(57)【要約】【課題】変圧器の内部開放点検を行うことなく、巻線の微少変形を詳細に判断できる変圧器の内部診断方法を提供することである。【解決手段】変圧器の一次巻線または二次巻線のいずれか一方を短絡接地し、短絡接地した反対側の巻線に可変周波数電圧を印加し、巻線に流れる電流を測定し、可変周波数電圧を電流で除算してインピーダンスを求め、インピーダンス周波数特性に基づいて変圧器の一次巻線と二次巻線との偏心、二次巻線の座屈変形、前記偏心と前記座屈変形との複合状態、一次巻線と二次巻線との軸方向変位、前記座屈変形と前記軸方向変位との複合状態のいずれであるかを診断する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変圧器の一次巻線または二次巻線のいずれか一方を短絡接地し、短絡接地した反対側の巻線に可変周波数電圧を印加し、前記巻線に流れる電流を測定し、前記可変周波数電圧を電流で除算してインピーダンスを求め、前記インピーダンス周波数特性に基づいて変圧器の一次巻線と二次巻線との偏心、二次巻線の座屈変形、前記偏心と前記座屈変形との複合状態、一次巻線と二次巻線との軸方向変位、前記座屈変形と前記軸方向変位との複合状態のいずれであるかを診断することを特徴とする変圧器の内部診断方法。
【請求項２】
前記変圧器の二次巻線を短絡接地し、前記一次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性において、インピーダンス周波数特性の第１共振点が正常状態のインピーダンス周波数特性より高周波側にシフトし、第１共振点より高い周波数領域のインピーダンス周波数特性が正常状態のインピーダンス周波数特性より低周波側にシフトしたときは、前記変圧器の一次巻線と二次巻線との偏心であると診断することを特徴とする請求項１に記載の変圧器の内部診断方法。
【請求項３】
前記変圧器の二次巻線を短絡接地し、前記一次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性において、所定の高周波以上の領域でインピーダンス周波数特性が正常状態のインピーダンス周波数特性より低周波側にシフトしたとき、または、前記変圧器の一次巻線を短絡接地し、前記二次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性において、所定の高周波以上の領域でインピーダンス周波数特性が正常状態のインピーダンス周波数特性より低周波側にシフトしたときは、前記変圧器の二次巻線の座屈変形であると診断することを特徴とする請求項１に記載の変圧器の内部診断方法。
【請求項４】
前記変圧器の二次巻線を短絡接地し、前記一次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性において、所定の高周波以上の領域でインピーダンス周波数特性が正常状態のインピーダンス周波数特性より低周波側にシフトし、第１共振点と第２共振点との間のインピーダンスの極小値が正常状態のインピーダンス周波数特性の極小値より大きく、前記極小値と第２共振点との間のインピーダンス周波数特性が正常状態のインピーダンス周波数特性より低周波側にシフトし、第２共振点のインピーダンス値が正常状態のインピーダンス周波数特性のインピーダンス値より小さいときは、前記偏心と前記座屈変形との複合状態であると診断することを特徴とする請求項１に記載の変圧器の内部診断方法。
【請求項５】
前記変圧器の二次巻線を短絡接地し、前記一次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性において、第１共振点と第２共振点との間のインピーダンスの極小値が正常状態のインピーダンス周波数特性の極小値より大きく、前記極小値と第２共振点との間のインピーダンス周波数特性が正常状態のインピーダンス周波数特性より所定周波数幅以上に低周波側にシフトし、第６共振点のインピーダンスが所定値以上のときは、一次巻線と二次巻線との軸方向変位であると診断することを特徴とする請求項１に記載の変圧器内部診断方法。
【請求項６】
前記変圧器の二次巻線を短絡接地し、前記一次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性において、第１共振点と第２共振点との間のインピーダンスの記極小値と第２共振点との間のインピーダンス周波数特性が正常状態のインピーダンス周波数特性より低周波側にシフトし、第２共振点より高周波域では正常状態のインピーダンス周波数特性より低周波側にシフトし、第６共振点のインピーダンスが所定値以上のときは、前記座屈変形と前記軸方向変位との複合状態であると診断することを特徴とする請求項１に記載の変圧器内部診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変圧器の内部に異常が発生しているかどうかを診断する変圧器の内部診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、油入変圧器の寿命については、絶縁紙の劣化特性や変圧器の温度上昇特性などから評価されており、変圧器診断技術として従来から油中ガス分析や各種電気試験が広く実施されている。油中ガス分析は、変圧器運転状態で採油し、油中のガス成分量により異常レベルを判定し、ガス組成比の組合せによる異常診断図により、過熱・部分放電・アーク放電を診断する。
【０００３】
一方、各種の電気試験としては、絶縁抵抗測定、巻線抵抗測定、インピーダンス試験、励磁電流測定や変圧比試験などにより、変圧器の内部異常の様相や運転継続の可否を判断している。現状ではこれらの診断手法を適宜組み合わせて変圧器の診断を実施しているが、変圧器の巻線の微少変形については、インピーダンス試験でも変化を捉えることが困難となっており、変圧器の内部開放点検による状態確認以外に効果的な診断手法は確立されていないのが現状である。
【０００４】
変圧器内部の鉄心や巻線の異常様相を同定するものとして、周波数応答解析ＦＲＡを利用して、鉄心変形時に変化が現れる第１の測定領域と、巻線異常時に変化が現れる第２の測定領域について、低圧巻線を開放した状態と短絡した状態の高圧巻線の伝達関数を測定すると共に、高圧巻線を開放した状態と短絡した状態の低圧巻線の伝達関数を測定し、変化が現れた測定領域の組み合わせに基づいて変圧器の異常様相を同定するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２５１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１のものでは、鉄心の変形、巻線の位置ずれ、巻線の変形が発生していることは判定できるが、例えば、巻線の変形であるとしても、一次巻線と二次巻線との偏心なのか二次巻線の座屈変形なのか、さらには、偏心と座屈変形との複合状態なのか、その詳細を判断することができない。
【０００７】
近年の研究成果として、油入変圧器を長期使用すると、プレスボードなどの絶縁物の枯れにより隙間が発生して巻線が変形しやすくなることが判明した。そこで、変圧器の寿命や使用限界を判断するために、このような巻線の微少変形を捉える技術の確立が要請されている。
【０００８】
従来の油中ガス分析やインピーダンス測定では、巻線の微少変形に対しては精度の良い評価が実施できないため、巻線の微少変形に対する診断手法の確立が必要である。経年３０年を超過する油入変圧器が増加傾向にあり、変圧器の期待寿命に近づきつつあることから、今後は信頼度を確保しつつ、既設設備の徹底活用を図っていかなければならない状況にある。
【０００９】
本発明の目的は、変圧器の内部開放点検を行うことなく、巻線の微少変形を詳細に判断できる変圧器の内部診断方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明に係わる変圧器の内部診断方法は、変圧器の一次巻線または二次巻線のいずれか一方を短絡接地し、短絡接地した反対側の巻線に可変周波数電圧を印加し、前記巻線に流れる電流を測定し、前記可変周波数電圧を電流で除算してインピーダンスを求め、前記インピーダンス周波数特性に基づいて変圧器の一次巻線と二次巻線との偏心、二次巻線の座屈変形、前記偏心と前記座屈変形との複合状態、一次巻線と二次巻線との軸方向変位、前記座屈変形と前記軸方向変位との複合状態のいずれであるかを診断することを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明に係わる変圧器の内部診断方法は、請求項１の発明において、前記変圧器の二次巻線を短絡接地し、前記一次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性において、インピーダンス周波数特性の第１共振点が正常状態のインピーダンス周波数特性より高周波側にシフトし、第１共振点より高い周波数領域のインピーダンス周波数特性が正常状態のインピーダンス周波数特性より低周波側にシフトしたときは、前記変圧器の一次巻線と二次巻線との偏心であると診断することを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明に係わる変圧器の内部診断方法は、請求項１の発明において、前記変圧器の二次巻線を短絡接地し、前記一次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性において、所定の高周波以上の領域でインピーダンス周波数特性が正常状態のインピーダンス周波数特性より低周波側にシフトしたとき、または、前記変圧器の一次巻線を短絡接地し、前記二次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性において、所定の高周波以上の領域でインピーダンス周波数特性が正常状態のインピーダンス周波数特性より低周波側にシフトしたときは、前記変圧器の二次巻線の座屈変形であると診断することを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明に係わる変圧器の内部診断方法は、請求項１の発明において、前記変圧器の二次巻線を短絡接地し、前記一次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性において、所定の高周波以上の領域でインピーダンス周波数特性が正常状態のインピーダンス周波数特性より低周波側にシフトし、第１共振点と第２共振点との間のインピーダンスの極小値が正常状態のインピーダンス周波数特性の極小値より大きく、前記極小値と第２共振点との間のインピーダンス周波数特性が正常状態のインピーダンス周波数特性より低周波側にシフトし、第２共振点のインピーダンス値が正常状態のインピーダンス周波数特性のインピーダンス値より小さいときは、前記偏心と前記座屈変形との複合状態であると診断することを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明に係わる変圧器の内部診断方法は、請求項１の発明において、前記変圧器の二次巻線を短絡接地し、前記一次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性において、第１共振点と第２共振点との間のインピーダンスの極小値が正常状態のインピーダンス周波数特性の極小値より大きく、前記極小値と第２共振点との間のインピーダンス周波数特性が正常状態のインピーダンス周波数特性より所定周波数幅以上に低周波側にシフトし、第６共振点のインピーダンスが所定値以上のときは、一次巻線と二次巻線との軸方向変位であると診断することを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明に係わる変圧器の内部診断方法は、請求項１の発明において、前記変圧器の二次巻線を短絡接地し、前記一次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性において、第１共振点と第２共振点との間のインピーダンスの記極小値と第２共振点との間のインピーダンス周波数特性が正常状態のインピーダンス周波数特性より低周波側にシフトし、第２共振点より高周波域では正常状態のインピーダンス周波数特性より低周波側にシフトし、第６共振点のインピーダンスが所定値以上のときは、前記座屈変形と前記軸方向変位との複合状態であると診断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、変圧器の一次巻線または二次巻線のいずれか一方を短絡接地し、短絡接地した反対側の巻線に可変周波数電圧を印加し、巻線に流れる電流を測定して可変周波数電圧を電流で除算してインピーダンスを求め、そのインピーダンス周波数特性に基づいて、変圧器の一次巻線と二次巻線との偏心、二次巻線の座屈変形、偏心と座屈変形との複合状態、一次巻線と二次巻線との軸方向変位、座屈変形と軸方向変位との複合状態のいずれであるかを診断するので、変圧器の内部開放点検を行うことなく、巻線の微少変形を詳細に判断できる。これにより、変圧器の使用限界の見極めが可能となり、実フィールドにおける油入変圧器の診断精度が向上できるため、油入変圧器の信頼度を維持しつつ既設設備の徹底活用を指向した経年変圧器の保全方策に活用できる。        
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係わる変圧器の内部診断方法の一例を示すフローチャート。
【図２】本発明で対象とする巻線の微少変形の説明図。
【図３】変圧器の一次巻線と二次巻線とが偏心した場合のインピーダンス周波数特性を示す波形図。
【図４】変圧器の二次巻線に座屈変形がある場合のインピーダンス周波数特性を示す波形図。
【図５】変圧器の二次巻線に偏心と座屈変形とが発生している場合のインピーダンス周波数特性を示す波形図。
【図６】変圧器の二次巻線に軸方向変位がある場合のインピーダンス周波数特性を示す波形図。
【図７】変圧器の二次巻線に座屈変形と軸方向変位とが発生している場合のインピーダンス周波数特性を示す波形図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係わる変圧器の内部診断方法の一例を示すフローチャートである。まず、診断対象の変圧器の一次巻線または二次巻線のいずれか一方を短絡接地し（Ｓ１）、短絡接地した反対側の巻線に可変周波数電圧を印加する（Ｓ２）。そして、インピーダンスを求め（Ｓ３）、求めたインピーダンス周波数特性から、巻線の微少変形を詳細に判断する（Ｓ４）。インピーダンスは可変周波数電圧を印加したときの巻線に流れる電流を測定し、可変周波数電圧を電流で除算して求める。また、巻線の微少変形は、インピーダンス周波数特性に基づいて、変圧器の一次巻線と二次巻線との偏心、二次巻線の座屈変形、偏心と座屈変形との複合状態、一次巻線と二次巻線との軸方向変位、座屈変形と軸方向変位との複合状態のいずれであるかを診断することにより行う。
【００１９】
すなわち、本発明では、変圧器の巻線に可変周波数電圧を印加して、インピーダンス周波数特性を求め、そのインピーダンス周波数特性に基づいて変圧器の巻線不具合の診断するというＦＲＡ（Frequency Response Analysis：周波数応答解析）を用いた診断を行う。つまり、本発明は、変圧器のインピーダンスの周波数応答は、巻線のインダクタンスと静電容量とにより決定され、巻線が変形した場合にはインダクタンスと静電容量とが変化し、変形部位に対応する共振点の周波数や振幅が変化することに着目したものである。以下、実際の変圧器の単相巻線モデルにおいて、巻線の変位や変形によるＦＲＡ特性変化を測定し、巻線変形時の物理変化とＦＲＡ特性の周波数変化領域を明らかにした点について説明する。
【００２０】
図２は、本発明で対象とする巻線の微少変形の説明図である。図２（ａ）は変圧器の一次巻線１１と二次巻線１２との偏心、図２（ｂ）は二次巻線１２の座屈変形、図２（ｃ）は偏心と座屈変形との複合状態、図２（ｄ）は一次巻線１１と二次巻線１２との軸方向変位を示している。なお、図示は省略するが、座屈変形と軸方向変位との複合状態も本発明では対象とする。
【００２１】
図２（ａ）において、正常状態では一次巻線１１と二次巻線１２とは同心円筒状に形成されて楔で互いに保持されているが、一次巻線１１と二次巻線１２との間の楔がずれると、一次巻線１１の中心Ａ１と二次巻線１２の中心Ａ２とがずれて二次巻線１２が偏心する。図２（ａ）では、二次巻線１２が偏心して、一次巻線１１の中心Ａ１と二次巻線１２の中心Ａ２との間にずれΔｘが生じた場合を示している。図２（ｂ）では、内側の二次巻線１２が座屈変形した場合を示しており、座屈変形部１３が生じた場合を示している。
【００２２】
また、図２（ｃ）では、図２（ａ）の一次巻線１１と二次巻線１２との偏心と、図２（ｂ）の二次巻線１２の座屈変形が同時に発生した場合を示し、図２（ｄ）は、内側の二次巻線１２の軸方向位置Ｂ２が一次巻線１１の軸方向位置Ｂ１よりΔｙだけ、軸方向にずれた場合を示している。また、図示は省略するが、本発明では、図２（ｄ）の軸方向ずれに図２（ｂ）に示した二次巻線１２の座屈変形が同時に発生した場合も対象とする。
【００２３】
図３は一次巻線１１と二次巻線１２とが偏心した場合のインピーダンス周波数特性を示す波形図であり、図３（ａ）は変圧器の二次巻線を短絡接地し一次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性図、図３（ｂ）は変圧器の一次巻線を短絡接地し二次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性図である。図３（ａ）、図３（ｂ）において、曲線Ｓ１は正常状態のときの波形、曲線Ｓ２は相対的に偏心量Δｘが小さいときの波形、曲線Ｓ３は相対的に偏心量Δｘが大きいときの波形である。
【００２４】
図３（ａ）から分かるように、一次巻線に可変周波数電圧を印加したときは、曲線Ｓ２、Ｓ３は、インピーダンス周波数特性の第１共振点Ｑ１が正常状態の曲線Ｓ１より高周波側にシフトし、第１共振点Ｑ１と第２共振点との間の最初の極小値より高い周波数領域においては、正常状態の曲線Ｓ１より低周波側にシフトしている。一方、図３（ｂ）から分かるように、二次巻線に可変周波数電圧を印加したときは、曲線Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３はほぼ同じ特性となり、偏心による周波数特性の変化はほとんどない。従って、変圧器の二次巻線の半径方向の偏心では、一次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性が、第一共振点Ｑ１より高い周波数領域で、インピーダンス周波数特性が低周波側に移動したことで診断が可能である。
【００２５】
変圧器の二次巻線の偏心診断の精度を上げるためには、一次巻線に可変周波数電圧を印加したとき及び二次巻線に可変周波数電圧を印加したときの双方の波形で診断するようにしてもよい。すなわち、一次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性が、正常時の特性より、第一共振点Ｑ１より高い周波数領域で低周波側に移動し、かつ、二次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性が、正常時の特性とほぼ同じであるときに、変圧器の二次巻線の偏心であると診断できる。
【００２６】
次に、図４は二次巻線１２に座屈変形がある場合のインピーダンス周波数特性を示す波形図であり、図４（ａ）は変圧器の二次巻線を短絡接地し一次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性図、図４（ｂ）は変圧器の一次巻線を短絡接地し二次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性図である。図４（ａ）、図４（ｂ）において、曲線Ｓ４は正常状態のときの波形、曲線Ｓ５は相対的に座屈変形が小さいときの波形、曲線Ｓ６は相対的に座屈変形が大きいときの波形である。
【００２７】
図４（ａ）から分かるように、一次巻線に可変周波数電圧を印加したときは、曲線Ｓ５、Ｓ６は、所定の高周波（５０ｋＨｚ）以上の領域で、インピーダンス周波数特性の正常状態の曲線Ｓ４より低周波側にシフトした特性となっている。一方、図４（ｂ）から分かるように、二次巻線に可変周波数電圧を印加したときは、曲線Ｓ５、Ｓ６は、所定の高周波（４００ｋＨｚ）以上の領域で、インピーダンス周波数特性の正常状態の曲線Ｓ４より低周波側にシフトした特性となっている。
【００２８】
従って、二次巻線１２の座屈変形では、一次巻線や二次巻線に可変周波数電圧を印加したときの所定の高周波領域で、インピーダンス周波数特性が低周波側に移動したことで診断が可能である。特に、二次巻線に可変周波数電圧を印加したときには、所定の高周波（４００ｋＨｚ）以上の領域で、座屈変形の場合の特徴的な波形が得られるので、変圧器の座屈変形を容易に診断できる。
【００２９】
変圧器の二次巻線の座屈変形診断の精度を上げるためには、一次巻線に可変周波数電圧を印加したとき及び二次巻線に可変周波数電圧を印加したときの双方の波形で診断するようにしてもよい。すなわち、一次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性が、正常時の特性より、所定の高周波（５０ｋＨｚ）以上の領域で低周波側にシフトした特性となっており、かつ、二次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性が、所定の高周波（４００ｋＨｚ）以上の領域で正常状態の特性より低周波側にシフトした特性となっているときには、変圧器の二次巻線の偏心であると診断できる。
【００３０】
次に、図５は二次巻線１２に偏心と座屈変形とが発生している場合のインピーダンス周波数特性を示す波形図であり、図５（ａ）は変圧器の二次巻線を短絡接地し一次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性図、図５（ｂ）は変圧器の一次巻線を短絡接地し二次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性図である。図５（ａ）、図５（ｂ）において、曲線Ｓ７は正常状態のときの波形、曲線Ｓ８は相対的に座屈変形のみの場合の波形、曲線Ｓ９は偏心と座屈変形がある場合の波形である。
【００３１】
図５（ａ）から分かるように、一次巻線に可変周波数電圧を印加したときは、曲線Ｓ９は、所定の高周波（５０ｋＨｚ）以上の領域でインピーダンス周波数特性が正常状態の曲線Ｓ７や座屈変形のみの場合の曲線Ｓ８より低周波側にシフトしている。また、第１共振点Ｑ１と第２共振点Ｑ２との間のインピーダンス値の極小値ｍ１が正常状態のインピーダンス値の極小値ｍ２より大きく、その極小点ｍ１と第２共振点Ｑ２との間のインピーダンス周波数特性が正常状態の曲線Ｓ７や座屈変形のみの場合の曲線Ｓ８より低周波側にシフトしている。さらには、第２共振点Ｑ２のインピーダンス値Ｍ１が正常状態のインピーダンス値Ｍ２より小さくなっている。
【００３２】
一方、図５（ｂ）から分かるように、二次巻線に可変周波数電圧を印加したときは、曲線Ｓ９は、所定の高周波（４００ｋＨｚ）以上の領域で、インピーダンス周波数特性の正常状態の曲線Ｓ７より低周波側にシフトした特性となっている。なお、この場合、曲線Ｓ９は、座屈変形のみの場合の曲線Ｓ８とほぼ同じ特性となっている。
【００３３】
従って、変圧器の二次巻線の偏心と座屈変形との複合状態では、一次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性が、所定の高周波（５０ｋＨｚ）以上の領域でインピーダンス周波数特性が正常状態の曲線Ｓ７や座屈変形のみの場合の曲線Ｓ８より低周波側にシフトし、第１共振点Ｑ１と第２共振点Ｑ２との間のインピーダンス値の極小値ｍ１が正常状態のインピーダンス値の極小値ｍ２より大きく、その極小点ｍ１と第２共振点Ｑ２との間のインピーダンス周波数特性が正常状態の曲線Ｓ７や座屈変形のみの場合の曲線Ｓ８より低周波側にシフトしており、さらに、第２共振点Ｑ２のインピーダンス値が正常状態の曲線Ｓ７や座屈変形のみの場合の曲線Ｓ８より小さくなっているときは、変圧器の偏心と座屈変形との複合状態であると診断する。
【００３４】
この場合においても、変圧器の二次巻線の偏心と座屈変形との複合状態の診断の精度を上げるためには、一次巻線に可変周波数電圧を印加したとき及び二次巻線に可変周波数電圧を印加したときの双方の波形で診断するようにしてもよい。
【００３５】
次に、図６は二次巻線に軸方向変位がある場合のインピーダンス周波数特性を示す波形図であり、図６（ａ）は変圧器の二次巻線を短絡接地し一次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性図、図６（ｂ）は変圧器の一次巻線を短絡接地し二次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性図である。図６（ａ）、図６（ｂ）において、曲線Ｓ１０は正常状態のときの波形、曲線Ｓ１１は相対的に軸方向変位が小さいときの波形、曲線Ｓ１２は相対的に軸方向変位が大きいときの波形である。
【００３６】
図６（ａ）において、一次巻線に可変周波数電圧を印加したときは、軸方向変位があるとき曲線Ｓ１１、Ｓ１２は正常状態の曲線１０と比較し、第１共振点Ｑ１と第２共振点Ｑ２との間のインピーダンスの極小値ｍ１１、ｍ１２が正常状態のインピーダンス周波数特性の極小値ｍ２より大きい。また、極小値ｍ１１、ｍ１２と第２共振点Ｑとの間のインピーダンス周波数特性が正常状態のインピーダンス周波数特性より所定周波数幅Δｆ以上に低周波側にシフトしている。さらには、第６共振点のインピーダンスが正常状態のときの波形より大きくなっている。
【００３７】
一方、図６（ｂ）から分かるように、二次巻線に可変周波数電圧を印加したときは、曲線Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２はほぼ同じ特性となり、軸方向変位による周波数特性の変化はほとんどない。従って、変圧器の二次巻線の軸方向変位では、一次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性の特徴点から一次巻線と二次巻線との軸方向変位であると診断できる。この場合においても、変圧器の二次巻線の偏心と座屈変形の複合状態の診断の精度を上げるためには、一次巻線に可変周波数電圧を印加したとき及び二次巻線に可変周波数電圧を印加したときの双方の波形で診断するようにしてもよい。
【００３８】
次に、図７は二次巻線１２に座屈変形と軸方向変位とが発生している場合のインピーダンス周波数特性を示す波形図であり、図７（ａ）は変圧器の二次巻線を短絡接地し一次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性図、図７（ｂ）は変圧器の一次巻線を短絡接地し二次巻線に可変周波数電圧を印加したときのインピーダンス周波数特性図である。図７（ａ）、図７（ｂ）において、曲線Ｓ１３は正常状態のときの波形、曲線Ｓ１４は座屈変形と軸方向変位とが発生しており相対的に軸方向変位が小さい場合の波形、曲線Ｓ１５は座屈変形と軸方向変位とが発生しており相対的に軸方向変位が大きい場合の波形である。
【００３９】
図７（ａ）において、一次巻線に可変周波数電圧を印加したときは、所定の高周波範囲５０ｋＨｚ〜７０ｋＨｚと、第６共振点〜７００ｋＨｚとの間でのインピーダンス周波数特性に着目する。すなわち、まず、所定の高周波範囲（５０ｋＨｚ〜７０ｋＨｚ）において、曲線Ｓ１４、Ｓ１５の第１共振点Ｑ１と第２共振点Ｑ２との間の極小値（最初の極小値）ｍと、第２共振点Ｑ２との間のインピーダンス周波数特性に着目する。すなわち、最初の極小値ｍと第２共振点Ｑ２との間のインピーダンス周波数特性は、曲線Ｓ１４、Ｓ１５は正常状態の曲線Ｓ１３より低周波側にシフトし、第２共振点Ｑ２より高周波域では正常状態の曲線Ｓ１３より低周波側にシフトしている。また、第６共振点〜７００ｋＨｚとの間において、第６共振点Ｑ６のインピーダンス値が所定値以上となっている。一方、図７（ｂ）から分かるように、二次巻線に可変周波数電圧を印加したときは、図５（ｂ）に示したように、座屈変形の場合、偏心と座屈変形との複合状態の場合のインピーダンス周波数特性とほぼ同様な特性が得られる。
【００４０】
従って、座屈変形と軸方向変位との複合状態では、一次巻線に可変周波数電圧を印加したときの最初の極小値ｍと第２共振点との間のインピーダンス周波数特性が軸方向変位状態のインピーダンス周波数特性より高周波側にシフトし、第６共振点のインピーダンスが所定値以上のときは、座屈変形と軸方向変位との複合状態であると診断できる。
【００４１】
この場合においても、変圧器の二次巻線の座屈変形と軸方向変位の複合状態の診断の精度を上げるためには、一次巻線に可変周波数電圧を印加したとき及び二次巻線に可変周波数電圧を印加したときの双方の波形で診断するようにしてもよい。
【００４２】
本発明の実施の形態によれば、変圧器の一次巻線または二次巻線のいずれか一方を短絡接地し、短絡接地した反対側の巻線に可変周波数電圧を印加し、巻線に流れる電流を測定して可変周波数電圧を電流で除算してインピーダンスを求め、そのインピーダンス周波数特性の波形の特徴を調べる。そして、その波形の特徴から、変圧器の一次巻線と二次巻線との偏心、二次巻線の座屈変形、偏心と座屈変形との複合状態、一次巻線と二次巻線との軸方向変位、座屈変形と軸方向変位との複合状態のいずれであるかを診断するので、変圧器の内部開放点検を行うことなく、巻線の微少変形を詳細に判断できる。
【符号の説明】
【００４３】
１１…一次巻線、１２…二次巻線、１３…座屈変形部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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