地上コイルの絶縁診断方法及びその装置
【課題】 現地の地上コイルを取り外すことなく、実負荷条件で絶縁診断を行うことができ、膨大な数の地上コイルを効率的に評価することができる、地上コイルの絶縁診断方法及びその装置を提供する。
【解決手段】 地上コイルの絶縁診断方法において、磁気浮上式鉄道の軌道に敷設されている磁気浮上式鉄道の地上コイル１の近傍に所定間隔を設定して複数本の電磁波検出用アンテナ３，４を設置し、これらの電磁波検出用アンテナ３，４からの検出信号を情報処理装置５に取り込み、前記地上コイル１の部分放電に起因する電磁波の波形や信号強度を測定することにより前記地上コイル１の絶縁を診断する。
【解決手段】 地上コイルの絶縁診断方法において、磁気浮上式鉄道の軌道に敷設されている磁気浮上式鉄道の地上コイル１の近傍に所定間隔を設定して複数本の電磁波検出用アンテナ３，４を設置し、これらの電磁波検出用アンテナ３，４からの検出信号を情報処理装置５に取り込み、前記地上コイル１の部分放電に起因する電磁波の波形や信号強度を測定することにより前記地上コイル１の絶縁を診断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地上コイルの絶縁診断方法及びその装置に係り、特に、磁気浮上式鉄道の部分放電に伴う電磁波検出による地上コイルの絶縁診断方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超電導磁気浮上式鉄道用地上コイルは、長期間の屋外使用に加え数も膨大であるため、安価で信頼性の高いものが要求される。特に推進系コイルでは、特別高圧機器としての絶縁安定性が重要となる。しかしながら、このような推進系で用いられる地上コイルは、巻線コイルを樹脂で一体成形した空芯構造が前提となるため、巻線コイルが直接電磁加振力を負担する過酷な環境が強いられる。そのため、地上コイルのモールド内部に潜在する微小欠陥が実運用中に拡大、顕在化する可能性が考えられ、結果的に絶縁安定性を損なう恐れがある。
【０００３】
このような特高圧のモールド機器である磁気浮上式鉄道の推進系地上コイルの絶縁診断に不可欠な部分放電測定に関しては、試験環境が整った特定の場所での評価に限定されていた。近年、非接触で部分放電を測定する技術が散見されるが、当然ながら機器が活線状態、すなわち磁気浮上式鉄道では負荷状態（編成車両が高速で走行している状態）でないと地上コイルに加圧されず、このような状態での絶縁診断は困難である。
【０００４】
まず、現状の地上コイルの絶縁診断方法について説明する。
磁気浮上式鉄道の推進系地上コイルを含む高電圧モールド機器の絶縁品質評価には、一般的に部分放電特性が採用され、専用のシールドルームが測定場所として選定される。
図１１は推進系地上コイルのコイル導体〜シールド層間に電圧が印加された際の地上コイル断面の等電位分布を示す模式図である。この図において、１０１はコイル導体、１０２はモールド樹脂、１０３はシールド層（接地層）、１０４は内部欠陥を示している。
【０００５】
コイル導体１０１〜シールド層（接地層）１０３間に高電圧を印加した際、例えばモールド樹脂１０２内部に異物やボイドなどの内部欠陥１０４が存在した場合、当該箇所で電界集中が生じ部分的な放電が発生する。これにより、モールド樹脂１０２からなる絶縁材が徐々に劣化し、条件によっては絶縁破壊に進展する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−４３０９４号公報
【特許文献２】特開平５−２２８０９号公報
【特許文献３】特開２００８−２４５３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１２は従来の磁気浮上式鉄道の地上コイルの部分放電測定回路の模式図である。
この図において、２０１はＡＣ電源、２０２は試験用変圧器、２０３はブロッキングコイル（ＢＣ）、２０４Ａ，２０４Ｂは結合コンデンサ、２０５は地上コイル（供試体）、２０６は差動変成器、２０７は測定装置である。
かかる供試体としての地上コイル２０５をセットして試験を行う方式では、以下のような問題点があった。
【０００８】
まず、検出すべき部分放電電荷量は数十〜数百ｐＣレベルであり、測定環境の整った場所で専用の測定装置を使っても電源や外来ノイズの影響を受けやすく、高度な測定技術を要していた。
また、地上コイルの部分放電発生部位の標定が困難であった。つまり、従来の部分放電測定原理は、図１２に示した測定回路に示すように、供試体としての地上コイル２０５の接地線に流れるパルス電流を測定する方法をとるようにしているため、試験用ケーブルを含む供試体全体が評価の対象となり、部分放電の発生の有無や放電電荷量は検出できても、発生部位や発生原因を特定することは困難であった。
【０００９】
さらに、現地敷設状態での地上コイルの測定は不可能であった。つまり、磁気浮上式鉄道は地上一次方式のシステムであり、推進系地上コイルへの電力は、電力変換変電所からき電区分開閉器を介して二次側の当該地上コイルへ供給される。ところが、変電所から見た負荷（リニア編成車両が高速で走行する条件）が無い場合は、地上コイルへ通電ができても高電圧は印加できない。従って、走行休止中に変電所から高電圧を印加する手段が無く、実際に配置された地上コイルで絶縁診断を行うことは不可能である。仮に、セクション端のき電区分開閉器の二次側から交流電圧（部分放電は交流電圧印加にて測定する）を印加するとしても、ケーブルを含む地上コイルの静電容量が膨大となり、大容量の試験用変圧器が必要となるといった問題があった。
【００１０】
本発明は、上記状況に鑑みて、現地の地上コイルを取り外すことなく、実負荷条件で絶縁診断を行うことができ、膨大な数の地上コイルを効率よく評価することができる、地上コイルの絶縁診断方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕地上コイルの絶縁診断方法において、磁気浮上式鉄道の軌道に敷設されている地上コイルの近傍に、互いに所定間隔を空けて複数本の電磁波検出用アンテナを設置し、これらの電磁波検出用アンテナからの検出信号を情報処理装置に取り込み、前記地上コイルの部分放電に起因する電磁波の波形や信号強度を測定することにより前記地上コイルの絶縁を診断することを特徴とする。
【００１２】
〔２〕上記〔１〕記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記電磁波検出用アンテナ及び情報処理装置を前記地上コイルと作用する超電導磁石を搭載する超電導磁気浮上式の鉄道車両に装備することを特徴とする。
〔３〕上記〔１〕記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記電磁波検出用アンテナを前記超電導磁気浮上式の鉄道車両の進行方向に対し、前記超電導磁石より前側に設置することを特徴とする。
【００１３】
〔４〕上記〔３〕記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記電磁波検出用アンテナを所定間隔で３本設置することを特徴とする。
〔５〕上記〔４〕記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記３本の電磁波検出用アンテナのうち両端のいずれか１本のアンテナが、前記地上コイルへの印加電圧において部分放電発生確率の高い電圧位相に該当するコイルに近接するように配置することを特徴とする。
【００１４】
〔６〕上記〔１〕から〔５〕の何れか１項記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記アンテナがダイポールアンテナであることを特徴とする。
〔７〕上記〔２〕から〔６〕の何れか１項記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記超電導磁気浮上式の鉄道車両が営業用編成車両であることを特徴とする。
〔８〕上記〔２〕から〔６〕の何れか１項記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記超電導磁石浮上式の鉄道車両がガイドウェイ総合検測用編成車両であることを特徴とする。
【００１５】
〔９〕上記〔２〕記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記地上コイルがガイドウェイの側壁に配置される推進系地上コイルであることを特徴とする。
〔１０〕上記〔２〕記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記地上コイルがＰＬＧコイルであることを特徴とする。
〔１１〕地上コイルの絶縁診断装置において、磁気浮上式鉄道の軌道に敷設されている地上コイルの近傍に、所定間隔を設定して配置した複数本の電磁波検出用アンテナと、これらの電磁波検出用アンテナからの検出信号を取り込む情報処理装置とを備え、前記情報処理装置により前記地上コイルの部分放電に起因する電磁波の波形や信号強度を測定することにより前記地上コイルの絶縁を診断することを特徴とする。
【００１６】
〔１２〕上記〔１１〕記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記電磁波検出用アンテナ及び情報処理装置を前記地上コイルと作用する超電導磁石を搭載する超電導磁気浮上式の鉄道車両に装備することを特徴とする。
〔１３〕上記〔１２〕記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記電磁波検出用アンテナを前記超電導磁気浮上式の鉄道車両の進行方向に対し、前記超電導磁石より前側に設置することを特徴とする。
【００１７】
〔１４〕上記〔１３〕記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記電磁波検出用アンテナを所定間隔で３本設置することを特徴とする。
〔１５〕上記〔１４〕記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記３本の電磁波検出用アンテナのうち両端のいずれか１本のアンテナが、前記地上コイルへの印加電圧において部分放電発生確率の高い電圧位相に該当するコイルに近接するように配置することを特徴とする。
【００１８】
〔１６〕上記〔１１〕から〔１５〕の何れか１項記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記アンテナがダイポールアンテナであることを特徴とする。
〔１７〕上記〔１２〕から〔１６〕の何れか１項記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記超電導磁気浮上式の鉄道車両が営業用編成車両であることを特徴とする。
〔１８〕上記〔１２〕から〔１６〕の何れか１項記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記超電導磁気浮上式の鉄道車両がガイドウェイ総合検測用編成車両であることを特徴とする。
【００１９】
〔１９〕上記〔１２〕記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記地上コイルがガイドウェイの側壁に配置される推進系地上コイルであることを特徴とする。
〔２０〕上記〔１２〕記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記地上コイルがＰＬＧコイルであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
(１) 地上コイルを取り外すことなく、敷設状態で絶縁診断ができるため、実負荷と等価な条件下での評価が可能となる。
(２) 営業時の実編成車両又は総合検測用編成車両（ドクターイエローのリニア版）の走行により、効率的な絶縁診断が可能となる。
【００２１】
(３) 定期的な測定により、電磁波検出の経時変化から地上コイルの絶縁診断（例えば、寿命推定評価）が可能となる。
(４) 車両の走行状態での絶縁診断が可能となるため、膨大な数の地上コイルを効率よく評価できる。結果的に、保守コストの大幅低減やシステムの信頼性向上に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る電磁波検出による部分放電発生部位の標定原理を示す図である。
【図２】本発明に係る地上コイルの試験の様子を示す図面代用写真である。
【図３】本発明に係る地上コイルの部分放電により放射された電磁波の波形例を示す図である。
【図４】本発明に係る地上コイルの部分放電発生部位の推定の説明図である。
【図５】本発明に係る地上コイルの検出波形の周波数解析結果を示す図である。
【図６】本発明に係る鉄道車両に搭載された測定装置によるガイドウェイの側壁に配置された地上コイルの模式図である。
【図７】本発明に係る印加電圧波形と部分放電発生位相を示す模式図である。
【図８】本発明の実施例における地上コイル絶縁診断装置の超電導磁石浮上式の鉄道車両への配置例を示す模式図である。
【図９】図８における地上コイル各相への印加電圧位相例を示す模式図である。
【図１０】図８における地上コイルへの印加電圧位相と超電導磁石浮上式の鉄道車両との位置関係を示す模式図である。
【図１１】推進系地上コイルのコイル導体〜シールド層間に電圧が印加された際の地上コイル断面の等電位分布を示す模式図である。
【図１２】従来の磁気浮上式鉄道の地上コイルの部分放電測定回路の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の地上コイルの絶縁診断方法及びその装置は、磁気浮上式鉄道の軌道に敷設されている地上コイルの近傍に、所定間隔を設定して設置した複数本の電磁波検出用アンテナと、これらの複数本の電磁波検出用アンテナからの検出信号を取り込む情報処理装置とを備え、前記情報処理装置により前記地上コイルの部分放電に起因する電磁波の波形や信号強度を測定することにより前記地上コイルの絶縁を診断する。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明では、モールド機器の内部欠陥や絶縁劣化時に顕在化する部分放電を電磁波として検出する方法（上記特許文献１参照）に基づいて、磁気浮上式鉄道の地上コイルの絶縁診断方法及びその装置を提案する。
まず、定置による地上コイルの絶縁診断装置の実施例について説明する。
【００２５】
図１は本発明に係る電磁波検出による部分放電発生部位の標定原理を示す図であり、図１（ａ）は電磁波検出信号の測定方法を示す図、図１（ｂ）は到達時間差の算出方法を示す図である。
図１（ａ）に示すように、地上コイル１の部分放電発生部位２の近傍に２本の電磁波検出用ダイポールアンテナ３，４を設置し、これらの２本の電磁波検出用ダイポールアンテナ３，４からの検出信号を情報処理装置５に取り込むことにより、部分放電に起因して発生する電磁波の波形や信号強度を測定する。ここで、情報処理装置５の構成としては、上記特許文献１に開示されたものを用いることができる。つまり、第１のアンテナ３への電磁波の到達時刻をＴ1 、第２のアンテナ４への電磁波の到達時刻をＴ2 として到達時間差をτd ＝ (Ｔ1 −Ｔ2 ) とする。一方、各アンテナ３，４の部分放電発生部位２からの距離差Ｘd は、到達時間差τd と電磁波の伝搬速度ｃを用いて、式 (１) のように求められる。
【００２６】
Ｘd ＝τd ・ｃ … (１)
３次元空間内において、各アンテナ３，４からの距離差がＸd となる集合は双曲面となることから、地上コイル１の設置位置と距離差Ｘd より得られた双曲面の交差する断面において部分放電が発生していることが標定でき、電磁波検出用のアンテナ数を増やすと、より正確な部分放電発生部位２の標定が可能になる。
【００２７】
本発明の実施例として本発明を用いた測定試験とその結果を示す。
この測定試験では、予めモールド樹脂層内部に人工欠陥を内蔵した地上コイルを供試体として用いた。本地上コイルは、高電圧印加時に部分放電が発生することがわかっている。
図２は本発明に係る地上コイルの試験の様子を示す図面代用写真である。
【００２８】
地上コイル１１に高電圧を印加し、２本の電磁波検出用ダイポールアンテナ１３，１４による電磁波の検出波形を、デジタルオシロスコープ（最大周波数１ＧＨｚ、最高サンプリングレート５Ｇｓ／ｓ）を用いて取得した。
図３は本発明に係る地上コイルの部分放電により放射された電磁波の波形例を示す図であり、図３（ａ）は第１のアンテナ１３による電磁波の波形図、図３（ｂ）は第２のアンテナ１４による電磁波の波形図、図４はその地上コイルの部分放電発生部位の推定の説明図である。
【００２９】
２本の電磁波検出用ダイポールアンテナ１３，１４で受信した電磁波の最初のピーク時刻の差を用いて到達時間差を計算し、τd ＝０．８ｎｓであったと仮定する。測定時差の結果より、図４に示すように部分放電発生部位１２からの距離差Ｘd ＝２４０ｍｍとなり、２本の電磁波検出用ダイポールアンテナ１３，１４の設置箇所から部分放電発生部位１２の位置を標定できる。また、アンテナ設置位置を移動させた場合でも、数ｃｍ程度のバラツキで同じ箇所が標定できることがわかった。
【００３０】
また、得られた波形の周波数解析を行い、部分放電を検出した波形と部分放電の無い暗雑音（Ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｎｏｉｓｅ）波形を比較した。
図５は本発明に係る地上コイルの検出波形の周波数解析結果を示す図であり、図５（ａ）は部分放電を検出したときの波形図、図５（ｂ）は暗雑音を検出したときの波形図である。
【００３１】
その結果、図５に示すように、部分放電が、４００〔ＭＨｚ〕前後に周波数のピークを有するのに対し、暗雑音では顕著な特定の周波数ピークを有しないことが判った。つまり、部分放電の検出波形に見かけ上類似した雑音が重畳した場合でも、周波数分析によりこれらの成分を分離できる。
このように、本発明による地上コイルの欠陥部の位置標定では、部分放電発生部位１２からの部分放電電荷量が１００ｐＣ程度以上であれば、部分放電発生部位１２からの離隔が１ｍ程度であっても電磁波検出用ダイポールアンテナ１３，１４による電磁波検出が十分に可能であることを確認した。
【００３２】
次に、本発明による車上からの地上コイルの絶縁診断について説明する。
図６は本発明に係る鉄道車両に搭載された測定装置によるガイドウェイの側壁に配置された地上コイル（上記特許文献２参照）の模式図であり、図６（ａ）は斜視図、図６（ｂ）は上面から見た模式図を示している。図７は印加電圧波形と部分放電発生位相を示す模式図、図８は本発明の実施例における地上コイル絶縁診断装置の超電導磁気浮上式の鉄道車両への配置例を示す模式図である。
【００３３】
これらの図において、ガイドウェイ２０を走行する超電導磁気浮上式鉄道車両２１の側面２２に超電導磁石２３と３本の電磁波検出用ダイポールアンテナ（ａ，ｂ，ｃ）２４を一定間隔で設置し、ガイドウェイ２０の地上コイル（Ｕ，Ｖ，Ｗ）２６の部分放電発生部位２７からの電磁波の有無を測定する。また、３本の電磁波検出用ダイポールアンテナ（ａ，ｂ，ｃ）２４が接続される測定装置２５には超電導磁気浮上式鉄道車両２１の位置検知信号を同時に記録することにより、特定電磁波が検出された箇所と、位置検知信号に基づくガイドウェイ２０内の地上コイル設置箇所とを照合することができる。なお、２６Ａは地上コイル２６の推進コイル、２６Ｂは地上コイル２６の８字形状の浮上案内コイルである。なお、ここでは、電磁波検出用ダイポールアンテナ２４は３本としたが、それ以上のアンテナを設置するようにしてもよい。
【００３４】
また、上記した地上コイル２６は、浮上案内コイルが不要なＰ（推進）Ｌ（浮上）Ｇ（案内）兼用型コイルを用いるが、これに限定されるものではない。
さらに、地上コイルの配置は必ずしも側壁に限定されるものではない。
次に、電磁波検出用ダイポールアンテナの位置関係について説明する。
図１１に示したような高電圧印加時の推進系地上コイルが部分放電を生ずる場合、図７に示す印加電圧波形ＡのゼロクロスＢ，Ｃ直後（＋側、−側ともに同様）の位相において最も放電確率が高いことは公知の事実である。一方、超電導磁気浮上式鉄道においては駆動源として地上一次のリニア同期モータを採用しているため、車上から見た地上コイルの電流位相は一定である。これらの事実から、超電導磁石との進行方向の位置関係を調整することにより、電磁波検知用ダイポールアンテナ（ａ，ｂ，ｃ）２４を地上コイルの任意の位相位置に対向させることができる。
【００３５】
図８は、ガイドウェイ２０に敷設された推進系地上コイル（Ｕ，Ｖ，Ｗ）２６と超電導磁気浮上式車両２２側の超電導磁石（実際には４極であるが、説明上２極で示している）２３と電磁波検知用ダイポールアンテナ（ａ，ｂ，ｃ）２４を有する測定装置２５等の位置関係を示すものである。
図９は推進系地上コイル（Ｕ，Ｖ，Ｗ）２６に供給される三相交流であり、仮に各コイルに印加される電圧が通電される電流と同位相であると仮定すると、図７とその説明で述べたように図中の（ｉ）〜（vi) に示す６０度ピッチ（地上コイル敷設ピッチ：Ｄの１／２）の各位相にて部分放電が発生し易いと考えられる。
【００３６】
図１０に地上コイルの各位相と超電導磁気浮上式車両２２との位置関係を示す。例えば、図１０（ｉ）ではＵ相コイルにて部分放電が発生し易く、アンテナまでの到達時間差から電磁波検知用ダイポールアンテナａ→ｂ→ｃの順に検出されることが容易に想定できる。同様に、（ii）ではＷ相コイルにて部分放電が発生し易く、電磁波検知用ダイポールアンテナｃ→ｂ→ａの順に検出され、（iii)ではＶ相コイルにて放電が発生し易く、電磁波検知用ダイポールアンテナａ→ｂ→ｃの順に検出されるため、３本の電磁波検知用ダイポールアンテナにより特定コイルの部分放電の有無やその強度を標定することが可能となる。なお、この説明では、地上コイルへの印加電圧が通電電流と同位相であると仮定したが、一定の位相ずれが見込まれる場合は、それに基づくアンテナの設定位置を考慮すればよい。また、一定の位相ずれが見込めない（走行条件により変化する）場合においても、３本の電磁波検知用ダイポールアンテナを地上コイル敷設ピッチ：Ｄと干渉しない等間隔に設置することにより、各相コイル間の放電干渉がなく検出が可能となる。
【００３７】
このようなことから、本発明では電磁波検出用ダイポールアンテナを車両の進行方向に対し、前記超電導磁石より前側に設置する（請求項３，１２対応）。つまり、超電導磁石の通過により地上コイル側に反作用として高調波磁場が生ずるため、この影響を考慮し超電導磁石の通過前に電磁波検出用ダイポールアンテナで部分放電を検出できるようにする。
【００３８】
また、本発明では、電磁波検出用ダイポールアンテナを所定間隔で３本設置する（請求項４，１３対応）。つまり、地上コイルから発生する部分放電は各相毎に時間差を伴うため、３本の電磁波検出用ダイポールアンテナを用いることにより電磁波の到達時間差から発生源が特定できる。
さらに、その３本の電磁波検出用ダイポールアンテナのうち両端のいずれか１本のアンテナが、前記地上コイルへの印加電圧において部分放電発生確率の高い電圧位相に該当するコイルに近接するように配置する（請求項５，１４対応）。つまり、超電導磁石位置に対する地上コイルの電流位相は固定であるため、電流位相に対する印加電圧の位相差が求められれば電磁波検出に有効なアンテナの設置位置が決められる。
【００３９】
更に、本発明の地上コイルの絶縁診断にあたっては、超電導磁気浮上式の営業用編成車両を用いてもよいし、超電導磁気浮上式のガイドウェイ総合検測用編成車両を用いるようにしてもよい。
また、上記実施例では、電磁波検出用ダイポールアンテナについて説明したが、これに限定されるものではなく、電磁波検出用アンテナであれはよい。
【００４０】
本発明によれば、
(１) 波形パターンを利用して部分放電発生部位からの電磁波とノイズとの分離ができる。すなわち、部分放電発生部位から発生する電磁波は特定の波形及び周波数成分を有するため、複数の電磁波検出用ダイポールアンテナから検出した波形が一定の時間差を持って観測された場合は、部分放電信号と見なすことができる。
【００４１】
(２) 周波数解析を利用して部分放電発生部位からの電磁波とノイズとの分離を図り、有効なデータのみを抽出することができる。すなわち、上記（１）の波形による分離が困難な場合は、超電導磁気浮上式鉄道車両の走行後に観測波形を周波数解析し、部分放電発生部位からの電磁波が有する固有の周波数成分の有無により切り分けが可能である。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、現地の地上コイルを取り外すことなく、実負荷条件で絶縁診断を行うことができ、膨大な数の地上コイルを効率的に評価することができる、地上コイルの絶縁診断方法及びその装置として利用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１，１１，２６ 地上コイル
２，１２，２７ 部分放電発生部位
３，４，１３，１４，２４（ａ，ｂ，ｃ） 電磁波検出用ダイポールアンテナ
５，２５ 情報処理装置
２０ ガイドウェイ
２１ 超電導磁気浮上式鉄道車両
２２ 超電導磁気浮上式鉄道車両の側面
２３ 超電導磁石
２５ 測定装置
２６Ａ 地上コイルの推進コイル
２６Ｂ 地上コイルの８字形状の浮上案内コイル
２７ 部分放電発生部位
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地上コイルの絶縁診断方法及びその装置に係り、特に、磁気浮上式鉄道の部分放電に伴う電磁波検出による地上コイルの絶縁診断方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超電導磁気浮上式鉄道用地上コイルは、長期間の屋外使用に加え数も膨大であるため、安価で信頼性の高いものが要求される。特に推進系コイルでは、特別高圧機器としての絶縁安定性が重要となる。しかしながら、このような推進系で用いられる地上コイルは、巻線コイルを樹脂で一体成形した空芯構造が前提となるため、巻線コイルが直接電磁加振力を負担する過酷な環境が強いられる。そのため、地上コイルのモールド内部に潜在する微小欠陥が実運用中に拡大、顕在化する可能性が考えられ、結果的に絶縁安定性を損なう恐れがある。
【０００３】
このような特高圧のモールド機器である磁気浮上式鉄道の推進系地上コイルの絶縁診断に不可欠な部分放電測定に関しては、試験環境が整った特定の場所での評価に限定されていた。近年、非接触で部分放電を測定する技術が散見されるが、当然ながら機器が活線状態、すなわち磁気浮上式鉄道では負荷状態（編成車両が高速で走行している状態）でないと地上コイルに加圧されず、このような状態での絶縁診断は困難である。
【０００４】
まず、現状の地上コイルの絶縁診断方法について説明する。
磁気浮上式鉄道の推進系地上コイルを含む高電圧モールド機器の絶縁品質評価には、一般的に部分放電特性が採用され、専用のシールドルームが測定場所として選定される。
図１１は推進系地上コイルのコイル導体〜シールド層間に電圧が印加された際の地上コイル断面の等電位分布を示す模式図である。この図において、１０１はコイル導体、１０２はモールド樹脂、１０３はシールド層（接地層）、１０４は内部欠陥を示している。
【０００５】
コイル導体１０１〜シールド層（接地層）１０３間に高電圧を印加した際、例えばモールド樹脂１０２内部に異物やボイドなどの内部欠陥１０４が存在した場合、当該箇所で電界集中が生じ部分的な放電が発生する。これにより、モールド樹脂１０２からなる絶縁材が徐々に劣化し、条件によっては絶縁破壊に進展する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−４３０９４号公報
【特許文献２】特開平５−２２８０９号公報
【特許文献３】特開２００８−２４５３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１２は従来の磁気浮上式鉄道の地上コイルの部分放電測定回路の模式図である。
この図において、２０１はＡＣ電源、２０２は試験用変圧器、２０３はブロッキングコイル（ＢＣ）、２０４Ａ，２０４Ｂは結合コンデンサ、２０５は地上コイル（供試体）、２０６は差動変成器、２０７は測定装置である。
かかる供試体としての地上コイル２０５をセットして試験を行う方式では、以下のような問題点があった。
【０００８】
まず、検出すべき部分放電電荷量は数十〜数百ｐＣレベルであり、測定環境の整った場所で専用の測定装置を使っても電源や外来ノイズの影響を受けやすく、高度な測定技術を要していた。
また、地上コイルの部分放電発生部位の標定が困難であった。つまり、従来の部分放電測定原理は、図１２に示した測定回路に示すように、供試体としての地上コイル２０５の接地線に流れるパルス電流を測定する方法をとるようにしているため、試験用ケーブルを含む供試体全体が評価の対象となり、部分放電の発生の有無や放電電荷量は検出できても、発生部位や発生原因を特定することは困難であった。
【０００９】
さらに、現地敷設状態での地上コイルの測定は不可能であった。つまり、磁気浮上式鉄道は地上一次方式のシステムであり、推進系地上コイルへの電力は、電力変換変電所からき電区分開閉器を介して二次側の当該地上コイルへ供給される。ところが、変電所から見た負荷（リニア編成車両が高速で走行する条件）が無い場合は、地上コイルへ通電ができても高電圧は印加できない。従って、走行休止中に変電所から高電圧を印加する手段が無く、実際に配置された地上コイルで絶縁診断を行うことは不可能である。仮に、セクション端のき電区分開閉器の二次側から交流電圧（部分放電は交流電圧印加にて測定する）を印加するとしても、ケーブルを含む地上コイルの静電容量が膨大となり、大容量の試験用変圧器が必要となるといった問題があった。
【００１０】
本発明は、上記状況に鑑みて、現地の地上コイルを取り外すことなく、実負荷条件で絶縁診断を行うことができ、膨大な数の地上コイルを効率よく評価することができる、地上コイルの絶縁診断方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕地上コイルの絶縁診断方法において、磁気浮上式鉄道の軌道に敷設されている地上コイルの近傍に、互いに所定間隔を空けて複数本の電磁波検出用アンテナを設置し、これらの電磁波検出用アンテナからの検出信号を情報処理装置に取り込み、前記地上コイルの部分放電に起因する電磁波の波形や信号強度を測定することにより前記地上コイルの絶縁を診断することを特徴とする。
【００１２】
〔２〕上記〔１〕記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記電磁波検出用アンテナ及び情報処理装置を前記地上コイルと作用する超電導磁石を搭載する超電導磁気浮上式の鉄道車両に装備することを特徴とする。
〔３〕上記〔１〕記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記電磁波検出用アンテナを前記超電導磁気浮上式の鉄道車両の進行方向に対し、前記超電導磁石より前側に設置することを特徴とする。
【００１３】
〔４〕上記〔３〕記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記電磁波検出用アンテナを所定間隔で３本設置することを特徴とする。
〔５〕上記〔４〕記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記３本の電磁波検出用アンテナのうち両端のいずれか１本のアンテナが、前記地上コイルへの印加電圧において部分放電発生確率の高い電圧位相に該当するコイルに近接するように配置することを特徴とする。
【００１４】
〔６〕上記〔１〕から〔５〕の何れか１項記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記アンテナがダイポールアンテナであることを特徴とする。
〔７〕上記〔２〕から〔６〕の何れか１項記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記超電導磁気浮上式の鉄道車両が営業用編成車両であることを特徴とする。
〔８〕上記〔２〕から〔６〕の何れか１項記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記超電導磁石浮上式の鉄道車両がガイドウェイ総合検測用編成車両であることを特徴とする。
【００１５】
〔９〕上記〔２〕記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記地上コイルがガイドウェイの側壁に配置される推進系地上コイルであることを特徴とする。
〔１０〕上記〔２〕記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記地上コイルがＰＬＧコイルであることを特徴とする。
〔１１〕地上コイルの絶縁診断装置において、磁気浮上式鉄道の軌道に敷設されている地上コイルの近傍に、所定間隔を設定して配置した複数本の電磁波検出用アンテナと、これらの電磁波検出用アンテナからの検出信号を取り込む情報処理装置とを備え、前記情報処理装置により前記地上コイルの部分放電に起因する電磁波の波形や信号強度を測定することにより前記地上コイルの絶縁を診断することを特徴とする。
【００１６】
〔１２〕上記〔１１〕記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記電磁波検出用アンテナ及び情報処理装置を前記地上コイルと作用する超電導磁石を搭載する超電導磁気浮上式の鉄道車両に装備することを特徴とする。
〔１３〕上記〔１２〕記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記電磁波検出用アンテナを前記超電導磁気浮上式の鉄道車両の進行方向に対し、前記超電導磁石より前側に設置することを特徴とする。
【００１７】
〔１４〕上記〔１３〕記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記電磁波検出用アンテナを所定間隔で３本設置することを特徴とする。
〔１５〕上記〔１４〕記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記３本の電磁波検出用アンテナのうち両端のいずれか１本のアンテナが、前記地上コイルへの印加電圧において部分放電発生確率の高い電圧位相に該当するコイルに近接するように配置することを特徴とする。
【００１８】
〔１６〕上記〔１１〕から〔１５〕の何れか１項記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記アンテナがダイポールアンテナであることを特徴とする。
〔１７〕上記〔１２〕から〔１６〕の何れか１項記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記超電導磁気浮上式の鉄道車両が営業用編成車両であることを特徴とする。
〔１８〕上記〔１２〕から〔１６〕の何れか１項記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記超電導磁気浮上式の鉄道車両がガイドウェイ総合検測用編成車両であることを特徴とする。
【００１９】
〔１９〕上記〔１２〕記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記地上コイルがガイドウェイの側壁に配置される推進系地上コイルであることを特徴とする。
〔２０〕上記〔１２〕記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記地上コイルがＰＬＧコイルであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
(１) 地上コイルを取り外すことなく、敷設状態で絶縁診断ができるため、実負荷と等価な条件下での評価が可能となる。
(２) 営業時の実編成車両又は総合検測用編成車両（ドクターイエローのリニア版）の走行により、効率的な絶縁診断が可能となる。
【００２１】
(３) 定期的な測定により、電磁波検出の経時変化から地上コイルの絶縁診断（例えば、寿命推定評価）が可能となる。
(４) 車両の走行状態での絶縁診断が可能となるため、膨大な数の地上コイルを効率よく評価できる。結果的に、保守コストの大幅低減やシステムの信頼性向上に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る電磁波検出による部分放電発生部位の標定原理を示す図である。
【図２】本発明に係る地上コイルの試験の様子を示す図面代用写真である。
【図３】本発明に係る地上コイルの部分放電により放射された電磁波の波形例を示す図である。
【図４】本発明に係る地上コイルの部分放電発生部位の推定の説明図である。
【図５】本発明に係る地上コイルの検出波形の周波数解析結果を示す図である。
【図６】本発明に係る鉄道車両に搭載された測定装置によるガイドウェイの側壁に配置された地上コイルの模式図である。
【図７】本発明に係る印加電圧波形と部分放電発生位相を示す模式図である。
【図８】本発明の実施例における地上コイル絶縁診断装置の超電導磁石浮上式の鉄道車両への配置例を示す模式図である。
【図９】図８における地上コイル各相への印加電圧位相例を示す模式図である。
【図１０】図８における地上コイルへの印加電圧位相と超電導磁石浮上式の鉄道車両との位置関係を示す模式図である。
【図１１】推進系地上コイルのコイル導体〜シールド層間に電圧が印加された際の地上コイル断面の等電位分布を示す模式図である。
【図１２】従来の磁気浮上式鉄道の地上コイルの部分放電測定回路の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の地上コイルの絶縁診断方法及びその装置は、磁気浮上式鉄道の軌道に敷設されている地上コイルの近傍に、所定間隔を設定して設置した複数本の電磁波検出用アンテナと、これらの複数本の電磁波検出用アンテナからの検出信号を取り込む情報処理装置とを備え、前記情報処理装置により前記地上コイルの部分放電に起因する電磁波の波形や信号強度を測定することにより前記地上コイルの絶縁を診断する。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明では、モールド機器の内部欠陥や絶縁劣化時に顕在化する部分放電を電磁波として検出する方法（上記特許文献１参照）に基づいて、磁気浮上式鉄道の地上コイルの絶縁診断方法及びその装置を提案する。
まず、定置による地上コイルの絶縁診断装置の実施例について説明する。
【００２５】
図１は本発明に係る電磁波検出による部分放電発生部位の標定原理を示す図であり、図１（ａ）は電磁波検出信号の測定方法を示す図、図１（ｂ）は到達時間差の算出方法を示す図である。
図１（ａ）に示すように、地上コイル１の部分放電発生部位２の近傍に２本の電磁波検出用ダイポールアンテナ３，４を設置し、これらの２本の電磁波検出用ダイポールアンテナ３，４からの検出信号を情報処理装置５に取り込むことにより、部分放電に起因して発生する電磁波の波形や信号強度を測定する。ここで、情報処理装置５の構成としては、上記特許文献１に開示されたものを用いることができる。つまり、第１のアンテナ３への電磁波の到達時刻をＴ1 、第２のアンテナ４への電磁波の到達時刻をＴ2 として到達時間差をτd ＝ (Ｔ1 −Ｔ2 ) とする。一方、各アンテナ３，４の部分放電発生部位２からの距離差Ｘd は、到達時間差τd と電磁波の伝搬速度ｃを用いて、式 (１) のように求められる。
【００２６】
Ｘd ＝τd ・ｃ … (１)
３次元空間内において、各アンテナ３，４からの距離差がＸd となる集合は双曲面となることから、地上コイル１の設置位置と距離差Ｘd より得られた双曲面の交差する断面において部分放電が発生していることが標定でき、電磁波検出用のアンテナ数を増やすと、より正確な部分放電発生部位２の標定が可能になる。
【００２７】
本発明の実施例として本発明を用いた測定試験とその結果を示す。
この測定試験では、予めモールド樹脂層内部に人工欠陥を内蔵した地上コイルを供試体として用いた。本地上コイルは、高電圧印加時に部分放電が発生することがわかっている。
図２は本発明に係る地上コイルの試験の様子を示す図面代用写真である。
【００２８】
地上コイル１１に高電圧を印加し、２本の電磁波検出用ダイポールアンテナ１３，１４による電磁波の検出波形を、デジタルオシロスコープ（最大周波数１ＧＨｚ、最高サンプリングレート５Ｇｓ／ｓ）を用いて取得した。
図３は本発明に係る地上コイルの部分放電により放射された電磁波の波形例を示す図であり、図３（ａ）は第１のアンテナ１３による電磁波の波形図、図３（ｂ）は第２のアンテナ１４による電磁波の波形図、図４はその地上コイルの部分放電発生部位の推定の説明図である。
【００２９】
２本の電磁波検出用ダイポールアンテナ１３，１４で受信した電磁波の最初のピーク時刻の差を用いて到達時間差を計算し、τd ＝０．８ｎｓであったと仮定する。測定時差の結果より、図４に示すように部分放電発生部位１２からの距離差Ｘd ＝２４０ｍｍとなり、２本の電磁波検出用ダイポールアンテナ１３，１４の設置箇所から部分放電発生部位１２の位置を標定できる。また、アンテナ設置位置を移動させた場合でも、数ｃｍ程度のバラツキで同じ箇所が標定できることがわかった。
【００３０】
また、得られた波形の周波数解析を行い、部分放電を検出した波形と部分放電の無い暗雑音（Ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｎｏｉｓｅ）波形を比較した。
図５は本発明に係る地上コイルの検出波形の周波数解析結果を示す図であり、図５（ａ）は部分放電を検出したときの波形図、図５（ｂ）は暗雑音を検出したときの波形図である。
【００３１】
その結果、図５に示すように、部分放電が、４００〔ＭＨｚ〕前後に周波数のピークを有するのに対し、暗雑音では顕著な特定の周波数ピークを有しないことが判った。つまり、部分放電の検出波形に見かけ上類似した雑音が重畳した場合でも、周波数分析によりこれらの成分を分離できる。
このように、本発明による地上コイルの欠陥部の位置標定では、部分放電発生部位１２からの部分放電電荷量が１００ｐＣ程度以上であれば、部分放電発生部位１２からの離隔が１ｍ程度であっても電磁波検出用ダイポールアンテナ１３，１４による電磁波検出が十分に可能であることを確認した。
【００３２】
次に、本発明による車上からの地上コイルの絶縁診断について説明する。
図６は本発明に係る鉄道車両に搭載された測定装置によるガイドウェイの側壁に配置された地上コイル（上記特許文献２参照）の模式図であり、図６（ａ）は斜視図、図６（ｂ）は上面から見た模式図を示している。図７は印加電圧波形と部分放電発生位相を示す模式図、図８は本発明の実施例における地上コイル絶縁診断装置の超電導磁気浮上式の鉄道車両への配置例を示す模式図である。
【００３３】
これらの図において、ガイドウェイ２０を走行する超電導磁気浮上式鉄道車両２１の側面２２に超電導磁石２３と３本の電磁波検出用ダイポールアンテナ（ａ，ｂ，ｃ）２４を一定間隔で設置し、ガイドウェイ２０の地上コイル（Ｕ，Ｖ，Ｗ）２６の部分放電発生部位２７からの電磁波の有無を測定する。また、３本の電磁波検出用ダイポールアンテナ（ａ，ｂ，ｃ）２４が接続される測定装置２５には超電導磁気浮上式鉄道車両２１の位置検知信号を同時に記録することにより、特定電磁波が検出された箇所と、位置検知信号に基づくガイドウェイ２０内の地上コイル設置箇所とを照合することができる。なお、２６Ａは地上コイル２６の推進コイル、２６Ｂは地上コイル２６の８字形状の浮上案内コイルである。なお、ここでは、電磁波検出用ダイポールアンテナ２４は３本としたが、それ以上のアンテナを設置するようにしてもよい。
【００３４】
また、上記した地上コイル２６は、浮上案内コイルが不要なＰ（推進）Ｌ（浮上）Ｇ（案内）兼用型コイルを用いるが、これに限定されるものではない。
さらに、地上コイルの配置は必ずしも側壁に限定されるものではない。
次に、電磁波検出用ダイポールアンテナの位置関係について説明する。
図１１に示したような高電圧印加時の推進系地上コイルが部分放電を生ずる場合、図７に示す印加電圧波形ＡのゼロクロスＢ，Ｃ直後（＋側、−側ともに同様）の位相において最も放電確率が高いことは公知の事実である。一方、超電導磁気浮上式鉄道においては駆動源として地上一次のリニア同期モータを採用しているため、車上から見た地上コイルの電流位相は一定である。これらの事実から、超電導磁石との進行方向の位置関係を調整することにより、電磁波検知用ダイポールアンテナ（ａ，ｂ，ｃ）２４を地上コイルの任意の位相位置に対向させることができる。
【００３５】
図８は、ガイドウェイ２０に敷設された推進系地上コイル（Ｕ，Ｖ，Ｗ）２６と超電導磁気浮上式車両２２側の超電導磁石（実際には４極であるが、説明上２極で示している）２３と電磁波検知用ダイポールアンテナ（ａ，ｂ，ｃ）２４を有する測定装置２５等の位置関係を示すものである。
図９は推進系地上コイル（Ｕ，Ｖ，Ｗ）２６に供給される三相交流であり、仮に各コイルに印加される電圧が通電される電流と同位相であると仮定すると、図７とその説明で述べたように図中の（ｉ）〜（vi) に示す６０度ピッチ（地上コイル敷設ピッチ：Ｄの１／２）の各位相にて部分放電が発生し易いと考えられる。
【００３６】
図１０に地上コイルの各位相と超電導磁気浮上式車両２２との位置関係を示す。例えば、図１０（ｉ）ではＵ相コイルにて部分放電が発生し易く、アンテナまでの到達時間差から電磁波検知用ダイポールアンテナａ→ｂ→ｃの順に検出されることが容易に想定できる。同様に、（ii）ではＷ相コイルにて部分放電が発生し易く、電磁波検知用ダイポールアンテナｃ→ｂ→ａの順に検出され、（iii)ではＶ相コイルにて放電が発生し易く、電磁波検知用ダイポールアンテナａ→ｂ→ｃの順に検出されるため、３本の電磁波検知用ダイポールアンテナにより特定コイルの部分放電の有無やその強度を標定することが可能となる。なお、この説明では、地上コイルへの印加電圧が通電電流と同位相であると仮定したが、一定の位相ずれが見込まれる場合は、それに基づくアンテナの設定位置を考慮すればよい。また、一定の位相ずれが見込めない（走行条件により変化する）場合においても、３本の電磁波検知用ダイポールアンテナを地上コイル敷設ピッチ：Ｄと干渉しない等間隔に設置することにより、各相コイル間の放電干渉がなく検出が可能となる。
【００３７】
このようなことから、本発明では電磁波検出用ダイポールアンテナを車両の進行方向に対し、前記超電導磁石より前側に設置する（請求項３，１２対応）。つまり、超電導磁石の通過により地上コイル側に反作用として高調波磁場が生ずるため、この影響を考慮し超電導磁石の通過前に電磁波検出用ダイポールアンテナで部分放電を検出できるようにする。
【００３８】
また、本発明では、電磁波検出用ダイポールアンテナを所定間隔で３本設置する（請求項４，１３対応）。つまり、地上コイルから発生する部分放電は各相毎に時間差を伴うため、３本の電磁波検出用ダイポールアンテナを用いることにより電磁波の到達時間差から発生源が特定できる。
さらに、その３本の電磁波検出用ダイポールアンテナのうち両端のいずれか１本のアンテナが、前記地上コイルへの印加電圧において部分放電発生確率の高い電圧位相に該当するコイルに近接するように配置する（請求項５，１４対応）。つまり、超電導磁石位置に対する地上コイルの電流位相は固定であるため、電流位相に対する印加電圧の位相差が求められれば電磁波検出に有効なアンテナの設置位置が決められる。
【００３９】
更に、本発明の地上コイルの絶縁診断にあたっては、超電導磁気浮上式の営業用編成車両を用いてもよいし、超電導磁気浮上式のガイドウェイ総合検測用編成車両を用いるようにしてもよい。
また、上記実施例では、電磁波検出用ダイポールアンテナについて説明したが、これに限定されるものではなく、電磁波検出用アンテナであれはよい。
【００４０】
本発明によれば、
(１) 波形パターンを利用して部分放電発生部位からの電磁波とノイズとの分離ができる。すなわち、部分放電発生部位から発生する電磁波は特定の波形及び周波数成分を有するため、複数の電磁波検出用ダイポールアンテナから検出した波形が一定の時間差を持って観測された場合は、部分放電信号と見なすことができる。
【００４１】
(２) 周波数解析を利用して部分放電発生部位からの電磁波とノイズとの分離を図り、有効なデータのみを抽出することができる。すなわち、上記（１）の波形による分離が困難な場合は、超電導磁気浮上式鉄道車両の走行後に観測波形を周波数解析し、部分放電発生部位からの電磁波が有する固有の周波数成分の有無により切り分けが可能である。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、現地の地上コイルを取り外すことなく、実負荷条件で絶縁診断を行うことができ、膨大な数の地上コイルを効率的に評価することができる、地上コイルの絶縁診断方法及びその装置として利用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１，１１，２６ 地上コイル
２，１２，２７ 部分放電発生部位
３，４，１３，１４，２４（ａ，ｂ，ｃ） 電磁波検出用ダイポールアンテナ
５，２５ 情報処理装置
２０ ガイドウェイ
２１ 超電導磁気浮上式鉄道車両
２２ 超電導磁気浮上式鉄道車両の側面
２３ 超電導磁石
２５ 測定装置
２６Ａ 地上コイルの推進コイル
２６Ｂ 地上コイルの８字形状の浮上案内コイル
２７ 部分放電発生部位
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気浮上式鉄道の軌道に敷設されている地上コイルの近傍に、互いに所定間隔を空けて複数本の電磁波検出用アンテナを設置し、これらの電磁波検出用アンテナからの検出信号を情報処理装置に取り込み、前記地上コイルの部分放電に起因する電磁波の波形や信号強度を測定することにより前記地上コイルの絶縁を診断することを特徴とする地上コイルの絶縁診断方法。
【請求項２】
請求項１記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記電磁波検出用アンテナ及び情報処理装置を前記地上コイルと作用する超電導磁石を搭載する超電導磁気浮上式の鉄道車両に装備することを特徴とする地上コイルの絶縁診断方法。
【請求項３】
請求項１記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記電磁波検出用アンテナを前記超電導磁気浮上式の鉄道車両の進行方向に対し、前記超電導磁石より前側に設置することを特徴とする地上コイルの絶縁診断方法。
【請求項４】
請求項３記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記電磁波検出用アンテナを所定間隔で３本設置することを特徴とする地上コイルの絶縁診断方法。
【請求項５】
請求項４記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記３本の電磁波検出用アンテナのうち両端のいずれか１本のアンテナが、前記地上コイルへの印加電圧において部分放電発生確率の高い電圧位相に該当するコイルに近接するように配置することを特徴とする地上コイルの絶縁診断方法。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１項記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記アンテナがダイポールアンテナであることを特徴とする地上コイルの絶縁診断方法。
【請求項７】
請求項２から６の何れか１項記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記超電導磁気浮上式の鉄道車両が営業用編成車両であることを特徴とする地上コイルの絶縁診断方法。
【請求項８】
請求項２から６の何れか１項記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記超電導磁気浮上式の鉄道車両がガイドウェイ総合検測用編成車両であることを特徴とする地上コイルの絶縁診断方法。
【請求項９】
請求項２記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記地上コイルがガイドウェイの側壁に配置される推進系地上コイルであることを特徴とする地上コイルの絶縁診断方法。
【請求項１０】
請求項２記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記地上コイルがＰＬＧコイルであることを特徴とする地上コイルの絶縁診断方法。
【請求項１１】
磁気浮上式鉄道の軌道に敷設されている地上コイルの近傍に、所定間隔を設定して配置した複数本の電磁波検出用アンテナと、これらの電磁波検出用アンテナからの検出信号を取り込む情報処理装置とを備え、前記情報処理装置により前記地上コイルの部分放電に起因する電磁波の波形や信号強度を測定することにより前記地上コイルの絶縁を診断することを特徴とする地上コイルの絶縁診断装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記電磁波検出用アンテナ及び情報処理装置を前記地上コイルと作用する超電導磁石を搭載する超電導磁気浮上式の鉄道車両に装備することを特徴とする地上コイルの絶縁診断装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記電磁波検出用アンテナを前記超電導磁気浮上式の鉄道車両の進行方向に対し、前記超電導磁石より前側に設置することを特徴とする地上コイルの絶縁診断装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記電磁波検出用アンテナを所定間隔で３本設置することを特徴とする地上コイルの絶縁診断装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記３本の電磁波検出用アンテナのうち両端のいずれか１本のアンテナが、前記地上コイルへの印加電圧において部分放電発生確率の高い電圧位相に該当するコイルに近接するように配置することを特徴とする地上コイルの絶縁診断装置。
【請求項１６】
請求項１１から１５の何れか１項記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記アンテナがダイポールアンテナであることを特徴とする地上コイルの絶縁診断装置。
【請求項１７】
請求項１２から１６の何れか１項記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記超電導磁気浮上式の鉄道車両が営業用編成車両であることを特徴とする地上コイルの絶縁診断装置。
【請求項１８】
請求項１２から１６の何れか１項記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記超電導磁気浮上式の鉄道車両がガイドウェイ総合検測用編成車両であることを特徴とする地上コイルの絶縁診断装置。
【請求項１９】
請求項１２記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記地上コイルがガイドウェイの側壁に配置される推進系地上コイルであることを特徴とする地上コイルの絶縁診断装置。
【請求項２０】
請求項１２記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記地上コイルがＰＬＧコイルであることを特徴とする地上コイルの絶縁診断装置。
【請求項１】
磁気浮上式鉄道の軌道に敷設されている地上コイルの近傍に、互いに所定間隔を空けて複数本の電磁波検出用アンテナを設置し、これらの電磁波検出用アンテナからの検出信号を情報処理装置に取り込み、前記地上コイルの部分放電に起因する電磁波の波形や信号強度を測定することにより前記地上コイルの絶縁を診断することを特徴とする地上コイルの絶縁診断方法。
【請求項２】
請求項１記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記電磁波検出用アンテナ及び情報処理装置を前記地上コイルと作用する超電導磁石を搭載する超電導磁気浮上式の鉄道車両に装備することを特徴とする地上コイルの絶縁診断方法。
【請求項３】
請求項１記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記電磁波検出用アンテナを前記超電導磁気浮上式の鉄道車両の進行方向に対し、前記超電導磁石より前側に設置することを特徴とする地上コイルの絶縁診断方法。
【請求項４】
請求項３記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記電磁波検出用アンテナを所定間隔で３本設置することを特徴とする地上コイルの絶縁診断方法。
【請求項５】
請求項４記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記３本の電磁波検出用アンテナのうち両端のいずれか１本のアンテナが、前記地上コイルへの印加電圧において部分放電発生確率の高い電圧位相に該当するコイルに近接するように配置することを特徴とする地上コイルの絶縁診断方法。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１項記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記アンテナがダイポールアンテナであることを特徴とする地上コイルの絶縁診断方法。
【請求項７】
請求項２から６の何れか１項記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記超電導磁気浮上式の鉄道車両が営業用編成車両であることを特徴とする地上コイルの絶縁診断方法。
【請求項８】
請求項２から６の何れか１項記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記超電導磁気浮上式の鉄道車両がガイドウェイ総合検測用編成車両であることを特徴とする地上コイルの絶縁診断方法。
【請求項９】
請求項２記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記地上コイルがガイドウェイの側壁に配置される推進系地上コイルであることを特徴とする地上コイルの絶縁診断方法。
【請求項１０】
請求項２記載の地上コイルの絶縁診断方法において、前記地上コイルがＰＬＧコイルであることを特徴とする地上コイルの絶縁診断方法。
【請求項１１】
磁気浮上式鉄道の軌道に敷設されている地上コイルの近傍に、所定間隔を設定して配置した複数本の電磁波検出用アンテナと、これらの電磁波検出用アンテナからの検出信号を取り込む情報処理装置とを備え、前記情報処理装置により前記地上コイルの部分放電に起因する電磁波の波形や信号強度を測定することにより前記地上コイルの絶縁を診断することを特徴とする地上コイルの絶縁診断装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記電磁波検出用アンテナ及び情報処理装置を前記地上コイルと作用する超電導磁石を搭載する超電導磁気浮上式の鉄道車両に装備することを特徴とする地上コイルの絶縁診断装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記電磁波検出用アンテナを前記超電導磁気浮上式の鉄道車両の進行方向に対し、前記超電導磁石より前側に設置することを特徴とする地上コイルの絶縁診断装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記電磁波検出用アンテナを所定間隔で３本設置することを特徴とする地上コイルの絶縁診断装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記３本の電磁波検出用アンテナのうち両端のいずれか１本のアンテナが、前記地上コイルへの印加電圧において部分放電発生確率の高い電圧位相に該当するコイルに近接するように配置することを特徴とする地上コイルの絶縁診断装置。
【請求項１６】
請求項１１から１５の何れか１項記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記アンテナがダイポールアンテナであることを特徴とする地上コイルの絶縁診断装置。
【請求項１７】
請求項１２から１６の何れか１項記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記超電導磁気浮上式の鉄道車両が営業用編成車両であることを特徴とする地上コイルの絶縁診断装置。
【請求項１８】
請求項１２から１６の何れか１項記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記超電導磁気浮上式の鉄道車両がガイドウェイ総合検測用編成車両であることを特徴とする地上コイルの絶縁診断装置。
【請求項１９】
請求項１２記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記地上コイルがガイドウェイの側壁に配置される推進系地上コイルであることを特徴とする地上コイルの絶縁診断装置。
【請求項２０】
請求項１２記載の地上コイルの絶縁診断装置において、前記地上コイルがＰＬＧコイルであることを特徴とする地上コイルの絶縁診断装置。
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図２】
【図１１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図２】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−５０３８３（Ｐ２０１３−５０３８３Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８８４８９（Ｐ２０１１−１８８４８９）
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２３年６月５日 ２０１１Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ発行の「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ３０ｔｈ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ」に発表
【出願人】（０００１７３７８４）公益財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２３年６月５日 ２０１１Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ発行の「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ３０ｔｈ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ」に発表
【出願人】（０００１７３７８４）公益財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
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