(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧技術の機器又は電力用変圧器若しくはコイルを高電圧試験するための、１つの静止形周波数変換装置（２）と１つのフィルタ装置（６）と１つのシールドされた１つの変圧器（１１）と１つの整合変圧器（８）とを有する装置であって、
前記静止形周波数変換装置（２）が、複数の入力部（１８，１９，２０）と複数の出力部（２１，２２，２３）とを有し、
前記フィルタ装置（６）が、前記静止形周波数変換装置（２）の前記複数の出力部（２１，２２，２３）に接続されていて、複数のフィルタコンデンサ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）を有し、
前記シールドされた変圧器（１１）では、接地された１つの静電シールド（１７）が、一次側（１１１）と二次側（１１２）との間に設けられていて、
前記整合変圧器（８）が、試験されるべき１つの変圧器（１５）に接続されている当該装置において、
前記フィルタ装置（６）の複数の出力部（３１，３２，３３）が、前記整合変圧器（８）に接続されていて、
前記シールドされた変圧器（１１）が、１つの配電網（４）と前記複数のフィルタコンデンサ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）との間を電気絶縁することによって部分放電測定を可能にするように、及び前記フィルタ装置（６）内に構成される変圧器に比べてより小さい寸法の前記シールドされた変圧器（１１）が得られるように、前記シールドされた変圧器（１１）が、前記静止形周波数変換装置（２）の前記複数の入力部（１８，１９，２０）に接続されていて、
前記複数のフィルタコンデンサ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）が、接地された星形結線点（１３）と星形結線回路状に互いに接続されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記静止形周波数変換装置（２）の前記複数の出力部（２１，２２，２３）に直列接続された複数のチョークコイル（２４，２５，２６）が、前記フィルタ装置（６）内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記フィルタ装置（６）は、三角結線回路状に接続されたフィルタコンデンサ（４０，４１，４２）をさらに有することを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記静止形周波数変換装置（２）及び前記配電網側の前記シールドされた変圧器（１１）が、前記複数のチョークコイル（２４，２５，２６）及び前記複数のフィルタコンデンサ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）と一緒に１つの配電盤内に格納されている結果、非対称な雑音が、試験される前記変圧器（１５）に到達しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高電圧技術の機器、特に電力用変圧器又はコイルを試験するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高電圧技術の機器を試験するための装置の場合は回転形周波数変換機の代わりに静止形周波数変換装置（インバータ）を使用することが、当該装置に関して有益であると実証されている。何故なら、静止形周波数変換装置は、回転形周波数変換機と比べて出力、磨耗、重量及び稼働率に関して明白な利点を有するからである。この場合、当該静止形周波数変換装置は、正弦波状に対称な交流電圧を生成する。さらに、この交流電圧は、５％未満の高調波ひずみ率を有する。電力用変圧器の絶縁系を試験するため、誘導耐電圧試験が使用される。この誘導耐電圧試験の場合、部分放電測定が実施される。非常に不均一な電場が、高電圧絶縁体中に又は空隙に沿って発生する場合、当該電場が、材料に固有の絶縁破壊電界強度を局所的に超えうる。不完全な電気絶縁破壊のこの状態では、当該高電圧絶縁体の一部だけが、放電によってその電極間で橋絡される。このような部分放電は、特に当該高電圧絶縁体に交流電圧を印加した時に発生する。ただし、部分放電測定を問題なく実施するためには、作用する外乱量が、１００ｐＣの規定の妨害レベルを超えてはならない。このことを保証するため、静止形周波数変換装置のそれぞれの出力が、ローパスフィルタとして作用する正弦波フィルタに供給される。
【０００３】
しかしながら、原理的には、静止形周波数変換装置は専ら、大きい高調波ひずみ率を有するパルス幅変調された矩形の出力信号を生成する。そもそもこの方式では、この出力信号は、電力用変圧器を試験するために適さない。当該静止形周波数変換装置の出力部に配置された正弦波フィルタが、この静止形周波数変換装置の外部導体間の基本振動の濾波を可能にし、したがってこの静止形周波数変換装置によって生成された対称な外乱量の抑制を可能にする。追加に設けられている当該正弦波フィルタにもかかわらず、静止形周波数変換装置の出力の導体−接地間電圧のパルス周波数の広がりを抑制することはできない。これらの望まない非対称な外乱量が、様々な電気接続機構を通じて試験すべき変圧器に伝達され、この変圧器で実施しようとする部分放電測定を著しく妨害する。
【０００４】
このような種類の試験装置が、本出願人の非公開の出願ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００７０５９２８９．４−３５号明細書から公知である。当該試験装置が、静止形周波数変換装置を有し、この静止形周波数変換装置は、複数の出力部を有し、これらの出力部は、フィルタ装置に接続されていて、このフィルタ装置の当該出力部自体が、整合変圧器に接続されていて、同様にこの整合変圧器自体が、実際の検査のために設けられている被検体、特に変圧器に接続されていることによって、この試験装置が、非対称な外乱量の問題を軽減する。この出願では、フィルタ変圧器をフィルタ装置として設けることが提唱される。このフィルタ変圧器は、その一次側とその二次側との間に静電シールドを有する。１つのフィルタコンデンサが、当該二次側の各出力部で分岐されている。さらに、これらのフィルタコンデンサが互いに、星形結線回路の中性点に接続されている。部分放電測定のためのこの配置は、当該出願ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００７０５９２８９．４−３５号明細書において可能である。何故なら、設けられているフィルタコンデンサが、静止形周波数変換装置と当該付設されたフィルタコンデンサとの間の負荷側の電位絶縁を引き起こすからである。従来の直列コイル及びコンデンサだけから構成された正弦波フィルタの場合、当該フィルタコンデンサは、この方式で配置され得ない。何故なら、インバータの相の容量接地がさらに発生するからである。
【０００５】
しかしながら、社報８．７１／３から分かるように、高出力変圧器の「現地試験」を可能にするため、移動式の変圧器システムを顧客に提出することが、しならくの間熱心に試みられている。この移動式の試験システムは、未完成な設備としてコンテナ内に設置され、搬送車両によって試験場又は被検体の所在地に搬送される。現場では、最終的に必要な試験回路の組み立てが、数ステップだけで可能である。顧客の利益は、様々な場所に一定に設置された多くの高出力変圧器を試験するための唯一の試験システムを移動式に使用できる点にある。このような移動式の試験システムの設置時間の短縮及び運用コストの節減は、従来の固定式の試験設備に比べて大きい。当該移動式の試験システムに応じて、その試験出力の帯域幅に関して常に変動し且つより厳しく寸法決め可能である移動式の試験システムの需要が大きい。しかしながら、試験出力に合致した寸法決めは、移動式の試験システムの全重量に直接関係している。この移動式の試験システムは、既に説明したようにコンテナ内に構築されるので、当該全重量は、許容される全重量及び車軸の荷重分布に関してドイツ国内で有効な道路交通許可規則及び法律上の制限によって規制されている。ほぼ等しい限界値を有する同様な規定が国際的に存在する。この場合、当該社報８．７１／３から公知になった移動式の試験システムには、法律上許容される全重量及び車軸の荷重分布の限界が詳細に記載されている。非対称な雑音量を抑制するためのこの実施例で構成されたフィルタ変圧器は、５００ｋＶＡの容量を有する。試験出力の定格値を上げることが、このような試験システムによってもはや達成され得ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許出願第１０２００７０５９２８９．４−３５号明細書
【非特許文献１】社報８．７１／３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、装置の実現可能な試験出力が従来の技術に比べて明らかに増大し、それにもかかわらず移動式の変圧器試験システムとして使用可能である、高電圧施術の機器、特に電力用変圧器又はコイルを試験するための当該装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、請求項１に記載の：
高電圧技術の機器又は電力用変圧器若しくはコイルを高電圧試験するための、１つの静止形周波数変換装置（２）と１つのフィルタ装置（６）と１つのシールドされた１つの変圧器（１１）と１つの整合変圧器（８）とを有する装置であって、
前記静止形周波数変換装置（２）が、複数の入力部（１８，１９，２０）と複数の出力部（２１，２２，２３）とを有し、
前記フィルタ装置（６）が、前記静止形周波数変換装置（２）の前記複数の出力部（２１，２２，２３）に接続されていて、複数のフィルタコンデンサ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）を有し、
前記シールドされた変圧器（１１）では、接地された１つの静電シールド（１７）が、一次側（１１１）と二次側（１１２）との間に設けられていて、
前記整合変圧器（８）が、試験されるべき１つの変圧器（１５）に接続されている当該装置において、
前記フィルタ装置（６）の複数の出力部（３１，３２，３３）が、前記整合変圧器（８）に接続されていて、
前記シールドされた変圧器（１１）が、１つの配電網（４）と前記複数のフィルタコンデンサ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）との間を電気絶縁することによって部分放電測定を可能にするように、及び前記フィルタ装置（６）内に構成される変圧器に比べてより小さい寸法の前記シールドされた変圧器（１１）が得られるように、前記シールドされた変圧器（１１）が、前記静止形周波数変換装置（２）の前記複数の入力部（１８，１９，２０）に接続されていることによって解決される。
従属請求項は、本発明の特に好適なその他の構成に関する。
【０００９】
本発明の主な思想は、非対称な雑音量を抑制するために必要な電気絶縁部分の位置を静止形周波数変換装置の入力部側、すなわち配電網側に変える点にある。正弦波フィルタ内に構成されたフィルタ変圧器による従来の負荷側の電気絶縁部分は、比較的大きく寸法決めした変圧器を必要とする。このことは、静止形周波数変換装置の配電網側の部分が試験システムの有効電力を提供するためだけに寄与する点に起因している。さらに、当該静止形周波数変換装置の負荷側の部分は、試験に必要な高い無効電力を提供することができる必要がある。それ故に、当該静止形周波数変換装置の負荷側の部分は、通常はその配電網側より大容量に寸法決めされている（一般に：配電網側は４０％の出力、負荷側は１００％の出力）。それ故に、負荷側の皮相電力が著しく増大する場合、これに応じた大きいフィルタ変圧器が使用される必要がある。このとき、当該試験システムは、道路交通許可規則で規制した許容される全重量及び車軸の荷重分布に関してもはや輸送上適合しない。電気絶縁部分が、本発明にしたがって静止形周波数変換装置の配電網側に移動されるために、配電網側の有効電力に応じて寸法決めされる必要がある変圧器を有する、当該静止形周波数変換装置の作用に等しい移動式の試験システムで十分である。したがって、許容される全重量及び車軸の荷重分布の順応性が、特に簡単に且つ有効に保証され得る。
【００１０】
すなわち、実際のフィルタ装置は、ドイツ連邦共和国特許出願第１０２００７０５９２８９．４−３５号明細書から公知のように、１つのフィルタ変圧器と星形結線回路状に互いに接続されて接地された複数のフィルタコンデンサとからもはや構成されているのではなくて、静止形周波数変換装置の出力部に直列接続されている多数のコイルとその後方に星形結線回路状に接続されて接地された複数のフィルタコンデンサとから構成されている。当該コイル及びフィルタコンデンサは、外部導体とアースとの間の非対称な雑音量を濾波する。配電網側に組み込まれた変圧器の電気絶縁に起因した非対称な雑音量のこの濾波が可能になる。この場合、接地された静電シールドが、当該配電網側に組み込まれた変圧器の一次側と二次側との間に設けられている。さらに、この静電シールドは、当該非対称な雑音量のアースに寄与する。
【００１１】
静止形周波数変換装置、配電網側の変圧器及び星形結線回路状に接続されたフィルタコンデンサを有する負荷側の正弦波フィルタが、配電盤内に格納されていることが有益である。その結果、非対称な雑音が、試験される変圧器に到達しない。
【００１２】
好適な実施の形態によれば、三角結線回路状に互いに接続されたさらなるコンデンサが、星形結線されたフィルタコンデンサに加えてフィルタ装置内に設けられている。当該三角結線回路状に互いに接続されたさらなるコンデンサは、外部導体間の対称な雑音量を濾波する。
【００１３】
試験システム用の変圧器が、本発明にしたがって配電網側に移動されることによって、設備の全体が、従来の技術に比べて明らかに減少した総重量を有する。さらに、当該新規の試験システムの場合、能動的補償装置も省略され得る。このことは、重量の軽減にさらに寄与する。
【００１４】
しかしながら、本発明は、移動式の変圧器試験システムに限定されない。むしろ、本発明の主な思想、すなわち変圧器を送配電網側に移動させることを、固定式の変圧器試験設備に応用することも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来の技術から公知でない変圧器試験系の回路図である。
【図２】本発明の装置の回路図である。
【図３】追加のフィルタコンデンサを有する本発明の好適な実施の形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明を図面に基づいて例示的にさらに詳しく説明する。
【００１７】
図１中には、ドイツ連邦共和国特許出願第１０２００７０５９２８９．４−３５号明細書中に記されているものの、高電圧技術の機器を試験するための装置の公知でない回路が示されている。この場合、交流電圧が、配電網４から静止形周波数変換装置２に供給される。当該交流電圧は、最初に整流器１０に印加される。さらに、静止形周波数変換装置２は、第１出力部２１、第２出力部２２及び第３出力部２３を有する。静止形周波数変換装置２は、デジタル式の制御部及び調整部を有する電圧形インバータである。静止形周波数変換装置２のそれぞれの出力部２１，２２及び２３が、フィルタ装置６、特にフィルタ変圧器１１の一次側１１／１に接続されている。フィルタ変圧器１１は、一次側１１／１及び二次側１１／２を有する。フィルタ変圧器１１の二次側１１／２は、フィルタコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３に接続されている。これらのフィルタコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３は、星形結線回路１３内に配置されている。この星形結線回路によって発生する星形結線点自体が、同様にアース１６に接続されている。フィルタ変圧器１１は、静止形周波数変換装置のそれぞれの出力部２１〜２３と星形結線回路１３のコンデンサＣ１〜Ｃ３との間の電気絶縁部分を構成する。
【００１８】
さらに、接地された静電シールド１７が、フィルタ変圧器１１の一次側１１／１と二次側１１／２との間に配置されている。フィルタ変圧器１１とフィルタコンデンサＣ１〜Ｃ３の星形結線回路１３とから構成されたフィルタ装置６が、第１出力部３１、第２出力部３２及び第３出力部３３によって整合変圧器８に接続されている。この整合変圧器８は、試験すべき変圧器１５に同様に接続されている。
【００１９】
その一方で、図２中に示されているように、従来の負荷側に配置されたフィルタ変圧器１１が、本発明にしたがって配電網４の側に移動されることによって、試験システムの個々の構成要素の発生する重量に関する明らかな利点だけではなくて、静止形周波数変換装置によって発生した部分放電雑音のより良好な抑制も、本発明の試験システムによって可能である点が実験的に示されている。
【００２０】
図１とは違って、図２では、変圧器１１の二次側１１／２が、静止形周波数変換装置２の入力部１８，１９及び２０に接続されている。この場合、交流電圧が、配電網４から変圧器１１の一次側１１／１に供給される。さらに、接地された静電シールド１７が、一次側１１／１と二次側１１／２との間に設けられている。さらに、当該静電シールド１７は、非対称な雑音量のアースに寄与する。さらに、変圧器１１は、雑音のない部分放電測定のために必要な電気絶縁に寄与する。説明したように、変圧器１１の二次側１１／２は、静止形周波数変換装置２の入力部１８，１９及び２０に接続している。この静止形周波数変換装置２は、必要な出力電圧及び必要な様々な試験周波数を出力する。静止形周波数変換装置２の出力部２１，２２及び２３の各々が、フィルタ装置６内で１つのコイル２４，２５及び２６に接続されている。当該各コイル２４，２５及び２６は、星形結線状に互いに接続され且つ接地されたフィルタコンデンサＣ１，Ｃ２及びＣ３に同様に接続されている。フィルタ装置６の出力部３１，３２及び３３自体が、整合変圧器８に接続されている。この整合変圧器８自体が、高電圧技術の試験すべき機器、この場合では電力用変圧器１５に同様に接続されている。
【００２１】
図３では、三角結線回路状に互いにさらに接続されたフィルタコンデンサ４０，４１及び４２が、フィルタ装置６内に設けられている。これらのフィルタコンデンサ４０，４１及び４２は、外部導体間の対称な雑音量に関する濾波を実施する。
【符号の説明】
【００２２】
２  周波数変換装置
４  配電網
６  フィルタ装置
８  整合変圧器
１０  整流器
１１  フィルタ変圧器
１１１  一次側
１１２  二次側
１１／１  一次側
１１／２  二次側
１３  星形結線回路
１５  電力用変圧器
１６  アース
１７  静電シールド
１８  入力部
１９  入力部
２０  入力部
２１  第１出力部
２２  第２出力部
２３  第３出力部
２４  コイル
２５  コイル
２６  コイル
３１  出力部
３２  出力部
３３  出力部
４０  フィルタコンデンサ
４１  フィルタコンデンサ
４２  フィルタコンデンサ
Ｃ１  フィルタコンデンサ
Ｃ２  フィルタコンデンサ
Ｃ３  フィルタコンデンサ
Ｃ１  フィルタコンデンサ
Ｃ２  フィルタコンデンサ
Ｃ３  フィルタコンデンサ
【図１】
0005851394.tif 000002
【図２】
0005851394.tif 000003
【図３】
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