专利名称：诊断用信号处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用于诊断气体绝缘设备内的部分放电的诊断系统的诊断用信号处理装置。
背景技术：
作为有关以往的气体绝缘设备的部分放电信号处理的代表性的方法，例如有特开2001-242212号公报、特开2001-183411号公报所揭示的信号处理方法。
特开2001-242212号公报所述的是，检波部分放电传感器的信号，并变换为信号的半值宽度与峰值的数据后，用其比值来推定放电源是什么的技术。
又，特开2001-183411号公报所揭示的技术是，使从检测出部分放电信号的瞬间起动定时器，并按时序存储相继发生的部分放电信号作为放电信息的功能，同时利用定时器起动取入加电压相位信息，通过重合两方的信息，获知部分放电的发生相位的相依性，来推定放电源是什么。
专利文献1 特开2001-242212号公报专利文献2 特开2001-183411号公报上述那样的以往方法，具备沿用预定的信息处理算法，从部分放电传感器的信号只收集预定的信息的信息处理系统，是实施该系统产生的处理并作出解答的方法。但是，由于最终进行放电推定的规则被固定，以及对全部传感器施加相同的处理，因此作为系统的处理功能已被固定化，例如在因现场噪声环境的不同，或随着气体绝缘设备的工作时间的推移应作为重点管理对象的部分放电源的变迁等，发生不能用预定的信号处理规则完全对付信息处理的要求时，必须全部重建系统。另外，即使倘若在部分放电检测信号被发令时要进一步收集详细信息，也没有准备收集增加的新信息的单元，有必要派出技术员到现场等，在成本方面，运用方面都成为大的问题。
另外，在上述以往的方法中，通过增设气体绝缘设备来增加部分放电传感器的数目时，重复增设具有相同信息处理算法的信息处理系统，同时，为包含这些增设部分的数据并使作为一个新系统发挥作用，有必要新作并改变系统总体控制软件，在成本方面，交货期限方面带来大的制约。
本发明为解决上述以往的问题而作，其目的在于通过在上位系统具有将气体绝缘设备内部的部分放电信号变换为表现波形特征的多个特征量并进行收集的传感器组件，以及以传感器单位任意指定必要的信息并取出各组件所收集的信息的配置器功能，得到能灵活对应各种处理条件变更的气体绝缘设备的诊断用信号处理装置。
另外，其的目的在于，对于因气体绝缘设备的增设引起的传感器的增设，通过增设相同的传感器组件，并只改写配置器信息，得到低成本且能灵活对应的诊断用信号处理装置。
另外，其的目的在于，即使对于部分放电检测信号发令时的新信息收集，也通过只从远地改写配置器信息，得到低成本且可能灵活对应的气体绝缘设备的诊断用信号处理装置。
发明内容
本发明的诊断用信号处理装置，具备检测在气体绝缘设备内传输的电磁波信号的部分放电传感器、以及将该部分放电传感器检测的电磁波信号分解成对应于该信号波形表现的各种物理量的多个特征量并进行收集的传感器组件，所述传感器组件收集的特征量为正负的第一波峰值，第一波峰值的半值宽度，高频信号的包络波形，高频信号的衰减时间常数，部分放电信号间的脉冲间隔信息，以及脉冲密度。
另外，本发明的诊断用信号处理装置，具备设置多个所述部分放电传感器和传感器组件并统一这些多个传感器组件的同时、取入加电压相位信息的上位信号处理装置，另外，上位信号处理装置具备指定所设置的多个部分放电传感器，并能任意选择从哪个传感器组件取入哪个特征量信息的配置器功能。
另外，本发明的诊断用信号处理装置，对于因气体绝缘设备的增设引起的部分放电传感器的增加，通过增设标准的传感器组件，并增加该增设传感器部分相应的上位信号处理装置的配置器的映射，来处置气体绝缘设备的增设。
另外，本发明的诊断用信号处理装置，具备从远地用通信变更上位信号处理装置内的配置器信息的单元，通常通过进行有无部分放电的检测来实施应处理的信息量的削减，在检测到部分放电时，通过从远地变更配置器信息来得到追加信息。
另外，本发明的诊断用信号处理装置，具备检测设备的异常作为电气信号波形的传感器、以及分解对异常的检测信号变化为对应于该信号波形表现的各种物理量的特征量并进行信息收集的传感器组件，以及具有对每个特征量任意指定必要的信息，提取该传感器组件收集的多个信息的配置器功能的上位信号处理装置。
根据本发明的诊断用信号处理装置，可得到能灵活对应各种处理条件变更的气体绝缘设备的诊断用信号处理装置。
另外，对于因气体绝缘设备的增设引起的传感器的增设，通过增设相同的传感器组件，并只改写配置器信息，能得到低成本且能灵活对应的诊断用信号处理装置。
另外，通过具备从远地变更配置器信息的单元，即使对于部分放电检测信号发令时的新的信息收集，也只通过从远地改写配置器信息，能得到低成本且可能灵活对应的气体绝缘设备的诊断用信号处理装置。
图1示出本发明的实施形态1的部分放电波形的特征量的图。
图2示出本发明的实施形态1的传感器组件的构成图。
图3示出本发明的实施形态1的部分放电诊断装置的总体图。
图4示出本发明的实施形态1的绝缘设备的单线接线图。
图5示出本发明的实施形态1的部分放电诊断装置中的各传感器的信息收集图。
图6示出本发明的实施形态2的绝缘设备的单线接线图。
图7示出本发明的实施形态2的部分放电诊断装置中的各传感器的信息收集图。
图8示出本发明的实施形态3的部分放电诊断装置图。
图9示出本发明的实施形态3的部分放电诊断装置中的各传感器的信息收集的变化图。
标号说明1、1a～1d 部分放电传感器2、2a～2d 传感器组件3上位信号处理装置5气体绝缘设备(GIS)10部分放电波形11放大器12特征提取处理器13多路转换器15选择信号20加电压相位信息30远地办公室具体实施方式
实施形态1以下，参照图1～图5说明本发明的实施形态1的诊断用信号处理装置。
图1示出本发明的实施形态1的部分放电传感器信号的典型波形图。图1中，A为高频部分放电信号波形的第一正极波峰值，B为第一负极波峰值，Δt为第一正极波峰值A的半值宽度，y表示高频信号的包络波形的函数，T为高频信号的衰减时间常数，ΔT为部分放电信号间的脉冲周期，用这些来代表部分放电信号波形的特征。
即是说，高频部分放电信号波形的第一正极波峰值A是对应于部分放电的放电电荷量的振幅，可以说是唯一的放电信号。第一负极峰值B是第一正极峰值A的信号在气体绝缘设备内部传播并反射回来的信号，与第一正极峰值A的比较中，用来确认是不是容器内部传播动作。
半值宽度Δt表示放电信号宽度，如气体中放电可知该宽度一般为几ns以内。包络函数y表示高频放电信号在气体绝缘设备容器内部来回反射并不断衰减的过程。通过检查容器的尺寸或插入的衬垫数目来固定所要的形状。
衰减时间常数T是以简单的形状表现包络函数y的指标，脉冲周期ΔT表示气体空间中因某一部分放电形成的离子化等的环境变化对下一部分放电造成的影响。
因此，这些特征量是直接或间接影响部分放电的物理量，通过标准地保持从放电波形中提取这些特征量与加上作为表示放电活跃程度的在每一定时间的部分放电脉冲数N后的7类信息的功能，部分放电诊断就能对应所有的状况。
图2示出全部收集上述物理量即特征量的传感器组件的构成。图2中，1是部分放电传感器(以下简称传感器)，2是传感器组件，11是放大器，12是测定图1的各特征量Am、Bm、ym、…Nm的特征量提取处理部即专用子组件，13是选择输出各子组件12的任意一个组件的输出的多路转换器，15是选择多路转换器的输出的选择信号。
下面，用图2说明诊断气体绝缘设备内的部分放电的诊断用信号处理用的传感器组件2的动作。
来自传感器1的部分放电信号由放大器11放大后，并行地输入到对应于特征量Am、Bm、ym、…Nm的各子组件12。在各子组件12中，各自测定并保存对应于预定的特征量的信息。
这些被保存的信息可由连接到各组件12的多路转换器13选择读出任意的信息，该选择由多路转换器13的选择信号15所实施。因此，通过选择来自外部的多路转换器13的选择信号15，可能选择读出部分放电的任意特征。
以下，在图3中示出利用这些传感器组件2实际构成的部分放电诊断装置的构成例。
图3中，1a～1d是部分放电传感器a～d，2a～2d是传感器组件a～d，3是集中各传感器组件2a～2d的信号进行诊断的上位信号处理装置，5是气体绝缘设备，20是加电压相位信息。
下面，用图2和图3说明诊断气体绝缘设备内的部分放电的诊断装置的动作。将实装于气体绝缘设备5中的各部分放电传感器1a～1d的输出，分别输入到各传感器组件2a～2d。各传感器组件2a～2d对于部分放电传感器1a～1d送来的信号，各内藏子组件12个别地测定并保存信号特征量Am、Bm、ym、…Nm。
在这种状态中，统一各子组件2a～2d的上位信号处理装置3通过顺序指定各传感器组件，并指定选择信号15，能得到各传感器1a～1d检测的部分放电信号的特征量，用于诊断。
另外，这时，上位信号处理装置3通过另外取入加电压相位信息20，可能利用各特征量信息与加电压相位之间的相依性作为诊断信息。
下面，用图4、图5说明上位信号处理装置3指定从传感器组件2a～2d收集的特征量的方法。
图4是气体绝缘设备(GIS)5的单线接线图，a～n是实装于GIS各处的部分放电传感器。
图5是上位信号处理装置3为指定各部分传感器的特征量而指定设定的信息的配置器表，a～n是对应的部分放电传感器，A、B、y、～、N是特征量。
为说明方便，使安装图4的部分放电传感器n的线路停止，断路器被开断。
图4中，传感器a、b、m、n是设置于馈线上的部分放电传感器，用来诊断馈线的正常性。其他的部分放电传感器用于母线的正常性诊断。例如，GIS中万一发生内部异常，出现事故时，由于母线事故，全部线路停止，全部停电。另一方面，个别线路情况下只停止该线路，根据情况，通过从其他线路供电，也有可能避免停电。因此，当设置于母线的传感器收集所有的信息，防备万一，设置于线路(馈线)上的传感器只起检查有无部分放电的作用时，在图5的配置器表中，传感器a、传感器b、传感器m因只指定收集特征量A与N，所以在相应的框中填入○。另外，因设置于母线中的传感器指定收集全部的特征量，所以将○填入全部特征量中。此外，由于使传感器n被设置的线路停止，所以无信息收集的必要，因此对全部的特征量不作指定。
上位信号处理装置3通过具有根据该表对各传感器组件依次指定带○的特征量的信息作为多路转换器的选择信号那样的基本功能，能从各传感器组件任意收集适合于设备的实际使用情况的信息。
实施形态2参照图6、图7，说明本实施形态2的诊断用信号处理装置。实施形态2的诊断用信号处理装置示出对气体绝缘设备有增设时的一例，图6是所增设的气体绝缘设备(GIS)的单线接线图例，图7是上位信号处理装置为指定各部分放电传感器的特征量而指定设定的信息的配置表，图中，a～t是实装于GIS各处的部分放电传感器，A、B、y、…、N是特征量。
下面，用图6、图7说明对气体绝缘设备有增设时的上位信号处理装置的动作。为说明方便，使图6的部分放电传感器n被安装的线路停止，断路器被断开。
图6中，部分放电传感器a、b、m、n、s、t是设置于馈线上的部分放电传感器，用来诊断馈线的正常性。其他的部分放电传感器用于母线的正常性诊断。
有关馈线用的部分放电传感器和母线用的部分放电传感器的信息处理的基本考虑方法是与上述图4的情况相同的。因此，对于增设，以标准形式重复设置部分放电传感器和传感器组件。另外，在上位信号处理装置中如图7所示只增加增设传感器o～t部分相应的配置表，只将○记入各传感器对应的特征量中，就完成准备。这样一来，上位信号处理装置3按照顺序指定带○的特征量信息作为多路转换器的选择信号那样的基本功能，对增设部分的传感器o～t也可能自动地取入信息。
实施形态3参照图8、图9，说明本发明的实施形态3的诊断用信号处理装置。实施形态3的诊断用信号处理装置是在诊断气体绝缘设备内的部分放电的诊断装置中，从远地变更日常的部分放电管理和某些部分放电信号被检出时的管理。图8示出诊断气体绝缘设备内的部分放电的诊断装置利用通信与远地办公室连接的系统的图。图8中，1a～1d是部分放电传感器a～d，2a～2d是传感器组件a～d，3是集中各传感器组件2a～2d的信号进行诊断的上位信号处理装置，5是气体绝缘设备，30是远地办公室。图9示出图8的诊断系统中部分放电被检测时的配置表的变化。
为说明方便，假设部分放电为在图4的单线连接图上的传感器d发生的。
图8中，部分放电的上位信号处理装置3与远地办公室30通过通信单元连接，上位信号处理装置3的判定结果和收集的数据在办公室30阅览是可能的。另外，利用相同的通信单元也可从远地30的办公室变更信号处理装置3的数据。
有关构成中，虽进行平时的监视，但气体绝缘设备中部分放电实际发生的概率低，平时经常监视数据中几乎见不到变化。因此，通常监视中配置表尽可能为图9(a)那样的脉冲管理，只稍作信号有无管理。这样，大幅度地削减上位信号处理装置3和远地办公室应处理的信息。
这里，在传感器d检测出部分放电方式信号时，在传感器d近旁存在发生某些异常的可能性。远地办公室30中以图4的单线接线图为基础，选择传感器d和其邻接传感器即c、e、i，只对该传感器指定详细的特征量收集，通过通信单元如图9(b)的部分放电发生时的临时数据要求信息那样改写配置表。结果，上位信号处理装置3指定的各传感器c、d、e、i开始收集详细特征量信息，由远地办公室30阅览这些数据，并可不派出人员到现场就立即判断现场的气体绝缘设备5是否发生何种异常变化。
如上所述，根据本发明的实施形态1的诊断用信号处理装置，通过具备逐次变换收集来自部分放电传感器的波形作为多个特征量的标准的传感器组件，并具备收集波形的第一正极波峰值，第一负极波峰值，第一正极波峰值的半值宽度，高频信号的包络波形，高频信号的衰减时间常数，部分放电信号间的脉冲间隔信息，以及脉冲密度(每一定时间的部分放电脉冲数)的功能，能灵活对应部分放电信号处理所有的状况变化。
另外，通过将多个传感器组件统一于上位信号处理装置，并在上位信号处理装置中另取入加电压相位，能核对各传感器组件信息和加电压相位信息。
另外，作为诊断装置，通过在上位信号处理系统中具备指定部分放电传感器并能选择从哪个传感器取入哪种信息的配置器，能灵活地处置对应于各种状况变化的信息收集方法的变化。
另外，根据实施形态2的诊断用信号处理装置，对于因气体绝缘设备的增设引起的传感器数目的增加，只通过增设标准的传感器组件并增加配置器的映射，就能低成本地灵活地处置。
另外，根据实施形态3的诊断用信号处理装置，通过具备从远地变更配置器信息的单元并用通常的简单处理算法进行部分放电的有无检测，在实施应处理的信息量的削减，检测部分放电时，能通过从远地变更配置器信息，得到追加详细信息，实施从远地的详细检查。
此外，在以上的说明中，为了方便，图1中用第一波是正极信号，其后跟着负极信号的情况加以说明，但部分放电在加电压相位的负电压区域发生时，也有第一波是负极性信号其后跟着正极性信号的情况，要识别哪一个是先发生的(哪一个放电，哪一个反射)，可参照时间差或加电压相位来容易地实现，这些变化都不超出本发明构成的主旨。此外，各传感器组件与上位信号处理装置间的通信，上位信号处理装置与远地办公室间的通信，当然可利用现有的各种单元。
此外，本发明的诊断装置虽以部分放电的检测用途方式构成，但若变更传感器的种类，设置专用的传感器组件，显然能适用于各种监视的高灵活性方面，用传感器、各种特征量提取前处理、具有配置功能的上位信号处理装置构成的诊断装置的基本概念，是与本发明相同的。
权利要求
1.一种诊断用信号处理装置，其特征在于，具备检测在气体绝缘设备内传输的电磁波信号的部分放电传感器、以及将该部分放电传感器检测的电磁波信号分解成对应于该信号波形表现的各种物理量的多个特征量并进行收集的传感器组件，所述传感器组件收集的特征量为正负的第一波峰值，第一波峰值的半值宽度，高频信号的包络波形，高频信号的衰减时间常数，部分放电信号间的脉冲间隔信息，以及脉冲密度。
2.如权利要求1所述的诊断用信号处理装置，其特征在于，具备设置多个所述部分放电传感器和传感器组件的同时、指定所设置的多个部分放电传感器，并具有能任意选择从哪个传感器组件取入哪个特征量信息的配置器功能的上位信号处理装置。
3.如权利要求2所述的诊断用信号处理装置，其特征在于，所述上位信号处理装置统一所述多个传感器组件，并取入加电压相位信息。
4.如权利要求2或3所述的诊断用信号处理装置，其特征在于，对于因气体绝缘设备的增设引起的部分放电传感器数量的增加，通过增设标准的传感器组件，并增加该增设传感器部分相应的上位信号处理装置的配置器的映射，来处置气体绝缘设备的增设。
5.如权利要求2或3所述的诊断用信号处理装置，其特征在于，具备从远地用通信变更上位信号处理装置内的配置器信息的单元，通常通过进行部分放电的有无检测来实施应处理的信息量的削减，在检测到部分放电时，通过从远地变更配置器信息来得到追加信息。
6.一种诊断用信号处理装置，其特征在于，具备将设备的异常作为电气信号波形检测的传感器，分解对异常的检测信号变化为对应于该信号波形表现的各种物理量的特征量并进行信息收集的传感器组件，以及具有对每个特征量任意指定必要的信息，提取该传感器组件收集的多个信息的配置器功能的上位信号处理装置。
全文摘要
本发明揭示一种气体绝缘设备的诊断用信号处理装置，在发生不能用预定的信号处理规则完全对付信息处理的要求时，也能灵活对应各种处理条件的变更。该气体绝缘发备的诊断用信号处理装置具备将检测气体绝缘设备内传输的电磁波信号的部分放电传感器1检测的电磁波信号分解为对应于该信号波形表现的各种物理量的多个特征量并进行收集的传感器组件2，传感器组件2收集的特征量为正负的第一波峰值A、B，第一波峰值的半值宽度Δt，高频信号的包络波形y，高频信号的衰减时间常数T，部分放电信号间的脉冲间隔信息ΔT，以及脉冲密度N。
文档编号H02B13/035GK101059547SQ20061017199
公开日2007年10月24日 申请日期2006年12月22日 优先权日2006年4月21日
发明者龟井光仁, 西田智惠子 申请人:三菱电机株式会社