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公開番号2025109309
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-25
出願番号2024003100
出願日2024-01-12
発明の名称部分放電測定装置
出願人株式会社明電舎,国立大学法人埼玉大学
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01R 31/12 20200101AFI20250717BHJP(測定;試験)
要約【課題】インバータから発生するノイズに影響されず、基本周波数が高周波であっても部分放電を測定できる部分放電測定装置を提供する。
【解決手段】コンデンサVCは測定対象に一端が接続される。コンデンサVCは静電容量40pF以下、カットオフ周波数80MHz以上とする。検出インピーダンスZは、コンデンサVCの他端に一端が接続され、他端が接地される。ローパスフィルタLPFは、コンデンサVCと検出インピーダンスZの接続点に一端が接続される。ハイパスフィルタHPF1、HPF2は、コンデンサVCと検出インピーダンスZの接続点に一端が接続される。計測部(オシロスコープ4、波形処理用のPC5)は、ローパスフィルタLPFの他端とハイパスフィルタHPF1、HPF2の他端に接続され、部分放電を測定する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
測定対象に接続され、部分放電を測定する部分放電測定装置であって、
前記測定対象に一端が接続された静電容量４０ｐＦ以下、カットオフ周波数８０ＭＨｚ以上のコンデンサと、
前記コンデンサの他端に一端が接続され、他端が接地された検出インピーダンスと、
前記コンデンサと前記検出インピーダンスの接続点に一端が接続されたローパスフィルタと、
前記コンデンサと前記検出インピーダンスの接続点に一端が接続されたハイパスフィルタと、
前記ローパスフィルタの他端と前記ハイパスフィルタの他端に接続され、前記部分放電を測定する計測部と、
を備えたことを特徴とする部分放電測定装置。
続きを表示（約 280 文字）【請求項２】
前記コンデンサは、真空コンデンサであることを特徴とする請求項１記載の部分放電測定装置。
【請求項３】
前記ハイパスフィルタは、第１ハイパスフィルタと、第２ハイパスフィルタの２つであり、
前記第１ハイパスフィルタのカットオフ周波数は９ｋＨｚ以上であり、
前記第２ハイパスフィルタのカットオフ周波数は５０ＭＨｚ以上であることを特徴とする請求項１記載の部分放電測定装置。
【請求項４】
前記ローパスフィルタのカットオフ周波数は、１００ｋＨｚ以下であることを特徴とする請求項１記載の部分放電測定装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁劣化診断に用いられ、高電圧機器（例えば回転機、インバータ、静止機器）から発生する部分放電を検出する部分放電測定装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の部分放電測定装置は、主に商用周波数（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）の交流電圧を印加している高電圧機器の絶縁劣化診断に使用されていた。しかし、近年は高効率運転のためインバータを使用して周波数、電圧を調整する装置構成が多くなってきた。
【０００３】
例えば、３ｋＶ以上の商用周波数の高電圧を、インバータを介して商用周波数を超える周波数（６０Ｈｚ～数百Ｈｚ）に変換して電動機を動作させる方法が考えられるようになってきた。この時、インバータ内部の電力用半導体やその周辺回路がスイッチングすることに起因するノイズが発生してしまい、部分放電を捉えることが難しい状況となった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００７－２４０１６０号公報
特開２００８－２０９１７２号公報
特許０７２２５９４１号
特許０７３０２７０３号
特許第７２７６０３９号
【非特許文献】
【０００５】
インバータアプリケーションマニュアル「インバータのノイズ対策について」東芝シュネデール・インバータ（株）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
（特許文献１）
インバータ駆動回転機から発生する部分放電を捉えるために、コンデンサ、検出抵抗を組み合わせた構造となっており、検出されたＰＤ（ｐａｒｔｉａｌｄｉｓｃｈａｒｇｅ：部分放電）信号はハイパスフィルタを経て計測器でＰＤを計測する機構となっている。
【０００７】
この特許文献１には、以下の課題がある。
・図５を見る限り基本周波数は３６Ｈｚであり商用周波数（５０Ｈｚ、６０Ｈｚ）以上の周波数で測定できることが明確になっていない。
・ＰＤ信号を捉えるコンデンサの周波数帯域が明確になっておらず、ノイズ除去という効果が明確になっていない。
・ハイパスフィルタを設けているが、周波数帯域が示されておらずノイズ除去という効果が明確になっていない。
・［００４０］で明示されているように、ノイズ除去は高周波アンテナを用いているため、測定装置としての部品点数、演算が複雑となる。
【０００８】
（特許文献２）
モータの電源端子に接続された給電ケーブルに接続した高域通過フィルタによってインバータ装置からのスイッチングノイズを除いてモータ内の部分放電で生じる部分放電信号のみを各相で選別する構造となっている。
【０００９】
この特許文献２には、以下の課題がある。
・高域通過フィルタとしては、低域遮断周波数が１００ＭＨｚから５００ＭＨｚの範囲のものを使用するのが好適であると明記されているが、ＰＤ信号を捉えるコンデンサの周波数帯域が明記されておらず、本当にＰＤ信号を捉えることができるか不明である。
・インバータの基本周波数が明記されておらず、商用周波数（５０Ｈｚ、６０Ｈｚ）以上の周波数で測定できることが明確になっていない。
【００１０】
［問題点１：コンデンサの周波数帯域］
一般的な解釈として、コンデンサの周波数帯域は表１のようになる。表１のＣｐは静電容量（ｐＦ）、Ｚはインピーダンス（ＭΩ）、Ｌはインダクタンス（ｋＨ）、Ｒ１は抵抗（ＭΩ）を示す。
（【００１１】以降は省略されています）

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