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発明の名称 外部雑音の除去方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−116793(P2001−116793A)
公開日 平成13年4月27日(2001.4.27)
出願番号 特願平11−293606
出願日 平成11年10月15日(1999.10.15)
代理人 【識別番号】100071526
【弁理士】
【氏名又は名称】平田 忠雄
【テーマコード(参考)】
2G015
【Fターム(参考)】
2G015 AA06 AA27 CA01 
発明者 後藤 毅志 / 堀 芳勝 / 鈴木 弘 / 佐藤 英男 / 遠藤 桓 / 江島 弘高
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】電力ケーブル線路、電力機器等における部分放電の測定信号から外部雑音成分を除去する外部雑音の除去方法において、前記測定信号を所定のサンプリング周波数によりサンプリングすることによって測定サイクルに設定された複数の区間に所定の個数のディジタルデータを生成させ、前記ディジタルデータの2つ前の測定サイクルに対応する区間の加重平均値と1つ前の測定サイクルの対応する区間の最大値に基づいてしきい値を設定し、前記ディジタルデータと前記しきい値を比較し、前記しきい値より大なる前記ディジタルデータを部分放電信号として出力することを特徴とする外部雑音の除去方法。
【請求項2】前記しきい値をVthとしたとき、その設定は、前記測定サイクルk(k=1、2、3・・・)を所定の時間幅の区間j(j=1、2、3・・・)に分け、kサイクル目の区間j内におけるi番目の前記ディジタルデータをPk (j・i)とし、前記kサイクル目の区間jにおける前記ディジタルデータの加重平均値をPa0k (j)とし、前記kサイクル目の区間jにおける前記ディジタルデータの最大値をPa1k (j)とし、A、B、C、Dを定数としたとき、Vth=A・Pa0k-1(j)+B、ただし、Pa0k (j)=C・Pa0k-1(j)+D・Pa1k (j)
によって行われ、前記部分放電信号の出力は、Pk (j、i)>Vthを満たす前記ディジタルデータの出力の選択によって行われることを特徴とする請求項第1項記載の外部雑音の除去方法。
【請求項3】前記部分放電信号は、前記関係式におけるPk (j、i)のディジタルデータに、当該ディジタルデータの前後の所定の時間幅のディジタルデータを付加して出力されることを特徴とする請求項第2項記載の外部雑音の除去方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、外部雑音の除去方法に関し、特に、電力システムの部分放電測定時における外部雑音の除去方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電力設備の部分放電を測定する場合のディジタル信号処理による外部雑音の除去方法としては、たとえば、電気学会技術報告第593号、あるいは平成9年電気学会電力エネルギー部門大会予稿No.655に報告されているような、ディジタルフィルタを使用する方法が知られている。
【0003】これらの報告によれば、ディジタルフィルタとしては、アダプティブリジェクションフィルタ、アダプティブプリディクタフィルタ、あるいはKalmanフィルタ等が検討されており、それぞれ以下のような利点を有している。
【0004】即ち、アダプティブリジェクションフィルタは、オリジナルな部分放電信号の変化がなく、連続的な雑音(PD)信号に対して有効であるという利点を有しており、アダプティブプリディクタフィルタは、連続的な雑音に対して有効であるとともに異なる雑音に適用できる利点を有しており、Kalmanフィルタは、計算時間が短いうえにPDパルスの形状変化が小さく、さらに、フィルタ係数の選択に対しても高感度である等の利点を有している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のディジタルフィルタを使用した雑音除去法によると、単に連続的、周期的なノイズを抑制するだけのものであったり、前もって信号と雑音についての知識を必要としたり、計算時間が長くリアルタイムの処理が不可能であったり、検出した信号の原波形を歪ませたり、あるいは部分放電と外部雑音の選別過程が複雑であるなど、さまざまな問題を有している。
【0006】従って、本発明の目的は、信号波形を歪ませることなく、簡易な手法によってリアルタイムに外部雑音を除去することのできる外部雑音の除去方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を達成するため、電力ケーブル線路、電力機器等における部分放電の測定信号から外部雑音成分を除去する外部雑音の除去方法において、前記測定信号を所定のサンプリング周波数によりサンプリングすることによって測定サイクルに設定された複数の区間に所定の個数のディジタルデータを生成させ、前記ディジタルデータの2つ前の測定サイクルに対応する区間の加重平均値と1つ前の測定サイクルの対応する区間の最大値に基づいてしきい値を設定し、前記ディジタルデータと前記しきい値を比較し、前記しきい値より大なる前記ディジタルデータを部分放電信号として出力することを特徴とする外部雑音の除去方法を提供するものである。
【0008】本発明による外部雑音の除去方法は、たとえば、以下のようにして行われる。まず、電力ケーブル線路、電力機器等からの測定信号を所定のサンプリング周波数によりサンプリングすることによって測定サンプリングに設定された複数の区間に所定の個数のディジタルデータを生成させる。
【0009】次に、このような設定において、前記測定サイクルk(k=1、2、3・・・)を所定の時間幅の区間j(j=1、2、3・・・)に分け、kサイクル目の区間j内におけるi番目のディジタルデータをPk (j・i)とし、kサイクル目の区間jにおけるディジタルデータの加重平均値をPa0k (i)とし、kサイクル目の区間jにおけるディジタルデータの最大値をPa1k (j)とし、A、B、C、Dを定数としたとき、 Vth=A・Pa0k-1(j)+B・・・(1)
ただし、Pa0k (j)=C・Pa0k-1(j)+D・Pa1k (j)・・・(2)
によってしきい値Vthが設定される。次いで、Pk (j、i)>Vthを満たすディジタルデータが選択されて他がゼロにされ、選択されたディジタルデータが部分放電信号として出力されるもので、これにより外部雑音成分は確実に除去されることになる。
【0010】
【発明の実施の形態】次に、本発明による外部雑音除去方法の実施の形態について説明する。図1は、外部雑音除去装置を示したもので、1は測定対象の電力ケーブル線路、2はその絶縁接続部、3は絶縁接続部2に取り付けられた箔電極、4は箔電極3から測定信号を検出するための検出インピーダンス、5は検出された測定信号を最適周波数において同調増幅する同調増幅器を示す。
【0011】6は同調増幅器5において同調増幅された測定信号をA/Dのために所定のサンプリング周波数でサンプリングするためのA/D(アナログ/ディジタル)変換器、7は信号処理によって外部雑音を除去する信号処理回路、8は外部雑音を除去された部分放電信号を表示し、記録するモニタ用パーソナルコンピュータを示す。
【0012】図2は、同調増幅器5において最適周波数を求めるための回路を示したものである。箔電極3と3′が絶縁接続部2に貼り付けられている。箔電極3′には校正パルス発振器9が接続され、検出インピーダンス4にはスペクトラムアナライザ10が接続されている。
【0013】絶縁接続部2の中央位置には、電力ケーブル線路1の導電性外部シースを縁切りするための絶縁筒11が設けられており、 この絶縁筒11の両側の箔電極3′を通して、校正パルス発振器9から校正用の信号パルスが注入される。
【0014】検出インピーダンス4は、校正用信号パルスの注入に基づいて出力される信号を検出してこれをスペクトラムアナライザ10に送り込む。スペクトラムアナライザ10は、検出信号の周波数を以下の手順によって分析する。
【0015】(1)校正パルス発振器9から、10pC等の所定の大きさの信号を注入し、このときの検出信号の周波数スペクトルS(f)を求める。
(2)校正パルス発振器9を停止させ、信号を注入しない状態で検出した雑音信号の周波数スペクトルN(f)を求める。
(3)検出信号の周波数スペクトルS(f)と雑音信号の周波数スペクトルN(f)の比が最大になる周波数を最適周波数として選択する。通常、スペクトラムアナライザ10は、SN比の計算機能を備えているのでこれが利用される。
【0016】図3に、雑音除去方法の具体例を示す。図3(a)は、検出インピーダンス4によって検出され、同調増幅器5を経てA/D変換器6に送られた測定信号を、A/D変換器6において2Mサンプル/秒の度合でディジタルサンプリングを行ったときに生成したディジタルデータ12の一部を示したもので、商用周波数50Hz(1サイクル20ms)の1周期に相当し、それを200区間に分割し、各区間を100msにしている。
【0017】図3(b)は、このサイクルの2サイクル前まで、即ち、(k−2)サイクル目の対応する区間の加重平均値〔Pa0k-2(j)〕と(k−1)サイクルの対応する区間の最大値〔Pa1k-1(j)〕から算出された各区間の各ディジタルデータ毎のしきい値Vthを示したもので、各しきい値Vthの算出は信号回路7が行う。ここで(1)式、(2)式において、Aを1.0に、Bを200mVに、CとDを0.5に設定した。
【0018】信号処理回路7において、ディジタルデータ12〔Pk (j・i)〕としきい値Vthが比較され、Pk (j、i)>Vthを満たすディジタルデータ12はモニタ用パーソナルコンピュータ8に出力され、他のディジタルデータはゼロにされる。
【0019】図3(c)は、しきい値Vthより大なるディジタルデータ信号のみを選択した結果であり、しきい値Vthを超える合計10個の部分放電信号13が存在している。この部分放電信号13がモニタ用パーソナルコンピュータ8に表示、記録される。部分放電信号13の出力に際しては、部分放電信号13の前後の所定の時間幅のディジタルデータも付加される。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による外部雑音の除去方法によれば、電力ケーブル線路等からの測定信号を所定の周波数によりサンプリングすることによって測定サイクルに設定された複数の区間にディジタルデータを生成させ、このディジタルデータの2つ前の測定サイクルに対応する区間の加重平均値と1つ前の測定サイクルの対応する区間の最大値に基づいてしきい値を設定し、このしきい値とディジタルデータを比較してしきい値より大なるディジタルデータを部分放電信号として出力するため、雑音除去の手法が簡易であり、また、波形を歪ませることなく、リアルタイムな雑音除去を行うことができる。




 

 


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