プラント内電動機システムの影響評価装置および方法
【課題】インバータなど特定の機器が実プラントに据え付けられた状態で発生するノイズの影響を事前に簡便に評価することのできる評価装置及び評価方法を提供する。
【解決手段】原子力発電プラント内に設置された電動機システムの動力ケーブル２２に、高周波数のコモンモード電流を注入する電流注入手段１３と、電流注入手段に予め定めたパターンに従って高周波数の電流を供給する信号波発生装置１４と、動力ケーブル２２に流れる第１のコモンモード電流を計測する第１の電流測定手段１５と、第１のコモンモード電流により、原子力発電プラント内の計装システムの信号ケーブル４に誘起された第２のコモンモード電流を計測する第２の電流測定手段１６と、これらの測定電流値に基づいてコモンモード電流の伝達率を算出する伝達率算出装置１７とを備える。
【解決手段】原子力発電プラント内に設置された電動機システムの動力ケーブル２２に、高周波数のコモンモード電流を注入する電流注入手段１３と、電流注入手段に予め定めたパターンに従って高周波数の電流を供給する信号波発生装置１４と、動力ケーブル２２に流れる第１のコモンモード電流を計測する第１の電流測定手段１５と、第１のコモンモード電流により、原子力発電プラント内の計装システムの信号ケーブル４に誘起された第２のコモンモード電流を計測する第２の電流測定手段１６と、これらの測定電流値に基づいてコモンモード電流の伝達率を算出する伝達率算出装置１７とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電プラントに用いる電動機システム及び計測制御システムに係り、特に、ノイズの影響を評価する評価装置に関する。本発明はまた、ノイズの影響を評価する評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の原子力発電プラントでは、運転効率向上のために動力機器の電源としてインバータを用いる割合が高まりつつある。また、信頼性向上のため無停電電源装置も多数導入されるようになってきている。このような電源装置は、スイッチングと平滑化により所望の振幅、周波数の電圧を生成して、負荷に供給している。特に、最近のスイッチング素子は、効率向上のために、非常に高速にスイッチングすることができ、その結果生じる電磁ノイズは振幅が大きく、周波数が高くなる傾向がある。例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）素子では、スイッチング時間が数百ナノ秒程度まで短くなっており、ＭＨｚオーダーの高周波ノイズが発生する。また、従来から電動弁などの電動機器のオンオフ制御に利用されているコンタクタも、周波数が高く、振幅の大きなノイズ電流を発生することが知られている。このような背景により、原子力発電プラント内の電磁ノイズのバックグランドレベルが高くなってきている。
【０００３】
一方、原子力発電プラント内には、種々の微弱信号を計測する手段が設けられている。例えば、中性子計装システムは、原子炉に燃料が装荷されている全期間において、原子炉内の中性子束及び出力を計測できるようにするために、中性子源領域モニタ、中間領域モニタ、出力領域モニタ用の３種類の中性子検出器を設置して、これら中性子検出器からの非常に微弱な信号を扱っている。特に、原子炉内の出力を監視する核計装システムのうち定期検査中などの停止時及び起動時に使用する中性子源領域モニタは、１μＡ以下の微弱信号を扱っているため、高周波ノイズの影響を受けやすい。なお、最近では、中性子源領域モニタ、及び中間領域モニタを一体化した起動領域中性子モニタが用いられている。このような核計装システムは、原子炉安全保護系に指示値を出力するため、万一、その中性子検出器からの信号にノイズが重畳されると、誤警報や誤スクラムを引き起こす可能性がある。
【０００４】
そこで、ノイズの発生源や侵入箇所を特定し、原子炉出力制御系に与える影響を回避できるようにするため、中性子検出器の信号ケーブルを格納する金属製電線管に複数個の電流プローブを設け、この電流プローブによって電線管に流れる電流を検出して、格納された同軸ケーブルに侵入する電気的ノイズの大きさと位置を検出する起動領域モニタシステム用ノイズ監視システムが開示されている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２５８７２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、既設の電源設備を高効率のインバータに更新する等の工事がさまざまなプラントで実施されている。その際、インバータなどの新しい設備を稼動する前に、この設備が与えるノイズ影響を確認しておくことは、例えば、核計装システムのような微弱信号システムを有する原子力発電プラントなどではとりわけ重要である。
【０００７】
このため、最も簡単な方法として、実際にインバータ等の設備を運転し、そのノイズ影響を例えば、特許文献１に示されたノイズ監視システムを使って測定する方法が考えられる。
【０００８】
しかし、このノイズ監視システムは、起動領域モニタシステムの中性子検出器の信号ケーブルを格納する金属製電線管に流れる電流を検出して、電磁ノイズによる誘導を受けた位置とその大きさを特定するものである。よって、実際のプラント内において、例えばインバータ等の特定の機器から発生する電磁ノイズが、起動領域モニタシステムの計測信号や制御信号に及ぼす影響を、このノイズ監視システムによって評価することは困難である。
【０００９】
その理由は、特定機器から発生するノイズが、対象とする計測系や制御系に及ぼす影響を評価するためには、対象とする計測系や制御系ケーブルに誘導されたノイズの観測波形から、特定機器の影響を分離する必要があるが、以下の理由によりその影響を分離することができないからである。
（１）プラント内には、種々の高周波数ノイズ源が存在し、これらが対象とする計測系や制御系にバックグランドノイズを誘導しているため、特定機器からのノイズと区別することが難しい。他のノイズ源と区別できるように、本来の運転条件よりも大きなノイズを発生するような運転をすることができれば、この特定機器の影響を分離しやすくなるが、通常はそのような運転は不可能である。
（２）対象とする計測系や制御系に現れるノイズ波形が、もともと特定機器が発生する電磁ノイズ波形と大きく異なっている。図１３に、インバータ電源の動力ケーブルに生じたノイズ電流波形Ａと、近傍に敷設された中性子計装系ケーブルに誘導されたノイズ電流波形Ｂの比較の一例を示す。このように、計測系や制御系に誘導されるノイズ電流は、通常、浮遊容量や相互インダクタンスを介して伝搬するため、ノイズ源で発生したもののうち高周波成分が伝わり易くなっている。
【００１０】
つまり、対象とする計測系や制御系に生じたノイズの波形を観測し、あるいは周波数特性を利用しても、特定機器からの電磁ノイズの寄与分を抽出することが出来ない。
【００１１】
本発明は上述の事項に基づいてなされたもので、その目的は、インバータなど特定の機器が、実プラントに据え付けられた状態で発生するノイズの影響を、事前に簡便に評価することのできる評価装置および評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、原子力発電プラント内に設置された電動機システムによる計装システムへのノイズの影響を評価する電動機システムの影響評価装置において、前記電動機システムの動力ケーブルに、外部から高周波数のコモンモード電流を注入する電流注入手段と、前記電流注入手段に予め定めたパターンに従って高周波数の電流を供給する信号波発生装置と、前記動力ケーブルに流れる第１のコモンモード電流を計測する第１の電流測定手段と、前記第１のコモンモード電流により、前記原子力発電プラント内の計装システムの信号ケーブルまたは制御ケーブルまたは接地線の少なくとも１箇所に誘起された第２のコモンモード電流を計測する第２の電流測定手段と、前記第１の電流測定手段と前記第２の電流測定手段とで測定された各電流値が入力され、これらの測定電流値に基づいてコモンモード電流の伝達率を算出する伝達率算出装置とを備えたものとする。
【００１３】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記信号波発生装置は、周期的に変化する電流を発生する信号発生手段と、前記周期的に変化する電流の電流注入手段への出力又は停止を行う開閉手段と、前記周期的に変化する電流の出力パターンを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶した出力パターンを取込む第１の手順と、前記第１の手順で取込んだ出力パターンに基づいて、前記開閉手段の開閉を制御する第２の手順とを実行する制御手段とを備え、前記周期的に変化する電流を予め定めたパターンに従って、前記電流注入手段へ出力または停止するものとする。
【００１４】
（３）上記（１）において、好ましくは、前記信号波発生装置は、周期的に変化する電流を発生する信号発生手段と、前記周期的に変化する電流の電流注入手段への出力又は停止を行う開閉手段と、前記周期的に変化する電流の振幅を複数のレベルで変化させた出力パターンを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶した出力パターンを取込む第１の手順と、前記第１の手順で取込んだ出力パターンに基づいて、前記信号発生手段の周期的に変化する電流の振幅、及び前記開閉手段の開閉を制御する第２の手順とを実行する制御手段とを備え、前記電流注入手段へ供給する電流の出力時の振幅は、予め定めたパターンに従って複数のレベルで変化するものとする。
【００１５】
（４）上記（２）又は（３）において、好ましくは、前記周期的に変化する電流として、正弦波電流を用いるものとする。
【００１６】
（５）上記（１）乃至（４）のいずれかにおいて、好ましくは、前記伝達率算出装置は、前記第１の電流測定手段と前記第２の電流測定手段とで測定された第１及び第２のコモンモード電流値が入力されるバンドパスフィルタと、前記信号波発生装置から入力された前記電流注入手段に供給する電流の周波数を取込む第１の手順と、前記第１の手順で取り込んだ周波数と同じ値に、前記各バンドパスフィルタの通過帯域を設定する第２の手順とを実行する制御装置と、前記バンドパスフィルタを通過後の電流値に基づいてコモンモード電流の伝達率を算出する演算装置とを備えるものとする。
【００１７】
（６）上記（１）乃至（５）のいずれかにおいて、好ましくは、前記伝達率算出装置は、前記入力された第１及び第２のコモンモード電流値、又は前記バンドパスフィルタ通過後の電流値が格納される記憶装置と、前記第１及び第２のコモンモード電流値の入力と同時に、前記開閉手段の開閉信号と、前記電流注入手段に供給する電流の振幅及び周波数の信号とを取込む第１の手順と、同時に入力された前記第１及び第２のコモンモード電流値と前記第１の手順で取込んだ状態信号とを関連付けてデータ化する第２の手順と、前記第２の手順で関連付けたデータを前記記憶装置に出力して格納させる第３の手順とを実行する制御装置と、前記記憶装置に格納された情報から、前記コモンモード電流が停止している期間、前記コモンモード電流が出力されている期間、及び前記コモンモード電流が出力されている期間において振幅が複数のレベルで変化する場合には各振幅に対応した期間を決定する出力期間決定手段と、前記コモンモード電流が停止している期間の前記第１及び第２のコモンモード電流値、および前記コモンモード電流が出力されている期間において振幅が複数のレベルで変化する場合の各振幅に対応した期間の前記第１及び第２のコモンモード電流値に基づいて、コモンモード電流の伝達率を算出する演算装置とを備えるものとする。
【００１８】
（７）上記（６）において、好ましくは、前記伝達率算出装置は、前記入力された第１及び第２のコモンモード電流値、又は前記バンドパスフィルタ通過後の電流値を実効値データに変換する実効値演算装置と、前記変換された第１及び第２のコモンモード電流の実効値データがさらに格納される記憶装置と、前記記憶装置に格納された情報から、前記出力期間決定手段により決定された前記コモンモード電流が停止している期間および前記コモンモード電流が出力されている期間において振幅が複数のレベルで変化する場合の各振幅に対応した期間ごとに、前記第１のコモンモード電流の実効値と前記第２のコモンモード電流の実効値とを対応する期間の実効値データを時間平均して算出する実効値算出手段と、前記コモンモード電流が出力されている期間において振幅が複数のレベルで変化する場合の各振幅に対応した期間の前記第２のコモンモード電流の実効値と、前記出力が停止している期間の前記第２のコモンモード電流の実効値との差の値を、前記コモンモード電流が出力されている期間において振幅が複数のレベルで変化する場合の各振幅に対応した期間の前記第１のコモンモード電流の実効値と、前記出力が停止している期間の前記第１のコモンモード電流の実効値との差の値で除算することで、前記コモンモード電流の伝達率を算出する演算装置とを備えるものとする。
【００１９】
（８）上記（６）又は（７）において、好ましくは、前記伝達率算出装置は、前記第１の電流測定手段と前記第２の電流測定手段とで測定された第１及び第２のコモンモード電流値が入力されるバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタを通過した第１及び第２のコモンモード電流値を実効値データに変換する実効値演算装置と、前記変換された第１及び第２のコモンモード電流の実効値データがさらに格納される記憶装置と、前記コモンモード電流が停止している期間の前記第２のコモンモード電流の周波数特性を演算する第１の手順と、前記第１の手順の演算結果から、電流振幅の小さい周波数を決定する第２の手順と、前記第２の手順で決定された周波数の値を前記信号波発生装置に送信する第３の手順を実行するバックグランド解析部とを備え、前記信号波発生装置は、前記伝達率算出装置から送信された周波数の値を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶した周波数の値を取込む第１の手順と、前記第１の手順で取込んだ周波数の値に基づいて、前記信号発生手段の周期的に変化する電流の周波数を制御する第２の手順とを実行する制御手段とを備え、前記伝達率算出装置から送信された周波数の値の電流を前記電流注入器に供給するものとする。
【００２０】
（９）上記目的を達成するために、本発明は、原子力発電プラント内に設置された電動機システムによる計装システムへのノイズの影響を評価する電動機システムの影響評価方法において、前記電動機システムの動力ケーブルに、電流注入手段によって外部から予め定めたパターンに従って高周波数のコモンモード電流を注入するステップと、前記動力ケーブルに設けた第１の電流測定手段によって、前記動力ケーブルに流れる第１のコモンモード電流を計測するステップと、前記原子力発電プラント内の計装システムの信号ケーブルまたは制御ケーブルまたは接地線の少なくとも１箇所に設けた第２の電流測定手段によって、前記第１のコモンモード電流により誘起された第２のコモンモード電流を計測するステップと、伝達率算出装置によって、前記第１のコモンモード電流値と前記第２のコモンモード電流値とに基づきコモンモード電流の伝達率を算出するステップとを備えるものとする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、既知のパターンに従って、動力ケーブルにノイズが印加されている期間と印加されていない期間のデータをそれぞれ分離して得ることができ、両者の差から印加されているノイズの影響のみを抽出することができる。このことにより、特定の機器からの電磁ノイズの寄与分を抽出することが出来る。この結果、インバータなどの設備が、例えば、核計装システムのような微弱信号システムに与える影響を事前に簡易な設備で容易に評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２３】
図１は、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態を備えたシステム構成を示す概念図である。この図１において、原子力発電プラント内には、原子炉圧力容器１と、原子炉圧力容器１内に挿入された核計装管２と、核計装管２に収納され、原子炉圧力容器１内の熱中性子によって微弱電流を発生させる中性子検出器３と、この中性子検出器３からの微弱電流信号を前置増幅器５に伝送する核計装ケーブル４と、前置増幅器５の出力信号が核計装ケーブル４により伝送される中性子監視装置６とからなる核計装システムが備えられている。このように、核計装システムは微弱信号を用いて原子炉圧力容器１内の中性子を計測している。そこで、他の動力機器等からのノイズの影響を受けにくくすることを目的として、中性子監視装置６が接地線７により接地幹線８へ一点で接地されている。
【００２４】
また、原子力発電プラント内には、電動機９と、出力フィルタ１０と、インバータ電源１１とからなる電動機システムが備えられている。この電動機システムにおいては、電動機９及びインバータ電源１１が、それぞれ接地線７，７により接地幹線８に接続されており、この電動機９とインバータ電源１１を接続する動力ケーブル２２と、接地幹線８と、接地線７，７とによって、大きなループが形成される。このループに例えば上述したインバータ電源で発生した高周波ノイズ電流がコモンモード電流（第１のコモンモード電流）として流れる。本発明における、第１のコモンモード電流とは、電動機９とインバータ電源１１を接続する動力ケーブル２２と、接地幹線８と、接地線７，７とによって形成されたループに流れるノイズ電流を意味する。
【００２５】
この第１のコモンモード電流は、ケーブル間の電磁誘導または共通の接地幹線を経由して、僅かではあるが、核計装システムに伝搬され、核計装システムにコモンモード電流（第２のコモンモード電流）を生じさせる。本発明における、第２のコモンモード電流とは、第１のコモンモード電流により生じ、計装システムの信号ケーブルまたは制御ケーブルと、接地線７と、接地幹線８との間で構成されるループに流れるノイズ電流を意味する。
【００２６】
本発明の影響評価装置１２は、電動機の動力ケーブル２２に模擬ノイズ電流である第１のコモンモード電流を注入する電流注入手段としての電流注入器１３と、電流注入器１３に高周波数のノイズ電流を印加する信号波発生装置１４と、電流注入器１３によって動力ケーブル２２に注入された第１のコモンモード電流を測定する第１の電流測定手段としての第１の電流測定器１５と、第１のコモンモード電流により、核計装ケーブル４、又は接地線７に誘導された第２のコモンモード電流を測定する第２の電流測定手段としての第２の電流測定器１６と、第１および第２のコモンモード電流の測定値に基づき、ノイズの伝達率を算出する伝達率算出装置１７とにより構成される。
【００２７】
電流注入器１３は、動力ケーブル２２に信号波発生装置１４から印加された高周波数のノイズ電流を注入するものであり、大略リング状に形成されている。具体的には、フェライト製であって、結合するとリング状になるプローブ本体と、プローブ本体に巻かれたコイル（図示せず）と、コイルと信号波発生装置１４とを接続するリードケーブルとで構成され、プローブ本体に動力ケーブル２２が挿通するように動力ケーブルに配置されている。ここで、電流注入器１３は、電磁誘導により、印加された高周波数の信号に応じた高周波数のノイズ電流を動力ケーブル２２に注入する。
【００２８】
第１及び第２の電流測定器１５、１６は、上述した動力ケーブル２２、核計装ケーブル４、又は接地線７の電流を測定するものであり、大略リング状に形成されている。具体的には、フェライト製であって、結合するとリング状になるプローブ本体と、プローブ本体に巻かれたコイル（図示せず）と、コイルと伝達率算出装置１７とを接続するリードケーブルとで構成され、プローブ本体に上述した各ケーブル４、２２がそれぞれ挿通するように各ケーブル４、２２に配置されている。
【００２９】
図２は、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態を構成する信号波発生装置１４の機能ブロック図である。図２において、図１に示す記号と同符号のものは同一部分である。信号波発生装置１４は、任意の周波数の正弦波などの周期的に変化する信号波を生成する信号発生手段としての信号発生器１８と、信号発生器１８で生成された信号波の外部への出力又は停止をその開閉で行う開閉手段としてのＳＳＲ（ソリッドステートリレー）２３と、信号波を停止または出力するパターン及び信号波の周波数と振幅を予め入力する入出力インターフェース２０と、前記入力結果を格納する記憶手段としての第１の記憶装置２１と、記憶装置２１に格納されたデータを取込むとともに、このデータに基づいてＳＳＲ２３の開閉、及び信号発生器１８で生成する信号波の振幅と周波数を制御する制御手段としての制御装置１９とにより構成されている。
【００３０】
信号波発生装置１４で生成した信号波を電流注入器１３に印加するために、ＳＳＲ２３の出力端と電流注入器１３とは、リードケーブルにより接続される（図１参照）。また、ＳＳＲ２３の開閉、及び電流注入器１３に印加しているノイズ電流の周波数と振幅の信号は、制御装置１９から、例えばシリアル通信などの伝送路を介して伝達率算出装置１７に送信される。
【００３１】
図３は、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態を構成する伝達率算出装置１７の機能ブロック図である。図３において、図１に示す記号と同符号のものは同一部分である。伝達率算出装置１７は、測定された第１及び第２のコモンモード電流が入力され、設定された周波数帯域の信号を通過させるバンドパスフィルタ２４，２４と、バンドパスフィルタを通過した電流値をディジタル値に変換するＡ/Ｄ変換回路２６，２６と、このディジタル値を実効値データに変換する実効値演算装置２７，２７と、バンドパスフィルタ２４，２４の通過帯域を入力されたノイズ電流の周波数に設定するとともに、このとき、バンドパスフィルタ２４，２４を通過していく電流値データが、ＳＳＲ２３開（電流停止）／閉（電流出力）のどちらのデータであるのか、およびノイズ電流の周波数と振幅の値を第２の記憶装置２８に送信する制御装置２５と、実効値データとともに、ＳＳＲの開閉データとノイズ電流の周波数/振幅データが格納される第２の記憶装置２８と、第２の記憶装置２８に格納された情報に基づいて第１と第２のコモンモード電流の伝達率を算出する演算装置としての演算回路２９と、算出した伝達率と各コモンモード電流の周波数/振幅値とを格納する第３の記憶装置３０と、第３の記憶装置３０に格納された周波数/振幅値および伝達率を１組にして表示する表示装置３１とにより構成されている。
【００３２】
演算回路２９は、第２の記憶装置２８に格納された情報に基づいて、第１のコモンモード電流の測定値から電流が停止している期間、電流が出力されている期間、及び電流が出力されている期間において振幅が複数のレベルで変化する場合には各振幅に対応した期間を決定する出力期間決定手段と、この出力期間決定手段によって決定された期間ごとに、第１と第２のコモンモード電流の実効値を対応する期間の実効値データを時間平均して算出する実効値算出手段とを備えている。
【００３３】
第１および第２のコモンモード電流の測定値を伝達率算出装置１７に取り込むために、第１及び第２の電流測定器１５、１６の出力端と伝達率算出装置１７とは、リードケーブルによりそれぞれ接続されている（図１参照）。また、ＳＳＲ２３の開閉、及び電流注入器１３に印加しているノイズ電流の周波数と振幅の信号は、信号波発生装置１４から、制御装置２５に入力される。
【００３４】
次に、上述した本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態の動作を図１乃至図３を用いて説明する。
【００３５】
まず、利用者が図２に示す信号波発生装置１４の入出力インターフェース２０を介して動力ケーブル２２に注入するノイズ電流の出力停止パターン、及び周波数と振幅パターンを入力する。この入力結果は、信号波発生装置１４の第１の記憶装置２１に格納される。
【００３６】
次に、信号波発生装置１４の制御装置１９からの読み取り指令により、前記動力ケーブル２２に注入するノイズ電流の出力停止パターン、及び周波数と振幅パターンが制御装置１９に取込まれる。制御装置１９は、信号発生器１８の生成すべきノイズ電流の周波数と振幅を取込んだ値に設定するとともに、取込んだノイズ電流の出力停止パターンになるようにＳＳＲ２３の開閉を制御する。信号波発生装置１４から出力されたノイズ電流は、電流注入器１３に印加される。このことにより、予め定めたパターンに従ったコモンモード電流を動力ケーブル２２に注入することができる。また、信号波発生装置１４の制御装置１９は、ＳＳＲへの開閉信号と周波数及び振幅信号とを伝達率算出装置１７へ出力する。
【００３７】
信号波発生装置１４により電流注入器１３に電流が印加されると、図１に示す電動機９の動力ケーブル２２と核計装ケーブル４に第１および第２のコモンモード電流がそれぞれ発生する。２つのコモンモード電流は、第１及び第２の電流測定器１５、１６により測定され、これらの電流測定値が伝達率算出装置出装置１７に入力される。
【００３８】
伝達率算出装置１７では、図３に示すように、これらの電流測定値をバンドパスフィルタ２４，２４にそれぞれ入力させる。同時に、信号波発生装置１４からのＳＳＲへの開閉信号と周波数及び振幅信号のデータを制御装置２５に入力させる。制御装置２５は、バンドパスフィルタ２４，２４の通過帯域を信号波発生装置１４から送信されてきた周波数に設定するとともに、このとき、バンドパスフィルタ２４，２４を通過していく電流値データが、ＳＳＲ２３の開（電流停止）／閉（電流出力）のどちらのデータであるのか、および電流注入器１３に印加している電流の周波数と振幅の値を第２の記憶装置２８に格納する。
【００３９】
バンドパスフィルタ２４，２４を通過した各電流値は、Ａ／Ｄ変換回路２６，２６によりディジタル値に変換され、実効値演算装置２７，２７にて実効値データに変換される。この実効値データは、ＳＳＲ２３の開閉データおよび周波数／振幅データとともに第２の記憶装置２８に格納される。
【００４０】
演算回路２９は、第２の記憶装置２８に格納された情報に基づいて、前記実効値算出手段等を用いて第１と第２のコモンモード電流の伝達率を算出する。具体的には、第２の記憶装置２８に格納された第２のコモンモード電流のうち、周波数と振幅が同じで、かつＳＳＲ２３が開の場合と閉の場合の２つのデータを対にして抽出し、ＳＳＲ２３閉のときの実効値データとＳＳＲ２３開のときの実効値データの差をとることにより、第１のコモンモード電流による第２のコモンモード電流への実質的な影響（これを補正後の第２のコモンモード電流実効値と呼ぶ）を算出する。同様に、第１のコモンモード電流のうち、周波数と振幅が同じで、かつＳＳＲ２３が開の場合と閉の場合の２つの実効値データの差を算出し、実質的な第１のコモンモード電流の大きさ（これを補正後の第１のコモンモード電流実効値と呼ぶ）を評価する。
【００４１】
そして、補正後の第２のコモンモード電流実効値を補正後の第１のコモンモード電流実効値で割ることにより伝達率を算出する。算出した伝達率は、周波数および振幅値とともに第３の記憶装置３０に格納される。
【００４２】
表示装置３１は、第３の記憶装置３０に格納された周波数、振幅値および伝達率を１組にして表示する。
【００４３】
なお、ここではＳＳＲ２３が閉の場合のコモンモード電流実効値からＳＳＲ開の場合のコモンモード電流実効値を減ずることでバックグランドの影響を除外しているが、バックグランドノイズが本来の影響とは独立であることを仮定して実効値の２乗差の平方根をとる方法など、評価精度を向上するために別なバックグランドの除去手法を用いてもよい。
【００４４】
本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態によれば、既知のパターンに従って、動力ケーブルにノイズが印加されている期間と印加されていない期間のデータをそれぞれ分離して得ることができ、両者の差から印加されているノイズの影響のみを抽出することができる。
【００４５】
このことにより、特定の機器からの電磁ノイズの寄与分を抽出することが出来る。この結果、インバータなどの設備が、例えば、核計装システムのような微弱信号システムに与える影響を事前に把握しておくことができる。
【００４６】
また、実際に特定の機器を運転してノイズを印加するのではなく、機器が対象とする計測系や制御系に影響を与えるコモンモードノイズの伝搬経路と同じ経路に、信号波発生装置からの模擬的なコモンモードノイズを印加することで、実際に機器を運転する場合に比べてはるかに小さな電力で同等のノイズを発生させることができる。
【００４７】
さらに、実機よりも大きなノイズを発生することも可能となり、他のノイズ源と区別できるようになることから、この特定機器のノイズの影響の抽出が容易となる。以上より、電動機システムが計測系や制御系などに及ぼすノイズの影響を簡易な設備で容易に評価することができる。
【００４８】
次に、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態に用いる電流注入器１３へ印加する電流波形の種類とその効果について、図４乃至図９に基づいて説明する。
【００４９】
図４は、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態に用いる電流注入器１３へ印加する電流波形の第１例の説明図である。図４において、信号発生器１８から出力される信号は周波数100kHzの正弦波（図４の上段の波形）であり、この一定振幅の正弦波がＳＳＲ２３の開閉操作により100マイクロ秒間出力された後、100マイクロ秒間停止するパターンを繰り返す。制御装置１９は、正弦波の周波数100kHzと、振幅1.0（相対値）と、当該時刻での開閉信号値（1.0または0.0）（図４の下段の信号）を伝達率算出装置１７へ送信する。このように、正弦波信号を送信することにより、単一の周波数に限定したコモンモード電流の伝達率を算出することができる。
【００５０】
図５は、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態に用いる電流注入器１３へ印加する電流波形の第２例の説明図である。図５は、信号波発生装置１４から印加する電流波形の別な例を示したものである。信号発生器１８から出力される信号は、周波数は第１例と同じ100kHz（図５の上段の波形）であるが、振幅は、図５の振幅信号（図５の下段の信号）に示すように、開閉信号（図５の中段の信号）が1.0となる100マイクロ秒間のうち、最初の50マイクロ秒間は振幅信号が0.5(相対値)で、その後の50マイクロ秒間は1.0(相対値)に変化する。このように、印加する電流振幅を複数変化させることにより、より小さい振幅やより大きい振幅によるノイズ影響の推定精度を向上することができる。
【００５１】
図６は、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態に用いる電流注入器１３へ印加する電流波形の第３例の説明図である。図６は、信号波発生装置１４から印加する電流波形として矩形波（図６の上段の波形）を用いた例である。第１例と同様の周期、振幅およびＳＳＲ２３開閉タイミング（図６の下段の信号）を使用しているが、信号発生器１８から発生する波形として矩形波を用いることにより、広い周波数成分がふくまれ、比較的影響の大きな周波数成分とその影響度を比較的容易に把握することができる。
【００５２】
図７は、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態に用いる電流注入器１３へ印加する電流波形の第４例の説明図である。図７は、信号波発生装置１４から印加する電流波形（図７の上段の波形）として、実際に電動機が発生するノイズ波形をサンプリングして使用する例である。信号波発生装置１４において、信号発生器１８に換えて、例えば特定の波形データの格納及び出力が可能な関数発生器を用いることにより可能となる。振幅を変化させることで、出力を増大した場合の影響を直接的に評価することが出来るという利点がある。
【００５３】
図８は、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態に用いる電流注入器１３へ印加する電流波形の第５例の説明図である。図８は、図５に示した第２例の電流波形に対して、電流の振幅レベルが変化する時刻(または出力/停止が切り替わる時刻)に0.5マイクロ秒程度の間隔の狭いパルス波（図８の上段の波形）を追加した例である。信号波発生装置１４から電動機の動力ケーブル２２、核計装ケーブル４、第２の電流測定器１６を介して伝達率算出装置１７で印加電流が受信されるまでには時間的な遅れが生じるため、このようなパルス波の受信時刻により精密に各振幅レベルに対応した期間を決定することは、伝達率の算出精度の向上に有効である。
【００５４】
図９は、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態に用いる電流注入器１３へ印加する電流波形の周波数を掃引するための指定表図である。図９で示されたデータを図２で示す信号波発生装置１４の第１の記憶装置２１に格納する。制御装置１９は、Ｎｏ．１の10kHzから順番に読み込んでいき、信号発生器１８の周波数を順次指定の値に変えていく。Ｎｏ．５００の５MHzの正弦波電流の印加が完了した後、制御装置１９は信号発生器１８への振幅信号を0.0として測定を完了する。これにより、図３で示す伝達率算出装置１７の表示装置３１に指定した周波数とその時のコモンモード電流の伝達率が周波数毎に表示される。つまり、コモンモード電流伝達率に対する周波数特性が測定できる。この結果、当該ノイズの周波数に対応した効果的な対策が容易に行える。
【００５５】
次に、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の第２の実施の形態を図１０を用いて説明する。図１０は、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の第２の実施の形態を構成する伝達率算出装置１７の機能ブロック図である。なお、以下の説明において、上述した本発明の一実施の形態と同じ構成要素には同一の符合を付し、その部分の説明を省略する。
【００５６】
図１０において、伝達率算出装置１７は、バックグランドモードを指定するバックグランドモードスイッチ３２と、バンドパスフィルタ２４，２４の通過帯域を予め定められた周波数に順次変更するとともに、バックグランドモード信号を演算回路２９に送信するバックグランド解析部３３と、各周波数に対する第２のコモンモード電流の実効値を第３の記憶装置３０に格納する演算回路２９と、周波数毎の第２のコモンモード電流、及び第２のコモンモード電流値が最少となる周波数を合わせて表示する表示装置３１と、印加したいノイズ電流の周波数値を指定する入出力インターフェース３５と、指定された周波数値を信号波発生装置１４に送信する周波数指定装置３４とを有している。
【００５７】
次に、上述した本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の第２の実施の形態の動作を図１、図２及び図１０を用いて説明する。
【００５８】
まず、利用者がバックグランドモードスイッチ３２を介してバックグランドモードを指定する。バックグランドモードが指定されると、制御装置２５に内蔵されたバックグランド解析部３３が、予め定められた下限、上限、間隔に従って、バンドパスフィルタ２４，２４の通過帯域を順次変更するとともに、このとき、バンドパスフィルタ２４，２４を通過していく電流値データの通過周波数の値を第２の記憶装置２８に格納する。同時に、バックグランド解析部３３は、演算回路２９に対してバックグランドモード信号を送信する。
【００５９】
次に、バックグランドモード信号を受信した演算回路２９は、第２の記憶装置２８に格納された情報を取り出し、各周波数に対する第２のコモンモード電流の実効値を第３の記憶装置３０に格納する。
【００６０】
表示装置３１は、第３の記憶装置３０に格納されたデータから、周波数毎の第２のコモンモード電流の他に、第２のコモンモード電流値が最小となる周波数を合わせて表示する。
【００６１】
利用者は、表示された結果から試験したい周波数を選択し、入出力インターフェース３５を介して印加したいノイズ電流の周波数値を入力する。この入力結果は、周波数指定装置３４に入力され、周波数指定装置３４は指定された周波数値を信号波発生装置１４に送信する。
【００６２】
信号波発生装置１４は、図２中の入出力インターフェース２０で周波数を受信し、この周波数を第１の記憶装置２１に格納する。制御装置１９が、第１の記憶装置２１からこの周波数値を取り込み制御することにより、指定した周波数の電流を電流注入器１３に印加する。
【００６３】
上述した、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の第２の実施の形態によれば、バックグランド解析を行うことにより、バックグランドノイズレベルが小さい周波数帯域を把握することができる。その結果、これらの周波数帯域から選択した周波数のコモンモード電流を動力ケーブルに注入することができる。つまり、他のノイズ源からのノイズ（バックグランドノイズ）と区別が容易につくノイズで、影響評価が実施できることになる。バックグランドノイズの影響が低減された周波数帯域で、コモンモード電流の伝達率を算出することができるため、伝達率算出装置１７の評価精度を向上させることができる。
【００６４】
次に、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の第３の実施の形態を図１１を用いて説明する。図１１は、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の第３の実施の形態を構成する伝達率算出装置１７の機能ブロック図である。なお、以下の説明において、上述した本発明の実施の形態と同じ構成要素には同一の符合を付し、その部分の説明を省略する。
【００６５】
図１１において、伝達率算出装置１７は、予め別途評価された第１と第２のコモンモード電流の各上限値が格納された第４の記憶装置３６と、算出した振幅設定値を第３の記憶装置３１に格納し、振幅信号発生部３７に送信する演算回路２９と、受信した振幅信号を信号波発生装置１４に送信する振幅信号発生部３７とを有している。
【００６６】
次に、上述した本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の第３の実施の形態の動作を図１、図２及び図１１を用いて説明する。
【００６７】
まず、核計装系に影響を与えないために、予め別途評価しておいた第２のコモンモード電流の上限値を第４の記憶装置３６に格納しておく。ここでいう核計装系に影響を与えない第２のコモンモード電流の上限値とは、例えば、核計装系の指示値に誤警報や誤スクラムの発生等の実質的な影響を与えない第２のコモンモード電流の最大値を意味する。
【００６８】
次に、演算回路２９は、第１のコモンモード電流と第２のコモンモード電流の実効値の比を求めるとともに、第４の記憶装置３６から第２のコモンモード電流の上限値を取込み、この第２のコモンモード電流の上限値に前記の実効値の比を乗じることで振幅設定値Ｌを算出する。振幅設定値Ｌは次式で求められる。
Ｌ＝（ＩＣ１／ＩＣ２）×ＩＣ２ｍａｘ・・・・（１）
ここで、ＩＣ１は第１のコモンモード電流値、ＩＣ２は第２のコモンモード電流値、ＩＣ２ｍａｘは第２のコモンモード電流上限値である。
【００６９】
また、演算回路２９は、算出した振幅設定値Ｌを第３の記憶装置３０に格納して表示装置３１で表示させるとともに、振幅信号発生部３７に送信する。
【００７０】
振幅信号を受信した振幅信号発生部３７は、振幅信号を信号波発生装置１４に送信する。信号波発生装置１４は、図２中の入出力インターフェース２０で振幅信号を受信し、この振幅を第１の記憶装置２１に格納する。制御装置１９が、第１の記憶装置２１からこの振幅値を取り込み制御することにより、指定した振幅の電流を電流注入器１３に印加する。
【００７１】
さらに、伝達率算出装置１７においては、電動機に応じて予め別途評価しておいた最大発生電流、すなわち、第１のコモンモード電流に対する上限値を第４の記憶装置３６に格納しておく。
【００７２】
次に、演算回路２９は、第１のコモンモード電流の実効値と、第２のコモンモード電流の実効値と、第４の記憶装置３６から取り込んだ第２のコモンモード電流の上限値と第１のコモンモード電流の上限値とを使用して、第１のコモンモード電流が上限値となった場合の第２のコモンモード電流、すなわち、最大ノイズ影響を算出する。また、第２のコモンモード電流上限値に対する第２のコモンモード電流の割合、すなわち、ノイズマージンを算出する。最大ノイズ影響ＮＥとノイズマージンＮＭは次式で求められる。
ＮＥ＝（ＩＣ２／ＩＣ１）×ＩＣ１ｍａｘ・・・・（２）
ＮＭ＝ＮＥ／ＩＣ２ｍａｘ ・・・・（３）
ここで、ＩＣ１は第１のコモンモード電流値、ＩＣ２は第２のコモンモード電流値、ＩＣ１ｍａｘは第１のコモンモード電流上限値、ＩＣ２ｍａｘは第２のコモンモード電流上限値である。
【００７３】
また、演算回路２９は、算出した最大ノイズ影響ＮＥとノイズマージンＮＭを第３の記憶装置３０に格納して表示装置３１で表示させる。
【００７４】
本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の第３の実施の形態によれば、核計装系の指示値に誤警報や誤スクラムの発生などの実質的な影響を与えない範囲で、信号波発生装置１４の出力電流値を極力大きく設定することができる。このことにより、ノイズの影響を精度よく評価することができる。
【００７５】
また、表示装置３１の表示から以下の値を精度よく把握することができる。すなわち表示装置３１に表示された振幅設定値Ｌによって、核計装系の指示値に実質的な影響を与えない範囲で印加できる信号波発生装置１４の最大電流値が把握できる。
また、表示装置３１に表示された最大ノイズ影響ＮＥによって、実際の機器の動作により想定される最大ノイズ電流が流れた場合、核計装系に発生する第２のコモンモード電流の値が把握できる。
さらに、表示装置３１に表示されたノイズマージンＮＭによって、実際の機器の動作により想定される最大ノイズ電流が流れた場合、核計装系に発生する第２のコモンモード電流が、核計装系の指示値に誤警報や誤スクラムの発生などの実質的な影響を与えるまでの余裕度が把握できる。
【００７６】
さらに、算出された振幅設定値Ｌ、最大ノイズ影響ＮＥ、及びノイズマージンＮＭが、表示装置３１に表示されることから、実際に測定した後の評価をその場で見ることができる。このことから、再度、評価のための測定等が必要となっても、容易、安全、かつ迅速に実施することができる。また、このことから、例えばノイズ対策などに要する期間も短くすることができる。
【００７７】
次に、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の第４の実施の形態を図１２を用いて説明する。図１２は、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の第４の実施の形態を備えたシステム構成を示す概念図である。なお、以下の説明において上述した本発明の実施の形態と同じ構成要素には同一の符合を付し、その部分の説明を省略する。
【００７８】
本実施の形態においては、第１及び第２の電流測定器１５、１６にそれぞれ無線送信端末３８、３８が接続されている。また、伝達率算出装置１７には、無線受信端末３９が接続されている。
【００７９】
このように構成されたノイズ影響評価装置１２では、例えば、第１のコモンモード電流を測定する位置と、第２のコモンモード電流を測定する位置が極端に離れている場合であって、プラント内でのケーブルの敷設が不可能な場合や困難な場合であっても、信号の授受が可能となることから、ノイズ影響評価装置１２を稼働させることができる。
【００８０】
なお、本発明においては、インバータ電源を備えた電動機システムにおいて説明したが、これに限らない。動力ケーブルと、接地線と接地幹線によりループが構成される電動機システムであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態を備えたシステム構成を示す概念図である。
【図２】本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態を構成する信号波発生装置１４の機能ブロック図である。
【図３】本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態を構成する伝達率算出装置１７の機能ブロック図である。
【図４】本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態に用いる電流注入器１３へ印加する電流波形の第１例の説明図である。
【図５】本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態に用いる電流注入器１３へ印加する電流波形の第２例の説明図である。
【図６】本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態に用いる電流注入器１３へ印加する電流波形の第３例の説明図である。
【図７】本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態に用いる電流注入器１３へ印加する電流波形の第４例の説明図である。
【図８】本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態に用いる電流注入器１３へ印加する電流波形の第５例の説明図である。
【図９】本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態に用いる電流注入器１３へ印加する電流波形の周波数を掃引するための指定表図である。
【図１０】本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の第２の実施の形態を構成する伝達率算出装置１７の機能ブロック図である。
【図１１】本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の第３の実施の形態を構成する伝達率算出装置１７の機能ブロック図である。
【図１２】本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の第４の実施の形態を備えたシステム構成を示す概念図である。
【図１３】インバータ電源の動力ケーブルに生じたノイズ電流波形と、中性子計装系ケーブルに誘導されたノイズ電流波形との比較の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ 原子炉圧力容器
２ 核計装管
３ 中性子検出器
４ 核計装ケーブル
５ 前置増幅器
６ 中性子監視装置
７ 接地線
８ 接地幹線
９ 電動機
１０ 出力フィルタ
１１ インバータ電源
１２ 影響評価装置
１３ 電流注入器
１４ 信号波発生装置
１５ 第１の電流測定器
１６ 第２の電流測定器
１７ 伝達率算出装置
２２ 動力ケーブル
２３ ＳＳＲ（ソリッドステートリレー）
２４ バンドパスフィルタ
２７ 実効値演算装置
３３ バックグランド解析部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電プラントに用いる電動機システム及び計測制御システムに係り、特に、ノイズの影響を評価する評価装置に関する。本発明はまた、ノイズの影響を評価する評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の原子力発電プラントでは、運転効率向上のために動力機器の電源としてインバータを用いる割合が高まりつつある。また、信頼性向上のため無停電電源装置も多数導入されるようになってきている。このような電源装置は、スイッチングと平滑化により所望の振幅、周波数の電圧を生成して、負荷に供給している。特に、最近のスイッチング素子は、効率向上のために、非常に高速にスイッチングすることができ、その結果生じる電磁ノイズは振幅が大きく、周波数が高くなる傾向がある。例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）素子では、スイッチング時間が数百ナノ秒程度まで短くなっており、ＭＨｚオーダーの高周波ノイズが発生する。また、従来から電動弁などの電動機器のオンオフ制御に利用されているコンタクタも、周波数が高く、振幅の大きなノイズ電流を発生することが知られている。このような背景により、原子力発電プラント内の電磁ノイズのバックグランドレベルが高くなってきている。
【０００３】
一方、原子力発電プラント内には、種々の微弱信号を計測する手段が設けられている。例えば、中性子計装システムは、原子炉に燃料が装荷されている全期間において、原子炉内の中性子束及び出力を計測できるようにするために、中性子源領域モニタ、中間領域モニタ、出力領域モニタ用の３種類の中性子検出器を設置して、これら中性子検出器からの非常に微弱な信号を扱っている。特に、原子炉内の出力を監視する核計装システムのうち定期検査中などの停止時及び起動時に使用する中性子源領域モニタは、１μＡ以下の微弱信号を扱っているため、高周波ノイズの影響を受けやすい。なお、最近では、中性子源領域モニタ、及び中間領域モニタを一体化した起動領域中性子モニタが用いられている。このような核計装システムは、原子炉安全保護系に指示値を出力するため、万一、その中性子検出器からの信号にノイズが重畳されると、誤警報や誤スクラムを引き起こす可能性がある。
【０００４】
そこで、ノイズの発生源や侵入箇所を特定し、原子炉出力制御系に与える影響を回避できるようにするため、中性子検出器の信号ケーブルを格納する金属製電線管に複数個の電流プローブを設け、この電流プローブによって電線管に流れる電流を検出して、格納された同軸ケーブルに侵入する電気的ノイズの大きさと位置を検出する起動領域モニタシステム用ノイズ監視システムが開示されている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２５８７２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、既設の電源設備を高効率のインバータに更新する等の工事がさまざまなプラントで実施されている。その際、インバータなどの新しい設備を稼動する前に、この設備が与えるノイズ影響を確認しておくことは、例えば、核計装システムのような微弱信号システムを有する原子力発電プラントなどではとりわけ重要である。
【０００７】
このため、最も簡単な方法として、実際にインバータ等の設備を運転し、そのノイズ影響を例えば、特許文献１に示されたノイズ監視システムを使って測定する方法が考えられる。
【０００８】
しかし、このノイズ監視システムは、起動領域モニタシステムの中性子検出器の信号ケーブルを格納する金属製電線管に流れる電流を検出して、電磁ノイズによる誘導を受けた位置とその大きさを特定するものである。よって、実際のプラント内において、例えばインバータ等の特定の機器から発生する電磁ノイズが、起動領域モニタシステムの計測信号や制御信号に及ぼす影響を、このノイズ監視システムによって評価することは困難である。
【０００９】
その理由は、特定機器から発生するノイズが、対象とする計測系や制御系に及ぼす影響を評価するためには、対象とする計測系や制御系ケーブルに誘導されたノイズの観測波形から、特定機器の影響を分離する必要があるが、以下の理由によりその影響を分離することができないからである。
（１）プラント内には、種々の高周波数ノイズ源が存在し、これらが対象とする計測系や制御系にバックグランドノイズを誘導しているため、特定機器からのノイズと区別することが難しい。他のノイズ源と区別できるように、本来の運転条件よりも大きなノイズを発生するような運転をすることができれば、この特定機器の影響を分離しやすくなるが、通常はそのような運転は不可能である。
（２）対象とする計測系や制御系に現れるノイズ波形が、もともと特定機器が発生する電磁ノイズ波形と大きく異なっている。図１３に、インバータ電源の動力ケーブルに生じたノイズ電流波形Ａと、近傍に敷設された中性子計装系ケーブルに誘導されたノイズ電流波形Ｂの比較の一例を示す。このように、計測系や制御系に誘導されるノイズ電流は、通常、浮遊容量や相互インダクタンスを介して伝搬するため、ノイズ源で発生したもののうち高周波成分が伝わり易くなっている。
【００１０】
つまり、対象とする計測系や制御系に生じたノイズの波形を観測し、あるいは周波数特性を利用しても、特定機器からの電磁ノイズの寄与分を抽出することが出来ない。
【００１１】
本発明は上述の事項に基づいてなされたもので、その目的は、インバータなど特定の機器が、実プラントに据え付けられた状態で発生するノイズの影響を、事前に簡便に評価することのできる評価装置および評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、原子力発電プラント内に設置された電動機システムによる計装システムへのノイズの影響を評価する電動機システムの影響評価装置において、前記電動機システムの動力ケーブルに、外部から高周波数のコモンモード電流を注入する電流注入手段と、前記電流注入手段に予め定めたパターンに従って高周波数の電流を供給する信号波発生装置と、前記動力ケーブルに流れる第１のコモンモード電流を計測する第１の電流測定手段と、前記第１のコモンモード電流により、前記原子力発電プラント内の計装システムの信号ケーブルまたは制御ケーブルまたは接地線の少なくとも１箇所に誘起された第２のコモンモード電流を計測する第２の電流測定手段と、前記第１の電流測定手段と前記第２の電流測定手段とで測定された各電流値が入力され、これらの測定電流値に基づいてコモンモード電流の伝達率を算出する伝達率算出装置とを備えたものとする。
【００１３】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記信号波発生装置は、周期的に変化する電流を発生する信号発生手段と、前記周期的に変化する電流の電流注入手段への出力又は停止を行う開閉手段と、前記周期的に変化する電流の出力パターンを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶した出力パターンを取込む第１の手順と、前記第１の手順で取込んだ出力パターンに基づいて、前記開閉手段の開閉を制御する第２の手順とを実行する制御手段とを備え、前記周期的に変化する電流を予め定めたパターンに従って、前記電流注入手段へ出力または停止するものとする。
【００１４】
（３）上記（１）において、好ましくは、前記信号波発生装置は、周期的に変化する電流を発生する信号発生手段と、前記周期的に変化する電流の電流注入手段への出力又は停止を行う開閉手段と、前記周期的に変化する電流の振幅を複数のレベルで変化させた出力パターンを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶した出力パターンを取込む第１の手順と、前記第１の手順で取込んだ出力パターンに基づいて、前記信号発生手段の周期的に変化する電流の振幅、及び前記開閉手段の開閉を制御する第２の手順とを実行する制御手段とを備え、前記電流注入手段へ供給する電流の出力時の振幅は、予め定めたパターンに従って複数のレベルで変化するものとする。
【００１５】
（４）上記（２）又は（３）において、好ましくは、前記周期的に変化する電流として、正弦波電流を用いるものとする。
【００１６】
（５）上記（１）乃至（４）のいずれかにおいて、好ましくは、前記伝達率算出装置は、前記第１の電流測定手段と前記第２の電流測定手段とで測定された第１及び第２のコモンモード電流値が入力されるバンドパスフィルタと、前記信号波発生装置から入力された前記電流注入手段に供給する電流の周波数を取込む第１の手順と、前記第１の手順で取り込んだ周波数と同じ値に、前記各バンドパスフィルタの通過帯域を設定する第２の手順とを実行する制御装置と、前記バンドパスフィルタを通過後の電流値に基づいてコモンモード電流の伝達率を算出する演算装置とを備えるものとする。
【００１７】
（６）上記（１）乃至（５）のいずれかにおいて、好ましくは、前記伝達率算出装置は、前記入力された第１及び第２のコモンモード電流値、又は前記バンドパスフィルタ通過後の電流値が格納される記憶装置と、前記第１及び第２のコモンモード電流値の入力と同時に、前記開閉手段の開閉信号と、前記電流注入手段に供給する電流の振幅及び周波数の信号とを取込む第１の手順と、同時に入力された前記第１及び第２のコモンモード電流値と前記第１の手順で取込んだ状態信号とを関連付けてデータ化する第２の手順と、前記第２の手順で関連付けたデータを前記記憶装置に出力して格納させる第３の手順とを実行する制御装置と、前記記憶装置に格納された情報から、前記コモンモード電流が停止している期間、前記コモンモード電流が出力されている期間、及び前記コモンモード電流が出力されている期間において振幅が複数のレベルで変化する場合には各振幅に対応した期間を決定する出力期間決定手段と、前記コモンモード電流が停止している期間の前記第１及び第２のコモンモード電流値、および前記コモンモード電流が出力されている期間において振幅が複数のレベルで変化する場合の各振幅に対応した期間の前記第１及び第２のコモンモード電流値に基づいて、コモンモード電流の伝達率を算出する演算装置とを備えるものとする。
【００１８】
（７）上記（６）において、好ましくは、前記伝達率算出装置は、前記入力された第１及び第２のコモンモード電流値、又は前記バンドパスフィルタ通過後の電流値を実効値データに変換する実効値演算装置と、前記変換された第１及び第２のコモンモード電流の実効値データがさらに格納される記憶装置と、前記記憶装置に格納された情報から、前記出力期間決定手段により決定された前記コモンモード電流が停止している期間および前記コモンモード電流が出力されている期間において振幅が複数のレベルで変化する場合の各振幅に対応した期間ごとに、前記第１のコモンモード電流の実効値と前記第２のコモンモード電流の実効値とを対応する期間の実効値データを時間平均して算出する実効値算出手段と、前記コモンモード電流が出力されている期間において振幅が複数のレベルで変化する場合の各振幅に対応した期間の前記第２のコモンモード電流の実効値と、前記出力が停止している期間の前記第２のコモンモード電流の実効値との差の値を、前記コモンモード電流が出力されている期間において振幅が複数のレベルで変化する場合の各振幅に対応した期間の前記第１のコモンモード電流の実効値と、前記出力が停止している期間の前記第１のコモンモード電流の実効値との差の値で除算することで、前記コモンモード電流の伝達率を算出する演算装置とを備えるものとする。
【００１９】
（８）上記（６）又は（７）において、好ましくは、前記伝達率算出装置は、前記第１の電流測定手段と前記第２の電流測定手段とで測定された第１及び第２のコモンモード電流値が入力されるバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタを通過した第１及び第２のコモンモード電流値を実効値データに変換する実効値演算装置と、前記変換された第１及び第２のコモンモード電流の実効値データがさらに格納される記憶装置と、前記コモンモード電流が停止している期間の前記第２のコモンモード電流の周波数特性を演算する第１の手順と、前記第１の手順の演算結果から、電流振幅の小さい周波数を決定する第２の手順と、前記第２の手順で決定された周波数の値を前記信号波発生装置に送信する第３の手順を実行するバックグランド解析部とを備え、前記信号波発生装置は、前記伝達率算出装置から送信された周波数の値を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶した周波数の値を取込む第１の手順と、前記第１の手順で取込んだ周波数の値に基づいて、前記信号発生手段の周期的に変化する電流の周波数を制御する第２の手順とを実行する制御手段とを備え、前記伝達率算出装置から送信された周波数の値の電流を前記電流注入器に供給するものとする。
【００２０】
（９）上記目的を達成するために、本発明は、原子力発電プラント内に設置された電動機システムによる計装システムへのノイズの影響を評価する電動機システムの影響評価方法において、前記電動機システムの動力ケーブルに、電流注入手段によって外部から予め定めたパターンに従って高周波数のコモンモード電流を注入するステップと、前記動力ケーブルに設けた第１の電流測定手段によって、前記動力ケーブルに流れる第１のコモンモード電流を計測するステップと、前記原子力発電プラント内の計装システムの信号ケーブルまたは制御ケーブルまたは接地線の少なくとも１箇所に設けた第２の電流測定手段によって、前記第１のコモンモード電流により誘起された第２のコモンモード電流を計測するステップと、伝達率算出装置によって、前記第１のコモンモード電流値と前記第２のコモンモード電流値とに基づきコモンモード電流の伝達率を算出するステップとを備えるものとする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、既知のパターンに従って、動力ケーブルにノイズが印加されている期間と印加されていない期間のデータをそれぞれ分離して得ることができ、両者の差から印加されているノイズの影響のみを抽出することができる。このことにより、特定の機器からの電磁ノイズの寄与分を抽出することが出来る。この結果、インバータなどの設備が、例えば、核計装システムのような微弱信号システムに与える影響を事前に簡易な設備で容易に評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２３】
図１は、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態を備えたシステム構成を示す概念図である。この図１において、原子力発電プラント内には、原子炉圧力容器１と、原子炉圧力容器１内に挿入された核計装管２と、核計装管２に収納され、原子炉圧力容器１内の熱中性子によって微弱電流を発生させる中性子検出器３と、この中性子検出器３からの微弱電流信号を前置増幅器５に伝送する核計装ケーブル４と、前置増幅器５の出力信号が核計装ケーブル４により伝送される中性子監視装置６とからなる核計装システムが備えられている。このように、核計装システムは微弱信号を用いて原子炉圧力容器１内の中性子を計測している。そこで、他の動力機器等からのノイズの影響を受けにくくすることを目的として、中性子監視装置６が接地線７により接地幹線８へ一点で接地されている。
【００２４】
また、原子力発電プラント内には、電動機９と、出力フィルタ１０と、インバータ電源１１とからなる電動機システムが備えられている。この電動機システムにおいては、電動機９及びインバータ電源１１が、それぞれ接地線７，７により接地幹線８に接続されており、この電動機９とインバータ電源１１を接続する動力ケーブル２２と、接地幹線８と、接地線７，７とによって、大きなループが形成される。このループに例えば上述したインバータ電源で発生した高周波ノイズ電流がコモンモード電流（第１のコモンモード電流）として流れる。本発明における、第１のコモンモード電流とは、電動機９とインバータ電源１１を接続する動力ケーブル２２と、接地幹線８と、接地線７，７とによって形成されたループに流れるノイズ電流を意味する。
【００２５】
この第１のコモンモード電流は、ケーブル間の電磁誘導または共通の接地幹線を経由して、僅かではあるが、核計装システムに伝搬され、核計装システムにコモンモード電流（第２のコモンモード電流）を生じさせる。本発明における、第２のコモンモード電流とは、第１のコモンモード電流により生じ、計装システムの信号ケーブルまたは制御ケーブルと、接地線７と、接地幹線８との間で構成されるループに流れるノイズ電流を意味する。
【００２６】
本発明の影響評価装置１２は、電動機の動力ケーブル２２に模擬ノイズ電流である第１のコモンモード電流を注入する電流注入手段としての電流注入器１３と、電流注入器１３に高周波数のノイズ電流を印加する信号波発生装置１４と、電流注入器１３によって動力ケーブル２２に注入された第１のコモンモード電流を測定する第１の電流測定手段としての第１の電流測定器１５と、第１のコモンモード電流により、核計装ケーブル４、又は接地線７に誘導された第２のコモンモード電流を測定する第２の電流測定手段としての第２の電流測定器１６と、第１および第２のコモンモード電流の測定値に基づき、ノイズの伝達率を算出する伝達率算出装置１７とにより構成される。
【００２７】
電流注入器１３は、動力ケーブル２２に信号波発生装置１４から印加された高周波数のノイズ電流を注入するものであり、大略リング状に形成されている。具体的には、フェライト製であって、結合するとリング状になるプローブ本体と、プローブ本体に巻かれたコイル（図示せず）と、コイルと信号波発生装置１４とを接続するリードケーブルとで構成され、プローブ本体に動力ケーブル２２が挿通するように動力ケーブルに配置されている。ここで、電流注入器１３は、電磁誘導により、印加された高周波数の信号に応じた高周波数のノイズ電流を動力ケーブル２２に注入する。
【００２８】
第１及び第２の電流測定器１５、１６は、上述した動力ケーブル２２、核計装ケーブル４、又は接地線７の電流を測定するものであり、大略リング状に形成されている。具体的には、フェライト製であって、結合するとリング状になるプローブ本体と、プローブ本体に巻かれたコイル（図示せず）と、コイルと伝達率算出装置１７とを接続するリードケーブルとで構成され、プローブ本体に上述した各ケーブル４、２２がそれぞれ挿通するように各ケーブル４、２２に配置されている。
【００２９】
図２は、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態を構成する信号波発生装置１４の機能ブロック図である。図２において、図１に示す記号と同符号のものは同一部分である。信号波発生装置１４は、任意の周波数の正弦波などの周期的に変化する信号波を生成する信号発生手段としての信号発生器１８と、信号発生器１８で生成された信号波の外部への出力又は停止をその開閉で行う開閉手段としてのＳＳＲ（ソリッドステートリレー）２３と、信号波を停止または出力するパターン及び信号波の周波数と振幅を予め入力する入出力インターフェース２０と、前記入力結果を格納する記憶手段としての第１の記憶装置２１と、記憶装置２１に格納されたデータを取込むとともに、このデータに基づいてＳＳＲ２３の開閉、及び信号発生器１８で生成する信号波の振幅と周波数を制御する制御手段としての制御装置１９とにより構成されている。
【００３０】
信号波発生装置１４で生成した信号波を電流注入器１３に印加するために、ＳＳＲ２３の出力端と電流注入器１３とは、リードケーブルにより接続される（図１参照）。また、ＳＳＲ２３の開閉、及び電流注入器１３に印加しているノイズ電流の周波数と振幅の信号は、制御装置１９から、例えばシリアル通信などの伝送路を介して伝達率算出装置１７に送信される。
【００３１】
図３は、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態を構成する伝達率算出装置１７の機能ブロック図である。図３において、図１に示す記号と同符号のものは同一部分である。伝達率算出装置１７は、測定された第１及び第２のコモンモード電流が入力され、設定された周波数帯域の信号を通過させるバンドパスフィルタ２４，２４と、バンドパスフィルタを通過した電流値をディジタル値に変換するＡ/Ｄ変換回路２６，２６と、このディジタル値を実効値データに変換する実効値演算装置２７，２７と、バンドパスフィルタ２４，２４の通過帯域を入力されたノイズ電流の周波数に設定するとともに、このとき、バンドパスフィルタ２４，２４を通過していく電流値データが、ＳＳＲ２３開（電流停止）／閉（電流出力）のどちらのデータであるのか、およびノイズ電流の周波数と振幅の値を第２の記憶装置２８に送信する制御装置２５と、実効値データとともに、ＳＳＲの開閉データとノイズ電流の周波数/振幅データが格納される第２の記憶装置２８と、第２の記憶装置２８に格納された情報に基づいて第１と第２のコモンモード電流の伝達率を算出する演算装置としての演算回路２９と、算出した伝達率と各コモンモード電流の周波数/振幅値とを格納する第３の記憶装置３０と、第３の記憶装置３０に格納された周波数/振幅値および伝達率を１組にして表示する表示装置３１とにより構成されている。
【００３２】
演算回路２９は、第２の記憶装置２８に格納された情報に基づいて、第１のコモンモード電流の測定値から電流が停止している期間、電流が出力されている期間、及び電流が出力されている期間において振幅が複数のレベルで変化する場合には各振幅に対応した期間を決定する出力期間決定手段と、この出力期間決定手段によって決定された期間ごとに、第１と第２のコモンモード電流の実効値を対応する期間の実効値データを時間平均して算出する実効値算出手段とを備えている。
【００３３】
第１および第２のコモンモード電流の測定値を伝達率算出装置１７に取り込むために、第１及び第２の電流測定器１５、１６の出力端と伝達率算出装置１７とは、リードケーブルによりそれぞれ接続されている（図１参照）。また、ＳＳＲ２３の開閉、及び電流注入器１３に印加しているノイズ電流の周波数と振幅の信号は、信号波発生装置１４から、制御装置２５に入力される。
【００３４】
次に、上述した本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態の動作を図１乃至図３を用いて説明する。
【００３５】
まず、利用者が図２に示す信号波発生装置１４の入出力インターフェース２０を介して動力ケーブル２２に注入するノイズ電流の出力停止パターン、及び周波数と振幅パターンを入力する。この入力結果は、信号波発生装置１４の第１の記憶装置２１に格納される。
【００３６】
次に、信号波発生装置１４の制御装置１９からの読み取り指令により、前記動力ケーブル２２に注入するノイズ電流の出力停止パターン、及び周波数と振幅パターンが制御装置１９に取込まれる。制御装置１９は、信号発生器１８の生成すべきノイズ電流の周波数と振幅を取込んだ値に設定するとともに、取込んだノイズ電流の出力停止パターンになるようにＳＳＲ２３の開閉を制御する。信号波発生装置１４から出力されたノイズ電流は、電流注入器１３に印加される。このことにより、予め定めたパターンに従ったコモンモード電流を動力ケーブル２２に注入することができる。また、信号波発生装置１４の制御装置１９は、ＳＳＲへの開閉信号と周波数及び振幅信号とを伝達率算出装置１７へ出力する。
【００３７】
信号波発生装置１４により電流注入器１３に電流が印加されると、図１に示す電動機９の動力ケーブル２２と核計装ケーブル４に第１および第２のコモンモード電流がそれぞれ発生する。２つのコモンモード電流は、第１及び第２の電流測定器１５、１６により測定され、これらの電流測定値が伝達率算出装置出装置１７に入力される。
【００３８】
伝達率算出装置１７では、図３に示すように、これらの電流測定値をバンドパスフィルタ２４，２４にそれぞれ入力させる。同時に、信号波発生装置１４からのＳＳＲへの開閉信号と周波数及び振幅信号のデータを制御装置２５に入力させる。制御装置２５は、バンドパスフィルタ２４，２４の通過帯域を信号波発生装置１４から送信されてきた周波数に設定するとともに、このとき、バンドパスフィルタ２４，２４を通過していく電流値データが、ＳＳＲ２３の開（電流停止）／閉（電流出力）のどちらのデータであるのか、および電流注入器１３に印加している電流の周波数と振幅の値を第２の記憶装置２８に格納する。
【００３９】
バンドパスフィルタ２４，２４を通過した各電流値は、Ａ／Ｄ変換回路２６，２６によりディジタル値に変換され、実効値演算装置２７，２７にて実効値データに変換される。この実効値データは、ＳＳＲ２３の開閉データおよび周波数／振幅データとともに第２の記憶装置２８に格納される。
【００４０】
演算回路２９は、第２の記憶装置２８に格納された情報に基づいて、前記実効値算出手段等を用いて第１と第２のコモンモード電流の伝達率を算出する。具体的には、第２の記憶装置２８に格納された第２のコモンモード電流のうち、周波数と振幅が同じで、かつＳＳＲ２３が開の場合と閉の場合の２つのデータを対にして抽出し、ＳＳＲ２３閉のときの実効値データとＳＳＲ２３開のときの実効値データの差をとることにより、第１のコモンモード電流による第２のコモンモード電流への実質的な影響（これを補正後の第２のコモンモード電流実効値と呼ぶ）を算出する。同様に、第１のコモンモード電流のうち、周波数と振幅が同じで、かつＳＳＲ２３が開の場合と閉の場合の２つの実効値データの差を算出し、実質的な第１のコモンモード電流の大きさ（これを補正後の第１のコモンモード電流実効値と呼ぶ）を評価する。
【００４１】
そして、補正後の第２のコモンモード電流実効値を補正後の第１のコモンモード電流実効値で割ることにより伝達率を算出する。算出した伝達率は、周波数および振幅値とともに第３の記憶装置３０に格納される。
【００４２】
表示装置３１は、第３の記憶装置３０に格納された周波数、振幅値および伝達率を１組にして表示する。
【００４３】
なお、ここではＳＳＲ２３が閉の場合のコモンモード電流実効値からＳＳＲ開の場合のコモンモード電流実効値を減ずることでバックグランドの影響を除外しているが、バックグランドノイズが本来の影響とは独立であることを仮定して実効値の２乗差の平方根をとる方法など、評価精度を向上するために別なバックグランドの除去手法を用いてもよい。
【００４４】
本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態によれば、既知のパターンに従って、動力ケーブルにノイズが印加されている期間と印加されていない期間のデータをそれぞれ分離して得ることができ、両者の差から印加されているノイズの影響のみを抽出することができる。
【００４５】
このことにより、特定の機器からの電磁ノイズの寄与分を抽出することが出来る。この結果、インバータなどの設備が、例えば、核計装システムのような微弱信号システムに与える影響を事前に把握しておくことができる。
【００４６】
また、実際に特定の機器を運転してノイズを印加するのではなく、機器が対象とする計測系や制御系に影響を与えるコモンモードノイズの伝搬経路と同じ経路に、信号波発生装置からの模擬的なコモンモードノイズを印加することで、実際に機器を運転する場合に比べてはるかに小さな電力で同等のノイズを発生させることができる。
【００４７】
さらに、実機よりも大きなノイズを発生することも可能となり、他のノイズ源と区別できるようになることから、この特定機器のノイズの影響の抽出が容易となる。以上より、電動機システムが計測系や制御系などに及ぼすノイズの影響を簡易な設備で容易に評価することができる。
【００４８】
次に、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態に用いる電流注入器１３へ印加する電流波形の種類とその効果について、図４乃至図９に基づいて説明する。
【００４９】
図４は、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態に用いる電流注入器１３へ印加する電流波形の第１例の説明図である。図４において、信号発生器１８から出力される信号は周波数100kHzの正弦波（図４の上段の波形）であり、この一定振幅の正弦波がＳＳＲ２３の開閉操作により100マイクロ秒間出力された後、100マイクロ秒間停止するパターンを繰り返す。制御装置１９は、正弦波の周波数100kHzと、振幅1.0（相対値）と、当該時刻での開閉信号値（1.0または0.0）（図４の下段の信号）を伝達率算出装置１７へ送信する。このように、正弦波信号を送信することにより、単一の周波数に限定したコモンモード電流の伝達率を算出することができる。
【００５０】
図５は、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態に用いる電流注入器１３へ印加する電流波形の第２例の説明図である。図５は、信号波発生装置１４から印加する電流波形の別な例を示したものである。信号発生器１８から出力される信号は、周波数は第１例と同じ100kHz（図５の上段の波形）であるが、振幅は、図５の振幅信号（図５の下段の信号）に示すように、開閉信号（図５の中段の信号）が1.0となる100マイクロ秒間のうち、最初の50マイクロ秒間は振幅信号が0.5(相対値)で、その後の50マイクロ秒間は1.0(相対値)に変化する。このように、印加する電流振幅を複数変化させることにより、より小さい振幅やより大きい振幅によるノイズ影響の推定精度を向上することができる。
【００５１】
図６は、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態に用いる電流注入器１３へ印加する電流波形の第３例の説明図である。図６は、信号波発生装置１４から印加する電流波形として矩形波（図６の上段の波形）を用いた例である。第１例と同様の周期、振幅およびＳＳＲ２３開閉タイミング（図６の下段の信号）を使用しているが、信号発生器１８から発生する波形として矩形波を用いることにより、広い周波数成分がふくまれ、比較的影響の大きな周波数成分とその影響度を比較的容易に把握することができる。
【００５２】
図７は、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態に用いる電流注入器１３へ印加する電流波形の第４例の説明図である。図７は、信号波発生装置１４から印加する電流波形（図７の上段の波形）として、実際に電動機が発生するノイズ波形をサンプリングして使用する例である。信号波発生装置１４において、信号発生器１８に換えて、例えば特定の波形データの格納及び出力が可能な関数発生器を用いることにより可能となる。振幅を変化させることで、出力を増大した場合の影響を直接的に評価することが出来るという利点がある。
【００５３】
図８は、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態に用いる電流注入器１３へ印加する電流波形の第５例の説明図である。図８は、図５に示した第２例の電流波形に対して、電流の振幅レベルが変化する時刻(または出力/停止が切り替わる時刻)に0.5マイクロ秒程度の間隔の狭いパルス波（図８の上段の波形）を追加した例である。信号波発生装置１４から電動機の動力ケーブル２２、核計装ケーブル４、第２の電流測定器１６を介して伝達率算出装置１７で印加電流が受信されるまでには時間的な遅れが生じるため、このようなパルス波の受信時刻により精密に各振幅レベルに対応した期間を決定することは、伝達率の算出精度の向上に有効である。
【００５４】
図９は、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態に用いる電流注入器１３へ印加する電流波形の周波数を掃引するための指定表図である。図９で示されたデータを図２で示す信号波発生装置１４の第１の記憶装置２１に格納する。制御装置１９は、Ｎｏ．１の10kHzから順番に読み込んでいき、信号発生器１８の周波数を順次指定の値に変えていく。Ｎｏ．５００の５MHzの正弦波電流の印加が完了した後、制御装置１９は信号発生器１８への振幅信号を0.0として測定を完了する。これにより、図３で示す伝達率算出装置１７の表示装置３１に指定した周波数とその時のコモンモード電流の伝達率が周波数毎に表示される。つまり、コモンモード電流伝達率に対する周波数特性が測定できる。この結果、当該ノイズの周波数に対応した効果的な対策が容易に行える。
【００５５】
次に、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の第２の実施の形態を図１０を用いて説明する。図１０は、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の第２の実施の形態を構成する伝達率算出装置１７の機能ブロック図である。なお、以下の説明において、上述した本発明の一実施の形態と同じ構成要素には同一の符合を付し、その部分の説明を省略する。
【００５６】
図１０において、伝達率算出装置１７は、バックグランドモードを指定するバックグランドモードスイッチ３２と、バンドパスフィルタ２４，２４の通過帯域を予め定められた周波数に順次変更するとともに、バックグランドモード信号を演算回路２９に送信するバックグランド解析部３３と、各周波数に対する第２のコモンモード電流の実効値を第３の記憶装置３０に格納する演算回路２９と、周波数毎の第２のコモンモード電流、及び第２のコモンモード電流値が最少となる周波数を合わせて表示する表示装置３１と、印加したいノイズ電流の周波数値を指定する入出力インターフェース３５と、指定された周波数値を信号波発生装置１４に送信する周波数指定装置３４とを有している。
【００５７】
次に、上述した本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の第２の実施の形態の動作を図１、図２及び図１０を用いて説明する。
【００５８】
まず、利用者がバックグランドモードスイッチ３２を介してバックグランドモードを指定する。バックグランドモードが指定されると、制御装置２５に内蔵されたバックグランド解析部３３が、予め定められた下限、上限、間隔に従って、バンドパスフィルタ２４，２４の通過帯域を順次変更するとともに、このとき、バンドパスフィルタ２４，２４を通過していく電流値データの通過周波数の値を第２の記憶装置２８に格納する。同時に、バックグランド解析部３３は、演算回路２９に対してバックグランドモード信号を送信する。
【００５９】
次に、バックグランドモード信号を受信した演算回路２９は、第２の記憶装置２８に格納された情報を取り出し、各周波数に対する第２のコモンモード電流の実効値を第３の記憶装置３０に格納する。
【００６０】
表示装置３１は、第３の記憶装置３０に格納されたデータから、周波数毎の第２のコモンモード電流の他に、第２のコモンモード電流値が最小となる周波数を合わせて表示する。
【００６１】
利用者は、表示された結果から試験したい周波数を選択し、入出力インターフェース３５を介して印加したいノイズ電流の周波数値を入力する。この入力結果は、周波数指定装置３４に入力され、周波数指定装置３４は指定された周波数値を信号波発生装置１４に送信する。
【００６２】
信号波発生装置１４は、図２中の入出力インターフェース２０で周波数を受信し、この周波数を第１の記憶装置２１に格納する。制御装置１９が、第１の記憶装置２１からこの周波数値を取り込み制御することにより、指定した周波数の電流を電流注入器１３に印加する。
【００６３】
上述した、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の第２の実施の形態によれば、バックグランド解析を行うことにより、バックグランドノイズレベルが小さい周波数帯域を把握することができる。その結果、これらの周波数帯域から選択した周波数のコモンモード電流を動力ケーブルに注入することができる。つまり、他のノイズ源からのノイズ（バックグランドノイズ）と区別が容易につくノイズで、影響評価が実施できることになる。バックグランドノイズの影響が低減された周波数帯域で、コモンモード電流の伝達率を算出することができるため、伝達率算出装置１７の評価精度を向上させることができる。
【００６４】
次に、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の第３の実施の形態を図１１を用いて説明する。図１１は、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の第３の実施の形態を構成する伝達率算出装置１７の機能ブロック図である。なお、以下の説明において、上述した本発明の実施の形態と同じ構成要素には同一の符合を付し、その部分の説明を省略する。
【００６５】
図１１において、伝達率算出装置１７は、予め別途評価された第１と第２のコモンモード電流の各上限値が格納された第４の記憶装置３６と、算出した振幅設定値を第３の記憶装置３１に格納し、振幅信号発生部３７に送信する演算回路２９と、受信した振幅信号を信号波発生装置１４に送信する振幅信号発生部３７とを有している。
【００６６】
次に、上述した本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の第３の実施の形態の動作を図１、図２及び図１１を用いて説明する。
【００６７】
まず、核計装系に影響を与えないために、予め別途評価しておいた第２のコモンモード電流の上限値を第４の記憶装置３６に格納しておく。ここでいう核計装系に影響を与えない第２のコモンモード電流の上限値とは、例えば、核計装系の指示値に誤警報や誤スクラムの発生等の実質的な影響を与えない第２のコモンモード電流の最大値を意味する。
【００６８】
次に、演算回路２９は、第１のコモンモード電流と第２のコモンモード電流の実効値の比を求めるとともに、第４の記憶装置３６から第２のコモンモード電流の上限値を取込み、この第２のコモンモード電流の上限値に前記の実効値の比を乗じることで振幅設定値Ｌを算出する。振幅設定値Ｌは次式で求められる。
Ｌ＝（ＩＣ１／ＩＣ２）×ＩＣ２ｍａｘ・・・・（１）
ここで、ＩＣ１は第１のコモンモード電流値、ＩＣ２は第２のコモンモード電流値、ＩＣ２ｍａｘは第２のコモンモード電流上限値である。
【００６９】
また、演算回路２９は、算出した振幅設定値Ｌを第３の記憶装置３０に格納して表示装置３１で表示させるとともに、振幅信号発生部３７に送信する。
【００７０】
振幅信号を受信した振幅信号発生部３７は、振幅信号を信号波発生装置１４に送信する。信号波発生装置１４は、図２中の入出力インターフェース２０で振幅信号を受信し、この振幅を第１の記憶装置２１に格納する。制御装置１９が、第１の記憶装置２１からこの振幅値を取り込み制御することにより、指定した振幅の電流を電流注入器１３に印加する。
【００７１】
さらに、伝達率算出装置１７においては、電動機に応じて予め別途評価しておいた最大発生電流、すなわち、第１のコモンモード電流に対する上限値を第４の記憶装置３６に格納しておく。
【００７２】
次に、演算回路２９は、第１のコモンモード電流の実効値と、第２のコモンモード電流の実効値と、第４の記憶装置３６から取り込んだ第２のコモンモード電流の上限値と第１のコモンモード電流の上限値とを使用して、第１のコモンモード電流が上限値となった場合の第２のコモンモード電流、すなわち、最大ノイズ影響を算出する。また、第２のコモンモード電流上限値に対する第２のコモンモード電流の割合、すなわち、ノイズマージンを算出する。最大ノイズ影響ＮＥとノイズマージンＮＭは次式で求められる。
ＮＥ＝（ＩＣ２／ＩＣ１）×ＩＣ１ｍａｘ・・・・（２）
ＮＭ＝ＮＥ／ＩＣ２ｍａｘ ・・・・（３）
ここで、ＩＣ１は第１のコモンモード電流値、ＩＣ２は第２のコモンモード電流値、ＩＣ１ｍａｘは第１のコモンモード電流上限値、ＩＣ２ｍａｘは第２のコモンモード電流上限値である。
【００７３】
また、演算回路２９は、算出した最大ノイズ影響ＮＥとノイズマージンＮＭを第３の記憶装置３０に格納して表示装置３１で表示させる。
【００７４】
本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の第３の実施の形態によれば、核計装系の指示値に誤警報や誤スクラムの発生などの実質的な影響を与えない範囲で、信号波発生装置１４の出力電流値を極力大きく設定することができる。このことにより、ノイズの影響を精度よく評価することができる。
【００７５】
また、表示装置３１の表示から以下の値を精度よく把握することができる。すなわち表示装置３１に表示された振幅設定値Ｌによって、核計装系の指示値に実質的な影響を与えない範囲で印加できる信号波発生装置１４の最大電流値が把握できる。
また、表示装置３１に表示された最大ノイズ影響ＮＥによって、実際の機器の動作により想定される最大ノイズ電流が流れた場合、核計装系に発生する第２のコモンモード電流の値が把握できる。
さらに、表示装置３１に表示されたノイズマージンＮＭによって、実際の機器の動作により想定される最大ノイズ電流が流れた場合、核計装系に発生する第２のコモンモード電流が、核計装系の指示値に誤警報や誤スクラムの発生などの実質的な影響を与えるまでの余裕度が把握できる。
【００７６】
さらに、算出された振幅設定値Ｌ、最大ノイズ影響ＮＥ、及びノイズマージンＮＭが、表示装置３１に表示されることから、実際に測定した後の評価をその場で見ることができる。このことから、再度、評価のための測定等が必要となっても、容易、安全、かつ迅速に実施することができる。また、このことから、例えばノイズ対策などに要する期間も短くすることができる。
【００７７】
次に、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の第４の実施の形態を図１２を用いて説明する。図１２は、本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の第４の実施の形態を備えたシステム構成を示す概念図である。なお、以下の説明において上述した本発明の実施の形態と同じ構成要素には同一の符合を付し、その部分の説明を省略する。
【００７８】
本実施の形態においては、第１及び第２の電流測定器１５、１６にそれぞれ無線送信端末３８、３８が接続されている。また、伝達率算出装置１７には、無線受信端末３９が接続されている。
【００７９】
このように構成されたノイズ影響評価装置１２では、例えば、第１のコモンモード電流を測定する位置と、第２のコモンモード電流を測定する位置が極端に離れている場合であって、プラント内でのケーブルの敷設が不可能な場合や困難な場合であっても、信号の授受が可能となることから、ノイズ影響評価装置１２を稼働させることができる。
【００８０】
なお、本発明においては、インバータ電源を備えた電動機システムにおいて説明したが、これに限らない。動力ケーブルと、接地線と接地幹線によりループが構成される電動機システムであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態を備えたシステム構成を示す概念図である。
【図２】本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態を構成する信号波発生装置１４の機能ブロック図である。
【図３】本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態を構成する伝達率算出装置１７の機能ブロック図である。
【図４】本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態に用いる電流注入器１３へ印加する電流波形の第１例の説明図である。
【図５】本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態に用いる電流注入器１３へ印加する電流波形の第２例の説明図である。
【図６】本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態に用いる電流注入器１３へ印加する電流波形の第３例の説明図である。
【図７】本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態に用いる電流注入器１３へ印加する電流波形の第４例の説明図である。
【図８】本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態に用いる電流注入器１３へ印加する電流波形の第５例の説明図である。
【図９】本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の一実施の形態に用いる電流注入器１３へ印加する電流波形の周波数を掃引するための指定表図である。
【図１０】本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の第２の実施の形態を構成する伝達率算出装置１７の機能ブロック図である。
【図１１】本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の第３の実施の形態を構成する伝達率算出装置１７の機能ブロック図である。
【図１２】本発明のプラント内電動機システムの影響評価装置の第４の実施の形態を備えたシステム構成を示す概念図である。
【図１３】インバータ電源の動力ケーブルに生じたノイズ電流波形と、中性子計装系ケーブルに誘導されたノイズ電流波形との比較の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ 原子炉圧力容器
２ 核計装管
３ 中性子検出器
４ 核計装ケーブル
５ 前置増幅器
６ 中性子監視装置
７ 接地線
８ 接地幹線
９ 電動機
１０ 出力フィルタ
１１ インバータ電源
１２ 影響評価装置
１３ 電流注入器
１４ 信号波発生装置
１５ 第１の電流測定器
１６ 第２の電流測定器
１７ 伝達率算出装置
２２ 動力ケーブル
２３ ＳＳＲ（ソリッドステートリレー）
２４ バンドパスフィルタ
２７ 実効値演算装置
３３ バックグランド解析部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力発電プラント内に設置された電動機システムによる計装システムへのノイズの影響を評価する電動機システムの影響評価装置において、
前記電動機システムの動力ケーブルに、外部から高周波数のコモンモード電流を注入する電流注入手段と、
前記電流注入手段に予め定めたパターンに従って高周波数の電流を供給する信号波発生装置と、
前記動力ケーブルに流れる第１のコモンモード電流を計測する第１の電流測定手段と、
前記第１のコモンモード電流により、前記原子力発電プラント内の計装システムの信号ケーブルまたは制御ケーブルまたは接地線の少なくとも１箇所に誘起された第２のコモンモード電流を計測する第２の電流測定手段と、
前記第１の電流測定手段と前記第２の電流測定手段とで測定された各電流値が入力され、これらの測定電流値に基づいてコモンモード電流の伝達率を算出する伝達率算出装置とを備えることを特徴とする電動機システムの影響評価装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動機システムの影響評価装置において、
前記信号波発生装置は、
周期的に変化する電流を発生する信号発生手段と、
前記周期的に変化する電流の電流注入手段への出力又は停止を行う開閉手段と、
前記周期的に変化する電流の出力パターンを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶した出力パターンを取込む第１の手順と、
前記第１の手順で取込んだ出力パターンに基づいて、前記開閉手段の開閉を制御する第２の手順とを実行する制御手段とを備え、
前記周期的に変化する電流を予め定めたパターンに従って、前記電流注入手段へ出力または停止することを特徴とする電動機システムの影響評価装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電動機システムの影響評価装置において、
前記信号波発生装置は、
周期的に変化する電流を発生する信号発生手段と、
前記周期的に変化する電流の電流注入手段への出力又は停止を行う開閉手段と、
前記周期的に変化する電流の振幅を複数のレベルで変化させた出力パターンを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶した出力パターンを取込む第１の手順と、
前記第１の手順で取込んだ出力パターンに基づいて、前記信号発生手段の周期的に変化する電流の振幅、及び前記開閉手段の開閉を制御する第２の手順とを実行する制御手段とを備え、
前記電流注入手段へ供給する電流の出力時の振幅は、予め定めたパターンに従って複数のレベルで変化することを特徴とする電動機システムの影響評価装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の電動機システムの影響評価装置において、
前記周期的に変化する電流として、正弦波電流を用いることを特徴とする電動機システムの影響評価装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電動機システムの影響評価装置において、
前記伝達率算出装置は、
前記第１の電流測定手段と前記第２の電流測定手段とで測定された第１及び第２のコモンモード電流値が入力されるバンドパスフィルタと、
前記信号波発生装置から入力された前記電流注入手段に供給する電流の周波数を取込む第１の手順と、前記第１の手順で取り込んだ周波数と同じ値に、前記各バンドパスフィルタの通過帯域を設定する第２の手順とを実行する制御装置と、
前記バンドパスフィルタを通過後の電流値に基づいてコモンモード電流の伝達率を算出する演算装置とを備えることを特徴とする電動機システムの影響評価装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電動機システムの影響評価装置において、
前記伝達率算出装置は、
前記入力された第１及び第２のコモンモード電流値、又は前記バンドパスフィルタ通過後の電流値が格納される記憶装置と、
前記第１及び第２のコモンモード電流値の入力と同時に、前記開閉手段の開閉信号と、前記電流注入手段に供給する電流の振幅及び周波数の信号とを取込む第１の手順と、同時に入力された前記第１及び第２のコモンモード電流値と前記第１の手順で取込んだ状態信号とを関連付けてデータ化する第２の手順と、前記第２の手順で関連付けたデータを前記記憶装置に出力して格納させる第３の手順とを実行する制御装置と、
前記記憶装置に格納された情報から、前記コモンモード電流が停止している期間、前記コモンモード電流が出力されている期間、及び前記コモンモード電流が出力されている期間において振幅が複数のレベルで変化する場合には各振幅に対応した期間を決定する出力期間決定手段と、
前記コモンモード電流が停止している期間の前記第１及び第２のコモンモード電流値、および前記コモンモード電流が出力されている期間において振幅が複数のレベルで変化する場合の各振幅に対応した期間の前記第１及び第２のコモンモード電流値に基づいて、コモンモード電流の伝達率を算出する演算装置とを備えることを特徴とする電動機システムの影響評価装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電動機システムの影響評価装置において、
前記伝達率算出装置は、
前記入力された第１及び第２のコモンモード電流値、又は前記バンドパスフィルタ通過後の電流値を実効値データに変換する実効値演算装置と、
前記変換された第１及び第２のコモンモード電流の実効値データがさらに格納される記憶装置と、
前記記憶装置に格納された情報から、前記出力期間決定手段により決定された前記コモンモード電流が停止している期間および前記コモンモード電流が出力されている期間において振幅が複数のレベルで変化する場合の各振幅に対応した期間ごとに、前記第１のコモンモード電流の実効値と前記第２のコモンモード電流の実効値とを対応する期間の実効値データを時間平均して算出する実効値算出手段と、
前記コモンモード電流が出力されている期間において振幅が複数のレベルで変化する場合の各振幅に対応した期間の前記第２のコモンモード電流の実効値と、前記出力が停止している期間の前記第２のコモンモード電流の実効値との差の値を、前記コモンモード電流が出力されている期間において振幅が複数のレベルで変化する場合の各振幅に対応した期間の前記第１のコモンモード電流の実効値と、前記出力が停止している期間の前記第１のコモンモード電流の実効値との差の値で除算することで、前記コモンモード電流の伝達率を算出する演算装置とを備えることを特徴とする電動機システムの影響評価装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の電動機システムの影響評価装置において、
前記伝達率算出装置は、
前記第１の電流測定手段と前記第２の電流測定手段とで測定された第１及び第２のコモンモード電流値が入力されるバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタを通過した第１及び第２のコモンモード電流値を実効値データに変換する実効値演算装置と、
前記変換された第１及び第２のコモンモード電流の実効値データがさらに格納される記憶装置と、
前記コモンモード電流が停止している期間の前記第２のコモンモード電流の周波数特性を演算する第１の手順と、前記第１の手順の演算結果から、電流振幅の小さい周波数を決定する第２の手順と、前記第２の手順で決定された周波数の値を前記信号波発生装置に送信する第３の手順を実行するバックグランド解析部とを備え、
前記信号波発生装置は、
前記伝達率算出装置から送信された周波数の値を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶した周波数の値を取込む第１の手順と、
前記第１の手順で取込んだ周波数の値に基づいて、前記信号発生手段の周期的に変化する電流の周波数を制御する第２の手順とを実行する制御手段とを備え、
前記伝達率算出装置から送信された周波数の値の電流を前記電流注入器に供給することを特徴とした電動機システムの影響評価装置。
【請求項９】
原子力発電プラント内に設置された電動機システムによる計装システムへのノイズの影響を評価する電動機システムの影響評価方法において、
前記電動機システムの動力ケーブルに、電流注入手段によって外部から予め定めたパターンに従って高周波数のコモンモード電流を注入するステップと、
前記動力ケーブルに設けた第１の電流測定手段によって、前記動力ケーブルに流れる第１のコモンモード電流を計測するステップと、
前記原子力発電プラント内の計装システムの信号ケーブルまたは制御ケーブルまたは接地線の少なくとも１箇所に設けた第２の電流測定手段によって、前記第１のコモンモード電流により誘起された第２のコモンモード電流を計測するステップと、
伝達率算出装置によって、前記第１のコモンモード電流値と前記第２のコモンモード電流値とに基づきコモンモード電流の伝達率を算出するステップとを備えることを特徴とする電動機システムの影響評価方法。
【請求項１】
原子力発電プラント内に設置された電動機システムによる計装システムへのノイズの影響を評価する電動機システムの影響評価装置において、
前記電動機システムの動力ケーブルに、外部から高周波数のコモンモード電流を注入する電流注入手段と、
前記電流注入手段に予め定めたパターンに従って高周波数の電流を供給する信号波発生装置と、
前記動力ケーブルに流れる第１のコモンモード電流を計測する第１の電流測定手段と、
前記第１のコモンモード電流により、前記原子力発電プラント内の計装システムの信号ケーブルまたは制御ケーブルまたは接地線の少なくとも１箇所に誘起された第２のコモンモード電流を計測する第２の電流測定手段と、
前記第１の電流測定手段と前記第２の電流測定手段とで測定された各電流値が入力され、これらの測定電流値に基づいてコモンモード電流の伝達率を算出する伝達率算出装置とを備えることを特徴とする電動機システムの影響評価装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動機システムの影響評価装置において、
前記信号波発生装置は、
周期的に変化する電流を発生する信号発生手段と、
前記周期的に変化する電流の電流注入手段への出力又は停止を行う開閉手段と、
前記周期的に変化する電流の出力パターンを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶した出力パターンを取込む第１の手順と、
前記第１の手順で取込んだ出力パターンに基づいて、前記開閉手段の開閉を制御する第２の手順とを実行する制御手段とを備え、
前記周期的に変化する電流を予め定めたパターンに従って、前記電流注入手段へ出力または停止することを特徴とする電動機システムの影響評価装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電動機システムの影響評価装置において、
前記信号波発生装置は、
周期的に変化する電流を発生する信号発生手段と、
前記周期的に変化する電流の電流注入手段への出力又は停止を行う開閉手段と、
前記周期的に変化する電流の振幅を複数のレベルで変化させた出力パターンを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶した出力パターンを取込む第１の手順と、
前記第１の手順で取込んだ出力パターンに基づいて、前記信号発生手段の周期的に変化する電流の振幅、及び前記開閉手段の開閉を制御する第２の手順とを実行する制御手段とを備え、
前記電流注入手段へ供給する電流の出力時の振幅は、予め定めたパターンに従って複数のレベルで変化することを特徴とする電動機システムの影響評価装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の電動機システムの影響評価装置において、
前記周期的に変化する電流として、正弦波電流を用いることを特徴とする電動機システムの影響評価装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電動機システムの影響評価装置において、
前記伝達率算出装置は、
前記第１の電流測定手段と前記第２の電流測定手段とで測定された第１及び第２のコモンモード電流値が入力されるバンドパスフィルタと、
前記信号波発生装置から入力された前記電流注入手段に供給する電流の周波数を取込む第１の手順と、前記第１の手順で取り込んだ周波数と同じ値に、前記各バンドパスフィルタの通過帯域を設定する第２の手順とを実行する制御装置と、
前記バンドパスフィルタを通過後の電流値に基づいてコモンモード電流の伝達率を算出する演算装置とを備えることを特徴とする電動機システムの影響評価装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電動機システムの影響評価装置において、
前記伝達率算出装置は、
前記入力された第１及び第２のコモンモード電流値、又は前記バンドパスフィルタ通過後の電流値が格納される記憶装置と、
前記第１及び第２のコモンモード電流値の入力と同時に、前記開閉手段の開閉信号と、前記電流注入手段に供給する電流の振幅及び周波数の信号とを取込む第１の手順と、同時に入力された前記第１及び第２のコモンモード電流値と前記第１の手順で取込んだ状態信号とを関連付けてデータ化する第２の手順と、前記第２の手順で関連付けたデータを前記記憶装置に出力して格納させる第３の手順とを実行する制御装置と、
前記記憶装置に格納された情報から、前記コモンモード電流が停止している期間、前記コモンモード電流が出力されている期間、及び前記コモンモード電流が出力されている期間において振幅が複数のレベルで変化する場合には各振幅に対応した期間を決定する出力期間決定手段と、
前記コモンモード電流が停止している期間の前記第１及び第２のコモンモード電流値、および前記コモンモード電流が出力されている期間において振幅が複数のレベルで変化する場合の各振幅に対応した期間の前記第１及び第２のコモンモード電流値に基づいて、コモンモード電流の伝達率を算出する演算装置とを備えることを特徴とする電動機システムの影響評価装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電動機システムの影響評価装置において、
前記伝達率算出装置は、
前記入力された第１及び第２のコモンモード電流値、又は前記バンドパスフィルタ通過後の電流値を実効値データに変換する実効値演算装置と、
前記変換された第１及び第２のコモンモード電流の実効値データがさらに格納される記憶装置と、
前記記憶装置に格納された情報から、前記出力期間決定手段により決定された前記コモンモード電流が停止している期間および前記コモンモード電流が出力されている期間において振幅が複数のレベルで変化する場合の各振幅に対応した期間ごとに、前記第１のコモンモード電流の実効値と前記第２のコモンモード電流の実効値とを対応する期間の実効値データを時間平均して算出する実効値算出手段と、
前記コモンモード電流が出力されている期間において振幅が複数のレベルで変化する場合の各振幅に対応した期間の前記第２のコモンモード電流の実効値と、前記出力が停止している期間の前記第２のコモンモード電流の実効値との差の値を、前記コモンモード電流が出力されている期間において振幅が複数のレベルで変化する場合の各振幅に対応した期間の前記第１のコモンモード電流の実効値と、前記出力が停止している期間の前記第１のコモンモード電流の実効値との差の値で除算することで、前記コモンモード電流の伝達率を算出する演算装置とを備えることを特徴とする電動機システムの影響評価装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の電動機システムの影響評価装置において、
前記伝達率算出装置は、
前記第１の電流測定手段と前記第２の電流測定手段とで測定された第１及び第２のコモンモード電流値が入力されるバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタを通過した第１及び第２のコモンモード電流値を実効値データに変換する実効値演算装置と、
前記変換された第１及び第２のコモンモード電流の実効値データがさらに格納される記憶装置と、
前記コモンモード電流が停止している期間の前記第２のコモンモード電流の周波数特性を演算する第１の手順と、前記第１の手順の演算結果から、電流振幅の小さい周波数を決定する第２の手順と、前記第２の手順で決定された周波数の値を前記信号波発生装置に送信する第３の手順を実行するバックグランド解析部とを備え、
前記信号波発生装置は、
前記伝達率算出装置から送信された周波数の値を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶した周波数の値を取込む第１の手順と、
前記第１の手順で取込んだ周波数の値に基づいて、前記信号発生手段の周期的に変化する電流の周波数を制御する第２の手順とを実行する制御手段とを備え、
前記伝達率算出装置から送信された周波数の値の電流を前記電流注入器に供給することを特徴とした電動機システムの影響評価装置。
【請求項９】
原子力発電プラント内に設置された電動機システムによる計装システムへのノイズの影響を評価する電動機システムの影響評価方法において、
前記電動機システムの動力ケーブルに、電流注入手段によって外部から予め定めたパターンに従って高周波数のコモンモード電流を注入するステップと、
前記動力ケーブルに設けた第１の電流測定手段によって、前記動力ケーブルに流れる第１のコモンモード電流を計測するステップと、
前記原子力発電プラント内の計装システムの信号ケーブルまたは制御ケーブルまたは接地線の少なくとも１箇所に設けた第２の電流測定手段によって、前記第１のコモンモード電流により誘起された第２のコモンモード電流を計測するステップと、
伝達率算出装置によって、前記第１のコモンモード電流値と前記第２のコモンモード電流値とに基づきコモンモード電流の伝達率を算出するステップとを備えることを特徴とする電動機システムの影響評価方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−２９３９３１（Ｐ２００９−２９３９３１Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４４５８６（Ｐ２００８−１４４５８６）
【出願日】平成２０年６月２日（２００８．６．２）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２日（２００８．６．２）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【Ｆターム（参考）】
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