JPH11237426A

JPH11237426A - 変圧器の周波数特性測定装置

Info

Publication number: JPH11237426A
Application number: JP3861598A
Authority: JP
Inventors: Hidetomo Nishimura; 秀知西村; Yasushi Aiba; 康司愛場
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-02-20
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 1999-08-31

Abstract

(57)【要約】【課題】測定用信号線の特性に影響されることなく変
圧器のみの周波数特性を高精度に得ること。【解決手段】変圧器１０のブッシング１２、１４に金
属線１６、１８を介して発振器２４を接続し、発振器２
４から周波数が変化する測定用電気信号として交流信号
を変圧器１０に供給し、このときの電流を電流計２０で
計測し、電圧を電圧計２２で計測する。そして周波数特
性演算器３２で電流値を電圧値で除して変圧器１０と金
属線１６、１８を含む伝送路全体のアドミッタンス特性
を周波数に対応づけて算出し、金属線１６、１８の長さ
と特性インピーダンスおよび伝搬定数にしたがっ伝送路
全体のアドミッタンス特性を補正し、変圧器１０のみの
アドミッタンス特性を周波数に対応づけて算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変圧器の周波数特
性測定装置に係り、特に、配電、変電、送電などの電力
用変圧器の周波数特性を測定するに好適な変圧器の周波
数特性測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、配電用設備においては、サイリス
タなどの半導体を使用した機器が多く採用されており、
これら半導体機器の増加に伴って、配電用変圧器に数ｋ
Ｈｚ以上のサージ性の高周波ノイズが侵入することがあ
る。また電力系統に配置される送変電用変圧器にも電力
系統の高電圧化、広域化に伴い、自然雷や開閉機器に起
因する振動性サージ（直流分から数１０ＭＨｚに及ぶ周
波数成分を含む）が侵入することがある。振動性サージ
が変圧器内に侵入したときに、そのサージの周波数が巻
線間のインダクタンスとキャパシタンスで定まる固有周
波数と一致すると共振現象が発生し、巻線間に通常の電
圧の何倍もの電圧が発生し、これが原因で巻線間に絶縁
破壊が生じることがある。したがって、変圧器自体の周
波数特性の把握は、侵入サージ対策として重要である。
この周波数特性としては、一般にアドミッタンス特性と
応答倍率特性の二つがある。

【０００３】アドミッタンス特性は変圧器全体を一つの
回路素子とみなし、そのアドミッタンスを周波数の関数
として求めるものであり、変圧器を含む電力系統のサー
ジに対する挙動に関連し、変圧器の入力端子における電
流・電圧を決定する特性である。このアドミッタンス特
性を求めることにより、変圧器の入力端子で共振過電圧
が発生するときの周波数を推定することができる。一
方、応答倍率特性は変圧器内部の巻線間、例えば、タッ
プ端子とその近傍の巻線間に生じる共振現象の周波数と
その大きさを与えるものである。

【０００４】従来、変圧器のアドミッタンス特性を測定
するに際しては、変圧器の入力端子となるブッシングに
金属線を介して発振器を接続し、発振器から金属線を介
して変圧器に検査用の単一周波数の正弦波信号による電
力を供給する。その際、正弦波信号の電圧と電流をそれ
ぞれ電圧計と電流計で測定する。さらに必要とあれば電
圧と電流との位相差も測定する。同様な操作を正弦波信
号の周波数を替えながら繰り返し行い、各周波数におけ
る電流計の値を電圧計の値で除してアドミッタンス特性
を求める。

【０００５】一方、変圧器の応答倍率特性を測定するに
際しては、アドミッタンス特性の測定時と同様に、変圧
器のブッシングに金属線を介して発振器を接続し、この
発振器から検査用の単一周波数の正弦波信号による電力
を変圧器に供給する。その状態で、変圧器の巻線、例え
ばタップ巻線に取り付けた電圧光センサから発生する信
号を光ファイバを介して電圧検出器に取り込み、この電
圧検出器によって巻線間の差電圧を測定する。この操作
を正弦波信号の周波数を替えながら繰り返し行い、電圧
検出器で測定された差電圧から応答倍率特性を求める。
この場合、光ファイバを用いることで、巻線電圧に擾乱
を与えることなく、非接触で巻線間の電圧を測定するこ
とができるとともに信号の伝送中に電磁誘導現象による
信号の劣化を受けることがなく、差電圧を高精度に測定
することができる。なお、精度より簡便性を優先する場
合には、電圧光センサや光ファイバの代わりに、金属線
を変圧器の巻線に直接接続して差電圧を測定する方法を
採用することもできる。また、周波数特性を測定するも
のとしては、例えば、特開平８−９４６９１号公報、特
開平９−１８９７２９号公報が挙げられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、検査用
の正弦波信号の伝送路である金属線には電力系統と同じ
高電圧が印加され、金属線を光ファイバに置き換えるこ
とができないことを考慮し、変圧器の巻線間の差電圧を
検出するための信号線のみを光ファイバを用い、巻線電
圧に擾乱を与えることなく非接触で差電圧を測定する方
法を採用しているが、検査用の正弦波信号を伝送する金
属線の特性がアドミッタンス特性と応答倍率特性に影響
を与えることについては十分に配慮されていない。

【０００７】すなわち、縦・横・高さの寸法が数ｍ以上
となる電力用変換器では変圧器のアドミッタンス特性及
び応答倍率特性の測定時には金属線の長さが数ｍから１
０数ｍに及ぶことがある。またこのような大型の変圧器
よりも小型の変圧器でも、据付け場所によっては金属線
の長さが長くなることがある。金属線を長い距離引き回
した状態で変圧器のアドミッタンス特性や応答倍率特性
を測定すると、金属線自体の周波数特性が変圧器自体の
周波数特性に影響を与え、変圧器の周波数特性を精度良
く測定することができなくなる。

【０００８】本発明の目的は、測定用電気信号を伝送す
る測定用信号線の周波数特性を考慮して変圧器の周波数
特性のみを高精度に測定することができる変圧器の周波
数特性測定装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、インピーダンスに関連する周波数特性の
測定するものとして、周波数が変化する測定用電気信号
を発生する周波数発生器と、周波数発生器からの測定用
電気信号を変圧器の入力巻線端子に導く測定用信号線
と、前記周波数発生器から前記変圧器に供給される電流
を測定する電流計と、前記変圧器の入力巻線端子に印加
される電圧を測定する電圧計と、前記測定用信号線の長
さと種類による電気特性に関する値を設定値として入力
する設定部と、前記電流計の測定値と前記電圧計の測定
値との比から前記変圧器の巻線と前記測定用信号線を含
む伝送路全体のインピーダンスに関連する特性を周波数
に応じて算出する伝送路特性算出部と、前記設定部の設
定値に従って前記伝送路特性算出部の算出値を補正して
前記変圧器の巻線のみのインピーダンスに関連する特性
を周波数に応じて算出する変圧器特性算出部とを備えて
いる変圧器の周波数特性測定装置を構成したものであ
る。

【００１０】また本発明は、応答倍率特性を測定するも
のとして、周波数が変化する測定用電気信号を発生する
周波数発生器と、周波数発生器からの測定用電気信号を
変圧器の入力巻線端子に導く測定用信号線と、前記周波
数発生器から前記変圧器に供給される電流を測定する電
流計と、前記変圧器の入力巻線端子に印加される電圧を
測定する電圧計と、前記測定用信号線の長さと種類によ
る電気特性に関する値を設定値として入力する設定部
と、前記電流計の測定値と前記電圧計の測定値との比か
ら前記変圧器の巻線と前記測定用信号線を含む伝送路全
体のインピーダンスに関連する特性を周波数に応じて算
出する伝送路特性算出部と、前記設定部の設定値に従っ
て前記伝送路特性算出部の算出値を補正して前記変圧器
の巻線のみのインピーダンスに関連する特性を周波数に
応じて算出する変圧器特性算出部と、前記変圧器の巻線
間の電圧を検出する電圧検出器と、前記周波数発生器の
測定用電気信号と前記電圧検出器の検出電圧とから前記
変圧器と前記測定用信号線を含む伝達関数の値を周波数
に応じて算出する伝送路伝達関数算出部と、前記変圧器
特性算出部の算出値と前記設定部の設定値を基に前記測
定用信号線に関する伝達関数の値を周波数に対応づけて
算出する信号線伝達関数算出部と、前記伝送路伝達関数
算出部の算出値と前記信号線伝達関数算出部の算出値と
の比から前記変圧器自体の応答倍率を周波数に対応づけ
て算出する応答倍率算出部とを備えている変圧器の周波
数特性測定装置を構成したものである。

【００１１】前記各周波数特性測定装置を構成するに際
しては、設定部として測定用信号線の長さと特性インピ
ーダンスおよび伝搬定数を設定値として入力する機能を
有するものを用いることができ、伝送路特性算出部の代
わりに、電流計の測定値を電圧計の測定値で除して変圧
器の巻線と測定用信号線を含む伝送路全体のアドミッタ
ンス特性を周波数に応じて算出する伝送路アドミッタン
ス算出部を用いることができ、また、変圧器特性算出部
の代わりに、設定部の設定値にしたがって伝送路アドミ
ッタンス算出部の算出値を補正して変圧器の巻線のみの
アドミッタンス特性を周波数の応じて算出する変圧器ア
ドミッタンス算出部を用いることができる。

【００１２】前記した手段によれば、変圧器の巻線と測
定用信号線を含む伝送路全体のインピーダンスに関連す
る値または伝送路全体のアドミッタンス特性を周波数に
応じて算出し、この算出値を測定用信号線の長さと種類
による電気特性に関する値で補正したり、あるいは測定
用信号線の長さと特性インピーダンスおよび伝搬定数に
従って補正したりして、変圧器の巻線のみのインピーダ
ンスに関連する特性または変圧器のアドミッタンス特性
を周波数に応じて算出するようにしたため、測定用信号
線の影響を受けることなく変圧器自体のインピーダンス
に関連する特性やアドミッタンス特性を高精度に測定す
ることができるとともに、応答倍率特性を高精度に測定
することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。

【００１４】図１は本発明の一実施形態を示す周波数特
性測定装置の全体構成図である。図１において、電力用
変圧器１０の入力巻線端子に接続されたブッシング１
２、１４には金属線１６、１８が接続されており、各金
属線１６、１８の端部には発振器２４が接続されてい
る。この発振器２４は周波数が変化する測定用電気信号
として正弦波信号を発生するようになっており、この正
弦波信号が金属線１６、１８を介して変圧器１０に供給
されるようになっている。金属線１６、１８は測定用信
号線として構成されており、金属線１６には発振器２４
から変圧器１０に供給される電流の値を測定するための
電流計２０が設けられており、金属線１６と１８には発
振器２４からブッシング１２、１４に印加される電圧を
測定する電圧計２２が接続されている。そして電流計２
０の計測値がケーブル２６を介して、電圧計２２の測定
値がケーブル２８を介して、発振器２４から発振する測
定用電気信号の値がケーブル３０を介してそれぞれ周波
数特性演算器３２に供給されるようになっている。

【００１５】周波数特性演算器３２は、図２に示すよう
に、電流検出部３４、電圧検出部３６、周波数検出部３
８、設定部４０、較正部４２から構成されており、電流
検出部３４が電流計２０に接続され、電圧検出部３６が
電圧計２２に接続され、周波数検出部３８が発振器２４
に接続され、較正部４２が出力端子４４を介して表示装
置や記録計に接続されている。

【００１６】電流検出部３４は電流計２０の計測値をデ
ジタル信号として受けるとともに、このデジタル信号を
較正部４２で処理可能なデジタル信号に変換するように
なっている。電圧検出部３６は電圧計２２の計測による
計測値をデジタル信号で受け、このデジタル信号を較正
部４２で処理可能なデジタル信号に変換するようになっ
ている。周波数検出部３８は、発振器２４から周波数カ
ウント用と位相特定用のデジタル信号を受け、これらの
信号を較正部４２で処理可能なデジタル信号に変換する
ようになっている。設定部４０は、測定に関連する情報
を記憶する記憶装置と各種情報を入力する入力機器とし
ての機能を備えており、金属線１６、１８の長さと種類
から定まる値、例えば金属線１６、１８の特性インピー
ダンス、伝搬定数等、インピーダンスに関連する値を設
定値と入力し、入力した値を記憶するとともに、設定値
を符号化してデジタル信号として較正部４２に出力する
ようになっている。較正部４２は、電流検出部３４、電
圧検出部３６、周波数検出部３８、設定部４０からそれ
ぞれデジタル信号を取り込み、入力したデジタル信号を
基に変圧器１０のアドミッタンス特性を算出し、算出値
を出力端子４４から表示装置に表示するようになってい
る。

【００１７】具体的には、周波数特性演算器３２は、電
流計２０の測定値と電圧計２２の測定値との比から変圧
器１０の巻線と金属線１６、１８を含む伝送路全体のイ
ンピーダンスに関連する特性、例えば、インピーダンス
特性、アドミッタンス特性を周波数に応じて算出する伝
送路特性算出部、あるいは電流計２０の測定値を電圧計
２２の測定値で除して変圧器１０の巻線と金属線１６、
１８を含む伝送路全体のアドミッタンス特性を周波数に
応じて算出する伝送路アドミッタンス算出部としての機
能を備えている。さらに、周波数特性演算器３２は、設
定部４０の設定値にしたがって伝送路特性算出部または
伝送路アドミッタンス算出部の算出値を補正して変圧器
１０の巻線のみのインピーダンスに関連する特性（イン
ピーダンス特性、アドミッタンス特性）あるいはアドミ
ッタンス特性を周波数に応じて算出する変圧器特性算出
部あるいは変圧器アドミッタンス算出部としての機能を
備えて構成されている。

【００１８】較正部４２において変圧器１０のアドミッ
タンス特性を算出するに際しては、以下の式が用いられ
る。

【００１９】変圧器１０のアドミッタンス特性を算出す
るときには、分布定数回路理論より次の（１）式が導き
だせる。

【００２０】

【数１】

【００２１】Ｙｏｂｓ：変圧器１０と金属線１６、１８
を含むアドミッタンス（観測量）Ｙｔ：変圧器１０自体のアドミッタンスｆ、ω：正弦波信号（測定用電気信号）の周波数と角周
波数Ｚｏ、Γ、ｘ：金属線１６、１８の特性インピーダン
ス、伝搬定数、長さ（１）式において、Ｙｏｂｓ（ω）は電流検出部３４、
電圧検出部３６、周波数検出部３８のデジタル信号から
得られた観測量（各周波数ごとに電流検出部３４の電流
値を電圧検出部３６の電圧値で除した量）であり、金属
線１６、１８の長さｘも予め知り得る量である。また特
性インピーダンスＺｏ（ω）や伝搬定数Γ（ω）は使用
する金属線１６、１８の種類が決まれば計算で得られる
値である。

【００２２】例えば、線種が同軸ケーブルの場合、特性
インピーダンスＺｏ（ω）と伝搬定数Γ（ω）は以下の
（２）、（３）式で表わされる。

【００２３】

【数２】

【００２４】

【数３】

【００２５】ここに、ｄ、Ｄ：同軸ケーブルの内径と外径 ε、ｔａｎδ：ポリエチレン充填時の合成比誘電体
（２．２８）と合成誘電体力率 ρ₁、ρ₂：同軸ケーブルの内部と外部の導体比抵抗Ｋｓ、Ｋｂ、Ｋ１：撚線、編線、等価外径の係数ａ、ｂ、ｃ、ｅ：仕様によって定まる定数線種が塩化ビニル被覆銅線などの単独導体の場合、特性
インピーダンスＺｏ（ω）と伝搬定数Γ（ω）は次の
（４）、（５）式で表わされる。

【００２６】

【数４】

【００２７】

【数５】

【００２８】ここに、Ｌ、Ｃ、Ｒ：導体のインダクタンス、静電容量、抵抗ただし、Ｌ＝（μｏ／２π）ｌｎ（２ｈ／ｒ）Ｃ＝２πεｏ／ｌｎ（２ｈ／ｒ）Ｒ＝ｘ〔ｂｅｒ（ｘ）ｂｅｉ’（ｘ）−ｂｅｉ（ｘ）ｂ
ｅｒ’（ｘ）〕／〔ｂｅｒ’²（ｘ）＋ｂｅｉ’
²（ｘ）〕／２ｂｅｒ（ｘ）、ｂｅｉ（ｘ）：零次第１種Ｂｅｓｓｅｌ
関数の実部と虚部ｂｅｒ’（ｘ）、ｂｅｉ’（ｘ）：零次第１種Ｂｅｓｓ
ｅｌ関数の実部と虚部のｘに関する微分 π、ｊ：円周率と虚数単位 μｏ、εｏ：真空中の透磁率と誘電率ｈ、ｒ：対地間隔、導体半径上述したように、（１）式の右辺は全て既知であるた
め、金属線１６、１８の影響を排除して、変圧器１０自
体のアドミッタンス特性Ｙｔ（ω）を算出することがで
きる。

【００２９】次に、変圧器１０の応答倍率特性を測定す
るに際しては、図３に示すように、変圧器１０のブッシ
ング１２、１４に金属線１６、１８を介して発振器２４
を接続するとともに変圧器１０の巻線４６のうち、例え
ばタップ巻線とタップ巻線に隣接する巻線の近傍に巻線
間の電圧を検出する電圧光センサ４８を配置し、電圧光
センサ４８の出力を光ファイバ５０、５２を介して電圧
検出器５４に出力し、電圧検出器５４の出力をケーブル
５６を介して周波数特性演算器３２の電圧検出部３６に
伝送する。周波数特性演算器３２の較正部４２は、発振
器２４からの信号と電圧検出器５４からの信号および設
定部４０に記憶された設定値、（１）式にしたがって算
出された変圧器１０自体のアドミッタンス特性Ｙｔ
（ω）の算出値を基に変圧器１０自体の応答倍率特性を
算出するようになっている。

【００３０】具体的には、較正部４２は、発振器２４か
ら出力される測定用電気信号と電圧検出器５４の検出電
圧とから変圧器１０と金属線１６、１８を含む伝達関数
の値を周波数に応じて算出する伝送路伝達関数算出部
と、変圧器特性算出部または変圧器アドミッタンス算出
部の算出値すなわち変圧器１０自体のアドミッタンス特
性Ｙｔ（ω）の値と設定部４０に記憶された設定値（金
属線１６、１８の長さ、特性インピーダンスおよび伝搬
定数）を基に金属線１６、１８に関する伝達関数の値を
周波数に対応づけて算出する信号線伝達関数算出部と、
伝送路伝達関数算出部の算出値と信号線伝達関数算出部
の算出値との比から変圧器１０自体の応答倍率を周波数
に対応づけて算出する応答倍率算出部としての機能を備
えて構成されている。

【００３１】較正部４２において変圧器１０自体の応答
倍率特性を検出するに際しては、以下に示す式が用いら
れる。

【００３２】伝送回路理論より、変圧器１０と金属線１
６、１８を含む伝達関数Ｈｏｂｓは、信号ケーブル（金
属線１６、１８）Ｈｓの伝達関数と変圧器１０の巻線に
関する伝達関数Ｈｔとの積として求まり、次の（６）式
で表わせる。

【００３３】

【数６】

【００３４】ここで、Ｓ（ω）は次の（７）式で表わせ
る。

【００３５】

【数７】

【００３６】（７）式において、Ｙｔ（ω）は（１）式
に基づいて算出されて設定部４０に記憶されたアドミッ
タンス特性の算出値である。

【００３７】一方、Ｈｏｂｓ（ω）電圧検出部３６から
得られた電圧値を絶対値とし、この電圧信号の位相と発
振器２４から得られた正弦波信号の電圧の位相（周波数
検出部３８の位相信号から得られる値）との位相差を有
する複素数である。

【００３８】ここで、（７）式の右辺の変数Γ、Ｚｏ、
ω、ｘは全て既知であり、応答倍率を算出する前に、予
め変圧器１０のアドミッタンス特性Ｙｔ（ω）を算出し
ておけば、この時点で信号ケーブルＨｓの伝達関数を求
めることができる。そして、信号ケーブルＨｓの伝達関
数が求まれば、伝達関数Ｈｏｂｓは観測量として測定さ
れるため、変圧器１０自体の応答倍率Ｑｔ（ω）特性は
（６）式を変形した次の（８）式から求めることができ
る。

【００３９】

【数８】

【００４０】（８）式において、伝達関数Ｈｏｂｓを伝
達関数Ｈｓ（ω）で除算した値は大きさと位相を有する
複素量であるが、各伝達関数の絶対値をとることで入力
電圧に対する倍率いわゆる応答倍率を得ることができ
る。

【００４１】次に、変圧器のアドミッタンス特性と応答
倍率特性について従来装置と本発明による装置とを比較
したところ図４に示すような測定結果が得られた。この
測定では、測定対象に定格電圧５５０ｋＶの超高圧用変
圧器を用い、金属線には直径３ｍｍの塩化ビニル被覆銅
線を用いた。さらに測定には、電流、電圧、周波数に関
する信号をネットワークアナライザで取り込み、このア
ナライザから出るデジタル信号、例えばＢＮＣ信号をパ
ーソナルコンピュータで処理した。つまり電流検出部３
４、電圧検出部３６、周波数検出部３８の機能をネット
ワークアナライザで模擬し、設定部４０、較正部４２を
パーソナルコンピュータで実現した。そして図４では、
測定対象１〜３による測定結果についてそれぞれアドミ
ッタンス特性を（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）で表わし、応答
倍率特性を（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で示した。なお、横
軸の周波数はいずれも対数目盛であり、縦軸のアドミッ
タンスは対数目盛、応答倍率は平等目盛である。

【００４２】３つの測定対象に関する測定結果は以下の
通りである。

【００４３】測定対象１（図４の（Ａ）、（ａ））：真
値に近い測定値（金属線長を０．１ｍまで短縮したもの
に、従来法を適用したときの測定結果）測定対象２（図４の（Ｂ）、（ｂ））：従来装置で得ら
れた測定値（金属線長は５．０ｍ、従来の測定方法）測定対象３（図４の（Ｃ）、（ｃ）：本発明による装置
による測定値（金属線長は５．０ｍ、本発明による方
法）測定対象１に関して測定するに際しては、金属線の影響
を排除する目的で金属線の長さを縮めたため、変圧器内
を絶縁油で満たす前の変圧器内部に計測器を入れて測定
することが余儀なくされた。またこの測定方法と条件を
同じにするために、測定対象２に関する測定方法（方法
２）と測定対象３に関する測定方法（方法３）も測定対
象１に関する測定方法（方法１）と同様に大気雰囲気中
で行った。なお、絶縁油の有無の影響は空気の比誘電率
の違いから後で補正することができる。

【００４４】方法１〜方法３を実行するに際して、実際
の変圧器を用いる場合には、変圧器内部は絶縁油で満た
されているため、真値に近い測定値が得られる方法１を
用いることは実際には不可能になる。これに対して、実
際の変圧器に対して用いることができるのは方法２と方
法３であり、方法３を用いれば方法２よりも方法１に近
い値が得られることが分かる。

【００４５】すなわち、図４から、アドミッタンス特性
に関しては以下の傾向が見られる。

【００４６】（Ａ）と（Ｂ）とを比較すると、並列共振
周波数に差異が見られるが、（Ａ）と（Ｃ）とではそれ
らが一致している。

【００４７】（Ｂ）における並列共振周波数に対する値
は、他の（Ａ）、（Ｃ）に比べて高い。

【００４８】（Ｂ）では、他の（Ａ）、（Ｃ）に比べて
高い周波数領域（数１００ｋＨｚ以上）において金属線
に発生した共振が原因で値に変動が生じている。

【００４９】一方、応答倍率特性に関しては以下の傾向
がみられる。

【００５０】従来装置による（ｂ）では高い周波数領域
（数１００ｋＨｚ以上）で信号とノイズの区別がつかな
い。このノイズも金属線の共振に起因している。一方真
値を示す（ａ）と本発明による装置の値を示す（ｃ）と
は周波数領域におけるノイズの発生は抑制されている。

【００５１】以上のように、測定結果から、（Ｃ）、
（ｃ）に示すように、本発明による測定結果は、従来装
置の測定結果である（Ｂ）、（ｂ）よりも真値を示す
（Ａ）、（ａ）に近いことが分かる。

【００５２】また他の実施形態として、前述した種類以
外の金属線を用いる場合にも、同一手順すなわい、特性
インピーダンスＺｏと伝搬定数Γの式を分布定数回路理
論により定式化し、金属線長および金属線の種類に関す
る値を設定部４０に入力し、入力した設定値を基に較正
部４２で演算すれば、他の金属線を用いることもでき
る。

【００５３】さらに、応答倍率測定において、光ファイ
バ５０、５２の代わりに、金属線を使用する場合には、
以下の（９）式で示す伝達関数Ｈｍ（ω）を用い、
（８）式を補正した（１０）式を用いることで、応答倍
率Ｑｔ（ω）を算出することができる。

【００５４】

【数９】

【００５５】

【数１０】

【００５６】ここで、Ｚｍは電圧検出部３６の入力イン
ピーダンスである。

【００５７】また前記各実施形態においては、ケーブル
２６、２８、３０、５６を用いているが、これらのケー
ブルを伝送する信号はデジタル信号であるため、これら
のケーブルの長さや種類（特性インピーダンス、伝搬定
数）が測定値に及ぼす影響は無視することができる。

【００５８】前記実施形態によれば、変圧器と測定用信
号線を含む特性を測定用信号線の特性で補正して変圧器
の特性のみを算出するようにしたため、変圧器の周波数
特性として、アドミッタンス特性、応答倍率特性を高精
度に測定することができる。そして、変圧器のアドミッ
タンス特性、応答倍率特性に関する測定結果を変圧器の
事故対策に利用することで、変圧器の事故対策を円滑に
行うことができる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
変圧器と測定用信号線を含む特性を測定用信号線の特性
で補正して変圧器の特性のみを算出するようにしたた
め、変圧器の周波数特性に関する測定値として高精度の
ものを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す装置の全体構成図で
ある。

【図２】周波数特性演算器のブロック構成図である。

【図３】本発明の他の実施形態を示す装置の全体構成図
である。

【図４】従来装置と本発明の装置の測定結果を説明する
ための図である。

【符号の説明】

１０変圧器１２、１４ブッシング１６、１８金属線２０電流計２２電圧計２４発振器２６、２８、３０ケーブル３２周波数特性演算器３４電流検出部３６電圧検出部３８周波数検出部４０設定部４２較正部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周波数が変化する測定用電気信号を発生
する周波数発生器と、周波数発生器からの測定用電気信
号を変圧器の入力巻線端子に導く測定用信号線と、前記
周波数発生器から前記変圧器に供給される電流を測定す
る電流計と、前記変圧器の入力巻線端子に印加される電
圧を測定する電圧計と、前記測定用信号線の長さと種類
による電気特性に関する値を設定値として入力する設定
部と、前記電流計の測定値と前記電圧計の測定値との比
から前記変圧器の巻線と前記測定用信号線を含む伝送路
全体のインピーダンスに関連する特性を周波数に応じて
算出する伝送路特性算出部と、前記設定部の設定値に従
って前記伝送路特性算出部の算出値を補正して前記変圧
器の巻線のみのインピーダンスに関連する特性を周波数
に応じて算出する変圧器特性算出部とを備えている変圧
器の周波数特性測定装置。
【請求項２】周波数が変化する測定用電気信号を発生
する周波数発生器と、周波数発生器からの測定用電気信
号を変圧器の入力巻線端子に導く測定用信号線と、前記
周波数発生器から前記変圧器に供給される電流を測定す
る電流計と、前記変圧器の入力巻線端子に印加される電
圧を測定する電圧計と、前記測定用信号線の長さと種類
による電気特性に関する値を設定値として入力する設定
部と、前記電流計の測定値と前記電圧計の測定値との比
から前記変圧器の巻線と前記測定用信号線を含む伝送路
全体のインピーダンスに関連する特性を周波数に応じて
算出する伝送路特性算出部と、前記設定部の設定値に従
って前記伝送路特性算出部の算出値を補正して前記変圧
器の巻線のみのインピーダンスに関連する特性を周波数
に応じて算出する変圧器特性算出部と、前記変圧器の巻
線間の電圧を検出する電圧検出器と、前記周波数発生器
の測定用電気信号と前記電圧検出器の検出電圧とから前
記変圧器と前記測定用信号線を含む伝達関数の値を周波
数に応じて算出する伝送路伝達関数算出部と、前記変圧
器特性算出部の算出値と前記設定部の設定値を基に前記
測定用信号線に関する伝達関数の値を周波数に対応づけ
て算出する信号線伝達関数算出部と、前記伝送路伝達関
数算出部の算出値と前記信号線伝達関数算出部の算出値
との比から前記変圧器自体の応答倍率を周波数に対応づ
けて算出する応答倍率算出部とを備えている変圧器の周
波数特性測定装置。
【請求項３】周波数が変化する測定用電気信号を発生
する周波数発生器と、周波数発生器からの測定用電気信
号を変圧器の入力巻線端子に導く測定用信号線と、前記
周波数発生器から前記変圧器に供給される電流を測定す
る電流計と、前記変圧器の入力巻線端子に印加される電
圧を測定する電圧計と、前記測定用信号線の長さと特性
インピーダンス及び伝搬定数を設定値として入力する設
定部と、前記電流計の測定値を前記電圧計の測定値で除
して前記変圧器の巻線と前記測定用信号線を含む伝送路
全体のアドミッタンス特性を周波数に応じて算出する伝
送路アドミッタンス算出部と、前記設定部の設定値に従
って前記伝送路アドミッタンス算出部の算出値を補正し
て前記変圧器の巻線のみのアドミッタンス特性を周波数
に応じて算出する変圧器アドミッタンス算出部とを備え
ている変圧器の周波数特性測定装置。
【請求項４】周波数が変化する測定用電気信号を発生
する周波数発生器と、周波数発生器からの測定用電気信
号を変圧器の入力巻線端子に導く測定用信号線と、前記
周波数発生器から前記変圧器に供給される電流を測定す
る電流計と、前記変圧器の入力巻線端子に印加される電
圧を測定する電圧計と、前記測定用信号線の長さと特性
インピーダンス及び伝搬定数を設定値として入力する設
定部と、前記電流計の測定値を前記電圧計の測定値で除
して前記変圧器の巻線と前記測定用信号線を含む伝送路
全体のアドミッタンス特性を周波数に応じて算出する伝
送路アドミッタンス算出部と、前記設定部の設定値に従
って前記伝送路アドミッタンス算出部の算出値を補正し
て前記変圧器の巻線のみのアドミッタンス特性を周波数
に応じて算出する変圧器アドミッタンス算出部と、前記
変圧器の巻線間の電圧を検出する電圧検出器と、前記周
波数発生器の測定用電気信号と前記電圧検出器の検出電
圧とから前記変圧器と前記測定用信号線を含む伝達関数
の値を周波数に応じて算出する伝送路伝達関数算出部
と、前記変圧器アドミッタンス算出部の算出値と前記設
定部の設定値を基に前記測定用信号線に関する伝達関数
の値を周波数に対応づけて算出する信号線伝達関数算出
部と、前記伝送路伝達関数算出部の算出値と前記信号線
伝達関数算出部の算出値との比から前記変圧器自体の応
答倍率を周波数に対応づけて算出する応答倍率算出部と
を備えている変圧器の周波数特性測定装置。