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絕緣壽命推定方法及絕緣壽命推定裝置制造方法
【專利摘要】一種絕緣壽命推定方法及絕緣壽命推定裝置。針對(duì)發(fā)生局部放電的待測(cè)試樣，能夠考慮施加電壓波形條件的影響來推定絕緣壽命，由此實(shí)現(xiàn)絕緣壽命推定的可靠性提高和高效率化等。對(duì)具備導(dǎo)體和絕緣體而構(gòu)成的試樣的絕緣壽命進(jìn)行推定的絕緣壽命推定方法具備：信息獲取步驟(S2)，其獲取試樣中的局部放電的放電電荷量與試樣的絕緣破壞的相關(guān)信息；電荷量檢測(cè)步驟(S3)，其在推定所述絕緣壽命的階段使所述試樣發(fā)生局部放電，檢測(cè)該局部放電的放電電荷量；以及壽命推定步驟(S4)，其基于信息獲取步驟(S2)中得到的相關(guān)信息，根據(jù)電荷量檢測(cè)步驟(S3)中檢測(cè)出的放電電荷量求出試樣到絕緣破壞為止的時(shí)間，作為絕緣壽命的推定結(jié)果。
【專利說明】絕緣壽命推定方法及絕緣壽命推定裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種推定絕緣壽命的絕緣壽命推定方法及絕緣壽命推定裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]漆包線等電線，以在導(dǎo)體周圍包圍的方式設(shè)置絕緣體(絕緣皮膜)而構(gòu)成。這樣具備導(dǎo)體和絕緣體而構(gòu)成的電線根據(jù)其使用條件和使用環(huán)境等會(huì)發(fā)生局部放電。局部放電是指在絕緣體中或者導(dǎo)體和絕緣體之間的微小的空隙(void)產(chǎn)生微弱的電火花(放電現(xiàn)象)。電線當(dāng)發(fā)生局部放電時(shí)，可能由此使絕緣體被破壞，導(dǎo)致無法保持絕緣狀態(tài)的絕緣破壞。因此，針對(duì)電線，普遍對(duì)設(shè)想的使用條件和使用環(huán)境等下絕緣體到絕緣破壞為止的時(shí)間(也就是絕緣壽命)進(jìn)行推定。
[0003]作為推定電線的絕緣壽命的方法，一般是利用該電線的V_t(V:施加電壓、t:破壞時(shí)間)特性。但是近年來多使用逆變電源作為電動(dòng)機(jī)用電源，因此需要考慮電線上被施加急劇的過電壓(逆變浪涌電壓)。由此，對(duì)于以往的絕緣壽命推定方法，有的例如與對(duì)應(yīng)于交流電壓下的局部放電開始電壓(Partial Discharge Incept1n Voltage,以下稱為“roiv”)的逆變浪涌電壓下的roiv的增加量相應(yīng)地，調(diào)整交流電壓下的v-t特性而作為逆變浪涌電壓下的V-t特性，由此，在施加逆變浪涌電壓時(shí)也能夠推定絕緣壽命(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
[0004]可以認(rèn)為電線的絕緣壽命受到局部放電支配(影響)。并且，這個(gè)局部放電受到施加電壓波形條件(上升時(shí)間、脈沖寬度等)的影響。例如，在逆變浪涌電壓下，PDIV受到施加電壓的波形的上升時(shí)間的影響。這樣，對(duì)絕緣壽命產(chǎn)生影響的局部放電根據(jù)施加電壓波形條件不同，發(fā)生形態(tài)可能不同。
[0005]然而，以往的利用V-t特性的絕緣壽命推定方法中，在預(yù)先進(jìn)行的V-t實(shí)驗(yàn)中將施加電壓波形條件為固定、峰值一定的電壓持續(xù)對(duì)電線加電，測(cè)定到絕緣破壞為止的時(shí)間，基于該結(jié)果推定實(shí)際使用中的電線的絕緣壽命。也就是說，盡管在實(shí)際使用中施加電壓波形條件各不相同、電壓值也時(shí)時(shí)刻刻變化，但對(duì)于該實(shí)際使用中的電線的絕緣壽命推定結(jié)果，并沒有考慮到該實(shí)際使用中的施加電壓波形條件的影響?？梢哉J(rèn)為這種情況在逆變浪涌電壓下特別顯著。因此，以往的絕緣壽命推定方法中，對(duì)絕緣壽命推定結(jié)果的可靠性并不能說是充分的。
[0006]關(guān)于這一點(diǎn)，也考慮到例如配合預(yù)想的各種各樣施加電壓波形條件來實(shí)施V-t實(shí)驗(yàn)，若實(shí)際使用中的施加電壓波形條件變化則每次實(shí)施V-t實(shí)驗(yàn)。但是，這樣每次實(shí)施v-t實(shí)驗(yàn)并不聞效。
[0007]另外，作為以往的絕緣壽命推定方法，也有如專利文獻(xiàn)I那樣考慮到施加逆變浪涌電壓的情況，但為此必須用roiv比換算v-t特性，需要v-t特性的換算，所以相應(yīng)地并不聞效。
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開平9-80006號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]因此，本發(fā)明的目的是提供一種絕緣壽命推定方法及絕緣壽命推定裝置，其能夠考慮施加電壓波形條件的影響來推定絕緣壽命，由此實(shí)現(xiàn)針對(duì)絕緣壽命推定結(jié)果的可靠性的提聞，并且在該情況下也能聞效地推定絕緣壽命。
[0010]本發(fā)明是為了達(dá)到上述目的而提出的。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第I方式，提供一種絕緣壽命推定方法，其對(duì)具備導(dǎo)體和絕緣體而構(gòu)成的試樣的絕緣壽命進(jìn)行推定，該絕緣壽命推定方法具備:
[0012]信息獲取步驟，其獲取所述試樣中的局部放電的放電電荷量與該試樣的絕緣破壞的相關(guān)彳目息;
[0013]電荷量檢測(cè)步驟，其在推定所述絕緣壽命的階段使所述試樣發(fā)生局部放電，檢測(cè)該局部放電的放電電荷量；以及
[0014]壽命推定步驟，其基于所述信息獲取步驟中得到的相關(guān)信息，根據(jù)所述電荷量檢測(cè)步驟中檢測(cè)出的放電電荷量求出所述試樣到絕緣破壞為止的時(shí)間，作為所述絕緣壽命的推定結(jié)果。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第2方式，提供第I方式的絕緣壽命推定方法，其中，
[0016]在所述信息獲取步驟中，獲取確定所述試樣到絕緣破壞為止的總放電電荷量的信息，作為所述相關(guān)信息；
[0017]在所述電荷量檢測(cè)步驟中，檢測(cè)所述試樣中發(fā)生的局部放電的每單位時(shí)間的放電電荷量；
[0018]在所述壽命推定步驟中，將所述總放電電荷量除以所述每單位時(shí)間的放電電荷量，求出從開始使用所述試樣到該試樣絕緣破壞為止的時(shí)間。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第3方式，提供第I方式的絕緣壽命推定方法，其中，
[0020]在所述信息獲取步驟中，獲取確定從開始使用所述試樣到該試樣絕緣破壞為止該試樣中的局部放電的放電電荷量的經(jīng)時(shí)變化特性的信息，作為所述相關(guān)信息；
[0021]在所述電荷量檢測(cè)步驟中，檢測(cè)所述試樣中發(fā)生的局部放電的放電電荷量；
[0022]在所述壽命推定步驟中，將所述電荷量檢測(cè)步驟中的檢測(cè)結(jié)果與所述經(jīng)時(shí)變化特性對(duì)照，求出所述試樣到絕緣破壞為止的殘余時(shí)間。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的第4方式，提供第I至第3方式中任一方式的絕緣壽命推定方法，其中，
[0024]具備預(yù)先準(zhǔn)備步驟，其在所述信息獲取步驟之前，從開始使用所述試樣到該試樣絕緣破壞為止,持續(xù)檢測(cè)該試樣中的局部放電的放電電荷量,根據(jù)其檢測(cè)結(jié)果生成所述相關(guān)信息并存儲(chǔ)保存，
[0025]在所述信息獲取步驟中，通過讀取所述預(yù)先準(zhǔn)備步驟中存儲(chǔ)保存的所述相關(guān)信息，獲取該相關(guān)信息。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的第5方式，提供一種絕緣壽命推定裝置，其對(duì)具備導(dǎo)體和絕緣體而構(gòu)成的試樣的絕緣壽命進(jìn)行推定，該絕緣壽命推定裝置具備:
[0027]信息獲取部，其獲取所述試樣中的局部放電的放電電荷量與該試樣的絕緣破壞的相關(guān)信息；
[0028]電荷量檢測(cè)部，其在推定所述絕緣壽命的階段使所述試樣發(fā)生局部放電，檢測(cè)該局部放電的放電電荷量；以及
[0029]壽命推定部，其基于所述信息獲取部得到的相關(guān)信息，根據(jù)所述電荷量檢測(cè)部檢測(cè)出的放電電荷量求出所述試樣到絕緣破壞為止的時(shí)間，作為所述絕緣壽命的推定結(jié)果。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的第6方式，提供第5方式的絕緣壽命推定裝置，其中，具備:
[0031]數(shù)據(jù)庫部，其存儲(chǔ)保存所述相關(guān)信息；
[0032]所述信息獲取部通過讀取所述數(shù)據(jù)庫部存儲(chǔ)保存的所述相關(guān)信息來獲取該相關(guān)信息。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的第7方式，提供第6方式的絕緣壽命推定裝置，其中，具備:
[0034]信息生成部，其從開始使用所述試樣到該試樣絕緣破壞為止,持續(xù)檢測(cè)該試樣中的局部放電的放電電荷量，根據(jù)其檢測(cè)結(jié)果生成所述相關(guān)信息，存儲(chǔ)保存在所述數(shù)據(jù)庫部中。
[0035]根據(jù)本發(fā)明，能夠考慮到施加電壓波形條件的影響來推定絕緣壽命，能夠提高針對(duì)絕緣壽命推定結(jié)果的可靠性，在該情況下也能高效地推定絕緣壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的絕緣壽命推定裝置的概要結(jié)構(gòu)例的框圖。
[0037]圖2是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的絕緣壽命推定方法的步驟的概要的流程圖。
[0038]圖3是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的絕緣壽命推定裝置的具體電路結(jié)構(gòu)例的示意圖。
[0039]圖4是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的絕緣壽命推定裝置的數(shù)據(jù)記錄器中記錄的電壓數(shù)據(jù)(波形數(shù)據(jù))的一個(gè)具體例的說明圖。
[0040]圖5是將本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的絕緣壽命推定裝置的數(shù)據(jù)記錄器中記錄的電壓數(shù)據(jù)(波形數(shù)據(jù))的一部分放大表示的說明圖。
[0041]圖6是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的預(yù)先準(zhǔn)備步驟的處理順序的概要的流程圖。
[0042]圖7是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的相關(guān)信息的一個(gè)具體例的說明圖。
[0043]圖8是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的電荷量檢測(cè)步驟的處理順序的概要的流程圖。
[0044]圖9是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式中的相關(guān)信息的一個(gè)具體例的說明圖。
[0045]符號(hào)說明
[0046]I…試樣、2…加電部、3…局部放電電荷量檢測(cè)部、3a…電容器、3b...短路電路、4...控制部、4a、4b…數(shù)據(jù)記錄器、4c...計(jì)時(shí)器機(jī)構(gòu)、4d...控制器、5…信息輸出部、41...局部放電波形記錄部、42…局部放電電荷量計(jì)算部、43…信息計(jì)算部、44...數(shù)據(jù)庫部、45…信息獲取部、46...壽命推定部

【具體實(shí)施方式】
[0047]以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0048]這里，按照以下的順序分項(xiàng)進(jìn)行說明。
[0049]1.概要
[0050]2.第I實(shí)施方式
[0051]2-1.絕緣壽命推定裝置的概要結(jié)構(gòu)
[0052]2-2.絕緣壽命推定方法的步驟
[0053]3.第2實(shí)施方式
[0054]4.各實(shí)施方式的效果
[0055]5.變形例等
[0056]〈1.概要 >
[0057]首先，對(duì)本發(fā)明涉及的絕緣壽命推定方法及絕緣壽命推定裝置的概要進(jìn)行說明。
[0058]本發(fā)明用于對(duì)發(fā)生局部放電的電線等推定絕緣壽命。這里所說的“電線等”除了漆包線等電線以外，也包含具備導(dǎo)體和絕緣體而構(gòu)成的電線?！熬植糠烹姟敝傅氖鞘闺娋€等的絕緣體發(fā)生絕緣老化的微弱的放電現(xiàn)象?！敖^緣壽命”指的是從電線等開始使用到該電線等的絕緣體由于絕緣老化而被破壞、無法保持絕緣狀態(tài)為止的時(shí)間。
[0059]為了提出本發(fā)明，本申請(qǐng)的
【發(fā)明者】對(duì)局部放電和絕緣體的絕緣老化進(jìn)行了深入研究。結(jié)果，本申請(qǐng)的
【發(fā)明者】得到了在局部放電和絕緣老化之間存在相關(guān)的知識(shí)。更詳細(xì)來說，得到了以下知識(shí):在電線等上發(fā)生的局部放電的電荷量(以下稱為“放電電荷量”)和該局部放電所產(chǎn)生的絕緣老化所侵蝕的絕緣體的體積存在一定的關(guān)系性，而且即使對(duì)電線等的施加電壓波形條件變化(例如即使在逆變浪涌電壓下)該關(guān)系性仍然成立?；谠撝R(shí)，本申請(qǐng)的
【發(fā)明者】進(jìn)一步反復(fù)深入研究，終于得出了將放電電荷量作為指標(biāo)來推定電線等的絕緣壽命這一開創(chuàng)先河的新型壽命推定方法的構(gòu)想。本發(fā)明即是基于本申請(qǐng)的
【發(fā)明者】的這種新型構(gòu)想而提出的。
[0060]根據(jù)本發(fā)明涉及的絕緣壽命推定方法及絕緣壽命推定裝置，按照以下敘述的步驟推定電線等的絕緣壽命。
[0061]具體來說，首先對(duì)于作為絕緣壽命的推定對(duì)象的電線等(以下簡(jiǎn)稱為“試樣”)，預(yù)先確定在該試樣中局部放電的放電電荷量和該試樣的絕緣破壞之間的相關(guān)信息。這里所說的“相關(guān)信息”是確定放電電荷量和絕緣破壞的關(guān)系性的信息，例如關(guān)于細(xì)節(jié)將在后面敘述的、絕緣破壞需要的總放電電荷量Qb.d以及直到絕緣破壞的放電電荷量的經(jīng)時(shí)變化特性等的信息即相當(dāng)于該信息。這樣的相關(guān)信息，進(jìn)行細(xì)節(jié)將同樣在后面敘述的放電電荷量測(cè)定來確定即可。另外，關(guān)于所確定的相關(guān)信息，可以考慮預(yù)先構(gòu)建數(shù)據(jù)庫部來存儲(chǔ)保存。
[0062]其后，在推定絕緣壽命的階段，從數(shù)據(jù)庫部讀取并獲得關(guān)于試樣的相關(guān)信息，另一方面，使該試樣發(fā)生局部放電，檢測(cè)當(dāng)前在該試樣發(fā)生的部分放電的放電電荷量。如細(xì)節(jié)將在后面敘述那樣，按照預(yù)先設(shè)定的預(yù)定時(shí)間，向試樣以超過roiv的電壓加電，使其發(fā)生局部放電，利用例如使用殘余電荷法的殘余電壓檢測(cè)電路來檢測(cè)該局部放電的放電電荷量，由此進(jìn)行放電電荷量的檢測(cè)即可。也就是說，這里所說的“當(dāng)前”，是在推定絕緣壽命的階段中實(shí)際檢測(cè)現(xiàn)實(shí)發(fā)生局部放電時(shí)的放電電荷量的意思。
[0063]檢測(cè)放電電荷量之后，將其檢測(cè)結(jié)果與獲取的相關(guān)信息對(duì)照，并基于該相關(guān)信息求出試樣到絕緣破壞為止的時(shí)間，作為針對(duì)該試樣的絕緣壽命的推定結(jié)果。由此，例如當(dāng)相關(guān)信息是確定總放電電荷量QB.D的信息時(shí)，根據(jù)試樣的使用初始階段中的放電電荷量，推定該試樣到絕緣破壞為止的壽命時(shí)間，其細(xì)節(jié)將在后面敘述。另外，例如當(dāng)相關(guān)信息是確定放電電荷量的經(jīng)時(shí)變化特性的信息時(shí)，根據(jù)經(jīng)過某加電時(shí)間后的試樣中的放電電荷量推定該試樣的殘余壽命時(shí)間，其細(xì)節(jié)將在后面敘述。
[0064]如上所述，本發(fā)明涉及的絕緣壽命推定方法及絕緣壽命推定裝置采用以試樣的局部放電的放電電荷量作為指標(biāo)來推定該試樣的絕緣壽命的方法。也就是說，通過將與絕緣體的絕緣破壞相關(guān)的局部放電的放電電荷量作為絕緣壽命推定的指標(biāo)，不是以施加電壓、而是以實(shí)際發(fā)生的放電電荷量為基準(zhǔn)來推定絕緣壽命，因此能夠考慮到各種不同的施加電壓波形的上升時(shí)間的影響來進(jìn)行絕緣壽命推定。所以，根據(jù)本發(fā)明涉及的絕緣壽命推定方法及絕緣壽命推定裝置，能夠考慮施加電壓波形條件的影響來推定絕緣壽命，因此能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于絕緣壽命推定結(jié)果的可信性的提高，同時(shí)在該情況下也能高效地推定絕緣壽命。
[0065]<2.第I實(shí)施方式>
[0066]以下，對(duì)本發(fā)明的第I實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0067][2-1.絕緣壽命推定裝置的概要結(jié)構(gòu)]
[0068]圖1是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的絕緣壽命推定裝置的概要結(jié)構(gòu)例的框圖。
[0069]第I實(shí)施方式的絕緣壽命推定裝置是對(duì)待測(cè)的試樣I的絕緣壽命進(jìn)行推定的裝置，被構(gòu)成為將該試樣I配置在加電部2和大地(接地)之間。試樣I為具備導(dǎo)體和絕緣體的結(jié)構(gòu)即可，例如漆包線、絞線、雙絞線(twist pair cable)等電線可供測(cè)試。
[0070]為了推定這樣的試樣I的絕緣壽命，第I實(shí)施方式的絕緣壽命推定裝置大體具備:加電部2、局部放電電荷量檢測(cè)部3、控制部4以及信息輸出部5。
[0071]加電部2對(duì)試樣I施加比該試樣I的roiv更高的電壓，使該試樣I發(fā)生局部放電。利用加電部2的電壓施加，可以考慮通過逆變浪涌脈沖進(jìn)行，但也可以利用交流電壓或脈沖電壓。進(jìn)行這樣的電壓施加的加電部2，用例如逆變脈沖發(fā)生器或者浪涌脈沖發(fā)生器等公知的電壓施加裝置構(gòu)成即可。
[0072]局部放電電荷量檢測(cè)部3針對(duì)發(fā)生局部放電的試樣I,檢測(cè)其發(fā)生局部放電時(shí)的放電電荷量。放電電荷量的檢測(cè)可以考慮利用例如細(xì)節(jié)將在后面敘述的、使用串聯(lián)電容器的殘余電荷法來進(jìn)行，但并不局限于此，也可以利用例如使用高頻CT的差動(dòng)檢測(cè)法、使用檢測(cè)阻抗法等的放電電流/電壓波形測(cè)量來進(jìn)行。
[0073]控制部4進(jìn)行試樣I的絕緣壽命推定所需的處理。所需的處理大致分為用于絕緣壽命推定的預(yù)先準(zhǔn)備處理、以及實(shí)際推定絕緣壽命的壽命推定處理。為了進(jìn)行預(yù)先準(zhǔn)備處理，控制部4具有作為局部放電波形記錄部41、局部放電電荷量計(jì)算部42、信息計(jì)算部43以及數(shù)據(jù)庫部44的功能。另外，為了進(jìn)行壽命推定處理，控制部4具有作為信息獲取部45以及壽命推定部46的功能。
[0074]局部放電波形記錄部41針對(duì)與之后作為絕緣壽命推定的對(duì)象的試樣I種類相同的試樣1，在從使用開始到絕緣破壞為止的長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，將作為局部放電電荷量檢測(cè)部3的放電電荷量的檢測(cè)結(jié)果的波形數(shù)據(jù)無遺漏地連續(xù)記錄。
[0075]局部放電電荷量計(jì)算部42通過用預(yù)定的運(yùn)算程序處理局部放電波形記錄部41記錄的波形數(shù)據(jù)，計(jì)算該波形數(shù)據(jù)的每I個(gè)脈沖的放電電荷量，同時(shí)累積從使用開始到絕緣破壞為止的放電電荷量。
[0076]信息計(jì)算部43基于局部放電電荷量計(jì)算部42中的計(jì)算結(jié)果，生成關(guān)于由局部放電波形記錄部41檢測(cè)放電電荷量的試樣I的相關(guān)信息。具體來說，信息計(jì)算部43將局部放電電荷量計(jì)算部42中的計(jì)算結(jié)果即放電電荷量的累積值、也就是從開始使用到絕緣破壞為止需要的總放電電荷量QB.D[單位:C]作為相關(guān)信息而生成，存儲(chǔ)保存在數(shù)據(jù)庫部44中。
[0077]數(shù)據(jù)庫部44將信息計(jì)算部43生成的相關(guān)信息與獲得該相關(guān)信息的試樣I的種類加以關(guān)聯(lián)并存儲(chǔ)保存。
[0078]信息獲取部45在對(duì)待測(cè)的試樣I的絕緣壽命進(jìn)行推定時(shí)，針對(duì)與該試樣I種類相同的試樣I,從數(shù)據(jù)庫部44內(nèi)讀出并獲取存儲(chǔ)保存在數(shù)據(jù)庫部44中的相關(guān)信息，也就是確定該試樣I到絕緣破壞為止的總放電電荷量Qb.D的信息。
[0079]壽命推定部46基于信息獲取部45獲得的相關(guān)信息,根據(jù)局部放電電荷量檢測(cè)部3中檢測(cè)出的放電電荷量求出試樣I到絕緣破壞為止的時(shí)間，作為關(guān)于該試樣I的絕緣壽命的推定結(jié)果。更具體地說，由信息獲取部45獲取確定總放電電荷量Qb.d的信息，因此如后面詳細(xì)敘述的那樣，壽命推定部46將總放電電荷量Qb.d除以局部放電電荷量檢測(cè)部3檢測(cè)的每單位時(shí)間的放電電荷量，由此求出從試樣I開始使用直到該試樣I絕緣破壞為止的時(shí)間。
[0080]具有作為這樣的各部分41?46的功能的控制部4可以考慮利用執(zhí)行預(yù)定程序的計(jì)算機(jī)裝置來實(shí)現(xiàn)。也就是說，控制部4由CPU (Central Processing Unit、中央處理器)、RAM (Random Access Memory、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、HDD (Hard disk drive、硬盤驅(qū)動(dòng)器)等組合而成的計(jì)算機(jī)裝置構(gòu)成。這時(shí)，計(jì)算機(jī)裝置可以為一臺(tái)，也可以為經(jīng)由通信線路連接的多臺(tái)。另外，為多臺(tái)時(shí)，作為上述各部41?46的功能也可以分散配置在多臺(tái)上。
[0081]信息輸出部5由連接在控制部4上的顯示器等構(gòu)成，用于進(jìn)行關(guān)于控制部4的處理結(jié)果的信息輸出。作為信息輸出部5輸出的信息,可以舉出與針對(duì)試樣I的絕緣壽命的推定結(jié)果相關(guān)的信息。
[0082][2-2.絕緣壽命推定方法的步驟]
[0083]接著，對(duì)使用上述結(jié)構(gòu)的絕緣壽命推定裝置進(jìn)行的絕緣壽命推定方法的步驟進(jìn)行說明。
[0084]圖2是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的絕緣壽命推定方法的步驟的概要的流程圖。
[0085]第I實(shí)施方式的絕緣壽命推定方法中，按照預(yù)先準(zhǔn)備步驟(SI)、信息獲取步驟(S2)、電荷量檢測(cè)步驟(S3)、壽命推定步驟(S4)的順序進(jìn)行針對(duì)待測(cè)的試樣I的絕緣壽命的推定。以下，對(duì)這些各步驟(SI?S4)按順序說明。
[0086](S1:預(yù)先準(zhǔn)備步驟)
[0087]預(yù)先準(zhǔn)備步驟(SI)是在信息獲取步驟(S2)之前，針對(duì)與待測(cè)的試樣I種類相同的試樣1，從開始使用到絕緣破壞為止持續(xù)檢測(cè)局部放電的放電電荷量，根據(jù)其檢測(cè)結(jié)果生成相關(guān)信息并存儲(chǔ)保存在數(shù)據(jù)庫部44中的步驟。
[0088](絕緣壽命推定裝置的電路結(jié)構(gòu))
[0089]這里，對(duì)于用于進(jìn)行預(yù)先準(zhǔn)備步驟(SI)的絕緣壽命推定裝置的具體電路結(jié)構(gòu)，以使用殘余電荷法的情況為例進(jìn)行說明。
[0090]圖3是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的絕緣壽命推定裝置的具體電路結(jié)構(gòu)例的示意圖。另外，圖中對(duì)與圖1所示的相同的結(jié)構(gòu)要素附加相同的符號(hào)。
[0091]圖例的絕緣壽命推定裝置中，從加電部2通過例如逆變浪涌脈沖對(duì)試樣I施加比該試樣I的roiv更高的電壓。這時(shí)，被施加逆變浪涌脈沖的試樣I與后面作為絕緣壽命推定的對(duì)象的試樣I種類相同。
[0092]另外，在試樣I和大地(接地)之間，構(gòu)成局部放電電荷量檢測(cè)部3的一部分的電容器3a與該試樣I串聯(lián)連接。電容器3a用于將試樣I發(fā)生局部放電所產(chǎn)生的電荷儲(chǔ)存。因此，作為電容器3a，使用具有比試樣I的靜電容量更大的靜電容量的電容器，使得施加電壓的大部分施加在試樣I上。
[0093]在電容器3a的兩端連接有構(gòu)成局部放電電荷量檢測(cè)部3的一部分的短路電路(刷新電路)3b。短路電路3b為了將電容器3a內(nèi)過量積累的電荷定期刷新，將電容器3a的兩端短路來使其放電。因此，短路電路3b的結(jié)構(gòu)為例如與加電部2的逆變脈沖輸出同步地，從脈沖上升開始一定時(shí)間后輸出驅(qū)動(dòng)脈沖(例如Ims寬度)，使繼電器動(dòng)作,將電容器3a的兩端短路。
[0094]另外，在電容器3a的兩端連接有構(gòu)成局部放電波形記錄部41的一部分的多個(gè)(例如2個(gè))數(shù)據(jù)記錄器4a、4b。數(shù)據(jù)記錄器4a、4b都測(cè)定電容器3a的端子電壓，并且例如通過波形數(shù)據(jù)等記錄測(cè)定到的電壓。由此，各數(shù)據(jù)記錄器4a、4b采用例如圖4和圖5所示的波形數(shù)據(jù)的形式記錄電容器3a的端子電壓。這里，圖4表示數(shù)據(jù)記錄器中記錄的電壓數(shù)據(jù)(波形數(shù)據(jù))的一個(gè)具體例，圖5將數(shù)據(jù)記錄器中記錄的電壓數(shù)據(jù)(波形數(shù)據(jù))的一部分放大表示。
[0095]并用多個(gè)數(shù)據(jù)記錄器4a、4b是為了即使在從開始使用到絕緣破壞為止的長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄時(shí)，也能讓多個(gè)數(shù)據(jù)記錄器重疊并且選擇性使其工作，由此能夠不產(chǎn)生數(shù)據(jù)遺漏地記錄全部數(shù)據(jù)。也就是說，通過并用多個(gè)數(shù)據(jù)記錄器4a、4b，例如即使一個(gè)數(shù)據(jù)記錄器4a在記錄數(shù)據(jù)的傳送輸出時(shí)需要時(shí)間，在此期間也能夠由另一個(gè)數(shù)據(jù)記錄器4b進(jìn)行波形數(shù)據(jù)的記錄。
[0096]這樣，由于并用多個(gè)數(shù)據(jù)記錄器4a、4b，在各數(shù)據(jù)記錄器4a、4b上如圖3所示，連接有構(gòu)成局部放電波形記錄部41的一部分的計(jì)時(shí)器機(jī)構(gòu)4c。為了進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄器4a、4b工作的切換，計(jì)時(shí)器機(jī)構(gòu)4c的結(jié)構(gòu)為監(jiān)視預(yù)定時(shí)間(例如10秒)，每隔預(yù)定時(shí)間切換針對(duì)數(shù)據(jù)記錄器4a、4b的工作指示。
[0097]另外，在數(shù)據(jù)記錄器4a、4b上，電連接有作為局部放電電荷量計(jì)算部42及信息計(jì)算部43來發(fā)揮功能的控制器4d。然后，記錄在各數(shù)據(jù)記錄器4a、4b中的電壓數(shù)據(jù)(波形數(shù)據(jù))以預(yù)定定時(shí)被傳送給控制器4d。
[0098]控制器4d的結(jié)構(gòu)為:當(dāng)有來自數(shù)據(jù)記錄器4a、4b的數(shù)據(jù)傳送時(shí)，通過執(zhí)行記載有計(jì)算放電電荷量的步驟和計(jì)算放電電荷量的累積值的步驟等的預(yù)定程序，進(jìn)行放電電荷量的計(jì)算、放電電荷量的累積值的計(jì)算、基于放電電荷量和放電電荷量等的計(jì)算結(jié)果的相關(guān)信息的生成等。具體來說，控制器4d根據(jù)局部放電發(fā)生前后的檢測(cè)電容器端電壓的差計(jì)算局部放電造成的殘余電壓，將電容器容量與殘余電壓的積作為放電電荷量。另外，控制器4d針對(duì)每個(gè)脈沖計(jì)算電荷量，進(jìn)行試樣I到絕緣破壞為止的電荷量的計(jì)算/累積。控制器4d為了這些計(jì)算而執(zhí)行的預(yù)定程序利用公知技術(shù)實(shí)現(xiàn)即可，例如計(jì)算放電電荷量可以考慮使用 VBA(Visual Basic for Applicat1ns)程序。
[0099](預(yù)先準(zhǔn)備步驟的處理順序)
[0100]接著，對(duì)預(yù)先準(zhǔn)備步驟(SI)的處理順序進(jìn)行說明。
[0101]圖6是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的預(yù)先準(zhǔn)備步驟的處理順序的概要的流程圖。
[0102]預(yù)先準(zhǔn)備步驟(SI)依次經(jīng)過局部放電發(fā)生工序(Sll)、電壓記錄工序(S12)、電荷量計(jì)算工序(S13)、累積電荷量計(jì)算工序(S14)以及相關(guān)信息生成工序(S15)。
[0103](局部放電發(fā)生工序)
[0104]局部放電發(fā)生工序(Sll)中，對(duì)于與后面作為絕緣壽命推定對(duì)象的試樣I種類相同的試樣1，加電部2利用例如逆變浪涌脈沖施加比該試樣I的roiv更高的電壓，使該試樣I發(fā)生局部放電。還有，加電部2對(duì)試樣I的電壓施加是持續(xù)進(jìn)行的,直到能夠確認(rèn)該試樣I已到達(dá)絕緣破壞為止。
[0105](電壓記錄工序)
[0106]電壓記錄工序(S12)中，由加電部2對(duì)試樣I開始施加電壓的同時(shí)，開始數(shù)據(jù)記錄器4a、4b的工作，開始測(cè)定并記錄電容器3a的端子電壓。然后，使數(shù)據(jù)記錄器4a、4b按照計(jì)時(shí)器機(jī)構(gòu)4c的監(jiān)視結(jié)果每隔預(yù)定時(shí)間交替工作，至少在試樣I絕緣破壞之前連續(xù)測(cè)定從該試樣I輸出的電壓，記錄電壓的數(shù)據(jù)。也就是說，在試樣I從開始使用到絕緣破壞為止，連續(xù)測(cè)定并記錄電容器3a的端子電壓。
[0107]在切換數(shù)據(jù)記錄器4a、4b的工作時(shí)，優(yōu)選使各數(shù)據(jù)記錄器4a、4b在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)一起工作。也就是說，在工作切換時(shí)，優(yōu)選具有多個(gè)數(shù)據(jù)記錄器4a、4b—起工作的時(shí)間。若這樣使數(shù)據(jù)記錄器4a、4b在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)重疊工作，則在連續(xù)記錄電容器3a的端子電壓的數(shù)據(jù)時(shí)，能夠抑制該記錄數(shù)據(jù)的遺漏。
[0108]記錄電容器3a的端子電壓的數(shù)據(jù)之后，數(shù)據(jù)記錄器4a、4b將記錄的數(shù)據(jù)以例如波形數(shù)據(jù)的形式向控制器4d傳送。具體來說，各數(shù)據(jù)記錄器4a、4b在從工作停止到下一次工作開始之間，將通過一次工作記錄的電壓數(shù)據(jù)例如作為I個(gè)文件傳送給控制器4d。這時(shí)，優(yōu)選在傳送的數(shù)據(jù)中附加用于確定是數(shù)據(jù)記錄器4a、4b的哪一個(gè)記錄的數(shù)據(jù)的信息。另外，可以在傳送給控制器4d的數(shù)據(jù)中附加時(shí)間信息。
[0109]另外，當(dāng)電容器3a中積蓄了過量電荷時(shí)，使連接在電容器3a兩端的短路電路3b工作，將電容器3a的兩端短路來進(jìn)行放電。優(yōu)選為例如從加電部2向試樣I開始施加電壓起每隔預(yù)定時(shí)間使短路電路3b工作。由此，能夠抑制電容器3a中積蓄過量電荷，因此可以準(zhǔn)確地測(cè)定施加在電容器3a上的電壓。
[0110](電荷量計(jì)算工序)
[0111]電荷量計(jì)算工序(S13)中，控制器4d當(dāng)接收來自數(shù)據(jù)記錄器4a、4b的傳送數(shù)據(jù)時(shí)，基于該傳送數(shù)據(jù)計(jì)算電容器3a內(nèi)殘余的電荷量作為從試樣I放電的放電電荷量。具體來說，控制器4a基于接收到的傳送數(shù)據(jù)，識(shí)別試樣I中發(fā)生局部放電之前和之后電容器3a的端子電壓的差。然后，根據(jù)庫倫定律，通過將識(shí)別出的電容器3a的端子電壓的差乘以該電容器3a的靜電容量，計(jì)算該電容器3a內(nèi)殘余的電荷量，將該計(jì)算結(jié)果作為從試樣I放電的放電電荷量。
[0112]這里，考慮例如將圖5所示的電壓數(shù)據(jù)傳送到控制器4d的情況。另外，圖5中的實(shí)線表示沒有發(fā)生局部放電時(shí)的電容器3a的端子電壓，圖5中的虛線表示發(fā)生局部放電時(shí)的電容器3a的端子電壓。這時(shí)，控制器4d使用下述的(I)式計(jì)算從試樣I放電的放電電荷量。
[0113]Q = CdX (|V2 — Vl | + |V3 — V2 |)......(I)
[0114]這里，(I)式中，Q是從試樣I放電的放電電荷量(電容器3a內(nèi)的殘余電荷量)，Cd是電容器3a的靜電容量，V1、V2、V3分別是電容器3a發(fā)生局部放電時(shí)與沒有發(fā)生局部放電時(shí)的電容器3a的端子電壓的差的值。
[0115]這時(shí)，考慮控制器4d對(duì)數(shù)據(jù)記錄器4a、4b的每一次工作期間(也就是每次發(fā)生工作切換時(shí))計(jì)算放電電荷量。也就是說，例如考慮控制器4d針對(duì)來自數(shù)據(jù)記錄器4a、4b的每個(gè)傳送文件，計(jì)算放電電荷量。
[0116]還有，在使數(shù)據(jù)記錄器4a、4b在預(yù)定時(shí)間內(nèi)重疊工作的情況下，假定控制器4d在計(jì)算放電電荷量時(shí)，從該重疊部分中減去重疊工作期間的電壓。
[0117]這樣計(jì)算出放電電荷量后，控制器4d將其計(jì)算結(jié)果暫時(shí)保存在控制器4d可訪問的RAM等內(nèi)。
[0118](累積電荷量計(jì)算工序)
[0119]累積電荷量計(jì)算工序(S14)中，控制器4d在試樣I從開始使用到絕緣破壞為止的時(shí)間，將電荷量計(jì)算工序(S13)中計(jì)算出的每個(gè)傳送文件的放電電荷量累積計(jì)算，由此計(jì)算累積放電電荷量。也就是說，控制器4d累積到試樣I發(fā)生絕緣破壞為止的所有文件中記載的放電電荷量。由此，能夠計(jì)算由局部放電的發(fā)生造成試樣I到絕緣破壞為止的放電電荷量的總和(以下稱為“總放電電荷量”)。
[0120](相關(guān)信息生成工序)
[0121]相關(guān)信息生成工序(S15)中，控制器4d基于電荷量計(jì)算工序(S13)中計(jì)算出的放電電荷量或累積電荷量計(jì)算工序(S14)中計(jì)算出的總放電電荷量，生成相關(guān)信息。具體來說，控制器4d生成作為累積電荷量計(jì)算工序(S14)中的計(jì)算結(jié)果的放電電荷量的累積值，作為相關(guān)信息的一個(gè)具體例、即總放電電荷量Qb.D。
[0122]圖7是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的相關(guān)信息的一個(gè)具體例的說明圖。
[0123]圖例表示試樣I從開始使用到絕緣破壞為止所需要的總放電電荷量Qb.d的一個(gè)例子。另外，總放電電荷量QB.D根據(jù)試樣I的種類而不同。
[0124]當(dāng)生成總放電電荷量QB.D作為相關(guān)信息后，在相關(guān)信息生成工序(S15)中，控制器4d將其生成結(jié)果(即總放電電荷量Qb.d)與試樣I的種類加以關(guān)聯(lián)，存儲(chǔ)保存在數(shù)據(jù)庫部44
中。例如分別對(duì)應(yīng)于絕緣體的材質(zhì)、尺寸、形狀等不同的漆包線A、漆包線B、......、漆包線
Z等，將計(jì)算出的總放電電荷量Qb.d存儲(chǔ)保存在數(shù)據(jù)庫部44中。
[0125]經(jīng)過如上的各工序(Sll?S15)進(jìn)行預(yù)先準(zhǔn)備步驟(SI)。另外，當(dāng)與后面作為絕緣壽命推定的對(duì)象的試樣I種類相同的試樣I的總放電電荷量qb.d已經(jīng)存儲(chǔ)保存在數(shù)據(jù)庫部44內(nèi)時(shí)，沒有必要重新進(jìn)行預(yù)先準(zhǔn)備步驟(SI)。也就是說，如果數(shù)據(jù)庫部44內(nèi)已經(jīng)存在相關(guān)信息，則也可以省略執(zhí)行預(yù)先準(zhǔn)備步驟(SI)。
[0126](S2:信息獲取步驟)
[0127]預(yù)先準(zhǔn)備步驟(SI)結(jié)束后，需要對(duì)待測(cè)的試樣I進(jìn)行絕緣壽命的推定時(shí)，絕緣壽命推定裝置進(jìn)行信息獲取步驟(S2)以后的各步驟。
[0128]信息獲取步驟(S2)是獲得關(guān)于待測(cè)的試樣I的相關(guān)信息的步驟。更詳細(xì)地說，是從數(shù)據(jù)庫部44內(nèi)讀取并獲得針對(duì)與待測(cè)的試樣I種類相同的試樣I存儲(chǔ)保存在數(shù)據(jù)庫部44中的相關(guān)信息、即確定該試樣I到絕緣破壞為止的總放電電荷量Qb.d的信息的步驟。
[0129]信息獲取步驟(S2)中的總放電電荷量Qb.d的讀取是由作為信息獲取部45發(fā)揮功能的控制器4d進(jìn)行的。
[0130]還有，信息獲取步驟(S2)在開始?jí)勖贫ú襟E(S4)的時(shí)刻之前結(jié)束即可，也可以與電荷量檢測(cè)步驟(S3)并行執(zhí)行。
[0131](S3:電荷量檢測(cè)步驟)
[0132]電荷量檢測(cè)步驟(S3)是在推定絕緣壽命的階段使待測(cè)的試樣I發(fā)生局部放電，檢測(cè)該試樣I當(dāng)前發(fā)生的局部放電的每單位時(shí)間的放電電荷量的步驟。
[0133](絕緣壽命推定裝置的電路結(jié)構(gòu))
[0134]用于進(jìn)行電荷量檢測(cè)步驟(S3)的絕緣壽命推定裝置的具體電路結(jié)構(gòu)，使用與預(yù)先準(zhǔn)備步驟(SI)中說明的結(jié)構(gòu)(參照?qǐng)D3)相同的結(jié)構(gòu)即可。這時(shí)，控制器4d作為壽命推定部46發(fā)揮功能。
[0135]其中，電荷量檢測(cè)步驟(S3)中，檢測(cè)每單位時(shí)間的放電電荷量即可，不需要像預(yù)先準(zhǔn)備步驟(SI)的情況那樣計(jì)算放電電荷量的累積值。因此，在電荷量檢測(cè)步驟(S3)中使用的電路結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)記錄器4a、4b可以不是并用多個(gè)的結(jié)構(gòu)，也可以只讓一個(gè)工作的結(jié)構(gòu)。
[0136](電荷量檢測(cè)步驟的處理順序)
[0137]接著，對(duì)電荷量檢測(cè)步驟(S3)的處理順序進(jìn)行說明。
[0138]圖8是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的電荷量檢測(cè)步驟的處理順序的概要的流程圖。
[0139]電荷量檢測(cè)步驟(S3)依次經(jīng)過局部放電發(fā)生工序(S31)、電壓記錄工序(S32)以及電荷量計(jì)算工序(S33)。
[0140](局部放電發(fā)生工序)
[0141]局部放電發(fā)生工序(S31)中，對(duì)于待測(cè)的試樣1，加電部2利用例如逆變浪涌脈沖施加比該試樣I的roiv更高的電壓，使該試樣I發(fā)生局部放電。還有,加電部2對(duì)試樣I的電壓施加，在該試樣I的使用初期階段，在預(yù)先設(shè)定的預(yù)定測(cè)量期間進(jìn)行即可。這里，“使用初期階段”是指例如從試樣I開始使用到經(jīng)過預(yù)定測(cè)量期間為止。但并不一定局限于此，只要是可以與其同等地對(duì)待、從試樣I到絕緣破壞為止的整個(gè)時(shí)間來看可以看作初期的階段，即包含在這里所說的“使用初期階段”中。另外，“預(yù)定測(cè)量期間”是對(duì)每單位時(shí)間的放電電荷量的檢測(cè)來說充分的期間即可，具體來說，考慮例如設(shè)定為?ο秒。
[0142](電壓記錄工序)
[0143]電壓記錄工序(S32)中，由加電部2對(duì)試樣I開始施加電壓的同時(shí)，開始數(shù)據(jù)記錄器4a、4b的工作，開始測(cè)定并記錄電容器3a的端子電壓。然后，至少在預(yù)定測(cè)量期間經(jīng)過之前使數(shù)據(jù)記錄器4a、4b工作，測(cè)定從該試樣I輸出的電壓，記錄電壓的數(shù)據(jù)。這時(shí)，只要在預(yù)定測(cè)量期間能夠記錄電壓數(shù)據(jù)即可，因此可以不進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄器4a、4b的工作切換。
[0144]記錄電容器3a的端子電壓之后，數(shù)據(jù)記錄器4a、4b將記錄的數(shù)據(jù)例如以波形數(shù)據(jù)的形式向控制器4d傳送。
[0145](電荷量計(jì)算工序)
[0146]電荷量計(jì)算工序(S33)中，控制器4d當(dāng)接收到來自數(shù)據(jù)記錄器4a、4b的傳送數(shù)據(jù)時(shí)，基于該傳送數(shù)據(jù)計(jì)算電容器3a內(nèi)殘余的電荷量，作為從試樣I放電的放電電荷量。放電電荷量的計(jì)算，與預(yù)先準(zhǔn)備步驟(SI)的電荷量計(jì)算工序(S13)的情況相同地進(jìn)行即可。
[0147]計(jì)算出預(yù)定測(cè)量期間的放電電荷量后，控制器4d將其計(jì)算結(jié)果除以預(yù)定測(cè)量期間的時(shí)間值，計(jì)算使用初期階段中每單位時(shí)間的放電電荷量AQs[單位:C/s]。然后，這樣計(jì)算出每單位時(shí)間的放電電荷量△ Qs后，控制器4d將其計(jì)算結(jié)果暫時(shí)保存在控制器4d可訪問的RAM等內(nèi)。
[0148](S4:壽命推定步驟)
[0149]在信息獲取步驟(S2)和電荷量檢測(cè)步驟(S3)之后進(jìn)行的壽命推定步驟(S4)是基于信息獲取步驟(S2)中獲得的相關(guān)信息，根據(jù)電荷量檢測(cè)步驟(S3)中檢測(cè)的每單位時(shí)間的放電電荷量AQs求出待測(cè)的試樣I到絕緣破壞為止的時(shí)間，作為針對(duì)該試樣I的絕緣壽命的推定結(jié)果的步驟。更詳細(xì)地說，壽命推定步驟(S4)中，將作為相關(guān)信息的總放電電荷量Qb.d除以每單位時(shí)間的放電電荷量AQs，求出從開始使用待測(cè)的試樣I到該試樣I絕緣破壞為止的時(shí)間。
[0150]具體來說，控制器4d使用下述的(2)式獲得絕緣壽命的推定結(jié)果。
[0151]Ts = Qb d/ Δ Qs......(2)
[0152]其中，在⑵式中，Ts是待測(cè)的試樣I從開始使用到絕緣破壞為止的時(shí)間[單位:s]，Qb.D是試樣I到絕緣破壞為止的總放電電荷量[單位:C]，Δ Qs是試樣I的使用初期階段中每單位時(shí)間的放電電荷量[單位:C/s]。
[0153]這樣獲得的時(shí)間Ts的計(jì)算結(jié)果作為針對(duì)待測(cè)的試樣I的絕緣壽命的推定結(jié)果，從信息輸出部5輸出信息。關(guān)于這時(shí)信息輸出部5中的信息輸出方式,并沒有特別限定,適當(dāng)設(shè)定即可(例如利用圖表等)。
[0154]〈3.第2實(shí)施方式〉
[0155]以下對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式進(jìn)行說明。但是，在這里僅對(duì)與上述第I實(shí)施方式的不同點(diǎn)進(jìn)行說明，對(duì)相同的事項(xiàng)省略說明。
[0156]本發(fā)明的第2實(shí)施方式中，預(yù)先準(zhǔn)備步驟(SI)中的相關(guān)信息生成工序(S15)、電荷量檢測(cè)步驟(S3)中的局部放電發(fā)生工序(S31)以及壽命推定步驟(S4)與上述第I實(shí)施方式的情況不同。
[0157](相關(guān)信息生成工序)
[0158]第2實(shí)施方式中的相關(guān)信息生成工序(S15)中，控制器4d基于電荷量計(jì)算工序(S13)中計(jì)算出的放電電荷量及累積電荷量計(jì)算工序(S14)中計(jì)算出的總放電電荷量，生成相關(guān)信息。具體來說，控制器4d生成關(guān)于到絕緣破壞為止的放電電荷量的經(jīng)時(shí)變化特性的信息，作為相關(guān)信息的一個(gè)具體例。這里，“經(jīng)時(shí)變化特性”指的是表示放電電荷量的檢測(cè)結(jié)果怎樣隨時(shí)間變化的特性。
[0159]圖9是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式中的相關(guān)信息的一個(gè)具體例的說明圖。
[0160]圖例表示將電荷量計(jì)算工序(S13)中計(jì)算出的到絕緣破壞為止的放電電荷量針對(duì)每預(yù)定單位時(shí)間(例如10秒)進(jìn)行換算之后，針對(duì)試樣I直到絕緣破壞為止的期間(也就是達(dá)到總放電電荷量為止的期間)，將該每單位時(shí)間的各放電電荷量[單位:mC/10s]以時(shí)間序列[單位:min]排列表示的經(jīng)時(shí)變化特性的一個(gè)例子。另外，放電電荷量的經(jīng)時(shí)變化特性根據(jù)試樣I的種類而不同。
[0161]生成這樣的相關(guān)信息后，在相關(guān)信息生成工序(S15)中，控制器4d將其生成結(jié)果(也就是放電電荷量的經(jīng)時(shí)變化特性)與試樣I的種類加以關(guān)聯(lián)，存儲(chǔ)保存在數(shù)據(jù)庫部44中。這時(shí)，假定數(shù)據(jù)庫部44以能夠確定放電電荷量和加電時(shí)間的時(shí)間經(jīng)過的關(guān)系的形式(例如二維圖表形式或函數(shù)形式)進(jìn)行信息存儲(chǔ)。另外，假定該存儲(chǔ)信息在信息獲取步驟
(S2)中，由控制器4d讀取。
[0162](局部放電發(fā)生工序)
[0163]第2實(shí)施方式的局部放電發(fā)生工序(S31)中，加電部2對(duì)于待測(cè)的試樣I施加電壓使其發(fā)生局部放電，但進(jìn)行該電壓施加可以不是在試樣I的使用初期階段。也就是說，第2實(shí)施方式中，即使是經(jīng)過了某加電時(shí)間的試樣1，也可以作為絕緣壽命推定的對(duì)象。
[0164]另外，第2實(shí)施方式的局部放電發(fā)生工序(S31)中，對(duì)試樣I的電壓施加進(jìn)行預(yù)定測(cè)量期間，假定該預(yù)定測(cè)量期間與用于上述相關(guān)信息生成工序(S15)中的換算的預(yù)定單位時(shí)間對(duì)應(yīng)。
[0165](壽命推定步驟)
[0166]第2實(shí)施方式中的壽命推定步驟(S4)中，控制器4d如以下那樣推定關(guān)于待測(cè)的試樣I的絕緣壽命。也就是說，控制器4d在壽命推定步驟(S4)之前的電荷量檢測(cè)步驟(S3)中，對(duì)經(jīng)過了某加電時(shí)間后的試樣I中的放電電荷量Qn進(jìn)行檢測(cè)，因此將該放電電荷量Qn與信息獲取步驟(S2)中讀取的相關(guān)信息(也就是放電電荷量的經(jīng)時(shí)變化特性)對(duì)照，求出與該放電電荷量Qn對(duì)應(yīng)的加電時(shí)間Τη。求出加電時(shí)間Tn后,控制器4d根據(jù)相關(guān)信息確定該試樣I到絕緣破壞為止需要的加電時(shí)間TB D，求出從加電時(shí)間Tn到加電時(shí)間Tb d為止的殘余時(shí)間。然后，控制器4d將求出的殘余時(shí)間作為關(guān)于該試樣I的絕緣壽命的推定結(jié)果。
[0167]具體來說，控制器4d使用下述的(3)式獲得絕緣壽命的推定結(jié)果。
[0168]Tr = Tb D-Tn......(3)
[0169]在(3)式中，Tr是待測(cè)的試樣I從電荷量檢測(cè)時(shí)刻起到絕緣破壞為止的殘余時(shí)間[單位:min]，TB.D是試樣I到絕緣破壞為止需要的加電時(shí)間[單位:min]，Tn是根據(jù)關(guān)于試樣I的放電電荷量的經(jīng)時(shí)變化特性和該試樣I的檢測(cè)電荷量Qn推定的經(jīng)過加電時(shí)間[單位:min]。
[0170]這樣得到的殘余時(shí)間Tr的計(jì)算結(jié)果作為關(guān)于待測(cè)的試樣I的絕緣壽命的推定結(jié)果，從信息輸出部5進(jìn)行信息輸出。關(guān)于這時(shí)的信息輸出部5中的信息輸出方式,不特別進(jìn)行限定，適當(dāng)設(shè)定即可(例如利用圖表等)。
[0171]〈4.各實(shí)施方式的效果〉
[0172]根據(jù)上述的各實(shí)施方式，起到如下所示的一種或多種效果。
[0173](I)在各實(shí)施方式中，將與絕緣體的絕緣破壞相關(guān)的局部放電的放電電荷量作為絕緣壽命推定的指標(biāo)來使用，并不是以施加電壓、而是以實(shí)際發(fā)生的放電電荷量為基準(zhǔn)來推定絕緣壽命。也就是說，將絕緣破壞所需的放電能量作為指標(biāo)來使用，由此推定關(guān)于待測(cè)的試樣I的絕緣壽命。因此，各實(shí)施方式中，能夠不取決于對(duì)于待測(cè)的試樣I的施加電壓波形條件，在考慮對(duì)該試樣I施加的各種不同施加電壓波形的上升時(shí)間的影響的同時(shí)，推定該試樣I的絕緣壽命。
[0174]由此，根據(jù)各實(shí)施方式，與以往利用V-t特性的絕緣壽命推定相比，能夠?qū)崿F(xiàn)絕緣壽命推定結(jié)果的可靠性的提高。詳細(xì)來說，例如在逆變浪涌電壓下，roiv受到脈沖上升時(shí)間的影響，因此僅憑施加電壓峰值無法討論絕緣壽命，因此以往利用V-t特性的絕緣壽命推定并不一定能得到可靠性充分的結(jié)果，而如果是各實(shí)施方式中說明的絕緣壽命推定，則能夠在反映實(shí)際的施加電壓波形條件的同時(shí)進(jìn)行絕緣壽命推定，因此可以說與以往相比能夠?qū)崿F(xiàn)絕緣壽命推定結(jié)果的可靠性的提高。
[0175]進(jìn)一步地，根據(jù)各實(shí)施方式，與以往利用v-t特性的情況相比，能夠高效地進(jìn)行絕緣壽命的推定。詳細(xì)地說，例如以往利用V-t特性的絕緣壽命推定中，若實(shí)際使用中的施加電壓波形條件變化，則需要每次實(shí)施V-t實(shí)驗(yàn)或者考慮逆變浪涌電壓的施加來用roiv比換算v-t特性，相應(yīng)地不能算是高效的，而如果是各實(shí)施方式中說明的絕緣壽命推定，則能夠在反映實(shí)際的施加電壓波形條件的同時(shí)進(jìn)行絕緣壽命推定，因此與以往相比，能夠高效地推定絕緣壽命。
[0176](2)各實(shí)施方式中，在推定絕緣壽命時(shí)，利用例如使用串聯(lián)電容器的殘余電荷法、使用高頻CT的差動(dòng)檢測(cè)法、基于檢測(cè)阻抗法的放電電流/電壓波形測(cè)量等，直接檢測(cè)試樣I中發(fā)生的局部放電的放電電荷量。即，直接檢測(cè)由于試樣I中的局部放電而發(fā)生的放電能量。
[0177]在這一點(diǎn)上，各實(shí)施方式中也能夠在實(shí)現(xiàn)可靠性的提高的同時(shí)高效進(jìn)行絕緣壽命的推定。
[0178]例如，放電電荷量也能夠根據(jù)由V-t實(shí)驗(yàn)得到的放電電流波形計(jì)算。但是，為了根據(jù)由V-t實(shí)驗(yàn)得到的放電電流波形(例如由示波器得到的原波形數(shù)據(jù))計(jì)算電荷量，需要將急劇上升的放電電流波形以納秒(ns)級(jí)的采樣率積分。因此，為了計(jì)算電荷量需要數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)。尤其是如果試樣I到絕緣破壞為止的時(shí)間變長(zhǎng)，則計(jì)算電荷量所需的數(shù)據(jù)的數(shù)量相應(yīng)地進(jìn)一步變多。結(jié)果是數(shù)據(jù)處理需要時(shí)間而導(dǎo)致效率低下，同時(shí)還可能需要存儲(chǔ)龐大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)域。關(guān)于這一點(diǎn)，在各實(shí)施方式中直接檢測(cè)放電電荷量，因此能夠高效地推定絕緣壽命。
[0179]進(jìn)一步地，例如在計(jì)算試樣I到絕緣破壞為止的累積電荷量時(shí)，如果需要處理數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)，則可能發(fā)生數(shù)據(jù)獲取遺漏。另外，在根據(jù)由示波器等得到的原波形數(shù)據(jù)計(jì)算電荷量時(shí)，可能由于例如示波器的性能等發(fā)生數(shù)據(jù)的遺漏。由此，針對(duì)試樣I的絕緣壽命推定的精度下降，結(jié)果是對(duì)于絕緣壽命推定結(jié)果的可靠性有可能遭到損害。關(guān)于這一點(diǎn)，在各實(shí)施方式中直接檢測(cè)放電電荷量，因此不會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)遺漏，能夠?qū)崿F(xiàn)絕緣壽命推定的可靠性的提聞。
[0180](3)第I實(shí)施方式中,基于作為相關(guān)信息的總放電電荷量QB.D,檢測(cè)在試樣I的使用初期階段發(fā)生的局部放電的每單位時(shí)間的放電電荷量，進(jìn)行針對(duì)該試樣I的絕緣壽命的推定。
[0181]所以，根據(jù)第I實(shí)施方式，即使是每單位時(shí)間的放電電荷量可能因施加電壓波形條件而變化時(shí)，也能夠考慮到對(duì)于試樣I產(chǎn)生的每單位時(shí)間的放電電荷量的影響來推定該試樣I的絕緣壽命。
[0182]而且，根據(jù)第I實(shí)施方式，根據(jù)試樣I的使用初期階段的放電電荷量推定該試樣I的絕緣壽命。因此，根據(jù)第I實(shí)施方式，可以進(jìn)行能夠合適地評(píng)價(jià)電絕緣產(chǎn)品(例如線圈)的選擇和產(chǎn)品壽命的絕緣壽命推定，在該產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)能夠高效地確定合適的方案。而且，該產(chǎn)品在開發(fā)方對(duì)絕緣設(shè)計(jì)的開展比以往的v-t特性更容易，因此關(guān)于絕緣壽命推定的可靠性也提高。
[0183](4)第2實(shí)施方式中，基于作為相關(guān)信息的放電電荷量的經(jīng)時(shí)變化特性，檢測(cè)經(jīng)過了某加電時(shí)間的試樣I中發(fā)生的局部放電的放電電荷量，推定該試樣I的殘余壽命時(shí)間，作為絕緣壽命推定結(jié)果。
[0184]所以，根據(jù)第2實(shí)施方式，即使是經(jīng)過了某加電時(shí)間的試樣1、其加電時(shí)間不明時(shí)，也能夠?qū)⒃撛嚇覫作為絕緣壽命推定的對(duì)象。而且，即使在該情況下，也能夠與第I實(shí)施方式同樣地實(shí)現(xiàn)關(guān)于絕緣壽命推定結(jié)果的可靠性的提高，高效地推定絕緣壽命。
[0185](5)各實(shí)施方式中，在預(yù)先準(zhǔn)備步驟(SI)中預(yù)先生成相關(guān)信息，將這個(gè)生成的相關(guān)信息存儲(chǔ)保存在數(shù)據(jù)庫部44內(nèi)。也就是說，根據(jù)預(yù)先生成的相關(guān)信息在數(shù)據(jù)庫部44內(nèi)構(gòu)建數(shù)據(jù)庫。
[0186]所以，根據(jù)各實(shí)施方式，在相關(guān)信息已經(jīng)存儲(chǔ)保存在數(shù)據(jù)庫部44內(nèi)時(shí)，沒有必要重新進(jìn)行預(yù)先準(zhǔn)備步驟(Si)，所以由此實(shí)現(xiàn)絕緣壽命推定的高效率化。進(jìn)一步地，如果數(shù)據(jù)庫部44內(nèi)已經(jīng)存在相關(guān)信息，則在關(guān)于試樣I的絕緣壽命推定時(shí)，從數(shù)據(jù)庫部44中讀取獲得相關(guān)信息即可，所以這一點(diǎn)上也實(shí)現(xiàn)絕緣壽命推定的高效率化。
[0187]〈5.變形例等〉
[0188]以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明的技術(shù)范圍不局限于上述各實(shí)施方式，在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變更。
[0189]上述的各實(shí)施方式中，以絕緣壽命推定裝置的控制部4具有作為數(shù)據(jù)庫部44的功能的情況為例，而本發(fā)明不局限于此，只要信息獲取部45能夠獲取相關(guān)信息，數(shù)據(jù)庫部44也可以設(shè)在外部的其他裝置(例如通過網(wǎng)絡(luò)線路連接的服務(wù)器裝置)上。這意味著本發(fā)明涉及的絕緣壽命推定裝置只要能夠獲取相關(guān)信息，并不一定具備數(shù)據(jù)庫部44。另外，本發(fā)明涉及的絕緣壽命推定方法意味著只要已經(jīng)生成了相關(guān)信息并能夠從外部獲取該生成的相關(guān)信息，不一定要進(jìn)行預(yù)先準(zhǔn)備步驟(SI)。
[0190]另外，上述的各實(shí)施方式中，以考慮進(jìn)行預(yù)先準(zhǔn)備步驟(SI)，將多個(gè)數(shù)據(jù)記錄器4a、4b并用的情況為例，而本發(fā)明不局限于此，如果不需要預(yù)先準(zhǔn)備步驟(SI)，也可以構(gòu)成為只用一個(gè)數(shù)據(jù)記錄器工作。另外，進(jìn)行預(yù)先準(zhǔn)備步驟(SI)時(shí)，也可以具備3個(gè)以上的數(shù)據(jù)記錄器。這時(shí)，對(duì)于各數(shù)據(jù)記錄器的工作順序等沒有特別限定，只要能夠?qū)κ┘釉陔娙萜?a上的電壓進(jìn)行連續(xù)測(cè)定記錄，從哪一個(gè)數(shù)據(jù)記錄器的工作開始都可以。
【權(quán)利要求】
1.一種絕緣壽命推定方法，對(duì)具備導(dǎo)體和絕緣體而構(gòu)成的試樣的絕緣壽命進(jìn)行推定，該絕緣壽命推定方法的特征在于，具備: 信息獲取步驟，其獲取所述試樣中的局部放電的放電電荷量與該試樣的絕緣破壞的相關(guān)信息； 電荷量檢測(cè)步驟，其在推定所述絕緣壽命的階段使所述試樣發(fā)生局部放電，檢測(cè)該局部放電的放電電荷量；以及 壽命推定步驟，其基于所述信息獲取步驟中得到的相關(guān)信息，根據(jù)所述電荷量檢測(cè)步驟中檢測(cè)出的放電電荷量求出所述試樣到絕緣破壞為止的時(shí)間，作為所述絕緣壽命的推定結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣壽命推定方法，其特征在于， 在所述信息獲取步驟中，獲取確定所述試樣到絕緣破壞為止的總放電電荷量的信息，作為所述相關(guān)信息； 在所述電荷量檢測(cè)步驟中，檢測(cè)所述試樣中發(fā)生的局部放電的每單位時(shí)間的放電電荷量; 在所述壽命推定步驟中，將所述總放電電荷量除以所述每單位時(shí)間的放電電荷量，求出從開始使用所述試樣到該試樣絕緣破壞為止的時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣壽命推定方法，其特征在于， 在所述信息獲取步驟中，獲取確定從開始使用所述試樣到該試樣絕緣破壞為止該試樣中的局部放電的放電電荷量的經(jīng)時(shí)變化特性的信息，作為所述相關(guān)信息； 在所述電荷量檢測(cè)步驟中，檢測(cè)所述試樣中發(fā)生的局部放電的放電電荷量； 在所述壽命推定步驟中，將所述電荷量檢測(cè)步驟中的檢測(cè)結(jié)果與所述經(jīng)時(shí)變化特性對(duì)照，求出所述試樣到絕緣破壞為止的殘余時(shí)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的絕緣壽命推定方法，其特征在于， 具備預(yù)先準(zhǔn)備步驟，其在所述信息獲取步驟之前，從開始使用所述試樣到該試樣絕緣破壞為止,持續(xù)檢測(cè)該試樣中的局部放電的放電電荷量,根據(jù)其檢測(cè)結(jié)果生成所述相關(guān)信息并存儲(chǔ)保存， 在所述信息獲取步驟中，通過讀取所述預(yù)先準(zhǔn)備步驟中存儲(chǔ)保存的所述相關(guān)信息，獲取該相關(guān)信息。
5.一種絕緣壽命推定裝置，其對(duì)具備導(dǎo)體和絕緣體而構(gòu)成的試樣的絕緣壽命進(jìn)行推定，該絕緣壽命推定裝置的特征在于，具備: 信息獲取部，其獲取所述試樣中的局部放電的放電電荷量與該試樣的絕緣破壞的相關(guān)信息； 電荷量檢測(cè)部，其在推定所述絕緣壽命的階段使所述試樣發(fā)生局部放電，檢測(cè)該局部放電的放電電荷量；以及 壽命推定部，其基于所述信息獲取部得到的相關(guān)信息，根據(jù)所述電荷量檢測(cè)部檢測(cè)出的放電電荷量求出所述試樣到絕緣破壞為止的時(shí)間，作為所述絕緣壽命的推定結(jié)果。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的絕緣壽命推定裝置，其特征在于，具備: 數(shù)據(jù)庫部，其存儲(chǔ)保存所述相關(guān)信息； 所述信息獲取部通過讀取所述數(shù)據(jù)庫部存儲(chǔ)保存的所述相關(guān)信息來獲取該相關(guān)信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的絕緣壽命推定裝置，其特征在于，具備: 信息生成部，其從開始使用所述試樣到該試樣絕緣破壞為止，持續(xù)檢測(cè)該試樣中的局部放電的放電電荷量，根據(jù)其檢測(cè)結(jié)果生成所述相關(guān)信息，存儲(chǔ)保存在所述數(shù)據(jù)庫部中。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK104237747SQ201410188857
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月17日
【發(fā)明者】角陽介 申請(qǐng)人:日立金屬株式會(huì)社