JP6448213B2

JP6448213B2 - 部分放電測定装置

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Publication number: JP6448213B2
Application number: JP2014089578A
Authority: JP
Inventors: 知巳池上; 哲夫吉満; 孝幸櫻井; 廣瀬　達也; 達也廣瀬; 聡廣島; 山本　雄司; 雄司山本
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp; Toshiba Industrial Products and Systems Corp; Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp; Toshiba Industrial Products and Systems Corp; Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
Priority date: 2014-04-23
Filing date: 2014-04-23
Publication date: 2019-01-09
Anticipated expiration: 2034-04-23
Also published as: EP3136116B1; CN106461721A; CA2944855A1; JP2015210084A; KR20160149207A; EP3136116A4; CA2944855C; EP3136116A1; KR101858889B1; US10444273B2; EP3136116B8; US20170038424A1; WO2015162914A1

Description

本発明は、繰り返しインパルス電圧を印加したときの部分放電開始電圧または部分放電消滅電圧を測定する部分放電測定装置に関する。

電動機をインバータ駆動する場合、インバータの高速スイッチングに起因したサージ電圧が発生し、電動機巻線の絶縁に影響を与えることが知られている。このようなサージ電圧はインバータサージと呼ばれ、その電圧値は電動機の定格電圧の２倍以上に及ぶこともある。インバータサージが電動機の巻線に加わる場合、巻線の内外において部分放電の発生が懸念される。部分放電は巻線を構成するエナメル線皮膜を劣化させる原因となる。皮膜が劣化するとやがては絶縁破壊に至ることから、電動機においては、その巻線にインバータサージが加わったとしても部分放電が発生しないような絶縁設計を行う必要がある。

従来、電動機の巻線の絶縁性能は、正弦波状の交流電圧印加による部分放電特性、特に部分放電開始電圧に基づいて評価されていた。しかしながら、正弦波状の交流電圧が印加される場合とサージ電圧が印加される場合とでは、巻線における電位分布が異なる。したがって、インバータ駆動される電動機の絶縁性能は、サージ電圧を模擬したインパルス電圧の印加により評価されることが望ましい。また、インパルス電圧の印加による部分放電計測の場合、インパルス電圧の立ち上がり時（印加開始時）において電圧が急峻に変化するため、正弦波状の交流電圧印加による部分放電計測とは異なる手法が求められる。

繰り返しインパルス電圧を印加した場合の部分放電計測方法についての指針が、国際的に定められている。この指針によれば、印加した全てのインパルス電圧の数（以下、インパルス数と称す）に対して部分放電が発生したインパルス数が初めて規定数以上となった時の印加電圧を部分放電開始電圧とすることが定義されており、これを繰り返しインパルス電圧における部分放電開始電圧と称している。さらに、規定数以上のインパルスで部分放電が発生した後に電圧を降下していき、部分放電発生インパルス数が最後に規定数未満となった時の印加電圧を部分放電消滅電圧とし、これを繰り返しインパルス電圧における部分放電消滅電圧と称している。この繰り返しインパルス電圧における部分放電開始電圧あるいは、繰り返しインパルス電圧における部分放電消滅電圧を測定することによって、インバータ駆動電動機の絶縁性能は判断される。

繰り返しインパルス電圧における部分放電開始電圧は、たとえば次のようにして測定される。オシロスコープ上に配置された計測制御プログラムは、インパルス電源に対して所定の電圧を出力するように指示し、高圧プローブで計測した印加電圧信号と部分放電センサである変流器（ＣＴ）の出力信号を取り込むようになっている。計測制御プログラムが、インパルス電源に対して電圧Ｖ１を１０回出力するように指令を出した後、１０回分の印加電圧とＣＴ出力の信号データを取り込み、ＣＴ出力信号が放電判定規定値を越えたらそのインパルスでは部分放電が発生したとする。

印加した電圧がＶ１の場合に部分放電発生インパルス数が無い場合は、計測制御プログラムは、順次、さらに高い電圧を出力するように指令を出す。こうして印加する電圧をＶ２、Ｖ３、Ｖ４とインパルス電源に指示を出すたびに、部分放電が発生したインパルス数を算出する。たとえば、電圧がＶ４のときに部分放電発生インパルスが所定個数たとえば５発に達した場合は、このときの電圧値Ｖ４を繰り返しインパルス電圧における部分放電開始電圧とする。

一方、繰り返しインパルス電圧における部分放電消滅電圧は、電圧Ｖ４から徐々に降圧していき、部分放電発生インパルス数が最後に所定個数未満となった時の電圧を測定する。

特開２０１３−２８７１号公報

電動機について部分放電開始電圧等を測定しようとする場合、エナメル線で構成された巻線と巻線の間、あるいは巻線と鉄心との間にインパルス電圧を印加して部分放電を測定する。電動機の巻線に高周波成分を含んだインパルス電圧を印加すると、巻線のインダクタンスや巻線と鉄心間のキャパシタンスあるいは巻線と巻線間のキャパシタンスが作用して、インパルスが振動や反射を起こし、電動機内部のいずれかの箇所に高電圧が印加されることになるが、どこに高電圧が印加されるか特定することは容易ではない。具体的には、鉄心のスロット内部であったり、幾重にも巻いた巻線内部であったり、また鉄心軸方向の両側にあるコイルエンドであったりするので、指向性のある電磁波などを検出する部分放電センサの配置方法によっては、部分放電を検出できない可能性がある。

たとえば、アンテナを電動機に適用した場合、アンテナ位置と反対側に部分放電が発生した場合、部分放電が発生しても部分放電センサはこれを検出できないか、またはセンサ出力信号が小さくなり部分放電と判定できずに、昇圧が継続してしまうという問題があった。

あるいは、センサ位置とは少し離れた場所で部分放電が発生すると、検出された部分放電信号が小さくなり部分放電と判定できず、さらに高い電圧においてはじめて部分放電と判定できるようになるので、繰り返しインパルス電圧における部分放電開始電圧が実際よりも高く測定されるという問題があった。

また、部分放電を検出したときの部分放電信号は微弱であるため、周囲ノイズとの信号レベルが同程度となることが多い。このためノイズが多い環境で部分放電を測定する場合、部分放電信号とノイズとの識別が困難となり、やはり繰り返しインパルス電圧における部分放電開始電圧を誤って測定する問題もあった。

本発明はかかる課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電動機巻線などの測定対象物の絶縁性能を判定するための繰り返しインパルス電圧による測定において、部分放電開始電圧または部分放電消滅電圧を正確に求めることにある。

上述の目的を達成するため、本発明は、測定対象物に繰り返しインパルス電圧が印加されたときの部分放電特性を測定する部分放電測定装置において、時間的に間隔をおいて発生する前記繰り返しインパルス電圧を生成して前記測定対象物に印加するインパルス電圧印加部と、前記測定対象物に対して同一のピーク値を持つ規定回数の繰り返しインパルス電圧が印加されるように前記繰り返しインパルス電圧の印加する電圧レベルおよびその電圧レベルでのインパルス電圧の印加を前記インパルス電圧印加部に指令するとともに、前記規定回数の繰り返しインパルス電圧の印加が行われた後に、必要に応じて電圧レベルの変更を前記インパルス電圧印加部に指令する計測制御部と、前記測定対象物の互いに異なる部分の放電特性を得られるように互いに離間して配されて、前記繰り返しインパルス電圧が印加された結果、前記測定対象物内に発生する部分放電を検出する第１の部分放電検出部と前記第１の部分放電検出部とは方式が異なる第２の部分放電検出部と、を備え、前記計測制御部は、前記第１の部分放電検出部からの第１検出信号について前記第１検出信号がバックグラウンドノイズよりも高い所定の規定値を超えているか否かを判定し、所定の回数の前記繰り返しインパルス電圧の印加に対して前記所定の規定値を超えた前記第１検出信号を部分放電検出部レベルの部分放電発生として出力する第１の検出器レベル部分放電計数部と、前記第２の部分放電検出部からの第２検出信号について前記第２検出信号がバックグラウンドノイズよりも高い所定の規定値を超えているか否かを判定し、所定の回数の前記繰り返しインパルス電圧の印加に対して前記所定の規定値を超えた前記第２検出信号を部分放電検出部レベルの部分放電発生として出力する第２の検出器レベル部分放電計数部と、前記電圧レベルの変更が上昇側に行われた場合において、前記第１の検出器レベル部分放電計数部と第２の検出器レベル部分放電計数部の少なくとも一方から出力された場合には、部分放電発生と判定するとともに発生回数としてカウントし、前記規定回数の繰り返しインパルス電圧印加に対して前記カウントによるカウント値が所定の発生回数に到達したか否かを判定し、所定の発生回数に到達した場合は当該繰り返しインパルス電圧値を、求めるべき前記繰り返しインパルス電圧印加時における部分放電開始電圧とする耐部分放電性能評価部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、電動機巻線などの測定対象物の絶縁性能を判定するための繰り返しインパルス電圧による測定において、部分放電開始電圧または部分放電消滅電圧を正確に求めることができる。

第１の実施形態に係る部分放電測定装置の構成を示す概念的ブロック図である。第１の実施形態に係る部分放電測定装置の計測制御部の構成を示すブロック図である。第１の実施形態に係る部分放電測定装置において電圧レベルの変更が上昇側に行われた場合の部分放電発生インパルス数を説明する図である。第１の実施形態に係る部分放電測定装置において電圧レベルの変更が下降側に行われた場合の部分放電発生インパルス数を説明する図である。第２の実施形態に係る部分放電測定装置の部分放電発生インパルス数を説明する図である。第３の実施形態に係る部分放電測定装置の部分放電発生インパルス数を説明する図である。第４の実施形態に係る部分放電測定装置の構成を示す概念的ブロック図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る部分放電測定装置について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る部分放電測定装置の構成を示す概念的ブロック図である。対象機器として電動機１を例に説明する。部分放電測定装置１０は、電動機１に電圧を印加するインパルス電圧印加部１３、印加した電圧を測定する高圧プローブ１６、電動機１に発生した部分放電を検出する第１の部分放電検出部１０ａおよび第２の部分放電検出部１０ｂ、および計測制御部２０を有する。第１の部分放電検出部１０ａおよび第２の部分放電検出部１０ｂと計測制御部２０とは、それぞれケーブル１４ａおよび１４ｂで接続されている。また、インパルス電圧印加部１３と計測制御部２０とはケーブル１５で接続されている。

インパルス電圧印加部１３は、計測制御部２０からの指令に基づいて、所定のインパルス電圧を電動機１に印加する。高圧プローブ１６は、電動機１に印加された電圧を計測し、計測制御部２０に出力する。計測制御部２０は、信号波形を観察するためのオシロスコープ１２を有しており、高圧プローブ１６からの信号は、オシロスコープ１２に表示される。また、部分放電を検出する第１の部分放電検出部１０ａおよび第２の部分放電検出部１０ｂからの信号は、オシロスコープ１２に表示される。

計測制御部２０は、インパルス電圧印加部１３に対して指令信号を出力した後、高圧プローブ１６からの印加電圧信号と、第１の部分放電検出部１０ａおよび第２の部分放電検出部１０ｂの出力信号とを取り込み、繰り返しインパルス電圧印加時における部分放電開始電圧もしくは部分放電消滅電圧を測定する。

第１の部分放電検出部１０ａおよび第２の部分放電検出部１０ｂの出力信号にはバックグラウンドノイズが含まれるため、所定の規定値をバックグラウンドノイズよりも高いレベルに設定することで、ノイズによる誤った部分放電判定を防ぐようにしている。

第１の部分放電検出部１０ａおよび第２の部分放電検出部１０ｂは、たとえば、ループアンテナやパッチアンテナなど電磁波を測定する方式のものでもよい。あるいは、高周波ＣＴなどのように電動機１の回路内に部分放電により生じた電流を検出する方式のものでもよい。さらには、部分放電により生じた超音波を検出する音響センサ法によるものでもよい。いずれを使用するかは、試験時の環境条件等を考慮して選択することでよい。第１の部分放電検出部１０ａと第２の部分放電検出部１０ｂとは、測定対象物である電動機１の互いに異なる部分の放電特性を得られるように、互いに離間して配設されている。

計測制御部２０は、インパルス電圧印加部１３に電圧の印加および印加する電圧レベルの指令信号を出力し、また、高圧プローブ１６、第１の部分放電検出部１０ａおよび第２の部分放電検出部１０ｂからの信号を受信する。

図２は、第１の実施形態に係る部分放電測定装置の計測制御部の構成を示すブロック図である。計測制御部２０は、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａ、第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂ、および耐部分放電性能評価部２２を有する。

第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａは、第１の部分放電検出部１０ａからの出力を受け入れる。第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａは、この第１の部分放電検出部１０ａからの検出信号について、検出信号が所定の規定値を超えているか否かを判定し、所定の回数のインパルス電圧の印加に対して所定の規定値を超える都度、耐部分放電性能評価部２２に出力する。

第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂは、第２の部分放電検出部１０ｂからの出力を受け入れる。第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂは、この第２の部分放電検出部１０ｂからの検出信号について、検出信号が所定の規定値を超えているか否かを判定し、所定の回数のインパルス電圧の印加に対して所定の規定値を超える都度、耐部分放電性能評価部２２に出力する。

耐部分放電性能評価部２２は、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａからの出力を受ける都度、その印加電圧における第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａからの入力回数をカウントする。また、耐部分放電性能評価部２２は、第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂからの出力を受ける都度、その印加電圧における第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂからの入力回数をカウントする。耐部分放電性能評価部２２は、規定回数、たとえば１０回のインパルス電圧印加に対して、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａからの入力回数および第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂからの入力回数のカウント値が所定の発生回数、たとえば１０回のインパルス電圧印加の場合は発生回数がたとえば５回に到達したか否かを判定し、所定の発生回数に到達した場合はこのときに印加されているインパルス電圧値を繰り返しインパルス電圧印加時における部分放電開始電圧とする。

図３は、第１の実施形態に係る部分放電測定装置において電圧レベルの変更が上昇側に行われた場合の部分放電発生インパルス数を説明する図である。計測制御部２０は、所定の規定値と比較し、部分放電の発生の有無を判断し、部分放電の発生回数をカウントする。所定の印加電圧において部分放電の発生回数が所定回数に達していなければ、計測制御部２０は、順次、さらに高い電圧のインパルスを出力するようにインパルス電圧印加部１３に指令信号を出力する。そして部分放電発生回数が所定の回数に達したら、このときの印加電圧を繰り返しインパルス電圧における部分放電開始電圧とする。

図３に示す例においては、印加電圧を、Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３、Ｖ１４と順次上昇させて、それぞれの印加電圧の場合において、１０回の電圧印加を行う。印加電圧がＶ１１のときは、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａおよび第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂのいずれにおいても規定値を超える信号は入力されていない。

印加電圧がＶ１２のときは、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａには規定値を超える信号は入力されておらず、第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂには規定値を超える信号は１回入力されている。また、印加電圧がＶ１３のときは、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａには規定値を超える信号は入力されておらず、第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂには規定値を超える信号が２回入力されている。

さらに、印加電圧がＶ１４のときは、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａには規定値を超える信号が１回、第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂには規定値を超える信号が５回入力されている。

ここで、印加電圧が、Ｖ１４の場合に、第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂにおいて、規定値を超える信号が５回カウントされたので、耐部分放電性能評価部２２においても第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂからの出力のカウント値が５回となるので、耐部分放電性能評価部２２は、このときの印加されているインパルス電圧値Ｖ１４を繰り返しインパルス電圧印加時における部分放電開始電圧とする。

図４は、第１の実施形態に係る部分放電測定装置において電圧レベルの変更が下降側に行われた場合の部分放電発生インパルス数を説明する図である。この場合は、図３で示す場合とは逆に、印加電圧を部分放電開始電圧Ｖ１４から、Ｖ１３、Ｖ１２、Ｖ１１と順次下降させて、それぞれの印加電圧の場合において１０回の電圧印加を行う。所定の発生回数を下回った場合に当該インパルス電圧値を繰り返しインパルス電圧印加時における部分放電消滅電圧とするものである。

図４で示す場合は、印加電圧がＶ１４のときは、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａには規定値を超える信号が３回、第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂには規定値を超える信号が５回入力されており、耐部分放電性能評価部２２へ入力された多い方の回数は５回であり、Ｖ１４が部分放電開始電圧となっている。

印加電圧がＶ１３のときは、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａには規定値を超える信号が２回、第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂには規定値を超える信号が４回入力されており、耐部分放電性能評価部２２へ入力された多い方の回数は４回である。印加電圧がＶ１２、Ｖ１１のときは、両者のいずれかが耐部分放電性能評価部２２に入力された回数はそれぞれ２回、０回である。第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａおよび第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂのそれぞれから耐部分放電性能評価部２２に入力される回数がいずれも規定値である５回を下回るのは印加電圧がＶ１３のときであるので、耐部分放電性能評価部２２では、Ｖ１３を繰り返しインパルス電圧印加時における部分放電消滅電圧と判定する。

以上のように、本実施形態によって、電動機巻線などの測定対象物の絶縁性能を判定するための繰り返しインパルス電圧による測定において、部分放電開始電圧および部分放電消滅電圧を正確に求めることができる。

［第２の実施形態］
本第２の実施形態は、第１の実施形態の変形である。本第２の実施形態は、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａおよび第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂのそれぞれの処理内容、および耐部分放電性能評価部２２における処理内容が第１の実施形態と異なる。

第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａは、第１の部分放電検出部１０ａからの検出信号について、検出信号が所定の規定値を超えているか否かを判定し、所定の回数のインパルス電圧の印加に対して所定の規定値を超えた検出信号を部分放電検出部レベルの部分放電発生として発生時刻とともに、耐部分放電性能評価部２２に出力する。

第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂは、第２の部分放電検出部１０ｂからの検出信号について、検出信号が所定の規定値を超えているか否かを判定し、所定の回数のインパルス電圧の印加に対して所定の規定値を超えた検出信号を部分放電検出部レベルの部分放電発生として発生時刻とともに、耐部分放電性能評価部２２に出力する。

耐部分放電性能評価部２２は、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａからの出力、および第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂからの出力の少なくともいずれかが入力されたときに、部分放電開始発生回数をカウントする。耐部分放電性能評価部２２は、規定回数、たとえば１０回のインパルス電圧印加に対して、このカウント値が所定の発生回数、たとえば１０回のインパルス電圧印加の場合はたとえば発生回数が５回に到達したか否かを判定し、所定の発生回数に到達した場合はこのときに印加されているインパルス電圧値を部分放電開始電圧とする。

図５は、第２の実施形態に係る部分放電測定装置の部分放電発生インパルス数を説明する図である。第２の実施形態に係る部分放電測定装置において電圧レベルの変更が上昇側に行われた場合の部分放電発生インパルス数を説明する図である。

印加電圧がＶ２１のときは、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａおよび第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂのいずれにおいても規定値を超える信号は入力されていない。印加電圧がＶ２２のときは、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａおよび第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂには規定値を超える信号はそれぞれ１回と０回入力されている。また、印加電圧がＶ２３のときは、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａおよび第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂには規定値を超える信号は、それぞれ２回ずつ入力されている。印加電圧がＶ２４のときは、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａには規定値を超える信号が２回、第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂには規定値を超える信号が３回入力されている。さらに、印加電圧がＶ２５のときは、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａおよび第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂには規定値を超える信号は４回ずつ入力されている。

印加電圧がＶ２３の場合を例にとって説明する。印加電圧がＶ２３のときは、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａおよび第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂには規定値を超える信号は２回ずつ入力されているが、このうち１回は、同時に入力されている。したがって、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａおよび第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂのいずれかから耐部分放電性能評価部２２に入力された回数は３回である。したがって、耐部分放電性能評価部２２は、印加電圧がＶ２３のときは、３回とカウントする。

同様のカウント方法によって、印加電圧がＶ２４のときは、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａには規定値を超える信号が２回、第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂには規定値を超える信号が３回であるが、このうちそれぞれの１回は互いに同一時刻に発生しているので、耐部分放電性能評価部２２は、２＋３−１＝４回とカウントする。また、印加電圧がＶ２５のときは、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａおよび第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂには規定値を超える信号がそれぞれ４回であるが、このうちそれぞれの３回は互いに同一時刻に発生しているので、耐部分放電性能評価部２２は、４＋４−３＝５回とカウントする。

この結果、耐部分放電性能評価部２２は、５回とカウントしたときの印加電圧Ｖ２５を繰り返しインパルス電圧印加時における部分放電開始電圧と判定する。なお、部分放電消滅電圧についても同様のカウント方法によって決められる。

以上のように、本実施形態によって、電動機巻線などの測定対象物の絶縁性能を判定するための繰り返しインパルス電圧による測定において、２つの検出器からの出力を総合的に用いることによって、繰り返しインパルス電圧印加時における部分放電開始電圧および部分放電消滅電圧を正確に求めることができる。

［第３の実施形態］
図６は、第３の実施形態に係る部分放電測定装置の部分放電発生インパルス数を説明する図である。本実施形態は、第２の実施形態の変形である。本第３の実施形態においても、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａ、第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂにおけるカウントおよび耐部分放電性能評価部２２への出力の方法は第１の実施形態と同様である。

耐部分放電性能評価部２２における回数のカウントは、第２の実施形態では、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａと第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂとのいずれかから出力されたときにカウントする。一方、本第３の実施形態においては、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａと第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂの両方から出力されたときにのみカウントする。

耐部分放電性能評価部２２における回数の具体的なカウントについて、図６で示す印加電圧Ｖ３３の場合で説明する。規定値を超える信号は、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａには、信号Ａ１、信号Ａ２が入力されており、この２つのタイミングでのカウントが第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａから耐部分放電性能評価部２２に出力される。また、第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂには、信号Ｂ１、信号Ｂ２が入力され、この２つのタイミングでのカウントが第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂから耐部分放電性能評価部２２に出力される。この中で、信号Ａ２と信号Ｂ２は同時に発生している。

耐部分放電性能評価部２２は、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａと、第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂの両方から入力があった場合のみに、１回とカウントする。したがって、耐部分放電性能評価部２２は、まず、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａから信号Ａ１が入力された時には、第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂからの入力がないので、回数をカウントしない。また、耐部分放電性能評価部２２は、第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂから信号Ｂ１が入力された時には、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａからの入力がないので、回数をカウントしない。

次に、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａから信号Ａ２が入力された時には、第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂからも信号Ｂ２が同時に入力されるので、耐部分放電性能評価部２２は、１回目とカウントする。結局、印加電圧Ｖ３３では、同時に入力されるのは、この１回のみであるので、耐部分放電性能評価部２２は、印加電圧Ｖ３３における回数を１回とカウントし、繰り返しインパルス電圧印加時における部分放電開始電圧には到達していないと判断する。

同様のカウント方法によって、耐部分放電性能評価部２２は、印加電圧Ｖ３４では２回、印加電圧Ｖ３５では５回とカウントする。この結果、耐部分放電性能評価部２２は、５回に到達した回数をカウントした印加電圧Ｖ３５を繰り返しインパルス電圧印加時における部分放電開始電圧とする。

なお、印加電圧を下降させて部分放電消滅電圧を求める場合も、耐部分放電性能評価部２２でのカウントの方法は、上記の印加電圧を上昇させて部分放電開始電圧を求める場合と同様である。

このように、耐部分放電性能評価部２２では、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａおよび第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂから同時に出力を受けた場合のみに回数をカウントする。したがって、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａあるいは第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂ、およびそれぞれの上流側で誤信号が発生した場合には、第１の検出器レベル部分放電計数部２１ａまたは第２の検出器レベル部分放電計数部２１ｂの一方のみからの入力となるため、耐部分放電性能評価部２２では、回数がカウントされない。このように、誤信号発生によって影響されず、誤って、たとえば部分放電開始電圧を低く評価することがなく、計測の信頼性を確保できる。

［第４の実施形態］
図７は、第４の実施形態に係る部分放電測定装置の構成を示す概念的ブロック図である。本実施形態は、第１の実施形態ないし第３の実施形態の変形である。すなわち、第１の実施形態ないし第３の実施形態においては、第１の部分放電検出部１０ａと第２の部分放電検出部１０ｂとが同じ検出方式である。一方、本第４の実施形態においては、第１の部分放電検出部１０ａおよびこれと検出方式の異なる別方式部分放電検出部１１とが設けられている。

別方式部分放電検出部１１は、高周波ＣＴなどのように電動機１の回路内に部分放電により生じた電流を検出する方式のものである。また、第１の部分放電検出部１０ａは、たとえば、ループアンテナやパッチアンテナなど電磁波を測定する方式のものである。

このように、２つの検出部を、方式の異なる検出部とすることによって、検出方式に特有の事情で検出機能が低下するような問題を避けることができ、測定の信頼性を確保することができる。

［その他の実施形態］
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。たとえば、実施形態では、電動機の場合について示したが、電動機以外の電気機器についても適用できる。また、各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。

また、第４の実施形態の特徴である異なる検出方式の組合せを、第１ないし第３の実施形態と組み合わせてもよい。また、各実施形態においては、検出器を２つのみ設ける場合を示したが、これに限定されない。たとえば、第１ないし第２の実施形態の２つの検出器の代わりに２組の検出器とし、それぞれの組に異なる方式の検出器を複数設けることでもよい。

さらに、これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…電動機、１０…部分放電測定装置、１０ａ…第１の部分放電検出部、１０ｂ…第２の部分放電検出部、１１…別方式部分放電検出部、１２…オシロスコープ、１３…インパルス電圧印加部、１４ａ、１４ｂ、１５…ケーブル、１６…高圧プローブ、２０…計測制御部、２１ａ…第１の検出器レベル部分放電計数部、２１ｂ…第２の検出器レベル部分放電計数部、２２…耐部分放電性能評価部

Claims

測定対象物に繰り返しインパルス電圧が印加されたときの部分放電特性を測定する部分放電測定装置において、
時間的に間隔をおいて発生する前記繰り返しインパルス電圧を生成して前記測定対象物に印加するインパルス電圧印加部と、
前記測定対象物に対して同一のピーク値を持つ規定回数の繰り返しインパルス電圧が印加されるように前記繰り返しインパルス電圧の印加する電圧レベルおよびその電圧レベルでのインパルス電圧の印加を前記インパルス電圧印加部に指令するとともに、前記規定回数の繰り返しインパルス電圧の印加が行われた後に、必要に応じて電圧レベルの変更を前記インパルス電圧印加部に指令する計測制御部と、
前記測定対象物の互いに異なる部分の放電特性を得られるように互いに離間して配されて、前記繰り返しインパルス電圧が印加された結果、前記測定対象物内に発生する部分放電を検出する第１の部分放電検出部と前記第１の部分放電検出部とは方式が異なる第２の部分放電検出部と、
を備え、
前記計測制御部は、
前記第１の部分放電検出部からの第１検出信号について前記第１検出信号がバックグラウンドノイズよりも高い所定の規定値を超えているか否かを判定し、所定の回数の前記繰り返しインパルス電圧の印加に対して前記所定の規定値を超えた前記第１検出信号を部分放電検出部レベルの部分放電発生として出力する第１の検出器レベル部分放電計数部と、
前記第２の部分放電検出部からの第２検出信号について前記第２検出信号がバックグラウンドノイズよりも高い所定の規定値を超えているか否かを判定し、所定の回数の前記繰り返しインパルス電圧の印加に対して前記所定の規定値を超えた前記第２検出信号を部分放電検出部レベルの部分放電発生として出力する第２の検出器レベル部分放電計数部と、
前記電圧レベルの変更が上昇側に行われた場合において、前記第１の検出器レベル部分放電計数部と第２の検出器レベル部分放電計数部の少なくとも一方から出力された場合には、部分放電発生と判定するとともに発生回数としてカウントし、前記規定回数の繰り返しインパルス電圧印加に対して前記カウントによるカウント値が所定の発生回数に到達したか否かを判定し、所定の発生回数に到達した場合は当該繰り返しインパルス電圧値を、求めるべき前記繰り返しインパルス電圧印加時における部分放電開始電圧とする耐部分放電性能評価部と、
を有することを特徴とする部分放電測定装置。
前記耐部分放電性能評価部は、さらに、前記電圧レベルの変更が下降側に行われた場合において、前記規定回数の繰り返しインパルス電圧印加に対して前記カウント値が所定の発生回数を下回ったか否かを判定し、所定の発生回数を下回った場合は当該繰り返しインパルス電圧値を前記繰り返しインパルス電圧印加時における部分放電消滅電圧とすることを特徴とする請求項１に記載の部分放電測定装置。