JPH11211772A - 電力機器のインパルス試験方法 - Google Patents

電力機器のインパルス試験方法

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JPH11211772A
JPH11211772A JP1247098A JP1247098A JPH11211772A JP H11211772 A JPH11211772 A JP H11211772A JP 1247098 A JP1247098 A JP 1247098A JP 1247098 A JP1247098 A JP 1247098A JP H11211772 A JPH11211772 A JP H11211772A
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JP
Japan
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voltage
time waveform
test device
transfer function
time
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Application number
JP1247098A
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English (en)
Inventor
Masaya Soyama
真哉 祖山
Eiji Ozaki
英二 尾崎
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 時間波形の変化が僅かであっても供試器の良
否を判定可能であり、さらに該供試器に絶縁破壊が起き
た場合には絶縁破壊箇所の特定も可能とした電力機器の
インパルス試験方法を提供する。 【解決手段】 分圧器3およびシャント抵抗4により供
試器2における印加電圧および接地電流の時間波形を測
定し、続いて、デジタルメモリ5にて時間波形をデジタ
ル化して記憶し、さらに、コンピュータ6においてデジ
タル化された印加電圧および接地電流の時間波形をフー
リエ変換して2つの周波数特性9、10を導き、これら
2つの周波数特性9、10の比である伝達関数11を求
める。そして、伝達関数11の変化の有無に基づいて供
試器2の良否を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力機器が規格に
定められた電圧に耐えることを確認するためのインパル
ス試験方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、電力機器に対しては規格に定め
られた電圧に電力機器が耐えられるかどうかを確認する
ためにインパルス試験が行われている。このようなイン
パルス試験を行う場合、試験に供される供試器に対しイ
ンパルス電圧を印加するインパルスジェネレータ、印加
電圧の時間波形を測定する分圧器、さらには供試器接地
電流の時間波形を測定するシャント抵抗などが使用され
ている。ここで図9を参照して、インパルス試験方法の
従来例について具体的に説明する。
【0003】図9はインパルス試験を行う際の回路図を
示している。電力機器である供試器19にはインパルス
ジェネレータ18および分圧器20が接続されている。
インパルスジェネレータ18とは多数のコンデンサを並
列に充電し、それらをいっせいに直列に接続することに
よって開閉サージなどの過電圧に匹敵する高電圧を人工
的に発生させる装置である。分圧器20は供試器19に
印加された印加電圧を分圧するものである。また、供試
器19のアース側端子にはシャント抵抗22が接続され
ており、これを通して接地されている。さらに、分圧器
20およびシャント抵抗22には時間波形を表示するた
めのオシロスコープ21が接続されている。
【0004】以上のような機器を用いて、次のようなイ
ンパルス試験を行っている。まず、インパルスジェネレ
ータ18が蓄えた電荷を供試器19の端子に印加する。
この印加電圧を分圧器20が分圧して供試器19におけ
る印加電圧の時間波形を測定する。また、放電時にシャ
ント抵抗22の両端に発生する電圧を測定することによ
り供試器19における接地電流の時間波形を測定する。
【0005】そして、分圧器20およびシャント抵抗2
2が測定した時間波形をオシロスコープ21にて表示す
る。このとき、測定された時間波形が前後の測定にて相
違の無ければ供試器19に絶縁破壊が無いと判断し、反
対に、測定された時間波形が前後の測定にて変化してい
れば供試器19に絶縁破壊があると判断することができ
る。さらに、上記のインパルス試験方法では時間波形が
変化したときに供試器19の絶縁破壊を判定するので、
絶縁破壊が発生した時間も判断可能である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のイン
パルス試験方法は、印加電圧または接地電流の時間波形
が変化したことをオシロスコープ21にて確認すること
により、供試器19の絶縁破壊を把握している。そのた
め、時間波形の変化が僅かしか無い場合には、これを見
落としてしまうおそれがあった。また、時間波形の変化
に基づいて供試器19の良否を判定する今までの試験方
法では、供試器19の絶縁破壊の有無や絶縁破壊発生時
間は分かるものの、供試器19における絶縁破壊箇所を
特定することは極めて困難であった。
【0007】本発明は、上記の問題点を解消するために
提案されたものであり、その目的は、時間波形の変化が
僅かであって供試器の良否を判定可能であり、さらに該
供試器に絶縁破壊が起きた場合には絶縁破壊箇所の特定
も可能とした電力機器のインパルス試験方法を提供する
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1の発明は、電力機器である供試器にイン
パルス電圧を印加するインパルスジェネレータと、前記
供試器に印加された印加電圧を分圧して前記供試器にお
ける印加電圧の時間波形を測定する分圧器と、前記供試
器を接地して前記供試器における接地電流の時間波形を
測定するシャント抵抗と、前記分圧器および前記シャン
ト抵抗が測定した時間波形をデジタル化して記憶するデ
ジタルメモリと、このデジタルメモリ内のデータを取込
んで演算処理するコンピュータとを用いた電力機器のイ
ンパルス試験方法であって、まず、前記分圧器および前
記シャント抵抗により前記供試器における印加電圧およ
び接地電流の時間波形を測定し、続いて、前記デジタル
メモリにて前記時間波形をデジタル化して記憶し、さら
に、前記コンピュータにおいてデジタル化された前記印
加電圧および前記接地電流の時間波形をフーリエ変換し
て2つの周波数特性を導き、これら2つの周波数特性の
比である伝達関数を求めることを特徴とする。
【0009】以上のような請求項1の発明では、デジタ
ルメモリにてデジタル化された印加電圧および接地電流
の時間波形に基づいてコンピュータが伝達関数を求める
ので、時間波形の変化が僅かであっても、伝達関数の変
化としてこれを正確に把握することができる。時間波形
が変化した場合、供試器の内部で絶縁破壊が起きたとす
ると供試器の等価回路が変化するため伝達関数が変化す
る。これに対して、供試器の外部で絶縁破壊が起きても
供試器の等価回路には変化が無いため伝達関数は変化し
ない。このような関係から、伝達関数の変化した場合は
供試器の内部で絶縁破壊が起きていることが分かる。す
なわち、請求項1の発明においては、伝達関数の変化か
ら絶縁破壊の有無を確認することができ、これにより供
試器の良否を確実に判定することができる。
【0010】請求項2の発明は、請求項1記載の電力機
器のインパルス試験方法において、前記供試器に絶縁破
壊が起きた場合、前記コンピュータにおいて絶縁破壊が
起きた時間以降の時間波形のみから前記伝達関数を求め
ることを特徴とする。
【0011】以上のような請求項2の発明では、供試器
に絶縁破壊が起きた場合に、時間波形全体から伝達関数
を計算するのではなく、絶縁破壊が起きた時間以降の時
間波形のみから伝達関数を求めるので、絶縁破壊前後に
おける伝達関数の合成を防いで、供試器の等価回路に変
化させたときの正確な伝達関数のみを導くことができ
る。したがって、この伝達関数から供試器の絶縁破壊箇
所を特定することが可能となる。
【0012】請求項3の発明は、請求項1または2記載
の電力機器のインパルス試験方法において、任意の電圧
を前記供試器に印加したときの電流時間波形を、前記伝
達関数から計算することを特徴とする。
【0013】以上の請求項3の発明では、伝達関数が計
算されていれば、任意の電圧における時間波形をフーリ
エ変換して周波数応答を計算し、これを伝達関数とかけ
あわせて得られた周波数特性を逆フーリエ変換すること
により、任意の電圧を供試器に印加したときの電流の時
間波形を、実際に測定することなく、計算から求めるこ
とができ、きめ細かなインパルス試験を簡単に行うこと
が可能である。
【0014】請求項4の発明は、請求項1または2記載
の電力機器のインパルス試験方法において、任意の電流
を前記供試器に印加したときの電圧時間波形を、前記伝
達関数から計算することを特徴とする。
【0015】以上の請求項4の発明では、上記請求項3
の発明と同様、伝達関数が計算されていれば、任意の電
流における時間波形をフーリエ変換して周波数応答を計
算し、これを伝達関数とかけあわせて得られた周波数特
性を逆フーリエ変換することにより、任意の電流を供試
器に印加したときの電圧の時間波形を実際に測定するの
ではなく、計算により導くことができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1〜図9を参照して詳細に説明する。本実施形態
は請求項1および2を包含するものであり、図1は本実
施形態における回路図を示している。
【0017】(1)インパルス試験に用いる機器 図1に示すように、供試器2にはインパルスジェネレー
タ1および分圧器3が接続されており、供試器2のアー
ス側端子にはシャント抵抗4が接続されている。また、
分圧器3およびシャント抵抗4にはデジタルメモリ5が
接続されている。デジタルメモリ5は分圧器3およびシ
ャント抵抗4が測定した時間波形をデジタル化して記憶
するものである。さらに、デジタルメモリ5にはデジタ
ルメモリ5内のデータを取込んで演算処理するコンピュ
ータ6が接続されている。
【0018】(2)インパルス試験方法 以上のような機器を用いて、次のようなインパルス試験
を行っている。まず、インパルスジェネレータ1が蓄え
た電荷を供試器2の端子に印加し、この印加電圧を分圧
器3が分圧して供試器2における印加電圧の時間波形を
測定する。また、放電時にシャント抵抗4の両端に発生
する電圧を測定することにより供試器2における接地電
流の時間波形を測定する。ここまでは従来の試験方法と
同じである。
【0019】本実施形態の特徴は次の点にある。すなわ
ち、分圧器3およびシャント抵抗4により供試器2にお
ける印加電圧および接地電流の時間波形を測定した後、
デジタルメモリ5にてこれらの時間波形をデジタル化し
て記憶する。図2および図3はデジタルメモリ5に記憶
された電圧の時間波形7および電流の時間波形8を示し
ている。
【0020】続いてコンピュータ6において、デジタル
化された印加電圧および接地電流の時間波形7、8をフ
ーリエ変換して、電圧周波数特性9および電流周波数特
性10(共に図4に図示)を導き、これら2つの周波数
特性9、10の比である伝達関数11(図5に図示)を
求めるようになっている。この伝達関数11には供試器
2の等価回路により決まる共振周波数にピーク12が現
れるようになっている。また、本実施形態では、供試器
2に絶縁破壊が起きたと判定される場合、コンピュータ
6において絶縁破壊が起きた時間以降の時間波形のみか
ら伝達関数を求めるようになっている。
【0021】(3)作用効果 以上のような本実施形態における作用効果は次の通りで
ある。すなわち、デジタルメモリ5にてデジタル化され
た印加電圧および接地電流の時間波形7、8に基づい
て、コンピュータ6が伝達関数11を求めるので、時間
波形7、8の変化が僅かであっても、伝達関数11の変
化となって現れることになり、これを正確に把握するこ
とができる。前述したように、時間波形が変化した場
合、供試器2内部で絶縁破壊が起きていれば供試器2の
等価回路が変化するため伝達関数11が変化する。した
がって、伝達関数11が変化した場合は供試器2内部で
絶縁破壊が起きているということになる。以上のような
本実施形態によれば、伝達関数11の変化の有無により
供試器2の良否を確実に判定することができる。
【0022】また、本実施形態によれば、供試器2に絶
縁破壊が起きた場合、時間波形全体から伝達関数を計算
するのではなく、絶縁破壊が起きた時間以降の時間波形
のみから伝達関数を求めている。これにより、供試器2
に絶縁破壊が起きた場合の絶縁破壊箇所を特定すること
ができる。
【0023】この点について、図6〜図8を用いて具体
的に説明する。電圧の時間波形13(図6参照)および
電流の時間波形14(図7参照)は、時間t1にて供試
器2が絶縁破壊を起こしたことを示しており、図8にお
いて伝達関数16は時間波形全てを用いて計算したも
の、伝達関数17は絶縁破壊が起きた時間t1以降の時
間波形のみを用いて計算したものを示している。
【0024】図8中の伝達関数16は絶縁破壊前後の2
つの等価回路の伝達関数を含むことになるので、正確な
等価回路での故障を模擬することができない。これに対
して、図8中の伝達関数17は絶縁破壊後の等価回路の
伝達関数のみを含むため、供試器2の等価回路から、等
価回路を変化させたときの伝達関数を波形計算ソフトで
計算することができる。そして、これを測定結果と比較
することによって供試器2の絶縁破壊箇所を正確に特定
することができる。
【0025】(4)他の実施形態 なお、本発明は以上のような実施形態に限定されるもの
ではなく、請求項3あるいは4に対応するものとして、
供試器2の伝達関数を求めておき、任意の電圧あるいは
電流を供試器2に印加したときの電流時間波形あるいは
電圧時間波形を計算するようにしても良い。つまり、伝
達関数11(図5)が計算してあれば、電圧周波数特性
9(図4)を伝達関数11で割ることにより、この時の
電流周波数特性10(図4)を計算から導くことがで
き、これを逆フーリエ変換することによって、電圧時間
波形7(図2)を計算することができる。同様に、電流
周波数特性10(図4)を伝達関数11で割れば、この
時の電圧周波数特性9(図4)を計算でき、これを逆フ
ーリエ変換して電流時間波形8(図3)を計算すること
ができる。このような電力機器のインパルス試験方法に
よれば、任意の電圧を供試器に印加したときの電流の時
間波形、あるいは任意の電流を供試器に印加したときの
電圧の時間波形に関して、実際に測定することなく、計
算から求めることができ、きめ細かなインパルス試験を
簡単に行うことが可能となる。
【0026】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の電力機器のインパルス試験方法によれば、分圧器およ
びシャント抵抗により測定した供試器の印加電圧および
接地電流の時間波形を、コンピュータにてフーリエ変換
して2つの周波数特性を導き、これら2つの周波数特性
の比である伝達関数を求めることによって、伝達関数の
変化の有無に伴って供試器の良否を確実に判定すること
ができた。さらに、供試器に絶縁破壊が起きた場合、絶
縁破壊状態時のみの伝達関数を計算することにより、供
試器内部の等価回路から絶縁破壊箇所を正確に特定する
ことができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態における回路図
【図2】デジタルメモリ5に記憶された電圧の時間波形
7を示すグラフ
【図3】デジタルメモリ5に記憶された電流の時間波形
8を示すグラフ
【図4】時間波形7、8をフーリエ変換して得られる2
つの周波数特性9、10を示すグラフ
【図5】周波数特性9、10の比である伝達関数11を
示すグラフ
【図6】時間t1にて供試器2が絶縁破壊を起こした際
の電圧の時間波形13を示すグラフ
【図7】時間t1にて供試器2が絶縁破壊を起こした際
の電流の時間波形14を示すグラフ
【図8】伝達関数16、17を示すグラフ
【図9】従来例における回路図
【符号の説明】
1,18…インパルスジェネレータ 2,19…供試器 3,20…分圧器 4,22…シャント抵抗 5…デジタルメモリ 6…コンピュータ 7,13…電圧の時間波形 8,14…電流の時間波形 9…電圧周波数特性 10…電流周波数特性 11,16,17…伝達関数 12…伝達関数11のピーク 21…オシロスコープ t1…供試器2が絶縁破壊を起こした時間

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電力機器である供試器にインパルス電圧
    を印加するインパルスジェネレータと、前記供試器に印
    加された印加電圧を分圧して前記供試器における印加電
    圧の時間波形を測定する分圧器と、前記供試器を接地し
    て前記供試器における接地電流の時間波形を測定するシ
    ャント抵抗と、前記分圧器および前記シャント抵抗が測
    定した時間波形をデジタル化して記憶するデジタルメモ
    リと、このデジタルメモリ内のデータを取込んで演算処
    理するコンピュータとを用いた電力機器のインパルス試
    験方法であって、 まず、前記分圧器および前記シャント抵抗により前記供
    試器における印加電圧および接地電流の時間波形を測定
    し、 続いて、前記デジタルメモリにて前記時間波形をデジタ
    ル化して記憶し、 さらに、前記コンピュータにおいてデジタル化された前
    記印加電圧および前記接地電流の時間波形をフーリエ変
    換して2つの周波数特性を導き、これら2つの周波数特
    性の比である伝達関数を求めることを特徴とする電力機
    器のインパルス試験方法。
  2. 【請求項2】 前記供試器に絶縁破壊が起きた場合、前
    記コンピュータにおいて絶縁破壊が起きた時間以降の時
    間波形のみから前記伝達関数を求めることを特徴とする
    請求項1記載の電力機器のインパルス試験方法。
  3. 【請求項3】 任意の電圧を前記供試器に印加したとき
    の電流時間波形を、前記伝達関数から計算することを特
    徴とする請求項1または2記載の電力機器のインパルス
    試験方法。
  4. 【請求項4】 任意の電流を前記供試器に印加したとき
    の電圧時間波形を、前記伝達関数から計算することを特
    徴とする請求項1または2記載の電力機器のインパルス
    試験方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009168474A (ja) * 2008-01-10 2009-07-30 Nippon Technart Inc 絶縁耐電圧試験方法及び装置
KR100996141B1 (ko) 2008-11-12 2010-11-24 한국전기연구원 전력품질 측정 시스템, 및 거기에 이용되는 디바이더 회로
JP2011169694A (ja) * 2010-02-17 2011-09-01 Chugoku Electric Power Co Inc:The 電圧監視装置
JP2017150828A (ja) * 2016-02-22 2017-08-31 中部電力株式会社 雷撃の推測方法及び推測装置

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