JPH05333087A - 高周波耐電圧試験装置 - Google Patents

高周波耐電圧試験装置

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JPH05333087A
JPH05333087A JP13543692A JP13543692A JPH05333087A JP H05333087 A JPH05333087 A JP H05333087A JP 13543692 A JP13543692 A JP 13543692A JP 13543692 A JP13543692 A JP 13543692A JP H05333087 A JPH05333087 A JP H05333087A
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JP
Japan
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voltage
frequency
test
output
waveform
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Pending
Application number
JP13543692A
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English (en)
Inventor
Kenji Okamoto
健次 岡本
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】波形,周波数,および電圧が可変で、最高20
KHZ の高周波試験電圧または高周波パルス試験電圧を
発生できる高周波耐電圧試験装置を得る。 【構成】出力電圧の波形,周波数,および電圧が可変な
耐電圧試験装置であって、波形,周波数,および電圧が
可変の発振器1と、その出力の電力増幅器2と、電力増
幅された高周波電圧を過電流保護回路3を介して受け所
定の試験電圧に昇圧して出力する高周波トランス4と、
この高周波トランスの一次巻線に並列接続された可変リ
アクトル5、および二次巻線側に接続された試験電圧監
視装置6とを備え、発振器の出力信号の波形,周波数お
よび出力電圧の設定の仕方により、これに対応した高周
波試験電圧Vacを被課電試料9に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高周波インバ−タや
これにより駆動される電気機器の部品または使用絶縁材
料の過電圧寿命評価試験を、実用の波形,周波数,を模
擬した高周波試験電圧を印加して行う高周波耐電圧試験
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】PWM制御方式のインバ−タ電源装置で
は、パワ−トランジスタ,IGBT,GTOサイリスタ
などのスイッチング素子のスイッチング周波数を20K
Z と高周波化することにより、リアクトル,フイルタ
コンデンサなどの構成部品が小型化されている。したが
って、これら装置または構成部品に使用されるプラスチ
ック絶縁材料やプリント基板には500HZ から20K
Z に及ぶ高周波電圧が電圧ストレスとして長期間加わ
る。また、上記インバ−タ装置を用いて可変速制御運転
される電動機においても、その巻線絶縁にインバ−タ装
置が発する高調波電圧が高周波電圧ストレスとして印加
される。その結果、これらインバ−タや被駆動機器に使
用される電気絶縁部品は500HZ から20KHZ の高
周波電圧ストレスが加わった状態で長期間使用されるこ
とになる。これら絶縁部品は長期使用中に雰囲気温度や
雰囲気湿度の影響を受けて誘電損失が増し、これに高周
波電圧ストレスが加わることにより絶縁破壊の危険性が
高まるので、絶縁材料または絶縁部品に実運転電圧より
高い高周波電圧ストレスを連続印加し、課電劣化による
絶縁寿命を評価し、装置の長期絶縁信頼性を保証する必
要があり、これに使用する高周波耐電圧試験装置とし
て、出力周波数0〜20KHZ,最高出力電圧5KVeff
程度の交流電圧(正弦波,矩形波,三角波)またはパル
ス電圧(正弦波パルス,矩形波パルス,三角波パルス)
を連続して発生できるものが求められている。
【0003】図4は従来の高周波耐電圧試験装置を示す
接続図であり、配電系統からの交流電力により駆動され
る高周波電動発電機21の出力電圧を、電圧調節器22
を介して高周波トランス4で所望の試験電圧に昇圧し、
被課電試料9に印加するよう構成され、昇圧トランス4
の一次側に並列接続された可変リアクトル5のインダク
タンスを調整して二次側の静電容量と並列共振させ、共
振電圧を被課電試料に印加するとともに、電源側の力率
をほぼ1に保つことにより、高周波電動発電機21およ
び電圧調節器22の容量を縮小するよう構成される。
【0004】図5は異なる従来の高周波耐電圧試験装置
を示す接続図であり、配電系統の交流電圧を電圧調整器
32で調節して昇圧変圧器34で昇圧し、その出力側に
接続された整流ブリッジ36および高電圧パルス発生管
37を含む高電圧パルス発生装置35により高圧矩形波
パルス電圧に整形して被課電試料9に印加するよう構成
される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】高周波電動発電機を用
いた従来の高周波耐電圧試験装置では、周波数が発電機
の極数で決まるため最高2KHZ 程度の正弦波交流高電
圧しか発生できず、波形が可変で20KHZ までの範囲
で周波数も可変な高周波試験電圧が得られないばかり
か、装置の大型化やブラシの磨耗管理などのメンテナン
スを必要とする等の問題点がある。一方、高圧パルス発
生器を用いた従来の高周波耐電圧試験装置では、20K
Z の高周波試験電圧を容易に得られる反面、パルス管
でスイッチングを行うために試験電圧が制約され、3K
p-p 程度の電圧しか得られないという問題がある。ま
た、被課電試料9の静電容量の変動に伴って試験電圧の
電圧値および周波数が変化し、一定条件での耐電圧試験
が阻害されるとともに、パルス管の寿命が短くその交換
のための費用が嵩むという問題も発生する。
【0006】この発明の目的は、波形,周波数,および
電圧が可変で、最高20KHZ,5KVeff の高周波試験
電圧または高周波パルス試験電圧を発生できる高周波耐
電圧試験装置を得ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明によれば、出力電圧の波形,周波数,およ
び電圧が可変な耐電圧試験装置であって、波形,周波
数,および電圧可変の発振器と、その出力の電力増幅器
と、その出力高周波電圧を過電流保護回路を介して受け
所定の試験電圧に昇圧して出力する高周波トランスと、
この高周波トランスの一次巻線に並列接続された可変リ
アクトル、および二次巻線側に接続された試験電圧監視
装置とを備え、前記発振器の出力信号の波形,周波数お
よび出力電圧の設定の仕方により、これに対応した高周
波試験電圧を被課電試料に供給するよう形成されてなる
ものとする。
【0008】また、高周波トランスがその出力側に半波
整流回路を備え、発振器の出力信号の波形,周波数およ
び出力電圧の設定の仕方により、これに対応した高周波
パルス試験電圧を被課電試料に供給するよう形成されて
なるものとする。さらに、出力電圧の波形,周波数,お
よび電圧が可変な耐電圧試験装置であって、出力電圧お
よび出力周波数が可変の高周波インバ−タ電源装置と、
その出力高周波電圧を過電流保護回路を介して受け所定
の試験電圧に昇圧して出力する高周波トランスと、この
高周波トランスの一次巻線に並列接続された可変リアク
トル、および二次巻線側に接続された試験電圧監視装置
とを備え、前記高周波インバ−タ電源装置の出力電圧の
周波数および出力電圧の設定の仕方により、これに対応
した高周波試験電圧を被課電試料に供給するよう形成さ
れてなるものとする。
【0009】
【作用】この発明の構成において、発振器が発する電
圧,周波数が可変な正弦波,矩形波,あるいは三角波交
流電圧信号を、パワ−半導体素子をスイッチング素子と
する電力増幅器で電力増幅するよう構成したことによ
り、電圧,周波数が可変で3種類の異なる波形の高周波
電力を大容量の電圧調節器を用いずに発生する機能が得
られる。また、得られた高周波電力をフェライト鉄心を
用いた高周波トランスで昇圧することにより、波形が発
振器の出力信号波形に相似で周波数および電圧の最高値
が20KHZ,5KVeff の高周波試験電圧を発生する機
能が得られる。さらに、可変リアクトルを高周波トラン
スの一次側に並列接続して力率改善を行うことにより、
電力増幅器の容量を縮小する機能が得られる。
【0010】また、高周波トランスの出力側に半波整流
回路を設けるよう構成すれば、高周波試験電圧を単極性
の高周波パルス試験電圧に変換して被課電試料に供給す
る機能が得られる。さらに、発振器および電力増幅器を
出力電圧および出力周波数が可変の高周波インバ−タ電
源装置に置き換えるよう構成してもよく、パルス幅変調
制御における信号波の波形を変えることにより正弦波,
矩形波,三角波などの高周波試験電圧、あるいは高周波
パルス試験電圧を発生する機能が得られる。
【0011】
【実施例】以下、この発明を実施例に基づいて説明す
る。図1はこの発明の実施例になる高周波耐電圧試験装
置を示す接続図であり、従来技術と同じ構成部分には同
一参照符号を付すことにより、重複した説明を省略す
る。図において、発振器1は正弦波交流,矩形波交流,
三角波交流などの波形信号を発する可変周波数,可変電
圧形の発振器であり、その出力波形信号はパワ−トラン
ジスタなどを用いた電力増幅器2で電力増幅され、過電
流保護回路3を介してフェライトコア−を用いた高周波
トランスの一次巻線に供給され、最高5KVeff に昇圧
された高周波試験電圧Vacが二次巻線側に誘導されて被
課電試料9に印加され、その電圧値,電圧波形,および
周波数は容量分圧器6Aおよびモニタ−装置6Bで構成
される試験電圧監視装置6によって監視または記録され
る。また、高周波トランス4の一次側には、高周波可変
リアクトル5が一次巻線に並列接続されており、そのイ
ンダクタンスを電力増幅器2の出力電力の力率が1に近
づくよう調整することにより、電力増幅器2の出力電流
を低減し、装置を小型化することができる。
【0012】このように構成された高周波耐電圧試験装
置において、発振器1の出力波形を所望の波形に選択
し、試験電圧監視装置6を監視しつつ発振器の発信周波
数およびその出力電圧を調整する操作と、電力増幅器3
の出力電流が最も少なくなるよう可変リアクトル2のイ
ンダクタンスを調整するする操作とを繰り返し行うこと
により、実波形を正弦波,矩形波,および三角波で模擬
した高周波交流試験電圧Vacを被課電試料9に印加し、
電圧加速による耐電圧寿命の評価試験を行うことができ
る。
【0013】このとき、発振器1は電圧源である出力波
形信号が微弱なため、電圧,周波数が可変な正弦波,矩
形波,および三角波交流信号を容易に出力できるととも
に、電力増幅器2はパワ−エレクトロニクス技術を利用
して入力信号を高周波電力に容易に増幅できる。また、
得られた高周波電力をフェライト鉄心を用いた高周波ト
ランスで昇圧することにより、波形が発振器の出力信号
波形に相似で周波数および電圧の最高値が20KHZ,
KVeff の高周波試験電圧を発生することができる。さ
らに、電圧調整を発振器側で行うことにより、従来必要
とした大容量の電圧調整器が不要になるとともに、可変
リアクトルによる力率改善を行うことにより電力増幅器
の容量を縮小できるので、高周波耐電圧試験装置を小型
化できる利点が得られる。
【0014】図2はこの発明の異なる実施例を示す要部
の接続図であり、交流試験電圧Vacを出力する高周波ト
ランス4の出力側に直列接続されたダイオ−ド12と、
被課電試料9に並列接続された微分用抵抗13とからな
る半波整流回路11を付加した点が前述の実施例と異な
っており、高周波試験電圧Vacを単極性の高周波パルス
試験電圧Vp に変換して被課電試料9に印加し、実波形
を模擬した電圧加速方式による耐電圧寿命の評価試験を
行うことができる。
【0015】図3はこの発明の他の実施例を示す接続図
であり、図1における発振器1および電力増幅器2を、
出力電圧および出力周波数が可変の高周波インバ−タ電
源装置14に置き換えた点が前述の実施例と異なってお
り、パルス幅変調制御における信号波の波形を変えるこ
とにより正弦波,矩形波,三角波などの高周波試験電圧
ac、あるいは高周波パルス試験電圧Vp を被課電試料
9に印加し、電圧加速による耐電圧寿命の評価試験を行
うことができる。
【0016】
【発明の効果】この発明は前述のように、発振器で波
形,周波数,および電圧を調整した電圧信号を電力増幅
器で電力増幅し、高周波トランスで昇圧した高周波交流
試験電圧を被課電試料に印加して電圧加速による耐電圧
寿命評価を行うよう構成した。その結果、電圧ストレス
を正弦波,矩形波,三角波で模擬し、周波数が最高20
KHZ までの広い範囲で可変な試験電圧を容易に被課電
試料に印加し、電圧加速による耐電圧寿命の評価試験を
行うことができる高周波試験電圧を経済的にも有利に提
供することができる。一方、電圧調整を発振器側で行う
ことにより、従来必要とした大容量の電圧調整器を必要
とすることなく試験電圧を零から5KVeffの範囲で調
整できるとともに、可変リアクトルによる力率改善を行
うことにより電力増幅器の容量を縮小できるので、高周
波耐電圧試験装置を小型化,低コスト化できる利点が得
られる。ことに、試験装置が全て静止機器で構成されて
おり、高周波電動発電機等の回転機を含まないので低騒
音であり、ブラッシの保守管理を必要としないばかり
か、高周波パルス発生管に比べて寿命が長く部品の交換
などの必要がないので、低騒音で保守が省力化され、長
期信頼性に優れた高周波耐電圧試験装置を提供すること
ができる。
【0017】また、高周波トランスの出力側に半波整流
回路を付加することにより、高周波交流試験電圧を単極
性の高周波パルス試験電圧に変換して被課電試料に印加
し、電圧加速による耐電圧寿命の評価試験を行える高周
波耐電圧試験装置を提供することができる。さらに、発
振器および電力増幅器を、出力電圧および出力周波数が
可変の高周波インバ−タ電源装置に置き換えるよう構成
すれば、パルス幅変調制御における信号波の波形を変え
ることにより、正弦波,矩形波,三角波などの高周波交
流試験電圧および高周波パルス試験電圧を被課電試料に
印加し、電圧加速による耐電圧寿命の評価試験を行うこ
とができる高周波耐電圧試験装置を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例になる高周波耐電圧試験装置
を示す接続図
【図2】この発明の異なる実施例を示す要部の接続図
【図3】この発明の他の実施例を示す接続図
【図4】従来の高周波耐電圧試験装置を示す接続図
【図5】異なる従来の高周波耐電圧試験装置を示す接続
【符号の説明】
1 発振器 2 電力増幅器 3 過電流保護回路 4 高周波トランス 5 高周波可変リアクトル 6 試験電圧監視装置 9 被課電試料 11 半波整流回路 14 高周波インバ−タ電源装置 21 高周波電動発電機 22 電圧調整器 32 電圧調整器 34 昇圧変圧器 35 高周波パルス発生器 Vac 高周波交流試験電圧 Vp 高周波パルス試験電圧

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】出力電圧の波形,周波数,および電圧が可
    変な耐電圧試験装置であって、波形,周波数,および電
    圧可変の発振器と、その出力の電力増幅器と、その出力
    高周波電圧を過電流保護回路を介して受け所定の試験電
    圧に昇圧して出力する高周波トランスと、この高周波ト
    ランスの一次巻線に並列接続された可変リアクトル、お
    よび二次巻線側に接続された試験電圧監視装置とを備
    え、前記発振器の出力信号の波形,周波数および出力電
    圧の設定の仕方により、これに対応した高周波試験電圧
    を被課電試料に供給するよう形成されてなることを特徴
    とする高周波耐電圧試験装置。
  2. 【請求項2】高周波トランスがその出力側に半波整流回
    路を備え、発振器の出力信号の波形,周波数および出力
    電圧の設定の仕方により、これに対応した高周波パルス
    試験電圧を被課電試料に供給するよう形成されてなるこ
    とを特徴とする請求項1記載の高周波耐電圧試験装置。
  3. 【請求項3】出力電圧の波形,周波数,および電圧が可
    変な耐電圧試験装置であって、出力電圧および出力周波
    数が可変の高周波インバ−タ電源装置と、その出力高周
    波電圧を過電流保護回路を介して受け所定の試験電圧に
    昇圧して出力する高周波トランスと、この高周波トラン
    スの一次巻線に並列接続された可変リアクトル、および
    二次巻線側に接続された試験電圧監視装置とを備え、前
    記高周波インバ−タ電源装置の出力電圧の周波数および
    出力電圧の設定の仕方により、これに対応した高周波試
    験電圧を被課電試料に供給するよう形成されてなること
    を特徴とする高周波耐電圧試験装置。
JP13543692A 1992-05-28 1992-05-28 高周波耐電圧試験装置 Pending JPH05333087A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007271542A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Exsym Corp 電力ケーブルの絶縁劣化診断方法及び絶縁劣化診断装置
KR101491872B1 (ko) * 2010-11-23 2015-02-11 엘에스산전 주식회사 전력 공급장치
CN106841936A (zh) * 2016-11-23 2017-06-13 国家电网公司 变频串联谐振法交流工频耐压试验检验系统及方法
CN115236463A (zh) * 2022-07-08 2022-10-25 苏州华电电气股份有限公司 分压器自动到位装置和基于其的交流耐压试验装置

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