問題文
高圧進相コンデンサの劣化診断について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。
(a)の測定により、劣化による内部素子の破壊 (短絡)が発生していると判断し、機器停止のうえ各相間の静電容量を2端子測定法(1端子開放で測定)で測定した。
図2(R相の2素子のうち1つが短絡破壊)のとおりの内部結線における素子破壊(素子極間短絡)が発生しているとすれば、静電容量測定結果の記述として、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。ただし、図中×印は、破壊素子を表す。
図はタップで拡大できます。
選択肢
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(4)
R-S 相間の測定値は、S-T相間の測定値の約75 [%]である。
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健全な相(S, T)の静電容量を \(C\) とします(各相2素子直列ですが、合成して \(C\) と置きます)。
R相は2素子のうち1つが短絡しているため、静電容量は2倍になります(\(C_{unit}/2\) だったのが \(C_{unit}\) になるため)。よって \(C_R = 2C, C_S = C, C_T = C\) です。
Y結線の中性点は浮いている状態で、2端子間の合成静電容量(直列接続)を測定します。
* S-T間:\(C_S\) と \(C_T\) の直列。
\[ C_{ST} = \dfrac{C \times C}{C + C} = 0.5 C \]
* R-S間:\(C_R (2C)\) と \(C_S (C)\) の直列。
\[ C_{RS} = \dfrac{2C \times C}{2C + C} = \dfrac{2}{3} C \approx 0.67 C \]
* T-R間:\(C_T (C)\) と \(C_R (2C)\) の直列。
\[ C_{TR} = \dfrac{C \times 2C}{C + 2C} \approx 0.67 C \]
比較すると、\(C_{ST}\) (0.5C) が最も小さくなります。よって (2) が正解です。