JP2884805B2 - Abnormality detection device for rotating electric machines - Google Patents

Abnormality detection device for rotating electric machines

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JP2884805B2
JP2884805B2 JP6296991A JP6296991A JP2884805B2 JP 2884805 B2 JP2884805 B2 JP 2884805B2 JP 6296991 A JP6296991 A JP 6296991A JP 6296991 A JP6296991 A JP 6296991A JP 2884805 B2 JP2884805 B2 JP 2884805B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は固定子巻線の絶縁劣化等
による異常を検出、常時監視できる回転電機の異常検出
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotating electrical machine abnormality detecting apparatus capable of detecting and constantly monitoring an abnormality caused by insulation deterioration of a stator winding.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、一般産業のプラントの規模は大形
化の一途をたどっており、これに伴って回転電機も大形
化すると共にその設置数も増大している。
2. Description of the Related Art In recent years, the scale of plants in general industry has been steadily increasing in size, and as a result, the size of rotating electric machines has increased and the number of installations has also increased.

【0003】従ってこのような回転電機にあっては高い
信頼性が特に要求されるので保守点検を確実に行い、絶
縁破壊等の突発事故を未然に防止する必要がある。
Therefore, since high reliability is particularly required for such a rotating electric machine, it is necessary to reliably perform maintenance and inspection and to prevent sudden accidents such as insulation breakdown.

【0004】従来、回転電機の絶縁劣化を判断する方法
として、例えば固定子については、回転電機の運転を停
止した後、巻線に高電圧を印加して電気的諸特性(絶縁
抵抗、交流電流、誘電体損失角、部分放電など)を測定
し、各部位の絶縁物の劣化度を推測する電気的方法が用
いられており、また、回転子については回転電機を分解
して回転子を取り出し、目視や打音により絶縁部位の機
械的損傷状態、巻線固定力の劣化状態を判断する機械的
な方法が用いられている。
Conventionally, as a method of judging insulation deterioration of a rotating electric machine, for example, for a stator, after stopping the operation of the rotating electric machine, a high voltage is applied to a winding to obtain various electrical characteristics (insulation resistance, AC current). , Dielectric loss angle, partial discharge, etc.), and an electrical method is used to estimate the degree of deterioration of the insulator at each location. For the rotor, the rotating electric machine is disassembled and the rotor is taken out In addition, a mechanical method of judging the mechanical damage state of the insulating portion and the deterioration state of the winding fixing force by visual inspection and tapping sound is used.

【0005】ところが、これら方法により劣化判定を行
うには、回転電機の運転の停止に止まらず線路接続の切
り離しを必要とし、さらに場合によっては、回転子の抜
取りなどの作業も必要とする。このため、このような一
連の方法により劣化判定を行うには、多大な時間、労
力、費用が必要となり、頻繁な劣化判定試験の実施が困
難な欠点があった。また、このような方法を実施するに
は、準備に時間がかかることもあるので、劣化が急速に
進行するような場合には、十分に対処できない欠点もあ
った。
However, in order to judge deterioration by these methods, it is necessary not only to stop the operation of the rotating electric machine but also to disconnect the line connection and, in some cases, to remove the rotor. For this reason, performing a deterioration judgment by such a series of methods requires a great deal of time, labor and cost, and has a drawback that frequent deterioration judgment tests are difficult to perform. In addition, since the preparation may take time to carry out such a method, there is a disadvantage that when the deterioration progresses rapidly, it is not possible to sufficiently cope with the deterioration.

【0006】そこで、従来、このような不都合を除去す
る目的で、電気機器の絶縁巻線付近に金属導体を部分放
電検出用アンテナとして配置した電気機器の部分放電検
出装置が提案されている。
Therefore, in order to eliminate such inconvenience, there has been proposed a partial discharge detecting device for electric equipment in which a metal conductor is arranged as an antenna for detecting partial discharge in the vicinity of an insulated winding of electric equipment.

【0007】図15は実開昭55−51775号公報に
示された従来の電気機器の部分放電検出装置を示す斜視
説明図、及び図16は同ブロック図である。図15にお
いて、1は固定子、2は固定子鉄心、3は固定子巻線端
部、4は部分放電検出用アンテナ線である。このアンテ
ナ線4で部分放電パルス電流により発生する電磁波をと
らえて、アンテナ線4からの出力を図16に示すように
リード線5を介して検出回路6へ導き、ここで取り出さ
れた検出出力をハイパスフィルタ7に通して常規電圧周
波数分を取り除き、さらに部分放電計数器8に入れて部
分放電測定を行うものである。
FIG. 15 is an explanatory perspective view showing a conventional partial discharge detecting device for electric equipment disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 55-51775, and FIG. 16 is a block diagram showing the same. In FIG. 15, 1 is a stator, 2 is a stator core, 3 is a stator winding end, and 4 is an antenna wire for detecting partial discharge. Electromagnetic waves generated by the partial discharge pulse current are captured by the antenna wire 4, and the output from the antenna wire 4 is led to the detection circuit 6 via the lead wire 5 as shown in FIG. A normal voltage frequency component is removed through a high-pass filter 7 and further supplied to a partial discharge counter 8 for partial discharge measurement.

【0008】ところが、その後の研究結果から固定子巻
線内を伝播する部分放電に基づく高周波電流は巻線内で
の減衰が著しいことが明らかとなっている。例えば図1
7は雑誌:IEE PROCEEDINGS,VOL.
132,Pt.B,No.5,SEPTEMBER,1
985に示されている周波数帯域別の巻線内を伝播する
信号レベルの特性図である。特性曲線イが20−100
kHz、ロが20−300kHz、ハが20−1000
kHz、ニが20−3000kHzの周波数帯域の特性
である。図から明らかなように、巻線内での信号の減衰
は著しく、特に電磁波検出に有効な高周波帯域では巻線
内を1〜2ターン伝播する間に信号レベルが1/2〜1
/10に減衰し、検出感度が低くなることがわかる。
However, subsequent research results have revealed that high-frequency currents based on partial discharges propagating in the stator windings are significantly attenuated in the windings. For example, FIG.
7 is a magazine: IEEE PROCEEDINGS, VOL.
132, Pt. B, No. 5, SEPTEMBER, 1
9B is a characteristic diagram of a signal level propagating in a winding for each frequency band shown in 985. FIG. Characteristic curve A is 20-100
kHz, b is 20-300 kHz, c is 20-1000
kHz and D are the characteristics in the frequency band of 20-3000 kHz. As is clear from the figure, the signal attenuation in the winding is remarkable, and particularly in a high frequency band effective for electromagnetic wave detection, the signal level is reduced to 1/2 to 1 while propagating in the winding for one to two turns.
It can be seen that the sensitivity is attenuated to / 10 and the detection sensitivity is lowered.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従来の電気機器の部分
放電を検出する部分放電検出装置は以上のように構成さ
れており、固定子巻線内を伝播する部分放電に基づく高
周波電流は固定子巻線内での減衰が著しく、スロット内
に設けたアンテナでの検出では、アンテナを設けたスロ
ットから1ターン以上離れた位置で発生する部分放電の
信号検出は検出感度が非常に悪いという問題点があっ
た。
A conventional partial discharge detecting device for detecting a partial discharge of an electric device is constructed as described above, and a high frequency current based on the partial discharge propagating in a stator winding is applied to a stator. The attenuation in the winding is remarkable, and the detection sensitivity of the signal of the partial discharge generated at a position more than one turn away from the slot where the antenna is provided is very poor in the detection with the antenna provided in the slot. was there.

【0010】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、高い検出感度で固定子巻線の異常
を常時監視できる回転電機の異常検出装置を得ることを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an abnormality detection device for a rotating electric machine which can constantly monitor an abnormality of a stator winding with high detection sensitivity.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の回転電機の異常
検出装置は、固定子巻線の異常に伴い発生する部分放電
に基づく放射電磁波をアンテナで検出して上記固定子巻
線の異常を検出するもので、固定子を収容する固定子フ
レーム内壁面の、固定子鉄心スロットより外に突出して
いる上記固定子巻線端部に対向する位置にアンテナを配
設したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An abnormality detecting apparatus for a rotating electric machine according to the present invention detects an electromagnetic wave radiated based on a partial discharge generated due to an abnormality in a stator winding with an antenna to detect the abnormality in the stator winding. The antenna is disposed on the inner wall surface of the stator frame accommodating the stator at a position facing the stator winding end protruding outside the stator core slot.

【0012】また、対をなすループ面が各々固定子巻線
端部の巻線軸に対して並行及び直交するようループアン
テナを配置したものである。
Further, the loop antenna is arranged such that a pair of loop surfaces is parallel and orthogonal to the winding axis of the stator winding end, respectively.

【0013】さらに、アンテナを固定子フレーム内周壁
面に複数配設している。
Further, a plurality of antennas are arranged on the inner peripheral wall surface of the stator frame.

【0014】そして、別の発明の回転電機の異常検出装
置は、固定子鉄心スロットより外に突出している固定子
巻線端部を支持するコイル支えリング内部で、上記固定
子巻線を伝播する高周波電流によって生じる磁界と鎖交
する位置にアンテナを埋設したものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided an abnormality detecting device for a rotating electric machine, wherein the stator winding propagates inside a coil support ring which supports a stator winding end protruding outside a stator core slot. The antenna is embedded at a position where the antenna interlinks with a magnetic field generated by a high-frequency current.

【0015】[0015]

【作用】本発明の回転電機の異常検出装置は、固定子フ
レーム内壁面の固定子巻線端部に対向する位置にアンテ
ナを配設したので、高電圧の固定子巻線から充分な絶縁
距離を設けることができ、回転電機の信頼性を低下させ
ることがなく、高周波伝播波を減衰の少ない箇所で検出
するので、検出感度が向上する。
In the rotating electric machine abnormality detecting device according to the present invention, the antenna is arranged at a position facing the stator winding end on the inner wall surface of the stator frame, so that a sufficient insulation distance from the high-voltage stator winding is provided. Can be provided, and the high-frequency wave can be detected at a location where the attenuation is small without lowering the reliability of the rotating electric machine, so that the detection sensitivity is improved.

【0016】また、ループアンテナを対をなすループ面
が各々巻線軸に対して並行及び直交するように配置した
ので、電磁波の入射死角がなくなり検出感度が向上す
る。
Further, since the loop antennas are arranged so that the loop surfaces forming a pair are parallel and perpendicular to the winding axis, there is no incident blind spot of electromagnetic waves, and the detection sensitivity is improved.

【0017】さらに、アンテナを複数設けることにより
異常箇所を特定できる。
Further, by providing a plurality of antennas, an abnormal part can be specified.

【0018】そして、またコイル支えリング内部に、上
記固定子巻線を伝播する高周波電流によって生じる磁界
と鎖交するようにアンテナを設けたので、高周波伝播波
を減衰の少ない箇所で検出することができ、検出感度が
向上する。
Further, since the antenna is provided inside the coil support ring so as to interlink with the magnetic field generated by the high-frequency current propagating through the stator winding, the high-frequency wave can be detected at a place where the attenuation is small. And the detection sensitivity is improved.

【0019】[0019]

【実施例】実施例1 以下、この発明の一実施例を図について説明する。図1
は本発明の実施例1の回転電機の異常検出装置を示す断
面構成図である。10は回転電機、この場合は発電機
で、固定子フレーム11、固定子鉄心2、固定子巻線1
2などからなる固定子1、及び回転子13とから構成さ
れる。固定子巻線12は固定子鉄心2に設けられたスロ
ット溝に納められて巻線されており、巻線するために固
定子鉄心2の外部に出ている部分は固定子巻線端部3と
呼ばれる。
Embodiment 1 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG.
1 is a cross-sectional configuration diagram illustrating an abnormality detection device for a rotating electric machine according to a first embodiment of the present invention. Reference numeral 10 denotes a rotating electric machine, in this case, a generator, and a stator frame 11, a stator core 2, a stator winding 1
2 and a rotor 13. The stator winding 12 is accommodated and wound in a slot groove provided in the stator core 2, and a portion of the stator winding 2 which is outside the stator core 2 for winding is formed by a stator winding end 3. Called.

【0020】固定子巻線端部3と対向して、固定子フレ
ーム11の内壁面には3対、即ち6つのループアンテナ
14,15,16,17(残りふたつは図示せず)が配
設してある。対をなすループアンテナ14と15及び1
6と17は各々固定子巻線端部3の巻線軸に対してルー
プ面が水平及び垂直に直交するように配置されている。
また、その配置箇所は固定子巻線端部3の最もライン側
に近い巻線に対向する位置である。
Opposed to the stator winding end 3, three pairs, ie, six loop antennas 14, 15, 16, 17 (the other two are not shown) are arranged on the inner wall surface of the stator frame 11. I have. Paired loop antennas 14 and 15 and 1
Reference numerals 6 and 17 are arranged such that the loop plane is perpendicular to the winding axis of the stator winding end 3 horizontally and vertically.
In addition, the arrangement position is a position facing the winding closest to the line side of the stator winding end 3.

【0021】図2はこのループアンテナの設置位置を一
般的な回転電機の3相巻線図に対応させて示す説明図で
ある。図2に示すように、U相20の最もライン側に近
い固定子巻線端部3の位置23に対向した固定子フレー
ム11の内壁にループ面が巻線軸に直交するようにルー
プアンテナ14(図示せず)を、ループ面が巻線軸に水
平になるようにループアンテナ15を配置してある。同
様に、V相21の最もライン側に近い固定子巻線端部3
の位置24に対向してループアンテナ16(図示せ
ず),17が、また同様にW相22の最もライン側に近
い固定子巻線端部3の位置25に対向してループアンテ
ナ18(図示せず),19が配置してある。それぞれの
ループアンテナ14〜19は固定子フレーム11に付属
する小ケース26a,26bの開口部を閉塞する金属蓋
27a,27bの中央部を貫通するブッシング28a,
28bを介して取り付けられている
FIG. 2 is an explanatory view showing an installation position of the loop antenna in correspondence with a three-phase winding diagram of a general rotating electric machine. As shown in FIG. 2, the loop antenna 14 (on the inner wall of the stator frame 11 facing the position 23 of the stator winding end 3 closest to the line side of the U-phase 20 so that the loop surface is orthogonal to the winding axis. (Not shown), the loop antenna 15 is arranged so that the loop surface is horizontal to the winding axis. Similarly, the stator winding end 3 closest to the line side of the V-phase 21
Loop antennas 16 (not shown) and 17 also face the position 24 of the stator winding end 3 closest to the line side of the W-phase 22, and the loop antenna 18 (not shown) (Not shown) and 19 are arranged. Each of the loop antennas 14 to 19 has a bushing 28a which penetrates through a central portion of metal lids 27a and 27b for closing openings of small cases 26a and 26b attached to the stator frame 11.
Attached via 28b

【0022】ループアンテナ14,15には図3(a)
(b)の等価回路図に示すように、それぞれ検出インピ
ーダンス29,30が接続され、これら検出インピーダ
ンス29,30の両端の検出信号S1,S2を送る測定ケ
ーブルが図4のブロック図に示す異常検出器38に接続
されている。ループアンテナ16〜19も同様の構成と
なっている。異常検出器38は信号増幅回路33、フィ
ルター回路34、放電検出演算回路35、異常判定回路
36、表示回路37とから構成されている。
FIG. 3 (a) shows loop antennas 14 and 15.
As shown in the equivalent circuit diagram of FIG. 4B, detection impedances 29 and 30 are respectively connected, and a measurement cable for transmitting detection signals S 1 and S 2 at both ends of the detection impedances 29 and 30 is shown in the block diagram of FIG. It is connected to an abnormality detector 38. The loop antennas 16 to 19 have the same configuration. The abnormality detector 38 includes a signal amplification circuit 33, a filter circuit 34, a discharge detection operation circuit 35, an abnormality determination circuit 36, and a display circuit 37.

【0023】次に、この実施例の動作について説明す
る。発電機10の運転中には固定子巻線12に高電圧が
発生する。運転中に固定子巻線12に異常が発生すると
固定子巻線12に部分放電が発生し、その部分放電によ
る高周波電流が固定子巻線12内を伝播することにより
数百kHz〜数十MHzの電磁波が放射される。この放
射電磁波を固定子巻線端部3の巻線軸に平行及び垂直に
設けたループアンテナ14〜19によって検出する。
Next, the operation of this embodiment will be described. During operation of the generator 10, a high voltage is generated in the stator winding 12. If an abnormality occurs in the stator winding 12 during operation, a partial discharge occurs in the stator winding 12, and a high-frequency current due to the partial discharge propagates through the stator winding 12, thereby causing several hundred kHz to several tens MHz. Electromagnetic waves are emitted. This radiated electromagnetic wave is detected by loop antennas 14 to 19 provided parallel and perpendicular to the winding axis of the stator winding end 3.

【0024】固定子巻線12に発生する電圧はライン側
が最も高いため、電気的要因に基づく固定子巻線12の
異常はライン側の方が発生し易く、また固定子巻線12
内での部分放電の発生も電圧の高いライン側の方が発生
確率が高い。而してライン側に最も近い固定子巻線端部
3に対向した位置に設けたループアンテナ14〜19に
より部分放電に基づく電磁波が高感度で検出される。
Since the voltage generated in the stator winding 12 is the highest on the line side, an abnormality of the stator winding 12 due to an electrical factor is more likely to occur on the line side.
Also, the probability of occurrence of partial discharge in the line having a higher voltage is higher. Thus, the electromagnetic waves based on the partial discharge are detected with high sensitivity by the loop antennas 14 to 19 provided at the position facing the stator winding end 3 closest to the line side.

【0025】また、固定子巻線12を伝播する高周波電
流は巻線内で著しく減衰する特性を有するために、固定
子巻線端部3の最もライン側に対向する位置に対向して
設けたので、部分放電に基づく高周波電流が殆ど減衰し
ない箇所で高周波電流による放射電磁波を検出すること
ができる。
Further, since the high-frequency current propagating through the stator winding 12 has a characteristic of being significantly attenuated in the winding, the high-frequency current is provided at a position facing the most line side of the stator winding end 3. Therefore, a radiated electromagnetic wave due to the high-frequency current can be detected at a location where the high-frequency current based on the partial discharge hardly attenuates.

【0026】ループアンテナ14〜19で検出した検出
信号S1〜S6は増幅回路33に入力され、増幅回路33
の出力がフィルター回路34を通って放電検出演算回路
35に入力される。放電検出演算回路35では放電量が
検出演算され、併せて放電発生相が特定される。放電検
出演算回路の出力は異常判定回路36に入力され、予め
登録されたデータと比較し、一定レベル以上の放電量及
び発生パターンによって異常が判定され、その結果が表
示回路37で表示される。
The detection signals S 1 to S 6 detected by the loop antennas 14 to 19 are input to the amplification circuit 33,
Is input to the discharge detection arithmetic circuit 35 through the filter circuit 34. The discharge detection calculation circuit 35 detects and calculates the discharge amount, and specifies the discharge generation phase. The output of the discharge detection calculation circuit is input to the abnormality determination circuit 36, and is compared with data registered in advance. An abnormality is determined based on a discharge amount and a generation pattern of a certain level or more, and the result is displayed on a display circuit 37.

【0027】この実施例では最もライン側の固定子巻線
端部3に対向して互いに直交するループ面を持つループ
アンテナを複数対配置する構成としたので、電磁波の入
射死角がなくなり、また部分放電に基づく高周波電流が
殆ど減衰しない箇所で検出でき、固定子巻線端部3から
放射される部分放電に基づく電磁波を感度良く検出でき
るとともに、部分放電が発生している箇所を特定でき
る。また、ループアンテナを固定子フレーム11に取り
付けており、高電圧の固定子巻線12から充分な絶縁距
離を設けることができるので、回転電機の信頼性を低下
させることなく、運転中も常時監視、異常検出が行え
る。
In this embodiment, a plurality of pairs of loop antennas having loop surfaces orthogonal to each other are arranged so as to face the stator winding end 3 on the most line side. It is possible to detect a portion where the high-frequency current based on the discharge is hardly attenuated, to detect the electromagnetic wave based on the partial discharge radiated from the stator winding end 3 with high sensitivity, and to specify a portion where the partial discharge is occurring. In addition, since the loop antenna is mounted on the stator frame 11 and a sufficient insulation distance can be provided from the high-voltage stator winding 12, it is always monitored during operation without lowering the reliability of the rotating electric machine. And abnormality detection.

【0028】実施例2 上記実施例1ではループアンテナ14〜19を固定子巻
線端部3継ぎ目と対向した位置に巻線軸に対してループ
面が水平及び垂直に直交するように設けたものを示した
が、図5の説明図に示す如くループアンテナ14,15
のループ面が固定子巻線端部3の巻線に沿うよう並行に
配置しても同様の効果を奏する。
Embodiment 2 In Embodiment 1 described above, the loop antennas 14 to 19 are provided at positions facing the joint 3 of the stator winding end so that the loop plane is perpendicular to the winding axis horizontally and vertically. As shown in the explanatory diagram of FIG.
The same effect can be obtained even if the loop surfaces are arranged in parallel along the winding of the stator winding end 3.

【0029】実施例3 また、上記実施例1では固定子巻線端部3の巻線軸に対
してループアンテナのループ面が水平及び垂直に直交す
るように2つのループアンテナ14,15を1対として
配設したものを示したが、図6の斜視説明図に示すよう
に1つのアンテナに互いに直交する2つのループ面10
1,102を持つ構成のループアンテナ114を配設し
ても同様の効果を奏する。このループアンテナ114は
図7の構成図に示すようにコイル104a,104bの
周囲を静電遮蔽103a,103bで覆ってあり、コイ
ル104a,104bは静電遮蔽103a,103bの
中央部に位置するように絶縁支持物105で支持されて
いる。静電遮蔽103a,103bは一部にギャップが
設けられ、渦電流の発生を防止している。コイル104
aとコイル104bは並列に接続されており、リード部
には検出インピーダンス127が設けられている。コイ
ル104a,104bのリード線は静電遮蔽103a,
103bに設けた絶縁端子105a,105bを通して
静電遮蔽103a,103bの外に導かれている。
Embodiment 3 In Embodiment 1, the two loop antennas 14 and 15 are paired so that the loop surface of the loop antenna is perpendicular to the winding axis of the stator winding end 3 horizontally and vertically. However, as shown in the perspective view of FIG. 6, two loop surfaces 10 orthogonal to each other are formed on one antenna.
The same effect can be obtained by disposing the loop antenna 114 having a configuration having 1, 102. As shown in the configuration diagram of FIG. 7, the loop antenna 114 covers the periphery of the coils 104a and 104b with electrostatic shields 103a and 103b, and the coils 104a and 104b are located at the center of the electrostatic shields 103a and 103b. Are supported by an insulating support 105. A gap is provided in a part of the electrostatic shields 103a and 103b to prevent generation of an eddy current. Coil 104
a and the coil 104b are connected in parallel, and the lead portion is provided with a detection impedance 127. The leads of the coils 104a, 104b are
It is guided outside the electrostatic shields 103a and 103b through the insulating terminals 105a and 105b provided on the 103b.

【0030】実施例4 図8は本発明の実施例4の要部、発電機固定子1の部分
断面を表わす要部断面構成図、図9は図8のA−A´線
平面展開説明図、図10はこの実施例4に係わるコイル
支えリングとループアンテナを示す斜視説明図である。
固定子巻線12a,12bは固定子鉄心2に設けられた
スロット溝に納められている。この固定子巻線12a,
12bには運転中の電磁振動を軽減するために、エンド
フィンガ43とともに固定子フレーム11に固定された
コイル支え44、コイル支え絶縁45、及び絶縁物で構
成したコイル支えリング46,47が設けられている。
Fourth Embodiment FIG. 8 is a sectional view of a main part of a fourth embodiment of the present invention, showing a partial cross section of a generator stator 1, and FIG. 9 is a plan development explanatory view taken along line AA 'of FIG. FIG. 10 is a perspective view showing a coil supporting ring and a loop antenna according to the fourth embodiment.
The stator windings 12a and 12b are accommodated in slot grooves provided in the stator core 2. This stator winding 12a,
In order to reduce electromagnetic vibrations during operation, a coil support 44 fixed to the stator frame 11 together with the end finger 43, a coil support insulation 45, and coil support rings 46 and 47 made of an insulator are provided on the 12b. ing.

【0031】固定子巻線12a,12bの表面には固定
子鉄心2の端から一定距離Lの範囲に低抵抗塗料が塗布
されており、固定子鉄心2と同じ接地電位となってい
る。この一定距離Lの範囲内に設けたコイル支えリング
46の内部に電磁波検出用のループアンテナ48が設け
てある。ループアンテナ48のリード線49は固定子フ
レーム11に付属する小ケース50の開口部を閉塞する
金属蓋51の中央部を貫通する気密端子52を介して異
常検出器38へ導かれる。
The surfaces of the stator windings 12a and 12b are coated with a low-resistance paint within a predetermined distance L from the end of the stator core 2 and have the same ground potential as the stator core 2. A loop antenna 48 for electromagnetic wave detection is provided inside the coil support ring 46 provided within the range of the fixed distance L. The lead wire 49 of the loop antenna 48 is guided to the abnormality detector 38 via a hermetic terminal 52 penetrating a central portion of a metal cover 51 that closes an opening of a small case 50 attached to the stator frame 11.

【0032】また、コイル支えリング46はガラス繊維
とエポキシ樹脂などで構成される絶縁物であり、ループ
アンテナ48はこのコイル支えリング46の製造時に同
時に図10に示すように絶縁物内部に埋め込んで形成さ
れ、リード線49がコイル支えリング46から導きださ
れている。リード線49間にはインピーダンス24aが
設けられ、検出信号V1 を得る構成となっている。
The coil support ring 46 is an insulator made of glass fiber and epoxy resin, and the loop antenna 48 is embedded in the insulator at the same time as the coil support ring 46 is manufactured as shown in FIG. A lead wire 49 is formed and led out of the coil support ring 46. Impedance 24a is provided between the lead wire 49, it has a configuration to obtain a detection signal V 1.

【0033】次に、以上のように構成した実施例4の動
作について説明する。発電機運転中に固定子巻線12に
異常が発生すると、それに伴い発生する部分放電に起因
して電磁波が放射される。この放射電磁波と鎖交する位
置にループアンテナ48が設けられており、放射電磁波
を検出することにより固定子巻線12の異常を知る。固
定子巻線端部3の固定子鉄心2の端から一定距離Lの範
囲は固定子鉄心2と同じ接地電位となっているため、安
全にループアンテナ48を設置することができ、信号検
出が容易に行われる。
Next, the operation of the fourth embodiment configured as described above will be described. If an abnormality occurs in the stator winding 12 during the operation of the generator, electromagnetic waves are radiated due to the partial discharge that occurs. A loop antenna 48 is provided at a position that interlinks with the radiated electromagnetic wave, and an abnormality of the stator winding 12 is known by detecting the radiated electromagnetic wave. Since a fixed distance L from the end of the stator core 2 at the stator winding end 3 has the same ground potential as that of the stator core 2, the loop antenna 48 can be safely installed, and signal detection can be performed. Easy to do.

【0034】検出した信号V1 は図11のブロック図に
示す異常検出器38に導かれる。異常検出器38に送ら
れた信号V1 は上記実施例と同様に増幅回路33に入力
され、増幅回路33の出力がフィルター回路34で濾
波、検波され、放電検出演算回路35に入力され、放電
量が検出演算される。その出力は異常判定回路36に入
力され、予め登録されたデータと比較し、異常が判定さ
れ、その結果が表示回路37で表示される。
The detected signal V 1 is guided to an abnormality detector 38 shown in the block diagram of FIG. Signal V 1 which is sent to the abnormality detector 38 is input to the amplifier circuit 33 as in the above embodiment, the output is filtered by a filter circuit 34 of the amplifier circuit 33, is detected, is input to the discharge detection calculation circuit 35, the discharge The amount is detected and calculated. The output is input to an abnormality determination circuit 36, which compares the output with data registered in advance, determines an abnormality, and displays the result on a display circuit 37.

【0035】この実施例では固定子巻線12からの放射
電磁波を検出するアンテナ48をコイル支えリング46
の内部の放射電磁波と鎖交する位置に埋め込んで配設し
たので、固定子巻線12の異常を高周波伝播波が殆ど減
衰しない箇所で感度良く検出でき、回転電機の信頼性を
低下させることなく、運転中も常時監視、異常検出が行
える。
In this embodiment, an antenna 48 for detecting an electromagnetic wave radiated from the stator winding 12 is provided with a coil support ring 46.
Embedded in the position interlinking with the radiated electromagnetic wave inside, the abnormality of the stator winding 12 can be detected with high sensitivity in a place where the high-frequency wave is hardly attenuated, without lowering the reliability of the rotating electric machine. Also, during operation, constant monitoring and abnormality detection can be performed.

【0036】実施例5 上記実施例4では、部分放電に基づく放射電磁波の検出
にループアンテナ48を用いたが、フェライトバーアン
テナを設けても同様の効果を奏する。この実施例ではフ
ェライトバーアンテナを用いた場合について説明する。
図12は実施例5に係わるコイル支えリングとフェライ
トバーアンテナを示す斜視説明図、図13は実施例5に
係わる異常検出器38を示すブロック図である。図12
に示すようにコイル支えリング46の中にフェライト丸
棒の一部にコイルを巻いた指向特性の良い3つのフェラ
イトバーアンテナ60,61,62がその指向性が固定
子巻線端部3からの放射電磁波と同一方向となるように
配置して埋め込まれている。また、その円周方向の位置
は固定子巻線12の最もライン側に近いU相,V相,W
相(図示せず)と対向する位置である。そして各フェラ
イトバーアンテナ60,61,62のリード線間には検
出インピーダンス54b,54c,54dが設けられ、
それぞれの検出信号V2,V3,V4 を得る構成となって
いる。
Fifth Embodiment In the fourth embodiment, the loop antenna 48 is used for detecting the radiated electromagnetic wave based on the partial discharge. However, a similar effect can be obtained by providing a ferrite bar antenna. In this embodiment, a case where a ferrite bar antenna is used will be described.
FIG. 12 is a perspective view showing a coil support ring and a ferrite bar antenna according to the fifth embodiment, and FIG. 13 is a block diagram showing an abnormality detector 38 according to the fifth embodiment. FIG.
As shown in FIG. 7, three ferrite bar antennas 60, 61, and 62 having good directivity characteristics in which a coil is wound around a part of a ferrite round bar in a coil support ring 46 have directivities from the stator winding end 3. It is arranged and embedded so as to be in the same direction as the radiated electromagnetic wave. The positions in the circumferential direction are U-phase, V-phase, and W-phase, which are closest to the line side of the stator winding 12.
This is a position facing a phase (not shown). A detection impedance 54b, 54c, 54d is provided between the lead wires of the ferrite bar antennas 60, 61, 62,
The detection signals V 2 , V 3 , and V 4 are obtained.

【0037】次に、上記のように構成した実施例5の効
果について説明する。前述したように発電機の運転中に
固定子巻線12に発生する電圧はライン側が最も高いた
め、電気的要因に基づく固定子巻線12の異常はライン
側の方が発生し易く、また固定子巻線12内での部分放
電の発生も電圧の高いライン側の方が発生確率が高い。
従って、固定子巻線12の最もライン側のU相,V相,
W相に対向して3つのフェライトバーアンテナ60,6
1,62を設けており検出感度が高いと同時に、U相,
V相,W相毎の信号V2,V3,V4 を得ることができ
る。検出信号V2,V3,V4は図13に示す異常検出器
38に設けられた放電検出演算回路35で放電量の検
出、演算と共に異常が発生している巻線相が特定され表
示回路で表示される。
Next, the effect of the fifth embodiment configured as described above will be described. As described above, since the voltage generated on the stator winding 12 during the operation of the generator is highest on the line side, the abnormality of the stator winding 12 due to electrical factors is more likely to occur on the line side, The probability of occurrence of partial discharge in the secondary winding 12 is higher on the line side where the voltage is higher.
Therefore, the U-phase, V-phase,
Three ferrite bar antennas 60, 6 facing W phase
1,62 are provided and the detection sensitivity is high.
Signals V 2 , V 3 , and V 4 for each of the V and W phases can be obtained. The detection signals V 2 , V 3 , and V 4 are detected and calculated by a discharge detection calculation circuit 35 provided in the abnormality detector 38 shown in FIG. Is displayed with.

【0038】なお、上記実施例4、5ではコイル支えリ
ングにループアンテナ、あるいはフェライトバーアンテ
ナを設けたものについて示したが、図14の斜視説明図
に示すようにダイポールアンテナ63を設けても同様の
効果を奏する。
In Embodiments 4 and 5, the coil supporting ring is provided with a loop antenna or a ferrite bar antenna. However, the same applies to the case where the dipole antenna 63 is provided as shown in the perspective view of FIG. Has the effect of

【0039】また、上記実施例では発電機の場合につい
て説明したが、水車発電機や誘導電動機などの回転電機
についても同様の効果を奏する事は言うまでもない。
In the above embodiment, the case of a generator has been described, but it goes without saying that the same effect can be obtained with a rotating electric machine such as a water turbine generator or an induction motor.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上のように、本発明の回転電機の異常
検出装置は、固定子を収容する固定子フレーム内壁面
の、固定子鉄心スロットより外に突出している固定子巻
線端部に対向する位置に、固定子巻線の異常に伴い発生
する部分放電に基づく高周波電流が上記固定子巻線を伝
播することにより放射される電磁波を検出するアンテナ
を配設するようにしたので、常時電磁波を減衰の少ない
箇所で感度良く検出して巻線異常を監視できる効果があ
る。また、高電圧の固定子巻線から充分な絶縁距離を設
けることができるので、回転電機の信頼性を低下させる
ことがない。
As described above, the abnormality detection device for a rotating electric machine according to the present invention is provided on the inner wall surface of the stator frame accommodating the stator, at the stator winding end protruding outside the stator core slot. Since an antenna for detecting an electromagnetic wave radiated by the high-frequency current based on the partial discharge generated due to the abnormality of the stator winding propagating through the stator winding is arranged at the opposed position, There is an effect that the abnormalities of the winding can be monitored by detecting the electromagnetic wave with high sensitivity at a place where the attenuation is small. Further, since a sufficient insulation distance can be provided from the high-voltage stator winding, the reliability of the rotating electric machine is not reduced.

【0041】また、対をなすループ面のそれぞれが固定
子巻線端部の巻線軸に対して並行及び直交するようにル
ープアンテナを配設したので、電磁波の入射死角がなく
なり検出感度が向上する。
In addition, since the loop antenna is disposed so that each of the pair of loop surfaces is parallel and orthogonal to the winding axis of the end of the stator winding, there is no blind spot of electromagnetic waves, and the detection sensitivity is improved. .

【0042】さらに、アンテナを固定子フレーム内周壁
面に複数配設しているので、異常箇所を特定できる。
Further, since a plurality of antennas are provided on the inner peripheral wall surface of the stator frame, an abnormal portion can be specified.

【0043】また、本発明の別の発明においては、固定
子鉄心スロットより外に突出している固定子巻線端部を
支持するコイル支えリング内部で、上記固定子巻線を伝
播する高周波電流によって生じる磁界と鎖交する位置に
アンテナを埋設したので、高周波伝播波を減衰の少ない
箇所で検出することができ、検出感度が向上する。
According to another aspect of the present invention, a high-frequency current propagating through the stator winding is provided inside a coil support ring that supports a stator winding end protruding outside a stator core slot. Since the antenna is buried in a position interlinking with the generated magnetic field, the high-frequency wave can be detected at a place where the attenuation is small, and the detection sensitivity is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例1の回転電機の異常検出装置を
示す断面構成図である。
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram illustrating an abnormality detection device for a rotating electric machine according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例1に係わるループアンテナ設置
位置を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a loop antenna installation position according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例1に係わる等価回路図である。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例1に係わる異常検出器のブロッ
ク図である。
FIG. 4 is a block diagram of an abnormality detector according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例2に係わるループアンテナ設置
位置を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a loop antenna installation position according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例3に係わるループアンテナを示
す斜視説明図である。
FIG. 6 is a perspective view illustrating a loop antenna according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例3に係わるループアンテナを示
す構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram illustrating a loop antenna according to a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例4の回転電機の異常検出装置を
示す要部断面構成図である。
FIG. 8 is a cross-sectional configuration diagram illustrating a main part of an abnormality detection device for a rotating electric machine according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】図8のA−A´線平面展開説明図である。9 is a plane development explanatory view taken along line AA ′ of FIG. 8;

【図10】本発明の実施例4に係わる斜視説明図であ
る。
FIG. 10 is an explanatory perspective view according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施例4に係わる異常検出器のブロ
ック図である。
FIG. 11 is a block diagram of an abnormality detector according to a fourth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施例5に係わる斜視説明図であ
る。
FIG. 12 is an explanatory perspective view according to a fifth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の実施例5に係わる異常検出器のブロ
ック図である。
FIG. 13 is a block diagram of an abnormality detector according to a fifth embodiment of the present invention.

【図14】本発明のさらに他の実施例に係わる斜視説明
図である。
FIG. 14 is a perspective explanatory view according to still another embodiment of the present invention.

【図15】従来の電気機器の部分放電検出装置を示す斜
視説明図である。
FIG. 15 is an explanatory perspective view showing a conventional partial discharge detection device for electric equipment.

【図16】従来の電気機器の部分放電検出装置のブロッ
ク図である。
FIG. 16 is a block diagram of a conventional partial discharge detection device for electric equipment.

【図17】周波数帯域別の巻線内を伝播する信号レベル
の特性図である。
FIG. 17 is a characteristic diagram of a signal level propagating in a winding for each frequency band.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 固定子 3 固定子巻線端部 10 発電機 11 固定子フレーム 12 固定子巻線 14〜19 ループアンテナ 38 異常検出器 46 コイル支えリング 60〜62 フェライトバーアンテナ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stator 3 Stator winding end part 10 Generator 11 Stator frame 12 Stator winding 14-19 Loop antenna 38 Abnormality detector 46 Coil support ring 60-62 Ferrite bar antenna

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−162930(JP,A) 特開 昭59−2518(JP,A) 特開 昭61−167880(JP,A) 特開 昭63−247674(JP,A) 特開 昭60−210774(JP,A) 特開 平2−27274(JP,A) 特開 平3−221880(JP,A) 特開 平2−297077(JP,A) 実開 昭55−51775(JP,U) 実開 平2−63478(JP,U) 実開 昭61−98340(JP,U) 特公 平5−58512(JP,B2) 特公 平6−27764(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01R 31/12 G01R 31/02 G01R 31/34 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-56-162930 (JP, A) JP-A-59-2518 (JP, A) JP-A-61-167880 (JP, A) JP-A 63-162880 247674 (JP, A) JP-A-60-210774 (JP, A) JP-A-2-27274 (JP, A) JP-A-3-221880 (JP, A) JP-A-2-297077 (JP, A) Japanese Utility Model Showa 55-51775 (JP, U) Japanese Utility Model Hei 2-63478 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 61-98340 (JP, U) Japanese Patent Publication No. 5-58512 (JP, B2) Japanese Patent Publication No. Hei 6-27764 (JP, B2) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) G01R 31/12 G01R 31/02 G01R 31/34

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 固定子巻線の異常に伴い発生する部分放
電に基づく放射電磁波をアンテナで検出して上記固定子
巻線の異常を検出する回転電機の異常検出装置におい
て、固定子を収容する固定子フレーム内壁面の、固定子
鉄心スロットより外に突出している上記固定子巻線端部
に対向する位置にループアンテナを配設したことを特徴
とする回転電機の異常検出装置。
An abnormality detecting device for a rotating electric machine, wherein an electromagnetic wave based on a partial discharge generated due to an abnormality in a stator winding is detected by an antenna to detect an abnormality in the stator winding, wherein the stator is housed. An abnormality detection device for a rotating electric machine, wherein a loop antenna is disposed on an inner wall surface of a stator frame at a position facing the stator winding end protruding outside of a stator core slot.
【請求項2】 アンテナはループアンテナで対をなすル
ープ面がそれぞれ固定子巻線端部の巻線軸に対して並行
及び直交するように配置されていることを特徴とする請
求項1記載の回転電機の異常検出装置。
2. The rotation according to claim 1, wherein the antennas are arranged such that loop surfaces forming a pair in the loop antenna are parallel and orthogonal to a winding axis of a stator winding end, respectively. Electric machine abnormality detection device.
【請求項3】 アンテナは固定子フレーム内周壁面に複
数配設されていることを特徴とする請求項1または2記
載の回転電機の異常検出装置。
3. The abnormality detection device for a rotating electric machine according to claim 1, wherein a plurality of antennas are provided on an inner peripheral wall surface of the stator frame.
【請求項4】 固定子巻線の異常に伴い発生する部分放
電に基づく放射電磁波をアンテナで検出して上記固定子
巻線の異常を検出する回転電機の異常検出装置におい
て、固定子鉄心スロットより外に突出している上記固定
子巻線端部を支持するコイル支えリング内部で、上記固
定子巻線を伝播する高周波電流によって生じる磁界と鎖
交する位置にアンテナを埋設したことを特徴とする回転
電機の異常検出装置。
4. An abnormality detecting device for a rotating electric machine, wherein an electromagnetic wave based on a partial discharge generated due to an abnormality of a stator winding is detected by an antenna to detect an abnormality of the stator winding. A rotation characterized in that an antenna is buried in a coil support ring that supports the end of the stator winding protruding outside, at a position that interlinks with a magnetic field generated by a high-frequency current propagating through the stator winding. Electric machine abnormality detection device.
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