part. The surge detection unit detects the occurrence of a surge voltage in the target electric power equipment based on the electrical signal drawn from the electrode. The discharge measurement unit measures partial discharges occurring in the target electric power equipment based on the electrical signal drawn from the electrode.

第１の実施形態に係る検出装置の構成を示す概略図。FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a detection device according to a first embodiment. 第１の実施形態に係る第１電圧センサ及び第２電圧センサが計測する波形の例を示す図。5A and 5B are diagrams showing examples of waveforms measured by a first voltage sensor and a second voltage sensor according to the first embodiment. 第１の実施形態に係る演算装置の動作を示すフローチャート。4 is a flowchart showing the operation of the arithmetic device according to the first embodiment. 少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図。FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating a configuration of a computer according to at least one embodiment.

以下、実施形態の検出装置および検出方法を、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る検出装置１００の構成を示す概略図である。検出装置１００は、対象電力機器２００の部分放電およびサージ電圧の発生を検出し、波形のログデータを記録する。対象電力機器２００は、例えば変圧器や回転機などの電気機器である。対象電力機器２００は、箱体２１０と機器本体２２０とを備える。機器本体２２０は、接地された箱体２１０に収容されている。 Hereinafter, a detection device and a detection method according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
1 is a schematic diagram showing the configuration of a detection device 100 according to a first embodiment. The detection device 100 detects partial discharge and occurrence of surge voltage in a target electric power device 200, and records log data of the waveform. The target electric power device 200 is, for example, an electric device such as a transformer or a rotating machine. The target electric power device 200 includes a box 210 and an equipment body 220. The equipment body 220 is housed in the grounded box 210.

検出装置１００は、計測器１１０と演算装置１２０とを備える。計測器１１０は、対象電力機器２００の箱体２１０に取り付けられた電極１１１の電圧を計測することで、箱体２１０に収容されている機器本体２２０との間の浮遊容量を介して箱体２１０の表面に形成される電位を計測する。演算装置１２０は、計測器１１０の計測値に基づいて、部分放電およびサージ電圧の検出、記録を行う。 The detection device 100 includes a measuring instrument 110 and a computing device 120. The measuring instrument 110 measures the voltage of an electrode 111 attached to a box 210 of the target power device 200, thereby measuring the potential formed on the surface of the box 210 via the stray capacitance between the measuring instrument 110 and the device body 220 housed in the box 210. The computing device 120 detects and records partial discharges and surge voltages based on the measurement values of the measuring instrument 110.

計測器１１０は、電極１１１、過電圧保護回路１１２、第１電圧センサ１１３、降圧回路１１４、第２電圧センサ１１５を備える。計測器１１０の本体と電極１１１とは測定ケーブルによって接続される。電極１１１の一次側は、対象電力機器２００の箱体２１０に接続される。これにより、電極１１１は、箱体２１０の表面に形成される電気信号を計測器１１０に引き込む。電極１１１の二次側には、過電圧保護回路１１２の一次側と降圧回路１１４の一次側とが接続される。過電圧保護回路１１２は、電極１１１に対して降圧回路１１４と並列に接続される。過電圧保護回路１１２の二次側には、第１電圧センサ１１３の一次側が接続される。降圧回路１１４の二次側には、第２電圧センサ１１５の一次側が接続される。 The measuring instrument 110 includes an electrode 111, an overvoltage protection circuit 112, a first voltage sensor 113, a step-down circuit 114, and a second voltage sensor 115. The body of the measuring instrument 110 and the electrode 111 are connected by a measurement cable. The primary side of the electrode 111 is connected to the box 210 of the target power device 200. As a result, the electrode 111 draws in the electrical signal formed on the surface of the box 210 to the measuring instrument 110. The secondary side of the electrode 111 is connected to the primary side of the overvoltage protection circuit 112 and the primary side of the step-down circuit 114. The overvoltage protection circuit 112 is connected in parallel with the step-down circuit 114 to the electrode 111. The secondary side of the overvoltage protection circuit 112 is connected to the primary side of the first voltage sensor 113. The secondary side of the step-down circuit 114 is connected to the primary side of the second voltage sensor 115.

過電圧保護回路１１２は、一次側に入力される電気信号の電圧が、第１電圧センサ１１３の入力許容レベルを超えるときに電気信号を吸収する（グラウンドに流す）ように設計される。過電圧保護回路１１２は、例えばサージアレスタ、サージバリスタ、絶縁トランス、ツェナーダイオードなどによって構成される。入力許容レベルとは、第１電圧センサ１１３に当該レベルを超える電圧が入力されたときに第１電圧センサ１１３が故障する可能性があるレベルである。入力許容レベルは、第１電圧センサ１１３の定格電圧であってよい。 The overvoltage protection circuit 112 is designed to absorb (pass to ground) an electrical signal when the voltage of the electrical signal input to the primary side exceeds the input tolerance level of the first voltage sensor 113. The overvoltage protection circuit 112 is composed of, for example, a surge arrester, a surge varistor, an insulating transformer, a Zener diode, etc. The input tolerance level is a level at which the first voltage sensor 113 may fail when a voltage exceeding that level is input to the first voltage sensor 113. The input tolerance level may be the rated voltage of the first voltage sensor 113.

降圧回路１１４は、一次側に入力される電気信号を降圧して二次側から出力する。降圧回路１１４の降圧比は、対象電力機器２００へのサージ電圧が発生したときに電極１１１から引き込まれる電気信号の電圧が、第２電圧センサ１１５の計測範囲の最大値以下となるように設定される。つまり、降圧回路１１４は、対象電力機器２００へのサージ電圧が発生したときに、第２電圧センサ１１５が電圧を計測可能な程度に、電気信号を降圧させる。降圧回路１１４は、例えば抵抗器による分圧回路によって構成される。降圧回路１１４は、分圧回路でない方法で電気信号を降圧させてもよいが、電気信号を歪ませないような回路を構成することが好ましい。例えば、降圧回路１１４は、キャパシタを含まない。 The step-down circuit 114 steps down the electrical signal input to the primary side and outputs it from the secondary side. The step-down ratio of the step-down circuit 114 is set so that the voltage of the electrical signal drawn from the electrode 111 when a surge voltage occurs in the target power device 200 is equal to or less than the maximum value of the measurement range of the second voltage sensor 115. In other words, when a surge voltage occurs in the target power device 200, the step-down circuit 114 steps down the electrical signal to a level at which the second voltage sensor 115 can measure the voltage. The step-down circuit 114 is configured, for example, as a voltage divider circuit using resistors. The step-down circuit 114 may step down the electrical signal using a method other than a voltage divider circuit, but it is preferable to configure a circuit that does not distort the electrical signal. For example, the step-down circuit 114 does not include a capacitor.

図２は、第１の実施形態に係る第１電圧センサ１１３及び第２電圧センサ１１５が計測する波形の例を示す図である。
第１電圧センサ１１３は、過電圧保護回路１１２を介して電極１１１に接続される。したがって、第１電圧センサ１１３には、電極１１１から入力される電気信号の電圧が入力許容レベルを超えない場合には、電極１１１から入力される電気信号と同じレベルの電気信号が入力され、電極１１１から入力される電気信号の電圧が入力許容レベルを超える場合には、入力許容レベルでカットされた電気信号が入力される。
第２電圧センサ１１５は、降圧回路１１４を介して電極１１１に接続される。したがって、第２電圧センサ１１５には、常に電極１１１から入力される電気信号に比例した電気信号が入力される。 FIG. 2 is a diagram showing an example of waveforms measured by the first voltage sensor 113 and the second voltage sensor 115 according to the first embodiment.
First voltage sensor 113 is connected to electrode 111 via overvoltage protection circuit 112. Therefore, when the voltage of the electrical signal input from electrode 111 does not exceed the input allowable level, an electrical signal of the same level as the electrical signal input from electrode 111 is input to first voltage sensor 113, and when the voltage of the electrical signal input from electrode 111 exceeds the input allowable level, an electrical signal cut off at the input allowable level is input to first voltage sensor 113.
The second voltage sensor 115 is connected to the electrode 111 via the step-down circuit 114. Therefore, an electrical signal proportional to the electrical signal input from the electrode 111 is always input to the second voltage sensor 115.

図２に示す例では、時刻ｔ_０において対象電力機器２００にサージ電圧が生じている。過電圧保護回路１１２は、サージ電圧の発生に伴う電気信号を吸収するため、第１電圧センサ１１３は、サージ電圧に伴う電気信号の大きさを計測することができない。一方で、降圧回路１１４は、サージ電圧の発生に伴う電気信号を第２電圧センサ１１５の計測範囲内の大きさに降圧するため、第２電圧センサ１１５は、サージ電圧に伴う電気信号の大きさを計測することができる。 In the example shown in Fig. 2, a surge voltage occurs in the target power device 200 at time _t0 . The overvoltage protection circuit 112 absorbs the electrical signal accompanying the occurrence of the surge voltage, so the first voltage sensor 113 cannot measure the magnitude of the electrical signal accompanying the surge voltage. On the other hand, the step-down circuit 114 steps down the electrical signal accompanying the occurrence of the surge voltage to a magnitude within the measurement range of the second voltage sensor 115, so the second voltage sensor 115 can measure the magnitude of the electrical signal accompanying the surge voltage.

図２に示す例では、サージ電圧の発生後の時刻ｔ_１において、対象電力機器２００に部分放電が生じている。部分放電に伴う電気信号は、サージ電圧に伴う電気信号と比較して小さいため、降圧回路１１４によって電気信号が降圧されると、第２電圧センサ１１５では精度よく部分放電に伴う電気信号の大きさを計測することができない。一方で、部分放電に伴う電気信号のレベルは第１電圧センサ１１３の入力許容レベルより小さいため、過電圧保護回路１１２は、電極１１１から入力される電気信号と同じレベルで電気信号を出力する。これにより、第１電圧センサ１１３は、部分放電に伴う電気信号の大きさを計測することができる。つまり、第１電圧センサ１１３は、電極１１１から引き込まれた電気信号に基づいて対象電力機器２００に生じる部分放電を計測する放電計測部の一例である。 In the example shown in Fig. 2, at time _t1 after the occurrence of a surge voltage, a partial discharge occurs in the target electric power device 200. Since the electric signal associated with the partial discharge is smaller than the electric signal associated with the surge voltage, when the electric signal is stepped down by the step-down circuit 114, the second voltage sensor 115 cannot accurately measure the magnitude of the electric signal associated with the partial discharge. On the other hand, since the level of the electric signal associated with the partial discharge is smaller than the input allowable level of the first voltage sensor 113, the overvoltage protection circuit 112 outputs an electric signal at the same level as the electric signal input from the electrode 111. This allows the first voltage sensor 113 to measure the magnitude of the electric signal associated with the partial discharge. In other words, the first voltage sensor 113 is an example of a discharge measurement unit that measures the partial discharge occurring in the target electric power device 200 based on the electric signal drawn from the electrode 111.

図１に示すように、演算装置１２０は、入力部１２１、バッファ部１２２、サージ検出部１２３、放電検出部１２４、放電判定部１２５、記録部１２６、記憶部１２７を備える。
入力部１２１は、第１電圧センサ１１３の計測値および第２電圧センサ１１５の計測値の入力を受け付ける。以下、第１電圧センサ１１３の計測値を第１計測値ともよぶ。また第２電圧センサ１１５の計測値を第２計測値とも呼ぶ。第１計測値および第２計測値は、それぞれ第１電圧センサ１１３および第２電圧センサ１１５のサンプリングレートに従って入力される。したがって、入力部１２１に入力される計測値は電圧波形を表す時系列を構成する。 As shown in FIG. 1, the arithmetic device 120 includes an input unit 121 , a buffer unit 122 , a surge detection unit 123 , a discharge detection unit 124 , a discharge determination unit 125 , a recording unit 126 , and a storage unit 127 .
The input unit 121 accepts input of the measurement value of the first voltage sensor 113 and the measurement value of the second voltage sensor 115. Hereinafter, the measurement value of the first voltage sensor 113 is also referred to as the first measurement value. The measurement value of the second voltage sensor 115 is also referred to as the second measurement value. The first measurement value and the second measurement value are input according to the sampling rates of the first voltage sensor 113 and the second voltage sensor 115, respectively. Therefore, the measurement values input to the input unit 121 form a time series representing a voltage waveform.

バッファ部１２２は、第１計測値及び第２計測値を一時的に記憶する。例えば、バッファ部１２２は、対象電力機器２００が扱う電力信号の最新の１０サイクル分の計測値を記憶する。 The buffer unit 122 temporarily stores the first measurement value and the second measurement value. For example, the buffer unit 122 stores the measurement values for the most recent 10 cycles of the power signal handled by the target power device 200.

サージ検出部１２３は、第２計測値に基づいて、対象電力機器２００にサージ電圧が発生したか否かを判定する。具体的には、サージ検出部１２３は、第２計測値の絶対値が所定のサージ検出閾値を超えた場合に、サージ電圧が発生したと判定する。またサージ検出部１２３は、サージ電圧を検出した場合に、当該サージ電圧が発生しているサージ期間における電気信号のピーク電圧値を特定する。例えば、サージ検出部１２３は、第２計測値がサージ検出閾値を超えたタイミングから、第２計測値が示す電圧波形の振幅がサージ終了閾値以下となるまでの期間をサージ期間として特定する。また、サージ検出部１２３は、サージ電圧の極性を特定する。例えば、サージ検出部１２３は、第２計測値の絶対値がサージ検出閾値を超えたときの計測値の符号を、サージ電圧の極性として特定する。 The surge detection unit 123 determines whether a surge voltage has occurred in the target power device 200 based on the second measurement value. Specifically, the surge detection unit 123 determines that a surge voltage has occurred when the absolute value of the second measurement value exceeds a predetermined surge detection threshold. When the surge detection unit 123 detects a surge voltage, it identifies the peak voltage value of the electrical signal during the surge period in which the surge voltage occurs. For example, the surge detection unit 123 identifies the period from when the second measurement value exceeds the surge detection threshold to when the amplitude of the voltage waveform indicated by the second measurement value becomes equal to or less than the surge end threshold as the surge period. The surge detection unit 123 also identifies the polarity of the surge voltage. For example, the surge detection unit 123 identifies the sign of the measurement value when the absolute value of the second measurement value exceeds the surge detection threshold as the polarity of the surge voltage.

放電検出部１２４は、第１計測値に基づいて、対象電力機器２００から部分放電が生じたか否かを判定する。具体的には、放電検出部１２４は、サージ期間でないタイミングにおいて、第１計測値が所定の放電検出閾値を超えた場合に、部分放電が発生したと判定する。放電検出部１２４は、部分放電を検出した場合に、部分放電に係る電気信号のピーク電圧値を特定する。また、放電検出部１２４は、部分放電の極性を特定する。例えば、放電検出部１２４は、第１計測値の絶対値が放電検出閾値を超えたときの計測値の符号を、部分放電の極性として特定する。 The discharge detection unit 124 determines whether or not a partial discharge has occurred in the target electric power device 200 based on the first measurement value. Specifically, the discharge detection unit 124 determines that a partial discharge has occurred when the first measurement value exceeds a predetermined discharge detection threshold at a timing other than a surge period. When the discharge detection unit 124 detects a partial discharge, it identifies the peak voltage value of the electrical signal related to the partial discharge. In addition, the discharge detection unit 124 identifies the polarity of the partial discharge. For example, the discharge detection unit 124 identifies the sign of the measurement value when the absolute value of the first measurement value exceeds the discharge detection threshold as the polarity of the partial discharge.

放電判定部１２５は、放電検出部１２４が検出した部分放電が、サージ電圧に伴って発生したものであるか否かを判定する。具体的には、放電判定部１２５は、放電検出部１２４が検出した部分放電が、サージ検出部１２３によってサージ電圧が検出されたタイミングを起点とする所定の期間（例えば、１００ｍｓ以内）に発生し、かつ当該部分放電の極性とサージ電圧の極性が一致する場合に、部分放電がサージ電圧に伴って発生したものであると判定する。サージ電圧が検出されたタイミングを起点とする所定の期間と異なるタイミングに発生し、または当該部分放電の極性とサージ電圧の極性が一致しない場合、その部分放電は経年劣化によって発生したものである可能性がある。 The discharge determination unit 125 determines whether the partial discharge detected by the discharge detection unit 124 has occurred due to a surge voltage. Specifically, the discharge determination unit 125 determines that the partial discharge has occurred due to a surge voltage when the partial discharge detected by the discharge detection unit 124 occurs within a predetermined period (e.g., within 100 ms) starting from the timing when the surge voltage is detected by the surge detection unit 123 and the polarity of the partial discharge matches the polarity of the surge voltage. If the partial discharge occurs at a timing other than the predetermined period starting from the timing when the surge voltage is detected or the polarity of the partial discharge does not match the polarity of the surge voltage, the partial discharge may have occurred due to deterioration over time.

記録部１２６は、対象電力機器２００の劣化判定等に用いるための電圧波形のログデータを記憶部１２７に記録する。具体的には、サージ検出部１２３によってサージ電圧が検出されたときに、第１計測値及び第２計測値に係る電圧波形と、サージ電圧に係る電気信号のピーク電圧値と、計測時刻と、サージ電圧に伴う部分放電の有無を示す情報とを含むログデータを記憶部１２７に記録する。なお、サージ電圧に伴う部分放電がある場合、ログデータには、さらに部分放電に係る電気信号のピーク電圧値が含まれる。サージ電圧に係るログデータに含まれる電圧波形は、サージ電圧が検出されたタイミングの前後数サイクルの期間に係る波形である。記録部１２６は、バッファ部１２２から該当期間に係る電圧波形を切り出して記憶部１２７に記録する。
また、記録部１２６は、サージ電圧の検出の有無によらず、一定時間ごとに、第１計測値に係る電圧波形、すなわち部分放電が表れる電圧波形を含むログデータを記憶部１２７に記録する。 The recording unit 126 records log data of a voltage waveform to be used for determining the deterioration of the target electric power device 200 in the storage unit 127. Specifically, when a surge voltage is detected by the surge detection unit 123, the recording unit 126 records log data including voltage waveforms related to the first and second measurement values, a peak voltage value of an electric signal related to the surge voltage, a measurement time, and information indicating the presence or absence of a partial discharge associated with the surge voltage in the storage unit 127. If a partial discharge is present in association with the surge voltage, the log data further includes a peak voltage value of an electric signal related to the partial discharge. The voltage waveform included in the log data related to the surge voltage is a waveform related to a period of several cycles before and after the timing at which the surge voltage is detected. The recording unit 126 cuts out the voltage waveform related to the relevant period from the buffer unit 122 and records it in the storage unit 127.
Furthermore, the recording unit 126 records log data including the voltage waveform related to the first measurement value, i.e., the voltage waveform in which partial discharge appears, in the storage unit 127 at regular time intervals, regardless of whether a surge voltage is detected or not.

図３は、第１の実施形態に係る演算装置１２０の動作を示すフローチャートである。
入力部１２１は、第１計測値および第２計測値の入力を受け付ける（ステップＳ１）。入力された第１計測値および第２計測値は、バッファ部１２２に記録される。バッファ部１２２には、電力信号の１０サイクル分の時間における計測値の時系列が記憶される。 FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the arithmetic device 120 according to the first embodiment.
The input unit 121 receives the input of the first measurement value and the second measurement value (step S1). The input first measurement value and the second measurement value are recorded in the buffer unit 122. The buffer unit 122 stores a time series of the measurement values for a period of 10 cycles of the power signal.

サージ検出部１２３は、バッファ部１２２に記録された第２計測値の時系列のうち中心時刻に係るサンプルに係る電圧の絶対値がサージ検出閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳ２）。第２計測値の絶対値がサージ検出閾値を超えていない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、サージ検出部１２３は、時系列の中心時刻において対象電力機器２００にサージ電圧が発生していないと判定する。 The surge detection unit 123 determines whether the absolute value of the voltage associated with the sample at the center time of the time series of the second measurement values recorded in the buffer unit 122 exceeds the surge detection threshold (step S2). If the absolute value of the second measurement value does not exceed the surge detection threshold (step S2: NO), the surge detection unit 123 determines that a surge voltage is not occurring in the target power device 200 at the center time of the time series.

他方、第２計測値の絶対値がサージ検出閾値を超えている場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、サージ検出部１２３は、時系列の中心時刻において対象電力機器２００にサージ電圧が発生したと判定する。サージ電圧が発生したと判定した場合、サージ検出部１２３は、第２計測値の時系列のうち、電圧値がサージ検出終了閾値未満となるタイミングを特定する。すなわち、サージ検出部１２３は、サージ期間を特定する（ステップＳ３）。サージ検出部１２３は、サージ期間における電気信号のピーク電圧値と極性を特定する（ステップＳ４）。 On the other hand, if the absolute value of the second measurement value exceeds the surge detection threshold (step S2: YES), the surge detection unit 123 determines that a surge voltage has occurred in the target power device 200 at the center time of the time series. If it is determined that a surge voltage has occurred, the surge detection unit 123 identifies the timing in the time series of the second measurement value at which the voltage value is less than the surge detection end threshold. In other words, the surge detection unit 123 identifies the surge period (step S3). The surge detection unit 123 identifies the peak voltage value and polarity of the electrical signal during the surge period (step S4).

放電検出部１２４は、バッファ部１２２に記録された第１計測値の時系列から、サージ期間外において電圧値が放電検出閾値以上となるタイミングを、部分放電が発生したタイミングとして特定する（ステップＳ５）。放電検出部１２４は、特定したタイミングにおける電気信号のピーク電圧値と極性を特定する（ステップＳ６）。 From the time series of the first measurement values recorded in the buffer unit 122, the discharge detection unit 124 identifies the timing at which a partial discharge occurred as the timing at which the voltage value is equal to or greater than the discharge detection threshold outside the surge period (step S5). The discharge detection unit 124 identifies the peak voltage value and polarity of the electrical signal at the identified timing (step S6).

放電判定部１２５は、放電検出部１２４が検出した部分放電のタイミングが、時系列の中心時刻を起点とする所定の期間内に位置し、かつ当該部分放電の極性とサージ電圧の極性が一致するか否かを判定する（ステップＳ７）。部分放電のタイミングが所定の期間内に位置し、かつ当該部分放電の極性とサージ電圧の極性が一致する場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、放電判定部１２５は、ステップＳ５で特定したタイミングにおける部分放電がサージ電圧に伴って発生したものであると判定する。
他方、部分放電が所定の期間と異なるタイミングに発生し、または当該部分放電の極性とサージ電圧の極性が一致しない場合（ステップＳ７：ＮＯ）、放電判定部１２５は、部分放電がサージ電圧に伴って発生したものでないと判定する。 The discharge determination unit 125 determines whether the timing of the partial discharge detected by the discharge detection unit 124 is within a predetermined period starting from the center time of the time series and whether the polarity of the partial discharge matches the polarity of the surge voltage (step S7). If the timing of the partial discharge is within the predetermined period and the polarity of the partial discharge matches the polarity of the surge voltage (step S7: YES), the discharge determination unit 125 determines that the partial discharge at the timing identified in step S5 was caused by the surge voltage.
On the other hand, if a partial discharge occurs at a timing other than the specified period, or if the polarity of the partial discharge does not match the polarity of the surge voltage (step S7: NO), the discharge determination unit 125 determines that the partial discharge is not caused by the surge voltage.

時系列の中心時刻においてサージ電圧が検出され（ステップＳ２：ＹＥＳ）、かつ時系列において当該サージ電圧に伴って発生した部分放電が検出された場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、記録部１２６は、バッファ部１２２が記憶する第１計測値の時系列および第２計測値の時系列、ステップＳ４で特定したサージ電圧のピーク電圧値、ステップＳ６で特定した部分放電のピーク電圧値、サージ電圧に伴う部分放電があることを示す情報、及び現在時刻を、ログデータとして記憶部に記録する（ステップＳ８）。 If a surge voltage is detected at the center time of the time series (step S2: YES) and a partial discharge caused by the surge voltage is detected in the time series (step S7: YES), the recording unit 126 records the time series of the first measurement value and the time series of the second measurement value stored in the buffer unit 122, the peak voltage value of the surge voltage identified in step S4, the peak voltage value of the partial discharge identified in step S6, information indicating that a partial discharge caused by the surge voltage exists, and the current time in the memory unit as log data (step S8).

他方、時系列の中心時刻においてサージ電圧が検出され（ステップＳ２：ＹＥＳ）、かつ時系列において当該サージ電圧に伴って発生した部分放電が検出されない場合（ステップＳ７：ＮＯ）、記録部１２６は、バッファ部１２２が記憶する第１計測値の時系列および第２計測値の時系列、ステップＳ４で特定したサージ電圧のピーク電圧値、サージ電圧に伴う部分放電がないことを示す情報、及び現在時刻を、ログデータとして記憶部に記録する（ステップＳ９）。 On the other hand, if a surge voltage is detected at the center time of the time series (step S2: YES) and no partial discharge associated with the surge voltage is detected in the time series (step S7: NO), the recording unit 126 records the time series of the first measurement value and the time series of the second measurement value stored in the buffer unit 122, the peak voltage value of the surge voltage identified in step S4, information indicating that no partial discharge is associated with the surge voltage, and the current time in the memory unit as log data (step S9).

時系列の中心時刻においてサージ電圧が検出されない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、放電検出部１２４は、現在時刻が部分放電の監視タイミングであるか否かを判定する（ステップＳ１０）。現在時刻が部分放電の監視タイミングでない場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、記録部１２６はログデータを記録しない。他方、現在時刻が部分放電の監視タイミングである場合（ステップＳ１０：YES）、放電検出部１２４は、バッファ部１２２に記録された第１電圧センサ１１３の計測値の時系列から、サージ期間外において電圧値が放電検出閾値以上となるタイミングを、部分放電が発生したタイミングとして特定する（ステップＳ１１）。放電検出部１２４は、特定したタイミングにおける電気信号のピーク電圧値を特定する（ステップＳ１２）。記録部１２６は、バッファ部１２２が記憶する第２電圧センサ１１５の検出値の時系列、ステップＳ１２で特定した部分放電のピーク電圧値、及び現在時刻を、ログデータとして記憶部に記録する（ステップＳ１３）。 If no surge voltage is detected at the center time of the time series (step S2: NO), the discharge detection unit 124 judges whether the current time is the timing for monitoring partial discharge (step S10). If the current time is not the timing for monitoring partial discharge (step S10: NO), the recording unit 126 does not record log data. On the other hand, if the current time is the timing for monitoring partial discharge (step S10: YES), the discharge detection unit 124 identifies the timing at which the voltage value becomes equal to or greater than the discharge detection threshold outside the surge period from the time series of the measurement values of the first voltage sensor 113 recorded in the buffer unit 122 as the timing at which partial discharge occurred (step S11). The discharge detection unit 124 identifies the peak voltage value of the electric signal at the identified timing (step S12). The recording unit 126 records the time series of the detection values of the second voltage sensor 115 stored in the buffer unit 122, the peak voltage value of the partial discharge identified in step S12, and the current time in the memory unit as log data (step S13).

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、検出装置１００は、対象電力機器２００から電気信号を引き込む電極１１１と、第１電圧センサ１１３を含む放電計測部と、サージ検出部１２３とを持つことにより、経年劣化による部分放電及びサージ電圧を併せて監視することができる。 According to at least one embodiment described above, the detection device 100 has an electrode 111 that draws in an electrical signal from the target power equipment 200, a discharge measurement unit including a first voltage sensor 113, and a surge detection unit 123, and is therefore capable of monitoring both partial discharges due to aging and surge voltages.

なお、第１の実施形態に係る検出装置１００は、電極１１１が対象電力機器２００の設置電位信号を取得するが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る検出装置１００は、対象電力機器２００である計器用変成器や変流器の二次側信号を取得するものであってもよいし、対象電力機器２００から放出される電磁波を捕捉するものであってもよい。 In the detection device 100 according to the first embodiment, the electrode 111 acquires the installation potential signal of the target electric power device 200, but this is not limited to this. For example, the detection device 100 according to other embodiments may acquire a secondary side signal of an instrument transformer or current transformer, which is the target electric power device 200, or may capture electromagnetic waves emitted from the target electric power device 200.

また、第１の実施形態に係る検出装置１００は、第１電圧センサ１１３の計測値を用いて部分放電を検出し、第２電圧センサ１１５の計測値を用いてサージ電圧を検出するが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る検出装置１００は、第１電圧センサ１１３の計測値を用いて部分放電とサージ電圧の両方を検出してもよい。対象電力機器２００にサージ電圧が発生すると、第１電圧センサ１１３に入力される電気信号は、過電圧保護回路１１２によって一部吸収されるが、一部の信号が吸収されても、第１電圧センサ１１３の計測値は、図２に示すように計測範囲の最大値近傍の値となる。そのため、サージ検出部１２３は、第１電圧センサ１１３の計測値が計測範囲の最大値近傍の値となったときに、サージ電圧が発生したと判定してもよい。ただし、この場合サージ検出部１２３は、サージ電圧に係る電気信号のピーク電圧値を特定することはできない。 The detection device 100 according to the first embodiment detects partial discharge using the measurement value of the first voltage sensor 113 and detects surge voltage using the measurement value of the second voltage sensor 115, but is not limited to this. For example, the detection device 100 according to another embodiment may detect both partial discharge and surge voltage using the measurement value of the first voltage sensor 113. When a surge voltage occurs in the target power device 200, the electrical signal input to the first voltage sensor 113 is partially absorbed by the overvoltage protection circuit 112, but even if a part of the signal is absorbed, the measurement value of the first voltage sensor 113 becomes a value near the maximum value of the measurement range as shown in FIG. 2. Therefore, the surge detection unit 123 may determine that a surge voltage has occurred when the measurement value of the first voltage sensor 113 becomes a value near the maximum value of the measurement range. However, in this case, the surge detection unit 123 cannot identify the peak voltage value of the electrical signal related to the surge voltage.

また、第１の実施形態に係る検出装置１００は、電圧センサを保護するために過電圧保護回路１１２及び降圧回路１１４を備えるが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る検出装置１００は、入力許容レベルが、定されるサージ電圧より大きい電圧センサを備える場合、過電圧保護回路１１２及び降圧回路１１４を備えなくてもよい。 The detection device 100 according to the first embodiment includes an overvoltage protection circuit 112 and a step-down circuit 114 to protect the voltage sensor, but is not limited to this. For example, the detection device 100 according to another embodiment may not include the overvoltage protection circuit 112 and the step-down circuit 114 if the detection device 100 includes a voltage sensor whose input tolerance level is greater than a determined surge voltage.

図４は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ５００は、プロセッサ５１０、メインメモリ５３０、ストレージ５５０、インタフェース５７０を備える。
上述の演算装置１２０は、コンピュータ５００に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ５５０に記憶されている。プロセッサ５１０は、プログラムをストレージ５５０から読み出してメインメモリ５３０に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、プロセッサ５１０は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ５３０に確保する。プロセッサ５１０の例としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）、マイクロプロセッサなどが挙げられる。 FIG. 4 is a schematic block diagram illustrating a computer configuration according to at least one embodiment.
The computer 500 includes a processor 510 , a main memory 530 , a storage 550 , and an interface 570 .
The above-mentioned arithmetic device 120 is implemented in a computer 500. The operations of the above-mentioned processing units are stored in the storage 550 in the form of a program. The processor 510 reads the program from the storage 550, loads it in the main memory 530, and executes the above-mentioned processing in accordance with the program. The processor 510 also secures storage areas in the main memory 530 corresponding to the above-mentioned storage units in accordance with the program. Examples of the processor 510 include a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphic Processing Unit), and a microprocessor.

プログラムは、コンピュータ５００に発揮させる機能の一部を実現するためのものであってもよい。例えば、プログラムは、ストレージに既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせ、または他の装置に実装された他のプログラムとの組み合わせによって機能を発揮させるものであってもよい。なお、他の実施形態においては、コンピュータ５００は、上記構成に加えて、または上記構成に代えてＰＬＤ（Programmable Logic Device）などのカスタムＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）を備えてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ(Programmable Array Logic)、ＧＡＬ(Generic Array Logic)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が挙げられる。この場合、プロセッサ５１０によって実現される機能の一部または全部が当該集積回路によって実現されてよい。このような集積回路も、プロセッサの一例に含まれる。 The program may be for implementing some of the functions to be performed by the computer 500. For example, the program may be implemented by combining it with other programs already stored in the storage or other programs implemented in other devices. In another embodiment, the computer 500 may include a custom LSI (Large Scale Integrated Circuit) such as a PLD (Programmable Logic Device) in addition to or instead of the above configuration. Examples of PLDs include PAL (Programmable Array Logic), GAL (Generic Array Logic), CPLD (Complex Programmable Logic Device), and FPGA (Field Programmable Gate Array). In this case, some or all of the functions implemented by the processor 510 may be implemented by the integrated circuit. Such an integrated circuit is also included as an example of a processor.

ストレージ５５０の例としては、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ５５０は、コンピュータ５００のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース５７０または通信回線を介してコンピュータ５００に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ５００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ５００が当該プログラムをメインメモリ５３０に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ストレージ５５０は、一時的でない有形の記憶媒体である。 Examples of storage 550 include a magnetic disk, a magneto-optical disk, an optical disk, and a semiconductor memory. Storage 550 may be an internal medium directly connected to the bus of computer 500, or an external medium connected to computer 500 via interface 570 or a communication line. In addition, when this program is distributed to computer 500 via a communication line, computer 500 that receives the program may expand the program in main memory 530 and execute the above-mentioned processing. In at least one embodiment, storage 550 is a non-transitory tangible storage medium.

また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、当該プログラムは、前述した機能をストレージ５５０に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。 The program may be for realizing some of the functions described above. Furthermore, the program may be a so-called differential file (differential program) that realizes the functions described above in combination with other programs already stored in storage 550.

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同様に、特許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ものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are within the scope of the invention and its equivalents as set forth in the claims, as well as the scope and gist of the invention.

１００…検出装置１１０…計測器１１１…電極１１２…過電圧保護回路１１３…第１電圧センサ１１４…降圧回路１１５…第２電圧センサ１２０…演算装置１２１…入力部１２２…バッファ部１２３…サージ検出部１２４…放電検出部１２５…放電判定部１２６…記録部１２７…記憶部２００…対象電力機器２１０…箱体２２０…機器本体 100...detection device 110...measuring instrument 111...electrode 112...overvoltage protection circuit 113...first voltage sensor 114...step-down circuit 115...second voltage sensor 120...arithmetic unit 121...input unit 122...buffer unit 123...surge detection unit 124...discharge detection unit 125...discharge determination unit 126...recording unit 127...storage unit 200...target electric power device 210...box 220...device body

Claims

An electrode for drawing in an electrical signal from a target electric power device;
a surge detection unit that detects occurrence of a surge voltage in the target electric device based on the electrical signal received from the electrode;
a discharge detection unit that detects partial discharge occurring in the target electric device based on the electrical signal drawn from the electrode;
a discharge determination unit that determines whether the partial discharge detected by the discharge detection unit is caused by the occurrence of a surge voltage;
Equipped with
The discharge determination unit determines whether or not the detected partial discharge has occurred due to the occurrence of a surge voltage based on whether or not the polarity of the detected partial discharge matches the polarity of the surge voltage detected by the surge detection unit.

Drawing an electrical signal from a target power device via an electrode;
detecting an occurrence of a surge voltage in the target electric device based on the electrical signal drawn from the electrode;
detecting partial discharge occurring in the target electric device based on the electrical signal drawn from the electrode;
determining whether the detected partial discharge is caused by a surge voltage based on whether the polarity of the detected partial discharge coincides with the polarity of the detected surge voltage;
The detection method comprises: