电气设备的诊断装置,诊断方法和诊断装置装载体的制作方法

专利名称：电气设备的诊断装置,诊断方法和诊断装置装载体的制作方法
技术领域：
本发明涉及测量在电气设备的绝缘部位发生的部分放电所产生的电磁波，尤其涉及在达到绝缘损坏之前早期检测前兆现象的电气设备的诊断装置、诊断方法和诊断装置装载体。
背景技术：
与产业、生活密切相关的电动机等电气设备、和作为这些设备的电源的发电、输电、变电设备是支撑现代社会发展的基础设备。这些电气设备一旦发生故障，就会对社会活动产生相当大的不良影响，因此要求这些电气设备具有很高的可靠性。
但是，既然是工业上制造的设备，伴随着制造时的缺陷或长时间的使用，其性能劣化是不可避免的。电气设备中有关绝缘的部分一旦破损将导致致命的损伤，因此对于这一部分缺陷要求早期发现和及时应对。
作为有效检测电气设备的绝缘缺陷的手段，对作为绝缘损坏的前兆现象的部分放电进行检测。并且，作为检测部分放电的手段之一，有测量放电时发生的电磁波的方法。该方法不接触作为对象的电气设备，而用外部的天线或传感器非接触地测量信号，因此具有能够在设备运转过程中简便测量的优点。
另一方面，由于天线、传感器中会输入通信波、广播波这样的环境电磁波，因此需要从环境电磁波中分离抽取由部分放电所产生的电磁波的技术。关于这种缺陷的改善，有在以下现有技术文献中提出的方案。
专利文献1所记载的技术提出了如下方法将设备所设置的地区中被许可的环境电磁波的频谱除外，将其余的电磁波频谱评价为由该设备产生的电磁波。
专利文献2中记载有如下方法对作为对象的电气设备不进行部分放电时的电磁波进行测量，从而将频谱作为环境电磁波频谱来存储，并将设备运转时观测到的频谱与预先所存储的环境电磁波频谱进行比较来检测部分放电。
专利文献3中记载有如下方法检测环境电磁波的频谱，并选择这些频谱少的频带，从而观测部分放电的频谱，另外，日本特开专利文献4中记载有如下方法用频带窄的传感器选择环境电磁波小的频带来进行观测。
现有技术文献 专利文献1 日本特开平6-201754号公报 专利文献2 日本特开2003-43094号公报 专利文献3 日本特开平10-210647号公报 专利文献4 日本特开2006-329636号公报

发明内容
如上所述，提出很多关于在通过测量电磁波来检测作为绝缘损坏的前兆现象的部分放电时，要将其从环境电磁波中分离抽取出来的技术，但这些技术都有其各自的问题。
例如在专利文献1记载的方法中，在电气设备是在许可的环境频率不同的地区间移动的车载设备的情况下，没有考虑到随所在地区的改变而变化的环境频率。
在专利文献2记载的方法中，必须使电气设备的运转停止来测量环境电磁波频谱，难以应用于连续运转的电气设备中。尤其在车载设备的情况下，为了进行测量需要使车辆移动到初始测量位置，并且在测量期间车辆不能使用。此外，直到下次测量机会为止的期间，不能进行电气设备的绝缘功能状态的测量。
专利文献3和专利文献4记载的方法，都是必须在来自电气设备的部分放电没有或很小的状态下进行测量从而识别环境电磁波频谱，难以应用于连续运转的电气设备中。
并且在上述这些技术中，无法分离识别非法无线电磁波等暂时的电磁波。
由以上说明可知，本发明的目的在于提供一种电气设备的诊断装置、诊断方法和诊断装置装载体，即使对进行连续运转的电气设备也能进行部分放电状态的常时监视，尤其在电气设备为车载设备的情况下也能够常时监视。
本发明的电气设备诊断装置包括传感器，设置在电气设备附近；频谱分析机构， 对传感器的输出进行频谱分析；电气设备的负载检测机构；数据表，存储负载检测机构的输出和频谱分析机构的输出；第一机构，从存储在数据表中的数据来着眼频谱分析机构的特定频率的频谱，根据与该着眼的频谱的大小有关的多个数据和该多个数据测量时的多个负载的数据来求出相关系数；以及第二机构，根据用第一机构求出的相关系数的大小来将着眼的特定频率的频谱分为电气设备的环境电磁波频谱和部分放电电磁波频谱。
优选为还附设第三机构，求出电气设备的部分放电电磁波成分，第三机构对存储在数据表中的数据依次变更所着眼的特定频率的频谱，以使第一机构和第二机构反复执行。
优选为电气设备及其诊断装置装载在移动体上。
优选为电气设备及其诊断装置装载在转动体上。
优选为将用第一机构求出的相关系数的大小接近于1的频谱判断为部分放电电磁波频谱，将相关系数的大小接近于0的频谱判断为环境电磁波频谱。
优选为还包括移动体位置的检测机构；和存储移动体位置中的每个地区的许可电磁波频率的存储机构，根据移动体位置的检测机构的输出，从频谱分析机构的输出中去除该位置的存储机构的电磁波频率后将其存储在数据表中。
本发明的电气设备的诊断方法，输入对在电气设备的周围测量到的电磁波进行频谱分析后的数据和电气设备的负载，针对频谱分析后的数据中特定频谱的多个数据，将其与电气设备的负载进行比较，将大小与电气设备的负载的变动对应而变动的特定频谱判断为电气设备的部分放电产生的电磁波成分，将不依赖于负载变动的频谱成分判断为环境电磁波。
优选为包括每个地区的许可电磁波频率信息，当位于该地区时从频谱分析后的数据中去除该许可电磁波频率，然后针对特定频谱的多个数据，将其与电气设备的负载进行比较。
本发明的电气设备的诊断装置装载体安装有电气设备和电气设备的诊断装置，电气设备的诊断装置包括传感器，设置在电气设备附近；频谱分析机构，对该传感器的输出进行频谱分析；电气设备的负载检测机构；数据表，存储负载检测机构的输出和频谱分析机构的输出；第一机构，从存储在数据表中的数据来着眼频谱分析机构的特定频率的频谱， 根据与该频谱的大小有关的多个数据和多个负载的数据来求出相关系数；以及第二机构， 根据用第一机构求出的相关系数的大小来将着眼的特定频率的频谱分为环境电磁波频谱和电气设备的部分放电电磁波频谱。
优选为装载体是移动体。
优选为装载体是转动体。
优选为还包括移动体位置的检测机构；和存储移动体位置中的每个地区的许可电磁波频率的存储机构，根据移动体位置的检测机构的输出，从频谱分析机构的输出中去除该位置的存储机构的电磁波频率后将其存储在数据表中。
根据本发明，能够从环境电磁波中分离识别出电气设备的部分放电产生的电磁波而不使电气设备的运转停止。结果，由于能够始终掌握电气设备产生的部分放电的信息，因此能够及时识别电气设备的绝缘功能的状态变化。


图1是表示本发明的电磁波频谱的识别方法的流程图。
图2是表示本发明的电气设备的部分放电检测方法中使用的整体装置结构的图。
图3是表示本发明一实施例的数据处理过程的功能框图。
图4是表示电磁波频谱相对于电气设备的负载的特性的一例的特性图。
图5是表示测量到的电磁波频谱数据、环境电磁波频谱数据、部分放电频谱数据的关系的图。
图6是表示部分放电电磁波时的电磁波频谱电平相对于负载的特性的一例的图。
图7是表示环境电磁波时的电磁波频谱电平相对于负载的特性的一例的图。
图8是用于说明根据负载随时间而变动时的电磁波频谱电平的时间伺服来区别电磁波的图。
图9是表示移动体与环境电磁波发射基地的关系的示意图。
图10是电磁波频谱电平相对于移动体位置的特性图。
图11是表示方位可动体与环境电磁波发射基地的关系的示意图。
图12是电磁波频谱电平相对于设备方位的特性图。
图13是表示从设备的所在地信息中取得环境电磁波频谱信息并分离识别部分放电频谱的方法的框图。
标号说明 1...电气设备 2...协作装置 3...连接电线 11...传感器 12...频谱测量器 13...信号处理装置 21···移动体 22...环境电磁波发射基地 23...方位可动体 25...移动体装载设备 31...GPS天线 32...GPS卫星 33...位置信息检测器 34...每个地区的电磁波频率表 35...环境电磁波抽取程序 100...频率-电平特性信号 101. ·负载信号 102. ·所在地信息 103. ·方位信息 121..· A/D转换器 122..·时间频率转换程序 131. ·存储器 132...运算部
具体实施例方式以下，参照附图详细说明本发明的实施例。 实施例
首先，图2表示本发明的电气设备的诊断装置的整体装置结构。在此，在测量对象即电气设备1附近配置电磁波传感器11，将测量出的电磁波信号通过频谱测量器12输入信号处理装置13。
作为电磁波传感器11，能采用电磁波天线、电场探测器、磁场探测器等。作为测量器12可以采用频谱分析仪、具有频率分析功能的电信号采集装置、滤波装置等，根据需要可以包括放大器、AD转换器等。
电气设备1上连接协作装置2，通过连接电线3在与电气设备1之间输入输出电能。在电气设备1为电动机等时协作装置2是电源，在电气设备1为发电机等时协作装置 2是负载。以下，在本说明书中将对电气设备1输入输出的功率称为负载。将该负载信息输入信号处理装置13。
实际上输入信号处理装置13的电磁波信号中包含很多频谱，但为了便于说明本发明的原理，在此对电磁波信号中包含A和B这两个频谱的简单事例进行说明。在图2中， 信号处理装置13的框内左边的频谱是电气设备1的负载小时的频谱，框内右边的频谱是电气设备1的负载大时的频谱。
从该事例可知，频谱A在电气设备1的负载大时和小时的电平大致相同，频谱B在电气设备1的负载小时电平小，在负载大时电平大。此时，能够判断频谱A是通信波、广播波等来自外部环境的电磁波(即环境电磁波)，频谱B是电气设备1的部分放电产生的电磁波。
作为本发明的数据处理的一例，以下用图3说明对数据进行数字处理时的一例。 从传感器11输出与电磁波对应的电压的时间波形，并传输至测量器12。频谱测量器12中由A/D转换器121进行数字转换后，由例如高速傅立叶变换那样的时间频率转换程序122 转换成频率_电平特性信号100后输入到信号处理装置13。在此，被输入到信号处理装置 13的信号100是如图2的信号处理装置13的框内所示的横轴为频率、纵轴为电平这样表示的信号。
另一方面，此外还将设备的负载信息作为数字值信号101输入到信号处理装置 13。此外作为参考信息一并记载有电气设备或安装有电气设备的设备的所在地信息102、方位信息103。
并且，信号处理装置13内部的存储器131中，根据需要将测量时刻、负载、频率、电平与所在地信息、方位信息相互关联地依次存储。存储器131中存储的数据，由运算部132 适时地抽取必要的数据，并作为频谱电平的负载特性等进行分析。
作为该分析方式的一例，有求出频率i的频谱电平与负载的相关系数的方法，根据与根据电气设备1的绝缘材料或绝缘结构等预先确定的阈值的关系，判断为环境电磁波频谱或部分放电的电磁波的频谱。以下，关于该判断，用图4详细说明电磁波信号电平的一例。
图4是横轴取电气设备1的负载、纵轴表示电磁波信号的电平的图，在该座标上表示上述的图2说明过的频谱A和B。首先，频谱A是与电气设备1的负载无关而具有大致恒定的频谱电平的频谱，因此，频谱A能够用与横轴平行的线来表示，能够判断为与电气设备无关的环境电磁波。
另一方面，图2中说明过的频谱B是具有根据负载的大小而变化的频谱电平的频谱，作为相对于负载变化的方式，考虑与负载成比例地增加的类型(频谱Bi)、伴随负载的增加而饱和的类型(频谱B2)、伴随负载的减少而饱和的类型(频谱B3)等。无论哪种类型，这些变化型频谱Bi、B2、B3都依赖于电气设备的负载的增减而使电平变动，因此，能够判断为设备的部分放电的电磁波。
伴随部分放电的电磁波的电平的负载特性受绝缘材料、绝缘结构还有温度、湿度的影响而呈现各种特性。图4举例示出3种特性，但有时还表示相对于负载的增减而滞后的特性。
下面，用图5说明根据发送至信号处理装置13的频谱信息和负载信息从环境电磁波中分离基于设备的部分放电的电磁波的方法的具体一例。
图5是将从图3的频谱测量器12内的时间频率转换程序122得到的频率-电平特性信号100存储在存储器131中的频谱数据，横轴均记为频率，纵轴均记为电平。该频谱数据中，频谱数据1是大负载时测量出的频谱数据，频谱数据2是小负载时测量出的频谱数据。因此，无需赘言，这两个频谱数据1和2是从存储器131中抽取负载的大小不同的在不同测量时刻的频谱数据而得到的频谱数据。
这两个频谱数据1和2中观测到频谱a、b、c、. . . j的频谱。二者的频谱以相同的频率作为频谱位置(频率)来观测，但其电平有相同的，也有不同的。具体而言，频谱b、c、 f、h、j为电平随负载的大小而变化，相对于此，频谱a、d、e、g、i为与负载无关而大致恒定的电平。
根据以上情况，能够判断与负载无关而保持大致恒定的电平的频谱a、d、e、g、i 是不依赖于电气设备1的环境电磁波，能够得到仅抽取这些频谱a、d、e、g、i而成的频谱数据3作为环境电磁波频谱。
另外，从频谱数据1和2中，分别去除仅有环境电磁波的频谱数据3，从而能够得到大负载时的部分放电产生的频谱数据4和小负载时的部分放电产生的频谱数据5。频谱数据4和频谱数据5的频谱位置(频率)相同，但电平不同。
在此，频谱数据3的环境电磁波主要是指电视等的广播波和移动电话、各种无线设备等的通信波，其被预先分配有频率。另一方面，伴随电气设备的部分放电的电磁波的频率主要由设备的结构、尺寸、材料决定的静电电容、电感、以及作为发射天线而发挥作用的电缆的长度、走线路径周边的结构决定。
以上，用图5说明了从负载的大小不同的在不同测量时点的两个频谱数据中分离环境电磁波的频谱和部分放电的电磁波的频谱的方法，下面，用图6和图7说明定量地识别环境电磁波的频谱和部分放电的电磁波的频谱的方法。
图6和图7中，横轴表示负载率，纵轴表示频谱电平相对值。为了作成该曲线图， 从存储在图3的存储器131中的数据中仅抽取多个(100个左右)特定的频谱(特定的频率成分)。例如，图6是从存储器131中取出100个图5的频谱b而作成的图，图7是从存储器131中取出100个图5的频谱a而作成的图。因此，各自100个的各频谱a和b是通常测量时刻不同且负载的大小也不同的频谱的集合。
图6和图7是将取出的任一个频谱作为基准值(相对值的大小设定为1)、将所有的频谱作为与基准值的相对值、在横轴表示负载且纵轴表示电平的曲线上绘制的图。所绘制的各点，用图6的Δ、图7〇来表示。并且用近似线表示所绘制的各点所示的方向(斜度)，图6中如Mb所示，看起来具有向右上升的斜度。同样，图7中如Ma所示，可知具有不受负载所左右这样的斜度。
作为将该斜度作为数值来掌握的统计方法，利用众所周知的相关系数。具体而言， 对该图6的特性例求负载率和频谱电平的相关系数，则如图中R所示得到0.85。另一方面，对环境电磁波的频谱、例如图5的频谱a，同样观察相对于设备的负载率的特性，则如图 7所示，该例中的相关系数为0. 07。这样将相关系数作为判断指标能够识别环境电磁波和部分放电引起的电磁波。
并且，作为相关系数，能够利用皮尔森积差相关系数。该系数原则上无单位，取-1 到1之间的实数值，在接近1时可以说2个概率变量具有正相关，在接近-1时可以说2个概率变量具有负相关。在接近0时原概率变量的相关弱。在图6的事例中，相关系数为接近1的0. 85这样的数值，因此是正相关，在图7的事例中，相关系数为接近0的0. 07这样的数值，因此相关弱。
通过这样求出相关系数，但为了用计算出的该系数识别是判断为环境电磁波还是判断为部分放电的电磁波，优选为设定1个或2个值作为基于相关系数的判断的阈值。例如有如下方法将阈值取为α，将α以上判断为部分放电产生的电磁波，将小于α判断为并非部分放电产生的电磁波。还有如下方法将阈值设定为α和β这2个值(β < α )， 将α以上判断为部分放电产生的电磁波，将小于β判断为环境电磁波，将大于等于β且小于α判断为既非部分放电产生的电磁波也非环境电磁波。在此，阈值α和β是对每个电气设备预先决定好的。
图1汇总表示以上所述的部分放电电磁波和环境电磁波的识别方法的流程。该处理流程由2个程序构成，与图3的装置结构进行对比来说明，其一是与频谱测量器12或存储器131的存储处理相当的准备阶段即数据取得程序。第二是后阶段的运算部132内的判断程序。
数据取得程序中，首先在步骤S100，以一定间隔取得来自传感器11的电磁波，在步骤SlOl进行频谱分析，在步骤S103存储于数据表。另外，在步骤S102与频谱取得同步地输入电气设备的负载信息。反复执行这些一连串的处理直到有结束指令为止。
在步骤S103，在数据表中集聚有一定程度的数据的时点，起动后阶段的判断程序。 在判断程序中，首先在步骤S104中，如图5所例示那样，从存在多个的频谱中选择并输入作为判断对象的频谱的数据，在此，选择并输入第i个数据。即，例如最初作为第i个数据， 作为特定频率的频谱着眼于“a”，从步骤S103的数据表中选择例如100个关于频谱a的数据。以后的从步骤S104到步骤SllO的处理，根据该关于频谱a的数据来进行。
接着，在步骤S105中，如图6或图7所例示的那样分析负载特性。S卩，示意性地将横轴作为负载率、将纵轴作为相对值下的频谱电平时，执行将先前的100个关于频谱a的数据绘制在该座标上的处理。
在步骤S106，利用例如皮尔森积差相关系数计算相关系数R。另外，在步骤S107到步骤S110，根据求出的相关系数R判断频谱a是环境电磁波还是部分放电的电磁波。为了进行该识别，预先具有判断阈值α和判断阈值β (β < α)。判断阈值α和判断阈值β 按电气设备设定，但通常分别是0. 7和0. 3左右的值。
该判断首先在步骤S107中，将相关系数R与按电气设备预先决定的判断阈值α 进行比较，在比阈值α大时，判断为该电磁波频谱是部分放电产生的电磁波频谱(步骤 S109)。当比阈值α小时，在步骤S108，将相关系数R与预先决定的另一判断阈值β进行比较，当比阈值β小时判断为这是环境电磁波频谱(步骤S110)。有时根据频谱数据不能判别为部分放电电磁波频谱和环境电磁波频谱。
最后，结束了关于1个频谱a的判断，在步骤Slll中，进入接下来要判断的频谱进一步反复进行判断程序。例如，接下来选择图5的频谱b而反复进行同样的处理。其结果， 最终直到图5最后的频谱j为止，判断是环境电磁波还是部分放电的电磁波。当对所有的频谱连续判断时η = 1。
这样，按各频谱来区分该频谱是环境电磁波还是部分放电的电磁波，因此，最终能够作为图5的环境电磁波的频谱数据3、大负载时部分放电电磁波的频谱数据4、小负载时部分放电电磁波的频谱数据5来掌握。
本发明利用图1的方法能够区分是环境电磁波还是部分放电的电磁波，此时参照图8对时间要素的影响进行说明。在此示出电气设备的负载随时间而变动时的环境电磁波、部分放电的电磁波的各频谱的时间伺服(随动)结果。
根据横轴表示时间、纵轴表示负载或电磁波电平的图8的事例，负载伴随时间的经过而增加、减少后再次增加。此时，图4的B所示的部分放电电磁波的频谱具有根据负载的增减而增减的特性，因此，能够判断为电平随负载的时间变化而同方向变动的频谱SPl 是部分放电产生的电磁波。另外，图4的A所示的环境电磁波具有不受负载增减影响的特性，因此，即使负载变化也大致恒定的频谱SP2是广播波或通信波的环境电磁波。
作为随时间经过而变动的频谱，可能有与负载的变动不相关的频谱SP3。它是从例如移动体发射的非法电磁波、由与成为对象的电气设备不同的在附近运转的设备产生的电磁波。
本发明的图1的实施例中，在步骤S106求出相关系数，频谱SPl是比判断阈值α 大的频谱，频谱SP2是比判断阈值β小的频谱。如果那样频谱SP3怎么说呢，它最终也由于与电气设备的负载变动相关小而被判断为比判断阈值β小。图8的结果意味着本发明装置的评价结果不受时间要素的影响。
暂时的电磁波中还包括例如通过上空的航空器、在附近行驶的列车的无线电磁波、巡逻车等的无线电磁波等。这些是允许在该地区使用的合法的电磁波，本发明后面的实施例将对识别方法进行说明，通过基于电气设备的所在地信息的识别，能够判断为不是伴随电气设备的部分放电的电磁波。
接下来，研究将本发明装置装载于移动体中而使用时移动体位置给本发明装置的评价结果带来的影响。
在图9所示的使用状态下，电气设备1安装在移动体25中。因此，除了电气设备产生的电磁波以外，还受到伴随移动的各种环境电磁波的影响。在该事例中，用安装在移动体中的传感器11和频谱测量器12测量列车、汽车等移动体25中安装的电气设备1所产生的电磁波，但此时需要识别出传感器11感知到的环境电磁波发射基地22所发射的电磁波。在该图中，25表示移动体装载设备。
图10表示相对于移动体25的所在位置的电气设备1的负载与移动体25中安装的传感器11所测量的电磁波电平的关系。电气设备1的部分放电频谱SPl的电平随负载而变动，而与此不同，从发射基地22发射的环境电磁波的电平SP2与设备的负载无关，而具有在移动体通过发射基地22附近时达到峰值而在其前后降低的特性。能够根据该特性的不同来分离环境电磁波的频谱和部分放电产生的电磁波的频谱。
本发明的图1的实施例中，在步骤S106求出相关系数，频谱SPl被判断为比判断阈值α大、而频谱SP2与负载的相关较低，因此被判断为比判断阈值β小，结果，不会随着位置的移动而给频谱SPl的抽取带来不良影响。因此，这意味着能够将本发明装置装载于移动体中而使用。
接下来，研究将本发明装置装载于转动体中而使用时转动体位置给本发明装置的评价结果带来的影响。
在图11所示的使用状态下，电气设备1安装在方位可动体23中。因此，除了电气设备产生的电磁波以外，还受到伴随转动的各种环境电磁波的影响。用该事例说明方位可动体23中安装的电气设备1产生的部分放电产生的电磁波频谱与环境电磁波的关系。方位可动体23是例如风力发电装置，此时的电气设备1是发电机。风力发电装置根据风向而方位转动。而环境电磁波的发射基地22被固定。
图12表示相对于方位可动体22的方位的、所安装的传感器11和测量器12观测到的电磁波电平的特性的一例。部分放电频谱的电平随电气设备1的负载而变动，相对于此，环境电磁波在发射基地22的方向被观测到最大。有时会根据传感器21的种类在与发射基地22成180度的位置示出第二峰值。这样，根据测量出的电磁波频谱电平的负载和方位特性能够识别环境电磁波和部分放电的电磁波。
根据图12的事例，负载伴随电气设备的方位变更而增加、减少后再次增加。此时，伴随相对于方位变更的负载变化而电平同方向变动的频谱SPl能够判断为部分放电产生的电磁波。另外，在方位发生了变化时在某位置达到峰值并在其前后减少频谱SP2能够判断为固定发射基地22的广播波、通信波的环境电磁波。
本发明的图1的实施例中，在步骤S106中求出相关系数，频谱SPl被断定为比判断阈值α大、但频谱SP2由于与负载的相关较低，因此被判断为比判断阈值β小，结果，不会随着方位变动而给频谱SPl的抽取带来不良影响。因此，这意味着能够将本发明装置装载于方位可动体23中而使用。
作为本发明的其他实施例，图13表示检测移动体中安装的电气设备的部分放电的系统和方法。由移动体21中安装的电气设备1附近设置的传感器11和测量器12取得电磁波频谱信息Α，并将其输入到信号处理装置13。
另一方面，移动体21中安装GPS天线31，接收来自GPS卫星32的信号，由位置信息检测器33取得移动体21的所在地信息。移动体21具有每个地区的电磁波频率表34，该表中记载有每个地区许可使用的电磁波频率。
接收位置信息检测器33和每个地区的电磁波频率表34的信息，由环境电磁波抽取程序35取得移动体所在的地区中的环境电磁波频谱信息B，并将其输入信号处理装置 13。信号处理装置13如图4所记载那样求出A与B的差值，并将其识别为电气设备1的部分放电产生的电磁波频谱。
作为本实施例中的移动体的一例，有在数百km的长距离高速无停车地行驶的列车，它具有如下效果即使在跨越几个电磁波的许可使用频率不同的地区而行驶的情况下也能始终详细掌握列车所在的地区的环境电磁波，因此，能够降低看漏所安装的电动机、转换器等电气设备的部分放电发生的电磁波的概率。另外，作为移动体的另一例，有在高速道路上行驶的以电力为驱动源的汽车，它能够始终准确分离识别所在地的环境电磁波与内部所安装的电气设备产生的部分放电的电磁波。
图13的信号处理装置13示出预先判明了每个地区特有的许可使用频率，因此要将上述成分B除外的情况，但即使这样传感器11还是会捕捉到各种环境电磁波，因此将上述各种分离方法组合起来实施显然是有效的。
工业上的利用可能性 根据本发明，能够连续测量电气设备的劣化状态，尤其在移动体的情况下也能够掌握部分放电状况，因此可适用于多种电气设备。
权利要求
1.一种电气设备的诊断装置，其特征在于，包括 传感器，设置在电气设备附近；频谱分析机构，对上述传感器的输出进行频谱分析； 上述电气设备的负载检测机构；数据表，存储上述负载检测机构的输出和上述频谱分析机构的输出； 第一机构，从存储在上述数据表中的数据来着眼上述频谱分析机构的特定频率的频谱，根据与该着眼的频谱的大小有关的多个数据和该多个数据测量时的多个负载的数据来求出相关系数；以及第二机构，根据用上述第一机构求出的相关系数的大小来将上述着眼的特定频率的频谱分为上述电气设备的环境电磁波频谱和部分放电电磁波频谱。
2.根据权利要求1所述的电气设备的诊断装置，其特征在于，还附设第三机构，求出上述电气设备的部分放电电磁波成分，上述第三机构对存储在上述数据表中的数据依次变更所着眼的特定频率的频谱，以使上述第一机构和上述第二机构反复执行。
3.根据权利要求1所述的电气设备的诊断装置，其特征在于， 上述电气设备及其诊断装置装载在移动体上。
4.根据权利要求1所述的电气设备的诊断装置，其特征在于， 上述电气设备及其诊断装置装载在转动体上。
5.根据权利要求1所述的电气设备的诊断装置，其特征在于，将用上述第一机构求出的相关系数的大小接近于1的频谱判断为部分放电电磁波频谱，将相关系数的大小接近于0的频谱判断为环境电磁波频谱。
6.根据权利要求3所述的电气设备的诊断装置，其特征在于，还包括移动体位置的检测机构；和存储移动体位置中的每个地区的许可电磁波频率的存储机构，根据上述移动体位置的检测机构的输出，从上述频谱分析机构的输出中去除该位置的上述存储机构的电磁波频率后将其存储在上述数据表中。
7.一种电气设备的诊断方法，其特征在于，输入对在电气设备的周围测量到的电磁波进行频谱分析后的数据和上述电气设备的负载，针对上述频谱分析后的数据中特定频谱的多个数据，将其与上述电气设备的负载进行比较，将大小与上述电气设备的负载的变动对应而变动的上述特定频谱判断为上述电气设备的部分放电产生的电磁波成分，将不依赖于负载变动的频谱成分判断为环境电磁波。
8.根据权利要求7所述的电气设备的诊断方法，其特征在于，包括每个地区的许可电磁波频率信息，当位于该地区时从上述频谱分析后的数据中去除该许可电磁波频率，然后针对特定频谱的多个数据，将其与上述电气设备的负载进行比较。
9.一种电气设备的诊断装置装载体，其特征在于，包括 电气设备；传感器，设置在上述电气设备附近；频谱分析机构，对该传感器的输出进行频谱分析；上述电气设备的负载检测机构；数据表，存储上述负载检测机构的输出和上述频谱分析机构的输出； 第一机构，从存储在上述数据表中的数据来着眼上述频谱分析机构的特定频率的频谱，根据与该频谱的大小有关的多个数据和多个上述负载的数据来求出相关系数；以及第二机构，根据用上述第一机构求出的相关系数的大小来将上述着眼的特定频率的频谱分为环境电磁波频谱和电气设备的部分放电电磁波频谱。
10.根据权利要求9所述的电气设备的诊断装置装载体，其特征在于， 上述装载体是移动体。
11.根据权利要求9所述的电气设备的诊断装置装载体，其特征在于， 上述装载体是转动体。
12.根据权利要求10所述的电气设备的诊断装置装载体，其特征在于，还包括移动体位置的检测机构；和存储移动体位置中的每个地区的许可电磁波频率的存储机构，根据上述移动体位置的检测机构的输出，从上述频谱分析机构的输出中去除该位置的上述存储机构的电磁波频率后将其存储在上述数据表中。
全文摘要
本发明提供一种电气设备的诊断装置、诊断方法和诊断装置装载体。其中，电气设备的诊断装置包括频谱分析机构，对电气设备附近的传感器的输出进行频谱分析；数据表，存储电气设备的负载检测机构的输出和频谱分析机构的输出；第一机构，根据存储在数据表中的数据中的与频谱分析机构的特定频率的频谱的大小有关的多个数据和该多个数据测量时的多个负载的数据来求出相关系数；以及第二机构，根据用第一机构求出的相关系数的大小来将着眼的特定频率的频谱分为电气设备的环境电磁波频谱和部分放电电磁波频谱。
文档编号G01R31/02GK102193046SQ201110031400
公开日2011年9月21日 申请日期2011年1月26日 优先权日2010年1月26日
发明者荻原修哉, 尾畑功治, 仓原吉美, 大松千绘 申请人:株式会社日立制作所