JP2006098170A - 部分放電測定システム - Google Patents
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Abstract
【課題】モータ巻き線の層間またはターン間に発生する部分放電パルスを測定するのに好適な部分放電測定システムを提供する。
【解決手段】部分放電測定システム１０は、バースト波形発生器１２、電力増幅器１４、昇圧トランス１６およびモータ巻き線Ｗに直列に接続される共振用コンデンサ１８を含む回路とで構成される電圧印加部と、モータ巻き線Ｗからの電流を側路する結合用コンデンサ２０、高周波変流器２２およびハイパスフィルタ２４で構成される検出回路と、部分放電測定器２６で構成される。モータ巻き線Ｗと共振用コンデンサ１８で共振する周波数を持つ間歇的なバースト波形の電圧信号は昇圧されて共振用コンデンサ１８と低圧モータ巻き線Ｗを直列共振させ、高電圧が低圧モータ巻き線Ｗに印加され、部分放電パルスを発生させる。
【選択図】図１
【解決手段】部分放電測定システム１０は、バースト波形発生器１２、電力増幅器１４、昇圧トランス１６およびモータ巻き線Ｗに直列に接続される共振用コンデンサ１８を含む回路とで構成される電圧印加部と、モータ巻き線Ｗからの電流を側路する結合用コンデンサ２０、高周波変流器２２およびハイパスフィルタ２４で構成される検出回路と、部分放電測定器２６で構成される。モータ巻き線Ｗと共振用コンデンサ１８で共振する周波数を持つ間歇的なバースト波形の電圧信号は昇圧されて共振用コンデンサ１８と低圧モータ巻き線Ｗを直列共振させ、高電圧が低圧モータ巻き線Ｗに印加され、部分放電パルスを発生させる。
【選択図】図１
Description
本発明は、モータ巻き線の層間またはターン間に発生する部分放電パルスを測定する部分放電測定システムに関する。
電動機、コンデンサ、ケーブル等の電気機器の絶縁体中に微小な空隙状欠陥等があると、その部分に電界が集中し、微弱な放電である部分放電を発生する。この部分放電現象によって絶縁体の劣化が進行すると、絶縁破壊に至る。
この絶縁体の劣化状態を診断するために、部分放電測定が行われる。部分放電測定では、印加電圧によって部分放電を発生させて、部分放電による電荷量を検出インピーダンスに発生する電圧として捉えて、部分放電量が計測される。
この絶縁体の劣化状態を診断するために、部分放電測定が行われる。部分放電測定では、印加電圧によって部分放電を発生させて、部分放電による電荷量を検出インピーダンスに発生する電圧として捉えて、部分放電量が計測される。
低圧モータについては、従来、商用周波数電源を用いて、部分放電測定が行われてきた。
ところが、昨今、低圧モータがインバータ（ＶＶＶＦ）駆動により速度制御されることが広く行われており、この場合、インバータ電源で駆動されるモータ巻き線の電圧分布は高周波成分を含み商用周波数電源のときとは大きく異なるため、商用周波数電源を用いて部分放電測定を行うことは適当ではない。
ところが、昨今、低圧モータがインバータ（ＶＶＶＦ）駆動により速度制御されることが広く行われており、この場合、インバータ電源で駆動されるモータ巻き線の電圧分布は高周波成分を含み商用周波数電源のときとは大きく異なるため、商用周波数電源を用いて部分放電測定を行うことは適当ではない。
このため、例えば、モータ巻き線の端子間に高周波高電圧を直接印加して部分放電パルスを検出することが行われている。
また、モータ巻き線の端子間にサージインパルスを印加して部分放電パルスを検出する方法も考えられる。
また、モータ巻き線の端子間にサージインパルスを印加して部分放電パルスを検出する方法も考えられる。
しかしながら、前者の高周波高電圧を直接印加する方法の場合、本来低い電圧で運転される、インピーダンスの低いモータ巻き線に、高電圧を印加することで大電流が流れてしまうため、巻き線を焼損してしまうおそれがある。また、大きな電力を必要とするため、試験設備が大がかりとなってしまう。
一方、後者のサージインパルスを印加する方法の場合、立ち上がりが急峻であるサージインパルスと、同じく急峻な立ち上がり特性を持つ部分放電パルスとは周波数帯域が近接しているので、サージインパルス波形と部分放電パルスを分離検出することは困難である。このため、サージインパルスの立ち上がり区間を避けて測定を行うと、精密な測定ができない。また、サージインパルスの第１波とそれに続く共振波形の波高値は大きさが異なり、部分放電パルスの発生条件が変化してしまうため定量的な部分放電測定が困難である。
一方、後者のサージインパルスを印加する方法の場合、立ち上がりが急峻であるサージインパルスと、同じく急峻な立ち上がり特性を持つ部分放電パルスとは周波数帯域が近接しているので、サージインパルス波形と部分放電パルスを分離検出することは困難である。このため、サージインパルスの立ち上がり区間を避けて測定を行うと、精密な測定ができない。また、サージインパルスの第１波とそれに続く共振波形の波高値は大きさが異なり、部分放電パルスの発生条件が変化してしまうため定量的な部分放電測定が困難である。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、モータ巻き線の層間またはターン間に発生する部分放電パルスを測定するのに好適な部分放電測定システムを提供することを目的とする。
本発明に係る部分放電測定システムは、電圧印加部と検出・測定部で構成され、モータ巻き線の層間またはターン間に発生する部分放電パルスを測定する部分放電測定システムであって、
該電圧印加部の電源波形としてバースト波形を用いることを特徴とする。
該電圧印加部の電源波形としてバースト波形を用いることを特徴とする。
また、本発明に係る部分放電測定システムは、前記モータ巻き線と直列にコンデンサを配設し、直列共振回路を構成することを特徴とする。
また、本発明に係る部分放電測定システムは、電圧印加部と検出・測定部で構成され、モータ巻き線の層間またはターン間に発生する部分放電パルスを測定する部分放電測定システムであって、
該電圧印加部が、バースト波形を発生するバースト波形発生器と、該バースト波形発生器の出力信号を電力増幅する電力増幅器と、該電力増幅器の出力電圧を昇圧する昇圧トランスと、モータ巻き線と直列にコンデンサが配設され、該昇圧トランスの二次電圧を電圧源として直列共振させる直列共振回路とで構成され、
該検出・測定部が、部分放電パルスによる電流を側路する結合用コンデンサ、該結合用コンデンサで側路された電流を検出する高周波変流器および該高周波変流器からの部分放電パルスを濾波するハイパスフィルタからなる検出回路と、部分放電測定器で構成されることを特徴とする。
該電圧印加部が、バースト波形を発生するバースト波形発生器と、該バースト波形発生器の出力信号を電力増幅する電力増幅器と、該電力増幅器の出力電圧を昇圧する昇圧トランスと、モータ巻き線と直列にコンデンサが配設され、該昇圧トランスの二次電圧を電圧源として直列共振させる直列共振回路とで構成され、
該検出・測定部が、部分放電パルスによる電流を側路する結合用コンデンサ、該結合用コンデンサで側路された電流を検出する高周波変流器および該高周波変流器からの部分放電パルスを濾波するハイパスフィルタからなる検出回路と、部分放電測定器で構成されることを特徴とする。
本発明に係る部分放電測定システムは、電圧印加部の電源波形としてバースト波形を用いるため、極めて小さいエネルギーでモータ巻き線の部分放電試験を行うことができ、これにより、モータ巻き線の焼損を防止することができ、また、試験設備を小型化することができる。
また、本発明に係る部分放電測定システムは、モータ巻き線と直列にコンデンサを配設して直列共振回路を構成し、安定した高周波の正弦波を発生するため、印加電圧の昇圧機能が分担されるとともに、安定した測定を行うことができる。
本発明の実施の形態について、図１を参照して、以下に説明する。
本発明の部分放電測定システム１０は、モータ巻き線（図１中、Ｗで示す。）の層間またはターン間に発生する部分放電パルスを測定するための装置である。ただし、部分放電測定システム１０を、モータの相−大地間、相間の測定や、あるいはトランス等他の電気機器の測定に用いることを排除するものではない。
部分放電測定システム１０は、電圧印加部と検出・測定部で構成される。
電圧印加部は、バースト波形発生器１２と、電力増幅器１４と、昇圧トランス１６と、供試品としてのモータ巻き線Ｗに直列に接続される共振用コンデンサ１８を含む回路（直列共振回路）とで構成される。
検出・測定部は、検出回路と、部分放電測定器２６で構成される。
検出回路は、モータ巻き線Ｗからの電流を側路する結合用コンデンサ２０と、高周波変流器（高周波ＣＴ）２２と、ハイパスフィルタ２４で構成される。部分放電測定器２６は、一般的な測定器を用いることができる。
電圧印加部は、バースト波形発生器１２と、電力増幅器１４と、昇圧トランス１６と、供試品としてのモータ巻き線Ｗに直列に接続される共振用コンデンサ１８を含む回路（直列共振回路）とで構成される。
検出・測定部は、検出回路と、部分放電測定器２６で構成される。
検出回路は、モータ巻き線Ｗからの電流を側路する結合用コンデンサ２０と、高周波変流器（高周波ＣＴ）２２と、ハイパスフィルタ２４で構成される。部分放電測定器２６は、一般的な測定器を用いることができる。
上記のように構成される部分放電測定システム１０の動作を説明する。
バースト波形発生器１２は供試品であるモータ巻き線Ｗのインダクタンス（Ｌ１）と共振用コンデンサ（Ｃ１）１８で共振する周波数のバースト波形を間歇的に発生させる。
バースト波形の電圧信号は、電力増幅器１４によって所定の電圧まで電力増幅され、さらにその電圧は昇圧トランス１６で昇圧される。
昇圧トランス１６の二次電圧を電圧源として、共振用コンデンサ１８と供試品である低圧モータ巻き線Ｗが直列共振し、低圧モータ巻き線Ｗの端子間に高電圧が発生する。低圧モータＷ巻き線Ｗは共振によって発生する高電圧にさらされ、その結果、巻き線内に高周波部分放電パルスを発生する。
バースト波形発生器１２は供試品であるモータ巻き線Ｗのインダクタンス（Ｌ１）と共振用コンデンサ（Ｃ１）１８で共振する周波数のバースト波形を間歇的に発生させる。
バースト波形の電圧信号は、電力増幅器１４によって所定の電圧まで電力増幅され、さらにその電圧は昇圧トランス１６で昇圧される。
昇圧トランス１６の二次電圧を電圧源として、共振用コンデンサ１８と供試品である低圧モータ巻き線Ｗが直列共振し、低圧モータ巻き線Ｗの端子間に高電圧が発生する。低圧モータＷ巻き線Ｗは共振によって発生する高電圧にさらされ、その結果、巻き線内に高周波部分放電パルスを発生する。
結合用コンデンサ２０はこの高周波部分放電パルスによる電流を側路し、高周波変流器２２を経て低圧モータ巻き線Ｗに返す循環電流を流す。高周波変流器２２は高周波部分放電パルスを検出し部分放電測定器２６に導く。高周波変流器２２と部分放電測定器２６の間に設けられるハイパスフィルタ２４は共振周波数から部分放電パルスのみを分離するために機能する。
本発明の部分放電測定システム１０によれば、電源波形としてバースト波形を用いているので、連続して高周波電圧を印加する方法と比較するとはるかに小さい電力で部分放電試験を行うことができる。これにより、供試品である低圧モータ巻き線Ｗの焼損のおそれがなく、また、測定装置を小型化することができる。
また、バースト波形の全区間で部分放電測定ができるので精密な部分放電測定ができる。
また、共振用コンデンサ１８と供試品である低圧モータ巻き線Ｗを共振させて高電圧を発生させるので、電圧昇圧機能が分担される。また、その電圧波形は正弦波となるため、低圧モータ巻き線Ｗに印加される電圧波形は、部分放電測定に有害な共振周波数以外の不要な周波数帯域をほとんど含まない。部分放電パルスはこの共振周波数よりはるかに高い周波数帯域を有するのでハイパスフィルタ２４で分離することは極めて容易である。
また、共振波形の電圧の波高値は一定であり、供試品である低圧モータ巻き線Ｗに印加される電圧が安定しているため再現性のある部分放電測定を行うことができる。
また、共振波形電圧の立ち上がり時間はサージインパルスと比較して穏やかであるため供試品である低圧モータ巻き線Ｗに不要な電圧ストレスをかけなくて済む。
また、バースト波形の全区間で部分放電測定ができるので精密な部分放電測定ができる。
また、共振用コンデンサ１８と供試品である低圧モータ巻き線Ｗを共振させて高電圧を発生させるので、電圧昇圧機能が分担される。また、その電圧波形は正弦波となるため、低圧モータ巻き線Ｗに印加される電圧波形は、部分放電測定に有害な共振周波数以外の不要な周波数帯域をほとんど含まない。部分放電パルスはこの共振周波数よりはるかに高い周波数帯域を有するのでハイパスフィルタ２４で分離することは極めて容易である。
また、共振波形の電圧の波高値は一定であり、供試品である低圧モータ巻き線Ｗに印加される電圧が安定しているため再現性のある部分放電測定を行うことができる。
また、共振波形電圧の立ち上がり時間はサージインパルスと比較して穏やかであるため供試品である低圧モータ巻き線Ｗに不要な電圧ストレスをかけなくて済む。
１０ 部分放電測定システム
１２ バースト波形発生器
１４ 電力増幅器
１６ 昇圧トランス
１８ 共振用コンデンサ
２０ 結合用コンデンサ
２２ 高周波変流器
２４ ハイパスフィルタ
２６ 部分放電測定器
１２ バースト波形発生器
１４ 電力増幅器
１６ 昇圧トランス
１８ 共振用コンデンサ
２０ 結合用コンデンサ
２２ 高周波変流器
２４ ハイパスフィルタ
２６ 部分放電測定器
Claims (3)
- 電圧印加部と検出・測定部で構成され、モータ巻き線の層間またはターン間に発生する部分放電パルスを測定する部分放電測定システムであって、
該電圧印加部の電源波形としてバースト波形を用いることを特徴とする部分放電測定システム。 - 前記モータ巻き線と直列にコンデンサを配設し、直列共振回路を構成することを特徴とする請求項１記載の部分放電測定システム。
- 電圧印加部と検出・測定部で構成され、モータ巻き線の層間またはターン間に発生する部分放電パルスを測定する部分放電測定システムであって、
該電圧印加部が、バースト波形を発生するバースト波形発生器と、該バースト波形発生器の出力信号を電力増幅する電力増幅器と、該電力増幅器の出力電圧を昇圧する昇圧トランスと、モータ巻き線と直列にコンデンサが配設され、該昇圧トランスの二次電圧を電圧源として直列共振させる直列共振回路とで構成され、
該検出・測定部が、部分放電パルスによる電流を側路する結合用コンデンサ、該結合用コンデンサで側路された電流を検出する高周波変流器および該高周波変流器からの部分放電パルスを濾波するハイパスフィルタからなる検出回路と、部分放電測定器で構成されることを特徴とする部分放電測定システム。
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|---|---|---|---|
| JP2004283275A JP2006098170A (ja) | 2004-09-29 | 2004-09-29 | 部分放電測定システム |
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|---|---|---|---|
| JP2004283275A JP2006098170A (ja) | 2004-09-29 | 2004-09-29 | 部分放電測定システム |
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-
2004
- 2004-09-29 JP JP2004283275A patent/JP2006098170A/ja active Pending
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