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公開番号2025115317
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-06
出願番号2024009803
出願日2024-01-25
発明の名称地絡故障原因推定システム
出願人一般財団法人中部電気保安協会,国立大学法人九州工業大学,メカトラックス株式会社
代理人個人,個人
主分類G01R 31/56 20200101AFI20250730BHJP(測定;試験)
要約【課題】地絡故障が発生した機器及び理由の推定が可能であり、より素早くより高精度で地絡故障が発生した原因の推定が可能であり、地絡故障が発生した原因への対応がより簡単に行える地絡故障原因推定システムを提供する。
【解決手段】地絡故障原因推定システム1は、コンピュータ通信部46及びインターフェイス47と、コンピュータ記憶部44と、コンピュータ制御部48と、を有するコンピュータ6を備えている。コンピュータ通信部46は、零相電流を示す信号である零相電流信号を受信可能である。インターフェイス47は、電気機器の部分放電により発生する電磁波を示す信号である電磁波信号を受信可能である。コンピュータ制御部48は、零相電流信号の経時変化を示す波形である零相電流信号波形と、電磁波信号の経時変化を示す波形である電磁波信号波形と、に基づいて、地絡故障の原因を推定する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
地絡による電気機器の故障である地絡故障についての原因を推定するシステムである地絡故障原因推定システムであって、
コンピュータを備えており、
前記コンピュータは、コンピュータ受信部と、コンピュータ制御部と、を有しており、
前記コンピュータ受信部は、零相電流を示す信号である零相電流信号と、前記電気機器の部分放電により発生する電磁波を示す信号である電磁波信号と、を受信可能であり、
前記コンピュータ制御部は、前記零相電流信号の経時変化を示す波形である零相電流信号波形と、前記電磁波信号の経時変化を示す波形である電磁波信号波形と、に基づいて、前記原因を推定する
ことを特徴とする地絡故障原因推定システム。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
更に、前記零相電流信号を零相変流器から取得する零相電流計測装置を備えており、
前記零相電流計測装置は、前記コンピュータ受信部に対し、前記零相電流信号を送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の地絡故障原因推定システム。
【請求項３】
前記零相電流計測装置は、アナログデジタル変換部と、通信部と、制御部と、ダイレクトメモリアクセスコントローラと、記憶部と、を有しており、
前記アナログデジタル変換部は、前記零相変流器からの前記零相電流に係る出力を前記零相電流信号に変換し、
前記通信部は、前記コンピュータ受信部に対し、前記零相電流信号を送信し、
前記制御部は、前記通信部を制御可能であり、
前記ダイレクトメモリアクセスコントローラは、前記零相電流信号を、前記制御部による制御によらず、前記記憶部に記憶する
ことを特徴とする請求項２に記載の地絡故障原因推定システム。
【請求項４】
前記零相電流計測装置は、前記零相変流器からの前記零相電流に係る出力を前記零相電流信号に変換するアナログデジタル変換部を備えており、
前記アナログデジタル変換部は、シャント抵抗を有しており、
前記シャント抵抗は、可変抵抗である
ことを特徴とする請求項２に記載の地絡故障原因推定システム。
【請求項５】
前記零相電流計測装置は、前記零相変流器からの前記零相電流に係る出力を前記零相電流信号に変換するアナログデジタル変換部を備えており、
前記アナログデジタル変換部は、絶縁用電子部品を有している
ことを特徴とする請求項２に記載の地絡故障原因推定システム。
【請求項６】
更に、前記電磁波信号を取得する部分放電センサを備えており、
前記部分放電センサは、前記コンピュータ受信部に対し、前記電磁波信号を送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の地絡故障原因推定システム。
【請求項７】
前記部分放電センサは、金属製の板状の電極を有している
ことを特徴とする請求項６に記載の地絡故障原因推定システム。
【請求項８】
前記コンピュータ受信部は、商用電源の電圧を示す信号である商用電源電圧信号を受信可能であり、
前記コンピュータ制御部は、
前記電磁波信号波形と、前記商用電源電圧信号の経時変化を示す波形である商用電源電圧信号波形とを対照して、前記電磁波信号波形における前記商用電源の電圧の位相を把握し、
前記零相電流信号波形と、前記位相が把握された前記電磁波信号波形と、に基づいて、前記原因を推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の地絡故障原因推定システム。
【請求項９】
更に、前記商用電源電圧信号を取得する電源電圧計測装置を備えており、
前記電源電圧計測装置は、前記コンピュータ受信部に対し、前記商用電源電圧信号を送信する
ことを特徴とする請求項８に記載の地絡故障原因推定システム。
【請求項１０】
前記コンピュータは、更に、コンピュータ記憶部を有しており、
前記コンピュータ記憶部は、前記零相電流信号と、前記電磁波信号と、を記憶可能である
ことを特徴とする請求項１に記載の地絡故障原因推定システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、地絡故障の原因を推定するシステムである地絡故障原因推定システムに関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特開平１１－３５２１７７号公報（特許文献１）には、需要家を停電にしないで電気機器の劣化を特定する部分放電劣化機器の特定方法が開示されている。
この方法では、高圧需要家受電設備等の電力設備に配置された電気機器の絶縁体劣化が、部分放電信号の検出によって特定される。電力設備の内部において部分放電信号の第１の検出位置が選定され、電力設備の外部において部分放電信号の第２の検出位置が選定される。そして、第１及び第２の検出位置で検出された部分放電信号との比較により、電気機器の絶縁体劣化が特定される。尚、この方法により、電気機器に対する、動物及び植物といった他物の接触も、特定し得る。
第１の検出位置における部分放電信号の検出では、高圧需要家受電設備の内部の引き込みケーブルの端部に高周波変流器が３相一括で取り付けられ、零相電流信号の高周波スペクトルあるいは波形が検出される。第２の検出位置における部分放電信号の検出では、高圧需要家受電設備の外部の引き込みケーブルの端部に上述の高周波変流器と同じ特性の高周波変流器が３相一括で取り付けられ、零相電流信号の高周波スペクトルあるいは波形が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平１１－３５２１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記方法では、劣化を始めとする故障へ対応する者である故障対応者は、受電設備内の機器由来かあるいは外来ノイズであるかの弁別を行える。しかし、受電設備の劣化機器の特定のために、故障対応者は、煙の継続的な発生等の明らかに目視で分かるような場合を除き、受電設備内の高圧母線の各相、各部における放電信号の測定を、特定されるまで多数回試行する必要があり、高圧母線の各相、各部を回って高周波変流器を確認する必要がある。煙の発生等の明らかに目視で分かるような場合は、地絡故障の中では希である。又、煙が発生している場合、火災の発生につながって危険な状態に進展する可能性がある。よって、煙が発生するような事態が起こる前に、故障が発見されることが好ましい。
又、上記方法では、故障対応者は、事前に電気機器の劣化原因の推定結果を把握することができない。よって、故障対応者は、受電設備内の高圧母線の各相、各部における放電信号の測定を、明らかに目視で分かるような場合を除き、何らの指針も無い状態で行うことになる。
近時、地絡故障の発生数は、漸増傾向にある一方、故障対応者の確保は、人材不足等により難しくなっている。又、故障対応者は、受電設備の関係者から、速やかな故障原因の特定を要求されるところ、故障原因の特定には、何らの指針も無い状態で行う場合、時間がかかる。
【０００５】
そこで、本発明の主な目的の一つは、地絡故障が発生した機器の推定が可能である地絡故障原因推定システムを提供することである。機器には、電線、高圧ケーブル等の連続構造体が含まれ得る。又、機器には、碍子等の絶縁支持物が含まれ得る。地絡故障が発生した機器の推定には、機器内における故障発生部分の推定が含まれ得る。
更に、本発明の別の主な目的の一つは、地絡故障が発生した理由の推定が可能である地絡故障原因推定システムを提供することである。
加えて、本発明の更に別の主な目的の一つは、より素早くより高精度で地絡故障が発生した原因の推定が可能である地絡故障原因推定システムを提供することである。
又、本発明の更に別の主な目的の一つは、地絡故障が発生した原因への対応がより簡単に行える地絡故障原因推定システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書は、地絡故障原因推定システムを開示する。この地絡故障原因推定システムは、地絡による電気機器の故障である地絡故障についての原因を推定するシステムであっても良い。地絡故障原因推定システムは、コンピュータを備えていても良い。コンピュータは、コンピュータ受信部を有していても良い。コンピュータは、コンピュータ制御部を有していても良い。コンピュータ受信部は、零相電流を示す信号である零相電流信号を受信可能であっても良い。コンピュータ受信部は、電気機器の部分放電により発生する電磁波を示す信号である電磁波信号を受信可能であっても良い。コンピュータ制御部は、零相電流信号の経時変化を示す波形である零相電流信号波形に基づいて、地絡故障の原因を推定しても良い。コンピュータ制御部は、電磁波信号の経時変化を示す波形である電磁波信号波形に基づいて、地絡故障の原因を推定しても良い。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の主な効果の一つは、地絡故障が発生した機器の推定が可能である地絡故障原因推定システムが提供されることである。
更に、本発明の別の主な効果の一つは、地絡故障が発生した理由の推定が可能である地絡故障原因推定システムが提供されることである。
加えて、本発明の更に別の主な効果の一つは、より素早くより高精度で地絡故障が発生した原因の推定が可能である地絡故障原因推定システムが提供されることである。
又、本発明の更に別の主な効果の一つは、地絡故障が発生した原因への対応がより簡単に行える地絡故障原因推定システムが提供されることである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の実施形態に係る地絡故障原因推定システムの一部、及び推定対象の一例としての自家用設備の模式図である。
本発明の実施形態に係る地絡故障原因推定システム、及び自家用設備の一部のブロック図である。
図２における零相電流計測装置を示すブロック図である。
図３におけるＡＤ変換基板及びアダプタを示すブロック図である。
図２におけるコンピュータを示すブロック図である。
図１における地絡故障原因推定システムの動作例に係るフローチャートである。
図６における故障原因の推定の詳細に係るフローチャートの一部である。
図６における故障原因の推定の詳細に係るフローチャートの他の一部である。
図５のコンピュータ表示部において表示される、零相電流信号波形画像の例、及び併置画像の例を示す模式図である。
図５のコンピュータ表示部において表示される、零相電流信号波形画像の別の例、及び併置画像の別の例を示す模式図である。
図５のコンピュータ表示部において表示される、零相電流信号波形画像の更に別の例、及び併置画像の更に別の例を示す模式図である。
図５のコンピュータ表示部において表示される、零相電流信号波形画像の他の例、及び併置画像の他の例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態及びその変更例が、適宜図面に基づいて説明される。
本発明は、下記の形態及び変更例に限定されない。
【００１０】
図１は、当該形態の地絡故障原因推定システム１の一部及び推定対象の一例としての自家用設備ＰＵＦの模式図である。
地絡故障原因推定システム１は、自家用設備ＰＵＦにおける地絡故障の原因を推定する。地絡故障は、地絡による故障である。地絡故障の原因には、自家用設備ＰＵＦにおける何れの電気機器が故障したかに関する故障機器種別と、なぜ故障したかの故障理由とが含まれる。
尚、地絡故障の原因には、故障機器種別又は故障理由の何れか一方のみが含まれていても良いし、他の事項が含まれていても良い。
（【００１１】以降は省略されています）

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