インパルス高電圧・大電流ディジタル測定の校正の高精度化に関する研究

• 研究課題/領域番号: 10750218
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電力工学・電気機器工学
• 研究機関: 日本工業大学
• 研究代表者: 脇本 隆之 日本工業大学, 工学部, 講師 (40230932)
• 研究期間 (年度): 1998 – 1999
• 研究課題ステータス: 完了 (1999年度)
• 配分額: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 1999年度: 500千円 (直接経費: 500千円); 1998年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
• キーワード: インパルス電圧 / ディジタル測定 / 校正器 / IEC60060-2 / IEC61083-1

研究概要

本研究は、インパルス高電圧測定に使用するディジタル測定機を高精度に校正する技術の開発が目的である。本年度は(1)校正パルス発生器の最適設計法の確立、(2)インパルス電圧と繰り返し波形との関連付け、(3)高精度な校正器の開発及び試作の3点について研究を実施した。その結果、本年度は以下のような実績を得たので報告する。
1.校正パルス発生器は回路の残留インダクタンスおよび対地浮遊静電容量などの影響を受けるが、これを最小にするために必要な回路構成をコンピュータでシミュレーションを行い、決定した。その結果、適切な抵抗とコンデンサの組み合せにより、理論上誤差を0とすることが可能であることが判明した。
2.外来ノイズの影響が無視できるほどの状態で、校正インパルスやステップレスポンスなどの単発波形を繰り返し測定する場合は、1)サンプリングレートが小さい測定器の場合は「相互相関関数」を用いることにより見かけのサンプリングレートを増加させる測定方法、2)サンプリングレートが大きく分解能が低い測定器の場合「データ平均」を用いることにより見かけの分解能を増加させる測定方法が考えられる。実際のインパルス測定では、サンプリングレートの小さい測定器が用いられていることから、実際の状況により近い状態で試験が実施されるべきであるため、1)の方法を採用することが有力であろうと考えられる。
3.雷インパルス電圧用および開閉インパルス電圧用の校正器をそれぞれ試作し、それらの精度を以下の方法で検証した。
・ドイツ国家標準にトレーサビリティが保証されている測定器を用いた検証
・フィンランド国家標準用校正器との比較による検証
いずれの検証方法においても、その精度は電圧値に関して0.5%、時間に関して1%程度であり、標準器としての仕様を十分満足する結果が得られた。