部分放電電圧計測システム及び部分放電電圧計測方法
【課題】より信頼性が高い測定を行うことができる部分放電電圧計測システムを提供する。
【解決手段】絶縁物８について部分放電開始電圧を測定する場合、電圧制御プログラム９が、所定の時間間隔Δｔupで電源装置２の出力電圧レベルを上昇させて、電圧上昇率が一定となるように制御する。また、部分放電判定プログラム１９は、部分放電信号計測回路１６が商用交流電源の６周期にわたり、部分放電検出ユニット３により出力される部分放電信号波形を計測し、その波形レベルが、開始判定しきい値Ｔｈiを超えた時点で部分放電が発生したと判定して、その時点の印加電圧を部分放電開始電圧とする。
【解決手段】絶縁物８について部分放電開始電圧を測定する場合、電圧制御プログラム９が、所定の時間間隔Δｔupで電源装置２の出力電圧レベルを上昇させて、電圧上昇率が一定となるように制御する。また、部分放電判定プログラム１９は、部分放電信号計測回路１６が商用交流電源の６周期にわたり、部分放電検出ユニット３により出力される部分放電信号波形を計測し、その波形レベルが、開始判定しきい値Ｔｈiを超えた時点で部分放電が発生したと判定して、その時点の印加電圧を部分放電開始電圧とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁物に高電圧を印加した際に、絶縁物の内部または外部で発生する部分放電を計測する部分放電電圧計測システム，及び部分放電電圧計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
変圧器をはじめとする電気設備では、経年劣化或いは環境劣化により、絶縁物の内部や外部において部分放電と称する微小な放電が発生したり、さらに絶縁物が長期間部分放電に晒されることで絶縁材料が劣化し、何れは絶縁破壊に至ることがよく知られている。したがって、設備を構成する絶縁材料の部分放電特性を詳細に把握することは、事故を防止するためにも重要である。
部分放電は、絶縁物にあるレベル以上の電圧が印加されると発生する。その場合、部分放電開始電圧は、印加する電圧レベルを徐々に上昇させて、部分放電が最初に発生した際の印加電圧で定義され、部分放電消滅電圧は、部分放電が発生している状態から徐々に電圧レベルを下降させて、最初に部分放電が消滅した際の印加電圧で定義される。
【０００３】
一般に従来は、図９に示すように、交流電源５１が出力する交流電圧を、誘導電圧調整器５２を用いて手動で上昇または下降させ、トランス５３により昇圧して絶縁物５４に印加するようにしている。絶縁物５４に対しては、結合コンデンサ５５及び部分放電測定器５６の直列回路が並列に接続されており、部分放電測定器５６が出力する信号をオシロスコープ５７で計測し、その表示波形を観察することで測定を行っていた。例えば部分放電開始電圧の場合、測定者が手動で印加電圧を上昇させて、目視で部分放電が発生したと判断した時点の電圧レベルを、メータから読み取るという手順である。
【０００４】
部分放電特性に影響を与える要素は、周囲温度や湿度など数多くあるが、印加電圧の上昇率もそのひとつである。したがって、手動で電圧を上昇させる従来の方法では、測定者によって上昇率に個人差が生じ、部分放電特性に少なからず影響を与えていた。また、放電の発生を目視により判断していたため、やはり測定者によって判定基準にばらつきが生じていた。
このような測定手法に対し、特許文献１には、パルス電圧の印加から、制御装置へのデータ蓄積までの一連の処理を、ソフトウェアを用いて自動的に行う計測システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３８４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１は、インバータサージ電圧の印加に応じて発生する部分放電開始電圧を測定することを目的としているため、測定対象物に印加するのはインパルス状の電圧であり、商用電源周波数に等しい交流電圧を印加する一般的な部分放電電圧の測定形態とは異なっている。また、特許文献１では、光電子増倍管や分圧器によって検出された結果を、そのまま部分放電開始電圧として評価している。ところが、実際の測定環境では、上記の検出結果にノイズ等が混入される場合も多く、検出された信号そのものが部分放電の発生に基づくものとは限らず、信頼性が高い測定であるとは言い難い。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より信頼性が高い測定を行うことができる部分放電電圧計測システム，及び部分放電電圧計測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】
上記目的を達成するために、請求項１記載の部分放電電圧計測システムは、正弦波電圧を生成して絶縁物に印加する電圧印加手段と、
この電圧印加手段が生成する正弦波電圧の振幅を制御する電圧制御手段と、
前記電圧印加手段が前記絶縁物に印加した電圧を計測する印加電圧計測手段と、
前記絶縁物に対して電気的に接続された状態で部分放電を検出するために使用される部分放電測定器より出力される判定対象信号を計測する信号計測手段と、
この信号計測手段が計測した判定対象信号に基づいて、部分放電の発生の有無を示す電圧を判定する電圧判定手段とを備え、
前記電圧制御手段は、前記正弦波電圧を段階的に上昇させ、
前記信号計測手段は、前記正弦波電圧が上昇する各段階について、前記正弦波電圧の１周期よりも長い時間にわたり計測を行い、
前記電圧判定手段は、前記判定対象信号のレベルが開始判定しきい値を超えた場合に、前記印加電圧計測手段が計測した電圧レベルを部分放電開始電圧とすることを特徴とする。
【０００９】
斯様に構成すれば、電圧制御手段が所定の時間間隔で電圧印加手段の出力電圧レベルを上昇させるので、電圧上昇率を一定に制御できる。そして、電圧判定手段は、信号計測手段が計測した判定対象信号のレベルが開始判定しきい値を超えた時点で部分放電が発生したと判定する。したがって、放電発生の判定基準が一定になると共に、ノイズなどの影響を排除して部分放電の発生を確実に判定できる。
また、印加電圧計測手段が絶縁物に印加する電圧を計測するので、測定者がメータを読み取る必要もなく、測定者が介在せずに部分放電開始電圧を測定できる。加えて、部分放電は、所定の電圧レベルに達した直後に発生する場合もあれば、正弦波電圧の１周期以上遅れて発生する場合もある。そこで、正弦波電圧の１周期よりも長い時間、判定対象信号を計測することで、部分放電が遅れて発生しても見逃す可能性が低くなる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の部分放電電圧計測システムによれば、測定者が介在することなく部分放電開始電圧を測定できるので、ばらつきの少ない測定結果が得られると共にノイズなどの影響を排除して部分放電の発生を確実に判定できる。そして、部分放電の発生を見逃す可能性を低減して、部分放電開始電圧の測定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施例の部分放電電圧計測システムを示すブロック図
【図２】部分放電開始電圧の測定手順を示すフローチャート
【図３】（ａ）は部分放電が発生していない場合の部分放電測定器の出力信号波形の例、（ｂ）は部分放電が発生している場合の（ａ）相当図
【図４】部分放電消滅電圧の測定手順を示すフローチャート
【図５】第２実施例を示す図１相当図
【図６】図２相当図
【図７】第３実施例を示す図１相当図
【図８】第４実施例を示す図１相当図
【図９】従来技術を示す図１相当図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１実施例）
以下、第１実施例について図１ないし図４を参照しながら説明する。図１は部分放電電圧計測システムの構成をブロック図で示したものである。本実施例の部分放電電圧計測システム１は、電源装置２、計測制御装置４を備えて構成されている。電源装置２は、交流電圧を出力するもので、正弦波電圧を生成出力する発振器５，及び発振器５が生成した正弦波電圧を増幅するアンプ６で構成されている。変圧器７は、アンプ６の出力電圧を昇圧し、絶縁物８に昇圧電圧を印加する。発振器５は、計測制御装置４が備えている電圧制御プログラム９が定めた振幅に従い、正弦波電圧を生成するようになっている。
【００１３】
部分放電検出ユニット３は、絶縁物８において発生した部分放電を検出して部分放電信号波形を出力するもので、絶縁物８に対して並列接続される結合コンデンサ１０及び部分放電測定器１１の直列回路で構成されている。結合コンデンサ１０の容量は、例えば１０００ｐＦ程度である。
計測制御装置４は、パーソナルコンピュータをベースとして構成されており、以下に述べる各種のアプリケーションプログラムが動作すると共に、外部との間で信号を入出力するためのインターフェイスを備えることで、入力された信号波形を画面に表示するデジタルオシロスコープとしての機能や、部分放電の計測を制御する機能を実現している。
【００１４】
計測制御装置４の印加電圧計測部（印加電圧計測手段）１５は、印加電圧計測回路１３，電圧値算出プログラム１４を備えて構成され、部分放電信号計測部（信号計測手段）１８は、部分放電信号計測回路１６及び部分放電信号レベル算出プログラム１７を備えて構成される。また、計測制御装置４は、電圧値算出プログラム１４の算出結果と、部分放電信号レベル算出プログラム１７の算出結果とを利用する部分放電判定プログラム（電圧判定手段）１９を備えている。
【００１５】
初期電圧取得プログラム１２は、計測制御装置４の表示パネル（ディスプレイ）に初期電圧を設定するための入力欄を表示させ、ユーザがキーボード等により入力した初期電圧を取得すると、電圧制御プログラム（電圧制御手段）９に転送する。印加電圧計測部１５は、外部の変圧器３０を介して降圧された、絶縁物８に印加される電圧値を計測し、電圧制御プログラム９と部分放電判定プログラム１９とに転送する。電圧制御プログラム９は、絶縁物８に印加された電圧が、初期電圧取得プログラム（初期電圧設定手段）１２から受け取った初期電圧に達するまでは急激に上昇させて、その後は緩やかに上昇させるように、例えばＧＰ−ＩＢなどのインターフェイスを介して発振器５を制御する。部分放電判定プログラム１９は、部分放電信号計測部１８が計測した部分放電信号レベルを評価して部分放電の発生を判定する。
【００１６】
次に、部分放電電圧計測システム１により部分放電開始電圧を測定する方法について説明する。図２は、本実施例における部分放電開始電圧の測定手順を示すフローチャートである。ステップＳ１では、初期電圧取得プログラム１２が、ユーザにより計測制御装置４の表示パネルの入力欄に設定された初期電圧Ｖi（例えば、１ｋＶ）を読み込み、ステップＳ２では、電圧制御プログラム９が発振器５の出力電圧振幅Ａを例えば「０」に初期化する。
【００１７】
ステップＳ３では、電圧制御プログラム９が発振器５に振幅Ａの正弦波電圧を生成するように指示を与える。これにより、発振器５で生成された振幅Ａの正弦波電圧は、アンプ６で増幅された後、変圧器７でさらに昇圧されて絶縁物８に印加される。ステップＳ４では、印加電圧計測回路１３が絶縁物８に印加された電圧波形を計測し、ステップＳ５では、電圧値算出プログラム１４が、ステップＳ４で計測された波形から例えば実効値として電圧値Ｖを算出する。この場合、算出する電圧値はピーク値でも構わない。
【００１８】
ステップＳ６では、電圧制御プログラム９が初期電圧ＶiとステップＳ５算出した電圧値Ｖとを比較し、（Ｖ≧Ｖi）であれば（ＹＥＳ）ステップＳ８に移行し、それ以外であれば（ＮＯ）ステップＳ７に移行する。ステップＳ７では、振幅Ａに対し、所定の振幅変化幅ΔＡをｎ倍（１＜ｎ）した増加幅を加えたものを新たな振幅Ａとすると、ステップＳ３に戻る。そして、ステップＳ６において（Ｖ≧Ｖi）となるまで、ステップＳ３からステップＳ７を繰り返し実行する。
尚、変化幅ΔＡは、発振器５の出力電圧の最小単位（出力分解能）で決まり、倍率ｎについては、発振器５に対し、出力分解能のｎ倍（ｎ［ｍＶ］）の電圧を指示するものとなる。そして、例えばアンプ６のゲインが「１００」，変圧器８の昇圧率が「６０」であるとすれば、変化幅ΔＡに応じて電源装置２が出力する電圧レベルは、１ｍＶ×１００×６０＝６Ｖとなる。
【００１９】
ステップＳ８では、部分放電信号計測回路１６が、部分放電検出ユニット３より出力される部分放電信号波形（判定対象信号）を計測し、ステップＳ９では、部分放電信号レベル算出プログラム１７が、部分放電信号レベルの最大値ＰＤmaxを算出する。
【００２０】
図３（ａ）は、絶縁物８にて部分放電が発生していない状態で、部分放電検出ユニット３が出力した電圧６周期分の部分放電信号波形の一例であり、図３（ｂ）は、部分放電が発生した状態の（ａ）相当図である。図３（ｂ）に示すように、部分放電が発生すると、ピーク値が異なるインパルス状の信号波形が間欠的に観測される。そこで、部分放電信号レベルの最大値があるレベル以上となったか否かを判定すれば、部分放電の発生を確実に検知できる。
再び、図２を参照する。ステップＳ１０では、部分放電判定プログラム１９が、所定のしきい値Ｔｈi（測定対象の絶縁物８に応じて異なる）と最大値ＰＤmaxとを比較し、（ＰＤmax≧Ｔｈi）であれば部分放電が発生したと判定して（ＹＥＳ）ステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３では、ステップＳ５で算出した電圧値Ｖを部分放電開始電圧として、計測制御装置４の表示パネルなどに表示する。
【００２１】
一方、ステップＳ１０において（ＰＤmax＜Ｔｈi）の場合には（ＮＯ）、部分放電の発生はないと判定し、ステップＳ１１にて所定の電圧上昇時間Δｔup（例えば０．５秒）が経過するまで待機する。Δｔupが経過するとステップＳ１２に移行し、電圧制御プログラム９が振幅Ａに所定の振幅変化幅ΔＡを加えて更新する処理を行い、ステップＳ３に戻る。なお、ステップＳ１０では、Ｔｈi≦ＰＤmax）という判定式を用いたが、（Ｔｈi＜ＰＤmax）を用いても構わない。
尚、ステップＳ７における電圧の増加幅は（ΔＡ・ｎ）に設定されているが、ステップＳ１２における電圧の増加幅はΔＡに設定されている。これは、部分放電開始電圧が１ｋＶを上回ると予想される絶縁物の場合、初期電圧Ｖiを超えるまでは印加電圧の上昇率を高めて、測定を迅速に行うためである。
【００２２】
図４は、部分放電消滅電圧の測定手順を示すフローチャートである。ステップＳ２１では、初期電圧取得プログラム１２が、計測制御装置４の表示パネルの入力欄に、ユーザにより設定された初期電圧Ｖeを読み込み、ステップＳ２２では、電圧制御プログラム９が絶縁物８に印加される電圧がＶeとなる振幅Ａをセットする。ステップＳ３〜Ｓ５，Ｓ８，Ｓ９では、図２と同様の処理を行う。
ステップＳ２３では、部分放電判定プログラム１９が、所定のしきい値Ｔｈeと最大値ＰＤmaxを比較し、（ＰＤmax＜Ｔｈe）となれば部分放電が消滅したと判定し（ＹＥＳ）、ステップＳ２６に移行する。ステップＳ２６では、ステップＳ５で算出した電圧値Ｖを部分放電消滅電圧として、計測制御装置４の表示パネルなどに表示する。
【００２３】
ステップＳ２３において、（ＰＤmax≧Ｔｈe）の場合は（ＮＯ）部分放電が継続していると判定し、ステップＳ２４にて所定の電圧下降時間Δｔdown（例えば０．５秒）が経過するまで待機する。Δｔdownが経過するとステップＳ２５に進み、電圧制御プログラム９が振幅Ａを振幅変化幅ΔＡだけ減少させて、ステップＳ３に戻る。なお、ステップＳ２３では（ＰＤmax＜Ｔｈe）という判定式を用いたが、（Ｔｈe≦ＰＤmax）を用いても構わない。また、図２及び図４では、部分放電開始電圧と部分放電消滅電圧とを個別に測定する手順として説明したが、図２のステップＳ１３を実行した後に図４のステップＳ２１に進み、部分放電開始電圧と部分放電消滅電圧とを続けて測定してもよい。
【００２４】
一般に、部分放電開始電圧と部分放電消滅電圧とでは、前者が高く、後者が低い値となる。例えば、特許文献１にも試料として開示されているような、エナメル線によるツイストペアについて測定を行った一例では、部分放電開始電圧が６４０Ｖ（平均値）であるのに対して部分放電消滅電圧は５７０Ｖ（平均値）であり、７０Ｖ程度の差がある。したがって、部分放電開始電圧と共に部分放電消滅電圧も計測しておき、耐圧等を設定する場合に部分放電消滅電圧を基準にすれば、安全に対するマージンをより確実に設定することが可能となる。
【００２５】
以上のように本実施例によれば、絶縁物８について部分放電開始電圧を測定する場合、電圧制御プログラム９が、所定の時間間隔Δｔupで電源装置２の出力電圧レベルを上昇させるので、部分放電判定プログラム１９は、部分放電信号計測回路１６を介して部分放電検出ユニット３により出力される部分放電信号波形を計測し、その波形のレベルが、開始判定しきい値Ｔｈiを超えた時点で部分放電が発生したと判定する。したがって、電圧上昇率が一定となることで放電発生の判定基準が一定になると共に、部分放電信号波形に重畳されるノイズなどの影響を排除できるので、部分放電の発生を確実に判定できる。また、印加電圧計測回路１３が絶縁物８に印加する電圧を計測するので、測定者が計測器等のメータを読み取る必要もなく、測定者が介在せずに部分放電開始電圧を測定できる。
【００２６】
また、部分放電消滅電圧を測定する場合、電圧制御プログラム９が所定の時間間隔Δｔdownで電源装置２の出力電圧レベルを下降させて、部分放電判定プログラム１９は、部分放電信号計測回路１６が計測した信号レベルが所定のしきい値Ｔｈeを下回ると部分放電が消滅したと判定する。したがって、電圧下降速度が一定となることで放電消滅の判定基準も一定になり、この場合もノイズなどの影響を排除して確実に判定できる。そして、、測定者が介在せずに部分放電消滅電圧を測定できるので、ばらつきの少ない測定結果が得られる。
【００２７】
また、部分放電は、絶縁物の印加電圧が所定の電圧レベルに達した直後に発生したり、消滅したりする場合もあれば、交流電圧の１周期以上遅れて発生する場合もある。そして、電圧の１周期以上遅れて消滅する場合もあるので、電源装置２が出力する正弦波電圧の６周期の間、部分放電信号波形を計測することで、部分放電が遅れて発生，消滅しても見逃す可能性が低くなる。したがって、部分放電開始電圧，並びに部分放電消滅電圧の測定精度を向上させることができる。
さらに、初期電圧取得プログラム１２により、部分放電開始電圧を測定する際の初期電圧Ｖiを設定し、電圧制御プログラム９は、設定された初期電圧Ｖiまでは電圧上昇率を高め、その後は電圧上昇率を緩めるので、部分放電開始電圧測定に要する時間の短縮が可能となる。
【００２８】
（第２実施例）
図５及び図６は第２実施例を示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第２実施例の部分放電電圧計測システム３１は、第１実施例の部分放電電圧計測システム１に加えて、絶縁物８の周辺温度を測定する温度測定装置（温度計測手段）２４と、絶縁物８の周辺湿度を測定する湿度測定装置（湿度計測手段）２５と、絶縁物８の周辺気圧を測定する気圧測定装置（気圧計測手段）２６とを備えて構成されている。
【００２９】
さらに、計測制御装置４に替わる計測制御装置３２は、繰返し回数制御プログラム（反復実行制御手段）２０，ハードディスクのような磁気記憶装置２１，データ保存プログラム２２を備えたデータ保存装置（データ記録手段）２３，温度測定装置２４及び湿度測定装置２５並びに気圧測定装置２６からのデータを受信（取得）する環境データ受信プログラム（周囲環境データ取得手段）２７を備えている。上記の各測定装置２４〜２６と計測制御装置３２との間のデータ転送は、例えばシリアル通信によって行われる。
【００３０】
繰返し回数制御プログラム２０は、設定された回数だけ部分放電測定を繰り返し実行させる。部分放電判定プログラム１９が判断した部分放電開始電圧，又は部分放電消滅電圧のデータと、環境データ受信プログラム２７が受信した温度データ、湿度データ、気圧データとは、データ保存プログラム２２によりファイル化されて、磁気記憶装置２１に保存される。
【００３１】
次に、部分放電電圧計測システム３１により、部分放電開始電圧を測定する方法について説明する。図６は、図２相当図である。ステップＳ３１では、繰返し回数制御プログラム２０が、例えばユーザにより入力設定され、計測制御装置３２の表示パネルに表示された繰返し回数Ｍを読み込み、ステップＳ３２では測定回数ｍを「０」に初期化する。続いて第１実施例と同様にステップＳ１〜Ｓ１３を実行し部分放電開始電圧を測定すると、ステップＳ３３では、環境データ受信プログラム２７が温度測定装置２４から温度データを、湿度測定装置２５から湿度データを、気圧測定装置２６から気圧データをそれぞれ受信する。
【００３２】
ステップＳ３４では、データ保存プログラム２２が、部分放電開始電圧、温度、湿度、気圧の各データを、例えばテキストファイルのような形式でファイルに記述する。繰返し回数制御プログラム２０は、ステップＳ３５で測定回数ｍをインクリメントし、ステップＳ３６でｍとＭとを比較する。ｍがＭ未満の場合には（ＹＥＳ）ステップＳ３７に移行し、所定の休止時間Ｔp（例えば３０秒程度）が経過するまで待機する。それ以外の場合は（ＮＯ）ステップＳ３８に移行し、データ保存プログラム２２がデータを記述したファイルを磁気記憶装置２１に保存する。
尚、ステップＳ３７において時間Ｔpだけ待機するのは、前回の測定で発生した部分放電が、次の測定に影響を与えることを回避するためである。また、図６では部分放電開始電圧の測定手順を説明したが、部分放電消滅電圧についても、ステップＳ１〜Ｓ１３に替えて図４に示す処理を実行すれば、同様の手順で測定可能である。
【００３３】
以上のように第２実施例によれば、部分放電特性の測定を、繰返し回数制御プログラム２０により複数回繰り返し実行させ、温度等の絶縁物８の周囲環境データの計測も環境データ受信プログラム２７により行わせ、計測された各データはファイルに記述するようにした。一般に、部分放電開始電圧や部分放電消滅電圧は測定値のばらつきが大きく、一つの測定条件下で複数回の測定を実施して、得られた複数の測定データを統計処理することが多い。そこで、部分放電開始電圧や部分放電消滅電圧の測定を繰り返し行い、測定結果をファイルに保存すれば、測定者が毎回メータや表示数値を読み取って測定結果を筆記する必要がなく、測定時間が短縮できることに加えて統計処理が容易になるという利点がある。
【００３４】
また、絶縁物８の周囲における温度、湿度、気圧は部分放電の発生確率に影響を与えると共に、測定中においても変化するので、部分放電特性の測定毎に、温度データ、湿度データ、気圧データを取得することは重要である。したがって、第２実施例のように、温度データ、湿度データ、気圧データもファイルに保存することで、周囲環境データの測定結果を筆記する必要がなく、測定に要する時間が短縮できる。そして、後ほどファイル周囲環境データを読み出して、部分放電特性を評価する場合に利用することができる。
【００３５】
（第３実施例）
図７は第３実施例であり、第１実施例と異なる部分のみ説明する。第３実施例は、第１実施例の部分放電電圧計測システム１に対し、部分放電検出ユニット３に替えて、ＣＴ（電流トランス，部分放電測定器）３３を組み合わせた構成である。この場合、ＣＴ３３は、絶縁物８に対して直列に接続されている。斯様に構成した場合でも、絶縁物８に部分放電が発生した場合に流れる電流がＣＴ３３により検出される。したがって、第１実施例と同様にして部分放電開始電圧，又は部分放電消滅電圧を計測することができる。
【００３６】
（第４実施例）
図８は第４実施例であり、第２実施例と異なる部分のみ説明する。第４実施例は、第２実施例の部分放電電圧計測システム３１に対し、部分放電検出ユニット３に替えて、ＣＴ３３を組み合わせた構成である。この場合も、第２実施例と同様にして、部分放電開始電圧，又は部分放電消滅電圧に加えて温度データ、湿度データ、気圧データを計測し、それらのデータをファイルに保存することができる。
【００３７】
本発明は上記し又は図面に記載した実施例に限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
部分放電信号波形を計測する期間は、必ずしも交流電源の６周期分に限ることなく、７周期以上行っても良いし、少なくとも１周期以上とすれば良い。
変化幅ΔＡ値は、適宜変更して良い。また、結合コンデンサ１０の容量も適宜変更して実施すれば良い。
初期電圧Ｖiを設定した場合に、印加電圧の上昇率を変化させる処理は、必要に応じて行えばよい。また、初期電圧Ｖi，Ｖe設定についても必要に応じて行えば良く、計測制御装置４に予め定められているデフォルト値で初期電圧を設定しても良い。
発振器５の出力分解能，アンプ６のゲインや変圧器７の増幅率も、適宜変更して良い。
電圧上昇時間Δｔup，電圧下降時間Δｔdown，休止時間Ｔpについても、適宜変更して良い。
【００３８】
変圧器３０を使用することなく、印加電圧計測回路１５が、変圧器７の低圧側電圧を計測するように構成しても良い。
第１実施例において、部分放電開始電圧の計測のみを行っても良い。
第２実施例において、温度データ、湿度データ、気圧データは必ずしも計測する必要はない。また、それらの内何れか１つ以上を計測しても良い。
また、第２実施例において、繰り返し回数Ｍをユーザに設定させるようにしたが、上記と同様計測制御装置４に予め定められているデフォルト値で設定しても良い。
計測制御装置４，３２は、パーソナルコンピュータをベースとする構成に限らず、部分放電の計測を制御するため装置として構成しても良い。
【符号の説明】
【００３９】
図面中、１は部分放電電圧計測システム、２は電源装置（電圧印加手段）、３は部分放電検出ユニット、４は計測制御装置、６はアンプ、７は変圧器、８は絶縁物、９は電圧制御プログラム（電圧制御手段）、１１は部分放電測定器、１２は初期電圧取得プログラム（初期電圧設定手段）、１５は印加電圧計測部（印加電圧計測手段）、１８は部分放電信号計測部（信号計測手段）、１９は部分放電判定プログラム（電圧判定手段）、２０は繰返し回数制御プログラム（反復実行制御手段）、２３はデータ保存装置（データ記録手段）、２４は温度測定装置（温度計測手段）、２５は湿度測定装置（湿度計測手段）、２６は気圧測定装置（気圧計測手段）、２７は環境データ受信プログラム（周囲環境データ取得手段）、３１は部分放電電圧計測システム、３２は計測制御装置、３３はＣＴ（部分放電測定器）を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁物に高電圧を印加した際に、絶縁物の内部または外部で発生する部分放電を計測する部分放電電圧計測システム，及び部分放電電圧計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
変圧器をはじめとする電気設備では、経年劣化或いは環境劣化により、絶縁物の内部や外部において部分放電と称する微小な放電が発生したり、さらに絶縁物が長期間部分放電に晒されることで絶縁材料が劣化し、何れは絶縁破壊に至ることがよく知られている。したがって、設備を構成する絶縁材料の部分放電特性を詳細に把握することは、事故を防止するためにも重要である。
部分放電は、絶縁物にあるレベル以上の電圧が印加されると発生する。その場合、部分放電開始電圧は、印加する電圧レベルを徐々に上昇させて、部分放電が最初に発生した際の印加電圧で定義され、部分放電消滅電圧は、部分放電が発生している状態から徐々に電圧レベルを下降させて、最初に部分放電が消滅した際の印加電圧で定義される。
【０００３】
一般に従来は、図９に示すように、交流電源５１が出力する交流電圧を、誘導電圧調整器５２を用いて手動で上昇または下降させ、トランス５３により昇圧して絶縁物５４に印加するようにしている。絶縁物５４に対しては、結合コンデンサ５５及び部分放電測定器５６の直列回路が並列に接続されており、部分放電測定器５６が出力する信号をオシロスコープ５７で計測し、その表示波形を観察することで測定を行っていた。例えば部分放電開始電圧の場合、測定者が手動で印加電圧を上昇させて、目視で部分放電が発生したと判断した時点の電圧レベルを、メータから読み取るという手順である。
【０００４】
部分放電特性に影響を与える要素は、周囲温度や湿度など数多くあるが、印加電圧の上昇率もそのひとつである。したがって、手動で電圧を上昇させる従来の方法では、測定者によって上昇率に個人差が生じ、部分放電特性に少なからず影響を与えていた。また、放電の発生を目視により判断していたため、やはり測定者によって判定基準にばらつきが生じていた。
このような測定手法に対し、特許文献１には、パルス電圧の印加から、制御装置へのデータ蓄積までの一連の処理を、ソフトウェアを用いて自動的に行う計測システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３８４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１は、インバータサージ電圧の印加に応じて発生する部分放電開始電圧を測定することを目的としているため、測定対象物に印加するのはインパルス状の電圧であり、商用電源周波数に等しい交流電圧を印加する一般的な部分放電電圧の測定形態とは異なっている。また、特許文献１では、光電子増倍管や分圧器によって検出された結果を、そのまま部分放電開始電圧として評価している。ところが、実際の測定環境では、上記の検出結果にノイズ等が混入される場合も多く、検出された信号そのものが部分放電の発生に基づくものとは限らず、信頼性が高い測定であるとは言い難い。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より信頼性が高い測定を行うことができる部分放電電圧計測システム，及び部分放電電圧計測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】
上記目的を達成するために、請求項１記載の部分放電電圧計測システムは、正弦波電圧を生成して絶縁物に印加する電圧印加手段と、
この電圧印加手段が生成する正弦波電圧の振幅を制御する電圧制御手段と、
前記電圧印加手段が前記絶縁物に印加した電圧を計測する印加電圧計測手段と、
前記絶縁物に対して電気的に接続された状態で部分放電を検出するために使用される部分放電測定器より出力される判定対象信号を計測する信号計測手段と、
この信号計測手段が計測した判定対象信号に基づいて、部分放電の発生の有無を示す電圧を判定する電圧判定手段とを備え、
前記電圧制御手段は、前記正弦波電圧を段階的に上昇させ、
前記信号計測手段は、前記正弦波電圧が上昇する各段階について、前記正弦波電圧の１周期よりも長い時間にわたり計測を行い、
前記電圧判定手段は、前記判定対象信号のレベルが開始判定しきい値を超えた場合に、前記印加電圧計測手段が計測した電圧レベルを部分放電開始電圧とすることを特徴とする。
【０００９】
斯様に構成すれば、電圧制御手段が所定の時間間隔で電圧印加手段の出力電圧レベルを上昇させるので、電圧上昇率を一定に制御できる。そして、電圧判定手段は、信号計測手段が計測した判定対象信号のレベルが開始判定しきい値を超えた時点で部分放電が発生したと判定する。したがって、放電発生の判定基準が一定になると共に、ノイズなどの影響を排除して部分放電の発生を確実に判定できる。
また、印加電圧計測手段が絶縁物に印加する電圧を計測するので、測定者がメータを読み取る必要もなく、測定者が介在せずに部分放電開始電圧を測定できる。加えて、部分放電は、所定の電圧レベルに達した直後に発生する場合もあれば、正弦波電圧の１周期以上遅れて発生する場合もある。そこで、正弦波電圧の１周期よりも長い時間、判定対象信号を計測することで、部分放電が遅れて発生しても見逃す可能性が低くなる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の部分放電電圧計測システムによれば、測定者が介在することなく部分放電開始電圧を測定できるので、ばらつきの少ない測定結果が得られると共にノイズなどの影響を排除して部分放電の発生を確実に判定できる。そして、部分放電の発生を見逃す可能性を低減して、部分放電開始電圧の測定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施例の部分放電電圧計測システムを示すブロック図
【図２】部分放電開始電圧の測定手順を示すフローチャート
【図３】（ａ）は部分放電が発生していない場合の部分放電測定器の出力信号波形の例、（ｂ）は部分放電が発生している場合の（ａ）相当図
【図４】部分放電消滅電圧の測定手順を示すフローチャート
【図５】第２実施例を示す図１相当図
【図６】図２相当図
【図７】第３実施例を示す図１相当図
【図８】第４実施例を示す図１相当図
【図９】従来技術を示す図１相当図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１実施例）
以下、第１実施例について図１ないし図４を参照しながら説明する。図１は部分放電電圧計測システムの構成をブロック図で示したものである。本実施例の部分放電電圧計測システム１は、電源装置２、計測制御装置４を備えて構成されている。電源装置２は、交流電圧を出力するもので、正弦波電圧を生成出力する発振器５，及び発振器５が生成した正弦波電圧を増幅するアンプ６で構成されている。変圧器７は、アンプ６の出力電圧を昇圧し、絶縁物８に昇圧電圧を印加する。発振器５は、計測制御装置４が備えている電圧制御プログラム９が定めた振幅に従い、正弦波電圧を生成するようになっている。
【００１３】
部分放電検出ユニット３は、絶縁物８において発生した部分放電を検出して部分放電信号波形を出力するもので、絶縁物８に対して並列接続される結合コンデンサ１０及び部分放電測定器１１の直列回路で構成されている。結合コンデンサ１０の容量は、例えば１０００ｐＦ程度である。
計測制御装置４は、パーソナルコンピュータをベースとして構成されており、以下に述べる各種のアプリケーションプログラムが動作すると共に、外部との間で信号を入出力するためのインターフェイスを備えることで、入力された信号波形を画面に表示するデジタルオシロスコープとしての機能や、部分放電の計測を制御する機能を実現している。
【００１４】
計測制御装置４の印加電圧計測部（印加電圧計測手段）１５は、印加電圧計測回路１３，電圧値算出プログラム１４を備えて構成され、部分放電信号計測部（信号計測手段）１８は、部分放電信号計測回路１６及び部分放電信号レベル算出プログラム１７を備えて構成される。また、計測制御装置４は、電圧値算出プログラム１４の算出結果と、部分放電信号レベル算出プログラム１７の算出結果とを利用する部分放電判定プログラム（電圧判定手段）１９を備えている。
【００１５】
初期電圧取得プログラム１２は、計測制御装置４の表示パネル（ディスプレイ）に初期電圧を設定するための入力欄を表示させ、ユーザがキーボード等により入力した初期電圧を取得すると、電圧制御プログラム（電圧制御手段）９に転送する。印加電圧計測部１５は、外部の変圧器３０を介して降圧された、絶縁物８に印加される電圧値を計測し、電圧制御プログラム９と部分放電判定プログラム１９とに転送する。電圧制御プログラム９は、絶縁物８に印加された電圧が、初期電圧取得プログラム（初期電圧設定手段）１２から受け取った初期電圧に達するまでは急激に上昇させて、その後は緩やかに上昇させるように、例えばＧＰ−ＩＢなどのインターフェイスを介して発振器５を制御する。部分放電判定プログラム１９は、部分放電信号計測部１８が計測した部分放電信号レベルを評価して部分放電の発生を判定する。
【００１６】
次に、部分放電電圧計測システム１により部分放電開始電圧を測定する方法について説明する。図２は、本実施例における部分放電開始電圧の測定手順を示すフローチャートである。ステップＳ１では、初期電圧取得プログラム１２が、ユーザにより計測制御装置４の表示パネルの入力欄に設定された初期電圧Ｖi（例えば、１ｋＶ）を読み込み、ステップＳ２では、電圧制御プログラム９が発振器５の出力電圧振幅Ａを例えば「０」に初期化する。
【００１７】
ステップＳ３では、電圧制御プログラム９が発振器５に振幅Ａの正弦波電圧を生成するように指示を与える。これにより、発振器５で生成された振幅Ａの正弦波電圧は、アンプ６で増幅された後、変圧器７でさらに昇圧されて絶縁物８に印加される。ステップＳ４では、印加電圧計測回路１３が絶縁物８に印加された電圧波形を計測し、ステップＳ５では、電圧値算出プログラム１４が、ステップＳ４で計測された波形から例えば実効値として電圧値Ｖを算出する。この場合、算出する電圧値はピーク値でも構わない。
【００１８】
ステップＳ６では、電圧制御プログラム９が初期電圧ＶiとステップＳ５算出した電圧値Ｖとを比較し、（Ｖ≧Ｖi）であれば（ＹＥＳ）ステップＳ８に移行し、それ以外であれば（ＮＯ）ステップＳ７に移行する。ステップＳ７では、振幅Ａに対し、所定の振幅変化幅ΔＡをｎ倍（１＜ｎ）した増加幅を加えたものを新たな振幅Ａとすると、ステップＳ３に戻る。そして、ステップＳ６において（Ｖ≧Ｖi）となるまで、ステップＳ３からステップＳ７を繰り返し実行する。
尚、変化幅ΔＡは、発振器５の出力電圧の最小単位（出力分解能）で決まり、倍率ｎについては、発振器５に対し、出力分解能のｎ倍（ｎ［ｍＶ］）の電圧を指示するものとなる。そして、例えばアンプ６のゲインが「１００」，変圧器８の昇圧率が「６０」であるとすれば、変化幅ΔＡに応じて電源装置２が出力する電圧レベルは、１ｍＶ×１００×６０＝６Ｖとなる。
【００１９】
ステップＳ８では、部分放電信号計測回路１６が、部分放電検出ユニット３より出力される部分放電信号波形（判定対象信号）を計測し、ステップＳ９では、部分放電信号レベル算出プログラム１７が、部分放電信号レベルの最大値ＰＤmaxを算出する。
【００２０】
図３（ａ）は、絶縁物８にて部分放電が発生していない状態で、部分放電検出ユニット３が出力した電圧６周期分の部分放電信号波形の一例であり、図３（ｂ）は、部分放電が発生した状態の（ａ）相当図である。図３（ｂ）に示すように、部分放電が発生すると、ピーク値が異なるインパルス状の信号波形が間欠的に観測される。そこで、部分放電信号レベルの最大値があるレベル以上となったか否かを判定すれば、部分放電の発生を確実に検知できる。
再び、図２を参照する。ステップＳ１０では、部分放電判定プログラム１９が、所定のしきい値Ｔｈi（測定対象の絶縁物８に応じて異なる）と最大値ＰＤmaxとを比較し、（ＰＤmax≧Ｔｈi）であれば部分放電が発生したと判定して（ＹＥＳ）ステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３では、ステップＳ５で算出した電圧値Ｖを部分放電開始電圧として、計測制御装置４の表示パネルなどに表示する。
【００２１】
一方、ステップＳ１０において（ＰＤmax＜Ｔｈi）の場合には（ＮＯ）、部分放電の発生はないと判定し、ステップＳ１１にて所定の電圧上昇時間Δｔup（例えば０．５秒）が経過するまで待機する。Δｔupが経過するとステップＳ１２に移行し、電圧制御プログラム９が振幅Ａに所定の振幅変化幅ΔＡを加えて更新する処理を行い、ステップＳ３に戻る。なお、ステップＳ１０では、Ｔｈi≦ＰＤmax）という判定式を用いたが、（Ｔｈi＜ＰＤmax）を用いても構わない。
尚、ステップＳ７における電圧の増加幅は（ΔＡ・ｎ）に設定されているが、ステップＳ１２における電圧の増加幅はΔＡに設定されている。これは、部分放電開始電圧が１ｋＶを上回ると予想される絶縁物の場合、初期電圧Ｖiを超えるまでは印加電圧の上昇率を高めて、測定を迅速に行うためである。
【００２２】
図４は、部分放電消滅電圧の測定手順を示すフローチャートである。ステップＳ２１では、初期電圧取得プログラム１２が、計測制御装置４の表示パネルの入力欄に、ユーザにより設定された初期電圧Ｖeを読み込み、ステップＳ２２では、電圧制御プログラム９が絶縁物８に印加される電圧がＶeとなる振幅Ａをセットする。ステップＳ３〜Ｓ５，Ｓ８，Ｓ９では、図２と同様の処理を行う。
ステップＳ２３では、部分放電判定プログラム１９が、所定のしきい値Ｔｈeと最大値ＰＤmaxを比較し、（ＰＤmax＜Ｔｈe）となれば部分放電が消滅したと判定し（ＹＥＳ）、ステップＳ２６に移行する。ステップＳ２６では、ステップＳ５で算出した電圧値Ｖを部分放電消滅電圧として、計測制御装置４の表示パネルなどに表示する。
【００２３】
ステップＳ２３において、（ＰＤmax≧Ｔｈe）の場合は（ＮＯ）部分放電が継続していると判定し、ステップＳ２４にて所定の電圧下降時間Δｔdown（例えば０．５秒）が経過するまで待機する。Δｔdownが経過するとステップＳ２５に進み、電圧制御プログラム９が振幅Ａを振幅変化幅ΔＡだけ減少させて、ステップＳ３に戻る。なお、ステップＳ２３では（ＰＤmax＜Ｔｈe）という判定式を用いたが、（Ｔｈe≦ＰＤmax）を用いても構わない。また、図２及び図４では、部分放電開始電圧と部分放電消滅電圧とを個別に測定する手順として説明したが、図２のステップＳ１３を実行した後に図４のステップＳ２１に進み、部分放電開始電圧と部分放電消滅電圧とを続けて測定してもよい。
【００２４】
一般に、部分放電開始電圧と部分放電消滅電圧とでは、前者が高く、後者が低い値となる。例えば、特許文献１にも試料として開示されているような、エナメル線によるツイストペアについて測定を行った一例では、部分放電開始電圧が６４０Ｖ（平均値）であるのに対して部分放電消滅電圧は５７０Ｖ（平均値）であり、７０Ｖ程度の差がある。したがって、部分放電開始電圧と共に部分放電消滅電圧も計測しておき、耐圧等を設定する場合に部分放電消滅電圧を基準にすれば、安全に対するマージンをより確実に設定することが可能となる。
【００２５】
以上のように本実施例によれば、絶縁物８について部分放電開始電圧を測定する場合、電圧制御プログラム９が、所定の時間間隔Δｔupで電源装置２の出力電圧レベルを上昇させるので、部分放電判定プログラム１９は、部分放電信号計測回路１６を介して部分放電検出ユニット３により出力される部分放電信号波形を計測し、その波形のレベルが、開始判定しきい値Ｔｈiを超えた時点で部分放電が発生したと判定する。したがって、電圧上昇率が一定となることで放電発生の判定基準が一定になると共に、部分放電信号波形に重畳されるノイズなどの影響を排除できるので、部分放電の発生を確実に判定できる。また、印加電圧計測回路１３が絶縁物８に印加する電圧を計測するので、測定者が計測器等のメータを読み取る必要もなく、測定者が介在せずに部分放電開始電圧を測定できる。
【００２６】
また、部分放電消滅電圧を測定する場合、電圧制御プログラム９が所定の時間間隔Δｔdownで電源装置２の出力電圧レベルを下降させて、部分放電判定プログラム１９は、部分放電信号計測回路１６が計測した信号レベルが所定のしきい値Ｔｈeを下回ると部分放電が消滅したと判定する。したがって、電圧下降速度が一定となることで放電消滅の判定基準も一定になり、この場合もノイズなどの影響を排除して確実に判定できる。そして、、測定者が介在せずに部分放電消滅電圧を測定できるので、ばらつきの少ない測定結果が得られる。
【００２７】
また、部分放電は、絶縁物の印加電圧が所定の電圧レベルに達した直後に発生したり、消滅したりする場合もあれば、交流電圧の１周期以上遅れて発生する場合もある。そして、電圧の１周期以上遅れて消滅する場合もあるので、電源装置２が出力する正弦波電圧の６周期の間、部分放電信号波形を計測することで、部分放電が遅れて発生，消滅しても見逃す可能性が低くなる。したがって、部分放電開始電圧，並びに部分放電消滅電圧の測定精度を向上させることができる。
さらに、初期電圧取得プログラム１２により、部分放電開始電圧を測定する際の初期電圧Ｖiを設定し、電圧制御プログラム９は、設定された初期電圧Ｖiまでは電圧上昇率を高め、その後は電圧上昇率を緩めるので、部分放電開始電圧測定に要する時間の短縮が可能となる。
【００２８】
（第２実施例）
図５及び図６は第２実施例を示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第２実施例の部分放電電圧計測システム３１は、第１実施例の部分放電電圧計測システム１に加えて、絶縁物８の周辺温度を測定する温度測定装置（温度計測手段）２４と、絶縁物８の周辺湿度を測定する湿度測定装置（湿度計測手段）２５と、絶縁物８の周辺気圧を測定する気圧測定装置（気圧計測手段）２６とを備えて構成されている。
【００２９】
さらに、計測制御装置４に替わる計測制御装置３２は、繰返し回数制御プログラム（反復実行制御手段）２０，ハードディスクのような磁気記憶装置２１，データ保存プログラム２２を備えたデータ保存装置（データ記録手段）２３，温度測定装置２４及び湿度測定装置２５並びに気圧測定装置２６からのデータを受信（取得）する環境データ受信プログラム（周囲環境データ取得手段）２７を備えている。上記の各測定装置２４〜２６と計測制御装置３２との間のデータ転送は、例えばシリアル通信によって行われる。
【００３０】
繰返し回数制御プログラム２０は、設定された回数だけ部分放電測定を繰り返し実行させる。部分放電判定プログラム１９が判断した部分放電開始電圧，又は部分放電消滅電圧のデータと、環境データ受信プログラム２７が受信した温度データ、湿度データ、気圧データとは、データ保存プログラム２２によりファイル化されて、磁気記憶装置２１に保存される。
【００３１】
次に、部分放電電圧計測システム３１により、部分放電開始電圧を測定する方法について説明する。図６は、図２相当図である。ステップＳ３１では、繰返し回数制御プログラム２０が、例えばユーザにより入力設定され、計測制御装置３２の表示パネルに表示された繰返し回数Ｍを読み込み、ステップＳ３２では測定回数ｍを「０」に初期化する。続いて第１実施例と同様にステップＳ１〜Ｓ１３を実行し部分放電開始電圧を測定すると、ステップＳ３３では、環境データ受信プログラム２７が温度測定装置２４から温度データを、湿度測定装置２５から湿度データを、気圧測定装置２６から気圧データをそれぞれ受信する。
【００３２】
ステップＳ３４では、データ保存プログラム２２が、部分放電開始電圧、温度、湿度、気圧の各データを、例えばテキストファイルのような形式でファイルに記述する。繰返し回数制御プログラム２０は、ステップＳ３５で測定回数ｍをインクリメントし、ステップＳ３６でｍとＭとを比較する。ｍがＭ未満の場合には（ＹＥＳ）ステップＳ３７に移行し、所定の休止時間Ｔp（例えば３０秒程度）が経過するまで待機する。それ以外の場合は（ＮＯ）ステップＳ３８に移行し、データ保存プログラム２２がデータを記述したファイルを磁気記憶装置２１に保存する。
尚、ステップＳ３７において時間Ｔpだけ待機するのは、前回の測定で発生した部分放電が、次の測定に影響を与えることを回避するためである。また、図６では部分放電開始電圧の測定手順を説明したが、部分放電消滅電圧についても、ステップＳ１〜Ｓ１３に替えて図４に示す処理を実行すれば、同様の手順で測定可能である。
【００３３】
以上のように第２実施例によれば、部分放電特性の測定を、繰返し回数制御プログラム２０により複数回繰り返し実行させ、温度等の絶縁物８の周囲環境データの計測も環境データ受信プログラム２７により行わせ、計測された各データはファイルに記述するようにした。一般に、部分放電開始電圧や部分放電消滅電圧は測定値のばらつきが大きく、一つの測定条件下で複数回の測定を実施して、得られた複数の測定データを統計処理することが多い。そこで、部分放電開始電圧や部分放電消滅電圧の測定を繰り返し行い、測定結果をファイルに保存すれば、測定者が毎回メータや表示数値を読み取って測定結果を筆記する必要がなく、測定時間が短縮できることに加えて統計処理が容易になるという利点がある。
【００３４】
また、絶縁物８の周囲における温度、湿度、気圧は部分放電の発生確率に影響を与えると共に、測定中においても変化するので、部分放電特性の測定毎に、温度データ、湿度データ、気圧データを取得することは重要である。したがって、第２実施例のように、温度データ、湿度データ、気圧データもファイルに保存することで、周囲環境データの測定結果を筆記する必要がなく、測定に要する時間が短縮できる。そして、後ほどファイル周囲環境データを読み出して、部分放電特性を評価する場合に利用することができる。
【００３５】
（第３実施例）
図７は第３実施例であり、第１実施例と異なる部分のみ説明する。第３実施例は、第１実施例の部分放電電圧計測システム１に対し、部分放電検出ユニット３に替えて、ＣＴ（電流トランス，部分放電測定器）３３を組み合わせた構成である。この場合、ＣＴ３３は、絶縁物８に対して直列に接続されている。斯様に構成した場合でも、絶縁物８に部分放電が発生した場合に流れる電流がＣＴ３３により検出される。したがって、第１実施例と同様にして部分放電開始電圧，又は部分放電消滅電圧を計測することができる。
【００３６】
（第４実施例）
図８は第４実施例であり、第２実施例と異なる部分のみ説明する。第４実施例は、第２実施例の部分放電電圧計測システム３１に対し、部分放電検出ユニット３に替えて、ＣＴ３３を組み合わせた構成である。この場合も、第２実施例と同様にして、部分放電開始電圧，又は部分放電消滅電圧に加えて温度データ、湿度データ、気圧データを計測し、それらのデータをファイルに保存することができる。
【００３７】
本発明は上記し又は図面に記載した実施例に限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
部分放電信号波形を計測する期間は、必ずしも交流電源の６周期分に限ることなく、７周期以上行っても良いし、少なくとも１周期以上とすれば良い。
変化幅ΔＡ値は、適宜変更して良い。また、結合コンデンサ１０の容量も適宜変更して実施すれば良い。
初期電圧Ｖiを設定した場合に、印加電圧の上昇率を変化させる処理は、必要に応じて行えばよい。また、初期電圧Ｖi，Ｖe設定についても必要に応じて行えば良く、計測制御装置４に予め定められているデフォルト値で初期電圧を設定しても良い。
発振器５の出力分解能，アンプ６のゲインや変圧器７の増幅率も、適宜変更して良い。
電圧上昇時間Δｔup，電圧下降時間Δｔdown，休止時間Ｔpについても、適宜変更して良い。
【００３８】
変圧器３０を使用することなく、印加電圧計測回路１５が、変圧器７の低圧側電圧を計測するように構成しても良い。
第１実施例において、部分放電開始電圧の計測のみを行っても良い。
第２実施例において、温度データ、湿度データ、気圧データは必ずしも計測する必要はない。また、それらの内何れか１つ以上を計測しても良い。
また、第２実施例において、繰り返し回数Ｍをユーザに設定させるようにしたが、上記と同様計測制御装置４に予め定められているデフォルト値で設定しても良い。
計測制御装置４，３２は、パーソナルコンピュータをベースとする構成に限らず、部分放電の計測を制御するため装置として構成しても良い。
【符号の説明】
【００３９】
図面中、１は部分放電電圧計測システム、２は電源装置（電圧印加手段）、３は部分放電検出ユニット、４は計測制御装置、６はアンプ、７は変圧器、８は絶縁物、９は電圧制御プログラム（電圧制御手段）、１１は部分放電測定器、１２は初期電圧取得プログラム（初期電圧設定手段）、１５は印加電圧計測部（印加電圧計測手段）、１８は部分放電信号計測部（信号計測手段）、１９は部分放電判定プログラム（電圧判定手段）、２０は繰返し回数制御プログラム（反復実行制御手段）、２３はデータ保存装置（データ記録手段）、２４は温度測定装置（温度計測手段）、２５は湿度測定装置（湿度計測手段）、２６は気圧測定装置（気圧計測手段）、２７は環境データ受信プログラム（周囲環境データ取得手段）、３１は部分放電電圧計測システム、３２は計測制御装置、３３はＣＴ（部分放電測定器）を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正弦波電圧を生成して絶縁物に印加する電圧印加手段と、
この電圧印加手段が生成する正弦波電圧の振幅を制御する電圧制御手段と、
前記電圧印加手段が前記絶縁物に印加した電圧を計測する印加電圧計測手段と、
前記絶縁物に対して電気的に接続された状態で部分放電を検出するために使用される部分放電測定器より出力される判定対象信号を計測する信号計測手段と、
この信号計測手段が計測した判定対象信号に基づいて、部分放電の発生の有無を示す電圧を判定する電圧判定手段とを備え、
前記電圧制御手段は、前記正弦波電圧を段階的に上昇させ、
前記信号計測手段は、前記正弦波電圧が上昇する各段階について、前記正弦波電圧の１周期よりも長い時間にわたり計測を行い、
前記電圧判定手段は、前記判定対象信号のレベルが開始判定しきい値を超えた場合に、前記印加電圧計測手段が計測した電圧レベルを部分放電開始電圧とすることを特徴とする部分放電電圧計測システム。
【請求項２】
前記電圧制御手段は、前記判定対象信号のレベルが前記開始判定しきい値を超えている状態から、前記正弦波電圧を段階的に下降させ、
前記信号出力手段は、前記正弦波電圧が下降する各段階について、前記正弦波電圧の１周期よりも長い時間にわたり前記判定対象信号を計測し、
前記電圧判定手段は、前記判定対象信号のレベルが消滅判定しきい値を下回った際に、前記印加電圧計測手段が計測した電圧レベルを部分放電消滅電圧とすることを特徴とする請求項１記載の部分放電電圧計測システム。
【請求項３】
初期電圧を入力設定するための初期電圧設定手段を備え、
前記電圧制御手段は、前記正弦波電圧を上昇させる場合、前記正弦波電圧が前記初期電圧に達するまでは電圧の上昇率を高く設定し、前記正弦波電圧が前記初期電圧に達した以降は電圧の上昇率を低く設定することを特徴とする請求項１又は２記載の部分放電電圧計測システム。
【請求項４】
前記印加電圧計測手段が計測する電圧，又は前記信号計測手段が計測する判定対象信号のデータを記録するデータ記録手段と、
前記電圧判定手段による電圧判定を、複数回反復して実行させる反復実行制御手段と、
この反復実行制御手段が制御することで、前記電圧判定手段により得られる複数回の電圧判定結果を記録するデータ記録手段とを備えたことを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の部分放電電圧計測システム。
【請求項５】
前記絶縁物の周囲温度を計測して、計測した温度データを出力する温度計測手段，前記絶縁物の周囲湿度を計測して、計測した湿度データを出力する湿度計測手段，前記絶縁物の周囲気圧を計測して、計測した気圧データを出力する気圧計測手段の何れか１つ以上と、
前記温度計測手段が出力した温度データ，前記湿度計測手段が出力した湿度データ，前記気圧計測手段が出力した気圧データの何れか１つ以上を取得する周囲環境データ取得手段とを備え、
前記データ記録手段は、前記周囲環境データ取得手段が取得したデータも記録することを特徴とする請求項４記載の部分放電電圧計測システム。
【請求項６】
絶縁物に印加する正弦波電圧を段階的に上昇させ、
前記正弦波電圧が上昇する各段階について、前記正弦波電圧の１周期よりも長い時間にわたり、前記絶縁物に対して電気的に接続された状態で部分放電を検出するために使用される部分放電測定器より出力される判定対象信号を計測し、
前記判定対象信号のレベルが開始判定しきい値を超えた場合に、計測した電圧レベルを部分放電開始電圧とすることを特徴とする部分放電電圧計測方法。
【請求項７】
前記判定対象信号のレベルが前記開始判定しきい値を超えている状態から、前記正弦波電圧を下降させ、
前記正弦波電圧が上昇する各段階について、前記正弦波電圧の１周期よりも長い時間にわたり前記判定対象信号を計測し、
前記判定対象信号のレベルが消滅判定しきい値を下回った際に、計測した電圧レベルを部分放電消滅電圧とすることを特徴とする請求項６記載の部分放電電圧計測方法。
【請求項８】
初期電圧を予め設定し、
前記正弦波電圧を上昇させる場合、前記正弦波電圧が前記初期電圧に達するまでは電圧の上昇率を高く設定し、前記正弦波電圧が前記初期電圧に達した以降は電圧の上昇率を低く設定することを特徴とする請求項６又は７記載の部分放電電圧計測方法。
【請求項１】
正弦波電圧を生成して絶縁物に印加する電圧印加手段と、
この電圧印加手段が生成する正弦波電圧の振幅を制御する電圧制御手段と、
前記電圧印加手段が前記絶縁物に印加した電圧を計測する印加電圧計測手段と、
前記絶縁物に対して電気的に接続された状態で部分放電を検出するために使用される部分放電測定器より出力される判定対象信号を計測する信号計測手段と、
この信号計測手段が計測した判定対象信号に基づいて、部分放電の発生の有無を示す電圧を判定する電圧判定手段とを備え、
前記電圧制御手段は、前記正弦波電圧を段階的に上昇させ、
前記信号計測手段は、前記正弦波電圧が上昇する各段階について、前記正弦波電圧の１周期よりも長い時間にわたり計測を行い、
前記電圧判定手段は、前記判定対象信号のレベルが開始判定しきい値を超えた場合に、前記印加電圧計測手段が計測した電圧レベルを部分放電開始電圧とすることを特徴とする部分放電電圧計測システム。
【請求項２】
前記電圧制御手段は、前記判定対象信号のレベルが前記開始判定しきい値を超えている状態から、前記正弦波電圧を段階的に下降させ、
前記信号出力手段は、前記正弦波電圧が下降する各段階について、前記正弦波電圧の１周期よりも長い時間にわたり前記判定対象信号を計測し、
前記電圧判定手段は、前記判定対象信号のレベルが消滅判定しきい値を下回った際に、前記印加電圧計測手段が計測した電圧レベルを部分放電消滅電圧とすることを特徴とする請求項１記載の部分放電電圧計測システム。
【請求項３】
初期電圧を入力設定するための初期電圧設定手段を備え、
前記電圧制御手段は、前記正弦波電圧を上昇させる場合、前記正弦波電圧が前記初期電圧に達するまでは電圧の上昇率を高く設定し、前記正弦波電圧が前記初期電圧に達した以降は電圧の上昇率を低く設定することを特徴とする請求項１又は２記載の部分放電電圧計測システム。
【請求項４】
前記印加電圧計測手段が計測する電圧，又は前記信号計測手段が計測する判定対象信号のデータを記録するデータ記録手段と、
前記電圧判定手段による電圧判定を、複数回反復して実行させる反復実行制御手段と、
この反復実行制御手段が制御することで、前記電圧判定手段により得られる複数回の電圧判定結果を記録するデータ記録手段とを備えたことを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の部分放電電圧計測システム。
【請求項５】
前記絶縁物の周囲温度を計測して、計測した温度データを出力する温度計測手段，前記絶縁物の周囲湿度を計測して、計測した湿度データを出力する湿度計測手段，前記絶縁物の周囲気圧を計測して、計測した気圧データを出力する気圧計測手段の何れか１つ以上と、
前記温度計測手段が出力した温度データ，前記湿度計測手段が出力した湿度データ，前記気圧計測手段が出力した気圧データの何れか１つ以上を取得する周囲環境データ取得手段とを備え、
前記データ記録手段は、前記周囲環境データ取得手段が取得したデータも記録することを特徴とする請求項４記載の部分放電電圧計測システム。
【請求項６】
絶縁物に印加する正弦波電圧を段階的に上昇させ、
前記正弦波電圧が上昇する各段階について、前記正弦波電圧の１周期よりも長い時間にわたり、前記絶縁物に対して電気的に接続された状態で部分放電を検出するために使用される部分放電測定器より出力される判定対象信号を計測し、
前記判定対象信号のレベルが開始判定しきい値を超えた場合に、計測した電圧レベルを部分放電開始電圧とすることを特徴とする部分放電電圧計測方法。
【請求項７】
前記判定対象信号のレベルが前記開始判定しきい値を超えている状態から、前記正弦波電圧を下降させ、
前記正弦波電圧が上昇する各段階について、前記正弦波電圧の１周期よりも長い時間にわたり前記判定対象信号を計測し、
前記判定対象信号のレベルが消滅判定しきい値を下回った際に、計測した電圧レベルを部分放電消滅電圧とすることを特徴とする請求項６記載の部分放電電圧計測方法。
【請求項８】
初期電圧を予め設定し、
前記正弦波電圧を上昇させる場合、前記正弦波電圧が前記初期電圧に達するまでは電圧の上昇率を高く設定し、前記正弦波電圧が前記初期電圧に達した以降は電圧の上昇率を低く設定することを特徴とする請求項６又は７記載の部分放電電圧計測方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２８１６７３（Ｐ２０１０−２８１６７３Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３５０１６（Ｐ２００９−１３５０１６）
【出願日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５００４１４８００）東芝産業機器製造株式会社 (137)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５００４１４８００）東芝産業機器製造株式会社 (137)
【Ｆターム（参考）】
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