(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧でもって励磁された誘導電器から発生する騒音の周波数成分を調べ、前記交流電圧の周波数の奇数倍の周波数成分が前記騒音に含まれているときに誘導電器の鉄心が直流偏磁していると判断することを特徴とする誘導電器鉄心の直流偏磁検出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の誘導電器鉄心の直流偏磁検出方法を実施するための装置であって、交流電圧でもって励磁された誘導電器の外部に設置された音波検出手段と、この音波検出手段の出力信号を受け前記騒音の各周波数成分を求めて出力する周波数分析手段と、この周波数分析手段の出力信号における前記交流電圧の周波数の奇数倍の周波数成分の有無を判別する奇数倍周波数成分判別手段とを備えてなることを特徴とする誘導電器鉄心の直流偏磁検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、変圧器やリアクトルなどの誘導電器の鉄心が直流偏磁しているか否かを誘導電器の外部から検出できる方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
誘導電器の鉄心が直流偏磁していると、その鉄損や騒音などが増大するので直流偏磁を防止する必要がある。
従来の誘導電器鉄心の直流偏磁検出方法としては、例えば、鉄心の近傍に磁気検出器を設け、この磁気検出器の出力波形から変圧器鉄心の直流偏磁を検出する方法が特公平６−４０６９６号公報に公開されている。あるいはまた、変圧器のインバータ側の巻線に並列に過飽和リアクトルを接続し、この過飽和リアクトルに流れる電流から変圧器の直流偏磁を検出する方法が特公平７−７５４７１号公報に公開されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような従来の誘導電器鉄心の直流偏磁検出方法は、直流偏磁の検出装置をその誘導電器専用に取り付けねばならないという問題があった。
すなわち、磁気検出器や過飽和リアクトルなどの従来の誘導電器鉄心の直流偏磁検出装置は、その鉄心の直流偏磁を検出しようとする誘導電器に直接取り付ける必要があり、運転中はその誘導電器専用のものになってしまう。したがって、直流偏磁検出装置が設けられていない誘導電器の鉄心の直流偏磁を検出しようとしても運転中の誘導電器については直ぐには調べられないという欠点があった。直流偏磁検出装置を誘導電器に直接取り付ける必要のない方法があれば、運転中でも直ぐに誘導電器鉄心の直流偏磁を検出することができ、誘導電器の保守管理を合理化することができる。
【０００４】
この発明の目的は、直流偏磁検出装置を誘導電器に直接取り付ける必要のない方法および装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の方法によれば、交流電圧でもって励磁された誘導電器から発生する騒音の周波数成分を調べ、前記交流電圧の周波数の奇数倍の周波数成分が前記騒音に含まれているときに誘導電器の鉄心が直流偏磁していると判断するようにするとよい。
【０００６】
また、上記の方法を実施するための装置であって、交流電圧でもって励磁された誘導電器の外部に設置された音波検出手段と、この音波検出手段の出力信号を受け前記騒音の各周波数成分を求めて出力する周波数分析手段と、この周波数分析手段の出力信号における前記交流電圧の周波数の奇数倍の周波数成分の有無を判別する奇数倍周波数成分判別手段とを備えてなるようにしてもよい。それによって、誘導電器から発生する騒音の周波数成分は、誘導電器の外部に設けられた音波検出手段の出力信号を周波数分析手段に入力することによって調べることができる。誘導電器の鉄心が直流偏磁していると、その誘導電器から発生する騒音に交流電圧の周波数の奇数倍の周波数成分が含まれるようになるので、騒音の周波数分析により誘導電器鉄心が直流偏磁しているか否かを検出することができる。したがって、直流偏磁検出装置を誘導電器に直接取り付けなくても鉄心の直流偏磁を検出することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を実施例に基づいて説明する。図１は、この発明の実施例にかかる誘導電器鉄心の直流偏磁検出装置の構成を示すブロック図である。交流電源４から５０Ｈｚの周波数でもって励磁された誘導電器１の外部にマイクロフォン２が設置され、周波数分析器５はマイクロフォン２の出力信号２Ｓを受け、出力信号２Ｓに含まれる各周波数成分を求めて、奇数倍周波数成分判別手段２１に出力する。直流偏磁検出装置６は、マイクロフォン２と周波数分析器５と奇数倍周波数成分判別手段２１とで構成され、奇数倍周波数成分判別手段２１は周波数分析器５の出力信号５Ｓにおける５０Ｈｚの奇数倍の周波数成分の有無を判別し、奇数倍の周波数成分が含まれているときには、誘導電器１の鉄心が直流偏磁しているものと判断して、直流偏磁検出信号２１Ｓを出力し、例えば、図示されていない表示ランプ等により表示出力する。このような構成とすることによって、直流偏磁検出装置を誘導電器１に直接取り付ける必要がなくなり、運転中の誘導電器１でもその外部にマイクロフォン２を設置してその騒音の周波数成分を調べることにより、直流偏磁の検出を行うことが可能となる。
【０００８】
なお、誘導電器鉄心の直流偏磁を検出ための構成としては、上記の直流偏磁検出装置６のような，奇数倍周波数成分判別手段２１を設ける構成に限定されるものではなく、周波数分析器５自体にスペクトル表示器を設けるとか，あるいは，周波数分析器５の出力信号５Ｓを受けてスペクトル表示するスペクトル表示器を別の設け、その周波数スペクトル表示を見て交流電圧の周波数の奇数倍の周波数成分の有無を判別し、これにより直流偏磁の検知を行うようにしてもよい。
【０００９】
図２は、この発明の方法を実証するために行われた試験回路図である。２台の変圧器７，８が配され、変圧器７は三角結線の１次巻線７Ａと星形結線の２次巻線７Ｂとを備え、変圧器８は三角結線の１次巻線８Ａと星形結線の２次巻線８Ｂとを備えている。２次巻線７Ｂ，８Ｂは、その中性点７Ｃ，８Ｃ同士が直流電源３を介して接続されている。１次巻線７Ａ，８Ａは、各相の端子同士が接続されるとともに、それぞれが５０Ｈｚの交流電源４に接続されている。変圧器７の外部に図１で示された直流偏磁検出装置６が設けられている。すなわち、変圧器７に近接してマイクロフォン２が設置されるとともにそのマイクロフォン２の出力信号２Ｓを周波数分析器５が受けるようになっている。
【００１０】
図２において、まず、交流電源４が生かされ変圧器７，８が５０Ｈｚの交流電圧でもって励磁される。その状態で直流電源３が生かされると、２次巻線７Ｂ，８Ｂに直流電流が流れて変圧器７，８の鉄心がともに直流偏磁されるようになる。
図３は、図２の直流偏磁検出装置６の周波数分析器５の出力信号５Ｓを示す波形図であり、それぞれ（Ａ）は直流電源３の出力が停止され変圧器７，８の鉄心がまだ直流偏磁されていない場合の出力信号５Ｓの波形、（Ｂ）は直流電源３が生かされ変圧器７，８の鉄心が直流偏磁された場合の出力信号５Ｓの波形である。図３の（Ａ）および（Ｂ）の横軸に周波数が目盛られ、縦軸に騒音レベルが目盛られている。図３の（Ａ）および（Ｂ）における波形９，１０が周波数分析器からのそれぞれの出力信号である。図３の（Ａ）における波形９は、１００Ｈｚ，２００Ｈｚ，３００Ｈｚ，４００Ｈｚ，５００Ｈｚ，・・と５０Ｈｚの偶数倍の周波数毎に大きなピークが見られる。一方、図３の（Ｂ）における波形１０は、５０Ｈｚの偶数倍の周波数に加えて、１５０Ｈｚ，２５０Ｈｚ，３５０Ｈｚ，４５０Ｈｚ，５５０Ｈｚ，・・と５０Ｈｚの奇数倍の周波数毎にも大きなピークが見られる。すなわち、変圧器の鉄心が直流偏磁された場合、誘導電器を励磁している交流電圧の周波数（５０Ｈｚ）の奇数倍の周波数成分が発生するようになる。
【００１１】
上記のことは、この発明者が初めて発見した現象であって、この現象を捕らえれば、誘導電器鉄心の直流偏磁を図１のようにして誘導電器の運転中でも簡便に検出することができる。なお、この現象は、誘導電器を励磁する交流電圧の周波数が６０Ｈｚの場合でも同様である。すなわち、誘導電器鉄心が直流偏磁していなければ、６０Ｈｚの偶数倍の周波数１２０Ｈｚ，２４０Ｈｚ，３６０Ｈｚ，４８０Ｈｚ，６００Ｈｚ，・・と６０Ｈｚの偶数倍の周波数毎にしか大きなピークが見られないが、誘導電器鉄心が直流偏磁すれば、６０Ｈｚの偶数倍の周波数に加えて、１８０Ｈｚ，３００Ｈｚ，４２０Ｈｚ，５４０Ｈｚ，６６０Ｈｚ，・・と６０Ｈｚの奇数倍の周波数毎にも大きなピークが見られる。それによって、誘導電器の鉄心が直流偏磁していることを検出することができる。また、誘導電器を励磁する交流電圧の周波数が５０Ｈｚや６０Ｈｚ以外の場合であっても同様であり、誘導電器の鉄心が直流偏磁すると、その誘導電器を励磁している交流電圧の周波数の奇数倍の周波数成分を含んだ騒音が発生するようになる。それによって、誘導電器の鉄心が直流偏磁していることを検出することができる。
【００１２】
なお、本発明にかかる誘導電器鉄心の直流偏磁検出方法および装置の対象となる変圧器に関して、その直流偏磁による騒音増加量の大きさが変圧器の鉄心脚数によって大きく異なるという現象もこの発明者により発見された。この現象は、５脚鉄心および３脚鉄心のいずれの場合にも直流偏磁より騒音量は増加するが、５脚鉄心の場合の方が直流偏磁よる騒音増加量の大きさが３脚鉄心の場合に比べて極めて大きいというものである。このため、本発明にかかる誘導電器鉄心の直流偏磁検出方法および装置を５脚鉄心の変圧器に適用した場合には、直流偏磁よる騒音増加量の絶対値が特に大きいので、騒音の周波数スペクトルにおける奇数倍周波数成分の判別も、他の各種ノイズ等の影響を受けにくい精度の高いものとなり、より精度高い直流偏磁の検出が可能となる。
【００１３】
【発明の効果】
この発明の方法は前述のように、交流電圧でもって励磁された誘導電器から発生する騒音の周波数成分を調べ、前記交流電圧の周波数の奇数倍の周波数成分が前記騒音に含まれているときに誘導電器の鉄心が直流偏磁していると判断するようにすることにより、運転中でも簡便に誘導電器鉄心の直流偏磁を検出することでき、誘導電器の保守管理を合理化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例にかかる誘導電器鉄心の直流偏磁検出装置の構成を示すブロック図
【図２】この発明の方法を実証するために行われた試験回路図
【図３】図２の直流偏磁検出装置の周波数分析器の出力信号を示す波形図であり、それぞれ（Ａ）は直流偏磁されていない場合の波形、（Ｂ）は直流偏磁されている場合の波形
【符号の説明】
１：誘導電器、２：マイクロフォン、３：直流電源、４：商用周波電源、５：周波数分析器、６：直流偏磁検出装置、７，８：変圧器、２１：奇数倍周波数成分判別器
【図１】
0003750448.tif 000002
【図２】
0003750448.tif 000003
【図３】
0003750448.tif 000004