JP2003130925A - 半導体素子モジュールにおける部分放電の発生判別方法 - Google Patents
半導体素子モジュールにおける部分放電の発生判別方法Info
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- JP2003130925A JP2003130925A JP2001327244A JP2001327244A JP2003130925A JP 2003130925 A JP2003130925 A JP 2003130925A JP 2001327244 A JP2001327244 A JP 2001327244A JP 2001327244 A JP2001327244 A JP 2001327244A JP 2003130925 A JP2003130925 A JP 2003130925A
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- partial discharge
- discharge
- semiconductor device
- device module
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体素子モジュール単体において、部分放
電に伴う微弱な放電パルス電流を電気的に測定する場
合、電気的なノイズの影響を受けやすく、測定結果のパ
ルス電流が部分放電によるものなのか、または、電気的
なノイズによるものなのか判別するのは難しい。 【解決手段】 半導体素子モジュール表面に取付けたア
コースティックエミッションセンサーで、半導体素子モ
ジュール内部で発生する部分放電に伴う音を測定し、電
気的な測定結果である放電パルス電流と、アコースティ
ックエミッションセンサーによる部分放電に伴う音が、
時間的に同期して測定されるかどうかをデジタルオシロ
スコープの画面で観測する方法である。
電に伴う微弱な放電パルス電流を電気的に測定する場
合、電気的なノイズの影響を受けやすく、測定結果のパ
ルス電流が部分放電によるものなのか、または、電気的
なノイズによるものなのか判別するのは難しい。 【解決手段】 半導体素子モジュール表面に取付けたア
コースティックエミッションセンサーで、半導体素子モ
ジュール内部で発生する部分放電に伴う音を測定し、電
気的な測定結果である放電パルス電流と、アコースティ
ックエミッションセンサーによる部分放電に伴う音が、
時間的に同期して測定されるかどうかをデジタルオシロ
スコープの画面で観測する方法である。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子モジュ
ール内部の部分放電の発生を判定する方法に関するもの
である。 【０００２】 【従来の技術】半導体素子モジュール内部は通電される
複数の導体部分と、それらを絶縁するための絶縁部分か
ら形成されている。また、内部で発生する通電およびス
イッチングによる熱損失を効率よく外部に熱放散させる
ため、表面に金属の放熱プレートが使用されている面が
有る。このプレートは接地されて使用される場合があ
り、その場合はプレートと内部の導体部分との間に絶縁
部分を介して電位差が生じることになる。 【０００３】絶縁部分の内部、絶縁部分どうしの接着部
分、絶縁物と導体の接着部分、プレートと導体の接着部
分に、空隙が存在する場合がある。絶縁物を介した導体
間やプレートとの間に電位差が生じると、これらの空隙
内で部分放電が発生する場合がある。もし部分放電が発
生すると絶縁物を放電劣化させ絶縁破壊を起こす可能性
が高くなり、半導体素子モジュールとしての寿命を低下
させることになる。 【０００４】この事を未然に防ぐため、予め半導体素子
モジュール単体で部分放電測定を行い、発生の有無を確
認している。一般に部分放電測定は、絶縁物を介した導
体間やプレートとの間に電圧を印加して、空隙内で発生
した部分放電に伴う微弱な放電パルス電流を電気的に測
定する方法が行われている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法では
放電の強度である放電電荷量が定量的に測定できる反
面、電気的なノイズの影響を受けやすく、測定結果のパ
ルス電流が部分放電によるものなのか、または、電気的
なノイズによるものなのか判別するのは難しかった。 【０００６】本発明は上述した点に鑑みて創案されたも
ので、その目的とするところは、半導体素子モジュール
表面に取付けたアコースティックエミッションセンサー
を用いて、部分放電測定の結果が部分放電によるものな
のか、または、電気的なノイズによるものなのかを簡単
に判定する方法を提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、部分放電に伴う微弱な放電パル
ス電流を電気的に測定すると同時に、半導体素子モジュ
ール表面に取付けたアコースティックエミッションセン
サーで、半導体素子モジュール内部で発生する部分放電
に伴う音を測定する。 【０００８】もし、測定結果のパルス電流が部分放電に
よるものならば、電気的な測定結果である放電パルス電
流と、アコースティックエミッションセンサーによる部
分放電に伴う音が時間的に同期して測定される。しか
し、測定結果がノイズによるものならば、電気的な測定
結果には部分放電によるものと判別が難しいノイズによ
るパルス電流が測定されるが、アコースティックエミッ
ションセンサーには音は測定されない。 【０００９】この違いによって、部分放電測定の結果が
部分放電によるものなのか、または、電気的なノイズに
よるものなのかを簡単に判定する。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
基づいて詳述する。図１及び図２は定格電圧１７００
Ｖ、定格電流３６０Ａの半導体素子モジュールの導体部
分を一括接続し、放熱プレートの間に高電圧の正弦波を
印加して、半導体素子モジュール内部の導体部分と放熱
プレートの間で発生する部分放電を電気的に測定したも
のである。一方、半導体素子モジュール内部で発生する
部分放電に伴う音を測定するためのアコースティックエ
ミッションセンサーを放電プレートの表面に取付けた。 【００１１】印加する電圧は測定器を工夫すれば正弦波
でなくてもよい。また、電圧を印加する箇所は測定回路
を工夫すれば導体間でもよい。また、アコースティック
エミッションセンサーを取付ける場所は簡易平面な半導
体素子モジュール表面ならばどこでもよい。 【００１２】電気的な部分放電測定器（三菱電線工業製
ＬＦ−２）は部分放電による微弱な放電パルス電流を
電圧に変換して増幅しモニター出力に出力する。一方、
アコースティックエミッションセンサーは半導体素子モ
ジュール内部で発生した部分放電に伴う音を電圧に変換
して外付けのアンプで増幅しモニター出力に出力する。
これら２つの出力をデジタルオシロスコープに入力し２
チャンネルを同時掃引させ画面を観測する。 【００１３】図１(a),(b)では、電気的な部分放電測定
器のモニター出力に出力された電圧(a)と、アコーステ
ィックエミッションセンサーのアンプのモニター出力に
出力された電圧(b)が時間的に同期して観測されてい
る。これは、部分放電の発生に伴って、放電による音が
発生しているためで、電気的な部分放電測定器のモニタ
ー出力に出力された電圧は部分放電によるものであるこ
とを意味している。一方、図２(a),(b)では、電気的な
部分放電測定器のモニター出力には電圧(a)が出力され
が、アコースティックエミッションセンサーのアンプの
モニター出力には電圧(b)が出力されない。これは、電
気的な部分放電測定器のモニター出力に出力された電圧
が部分放電によるものでなく、ノイズによるものである
ことを意味している。 【００１４】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、前
記した課題に対して、次のような効果がある。半導体素
子モジュール表面に取付けたアコースティックエミッシ
ョンセンサーを用いて、部分放電測定の結果が部分放電
によるものなのか、または、電気的なノイズによるもの
なのかを簡単に判定することができる。
ール内部の部分放電の発生を判定する方法に関するもの
である。 【０００２】 【従来の技術】半導体素子モジュール内部は通電される
複数の導体部分と、それらを絶縁するための絶縁部分か
ら形成されている。また、内部で発生する通電およびス
イッチングによる熱損失を効率よく外部に熱放散させる
ため、表面に金属の放熱プレートが使用されている面が
有る。このプレートは接地されて使用される場合があ
り、その場合はプレートと内部の導体部分との間に絶縁
部分を介して電位差が生じることになる。 【０００３】絶縁部分の内部、絶縁部分どうしの接着部
分、絶縁物と導体の接着部分、プレートと導体の接着部
分に、空隙が存在する場合がある。絶縁物を介した導体
間やプレートとの間に電位差が生じると、これらの空隙
内で部分放電が発生する場合がある。もし部分放電が発
生すると絶縁物を放電劣化させ絶縁破壊を起こす可能性
が高くなり、半導体素子モジュールとしての寿命を低下
させることになる。 【０００４】この事を未然に防ぐため、予め半導体素子
モジュール単体で部分放電測定を行い、発生の有無を確
認している。一般に部分放電測定は、絶縁物を介した導
体間やプレートとの間に電圧を印加して、空隙内で発生
した部分放電に伴う微弱な放電パルス電流を電気的に測
定する方法が行われている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法では
放電の強度である放電電荷量が定量的に測定できる反
面、電気的なノイズの影響を受けやすく、測定結果のパ
ルス電流が部分放電によるものなのか、または、電気的
なノイズによるものなのか判別するのは難しかった。 【０００６】本発明は上述した点に鑑みて創案されたも
ので、その目的とするところは、半導体素子モジュール
表面に取付けたアコースティックエミッションセンサー
を用いて、部分放電測定の結果が部分放電によるものな
のか、または、電気的なノイズによるものなのかを簡単
に判定する方法を提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、部分放電に伴う微弱な放電パル
ス電流を電気的に測定すると同時に、半導体素子モジュ
ール表面に取付けたアコースティックエミッションセン
サーで、半導体素子モジュール内部で発生する部分放電
に伴う音を測定する。 【０００８】もし、測定結果のパルス電流が部分放電に
よるものならば、電気的な測定結果である放電パルス電
流と、アコースティックエミッションセンサーによる部
分放電に伴う音が時間的に同期して測定される。しか
し、測定結果がノイズによるものならば、電気的な測定
結果には部分放電によるものと判別が難しいノイズによ
るパルス電流が測定されるが、アコースティックエミッ
ションセンサーには音は測定されない。 【０００９】この違いによって、部分放電測定の結果が
部分放電によるものなのか、または、電気的なノイズに
よるものなのかを簡単に判定する。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
基づいて詳述する。図１及び図２は定格電圧１７００
Ｖ、定格電流３６０Ａの半導体素子モジュールの導体部
分を一括接続し、放熱プレートの間に高電圧の正弦波を
印加して、半導体素子モジュール内部の導体部分と放熱
プレートの間で発生する部分放電を電気的に測定したも
のである。一方、半導体素子モジュール内部で発生する
部分放電に伴う音を測定するためのアコースティックエ
ミッションセンサーを放電プレートの表面に取付けた。 【００１１】印加する電圧は測定器を工夫すれば正弦波
でなくてもよい。また、電圧を印加する箇所は測定回路
を工夫すれば導体間でもよい。また、アコースティック
エミッションセンサーを取付ける場所は簡易平面な半導
体素子モジュール表面ならばどこでもよい。 【００１２】電気的な部分放電測定器（三菱電線工業製
ＬＦ−２）は部分放電による微弱な放電パルス電流を
電圧に変換して増幅しモニター出力に出力する。一方、
アコースティックエミッションセンサーは半導体素子モ
ジュール内部で発生した部分放電に伴う音を電圧に変換
して外付けのアンプで増幅しモニター出力に出力する。
これら２つの出力をデジタルオシロスコープに入力し２
チャンネルを同時掃引させ画面を観測する。 【００１３】図１(a),(b)では、電気的な部分放電測定
器のモニター出力に出力された電圧(a)と、アコーステ
ィックエミッションセンサーのアンプのモニター出力に
出力された電圧(b)が時間的に同期して観測されてい
る。これは、部分放電の発生に伴って、放電による音が
発生しているためで、電気的な部分放電測定器のモニタ
ー出力に出力された電圧は部分放電によるものであるこ
とを意味している。一方、図２(a),(b)では、電気的な
部分放電測定器のモニター出力には電圧(a)が出力され
が、アコースティックエミッションセンサーのアンプの
モニター出力には電圧(b)が出力されない。これは、電
気的な部分放電測定器のモニター出力に出力された電圧
が部分放電によるものでなく、ノイズによるものである
ことを意味している。 【００１４】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、前
記した課題に対して、次のような効果がある。半導体素
子モジュール表面に取付けたアコースティックエミッシ
ョンセンサーを用いて、部分放電測定の結果が部分放電
によるものなのか、または、電気的なノイズによるもの
なのかを簡単に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】部分放電測定器が部分放電を測定しているとき
のデジタルオシロスコープの画面の図である。 【図２】部分放電測定器がノイズを測定しているときの
デジタルオシロスコープの画面の図である。
のデジタルオシロスコープの画面の図である。 【図２】部分放電測定器がノイズを測定しているときの
デジタルオシロスコープの画面の図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 半導体素子モジュールの内部で発生する
部分放電とノイズを、半導体素子モジュール表面に取付
けたアコースティックエミッションセンサーを用いて部
分放電に伴う音を測定し判別することで、測定結果のパ
ルス電流が部分放電によるものならば、電気的な測定結
果である放電パルス電流と、アコースティックエミッシ
ョンセンサーによる部分放電に伴う音が時間的に同期し
て測定されることを特徴とする半導体素子モジュールに
おける部分放電の発生判別方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001327244A JP2003130925A (ja) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | 半導体素子モジュールにおける部分放電の発生判別方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001327244A JP2003130925A (ja) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | 半導体素子モジュールにおける部分放電の発生判別方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003130925A true JP2003130925A (ja) | 2003-05-08 |
Family
ID=19143501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001327244A Pending JP2003130925A (ja) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | 半導体素子モジュールにおける部分放電の発生判別方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003130925A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103823168A (zh) * | 2014-03-10 | 2014-05-28 | 中国科学院电子学研究所 | 对气体绝缘封闭式组合电器局部放电的检测电路及装置 |
| DE102015210602A1 (de) | 2014-06-11 | 2015-12-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Messvorrichtung |
-
2001
- 2001-10-25 JP JP2001327244A patent/JP2003130925A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103823168A (zh) * | 2014-03-10 | 2014-05-28 | 中国科学院电子学研究所 | 对气体绝缘封闭式组合电器局部放电的检测电路及装置 |
| DE102015210602A1 (de) | 2014-06-11 | 2015-12-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Messvorrichtung |
| KR20150142620A (ko) | 2014-06-11 | 2015-12-22 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 측정 장치 |
| US9684027B2 (en) | 2014-06-11 | 2017-06-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Measuring apparatus |
| DE102015210602B4 (de) | 2014-06-11 | 2022-06-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Messvorrichtung |
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