JP2002122629A

JP2002122629A - 電気機器の寿命試験装置、およびそのためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体

Info

Publication number: JP2002122629A
Application number: JP2000315707A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Hiramoto; 裕行平本; Hironori Sekiya; 洋紀関谷; Toshio Shimizu; 敏夫清水; Hisaaki Matsumoto; 寿彰松本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-10-16
Filing date: 2000-10-16
Publication date: 2002-04-26

Abstract

(57)【要約】【課題】電気機器あるいは絶縁材料など寿命特性を容
易に、かつ、短時間で計測することのできる寿命試験装
置を提供する。【解決手段】試料に対して次第に上昇する電圧を印加
する制御板１と変圧器３と、印加された電圧を計測する
電圧計５と、試料が絶縁破壊に至るまでの時間を計測
し、その時間と、それまでに印加された電圧から下記
（１）式に示される寿命特性式中の寿命係数ｎおよび定
数Ａを求め、寿命特性式を完成するコンピュータ２１
と、ｔ＝Ａ×Ｖ^−ｎ …（１）（ただし、式中、ｔは寿命時間、Ｖは電圧、ｎは寿命係
数、Ａは定数である）を有することを特徴とする寿命試
験装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気機器の寿命試
験装置およびそのためのプログラムを記録したコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】様々な電気製品や絶縁材料などでは、所
定の電圧を印加しているとき、どのくらいの期間電圧破
壊が起こることなく動作するかを保証する必要がある。
そのため、製品ごとに、主に抜き取り試験などによっ
て、製品が短絡して絶縁破壊する電圧を求める耐圧破壊
試験や、長期間一定の電圧を印加し続けて、絶縁破壊が
生ずるまでの時間を求めるなど、様々な寿命試験が行わ
れている。

【０００３】従来、このような寿命試験の方法として
は、たとえば変圧器を使用して、一次側の電圧を制御す
ることにより、図７の符号Ａに示すように、電圧を一定
の電圧まで上昇させ、試料が絶縁破壊するまで印加して
いる電圧を一定に保持し、このとき加えた電圧と破壊ま
での時間の関係を図８に示すように、両軸を対数で表し
たグラフにプロットすることにより、製品の寿命を測定
する方法がある。図８に示したような特性を寿命特性と
称し、このグラフ上の直線を外挿することで、ある電圧
を印加した状態で絶縁破壊が生じるまでの時間、すなわ
ちその製品の寿命を求めることができる。

【０００４】ところで、この方法では、図８に示したよ
うな、電圧と時間の関係を直線的なグラフとして求める
ためには、少なくとも２点以上のデータが必要であり、
そのためには、異なる２つの電圧を印加して、それらの
電圧によって絶縁破壊に至るまでのデータを取得しなけ
ればならない。

【０００５】ところが先に図７の符号Ａに示したよう
に、電源投入後即座に所定電圧まで電圧が上昇して一定
の電圧を印加することができればよいが、図７の符号Ｂ
で示すように、電源投入後徐々に電圧が上昇するような
装置で電圧を印加した場合、破壊に至るまでの時間が数
分間以下であると、この電圧上昇にかかった時間が無視
できなくなり、破壊に至るまでに正確に一定電圧が印加
された状態であったとはいえないことになる。このた
め、従来は、好ましくは図７の符号Ａで示すように、電
圧の立ち上がり時間が測定時間に対してして無視できる
ほど急激に高電圧を印加することのできる装置を使用し
ている。なお、電源投入時から即座に一定電圧が加わえ
られるように作られた電圧印加装置を突印装置と称す
る。

【０００６】しかし、このように急激に電圧を上げるこ
とのできる装置は、高価であり、また、高い電圧を印加
する場合、その多くは絶縁破壊に至る時間も短いため、
その分、いっそう立ち上がり時間の短い突印装置が必要
となるが、このような装置は、より高価なものとなり使
用できないことも多い。

【０００７】そこで、印加電圧の立ち上がりの速い装置
を使用することができない場合、従来は所望する電圧に
立ち上がるまでの時間が測定時間に対して無視できるほ
ど小さくなるように、電圧を下げて絶縁破壊に至るまで
の時間が長くなるようなデータを取得することとしてい
る。これは、たとえば図８のポイントＣおよびＤのよう
なデータである。

【０００８】なお、図８において、ポイントＡおよびＢ
は突印装置を用いて絶縁破壊試験を行った結果であり、
直線Ｅは、ポイントＡ〜Ｄの結果により作成した寿命特
性を示す線である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに電圧を下げて長時間測定することは、試験時間が長
くなる一方であり、また、高電圧をかけたときの寿命特
性を得ることができないため、高電圧印加時の寿命特性
が、試験結果から予測されたものと異なる場合があると
いった問題があった。

【００１０】本発明は、かかる問題点を解決するために
なされたもので、容易に、かつ、短時間で寿命特性を計
測することのできる寿命試験装置を提供することであ
る。

【００１１】また、本発明の他の目的は、容易に、か
つ、短時間で寿命特性を計算できる寿命測定プログラム
を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供
することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに請求項１記載の寿命試験装置は、試料に対して次第
に上昇する電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印
加手段により印加された電圧を検出する電圧値計測手段
と、前記試料が絶縁破壊に至ったことを検出する絶縁破
壊検出手段と、前記電圧印加手段が、前記試料に対し、
電圧を印加し始めてから、前記絶縁破壊検出手段が、前
記試料が絶縁破壊に至ったことを検出した時点までの時
間を計時する計時手段と、前記計時手段が計時した時間
と、前記絶縁破壊に至るまでに前記電圧計測手段が計測
した電圧値から下記（１）式に示される寿命特性式中の
寿命係数ｎおよび定数Ａを求め、寿命特性式を完成する
演算手段と、ｔ＝Ａ×Ｖ^-ｎ …（１）（ただし、式中、ｔは寿命時間、Ｖは電圧、ｎは寿命係
数、Ａは定数である）を有することを要旨とする。

【００１３】この発明は、電気機器あるいは絶縁材料な
どの試料に対して次第に上昇する電圧を印加して絶縁破
壊試験を行い、その結果に基づき、前記（１）式に示し
た寿命特性の式に最もよくあう寿命係数ｎの値と定数Ａ
を演算手段によって計算で求めることで、この寿命特性
の式を完成させ、この式から、破壊試験より低い実際に
使用する電圧において、たとえば１０年後、２０年後で
破壊する可能性があるかどうかを判定しようとするもの
である。

【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の寿
命試験装置において、前記電圧印加手段は、連続的に上
昇する電圧を前記試料に印加することを要旨とする。

【００１５】この発明は、試料に対して連続的に上昇す
る電圧を印加しようとするものである。

【００１６】請求項３記載の発明は、請求項１記載の寿
命試験装置において、前記電圧印加手段は、段階的に上
昇する電圧を前記試料に印加することを要旨とする。

【００１７】この発明は、試料に対して段階的に上昇す
る電圧を印加しようとするものである。

【００１８】上記問題点を解決するために請求項４記載
の電気機器の寿命試験プログラムを記録したコンピュー
タ読み取り可能な記録媒体は、次第に上昇する電圧を試
料に印加して、該試料が絶縁破壊に至るまでの時間とそ
の間の電圧値を計測した結果を取得する第１のステップ
と、前記取得した計測結果を用いて、下記（１）式に示
される寿命特性式中の寿命係数ｎおよび定数Ａを求めて
寿命特性式を完成する第２のステップと、ｔ＝Ａ×Ｖ^-ｎ …（１）（ただし、式中、ｔは寿命時間、Ｖは電圧、ｎは寿命係
数、Ａは定数である）を有することを要旨とする。

【００１９】この発明は、電気機器あるいは絶縁材料な
どの試料に対して次第に上昇する電圧を印加して行われ
た絶縁破壊試験の結果に基づき、前記（１）式に示した
寿命特性の式に最もよくあう寿命係数ｎの値と定数Ａを
計算によって求めることで、この寿命特性の式を完成さ
せ、この式から、破壊試験より低い実際に使用する電圧
において、たとえば１０年後、２０年後で破壊する可能
性があるかどうかを判定しようとするものである。

【００２０】請求項５記載の発明は、請求項４記載の電
気機器の寿命試験プログラムを記録したコンピュータ読
み取り可能な記録媒体において、前記第１のステップ
は、前記試料に対して、次第に上昇する電圧を印加する
ように、電圧印加手段を制御するステップと、前記試料
が絶縁破壊に至ったか否かを検出すると共に、その間に
印加された電圧値を収集するステップと、を有すること
を要旨とする。

【００２１】この発明は、試料に対して、次第に上昇す
る電圧を印加するように、電圧印加手段を制御するステ
ップと、前記試料が絶縁破壊に至ったか否かを検出する
と共に、その間に印加された電圧値を収集するステップ
とを有することで、試料に対する絶縁破壊試験から、寿
命特性の算出までを一度に自動的に行うことができるよ
うにしようとするものである。

【００２２】請求項６記載の発明は、請求項５記載の電
気機器の寿命試験プログラムを記録したコンピュータ読
み取り可能な記録媒体において、前記電圧印加手段を制
御するステップは、連続的に電圧を上昇させるように制
御することを要旨とする。

【００２３】この発明は、試料に対して連続的に上昇す
る電圧を印加しようとするものである。

【００２４】請求項７記載の発明は、請求項５記載の電
気機器の寿命試験プログラムを記録したコンピュータ読
み取り可能な記録媒体において、前記電圧印加手段を制
御するステップは、段階的に電圧を上昇させるように制
御することを要旨とする。

【００２５】この発明は、試料に対して段階的に上昇す
る電圧を印加しようとするものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本
発明の一実施の形態を説明する。

【００２７】図１は、本発明を適用した測定装置の構成
を説明するため回路ブロック図である。

【００２８】この測定装置は、印加電圧を制御する制御
盤１と、一次側が制御盤１に接続され、二次側が測定試
料に接続される変圧器３と、変圧器３の二次側電圧を測
定する電圧計５と、同じく変圧器３の二次側電流を測定
する電流計７と、複数の試料３１〜３５に対して電圧を
印加できるように切り替えるリレー１１〜１５と、制御
盤１に接続されたコンピュータ２１とからなる。

【００２９】ここで、コンピュータ２１は、試料に印加
された電圧および電流の収集、絶縁破壊に至るまでの時
間計測、試料選択のためのリレーの制御、および印加電
圧の指令を行っている。

【００３０】電圧値および電流値の収集は、制御盤１を
通して、電圧計５および電流計７の測定値を収集してお
り、電圧値は実際に試料に印加された電圧であり、電流
値は、試料が絶縁破壊を起こした時点を知るために利用
される。すなわち、電流値は試料が絶縁破壊に至る前
は、所定の値（ほぼゼロ）を示しているが、絶縁破壊に
至り短絡すると、急激に試料に電流が流れて電流計７の
値が増加するので、その時点を試料が絶縁破壊したもの
としている。

【００３１】また、絶縁破壊に至るまでの時間は、コン
ピュータ２１内部のクロックによりカウントしており、
電圧が所定の値（０Ｖ以外の値）より大きくなった時点
から、電流計により計測された電流値から絶縁破壊に至
った時点までの時間を計測している。また、コンピュー
タ２１は、制御盤１に対して、変圧器３の二次側電圧と
して出力される電圧値を指令する。

【００３２】さらに、このコンピュータ２１は、リレー
１１〜１５を制御することで、複数の試料に対して、連
続的に試験を行うことができるようになっている。

【００３３】変圧器３は、スライダック変圧器であり、
一次側にはモータ（不図示）が接続されていて、このモ
ータの回転位置が制御盤１から指令されることで、二次
側の出力電圧が連続的に変化する。

【００３４】制御盤１は、変圧器３の二次側電圧値が、
コンピュータ２１から指令電圧値となるように、スライ
ダックに接続されているモータの回転位置を制御し、交
流電源（不図示）からの電力を変圧器３の一次側電圧に
印加する。

【００３５】また、制御板１は、電圧計５および電流計
７の計測値をコンピュータ２１へ伝達し、コンピュータ
２１からのリレー制御信号を各リレー１１〜１５に伝達
する。

【００３６】以下、この試験装置による寿命試験につい
て説明する。

【００３７】図２は、前記試験装置を用いて、試料に対
して電圧を印加し、絶縁破壊に至るまでの時間を計測す
る絶縁破壊試験の手順を説明するためのフローチャート
である。

【００３８】まず、試料３１〜３５を試験装置にセット
し、セットした試料に対して実行する試験条件をコンピ
ュータ２１に入力する（Ｓ１）。試験条件としては、セ
ットした試料数に応じてリレー１１〜１５をオンにする
順番（試験順番）、電圧上昇率などである。このとき、
試験する試料ごとに異なる試験条件を入力してもよい。
なお、試料３１〜３５はかならずしも全部セットされて
いる必要はないが、ここでは説明を分かりやすくするた
めに、試料３１〜３５にはすべて同じ製品が試料として
接続されており、試験順番は、その符号である３１〜３
５の順とする。

【００３９】続いて、コンピュータ２１は、入力された
試験条件に従って、試験を行う試料が接続されているリ
レーをオンにする（Ｓ２）。最初は、試験順番に従って
リレー１１がオンとなる。なお、初期状態でリレー１１
〜１５はすべてオフである。

【００４０】続いて、コンピュータ２１が、制御盤１に
対して、試験条件に合わせて、印加電圧を指令すると共
に計時を開始して、電流計７の値を監視し、試料３１が
絶縁破壊に至るまでの時間を計測する（Ｓ３）。これに
より、制御盤１は、変圧器３の一次側へ二次側電圧が指
令電圧となるように供給する。

【００４１】そして、コンピュータ２１は、絶縁破壊に
至ったかどうかを判断し（Ｓ４）、絶縁破壊に至った場
合には、破壊電圧とそれまでに加えた電圧の時間変化デ
ータ、および絶縁破壊に至るまでの時間を保存し、リレ
ー１１を切る（Ｓ５）。ステップＳ４において絶縁破壊
に至っていなければ、ステップＳ３へ戻り絶縁破壊に至
るまで、電圧を試験条件に合わせて上昇させながら、試
料が絶縁破壊に至るまで試験を継続する。

【００４２】続いて、コンピュータ２１は、試験条件と
して次の試料があるか否かを判断し（Ｓ６）、ある場合
にはステップＳ２へ戻り、次に試験を行う試料の接続さ
れたリレーをオンにして、次の試料の試験を実行する。
ここでは前記のとおり試料３５まで接続されているの
で、試料３１の試験が終わると、リレー１２をオンして
試験を行う。一方、最終的にすべての試料に対する試験
が終了すれば、絶縁破壊試験を終了する。

【００４３】次に、この絶縁破壊試験により得られたデ
ータから製品寿命を計算するが、ここで、まず、製品寿
命を計算するための原理について説明する。

【００４４】一般にある製品の寿命試験において、一定
電圧Ｖを印加したときの寿命時間をｔとすると、下記
（１）式が成り立つ。

【００４５】ｔ＝Ａ×Ｖ^-ｎ …（１）この（１）式から、たとえば、Ｖ＝１ｋＶにおける寿命
時間をｔ１とすると、Ｖ＝２ｋＶでは何時間（ｔ２）に
相当するかが求まり、下記（２）式のように表すことが
できる。

【００４６】ｔ２＝ｔ１×（Ｖ１／Ｖ２）^ｎ …（２）そこで、たとえば図３に示すように、一定の電圧上昇率
Ｖ_ｕ（Ｖ／秒）で連続的に上昇させて得られたデータか
ら寿命特性を計算することを考える。なお、図３は、一
定の電圧上昇率で連続的電圧を上昇させたときの破壊に
至るまでの時間と電圧の関係を示す図面であり、図中、
符号ａで示す線は低速度で電圧を上昇させた場合であ
り、符号ｂで示す線は高速度で電圧を上昇させた場合で
ある。

【００４７】今仮に、電圧上昇率Ｖ_ｕ（Ｖ／秒）で交流
５０Ｈｚの電圧を印加したとすると、上昇する電圧は、
半サイクルｔ_Ｈ＝０．０１秒ごとにＶ_ｕ×ｔ_Ｈ（Ｖ）上
昇していることになる。ここで電圧Ｖ_Ｘを印加して絶縁
破壊に至る時間をｔ_Ｘとし、実際に絶縁破壊に至ったと
きの破壊電圧Ｖ_ＢＤの時間をｔ１とすると、前記（１）
式から下記（３）および（４）式が得られる。ただし、
式中、ｔは寿命時間、Ｖは電圧、ｎは寿命係数、Ａは定
数である。

【００４８】ｔ_Ｘ＝Ａ×Ｖ_Ｘ ^-ｎ …（３）ｔ１＝Ａ×Ｖ_ＢＤ ^-ｎ …（４）２つの式よりＡを消去する下記（５）式のとおりとな
る。

【００４９】ｔ１＝ｔ_Ｘ×（Ｖ_Ｘ／Ｖ_ＢＤ）^ｎ＝ｔ_Ｈ×（Ｖ_Ｘ／Ｖ_ＢＤ）^ｎ（秒） …（５）Ｖ_ＢＤに相当する寿命時間をｔ_ＢＤとすると、Ｖ_Ｘはあ
る電圧ＡからＢまでの各電圧で加えた時間ｔ_Ｈ（秒）を
換算して、下記（６）式により求めることができる。

【００５０】

【数１】すなわち、寿命特性の式（前記（１）式）において、寿
命係数ｎの値がわかれば連続上昇させたときの絶縁破壊
電圧において、この電圧を最初から連続して加えた場合
の寿命時間が計算できることになる。

【００５１】そこで、本実施の形態では、まず、寿命係
数ｎの値を適当に決める。寿命係数ｎは一般の寿命特性
では１〜２０の間に入っている。寿命係数ｎの値が決ま
ると破壊電圧における寿命時間が計算できる。これを実
際に行った絶縁破壊試験のデータにおいて計算し、「ｔ
＝Ａ×Ｖ^-ｎ」の式に最もよくあうＡ、ｎを最小二乗法
により求める。ここで求めたｎをｎ０とすると、通常、
ｎ０は最初に決めたｎとは異なる。そこでｎをｎ０ある
いはｎとｎ０の中間の値に置き換えて（６）式で再度計
算する。これをｎとｎ０の差が一定のレベル（許容誤
差）以下になるまで繰り返す。最後に決まったｎが寿命
特性の真のｎとなる。寿命係数ｎの値が決まると定数Ａ
も決まり、（１）式の寿命特性が求まる。

【００５２】なお、この寿命算出法は、電圧を連続的に
上昇させる場合のみならず、たとえば図４に示すよう
に、段階的に上昇させた場合でも全く同じように用いる
ことができる。すなわち、図４中、連続上昇部分ａで
は、前記（６）式において、ａ部分の電圧上昇率に応じ
てＶ_Ｘを増分し、定電圧部分ｂでは、その定電圧部分の
時間をそのままＶ_Ｘの時間として加算すればよい。

【００５３】なお、このように段階的に電圧を上昇させ
る場合には、上述したスライダックによる変圧器３に代
わり、たとえば一次側に巻線数の異なる複数の入力端子
が設けられた変圧器を使用して、この入力端子に対する
電源からの入力を制御盤により切り替えることで、二次
側に対する一次側巻線比を段階的に変化させて、二次側
から段階的に変化させた電圧を得ることができる。

【００５４】次に、この寿命算出の原理に従った寿命計
算の手順を説明する。

【００５５】図５は、得られた絶縁破壊試験結果からコ
ンピュータ２１によって寿命特性を算出するための手順
を示すフローチャートである。この動作手順は、コンピ
ュータ２１によって実行されるものであり、実際には、
この動作手順に基づいて作成されたプログラムが記録媒
体に記録されており、その記録媒体に記録されたプログ
ラムをコンピュータ２１が読み取り実行することにな
る。なお、記録媒体としては、フレキシブルディスクや
ＣＤ−ＲＯＭなど様々な記録媒体が用いられ、あるいは
コンピュータ２１が通信回線に接続されている場合で
は、通信回線上のサーバがプログラムを提供するための
記録媒体となる。

【００５６】まず、コンピュータ２１は、前述のステッ
プＳ４において記憶されている破壊電圧とそれまでに加
えた電圧の時間変化のデータを取得する（Ｓ１１）。

【００５７】続いて、取得したデータから、前記（１）
式に示す寿命特性の式のｎの値を１〜２０の範囲で適当
に決定する（Ｓ１２）。なお、ここでｎの値は、あらか
じめ適当な値を初期値として入力しておいてもよい。

【００５８】続いて、先に説明したように、前記（６）
式を用いて、絶縁破壊した電圧での時間に換算する（Ｓ
１３）。

【００５９】続いて、電圧と時間の関係を最小二乗法に
より計算してｎを求めｎ０とする（Ｓ１４）。

【００６０】続いて、ｎとｎ０との許容誤差をεとし、
（ｎ０−ｎ）／ｎ０＜εか否かを判断する（Ｓ１５）。

【００６１】ここで、許容誤差以下でなければ、許容誤
差以下となるまで、寿命係数ｎの値を算出し続けて、許
容誤差以下となれば、前記（１）式における寿命係数ｎ
と定数Ａの値が求まり寿命特性が算出されて（Ｓ１
６）、処理が終了する。

【００６２】得られた寿命特性の式から、実際に試料と
して使用した製品に使用する電圧を代入することで、そ
の電圧での製品寿命時間を得ることができる。

【００６３】次に、以上のようにして実施した試験結果
について説明する。

【００６４】図６は、試験条件を変えて試験を行い、上
述のようにして計算した寿命時間の結果を示す図面であ
る。

【００６５】図において、ポイントａ〜ｃおよび直線Ｒ
は、上述した実施の形態により算出した結果であり、ポ
イントａは６００Ｖ／秒の電圧上昇率で電圧を連続的に
上昇させて試験を行ったデータから算出された破壊電圧
とその寿命であり、ポイントｂは１分ごとに１ｋＶずつ
階段的に電圧を上昇させて試験を行ったデータから算出
された破壊電圧とその寿命であり、ポイントｃは１時間
ごとに５００Ｖずつ階段的に電圧を上昇させて試験を行
ったデータから算出された破壊電圧とその寿命であり、
直線Ｒは、最初のポイントａと同じ算出結果から得られ
た寿命特性の式により描いた直線である。また、図５
中、ポイントｄは、従来のように一定の低い電圧を長時
間印加して破壊に至らせたときの電圧と時間である。

【００６６】図からわかるように、本発明を適用した実
施の形態により算出されたポイントａ〜ｃは、従来法に
よる結果であるポイントｄと共に、同じく本実施の形態
により算出した寿命特性の直線Ｒに沿って並んでいる。
この結果から、本発明により算出された結果は、従来法
より短い時間で、しかも、電圧を連続的にまたは段階的
に上昇させても、確実に寿命特性を導きだせていること
がわかる。

【００６７】なお、図６に示した試験結果では、本発明
の計算結果として複数のポイントと示しているが、これ
はあくまでも本発明の効果を説明するためのものであっ
て、すでに説明したように本発明を適用した場合には、
原理的には最低１個の破壊試験でも、図６に示したよう
な寿命特性の直線Ｒを求めることができる。しかしなが
ら、実際の製品試験においては、１個の試験結果だけで
は、たまたまその１個の試料が特異的なものであった場
合を考慮して、複数の試料により様々な条件によって試
験を行い、それらの結果から寿命を求めることが好まし
い。特に本実施の形態の試験装置では、一度に複数の試
料をセットすることができるため、連続的に同じ試験条
件で、あるいは異なる試験条件で、複数の試料に対して
絶縁破壊試験実行し、それらの結果からまとめ寿命特性
を算出することが可能である。

【００６８】以上のように、本実施の形態では、連続的
または段階的に電圧を上昇させて、絶縁破壊を行った試
験結果から直接寿命特性の式を求めているため、電圧印
加時の立ち上がり速度を急峻にするための特別な装置を
必要とせず、しかも、長時間かかる低電圧での試験を行
うことなく、正確な製品寿命を求めることが可能とな
る。

【００６９】また、本実施の形態では、電圧の上昇率な
どの試験条件をコンピュータ２１に入力してコンピュー
タからの指令により絶縁破壊試験を行うようにしている
ので、複数の試料に対して、絶縁破壊試験から、その結
果を用いた寿命特性の算出までを連続して自動的に行う
ことが可能である。

【００７０】（他の実施の形態）以上本発明を適用した
一実施の形態について説明したが、本発明はこのような
一実施の形態に限定されるものではない。

【００７１】上述した実施の形態では、コンピュータが
制御盤に接続され、このコンピュータにより電圧値およ
び電流値を直接得ることとしているが、これに換えて、
たとえば絶縁破壊試験を行う装置と、コンピュータとは
別々に構成し、絶縁破壊試験を行ったときのデータを、
別途コンピュータへ入力するようにしてもよい。この場
合、コンピュータでは、上述した実施の形態における寿
命算出手順（図５のフローチャート参照）のみを実行す
ればよい。また、この場合には絶縁破壊試験装置自体
は、上述したように、複数の試料に対してリレーを切り
替えることで、電圧を印加する試験装置を用いてもよい
し、あるいは従来からある試験装置を使用してもよい。

【００７２】また、上述した実施の形態では、複数の試
料をセットした場合に、リレーのスイッチングにより一
つひとつの試料に電圧を印加するようにしたが、たとえ
ば装置構成として、各リレーに電流計を直列に設置し、
すべての試料に対して一度に電圧を印加するようにして
もよい。この場合、電圧印加条件（電圧上昇率）は、す
べての試料に対して同じとなるが、複数の試料を一度に
試験することが可能となる。

【００７３】なお、各リレーに個別に電流計を設けたの
は、絶縁破壊が生じた試料を特定するためで、個別に設
けた電流計の計測値が急激に増加した場合、その試料が
絶縁破壊に至ったと検出することができ、それ以後その
電流計を接続しているリレーをオフにする。また、この
場合の変形例として、リレーと電流計に代わりに、一定
以上の電流が流れたときに電力の供給を遮断する電流制
限ブレーカーを用いてもよい。電流制限ブレーカーを用
いた場合には、試料が絶縁破壊に至った時点で、電流制
限ブレーカーにより電力の供給が遮断されるため、その
遮断された電流制限ブレーカーからどの試料が絶縁破壊
に至ったかを検出することができると共に、それ以後自
動的にその試料に対する電圧の印加はストップする。

【００７４】さらに、上述した実施の形態では、寿命特
性は一つの直線であるとして計算しているが、同一の製
品を複数試験した場合に、寿命特性が複数の直線からな
る場合も出てくる。そのような場合には、ある電圧範囲
あるいは時間範囲に分割して計算してもよい。

【００７５】さらにまた、電圧の上昇率についても実施
の形態において例示したもののほか、試験を行う電気機
器に応じて様々な上昇率を用いることができる。たとえ
ば、連続的に電圧を上昇させる場合では、最高電圧に到
達するまでの時間を、１０秒から１ヶ月程度までとする
ことが好ましい。ここで、下限値１０秒は、最高電圧に
もよるが、通常の変圧器において電力の投入から最高電
圧に上昇するために必要な時間であり、上限の１ヶ月
は、これ以上長く試験をする場合、従来のように定電圧
を加えた場合でも長期間の試験を行うことで得られる試
験結果と同じになってしまい、短時間（期間）で試験結
果が得られるとする本発明をメリットがなくなってしま
う。同様に、階段的に電圧を上昇させる場合では、１分
から１ヶ月程度の期間で最高電圧に達するようにするこ
とが好ましい。ここで下限値の１分は、段階的に電圧を
上昇させる場合あまり早く上昇させたのでは、連続上昇
と変わらないため。１分程度の時間をかけて段階的に上
昇させようとするものであり、上限ついては、先の連続
上昇と同じく、あまり長くしたのでは本発明のメリット
がないことになるためである。

【００７６】また、上述した実施の形態では、二次側に
電圧計５および電流計７を配備するようにしたが、制御
盤１が接続された一次側に電圧計および電流計を配備し
てもよいことは言うまでもない。このように配備するこ
とにより、電圧計に関しては、二次側に配備した場合に
比べて高電圧を測定する必要がないことから、安価なも
ので済むという利点がある。

【００７７】このように本発明は、本発明の技術思想の
範囲内において様々な変更が可能である。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電気機器あるいは絶縁材料の信頼性評価のために寿命特
性を容易に、かつ、短時間で計測することのできる寿命
試験装置が提供される。

【００７９】また、本発明によれば、電気機器あるいは
絶縁材料の信頼性評価のために寿命特性を容易に、か
つ、短時間で計算できる寿命測定プログラムを記録した
コンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による寿命試験装置の構成を示す配線ブ
ロック図である。

【図２】上記寿命試験装置による絶縁破壊試験の動作手
順を示すフローチャートである。

【図３】電圧を連続的に上昇させて破壊試験を行った場
合の電圧と時間の関係を示す図面である。

【図４】電圧を段階的に上昇させて破壊試験を行った場
合の電圧と時間の関係を示す図面である。

【図５】上記寿命試験装置による寿命特性の算出手順を
示すフローチャートである。

【図６】上記寿命試験装置による寿命特性の算出結果
と、十来訪により結果を示す図面である。

【図７】従来の絶縁破壊試験における印加電圧を示す図
面である。

【図８】従来の寿命特性を求めるための測定データを示
す図面である。

【符号の説明】

１制御盤３変圧器５電圧計７電流計１１〜１５リレー２１コンピュータ３１〜３５試料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者清水敏夫東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中事業所内 (72)発明者松本寿彰東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中事業所内Ｆターム(参考） 2G015 AA01 BA08 CA05 CA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試料に対して次第に上昇する電圧を印加
する電圧印加手段と、前記電圧印加手段により印加された電圧を検出する電圧
値計測手段と、前記試料が絶縁破壊に至ったことを検出する絶縁破壊検
出手段と、前記電圧印加手段が、前記試料に対し、電圧を印加し始
めてから、前記絶縁破壊検出手段が、前記試料が絶縁破
壊に至ったことを検出した時点までの時間を計時する計
時手段と、前記計時手段が計時した時間と、前記絶縁破壊に至るま
でに前記電圧計測手段が計測した電圧値から下記（１）
式に示される寿命特性式中の寿命係数ｎおよび定数Ａを
求め、寿命特性式を完成する演算手段と、ｔ＝Ａ×Ｖ^-ｎ …（１）（ただし、式中、ｔは寿命時間、Ｖは電圧、ｎは寿命係
数、Ａは定数である）を有することを特徴とする電気機
器の寿命試験装置。
【請求項２】前記電圧印加手段は、連続的に上昇する
電圧を前記試料に印加することを特徴とする請求項１記
載の電気機器の寿命試験装置。
【請求項３】前記電圧印加手段は、段階的に上昇する
電圧を前記試料に印加することを特徴とする請求項１記
載の電気機器の寿命試験装置。
【請求項４】次第に上昇する電圧を試料に印加して、
該試料が絶縁破壊に至るまでの時間とその間の電圧値を
計測した結果を取得する第１のステップと、前記取得した計測結果を用いて、下記（１）式に示され
る寿命特性式中の寿命係数ｎおよび定数Ａを求めて寿命
特性式を完成する第２のステップと、ｔ＝Ａ×Ｖ^-ｎ …（１）（ただし、式中、ｔは寿命時間、Ｖは電圧、ｎは寿命係
数、Ａは定数である）を有することを特徴とする電気機
器の寿命試験プログラムを記録したコンピュータ読み取
り可能な記録媒体。
【請求項５】前記第１のステップは、前記試料に対し
て、次第に上昇する電圧を印加するように、電圧印加手
段を制御するステップと、前記試料が絶縁破壊に至ったか否かを検出すると共に、
その間に印加された電圧値を収集するステップと、を有
することを特徴とする請求項４記載の電気機器の寿命試
験プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記
録媒体。
【請求項６】前記電圧印加手段を制御するステップ
は、連続的に電圧を上昇させるように制御することを特
徴とする請求項５記載の電気機器の寿命試験プログラム
を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項７】前記電圧印加手段を制御するステップ
は、段階的に電圧を上昇させるように制御することを特
徴とする請求項５記載の電気機器の寿命試験プログラム
を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。