(57)【要約】【課題】回転電機のコイルの巻線間における部分放電を精度よく計測することができる部分放電測定方法を提供する。【解決手段】本実施形態の部分放電測定方法は、回転電機のコイルの巻線間における部分放電を測定する部分放電測定方法であって、サージ電源により生成される互いに同一のインパルス電圧を各相コイルの電圧印加端子と回転電機の固定子鉄心との間に印加し、回転電機において発生する部分放電を検出する部分放電検出装置から出力される部分放電信号を測定し、任意のインパルス電圧の印加に対して測定される部分放電信号の群が、任意のインパルス電圧の印加期間中に複数存在するか否かに基づいて、コイルの巻線間における部分放電の発生有無を判断する。【選択図】図１
2013124913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機のコイルの巻線間における部分放電を測定する部分放電測定方法であって、
サージ電源により生成される互いに同一のインパルス電圧を各相コイルの電圧印加端子と前記回転電機の固定子鉄心との間に印加し、
前記回転電機において発生する部分放電を検出する部分放電検出装置から出力される部分放電信号を測定し、
任意の前記インパルス電圧の印加に対して測定される前記部分放電信号の群が、前記任意のインパルス電圧の印加期間中に複数存在するか否かに基づいて、前記コイルの巻線間における部分放電の発生有無を判断することを特徴とする部分放電測定方法。
【請求項２】
前記インパルス電圧は、立ち上がり時間が５μｓ以下であることを特徴とする請求項１に記載の部分放電測定方法。
【請求項３】
前記インパルス電圧の立ち上がり時間を第１時間に設定するとともに、ピーク値を順次変化させながら、前記インパルス電圧の印加および前記部分放電信号の測定を繰り返し実行することにより、第１部分放電開始電圧を求め、
前記インパルス電圧の立ち上がり時間を前記第１時間とは異なる第２時間に設定するとともに、ピーク値を順次変化させながら前記インパルス電圧の印加および前記部分放電信号の測定を繰り返し実行することにより第２部分放電開始電圧を求め、
前記第１部分放電開始電圧および前記第２部分放電開始電圧を比較した結果と、前記部分放電信号の群が複数存在するか否かの判断とに基づいて、前記コイルの巻線間における部分放電の発生有無を判断することを特徴とする請求項１または２に記載の部分放電測定方法。
【請求項４】
前記インパルス電圧のピーク値を順次変化させながら前記インパルス電圧の印加および前記部分放電信号の測定を繰り返し実行することにより、前記インパルス電圧印加時の部分放電開始電圧を求め、
正弦波電源により生成される互いに同一の商用周波数の交流電圧を前記各相コイルの電圧印加端子と前記固定子鉄心との間に印加するステップと、前記交流電圧の印加後に前記部分放電検出装置から出力される前記部分放電信号を測定するステップとを、前記交流電圧のピーク値を順次変化させながら繰り返し実行することにより、前記交流電圧印加時の部分放電開始電圧を求め、
前記インパルス電圧印加時の部分放電開始電圧および前記交流電圧印加時の部分放電開始電圧を比較した結果に基づいて、前記コイルの巻線間における部分放電の発生有無を判断することを特徴とする請求項１または２に記載の部分放電測定方法。
【請求項５】
回転電機が組み上げられた状態において請求項１または２に記載の部分放電測定方法を実施し、前記コイルの巻線間における部分放電の発生が無いことを確認する工程を含む回転電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、部分放電測定方法および回転電機の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、回転電機を駆動するインバータにおいて、その駆動回路のスイッチング素子を通じて回転電機に印加される電圧（出力電圧）の立ち上がり時間が短くなる傾向にある。これは、出力電圧の立ち上がり時間が短くなるほど、スイッチングロスが低減されるというメリットが得られるからである。上記立ち上がり時間が短くなるということは、回転電機に対し急峻に変化する電圧（高い周波数成分を含む電圧）が印加されるということを意味する。回転電機に高い周波数成分を含む電圧が印加されると、コイルの巻線のうち、電圧の印加端子に最も近い巻線（第１コイル）に高い電圧が分担されることが知られている。その理由としては、次のように考えられている。すなわち、コイルおよび鉄心間には浮遊容量（コンデンサ）が存在する。高い周波数成分の電圧は、第１コイルから浮遊容量を通じて鉄心へと通じる経路に最も多く分担され、第２コイル以降を通じる経路の分担は少なくなる。このようなことから、インバータ駆動の回転電機では、第１コイルに高い電圧が分担されると考えられる。
【０００３】
このように、インバータ駆動の回転電機においては、高い周波数成分を含む電圧の印加（以下、インバータサージとも言う）により、商用周波駆動の回転電機に比べ、例えばコイルの巻線間（ターン間）などの一部分に高い電圧が加わる傾向がある。コイルの巻線間に高い電圧が印加されると、巻線の接触部付近において部分放電が発生する。そして、その部分放電により、コイルの絶縁が劣化して回転電機の故障に繋がるということが問題となっている。
【０００４】
このような部分放電の発生を防止するためには、回転電機の開発、設計および製造の各段階において部分放電測定（試験）を実施し、適切な絶縁性能を確保する必要がある。その部分放電試験としては、コイル異相間にインバータサージを模擬したインパルス電圧を印加する方法や、コイル異相間に矩形波サージ電圧を印加する方法などが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２５７８６２号公報
【特許文献２】特開２００６−３８６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、回転電機のコイルの巻線間における部分放電を精度よく計測することができる部分放電測定方法および回転電機の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態の部分放電測定方法は、回転電機のコイルの巻線間における部分放電を測定する部分放電測定方法であって、サージ電源により生成される互いに同一のインパルス電圧を各相コイルの電圧印加端子と回転電機の固定子鉄心との間に印加し、回転電機において発生する部分放電を検出する部分放電検出装置から出力される部分放電信号を測定し、任意のインパルス電圧の印加に対して測定される部分放電信号の群が、任意のインパルス電圧の印加期間中に複数存在するか否かに基づいて、コイルの巻線間における部分放電の発生有無を判断することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態を示すもので、部分放電測定システムの概略構成図
【図２】三相の固定子コイルの等価回路を示す図
【図３】電圧印加時における各部の電圧および部分放電信号の波形図
【図４】第１の比較例を示す図１相当図
【図５】図３相当図
【図６】第２の比較例を示す図１相当図
【図７】図３相当図
【図８】第３の比較例を示す図１相当図
【図９】図３相当図
【図１０】第２の実施形態を示す図１相当図
【図１１】図３相当図
【図１２】部分放電発生箇所を特定する処理を示すフローチャート
【図１３】第３の実施形態を示す図１相当図
【図１４】図３相当図
【図１５】図１２相当図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図１〜図９を参照しながら説明する。
図１は、部分放電測定システムの概略的な構成を示すブロック図である。図１に示す部分放電測定システム１は、回転電機２に対してインパルス電圧を印加し、それにより生じる部分放電を計測するものである。部分放電計測システム１は、サージ電源３、部分放電検出装置４、電圧計測器５および信号表示装置６により構成される。一方、測定対象物となる回転電機２は、インバータにより駆動可能なものであり、固定子７および回転子（図示せず）を備えている。固定子７は、固定子鉄心８に複数相、例えば三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイルＵ、Ｖ、Ｗが巻装された構成である。
【００１０】
図２は、三相の固定子コイルの等価回路を示している。Ｕ相のコイルＵは、電圧印加端子Ｕｐおよび中性点Ｎの間に互いに直列接続された第１コイルＵ１、第２コイルＵ２、第３コイルＵ３および第４コイルＵ４により構成されている。Ｖ相のコイルＶは、電圧印加端子Ｖｐおよび中性点Ｎの間に互いに直列接続された第１コイルＶ１、第２コイルＶ２、第３コイルＶ３および第４コイルＶ４により構成されている。Ｗ相のコイルＷは、電圧印加端子Ｗｐおよび中性点Ｎの間に互いに直列接続された第１コイルＷ１、第２コイルＷ２、第３コイルＷ３および第４コイルＷ４により構成されている。すなわち、各相のコイルＵ、Ｖ、Ｗは、中性点Ｎを介してＹ結線されている。
【００１１】
なお、図２では、第１コイルＵ１、Ｖ１、Ｗ１の各巻き終わり（第２コイルＵ２、Ｖ２、Ｗ２の各巻き始め）をそれぞれＵａ、Ｖａ、Ｗａで示し、第２コイルＵ２、Ｖ２、Ｗ２の各巻き終わり（第３コイルＵ３、Ｖ３、Ｗ３の各巻き始め）をそれぞれＵｂ、Ｖｂ、Ｗｂで示し、第３コイルＵ３、Ｖ３、Ｗ３の各巻き終わり（第４コイルＵ４、Ｖ４、Ｗ４の各巻き始め）をそれぞれＵｃ、Ｖｃ、Ｗｃで示している。
【００１２】
さて、サージ電源３は、過渡的に短時間出現する電圧で急峻にピーク値（波高値）まで上昇し、それより緩やかに降下するサージ電圧（インパルス電圧とも言う）を生成する。使用者は、サージ電源３の図示しない操作部を操作することにより、生成するインパルス電圧の波高値（ピーク値）を設定することができる。なお、本実施形態のサージ電源３は、生成するインパルス電圧の波頭長（規約原点から波高値に達するまでの立ち上がり時間）は５μｓ以下の所定の時間となっており、波尾長（波高値を過ぎて波高値の１／２（半波高点）に低下するまでの時間）は５μｓよりも十分に長い所定の時間となっている。
【００１３】
サージ電源３の高電位側の出力電源線９は、互いに共通に（纏めて）接続された電圧印加端子Ｕｐ〜Ｗｐに接続されている。サージ電源３の低電位側（グランド側）の出力電源線１０は、固定子鉄心８に接続されるとともに接地されている。このような構成により、サージ電源３から出力されるインパルス電圧は、共通接続された電圧印加端子Ｕｐ〜Ｗｐと固定子鉄心８との間に印加される。
【００１４】
部分放電検出装置４は、回転電機２において発生する部分放電を検出するものであり、部分放電（の発生度合い）に基づいた検出信号である部分放電信号を出力する。具体的には、部分放電検出装置４は、例えばＣＴ（Current Transformer）およびバンドパスフィルタなどを用いて出力電源線９、１０を介して流れる高周波電流（コイルＵ〜Ｗに流れる電流に相当）を検出し、それに応じた部分放電信号を出力する。
【００１５】
電圧計測器５は、出力電源線９、１０間の電圧を測定し、その電圧波形を示す測定信号を出力する。信号表示装置６には、部分放電検出装置４から与えられる部分放電信号および電圧計測器５から与えられる測定信号が与えられている。信号表示装置６は、入力される信号波形を画面に表示するデジタルオシロスコープとしての機能を備えている。このような機能を持つ信号表示装置６は、回転電機２に印加されるインパルス電圧および部分放電信号の各波形を併せて（時間軸を一致させて）表示する。
【００１６】
次に、上記構成の部分放電計測システム１を用いた部分放電計測方法について、図２および図３も参照して説明する。なお、以下の説明において、各相のコイルＵ〜Ｗの全てについて同様のことが言える内容についてはＵ相のコイルＵを例にして説明し、Ｖ相のコイルＶおよびＷ相のコイルＷについては説明を省略する。
【００１７】
本実施形態において、サージ電源３から出力されるインパルス電圧は単極性であり、０Ｖから急峻にピーク値である電圧Ｅまで立ち上がる。図３は、回転電機２に対し、このようなインパルス電圧が印加された際における各部の電圧波形および部分放電信号波形を示している。インパルス電圧は、共通接続された電圧印加端子Ｕｐ〜Ｗｐと固定子鉄心８との間に印加される。また、図示しないが、各相のコイルＵ〜Ｗと固定子鉄心８との間には浮遊容量が存在する。そのため、インパルス電圧が印加される対象となる主な部分（被試験品と称す）は、各相のコイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間の容量性負荷であると考えられる。
【００１８】
従って、コイルＵ−固定子鉄心８間の電圧（印加電圧）は、図３（ｂ）に示すように、電圧Ｅまで急峻に立ち上がった後、その電圧Ｅから数百μｓをかけて徐々に低下する（立ち下がる）。本実施形態のインパルス電圧は単極性であるため、波頭部の電圧と逆極性の電圧は生じない。そのため、コイルＵ−固定子鉄心８間のピーク−ピーク電圧（Ｖp-p）は電圧Ｅとなる。
【００１９】
これに対し、異相のコイル同士の間（異相コイル間）の電圧波形は、図３（ｃ）に示すようになる。前述したとおり、電圧印加端子Ｕｐ〜Ｗｐが共通接続されているため、各相のコイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間には互いに同一のインパルス電圧が同一のタイミングで印加されることになる。従って、図３（ｃ）に示すように、異相コイル間にはほとんど電圧が印加されない。なお、図３（ｃ’）は、図３（ｃ）の時間軸を拡大したものである。
【００２０】
一方、各相コイルＵ〜Ｗの巻線間（ターン間）の電圧波形は次のとおりとなる。すなわち、サージ電源３から出力されるインパルス電圧は、電圧印加端子Ｕｐ、第１コイルＵ１、第２コイルＵ２、第３コイルＵ３、第４コイルＵ４を順次伝搬する。しかし、コイルＵのインダクタンス、コイルＵと固定子鉄心８との間の浮遊容量などが原因で、電圧印加端子Ｕｐから遠くなるほど印加されるインパルス電圧の波頭部分が鈍くなる（立ち上がりが緩やかになる）。特に、第１コイルＵ１の巻き始め（電源印加端子Ｕｐ）の電圧波形（図３（ｂ’）に実線で示す波形）と、第１コイルＵ１の巻き終わりＵａ（第２コイルＵ２の巻き始め）の電圧波形（図３（ｂ’）に破線で示す波形）とを比べると、波頭部分についての上述した差が顕著に表れている。
【００２１】
図３（ａ）は、第１コイルＵ１の巻線間（巻き始めＵｐと巻き終わりＵａとの間）の電圧波形を示している。図３（ａ’）は、図３（ａ）の時間軸を拡大したものである。図３（ａ）、（ａ’）に示すように、第１コイルＵ１の巻線間には、インパルス電圧の立ち上がり部分において、比較的高い電圧（ｋ・Ｅ）が加わっている。このような電圧ｋ・Ｅが加わる理由は、第１コイルＵ１の巻き始めと巻き終わりとにおいて、上記したような立ち上がりの差が生じたためである。
【００２２】
さらに、第１コイルＵ１〜第４コイルＵ４を通過したインパルス電圧は、コイルＵの中性点Ｎで反射し、第４コイルＵ４〜第１コイルＵ１を通過して電圧印加端子Ｕｐへ伝搬する。このときの反射波により、第１コイルＵ１の巻線間には電圧Ｅとは反対の極性（逆極性）の電圧（−ｒ・Ｅ）が加わっている（図３（ａ）、（ａ’）参照）。そのため、第１コイルＵ１の巻線間に加わる電圧のピーク−ピーク（Ｖp-p）は、電圧（ｒ＋ｋ）・Ｅとなる。
【００２３】
このように、本実施形態によれば、異相コイル間にほとんど電圧が印加されることなく、第１コイル（Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１）の巻線間に比較的高い電圧を印加することができる。そのため、本実施形態の部分放電測定方法を用いることにより、各相コイルＵ〜Ｗの巻線間の絶縁に対する部分放電試験を行うことができる。
【００２４】
図３（ｄ）は、部分放電検出装置４により捉えられた（検出された）部分放電を表す部分放電信号の波形を示している。図３（ｄ’）は、図３（ｄ）の時間軸を拡大したものである。なお、図３（ｄ’）には、第１コイルＵ１の巻線間の電圧波形を破線により併せて表示している。部分放電は、印加される電圧が大きく変化する際に発生し易い。そのため、図３（ｄ’）に示すように、第１コイルＵ１の巻線間電圧が電圧ｋ・Ｅである時点付近の期間Ｔａには、部分放電信号が集中して存在する。また、第１コイルＵ１の巻線間で電圧が電圧−ｒ・Ｅである時点付近の期間Ｔｂにも、部分放電信号が集中して存在する。
【００２５】
本実施形態では、このような部分放電信号に基づいて、次のようにして部分放電の発生箇所を特定することができる。すなわち、本実施形態の部分放電測定システム１によれば、各相コイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間と、各相コイルＵ〜Ｗの巻線間とにおいて部分放電が発生する可能性がある。なお、異相コイル間には電圧がほとんど印加されないため、部分放電が発生することはない。
【００２６】
各相のコイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間に加わる電圧は、インパルス電圧を１回（１発）印加する間において、その立ち上がり部分の１箇所で大きく変化している（図３（ｂ）参照）。なお、インパルス電圧を１回印加する期間とは、規約原点から波尾長だけ経過した時点（半波高点に達するまでの時点）までの期間であり、任意のインパルス電圧の印加期間に相当する。
【００２７】
一方、各相のコイルＵ〜Ｗ（第１コイルＵ１、Ｖ１、Ｗ１）の巻線間に加わる電圧は、インパルス電圧を１回印加する間において、その立ち上がり部分および反射波による逆極性の電圧が加わる部分の２箇所で大きく変化している。そのため、測定される部分放電信号が集中して発生する期間（部分放電信号の群に相当するものであり、以下では部分放電信号群とも称す）が、インパルス電圧を１回印加する間に１箇所しか存在しない場合、その部分放電はコイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間で発生したものであると考えられる。また、上記部分放電信号群が、インパルス電圧を１回印加する間に複数（２箇所以上）存在する場合、その部分放電はコイルＵ〜Ｗの巻線間で発生したものであると考えられる。
【００２８】
続いて、本実施形態に対する複数の比較例について図４〜図９を参照しながら説明する。なお、各比較例において、本実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
【００２９】
＜第１の比較例＞
図４は、第１の比較例の部分放電測定システムの概略構成を示す図１相当図である。図１に示す部分放電測定システム２１においては、サージ電源３の高電位側の出力電源線９は、電圧印加端子Ｕｐに接続されている。サージ電源３の低電位側（グランド側）の出力電源線１０は、互いに共通に接続された電圧印加端子Ｖｐ、Ｗｐに接続されている。また、サージ電源３の低電位側の出力電源線１０は、固定子鉄心８に接続されるとともに接地されている。このような構成により、サージ電源３から出力されるインパルス電圧は、異相のコイル間（Ｕ相と、Ｖ相およびＷ相との間）に印加される。
【００３０】
次に、上記構成の部分放電測定システム２１を用いた部分放電測定方法について説明する。図５は、回転電機２に対してインパルス電圧が印加された際における各部の電圧波形および部分放電信号波形を示している。第１の比較例においては、インパルス電圧が異相コイル間に印加されるため、インパルス電圧が印加される対象となる主な部分（被試験品と称す）は、各相のコイルＵ〜Ｗそのものであり、誘導性負荷であると考えられる。
【００３１】
従って、異相コイル間の電圧（印加電圧）は、図５（ｃ）に示すように、インパルス電圧の波頭部以降において減衰振動波形となる。振動波形のパラメータは、被試験品のインピーダンス特性に依存するが、振動波形のピーク部分（電圧−ｄ・Ｅ）がインパルス電圧の波頭部と反対の極性（逆極性）になる。なお、コイルＵ−固定子鉄心８間の電圧は、図５（ｂ）に示すように、異相コイル間の電圧と同一の波形となる。そのため、異相コイル間およびコイルＵ−固定子鉄心８間のピーク−ピーク電圧（Ｖp-p）は、電圧（１＋ｄ）・Ｅとなり、第１の実施形態に比べて高い電圧が加わることになる。
【００３２】
一方、Ｕ相の第１コイルＵ１の巻線間の電圧波形は、図５（ａ）に示すようになる。すなわち、第１コイルＵ１の巻線間には、インパルス電圧の波頭部（立ち上がり部分）において分担電圧ｋ・Ｅが加わる。また、第１コイルＵ１の巻線間の電圧についても、インパルス電圧の波頭部以降には振動波形となり、その振動波形のピーク部分（電圧−ｖ・Ｅ）が波頭部と反対の極性になる。そのため、第１コイルＵ１の巻線間のピーク−ピーク電圧（Ｖp-p）は、電圧（ｋ＋ｖ）・Ｅとなる。なお、印加されたインパルス電圧は、Ｕ相コイルＵから中性点Ｎを介してＶ相コイルＶ（Ｗ相コイルＷ）を通過してグランドへ抜けるため、第１の実施形態のように反射波の影響による第１コイルＵ１の巻線間電圧の変化は生じない。
【００３３】
以上説明したように、第１の比較例では、第１の実施形態に比べ、コイル−固定子鉄心８間に高い電圧が印加されるとともに、異相コイル間にも比較的高い電圧が印加される。つまり、各相コイルＵ〜Ｗの巻線間に部分放電を発生させ得るためには、異相コイル間およびコイル−固定子鉄心８間に高い電圧を加える必要がある。そのため、第１の比較例では、各相コイルＵ〜Ｗの巻線間ではなく、異相コイル間およびコイル−固定子鉄心８間において部分放電が発生する可能性が高まる。
【００３４】
さらに、第１の比較例では、部分放電信号に基づいて部分放電の発生箇所を特定することも困難である。すなわち、異相コイル間の電圧、コイル−固定子鉄心８間の電圧および各相のコイルＵ〜Ｗの巻線間に加わる電圧は、いずれも、インパルス電圧を１回（１発）印加する間に複数箇所（特に２箇所）で大きく変化する。そのため、いずれの場合でも、測定される部分放電信号が集中して発生する期間（部分放電信号群）が、インパルス電圧を１回印加する間に複数（２箇所以上）存在する可能性が高い（図５（ｄ）参照）。従って、本比較例において、部分放電信号、ひいては部分放電信号群の数に基づいて、その部分放電の発生箇所を特定することは困難である。
【００３５】
なお、上述したインパルス電圧印加による部分放電測定（試験）に加え、商用周波数（例えば５０Ｈｚ、６０Ｈｚなど）の交流電圧による部分放電試験を実施することで各相コイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間の部分放電開始電圧を確認しておけば、インパルス電圧印加時に各相コイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間で部分放電が発生しているか否かを判定することは可能である。つまり、各試験結果を比較することによりコイル各部の絶縁状態（部分放電の発生箇所の特定など）をある程度把握することは可能である。ただし、回転電機２を運転させない状態において、商用周波数の交流電圧をコイル端子間に印加すると過電流が流れてしまう。そのため、商用周波数の交流電圧による部分放電試験を実施する際、固定子コイルがＹ結線された構成（図１および図２参照）では各相コイルＵ〜Ｗの中性点Ｎ側の接続を外す必要があり、固定子コイルがΔ結線された構成（図示せず）では各相コイルＵ〜Ｗの異相間側の接続を外す必要があるため、測定作業が煩雑になってしまう。
【００３６】
＜第２の比較例＞
図６は、第２の比較例の部分放電測定システムの概略構成を示す図１相当図である。図６に示す部分放電測定システム３１においては、サージ電源３２の高電位側（＋Ｅ／２）の出力電源線９は、電圧印加端子Ｕｐに接続されている。サージ電源３２の低電位側（−Ｅ／２）の出力電源線１０は、互いに共通に接続された電圧印加端子Ｖｐ、Ｗｐに接続されている。また、固定子鉄心８は接地されている。サージ電源３２は、接地電位（０Ｖ）を中心電位とした矩形波のパルス電圧を生成する。パルス電圧の上限電圧値（パルスＯＮ）は＋Ｅ／２であり、下限電圧値（パルスＯＦＦ）は−Ｅ／２である。このような構成により、サージ電源３２から出力されるパルス電圧は、異相のコイル間（Ｕ相と、Ｖ相およびＷ相との間）に印加される。
【００３７】
次に、上記構成の部分放電測定システム３１を用いた部分放電測定方法について説明する。図７は、回転電機２に対してパルス電圧が印加された際における各部の電圧波形および部分放電信号波形を示している。第２の比較例においては、パルス電圧は、異相コイル間に印加されるため、パルス電圧が印加される対象となる主な部分（被試験品と称す）は、各相のコイルＵ〜Ｗそのものであり、第１の比較例と同様に誘導性負荷であると考えられる。
【００３８】
異相コイル間の電圧（印加電圧）は、図７（ｃ）に示すようになる。すなわち、パルスＯＮではＵ相の電圧印加端子Ｕｐに電圧＋Ｅ／２が印加され、パルスＯＦＦではＶ相およびＷ相の電圧印加端子Ｖｐ、Ｗｐに電圧−Ｅ／２が印加される。そのため、異相コイル間のピーク−ピーク電圧（Ｖp-p）は、電圧Ｅとなる。また、固定子鉄心８が接地されているため、コイルＵ−固定子鉄心８間のピーク−ピーク電圧（Ｖp-p）も、電圧Ｅとなる（図７（ｂ）参照）。
【００３９】
一方、Ｕ相の第１コイルＵ１の巻線間の電圧波形は、図７（ａ）に示すようになる。すなわち、Ｕ相の第１コイルＵ１の巻き始めの電圧波形は、図７（ｃ）に実線で示した波形と同様である。これに対し、Ｕ相の第１コイルＵ１の巻き終わりの電圧波形は、図７（ｃ）に破線で示した波形、つまり、巻き始めの電圧波形に対しコイル伝搬時間だけ遅延した電圧波形となる。そのため、第１コイルＵ１の巻線間には、パルス電圧の立ち上がり付近において電圧ｋ・Ｅのピークを持つ電圧が印加されるとともに、パルス電圧の立ち下がり付近において電圧−ｋ・Ｅのピークを持つ電圧が印加される（図７（ａ）参照）。従って、第１コイルＵ１の巻線間のピーク−ピーク電圧（Ｖp-p）は、電圧２ｋ・Ｅとなる。
【００４０】
以上説明したように、第２の比較例では、異相コイル間およびコイル−固定子鉄心８間にピーク−ピーク電圧Ｅが印加される。つまり、各相コイルＵ〜Ｗの巻線間に部分放電を発生させ得るためには、異相コイル間およびコイル−固定子鉄心８間に高い電圧を加える必要がある。そのため、第２の比較例では、各相コイルＵ〜Ｗの巻線間ではなく、異相コイル間およびコイル−固定子鉄心８間において部分放電が発生する可能性がある。
【００４１】
ただし、第２の比較例では、各相コイルＵ〜Ｗの巻線間に比較的高い電圧（２ｋ・Ｅ）が印加されるため、第１の比較例に比べ、各相コイルＵ〜Ｗの巻線間において部分放電が発生する可能性が高まる。しかし、第２の比較例では、被試験品が誘導性負荷であると考えられる。そのため、矩形波のパルス電圧が印加されると、パルスの平坦部分においては直流電圧が印加されているのと同等であるため、多大な電流が流れる。これにより、パルスの平坦部分において歪みが生じるなど、サージ電源３２の出力不足が原因で試験（測定）に必要となる電圧波形（電圧レベル）を得ることができない可能性がある。
【００４２】
この対策としては、インパルス電圧を印加するために用いるサージ電源３の電源容量（例えば、約１００ＶＡ）に比べ、大きい電源容量（例えば、約２０００ＶＡ）を持つサージ電源３２を用意することが考えられる。ただし、その場合、次のような問題が生じる。すなわち、電源装置（サージ電源）の体格および価格は概ね電源容量に比例して増加すると考えられるため、体格の大きい電源装置の増設による設置場所確保の問題や新規購入におけるコスト増の問題などが生じることになる。しかも、上記出力不足の問題は、回転電機（モータ）の容量が大きくなるほど顕在化する。そのため、大容量の回転電機２に対する測定を行うことを考えると、上記問題を解消するような極めて大きな電源容量を持つサージ電源３２を準備する必要があるため、上記対処方法は現実的ではない。
【００４３】
また、パルス電圧のパルス幅を短くするなどしてサージ電源３２が出力不足になる事態を回避することも考えられるが、その場合には次のような問題が生じる。すなわち、パルス幅が短くなると、パルス電圧の立ち下がり部分において各相コイルＵ〜Ｗの巻線間の電圧変化が小さくなる。そのため、各相コイルＵ〜Ｗの巻線間に加えられる電圧が低くなる可能性がある。さらに、被試験品が誘導性負荷であることに起因し、パルス電圧の立ち上がり部分および立ち下がり部分においてオーバーシュートが生じる可能性がある。オーバーシュートが生じると、異相コイル間および各相コイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間に印加される電圧のピーク−ピークが電圧Ｅより高くなる可能性があり、部分放電が発生する可能性が高まる。
【００４４】
このように、第２の比較例においては、異相コイル間、コイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間およびコイルＵ〜Ｗの巻線間のいずれについても部分放電が生じる可能性がある。さらに、第２の比較例においても、部分放電信号に基づいて部分放電の発生箇所を特定することは困難である。すなわち、異相コイル間の電圧、各相のコイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間の電圧および各相のコイルＵ〜Ｗの巻線間に加わる電圧は、いずれも、パルス電圧を１回（１発）印加する間において２箇所で大きく変化する。そのため、パルス電圧を１回印加する間に、測定される部分放電信号が集中して発生する期間（部分放電信号群）が、いずれの場合でも２箇所以上存在する可能性が高い（図７（ｄ）参照）。従って、第２の比較例においても、部分放電信号、ひいては部分放電信号群の数に基づいて、その部分放電の発生箇所を特定することは困難である。
【００４５】
＜第３の比較例＞
図８は、第３の比較例の部分放電測定システムの概略構成を示す図１相当図である。図８に示す部分放電測定システム４１においては、サージ電源３２は、矩形波のパルス電圧を生成する。パルス電圧の上限電圧値（パルスＯＮ）は＋Ｅであり、下限電圧値（パルスＯＦＦ）は０Ｖである。このような構成により、サージ電源３２から出力されるパルス電圧は、共通接続された電圧印加端子Ｕｐ〜Ｗｐと固定子鉄心８との間に印加される。
【００４６】
次に、上記構成の部分放電測定システム４１を用いた部分放電測定方法について説明する。図９は、回転電機２に対してパルス電圧が印加された際における各部の電圧波形および部分放電信号波形を示している。第３の比較例においては、パルス電圧は、共通接続された電圧印加端子Ｕｐ〜Ｗｐと固定子鉄心８との間に印加されるため、パルス電圧が印加される対象となる主な部分（被試験品と称す）は、第１の実施形態と同様に、各相のコイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間の容量性負荷であると考えられる。
【００４７】
コイルＵ−固定子鉄心８間の電圧（印加電圧）は、図９（ｂ）に示すように、ピーク−ピーク電圧（Ｖp-p）が電圧Ｅとなっている。これに対し、異相コイル間の電圧波形は、図９（ｃ）に示すようになる。前述したとおり、電圧印加端子Ｕｐ〜Ｗｐが共通接続されているため、各相のコイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間には互いに同一のパルス電圧が同一のタイミングで印加されることになる。従って、図９（ｃ）に示すように、異相コイル間にはほとんど電圧が印加されない。
【００４８】
一方、Ｕ相コイルＵの巻線間の電圧波形は次のとおりとなる。すなわち、サージ電源３２から出力されるパルス電圧は、電圧印加端子Ｕｐ、第１コイルＵ１、第２コイルＵ２、第３コイルＵ３、第４コイルＵ４を順次伝搬する。その際、コイルＵのインダクタンス、コイルＵと固定子鉄心８との浮遊容量などが原因で、電圧印加端子Ｕｐから遠くなるほど印加されるパルス電圧の波頭部分が鈍くなる（立ち上がりが緩やかになる）。そのため、第１コイルＵ１の巻線間には、パルス電圧の立ち上がり付近において電圧ｋ・Ｅのピークを持つ電圧が印加されるとともに、パルス電圧の立ち下がり付近において電圧−ｋ・Ｅのピークを持つ電圧が印加される（図９（ａ）参照）。そのため、第１コイルＵ１の巻線間に加わる電圧のピーク−ピーク（Ｖp-p）は、電圧２ｋ・Ｅと高くなる。
【００４９】
さらに、第１コイルＵ１〜第４コイルＵ４を通過したパルス電圧は、コイルＵの中性点Ｎで反射し、第４コイルＵ４〜第１コイルＵ１を通過して電圧印加端子Ｕｐへ伝搬する。このときの反射波により、第１コイルＵ１の巻線間には、パルス電圧の立ち上がり付近において電圧ｋ・Ｅと逆極性の電圧（−ｒ・Ｅ）が加わるとともに、パルス電圧の立ち下がり付近において電圧−ｋ・Ｅと逆極性の電圧（ｒ・Ｅ）が加わる（図９（ａ）参照）。
【００５０】
このように、第３の比較例によれば、異相コイル間にほとんど電圧が印加されることなく、第１コイル（Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１）の巻線間に比較的高い電圧を印加することができる。そのため、第３の比較例の部分放電測定方法を用いることにより、コイルの巻線間の絶縁に対する部分放電試験を行うことが可能であると考えられる。また、第３の比較例によれば、被試験品が容量性負荷であると考えられるため、第２の比較例のように電源の出力不足の問題などは生じない。しかしながら、第３の比較例では、部分放電信号に基づいて部分放電の発生箇所を特定することが困難である。
【００５１】
すなわち、各相コイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間の電圧および各相のコイルＵ〜Ｗの巻線間に加わる電圧は、いずれも、パルス電圧を１回印加する間において２箇所で大きく変化している。そのため、パルス電圧を１回印加する間に、測定される部分放電信号が集中して発生する期間（部分放電信号群）が、いずれの場合でも２箇所以上（複数）存在する可能性が高い（図９（ｄ）参照）。従って、第３の比較例において、部分放電信号、ひいては部分放電信号群の数に基づいて、その部分放電の発生箇所を特定することは困難である。
【００５２】
これらの比較例に対し、本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
本実施形態の部分放電測定方法は、各相のコイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間に互いに同一のインパルス電圧を同一のタイミングで印加することになり、異相コイル間にほとんど電圧が印加されることなく、各相コイルＵ〜Ｗの巻線間に高い電圧が印加された状態で、部分放電測定を行うことができる。つまり、異相コイル間に部分放電を発生させることなく、各相コイルＵ〜Ｗの巻線間に部分放電を発生させることができる。
【００５３】
また、使用者（ユーザ）は、信号表示装置６に表示される印加電圧波形および部分放電信号を観測することで、部分放電信号が集中する期間（部分放電信号群）がインパルス電圧を１回印加する間に複数存在するか否かを確認し、その確認結果に基づいて部分放電の発生箇所が、各相コイルＵ〜Ｗの巻線間であるか、または各相コイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間であるかを特定することができる。回転電機２の開発および設計の段階において、本実施形態の部分放電測定方法を用いて部分放電特性（部分放電開始電圧など）を測定すれば、回転電機２の固定子７のコイルＵ〜Ｗについての絶縁性能を正確に評価することが可能となる。
【００５４】
回転電機２の製造段階においては、回転電機２が製品として組み上げられた状態で固定子７の絶縁性能に問題のある製品（不良品）を見つけるための工程（出荷前検査工程）が存在する。このような工程において、本実施形態の部分放電測定方法を用いる場合には次のようにすればよい。すなわち、サージ電源３により所定のピーク値を持つインパルス電圧を生成して回転電機２に印加する。そして、部分放電信号が発生しなければ絶縁性能が正常であると判定し、部分放電信号が発生すれば絶縁性能に問題がある（不良品である）と判定する。本実施形態によれば、第１の比較例のように、各相コイルＵ〜Ｗの中性点Ｎ側の接続、または各相コイルＵ〜Ｗの異相間側の接続を外す必要はない。そのため、本実施形態の部分放電測定方法を上記したように製品の出荷前検査に用いれば、回転電機２の結線状態を出荷する製品の状態から変更することなく検査を実施することができる。
【００５５】
本実施形態では、各相コイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間に、立ち上がり時間が５μｓ以下のインパルス電圧（サージ電圧）を印加するようにした。印加されるインパルス電圧は、電圧印加端子（Ｕｐ、Ｖｐ、Ｗｐ）、第１コイル（Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１）、第２コイル（Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２）、第３コイル（Ｕ３、Ｖ３、Ｗ３）、第４コイル（Ｕ４、Ｖ４、Ｗ４）を順次伝搬する。その際、コイルのインダクタンス、コイルと固定子鉄心８との間の浮遊容量などが原因で、電圧印加端子（Ｕｐ、Ｖｐ、Ｗｐ）から遠くなるほど印加されるインパルス電圧の立ち上がり部分が鈍くなる。特に、第１コイル（Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１）においては立ち上がり部分の電圧変化が大きいため、第１コイル（Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１）の巻線間にはインパルス電圧の立ち上がりにおいて比較的高い電圧が加わる。また、第１コイルＵ１〜第４コイルＵ４を伝搬して反射した反射波が立ち上がり時とは逆極性でもって第１コイルＵ１に加わる。従って、第１コイルＵ１には比較的高いピーク−ピーク電圧（ｋ＋ｒ）・Ｅが印加される。
【００５６】
また、インパルス電圧の立ち上がり部分の電圧変化が大きいほど、第１コイルＵ１の分担電圧が高くなる。そのため、インパルス電圧の立ち上がり時間が短いほど、第１コイルＵ１に一層高い電圧が加えられる。しかし、各相コイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間の容量性負荷にインパルス電圧が印加されるため、負荷の静電容量の影響によりインパルス電圧の立ち上がりが、無負荷状態や第１の比較例のように異相コイル間にインパルス電圧を印加する場合に比べて鈍くなる（緩やかになる）。そこで、どの程度の立ち上がり時間のインパルス電圧であれば、第１コイルＵ１に印加される電圧を十分に高められるのかを調査するべく、本発明者らが種々の条件により測定を行った。そして、その測定結果に基づき、第１コイルＵ１の巻線間に部分放電を確認する上で十分な電圧を印加するためには、インパルス電圧の立ち上がり時間が５μｓ以下であればよいという考えに至った。
【００５７】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について図１０〜図１２を参照しながら説明する。
なお、本実施形態において、第１の実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
第１の実施形態では、各相コイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間と、各相コイルＵ〜Ｗの巻線間との双方において部分放電が発生した場合、インパルス電圧が１回印加される間に部分放電信号が集中して発生する期間が複数存在することになる。そのため、部分放電の発生箇所を特定することが困難になってしまう。
【００５８】
そこで、本実施形態の部分放電測定方法においては、立ち上がり時間が互いに異なる２種類のインパルス電圧を印加して部分放電測定を実施し、それらの結果に基づいて次のように部分放電の発生箇所を特定する。互いに立ち上がり時間の異なる２種類のインパルス電圧を発生させるためには、立ち上がり時間（波頭長）の設定値が互いに異なる２種類のサージ電源を用意する構成（図示せず）を採用することが考えられる。また、図１０に示す部分放電測定システム５１のように、サージ電源３の高電位側の出力電源線９に直列に介在するように波形調整回路５２を設ける構成を採用することも考えられる。波形調整回路５２は、サージ電源３から出力されるインパルス電圧の立ち上がり時間を調整するものである。波形調整回路５２としては、例えば、出力電源線９に直列に介在する抵抗素子による構成、出力電源線９および対地（出力電源線１０）間に容量性素子を接続する構成、または、それら抵抗素子および容量性素子を組み合わせた構成などを採用することができる。
【００５９】
次に、本実施形態の部分放電測定方法について、図１１および図１２も参照して説明する。
図１１は、回転電機２に対し、立ち上がり時間の互いに異なる２種類のインパルス電圧が印加された際における各部の電圧波形および部分放電信号波形を示している。図１１の（ａ１）〜（ｄ１）は第１のインパルス電圧が印加された場合を示し、図１１の（ａ２）〜（ｄ２）は第２のインパルス電圧が印加された場合を示している。なお、図１１（ｂ１）、（ｂ２）において、実線は第１コイルＵ１の巻き始め（印加電圧に相当）の電圧波形を示し、破線は第１コイルＵ１の巻き終わり（第２のコイルＵ２の巻き始め）の電圧波形を示している。第１のインパルス電圧の立ち上がり時間（第１時間に相当）は、第２のインパルス電圧の立ち上がり時間（第２時間に相当）に比べて短い時間となっている。
【００６０】
第１のインパルス電圧が印加された場合と、第２のインパルス電圧が印加された場合とを比較すると、立ち上がりの鈍くなった第２コイルＵ２の巻き始め以降の電圧波形には大きな差は無い（図１１（ｂ１）、（ｂ２）参照）。一方、第１コイルＵ１の巻き始めの電圧波形については、立ち上がり時間の差が顕著に現れている（図１１（ｂ１）、（ｂ２）参照）。そのため、第１のインパルス電圧が印加された場合と、第２のインパルス電圧が印加された場合とでは、第１コイルＵ１の巻線間に印加される電圧のピーク−ピーク電圧が異なっている。具体的には、第１のインパルス電圧が印加された場合には、第１コイルＵ１の巻線間のピーク−ピーク電圧（Ｖp-p）は、電圧（ｋ１＋ｒ１）・Ｅとなる（図１１（ａ１）参照）。一方、第２のインパルス電圧が印加された場合には、第１コイルＵ１の巻線間のピーク−ピーク電圧（Ｖp-p）は、電圧（ｋ２＋ｒ２）・Ｅとなる（図１１（ａ２）参照）。ただし、ｋ１＞ｋ２であり、ｒ１≒ｒ２である。
【００６１】
このように、インパルス電圧の立ち上がり時間はコイルの巻線間に印加される電圧に影響を与える。具体的には、インパルス電圧の立ち上がり時間が短いほど、第１コイルＵ１の巻線間に印加される電圧のピーク−ピーク電圧が高くなる。つまり、立ち上がり時間が互いに異なる２種類のインパルス電圧を印加した場合、各相コイルＵ〜Ｗの巻線間における部分放電開始電圧は、互いに異なることになる。
【００６２】
なお、部分放電開始電圧は、部分放電が発生する（発生し始める）電圧を規定するものである。例えば、インパルス電圧のピーク値を所定の初期値から段階的に上昇させながら、部分放電検出装置から出力される信号を測定し、初めて部分放電が確認されたとき（部分放電信号が観測されたとき）のインパルス電圧のピーク値を部分放電開始電圧とする。
【００６３】
これに対し、各相コイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間の電圧は、インパルス電圧の立ち上がり時間に依存することなく、そのピーク電圧は電圧Ｅとなっている。つまり、立ち上がり時間が互いに異なる２種類のインパルス電圧を印加した場合、各相コイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間における部分放電開始電圧は、互いに一致することになる。本実施形態では、このような点に着目し、立ち上がり時間の互いに異なる２種類のインパルス電圧を印加した場合における部分放電開始電圧を比較することにより、部分放電の発生箇所を特定する。
【００６４】
図１２は、本実施形態における部分放電発生箇所の特定方法を示すフローチャートである。なお、図１２では、第１のインパルス電圧をサージ波形１と称し、第２のインパルス電圧をサージ波形２と称している。ステップＳ１では、第１のインパルス電圧を印加した場合における部分放電開始電圧（第１部分放電開始電圧に相当し、以下ではＰＤＩＶ１とも称す）を求める。ステップＳ２では、第２のインパルス電圧を印加した場合における部分放電開始電圧（第２部分放電開始電圧に相当し、以下ではＰＤＩＶ２とも称す）を求める。ステップＳ３では、ＰＤＩＶ１およびＰＤＩＶ２が一致するか否かが判断される。
【００６５】
なお、ここでの一致の判定は、完全に一致するか否かの判定だけでなく、所定の許容誤差を考慮した一致の判定でもよい。その結果、ＰＤＩＶ１およびＰＤＩＶ２が一致すると判断された場合（ＹＥＳ）、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、第１および第２のインパルス電圧を印加した場合のいずれについても、部分放電の発生箇所は各相コイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間であると判断される。ステップＳ４が実行された後、処理が終了する。
【００６６】
一方、ステップＳ３において、ＰＤＩＶ１およびＰＤＩＶ２が一致しないと判断された場合（ＮＯ）、ステップＳ５に進む。この場合、第１および第２のインパルス電圧を印加した場合のうち、少なくとも一方における部分放電の発生箇所は各相コイルＵ〜Ｗの巻線間であると考えられる。そこで、ステップＳ５では、ＰＤＩＶ１がＰＤＩＶ２よりも高いか否かが判断される。その結果、ＰＤＩＶ２がＰＤＩＶ１よりも低いと判断された場合（ＹＥＳ）、ステップＳ６に進む。
【００６７】
ステップＳ６では、部分放電開始電圧が低いほうの第２のインパルス電圧を印加した場合の部分放電信号が集中する期間（部分放電信号群）の数が確認される。その結果、上記期間が１箇所であると判断された場合（ＹＥＳ）、第１のインパルス電圧を印加した場合における部分放電の発生箇所は各相コイルＵ〜Ｗの巻線間であり、第２のインパルス電圧を印加した場合における部分放電の発生箇所は各相コイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間であると判断される（ステップＳ７）。一方、ステップＳ６において、上記期間が複数箇所であると判断された場合（ＮＯ）、第１および第２のインパルス電圧を印加した場合のいずれについても、部分放電の発生箇所は各相コイルＵ〜Ｗの巻線間であると判断される（ステップＳ８）。
【００６８】
ステップＳ５において、ＰＤＩＶ１がＰＤＩＶ２よりも低いと判断された場合（ＹＥＳ）、ステップＳ９に進む。ステップＳ９では、部分放電開始電圧が低いほうの第１のインパルス電圧を印加した場合の部分放電信号が集中する期間の数が確認される。その結果、上記期間が１箇所であると判断された場合（ＹＥＳ）、第１のインパルス電圧を印加した場合における部分放電の発生箇所は各相コイルＵ〜Ｗの固定子鉄心８間であり、第２のインパルス電圧を印加した場合における部分放電の発生箇所は各相コイルＵ〜Ｗの巻線間であると判断される（ステップＳ１０）。一方、ステップＳ９において、上記期間が複数箇所であると判断された場合（ＮＯ）、第１および第２のインパルス電圧を印加した場合のいずれについても、部分放電の発生箇所は各相コイルＵ〜Ｗの巻線間であると判断される（ステップＳ８）。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態の部分放電測定方法によれば、立ち上がり時間の異なる２種類のインパルス電圧（第１のインパルス電圧および第２のインパルス電圧）を印加した場合における部分放電開始電圧を求め、それら求めた部分放電開始電圧に基づいて、部分放電の発生箇所を特定することができる。そのため、本実施形態によれば、各相コイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間と、各相コイルＵ〜Ｗの巻線間との双方において部分放電が発生した場合であっても、部分放電の発生箇所を特定することができる。
【００７０】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態について図１３〜図１５を参照しながら説明する。
なお、本実施形態において、第１の実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
本実施形態の部分放電測定方法においては、インパルス電圧および商用周波数（装置が使用される国や地域により定められている周波数）の交流電圧を印加して部分放電測定を実施し、それらの結果に基づいて次のように部分放電の発生箇所を特定する。なお、本実施形態についても、第２の実施形態と同様に、第１の実施形態における課題を解決すること、つまり、部分放電発生箇所を特定する精度の向上を目的としている。
【００７１】
インパルス電圧を印加する場合には、第１の実施形態と同様の構成の部分放電測定システム１を用いればよい。一方、交流電圧を印加する場合には、図１３に示す部分放電測定システム６１を用いればよい。部分放電測定システム６１では、サージ電源３に代えて正弦波電源６２が用いられている。正弦波電源６２は、商用周波数の交流電圧を生成するものである。正弦波電源６２から出力される交流電圧は、共通接続された電圧印加端子Ｕｐ〜Ｗｐと固定子鉄心８との間に印加される。
【００７２】
次に、本実施形態の部分放電測定方法について、図１４および図１５も参照して説明する。
図１４は、回転電機２に対し、インパルス電圧および交流電圧が印加された際における各部の電圧波形および部分放電信号波形を示している。図１４の（ａ１）〜（ｄ１）はインパルス電圧が印加された場合を示し、図１４の（ａ２）〜（ｄ２）は交流電圧が印加された場合を示している。なお、インパルス電圧が印加された場合における各部波形は、第１の実施形態において説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００７３】
交流電圧は、インパルス電圧に比べて周波数成分が低い。そのため、互いに共通に接続された電源印加端子Ｕｐ〜Ｗｐおよび固定子鉄心８の間に交流電圧を印加すると、各相コイルＵ〜Ｗの巻線間においても同電位となる。従って、異相コイル間だけではなく、各相コイルＵ〜Ｗの巻線間についてもほとんど電圧が印加されない（図１４（ａ２）、（ｃ２）参照）。つまり、交流電圧が印加された場合、各相コイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間にだけ電圧が加わることになる。なお、印加される交流電圧のピーク−ピーク電圧（Ｖp-p）は、電圧Ｅとなっている。このようなことから、交流電圧を印加した場合には、各相コイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間でしか部分放電は発生し得ない。
【００７４】
本実施形態では、このような点に着目し、インパルス電圧を印加した場合および交流電圧を印加した場合における部分放電開始電圧を比較することにより、部分放電の発生箇所を特定する。しかし、インパルス電圧は、交流電圧に比べ、電圧が急峻に変化する（電圧変化率が高い）ため、部分放電開始電圧が高く測定される傾向がある。そのため、事前に、インパルス電圧を印加した場合に測定される部分放電開始電圧と、交流電圧を印加した場合に測定される部分放電開始電圧との関係を求める必要がある。このような事前試験としては、放電発生箇所が特定されているサンプルを使用した試験が望ましい。例えば、製品に使用される巻線と同様の２本の巻線をより合わせたもの（ツイストペア）などの巻線モデルを用いた試験を採用することができる。
【００７５】
図１５は、本実施形態における部分放電発生箇所の特定方法を示すフローチャートである。ステップＴ１では、前述した事前試験の結果に基づいて、巻線モデルに対してインパルス電圧を印加した場合に測定された部分放電開始電圧Ｖｓｇと、巻線モデルに対して交流電圧を印加した場合に測定された部分放電開始電圧Ｖａｃとの比αを求める。比αは、下記（１）式により表される。
α＝Ｖｓｇ／Ｖａｃ            …（１）
【００７６】
ステップＴ２では、測定対象となる回転電機２に対してインパルス電圧を印加した場合における部分放電開始電圧（ＰＤＩＶSURGEとする）を求める。ステップＴ３では、回転電機２に対して交流電圧を印加した場合における部分放電開始電圧（ＰＤＩＶACとする）を求める。ステップＴ４では、ＰＤＩＶSURGEおよびＰＤＩＶACに対して比αを乗算したもの（＝α・ＰＤＩＶAC）が一致するか否かが判断される。
【００７７】
ステップＴ４において、ＰＤＩＶSURGEおよびα・ＰＤＩＶACが一致すると判断された場合（ＹＥＳ）、インパルス電圧を印加した場合における部分放電の発生箇所は各相コイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間であると判断される（ステップＴ５）。一方、ステップＴ４において、ＰＤＩＶSURGEおよびα・ＰＤＩＶACが一致しないと判断された場合（ＮＯ）、インパルス電圧を印加した場合における部分放電の発生箇所は各相コイルＵ〜Ｗの巻線間であると判断される（ステップＴ６）。ステップＴ５またはステップＴ６が実行された後、処理が終了する。
【００７８】
以上説明したように、本実施形態の部分放電測定方法によれば、インパルス電圧および商用周波数の交流電圧を印加した場合における部分放電開始電圧を求め、それら求めた部分放電開始電圧に基づいて、部分放電の発生箇所を特定することができる。そのため、本実施形態によれば、各相コイルＵ〜Ｗ−固定子鉄心８間と、各相コイルＵ〜Ｗの巻線間との双方において部分放電が発生した場合であっても、部分放電の発生箇所を特定することができる。
【００７９】
（その他の実施形態）
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これら実施形態は、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。
上記各実施形態では、三相のコイルＵ、Ｖ、ＷをＹ結線する構成を示したが、これに限らずともよく、例えばコイルＵ、Ｖ、ＷをΔ結線する構成に適用してもよい。
上記各実施形態では、使用者は、信号表示装置６に表示される印加電圧波形および部分放電信号波形を観測することにより、コイルＵ〜Ｗの巻線間における部分放電の発生有無を確認することができるようになっているが、例えば次のように変更することも可能である。すなわち、信号表示装置６に代えて、例えばパーソナルコンピュータを主体として構成される計測制御装置を設ける。計測制御装置は、各種プログラムが動作することにより、入力される測定信号および部分放電信号に基づく解析処理を自動的に実行する。具体的には、計測制御装置は、インパルス電圧が１回（１発）印加される間に部分放電信号群が複数存在する場合にはコイルの巻線間において部分放電が生じたと判定し、複数存在しない場合にはコイルの巻線間において部分放電が生じていないと判定し、それらの判定結果を使用者に報知する。このようにすれば、使用者は、判定結果を確認するだけでコイルの巻線間における部分放電の発生有無を判断できるので、利便性が高まる効果が得られる。
部分放電検出装置４は、例えば、出力電源線９、１０を介して流れる高周波電流を電流プローブおよびバンドパスフィルタなどを用いて検出する構成や、測定対象物である回転電機２周辺の電磁波を電磁波センサやアンテナなどを用いて検出する構成など、部分放電に伴い生じる物理量（の変化）を検出する構成全般を採用することができる。
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】
【００８０】
図面中、２は回転電機、３はサージ電源、４は部分放電検出装置、８は固定子鉄心、６２は正弦波電源、Ｕ、Ｖ、Ｗはコイル、Ｕｐ、Ｖｐ、Ｗｐは電圧印加端子を示す。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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