部分放電発生監視装置及び方法
【課題】絶縁性能を評価する課電試料による課電寿命試験での部分放電のデータ量が低減でき、部分放電のデータを記憶するための記憶容量が少なくて済む部分放電発生監視装置及び方法を提供する。
【解決手段】部分放電発生監視装置２は、課電試料３に交流試験電圧を印加して行う課電寿命試験で、課電試料３に発生する部分放電を部分放電検出装置６により検出、計測して監視するもので、部分放電検出装置６により検出された課電試料３からの部分放電の放電信号Ｓが入力する入力手段８と、分圧器５を介して入力された試験電圧の電圧波形の極性反転を検出する検出手段９と、入力した放電信号Ｓの信号レベルが所定の閾値Ｐを超えたものであるか否かの判定を試験電圧の半周期毎に行い、該半周期毎の放電の有無についての判定結果を１ビットで出力する判定・出力手段１１を備えている。
【解決手段】部分放電発生監視装置２は、課電試料３に交流試験電圧を印加して行う課電寿命試験で、課電試料３に発生する部分放電を部分放電検出装置６により検出、計測して監視するもので、部分放電検出装置６により検出された課電試料３からの部分放電の放電信号Ｓが入力する入力手段８と、分圧器５を介して入力された試験電圧の電圧波形の極性反転を検出する検出手段９と、入力した放電信号Ｓの信号レベルが所定の閾値Ｐを超えたものであるか否かの判定を試験電圧の半周期毎に行い、該半周期毎の放電の有無についての判定結果を１ビットで出力する判定・出力手段１１を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機器、またはその絶縁材料の絶縁性能を評価する課電寿命試験における課電試料の部分放電を計測、監視する部分放電発生監視装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機器には電気絶縁物が使用されており、稼動時に電気的、機械的、熱的なストレスが加わることにより、絶縁物の劣化が進行して最終的には電気機器の故障を引き起こすことがある。電気機器の信頼性を確保するには、電機器の絶縁性能の把握が必要である。
【０００３】
絶縁性能の評価の一つに、電気機器、またはその絶縁材料に一定条件下で長期間にわたり所定の電圧を印加しつづけて絶縁破壊までの時間を測定し、評価する課電寿命試験が有る。ある条件で電圧を印加すると絶縁物近傍で部分放電が発生し、この部分放電が絶縁物の劣化の一因となることが知られている。よって、課電寿命試験において、絶縁物の性能を評価し、劣化メカニズムを検討する上で部分放電の発生状況を把握することが重要である。
【０００４】
一方、信号波形の測定については、一般にオシロスコープを用いているが、課電寿命試験における部分放電の放電信号は数ｋＨｚの周波数帯からＧＨｚの周波数帯であるため、部分放電波形を測定するにはサンプリング周波数を放電周波数程度以上に上げる必要がある。そのため、部分放電波形を保存するにはデータ量が膨大であるから、多量の記憶容量が必要となるだけでなく、データ処理や伝送にも多くの時間が必要となる。
【０００５】
こうした状況に対し、部分放電波形を測定する際、正と負のピーク値を保持することにより、サンプリング点数を抑えることでデータ量を低減する方法がある（例えば、特許文献１参照）。この方法は部分放電波形の保存や解析に適している。しかし、課電寿命試験における部分放電の発生状況を把握するには、長時間に渡ってデータを記憶し続ける必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−３９６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような状況に鑑みて本発明はなされたもので、その目的とするところは、電気機器等の絶縁性能を評価する課電寿命試験で、課電試料に発生する部分放電を計測することによって得る部分放電のデータ量を低減することができ、また部分放電のデータを記憶する記憶装置の記憶容量を少なくすることができる部分放電発生監視装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は上記目的を達成するものであって、本発明の部分放電発生監視装置及び監視方法は、部分放電発生監視装置が、課電試料に交流試験電圧を印加して課電寿命試験を行う際、前記課電試料に発生する部分放電を、部分放電検出装置により検出し計測して監視する部分放電発生監視装置であって、前記部分放電検出装置により検出された前記課電試料からの部分放電の放電信号を入力する入力手段と、分圧器を介して入力された前記試験電圧の電圧波形の極性反転を検出する検出手段と、入力した前記放電信号の信号レベルが所定の閾値を超えたものであるか否かの判定を前記試験電圧の半周期毎に行い、該半周期毎の放電の有無についての判定結果を１ビットで出力する判定・出力手段を備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、部分放電発生監視方法が、課電試料に交流試験電圧を印加して発生する部分放電を、検出し計測して監視する課電寿命試験における部分放電発生監視方法であって、前記課電試料の部分放電に伴う放電信号の信号レベルと前記試験電圧の電圧波形の極性反転を検出した後、前記信号レベルが所定の閾値を超えたものであるか否かの判定を前記試験電圧の半周期毎に行い、該半周期毎の放電の有無を計数するようにして監視することを特徴とする方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、課電試料に発生する部分放電を検出するようにした課電寿命試験での部分放電のデータ量を低減することができると共に、長期間の試験であってもデータを記憶する記憶装置の記憶容量を少なくすることができ、装置も簡素な構成となるので安価なものとなる等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る部分放電発生監視システムの構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る部分放電発生監視システムを説明するための回路図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における制御フローを示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態における入力信号波形と放電判定の出力データを示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態において出力される放電判定データの個数を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る部分放電発生監視システムの構成図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る部分放電発生監視システムを説明するための回路図である。
【図８】本発明の第２の実施形態における制御フローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１３】
先ず第１の実施形態を図１乃至図５により説明する。図１は部分放電発生監視装置を備えた部分放電発生監視システムの構成図であり、図２は部分放電発生監視装置を備えた部分放電発生監視システムの回路図であり、図３は部分放電発生監視装置における制御フローを示すフローチャートであり、図４は部分放電発生監視装置の入力信号波形と放電判定の出力データを示す図であり、図５は部分放電発生監視装置から出力される放電判定データの個数を示す図である。
【００１４】
図１乃至図５において、１は部分放電発生監視システムで、部分放電発生監視装置２を備え、電気機器、あるいはその絶縁材料等の絶縁性能を評価するための課電寿命試験を行うよう構成されている。課電寿命試験にかける課電試料３としては、例えば回転電機の固定子巻線における巻線間に発生する部分放電を模擬したツイストペア試料が用いられる。なお、ツイストペア試料は、固定子巻線に使用するエナメル被覆で覆った導線２本を数回程度ねじったもので、製作が容易で、複数の試料を用意できるので絶縁性能の評価試験によく使用される。
【００１５】
部分放電発生監視システム１は、部分放電発生監視装置２の他に、課電試料３に所定の交流試験電圧を印加する電源４と、課電試料３に印加する試験電圧を分圧して出力する分圧器（ＶＴ）５と、課電試料３に発生した部分放電を、課電試料３に流れる放電電流を検出することによって放電信号Ｓを出力する部分放電検出装置６と、部分放電発生監視装置２から所定間隔で出力され送信された部分放電のデータを記憶、保存する外部記憶装置（ＰＣ）７を備えて構成されている。
【００１６】
部分放電発生監視装置２については、部分放電検出装置６によって検出された課電試料３の放電信号Ｓが入力する入力手段８と、電源４から課電試料３に印加された交流試験電圧を分圧し、計測用に降圧する分圧器５の出力を得て試験電圧の電圧波形の極性反転を検出する検出手段９と、入力手段８と検出手段９の出力に基づき、入力した放電信号Ｓの信号レベルが設定手段１０に予め設定した所定の信号レベルの閾値Ｐを超えたものであるか否かの判定を試験電圧の半周期毎に行い、部分放電があったか否か、すなわち、放電の有無についての判定を行い、結果を１ビットで出力する判定・出力手段１１を備えて構成されている。
【００１７】
また、部分放電発生監視装置２には、図示しない表示部に放電の有無の判定結果、例えば所定経過時間に対する放電判定信号の累積回数等が表示され、部分放電の発生の監視が行えるようになっている。さらに、部分放電発生監視装置２には装置内メモリ１２が設けられていて、放電の有無の判定結果のデータが装置内メモリ１２に一時記憶できるようになっており、記憶された判定結果は、予め設定した所定の間隔で判定・出力手段１１の伝送路を介して外部記憶装置７にシリアル通信で伝送され、記憶、保存され、その表示部に表示させることで計測結果の確認を行うことができるようになっている。
【００１８】
また、部分放電を検出する部分放電検出装置６は、部分放電による放電電流を検出する高周波変成器（ＣＴ）１３と、高周波変成器１３の出力からノイズ信号を除去し放電信号Ｓを出力するフィルタ１４を備えて構成されている。なお、部分放電を検出する部分放電検出装置６としては、前述のもの以外に、部分放電による放電光を検出する光電子倍増管を用いたり、部分放電に伴う電磁波を検出する電磁アンテナや、放電電荷を検出する結合コンデンサ等を用いたりしたものであってもよい。
【００１９】
そして、上記のように構成された部分放電発生監視装置２の部分放電の計測、監視の制御フローは以下に示す通りとなっており、図３を参照して説明する。
【００２０】
第１ステップＳ１では、装置内のメモリ１２に放電判定信号の回数を計数し記憶するように設けられたカウンタＣの計数値を「０」とする。続く、第２ステップＳ２では、放電判定フラッグＦを設けて、まず「Ｌ」（Ｌｏｗ）を書き込み初期化しておく。なお、放電判定フラグＦは、読み込んだ放電信号の大きさが信号レベルの閾値Ｐと比べて大きい「Ｈ」（Ｈｉｇｈ）であるか、閾値Ｐ以下「Ｌ」であるかを記憶しておくフラグである。
【００２１】
次の第３ステップＳ３では、部分放電検出装置６から入力した放電信号Ｓを読み込み、第４ステップＳ４に進む。放電信号Ｓの読み込み間隔については、部分放電の検出漏れを防ぐため、部分放電発生時の放電波形のパルス幅の１／２より短い時間とする。
【００２２】
第４ステップＳ４では、読み込んだ放電信号Ｓのレベルが予め設定した信号レベルの閾値Ｐを超えているか否かの判定をする。閾値Ｐの設定については、放電信号Ｓのノイズレベルに対し若干大きい値にしておく。またノイズレベルについては、試験環境や試験装置、測定試料（課電試料３）により変化するため、ノイズレベルに合わせて放電判定の閾値Ｐを、閾値の可変設定可能に構成した設定手段１０に変更、設定することで、放電判定の精度を上げることができる。
【００２３】
そして、放電信号Ｓのレベルが予め設定した閾値Ｐを超えている場合（第４ステップＳ４：ＹＥＳ）は、第５ステップＳ５に進む。第５ステップＳ５では、放電信号Ｓのレベルが閾値Ｐを超えているから、放電判定フラッグＦに判定結果の「Ｈ」を書き込み、第６ステップＳ６に進む。また、放電信号Ｓのレベルが閾値Ｐ以下の場合（第４ステップＳ４：ＮＯ）は、第６ステップＳ６に進む。
【００２４】
第６ステップＳ６では、分圧器５から入力した試験電圧を降圧した電圧のレベルを読み込み、その後、第７ステップＳ７に進む。ここでの電圧を読み込む間隔は、例えば放電電圧を読み込む間隔と同じとする。しかし、部分放電の放電信号Ｓが数ｋＨｚの周波数帯からＧＨｚの周波数帯であり、この放電信号Ｓを読み込む間隔は電圧波形に対して極端に短い。そこで、極性反転の判定には数百μｓオーダの間隔であれば十分であるため、電圧を読み込む間隔を長くし、電圧を読み込むまでは、放電信号Ｓの読み込みと判定を行う第３ステップＳ３〜第５ステップＳ５を繰り返すように制御を行ってもよい。
【００２５】
第７ステップＳ７では、読み込んだ電圧の極性が反転しているか否かを判定する。ここでは、例えば電圧半周期毎に放電判定結果を記憶する。そのため、電圧波形の正の部分と負の部分、すなわち、電圧の極性が反転した時点で１回ずつ放電判定結果の記憶を行う。半周期の設定については、位相をずらし適宜に設定するようにしてもよいが、電圧が０［Ｖ］付近では部分放電の発生頻度が少ないため、電圧が０［Ｖ］となる極性反転点を放電判定の境界とするのが望ましい。そして、電圧の極性が反転している場合（第７ステップＳ７：ＹＥＳ）は、第８ステップＳ８に進み、電圧の極性が反転していない場合（第７ステップＳ７：ＮＯ）は、第３ステップＳ３に戻り、次の放電信号Ｓの読込みを行い、放電判定を繰り返す。
【００２６】
第８ステップＳ８では、放電判定フラグＦに記憶している内容が「Ｈ」であるか否かの判定を行う。そして、放電判定フラグＦが「Ｈ」である場合（第８ステップＳ８：ＹＥＳ）は、第９ａステップＳ９ａに進み、放電結果としてメモリ１２に“１”を書き込み記憶させ、第１０ステップＳ１０に進む。また、放電判定フラグＦが「Ｌ」である場合（第８ステップＳ８：ＮＯ）は、第９ｂステップＳ９ｂに進み、放電結果としてメモリ１２に“０”を書き込み記憶させ、第１０ステップＳ１０に進む。
【００２７】
第１０ステップＳ１０では、メモリ１２に放電判定信号の回数を計数し記憶するカウンタＣの計数値に「１」を加え、第１１ステップＳ１１に進む。そして、第１１ステップＳ１１では、カウンタＣの計数値が予め設定した計数値の閾値Ｎ以上であるか否かの判定を行い、カウンタＣの計数値が閾値Ｎ以上であると判定した場合（第１１ステップＳ１１：ＹＥＳ）は、第１２ステップＳ１２に進む。
【００２８】
続く第１２ステップＳ１２では、装置内メモリ１２に記憶した全てのデータを外部記憶装置７にシリアル通信により送信する。そして、送信した後、第１３ステップＳ１３に進む。一方、カウンタＣの計数値が閾値Ｎ未満であると判定した場合（第１１ステップＳ１１：ＮＯ）は、第２ステップＳ２に戻り、次の電圧半周期での部分放電の判定を行い、以降のステップを繰り返す。
【００２９】
以上のように、第１２ステップＳ１２においてメモリ１２に所定量のデータが溜まった段階、つまり、計数値の閾値Ｎ以上となったところで定期的にデータを転送することにより、装置内メモリ１２の容量を小さくすることができる。課電寿命試験では長期間、常に放電監視を行い、放電判定信号をメモリ１２に記憶し続けることになるため、メモリ１２内のデータを外部に転送することで、装置内メモリ１２の記憶容量の節約ができ、また試験途中でも、これまでの放電の発生状況を外部の離れたところでも確認することができる。なお、計数値の閾値Ｎについては、装置内メモリ１２の記憶容量や確認の間隔等に合せ、適正な値に予め設定を行う。
【００３０】
また、本実施形態においては、試験電圧の半周期で１ビットを出力するため、測定時間に対する放電監視で出力されるデータ量は図５に示す通りとなる。すなわち、試験電圧の周波数が６０Ｈｚでは、１時間で５４ｋバイト、１年でも４７３Ｍバイトのデータ量で済むことになる。よって、長時間の部分放電発生監視においては、データ量を抑えながらも全期間に渡って放電データを得ることができる。また本実施形態では、カウンタＣを用いて一定間隔でデータを送信しているが、カウンタＣを用いず送信指示があった時のみデータを送信するようにしてもよい。
【００３１】
そして、第１３ステップＳ１３では、計測終了の指示が入力されていた場合（第１３ステップＳ１３：ＹＥＳ）は、計測を終了する。この計測終了時点においては、前の第１２ステップＳ１２で装置内メモリ１２に記憶した全てのデータを外部記憶装置７に送信し終えているので、装置内メモリ１２にはデータが記憶されていない状態になる。また、計測終了の指示が入力されていない場合（第１３ステップＳ１３：ＮＯ）は、第１ステップＳ１に戻り、カウンタＣの計数値を「０」に戻し、再びそれ以降のステップを実行し、計測を継続する。
【００３２】
以上のように構成し、電圧半周期毎に部分放電の発生の有無を１ビットで記憶することで、長期間に渡る課電寿命試験においてもデータ量を抑えるようにしながら部分放電発生の監視を行うことができる。また、データ量の低減により、装置内メモリ１２や外部記憶装置７等のメモリ容量が小さくて済み、さらに、機能を放電の有無を出力することに限定することにより装置構成を簡素なものとすることができるため、装置を安価なものとすることができる。またさらに、部分放電の検出、計測時、部分放電検出装置６からの放電信号Ｓにはノイズが含まれていることがあるから、そのノイズレベルに合わせて放電判定を行う際の信号レベルの閾値Ｐを適正に設定することで、測定環境に適した精度で部分放電を計測し監視することができる。
【実施例２】
【００３３】
次に第２の実施形態を図６乃至図８を参照して説明する。図６は部分放電発生監視装置を備えた部分放電発生監視システムの構成図であり、図７は部分放電発生監視装置を備えた部分放電発生監視システムの回路図であり、図８は部分放電発生監視装置における制御フローを示すフローチャートである。なお、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、第１の実施形態と異なる本実施形態の構成について説明する。
【００３４】
図６乃至図８において、２１は部分放電発生監視システムで、部分放電発生監視装置２２を備え、電気機器、あるいはその絶縁材料等の絶縁性能を評価するための課電寿命試験を、例えば回転電機の固定子巻線における巻線間に発生する部分放電を模擬したツイストペア試料の課電試料３を用いて行うよう構成されている。さらに、部分放電発生監視システム２１は、部分放電発生監視装置２２の他に、電源４と、交流試験電圧を分圧して出力する分圧器（ＶＴ）５と、課電試料３に発生した部分放電を検出し放電信号Ｓを出力する部分放電検出装置６と、部分放電発生監視装置２２から所定間隔で出力され送信された部分放電のデータを記憶、保存する外部記憶装置（ＰＣ）７を備えて構成されている。
【００３５】
そして、部分放電発生監視装置２２は、部分放電検出装置６によって検出された課電試料３の放電信号Ｓが入力する入力手段８と、電源４から課電試料３に印加された交流試験電圧を分圧し、計測用に降圧する分圧器５の出力を得て試験電圧の電圧波形と電圧波形の極性反転を検出する検出手段２３と、入力手段８と検出手段２３の出力に基づき、入力した放電信号Ｓの信号レベルが設定手段１０に予め設定した所定の信号レベルの閾値Ｐを超えたものであるか否かの判定を試験電圧の半周期毎に行い、部分放電があったか否か、すなわち、放電の有無についての判定を行い、結果を１ビットで出力すると共に、放電有りと判定した際の半周期における電圧波形のピーク値を出力する判定・出力手段２４を備えて構成されている。
【００３６】
また、部分放電発生監視装置２２には、図示しない表示部に放電の有無の判定結果、例えば所定経過時間に対する放電判定信号の累積回数や部分放電が有ったと判断した際の試験電圧の半周期毎の電圧波形のピーク値の状況等が表示され、部分放電の発生の監視が行えるようになっている。さらに、部分放電発生監視装置２２には装置内メモリ１２が設けられていて、放電の有無の判定結果、放電有りと判定した際の半周期における電圧波形のピーク値等が装置内メモリ１２に一時記憶できるようになっており、記憶された判定結果は、予め設定した所定の間隔で判定・出力手段２４の伝送路を介して外部記憶装置７にシリアル通信で伝送され、記憶、保存され、その表示部に表示させることで計測結果の確認を行うことができるようになっている。
【００３７】
そして、上記のように構成された部分放電発生監視装置２２の部分放電の計測、監視の制御フローは以下に示す通りとなっており、図８を参照して説明する。
【００３８】
第１ステップＳ２１では、装置内のメモリ１２に放電判定信号の回数を計数し記憶するように設けられたカウンタＣの計数値を「０」とする。続く、第２ステップＳ２２では、放電判定フラッグＦを設けて、まず「Ｌ」（Ｌｏｗ）を書き込み初期化しておく。また第３ステップＳ２３において、電圧振幅の最大値として電圧ピークＶを設けて、その数値を「０」と書き込んでおく。
【００３９】
次の第４ステップＳ２４では、部分放電検出装置６から入力した放電信号Ｓを読み込み、第５ステップＳ２５に進む。放電信号Ｓの読み込み間隔については、部分放電の検出漏れを防ぐため、部分放電発生時の放電波形のパルス幅の１／２より短い時間とする。
【００４０】
第５ステップＳ２５では、読み込んだ放電信号Ｓのレベルが予め設定した信号レベルの閾値Ｐを超えているか否かの判定をする。放電信号Ｓのレベルが予め設定した閾値Ｐを超えている場合（第５ステップＳ２５：ＹＥＳ）は、第６ステップＳ２６に進む。第６ステップＳ２６では、放電信号Ｓのレベルが閾値Ｐを超えているから、放電判定フラッグＦに判定結果の「Ｈ」を書き込み、第７ステップＳ２７に進む。また、放電信号Ｓのレベルが閾値Ｐ以下の場合（第５ステップＳ２５：ＮＯ）は、第７ステップＳ２７に進む。
【００４１】
第７ステップＳ２７では、分圧器５から入力した試験電圧を降圧した電圧のレベルを読み込み、第８ステップＳ２８に進む。続く第８ステップＳ２８では、読み込んだ電圧の絶対値が電圧ピークＶを超えているか否かを判定する。読み込んだ電圧の絶対値が書き込まれている電圧ピークＶを超えている場合（第８ステップＳ２８：ＹＥＳ）は、第９ステップＳ２９に進み、読み込んだ電圧の絶対値を電圧ピークＶに書き込み、第１０ステップＳ３０に進む。また、読み込んだ電圧の絶対値が書き込まれている電圧ピークＶを超えていない場合（第８ステップＳ２８：ＮＯ）は、第１０ステップＳ３０に進む。
【００４２】
第１０ステップＳ３０では、読み込んだ電圧の極性が反転しているか否かを判定する。そして、電圧の極性が反転している場合（第１０ステップＳ３０：ＹＥＳ）は、第１１ステップＳ３１に進み、電圧の極性が反転していない場合（第１０ステップＳ３０：ＮＯ）は、第４ステップＳ２４に戻り、次の放電信号Ｓの読込みを行い、放電判定を繰り返す。
【００４３】
第１１ステップＳ３１では、放電判定フラグＦに記憶している内容が「Ｈ」であるか否かの判定を行う。そして、放電判定フラグＦが「Ｈ」である場合（第１１ステップＳ３１：ＹＥＳ）は、第１２ａステップＳ３２ａに進み、放電結果としてメモリ１２に“１”を書き込み記憶させ、さらに第１３ステップＳ３３に進み、メモリ１２に読み込んだ電圧の絶対値が書き込まれた電圧ピークＶをメモリ１２に書き込み記憶させ、第１４ステップＳ３４に進む。一方、放電判定フラグＦが「Ｌ」である場合（第１１ステップＳ３１：ＮＯ）は、第１２ｂステップＳ３２ｂに進み、放電結果としてメモリ１２に“０”を書き込み記憶させ第１４ステップＳ３４に進む。
【００４４】
第１４ステップＳ３４では、メモリ１２に放電判定信号の回数を計数し記憶するカウンタＣの計数値に「１」を加え、第１５ステップＳ３５に進む。本実施形態においては、放電ありの場合のみ電圧値も同時に記憶しているため、カウンタＣとメモリ１２に記憶したデータ量とが対応していないことになる。つまり、データ量ではなく、時間間隔を一定にしてデータを外部に送信することになる。このため、データ量で閾値を設定する場合には、カウンタＣの計数値に記憶したビット数を加えて、データ量を積算する制御としてもよい。電圧値を１回記憶するのに必要なデータ量は、例えば２バイト整数を使用すると、１６ビットとなる。
【００４５】
そして、第１５ステップＳ３５では、カウンタＣの計数値が予め設定した計数値の閾値Ｎ以上であるか否かの判定を行い、カウンタＣの計数値が閾値Ｎ以上であると判定した場合（第１５ステップＳ３５：ＹＥＳ）は、第１６ステップＳ３６に進む。
【００４６】
続く第１６ステップＳ３６では、装置内メモリ１２に記憶した全てのデータを外部記憶装置７にシリアル通信により送信する。そして、送信した後、第１７ステップＳ３７に進む。一方、カウンタＣの計数値が閾値Ｎ未満であると判定した場合（第１５ステップＳ３５：ＮＯ）は、第２ステップＳ２２に戻り、次の電圧半周期での部分放電の判定を行い、以降のステップを繰り返す。
【００４７】
第１７ステップＳ３７では、計測終了の指示が入力されていた場合（第１７ステップＳ３７：ＹＥＳ）は、計測を終了する。また、計測終了の指示が入力されていない場合（第１７ステップＳ３７：ＮＯ）は、第１ステップＳ２１に戻り、カウンタＣの計数値を「０」に戻し、再びそれ以降のステップを実行し、計測を継続する。
【００４８】
以上のように構成し、電圧半周期毎に部分放電の発生の有無を１ビットで記憶し、放電発生有りの時のみ半周期の電圧ピーク値を同時に記憶することで、長期間に渡る課電寿命試験においてもデータ量を抑えるようにしながら部分放電発生の監視を行うことができ、さらに、放電発生時の電圧の確認が行えることから、課電試料３に印加される試験電圧の外部ノイズや電源系統の電圧変動等による変化の履歴が明らかとなり、課電寿命試験の信頼性を向上させることができる。また、データ量の低減により必要とするメモリ容量が小さくてよく、装置構成も簡素なものとすることができるので装置を安価なものとすることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１，２１…部分放電発生監視システム
２，２２…部分放電発生監視装置
３…課電試料
４…電源
５…分圧器
６…部分放電検出装置
７…外部記憶装置
８…入力手段
９，２３…検出手段
１０…設定手段
１１，２４…判定・出力手段
１２…メモリ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機器、またはその絶縁材料の絶縁性能を評価する課電寿命試験における課電試料の部分放電を計測、監視する部分放電発生監視装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機器には電気絶縁物が使用されており、稼動時に電気的、機械的、熱的なストレスが加わることにより、絶縁物の劣化が進行して最終的には電気機器の故障を引き起こすことがある。電気機器の信頼性を確保するには、電機器の絶縁性能の把握が必要である。
【０００３】
絶縁性能の評価の一つに、電気機器、またはその絶縁材料に一定条件下で長期間にわたり所定の電圧を印加しつづけて絶縁破壊までの時間を測定し、評価する課電寿命試験が有る。ある条件で電圧を印加すると絶縁物近傍で部分放電が発生し、この部分放電が絶縁物の劣化の一因となることが知られている。よって、課電寿命試験において、絶縁物の性能を評価し、劣化メカニズムを検討する上で部分放電の発生状況を把握することが重要である。
【０００４】
一方、信号波形の測定については、一般にオシロスコープを用いているが、課電寿命試験における部分放電の放電信号は数ｋＨｚの周波数帯からＧＨｚの周波数帯であるため、部分放電波形を測定するにはサンプリング周波数を放電周波数程度以上に上げる必要がある。そのため、部分放電波形を保存するにはデータ量が膨大であるから、多量の記憶容量が必要となるだけでなく、データ処理や伝送にも多くの時間が必要となる。
【０００５】
こうした状況に対し、部分放電波形を測定する際、正と負のピーク値を保持することにより、サンプリング点数を抑えることでデータ量を低減する方法がある（例えば、特許文献１参照）。この方法は部分放電波形の保存や解析に適している。しかし、課電寿命試験における部分放電の発生状況を把握するには、長時間に渡ってデータを記憶し続ける必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−３９６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような状況に鑑みて本発明はなされたもので、その目的とするところは、電気機器等の絶縁性能を評価する課電寿命試験で、課電試料に発生する部分放電を計測することによって得る部分放電のデータ量を低減することができ、また部分放電のデータを記憶する記憶装置の記憶容量を少なくすることができる部分放電発生監視装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は上記目的を達成するものであって、本発明の部分放電発生監視装置及び監視方法は、部分放電発生監視装置が、課電試料に交流試験電圧を印加して課電寿命試験を行う際、前記課電試料に発生する部分放電を、部分放電検出装置により検出し計測して監視する部分放電発生監視装置であって、前記部分放電検出装置により検出された前記課電試料からの部分放電の放電信号を入力する入力手段と、分圧器を介して入力された前記試験電圧の電圧波形の極性反転を検出する検出手段と、入力した前記放電信号の信号レベルが所定の閾値を超えたものであるか否かの判定を前記試験電圧の半周期毎に行い、該半周期毎の放電の有無についての判定結果を１ビットで出力する判定・出力手段を備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、部分放電発生監視方法が、課電試料に交流試験電圧を印加して発生する部分放電を、検出し計測して監視する課電寿命試験における部分放電発生監視方法であって、前記課電試料の部分放電に伴う放電信号の信号レベルと前記試験電圧の電圧波形の極性反転を検出した後、前記信号レベルが所定の閾値を超えたものであるか否かの判定を前記試験電圧の半周期毎に行い、該半周期毎の放電の有無を計数するようにして監視することを特徴とする方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、課電試料に発生する部分放電を検出するようにした課電寿命試験での部分放電のデータ量を低減することができると共に、長期間の試験であってもデータを記憶する記憶装置の記憶容量を少なくすることができ、装置も簡素な構成となるので安価なものとなる等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る部分放電発生監視システムの構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る部分放電発生監視システムを説明するための回路図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における制御フローを示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態における入力信号波形と放電判定の出力データを示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態において出力される放電判定データの個数を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る部分放電発生監視システムの構成図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る部分放電発生監視システムを説明するための回路図である。
【図８】本発明の第２の実施形態における制御フローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１３】
先ず第１の実施形態を図１乃至図５により説明する。図１は部分放電発生監視装置を備えた部分放電発生監視システムの構成図であり、図２は部分放電発生監視装置を備えた部分放電発生監視システムの回路図であり、図３は部分放電発生監視装置における制御フローを示すフローチャートであり、図４は部分放電発生監視装置の入力信号波形と放電判定の出力データを示す図であり、図５は部分放電発生監視装置から出力される放電判定データの個数を示す図である。
【００１４】
図１乃至図５において、１は部分放電発生監視システムで、部分放電発生監視装置２を備え、電気機器、あるいはその絶縁材料等の絶縁性能を評価するための課電寿命試験を行うよう構成されている。課電寿命試験にかける課電試料３としては、例えば回転電機の固定子巻線における巻線間に発生する部分放電を模擬したツイストペア試料が用いられる。なお、ツイストペア試料は、固定子巻線に使用するエナメル被覆で覆った導線２本を数回程度ねじったもので、製作が容易で、複数の試料を用意できるので絶縁性能の評価試験によく使用される。
【００１５】
部分放電発生監視システム１は、部分放電発生監視装置２の他に、課電試料３に所定の交流試験電圧を印加する電源４と、課電試料３に印加する試験電圧を分圧して出力する分圧器（ＶＴ）５と、課電試料３に発生した部分放電を、課電試料３に流れる放電電流を検出することによって放電信号Ｓを出力する部分放電検出装置６と、部分放電発生監視装置２から所定間隔で出力され送信された部分放電のデータを記憶、保存する外部記憶装置（ＰＣ）７を備えて構成されている。
【００１６】
部分放電発生監視装置２については、部分放電検出装置６によって検出された課電試料３の放電信号Ｓが入力する入力手段８と、電源４から課電試料３に印加された交流試験電圧を分圧し、計測用に降圧する分圧器５の出力を得て試験電圧の電圧波形の極性反転を検出する検出手段９と、入力手段８と検出手段９の出力に基づき、入力した放電信号Ｓの信号レベルが設定手段１０に予め設定した所定の信号レベルの閾値Ｐを超えたものであるか否かの判定を試験電圧の半周期毎に行い、部分放電があったか否か、すなわち、放電の有無についての判定を行い、結果を１ビットで出力する判定・出力手段１１を備えて構成されている。
【００１７】
また、部分放電発生監視装置２には、図示しない表示部に放電の有無の判定結果、例えば所定経過時間に対する放電判定信号の累積回数等が表示され、部分放電の発生の監視が行えるようになっている。さらに、部分放電発生監視装置２には装置内メモリ１２が設けられていて、放電の有無の判定結果のデータが装置内メモリ１２に一時記憶できるようになっており、記憶された判定結果は、予め設定した所定の間隔で判定・出力手段１１の伝送路を介して外部記憶装置７にシリアル通信で伝送され、記憶、保存され、その表示部に表示させることで計測結果の確認を行うことができるようになっている。
【００１８】
また、部分放電を検出する部分放電検出装置６は、部分放電による放電電流を検出する高周波変成器（ＣＴ）１３と、高周波変成器１３の出力からノイズ信号を除去し放電信号Ｓを出力するフィルタ１４を備えて構成されている。なお、部分放電を検出する部分放電検出装置６としては、前述のもの以外に、部分放電による放電光を検出する光電子倍増管を用いたり、部分放電に伴う電磁波を検出する電磁アンテナや、放電電荷を検出する結合コンデンサ等を用いたりしたものであってもよい。
【００１９】
そして、上記のように構成された部分放電発生監視装置２の部分放電の計測、監視の制御フローは以下に示す通りとなっており、図３を参照して説明する。
【００２０】
第１ステップＳ１では、装置内のメモリ１２に放電判定信号の回数を計数し記憶するように設けられたカウンタＣの計数値を「０」とする。続く、第２ステップＳ２では、放電判定フラッグＦを設けて、まず「Ｌ」（Ｌｏｗ）を書き込み初期化しておく。なお、放電判定フラグＦは、読み込んだ放電信号の大きさが信号レベルの閾値Ｐと比べて大きい「Ｈ」（Ｈｉｇｈ）であるか、閾値Ｐ以下「Ｌ」であるかを記憶しておくフラグである。
【００２１】
次の第３ステップＳ３では、部分放電検出装置６から入力した放電信号Ｓを読み込み、第４ステップＳ４に進む。放電信号Ｓの読み込み間隔については、部分放電の検出漏れを防ぐため、部分放電発生時の放電波形のパルス幅の１／２より短い時間とする。
【００２２】
第４ステップＳ４では、読み込んだ放電信号Ｓのレベルが予め設定した信号レベルの閾値Ｐを超えているか否かの判定をする。閾値Ｐの設定については、放電信号Ｓのノイズレベルに対し若干大きい値にしておく。またノイズレベルについては、試験環境や試験装置、測定試料（課電試料３）により変化するため、ノイズレベルに合わせて放電判定の閾値Ｐを、閾値の可変設定可能に構成した設定手段１０に変更、設定することで、放電判定の精度を上げることができる。
【００２３】
そして、放電信号Ｓのレベルが予め設定した閾値Ｐを超えている場合（第４ステップＳ４：ＹＥＳ）は、第５ステップＳ５に進む。第５ステップＳ５では、放電信号Ｓのレベルが閾値Ｐを超えているから、放電判定フラッグＦに判定結果の「Ｈ」を書き込み、第６ステップＳ６に進む。また、放電信号Ｓのレベルが閾値Ｐ以下の場合（第４ステップＳ４：ＮＯ）は、第６ステップＳ６に進む。
【００２４】
第６ステップＳ６では、分圧器５から入力した試験電圧を降圧した電圧のレベルを読み込み、その後、第７ステップＳ７に進む。ここでの電圧を読み込む間隔は、例えば放電電圧を読み込む間隔と同じとする。しかし、部分放電の放電信号Ｓが数ｋＨｚの周波数帯からＧＨｚの周波数帯であり、この放電信号Ｓを読み込む間隔は電圧波形に対して極端に短い。そこで、極性反転の判定には数百μｓオーダの間隔であれば十分であるため、電圧を読み込む間隔を長くし、電圧を読み込むまでは、放電信号Ｓの読み込みと判定を行う第３ステップＳ３〜第５ステップＳ５を繰り返すように制御を行ってもよい。
【００２５】
第７ステップＳ７では、読み込んだ電圧の極性が反転しているか否かを判定する。ここでは、例えば電圧半周期毎に放電判定結果を記憶する。そのため、電圧波形の正の部分と負の部分、すなわち、電圧の極性が反転した時点で１回ずつ放電判定結果の記憶を行う。半周期の設定については、位相をずらし適宜に設定するようにしてもよいが、電圧が０［Ｖ］付近では部分放電の発生頻度が少ないため、電圧が０［Ｖ］となる極性反転点を放電判定の境界とするのが望ましい。そして、電圧の極性が反転している場合（第７ステップＳ７：ＹＥＳ）は、第８ステップＳ８に進み、電圧の極性が反転していない場合（第７ステップＳ７：ＮＯ）は、第３ステップＳ３に戻り、次の放電信号Ｓの読込みを行い、放電判定を繰り返す。
【００２６】
第８ステップＳ８では、放電判定フラグＦに記憶している内容が「Ｈ」であるか否かの判定を行う。そして、放電判定フラグＦが「Ｈ」である場合（第８ステップＳ８：ＹＥＳ）は、第９ａステップＳ９ａに進み、放電結果としてメモリ１２に“１”を書き込み記憶させ、第１０ステップＳ１０に進む。また、放電判定フラグＦが「Ｌ」である場合（第８ステップＳ８：ＮＯ）は、第９ｂステップＳ９ｂに進み、放電結果としてメモリ１２に“０”を書き込み記憶させ、第１０ステップＳ１０に進む。
【００２７】
第１０ステップＳ１０では、メモリ１２に放電判定信号の回数を計数し記憶するカウンタＣの計数値に「１」を加え、第１１ステップＳ１１に進む。そして、第１１ステップＳ１１では、カウンタＣの計数値が予め設定した計数値の閾値Ｎ以上であるか否かの判定を行い、カウンタＣの計数値が閾値Ｎ以上であると判定した場合（第１１ステップＳ１１：ＹＥＳ）は、第１２ステップＳ１２に進む。
【００２８】
続く第１２ステップＳ１２では、装置内メモリ１２に記憶した全てのデータを外部記憶装置７にシリアル通信により送信する。そして、送信した後、第１３ステップＳ１３に進む。一方、カウンタＣの計数値が閾値Ｎ未満であると判定した場合（第１１ステップＳ１１：ＮＯ）は、第２ステップＳ２に戻り、次の電圧半周期での部分放電の判定を行い、以降のステップを繰り返す。
【００２９】
以上のように、第１２ステップＳ１２においてメモリ１２に所定量のデータが溜まった段階、つまり、計数値の閾値Ｎ以上となったところで定期的にデータを転送することにより、装置内メモリ１２の容量を小さくすることができる。課電寿命試験では長期間、常に放電監視を行い、放電判定信号をメモリ１２に記憶し続けることになるため、メモリ１２内のデータを外部に転送することで、装置内メモリ１２の記憶容量の節約ができ、また試験途中でも、これまでの放電の発生状況を外部の離れたところでも確認することができる。なお、計数値の閾値Ｎについては、装置内メモリ１２の記憶容量や確認の間隔等に合せ、適正な値に予め設定を行う。
【００３０】
また、本実施形態においては、試験電圧の半周期で１ビットを出力するため、測定時間に対する放電監視で出力されるデータ量は図５に示す通りとなる。すなわち、試験電圧の周波数が６０Ｈｚでは、１時間で５４ｋバイト、１年でも４７３Ｍバイトのデータ量で済むことになる。よって、長時間の部分放電発生監視においては、データ量を抑えながらも全期間に渡って放電データを得ることができる。また本実施形態では、カウンタＣを用いて一定間隔でデータを送信しているが、カウンタＣを用いず送信指示があった時のみデータを送信するようにしてもよい。
【００３１】
そして、第１３ステップＳ１３では、計測終了の指示が入力されていた場合（第１３ステップＳ１３：ＹＥＳ）は、計測を終了する。この計測終了時点においては、前の第１２ステップＳ１２で装置内メモリ１２に記憶した全てのデータを外部記憶装置７に送信し終えているので、装置内メモリ１２にはデータが記憶されていない状態になる。また、計測終了の指示が入力されていない場合（第１３ステップＳ１３：ＮＯ）は、第１ステップＳ１に戻り、カウンタＣの計数値を「０」に戻し、再びそれ以降のステップを実行し、計測を継続する。
【００３２】
以上のように構成し、電圧半周期毎に部分放電の発生の有無を１ビットで記憶することで、長期間に渡る課電寿命試験においてもデータ量を抑えるようにしながら部分放電発生の監視を行うことができる。また、データ量の低減により、装置内メモリ１２や外部記憶装置７等のメモリ容量が小さくて済み、さらに、機能を放電の有無を出力することに限定することにより装置構成を簡素なものとすることができるため、装置を安価なものとすることができる。またさらに、部分放電の検出、計測時、部分放電検出装置６からの放電信号Ｓにはノイズが含まれていることがあるから、そのノイズレベルに合わせて放電判定を行う際の信号レベルの閾値Ｐを適正に設定することで、測定環境に適した精度で部分放電を計測し監視することができる。
【実施例２】
【００３３】
次に第２の実施形態を図６乃至図８を参照して説明する。図６は部分放電発生監視装置を備えた部分放電発生監視システムの構成図であり、図７は部分放電発生監視装置を備えた部分放電発生監視システムの回路図であり、図８は部分放電発生監視装置における制御フローを示すフローチャートである。なお、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、第１の実施形態と異なる本実施形態の構成について説明する。
【００３４】
図６乃至図８において、２１は部分放電発生監視システムで、部分放電発生監視装置２２を備え、電気機器、あるいはその絶縁材料等の絶縁性能を評価するための課電寿命試験を、例えば回転電機の固定子巻線における巻線間に発生する部分放電を模擬したツイストペア試料の課電試料３を用いて行うよう構成されている。さらに、部分放電発生監視システム２１は、部分放電発生監視装置２２の他に、電源４と、交流試験電圧を分圧して出力する分圧器（ＶＴ）５と、課電試料３に発生した部分放電を検出し放電信号Ｓを出力する部分放電検出装置６と、部分放電発生監視装置２２から所定間隔で出力され送信された部分放電のデータを記憶、保存する外部記憶装置（ＰＣ）７を備えて構成されている。
【００３５】
そして、部分放電発生監視装置２２は、部分放電検出装置６によって検出された課電試料３の放電信号Ｓが入力する入力手段８と、電源４から課電試料３に印加された交流試験電圧を分圧し、計測用に降圧する分圧器５の出力を得て試験電圧の電圧波形と電圧波形の極性反転を検出する検出手段２３と、入力手段８と検出手段２３の出力に基づき、入力した放電信号Ｓの信号レベルが設定手段１０に予め設定した所定の信号レベルの閾値Ｐを超えたものであるか否かの判定を試験電圧の半周期毎に行い、部分放電があったか否か、すなわち、放電の有無についての判定を行い、結果を１ビットで出力すると共に、放電有りと判定した際の半周期における電圧波形のピーク値を出力する判定・出力手段２４を備えて構成されている。
【００３６】
また、部分放電発生監視装置２２には、図示しない表示部に放電の有無の判定結果、例えば所定経過時間に対する放電判定信号の累積回数や部分放電が有ったと判断した際の試験電圧の半周期毎の電圧波形のピーク値の状況等が表示され、部分放電の発生の監視が行えるようになっている。さらに、部分放電発生監視装置２２には装置内メモリ１２が設けられていて、放電の有無の判定結果、放電有りと判定した際の半周期における電圧波形のピーク値等が装置内メモリ１２に一時記憶できるようになっており、記憶された判定結果は、予め設定した所定の間隔で判定・出力手段２４の伝送路を介して外部記憶装置７にシリアル通信で伝送され、記憶、保存され、その表示部に表示させることで計測結果の確認を行うことができるようになっている。
【００３７】
そして、上記のように構成された部分放電発生監視装置２２の部分放電の計測、監視の制御フローは以下に示す通りとなっており、図８を参照して説明する。
【００３８】
第１ステップＳ２１では、装置内のメモリ１２に放電判定信号の回数を計数し記憶するように設けられたカウンタＣの計数値を「０」とする。続く、第２ステップＳ２２では、放電判定フラッグＦを設けて、まず「Ｌ」（Ｌｏｗ）を書き込み初期化しておく。また第３ステップＳ２３において、電圧振幅の最大値として電圧ピークＶを設けて、その数値を「０」と書き込んでおく。
【００３９】
次の第４ステップＳ２４では、部分放電検出装置６から入力した放電信号Ｓを読み込み、第５ステップＳ２５に進む。放電信号Ｓの読み込み間隔については、部分放電の検出漏れを防ぐため、部分放電発生時の放電波形のパルス幅の１／２より短い時間とする。
【００４０】
第５ステップＳ２５では、読み込んだ放電信号Ｓのレベルが予め設定した信号レベルの閾値Ｐを超えているか否かの判定をする。放電信号Ｓのレベルが予め設定した閾値Ｐを超えている場合（第５ステップＳ２５：ＹＥＳ）は、第６ステップＳ２６に進む。第６ステップＳ２６では、放電信号Ｓのレベルが閾値Ｐを超えているから、放電判定フラッグＦに判定結果の「Ｈ」を書き込み、第７ステップＳ２７に進む。また、放電信号Ｓのレベルが閾値Ｐ以下の場合（第５ステップＳ２５：ＮＯ）は、第７ステップＳ２７に進む。
【００４１】
第７ステップＳ２７では、分圧器５から入力した試験電圧を降圧した電圧のレベルを読み込み、第８ステップＳ２８に進む。続く第８ステップＳ２８では、読み込んだ電圧の絶対値が電圧ピークＶを超えているか否かを判定する。読み込んだ電圧の絶対値が書き込まれている電圧ピークＶを超えている場合（第８ステップＳ２８：ＹＥＳ）は、第９ステップＳ２９に進み、読み込んだ電圧の絶対値を電圧ピークＶに書き込み、第１０ステップＳ３０に進む。また、読み込んだ電圧の絶対値が書き込まれている電圧ピークＶを超えていない場合（第８ステップＳ２８：ＮＯ）は、第１０ステップＳ３０に進む。
【００４２】
第１０ステップＳ３０では、読み込んだ電圧の極性が反転しているか否かを判定する。そして、電圧の極性が反転している場合（第１０ステップＳ３０：ＹＥＳ）は、第１１ステップＳ３１に進み、電圧の極性が反転していない場合（第１０ステップＳ３０：ＮＯ）は、第４ステップＳ２４に戻り、次の放電信号Ｓの読込みを行い、放電判定を繰り返す。
【００４３】
第１１ステップＳ３１では、放電判定フラグＦに記憶している内容が「Ｈ」であるか否かの判定を行う。そして、放電判定フラグＦが「Ｈ」である場合（第１１ステップＳ３１：ＹＥＳ）は、第１２ａステップＳ３２ａに進み、放電結果としてメモリ１２に“１”を書き込み記憶させ、さらに第１３ステップＳ３３に進み、メモリ１２に読み込んだ電圧の絶対値が書き込まれた電圧ピークＶをメモリ１２に書き込み記憶させ、第１４ステップＳ３４に進む。一方、放電判定フラグＦが「Ｌ」である場合（第１１ステップＳ３１：ＮＯ）は、第１２ｂステップＳ３２ｂに進み、放電結果としてメモリ１２に“０”を書き込み記憶させ第１４ステップＳ３４に進む。
【００４４】
第１４ステップＳ３４では、メモリ１２に放電判定信号の回数を計数し記憶するカウンタＣの計数値に「１」を加え、第１５ステップＳ３５に進む。本実施形態においては、放電ありの場合のみ電圧値も同時に記憶しているため、カウンタＣとメモリ１２に記憶したデータ量とが対応していないことになる。つまり、データ量ではなく、時間間隔を一定にしてデータを外部に送信することになる。このため、データ量で閾値を設定する場合には、カウンタＣの計数値に記憶したビット数を加えて、データ量を積算する制御としてもよい。電圧値を１回記憶するのに必要なデータ量は、例えば２バイト整数を使用すると、１６ビットとなる。
【００４５】
そして、第１５ステップＳ３５では、カウンタＣの計数値が予め設定した計数値の閾値Ｎ以上であるか否かの判定を行い、カウンタＣの計数値が閾値Ｎ以上であると判定した場合（第１５ステップＳ３５：ＹＥＳ）は、第１６ステップＳ３６に進む。
【００４６】
続く第１６ステップＳ３６では、装置内メモリ１２に記憶した全てのデータを外部記憶装置７にシリアル通信により送信する。そして、送信した後、第１７ステップＳ３７に進む。一方、カウンタＣの計数値が閾値Ｎ未満であると判定した場合（第１５ステップＳ３５：ＮＯ）は、第２ステップＳ２２に戻り、次の電圧半周期での部分放電の判定を行い、以降のステップを繰り返す。
【００４７】
第１７ステップＳ３７では、計測終了の指示が入力されていた場合（第１７ステップＳ３７：ＹＥＳ）は、計測を終了する。また、計測終了の指示が入力されていない場合（第１７ステップＳ３７：ＮＯ）は、第１ステップＳ２１に戻り、カウンタＣの計数値を「０」に戻し、再びそれ以降のステップを実行し、計測を継続する。
【００４８】
以上のように構成し、電圧半周期毎に部分放電の発生の有無を１ビットで記憶し、放電発生有りの時のみ半周期の電圧ピーク値を同時に記憶することで、長期間に渡る課電寿命試験においてもデータ量を抑えるようにしながら部分放電発生の監視を行うことができ、さらに、放電発生時の電圧の確認が行えることから、課電試料３に印加される試験電圧の外部ノイズや電源系統の電圧変動等による変化の履歴が明らかとなり、課電寿命試験の信頼性を向上させることができる。また、データ量の低減により必要とするメモリ容量が小さくてよく、装置構成も簡素なものとすることができるので装置を安価なものとすることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１，２１…部分放電発生監視システム
２，２２…部分放電発生監視装置
３…課電試料
４…電源
５…分圧器
６…部分放電検出装置
７…外部記憶装置
８…入力手段
９，２３…検出手段
１０…設定手段
１１，２４…判定・出力手段
１２…メモリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
課電試料に交流試験電圧を印加して課電寿命試験を行う際、前記課電試料に発生する部分放電を、部分放電検出装置により検出し計測して監視する部分放電発生監視装置であって、
前記部分放電検出装置により検出された前記課電試料からの部分放電の放電信号を入力する入力手段と、分圧器を介して入力された前記試験電圧の電圧波形の極性反転を検出する検出手段と、入力した前記放電信号の信号レベルが所定の閾値を超えたものであるか否かの判定を前記試験電圧の半周期毎に行い、該半周期毎の放電の有無についての判定結果を１ビットで出力する判定・出力手段を備えていることを特徴とする部分放電発生監視装置。
【請求項２】
放電の有無の判定で放電有りと判定した際、放電有りと判定した半周期における電圧波形のピーク値を出力するピーク値出力段を備えていることを特徴とする請求項１記載の部分放電発生監視装置。
【請求項３】
課電試料に交流試験電圧を印加して発生する部分放電を、検出し計測して監視する課電寿命試験における部分放電発生監視方法であって、
前記課電試料の部分放電に伴う放電信号の信号レベルと前記試験電圧の電圧波形の極性反転を検出した後、前記信号レベルが所定の閾値を超えたものであるか否かの判定を前記試験電圧の半周期毎に行い、該半周期毎の放電の有無を計数するようにして監視することを特徴とする部分放電発生監視方法。
【請求項１】
課電試料に交流試験電圧を印加して課電寿命試験を行う際、前記課電試料に発生する部分放電を、部分放電検出装置により検出し計測して監視する部分放電発生監視装置であって、
前記部分放電検出装置により検出された前記課電試料からの部分放電の放電信号を入力する入力手段と、分圧器を介して入力された前記試験電圧の電圧波形の極性反転を検出する検出手段と、入力した前記放電信号の信号レベルが所定の閾値を超えたものであるか否かの判定を前記試験電圧の半周期毎に行い、該半周期毎の放電の有無についての判定結果を１ビットで出力する判定・出力手段を備えていることを特徴とする部分放電発生監視装置。
【請求項２】
放電の有無の判定で放電有りと判定した際、放電有りと判定した半周期における電圧波形のピーク値を出力するピーク値出力段を備えていることを特徴とする請求項１記載の部分放電発生監視装置。
【請求項３】
課電試料に交流試験電圧を印加して発生する部分放電を、検出し計測して監視する課電寿命試験における部分放電発生監視方法であって、
前記課電試料の部分放電に伴う放電信号の信号レベルと前記試験電圧の電圧波形の極性反転を検出した後、前記信号レベルが所定の閾値を超えたものであるか否かの判定を前記試験電圧の半周期毎に行い、該半周期毎の放電の有無を計数するようにして監視することを特徴とする部分放電発生監視方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１６４４５３（Ｐ２０１０−１６４４５３Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７４６１（Ｐ２００９−７４６１）
【出願日】平成２１年１月１６日（２００９．１．１６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１６日（２００９．１．１６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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