特許 6457988 繰り返しインパルス電圧による部分放電計測システムおよび部分放電計測方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6457988

(24)【登録日】2018年12月28日

(45)【発行日】2019年1月23日

(54)【発明の名称】繰り返しインパルス電圧による部分放電計測システムおよび部分放電計測方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/12 20060101AFI20190110BHJP

   G01R 31/34 20060101ALI20190110BHJP

【ＦＩ】

   G01R31/12 A

   G01R31/34 D

【請求項の数】12

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-181539(P2016-181539)

(22)【出願日】2016年9月16日

(62)【分割の表示】特願2011-132218(P2011-132218)の分割

【原出願日】2011年6月14日

(65)【公開番号】特開2016-212122(P2016-212122A)

(43)【公開日】2016年12月15日

【審査請求日】2016年9月16日

【審判番号】不服2018-2513(P2018-2513/J1)

【審判請求日】2018年2月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】東芝三菱電機産業システム株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】513296958

【氏名又は名称】東芝産業機器システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001092

【氏名又は名称】特許業務法人サクラ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】廣瀬 達也

(72)【発明者】

【氏名】廣島 聡

(72)【発明者】

【氏名】吉満 哲夫

(72)【発明者】

【氏名】津田 敏宏

(72)【発明者】

【氏名】山本 雄司

【合議体】

【審判長】 小林 紀史

【審判官】 須原 宏光

【審判官】 中塚 直樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１１５５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２８１６７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１０５７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１４５２０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０１５３６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０９５０３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 木村健，“繰返しインパルス下の部分放電開始電圧のＩＥＣ規格”，電気学会放電研究会資料，日本，社団法人電気学会，２０１０年１２月 ２日，ＥＤ−１０−１２，ｐ．１３−１７

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

G01R 31/12-31/20

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数個のインパルス電圧を生成して測定対象物に印加するインパルス電圧印加手段と、
前記インパルス電圧印加手段を制御するインパルス電圧制御手段と、
前記測定対象物における部分放電を検出する部分放電検出手段から出力される検出信号に基づいて前記部分放電の発生回数をカウントする部分放電回数計数手段と、
前記測定対象物に印加された電圧値を算出する電圧値算出手段とを備え、
前記インパルス電圧制御手段は、前記測定対象物に対して同一のピーク値を持つ規定個数のインパルス電圧が印加されるように前記インパルス電圧印加手段を制御し、
前記部分放電回数計数手段は、前記測定対象物に対して規定個数のインパルス電圧が印加される度に、前記部分放電の発生回数のカウントを行い、
前記インパルス電圧制御手段は、前記規定個数のインパルス電圧が印加される度に前記インパルス電圧のピーク値を段階的に上昇させる繰り返しパターンに従うインパルス電圧が前記測定対象物に印加されるように前記インパルス電圧印加手段を制御し、前記部分放電回数計数手段により、最初に規定回数以上の部分放電がカウントされた際に前記インパルス電圧が部分放電開始電圧に達したと判定し、前記インパルス電圧の印加を停止するように前記インパルス電圧印加手段を制御し、
前記電圧値算出手段は、前記部分放電開始電圧に達したと判定されたときの前記インパルス電圧の電圧値を部分放電開始電圧として算出し、
前記インパルス電圧制御手段はさらに、前記インパルス電圧の印加を停止した後に、前記部分放電回数計数手段により規定回数以上の部分放電がカウントされた状態から、前記部分放電開始電圧と同一またはそれよりも大きなインパルス電圧を印加することなく、前記規定個数のインパルス電圧が印加される度に前記インパルス電圧のピーク値を段階的に低下させる繰り返しパターンに従うインパルス電圧が前記測定対象物に印加されるように前記インパルス電圧印加手段を制御し、
前記部分放電回数計数手段により、最初に規定回数未満の部分放電がカウントされた際に部分放電消滅電圧に達したと判定し、
前記電圧値算出手段は、前記部分放電消滅電圧に達したと判定されたときの前記インパルス電圧の電圧値を部分放電消滅電圧として算出することを特徴とする繰り返しインパルス電圧による部分放電計測システム。

【請求項2】

前記測定対象物に印加された電圧波形を観測する印加電圧波形観測手段を備え、
前記部分放電回数計数手段は、前記印加電圧波形観測手段により観測された電圧波形に基づいて決定される計数有効期間において発生した部分放電をカウントの対象とすることを特徴とする請求項１に記載の繰り返しインパルス電圧による部分放電計測システム。

【請求項3】

前記部分放電回数計数手段は、前記検出信号に対して絶対値処理を行い、その絶対値処理が施された後の検出信号に基づいて前記部分放電の発生回数をカウントすることを特徴とする請求項１または２に記載の繰り返しインパルス電圧による部分放電計測システム。

【請求項4】

前記部分放電回数計数手段は、前記検出信号としきい値とを比較し、前記検出信号が前記しきい値を超える場合に部分放電の発生をカウントするものであり、
前記インパルス電圧印加手段によるインパルス電圧の印加が停止した状態において出力される前記検出信号を計測し、その計測した検出信号に基づいて前記しきい値を設定するしきい値設定手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の繰り返しインパルス電圧による部分放電計測システム。

【請求項5】

前記測定対象物の部分放電開始電圧の概略値である部分放電開始概略電圧値を入力する概略電圧値入力手段を備え、
前記インパルス電圧制御手段は、部分放電開始概略電圧値に基づいて、前記インパルス電圧のピーク値を設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の繰り返しインパルス電圧による部分放電計測システム。

【請求項6】

前記電圧の判定を複数回反復して実行させる反復実行制御手段と、
前記電圧値算出手段により算出される前記部分放電開始電圧、前記部分放電消滅電圧および前記電圧の判定結果を記録するデータ記録手段と、
前記データ記録手段によって記録された複数の部分放電開始電圧および複数の前記部分放電消滅電圧それぞれの平均値を算出する手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の繰り返しインパルス電圧による部分放電計測システム。

【請求項7】

測定対象物に対し、同一のピーク値を持つ規定個数のインパルス電圧を印加し、
前記規定個数のインパルス電圧が印加される度に、前記測定対象物における部分放電を検出する部分放電検出手段から出力される検出信号に基づいて前記部分放電の発生回数をカウントし、
前記規定個数のインパルス電圧が印加される度に前記インパルス電圧のピーク値を段階的に上昇させる繰り返しパターンに従うインパルス電圧を前記測定対象物に印加し、
最初に規定回数以上の部分放電がカウントされた際に前記インパルス電圧が部分放電開始電圧に達したと判定し、前記インパルス電圧の印加を停止し、
前記部分放電開始電圧に達したと判定したときの前記インパルス電圧の電圧値を部分放電開始電圧として算出し、
前記インパルス電圧の印加の停止の後に、規定回数以上の部分放電がカウントされた状態から、前記部分放電開始電圧と同一またはそれよりも大きなインパルス電圧を印加することなく、前記規定個数のインパルス電圧が印加される度に前記インパルス電圧のピーク値を段階的に低下させる繰り返しパターンに従うインパルス電圧を前記測定対象物に印加し、
最初に規定回数未満の部分放電がカウントされた際に、前記インパルス電圧が部分放電消滅電圧に達したと判定し、
前記部分放電消滅電圧に達したと判定したときの前記インパルス電圧の電圧値を部分放電消滅電圧として算出することを特徴とする繰り返しインパルス電圧による部分放電計測方法。

【請求項8】

前記測定対象物に印加された電圧波形に基づいて決定される計数有効期間において発生した部分放電をカウントの対象とすることを特徴とする請求項７記載の繰り返しインパルス電圧による部分放電計測方法。

【請求項9】

前記検出信号に対して絶対値処理を行い、
前記絶対値処理が施された後の検出信号に基づいて前記部分放電の発生回数をカウントすることを特徴とする請求項７または８に記載の繰り返しインパルス電圧による部分放電計測方法。

【請求項10】

インパルス電圧の印加が停止した状態において出力される前記検出信号を計測し、その計測した検出信号に基づいてしきい値を設定しておき、
前記検出信号と前記しきい値とを比較し、前記検出信号が前記しきい値を超える場合に部分放電の発生をカウントすることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一つに記載の繰り返しインパルス電圧による部分放電計測方法。

【請求項11】

前記測定対象物の部分放電開始電圧の概略値である部分放電開始概略電圧値を入力し、
前記部分放電開始概略電圧値に基づいて前記インパルス電圧のピーク値を設定することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか一つに記載の繰り返しインパルス電圧による部分放電計測方法。

【請求項12】

前記部分放電開始電圧到達の判定および前記部分放電消滅電圧到達の判定を複数回反復して実行させ、
前記部分放電開始電圧、前記部分放電消滅電圧の電圧値を記録し、
複数の前記部分放電開始電圧および複数の前記部分放電消滅電圧それぞれの平均値を算出することを特徴とする請求項７に記載の繰り返しインパルス電圧による部分放電計測方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、繰り返しインパルス電圧による部分放電計測システムおよび部分放電計測方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電動機をインバータ駆動する際、インバータにおける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が及ぶということが広く知られている。このようなサージ電圧は、インバータサージと呼ばれ、電動機の定格電圧の２倍以上に達することもある。インバータサージが電動機巻線に加わると、巻線の内部や外部において部分放電が発生することが懸念される。このような部分放電は、巻線を構成するエナメル線の被覆を劣化させる原因となる。被覆が劣化すると、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ことが望まれている。

【0003】

従来、電動機巻線の絶縁性能は、交流電圧の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。ただし、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。そのため、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、交流電圧の印加による部分放電計測とは異なる手法が求められる。

【0004】

このようなことから、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種々の検討がなされている（例えば、非特許文献１〜３参照）。それらの検討においては、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規定数以上であった場合に初めて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。

【0005】

また、繰り返しインパルス電圧における部分放電開始電圧が次のようにして測定されている。図１１は、繰り返しインパルス電圧（印加電圧波形）と、部分放電センサから出力されるセンサ出力信号（部分放電信号）とを示している。図１１に示すように、上記測定では、第１の時間（例えば２０ｍｓ）間隔で１０発のインパルスを印加し、第２の時間（例えば１００ｍｓ）後に１０Ｖ昇圧した１０発のインパルスをさらに印加する、という動作が繰り返し実行される。このような動作は、インパルス電圧が開始値（例えば１ｋＶ）から停止値（例えば２ｋＶ）に達するまで繰り返される。なお、ここで言う電圧値は、いずれもインパルスのピーク値である。

【0006】

このような測定において、インパルス電圧の印加開始から停止までの間、印加電圧波形およびセンサ出力信号の各データが全て保存される。そして、インパルス電圧の印加停止後、測定者により上記各データに対して次のような処理が行われることにより、部分放電開始電圧が算出される。すなわち、保存された各データは、同一のピーク値を持つインパルス電圧が１０発印加された期間ごとに分割される。そして、分割された期間のそれぞれについて、センサ出力信号に基づいて部分放電の発生回数がカウントされる。その結果、部分放電の発生回数が５回以上となった期間における印加電圧波形から繰り返しインパルス電圧における部分放電開始電圧が算出される。要するに、上記手法においては、インパルス電圧の印加開始から停止までの間、各データを測定し続け、測定終了後のデータ処理から部分放電開始電圧が導かれるようになっている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】ＩＥＣ ６１９３４ＴＳ

【非特許文献2】第４０回電気電子絶縁材料システムシンポジウム Ｄ−１

【非特許文献3】第４０回電気電子絶縁材料システムシンポジウム Ｐ−７

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

そこで、ユーザによる作業を極力低減することができる繰り返しインパルス電圧による部分放電計測システムおよび部分放電計測方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本実施形態の繰り返しインパルス電圧による部分放電計測システムは、複数個のインパルス電圧を生成して測定対象物に印加するインパルス電圧印加手段と、前記インパルス電圧印加手段を制御するインパルス電圧制御手段と、前記測定対象物における部分放電を検出する部分放電検出手段から出力される検出信号に基づいて前記部分放電の発生回数をカウントする部分放電回数計数手段と、前記測定対象物に印加された電圧値を算出する電圧値算出手段とを備え、前記インパルス電圧制御手段は、前記測定対象物に対して同一のピーク値を持つ規定個数のインパルス電圧が印加されるように前記インパルス電圧印加手段を制御し、前記部分放電回数計数手段は、前記測定対象物に対して規定個数のインパルス電圧が印加される度に、前記部分放電の発生回数のカウントを行い、前記インパルス電圧制御手段は、前記規定個数のインパルス電圧が印加される度に前記インパルス電圧のピーク値を段階的に上昇させる繰り返しパターンに従うインパルス電圧が前記測定対象物に印加されるように前記インパルス電圧印加手段を制御し、前記部分放電回数計数手段により、最初に規定回数以上の部分放電がカウントされた際に前記インパルス電圧が部分放電開始電圧に達したと判定し、前記インパルス電圧の印加を停止するように前記インパルス電圧印加手段を制御し、前記電圧値算出手段は、前記部分放電開始電圧に達したと判定されたときの前記インパルス電圧の電圧値を部分放電開始電圧として算出し、前記インパルス電圧制御手段はさらに、前記インパルス電圧の印加を停止した後に、前記部分放電回数計数手段により規定回数以上の部分放電がカウントされた状態から、前記部分放電開始電圧と同一またはそれよりも大きなインパルス電圧を印加することなく、前記規定個数のインパルス電圧が印加される度に前記インパルス電圧のピーク値を段階的に低下させる繰り返しパターンに従うインパルス電圧が前記測定対象物に印加されるように前記インパルス電圧印加手段を制御し、前記部分放電回数計数手段により、最初に規定回数未満の部分放電がカウントされた際に部分放電消滅電圧に達したと判定し、前記電圧値算出手段は、前記部分放電消滅電圧に達したと判定されたときの前記インパルス電圧の電圧値を部分放電消滅電圧として算出することを特徴とする。

【0010】

また、本実施形態の繰り返しインパルス電圧による部分放電計測方法は、測定対象物に対し、同一のピーク値を持つ規定個数のインパルス電圧を印加し、前記規定個数のインパルス電圧が印加される度に、前記測定対象物における部分放電を検出する部分放電検出手段から出力される検出信号に基づいて前記部分放電の発生回数をカウントし、前記規定個数のインパルス電圧が印加される度に前記インパルス電圧のピーク値を段階的に上昇させる繰り返しパターンに従うインパルス電圧を前記測定対象物に印加し、最初に規定回数以上の部分放電がカウントされた際に前記インパルス電圧が部分放電開始電圧に達したと判定し、前記インパルス電圧の印加を停止し、前記部分放電開始電圧に達したと判定したときの前記インパルス電圧の電圧値を部分放電開始電圧として算出し、前記インパルス電圧の印加の停止の後に、規定回数以上の部分放電がカウントされた状態から、前記部分放電開始電圧と同一またはそれよりも大きなインパルス電圧を印加することなく、前記規定個数のインパルス電圧が印加される度に前記インパルス電圧のピーク値を段階的に低下させる繰り返しパターンに従うインパルス電圧を前記測定対象物に印加し、最初に規定回数未満の部分放電がカウントされた際に、前記インパルス電圧が部分放電消滅電圧に達したと判定し、前記部分放電消滅電圧に達したと判定したときの前記インパルス電圧の電圧値を部分放電消滅電圧として算出することを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１の実施形態を示すもので、部分放電計測システムのブロック構成図

【図2】部分放電開始電圧の計測手順を示すフローチャート

【図3】典型的な印加電圧波形および部分放電信号を示す図

【図4】インパルス電圧波形の一例を示す図

【図5】絶対値処理が施される前後の部分放電信号を示す図

【図6】部分放電開始電圧計測における印加電圧波形および部分放電信号を示す図

【図7】部分放電開始電圧および部分放電消滅電圧の計測手順を示すフローチャート

【図8】第２の実施形態を示す図１相当図

【図9】図２相当図

【図10】図７相当図

【図11】従来技術を示す図６相当図

【発明を実施するための形態】

【0012】

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図１〜図７を参照しながら説明する。
図１は、部分放電計測システムの概略的な構成を示すブロック図である。図１に示す部分放電計測システム１は、繰り返しインパルス電圧を測定対象物である電動機２に印加することにより部分放電を計測するものである。部分放電計測システム１は、インパルス電源３、部分放電検出装置４、計測制御装置５などにより構成されている。

【0013】

インパルス電源３（インパルス電圧印加手段に相当）は、計測制御装置５から与えられる指令に応じたピーク値を持つ複数個のインパルス電圧を生成する。生成するインパルス電圧の立ち上がり時間、立ち下がり時間など、他の特性については予め定められた仕様となっている。なお、それら他の特性について、ユーザによる変更を可能にする構成であってもよい。インパルス電源３により生成されるインパルス電圧は、電動機２に印加される。本実施形態において、インパルス電圧は、その印加箇所の一例である電動機２の巻線の相間（例えば、Ｕ相とＶ相との間）に印加されるようになっている。なお、インパルス電圧は、図示した箇所に印加するものに限らず、例えば電動機２の巻線の他の相間や、電動機２の巻線と鉄心の間に印加するようにしてもよい。

【0014】

部分放電検出装置４（部分放電検出手段に相当）は、電動機２において発生する部分放電を検出するものであり、部分放電（の発生度合い）に基づいた検出信号である部分放電信号を出力する。部分放電検出装置４としては、例えば、電動機２の巻線に流れる電流をＣＴ（Current Transformer）により検出する構成や、電動機２の巻線周辺の電磁波をアンテナやプローブにより検出する構成など、部分放電に伴い生じる物理量（の変化）を検出する構成全般を採用することができる。

【0015】

計測制御装置５は、例えばＯＳ（Operating System）としてWindows（登録商標）が搭載されたパーソナルコンピュータをベースに構成されている。計測制御装置５は、後述する各種のアプリケーションプログラムが動作するとともに、外部との間で信号を入出力するためのインターフェースを備えている。これにより、計測制御装置５は、入力される信号波形を画面に表示するデジタルオシロスコープとしての機能や、部分放電の計測を制御する機能を実現するようになっている。

【0016】

計測制御装置５は、電圧制御プログラム６、初期電圧取得プログラム７、印加電圧波形観測回路８、放電回数算出プログラム９、電圧値算出プログラム１０、部分放電信号観測回路１１およびしきい値設定プログラム１２を備えている。電圧制御プログラム６（インパルス電圧制御手段に相当）は、電動機２に対して同一のピーク値を持つ規定個数（例えば１０個）のインパルス電圧が印加されるようにインパルス電源３の動作を制御する。従って、インパルス電源３により生成されるインパルス電圧のピーク値は、電圧制御プログラム６により定められる。

【0017】

初期電圧取得プログラム７（概略電圧値入力手段に相当）は、計測制御装置５の表示パネル（ディスプレイ）に初期電圧Ｖ０を設定するための入力欄を表示させる。そして、初期電圧取得プログラム７は、ユーザがキーボードなどを利用して入力した初期電圧Ｖ０の値を取得し、その取得した値を電圧制御プログラム６に転送する。電圧制御プログラム６は、上記取得された初期電圧Ｖ０の値に基づいてインパルス電圧のピーク値の設定を行う。電圧制御プログラム６は、例えばＲＳ２３２Ｃなどの通信を行うための通信インターフェースを介して、インパルス電源３を制御する。

【0018】

印加電圧波形観測回路８（印加電圧波形観測手段に相当）は、外部の電圧検出器１３から出力される電圧の波形を観測する。電圧検出器１３は、例えば分圧器であり、電動機２のＵ相−Ｖ相間の電圧を分圧して出力する。このような構成により、印加電圧波形観測回路８は、電動機２に印加された電圧の波形を間接的に観測するようになっている。印加電圧波形観測回路８により観測された電圧波形（を表すデータ）は、放電回数算出プログラム９および電圧値算出プログラム１０に転送される。

【0019】

電圧値算出プログラム１０（電圧値算出手段に相当）は、転送された電圧波形に基づいて、電動機２に印加された電圧値（電圧のピーク値）を算出する。電圧値算出プログラム１０により算出された電圧値（を表すデータ）は、放電回数算出プログラム９に転送される。部分放電信号観測回路１１は、部分放電検出装置４から出力される部分放電信号の波形を観測する。部分放電信号観測回路１１により観測された部分放電信号の波形（を表すデータ）は、放電回数算出プログラム９に転送される。

【0020】

しきい値設定プログラム１２（しきい値設定手段に相当）は、計測制御装置５の表示パネル（ディスプレイ）に放電判定しきい値Ｓ_ｔｈを設定するための入力欄を表示させる。そして、しきい値設定プログラム１２は、ユーザがキーボードなどを利用して入力した放電判定しきい値Ｓ_ｔｈを取得する。しきい値設定プログラム１２により取得された放電判定しきい値Ｓ_ｔｈは、放電回数算出プログラム９に転送される。

【0021】

放電回数算出プログラム９（部分放電回数計数手段に相当）は、印加電圧波形観測回路８により観測された印加電圧波形、部分放電信号観測回路１１により観測された部分放電信号波形、しきい値設定プログラム１２により取得された放電判定しきい値Ｓ_ｔｈなどを用いた評価（詳細は後述する）を行うことにより、部分放電の発生回数をカウントする。

【0022】

上述したように、部分放電計測システム１によれば、電動機２に対して同一のピーク値を持つ規定個数のインパルス電圧が印加され、その度に部分放電の発生回数のカウントが行われる。ユーザは、このように規定個数のインパルス電圧の印加が行われる度に取得される部分放電の発生回数（を表すデータ）を用いて、部分放電の計測を行うことができる。例えば、所定のピーク値を持つ試験用インパルス電圧を電動機２に印加した際に所定回数以上の部分放電が発生しないことを判定するといった計測を行うことが可能となる。

【0023】

また、部分放電開始電圧を計測することが可能となる。この場合、電圧制御プログラム６は、同一のピーク値を持つ規定個数のインパルス電圧が印加される度にインパルス電圧のピーク値を段階的に上昇させるという繰り返しパターンに従うインパルス電圧が電動機２に印加されるように、インパルス電源３を制御する。図２は、部分放電開始電圧の計測手順を示すフローチャートである。

【0024】

ステップＳ１では、しきい値設定プログラム１２により、計測制御装置５の表示パネルの入力欄に設定された放電判定しきい値Ｓ_ｔｈが読み込まれる。ステップＳ２では、初期電圧取得プログラム７により、計測制御装置５の表示パネルの入力欄に設定された初期電圧Ｖ０（例えば１ｋＶ）が読み込まれる。ステップＳ３では、電圧制御プログラム６により、インパルス電源３の出力電圧（のピーク値）を指令するための指示電圧Ｖａが初期化される（指示電圧Ｖａ＝初期電圧Ｖ０）。

【0025】

ステップＳ４では、電圧制御プログラム６からインパルス電源３に対し、インパルス電圧の生成が指示される。これにより、指示電圧Ｖａのピーク値を持つ規定個数（例えば１０個）のインパルス電圧が電動機２に印加される（ステップＳ５）。なお、インパルス電源３は、上記規定個数のインパルス電圧を印加するように予め設定されている。ステップＳ６では、印加電圧波形観測回路８により、電動機２に印加された電圧波形（印加電圧波形）が観測される。ステップＳ７では、部分放電信号観測回路１１により、部分放電検出装置４から出力される部分放電信号の波形（部分放電信号波形）が観測される。

【0026】

図３は、印加電圧および部分放電信号を示す波形図である。図３（ａ）は、インパルス電圧が電動機に印加された際に観測される典型的な印加電圧の波形を示している。図３（ｂ）は、部分放電信号観測回路１１により観測される部分放電信号の波形を示している。なお、本実施形態において電動機２に印加されるインパルス電圧は、例えば図４に示すような負極性のインパルス電圧である。

【0027】

部分放電は、電動機２の巻線を構成するエナメル線が接触した箇所に高電圧が印加されると発生するため、インパルス電圧（印加電圧波形）のピーク近傍（図３の時刻ｔ２付近の期間）において発生することが多い。一方、インパルス電圧が立ち上がる時間帯（図３の時刻ｔ０〜ｔ１の期間）には、インパルス電源３による電圧生成に伴うノイズが発生し、そのノイズが部分放電信号に重畳する可能性がある。また、インパルス電圧が立ち下がる時間帯（図３の時刻ｔ２以降の期間）にもノイズが発生し、そのノイズが部分放電信号に重畳する可能性がある。

【0028】

部分放電信号にノイズが重畳すると、部分放電を精度よく計測することができない。そのため、ステップＳ８では、放電回数算出プログラム９により、部分放電信号観測回路１１から転送される部分放電信号波形に対し、次のようなマスク処理が行われる。すなわち、インパルス電圧の立ち上がり開始から所定時間経過後の時点（図３の時刻ｔ１）から、印加電圧波形がゼロクロスする時点（図３の時刻ｔ３）までの期間が規定時間帯（計数有効期間に相当）とされる。なお、上記所定時間経過後の時点としては、インパルス電圧（印加電圧波形）のピーク近傍よりも前の時点であれば適宜変更可能である。

【0029】

そして、部分放電信号波形に対し、上記規定時間帯を有効とするように信号処理が施される。図３（ｃ）は、このようなマスク処理後の部分放電信号の波形を示している。この図３（ｃ）に示すように、マスク処理後の部分放電信号波形は、重畳されるノイズ成分が除去されて、部分放電の発生に応じた信号成分のみが表れるようになっている。

【0030】

図５（ａ）は、後述する絶対値処理が施される前の部分放電信号を示している。図５（ｂ）は、絶対値処理が施された後の部分放電信号を示している。部分放電信号観測回路１１から出力される部分放電信号は、高い周波数の減衰振動波形となることが多い。そのため、部分放電信号において、正側のピークおよび負側のピークのうち、いずれが大きくなるかは定まらない。従って、このような部分放電信号と、一定値である放電判定しきい値Ｓ_ｔｈとを比較しても、部分放電の判定を正確に行うことが難しい。そこで、ステップＳ９では、放電回数算出プログラム９により、部分放電信号観測回路１１から出力される部分放電信号（マスク処理後の部分放電信号）に対して絶対値処理が施される。

【0031】

放電回数算出プログラム９は、マスク処理および絶対値処理が施された後の部分放電信号に基づいて部分放電の発生回数を次のようにしてカウントする。すなわち、ステップＳ１０では、放電回数算出プログラム９により、上記各処理後の部分放電信号が放電判定しきい値Ｓ_ｔｈと比較される。その比較の結果、部分放電信号が放電判定しきい値Ｓ_ｔｈを超える場合には部分放電が発生したと判断される。放電回数算出プログラム９は、このようにして部分放電の発生回数である部分放電回数Ｃ_ｐｄをカウント（算出）する。

【0032】

ステップＳ１１では、規定回数Ｃ_ｔｈと部分放電回数Ｃ_ｐｄとが比較される。部分放電回数Ｃ_ｐｄが規定回数Ｃ_ｔｈ未満である場合（ステップＳ１１で「ＮＯ」）、ステップＳ１２に進む。なお、本実施形態では、規定回数Ｃ_ｔｈは、例えば前述した規定個数「１０」の１／２である「５」としている。ステップＳ１２では、電圧制御プログラム６により、指示電圧Ｖａが更新される。具体的には、指示電圧Ｖａは、そのときの指示電圧Ｖａより所定電圧ΔＶ（例えば１０Ｖ、１００Ｖなど）だけ高くした電圧に設定される（Ｖａ＝Ｖａ＋ΔＶ）。

【0033】

ステップＳ１３では、指示電圧Ｖａが上限値Ｖ_ｍａｘを超えていないか否かが判断される。このステップＳ１３は、故障など何らかの原因により、指示電圧Ｖａを上昇させ続けても部分放電回数Ｃ_ｐｄが規定回数Ｃ_ｔｈ以上にならない場合などにおいて、無限ループに陥ることを予防するために設けられている。そのため、上限値Ｖ_ｍａｘは、通常想定される部分放電開始電圧よりも十分高い電圧値に設定するとよい。指示電圧Ｖａが上限値Ｖ_ｍａｘを超えている場合（ステップＳ１３で「ＹＥＳ」）、そのまま処理を終了する。一方、指示電圧Ｖａが上限値Ｖ_ｍａｘ以下である場合（ステップＳ１３で「ＮＯ」）、ステップＳ４に戻り、ステップＳ４以降の処理が再度実行される。

【0034】

一方、部分放電回数Ｃ_ｐｄが規定回数Ｃ_ｔｈ以上である場合（ステップＳ１１で「ＹＥＳ」）、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、電圧値算出プログラム１０により、このときに電動機２に印加された電圧値Ｖ_ｐｄｉｖが算出され、処理が終了する。このステップＳ１４において算出された電圧値Ｖ_ｐｄｉｖが、繰り返しインパルスにおける部分放電開始電圧となる。

【0035】

上記処理に基づく本実施形態の部分放電計測によれば、部分放電回数Ｃ_ｐｄが規定回数Ｃ_ｔｈ以上（ステップＳ１１で「ＹＥＳ」）になるまで、１０個のインパルス電圧が印加される度にインパルス電圧のピーク値が所定電圧ΔＶずつ段階的に上昇されるという繰り返しパターンに従うインパルス電圧が電動機２に印加される。図６は、このような部分放電計測における印加電圧波形および部分放電信号を示している。図６において、指示電圧Ｖａの初期値をＶ０（例えば１ｋＶ）とし、所定電圧ΔＶを例えば１００Ｖとし、ｎ回目更新後の指示電圧ＶａをＶｎとして表している。この図６に示すように、指示電圧Ｖａが電圧Ｖ０〜Ｖ５のとき、部分放電回数Ｃ_ｐｄは規定回数Ｃ_ｔｈ未満である。そして、指示電圧Ｖａが電圧Ｖ６のとき、初めて部分放電回数Ｃ_ｐｄが規定回数Ｃ_ｔｈ以上となる。従って、この場合、電圧Ｖ６（例えば１．６ｋＶ）が部分放電開始電圧であると判定され、
インパルス電圧の停止が停止される。

【0036】

このようにして部分放電開始電圧を求めた後、さらに部分放電消滅電圧を計測することも可能である。この場合、電圧制御プログラム６は、同一のピーク値を持つ規定個数のインパルス電圧が印加される度にインパルス電圧のピーク値を段階的に低下させるという繰り返しパターンに従うインパルス電圧が電動機２に印加されるように、インパルス電源３を制御する。図７は、部分放電開始電圧および部分放電消滅の計測手順を示すフローチャートである。

【0037】

図７において、ステップＳ１〜Ｓ１４までは図２と同様である。そして、ステップＳ１４において電圧値算出プログラム１０により電圧値Ｖ_ｐｄｉｖ（部分放電開始電圧）が算出された後、ステップＴ１に移行する。ステップＴ１では、電圧制御プログラム６により、指示電圧Ｖａが更新される。具体的には、指示電圧Ｖａは、そのときの指示電圧Ｖａから所定電圧ΔＶ（例えば１０Ｖ、１００Ｖなど）だけ低くした電圧に設定される（Ｖａ＝Ｖａ−ΔＶ）。

【0038】

ステップＴ２では、指示電圧Ｖａが下限値Ｖ_ｍｉｎを下回っていないか否かが判断される。このステップＴ２は、図２に示したステップＳ１３と同様の理由で設けられている。そのため、下限値Ｖ_ｍｉｎは、通常想定される部分放電消滅電圧よりも十分低い電圧値に設定するとよい。指示電圧Ｖａが下限値Ｖ_ｍｉｎを下回っている場合（ステップＴ２で「ＹＥＳ」）、そのまま処理を終了する。一方、指示電圧Ｖａが下限値_ｍｉｎ以上である場合（ステップＴ２で「ＮＯ」）、図２に示したステップＳ４〜Ｓ１０と同様の処理が実行された後、ステップＴ３に移行する。

【0039】

ステップＴ３では、規定回数Ｃ_ｔｈと部分放電回数Ｃ_ｐｄとが比較される。部分放電回数Ｃ_ｐｄが規定回数Ｃ_ｔｈ以上である場合（ステップＴ３で「ＹＥＳ」）、ステップＴ１に戻る。一方、部分放電回数Ｃ_ｐｄが規定回数Ｃ_ｔｈ未満である場合（ステップＴ３で「ＮＯ」）、ステップＴ４に進む。ステップＴ４では、電圧値算出プログラム１０により、このときに電動機２に印加された電圧値Ｖ_ｐｄｅｖが算出され、処理が終了する。このステップＴ４において算出された電圧値Ｖ_ｐｄｅｖが繰り返しインパルスにおける部分放電消滅電圧となる。

【0040】

以上説明したように、本実施形態の部分放電計測システム１は、規定個数のインパルス電圧を電動機２に印加し、その度に部分放電回数Ｃ_ｐｄを算出する。ユーザは、部分放電計測システム１により取得される部分放電回数Ｃｐｄなどを用いることで、部分放電開始電圧の計測、部分放電消滅電圧の計測など、様々な部分放電の計測作業を行うことが可能となる。このように、本実施形態の部分放電計測システム１によれば、ユーザがメータや表示数値を読み取るなど、計測精度に影響を及ぼすような作業を行う機会が少なくなるため、精度の高い部分放電の計測を行うことができるという効果が得られる。

【0041】

そして、部分放電開始電圧の計測が行われる際、部分放電回数Ｃ_ｐｄが規定回数Ｃ_ｔｈ以上と判断された時点でインパルス電圧の印加が即座に停止される。また、部分放電消滅電圧の計測が行われる際、部分放電回数Ｃ_ｐｄが規定回数Ｃ_ｔｈ未満と判断された時点でインパルス電圧の印加が即座に停止される。このようなことから、部分放電計測に要する時間が短縮されるという効果が得られる。さらに、測定対象物である電動機２の巻線に対する過剰な電圧印加が抑制され、測定対象物に対して余分なダメージを与えてしまう事態を未然に防止することができるという効果が得られる。

【0042】

また、計測制御装置５は、規定個数のインパルス電圧が印加される度に印加電圧波形や部分放電信号を観測する。そのため、計測制御装置５に各種のデータ（印加電圧波形や部分放電信号を表すデータ）が取り込まれる時間は、インパルス電圧の印加時間に限定される。このようにデータ取り込み時間が限定されることにより、大量のメモリを備えていない比較的安価な装置（例えばパーソナルコンピュータ）を用いて計測制御装置５を構成することが可能となる。

【0043】

本実施形態の部分放電計測システム１を用いて、部分放電開始電圧とともに部分放電消滅電圧を計測しておけば、電動機２の巻線について耐圧等を設定する際において、安全に対するマージンを確実に設定することが可能となる。また、部分放電開始電圧または部分放電消滅電圧が算出された前後の電圧値に対応した部分放電回数Ｃ_ｐｄも考慮して、上記耐圧等の設定を行えば、安全に対するマージンを一層確実に設定することが可能となる。

【0044】

放電回数算出プログラム９は、印加電圧波形観測回路８により観測された印加電圧波形に基づいて規定時間帯を決定し（マスク処理の実施）、その規定時間帯において発生した部分放電をカウントの対象としている。そのため、部分放電信号に重畳されるノイズの影響が極力排除され、部分放電の計測精度を高めることができるという効果が得られる。また、放電回数算出プログラム９は、絶対値処理が施された後の部分放電信号に基づいて部分放電の発生回数をカウントする。そのため、部分放電信号観測回路１１から出力される部分放電信号が高い周波数の減衰振動波形となっていたとしても、一定値である放電判定しきい値Ｓ_ｔｈとの比較により、部分放電の判定を正確に行うことができるという効果が
得られる。

【0045】

さて、初期電圧Ｖ０として低い電圧値（例えば０Ｖ）が設定された場合、部分放電が発生する電圧（例えば、数ｋＶ）まで昇圧させるには多大な時間を要することになる。部分放電が発生する電圧（部分放電開始電圧、部分放電消滅電圧）は、ばらつきが大きいデータであるため、複数回の測定値を平均して一つのデータとすることが一般的である。そのため、１回の計測に多くの時間を要することは試験効率の悪化に繋がる。そこで、部分放電計測の準備段階において、次のような試験を実施することにより部分放電開始電圧の概略値を把握するとよい。

【0046】

すなわち、電動機２に対し、所定のピーク値を持つインパルス電圧（または交流電圧）を１発ずつ印加し、その度に部分放電の検出を行う。そして、部分放電が発生したときの電圧のピーク値を部分放電開始電圧の概略値とする。このような準備段階における簡易的な試験により、部分放電開始電圧の概略値（部分放電開始概略電圧値に相当）を把握しておき、その概略値に基づいて初期電圧Ｖ０を設定すればよい。例えば、概略値に対して所定の割合（例えば５０％など）をかけたものを初期電圧Ｖ０として設定すればよい。このように初期電圧Ｖ０を設定すれば、低い初期電圧Ｖ０が設定された場合に比べ、部分放電が発生する電圧に達するまでの時間が短縮され、部分放電計測の試験効率が向上するという効果が得られる。

【0047】

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について図８〜図１０を参照しながら、第１の実施形態と異なる部分を主体に説明する。
図８は、第１の実施形態における図１相当図であり、本実施形態の構成を示すブロック図である。本実施形態の部分放電計測システム２１は、第１の実施形態の部分放電計測システム１に対し、計測制御装置５に代えて計測制御装置２２を備えている点が異なっている。計測制御装置２２は、計測制御装置５が備える構成に加え、繰り返し回数制御プログラム２３およびデータ保存装置２４を備えている。

【0048】

繰り返し回数制御プログラム２３（反復実行制御手段に相当）は、設定された回数だけ部分放電（部分放電開始電圧、部分放電消滅電圧）の計測を繰り返し実行させるものである。データ保存装置２４（データ記録手段に相当）は、データ保存プログラム２５および例えばハードディスクなどの磁気記憶装置２６を備えている。データ保存装置２４は、放電回数算出プログラム９が算出した部分放電回数、電圧値算出プログラム１０が算出した電圧値などをデータ保存プログラム２５によってファイル化し、磁気記憶装置２６に保存する。

【0049】

次に、上記構成の部分放電計測システム２１により部分放電開始電圧を計測する方法について説明する。図９は、第１の実施形態における図２相当図であり、本実施形態における部分放電開始電圧の計測手順を示すフローチャートである。図９に示す本実施形態の計測手順は、図２に示した第１の実施形態の計測手順に対し、ステップＵ１、Ｕ２が追加されている点が異なっている。

【0050】

ステップＳ１４において、電圧値算出プログラム１０により電圧値Ｖ_ｐｄｉｖ（部分放電開始電圧に相当）が算出された後、ステップＵ１に移行する。ステップＵ１では、データ保存プログラム２５により、電圧値Ｖ_ｐｄｉｖがファイル化されて磁気記憶装置２６に保存される。続くステップＵ２では、部分放電開始電圧の計測が規定の繰り返し回数だけ実施されたか否かが判断される。部分放電開始電圧の計測が繰り返し回数だけ実施されていない場合（ステップＵ２で「ＮＯ」）、ステップＳ３に戻り、部分放電開始電圧の計測が再度実施される。一方、部分放電開始電圧の計測が繰り返し回数だけ実施されていた場合（ステップＵ２で「ＹＥＳ」）、処理が終了する。

【0051】

次に、上記構成の部分放電計測システム２１により部分放電開始電圧および部分放電消滅電圧を計測する方法について説明する。図１０は、第１の実施形態における図７相当図であり、本実施形態における部分放電開始電圧および部分放電消滅電圧の計測手順を示すフローチャートである。図９に示す本実施形態の計測手順は、図７に示した第１の実施形態の計測手順に対し、ステップＶ１、Ｖ２が追加されている点が異なっている。

【0052】

ステップＴ４において、電圧値算出プログラム１０により電圧値Ｖ_ｐｄｅｖ（部分放電消滅電圧に相当）が算出された後、ステップＶ１に移行する。ステップＶ１では、データ保存プログラム２５により、電圧値Ｖ_ｐｄｉｖおよび電圧値Ｖ_ｐｄｅｖがファイル化されて磁気記憶装置２６に保存される。続くステップＶ２では、部分放電開始電圧および部分放電消滅電圧の計測が規定の繰り返し回数だけ実施されたか否かが判断される。各計測が繰り返し回数だけ実施されていない場合（ステップＶ２で「ＮＯ」）、ステップＳ３に戻り、部分放電開始電圧および部分放電消滅電圧の計測が再度実施される。一方、各計測が繰り返し回数だけ実施されていた場合（ステップＶ２で「ＹＥＳ」）、処理が終了する。

【0053】

以上説明したように、本実施形態の部分放電計測システム２１は、計測制御装置５のアプリケーションプログラムにより、算出された部分放電開始電圧がファイル化されて保存される。一般に、部分放電開始電圧や部分放電消滅電圧は計測値のばらつきが大きく、一つの測定条件下で複数回の計測を実施して得られたデータを統計処理することが多い。そのため、本実施形態によれば、ユーザ（測定者）が毎回メータや表示数値を読み取って計測結果（部分放電発生回数、部分放電開始電圧、部分放電消滅電圧など）を筆記する必要がなく、測定時間が短縮できることに加えて、計測結果の平均を求めるなどの統計処理を容易に行うことができるという効果が得られる。

【0054】

（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。これら新規な実施形態は、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。
しきい値設定プログラム１２による放電判定しきい値Ｓ_ｔｈの取得および初期電圧取得プログラム７による初期電圧Ｖ０の取得は、どちらを先に実施してもよい。すなわち、図２などにおけるステップＳ１、Ｓ２の順番を入れ替えてもよい。放電回数算出プログラム９によるマスク処理および絶対値処理は、どちらを先に実施してもよい。すなわち、図２などにおけるステップＳ８、Ｓ９の順番を入れ替えてもよい。

【0055】

マスク処理および絶対値処理は、省略することも可能である。その場合、放電回数算出プログラム９は、部分放電信号観測回路１１から出力される部分放電信号を用いて部分放電の発生回数をカウントすればよい。放電回数算出プログラム９によるマスク処理において、インパルス電圧（印加電圧波形）のピーク付近の期間（図３の時刻ｔ２を中心とし、その前後の所定期間）を規定時間帯としてもよい。このようにしても、インパルス電圧の立ち上がりおよび立ち下がりにおけるノイズの影響を排除できる。また、比較的影響が大きいと考えられる立ち上がり時のノイズの影響を排除できればよい場合には、次のようにしてもよい。すなわち、規定時間帯の始点をインパルス電圧の立ち上がり開始から所定時間経過後の時点（例えば図３の時刻ｔ１）にし、規定時間帯の終点を、インパルス電圧のピーク近傍より後の時点の任意の時点としてもよい。

【0056】

しきい値設定プログラム１２は、次のようにして放電判定しきい値Ｓ_ｔｈを取得してもよい。すなわち、電動機２に対するインパルス電圧の印加が停止されている状態において、部分放電信号観測回路１１により部分放電信号を所定期間だけ観測する。そして、その所定期間に観測された部分放電信号の最大値に基づいて放電判定しきい値Ｓ_ｔｈを決定する。例えば、上記最大値に対して所定のマージンを加えた値を放電判定しきい値Ｓ_ｔｈとして取得するとよい。一般に、部分放電検出装置４から出力される部分放電信号は微弱であるため、ノイズによる影響を受け易い。上記したように放電判定しきい値Ｓ_ｔｈを設定すれば、このようなノイズの影響を受けることなく、部分放電の発生回数を正確にカウントすることができるという効果が得られる。

【0057】

図２などにおけるステップＳ１３（指示電圧Ｖａと上限値Ｖ_ｍａｘとの比較）、図７などにおけるステップＴ２（指示電圧Ｖａと下限値Ｖ_ｍｉｎとの比較）は、必要に応じて設ければよい。
計測制御装置５、２２は、パーソナルコンピュータをベースとする構成に限らずともよく、例えば部分放電の計測を制御するための専用の装置として構成してもよい。
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ともに、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。

【符号の説明】

【0058】

図面中、１、２１は部分放電計測システム、２は電動機（測定対象物）、３はインパルス電源（インパルス電圧印加手段）、４は部分放電検出装置（部分放電検出手段）、６は電圧制御プログラム（インパルス電圧制御手段）、７は初期電圧取得プログラム（概略電圧値入力手段）、８は印加電圧波形観測回路（印加電圧波形観測手段）、９は放電回数算出プログラム（部分放電回数計数手段）、１０は電圧値算出プログラム（電圧値算出手段）、１２はしきい値設定プログラム（しきい値設定手段）、２３は繰り返し回数制御プログラム（反復実行制御手段）、２４はデータ保存装置（データ記録手段）を示す。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】