電力線上でのノイズおよび過電流の評価
本明細書は、電力線でノイズおよび過電流に関係するパラメータを評価する手法を開示する。これらの手法は特に、部分放電の特性を明らかにすること、また、ノイズまたは過電流の出所を特定することに適している。
【発明の詳細な説明】
【著作権通告】
【０００１】
本特許文書の開示の一部は著作権保護の対象となる材料を含んでいる。著作権所有者は本特許文書または特許開示の複製に異議を唱えないが、一切の著作権を留保する。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、配電用電力線に関し、より具体的には、ノイズまたは過電流の出所を特定することを目的とする電力線上でのノイズおよび過電流の評価に関する。
【背景技術】
【０００３】
本節に記述されたアプローチは追究し得るアプローチであって、必ずしも以前に着想または追究されたアプローチではない。したがって、別段の断りがない限り、本節に記述されたアプローチは、本願の請求項に対する先行技術ではなく、本節に含まれることにより先行技術と認められない。
【０００４】
部分放電（Ｐａｒｔｉａｌ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ，ＰＤ）は、経年劣化、物理的損傷、または非常に高い電場への曝露（ｅｘｐｏｓｕｒｅ）等により損傷を被った電力ケーブルの絶縁体で生じる現象である。ＰＤは、ケーブル、コネクタ、避雷器、および他の高電圧装置を害する。不完全なオーバーヘッドインシュレータ（ｏｖｅｒｈｅａｄ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）も周波数と位相特性がＰＤに似たノイズの発生を許すことがある。ＰＤは持続期間がナノ秒以下の短いパルスを発生させる。ＰＤパルスはＡＣ電圧の特定位相で発生する傾向があり、また電力周波数か電力周波数の二倍と概ね同期する傾向がある。ＰＤはライン同期ノイズまたはライントリガノイズ（ｌｉｎｅ−ｔｒｉｇｇｅｒｅｄ ｎｏｉｓｅ）として知られるノイズの一種である。ＰＤパルスは、１キロヘルツ〜数百メガヘルツ範囲を通常含む連続広帯域スペクトルを有する。
【０００５】
米国特許７，５３２，０１２は、ＰＤパルスを捕捉する手法を説明しているほか、ＰＤパルス等のライン周波数同期現象に関係する波形と、ライン周波数を有さない「イングレス（ｉｎｇｒｅｓｓ）」と呼ばれる外部干渉とを区別するために波形を評価するパラメータを説明している。ＰＤ由来として区別される波形の場合は、これらのパラメータはＰＤの強度を定量化するのにも役立つ。
【０００６】
劣化ケーブルは、アークやそれ自体をクリアする一時的短絡から、非常に短い高電流パルスを被ることもある。劣化ケーブルを識別することが望まれる。より具体的には、劣化ケーブルが完全に故障する前に具体的な位置を特定することが望まれる。
【０００７】
本明細書は、ＰＤおよび過電流を区別および定量化し、ＰＤまたは過電流の出所を特定する手法を開示する。
【発明の概要】
【０００８】
本明細書は、電力線でノイズおよび過電流に関係するパラメータを評価する手法を開示する。これらの手法は特に、部分放電（ＰＤ）の特性を明らかにすること、またノイズまたは過電流の出所を特定することに適している。
【０００９】
手法のひとつは、（ａ）電気ケーブルで感知される部分放電パルスの第１のスペクトル成分の最高振幅を測定することと、（ｂ）前記電気ケーブルで前記第１のスペクトル成分の前記最高振幅が発生した電力周波数信号の位相を判断することと、（ｃ）前記位相で前記部分放電パルスの第２のスペクトル成分の最高振幅を測定することと、（ｄ）前記第１のスペクトル成分の前記最高振幅と前記第２のスペクトル成分の前記最高振幅との関係に基づき、前記部分放電パルスが発生した前記電気ケーブル上の位置を判断することと、を含む方法である。
【００１０】
もうひとつの手法は、（ａ）電気ケーブル上の電力信号の１サイクルの複数の位相にわたって前記電気ケーブル上で感知されるＰＤ複数パルスのスペクトル成分の複数のピーク振幅を測定することと、（ｂ）前記複数のピーク振幅からバックグラウンドノイズレベルを減算することにより、結果複数振幅を産出（ｙｉｅｌｄｉｎｇ）することと、（ｃ）前記結果複数振幅を合計することにより、前記電気ケーブル上のＰＤ活動の大きさを表すＰＤ和（ＰＤ ｓｕｍ）を産出することと、を含む。
【００１１】
もうひとつの手法は、（ａ）電力ケーブル上の第１の位置で閾を超過する第１の電流の第１の大きさを測定することと、（ｂ）前記電力ケーブル上の第２の位置で前記閾を超過しない第２の電流の第２の大きさを測定することと、（ｃ）前記第１の大きさと前記第２の大きさとの関係に基づき、前記電力ケーブル上の故障の位置を判断することと、を含む方法である。
【００１２】
本明細書はまた、これらの方法を遂行するシステムと、これらの方法を遂行するためプロセッサを制御する命令を収容する記憶媒体と、を開示する。
【００１３】
加えて、システムが提供され、該システムは、
（ｉ）閉じられたときに電力線からノイズを通過させ、且つ開いているときに前記ノイズを通過させない、スイッチと、
（ｉｉ）前記スイッチの下流に位置し、増幅出力を生成する、増幅器と、
（ｉｉｉ）チャネルであって、
（ａ）特定の周波数帯域内にある前記増幅出力のスペクトル成分を通過させることにより、フィルタ済み出力を産出するフィルタと、
（ｂ）前記フィルタ済み出力の値を複数の時間に検出することにより、一連の値を産出する検出器と、を有する、チャネルと、
（ｉｖ）プロセッサであって、
（ａ）前記スイッチが開いているときの前記一連の値の最低値を判断することにより、第１の基線値（ｂａｓｅｌｉｎｅ ｖａｌｕｅ）を得、
（ｂ）前記スイッチが閉じているときの前記一連の値の最低値を判断することにより、第２の基線値を得、且つ
（ｃ）前記第２の基線値と前記第１の基線値との差を判断することにより、増幅器ノイズを上回る電力線ノイズの余剰分を表す余剰値を産出する、プロセッサと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は配電システムの一部分の図であり、同システムには、ケーブル上に部分放電（ＰＤ）を検出するための部品が配置されている。
【図２】図２はＰＤ検出器のブロック図である。
【図３】図３は配電システムの一部分の図であり、同システムは、配電システム内の複数の位置でＰＤを検出するよう構成されたＰＤ検出器と結合器とからなるネットワークを含む。
【図４】図４は、ＰＤ検出器の単一チャネルにおける電力周波数信号の単一サイクルのバックグラウンドノイズのグラフである。
【図５Ａ】図５ＡはＰＤ検出器の１チャネルの出力における信号のグラフであり、同信号は単一のＰＤパルスを含む。
【図５Ｂ】図５Ｂは図５Ａと同じ信号のグラフであり、データ点は閾を超えている。
【図６Ａ】図６Ａは、ＰＤ検出器の１チャネルで捕捉された２つのＰＤパルスの記録のグラフである。
【図６Ｂ】図６Ｂは、ＰＤ検出器の別のチャネルで捕捉された図６Ａと同じ２つのＰＤパルスの記録である。
【図７】図７はサンプリングされた信号のグラフであり、それぞれのサンプルは、単一電力周波数サイクルでＰＤ検出器の単一チャネルにおいて個々のタイムビンに、例えば４度の位相に、相当する。
【図８】図８はＰＤ検出器でマックスホールドモードとシングルサイクルモードとの切り替えを制御するステートマシン（ｓｔａｔｅ ｍａｃｈｉｎｅ）の状態図である。
【図９】図９はピーク電流記録器の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
複数の図面に共通する部品または機能は、それぞれの図面で同じ参照番号で示されている。
【００１６】
電力線通信システムにおいて、電力周波数は通常は５０−６０ヘルツ（Ｈｚ）の範囲内であり、データ通信信号周波数は約１メガヘルツ（ＭＨｚ）を上回り、通常は１ＭＨｚ−５０ＭＨｚの範囲内である。電力線通信のためのデータ結合器は、電力線とモデム等の通信装置との間でデータ通信信号を結合する。
【００１７】
誘導結合器はこのようなデータ結合器の一例である。誘導結合器は、芯と、芯の一部分を取り巻く巻線と、を含む。芯は磁性材料で作られ、開口部を含む。誘導結合器は変圧器として働き、電力線上に配置される。電力線は開口部の中に通され、変圧器の一次巻線として機能し、誘導結合器の巻線は変圧器の二次巻線として機能する。データ通信信号は芯を介して電力線と二次巻線との間で結合される。二次巻線は通信装置へ結合される。
【００１８】
誘導結合器のさらなる用途においては、相導体または中性導体のまわりに誘導結合器を置き、部分放電（ＰＤ）によって生じる高周波エネルギーを感知する。ケーブルおよび絶縁体状態の連続感知やデータ通信を含む機能の組み合わせによって達成される相乗効果はとりわけ有利である。
【００１９】
容量結合器もＰＤ感知と通信に利用される。ただし高電圧キャパシタでは、ケーブルまたは絶縁体ＰＤとの区別が困難な内部ＰＤが発生しやすい。このため、容量結合器もＰＤ感知に利用されるが、この用途には誘導結合器のほうが適している。
【００２０】
図１は配電システム１００の一部分の図であり、同システムには、ケーブル上にＰＤを検出するための部品が配置されている。システム１００は、中電圧地下ケーブル、すなわちケーブル１０５と、配電変圧器１０１と、接地棒１１８と、誘導結合器すなわち結合器１２０と、ＰＤ検出器１３０と、を含む。
【００２１】
結合器１２０は磁芯（図示せず）を含み、磁芯の中には開口部（図示せず）がある。結合器１２０は変圧器として働き、ケーブル１０５上に配置される。ケーブル１０５は開口部の中に通され、結合器１２０の一次巻線として機能する。結合器１２０はまた、ケーブル１２５を経由しＰＤ検出器１３０へ至るリードを有する二次巻線を含む。ケーブル１０５は同心中性導体１１０を有し、同心中性導体１１０は編組線１１２としてより合わされ、開口部の中に通され、接地棒１１８へ至る。
【００２２】
開口部の中に編組線１１２を通すことにより、結合器二次側への中性電流誘導はキャンセルされる。その結果、結合器１２０は、電力周波数電流とＰＤおよびイングレスによる電流とを含む電流を、ケーブル１０５の相導体で感知する。感知された電流は結合器１２０の二次巻線で入手可能であるため、ケーブル１２５経由で信号として提示される。
【００２３】
ケーブル１０５における結合器１２０の代替配置では、またはマルチフェーズ電力ケーブルのようにケーブル１０５が同心中性導体１１０を含まない場合は、結合器１２０は相線の絶縁体１０６上に直接置かれる。この場合は、望ましくは、相導体の絶縁が故障したときに故障電流をグラウンドへ送ることができる堅牢な接地導電シールドの中に結合器１２０が包まれる。あるいは、編組線１１２上に結合器１２０を配置する。
【００２４】
配電変圧器１０１はエルボコネクタ（ｅｌｂｏｗ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）１０７経由でケーブル１０５により給電される。配電変圧器１０１は、接地棒１１８へ接続された中性導体１１５と、二次端子１４０と、を有する。配電変圧器１０１は二次端子１４０から電力周波数の低電圧を提供する。ケーブル１０５上の電圧（および電流）の位相と二次端子１４０上の低電圧の位相との間には、概ね一定の位相関係がある。この位相関係は配電変圧器１０１の負荷変動によって若干変化することがある。
【００２５】
ＰＤ検出器１３０は、結合器１２０からケーブル１２５経由で感知電流を受け取り、二次端子１４０からケーブル１４５経由で電力周波数の低電圧を受け取る。電力周波数の低電圧は、ＰＤ検出器１３０に位相基準を提供する。ＰＤ検出器１３０はケーブル１０５でＰＤを検出するため結合器１２０からの感知電流を処理し、出力１３５を提供する。出力１３５は通信リンク（図１に図示せず）へ接続され、ＰＤ監視データストリームは遠隔監視装置（図１に図示せず）へ到達する。
【００２６】
結合器１２０は電力線通信データ結合器としても機能する。つまり、ケーブル１２５はモデム等の通信装置（図１に図示せず）へも配線され、結合器１２０はケーブル１０５と通信装置との間でデータ通信信号を結合するため使用される。
【００２７】
図２はＰＤ検出器１３０のブロック図である。ＰＤ検出器１３０は、スイッチ２０５と、ピーク電流記録器２１１と、増幅器２１０と、マイクロコントローラ２４０と、トリガ回路２７０と、５つのチャネルに、具体的にはＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４、およびＣＨ５に、編成された一群の部品と、を含む。マイクロコントローラ２４０はマルチプレクサ２４５と、アナログ・デジタル変換器（Ａ／Ｄ）２６５と、プロセッサ２５０と、メモリ２５５と、を含む。
【００２８】
プロセッサ２５０は、命令に応答し、且つ命令を実行する、論理回路からなる。
【００２９】
メモリ２５５は、コンピュータプログラムにより符号化されるコンピュータ可読媒体である。プロセッサ２５０の動作を制御するため、メモリ２５５に記憶されたデータと命令はプロセッサ２５０によって読み取られ、実行される。メモリ２５５はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）として、ハードドライブとして、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）として、またはこれらの組み合わせとして、実装される。プログラムモジュール２６０はメモリ２５５の１コンポーネントである。
【００３０】
プログラムモジュール２６０は命令を収容し、この命令がプロセッサ２５０によって読み取られると、プロセッサ２５０はＰＤ検出器１３０によって採用された方法の操作を遂行する。ここで用いる用語「モジュール」は、単独コンポーネントとして、または複数の従属コンポーネントからなる一体構成として、具現される機能的操作を意味する。したがってプログラムモジュール２６０は、単一のモジュールとして、または互いに協働する複数のモジュールとして、実装される。さらに、ここではメモリ２５５にインストールされソフトウェアとして実装されたプログラムモジュール２６０を説明するが、ハードウェア（例えば電子回路）として、ファームウェアとして、ソフトウェアとして、またはこれらの組み合わせとして、プログラムモジュール２６０を実装することもできる。
【００３１】
プログラムモジュール２６０は予めメモリ２５５に読み込まれたものとして表示されているが、記憶媒体２７５にてプログラムモジュール２６０を構成し、後ほどメモリ２５５に読み込むこともできる。記憶媒体２７５もまたコンピュータプログラムにより符号化されるコンピュータ可読媒体であり、プログラムモジュール２６０を実体的な形式で記憶する従来の非一時的記憶媒体であってよい。記憶媒体２７５は、フロッピー(登録商標)ディスク、コンパクトディスク、磁気テープ、読み取り専用メモリ、光学式記憶媒体、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）フラッシュドライブ、デジタル多用途ディスク、ジップドライブ等の媒体で実装できる。あるいはランダムアクセスメモリとして、または遠隔記憶システム（図示せず）に配置されネットワーク（図示せず）を介してメモリ２５５へ結合される電子記憶装置として、記憶媒体２７５を実装することもできる。
【００３２】
ＣＨ１は、バンドパスフィルタ２１５Ａと、対数（ログ）検出器２２０Ａと、ピーク検出器２２５Ａと、サンプル・アンド・ホールド（Ｓ／Ｈ）２３０Ａと、からなる。チャネルＣＨ２〜ＣＨ５は、バンドパスフィルタ２１５Ｂ−２１５Ｅ、ログ検出器２２０Ｂ−２２０Ｅ、ピーク検出器２２５Ｂ−２２５Ｅ、およびＳ／Ｈ ２３０Ｂ−２３０ＥによりＣＨ１と同様に構成される。好適な実装において、バンドパスフィルタ２１５Ａ−Ｅは表面音波（ＳＡＷ）フィルタである。
【００３３】
スイッチ２０５は開いている状態で図示されているが、閉じられると、ケーブル１２５（図１参照）からの信号２０６を増幅器２１０へ結合する。信号２０６は、電力周波数電流と、結合器１２０により感知されるＰＤおよびイングレスによる電流と、を含む。増幅器２１０は信号２０６を増幅し、信号２１２を出力する。したがって、信号２１２は信号２０６を増幅したものである。信号はチャネルＣＨ１〜ＣＨ５の各々へ配信される。
【００３４】
それぞれのバンドパスフィルタ２１５Ａ−２１５Ｅは異なる中心周波数に調整され、広帯域幅（例えば１ＭＨｚ）を有する。このため、チャネルＣＨ１〜ＣＨ５は、それぞれ異なる周波数帯で結合器１２０からの信号を「リスン（ｌｉｓｔｅｎ）」する。１つ以上のバンドパスフィルタ（例えば２１５Ａ）は低中心周波数を有するため、ケーブル１０５でＰＤは著しく減衰しないが、他のバンドパスフィルタ（例えば２１５Ｅ）は高中心周波数を有するため、単位距離当たりの減衰は著しい。バンドパスフィルタ２１５Ａ−２１５Ｅの周波数帯は、望ましくはラジオ放送等の既知イングレス源の周波数を回避するよう選ばれる。
【００３５】
チャネルＣＨ１について検討する。バンドパスフィルタ２１５Ａは信号２１２を受信し、バンドパスフィルタ２１５Ａの通過帯域内にある信号２１２の周波数を通過させ、信号２１７Ａを産出する。ログ検出器２２０Ａは信号２７１Ａを受信し、信号２２２Ａにより示された対数表現に変換する。ピーク検出器２２５Ａは信号２２２Ａを受信し、これのピーク値を検出し、信号２２７Ａを産出する。Ｓ／Ｈ ２３０Ａは信号２２７Ａのピーク値をサンプリングし、保持し、信号２３５Ａを産出する。
【００３６】
ＰＤ源はＰＤ検出器１３０に近接し、強い信号を生成する場合がある。あるいはＰＤ源は結合器１２０から離れていて、弱いＰＤ信号を生成し、これがケーブル１０５上に伝播するにつれ大幅に減衰する場合もある。したがって、ＰＤ信号の大きさは広いダイナミックレンジにまたがる。このため、信号２０６、２１２、および２１７Ａもまた広いダイナミックレンジにおよぶ。ログ検出器２２０Ａは広いダイナミックレンジを有する信号２１７Ａを処理できる。ただしここで説明するパラメータは、計算上の便宜のため、振幅の対数表現ではなく線形表現から、あるいは振幅圧縮を提供する他の何らかの非対数機能から、計算することもできる。
【００３７】
チャネルＣＨ２〜ＣＨ５はチャネルＣＨ１と同様に動作し、信号２５３Ｂ−２３５Ｅをそれぞれ産出する。
【００３８】
トリガ回路２７０は、信号２６９として示された電力周波数の低電圧をケーブル１４５経由で受信し、電力線同期信号２７２を生成する。あるいは信号２６９を受信する代わりに、トリガ回路２７０は信号２１２を受信し、信号２１２から電力周波数成分を抽出することもできる。ただし、電力線同期信号２７２は電力周波数のサイクル当たり１パルスとして、例えば６０Ｈｚサイクル当たり１パルスとして、あるいは５０Ｈｚサイクル当たり１パルスとして、現れる。
【００３９】
マイクロコントローラ２４０は、信号２３５Ａ−２３５Ｅと、電力線同期信号２７２と、を受信する。信号２３５Ａ−２３５Ｅはマルチプレクサ２４５へ入力され、マルチプレクサ２４５の出力からＡ／Ｄ ２６５へ選択的に配信される。Ａ／Ｄ ２６５は信号２３５Ａ−２３５Ｅをデジタル信号に変換し、変換されたデジタル信号はメモリ２５５へ配信される。マルチプレクサ２４５の動作と信号２３５Ａ−２３５Ｅの選択および配信は後ほど詳述する。
【００４０】
マイクロコントローラ２４０は制御線２４２を通じてスイッチ２０５を制御するほか、Ｓ／Ｈ ２３５Ａ−２３５Ｅを制御する。信号２３５Ａ−２３５Ｅはアナログ信号である。Ｓ／Ｈ ２３５Ａ−２３５Ｅの目的は、信号２３５Ａ−２３５Ｅのアナログ値を短時間にわたり安定に保つことである。これにより、信号２３５Ａ−２３５Ｅをマルチプレクサ２４５に通し、Ａ／Ｄ ２６５により規則的にデジタルデータに変換することができる。
【００４１】
信号２３５Ａについて検討する。信号２３５Ａのサンプル配列からなるデータはＡ／Ｄ ２６５によってデジタル化される。例えば、配列は９０個の値からなると仮定する。それぞれの値は４度の位相区間に相当し、全部で３６０度の１電力周波数サイクル、すなわち３６０度／４度＝９０度となる。この場合、タイムビンと呼ばれる各区間は、６０Ｈｚの電力周波数の場合に１／６０／９０秒、すなわち１８５．１９マイクロ秒の持続期間を有し、５０Ｈｚの電力周波数の場合に２２２．２２μｓの持続期間を有する。このタイミングはマイクロコントローラ２４０のタイマー（図示せず）により電力線同期信号２７２から導き出される。信号２３５Ａのサンプル配列の最初は、信号２６９すなわち電力周波数の低電圧の正のゼロ交差（positive-going zero-crossing）の後に起こる信号２７２におけるロジック遷移によってトリガされる。それぞれのデータサンプルは、それぞれのタイムビンの中で、信号２１７Ａすなわちバンドパスフィルタ２１５Ａの出力の、振幅のピーク値の対数に比例する。９０個の値はメモリ２５５へ配信される。したがって、マイクロコントローラ２４０は１回の電力周波数サイクルでチャネルＣＨ１から９０個の値を取得する。
【００４２】
マイクロコントローラ２４０、より具体的にはプロセッサ２５０は、プログラムモジュール２６０に従ってＳ／Ｈ ２３０Ａ−２３０Ｅを制御し、マルチプレクサ２４５はチャネルＣＨ１〜ＣＨ５の各々につき９０個の値を取得し、ＰＤパルスの特性を明らかにするため値を評価し、評価の結果を出力１３５経由で提供する。マイクロコントローラ２４０は単一の電力周波数サイクルで値を取得する。あるいは後述する特定の状況下では複数の電力周波数サイクルで値を取得する。
【００４３】
図３は、配電システムすなわちシステム３００の一部分の図であり、同システムは、システム３００内の複数の位置でＰＤを検出するよう構成されたＰＤ検出器と結合器とからなるネットワークを含む。システム３００は、配電変圧器３０３、３２９、および３４９と、電力ケーブル３２０、３４０、および３５５と、結合器３０２、３３２、および３５２と、ＰＤ検出器３０４、３３３、および３５３と、を含む。配電変圧器３０３と、結合器３０２と、ＰＤ検出器３０４は、位置３０５に配置されている。配電変圧器３２９と、結合器３３２と、ＰＤ検出器３３３は、位置３３０に配置されている。配電変圧器３４９と、結合器３５２と、ＰＤ検出器３５３は、位置３５０に配置されている。システム３００はまた、監視装置３６５を含む。
【００４４】
配電変圧器３０３、３２９、および３４９の一次側は一列に配置されたケーブル３２０、３４０、および３５５によって給電され、電力はケーブル３５５から供給される。配電変圧器３２９は電力ケーブル３４０から電力を受け取り、電力ケーブル３２０を通じて電力を下流に送る。
【００４５】
ＰＤ検出器３０４、３３３、および３５３は上述したＰＤ検出器１３０と同様に動作し、出力３１０、３３５、および３６０を通じて結果を提供する。
【００４６】
結合器３３２は、リピータとして構成された通信ノード（図示せず）へ接続できる。このようなノードにはＰＤ検出器３３３を組み込むことができる。同様に、結合器３０２はＰＤ検出器３０４が組み込まれた通信ノードへ接続でき、結合器３５２はＰＤ検出器３５３が組み込まれた通信ノードへ接続できる。
【００４７】
監視装置３６５は、プロセッサ３７０と、ユーザインターフェイス３７５と、メモリ３８０と、を含む。プロセッサ３７０は、命令に応答し、且つ命令を実行する、論理回路からなる。メモリ３８０は、プロセッサ３７０によって読み取られる命令をプログラムモジュール３８５に含み、この命令がプロセッサ３７０によって読み取られると、プロセッサ３７０は監視装置３６５によって採用された方法の操作を遂行する。プログラムモジュール３８５は予めメモリ３８０に読み込まれたものとして表示されているが、記憶媒体３９０にてプログラムモジュール３８５を構成し、後ほどメモリ３８０に読み込むこともできる。メモリ３８０はメモリ２５５で説明した実施形態のいずれかで実装でき、記憶媒体３９０は記憶媒体２７５で説明した実施形態のいずれかで実装できる。
【００４８】
ユーザが情報やコマンド選択をプロセッサ３７０へ伝達できるようにするため、ユーザインターフェイス３７５はキーボードや音声認識サブシステム等の入力装置を含む。ユーザインターフェイス３７５はまた、ディスプレイやプリンタ等の出力装置を含む。マウス、トラックボール、ジョイスティック等のカーソル制御装置は、ユーザがディスプレイ上でカーソルを操作し、追加的情報やコマンド選択をプロセッサ３７０へ伝達することを可能にする。
【００４９】
システム３００ではＰＤ検出器３０４、３３３、および３５３が別々の位置３０５、３３０、または３５０にあり、システム３００はそれぞれの位置３０５、３３０、および３５０で検出される電力線状態の指示を得る。監視装置３６５は出力３１０、３３５、および３６０（図３で円Ａ、Ｂ、およびＣにより結合）を受信し、これらの出力に基づきケーブルまたは装置が損傷しているか否かを判断する。監視装置３６５は、修理や予防保守のため現場視察の必要性を伝える報告書をユーザインターフェイス３７５を通じて提供する。
【００５０】
ＰＤとは無関係に、劣化ケーブルは、アークやそれ自体をクリアする一時的短絡から、約１ミリ秒〜約５００ミリ秒の過渡的高電流パルスを被ることもある。図２を再び参照し、そのようなパルスはピーク電流記録器２１１（図９でより詳細に図示）によって測定される。ピーク電流記録器２１１は、ケーブル１０５の相導体を流れる電流に比例する電圧を結合器１２０からケーブル１２５経由で受け取る。ピーク電流記録器２１１はケーブル１０５を流れる最高瞬間電流を測定し、これをマルチプレクサ２４５の入力として提供する。ピーク電流記録器２１１は、本明細書で後述するピーク電流測定のときに使用される。
【００５１】
以下、ＰＤ評価のためのパラメータを検討する。
【００５２】
ノイズフロアパラメータ
図１および２を再び参照する。
【００５３】
バンドパスフィルタ２１５Ａ−２１５Ｅの通過帯域周波数は、望ましくはアクティブな通信および放送用帯域を、すなわち顕著なイングレス源を、回避するよう選択するべきである。ただし、フィルタスカートの周波数で、例えばバンドパスフィルタ２１５Ａのスカートの周波数で、送信器がアクティブなら、イングレス振幅を取るに足りない値まで低減するにあたってフィルタ減衰は不十分である。
【００５４】
データ記録は単一の電力周波数サイクルで、または複数の電力周波数サイクルで、行われる。複数のサイクルは必ずしも連続していない。ここでは単一サイクルの記録を「シングルサイクルモード」と呼称する。複数サイクルの記録は、例えば５サイクルの記録は、スペクトル分析器で使われる「マックスホールド」と同様の「マックスホールド」として処理されるため、ここでは複数サイクルの記録を「マックスホールドモード」と呼称する。「マックスホールドモード」では、複数のスイープまたはサイクルで記録されるサンプルの中でタイムビンの最高振幅が保持される。
【００５５】
回線周波数同期ＰＤと他の信号を区別する一手法では、各チャネルの出力で内部ノイズフロアを測定する。例えば、ＣＨ１の内部ノイズフロアは、増幅器２１０によって発生する、バンドパスフィルタ２１５Ａの通過帯域内に含まれる、内部ノイズを表す。図２に見られるように、このような測定はスイッチ２０５が開いている状態で行われる。
【００５６】
プロセッサ２５０はＰＤ検出器１３０を制御し、プログラムモジュール２６０の命令に従ってノイズフロアを評価する。
【００５７】
図４は、ＰＤ検出器１３０の単一チャネルすなわちチャネルＣＨ１における電力周波数信号の単一サイクルの内部バックグラウンドノイズすなわちノイズ４０５の、グラフである。ノイズ４０５は、スイッチ２０５が開いている場合のチャネルＣＨ１の内部ノイズである。位相軸すなわちｘ軸は、電力周波数の位相を表し、０−３６０度範囲は単一サイクルに、例えば６０Ｈｚ電力周波数の１６．６ミリ秒（ｍｓ）に、相当する。ゼロ度は電圧の正のゼロ交差位相を表す。図４のグラフは９０個の離散データ値を表すものだが、明瞭にするため、９０個のデータ値を結ぶ線が描かれている。
【００５８】
基線４１０と呼ばれるノイズフロアの最低部は９０個のサンプルの中で最も低い値と定義される。図４の基線４１０は３６ｄＢのところにあり、０ｄＢ基準はシステム利得と検出器特性によって決まる固定電力レベルである。この分析では絶対信号レベルが使用されないため、全ての信号レベルは固定基準レベルより上のｄＢで表される。
【００５９】
結合器が接続されていない状態でも、すなわちスイッチ２０５が開いている状態でも、各チャネルの瞬間出力は、例えば信号２３５Ａは、最も低い基線４１０値の上で変動する。この変動の振幅は主にチャネルの内部ノイズとフィルタの帯域幅に左右される。例えば、図４のノイズ４０５は３６ｄＢから４３ｄＢまで変動している。この変動はノイズ変動４２０と呼称する。これは７ｄＢの、すなわち４３ｄＢ−３６ｄＢ＝７ｄＢの、値を持つ。閾４３０は、内部バックグラウンドノイズが決して超えないと見込まれるレベルに設定される。図４の閾４３０は、基線４１０とノイズ変動４２０の和を僅かに上回る４４ｄＢである。
【００６０】
後述する方法では、ノイズフロアは、スイッチ２０５が開いている状態で測定されるほか、スイッチ２０５が閉じている状態でも測定される。スイッチ２０５が開いている状態で行われる測定を「初期基線４１０」と呼称し、スイッチ２０５が閉じている状態で行われる測定を「現在基線４１０」と呼称する。
【００６１】
好適な実装において、ログ検出器はエンベロープ検出器であり、これの０ｄＢ基準レベルはバックグラウンドノイズレベルより下に設定される。この場合、ログ検出器の出力は単極であり、例えば常に正である。このため、ログ検出器２２０Ａの出力はゼロ以上であり、したがって信号２３５Ａもまたゼロ以上である。したがって、スイッチ２０５を閉じた状態でノイズフロアを測定する場合にＰＤパルスが存在すると、ＰＤパルスによって信号２３５Ａの振幅は単一タイムビンで正の方向にさらに増大する。殆どのＰＤパルスで、ＰＤパルスが発生するタイムビンはバックグラウンドノイズの最低値４１０が発生するタイムビンと異なる。このため、スイッチが閉じている状態で行われる基線４１０の測定値は、ＰＤパルスの有無にかかわらずほぼ同じ低い値を有する。
【００６２】
ＰＤパルスは通常、電力周波数位相の特定の位相区間にわたって不在である。一方、電力線と同期しない信号は多くの場合、連続する搬送波を有し、基線４１０を引き上げる。基線４１０の値を周期的に監視して現在基線４１０を得、スイッチ２０５が開いた状態で測定された初期基線４１０にこれを比較することにより、マイクロコントローラ２４０は、ＰＤ検出器１３０の設置時とその後の監視中にある特定のチャネルの信号がかなりのイングレスを含むか否かを評価できる。
【００６３】
基線４１０はチャネルＣＨ１〜ＣＨ５で異なる場合があり、１つのチャネルでもシングルサイクルモードとマックスホールドモードで異なる場合がある。マックスホールドモードは電力線周波数と同期しないイングレスに対し、特にこのようなイングレスが連続するのではなく脈動する場合に、より敏感である。
【００６４】
チャネルＣＨ１〜ＣＨ５の各々につき、初期基線４１０はスイッチ２０５が開いた状態で測定され、現在基線４１０はスイッチ２０５が閉じた状態で測定される。
【００６５】
ある特定のチャネルで現在基線４１０が初期基線４１０より高い場合は、当該チャネルがある程度のイングレスを有することを意味する。現在基線４１０が初期基線４１０より大幅に高い場合は、例えば５ｄＢ高い場合は、当該チャネルはかなりのイングレスに晒されており、ＰＤ検出感度が鈍くなっているとみなすことができる。この高い基線４１０を補償するため、基線４１０より上に突出するパルスの振幅に増加分を加えることができる。この増加分が大きければ、例えば１０ｄＢなら、チャネルはＰＤ検出にとって不適格とみなされる。
【００６６】
プロセッサ２５０はＰＤ検出器１３０の製造試験中に基線４１０を評価し、ＰＤ検出器１３０の内部ノイズレベルを記録する。ＰＤ検出器１３０が現場に配置されたら、プロセッサ２５０は基線４１０を評価し、特定のチャネルでイングレスを検出し、かなりのイングレスがある場合は、当該チャネルをＰＤ定量化または局限化から外す。
【００６７】
（ｉ）閉じられたときに電力線からノイズを通過させ、且つ開いているときに前記ノイズを通過させない、スイッチと、
（ｉｉ）前記スイッチの下流に位置し、増幅出力を生成する、増幅器と、
（ｉｉｉ）チャネルであって、
（ａ）特定の周波数帯域内にある前記増幅出力のスペクトル成分を通過させることにより、フィルタ済み出力を産出するフィルタと、
（ｂ）前記フィルタ済み出力の値を複数の時間に検出することにより、一連の値を産出する検出器と、を有する、チャネルと、
（ｉｖ）プロセッサであって、
（ａ）前記スイッチが開いているときの前記一連の値の最低値を判断することにより、第１の基線値を得、
（ｂ）前記スイッチが閉じているときの前記一連の値の最低値を判断することにより、第２の基線値を得、且つ
（ｃ）前記第２の基線値と前記第１の基線値との差を判断することにより、増幅器ノイズを上回る電力線ノイズの余剰分を表す余剰値を産出する、プロセッサと、を含むシステムが提供される。
【００６８】
最高ピーク振幅
図５Ａは１チャネルの出力における信号のグラフであり、同信号は単一のＰＤパルスすなわちＰＤパルス５４０を含む。
【００６９】
図５Ｂは図５Ａと同じ信号のグラフであり、データ点は閾４３０を超えている。図５Ｂは図５Ａから導き出されたものである。図５Ａの全てのデータ点から閾４３０すなわち４４ｄＢを引き、負の結果はゼロに設定する。すると、図５Ｂに見られるように平坦な下限の上にＰＤパルス５４０Ａが現れる。
【００７０】
図３のシステム３００を再び参照する。ある特定のＰＤ検出器で、ＰＤパルスは単一電力周波数サイクルの中で発生せず、さもなければ１つ以上のＰＤパルスが発生する。
【００７１】
位置３３０にあるＰＤ検出器３３３について検討する。これのチャネルのいずれか１つをチャネルＭと呼称し、他のチャネルはチャネルＮと呼称することにする。チャネルＭおよびＮは異なる中心周波数を有する。また、システム３００のどこかで発生するＰＤパルスは、チャネルＭの帯域通過範囲に入るスペクトルエネルギーと、チャネルＮの帯域通過範囲に入るスペクトルエネルギーと、を含む。
【００７２】
図６Ａは、ＰＤ検出器３３３のチャネルＮで捕捉された２つのＰＤパルスの記録のグラフである。２つのパルスはそれぞれＰＤパルス６０５およびＰＤパルス６１０と呼称される。ＰＤパルス６０５は約８０度の位相で発生し、ＰＤパルス６１０は約２６５度の位相で発生している。
【００７３】
図６Ｂは、ＰＤ検出器３３３のチャネルＭで捕捉された図６Ａと同じ２つのＰＤパルスの記録であり、ひとつは約８０度、もうひとつは約２６５度のところにある。図６Ｂにおいて、２つのパルスはＰＤパルス６１５およびＰＤパルス６２０と呼称される。
【００７４】
明瞭に述べると、２つのＰＤパルスの各々はチャネルＮとチャネルＭで捕捉されている。２つのＰＤパルスの最初のＰＤパルスは約８０度で発生しており、チャネルＮではＰＤパルス６０５として捕捉され、チャネルＭではＰＤパルス６１５として捕捉されている。２つのＰＤパルスの二番目のＰＤパルスは約２６５度で発生しており、チャネルＮではＰＤパルス６１０として捕捉され、チャネルＭではＰＤパルス６２０として捕捉されている。
【００７５】
チャネルＮすなわち図６Ａにおいて、ＰＤパルス６０５はＰＤパルス６１０より大きい振幅を有する。この場合、ＰＤパルス６０５は最も高い振幅すなわち２４ｄＢを有し、これはＶｐｅａｋＮと呼称され、記録される。この最高振幅サンプルの位相すなわち８０度はΦＮと呼称され、記録される。したがって、チャネルＮのピークＰＤパルスはデータペア（ΦＮ、ＶｐｅａｋＮ）により呼称される。チャネルＭでもこれと同じＰＤパルスが最高振幅サンプルである（図６Ｂ参照）。より具体的に、ＰＤパルス６１５は１０ｄＢの振幅を有し、データペア（ΦＭ、ＶｐｅａｋＭ）により呼称される。ΦＮに等しいΦＭは、２つのチャネルＭおよびＮがそれぞれの周波数帯で同じＰＤパルスを記録したことを意味する。
【００７６】
今度は位置３０５にあるＰＤ検出器３０４と位置３５０にあるＰＤ検出器３５３について検討する。３つのＰＤ検出器３０４、３３３、および３５３はそれぞれチャネルＭおよびＮを含み、同じ位相、すなわち８０度で最も高いピークを記録している。例えば、チャネルＭの中心周波数はチャネルＮのそれより大きく、それぞれのピーク値はテーブル１の通りと仮定する。
【表１】
【００７７】
ＰＤ検出器３０４、３３３、および３５３からのデータは監視装置３６５へ伝達され、そこで表１のデータが処理される。
【００７８】
システム３００内のＰＤ源がＰＤパルスを生成する場合は、ＰＤパルスの最高周波数成分が減衰され、ＰＤパルスを検出するのはＰＤ検出器３０４、３３３、および３５３のいずれかである。
【００７９】
監視装置３６５で遂行されるＰＤ源の位置の第１の近似法は、（ａ）隣接ＰＤ検出器からなるグループでＰＤが存在する最高周波数チャネルを判断する、この場合、グループはＰＤ検出器３０４、３３３、および３５３からなり、チャネルＭが最高周波数チャネルである、（ｂ）最高周波数チャネルから最高ピーク値を得る、この場合、チャネルＭは値５ｄＢ、１０ｄＢ、および７ｄＢを有する、且つ（ｃ）これらの値のうち最も高い値を有するＰＤ検出器をＰＤ源に最も近いＰＤ検出器として選択する、この場合、位置３３０にあるＰＤ検出器３３３が最も高い値、すなわち１０ｄＢを有する。したがって、ＰＤ源は位置３３０の近くにある可能性が最も高い。
【００８０】
（ａ）電気ケーブルで感知される部分放電パルスの第１のスペクトル成分の最高振幅を測定することと、（ｂ）前記電気ケーブルで前記第１のスペクトル成分の前記最高振幅が発生した電力周波数信号の位相を判断することと、（ｃ）前記位相で前記部分放電パルスの第２のスペクトル成分の最高振幅を測定することと、（ｄ）前記第１のスペクトル成分の前記最高振幅と前記第２のスペクトル成分の前記最高振幅との関係に基づき、前記部分放電パルスが発生した前記電気ケーブル上の位置を判断することと、を含む方法が提供される。
【００８１】
ＰＤ和
最高ピーク振幅パラメータは、ＰＤ放電の重大度を表すパラメータによって補足される。ここではこれを「ＰＤ和」と呼称する。これは、単一チャネルで単一サイクルにサンプリングされた閾４３０を超過する振幅値の和として定義される。例えば図５Ｂを参照されたい。図６Ａでは、ＰＤ和はＰＤパルス６０５の下の部分とＰＤパルス６１０の下の部分との和に相当する。ＰＤ和はＰＤパルスの振幅と持続期間にともない増加する。
【００８２】
図７はサンプリングされた信号のグラフであり、それぞれのサンプルは、単一電力周波数サイクルでＰＤ検出器の単一チャネルにおいて個々のタイムビンに、例えば４度の位相に、相当する。第１のＰＤパルスの場合、サンプル７０５は８０度の位相で取得され、サンプル７１０は８４度で取得されている。したがって、第１のＰＤパルスは１タイムビンより大きい持続期間を有する。第２のＰＤパルスの場合、サンプル７２０は２６４度で取得され、サンプル７１５は２６８度で取得されている。したがって、第２のＰＤパルスも１タイムビンより大きい持続時間を有する。図７において、ＰＤ和はサンプル７０５、７１０、７１５、および７２０の振幅値の和に等しい。
【００８３】
通常は、故障位置のＰＤによって１サイクル中に放電は発生しないか、１つの放電が発生するか、または多くても２つの放電が発生する。ただし、ＰＤパルスの位相は複数のサイクルにわたって数度ずつ異なることがある。例えば最初のサイクルでは８６度に出現し、二番目のサイクルでは９０度に出現する。マックスホールドモード記録は、複数のサイクルにわたって異なる位相角度で発生した複数の放電を捕捉する。
【００８４】
ＰＤ和は、シングルサイクルモードよりマックスホールドモードが使われる場合により敏感なＰＤ指標となる。なぜなら、シングルサイクルモードで対象となるのは単一の電力周波数サイクルであって、この単一サイクル中にＰＤが発生しなければ、ＰＤは検出されないからである。ＰＤが間欠的に出現する状況でも、つまり全てのサイクルではなく一部のサイクルでしかＰＤが出現しない場合でも、マックスホールドモードを使えばＰＤ和はゼロ以外になる。
【００８５】
ＰＤ源（例えばケーブル、コネクタ等）が劣化するにつれ、ＰＤパルスはより低い瞬間電圧レベルで発生するため、放電はより広い位相範囲にわたって分散する。したがって、マックスホールドモード記録のＰＤ和は、電源電圧ピークで放電するケーブルの場合に小さい値から始まるが（例えば９０度または２７０度）、ケーブルが劣化するにつれて放電の位相拡散に比例して増加する。したがって、マックスホールドモードのＰＤ和はＰＤの振幅と位相拡散に対し敏感である。
【００８６】
マックスホールドモード記録のときに、ＰＤ和は一桁台の値から、例えば単発的ＰＤパルスから、数千まで、例えば全てのサイクルに出現する重度のＰＤまで、変化することがある。ユーザにとって扱いやすい範囲でＰＤ和を表現する簡便な手段は「ＰＤ重大度」であり、ここではこれを２０ｌｏｇ（ＰＤ和＋１）と定義する。ＰＤ重大度は通常、ゼロから約７０の範囲におよび、シングルサイクルモードよりマックスホールドモードで高くなる。マックスホールドモードで測定されたＰＤ重大度から補償係数を減算することにより、シングルサイクルモードで測定されたＰＤ重大度にマックスホールドモードで測定されたＰＤ重大度を比較することができる。
【００８７】
例えば、マックスホールドモードでは３５のＰＤ重大度が測定され、シングルサイクルモードではこれと同じ信号が２１として測定される。マックスホールドの測定値から１４を減算すると、シングルサイクルモードに等しい値２１が得られる。
【００８８】
（ａ）電気ケーブル上の電力信号の１サイクルの複数の位相にわたって前記電気ケーブルで感知される部分放電（ＰＤ）パルスのスペクトル成分の複数のピーク振幅を測定することと、（ｂ）前記複数のピーク振幅からバックグラウンドノイズレベルを減算することにより、結果複数振幅を産出することと、（ｃ）前記結果複数振幅を合計することにより、前記電気ケーブル上のＰＤ活動の大きさを表すＰＤ和を産出することと、を含む方法が提供される。
【００８９】
マックスホールド・シングルサイクルステートマシン
上述したように、ＰＤパルスの記録はシングルサイクルモードとマックスホールドモードのいずれかで行える。電力ケーブルや装置でＰＤが見られるようになったばかりのときには、ＰＤパルスは殆どの電力周波数信号サイクルで発生しない可能性がある。このため、特にＰＤが数分に一度しか活発でない場合には、シングルサイクルモードでＰＤをまったく検出できない可能性がある。したがって、最初は、複数のサイクルにわたって、例えば５サイクルにわたって、最高信号点を検出するマックスホールドモードを使用すると有利である。
【００９０】
ＰＤ源が、例えば電力ケーブルや装置が、劣化し、ＰＤが広まると、マックスホールドモードでは、複数のサイクルで記録された放電の著しい重複が見られるようになる。つまり、ＰＤパルスは複数のサイクルで同じ位相に通常発生し、重複するため、マックスホールドモードではＰＤ和が増加しない。ただし通常は、ＰＤ源がさらに劣化するにつれてこれらの放電の位相拡散は増大する。例えば、最初は９０度で発生していたＰＤパルスがその後拡散し、８６度から９４度の範囲にまたがることがある。多数の高振幅点は記録を飽和させる傾向がある。この場合はシングルサイクルモードに切り替えるのが望ましい。後ほどＰＤが減少した場合は、ＰＤ検出器をマックスホールドモードに戻すべきである。
【００９１】
つまり、ＰＤ活動レベルが低い場合はＰＤ和が低くなる傾向があり、ＰＤ活動の記録にはマックスホールドモードが適している。ＰＤ活動レベルが高い場合はＰＤ和が高くなる傾向があり、ＰＤ活動の記録にはシングルサイクルモードが適している。マックスホールドモードとシングルサイクルモードの自動切り替えはＰＤ検出器のダイナミックレンジを増大させ、ブランクでもなく飽和もしていない波の波形分析を可能にする。
【００９２】
ステートマシンを使用すれば、ＰＤ和の閾レベルで２つの記録モードを切り替えることができる。この場合は、必要以上の切り替えを防ぐためある程度のヒステリシスが導入される。両モードで比較できる尺度を使用するため、マックスホールドモードで測定されたＰＤ和は補償係数で割ることができる。
【００９３】
図８はＰＤ検出器１３０（図２）でマックスホールドモードとシングルサイクルモードとの切り替えを制御するステートマシンの状態図である。このステートマシンはマイクロコントローラ２４０にて、例えばプログラムモジュール２６０の命令に従って作動するプロセッサ２５０によって、実現できる。
【００９４】
記録はマックスホールドモードで始まる。マックスホールドモード記録の始めにＰＤ和はゼロに戻され、複数の電力周波数サイクルにわたり、例えば５サイクルにわたり、記録が行われる。記録の後には記録中に取得されたデータに基づいてＰＤ和が計算される。ＰＤ和を補償係数で割ったものが値５００を上回ると、ＰＤ検出器１３０はシングルサイクルモードに切り替わる。ＰＤ和を補償係数で割ったものが５００以下なら、ＰＤ検出器１３０はマックスホールドモードにとどまる。
【００９５】
シングルサイクルモードでは記録の始めにＰＤ和がゼロに戻され、単一電力周波数サイクルにわたって記録が行われる。記録の後には記録中に取得されたデータに基づいてＰＤ和が計算される。ＰＤ和が３００以上なら、ＰＤ検出器１３０はシングルサイクルモードにとどまる。ＰＤ和が３００未満なら、ＰＤ検出器１３０はマックスホールドモードに切り替わる。
【００９６】
原データスケール−線形または対数
上述したＰＤパラメータは、具体的には基線、ノイズ変動、最高ピーク振幅、ＰＤ和、およびＰＤ重大度は、シングルサイクルモードとマックスホールドモードの両方で計算される。それぞれのデータサンプル（例えば信号２３５Ａのサンプル）の値は、バンドパスフィルタ（例えばバンドパスフィルタ２１５Ａ）の出力（例えば信号２１７Ａ）の対数に比例する。あるいは、これらの値はフィルタ出力（例えば信号２１７Ａ）の振幅に正比例する。
【００９７】
警報基準（特に急激な変化に関係する警報）
図３を再び参照する。予防し得る故障に先立ち定期メンテナンスのスケジュールを組む目的で、給電線上に１つ以上の欠陥を見つけ、ケーブルおよび装置の劣化を追跡するため、上述したＰＤパラメータは、具体的には基線、ノイズ変動、最高ピーク振幅、ＰＤ和、およびＰＤ重大度は、監視装置３６５へ伝達される。これにより、機能停止を防いで費用のかかる緊急サービスを最小限に抑えることができるほか、費用のかかるケーブルの一斉交換を回避し、ケーブルを引き続き長期間使用することができる。
【００９８】
ケーブルや装置を修理または交換するため作業班を差し向けると、そのつど多大な費用がかかるため、警報を生成する基準を定めると有益である。警報を受けた管理者は機能停止が起こる前に特定の位置に注意を向けることができる。上述したパラメータは絶対閾の超過に基づく「基準警報」と呼ばれる警報を生成するほか、増分閾の超過に基づく「変化警報」と呼ばれる警報を生成する。
【００９９】
ＰＤ検出器の設置段階には複数チャネルのＰＤレベルがメモリに記憶される。絶対閾に達する前には、すなわち基準警報が生成される前には、１つ以上のチャネルにおけるＰＤパラメータの増加に応じて変化警報を発出できる。このときメモリに記憶された値は新たなＰＤレベルによって更新される。短い間隔で再発する変化警報はケーブルの急激な劣化と解釈でき、管理者は疑わしい位置に注意を向けることができる。
【０１００】
例えば、ＰＤ検出器３３３（図３）のチャネル１〜５のいずれかでＰＤ重大度が値４０に達するかこれを上回る場合は、基準警報が監視装置３６５へ送信される。これとは別に、ＰＤ重大度が以前に測定したレベルから大幅に増加する場合は（例えば値２３から１０増えて値３３になると）、変化警報が送信される。
【０１０１】
ピーク電流測定
上述したように、劣化ケーブルは、アークやそれ自体をクリアする一時的短絡から、非常に短い高電流パルスを被ることもある。そのようなパルスはピーク電流記録器２１１（図２）によって測定できる。図３を再び参照する。ＰＤ検出器３０４、３３３、および３５３はピーク電流記録器２１１を含む。
【０１０２】
誘導結合器３０２、３３２、および３５２、ＰＤ検出器３０４、３３３、および３５３、ならびに例えば電力線通信、無線、または他の媒体によりＰＤ検出器３０４、３３３、および３５３を監視装置３６５へ接続するデータ通信基盤を利用し、電流パルスのレベルをＰＤ検出器３０４、３３３、および３５３により記録することができる。電流パルスが一定のレベルを、例えばケーブルの最大電流定格を、超過する場合には、マイクロコントローラ２４０から（これの出力１３５を経由し）監視装置３６５へ警報を送信できる。監視装置３６５は、例えばヒトによって監視される。監視装置３６５へ送信された警報を評価することによって電力ケーブルのメンテナンスを行うか否かを判断する。
【０１０３】
電力ケーブルによって給電される全ての機器がケーブルの短絡により機能停止する場合を検討する。各ＰＤ検出器のピーク電流検出器は該当するＰＤ検出器の位置でケーブルの電流を測定する。短絡より上流の位置では、すなわちケーブルの給電点とＰＤ検出器との間では、非常に高い故障電流が測定されるが、下流のＰＤ検出器では、ヒューズ等の保護装置がケーブルを給電点から切り離すまでは、正常負荷電流が測定される。ケーブル上に測定される電流のパターンは短絡の凡その位置を示す。ただし、ＰＤ検出器が故障のため自身の電力が失われる前にこの情報を伝えることができなければ、この情報は失われる。
【０１０４】
好適な実施形態において、それぞれのＰＤ検出器は、例えばＰＤ検出器３０４は、バッテリ（図示せず）等、独自の予備電源を有する。これにより、ＰＤ検出器３０４は監視装置３６５へ警報を送信するまで作動状態に保たれる。電力線上に配置された複数のＰＤ検出器３０４、３３３、および３５３で、機能停止前のピーク電流のパターンは短絡故障の位置を示す。例えば、電力入力位置と故障位置との間にあるＰＤ検出器では故障電流が測定されるが、故障より先のＰＤ検出器では正常負荷電流だけが測定される。
【０１０５】
（ａ）電力ケーブル上の第１の位置で閾を超過する第１の電流の第１の大きさを測定することと、（ｂ）前記電力ケーブル上の第２の位置で前記閾を超過しない第２の電流の第２の大きさを測定することと、（ｃ）前記第１の大きさと前記第２の大きさとの関係に基づき、前記電力ケーブル上の故障の位置を判断することと、を含む方法が提供される。この閾は電力ケーブルの最大電流定格に設定してよい。第１の電流と第２の電流は連続する。あるいは、持続期間が約１ミリ秒〜約５００ミリ秒の過渡電流である。プロセッサ３７０はプログラムモジュール３８５に従ってこの方法を遂行する。
【０１０６】
図９はピーク電流記録器２１１（図２参照）の回路図である。ピーク電流記録器２１１は、イングレスおよびＰＤを拒絶するため増幅器およびローパスフィルタ、すなわち増幅器−フィルタ９０５と、両極の電流ピークに対し等しく敏感な全波整流器９１０と、信号をＡ／Ｄ変換器の入力範囲にスケールする増幅器９１５と、ピーク検出器９２０と、を含む。ピーク検出器９２０はキャパシタＣ４４を有し、キャパシタＣ４４はアナログメモリとして機能し、デジタルデータメモリへ転送される最新の最高値を記憶する。
【０１０７】
正常動作で、ピーク電流値は、給電線電流の二乗平均平方根（ｒｍｓ）値に正弦波形の２の平方根に等しい波高率を掛けたものに等しくなる。２００アンペアｒｍｓ定格の典型的ケーブルの場合、正常ピーク電流値は２８２アンペアに達する。この値を超過すると監視装置３６５へ警報が送信される。
【０１０８】
ここで説明した手法は例であって、本開示を制限するものとして解釈すべきものではない。当業者によって様々な代案、組み合わせ、および変更が考案され得ることを理解されたい。例えば、ここで説明したプロセッサ関連のステップは、別段の指定がない限り、あるいはステップそのものによって決定づけられる場合を除き、任意の順序で遂行できる。本開示は、添付の請求項の範囲内にあるこのような代案、変更、および差異を包含する。
【０１０９】
用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」または「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」は、機能、整数、ステップ、または部品の存在を明記するものとして解釈すべきものであって、１つ以上の他の機能、整数、ステップ、または部品、またはこれらのグループの存在を排除するものとして解釈すべきものではない。
【著作権通告】
【０００１】
本特許文書の開示の一部は著作権保護の対象となる材料を含んでいる。著作権所有者は本特許文書または特許開示の複製に異議を唱えないが、一切の著作権を留保する。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、配電用電力線に関し、より具体的には、ノイズまたは過電流の出所を特定することを目的とする電力線上でのノイズおよび過電流の評価に関する。
【背景技術】
【０００３】
本節に記述されたアプローチは追究し得るアプローチであって、必ずしも以前に着想または追究されたアプローチではない。したがって、別段の断りがない限り、本節に記述されたアプローチは、本願の請求項に対する先行技術ではなく、本節に含まれることにより先行技術と認められない。
【０００４】
部分放電（Ｐａｒｔｉａｌ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ，ＰＤ）は、経年劣化、物理的損傷、または非常に高い電場への曝露（ｅｘｐｏｓｕｒｅ）等により損傷を被った電力ケーブルの絶縁体で生じる現象である。ＰＤは、ケーブル、コネクタ、避雷器、および他の高電圧装置を害する。不完全なオーバーヘッドインシュレータ（ｏｖｅｒｈｅａｄ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）も周波数と位相特性がＰＤに似たノイズの発生を許すことがある。ＰＤは持続期間がナノ秒以下の短いパルスを発生させる。ＰＤパルスはＡＣ電圧の特定位相で発生する傾向があり、また電力周波数か電力周波数の二倍と概ね同期する傾向がある。ＰＤはライン同期ノイズまたはライントリガノイズ（ｌｉｎｅ−ｔｒｉｇｇｅｒｅｄ ｎｏｉｓｅ）として知られるノイズの一種である。ＰＤパルスは、１キロヘルツ〜数百メガヘルツ範囲を通常含む連続広帯域スペクトルを有する。
【０００５】
米国特許７，５３２，０１２は、ＰＤパルスを捕捉する手法を説明しているほか、ＰＤパルス等のライン周波数同期現象に関係する波形と、ライン周波数を有さない「イングレス（ｉｎｇｒｅｓｓ）」と呼ばれる外部干渉とを区別するために波形を評価するパラメータを説明している。ＰＤ由来として区別される波形の場合は、これらのパラメータはＰＤの強度を定量化するのにも役立つ。
【０００６】
劣化ケーブルは、アークやそれ自体をクリアする一時的短絡から、非常に短い高電流パルスを被ることもある。劣化ケーブルを識別することが望まれる。より具体的には、劣化ケーブルが完全に故障する前に具体的な位置を特定することが望まれる。
【０００７】
本明細書は、ＰＤおよび過電流を区別および定量化し、ＰＤまたは過電流の出所を特定する手法を開示する。
【発明の概要】
【０００８】
本明細書は、電力線でノイズおよび過電流に関係するパラメータを評価する手法を開示する。これらの手法は特に、部分放電（ＰＤ）の特性を明らかにすること、またノイズまたは過電流の出所を特定することに適している。
【０００９】
手法のひとつは、（ａ）電気ケーブルで感知される部分放電パルスの第１のスペクトル成分の最高振幅を測定することと、（ｂ）前記電気ケーブルで前記第１のスペクトル成分の前記最高振幅が発生した電力周波数信号の位相を判断することと、（ｃ）前記位相で前記部分放電パルスの第２のスペクトル成分の最高振幅を測定することと、（ｄ）前記第１のスペクトル成分の前記最高振幅と前記第２のスペクトル成分の前記最高振幅との関係に基づき、前記部分放電パルスが発生した前記電気ケーブル上の位置を判断することと、を含む方法である。
【００１０】
もうひとつの手法は、（ａ）電気ケーブル上の電力信号の１サイクルの複数の位相にわたって前記電気ケーブル上で感知されるＰＤ複数パルスのスペクトル成分の複数のピーク振幅を測定することと、（ｂ）前記複数のピーク振幅からバックグラウンドノイズレベルを減算することにより、結果複数振幅を産出（ｙｉｅｌｄｉｎｇ）することと、（ｃ）前記結果複数振幅を合計することにより、前記電気ケーブル上のＰＤ活動の大きさを表すＰＤ和（ＰＤ ｓｕｍ）を産出することと、を含む。
【００１１】
もうひとつの手法は、（ａ）電力ケーブル上の第１の位置で閾を超過する第１の電流の第１の大きさを測定することと、（ｂ）前記電力ケーブル上の第２の位置で前記閾を超過しない第２の電流の第２の大きさを測定することと、（ｃ）前記第１の大きさと前記第２の大きさとの関係に基づき、前記電力ケーブル上の故障の位置を判断することと、を含む方法である。
【００１２】
本明細書はまた、これらの方法を遂行するシステムと、これらの方法を遂行するためプロセッサを制御する命令を収容する記憶媒体と、を開示する。
【００１３】
加えて、システムが提供され、該システムは、
（ｉ）閉じられたときに電力線からノイズを通過させ、且つ開いているときに前記ノイズを通過させない、スイッチと、
（ｉｉ）前記スイッチの下流に位置し、増幅出力を生成する、増幅器と、
（ｉｉｉ）チャネルであって、
（ａ）特定の周波数帯域内にある前記増幅出力のスペクトル成分を通過させることにより、フィルタ済み出力を産出するフィルタと、
（ｂ）前記フィルタ済み出力の値を複数の時間に検出することにより、一連の値を産出する検出器と、を有する、チャネルと、
（ｉｖ）プロセッサであって、
（ａ）前記スイッチが開いているときの前記一連の値の最低値を判断することにより、第１の基線値（ｂａｓｅｌｉｎｅ ｖａｌｕｅ）を得、
（ｂ）前記スイッチが閉じているときの前記一連の値の最低値を判断することにより、第２の基線値を得、且つ
（ｃ）前記第２の基線値と前記第１の基線値との差を判断することにより、増幅器ノイズを上回る電力線ノイズの余剰分を表す余剰値を産出する、プロセッサと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は配電システムの一部分の図であり、同システムには、ケーブル上に部分放電（ＰＤ）を検出するための部品が配置されている。
【図２】図２はＰＤ検出器のブロック図である。
【図３】図３は配電システムの一部分の図であり、同システムは、配電システム内の複数の位置でＰＤを検出するよう構成されたＰＤ検出器と結合器とからなるネットワークを含む。
【図４】図４は、ＰＤ検出器の単一チャネルにおける電力周波数信号の単一サイクルのバックグラウンドノイズのグラフである。
【図５Ａ】図５ＡはＰＤ検出器の１チャネルの出力における信号のグラフであり、同信号は単一のＰＤパルスを含む。
【図５Ｂ】図５Ｂは図５Ａと同じ信号のグラフであり、データ点は閾を超えている。
【図６Ａ】図６Ａは、ＰＤ検出器の１チャネルで捕捉された２つのＰＤパルスの記録のグラフである。
【図６Ｂ】図６Ｂは、ＰＤ検出器の別のチャネルで捕捉された図６Ａと同じ２つのＰＤパルスの記録である。
【図７】図７はサンプリングされた信号のグラフであり、それぞれのサンプルは、単一電力周波数サイクルでＰＤ検出器の単一チャネルにおいて個々のタイムビンに、例えば４度の位相に、相当する。
【図８】図８はＰＤ検出器でマックスホールドモードとシングルサイクルモードとの切り替えを制御するステートマシン（ｓｔａｔｅ ｍａｃｈｉｎｅ）の状態図である。
【図９】図９はピーク電流記録器の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
複数の図面に共通する部品または機能は、それぞれの図面で同じ参照番号で示されている。
【００１６】
電力線通信システムにおいて、電力周波数は通常は５０−６０ヘルツ（Ｈｚ）の範囲内であり、データ通信信号周波数は約１メガヘルツ（ＭＨｚ）を上回り、通常は１ＭＨｚ−５０ＭＨｚの範囲内である。電力線通信のためのデータ結合器は、電力線とモデム等の通信装置との間でデータ通信信号を結合する。
【００１７】
誘導結合器はこのようなデータ結合器の一例である。誘導結合器は、芯と、芯の一部分を取り巻く巻線と、を含む。芯は磁性材料で作られ、開口部を含む。誘導結合器は変圧器として働き、電力線上に配置される。電力線は開口部の中に通され、変圧器の一次巻線として機能し、誘導結合器の巻線は変圧器の二次巻線として機能する。データ通信信号は芯を介して電力線と二次巻線との間で結合される。二次巻線は通信装置へ結合される。
【００１８】
誘導結合器のさらなる用途においては、相導体または中性導体のまわりに誘導結合器を置き、部分放電（ＰＤ）によって生じる高周波エネルギーを感知する。ケーブルおよび絶縁体状態の連続感知やデータ通信を含む機能の組み合わせによって達成される相乗効果はとりわけ有利である。
【００１９】
容量結合器もＰＤ感知と通信に利用される。ただし高電圧キャパシタでは、ケーブルまたは絶縁体ＰＤとの区別が困難な内部ＰＤが発生しやすい。このため、容量結合器もＰＤ感知に利用されるが、この用途には誘導結合器のほうが適している。
【００２０】
図１は配電システム１００の一部分の図であり、同システムには、ケーブル上にＰＤを検出するための部品が配置されている。システム１００は、中電圧地下ケーブル、すなわちケーブル１０５と、配電変圧器１０１と、接地棒１１８と、誘導結合器すなわち結合器１２０と、ＰＤ検出器１３０と、を含む。
【００２１】
結合器１２０は磁芯（図示せず）を含み、磁芯の中には開口部（図示せず）がある。結合器１２０は変圧器として働き、ケーブル１０５上に配置される。ケーブル１０５は開口部の中に通され、結合器１２０の一次巻線として機能する。結合器１２０はまた、ケーブル１２５を経由しＰＤ検出器１３０へ至るリードを有する二次巻線を含む。ケーブル１０５は同心中性導体１１０を有し、同心中性導体１１０は編組線１１２としてより合わされ、開口部の中に通され、接地棒１１８へ至る。
【００２２】
開口部の中に編組線１１２を通すことにより、結合器二次側への中性電流誘導はキャンセルされる。その結果、結合器１２０は、電力周波数電流とＰＤおよびイングレスによる電流とを含む電流を、ケーブル１０５の相導体で感知する。感知された電流は結合器１２０の二次巻線で入手可能であるため、ケーブル１２５経由で信号として提示される。
【００２３】
ケーブル１０５における結合器１２０の代替配置では、またはマルチフェーズ電力ケーブルのようにケーブル１０５が同心中性導体１１０を含まない場合は、結合器１２０は相線の絶縁体１０６上に直接置かれる。この場合は、望ましくは、相導体の絶縁が故障したときに故障電流をグラウンドへ送ることができる堅牢な接地導電シールドの中に結合器１２０が包まれる。あるいは、編組線１１２上に結合器１２０を配置する。
【００２４】
配電変圧器１０１はエルボコネクタ（ｅｌｂｏｗ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）１０７経由でケーブル１０５により給電される。配電変圧器１０１は、接地棒１１８へ接続された中性導体１１５と、二次端子１４０と、を有する。配電変圧器１０１は二次端子１４０から電力周波数の低電圧を提供する。ケーブル１０５上の電圧（および電流）の位相と二次端子１４０上の低電圧の位相との間には、概ね一定の位相関係がある。この位相関係は配電変圧器１０１の負荷変動によって若干変化することがある。
【００２５】
ＰＤ検出器１３０は、結合器１２０からケーブル１２５経由で感知電流を受け取り、二次端子１４０からケーブル１４５経由で電力周波数の低電圧を受け取る。電力周波数の低電圧は、ＰＤ検出器１３０に位相基準を提供する。ＰＤ検出器１３０はケーブル１０５でＰＤを検出するため結合器１２０からの感知電流を処理し、出力１３５を提供する。出力１３５は通信リンク（図１に図示せず）へ接続され、ＰＤ監視データストリームは遠隔監視装置（図１に図示せず）へ到達する。
【００２６】
結合器１２０は電力線通信データ結合器としても機能する。つまり、ケーブル１２５はモデム等の通信装置（図１に図示せず）へも配線され、結合器１２０はケーブル１０５と通信装置との間でデータ通信信号を結合するため使用される。
【００２７】
図２はＰＤ検出器１３０のブロック図である。ＰＤ検出器１３０は、スイッチ２０５と、ピーク電流記録器２１１と、増幅器２１０と、マイクロコントローラ２４０と、トリガ回路２７０と、５つのチャネルに、具体的にはＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４、およびＣＨ５に、編成された一群の部品と、を含む。マイクロコントローラ２４０はマルチプレクサ２４５と、アナログ・デジタル変換器（Ａ／Ｄ）２６５と、プロセッサ２５０と、メモリ２５５と、を含む。
【００２８】
プロセッサ２５０は、命令に応答し、且つ命令を実行する、論理回路からなる。
【００２９】
メモリ２５５は、コンピュータプログラムにより符号化されるコンピュータ可読媒体である。プロセッサ２５０の動作を制御するため、メモリ２５５に記憶されたデータと命令はプロセッサ２５０によって読み取られ、実行される。メモリ２５５はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）として、ハードドライブとして、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）として、またはこれらの組み合わせとして、実装される。プログラムモジュール２６０はメモリ２５５の１コンポーネントである。
【００３０】
プログラムモジュール２６０は命令を収容し、この命令がプロセッサ２５０によって読み取られると、プロセッサ２５０はＰＤ検出器１３０によって採用された方法の操作を遂行する。ここで用いる用語「モジュール」は、単独コンポーネントとして、または複数の従属コンポーネントからなる一体構成として、具現される機能的操作を意味する。したがってプログラムモジュール２６０は、単一のモジュールとして、または互いに協働する複数のモジュールとして、実装される。さらに、ここではメモリ２５５にインストールされソフトウェアとして実装されたプログラムモジュール２６０を説明するが、ハードウェア（例えば電子回路）として、ファームウェアとして、ソフトウェアとして、またはこれらの組み合わせとして、プログラムモジュール２６０を実装することもできる。
【００３１】
プログラムモジュール２６０は予めメモリ２５５に読み込まれたものとして表示されているが、記憶媒体２７５にてプログラムモジュール２６０を構成し、後ほどメモリ２５５に読み込むこともできる。記憶媒体２７５もまたコンピュータプログラムにより符号化されるコンピュータ可読媒体であり、プログラムモジュール２６０を実体的な形式で記憶する従来の非一時的記憶媒体であってよい。記憶媒体２７５は、フロッピー(登録商標)ディスク、コンパクトディスク、磁気テープ、読み取り専用メモリ、光学式記憶媒体、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）フラッシュドライブ、デジタル多用途ディスク、ジップドライブ等の媒体で実装できる。あるいはランダムアクセスメモリとして、または遠隔記憶システム（図示せず）に配置されネットワーク（図示せず）を介してメモリ２５５へ結合される電子記憶装置として、記憶媒体２７５を実装することもできる。
【００３２】
ＣＨ１は、バンドパスフィルタ２１５Ａと、対数（ログ）検出器２２０Ａと、ピーク検出器２２５Ａと、サンプル・アンド・ホールド（Ｓ／Ｈ）２３０Ａと、からなる。チャネルＣＨ２〜ＣＨ５は、バンドパスフィルタ２１５Ｂ−２１５Ｅ、ログ検出器２２０Ｂ−２２０Ｅ、ピーク検出器２２５Ｂ−２２５Ｅ、およびＳ／Ｈ ２３０Ｂ−２３０ＥによりＣＨ１と同様に構成される。好適な実装において、バンドパスフィルタ２１５Ａ−Ｅは表面音波（ＳＡＷ）フィルタである。
【００３３】
スイッチ２０５は開いている状態で図示されているが、閉じられると、ケーブル１２５（図１参照）からの信号２０６を増幅器２１０へ結合する。信号２０６は、電力周波数電流と、結合器１２０により感知されるＰＤおよびイングレスによる電流と、を含む。増幅器２１０は信号２０６を増幅し、信号２１２を出力する。したがって、信号２１２は信号２０６を増幅したものである。信号はチャネルＣＨ１〜ＣＨ５の各々へ配信される。
【００３４】
それぞれのバンドパスフィルタ２１５Ａ−２１５Ｅは異なる中心周波数に調整され、広帯域幅（例えば１ＭＨｚ）を有する。このため、チャネルＣＨ１〜ＣＨ５は、それぞれ異なる周波数帯で結合器１２０からの信号を「リスン（ｌｉｓｔｅｎ）」する。１つ以上のバンドパスフィルタ（例えば２１５Ａ）は低中心周波数を有するため、ケーブル１０５でＰＤは著しく減衰しないが、他のバンドパスフィルタ（例えば２１５Ｅ）は高中心周波数を有するため、単位距離当たりの減衰は著しい。バンドパスフィルタ２１５Ａ−２１５Ｅの周波数帯は、望ましくはラジオ放送等の既知イングレス源の周波数を回避するよう選ばれる。
【００３５】
チャネルＣＨ１について検討する。バンドパスフィルタ２１５Ａは信号２１２を受信し、バンドパスフィルタ２１５Ａの通過帯域内にある信号２１２の周波数を通過させ、信号２１７Ａを産出する。ログ検出器２２０Ａは信号２７１Ａを受信し、信号２２２Ａにより示された対数表現に変換する。ピーク検出器２２５Ａは信号２２２Ａを受信し、これのピーク値を検出し、信号２２７Ａを産出する。Ｓ／Ｈ ２３０Ａは信号２２７Ａのピーク値をサンプリングし、保持し、信号２３５Ａを産出する。
【００３６】
ＰＤ源はＰＤ検出器１３０に近接し、強い信号を生成する場合がある。あるいはＰＤ源は結合器１２０から離れていて、弱いＰＤ信号を生成し、これがケーブル１０５上に伝播するにつれ大幅に減衰する場合もある。したがって、ＰＤ信号の大きさは広いダイナミックレンジにまたがる。このため、信号２０６、２１２、および２１７Ａもまた広いダイナミックレンジにおよぶ。ログ検出器２２０Ａは広いダイナミックレンジを有する信号２１７Ａを処理できる。ただしここで説明するパラメータは、計算上の便宜のため、振幅の対数表現ではなく線形表現から、あるいは振幅圧縮を提供する他の何らかの非対数機能から、計算することもできる。
【００３７】
チャネルＣＨ２〜ＣＨ５はチャネルＣＨ１と同様に動作し、信号２５３Ｂ−２３５Ｅをそれぞれ産出する。
【００３８】
トリガ回路２７０は、信号２６９として示された電力周波数の低電圧をケーブル１４５経由で受信し、電力線同期信号２７２を生成する。あるいは信号２６９を受信する代わりに、トリガ回路２７０は信号２１２を受信し、信号２１２から電力周波数成分を抽出することもできる。ただし、電力線同期信号２７２は電力周波数のサイクル当たり１パルスとして、例えば６０Ｈｚサイクル当たり１パルスとして、あるいは５０Ｈｚサイクル当たり１パルスとして、現れる。
【００３９】
マイクロコントローラ２４０は、信号２３５Ａ−２３５Ｅと、電力線同期信号２７２と、を受信する。信号２３５Ａ−２３５Ｅはマルチプレクサ２４５へ入力され、マルチプレクサ２４５の出力からＡ／Ｄ ２６５へ選択的に配信される。Ａ／Ｄ ２６５は信号２３５Ａ−２３５Ｅをデジタル信号に変換し、変換されたデジタル信号はメモリ２５５へ配信される。マルチプレクサ２４５の動作と信号２３５Ａ−２３５Ｅの選択および配信は後ほど詳述する。
【００４０】
マイクロコントローラ２４０は制御線２４２を通じてスイッチ２０５を制御するほか、Ｓ／Ｈ ２３５Ａ−２３５Ｅを制御する。信号２３５Ａ−２３５Ｅはアナログ信号である。Ｓ／Ｈ ２３５Ａ−２３５Ｅの目的は、信号２３５Ａ−２３５Ｅのアナログ値を短時間にわたり安定に保つことである。これにより、信号２３５Ａ−２３５Ｅをマルチプレクサ２４５に通し、Ａ／Ｄ ２６５により規則的にデジタルデータに変換することができる。
【００４１】
信号２３５Ａについて検討する。信号２３５Ａのサンプル配列からなるデータはＡ／Ｄ ２６５によってデジタル化される。例えば、配列は９０個の値からなると仮定する。それぞれの値は４度の位相区間に相当し、全部で３６０度の１電力周波数サイクル、すなわち３６０度／４度＝９０度となる。この場合、タイムビンと呼ばれる各区間は、６０Ｈｚの電力周波数の場合に１／６０／９０秒、すなわち１８５．１９マイクロ秒の持続期間を有し、５０Ｈｚの電力周波数の場合に２２２．２２μｓの持続期間を有する。このタイミングはマイクロコントローラ２４０のタイマー（図示せず）により電力線同期信号２７２から導き出される。信号２３５Ａのサンプル配列の最初は、信号２６９すなわち電力周波数の低電圧の正のゼロ交差（positive-going zero-crossing）の後に起こる信号２７２におけるロジック遷移によってトリガされる。それぞれのデータサンプルは、それぞれのタイムビンの中で、信号２１７Ａすなわちバンドパスフィルタ２１５Ａの出力の、振幅のピーク値の対数に比例する。９０個の値はメモリ２５５へ配信される。したがって、マイクロコントローラ２４０は１回の電力周波数サイクルでチャネルＣＨ１から９０個の値を取得する。
【００４２】
マイクロコントローラ２４０、より具体的にはプロセッサ２５０は、プログラムモジュール２６０に従ってＳ／Ｈ ２３０Ａ−２３０Ｅを制御し、マルチプレクサ２４５はチャネルＣＨ１〜ＣＨ５の各々につき９０個の値を取得し、ＰＤパルスの特性を明らかにするため値を評価し、評価の結果を出力１３５経由で提供する。マイクロコントローラ２４０は単一の電力周波数サイクルで値を取得する。あるいは後述する特定の状況下では複数の電力周波数サイクルで値を取得する。
【００４３】
図３は、配電システムすなわちシステム３００の一部分の図であり、同システムは、システム３００内の複数の位置でＰＤを検出するよう構成されたＰＤ検出器と結合器とからなるネットワークを含む。システム３００は、配電変圧器３０３、３２９、および３４９と、電力ケーブル３２０、３４０、および３５５と、結合器３０２、３３２、および３５２と、ＰＤ検出器３０４、３３３、および３５３と、を含む。配電変圧器３０３と、結合器３０２と、ＰＤ検出器３０４は、位置３０５に配置されている。配電変圧器３２９と、結合器３３２と、ＰＤ検出器３３３は、位置３３０に配置されている。配電変圧器３４９と、結合器３５２と、ＰＤ検出器３５３は、位置３５０に配置されている。システム３００はまた、監視装置３６５を含む。
【００４４】
配電変圧器３０３、３２９、および３４９の一次側は一列に配置されたケーブル３２０、３４０、および３５５によって給電され、電力はケーブル３５５から供給される。配電変圧器３２９は電力ケーブル３４０から電力を受け取り、電力ケーブル３２０を通じて電力を下流に送る。
【００４５】
ＰＤ検出器３０４、３３３、および３５３は上述したＰＤ検出器１３０と同様に動作し、出力３１０、３３５、および３６０を通じて結果を提供する。
【００４６】
結合器３３２は、リピータとして構成された通信ノード（図示せず）へ接続できる。このようなノードにはＰＤ検出器３３３を組み込むことができる。同様に、結合器３０２はＰＤ検出器３０４が組み込まれた通信ノードへ接続でき、結合器３５２はＰＤ検出器３５３が組み込まれた通信ノードへ接続できる。
【００４７】
監視装置３６５は、プロセッサ３７０と、ユーザインターフェイス３７５と、メモリ３８０と、を含む。プロセッサ３７０は、命令に応答し、且つ命令を実行する、論理回路からなる。メモリ３８０は、プロセッサ３７０によって読み取られる命令をプログラムモジュール３８５に含み、この命令がプロセッサ３７０によって読み取られると、プロセッサ３７０は監視装置３６５によって採用された方法の操作を遂行する。プログラムモジュール３８５は予めメモリ３８０に読み込まれたものとして表示されているが、記憶媒体３９０にてプログラムモジュール３８５を構成し、後ほどメモリ３８０に読み込むこともできる。メモリ３８０はメモリ２５５で説明した実施形態のいずれかで実装でき、記憶媒体３９０は記憶媒体２７５で説明した実施形態のいずれかで実装できる。
【００４８】
ユーザが情報やコマンド選択をプロセッサ３７０へ伝達できるようにするため、ユーザインターフェイス３７５はキーボードや音声認識サブシステム等の入力装置を含む。ユーザインターフェイス３７５はまた、ディスプレイやプリンタ等の出力装置を含む。マウス、トラックボール、ジョイスティック等のカーソル制御装置は、ユーザがディスプレイ上でカーソルを操作し、追加的情報やコマンド選択をプロセッサ３７０へ伝達することを可能にする。
【００４９】
システム３００ではＰＤ検出器３０４、３３３、および３５３が別々の位置３０５、３３０、または３５０にあり、システム３００はそれぞれの位置３０５、３３０、および３５０で検出される電力線状態の指示を得る。監視装置３６５は出力３１０、３３５、および３６０（図３で円Ａ、Ｂ、およびＣにより結合）を受信し、これらの出力に基づきケーブルまたは装置が損傷しているか否かを判断する。監視装置３６５は、修理や予防保守のため現場視察の必要性を伝える報告書をユーザインターフェイス３７５を通じて提供する。
【００５０】
ＰＤとは無関係に、劣化ケーブルは、アークやそれ自体をクリアする一時的短絡から、約１ミリ秒〜約５００ミリ秒の過渡的高電流パルスを被ることもある。図２を再び参照し、そのようなパルスはピーク電流記録器２１１（図９でより詳細に図示）によって測定される。ピーク電流記録器２１１は、ケーブル１０５の相導体を流れる電流に比例する電圧を結合器１２０からケーブル１２５経由で受け取る。ピーク電流記録器２１１はケーブル１０５を流れる最高瞬間電流を測定し、これをマルチプレクサ２４５の入力として提供する。ピーク電流記録器２１１は、本明細書で後述するピーク電流測定のときに使用される。
【００５１】
以下、ＰＤ評価のためのパラメータを検討する。
【００５２】
ノイズフロアパラメータ
図１および２を再び参照する。
【００５３】
バンドパスフィルタ２１５Ａ−２１５Ｅの通過帯域周波数は、望ましくはアクティブな通信および放送用帯域を、すなわち顕著なイングレス源を、回避するよう選択するべきである。ただし、フィルタスカートの周波数で、例えばバンドパスフィルタ２１５Ａのスカートの周波数で、送信器がアクティブなら、イングレス振幅を取るに足りない値まで低減するにあたってフィルタ減衰は不十分である。
【００５４】
データ記録は単一の電力周波数サイクルで、または複数の電力周波数サイクルで、行われる。複数のサイクルは必ずしも連続していない。ここでは単一サイクルの記録を「シングルサイクルモード」と呼称する。複数サイクルの記録は、例えば５サイクルの記録は、スペクトル分析器で使われる「マックスホールド」と同様の「マックスホールド」として処理されるため、ここでは複数サイクルの記録を「マックスホールドモード」と呼称する。「マックスホールドモード」では、複数のスイープまたはサイクルで記録されるサンプルの中でタイムビンの最高振幅が保持される。
【００５５】
回線周波数同期ＰＤと他の信号を区別する一手法では、各チャネルの出力で内部ノイズフロアを測定する。例えば、ＣＨ１の内部ノイズフロアは、増幅器２１０によって発生する、バンドパスフィルタ２１５Ａの通過帯域内に含まれる、内部ノイズを表す。図２に見られるように、このような測定はスイッチ２０５が開いている状態で行われる。
【００５６】
プロセッサ２５０はＰＤ検出器１３０を制御し、プログラムモジュール２６０の命令に従ってノイズフロアを評価する。
【００５７】
図４は、ＰＤ検出器１３０の単一チャネルすなわちチャネルＣＨ１における電力周波数信号の単一サイクルの内部バックグラウンドノイズすなわちノイズ４０５の、グラフである。ノイズ４０５は、スイッチ２０５が開いている場合のチャネルＣＨ１の内部ノイズである。位相軸すなわちｘ軸は、電力周波数の位相を表し、０−３６０度範囲は単一サイクルに、例えば６０Ｈｚ電力周波数の１６．６ミリ秒（ｍｓ）に、相当する。ゼロ度は電圧の正のゼロ交差位相を表す。図４のグラフは９０個の離散データ値を表すものだが、明瞭にするため、９０個のデータ値を結ぶ線が描かれている。
【００５８】
基線４１０と呼ばれるノイズフロアの最低部は９０個のサンプルの中で最も低い値と定義される。図４の基線４１０は３６ｄＢのところにあり、０ｄＢ基準はシステム利得と検出器特性によって決まる固定電力レベルである。この分析では絶対信号レベルが使用されないため、全ての信号レベルは固定基準レベルより上のｄＢで表される。
【００５９】
結合器が接続されていない状態でも、すなわちスイッチ２０５が開いている状態でも、各チャネルの瞬間出力は、例えば信号２３５Ａは、最も低い基線４１０値の上で変動する。この変動の振幅は主にチャネルの内部ノイズとフィルタの帯域幅に左右される。例えば、図４のノイズ４０５は３６ｄＢから４３ｄＢまで変動している。この変動はノイズ変動４２０と呼称する。これは７ｄＢの、すなわち４３ｄＢ−３６ｄＢ＝７ｄＢの、値を持つ。閾４３０は、内部バックグラウンドノイズが決して超えないと見込まれるレベルに設定される。図４の閾４３０は、基線４１０とノイズ変動４２０の和を僅かに上回る４４ｄＢである。
【００６０】
後述する方法では、ノイズフロアは、スイッチ２０５が開いている状態で測定されるほか、スイッチ２０５が閉じている状態でも測定される。スイッチ２０５が開いている状態で行われる測定を「初期基線４１０」と呼称し、スイッチ２０５が閉じている状態で行われる測定を「現在基線４１０」と呼称する。
【００６１】
好適な実装において、ログ検出器はエンベロープ検出器であり、これの０ｄＢ基準レベルはバックグラウンドノイズレベルより下に設定される。この場合、ログ検出器の出力は単極であり、例えば常に正である。このため、ログ検出器２２０Ａの出力はゼロ以上であり、したがって信号２３５Ａもまたゼロ以上である。したがって、スイッチ２０５を閉じた状態でノイズフロアを測定する場合にＰＤパルスが存在すると、ＰＤパルスによって信号２３５Ａの振幅は単一タイムビンで正の方向にさらに増大する。殆どのＰＤパルスで、ＰＤパルスが発生するタイムビンはバックグラウンドノイズの最低値４１０が発生するタイムビンと異なる。このため、スイッチが閉じている状態で行われる基線４１０の測定値は、ＰＤパルスの有無にかかわらずほぼ同じ低い値を有する。
【００６２】
ＰＤパルスは通常、電力周波数位相の特定の位相区間にわたって不在である。一方、電力線と同期しない信号は多くの場合、連続する搬送波を有し、基線４１０を引き上げる。基線４１０の値を周期的に監視して現在基線４１０を得、スイッチ２０５が開いた状態で測定された初期基線４１０にこれを比較することにより、マイクロコントローラ２４０は、ＰＤ検出器１３０の設置時とその後の監視中にある特定のチャネルの信号がかなりのイングレスを含むか否かを評価できる。
【００６３】
基線４１０はチャネルＣＨ１〜ＣＨ５で異なる場合があり、１つのチャネルでもシングルサイクルモードとマックスホールドモードで異なる場合がある。マックスホールドモードは電力線周波数と同期しないイングレスに対し、特にこのようなイングレスが連続するのではなく脈動する場合に、より敏感である。
【００６４】
チャネルＣＨ１〜ＣＨ５の各々につき、初期基線４１０はスイッチ２０５が開いた状態で測定され、現在基線４１０はスイッチ２０５が閉じた状態で測定される。
【００６５】
ある特定のチャネルで現在基線４１０が初期基線４１０より高い場合は、当該チャネルがある程度のイングレスを有することを意味する。現在基線４１０が初期基線４１０より大幅に高い場合は、例えば５ｄＢ高い場合は、当該チャネルはかなりのイングレスに晒されており、ＰＤ検出感度が鈍くなっているとみなすことができる。この高い基線４１０を補償するため、基線４１０より上に突出するパルスの振幅に増加分を加えることができる。この増加分が大きければ、例えば１０ｄＢなら、チャネルはＰＤ検出にとって不適格とみなされる。
【００６６】
プロセッサ２５０はＰＤ検出器１３０の製造試験中に基線４１０を評価し、ＰＤ検出器１３０の内部ノイズレベルを記録する。ＰＤ検出器１３０が現場に配置されたら、プロセッサ２５０は基線４１０を評価し、特定のチャネルでイングレスを検出し、かなりのイングレスがある場合は、当該チャネルをＰＤ定量化または局限化から外す。
【００６７】
（ｉ）閉じられたときに電力線からノイズを通過させ、且つ開いているときに前記ノイズを通過させない、スイッチと、
（ｉｉ）前記スイッチの下流に位置し、増幅出力を生成する、増幅器と、
（ｉｉｉ）チャネルであって、
（ａ）特定の周波数帯域内にある前記増幅出力のスペクトル成分を通過させることにより、フィルタ済み出力を産出するフィルタと、
（ｂ）前記フィルタ済み出力の値を複数の時間に検出することにより、一連の値を産出する検出器と、を有する、チャネルと、
（ｉｖ）プロセッサであって、
（ａ）前記スイッチが開いているときの前記一連の値の最低値を判断することにより、第１の基線値を得、
（ｂ）前記スイッチが閉じているときの前記一連の値の最低値を判断することにより、第２の基線値を得、且つ
（ｃ）前記第２の基線値と前記第１の基線値との差を判断することにより、増幅器ノイズを上回る電力線ノイズの余剰分を表す余剰値を産出する、プロセッサと、を含むシステムが提供される。
【００６８】
最高ピーク振幅
図５Ａは１チャネルの出力における信号のグラフであり、同信号は単一のＰＤパルスすなわちＰＤパルス５４０を含む。
【００６９】
図５Ｂは図５Ａと同じ信号のグラフであり、データ点は閾４３０を超えている。図５Ｂは図５Ａから導き出されたものである。図５Ａの全てのデータ点から閾４３０すなわち４４ｄＢを引き、負の結果はゼロに設定する。すると、図５Ｂに見られるように平坦な下限の上にＰＤパルス５４０Ａが現れる。
【００７０】
図３のシステム３００を再び参照する。ある特定のＰＤ検出器で、ＰＤパルスは単一電力周波数サイクルの中で発生せず、さもなければ１つ以上のＰＤパルスが発生する。
【００７１】
位置３３０にあるＰＤ検出器３３３について検討する。これのチャネルのいずれか１つをチャネルＭと呼称し、他のチャネルはチャネルＮと呼称することにする。チャネルＭおよびＮは異なる中心周波数を有する。また、システム３００のどこかで発生するＰＤパルスは、チャネルＭの帯域通過範囲に入るスペクトルエネルギーと、チャネルＮの帯域通過範囲に入るスペクトルエネルギーと、を含む。
【００７２】
図６Ａは、ＰＤ検出器３３３のチャネルＮで捕捉された２つのＰＤパルスの記録のグラフである。２つのパルスはそれぞれＰＤパルス６０５およびＰＤパルス６１０と呼称される。ＰＤパルス６０５は約８０度の位相で発生し、ＰＤパルス６１０は約２６５度の位相で発生している。
【００７３】
図６Ｂは、ＰＤ検出器３３３のチャネルＭで捕捉された図６Ａと同じ２つのＰＤパルスの記録であり、ひとつは約８０度、もうひとつは約２６５度のところにある。図６Ｂにおいて、２つのパルスはＰＤパルス６１５およびＰＤパルス６２０と呼称される。
【００７４】
明瞭に述べると、２つのＰＤパルスの各々はチャネルＮとチャネルＭで捕捉されている。２つのＰＤパルスの最初のＰＤパルスは約８０度で発生しており、チャネルＮではＰＤパルス６０５として捕捉され、チャネルＭではＰＤパルス６１５として捕捉されている。２つのＰＤパルスの二番目のＰＤパルスは約２６５度で発生しており、チャネルＮではＰＤパルス６１０として捕捉され、チャネルＭではＰＤパルス６２０として捕捉されている。
【００７５】
チャネルＮすなわち図６Ａにおいて、ＰＤパルス６０５はＰＤパルス６１０より大きい振幅を有する。この場合、ＰＤパルス６０５は最も高い振幅すなわち２４ｄＢを有し、これはＶｐｅａｋＮと呼称され、記録される。この最高振幅サンプルの位相すなわち８０度はΦＮと呼称され、記録される。したがって、チャネルＮのピークＰＤパルスはデータペア（ΦＮ、ＶｐｅａｋＮ）により呼称される。チャネルＭでもこれと同じＰＤパルスが最高振幅サンプルである（図６Ｂ参照）。より具体的に、ＰＤパルス６１５は１０ｄＢの振幅を有し、データペア（ΦＭ、ＶｐｅａｋＭ）により呼称される。ΦＮに等しいΦＭは、２つのチャネルＭおよびＮがそれぞれの周波数帯で同じＰＤパルスを記録したことを意味する。
【００７６】
今度は位置３０５にあるＰＤ検出器３０４と位置３５０にあるＰＤ検出器３５３について検討する。３つのＰＤ検出器３０４、３３３、および３５３はそれぞれチャネルＭおよびＮを含み、同じ位相、すなわち８０度で最も高いピークを記録している。例えば、チャネルＭの中心周波数はチャネルＮのそれより大きく、それぞれのピーク値はテーブル１の通りと仮定する。
【表１】
【００７７】
ＰＤ検出器３０４、３３３、および３５３からのデータは監視装置３６５へ伝達され、そこで表１のデータが処理される。
【００７８】
システム３００内のＰＤ源がＰＤパルスを生成する場合は、ＰＤパルスの最高周波数成分が減衰され、ＰＤパルスを検出するのはＰＤ検出器３０４、３３３、および３５３のいずれかである。
【００７９】
監視装置３６５で遂行されるＰＤ源の位置の第１の近似法は、（ａ）隣接ＰＤ検出器からなるグループでＰＤが存在する最高周波数チャネルを判断する、この場合、グループはＰＤ検出器３０４、３３３、および３５３からなり、チャネルＭが最高周波数チャネルである、（ｂ）最高周波数チャネルから最高ピーク値を得る、この場合、チャネルＭは値５ｄＢ、１０ｄＢ、および７ｄＢを有する、且つ（ｃ）これらの値のうち最も高い値を有するＰＤ検出器をＰＤ源に最も近いＰＤ検出器として選択する、この場合、位置３３０にあるＰＤ検出器３３３が最も高い値、すなわち１０ｄＢを有する。したがって、ＰＤ源は位置３３０の近くにある可能性が最も高い。
【００８０】
（ａ）電気ケーブルで感知される部分放電パルスの第１のスペクトル成分の最高振幅を測定することと、（ｂ）前記電気ケーブルで前記第１のスペクトル成分の前記最高振幅が発生した電力周波数信号の位相を判断することと、（ｃ）前記位相で前記部分放電パルスの第２のスペクトル成分の最高振幅を測定することと、（ｄ）前記第１のスペクトル成分の前記最高振幅と前記第２のスペクトル成分の前記最高振幅との関係に基づき、前記部分放電パルスが発生した前記電気ケーブル上の位置を判断することと、を含む方法が提供される。
【００８１】
ＰＤ和
最高ピーク振幅パラメータは、ＰＤ放電の重大度を表すパラメータによって補足される。ここではこれを「ＰＤ和」と呼称する。これは、単一チャネルで単一サイクルにサンプリングされた閾４３０を超過する振幅値の和として定義される。例えば図５Ｂを参照されたい。図６Ａでは、ＰＤ和はＰＤパルス６０５の下の部分とＰＤパルス６１０の下の部分との和に相当する。ＰＤ和はＰＤパルスの振幅と持続期間にともない増加する。
【００８２】
図７はサンプリングされた信号のグラフであり、それぞれのサンプルは、単一電力周波数サイクルでＰＤ検出器の単一チャネルにおいて個々のタイムビンに、例えば４度の位相に、相当する。第１のＰＤパルスの場合、サンプル７０５は８０度の位相で取得され、サンプル７１０は８４度で取得されている。したがって、第１のＰＤパルスは１タイムビンより大きい持続期間を有する。第２のＰＤパルスの場合、サンプル７２０は２６４度で取得され、サンプル７１５は２６８度で取得されている。したがって、第２のＰＤパルスも１タイムビンより大きい持続時間を有する。図７において、ＰＤ和はサンプル７０５、７１０、７１５、および７２０の振幅値の和に等しい。
【００８３】
通常は、故障位置のＰＤによって１サイクル中に放電は発生しないか、１つの放電が発生するか、または多くても２つの放電が発生する。ただし、ＰＤパルスの位相は複数のサイクルにわたって数度ずつ異なることがある。例えば最初のサイクルでは８６度に出現し、二番目のサイクルでは９０度に出現する。マックスホールドモード記録は、複数のサイクルにわたって異なる位相角度で発生した複数の放電を捕捉する。
【００８４】
ＰＤ和は、シングルサイクルモードよりマックスホールドモードが使われる場合により敏感なＰＤ指標となる。なぜなら、シングルサイクルモードで対象となるのは単一の電力周波数サイクルであって、この単一サイクル中にＰＤが発生しなければ、ＰＤは検出されないからである。ＰＤが間欠的に出現する状況でも、つまり全てのサイクルではなく一部のサイクルでしかＰＤが出現しない場合でも、マックスホールドモードを使えばＰＤ和はゼロ以外になる。
【００８５】
ＰＤ源（例えばケーブル、コネクタ等）が劣化するにつれ、ＰＤパルスはより低い瞬間電圧レベルで発生するため、放電はより広い位相範囲にわたって分散する。したがって、マックスホールドモード記録のＰＤ和は、電源電圧ピークで放電するケーブルの場合に小さい値から始まるが（例えば９０度または２７０度）、ケーブルが劣化するにつれて放電の位相拡散に比例して増加する。したがって、マックスホールドモードのＰＤ和はＰＤの振幅と位相拡散に対し敏感である。
【００８６】
マックスホールドモード記録のときに、ＰＤ和は一桁台の値から、例えば単発的ＰＤパルスから、数千まで、例えば全てのサイクルに出現する重度のＰＤまで、変化することがある。ユーザにとって扱いやすい範囲でＰＤ和を表現する簡便な手段は「ＰＤ重大度」であり、ここではこれを２０ｌｏｇ（ＰＤ和＋１）と定義する。ＰＤ重大度は通常、ゼロから約７０の範囲におよび、シングルサイクルモードよりマックスホールドモードで高くなる。マックスホールドモードで測定されたＰＤ重大度から補償係数を減算することにより、シングルサイクルモードで測定されたＰＤ重大度にマックスホールドモードで測定されたＰＤ重大度を比較することができる。
【００８７】
例えば、マックスホールドモードでは３５のＰＤ重大度が測定され、シングルサイクルモードではこれと同じ信号が２１として測定される。マックスホールドの測定値から１４を減算すると、シングルサイクルモードに等しい値２１が得られる。
【００８８】
（ａ）電気ケーブル上の電力信号の１サイクルの複数の位相にわたって前記電気ケーブルで感知される部分放電（ＰＤ）パルスのスペクトル成分の複数のピーク振幅を測定することと、（ｂ）前記複数のピーク振幅からバックグラウンドノイズレベルを減算することにより、結果複数振幅を産出することと、（ｃ）前記結果複数振幅を合計することにより、前記電気ケーブル上のＰＤ活動の大きさを表すＰＤ和を産出することと、を含む方法が提供される。
【００８９】
マックスホールド・シングルサイクルステートマシン
上述したように、ＰＤパルスの記録はシングルサイクルモードとマックスホールドモードのいずれかで行える。電力ケーブルや装置でＰＤが見られるようになったばかりのときには、ＰＤパルスは殆どの電力周波数信号サイクルで発生しない可能性がある。このため、特にＰＤが数分に一度しか活発でない場合には、シングルサイクルモードでＰＤをまったく検出できない可能性がある。したがって、最初は、複数のサイクルにわたって、例えば５サイクルにわたって、最高信号点を検出するマックスホールドモードを使用すると有利である。
【００９０】
ＰＤ源が、例えば電力ケーブルや装置が、劣化し、ＰＤが広まると、マックスホールドモードでは、複数のサイクルで記録された放電の著しい重複が見られるようになる。つまり、ＰＤパルスは複数のサイクルで同じ位相に通常発生し、重複するため、マックスホールドモードではＰＤ和が増加しない。ただし通常は、ＰＤ源がさらに劣化するにつれてこれらの放電の位相拡散は増大する。例えば、最初は９０度で発生していたＰＤパルスがその後拡散し、８６度から９４度の範囲にまたがることがある。多数の高振幅点は記録を飽和させる傾向がある。この場合はシングルサイクルモードに切り替えるのが望ましい。後ほどＰＤが減少した場合は、ＰＤ検出器をマックスホールドモードに戻すべきである。
【００９１】
つまり、ＰＤ活動レベルが低い場合はＰＤ和が低くなる傾向があり、ＰＤ活動の記録にはマックスホールドモードが適している。ＰＤ活動レベルが高い場合はＰＤ和が高くなる傾向があり、ＰＤ活動の記録にはシングルサイクルモードが適している。マックスホールドモードとシングルサイクルモードの自動切り替えはＰＤ検出器のダイナミックレンジを増大させ、ブランクでもなく飽和もしていない波の波形分析を可能にする。
【００９２】
ステートマシンを使用すれば、ＰＤ和の閾レベルで２つの記録モードを切り替えることができる。この場合は、必要以上の切り替えを防ぐためある程度のヒステリシスが導入される。両モードで比較できる尺度を使用するため、マックスホールドモードで測定されたＰＤ和は補償係数で割ることができる。
【００９３】
図８はＰＤ検出器１３０（図２）でマックスホールドモードとシングルサイクルモードとの切り替えを制御するステートマシンの状態図である。このステートマシンはマイクロコントローラ２４０にて、例えばプログラムモジュール２６０の命令に従って作動するプロセッサ２５０によって、実現できる。
【００９４】
記録はマックスホールドモードで始まる。マックスホールドモード記録の始めにＰＤ和はゼロに戻され、複数の電力周波数サイクルにわたり、例えば５サイクルにわたり、記録が行われる。記録の後には記録中に取得されたデータに基づいてＰＤ和が計算される。ＰＤ和を補償係数で割ったものが値５００を上回ると、ＰＤ検出器１３０はシングルサイクルモードに切り替わる。ＰＤ和を補償係数で割ったものが５００以下なら、ＰＤ検出器１３０はマックスホールドモードにとどまる。
【００９５】
シングルサイクルモードでは記録の始めにＰＤ和がゼロに戻され、単一電力周波数サイクルにわたって記録が行われる。記録の後には記録中に取得されたデータに基づいてＰＤ和が計算される。ＰＤ和が３００以上なら、ＰＤ検出器１３０はシングルサイクルモードにとどまる。ＰＤ和が３００未満なら、ＰＤ検出器１３０はマックスホールドモードに切り替わる。
【００９６】
原データスケール−線形または対数
上述したＰＤパラメータは、具体的には基線、ノイズ変動、最高ピーク振幅、ＰＤ和、およびＰＤ重大度は、シングルサイクルモードとマックスホールドモードの両方で計算される。それぞれのデータサンプル（例えば信号２３５Ａのサンプル）の値は、バンドパスフィルタ（例えばバンドパスフィルタ２１５Ａ）の出力（例えば信号２１７Ａ）の対数に比例する。あるいは、これらの値はフィルタ出力（例えば信号２１７Ａ）の振幅に正比例する。
【００９７】
警報基準（特に急激な変化に関係する警報）
図３を再び参照する。予防し得る故障に先立ち定期メンテナンスのスケジュールを組む目的で、給電線上に１つ以上の欠陥を見つけ、ケーブルおよび装置の劣化を追跡するため、上述したＰＤパラメータは、具体的には基線、ノイズ変動、最高ピーク振幅、ＰＤ和、およびＰＤ重大度は、監視装置３６５へ伝達される。これにより、機能停止を防いで費用のかかる緊急サービスを最小限に抑えることができるほか、費用のかかるケーブルの一斉交換を回避し、ケーブルを引き続き長期間使用することができる。
【００９８】
ケーブルや装置を修理または交換するため作業班を差し向けると、そのつど多大な費用がかかるため、警報を生成する基準を定めると有益である。警報を受けた管理者は機能停止が起こる前に特定の位置に注意を向けることができる。上述したパラメータは絶対閾の超過に基づく「基準警報」と呼ばれる警報を生成するほか、増分閾の超過に基づく「変化警報」と呼ばれる警報を生成する。
【００９９】
ＰＤ検出器の設置段階には複数チャネルのＰＤレベルがメモリに記憶される。絶対閾に達する前には、すなわち基準警報が生成される前には、１つ以上のチャネルにおけるＰＤパラメータの増加に応じて変化警報を発出できる。このときメモリに記憶された値は新たなＰＤレベルによって更新される。短い間隔で再発する変化警報はケーブルの急激な劣化と解釈でき、管理者は疑わしい位置に注意を向けることができる。
【０１００】
例えば、ＰＤ検出器３３３（図３）のチャネル１〜５のいずれかでＰＤ重大度が値４０に達するかこれを上回る場合は、基準警報が監視装置３６５へ送信される。これとは別に、ＰＤ重大度が以前に測定したレベルから大幅に増加する場合は（例えば値２３から１０増えて値３３になると）、変化警報が送信される。
【０１０１】
ピーク電流測定
上述したように、劣化ケーブルは、アークやそれ自体をクリアする一時的短絡から、非常に短い高電流パルスを被ることもある。そのようなパルスはピーク電流記録器２１１（図２）によって測定できる。図３を再び参照する。ＰＤ検出器３０４、３３３、および３５３はピーク電流記録器２１１を含む。
【０１０２】
誘導結合器３０２、３３２、および３５２、ＰＤ検出器３０４、３３３、および３５３、ならびに例えば電力線通信、無線、または他の媒体によりＰＤ検出器３０４、３３３、および３５３を監視装置３６５へ接続するデータ通信基盤を利用し、電流パルスのレベルをＰＤ検出器３０４、３３３、および３５３により記録することができる。電流パルスが一定のレベルを、例えばケーブルの最大電流定格を、超過する場合には、マイクロコントローラ２４０から（これの出力１３５を経由し）監視装置３６５へ警報を送信できる。監視装置３６５は、例えばヒトによって監視される。監視装置３６５へ送信された警報を評価することによって電力ケーブルのメンテナンスを行うか否かを判断する。
【０１０３】
電力ケーブルによって給電される全ての機器がケーブルの短絡により機能停止する場合を検討する。各ＰＤ検出器のピーク電流検出器は該当するＰＤ検出器の位置でケーブルの電流を測定する。短絡より上流の位置では、すなわちケーブルの給電点とＰＤ検出器との間では、非常に高い故障電流が測定されるが、下流のＰＤ検出器では、ヒューズ等の保護装置がケーブルを給電点から切り離すまでは、正常負荷電流が測定される。ケーブル上に測定される電流のパターンは短絡の凡その位置を示す。ただし、ＰＤ検出器が故障のため自身の電力が失われる前にこの情報を伝えることができなければ、この情報は失われる。
【０１０４】
好適な実施形態において、それぞれのＰＤ検出器は、例えばＰＤ検出器３０４は、バッテリ（図示せず）等、独自の予備電源を有する。これにより、ＰＤ検出器３０４は監視装置３６５へ警報を送信するまで作動状態に保たれる。電力線上に配置された複数のＰＤ検出器３０４、３３３、および３５３で、機能停止前のピーク電流のパターンは短絡故障の位置を示す。例えば、電力入力位置と故障位置との間にあるＰＤ検出器では故障電流が測定されるが、故障より先のＰＤ検出器では正常負荷電流だけが測定される。
【０１０５】
（ａ）電力ケーブル上の第１の位置で閾を超過する第１の電流の第１の大きさを測定することと、（ｂ）前記電力ケーブル上の第２の位置で前記閾を超過しない第２の電流の第２の大きさを測定することと、（ｃ）前記第１の大きさと前記第２の大きさとの関係に基づき、前記電力ケーブル上の故障の位置を判断することと、を含む方法が提供される。この閾は電力ケーブルの最大電流定格に設定してよい。第１の電流と第２の電流は連続する。あるいは、持続期間が約１ミリ秒〜約５００ミリ秒の過渡電流である。プロセッサ３７０はプログラムモジュール３８５に従ってこの方法を遂行する。
【０１０６】
図９はピーク電流記録器２１１（図２参照）の回路図である。ピーク電流記録器２１１は、イングレスおよびＰＤを拒絶するため増幅器およびローパスフィルタ、すなわち増幅器−フィルタ９０５と、両極の電流ピークに対し等しく敏感な全波整流器９１０と、信号をＡ／Ｄ変換器の入力範囲にスケールする増幅器９１５と、ピーク検出器９２０と、を含む。ピーク検出器９２０はキャパシタＣ４４を有し、キャパシタＣ４４はアナログメモリとして機能し、デジタルデータメモリへ転送される最新の最高値を記憶する。
【０１０７】
正常動作で、ピーク電流値は、給電線電流の二乗平均平方根（ｒｍｓ）値に正弦波形の２の平方根に等しい波高率を掛けたものに等しくなる。２００アンペアｒｍｓ定格の典型的ケーブルの場合、正常ピーク電流値は２８２アンペアに達する。この値を超過すると監視装置３６５へ警報が送信される。
【０１０８】
ここで説明した手法は例であって、本開示を制限するものとして解釈すべきものではない。当業者によって様々な代案、組み合わせ、および変更が考案され得ることを理解されたい。例えば、ここで説明したプロセッサ関連のステップは、別段の指定がない限り、あるいはステップそのものによって決定づけられる場合を除き、任意の順序で遂行できる。本開示は、添付の請求項の範囲内にあるこのような代案、変更、および差異を包含する。
【０１０９】
用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」または「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」は、機能、整数、ステップ、または部品の存在を明記するものとして解釈すべきものであって、１つ以上の他の機能、整数、ステップ、または部品、またはこれらのグループの存在を排除するものとして解釈すべきものではない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気ケーブル上で感知される部分放電パルスの第１のスペクトル成分の最高振幅を測定することと、
前記電気ケーブル上で前記第１のスペクトル成分の前記最高振幅が発生した電力周波数信号の位相を判断することと、
前記位相で前記部分放電パルスの第２のスペクトル成分の最高振幅を測定することと、
前記第１のスペクトル成分の前記最高振幅と前記第２のスペクトル成分の前記最高振幅との関係に基づき、前記部分放電パルスが発生した前記電気ケーブル上の位置を判断することと、
を備える、方法。
【請求項２】
電気ケーブル上の電力信号の１サイクルの複数の位相にわたって前記電気ケーブル上で感知される部分放電（ＰＤ）複数パルスのスペクトル成分の複数のピーク振幅を測定することと、
前記複数のピーク振幅からバックグラウンドノイズレベルを減算することにより、結果複数振幅を産出することと、
前記結果複数振幅を合計することにより、前記電気ケーブル上のＰＤ活動の大きさを表すＰＤ和を産出することと、
を備える、方法。
【請求項３】
前記ＰＤ和が警報閾値を超過する場合に警報を発出することをさらに備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ＰＤ和は第１の時間における第１のＰＤ和であって、
前記方法はさらに、
時間の経過後に前記測定することと、減算することと、合計することとを繰り返すことにより、第２の時間における第２のＰＤ和を産出することと、
前記第２のＰＤ和と前記第１のＰＤ和との差が閾値を上回る場合に警報を発出することと、を備える、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
電力ケーブル上の第１の位置で閾を超過する第１の電流の第１の大きさを測定することと、
前記電力ケーブル上の第２の位置で前記閾を超過しない第２の電流の第２の大きさを測定することと、
前記第１の大きさと前記第２の大きさとの関係に基づき、前記電力ケーブル上の故障の位置を判断することと、
を備える、方法。
【請求項６】
前記第１の電流と前記第２の電流は、持続期間が約１ミリ秒〜約５００ミリ秒の過渡電流である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
閉じられたときに電力線からノイズを通過させ、且つ開いているときに前記ノイズを通過させない、スイッチと、
前記スイッチの下流に位置し、増幅出力を生成する、増幅器と、
チャネルであって、
特定の周波数帯域内にある前記増幅出力のスペクトル成分を通過させることにより、フィルタ済み出力を産出するフィルタと、
前記フィルタ済み出力の値を複数の時間に検出することにより、一連の値を産出する検出器と、を有する、チャネルと、
プロセッサであって、
（ａ）前記スイッチが開いているときの前記一連の値の最低値を判断することにより、第１の基線値を得、
（ｂ）前記スイッチが閉じているときの前記一連の値の最低値を判断することにより、第２の基線値を得、且つ
（ｃ）前記第２の基線値と前記第１の基線値との差を判断することにより、増幅器ノイズを上回る電力線ノイズの余剰分を表す余剰値を産出する、プロセッサと、
を備える、システム。
【請求項８】
前記プロセッサはまた、
（ｄ）前記余剰値が所定の閾を超過する場合に前記チャネルを部分放電検出器として不適格とみなす、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
プロセッサと、
命令を記憶するメモリと、を備えるシステムであって、該命令は前記プロセッサにより読み取り可能であり、該命令が前記プロセッサによって読み取られると、前記プロセッサは、
電気ケーブル上で感知される部分放電パルスの第１のスペクトル成分の最高振幅を測定し、
前記電気ケーブル上で前記第１のスペクトル成分の前記最高振幅が発生した電力周波数信号の位相を判断し、
前記位相で前記部分放電パルスの第２のスペクトル成分の最高振幅を測定し、且つ
前記第１のスペクトル成分の前記最高振幅と前記第２のスペクトル成分の前記最高振幅との関係に基づき、前記部分放電パルスが発生した前記電気ケーブル上の位置を判断する、システム。
【請求項１０】
プロセッサと、
命令を記憶するメモリと、を備えるシステムであって、該命令は前記プロセッサにより読み取り可能であり、該命令が前記プロセッサによって読み取られると、前記プロセッサは、
電気ケーブル上の電力信号の１サイクルの複数の位相にわたって前記電気ケーブルで感知される部分放電（ＰＤ）パルスのスペクトル成分の複数のピーク振幅を測定し、
前記複数のピーク振幅からバックグラウンドノイズレベルを減算することにより、結果複数振幅を産出し、且つ
前記結果複数振幅を合計することにより、前記電気ケーブル上のＰＤ活動の大きさを表すＰＤ和を産出する、システム。
【請求項１１】
前記命令により、前記プロセッサは、前記ＰＤ和が警報閾値を超過する場合に警報を発出する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ＰＤ和は第１の時間における第１のＰＤ和であって、
前記命令により、前記プロセッサは、
時間の経過後に前記測定、減算、および合計を繰り返すことにより、第２の時間における第２のＰＤ和を産出し、
前記第２のＰＤ和が前記第１のＰＤ和を閾値分より多く上回る場合に警報を発出する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
プロセッサと、
命令を記憶するメモリと、を備えるシステムであって、該命令は前記プロセッサにより読み取り可能であり、該命令が前記プロセッサによって読み取られると、前記プロセッサは、
電力ケーブル上の第１の位置で閾を超過する第１の電流の第１の大きさを測定する操作と、
前記電力ケーブル上の第２の位置で前記閾を超過しない第２の電流の第２の大きさを測定する操作と、
前記第１の大きさと前記第２の大きさとの関係に基づき、前記電力ケーブル上の故障の位置を判断する操作とを遂行する、システム。
【請求項１４】
前記第１の電流と前記第２の電流は、持続期間が約１ミリ秒〜約５００ミリ秒の過渡電流である、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
命令を収容する非一時的記憶媒体であって、該命令はプロセッサにより読み取り可能であり、該命令が前記プロセッサによって読み取られると、前記プロセッサは、
電気ケーブル上で感知される部分放電パルスの第１のスペクトル成分の最高振幅を測定し、
前記電気ケーブル上で前記第１のスペクトル成分の前記最高振幅が発生した電力周波数信号の位相を判断し、
前記位相で前記部分放電パルスの第２のスペクトル成分の最高振幅を測定し、且つ
前記第１のスペクトル成分の前記最高振幅と前記第２のスペクトル成分の前記最高振幅との関係に基づき、前記部分放電パルスが発生した前記電気ケーブル上の位置を判断する、非一時的記憶媒体。
【請求項１６】
命令を収容する非一時的記憶媒体であって、該命令はプロセッサにより読み取り可能であり、該命令が前記プロセッサによって読み取られると、前記プロセッサは、
電気ケーブル上の電力信号の１サイクルの複数の位相にわたって前記電気ケーブルで感知される部分放電（ＰＤ）パルスのスペクトル成分の複数のピーク振幅を測定し、
前記複数のピーク振幅からバックグラウンドノイズレベルを減算することにより、結果振幅を産出し、且つ
前記結果振幅を合計することにより、前記電気ケーブル上のＰＤ活動の大きさを表すＰＤ和を産出する、非一時的記憶媒体。
【請求項１７】
前記命令により、前記プロセッサは、前記ＰＤ和が警報閾値を超過する場合に警報を発出する、請求項１６に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項１８】
前記ＰＤ和は第１の時間における第１のＰＤ和であって、
前記命令により、前記プロセッサは、
時間の経過後に前記測定、減算、および合計を繰り返すことにより、第２の時間における第２のＰＤ和を産出し、
前記第２のＰＤ和が前記第１のＰＤ和を閾値分より多く上回る場合に警報を発出する、請求項１６に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項１９】
命令を収容する非一時的記憶媒体であって、該命令はプロセッサにより読み取り可能であり、該命令が前記プロセッサによって読み取られると、前記プロセッサは、
電力ケーブル上の第１の位置で閾を超過する第１の電流の第１の大きさを測定する操作と、
前記電力ケーブル上の第２の位置で前記閾を超過しない第２の電流の第２の大きさを測定する操作と、
前記第１の大きさと前記第２の大きさとの関係に基づき、前記電力ケーブル上の故障の位置を判断する操作と、遂行する、非一時的記憶媒体。
【請求項２０】
前記第１の電流と前記第２の電流は、持続期間が約１ミリ秒〜約５００ミリ秒の過渡電流である、請求項１９に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項１】
電気ケーブル上で感知される部分放電パルスの第１のスペクトル成分の最高振幅を測定することと、
前記電気ケーブル上で前記第１のスペクトル成分の前記最高振幅が発生した電力周波数信号の位相を判断することと、
前記位相で前記部分放電パルスの第２のスペクトル成分の最高振幅を測定することと、
前記第１のスペクトル成分の前記最高振幅と前記第２のスペクトル成分の前記最高振幅との関係に基づき、前記部分放電パルスが発生した前記電気ケーブル上の位置を判断することと、
を備える、方法。
【請求項２】
電気ケーブル上の電力信号の１サイクルの複数の位相にわたって前記電気ケーブル上で感知される部分放電（ＰＤ）複数パルスのスペクトル成分の複数のピーク振幅を測定することと、
前記複数のピーク振幅からバックグラウンドノイズレベルを減算することにより、結果複数振幅を産出することと、
前記結果複数振幅を合計することにより、前記電気ケーブル上のＰＤ活動の大きさを表すＰＤ和を産出することと、
を備える、方法。
【請求項３】
前記ＰＤ和が警報閾値を超過する場合に警報を発出することをさらに備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ＰＤ和は第１の時間における第１のＰＤ和であって、
前記方法はさらに、
時間の経過後に前記測定することと、減算することと、合計することとを繰り返すことにより、第２の時間における第２のＰＤ和を産出することと、
前記第２のＰＤ和と前記第１のＰＤ和との差が閾値を上回る場合に警報を発出することと、を備える、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
電力ケーブル上の第１の位置で閾を超過する第１の電流の第１の大きさを測定することと、
前記電力ケーブル上の第２の位置で前記閾を超過しない第２の電流の第２の大きさを測定することと、
前記第１の大きさと前記第２の大きさとの関係に基づき、前記電力ケーブル上の故障の位置を判断することと、
を備える、方法。
【請求項６】
前記第１の電流と前記第２の電流は、持続期間が約１ミリ秒〜約５００ミリ秒の過渡電流である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
閉じられたときに電力線からノイズを通過させ、且つ開いているときに前記ノイズを通過させない、スイッチと、
前記スイッチの下流に位置し、増幅出力を生成する、増幅器と、
チャネルであって、
特定の周波数帯域内にある前記増幅出力のスペクトル成分を通過させることにより、フィルタ済み出力を産出するフィルタと、
前記フィルタ済み出力の値を複数の時間に検出することにより、一連の値を産出する検出器と、を有する、チャネルと、
プロセッサであって、
（ａ）前記スイッチが開いているときの前記一連の値の最低値を判断することにより、第１の基線値を得、
（ｂ）前記スイッチが閉じているときの前記一連の値の最低値を判断することにより、第２の基線値を得、且つ
（ｃ）前記第２の基線値と前記第１の基線値との差を判断することにより、増幅器ノイズを上回る電力線ノイズの余剰分を表す余剰値を産出する、プロセッサと、
を備える、システム。
【請求項８】
前記プロセッサはまた、
（ｄ）前記余剰値が所定の閾を超過する場合に前記チャネルを部分放電検出器として不適格とみなす、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
プロセッサと、
命令を記憶するメモリと、を備えるシステムであって、該命令は前記プロセッサにより読み取り可能であり、該命令が前記プロセッサによって読み取られると、前記プロセッサは、
電気ケーブル上で感知される部分放電パルスの第１のスペクトル成分の最高振幅を測定し、
前記電気ケーブル上で前記第１のスペクトル成分の前記最高振幅が発生した電力周波数信号の位相を判断し、
前記位相で前記部分放電パルスの第２のスペクトル成分の最高振幅を測定し、且つ
前記第１のスペクトル成分の前記最高振幅と前記第２のスペクトル成分の前記最高振幅との関係に基づき、前記部分放電パルスが発生した前記電気ケーブル上の位置を判断する、システム。
【請求項１０】
プロセッサと、
命令を記憶するメモリと、を備えるシステムであって、該命令は前記プロセッサにより読み取り可能であり、該命令が前記プロセッサによって読み取られると、前記プロセッサは、
電気ケーブル上の電力信号の１サイクルの複数の位相にわたって前記電気ケーブルで感知される部分放電（ＰＤ）パルスのスペクトル成分の複数のピーク振幅を測定し、
前記複数のピーク振幅からバックグラウンドノイズレベルを減算することにより、結果複数振幅を産出し、且つ
前記結果複数振幅を合計することにより、前記電気ケーブル上のＰＤ活動の大きさを表すＰＤ和を産出する、システム。
【請求項１１】
前記命令により、前記プロセッサは、前記ＰＤ和が警報閾値を超過する場合に警報を発出する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ＰＤ和は第１の時間における第１のＰＤ和であって、
前記命令により、前記プロセッサは、
時間の経過後に前記測定、減算、および合計を繰り返すことにより、第２の時間における第２のＰＤ和を産出し、
前記第２のＰＤ和が前記第１のＰＤ和を閾値分より多く上回る場合に警報を発出する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
プロセッサと、
命令を記憶するメモリと、を備えるシステムであって、該命令は前記プロセッサにより読み取り可能であり、該命令が前記プロセッサによって読み取られると、前記プロセッサは、
電力ケーブル上の第１の位置で閾を超過する第１の電流の第１の大きさを測定する操作と、
前記電力ケーブル上の第２の位置で前記閾を超過しない第２の電流の第２の大きさを測定する操作と、
前記第１の大きさと前記第２の大きさとの関係に基づき、前記電力ケーブル上の故障の位置を判断する操作とを遂行する、システム。
【請求項１４】
前記第１の電流と前記第２の電流は、持続期間が約１ミリ秒〜約５００ミリ秒の過渡電流である、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
命令を収容する非一時的記憶媒体であって、該命令はプロセッサにより読み取り可能であり、該命令が前記プロセッサによって読み取られると、前記プロセッサは、
電気ケーブル上で感知される部分放電パルスの第１のスペクトル成分の最高振幅を測定し、
前記電気ケーブル上で前記第１のスペクトル成分の前記最高振幅が発生した電力周波数信号の位相を判断し、
前記位相で前記部分放電パルスの第２のスペクトル成分の最高振幅を測定し、且つ
前記第１のスペクトル成分の前記最高振幅と前記第２のスペクトル成分の前記最高振幅との関係に基づき、前記部分放電パルスが発生した前記電気ケーブル上の位置を判断する、非一時的記憶媒体。
【請求項１６】
命令を収容する非一時的記憶媒体であって、該命令はプロセッサにより読み取り可能であり、該命令が前記プロセッサによって読み取られると、前記プロセッサは、
電気ケーブル上の電力信号の１サイクルの複数の位相にわたって前記電気ケーブルで感知される部分放電（ＰＤ）パルスのスペクトル成分の複数のピーク振幅を測定し、
前記複数のピーク振幅からバックグラウンドノイズレベルを減算することにより、結果振幅を産出し、且つ
前記結果振幅を合計することにより、前記電気ケーブル上のＰＤ活動の大きさを表すＰＤ和を産出する、非一時的記憶媒体。
【請求項１７】
前記命令により、前記プロセッサは、前記ＰＤ和が警報閾値を超過する場合に警報を発出する、請求項１６に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項１８】
前記ＰＤ和は第１の時間における第１のＰＤ和であって、
前記命令により、前記プロセッサは、
時間の経過後に前記測定、減算、および合計を繰り返すことにより、第２の時間における第２のＰＤ和を産出し、
前記第２のＰＤ和が前記第１のＰＤ和を閾値分より多く上回る場合に警報を発出する、請求項１６に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項１９】
命令を収容する非一時的記憶媒体であって、該命令はプロセッサにより読み取り可能であり、該命令が前記プロセッサによって読み取られると、前記プロセッサは、
電力ケーブル上の第１の位置で閾を超過する第１の電流の第１の大きさを測定する操作と、
前記電力ケーブル上の第２の位置で前記閾を超過しない第２の電流の第２の大きさを測定する操作と、
前記第１の大きさと前記第２の大きさとの関係に基づき、前記電力ケーブル上の故障の位置を判断する操作と、遂行する、非一時的記憶媒体。
【請求項２０】
前記第１の電流と前記第２の電流は、持続期間が約１ミリ秒〜約５００ミリ秒の過渡電流である、請求項１９に記載の非一時的記憶媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【公表番号】特表２０１３−５２１５１３（Ｐ２０１３−５２１５１３Ａ）
【公表日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５５７１１３（Ｐ２０１２−５５７１１３）
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０２７１１６
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／１０９６７４
【国際公開日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（５０３２３３２１１）アンビエント・コーポレイション (11)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０２７１１６
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／１０９６７４
【国際公開日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（５０３２３３２１１）アンビエント・コーポレイション (11)
【Ｆターム（参考）】
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