JP5995420B2 - コンデンサ容量測定装置及びコンデンサ容量測定装置を備えた電力用機器 - Google Patents
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Description
るための電源と、コンデンサのエネルギを放電させるためコンデンサに並列に接続される放電回路と、放電時の電圧低下を測定するための抵抗分圧回路と、分圧電圧を測定する測定回路と、放電による電圧の時間変化からコンデンサ容量の良否を判定する診断回路と、を備えている。これにより、診断時にコンデンサによる動作に支障を及ぼさない範囲での放電による電圧低下となるよう所定の放電抵抗、時間内で測定が実施されているので、診断中もコンデンサ本来の動作が可能で、コンデンサの運用中もコンデンサ容量の適否の診断を行うことができる。
図1は、本発明の実施の形態1に係るコンデンサ容量測定装置の概略を示す回路構成図である。図2は、コンデンサ容量測定装置におけるコンデンサの放電による電圧の変化を示す図である。また、図3は、コンデンサ容量測定装置におけるコンデンサの容量を求める方法を説明する図である。
抗分圧回路9の第一及び第二の抵抗7、8のR1、R2の分圧点Aの電圧Vaの変化(電圧低下)が、コンデンサ容量算出回路10の電圧計測部により計測される。放電スイッチ4の所定の導通時間T後、コンデンサ容量算出回路10の指令により、時刻teで放電スイッチ4が開放され、放電電流は停止し、充電回路3により再びコンデンサ2の充電が開始される。導通時間Tは、このコンデンサ2のエネルギを利用する電力用機器の動作に支障をきたさない短時間、例えば、200ms程度に設定される。コンデンサ2の容量は、コンデンサ容量算出回路10の電圧計測部が計測を行っている時間T−2dtと、計測時のコンデンサ2の電圧Vc(=(R1+R2)×Va/R1)の平均値Vaveと、コンデンサ2の電圧低下値ΔVと、放電抵抗5のRdに流れる電流Iから算出される(図3参照)。但し、コンデンサ2の容量Cの算出時には、放電スイッチ4の導通開始直後の所定時間dt、例えば5ms程度と、開放直前の所定時間dt、例えば5ms程度は、スイッチングノイズやコンデンサ2の電圧Vcの計測開始時刻t1と放電スイッチ4の導通開始時刻t0との時間誤差を考慮し、この時間を計測の対象から除外する。
C×ΔV=ΔQ (1)
C×(V1−Vn)=∫Idt=I×(T−2dt) (2)
C=I×(T−2dt)/(V1−Vn) (3)
C=Vave/Rd/dV (4)
置を電力用機器の電磁操作機構に使用されるコンデンサの容量測定に適用することにより、電力用機器の運用中にコンデンサ容量の測定を行うことができるといった顕著な効果を奏するものである。
図4は、本発明の実施の形態2に係るコンデンサ容量測定装置におけるコンデンサの容量を求める方法を説明する図である。ここで、コンデンサ容量測定装置の構成は、実施の形態1と同様であるので説明を省略する。実施の形態1との相違点は、コンデンサの容量を算出する方法が異なる点である。
C=Vave×(T−2dt)/Rd/2(Vave1−Vave2) (5)
みでしか得られない計測時刻(T−2dt)/4と3×(T−2dt)/4でのコンデンサの電圧値Vcをそれぞれ500点の計測値の平均値Vave1とVave2とを用いることで精度を向上させることができる。
図5は、本発明の実施の形態3に係るコンデンサ容量測定装置におけるコンデンサの容量を求める方法を説明する図である。ここで、コンデンサ容量測定装置の構成は、実施の形態1と同様であるので説明を省略する。実施の形態1との相違点は、コンデンサの容量を算出する方法が異なる点である。
図6は、本発明の実施の形態4におけるコンデンサ容量測定装置を備えた電力用機器の概略を示す構成図である。
2 コンデンサ
3 充電回路
4 放電スイッチ
5 放電抵抗
6 放電回路
7 第一の抵抗
8 第二の抵抗
9 抵抗分圧回路
10 コンデンサ容量算出回路
15 真空スイッチ管
25 電磁操作機構
30 真空遮断器
Claims (5)
- コンデンサを充電する充電回路と、
直列に接続された放電抵抗と放電スイッチとにより構成されると共に、前記コンデンサに並列に接続された放電回路と、
直列に接続された第一の抵抗及び第二の抵抗により構成されると共に、前記コンデンサに並列に接続された抵抗分圧回路と、
前記コンデンサの充電を停止させると共に、前記放電スイッチを導通させることにより前記コンデンサに充電されたエネルギを放電させ、放電時の前記抵抗分圧回路の分圧点の電圧からコンデンサ容量を算出するコンデンサ容量算出回路と、を備え、
前記コンデンサ容量算出回路により、計測時間が均等に分割された計測時刻で計測される前記分圧点の電圧から算出された前記コンデンサの電圧の平均値、前記計測時刻の前半半分の前記コンデンサの電圧の平均値と後半半分の前記コンデンサの電圧の平均値の差を前記計測時間の2分の1で割ったものである前記コンデンサの電圧の時間変化値、及び前記放電抵抗の抵抗値を用いてコンデンサ容量を算出すると共に、
前記コンデンサを所定時間放電させ、前記コンデンサの電圧低下値を所定の値以内に抑えたことを特徴するコンデンサ容量測定装置。 - 前記コンデンサを運用電圧を超える所定の電圧まで充電させることを特徴する請求項1に記載のコンデンサ容量測定装置。
- 前記放電スイッチの導通開始の所定時間後から導通開放の所定時間前の前記コンデンサの電圧によって前記コンデンサ容量を算出することを特徴する請求項1または請求項2に記載のコンデンサ容量測定装置。
- 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のコンデンサ容量測定装置を備えるとともに、前記コンデンサに充電されたエネルギによって操作される電磁操作機構を備えた電力用機器。
- 前記コンデンサ容量の算出時において、前記放電による前記コンデンサの電圧低下値を電磁操作機構の動作が可能な所定の値以内に抑えたことを特徴とする請求項4に記載の電力用機器。
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