JP3376924B2 - レヤーコロナ試験回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、リアクトル，変圧
器等の巻線機器のレヤー間絶縁検証等に用いられるレヤ
ーコロナ試験回路に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、この種レヤーコロナ試験回路は図
４に示すように形成される。 【０００３】同図において、１は３相の巻線２ｕ，２
ｖ，２ｗがスター結線されたリアクトル，変圧器等の３
相の供試巻線機器であり、中性点３及び各相の巻線２
ｕ，２ｖ，２ｗの端部ｕ，ｖ，ｗにそれぞれ均圧コンデ
ンサを有する容量２００ｐＦ程度のコンデンサブッシン
グ４が接続されている。 【０００４】そして、図４は供試巻線機器１の巻線２ｕ
を着目巻線とし、巻線２ｕの端部ｕと，残りの２巻線２
ｖ，２ｗの端部ｖ，ｗとの間に電圧を印加し、その間の
部分放電（レヤーコロナ）を測定して試験する場合の接
続を示し、端部ｖ，ｗは接地され、端部ｕと接地された
端部ｖ，ｗとの間に、ブロッキングコイル５，共振用コ
ンデンサ６を介して高周波電源７が接続される。 【０００５】この高周波電源７は、系統電源（５０Hz又
は６０Hz）より高周波数，例えば８００Hzであり、オペ
レータの操作等により例えば０Ｖから３０００Ｖに昇圧
変化する。 【０００６】また、共振用コンデンサ６は数十μＦであ
り、供試巻線機器１と直列共振回路を形成し、この直列
共振回路により高周波電源７の電圧を例えば最大２７，
５０００Ｖに昇圧して供試巻線機器１に印加する。 【０００７】そして、この印加電圧が昇圧変化する間に
端部ｕと端部ｖ，ｗとの間に部分放電が発生すると、印
加電圧に重畳した放電電圧が端部ｕのコンデンサブッシ
ング４を介してコロナ測定器８により検知され、検知さ
れた電圧波形がコロナ測定器８のＣＲＴ画面等のモニタ
画面に表示される。 【０００８】このとき、巻線２ｕ，２ｖ，２ｗのインピ
ーダンスが等しく、端部ｕと端部ｖ，ｗとの間の印加電
圧は、巻線２ｕにその２／３が印加され、巻線２ｖ，２
ｗの並列回路に残りの１／３が印加されることから、着
目巻線２ｕは印加電圧が高く部分放電が発生し易い。 【０００９】また、コロナ測定器８に画面表示される電
圧波形は、例えば図５のモニタ画面８’に示すように供
試巻線機器１の印加電圧の１周期の正極半周期の波形と
負極半周期の波形とを合成した環状の電圧波形ａに、部
分放電の高周波数の微小電圧の電圧波形ｂが重畳した波
形である。 【００１０】一方、ブロッキングコイル５は供試巻線機
器１より十分に小インピーダンスであり、前記の直列共
振回路に影響を与えることなく、部分放電の電圧の電源
側への出力を阻止する。 【００１１】また、端部ｕの印加電圧をモニタするた
め、端部ｕに５００ｐＦ程度の印加電圧測定用のコンデ
ンサ９を介して電流計１０が接続され、この電流計１０
の電流値から端部ｕと端部ｖ，ｗとの間の印加電圧が間
接的に測定される。 【００１２】これは、前記の８００Hz，２７，５０００
Ｖもの高周波高電圧は、一般的な電圧検出器によって
は、電圧として直接検出することが困難だからである。 【００１３】そして、巻線２ｕを着目巻線とする図４の
接続状態での試験が終了すると、例えば、巻線２ｕ，２
ｖ，２ｗを同図の巻線２ｖ，２ｗ，２ｕの位置に移動し
た接続状態に変え、巻線２ｖを着目巻線とし、その端部
ｖと端部ｗ，ｕとの間に高周波高電圧を印加して前記と
同様の試験を行い、その後、巻線２ｗを着目巻線とし、
その端部ｗと端部ｕ，ｖとの間に高周波高電圧を印加し
て試験を行う。 【００１４】すなわち、３相の供試巻線機器１の場合、
前記したように着目巻線の印加電圧が残りの２巻線の印
加電圧の２倍になり、全ての巻線２ｕ，２ｖ，２ｗの印
加電圧が等しくならないため、着目巻線を変えて試験を
くり返し、その結果からレヤー間絶縁検証等が行われ
る。 【００１５】 【発明が解決しようとする課題】前記従来のレヤーコロ
ナ試験回路の場合、図５に示したように、コロナ測定器
８のモニタ画面８’に部分放電の電圧波形のみが表示さ
れ、この画面表示からは、供試巻線機器１の印加電圧を
基準にしたその発生位相を容易に把握できない問題点が
ある。 【００１６】そして、部分放電が供試巻線機器１の実際
の印加電圧に同期して発生し、その発生位相や発生パタ
ーンが部分放電の発生個所（位置）等によって異なるこ
とから、部分放電の発生位相を把握することができる
と、その位相及び発生パターン等から部分放電の発生個
所等を特定し得る。 【００１７】しかし、従来回路においては、前記したよ
うにモニタ画面８’から部分放電の発生位相を知ること
が困難であり、部分放電の発生個所等を精度よく特定す
ることができず、レヤー間絶縁検証等が精度よく行えな
い。 【００１８】なお、高周波電源７等の電源を形成する低
周波数の系統電源については、一般的なゼロクロス点検
出等により容易にその位相零点を検出することができる
ため、この系統電源の位相零点から供試巻線機器１の印
加電圧の位相零点を間接的に検出してモニタ画面８’に
表示することが考えられるが、この場合は、直列共振に
よる位相のずれ等が生じるため、画面表示される位相零
点が供試巻線機器１の高周波の実際の印加電圧の位相零
点から大きくずれ、部分放電の発生位相を正確に把握す
ることはできない。 【００１９】本発明は、コロナ測定器の画面表示から、
部分放電の発生位相がずれなく容易に把握し得るように
することを課題とする。 【００２０】 【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明のレヤーコロナ試験回路においては、供試
巻線機器の中性点又は着目巻線の端部のコンデンサブッ
シングと大地との間に設けられ，供試巻線機器の印加電
圧を分圧する分圧コンデンサと、コンデンサブッシン
グ，分圧コンデンサの接続点とコロナ測定器との間に設
けられ，前記分圧を電流に変換する電圧検出抵抗と、コ
ロナ測定器に設けられ，電圧検出抵抗を通流する電流か
ら前記印加電圧の位相零点を検出し，この位相零点に同
期した零点マーカを形成してコロナ測定器の画面表示に
付加する表示処理手段とを備える。 【００２１】したがって、供試巻線機器の実際の印加電
圧の分圧が分圧コンデンサにより発生し、この分圧が電
圧検出抵抗により電流に変換して検出される。 【００２２】そして、コロナ測定器の表示処理手段によ
り、供試巻線機器の実際の印加電圧の位相零点に同期し
て零点マーカが形成され、この零点マーカが部分放電の
電圧波形とともに画面表示される。 【００２３】そのため、コロナ測定器に画面表示された
零点マーカにより、供試巻線機器の印加電圧の位相零点
が直ちに分かり、この零点を基準にして部分放電の発生
位相をずれなく容易に把握することができる。 【００２４】 【発明の実施の形態】本発明の実施の１形態につき、図
１ないし図３を参照して説明する。図１は３相の供試巻
線機器１につき、その巻線２ｕを着目巻線として試験す
る場合の構成を示す。 【００２５】同図において、図４と同一符号は同一もし
くは相当するものを示し、中性点３のコンデンサブッシ
ング４と大地との間に分圧コンデンサ１１が設けられ、
端部ｕと端部ｖ，ｗとの間の印加電圧に基づく中性点３
の電圧がそのコンデンサブッシング４と分圧コンデンサ
１１により分圧され、中性点３のコンデンサブッシング
４と分圧コンデンサ１１との接続点αに前記印加電圧を
分圧した電圧が発生する。 【００２６】このとき、最大２７，５０００Ｖの印加電
圧を十分に分圧するため、分圧コンデンサ１１は例えば
容量１μＦに設定される。 【００２７】さらに、接続点αとコロナ測定器１３との
間に高インピーダンス（数ＭΩ）の電圧検出抵抗１２が
設けられ、この抵抗１２により前記印加電圧が電流に変
換され、接続点αの電圧に応じた電流が電圧検出抵抗１
２を通流する。 【００２８】つぎに、図４のコロナ測定器８の代わりに
設けられたコロナ測定器１３は例えば図２に示すように
形成され、端部ｕのコンデンサブッシング４を介して取
込まれた部分放電の電圧は、表示処理手段を形成する表
示処理部１４の放電電圧側処理回路１５により従来のコ
ロナ測定器８の場合と同様に検知されて処理され、この
処理により図５の電圧波形ａ，bと同様の電圧波形の表
示信号が形成される。 【００２９】また、電圧検出抵抗１２の他端と大地との
間に設けられた印加電圧側処理回路としての電圧計回路
１６が電圧検出抵抗１２の電流から前記印加電圧を計測
してその位相零点（ゼロクロス点）を検知し、例えば印
加電圧の極性変化に応じた正又は負の単パルス波形の零
点マーカの表示信号を形成する。 【００３０】そして、放電電圧側処理回路１５及び電圧
計回路１６の表示信号が加算器１７により加算されて合
成され、この合成信号の波形がＣＲＴ１８に画面表示さ
れる。 【００３１】このとき、ＣＲＴ１８の表示画面，すなわ
ち図３のモニタ画面１８’は、図５の電圧波形ａ，ｂに
相当する電圧波形ｃ，ｄに零点マーカｅが付加された画
面になる。 【００３２】そして、接続点αの分圧から供試巻線機器
１の端部ｕと端部ｖ，ｗとの間の印加電圧が直接検出さ
れ、この検出に基づき、印加電圧の位相零点に同期して
零点マーカｅが形成され、このマーカｅがモニタ画面１
８’に部分放電の電圧波形ｃ，ｄとともに表示される。 【００３３】そのため、零点マーカｅの表示から供試巻
線機器１の印加電圧の位相零点をずれなく容易に把握す
ることができ、零点マーカｅと電圧波形ｄとの間隔等か
ら前記印加電圧の位相零点を基準にして部分放電の発生
位相をずれなく容易に把握することができる。 【００３４】なお、印加電圧が上限電圧（例えば２７５
０００Ｖ）まで上昇すると、着目巻線を巻線２ｖに変え
て印加電圧を再び０Ｖから上限電圧まで上昇し、その
後、着目巻線を巻線２ｗに変えて印加電圧を０Ｖから上
限電圧まで上昇し、試験をくり返す。 【００３５】そして、これらの試験によって得られた部
分放電の発生位相及び発生パターンに基づき、部分放電
の発生個所（位置）を精度よく特定することができ、リ
アクトル，巻線トランス等の巻線機器につき、高精度の
レヤー間絶縁検証や部分放電発生個所の特定が行え、部
分放電による絶縁破壊の発生を工場等で事前に検出し、
この種巻線機器の品質及び信頼性を著しく向上すること
ができる。 【００３６】ところで、図１からも明らかなように、供
試巻線機器１が３相機器の場合、中性点３のコンデンサ
ブッシング４に分圧コンデンサ１１，電圧検出抵抗１２
を接続すれば、着目巻線を巻線２ｕから巻線２ｖ，２ｗ
に変えて試験をくり返すときに、分圧コンデンサ１１，
電圧検出抵抗１２の接続を変える必要がなく、効率よく
レヤーコロナ試験が行える利点がある。 【００３７】なお、分圧コンデンサ１１，電圧検出抵抗
１２は、中性点３のコンデンサブッシング４に接続する
代わりに、着目巻線の端部ｕ，ｖ又はｗのコンデンサブ
ッシング４に接続してもよく、この場合も前記と同様の
部分放電の発生位相の検出が行える。 【００３８】そして、供試巻線機器は単相，３相，…の
種々の巻線機器であってよいのは勿論である。 【００３９】さらに、高周波電源７の周波数，電圧及び
直列共振による昇圧量等が前記実施の形態と異なってい
ても同様に適用することができる。 【００４０】また、コロナ計測器１３の内部構成やモニ
タ画面１８’の部分放電の電圧波形，零点マーカの表示
は前記実施の形態のものに限られるものではない。 【００４１】 【発明の効果】本発明は、以下に記載する効果を奏す
る。供試巻線機器１の実際の印加電圧の分圧を分圧コン
デンサ１１により発生し、この分圧を電圧検出抵抗１２
により電流に変換して検出することができる。 【００４２】さらに、コロナ測定器１３の表示処理手段
（表示処理部１４）により、供試巻線機器１の実際の印
加電圧の位相零点に同期して零点マーカｅを形成し、こ
の零点マーカｅを部分放電の電圧波形とともに画面表示
することができる。 【００４３】そして、コロナ測定器１３に画面表示され
た零点マーカｅにより、供試巻線機器１の印加電圧の位
相零点を直ちに知ることができ、この零点を基準にして
部分放電の発生位相をずれなく容易に把握することがで
き、この結果から供試巻線機器１の部分放電の発生位置
（個所）等を正確に把握し、レヤー間絶縁検証等を精度
よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の１形態の結線図である。 【図２】図１のコロナ測定器の詳細な回路ブロック図で
ある。 【図３】図２のＣＲＴのモニタ画面の正面図である。 【図４】従来回路の結線図である。 【図５】図４のコロナ測定器のモニタ画面の正面図であ
る。 【符号の説明】 １ 供試巻線機器 ２ｕ，２ｖ，２ｗ 巻線 ３ 中性点 ４ コンデンサブッシング ６ 共振用コンデンサ ７ 高周波電源 １１ 分圧コンデンサ １２ 電圧検出抵抗 １３ コロナ測定器 １４ 表示処理部 １８ ＣＲＴ ｅ 零点マーカ

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 系統周波数より高周波数の交流電圧を、
   直列共振法により昇圧して供試巻線機器の着目巻線の端
   部と残りの巻線の端部との間に印加し、 前記供試巻線機器に発生した部分放電の電圧をコロナ測
   定器により検知し、 前記部分放電の電圧波形を前記コロナ測定器により画面
   表示するレヤーコロナ試験回路において、 前記供試巻線機器の中性点又は前記着目巻線の端部のコ
   ンデンサブッシングと大地との間に設けられ，前記供試
   巻線機器の印加電圧の分圧を発生する分圧コンデンサ
   と、 前記コンデンサブッシング，前記分圧コンデンサの接続
   点と前記コロナ測定器との間に設けられ，前記分圧を電
   流に変換する電圧検出抵抗と、 前記コロナ測定器に設けられ，前記電圧検出抵抗を通流
   する電流から前記印加電圧の位相零点を検出し，前記位
   相零点に同期した零点マーカを形成して前記画面表示に
   付加する表示処理手段とを備えたことを特徴とするレヤ
   ーコロナ試験回路。