(57)【要約】【課題】計器用変圧器の分圧部における分圧誤差をより低い試験電圧で獲得すること。【解決手段】主回路導体へ供給する基準交流信号を生成し、分圧部が分圧出力する第１の交流電圧を所定のインピーダンスで受けて取り込み第２の交流電圧を生成し、主回路導体から基準交流信号を導いてこれに基づく第３の交流電圧を生成し、第２、３の交流電圧の基準交流信号に対する同相・直交成分を第１の同相・直交成分、第２の同相・直交成分として検出し、第１の同相・直交成分に基づいて、その電圧値である第１の電圧と第２の交流電圧の基準交流信号からの第１の位相差とを算出し、第２の同相・直交成分に基づいて、その電圧値である第２の電圧と第３の交流電圧の基準交流信号からの第２の位相差とを算出し、第１、第２の電圧に基づき変圧比を算出し、その変圧比と公称の変圧比とにより分圧部の比誤差を求め、第１、第２の位相差に基づき分圧部の位相角誤差を算出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験対象である計器用変圧器が有する分圧部の一次側に接続された主回路導体へ供給するための、試験測定の基準となる基準交流信号を生成し、
前記計器用変圧器の前記分圧部が二次側として分圧出力する交流電圧である第１の交流電圧を、所定のインピーダンスで受けるようにして取り込んで、前記第１の交流電圧に基づいた第２の交流電圧を生成し、
前記基準交流信号が供給された前記主回路導体から該基準交流信号を導いて、該基準交流信号に基づいた交流電圧である第３の交流電圧を生成し、
前記基準交流信号に基づいて、前記第２の交流電圧の、該基準交流信号に対する同相成分および直交成分である第１の同相成分および第１の直交成分を同期検波により検出し、
前記第１の同相成分および前記第１の直交成分に基づいて、前記第２の交流電圧の電圧値である第１の電圧と前記第２の交流電圧の前記基準交流信号からの位相差である第１の位相差とを算出し、
前記基準交流信号に基づいて、前記第３の交流電圧の、該基準交流信号に対する同相成分および直交成分である第２の同相成分および第２の直交成分を同期検波により検出し、
前記第２の同相成分および前記第２の直交成分に基づいて、前記第３の交流電圧の電圧値である第２の電圧と前記第３の交流電圧の前記基準交流信号からの位相差である第２の位相差とを算出し、
前記第１の電圧と前記第２の電圧とに基づいて、該第１の電圧と該第２の電圧との比として測定による前記分圧部の変圧比を算出し、
測定による前記変圧比と前記分圧部の公称の変圧比とを所定の式に代入して計算することにより、前記分圧部の比誤差を求め、
前記第１の位相差と前記第２の位相差とに基づいて、該第１の位相差と該２の位相差との差として測定による前記分圧部の位相角誤差を算出する
分圧誤差測定方法。
【請求項２】
前記第３の交流電圧を生成するために、前記基準交流信号が供給された前記主回路導体から該基準交流信号を導いて、該基準交流電圧を校正された降圧比で変圧することにより前記第３の交流電圧として生成する請求項１記載の分圧誤差測定方法。
【請求項３】
前記第１の交流電圧を取り込む前でかつ前記第３の交流電圧を生成する前に、前記分圧部の一次側に接続された前記主回路導体と接地との間に静電容量を接続する請求項１記載の分圧誤差測定方法。
【請求項４】
前記基準交流信号に同期した信号である第２の基準交流信号を、前記基準交流信号を取り込んで、前記主回路導体および該主回路導体に等価結合された回路要素を駆動可能に出力するように生成し、
前記第２の基準交流信号を、前記主回路導体へ供給する前記基準交流信号として前記主回路導体に供給する
請求項３記載の分圧誤差測定方法。
【請求項５】
前記基準交流信号に同期しかつ昇圧した信号である第２の基準交流信号を、前記基準交流信号を取り込んで、前記主回路導体および該主回路導体に等価結合された回路要素を駆動可能に出力するように生成し、
前記第２の基準交流信号を、前記主回路導体へ供給する前記基準交流信号として前記主回路導体に供給する
請求項３記載の分圧誤差測定方法。
【請求項６】
前記基準交流信号を、前記主回路導体が受ける他回路からの誘導電圧の周波数とは異なる周波数の信号として生成する請求項１記載の分圧誤差測定方法。
【請求項７】
前記基準交流信号の生成、前記第１の同相成分および前記第１の直交成分の検出、前記第１の電圧および前記第１の位相差の算出、前記第２の同相成分および前記第２の直交成分の検出、前記第２の電圧および前記第２の位相差の算出、前記分圧比の算出、および前記位相角誤差の算出が、周波数特性分析器を用いてなされ、該周波数特性分析器において単一周波数測定モードに設定することにより、前記基準交流信号が生成される請求項１記載の分圧誤差測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、計器用変圧器が有する分圧部における分圧誤差を測定する方法である分圧誤差測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
計器用変圧器は、絶縁ガスを要するほどの高圧が課電される送変電機器（例えばガス絶縁開閉装置など）に実際に課電されている電圧値を測定するために用いられる。その測定の仕組みは、概略的に、高圧課電されている主回路導体に計器用変圧器を接続して降圧しその降圧後の出力を所定回路で測定することによる。すなわち、計器用変圧器には、第１段として降圧するための分圧部が存在し、主回路導体に課電された電圧を例えば公称で１／２５００ないし１／５０００程度に降圧する（つまり分圧部は、その変圧比として例えば２５００ないし５０００）。
【０００３】
そこで、分圧部の変圧比が正確に把握されていないと高圧電圧の測定結果は正確性を欠くことになる。このため、分圧部の変圧比は、実際の運用に当たり試験により公称値との誤差（変圧比の誤差；以下「比誤差」という）が把握される。このとき、比誤差とともに、変圧前の位相と変圧後の位相との差（位相角誤差）も把握される。このような試験は、実際の高圧の課電電圧を用いて行う場合、試験のための設備が大掛かりになり作業場所の確保も難しくなることがある。すなわち、多大な費用と多くの時間を要するものとなる。
【０００４】
また、計器用変圧器をその寿命（例えば３０年程度）の到来により交換する場合には、設備の一時的運用停止が必要になるが、その意味でも、上記のような試験はできる限り省力かつ短期間で終了できるようにすることが望まれる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】総研電気（株）、計器用変成器誤差試験装置、技術資料DG-0001
【非特許文献２】電力中央研究所、周波数応答解析（FRA）による変圧器巻線異常の現地診断、財団法人電力中央研究所、平成２１年６月、０８−０１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、計器用変圧器が有する分圧部における比誤差および位相角誤差をより低圧の試験電圧で獲得できる分圧誤差測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の分圧誤差測定方法は、次のような方法である。（１）試験対象である計器用変圧器が有する分圧部の一次側に接続された主回路導体へ供給するための、試験測定の基準となる基準交流信号を生成する。（２）前記計器用変圧器の前記分圧部が二次側として分圧出力する交流電圧である第１の交流電圧を、所定のインピーダンスで受けるようにして取り込んで、前記第１の交流電圧に基づいた第２の交流電圧を生成する。（３）前記基準交流信号が供給された前記主回路導体から該基準交流信号を導いて、該基準交流信号に基づいた交流電圧である第３の交流電圧を生成する。（４）前記基準交流信号に基づいて、前記第２の交流電圧の、該基準交流信号に対する同相成分および直交成分である第１の同相成分および第１の直交成分を同期検波により検出する。（５）前記第１の同相成分および前記第１の直交成分に基づいて、前記第２の交流電圧の電圧値である第１の電圧と前記第２の交流電圧の前記基準交流信号からの位相差である第１の位相差とを算出する。（６）前記基準交流信号に基づいて、前記第３の交流電圧の、該基準交流信号に対する同相成分および直交成分である第２の同相成分および第２の直交成分を同期検波により検出する。（７）前記第２の同相成分および前記第２の直交成分に基づいて、前記第３の交流電圧の電圧値である第２の電圧と前記第３の交流電圧の前記基準交流信号からの位相差である第２の位相差とを算出する。（８）前記第１の電圧と前記第２の電圧とに基づいて、該第１の電圧と該第２の電圧との比として測定による前記分圧部の変圧比を算出する。（９）測定による前記変圧比と前記分圧部の公称の変圧比とを所定の式に代入して計算することにより、前記分圧部の比誤差を求める。（１０）前記第１の位相差と前記第２の位相差とに基づいて、該第１の位相差と該２の位相差との差として測定による前記分圧部の位相角誤差を算出する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態１の分圧誤差測定方法を実施するための装置構成を示すブロック図。
【図２】図１中に示した周波数特性分析器２の原理的な内部構成を示すブロック図。
【図３】図１に示した装置構成による動作を示す流れ図。
【図４】意図的に誘導ノイズを重畳させた場合の、図１に示した装置構成による比誤差および位相角誤差の測定結果の品質を評価した結果を示す表。
【図５】実施形態２の分圧誤差測定方法を実施するための装置構成を示すブロック図。
【図６Ａ】図５に示した装置構成において、主回路導体１００に等価結合された回路要素をも含めて示した構成図。
【図６Ｂ】実施形態３の分圧誤差測定方法を実施するための装置構成を示すブロック図。
【図７】実施形態４の分圧誤差測定方法を実施するための装置構成を示すブロック図。
【図８】実施形態５の分圧誤差測定方法を実施するための装置構成を示すブロック図。
【図９】図８中に示したインピーダンス要素９２（マイカコンデンサ）の印加電圧および周波数による特性変化を示すグラフ。
【図１０】実施形態６の分圧誤差測定方法を実施するための装置構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施形態１）
以上を踏まえ、以下では実施形態の分圧誤差測定方法を図面を参照しながら説明する。図１は、実施形態１の分圧誤差測定方法を実施するための装置構成を示している（図中の符号１、２）。図１中の分圧部９０および主回路導体１００は、試験を受ける側の設備に属する。なお、本願で「分圧誤差」には、その意味として、比誤差と位相角誤差とが含まれている。
【００１０】
まず、試験を受ける側の設備について概略説明する。主回路導体１００には、通常の運用時、例えば（２７５／√３）ｋＶの電圧が課電される。分圧部９０は、その一次側が主回路導体１００に接続されている、計器用変圧器の一部である。分圧部９０は、通常の運用時には、インピーダンス要素９１と同９２とによる、その出力（二次側）の分圧電圧が、この分圧電圧を正確に測定するための所定の測定回路（不図示）に導かれている。
【００１１】
分圧部９０のインピーダンス要素９１、９２は、それぞれ例えば静電容量である。インピーダンス要素９１、９２による分圧部９０の公称の分圧比を、以下では例えば１／２５００（つまり変圧比でみると公称２５００）であるとして説明する。この公称の変圧比が実際どのぐらい誤差をもっているかを試験することが、この分圧誤差測定方法のひとつの目的である。
【００１２】
次に、分圧誤差測定方法を実施するための装置構成については以下である。すなわち、入力模擬装置１と周波数特性分析器２（以下では、ＦＲＡ[frequency response analyzer]と称する場合がある）とを有する構成である。周波数特性分析器２は、基準交流信号生成部２１と比較処理部２０とを有する。この分圧誤差測定方法を実施する場合には、主回路導体１００への例えば（２７５／√３）ｋＶの電圧の課電は停止され、分圧部９０の出力は、上記の所定の測定回路（不図示）ではなく、図示するように入力模擬装置１へ接続される。
【００１３】
図２は、図１中に示した周波数特性分析器２の原理的な内部構成を示している。図２に示すように、周波数特性分析器２は、基準交流信号生成部２１のほかに、比較処理部２０の内部として以下の構成を有している。すなわち、９０度シフト部２２、乗算部（掛算部）３１、３２、４１、４２、平均化部（平滑化部）３３、３４、４３、４４、絶対値算出部３５、４５、位相算出部３６、４６、分圧比算出部３７、位相角誤差算出部４７である。
【００１４】
以下では、図１、図２で参照符号を付与した以上の構成物の動作を、その動作理解に資する順で説明する。まず、基準交流信号生成部２１は、試験対象である計器用変圧器が有する分圧部９０の一次側に接続された主回路導体１００へ供給するための、試験測定の基準となる基準交流信号を生成する。その電圧値は、例えば２００Ｖ、その周波数は、例えば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの単一周波数とする（スイープしない単一周波数測定のモード）。このように主回路導体１００への課電は、通常の運用時の電圧から格段に低い電圧としている。これにより、試験が大掛かりな設備と多大な費用とを要しないように、かつ、できる限り省力かつ短期間で終了できるように対応できる。
【００１５】
入力模擬装置１は、計器用変圧器の分圧部９０が二次側として分圧出力する交流電圧である第１の交流電圧を、所定のインピーダンスで受けるようにして取り込んで、第１の交流電圧に基づいた第２の交流電圧（比較入力ａ）を生成する。つまり、通常の運用時における分圧部９０からの接続関係を維持するように、入力模擬装置１は、通常接続されている、分圧電圧を測定するための所定の測定回路（不図示）と同様な入力インピーダンスを有する装置である。これにより、試験における外乱要因を取り除いている。入力模擬装置１が出力する第２の交流電圧（比較入力ａ）は、例えば第１の交流電圧と同じ電圧値、同じ位相の交流電圧とすることができる。
【００１６】
主回路導体１００からＦＲＡ２の比較処理部２０への導線は、基準交流信号が供給された主回路導体１００から基準交流信号を導いて、基準交流信号に基づいた交流電圧である第３の交流電圧を比較処理部２０に供給する導線（ケーブル）である。つまり、この場合、第３の交流電圧（比較入力ｂ）は、基準交流信号と同じ電圧値、同じ位相の交流電圧になる。
【００１７】
比較処理部２の９０度シフト部２２、乗算器３１、３２、および平均化部３３、３４は、基準交流信号に基づいて、第２の交流電圧（比較入力ａ）の、基準交流信号に対する同相成分および直交成分である第１の同相成分Ｘおよび第１の直交成分Ｙを同期検波により検出する。この動作については、図２中に示された９０度シフト部２２、乗算器３１、３２、および平均化部３３、３４の接続関係からこれ自体周知事項であり容易に理解できる。
【００１８】
同相成分Ｘおよび直交成分Ｙの検出処理は、アナログでもディジタルでも可能である。アナログ処理の場合、乗算器３１、３２は掛算器と、平均化部３３、３４は平滑化部とそれぞれ呼ばれることが多い。平均化部３３、３４での平均化処理のための積算時間は、基準交流信号の周波数に鑑みて迅速な測定を可能とするように例えば１秒程度とすることができる。
【００１９】
なお、第２の交流電圧（比較入力ａ）を乗算器３１、３２に導く前に直流オフセットを除去する回路を通過させるように構成してもよい。直流オフセットの除去により同相成分Ｘ、直交成分Ｙの検出結果の正確性が増す。第２の交流電圧が直流オフセットをもつ場合としては、分圧部９０の二次側から入力模擬装置１への入力導線（ケーブル）が非常に長く接地系の機能が十分に機能していない場合が考えられる。
【００２０】
絶対値算出部３５は、第１の同相成分Ｘおよび第１の直交成分Ｙに基づいて、第２の交流電圧の電圧値である第１の電圧Ｖ１を算出する。また、位相算出部３６は、第１の同相成分Ｘおよび第１の直交成分Ｙに基づいて、第２の交流電圧の基準交流信号からの位相差である第１の位相差θ１を算出する。これらの動作については、図２中に示された絶対値算出部３５、および位相算出部３６にそれぞれ記載された計算式からこれ自体周知事項であり容易に理解できる。
【００２１】
比較処理部２の９０度シフト部２２、乗算器４１、４２、および平均化部４３、４４は、基準交流信号に基づいて、第３の交流電圧（比較入力ｂ）の、基準交流信号に対する同相成分Ｘおよび直交成分Ｙである第２の同相成分Ｘおよび第２の直交成分Ｙを同期検波により検出する。この点については、９０度シフト部２２、乗算器３１、３２、および平均化部３３、３４についてのすでに述べた説明を参照できる。第３の交流電圧（比較入力ｂ）を乗算器４１、４２に導く前に直流オフセットを除去する回路を通過させるように構成してもよいことも同様である。
【００２２】
絶対値算出部４５は、第２の同相成分Ｘおよび第２の直交成分Ｙに基づいて、第３の交流電圧の電圧値である第２の電圧Ｖ２を算出する。また、位相算出部４６は、第２の同相成分Ｘおよび第２の直交成分Ｙに基づいて、第３の交流電圧の基準交流信号からの位相差である第２の位相差θ２を算出する。これらの点については、絶対値算出部３３および位相算出部３６についてのすでに述べた説明を参照できる。
【００２３】
分圧比算出部３７は、第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２とに基づいて、第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２との比として、測定による分圧部９０の分圧比Ｖ１／Ｖ２を算出する。この点については、図２中の分圧比算出部３７に記載された計算式でも示されている。
【００２４】
以上により分圧比Ｖ１／Ｖ２が得られたら、次に、分圧比Ｖ１／Ｖ２の逆数として変圧比に変換し、この変圧比Ｖ２／Ｖ１と分圧部９０の公称の変圧比とを所定の式に代入して計算することにより、分圧部９０の比誤差を求める。この比誤差を求める式は、
比誤差={(公称の変圧比−測定による変圧比)/測定による変圧比}×１００［％］
である。
【００２５】
そして、位相角誤差算出部４７は、第１の位相差θ１と第２の位相差θ２とに基づいて、第１の位相差θ１と第２の位相差θ２との差として、測定による分圧部９０の位相角誤差を算出する。この点については、図２中の位相誤差算出部４７に記載された計算式でも示されている。以上説明した一連の流れを、改めてフローとして示すと図３に示すごとくになる（図３中のステップＳ１からステップＳ１０）。
【００２６】
以上説明のようにこの分圧誤差測定方法によれば、低電圧で現地で容易に計器用変圧器の分圧部９０の比誤差および位相角誤差を測定することができる。より具体的には、この効果は以下のような点に依拠している。
【００２７】
まず、基準交流信号に対する同相成分Ｘおよび直交成分Ｙの検出に同期検波を利用している点が挙げられる。この構成によれば、比較入力ａにおける本来の信号成分が微少でノイズが多く含まれる場合であっても、ノイズに影響されず本来の信号成分の大きさおよび位相を得ることができる。これは、ノイズについては同期検波の結果として平均的にゼロになるためである。
【００２８】
分圧部９０の公称分圧比は例えば１／２５００程度であり、主回路導体１００への試験電圧が２００Ｖとすると、分圧部９０の分圧出力電圧は８０ｍＶ程度である。この程度の大きさのため、現地の試験対象設備には通常、他の設備からの電気的な誘導によるノイズが多く発生することにより、分圧出力電圧はこのノイズに埋もれてしまう。しかしながら、同期検波を利用しているため、ノイズに影響されない同相成分Ｘおよび直交成分Ｙの検出が可能になっている。これが、試験電圧を低圧にできる大きな理由である。
【００２９】
図４は、意図的に誘導ノイズを重畳させた場合の、図１に示した装置構成による比誤差および位相差誤差の測定結果の品質を評価した結果を示している。この表で誘導ノイズは、主回路導体１００における、基準交流信号に対する重畳割合で示している。同表に示す結果から、５０Ｈｚ誘導ノイズの重畳割合を５０％としても比誤差が０．０４％変化するに留まり、誘導ノイズに影響されがたい品質の高い測定になっていることが分かる。
【００３０】
同期検波は、ノイズを除去するほかの方法、例えばフィルタリングでノイズを除去する構成より優れていると考えられる。フィルタリングは、フィルタの特性が安定しているとは言い切れず、例えば環境（温度や湿度）により特性変動が考えられる。その点を前提にフィルタリングを利用する場合、一定の補正が必要となり、そのための付帯する作業や処理に手間が発生する。また、試験の信頼性を悪化させる可能性もある。
【００３１】
また、図１に示したような装置による測定系では、分圧部９０の分圧出力の入力模擬装置１までの引き回すケーブルと、主回路導体１００から比較入力ｂとしてＦＲＡ２に引き回すケーブルとは、必然的にほぼ同一の長さになる。これらのケーブルでは、その長さに依存して、それぞれ伝送信号の位相遅れが発生するが、ほぼ同一の長さのため同じ位相遅となり、よってケーブルの長さによらず正確な測定ができる。ケーブルの長さは、現地の設備状況により必ずしも短くできるとは限らず、例えば数百ｍの長さにならざるを得ない場合もある。そのような場合にも測定の正確性を高く保てる。
【００３２】
（実施形態２）
次に、図５は、実施形態２の分圧誤差測定方法を実施するための装置構成を示している（図中の符号１、２、３）。同図において、図１中に示した構成物と同一のものには同一符号を付し、加えて説明する必要がない限りその部分の説明は省略する。
【００３３】
この装置構成の、図１に示したものとの構成上の違いは、主回路導体１００からＦＲＡ２に比較入力ｂとして導く経路に標準変圧器３を挿入して設けた点である。標準変圧器は、校正された変圧比を有しており、例えば、その変圧比は例えば１０、２０、４０などとすることができる（降圧比で、１／１０、１／２０、１／４０）。この実施形態では、このように変圧比を変更可能にしたことにより、測定対象である分圧部９０の公称変圧比に応じて測定の高精度化に有利なように標準変圧器３の変圧比を選択することができる。
【００３４】
例えば、基準交流信号が２００Ｖ、分圧部９０の公称分圧比が１／２５００の場合、標準変圧器３が挿入されていない場合、ＦＲＡ２が表示する分圧比は、比較入力ａ／比較入力ｂに応じた表示として、典型時は０．０８／２００の計算結果である４．０００×１０−４になる（表示桁数が４の場合）。
【００３５】
次に、基準交流信号および公称分圧比を同じ条件で標準変圧器３を挿入しその変圧比を１０に選択した場合、ＦＲＡ２が表示する分圧比は、比較入力ａ／比較入力ｂに応じた表示として、典型時に０．０８／２０の計算結果である４．０００×１０−３になる（表示桁数が４の場合）。この場合、表示の最小単位は０．００１×１０−３であるため、その測定値である４．０００×１０−３からの割合は、０．０２５％である（０．００１／４）。これが最小表示（ディジット）あたりの分解能に相当する。
【００３６】
次に、基準交流信号および公称分圧比を同じ条件で標準変圧器３を挿入しその変圧比を２０に選択した場合、ＦＲＡ２が表示する分圧比は、比較入力ａ／比較入力ｂに応じた表示として、典型時に０．０８／１０の計算結果である８．０００×１０−３になる（表示桁数が４の場合）。この場合、表示の最小単位は０．００１×１０−３であるため、その測定値である８．０００×１０−３からの割合は、０．０１２５％である（０．００１／８）。これがこの場合の最小表示（ディジット）あたりの分解能に相当する。
【００３７】
次に、基準交流信号および公称分圧比を同じ条件で標準変圧器３を挿入しその変圧比を４０に選択した場合、ＦＲＡ２が表示する分圧比は、比較入力ａ／比較入力ｂに応じた表示として、典型時に０．０８／５の計算結果である１．６００×１０−２になる（表示桁数が４の場合）。この場合、表示の最小単位は０．００１×１０−２であるため、その測定値である１．６００×１０−２からの割合は、０．０６２５％である（０．００１／１．６）。これがこの場合の最小表示（ディジット）あたりの分解能に相当する。
【００３８】
したがって、基準交流信号が２００Ｖ、分圧部９０の公称分圧比が１／２５００の場合、標準変圧器３を挿入しその変圧比を２０に選択すると、ＦＲＡ２が表示する分圧比における分解能は０．０１２５％（上記の中で最小）となり、高精度化に有利な測定系になる。このような標準変圧器３の変圧比の選択は、基準交流信号の大きさ、分圧部９０の公称分圧比、ＦＲＡ２における分圧比の表示桁に応じて、上記のように考慮した分解能が小さくなるように適宜行うことができる（分圧比として表示される数値の頭がなるべく大きくなるように選択すると有利になる）。
【００３９】
なお、このような高精度化に有利な測定系にすることは、標準変圧器３を図示するように設ける構成のほか、入力模擬装置１に可変の変圧機能を持たせることでも実現可能である。あるいは、標準変圧器３を設けかつ入力模擬装置１に可変の変圧機能を設けるようにしても、当然ながら同様の効果が得られる。
【００４０】
（実施形態３）
次に、図６Ａは、図５に示した装置構成において、主回路導体１００に等価結合された回路要素をも含めて示した構成図である。図６Ａに示すように、現地においては、主回路導体１００には、他の装置、回路である誘導電圧源１１０が容量性結合要素１２０を介して結合しており、また、接地との間に容量性結合要素１３０が結合、介在している。容量性結合要素１１０、１２０は、意図的なものではなく寄生的な要素である。これらの要素１１０、１２０により、主回路導体１００には、誘導電圧源１１０を原因として、その電圧が要素１２０の静電容量Ｃ１／（要素１２０の静電容量Ｃ１＋要素１３０の静電容量Ｃ２）で分圧されて誘導電圧として誘起される。このような誘導電圧による試験測定に対する影響を大きく低減できる点は、すでに説明した（実施形態１）。
【００４１】
そこで、このような誘導電圧による影響をさらに低減するため、この実施形態では、主回導体１００に誘起される誘導電圧自体を低減するように測定系を構成する。そこで、図６Ｂは、実施形態３の分圧誤差測定方法を実施するための装置構成を示している（図中の符号１、２、３、４）。同図において、すでに説明した図中の構成物と同一のものには同一符号を付し、加えて説明する必要がない限りその部分の説明は省略する。
【００４２】
図６Ｂに示す試験測定系の、図５に示すものとの違いは、主回路導体１００と接地との間に誘導電圧低減部４を挿入、接続したことである。誘導電圧低減部４は、典型的には静電容量である（容量値Ｃ３）。このようにすれば、主回路導体１００における誘導電圧源１１０による誘導電圧は、誘導電圧源１１０の電圧に対して、Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）に分圧されるため、誘導電圧低減部４を設けない場合より低減できる。
【００４３】
具体例として、ガス絶縁開閉装置における主回路導体１００では、要素１２０（Ｃ１）としてその値はｐＦオーダーの大きさである。そこで、誘導電圧低減部４として静電容量Ｃ３がμＦオーダーのものを挿入、接続すれば、主回路導体１００における誘導電圧源１１０による誘導電圧は、１０−４から１０−６倍程度に低減できる。このように誘導を抑制できれば、分圧誤差測定は、さらに高精度なものになる。なお、誘導電圧低減部４の挿入、接続は、分圧部９０の分圧出力電圧を入力模擬装置１が取り込みかつ比較入力ｂをＦＲＡ２に入力する動作の準備として行っておく。
【００４４】
（実施形態４）
次に、図７は、実施形態４の分圧誤差測定方法を実施するための装置構成を示している（図中の符号１、２、３、４、５）。同図において、すでに説明した図中に示した構成物と同一のものには同一符号を付し、加えて説明する必要がない限りその部分の説明は省略する。
【００４５】
図７に示す試験測定系の、図６Ｂに示すものとの違いは、ＦＲＡ２が出力する基準交流信号を、その駆動力を増強するように駆動力増強部５に通してから、基準交流信号と同期する信号として主回路導体１００に導いていることである。これはつまり、一般にＦＲＡ２が出力する基準交流信号に関してはその駆動能力が限られていることに鑑みて、これを増すようにした変更した構成である。
【００４６】
実施形態３での説明のように主回路導体１００に誘導電圧低減部４を接続すると、ＦＲＡ２の基準交流信号の出力から見て負荷として重くなる。そこで、駆動力増強部５を加えれば、このような駆動に問題がなくなる。この実施形態によれば、ＦＲＡ２自体の基準交流信号に関する駆動能力を超えて高精度測定に資する系が構築できる。
【００４７】
（実施形態５）
次に、図８は、実施形態５の分圧誤差測定方法を実施するための装置構成を示している（図中の符号１、２、３、４、５、６）。同図において、すでに説明した図中に示した構成物と同一のものには同一符号を付し、加えて説明する必要がない限りその部分の説明は省略する。
【００４８】
図８に示す試験測定系の、図７に示すものとの違いは、駆動力増強部５に加えてその出力を昇圧するように昇圧部６を設けたことである。昇圧部６により昇圧された電圧は、基準交流信号に同期する信号としてかつ主回路導体１００およびこれに結合される要素を駆動できる信号として同回路１００に導かれる。このように主回路導体１００に導く基準交流信号の電圧を増したのは、分圧部９０に使用されているインピーダンス要素９２の実際的な電圧特性依存を考慮したことによる。
【００４９】
図９は、図８中に示したインピーダンス要素９２（この場合マイカコンデンサ）の印加電圧および周波数による特性変化を示すグラフである。インピーダンス要素９２に印加される電圧は、主回路導体１００に印加される電圧に比較して公称例えば１／２５００と非常に小さい。主回路導体１００への基準交流信号が２００Ｖであれば、インピーダンス要素９２に印加される電圧は、公称８０ｍＶになる。図９に示すように、このような低圧の印加状態では、インピーダンス要素９２の静電容量は、本来の容量値から減少した値になる。この状態は、通常の運用時におけるインピーダンス要素９２の状態とは異なっており、すなわち、試験測定系として、実際の運用状況からずれた状態のものになる。
【００５０】
そこで、昇圧部６を設けて、インピーダンス要素９２の静電容量が印加電圧によらず一定になるように安定するまで、主回路導体１００に導く電圧を昇圧部６により昇圧した構成である。図９に示すように、この場合、インピーダンス要素９２に印加する電圧は、２５０ｍＶ程度以上とするのが好ましく、ＦＲＡ２が出力する基準交流信号が２００Ｖ、分圧部９０の公称分圧比が１／２５００であれば、昇圧部６の昇圧倍率は、３．１２５倍程度以上が好ましい（０．２５×２５００÷２００＝３．１２５）。この実施形態によれば、インピーダンス要素９２としてマイカコンデンサが使用される場合であっても、試験測定系として実際の運用状況に即した系が構築できる。
【００５１】
（実施形態６）
次に、図１０は、実施形態６の分圧誤差測定方法を実施するための装置構成を示している（図中の符号１、２、３、４）。同図において、すでに説明した図中に示した構成物と同一のものには同一符号を付し、加えて説明する必要がない限りその部分の説明は省略する。
【００５２】
この実施形態は、図６Ｂに示したものとほぼ同じ試験測定系である。違いは、ＦＲＡ２が有する基準交流信号生成部２１Ａに対して、誘導電圧源１１０の想定される周波数とは離れた、明らかに異なる周波数で基準交流信号を生成させるようにしていることである。このようにすれば、わずかな偶然でも基準交流信号の周波数が誘導電圧源１１０の周波数に一致することを明確に防止することができる。これらの周波数が非常に近い場合、ＦＲＡ２における同期検波の結果は、その差周波数で（つまり非常にゆっくりと）変化するように影響を受け、測定の精度を劣化させる可能性があるが、この実施形態ではこれを防止できる。
【００５３】
以上説明したように、各実施形態の分圧誤差測定方法によれば、低電圧で現地で容易に計器用変圧器の分圧部９０の比誤差および位相角誤差を測定することができる。すなわち、この方法では、まず、主回路導体１００へ供給する基準交流信号を生成し、分圧部９０が分圧出力する第１の交流電圧を所定のインピーダンスで受けて取り込み第２の交流電圧を生成し、主回路導体１００から基準交流信号を導いてこれに基づく第３の交流電圧を生成する。
【００５４】
そして、第２、３の交流電圧の基準交流信号に対する同相・直交成分を第１の同相・直交成分、第２の同相・直交成分として検出し、第１の同相・直交成分に基づいて、その電圧値である第１の電圧と第２の交流電圧の基準交流信号からの第１の位相差とを算出し、第２の同相・直交成分に基づいて、その電圧値である第２の電圧と第３の交流電圧の基準交流信号からの第２の位相差とを算出する。さらに、第１、第２の電圧に基づき変圧比を算出し、この変圧比と公称の変圧比とにより分圧部の比誤差を求め、第１、第２の位相差に基づき分圧部の位相角誤差を算出する。
【００５５】
つまり、基準交流信号に対する同相成分および直交成分の検出に同期検波を利用している。この構成によれば、ノイズに影響されず本来の信号成分の大きさおよび位相を得ることができる。ノイズについては同期検波の結果として平均的にゼロになるためである。
【００５６】
分圧部９０の公称分圧比は例えば１／２５００程度であり、主回路導体１００への試験電圧を２００Ｖとして、分圧部９０の分圧出力電圧は８０ｍＶ程度になる。この程度の大きさのため、現地の試験対象設備には通常、他の設備からの電気的な誘導によるノイズが多く発生することにより、分圧出力電圧はこのノイズに埋もれてしまう。しかしながら、同期検波を利用しているため、ノイズに影響されない同相成分および直交成分の検出が可能になっている。これにより、試験電圧を格段に低電圧にできる。
【００５７】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これらの新規な実施形態は、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。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】
１…入力模擬装置、２…周波数特性分析器、３…標準変圧器、４…誘導電圧低減部、５…駆動力増強部、６…昇圧部、２０…比較処理部、２１，２１Ａ…基準交流信号生成部、２２…９０度シフト部、３１，３２，４１，４２…乗算部（掛算部）、３３，３４，４３，４４…平均化部（平滑化部）、３５，４５…絶対値算出部、３６，４６…位相算出部、３７…分圧比算出部、４７…位相角誤差算出部、９０…分圧部、９１…インピーダンス要素、９２…インピーダンス要素、１００…主回路導体、１１０…誘導電圧源、１２０…容量性結合要素（主回路導体と誘導電圧源との間）、１３０…容量性結合要素（主回路導体と接地との間）。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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