JP3176335B2 - 部分放電測定装置 - Google Patents
部分放電測定装置Info
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Description
関し、特に、電子部品や電子材料の絶縁性能の測定に用
いて好適な部分放電測定装置に関する。
が絶縁によって保たれている。絶縁は事故防止のために
重要であり、各種安全規格(IEC規格,UL規格,電
気用品取締法等)により各種試験方法が定められてい
る。
して供試物に流れる電流値からオームの法則にしたがっ
て直流抵抗値を算出するもので、通常は1Mオーム以上
を測定する。絶縁抵抗試験は、供試物の絶縁物の絶縁性
能が吸湿などの理由で低下していないかどうかを判定す
るために行われるもので、耐電圧試験に比べて低い電圧
の500Vや1000Vなど直流電圧を印加して行う。
したがって、絶縁材料の変質(吸湿等)は検査できる
が、絶縁物の欠損やすき間の部分(ボイド(VOI
D))までは検査することができない。
高電圧を印加して、供試物が破損しないことを確認する
試験であり、直流電圧で試験することもある。耐電圧試
験では不良品を絶縁破壊するため、500VAの大電力
を印加する。耐電圧試験の良否判定は供試物の破壊の有
無によって行われるが、耐電圧試験器は供試物が絶縁破
壊したときに流れるリーク電流を検出し、供試物の破損
の有無を判断する。
の増加」の図式になる。耐電圧試験は、このように良否
判定を行うだけの試験であり、試験で不合格になった供
試物は、多くの場合破損して復元不可能になってしま
う。普通、耐電圧試験物の電流検出方法は実効値検出ま
たは平均値検出であり、ピーク電流の検出は行っていな
い。また、絶縁物の静電容量分に流れる無効電流(この
電流もリーク電流に含まれる)を分離できないため、小
さな放電電流を検出することはできない。したがって、
単発放電や部分放電は検出できず、絶縁不良の原因にな
るボイド等が存在していても、耐電圧試験で破壊(電流
の増加)がなければ良品と判断されてしまう。
の絶縁を部分的にのみ橋絡する放電を言い、導体間を完
全に橋絡する放電を含まない。部分放電のうち導体周囲
の空気中で発生するものをコロナ放電と称する。
ダメージを与えるため、特に部品レベルでの絶縁評価に
は適していない。
気規格調査会標準規格)には、供試物が絶縁破壊に至る
前の状態を検出するための部分放電測定について規定さ
れている。
定されている従来の部分放電測定装置のブロック図であ
る。図5は基本回路、図6はブッシングタップを用いた
測定回路、図7は自ら電圧を誘導できる供試物の測定回
路を示す。
物に交流高電圧を印加して部分放電を生じさせ、これに
より発生する微少なパルス性の電圧変化を電気的な検出
インピーダンスZdにより検出し、測定器Mにより部分
放電の大きさを測定できるようになっている。
破壊に至る前の状態を検出するので、耐電圧試験では解
らなかった潜在的な不良や検出できなかった潜在的な不
良、あるいは製造上のバラツキも検出することができ
る。具体的には、非破壊で不良を検出できること、欠陥
部分の調査が容易に可能であること、原因不明の不良の
解析が容易に可能であること、絶縁設計上の最適化が容
易に可能であること、製造上発生するバラツキを抑える
ことが容易に可能であること、材料レベルでのバラツキ
の発見が容易に可能であることが部分放電測定の効果で
あり、これにより、全体的な安全性の向上に有効であ
る。
の部分放電測定では、測定精度をより向上させること、
測定をより容易にすることが要望されている。
れたものであって、上記の課題を解決した部分放電測定
装置を提供することを目的とする。
めに請求項1の本発明装置は、供試物に高電圧を印加し
て該供試物の絶縁性能を測定する部分放電測定装置にお
いて、出力電圧値を任意のパターンによりスイープされ
る正弦波発振手段と、前記正弦波発振手段からの正弦波
より所望の正弦波電圧を生成し、前記供試物に印加する
電圧印加手段と、前記所望の正弦波電圧の印加により前
記供試物に流れる電流を検出し、前記正弦波の周期と同
期した期間毎に積分する電流積分手段と、前記電流積分
手段により得た積分値を前記正弦波の周期と同期してサ
ンプルホールドするサンプリング手段とを備えたことを
特徴とする。
において、前記印加した前記所望の正弦波電圧を前記正
弦波の周期と同期して測定する電圧測定手段をさらに備
えたものである。
において、前記サンプリング手段によりサンプルホール
ドした値と前記測定した電圧との関係を図示する図示手
段をさらに備えたものである。
または3において、前記サンプリング手段によりサンプ
ルホールドした値をディジタル値に変換する手段と、前
記ディジタル値を記憶する記憶手段と、前記記憶手段か
ら前記ディジタル値を任意に読み出して所定の演算を行
う演算手段とをさらに備えたものである。
において、前記演算手段により、前記サンプリング手段
によりサンプルホールドした値の平均値を算出するよう
にしたものである。
において、前記演算手段により、前記サンプリング手段
によりサンプルホールドした値の和を算出するようにし
たものである。
において、前記サンプリング手段によりサンプルホール
ドした値を所定期間について平均化する手段をさらに備
えたものである。
において、前記サンプリング手段によりサンプルホール
ドした値を所定期間について積分する手段をさらに備え
たものである。
ないし8のいずれかにおいて、前記サンプリング手段に
よりサンプルホールドした値と、限度値設定手段により
設定した所定の限度値とをコンパレータで比較し、合否
判定するものである。
施の形態について詳細に説明する。
発明に係る部分放電測定装置の第1の実施の形態を示す
ブロック図である。
正弦波発振部であり、所定周波数の正弦波電圧を波形歪
が極めて少なく、かつ安定に発振出力する。正弦波発振
部1からの出力電圧値は、外部から設定される任意の電
圧パターンによりスイープされる様になっている。正弦
波発振部1はまた、出力する正弦波の周波数と同期した
タイミングパルスTpを生成出力する。
アンプ2により増幅されてからトランス3の一次側に印
加され、その二次側に昇圧された電圧が出力される。こ
の昇圧出力が所望の高電圧(たとえば、最大1440
V)となるように、パワーアンプ2の利得、トランス3
の巻数比等が決められている。トランス3の二次側高圧
出力はインピーダンス素子Zの一端に接続され、二次側
低圧出力とインピーダンス素子Zの他端の間にキャパシ
タンスCが接続される。インピーダンス素子Zとキャパ
シタンスCの共通接続点は供試物Sの一方の電極が接続
される高圧側試験電極4aに接続され、供試物Sの他方
の電極が接続される低圧側試験電極4bとトランス3の
二次側低圧出力の間には電流検出用の抵抗R(インピー
ダンスZの場合もある)が接続される。
する。
挟んで測定を行うが、供試物はコンデンサと抵抗の等価
回路に置き換えることができる。供試物に、例えば内部
のボイド、欠損等の何らかの理由で材料が不均一で一様
でない部分が存在するときは、等価回路のコンデンサは
様々なコンデンサを直並列したものとみなされる。
できており、その大きさは非常に小さいためにコンデン
サの静電容量は小さい。隙間を有する供試物の両端電極
に交流電圧を印加した場合、静電容量の小さな隙間ほど
大きな電圧がかかることになる。
低電圧で放電が行われる。すき間の部分で放電しても全
体の絶縁物があるので電極間を短絡する放電には至らな
いが、この部分の長時間のストレスや部分放電発生によ
りオゾンや窒素酸化物が発生して絶縁物の劣化が進むと
すき間が増大して、最終的には供試物全体に影響する絶
縁破壊に達する場合もある。すき間の部分で放電しても
電極間を短絡する放電には至らない上記の状態が部分放
電であり、部分放電発生時の電荷の移動を検出する試験
が部分放電試験である。
周波数で所望の高電圧が供試物Sに印加され、このとき
供試物Sに流れる電流を抵抗Rにより検出して電荷を求
めるようにした。これにより、印加電圧と、電圧印加時
の電荷の移動を測定することができる。
ィルタ5により広域成分を取り出され、さらに整流回路
6により半波整流される。整流出力は積分部7に入力さ
れ、正弦波発振部1からの正弦波の周波数と同期した期
間毎に(同一周波数で)積分を間断なく繰り返し実行さ
れるようになっている。
pによりスイッチングするリセットスイッチS1と、オ
ペアンプOPと積分用のコンデンサC1からなる周知の
積分回路7aで構成され、コンデンサC1にチャージさ
れた電荷をリセットスイッチS1により上記した期間毎
に放電させるようになっている。積分部7により得られ
た直流電圧の積分値はサンプルホールド回路8に入力さ
れ、タイミングパルスTpにより動作するサンプリング
スイッチS2のスイッチングタイミングで、上記した期
間毎にサンプリングコンデンサC2に保持される。この
積分値は、供試物Sのギャップにおける電荷を表してい
る。
9が接続され、これにより供試物Sに印加される電圧を
測定する。電圧測定部9にはタイミングパルスTpが入
力され、積分値のリセットと同様にして正弦波発振部1
からの正弦波の周波数と同期した期間毎に(同一周波数
で)電圧測定を間断なく繰り返し実行されるようになっ
ている。
サC2に保持された積分値は、図2に示すようにたとえ
ばA/Dボード20等を介してディジタルデータとされ
て測定結果表示部25に入力され、ここで所定の処理を
施されて両者の関係がグラフ表示され、また、測定結果
に算術演算を行うこともできる。
ラズマディスプレイ等の表示画面を有する表示装置と、
入力データを記憶するメモリと、入力データの演算処理
を行う演算装置を備える構成であればよく、パーソナル
コンピュータにより実現することができる。
Dコンバータ21、22により入力データをA/D変換
したディジタルデータをRAM26に一時記憶し、CP
U27により必要に応じて読み出し、グラフ表示のため
のデータ処理を行って表示装置28の表示画面に測定値
と共に表示させる。A/Dコンバータ21、22は、タ
イミングパルスTPを入力され、図1の正弦波発振部1
からの正弦波の周波数と同期した期間毎にA/D変換を
行う。
した正弦波の電圧可変パターンを設定し、スイープさせ
ることもできる。
部25の表示画面の一例を示し、曲線Aは積分値(電
荷)、曲線Bは電圧を表す。横軸は正弦波のスイープ時
間、縦軸は電荷量と電圧値を表す。ただし、表示の便宜
上、電圧の測定値は横軸に沿って表示してある。図3に
おける電圧可変パターンは台形状とされているが、電圧
の一定値が異なる2つの台形を組み合わせたパターンと
してもよいし、電圧の一定値が階段状に変化するパター
ンとしてもよく、任意の設定を行うことができる。
に電荷と電圧の関係が明らかになるように両方の測定結
果を同時にグラフ表示したので、部分放電試験における
供試物の状態を容易に把握することができる。また、供
試物に流れる電流を積分することにより移動電荷量を求
めて、かつ試験用の正弦波の周波数と同期してその一サ
イクル毎に積分値のリセット、サンプルホールドを行っ
て部分放電電荷量を測定しているので、正弦波の周波数
によらずに常に安定した測定結果を得ることができ再現
性の良い部分放電試験を行える。さらに、正弦波のすべ
ての周期に対して積分リセットとサンプルホールドを行
い、サンプルホールド結果のディジタルデータをメモリ
にすべて記憶しておくので、ランダムに発生する部分放
電現象を見逃すことなく測定することができる。
物の電圧と電荷を測定するように構成したが、抵抗Rの
両端の電圧を検出して電流に換算するようにすれば、供
試物に流れる漏れ電流を測定することができる。この漏
れ電流の測定も、タイミングパルスTpを用いて、積分
値のリセット、サンプルホールドと同様にして正弦波発
振部1からの正弦波の周波数と同期した期間毎に行って
測定結果表示部25の表示画面に曲線Cとして曲線A、
Bと共に表示した例も図2に示してある。
読み出してCPU27により移動平均処理等の算術演算
を行うことで、部分放電の発生傾向を把握するのが容易
になる。サンプリングした電荷量の和をCPU27によ
り演算すれば、総電荷量を求めることができる。
ウエア構成により求めることもでき、図1のサンプルホ
ールド回路8の出力と図2のA/Dボード20の間に積
分回路を設けて積分することで得ることができる。ま
た、図1のサンプルホールド回路8の出力と図2のA/
Dボード20の間にローパスフィルタ(図示せず)を設
けて測定結果表示部25に入力することで、ランダムに
発生する部分放電の平均値を表示させることもできる。
分放電現象が発生した時の移動電荷や印加電圧そのもの
の測定、観測を容易にする場合について説明したが、図
4に示すような構成を追加することにより、所定の限度
値に基づいて供試物の合否判定を行う場合に用いること
もできる。
ジスタ、41はサンプルホールド回路8の出力と限度値
を比較するディジタルコンパレータであり、比較結果を
CPU27に転送する。レジスタ40には、実験結果等
に基いた任意の値を可変設定することができる。
電圧源等を設けて限度値を設定するようにし、ディジタ
ルコンパレータ41の代わりにアナログコンパレータを
用いたアナログ回路でもよく、このような構成は、サン
プルホールド回路8の出力にローパスフィルタまたは積
分回路を追加した前述の場合にも有効である。
力電圧値を任意のパターンによりスイープされる正弦波
より所望の正弦波電圧を生成して供試物に印加すること
で供試物に流れる電流を検出し、正弦波の周期と同期し
た期間毎に積分して得た積分値を正弦波の周期と同期し
てサンプルホールドするので、正弦波の周波数によらず
に正確に供試物の電荷を求めることができ、より容易に
高精度の部分放電の測定を行えるという効果がある。
形態を示すブロック図である。
形態を示すブロック図である。
部の表示画面の一例を示す説明図である。
態の一部を示すブロック図である。
ある。
ある。
ある。
Claims (9)
- 【請求項1】 供試物に高電圧を印加して該供試物の絶
縁性能を測定する部分放電測定装置において、 出力電圧値を任意のパターンによりスイープされる正弦
波発振手段と、 前記正弦波発振手段からの正弦波より所望の正弦波電圧
を生成し、前記供試物に印加する電圧印加手段と、 前記所望の正弦波電圧の印加により前記供試物に流れる
電流を検出し、前記正弦波の周期と同期した期間毎に積
分する電流積分手段と、 前記電流積分手段により得た積分値を前記正弦波の周期
と同期してサンプルホールドするサンプリング手段とを
備えたことを特徴とする部分放電測定装置。 - 【請求項2】 前記印加した前記所望の正弦波電圧を前
記正弦波の周期と同期して測定する電圧測定手段をさら
に備えたことを特徴とする請求項1に記載の部分放電測
定装置。 - 【請求項3】 前記サンプリング手段によりサンプルホ
ールドした値と前記測定した電圧との関係を図示する図
示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項2に記載
の部分放電測定装置。 - 【請求項4】 前記サンプリング手段によりサンプルホ
ールドした値をディジタル値に変換する手段と、 前記ディジタル値を記憶する記憶手段と、 前記記憶手段から前記ディジタル値を任意に読み出して
所定の演算を行う演算手段とをさらに備えたことを特徴
とする請求項2または3に記載の部分放電測定装置。 - 【請求項5】 前記演算手段により、前記サンプリング
手段によりサンプルホールドした値の平均値を算出する
ことを特徴とする請求項4に記載の部分放電測定装置。 - 【請求項6】 前記演算手段により、前記サンプリング
手段によりサンプルホールドした値の和を算出すること
を特徴とする請求項4に記載の部分放電測定装置。 - 【請求項7】 前記サンプリング手段によりサンプルホ
ールドした値を所定期間について平均化する手段をさら
に備えたことを特徴とする請求項4に記載の部分放電測
定装置。 - 【請求項8】 前記サンプリング手段によりサンプルホ
ールドした値を所定期間について積分する手段をさらに
備えたことを特徴とする請求項4に記載の部分放電測定
装置。 - 【請求項9】 前記サンプリング手段によりサンプルホ
ールドした値と、限度値設定手段により設定した所定の
限度値とをコンパレータで比較し、合否判定することを
特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の部分放
電測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04073598A JP3176335B2 (ja) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | 部分放電測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04073598A JP3176335B2 (ja) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | 部分放電測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11237430A JPH11237430A (ja) | 1999-08-31 |
JP3176335B2 true JP3176335B2 (ja) | 2001-06-18 |
Family
ID=12588901
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04073598A Expired - Lifetime JP3176335B2 (ja) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | 部分放電測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3176335B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101563350B1 (ko) | 2013-06-21 | 2015-10-29 | 최현배 | 안마장치 |
Families Citing this family (6)
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JP5350976B2 (ja) * | 2009-10-28 | 2013-11-27 | 三菱電機株式会社 | 部分放電計測装置 |
JP2013142672A (ja) * | 2012-01-12 | 2013-07-22 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 部分放電測定装置 |
JP2013142673A (ja) * | 2012-01-12 | 2013-07-22 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 部分放電測定装置、部分放電測定方法、および部分放電測定プログラム |
CN103513158B (zh) * | 2013-09-18 | 2017-01-11 | 西安交通大学 | 一种阻尼振荡波下电缆局部放电检测装置及检测方法 |
CN109581161B (zh) * | 2018-12-18 | 2021-01-19 | 西安交通大学 | 一种基于振荡波的10kV变压器便携式局部放电检测*** |
JP2023132742A (ja) * | 2022-03-11 | 2023-09-22 | 株式会社 日立パワーデバイス | パワー半導体モジュールの部分放電要因推定方法、パワー半導体モジュールの部分放電要因推定装置 |
-
1998
- 1998-02-23 JP JP04073598A patent/JP3176335B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101563350B1 (ko) | 2013-06-21 | 2015-10-29 | 최현배 | 안마장치 |
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JPH11237430A (ja) | 1999-08-31 |
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