JP2003287557A - 電動機絶縁監視システム - Google Patents

電動機絶縁監視システム

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JP2003287557A
JP2003287557A JP2002088621A JP2002088621A JP2003287557A JP 2003287557 A JP2003287557 A JP 2003287557A JP 2002088621 A JP2002088621 A JP 2002088621A JP 2002088621 A JP2002088621 A JP 2002088621A JP 2003287557 A JP2003287557 A JP 2003287557A
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JP
Japan
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electric motor
motor
abnormality
monitoring system
insulation monitoring
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JP2002088621A
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English (en)
Inventor
Naohiro Sakou
直浩 酒匂
Akira Yamashita
山下  明
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Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Gas Co Ltd
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Publication date
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  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)
  • Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
  • Protection Of Generators And Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動機の巻線における層間短絡等の発生の
際、この状態を、巻線の大規模焼損に至る前に検出する
ことができる電動機絶縁監視システムを提供することで
ある。 【解決手段】 電動機に流れる零相電流の所定周波数成
分の変化に基づいて前記電動機の異常を判定することを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電動機絶縁監視シス
テムに関し、詳しくは電動機の地絡や短絡等の原因とな
る絶縁状態の監視を行う電動機絶縁監視システムに関す
る。
【0002】
【従来の技術】電動機においては、界磁巻線に電流を流
すことによって磁極を作り出し、この磁極による磁界に
よって回転子を回転させる。
【0003】このような電動機の巻線には絶縁が施され
ており、隣り合う巻線との電気的な接触がないように層
間絶縁がされている。ところが、電動機の経年劣化や初
期不良等のため巻線の絶縁不良が生じることがある。
【0004】このため、従来、電動機を用いる際には、
この絶縁不良等を原因とする地絡や短絡等を放置してお
くと大きな事故につながってしまうおそれがあるため、
その前に電動機に対する電力供給を止め、電動機を停止
させる必要がある。
【0005】この対策として、従来から電動機保護シス
テムが用いられている。この従来の電動機保護システム
について図6を参照して説明する。
【0006】図6は、従来の電動機保護システムの概略
構成を示すブロック図である。
【0007】図6を参照すると、電力系統51には遮断
器52を介して電動機53が接続され、電力系統51か
ら供給される電力によって電動機53が駆動される。
【0008】電動機53に流れる零相電流は、地絡過電
流継電器(以下「OCGR」ともいう)54によって検
出され、AND回路57に入力される。また、電力系統
51における零相電圧は、零相電圧計55によって測定
されるとともに、地絡過電圧継電器(以下「OVGR」
ともいう)56によって検出され、AND回路57に入
力される。
【0009】AND回路57では、入力された、地絡過
電流継電器54の出力信号と地絡過電圧継電器56の出
力信号との論理和をとり、その結果を出力58として出
力する。この出力58は、遮断器52を開状態にする制
御に用いられる。
【0010】すなわち、この従来の電動機保護システム
においては、地絡過電流継電器54において地絡過電流
が検出され且つ地絡過電圧継電器56において地絡過電
圧が検出された場合に遮断器52を開状態にする。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の従来
の電動機保護システムの場合、以下のような問題点があ
った。
【0012】すなわち、図6に示した従来の電動機保護
システムでは、電動機の巻線焼損が進行し、地絡、短絡
等に移行した後に突然に遮断器52が開状態にされてし
まうため、電動機53が突然に停止してしまうことにな
ってしまう。こうなると、たとえば運用上の信頼性を要
求されるような電動機においては、その信頼性が低下し
てしまうという問題があった。
【0013】また、図6に示した従来の電動機保護シス
テムでは、遮断器52を開状態にした時点ではすでに電
動機の巻線がほとんど完全に焼損した状態になってしま
い、場合によっては固定子鉄芯等の再利用部品も熱的、
機械的ダメージを受けてしまう可能性もあり、こうなる
と、修理、復旧に要する費用、期間は相当に多大なもの
となってしまうという問題もあった。
【0014】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
ので、電動機の巻線における層間短絡等の発生の際、こ
の状態を、巻線の大規模焼損に至る前に検出することが
できる電動機絶縁監視システムを提供することを目的と
する。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、電動機に流れる零相電流の所定周波数成
分の変化に基づいて前記電動機の異常を判定することを
特徴とする。
【0016】また、本発明は、前記異常の判定が、前記
所定周波数成分の電流が所定レベル以上になった、所定
単位時間当たりの回数に基づいて行われることを特徴と
する。
【0017】また、本発明は、電動機に流れる零相電流
をフーリエ変換した結果に基づいて前記電動機の異常を
判定することを特徴とする。
【0018】また、本発明は、前記フーリエ変換が短時
間フーリエ変換であることを特徴とする。
【0019】また、本発明は、前記異常の判定に基づい
て、前記電動機に供給する電力を遮断することを特徴と
する。
【0020】また、本発明は、前記異常の判定に基づい
て、前記電動機とは別の、代わりに設けた第2の電動機
に対して電力を供給することを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
【0022】図1は、本発明による電動機絶縁監視シス
テムの第1の実施の形態を示すブロック図である。
【0023】この実施の形態では、電力系統1に、電動
機3、5、7の3台の電動機が、それぞれ、遮断器2、
4、6を介して接続されている。
【0024】また、ここでは、遮断器2が入状態で電動
機3が運転されており、他の遮断器4、6は開状態で電
動機5、7が運転されておらず、電動機5が電動機3の
予備として設けられている場合について説明する。
【0025】電動機3に流れる零相電流(3相電流のベ
クトル和であり、電動機健全状態の通常時はゼロで、電
動機異常時には有意な値となる)の検出結果は、アンプ
8で増幅された後に、ハイパスフィルタ(以下「HP
F」という)9およびローパスフィルタ(以下「LP
F」という)10によって所望の周波数成分のみが通過
するようにされる。部分放電によって発生する超音波の
周波数帯域は20〜50kHzであることが経験的に知
られているため、HPF9およびLPF10によって選
択的に通過させる周波数は、この20〜50kHzであ
ることが望ましい。
【0026】LPF10を通過した信号は、判定ロジッ
ク11において詳しくは後述する判定がされ、その判定
結果に基づいた自動切換えシステム12の出力13によ
って、遮断器2および4の制御が行われる。
【0027】図2は、図1に示した判定ロジック11に
おける処理のフローチャートを示す図である。
【0028】まず、カウンタNおよびTがゼロクリアさ
れ(A−1)、タイマであるカウンタTを参照すること
によって、カウンタTがゼロクリアされた後に60se
c経過したかどうかが判断される(A−2)。ステップ
(A−2)において、60sec経過した場合には、健
全判定(A−7)がされ、処理の先頭へと戻る。
【0029】ステップ(A−2)において60sec経
過していない場合、判定ロジック11に入力された信号
において10μA以上の電流を示す成分が検出されるか
をチェックする(A−3)。
【0030】ステップ(A−3)において10μA以上
の電流を示す成分が検出された場合、検出回数を示すカ
ウンタNを1加算(A−4)した後に、ステップ(A−
5)へと進む。また、ステップ(A−3)において10
μA以上の電流を示す成分が検出されなかった場合には
そのままステップ(A−5)へと進む。
【0031】ステップ(A−5)では、検出回数を示す
カウンタNが5に到達したか否かが判断され、まだ5に
到達していなければ、カウンタTを経過時間tだけ増加
(A−6)させてステップ(A−2)へと戻る。
【0032】ステップ(A−5)においてカウンタNが
5に到達した場合には、異常判定がされて処理は終了す
る。
【0033】この異常判定は、図1に示した自動切換え
システム12に対して出力され、この異常判定を受けた
自動切換えシステム12では、出力13によって、遮断
器4を入状態にするとともに遮断器2を開状態にする。
【0034】これによって、今まで電動機3が果たして
いた役割は、電動機5に引き継がれてまったく問題なく
継続され、運用上の信頼性が向上される。
【0035】また、電動機3は巻線が大規模焼損してし
まうような状態になる前に停止することができるので、
電動機の修理、復旧も短期間且つ安価に行うことができ
る。
【0036】また、上述のように、電動機3から電動機
5への切換えが自動的に行われるので、オペレータが介
することなく信頼性が向上される。
【0037】なお、上述の実施の形態では、自動切換え
システム12によって運転する電動機を自動的に切りか
えるようにしたが、本発明はこれに限られるものではな
く、異常判定がされた場合に、その電動機を停止する処
理すなわちその電動機に対する遮断器の開を行うだけの
ものであってもよい。
【0038】ところで、図2に示した処理では異常判定
の検出感度が、ステップ(A−2)における60se
c、ステップ(A−3)における10μAおよびステッ
プ(A−5)における5回、という3つのパラメータに
よって定められている。これらのパラメータは任意に変
更してもかまわない。
【0039】図3は、異常判定の検出感度を変えて、そ
の検出感度で異常判定がされるまでの運転時間を示すグ
ラフである。
【0040】また図3は、健全な電動機と元々損傷のあ
る電動機の2種類について実際に運転した結果であり、
複数データの平均値がプロットしてある。この図におい
て、縦軸は運転継続時間であり、横軸は異常判定の検出
感度である。
【0041】異常判定の検出感度は、上述のように、報
告する電流レベル(図2では10μA)、発生回数(図
2では5回)、単位時間(図2では60sec)の3つ
のパラメータによって定まるが、図3では、一定の電流
レベルを100msec当たり1回検出した場合に異常
判定を行う感度を横軸の検出感度1としており、それと
同じレベルの電流を10sec当たり3回検出した場合
(100msec当たり0.03回検出に相当)に異常
判定を行う感度(検出感度0.03)、同レベル電流を
1sec当たり5回検出した場合(100msec当た
り0.5回検出に相当)に異常判定を行う感度(検出感
度0.5)および同レベル電流を100msec当たり
10回検出した場合に異常判定を行う感度(検出感度1
0)の3つの検出感度についてデータを得た結果であ
る。
【0042】図3に示すように、検出感度が強すぎると
健全な電動機であっても異常判定がされてしまうため、
これが適切になるように検出感度が設定されるべきであ
る。すなわち、運用開始時に検出感度の調整を行うのが
望ましい。
【0043】図4は、本発明による電動機絶縁監視シス
テムの第2の実施の形態を示すブロック図である。
【0044】図4において図1と同じ構成要素には同じ
参照番号を付してある。
【0045】この実施の形態では、電力系統1に、電動
機3、5、7の3台の電動機が、それぞれ、遮断器2、
4、6を介して接続されている。
【0046】また、ここでは、遮断器2が入状態で電動
機3が運転されており、他の遮断器4、6は開状態で電
動機5、7が運転されておらず、電動機5が電動機3の
予備として設けられている場合について説明する。
【0047】電動機3に流れる零相電流(3相電流のベ
クトル和であり、電動機健全状態の通常時はゼロで、電
動機異常時には有意な値となる)の検出結果は、周波数
解析システム15に入力される。この周波数解析システ
ム15は、特定周波数成分に強いレベルの信号が現れる
ことにより異常の有無を判定するものであり、この信号
の強弱により巻線層間短絡等の絶縁異常を検出する。本
実施の形態では入力された信号に対して短時間フーリエ
変換処理(STF)を施す。この実施の形態の場合も、
第1の実施の形態と同様に電動機仕様等により異常判定
レベルが異なるため、運用開始時に故障検出レベルの調
整を行うのが望ましい。
【0048】周波数解析システム15による判定結果は
自動切換えシステム16に入力され、その判定結果に基
づいた自動切換えシステム16の出力17によって、遮
断器2および4の制御が行われる。
【0049】図5は、図4に示した周波数解析システム
15による分析の結果の一例を示すグラフであり、
(a)は異常な状態の電動機のデータの分析結果を示す
グラフであり、(b)は健全な状態の電動機のデータの
分析結果を示すグラフである。
【0050】図5(a)および図5(b)において、横
軸は経過時間、縦軸は周波数帯域である。
【0051】図5(a)と図5(b)とを比較して分か
るように、異常な状態の電動機と健全な状態の電動機と
で明らかに異なる周波数成分が存在する。本実施の形態
では、この違いに着目し、電動機に異常があるときには
周波数解析システム15において異常判定を行う。
【0052】この異常判定は、図4に示した自動切換え
システム16に対して出力され、この異常判定を受けた
自動切換えシステム16では、出力17によって、遮断
器4を入状態にするとともに遮断器2を開状態にする。
【0053】これによって、今まで電動機3が果たして
いた役割は、電動機5に引き継がれてまったく問題なく
継続され、運用上の信頼性が向上される。
【0054】また、電動機3は巻線が大規模焼損してし
まうような状態になる前に停止することができるので、
電動機の修理、復旧も短期間且つ安価に行うことができ
る。
【0055】また、上述のように、電動機3から電動機
5への切換えが自動的に行われるので、オペレータが介
することなく信頼性が向上される。
【0056】なお、上述の実施の形態では、自動切換え
システム16によって運転する電動機を自動的に切りか
えるようにしたが、本発明はこれに限られるものではな
く、異常判定がされた場合に、その電動機を停止する処
理すなわちその電動機に対する遮断器の開を行うだけの
ものであってもよい。
【0057】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
動機の巻線における層間短絡等の発生の際、この状態
を、巻線の大規模焼損に至る前に検出することができる
電動機絶縁監視システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電動機絶縁監視システムの第1の
実施の形態を示すブロック図である。
【図2】図1に示した判定ロジックにおける処理のフロ
ーチャートを示す図である。
【図3】異常判定の検出感度を変えて、その検出感度で
異常判定がされるまでの運転時間を示すグラフである。
【図4】本発明による電動機絶縁監視システムの第2の
実施の形態を示すブロック図である。
【図5】図4に示した周波数解析システムによる分析の
結果の一例を示すグラフであり、(a)は異常な状態の
電動機のデータの分析結果を示すグラフであり、(b)
は健全な状態の電動機のデータの分析結果を示すグラフ
である。
【図6】従来の電動機保護システムの概略構成を示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
1、51 電力系統 2、4、6 遮断器 3、5、7 電動機 8 アンプ 9 ハイパスフィルタ 10 ローパスフィルタ 11 判定ロジック 12、16 自動切換えシステム 13、17 出力 15 周波数解析システム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G014 AA16 AA17 AA19 AB07 AB49 AC18 2G015 AA14 BA04 CA05 2G016 BC02 BD01 BD06 BD09 5G044 AA01 AD01 AE01 CA04

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電動機に流れる零相電流の所定周波数成
    分の変化に基づいて前記電動機の異常を判定することを
    特徴とする電動機絶縁監視システム。
  2. 【請求項2】 前記異常の判定が、前記所定周波数成分
    の電流が所定レベル以上になった、所定単位時間当たり
    の回数に基づいて行われることを特徴とする請求項1に
    記載の電動機絶縁監視システム。
  3. 【請求項3】 電動機に流れる零相電流をフーリエ変換
    した結果に基づいて前記電動機の異常を判定することを
    特徴とする電動機絶縁監視システム。
  4. 【請求項4】 前記フーリエ変換が短時間フーリエ変換
    であることを特徴とする請求項3に記載の電動機絶縁監
    視システム。
  5. 【請求項5】 前記異常の判定に基づいて、前記電動機
    に供給する電力を遮断することを特徴とする請求項1な
    いし4のうちのいずれか1項に記載の電動機絶縁監視シ
    ステム。
  6. 【請求項6】 前記異常の判定に基づいて、前記電動機
    とは別の、代わりに設けた第2の電動機に対して電力を
    供給することを特徴とする請求項5に記載の電動機絶縁
    監視システム。
JP2002088621A 2002-03-27 2002-03-27 電動機絶縁監視システム Withdrawn JP2003287557A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010288352A (ja) * 2009-06-10 2010-12-24 Nippon Steel Corp 設備の異常診断方法
KR101325473B1 (ko) 2012-04-12 2013-11-07 (주)엔텍시스템 모터 모니터링 시스템
JP2018117431A (ja) * 2017-01-17 2018-07-26 株式会社トーエネック 回転機の短絡診断装置および回転機の短絡診断方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Effective date: 20050607