(57)【要約】【課題】  直流回路に用いられる電気部品の耐トラッキング性を容易に評価し、優れた絶縁物の選定をする。【解決手段】  直流電圧を６００Ｖまで発生する直流電源１と、直流電源１の正極性側と負極性側に接続されるプリント基板８のような電気部品の配線９、１０間に、所定の滴下量の汚損溶液４を所定の時間間隔で滴下させる滴下装置６と、電気部品の配線９、１０間に汚損溶液４を滴下したときに発生する放電を観測する放電観測装置７と、この電気部品の配線９、１０間の電流を記録する電流観測装置３とを備え、直流電圧での耐トラッキング性を求めることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を６００Ｖまで発生する直流電源と、
前記直流電源に接続される電気部品の配線間に、所定の滴下量の汚損溶液を所定の時間間隔で滴下させる滴下装置と、
前記電気部品の配線間に前記汚損溶液を滴下したときに発生する放電を観測する放電観測装置と、
この電気部品の配線間の電流を記録する電流観測装置とを備えたことを特徴とする直流トラッキング測定装置。
【請求項２】
前記汚損溶液の滴下量は、０．００１〜０．１ｇであることを特徴とする請求項１に記載の直流トラッキング測定装置。
【請求項３】
前記汚損溶液を滴下させる時間間隔は、滴下した前記汚損溶液がジュール熱により蒸発するまでの時間であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の直流トラッキング測定装置。
【請求項４】
前記直流電源の正極性を前記電気部品のライン側の配線に接続し、負極性を接地側の配線に接続することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の直流トラッキング測定装置。
【請求項５】
前記汚損溶液を１００回まで滴下させ、絶縁破壊を起こさなかった前記直流電圧値を、被絶縁物のトラッキング指数とすることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の直流トラッキング測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流回路に用いられる絶縁物の耐トラッキング性を検証するための直流トラッキング測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の耐トラッキング性を検証するためのトラッキング試験としては、ＩＥＣ１１２に準拠したものが知られている。トラッキング試験においては、絶縁物表面に、白金製の一対の電極を４ｍｍ間隔で設け、６００Ｖまでの交流電圧を段階的に印加する。そして、電極間に、０．１％塩化アンモニウム溶液からなる汚損溶液０．０２ｇを３０秒ごとに１００滴まで滴下し、絶縁破壊するまでの交流電圧値と滴下数とをトラッキング指数として求めるものである（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−３６９３９号公報  （第８ページ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の従来のトラッキング試験においては、次のような問題がある。
【０００４】
交流回路に用いられる絶縁物においては、ＩＥＣ１１２に準拠して耐トラッキング性を評価できるものの、直流回路に用いる絶縁物においては、必ずしも耐トラッキング性を正しく評価することができない。即ち、直流電圧においては、トラッキングの進展様相が異なることのみならず、電極間に汚損溶液を滴下すると、電気分解により水素ガスや酸素ガスなどが発生し、金属の還元、酸化あるいは溶出が生じる。この現象は、電極の材料や電圧の極性などによって異なってくる。例えば、電極に白金を用いると腐食を起こし難いが、実際の電気部品の導体に多く用いられている銅合金では、導体が腐食されながらトラッキングを起こす。
【０００５】
最近、直流回路に使用される電気部品が多く、数Ｖ以下の電圧でも湿気が加わると、トラッキングが起こることがある。また、プリント基板のような配線間の距離が狭いものや、海岸付近に設置され海塩粒子が付着するものでは、更にトラッキングが起こり易くなる。このため、直流電圧での耐トラッキング性を評価し、直流回路に適する絶縁物を選定できることが望まれていた。
【０００６】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、直流回路に用いられる絶縁物の耐トラッキング性の評価を容易に行うことのできる直流トラッキング測定装置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】
上記目的を達成するために、本発明の直流トラッキング測定装置は、直流電圧を６００Ｖまで発生する直流電源と、前記直流電源に接続される電気部品の配線間に、所定の滴下量の汚損溶液を所定の時間間隔で滴下させる滴下装置と、前記電気部品の配線間に前記汚損溶液を滴下したときに発生する放電を観測する放電観測装置と、この電気部品の配線間の電流を記録する電流観測装置とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、直流回路の電気部品に直流電圧を印加して汚損溶液を滴下し、放電を繰り返し起こしトラッキング指数を求めているので、この電気部品に用いられている絶縁物の耐トラッキング性の評価を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１０】
本発明の実施例に係る直流トラッキング測定装置を図１乃至図６を参照して説明する。図１は、本発明の実施例に係る直流トラッキング測定装置の構成を示す図、図２は、本発明の実施例に係る直流トラッキング測定装置の処理動作を示すフローチャート図、図３は、本発明の実施例に係る直流トラッキング測定装置により絶縁物Ａに１％ＮａＣｌ液を滴下したときの測定データ、図４は、本発明の実施例に係る直流トラッキング測定装置により絶縁物Ａに水道水を滴下したときの測定データ、図５は、本発明の実施例に係る直流トラッキング測定装置により絶縁物Ｂに１％ＮａＣｌ液を滴下したときの測定データ、図６は、本発明の実施例に係る直流トラッキング測定装置により絶縁物Ｂに水道水を滴下したときの測定データである。
【００１１】
図１に示すように、直流トラッキング測定装置は、直流電圧を６００Ｖまで発生でき、トラッキング試験に必要な５００ｍＡ以上の容量を有する直流電源１と、直流電源１の負極性側に接続される電流計２と、電流計２に接続された電流観測装置３と、汚損溶液４を滴下させるノズル５を有する滴下装置６と、放電を観測する放電観測装置７とから構成されている。
【００１２】
滴下装置６は、所定の時間間隔で汚損溶液４を滴下するようになっている。また、電流観測装置３と放電観測装置７からの信号によって、時間間隔を可変できるようになっている。滴下量は０．００１〜０．１ｇとしており、少量によってノズル５から汚損溶液４が滴下しない場合には、ノズル５を上下移動させ確実に滴下するようになっている。汚損溶液４は、１％ＮａＣｌ溶液や水道水を用いる。
【００１３】
一方、直流電源１の正極性側には、ガラスエポキシ樹脂積層板などの絶縁物からなるプリント基板８上に設けられた第１の配線９が接続される。負極性側には、電流計２を介してプリント基板８上に設けられた第２の配線１０が接続される。このプリント基板８は、第１の配線９が正極性のライン側、第２の配線１０が負極性の接地側となっている。即ち、配線９、１０間に使用状態の電位差が生じるようにしている。そして、配線９、１０間に汚損溶液４を滴下させ、電流観測装置３と放電観測装置７とで電流と放電とを観測する。電流観測装置３や放電観測装置７では、電流変化や放電状態が記録される。
【００１４】
次に、直流トラッキング試験方法を図２を参照して説明する。
【００１５】
図２に示すように、先ず、第１の配線９と第２の配線１０間に印加する直流電圧、および汚損溶液４の滴下量、滴下時間間隔、滴下回数を設定する（ｓｔ１）。通常、直流電圧は、使用状態に近い電圧値を用い、また、滴下量は、第１の配線９と第２の配線１０間の距離に合わせる。例えば、第１の配線９と第２の配線１０間が１ｍｍでは、滴下量０．０１ｇとし、滴下時間間隔を３０秒に設定する。滴下回数は、所定の回数の例えば１００回とする。
【００１６】
なお、第１の配線９と第２の配線１０間が例えば０．１ｍｍと狭いときには、滴下量を０．００１ｇと少なくし、逆に１０ｍｍと広いときには、滴下量を０．１ｇと多くする。即ち、第１の配線９と第２の配線１０の間隔によって、滴下量を制御するものであり、汚損溶液４を滴下したとき、汚損溶液４によって配線９、１０間が短絡する程度の滴下量とする。
【００１７】
次に、直流電圧を印加し、電流の測定を開始し（ｓｔ２）、汚損溶液４を滴下する（ｓｔ３）。５００ｍＡが２秒以上継続した場合には、絶縁破壊したと判定し（ｓｔ４）、試験を終了する。
【００１８】
絶縁破壊しない場合には、滴下時間間隔の再設定を行う（ｓｔ５）。通常は、時間間隔を３０秒一定として所定の時間が経過し（ｓｔ６）、滴下回数が１００回に達すると（ｓｔ７）、試験を終了する。このパターンでは、汚損溶液４を滴下すると、ジュール熱により汚損溶液４が部分的に乾燥し、乾燥部分で放電を繰り返す現象が起こる。このため、直流電圧下における放電の繰り返しによって、トラッキングが起きるか否かを検証することができる。なお、滴下回数が、１００回に達していなければ、汚損溶液４を継続して滴下（ｓｔ３）する。
【００１９】
そして、絶縁破壊を起こさなかった印加電圧値が、直流電圧下での耐トラッキング性を評価する被絶縁物のトラッキング指数となる。この指数が高いものほど耐トラッキング性が優れた絶縁物となる。運転電圧よりも高いと、過酷な汚損湿潤の環境下においても、充分に使用可能なものとなる。
【００２０】
一方、滴下時間間隔の再設定（ｓｔ５）において、電流観測装置３での電流変化が少なく、また放電観測装置７での放電が観測されない場合には、滴下時間間隔を長くする。このような現象は、汚損溶液４がジュール熱によって蒸発しない場合が多く、放電観測装置７で蒸発の有無を確認する（ｓｔ８）。即ち、汚損溶液４が蒸発するまでの時間を求める。これにより、新たに求められた時間間隔で、滴下回数が１００回に達するまで試験を継続する（ｓｔ７）。
【００２１】
このような電流変化や汚損溶液４が蒸発する事象は、図示しない記憶装置に記録し、他の絶縁物にも適用することができる。また、放電観測装置７からの写真画像を記録し、配線９、１０の腐食状態、絶縁物の材質、およびトラッキングの進展状態などの相間関係を調査することもできる。
【００２２】
次に、測定例を図３〜図６を参照して説明する。
【００２３】
絶縁物Ａからなるプリント基板８に、１％ＮａＣｌの汚損溶液４を０．０１ｇ滴下したときの電流変化を図３に、水道水からなる汚損溶液４を０．０１ｇ滴下したときの電流変化を図４に示す。銅合金を用いた第１の配線９と第２の配線１０の間隔は、１．３ｍｍであり、直流電圧２４Ｖを印加している。
【００２４】
いずれの汚損溶液４の場合も、滴下直後には、電気分解が起こり負極性側でガスが発生する。正極性側では、滴下回数が増加するにつれて、配線９が酸化し、緑青が発生した。緑青が発生すると、電流が抑制される傾向にある。そして、汚損溶液４が乾き始めると、１０ｍＡを超える電流が間欠的に流れ、火花が発生し発煙が観測された。このような現象を繰り返してトラッキングが発生することになる。なお、汚損溶液４の選定においては、プリント基板８の設置環境の悪いところでは１％ＮａＣｌを用い、一般的な所では水道水を用いるとよい。
【００２５】
次に、絶縁物Ｂからなるプリント基板８に、１％ＮａＣｌの汚損溶液４を０．０１ｇ滴下したときの電流変化を図５に、水道水からなる汚損溶液４を０．０１ｇ滴下したときの電流変化を図６に示す。第１の配線９と第２の配線１０の間隔は、上述のものと同様の１．３ｍｍであり、直流電圧２４Ｖを印加している。
【００２６】
これらのことから、直流電圧でのトラッキング指数を求めることができ、運転電圧以上の指数が得られると、その絶縁物は優れた耐トラッキング性を有していることになる。上述の測定例では、絶縁物Ａよりも絶縁物Ｂの方が電流値が小さく、かつ放電も弱く、優れた耐トラッキング性を有するものである。
【００２７】
上記実施例の直流トラッキング測定装置によれば、直流回路に用いられるプリント基板８の第１の配線９と第２の配線１０間に直流電圧を印加して汚損溶液４を滴下し、放電を繰り返し起こし、トラッキング指数を求めているので、プリント基板８に用いられている絶縁物の耐トラッキング性の評価を容易に行うことができ、優れた絶縁物を選定することができる。
【００２８】
上記実施例では、電気部品をプリント基板８で説明したが、直流回路に用いられるコイルやスイッチなどの電気部品においても、直流電圧での耐トラッキング性の評価を行えば、優れた絶縁物を選定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例に係る直流トラッキング測定装置の構成を示す図。
【図２】本発明の実施例に係る直流トラッキング測定装置の処理動作を示すフローチャート図。
【図３】本発明の実施例に係る直流トラッキング測定装置により絶縁物Ａに１％ＮａＣｌ液を滴下したときの測定データ。
【図４】本発明の実施例に係る直流トラッキング測定装置により絶縁物Ａに水道水を滴下したときの測定データ。
【図５】本発明の実施例に係る直流トラッキング測定装置により絶縁物Ｂに１％ＮａＣｌ液を滴下したときの測定データ。
【図６】本発明の実施例に係る直流トラッキング測定装置により絶縁物Ｂに水道水を滴下したときの測定データ。
【符号の説明】
【００３０】
１  直流電源
２  電流計
３  電流観測装置
４  汚損溶液
５  ノズル
６  滴下装置
７  放電観測装置
８  プリント基板
９  第１の配線
１０  第２の配線
【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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