JPS6255571A - 自動絶縁特性解析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気機器および電カケープル等の電気設備の
絶縁性能評価、あるいは絶縁劣化判定において、極めて
重要とされている非破壊絶縁試験のための自動絶縁特性
解析装置に関するものである。

〔従来の技術〕

現在までに開発されている各種非破壊絶縁試験法は、試
験電圧の種類によって直流試験法と光流電圧印加法に大
別される。直流試験法からは、絶縁抵抗を主体とした基
礎的な情報が得られる。第１図に直流試験法の回路構成
図を示す。図において（１０）は電気機器あるいはケー
ブル等の供試物、（／／）は直流電源、（／２）は供試
物（／θ）を流れる電流を検出する之めの電流検出用抵
抗、（／３）は絶縁抵抗を演算するだめの演算回路、（
ハ０は演算結果を表示する表示装置でらる。このように
して構成される従来の直流試験では供試物（１０）に対
し直流電圧を印加し、その漏れ電流を検出し、演算する
ことによって絶縁抵抗や成極指数等の絶縁特性を把掴し
ている。

この直流試験法の特徴は、試験装置が小形・軽量である
が、欠点とし−Ｃ高電圧になると暗電流の影響により精
度が低下すること、特に、高圧リード線からの影響が大
きいこと、および部分放電に関係する情報の入手が原理
的に困龜なことなどがあげられる。

一方、交流電圧印加法は供試絶縁物に商用周波電圧を印
加することによって、静電容量、誘電圧接（以下−δと
いう）および部分放電に関する情報の入手ができ、現在
では非破壊絶縁試験の重要な位置にある。第を図は部分
放電試験法の回路構成図を示す。図において（１０）は
供試物、（２／）ハ標準コンデンサ（２／ａ）および検
出抵抗（，２／ｂ）からなる検出回路である。（２コ）
は電圧調整器、（２３）は電圧波形歪み補正装置、（２
弘）は試験用変圧器、（２Ｓ）は部分放電開始電圧や部
分放電電荷等を演算するための演算回路、そして（２乙
）は演算結果を表示する表示装置である。このようにし
て構成される部分放電試験法では、検出回路（２／）の
検出抵抗（，２／ｂ）に現われる部分放電パルスから部
分放電開始電圧を始め、放電電荷や発生個数等を測定し
、これらから部分放電の発生状態あるいは絶縁性状態を
判定しようとするものである。しかし、供試物（１０）
に発生する放電電荷の大きさは測定回路の持つ漂遊イン
ダクタンスや漂遊容量の影響で波形の歪み、波頭のなま
シが起きたり、測定回路の周波数特性によって同様の影
響を受ける。したがって、測定に際しては検出回路およ
び測定回路に一括した回路系の校正をほどこさなければ
ならず、この回路の校正には特有の技術を必要とする。

この交流電圧印加法において、従来は、絶縁特性解析な
いしは絶縁劣化判定に必要な静電容量、論δおよび各種
の部分数Ｉ！荷等をθり〜１０ｋＶステップ毎に測定し
電圧特性を把握していた。この場合の最大試験電圧は一
般に定格電圧としている。絶縁特性の解析ないしは絶縁
劣化判定の信頼性を高めるために最大試験電圧を高くす
ることが望ましいのであるが、測定時間が長くなるばか
りでなく、過電圧による絶縁損傷の危険があった。

この解決のために、電圧上昇過程で各種の検出値を高速
演算し、自動記録させる自動絶縁特性解析装置（Ａｕｔ
ｏｍａｔｉｃ　Ｉｎ５ｕｌａｔｉｏｎ　Ａｎａｌｙｓｅ
ｒ　、以下略してＡＩＡという）が開発された。しかし
、これを採用しても自動記録装置の応答特性から、７回
の測定に約２０秒を必要としている。将来とも絶縁の合
理化が進み高い電圧を印加することが許されなくなる一
方、高信頼度の試験が望まれている。

さらに、交流電圧印加法では商用周波電圧を印加するた
め、試験装置が大きく、重量も重くなるので、その改良
策として一部で試験装置の小形、＠量化を目的とした０
、　／　Ｆｌｚ正弦波電圧を用いて、静電容量、ｔａｎ
δ、部分放電を測定する試みがある。

しかし、θ／　ＦＪｚ正弦波の高電圧発生に当って、電
圧波形の波形歪みやノイズの影響等が問題となっておシ
、また、価格およびｒ景は普及の面から十分とは言えな
いのが現状である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の直流試験法、交流電圧印加法の検出回路゛および
測定回路は以上のように構成されているので、１つの供
試物に対して試験の項目毎に試験電圧印加回路、検出回
路を構成して、専用の演算回路を用いなければならず、
絶縁試験を行う上で非常に繁雑であるという問題点があ
った。さらに、交流電圧印加法では商用周波電圧を印加
するため。

供試物の静電容量が大きい場合、電源容量は勿論、電圧
調整器、電圧波形歪み改善装置、試験用変圧器等の容量
が大きくなり、高価となるうえ試験装置が太きく、重量
も重くなシ、特に発電所、製鉄所、重電機工場等の現地
試験において？縁試験を行うには非常に不便で、試験実
施に当って多大の時間とコストを費すという大きな問題
点があった。

また、これらの問題点の影響により、非破壊絶縁試験が
発電所や製鉄所、重電機工場、ケーブル敷設現場等の多
くの電気機器の保守、管理現場に十分に普及することが
困難であることから、電気機器の絶縁破壊事故の未然防
止や絶縁劣化に伴う電気機器設備更新の計画的実施に対
して、絶縁診断技術が十分に生かされていないという大
きな問題点があった。

この発明は上記のような従来のものの問題点を解決する
。勉めになされたもので、試１！Ａｔ１Ｃ源に低周波電
源を用いて電源系統の小形化を図り、所望の波形の超低
周波高電圧や直流電圧を発生させる効果的なプロービン
グ電圧を発生する高電圧関数発生装置を用いて、Ｐ３縁
特性解析のために必要な絶縁抵抗、静電容量、論δ、部
分放電開始電圧・部分数１電荷等の測定を７台の装置で
、かつ、簡単な操作で短時間に測定できるようにし、ま
た、供試物の電圧印加回路に高電圧切換スイッチあるい
は気体絶縁物を封入した容器に切換スイッチを収めたも
のを用いることによシ、装置の小形化、経量化、作業性
の改善を図った自動絶縁特性解析装置を得ることを目的
としている。

〔問題点を解決するだめの手段〕

この発明にかかる自動絶縁特性解析装置は、供試物の絶
縁特性解析をするために、正弦波形および三角波形等の
所望の波形の超低周波高電圧もしくは直流電圧であるプ
ロービング電圧を発生する高電圧関数発生装置と、低電
圧の商用周波数の交流電圧でちるプロービング電圧を発
生する商用周波交流発生装置と、高電圧関数発生装置お
よび商用周波交流発生装置のいずれかのプロービング電
圧を選択して供試物に印加する高電圧切換スイッチと、
供試物にプロービング電圧を印加した時の電気的現象を
検出するための各試験用の検出回路と、これらの検出回
路で検出された電気的現象に基づいて絶縁特性を演算す
るための各試験用の演算回路と、これらの演算回路の演
算結果を表示するための表示装置とを備えることにより
、絶縁特性解析のために必要な絶縁抵抗、静電容量、ｔ
ａａδ、部分放電開始電圧、部分放電電荷、発生頻度、
位相特性等を簡単な操作で短時間で測定することができ
る小形化、軽量化、作業性の改善を図ったものである。

〔作用〕

この発明における自動絶縁特性解析装置は以上のように
構成されているので、従来いくつかの装置を用いて測定
を行っていたことに対し、絶縁特性解析のために必要な
絶縁抵抗、静電容量、−δ、部分放電開始電圧、部分放
電電荷、発生頻度、位相特性等を７台の装置で総て測定
することができ、かつ、高電圧試験電源に低周波を用い
ているので電源系統の小形化を図シ、装置全体を小形−
軽量化することができる。さらに、この発明の三角波プ
ロービング電圧において、最大試験電圧を／サイクル間
印加するだけで、部分放電開始電圧、部分放電開始電圧
の相違する毎の放電電荷、発生頻度、発生位相等を検出
できるので、従来のような電圧特性を求める必要がなく
、電圧印加による絶縁損傷の危険は従来のＡＩＡに比べ
て／／１０００　以下に低減する。これによって従来十
分な絶縁特性解析や劣化測定が出来なかった低圧電動機
、直流機に対してもこの発明の装置を適用することがで
きる。また、装置全体を小形・軽量化し、作業性を改善
したことくより現地絶縁試験が容易となり誰にでも短時
間に電気機器、電カケープル等の絶縁性能評価、絶縁劣
化判定を行うことができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図に基づいて説明する。第
１図はこの発明の自動絶縁特性解析装置の一実施例の回
路構成図である。図において、（１０）は供試物、（３
／）は自動絶縁特性解析装置の出力端子、（３２）は静
電容量およびｔａｎδ測定用の、効果的な試験電圧（以
下非破壊絶縁試験のための効果的な試験電圧を”プロー
ビング電圧”と呼ぶ）用電源としての商用周波交流発生
装置である商用周波電源変圧器である。この商用周波電
源変圧器（３２）には、供試物（１０）のほとんどが接
地されているために、電圧印加時の電流検出を低圧側で
行うことからシールド変圧器を用いる。

（３３）は商用周波以外の電圧を発生する電源で、この
発明の特徴となる絶縁診断ないしは絶縁特性解析のため
のプロービング電圧を得る高電圧関数発生装置、（３ｑ
）はプロービング電圧を目的に応じて選択、制御する操
作盤で、この操作盤（３１１）によシ商用周波電源変圧
器（Ｊ、２）および高電圧関数発生装置（３３）のプロ
ービング電圧の選択、制御、および高電圧切換スイッチ
であるところの切換スイッチ（３りの制御が行われる。

この切換スイッチ（３ｊ）はＳＦ６ガスを封入した容器
（図示せず）に収められているので、高電圧用であって
も小形化が可能であり、従来のような絶縁試験毎に測定
回路を接続する時間が不要になる。この切換スイッチ（
、付）は絶縁抵抗の測定のときは図示されているように
端子（ａ）の位置に、静電容量、ｔａａδの測定のとき
は端子（ｂ）の位置に、部分放電の測定のときは端子（
ｃ）の位置に、直流電圧充電後の放電特性の測定のとき
は端子（ｄ）の位置に設定される。（３６）は絶縁抵抗
測定用の直流１迂圧端子で、高電圧関数発生装置（３３
）の・一部を利用しておシ、（３７）はこの直流電圧端
子（３６）に接続された電流検出用抵抗器である。（３
ｇ）は供試物（１０）の静電容量および−δを測定する
ための商用周波電源変圧器出力端子であり、（３ｑ）は
標準コンデンサ（３９ａ）および検出抵抗器（３ｖｂ）
とからなる静電容量および−δの検出回路である。（＜
＜ｏ）は部分放電の測定ないし解析用のプロービング１
ピ圧出力端子で、（り／）は標準コンデンサ（ｌｌｌａ
）および検出抵抗器（ＩＩ／ｂ）とからなる部分放電の
検出回路である。そして（ｑ２）は絶縁抵抗測定演算回
路、（ダ３）は静電容量、ｔａｎδの演算回路、（ダＩ
Ｉ）は部分放電演算回路、（弘よ）は直流電圧充電後の
放電特性の演′ｎ回路であり、（弘６）はこれら総ての
測定結果を表示しかつこれらを自動記録する表示装置で
ある。これらの各種演算回路および各部の制御にはマイ
クロコンピュータを用い、こレラはメモリーを備えてい
る。

第２図に絶縁特性解析を目的とした各種プロービング電
圧の波形を示す。第２図（６）の（１ｏ）は絶縁抵抗測
定用プロービング電圧波形である。絶縁抵抗測定用の場
合測定感度、検出ｆｉ度が十分であれば電圧は低くても
よいが、この実施例の装置ではデータの信頼性を高める
ために１０ＯＯＶを採用している。第２図（Ｂ）の（５
／）は！ｒ　ＯＨｚもしくはＡＯＨｚの静電容量および
−δ測定用プロービング電圧波形である。供試物（１０
）の静電容量および−δは部分放電開始電圧以下では電
圧依存性がないから、測定ｆｆＵが十分であれば低い電
圧、例えば１００■で測定して差支えない。これによっ
て、商用周波電源変圧器（３コ）の容量は小さく済み、
小形・軽量となシ容易に入手できる商用周波電源をその
塘ま利用することができる。第２図（Ｃ）の（！ｒ２）
は新プロービング電圧の一例で、分類上は低周波の三角
波に属するもので三角波プロービング電圧波形である。

三角波プロービング電圧波形の特長は、電圧波形が直流
と違って交番性であるため部分放電の解析が可能であり
、さらに、その発生が簡単で安価でできるということで
ある。

試験電圧は供試物（１０）によって異なるが、この発明
の自動絶縁特性解析装置はいくらかの電圧まででも発生
可能である。

第３図に高電圧関数発生装置（３３）の回路構成図を示
す。図において（３３）は高電圧関数発生装置であり、
（、？、７／）はマルチバイブレータ回路（３３２）お
よび多段式整流回路（，３３３）を有する第１の直流変
圧回路、（３３つはマルチバイブレータ回路（３３ｋ）
および多段式整流回路（３３４）を有する第２の直流変
圧回路である。これらの第１および第２の直流変圧回路
（、？、？／　）　、　（、？、？ｌＩ）では、それぞ
れのマルチバイブレータ回路（ｔ、ｙ２）　、　（ｔ３
ｇ）を用いて低圧直流を方形波交流電圧に変換し、さら
に多段式整流回路（３３３）、（３，ｙａ）　テ昇圧を
行う。また、（３３７ａ）、（３３７ｂ）および（３３
ざａ）、（、？、７ｆｆｂ）はそれぞれ第１の直流変圧
回路（、？、？／）　、第一の直流変圧回路（、？、７
りの出力端子である。（、？、７？　）は第１の直流変
圧回路（、？、７／）のだめの第１の動作用直流電源、
（３４ＩＯ）は第２の直流変圧回路（３３１Ｉ）のため
の第２の動作用直流電源である。（ａｌＩ／）および（
３ｐ、ｚ）はこの高電圧関数発生回路（３３）の出力を
決定するための第１および第２の出力電圧設定回路であ
り、（３ａ３）はこれらの第１および第２の出力電圧設
定回路（、ｒ＜ｚ／）、（３＜＜２）を連動させるため
の連動装置である。（３１ＩＩＩ）は第二の出力電圧設
定回路（３＋、ｚ）に第一の直流変圧回路（３３つの出
力電圧の振幅を決定する丸めの振幅設定回路、（３ｐ、
ｔ）は第２の直流変圧回路（Ｊ３りに所望の電圧波形を
発生させるための低周波関数発生回路、そして（ＪｌＩ
＆　）および（ｊｌＩ７）はそれぞれ第１の直流変圧回
路（，３３／）、第２の直流変圧回路（３３ｕ）の入力
側に設けられた操作盤（３ダ）によって制御される第１
および第２の開閉器である。また、第１の直流変圧回路
（３３／）の出力端子（，３，！７ａ　）　。

（、？、？？ｂ）と第２の直流変圧回路（３３１７）の
出力端子（Ｊ３１ａ’）　、　（、？、？ｆｆｂ）は、
両直流変圧回路（３３ｔ　）　、　（、ｙ、ｙｕ　）の
出力が差動になるように接続されて、高電圧関数発生回
路（３３）の出力端子となるよう構成されている。すな
わち、第１の直流変圧回路（，７，７／）の出力端子（
、？、、？７ａ）は部分放電の測定ないし解析用のプロ
ービング１に正出力端子（＜ＣＯ）の一方に接続され、
第１の直流変圧回路（，７，７／）の出力端子（３３７
ｂ　）と第一の直流変圧回路（３３つの出力端子（３３
ざａ）とが共に絶縁抵抗測定用の直流電圧端子（３６）
に接続され、そして第一の直流変圧回路（、、ｙａ＜＜
）の出力端子（３？ｔｂ　）は部分放電の測定ないし解
析用のプロービング電圧出力端子（ｔｒｔｏ　）の他方
に接続されている。また、この差動出力を制御するため
に抵抗（３ｔｌｔ）を含むフィードバック回路（３＜＜
ｙ　）によって、第一の直流変圧回路（３３ｔａ　）の
振幅設定回路（３１Ｉ４Ｉ）にフィードバックがかけら
れるようになっている。また、上述のように第１および
第２の直流変圧回路（，７，７／　）　、’（３３Ｑ　
）の差動出力を発生するようにしたので、第１の作動用
電流電源（、？、？？）、第１の出力電圧設定回路（３
１７１）、第１の開閉器（３１４６）および第１の直流
変圧回路（，７，７／）の電位が総て高電位となるので
、第一の作動用直流電源（３１ＩＯ）、第一の出力電圧
設定回路（３１１２）　、連動装置（、ｒｌＩ３）、振
幅設定回路（，７４１）　、低周波関数発生回路（、！
＆）、第２の開閉器（３ダ７）および第２の直流変圧回
路（３３４Ｉ）に対して十分な絶縁強度を保持するよう
に設計される。また、この高電位は直流外いしは低周波
性のものであるので相互間に暗電流が発生する。そこで
この暗電流が機器の動作上の傷害とならないように、上
述した高電位となる部分、低電位となる部分が暗電流を
防止するための手段としての絶縁材料を用いた静電遮蔽
板（、？緊Ｏａ）　、　（３ｔＯｂ）でそれぞれ囲まれ
ている。さらに連動装［１（Ｊり、？）は光フアイバー
ケーブル、絶ａＳ４９を用いて高電圧に７１する対策が
施された構造となっている。

以上のように構成された高電圧関数発生装置（３３）に
おけるプロービング電圧の発生の原理について説明する
。第１Ｉ図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は高電圧関
数発生装ｆＲｃ３３＞による出力電圧波形の一例である
。

各図において、波！（５３）は第１の直流変圧回路（、
？、７／）の出力電圧、波線（！ダ）は第、２の直流変
圧回路（３３１４）の出力電圧、そして実線（ｒｔ）が
第１の直流変圧回路（、？、？／）の出力電圧（！３）
と第２の直流変圧回路（３３１７）の出力電圧（ｓｌＩ
）を差動接続することによって得られるプロービング電
圧である。第１の直流変圧回路（３３／）の出力電圧（
５３）を直流の一定電圧Ｅとし、第２の直流変圧回路（
３３りの出力電圧（５ｑ）は振幅設定回路（３弘りによ
り波高値を２Ｅに設定し、波形を低周波関数発生回路（
ｊｌ）によシ零から２Ｅ−！で、さらに２Ｅから零まで
の脈動波とする。このときプロービング電圧出力端子（
ｐＯ）の間に現われる電圧ｅは、第１の直流変圧回路（
、？、７／）および第２の直流変圧回路（３３りの出力
電圧（５，７）　、　（！ｒりが差動になっているため プロービング電圧ｅ　（ｔ）　＝　Ｅ　−２Ｅ　（ｔ）
となる。そして低周波関数発生回路（３ｚｔ）の出力電
圧すなわち第２の直流変圧回路（３３りの入力電圧も正
弦波状にした時、プロービング電圧は第ダ図（ａ）の（
ｓｒ）に示すような両極性の正弦波となる。

絶縁試験に際しては、供試物（１０）に対して０ボルト
から印加する必要がある。そこで第１図（ｂ）Ｋ示すよ
うに、初期の状態では第２の直流変圧回路（３３りの出
力電圧（、ｒｐ　）の絶対値が第１の直流変圧回路（３
３／）の出力電圧（５３）の絶対値と同じになり、プロ
ービング電圧（ｊｌ）がＯボルトとなるように、振幅設
定回路（３タリがフィードバック回路（評り）によって
制御される。プロービング電圧（５５）がＯボルトにな
ったことが検出されると自動的に低周波関数発生回路（
３灯）の作動が開始し、設定された周波数の関数波が発
生するので、第弘図（ｂ）に示すように０ボルトからス
タートする正弦波を発生することができる。また、第２
の直流変圧回路（３３すの入力電圧の変化を三角波状に
設定することによって、プロービング電圧（Ｓよ）は第
弘図（Ｃ）に示すような両極性の三角波となる。

以上から低周波関数発生回路（３吋）の出力電圧を単極
性の正弦波、三角波、梯形波、あるいは自由な関数波と
することにより、高電圧関数発生装置（３３）の出力電
圧はそれぞれ両極性の正弦波、三角波、梯形波、および
自由な関数波となる。

プロービング電圧（！ヨ）の零から波高値に達するまで
に速さは、特別に速く）′°ることは不要であり、また
、あまりに遅いと供試物（１０）の誘電緩和時間の影響
を受け、部分放電の解析が複雑になるので、誘電緩和時
間に接近しない０３〜０．　／　Ｈｚ程度にすることに
より、電源容量は従来の商用周波電源に比べて大幅に減
少し、高電圧であっても小形・軽量となる大きな特長が
ある。さらに、基本的な特徴の一つとして、供試物（１
０）の絶縁劣化解析手法として、０．　／　Ｈｚの三角
波プロービング電圧による部分放電特性の解析ができる
ことである。高圧発電機や高圧電動機等である供試物（
１０）は絶縁劣化が進行すると、高電圧が印加されたと
き、絶縁物内部の欠陥空所（以下ボイドという）により
部分放電が発生する。この部分放電の放電電荷はボイド
寸法にｉｔは正比例している。ボイドの大きいもの程絶
縁物の状態としては好ましくないこと、および放電電荷
の大きい部分放電は部分放電による劣化を促進すること
等から、部分放電電荷の大きい部分放電（例えば高圧回
転機では／Ｘ　／　０−’クーロン以上の部分放電）は
供試物（１０）によって有害な部分放電であるといえる
。

以上の電気的現象に対して、この発明の自動絶縁特性解
析装置では０．　／　Ｈｚの三角波プロービング電圧を
印加することにより発生する部分放電の、総ての部分放
電パルスの発生電圧、発生位相、放電電荷、等を検出し
、メモリーすることができる。

このメモリーしたデータを処理することによって、部分
放電の発生頻度、発生位相特性、有害な部分放電発生の
有無やその放電電荷、放電開始電圧、放ｉｔ荷の等しい
部分放電の放電周期、等の部分放電特性を解析し、ボイ
ド分布、有害な部分放電の判定等の絶縁診断に有効な情
報を得ることができる。

部分放電特性解析のだめの三角波プロービング電圧の有
利性を第５図に基づいて説明する。まず、第５図（ａ）
には一般によく知られている、供試物（１０）に正弦波
プロービング電圧（Ｓ６）を印加した場合の、供試物（
１０）中にボイドが存在する時に、ボイド部分で部分放
電が発生した時のダイトに加わる電圧波形（Ｓ７）が示
されている。また、第３図（ｂｌには、三角波プロービ
ング電圧（、！１−ｆｆ）ｔ−同様に供試物（１０）に
印加した場合のボイドに加わる電圧波形（タデ）が示さ
れている。また、第５図（ｃ）には絶縁物中にボイドが
／箇所存在した時の等価回路が示されておシ、（ＡＯ）
はボイドに相当するコンデンサ、（６／）および（６２
）はボイド以外の電気的に容量性インピーダンス分とし
て働くものに相当するコンデンサ、（Ａ３）は電気的に
純抵抗分として働くものに相当する抵抗、そして（Ｘｔ
Ｉ）は正弦波プロービング電圧もしくは三角波プロービ
ング電圧に相当する電源である。ｌた第３図（ａ）　、
　ｆｂｌ　、　（ｃ）のそれぞれにおいて、■はボイド
の放ｉｔ圧、ｖｒは残留電圧、Δｔはボイド放電の周期
である。図から明らかなように、放電電荷Δｔは供試物
（１０）への印加電圧である正弦波プｏ　−ピング電圧
（Ｓ６）および三角波プロービング電圧（！ｊ）の電圧
変化率によって決まる。第５図（ａ）に示す正弦波プロ
ービング電圧（Ｓ６）の場合、電圧変化率は時間と共に
変化するのでボイド放電の周期Δｔも時間と共に変化す
る。これに対して第５図（ｂ）に示す三角波プロービン
グ電圧は電圧変化率が一定であるので、ボイド放電の周
期Δｔが一定となる。

以上のことから三角波プロービング電圧（５ｇ）を用い
て、検出素子に現れる部分放電パルスの放電電圧、放Ｎ
Ｎ、荷、発生位相、放電周期等を測定し解析することに
よシ、供試物（１０）中のボイドの形状推定や、一部で
論議されている印加電圧位相に対する放電電荷分布特性
の解析等を飛躍的に向上させることができる。また、こ
の高電圧関数発生装置（３３）をいっそう小形・軽量と
するためには、第１図の切換スイッチ（３５）等と共に
高電圧となる各要素をＳＦ４ガスあるいは窒素ガス等の
気体絶縁物を封入した容器内に収めるようにすればよい
。また、プロービング電圧を直流電圧とする場合は第３
図の第２の開閉器（３弘７）を解放にし、第２の直流変
圧回路（３３１１）の作動を停止することによシ容易に
得ることが出来る。これらのプロービング電圧の切換え
は切換スイッチ（３５）によシ行われる。さらに、この
発明の自動絶縁特性解析装置では、一度供試物（１０）
に出力端子（３／）からの出カケープルを接続するだけ
で、供試物（１０）の絶縁解析目的に応じて、その絶縁
特性解析に必要な任意波形の超低周波高電圧や直流電圧
、商用周波電圧等の各種プロービング電圧の発生制御、
および検出回路、演算回路の切換えが操作盤（３１Ｉ）
で行うことができる。また、絶縁試験に際しては、試験
項目を選び、例えばスタートボタン（図示せず）等を押
すだけで、内蔵されたマイクロコンピュータの制御によ
シ自動測定が行われ、表示装置（ダ６）には測定中およ
び測定後の測定結果が表示され自動記録されるように構
成されている。特に、部分放電試験においては従来繁雑
であった測定回路の校正が自動で行われるため、容易に
操作できる構成となっている。尚、上記実施例では三角
波プロービング電圧の電圧波形は両極性のものについて
述べたが、第６図の（６よ）に示すような単極性三角波
プロービング電圧であっても部分放電の基本特性の把握
に対しては同様の効果を奏する。

この単極性三角波プロービング電圧（Ａ＆）は第１の開
閉器（３り６）を解放にし、第１の直流変圧回路（３３
／　）の作動を停止することにより容易に得ることがで
きる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明にかかる自動絶縁特性解析装置は
、供試物の絶縁特性解析をするために正弦波形および三
角波形等の所望の波形の超低周波高電圧もしくは直流電
圧であるプロービング電圧を発生する高電圧関数発生装
置と、低電圧の商用周波数の交流電圧であるプロービン
グ電圧を発生する商用周波交流発生装置と、高電圧関数
発生装置および商用周波交流発生装置のいずれかのプロ
ービング電圧を選択して供試物に印加する高電圧切換ス
イッチと、供試物にプロービング電圧を印加した時の電
気的現象を検出するだめの各試験用の検出回路と、これ
らの検出回路で検出された電気的現象に基づいて絶縁特
性を演算するための各試験用の演算回路と、これらの演
算回路の演算結果を表示するための表示装置により構成
されているので、従来いくつかの試験回路と試験装置を
用いて行っていた、絶縁特性解析のために必要な絶縁抵
抗、静電容量、ｔａｎδ、部分放電開始電圧、部分放電
電荷、等の非破壊絶縁試験を７台の装置で総て測定する
ことができ、かつ、非破壊絶縁試験を７台の装置で総て
測定することができることから、非破壊絶縁試験のため
の設備費を大幅に低減できる効果を得ることができる。

さらに、三角波プロービング電圧を用いることによシ、
部分放電の発生ｓｉ、位相特性、放電周期等を詳細に解
析でき、かつ、ボイド分布やボイド形状推定を向上させ
る効果を得ることができる。

また、高電圧試験電源に低周波を用いることによシミ源
系統の小形化を図り、さらに高電圧となる各要素をＳＦ
、ガスあるいは窒素ガス等の気体絶縁物を封入した容器
内に収めることによシ装置全体を小形拳軽量化すること
ができる効果を得ることができる。ちなみに、試験電圧
が１５ｋＶの大形回転機（発電機、および大形電動機）
の絶縁試験装置は波形改善装置や絶縁解析装置を含めて
一式の重量は約ａｏｏｋｇ以上となるのに対し、この発
明の自動絶縁特性解析装置は重量が約２ｏｋｇのもの２
個であり、人力で運搬できる重さである。また、電源容
量は２０分の７以下である。従って、装置が安価であり
、運搬に便利で現地絶縁試験が容易となシ、試験時間と
試験コストを大きく低減できる効果を得ることができる
。

さらに、回路の校正や測定が自動で行われる等、取扱い
操作が簡単なので、誰にでも短時間に電気機器、電力ク
ープル等の非破壊絶縁試験を実施し、供試物の絶縁性能
評価や絶縁劣化判定を行うことができる効果を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の自動絶縁特性解析装置の一実施例の
回路構成図、第二図は絶縁特性解析を目的とした各種プ
ロービング−圧の電圧波形図、第３図は高電圧関数発生
装置の回路構成図、第グ図はプロービング電圧発生原理
の、説明図、第Ｓ図は絶縁物中のボイドにおいて部分放
電が発生したときのボイドに加わる電圧波形および部分
放電の等価回路を示す部分放電の説明図、第６図は牟極
性三角波プロービング電圧波形、第１図は従来の直流試
験法の回路構成図、第５図は従来の部分放電試験法の回
路構成図である。 図において、（１０）は供試物、（３コ）は商用周波電
源変圧器、（３３）は高電圧関数発生装置、（３ダ）は
操作盤、（Ｊｒ　）は切換スイッチ、（３６）は直流重
圧端子、（３ｇ）は商用周波電源変圧器出力端子、（３
？）は静電容量および鴇δの検出（９）路、（＋Ｏ）は
プロービング電圧出力端子、（Ｉｌ／）は部分放電の検
出回路、（ｌＩ２）は絶縁抵抗測定演算回路、（ｐＪ）
は静電容量、論δの演算回路、（ダダ）は部分放電演算
回路、（ダ５）は直流電圧充電後放電特性の演算回路、
（ｐ６）は表示装置、（、？、？／）は第１の直流変圧
回路、（，７，７つは第２の直流変圧回路、（３３９）
は第１の動作用直流電源、（３ダ０）は第一の動作用直
流電源、（３ｐ／）は第１の出力電圧設定回路、（ＪＩ
Ｉ２）は第一の出力Ｅ圧設穴回路、（３ｐ３）は連動装
置、（、ｙｔＩＩＩ）は振幅設定回路、（、ｙｔＩｔ）
は低周波関数発生回路、（３弓）は第１の開閉器、（３
ダ７）は第一の開閉器、（Ｊダブ）はフィードバック回
路である。 尚、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）供試物の絶縁特性解析をするために、所望の波形
   の超低周波高電圧もしくは直流電圧であるプロービング
   電圧を発生する高電圧関数発生装置と、低電圧の商用周
   波数の交流電圧であるプロービング電圧を発生する商用
   周波交流発生装置と、上記高電圧関数発生装置および商
   用周波交流発生装置により発生されるいずれかのプロー
   ビング電圧を選択して上記供試物に印加する高電圧切換
   スイッチと、上記供試物にプロービング電圧を印加した
   時の電気的現象を検出するための各試験用の検出回路と
   、これらの検出回路で検出された電気的現象に基づいて
   絶縁特性を演算するための各試験用の演算回路と、これ
   らの演算回路の演算結果を表示するための表示装置とを
   備えたことを特徴とする自動絶縁特性解析装置。
2. （２）高電圧関数発生装置が第１および第２の直流変圧
   回路と、この第１の直流変圧回路の入力側に順次直列に
   接続された第１の開閉器と、第１の出力電圧設定回路お
   よび第１の作動用直流電源と、上記第２の直流変圧回路
   の入力側に順次直列に接続された第２の開閉器、低周波
   関数発生回路、振幅設定回路および第２の出力電圧設定
   回路と、上記第１および第２の出力電圧設定回路を連動
   させるためにこれらの間に接続された連動装置と、上記
   低周波関数発生回路に接続された第２の作動用直流電源
   と、上記第１および第２の直流変圧回路の出力端子が差
   動接続された出力端子と、第１の直流変圧回路の出力電
   圧を抵抗を介して上記振幅設定回路に導くフィードバッ
   ク回路と、上記第１および第２の直流変圧回路の相互間
   の暗電流を防止するための手段とを備え、上記第１およ
   び第２の直流電圧回路の合成出力電圧によつて所望の波
   形の超低周波高電圧および直流電圧であるプロービング
   電圧を発生することを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載の自動絶縁特性解析装置。
3. （３）絶縁特性を解析するために供試物に印加すること
   のできるプロービング電圧が、低電圧の商用周波交流電
   圧、および低電圧から高電圧まで出力可変な直流電圧、
   並びに周波数が商用周波から超低周波までの間で選択で
   き、波形が正弦波および梯形波等の所望の高電圧関数波
   電圧であり、直流試験、部分放電試験、絶縁抵抗、ｔａ
   ｎδ、静電容量の測定ができることを特徴とする特許請
   求の範囲第（１）項もしくは第（２）項のいずれか記載
   の自動絶縁特性解析装置。
4. （４）プロービング電圧印加による電気的現象を検出す
   る際に、印加されるプロービング電圧の波形が０．１Ｈ
   ｚの三角波であり、検出回路中の検出素子に現われる総
   ての部分放電パルスの発生電圧、発生位相、放電電荷を
   計測し、部分放電の発生頻度、位相特性、放電開始電圧
   と放電電荷の等しい部分放電の放電周期を演算回路で解
   析することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項ない
   し第（３）項のいずれか記載の自動絶縁特性解析装置。
5. （５）０．１Ｈｚの三角波は単極性の三角波であること
   を特徴とする特許請求の範囲第（４）項記載の自動絶縁
   特性解析装置。
6. （６）供試物の絶縁解析目的に応じて、プロービング電
   圧の発生制御、および検出回路、演算回路の切換えを操
   作盤で行うことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   ないし第（５）項のいずれか記載の自動絶縁特性解析装
   置。
7. （７）高電圧切換スイッチを高電圧関数発生装置の高電
   圧となる部分と供に、気体絶縁物を封入した容器内に収
   め、暗電流を防止し、かつ回路を小形化したことを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）項ないし第（６）項のい
   ずれか記載の自動絶縁特性解析装置。