JP3421524B2 - 静電容量の測定方法 - Google Patents
静電容量の測定方法Info
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- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力用コンデンサ
や電力ケーブルその他の電気機器の静電容量を測定する
方法に関する。
や電力ケーブルその他の電気機器の静電容量を測定する
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】各種の絶縁材料や、電力用コンデンサあ
るいは電力ケーブルなどの高電圧電気機器の誘電特性の
測定には、シェーリング・ブリッジを用いることが多
い。その場合には、標準器として標準コンデンサが必要
不可欠であり、しかも、その静電容量を正確に把握して
おく必要がある。標準コンデンサには、その静電容量が
温度、湿度、電圧、周波数によって変わらず、誘電正接
（ｔａｎδ）が無視できる程度に低いことが要求され
る。したがって標準コンデンサの静電容量は、一般的に
は不変であると考えられるが、使用方法や経年変化によ
り、初期の静電容量を維持していないことも考えられ
る。そこで、被測定体、例えば電力ケーブルの静電容量
を測定する場合には、予め標準コンデンサの静電容量を
測定することになるが、そのためには標準コンデンサと
は別に、その静電容量が既知の標準コンデンサを用意
し、シェーリング・ブリッジ等を用いて被測定標準コン
デンサの静電容量を測定している。しかしながら、この
場合でも、標準器として用いられる標準コンデンサの静
電容量が正確に分らない場合があり、測定結果の信頼性
に問題があった。
るいは電力ケーブルなどの高電圧電気機器の誘電特性の
測定には、シェーリング・ブリッジを用いることが多
い。その場合には、標準器として標準コンデンサが必要
不可欠であり、しかも、その静電容量を正確に把握して
おく必要がある。標準コンデンサには、その静電容量が
温度、湿度、電圧、周波数によって変わらず、誘電正接
（ｔａｎδ）が無視できる程度に低いことが要求され
る。したがって標準コンデンサの静電容量は、一般的に
は不変であると考えられるが、使用方法や経年変化によ
り、初期の静電容量を維持していないことも考えられ
る。そこで、被測定体、例えば電力ケーブルの静電容量
を測定する場合には、予め標準コンデンサの静電容量を
測定することになるが、そのためには標準コンデンサと
は別に、その静電容量が既知の標準コンデンサを用意
し、シェーリング・ブリッジ等を用いて被測定標準コン
デンサの静電容量を測定している。しかしながら、この
場合でも、標準器として用いられる標準コンデンサの静
電容量が正確に分らない場合があり、測定結果の信頼性
に問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
静電容量の測定方法では、標準器として用いられる標準
コンデンサの静電容量を確認する際に、これとは別の標
準コンデンサを必要とし、しかも、その標準コンデンサ
の静電容量が正確に分らない場合は、測定結果の信頼性
に問題を生ずることがあった。そこで本発明は、標準器
として用いられる標準コンデンサの静電容量が正確に分
らない場合でも、被測定体の静電容量を正確に測定する
ことができる方法を提供することを課題とするものであ
る。
静電容量の測定方法では、標準器として用いられる標準
コンデンサの静電容量を確認する際に、これとは別の標
準コンデンサを必要とし、しかも、その標準コンデンサ
の静電容量が正確に分らない場合は、測定結果の信頼性
に問題を生ずることがあった。そこで本発明は、標準器
として用いられる標準コンデンサの静電容量が正確に分
らない場合でも、被測定体の静電容量を正確に測定する
ことができる方法を提供することを課題とするものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の静電容量の測定
方法は被測定体の充電電流が流れる回路に、適当な値の
抵抗を挿入し、この抵抗挿入の前後におけるｔａｎδの
変化に基づいて、被測定体の静電容量を求めることを特
徴とするものである。
方法は被測定体の充電電流が流れる回路に、適当な値の
抵抗を挿入し、この抵抗挿入の前後におけるｔａｎδの
変化に基づいて、被測定体の静電容量を求めることを特
徴とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明においては、ｔａｎδ測定
器を使って被測定体のｔａｎδx を測定すると共に、こ
の被測定体に抵抗値が既知の抵抗Ｒを直列に接続した際
のｔａｎδxRを測定し、これらの測定値から、前記
（１）式に基づいて、被測定体の静電容量Ｃx を求める
ことができる。また、ｔａｎδ測定器としては、シェー
リング・ブリッジを用いることができる。
器を使って被測定体のｔａｎδx を測定すると共に、こ
の被測定体に抵抗値が既知の抵抗Ｒを直列に接続した際
のｔａｎδxRを測定し、これらの測定値から、前記
（１）式に基づいて、被測定体の静電容量Ｃx を求める
ことができる。また、ｔａｎδ測定器としては、シェー
リング・ブリッジを用いることができる。
【０００６】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。この実施例はｔａｎδ測定器としてシェーリング
・ブリッジを使用して被測定体の静電容量を測定する方
法を示す。シェーリング・ブリッジは、図１にその基本
回路を示すように、交流電源１に、標準コンデンサＣs
と、並列接続した抵抗Ｒ1 および可変コンデンサＣ2 と
を直列接続すると共に、被測定体２と可変抵抗Ｒ2 とを
直列接続し、これらの直列接続体の中点間を検流器３で
ブリッジ接続して構成される。電力ケーブルやコンデン
サなどの被測定体２は静電容量Ｃx の他、若干の抵抗分
Ｒx を含むので、その等価回路は静電容量Ｃx と抵抗Ｒ
x との直列回路で示される。したがって、図１のブリッ
ジ辺が平衡した際の被測定体２のｔａｎδx は、次式で
示される。 ｔａｎδx ＝２πｆＣx Ｒx ……………………………………………（２） 一方、図２に示すように、被測定体２に抵抗Ｒを直列接
続した場合の平衡状態では、次式 ｔａｎδxR＝２πｆＣx （Ｒx ＋Ｒ） …………………………………（３） が成立する。したがって、上記（２），（３）式より、
前記（１）式 Ｃx ＝（ｔａｎδxR−ｔａｎδx ）／２πｆＲ ………………………（１） が成立する。（１）式から明らかなように、本発明によ
る場合には、標準コンデンサＣs の値はＣx の計算に無
関係になるので、その値を正確に知っておく必要はな
い。ただし、正確な値の抵抗Ｒを必要とするが、その入
手は容易である。
する。この実施例はｔａｎδ測定器としてシェーリング
・ブリッジを使用して被測定体の静電容量を測定する方
法を示す。シェーリング・ブリッジは、図１にその基本
回路を示すように、交流電源１に、標準コンデンサＣs
と、並列接続した抵抗Ｒ1 および可変コンデンサＣ2 と
を直列接続すると共に、被測定体２と可変抵抗Ｒ2 とを
直列接続し、これらの直列接続体の中点間を検流器３で
ブリッジ接続して構成される。電力ケーブルやコンデン
サなどの被測定体２は静電容量Ｃx の他、若干の抵抗分
Ｒx を含むので、その等価回路は静電容量Ｃx と抵抗Ｒ
x との直列回路で示される。したがって、図１のブリッ
ジ辺が平衡した際の被測定体２のｔａｎδx は、次式で
示される。 ｔａｎδx ＝２πｆＣx Ｒx ……………………………………………（２） 一方、図２に示すように、被測定体２に抵抗Ｒを直列接
続した場合の平衡状態では、次式 ｔａｎδxR＝２πｆＣx （Ｒx ＋Ｒ） …………………………………（３） が成立する。したがって、上記（２），（３）式より、
前記（１）式 Ｃx ＝（ｔａｎδxR−ｔａｎδx ）／２πｆＲ ………………………（１） が成立する。（１）式から明らかなように、本発明によ
る場合には、標準コンデンサＣs の値はＣx の計算に無
関係になるので、その値を正確に知っておく必要はな
い。ただし、正確な値の抵抗Ｒを必要とするが、その入
手は容易である。
【０００７】次に、本発明による場合の計算精度を検討
する。ｔａｎδ測定器としては、ｔａｎδの読み値で±
０．００３％という測定器が多く用いられている。ま
た、抵抗Ｒとしては、標準抵抗と呼ばれるものが容易に
入手可能であり、その確度は±０．００５％程度であ
る。これらを基にして、例えばＲ＝１００ｋΩの標準抵
抗を用いた時の誤差を計算すると、ｔａｎδ測定器の誤
差は、ｔａｎδの読み値で±０．００３％なので、
（１）式のｔａｎδ値を全て％表示すると、（１）式の
分子における誤差は最大０．００６％となる。また、抵
抗Ｒの確度は±０．００５％のため、Ｃx のずれΔＣx
は ΔＣx ＝[(ｔａｎδxR±０．００３％）−（ｔａｎδx ±０．００３％)] ／２πｆＲ（１±０．００５×１０-2） −（ｔａｎδxR−ｔａｎδx ）／２πｆＲ ……………………（４） となる。ここで、 ｔａｎδxR−ｔａｎδx ＝Ａ ２πｆＲ＝Ｂ ０．００５×１０-2＝Ｃ ０．００６％＝Ｄ の置換を行うと、（４）は ΔＣx ＝（Ａ±Ｄ）／｛Ｂ（１±Ｃ）｝−Ａ／Ｂ ……………………（５） で示され、ΔＣx の最大値ΔＣx max は ΔＣx max ＝（Ｄ＋ＡＣ）／｛Ｂ（１−Ｃ）｝ ………………………（６） となるが、Ｄ>>ＡＣ，Ｃ<<1 であるから、（６）式は近
似的に ΔＣx max ＝Ｄ／Ｂ＝０．００６％／２πｆＲ＝１．９×１０-12 ＝１．９ｐＦ ………………………………………………（７） となり、約±２％の確度でＣx を測定することができ
る。
する。ｔａｎδ測定器としては、ｔａｎδの読み値で±
０．００３％という測定器が多く用いられている。ま
た、抵抗Ｒとしては、標準抵抗と呼ばれるものが容易に
入手可能であり、その確度は±０．００５％程度であ
る。これらを基にして、例えばＲ＝１００ｋΩの標準抵
抗を用いた時の誤差を計算すると、ｔａｎδ測定器の誤
差は、ｔａｎδの読み値で±０．００３％なので、
（１）式のｔａｎδ値を全て％表示すると、（１）式の
分子における誤差は最大０．００６％となる。また、抵
抗Ｒの確度は±０．００５％のため、Ｃx のずれΔＣx
は ΔＣx ＝[(ｔａｎδxR±０．００３％）−（ｔａｎδx ±０．００３％)] ／２πｆＲ（１±０．００５×１０-2） −（ｔａｎδxR−ｔａｎδx ）／２πｆＲ ……………………（４） となる。ここで、 ｔａｎδxR−ｔａｎδx ＝Ａ ２πｆＲ＝Ｂ ０．００５×１０-2＝Ｃ ０．００６％＝Ｄ の置換を行うと、（４）は ΔＣx ＝（Ａ±Ｄ）／｛Ｂ（１±Ｃ）｝−Ａ／Ｂ ……………………（５） で示され、ΔＣx の最大値ΔＣx max は ΔＣx max ＝（Ｄ＋ＡＣ）／｛Ｂ（１−Ｃ）｝ ………………………（６） となるが、Ｄ>>ＡＣ，Ｃ<<1 であるから、（６）式は近
似的に ΔＣx max ＝Ｄ／Ｂ＝０．００６％／２πｆＲ＝１．９×１０-12 ＝１．９ｐＦ ………………………………………………（７） となり、約±２％の確度でＣx を測定することができ
る。
【０００８】この±２％の確度は、例えば被測定体の静
電容量が１００ｐＦの場合は誤差率が最大２％というこ
とであり、実用上十分な精度である。なお、以上の説明
においては、ｔａｎδ測定器としてシェーリング・ブリ
ッジと標準コンデンサを用いる例を説明したが、本発明
はこれに限定されず、各種のブリッジ法、自動ブリッジ
法、位相差測定法などを利用することもできる。
電容量が１００ｐＦの場合は誤差率が最大２％というこ
とであり、実用上十分な精度である。なお、以上の説明
においては、ｔａｎδ測定器としてシェーリング・ブリ
ッジと標準コンデンサを用いる例を説明したが、本発明
はこれに限定されず、各種のブリッジ法、自動ブリッジ
法、位相差測定法などを利用することもできる。
【０００９】
【発明の効果】本発明によれば、標準器として用いられ
る標準コンデンサの正確な値が分らなくとも、入手が容
易な標準抵抗を用いることにより、実用上十分な精度で
静電容量の測定方法を行うことができる。
る標準コンデンサの正確な値が分らなくとも、入手が容
易な標準抵抗を用いることにより、実用上十分な精度で
静電容量の測定方法を行うことができる。
【図１】 本発明方法の実施例を説明する回路図。
【図２】 本発明方法の実施例を説明する回路図。
１……ｔａｎδ測定器の交流電源
２……被測定体
３……検流器
Claims (3)
- 【請求項１】 被測定体の充電電流が流れる回路に、適
当な値の抵抗を挿入し、この抵抗挿入の前後におけるｔ
ａｎδの変化に基づいて、被測定体の静電容量を求める
ことを特徴とする静電容量の測定方法。 - 【請求項２】 ｔａｎδ測定器を使って被測定体のｔａ
ｎδx を測定すると共に、この被測定体に抵抗値が既知
の抵抗Ｒを直列に接続した際のｔａｎδxRを測定し、こ
れらの測定値から、次式 Ｃx ＝（ｔａｎδxR−ｔａｎδx ）／２πｆＲ ………………………（１） ただし、ｆ：ｔａｎδ測定器の交流電源周波数 に基づいて、被測定体の静電容量Ｃx を求めることを特
徴とする静電容量の測定方法。 - 【請求項３】 ｔａｎδ測定器としてシェーリング・ブ
リッジを用いることを特徴とする請求項１に記載の静電
容量の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03209297A JP3421524B2 (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | 静電容量の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03209297A JP3421524B2 (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | 静電容量の測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10227817A JPH10227817A (ja) | 1998-08-25 |
| JP3421524B2 true JP3421524B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=12349250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03209297A Expired - Fee Related JP3421524B2 (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | 静電容量の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3421524B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5972600B2 (ja) * | 2012-02-23 | 2016-08-17 | 株式会社東芝 | コンデンサ校正用回路およびコンデンサ校正方法 |
| KR102170794B1 (ko) * | 2019-05-20 | 2020-10-27 | 한국표준과학연구원 | 커패시터 손실 계수의 측정 방법 |
-
1997
- 1997-02-17 JP JP03209297A patent/JP3421524B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10227817A (ja) | 1998-08-25 |
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