JP3226811B2 - 回転機巻線の部分放電測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば水力発電所
等に設置されている発電機，同期電動機，誘導電動機も
しくは直流電動機等の各種の回転機における巻線の絶縁
劣化状態を、部分放電法を用いて測定，評価する回転機
巻線の部分放電測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ところで、上記の同期電動機、誘導電動
機や直流電動機等の各種回転機は回転子巻線及び固定子
巻線を備えており、これらの巻線の絶縁状態は回転機の
性能維持のための重要な要素である。

【０００３】このため、例えば、水力発電所の水車発電
機用として用いられる同期機の固定子巻線にあっても、
各種の方法での絶縁状態の測定が行われており、一般に
この測定は発電機の運転を停止した上で、巻線の絶縁層
の部分放電等の測定が行われている。この固定子巻線の
部分放電の測定は、従来、その固定子巻線に対し電荷を
直接注入する方法が採られ、その方法は、まず、発電機
の運転を停止させ、次に、巻線の口出し部の絶縁を剥ぎ
取り、その剥ぎ取った巻線に対し電荷を直接注入するこ
とにより行われている（直接注入法）。

【０００４】また、上記の直接注入法の他に、発電機固
定子のコイルを収容するスロット内部の温度測定用サー
チコイルを用いた放電検出法も知られている。この方法
は、スロット内に収容された巻線の過加熱を検知するた
めにスロット内の巻線間に配備されているサーチコイル
型の温度センサが、たまたま巻線の部分放電を静電結合
で検知し得る構成であることを利用して、部分放電を知
見しようとするものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発電機
巻線に電荷を直接注入する上記の直接注入法は、これを
実施するには発電機の運転を停止しなければならず、発
電機の運転中に実施することは到底不可能であるという
不都合がある。一方、上記の温度測定用サーチコイルを
用いる測定法は運転中においても測定可能であるもの
の、放電を引き起こす基準となる電荷量が不明であるた
め、放電特性を定量的に評価できないという不都合があ
る。

【０００６】本発明は上記の事情に鑑みなされたもので
あり、その目的は、回転機巻線の部分放電の測定を回転
機の運転中であっても定量的に、しかも、正確に行い得
る部分放電測定方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、回転機のステータ部のスロ
ットの巻線近傍に設けたセンサから、既知の電荷量を有
するパルスを静電結合を利用して上記巻線に注入し、上
記パルスに基づいて上記巻線の絶縁部に生じた部分放電
信号を静電結合を利用して他のスロットに設けたセンサ
で検出する構成とするものである。

【０００８】上記の構成の場合、１つのスロットに配備
されているセンサから既知の電荷、即ち校正電荷を回転
機巻線に注入でき、この注入電荷に基づいて生じた巻線
の絶縁層中の部分放電パルスを他のスロットに配備され
ているセンサにより検出するので、放電電荷を定量的に
測定することが可能となる。

【０００９】請求項２記載の発明では、回転機のステー
タ部のスロットの巻線近傍に電極を設けて第１の電極と
し、上記スロットに予め設けられている測温用センサを
第２の電極とする。そして、上記第１及び第２の電極の
内の一方の電極から既知の電荷量を有するパルスを静電
結合を利用して上記巻線に注入し、上記パルスに基づい
て上記巻線の絶縁部に生じた部分放電信号を静電結合を
利用して上記第１及び第２の電極の内の他方の電極によ
り検出する構成とするものである。

【００１０】上記の構成の場合、スロットに配設された
第１及び第２の電極の内の一方の電極から既知の電荷を
回転機巻線に注入することができ、この注入電荷に基づ
いて生じた巻線の絶縁層中の部分放電パルスを他方の電
極により検出するため、放電電荷を定量的に測定するこ
とが可能になる。そして、この場合、同一のスロットに
配設された第１及び第２の電極を用いて電荷注入と部分
放電パルスの検出とを行うため、部分放電測定を意図す
る巻線と上記両電極とが比較的近接しており、静電結合
を利用した電荷注入を請求項１記載の発明による場合よ
りも確実に行い得る。すなわち、請求項１記載の発明で
は電荷注入用のセンサと、部分放電パルス検出用のセン
サとが比較的遠く離れている場合が多く、このため、部
分放電測定を意図する巻線と、電荷注入用のセンサとが
過度に離れていると、両者の静電結合が不十分となり、
所期の電荷量を巻線に注入し得ないおそれが生じる。こ
のため、本請求項２記載の発明では電荷を確実に注入し
得るようにするために、既設の第２の電極である測温用
センサに加えて、同じスロット内に部分放電パルス検出
用としても用い得る第１の電極である電荷注入用の電極
を付設している。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１または請
求項２記載の発明におけるセンサとして、巻線の温度監
視用としてスロットに予め付設されている測温用サーチ
コイルを利用するものである。

【００１２】上記の構成の場合、上記のセンサとして予
めスロット内に付設されている測温用サーチコイルを用
いるので、部分放電測定用として別途にセンサをスロッ
ト内に配備する必要がなく、現状設備を利用して簡易な
準備で測定を行うことが可能になる。

【００１３】請求項４記載の発明は、請求項１または請
求項２記載の発明において、回転機の運転中にパルスの
注入及び部分放電信号の検出を行うものである。

【００１４】上記の構成の場合、回転機を停止させるこ
となく回転機の運転中に部分放電測定を行うため、回転
機停止の手間が省けるだけでなく、絶縁状態を連続的に
監視することも可能となる。

【００１５】請求項５記載の発明は、請求項１記載の発
明において、センサと巻線との間の静電容量を予め調整
設定しておくことにより、巻線に注入される電荷が所定
量になるように校正するものである。

【００１６】上記の構成の場合、センサと巻線との間に
存在する絶縁部の部分が静電容量を生じさせるコンデン
サとして動作し、この静電容量とパルス電位との積によ
り巻線に注入される電荷が特定されるため、上記静電容
量を予め調整設定しておくことにより、巻線に対する注
入電荷が確実に所定量のものに校正することが可能にな
る。つまり、上記コンデンサの静電容量を上記注入電荷
の校正のために用いるものである。そして、上記静電容
量はセンサの形状・寸法等の変更に応じて変化するた
め、そのセンサの形状・寸法等の調整設定を行うことに
より上記静電容量を予め調整設定することが可能にな
る。このため、静電結合を利用して巻線に対し間接的に
電荷を注入する場合においても、その巻線に対して確実
に所定量の電荷注入が可能になる。

【００１７】また、請求項６記載の発明は、請求項２記
載の発明において、第１の電極と巻線との間の静電容量
を予め調整設定しておくことにより、巻線に注入される
電荷が所定量になるように校正するものである。

【００１８】上記の構成の場合、第１の電極と巻線との
間に存在する絶縁部の部分が静電容量を生じさせるコン
デンサとして動作し、この静電容量とパルス電位との積
により巻線に注入される電荷が特定されるため、上記請
求項５記載の発明の場合と同様に、上記静電容量を予め
調整設定しておくことにより、巻線に対する注入電荷が
確実に所定量のものに校正することが可能になる。つま
り、上記コンデンサの静電容量を上記注入電荷の校正の
ために用いるものである。そして、上記第１の電極と巻
線との間に生じる静電容量はその第１の電極の形状・寸
法等の変更に応じて変化するため、その第１の電極の形
状・寸法等の調整設定を行うことにより上記静電容量の
調整設定が可能になる。このため、静電結合を利用して
間接的に巻線に電荷を注入する場合においても、その巻
線に対して確実に所定量の電荷注入が可能になる。しか
も、この場合、特に上記第１の電極が既存の回転機に対
し付設する際に、上記静電容量の調整設定を行い得るた
め、請求項５記載の発明による場合と比べ上記注入電荷
の校正を容易に行い得る。

【００１９】さらに、請求項７記載の発明は、請求項５
または請求項６記載の発明における静電容量の調整設定
を所定の直間比（校正比率）に基づいて行うようにす
る。そして、上記直間比として、巻線に対し静電結合を
利用して注入された間接注入電荷量と、巻線に対し電荷
を直接に注入した場合の直接注入電荷量との対比におい
て、上記間接注入電荷量を直接注入電荷量と同等にし得
る倍率の値を用いるものである。

【００２０】上記の構成の場合、請求項５または請求項
６記載の発明における静電容量の調整設定が、校正後の
注入電荷量を上記直接注入電荷量と同等にし得る倍率の
値の直間比を用いて行われる。つまり、校正前の電荷を
間接注入する際の静電容量に対し上記倍率値の直間比を
乗じて得られる値に相当するように静電容量を調整設定
することにより、間接注入電荷を直接注入電荷量と同等
の電荷量に校正し得る。このため、その校正後の注入電
荷に基づく部分放電パルスを検出することにより、巻線
に対し静電結合を利用して間接的に注入する方法を採っ
ても、上記の巻線に対し電荷を直接に注入した場合と同
じ放電特性が得られることになる。これにより、配転機
が停止中であると運転中であるとに拘らず、回転機を停
止した状態でしか得られない上記直接注入の場合と同じ
測定結果を得ることが可能になる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。

【００２２】＜第１実施形態＞図１は、本発明の第１実
施形態が適用される発電機の概略断面を示す。この発電
機は、固定にされたステータ部１と、このステータ部１
の中心部に図１の紙面に直交する方向の軸の回りに回転
するロータ部２とを備えており、上記ステータ部１には
等角度に多数個のスロット３，３，…が設けられている
（図示の便宜上、図１では１２個のスロット３，３，…
を図示している）。各スロット３には図２に詳細を示す
ように上巻線４ａと下巻線４ｂ（図１では１つの巻線に
ついてのみ表示し他の巻線については表示を省略する）
とからなる巻線４が設けられており、これらの巻線４
ａ，４ｂはエポキシ等の絶縁体５により囲まれている。

【００２３】上記各巻線４は渦電流損を少なくするため
に多くの素線で構成され、この素線としては通常はガラ
ステープやマイカテープを巻回した平角銅線が用いられ
る。なお、上記巻線４が上巻線４ａと下巻線４ｂとに分
かれた２層巻形態とされている理由は、同一形状の巻線
を用いてコイル端部が立体的に無理なく配列できるとい
う利点があるためで、このような２層巻形態は電機子巻
線をスロット内へ収容する形態として広く用いられてい
る。

【００２４】上記各スロット３において、上巻線４ａと
下巻線４ｂとの間には、温度測定用の抵抗を有するサー
チコイル６が配置されておる。この各サーチコイル６
は、本来、巻線４の異常な温度上昇を監視するために設
置されているものであるが、本実施形態では上記巻線４
に既知の電荷量を有するパルスを注入するための、又
は、部分放電信号を検出するためのセンサとしても用い
られる。

【００２５】上記各サーチコイル６としては、温度変化
により抵抗値が変化する銅素子や白金素子を絶縁体で被
覆した平板状のものを好適に用いることができる。その
他、上記サーチコイル６として熱電対式のものも用いる
ことが可能ではあるが、本実施形態では静電結合を利用
して巻線と信号の授受を行う関係上、静電結合効率等を
考慮すると上述の銅素子式サーチコイルが有利である。

【００２６】上記各サーチコイル６は上述のように、上
巻線４ａと下巻線４ｂとの間に埋込的に配置されている
結果、巻線４の素線自体の各絶縁層及び絶縁体５を隔て
て充電部に接することとなり、巻線４との静電結合が可
能となる。

【００２７】また、上記各サーチコイル６からは３本の
リード線７が外部に引き出されている。なお、図２にお
いては、リード線７を図示簡略化のために横方向に延出
するように描いているが、実際は紙面と垂直な方向に延
出している。このリード線７の他端側は、通常は温度計
測装置に接続されているのであるが、本実施形態では、
任意のサーチコイル６のリード線７を校正電荷の注入
用、或いは、部分放電信号検出用のリード線として用い
る。

【００２８】図３は本実施形態を実施するための回路構
成図を示し、任意の１つのスロット３ａのサーチコイル
６のリード線７にパルス注入用の注入回路１１を接続
し、近傍のスロット３ｂのサーチコイル６のリード線７
に部分放電検出用の検出回路１２を接続する。上記検出
回路１２は商用周波数を除去するためのハイパスフィル
タ等を含み、その検出回路１２の出力側が表示器１３に
接続されて検出回路１２の出力が表示器１３に表示され
るようになっている。

【００２９】なお、部分放電検出用のサーチコイル６と
して、パルス注入用のサーチコイル６の近傍のものを使
用するのは、固定子巻線の単位長さあたりのインダクタ
ンスと静電容量が大きく、巻線内部のパルスの伝搬減衰
が大きいため、離れた場所の電荷校正は近くのコイルか
らすることが必要であることによる。このようにするこ
とで、多数のサーチコイル６，６，…を順次に切換えて
測定すれば、サーチコイル６ごとに特定の狭い範囲の放
電特性を測定できるという利点がある。

【００３０】本第１実施形態による放電測定は発電機の
運転中に行われる。その方法は、まず、注入回路１１か
ら上記スロット３ａのサーチコイル６を介して巻線４
に、既知の電荷量を持つパルスを静電結合を利用して繰
り返し注入する。そして、この注入パルスに起因して巻
線４と絶縁体５間に生じた部分放電を、他のスロット３
ｂのサーチコイル６を介して検出し、検出回路１２にお
いて所定周波数、例えば数ＭHzの周波数成分を検出して
表示器１３に表示する。

【００３１】これにより、表示器１３においては上記両
スロット３ａ、３ｂ間の部分放電量が電荷量｛単位：ｐ
Ｃ（ピコクーロン）｝として測定を行うことができる。
従って、スロット３，３，…において注入対象のスロッ
ト３ａ及び検出対象のスロット３ｂの位置を変えなが
ら、この測定を繰り返せば、発電機巻線４の全体の部分
放電特性を把握することができる。即ち、ステータ部１
のスロット３，３，…のサーチコイル６，６，…の１つ
を部分放電検出用とし、それに隣接する他のサーチコイ
ル６を校正パルス注入用とすることで、巻線４の部分放
電特性が測定できる。

【００３２】つまり、本第１実施形態では、巻線４に対
し電荷を直接注入するという従来の直接注入法ではな
く、ある１つのサーチコイル６に既知の電荷量を持つパ
ルスを流し巻線４との間の静電結合を利用してその巻線
４に注入して他のサーチコイル６から部分放電を検出す
るという間接注入法を採用することにより、部分放電の
測定を発電機の停止中は勿論のこと発電機の運転中であ
っても容易に行うことができる。その上、上記巻線４に
対する注入電荷は既知のパルス電位Ｖと、上記サーチコ
イル６及び巻線４間の静電容量Ｃとの積となり、その静
電容量Ｃは実測またはサーチコイル６の形状・寸法等か
ら計算により得られるため、既知の注入電荷に対する放
電特性を定量的にかつ正確に測定することができる。こ
のため、上記間接注入法による測定を定期的に実施する
ことにより、発電機巻線４の部分放電状態を確定した評
価に基づき運転中でも継続して管理することができ、発
電機巻線の時系列的な劣化状況を正確に把握してその寿
命等を推定することが可能となる。

【００３３】なお、単数又は複数のサーチコイル６又は
６，６，…を校正パルス注入用とし、他の複数のサーチ
コイル６，６，…を部分放電測定用として、一時に複数
のスロット３，３，…の各巻線４の絶縁状態測定を行う
ことも可能である。

【００３４】また、校正パルスを注入するサーチコイル
用のリード線７と、部分放電を検出するサーチコイル用
のリード線７とが近接している場合には、互いに干渉し
て意図しない信号が発生することがあるため、これを防
止するために、上記各リード線７としては、遮蔽層付の
リード線を用いることが望ましい。さらに、上記各リー
ド線７としては同軸ケーブル等の遮蔽構造のものを用い
ることがより好ましい。

【００３５】＜第２実施形態＞図４は本発明の第２実施
形態が適用される発電機を示す。本第２実施形態は、電
荷注入を巻線４に直接注入するものではなく間接的に行
う点で第１実施形態と同じ間接注入法に属するが、校正
電荷パルスの注入と部分放電の検出とをある１つの同じ
スロット３内で行う点で上記第１実施形態と異なるもの
である。なお、上記の発電機のその他の構成は第１実施
形態のものと同様であるために、同一構成要素には同一
符号を付して、その詳細な説明は省略する。

【００３６】図４において、９，９，…はそれぞれ校正
電荷パルス注入用の第１の電極であり、この発電機は上
記第１実施形態における発電機に対し上記各第１の電極
９が付加されている点を除き同じ構成のものである。ま
た、６，６，…はそれぞれ第１実施形態と同様の測温用
センサであり、本第２実施形態ではこの各測温センサ６
を部分放電の検出用の第２の電極として用いている。

【００３７】上記各第１の電極９は、図５に詳細を示す
ように、各スロット３の開口部８つまり巻線４の最上部
付近に設置され、リード線１０が接続されている。この
各第１の電極９の設置位置は特に制限ないが、通常では
各スロット３の開口部８には巻線４を固定するためにフ
ェノール樹脂の積層板等からなる図示省略のくさびが設
けられており、このくさびと巻線４との間に配置するこ
とが取付性の点からも、また、既存の発電機に対して容
易に付加し得る点からも有利となる。また、校正パルス
を注入する第１の電極９のリード線１０と、部分放電を
検出する第２の電極としての測温用センサ６のリード線
７とが近接している場合には、第１実施形態で説明した
と同様に互いに干渉して意図しない信号が発生すること
があるため、これを防止するためにリード線７、１０と
しては遮蔽層付きのリード線を用いるのが好ましく、よ
り好ましくは同軸ケーブルを用いる。

【００３８】なお、上記各第１の電極９の設置位置とし
ては、上記の他に、各スロット３の底部付近に下巻線４
ｂを挟むようにして設置するようにしてもよい。この場
合は、第１の電極がステータ部１のより外周側位置に位
置するため、これに接続するリード線の配線処理の容易
化を図り得る点では好ましく、新設の発電機に上記第１
の電極を予め設置する上で有利となる。また、第１の電
極９は測定対象の巻線４と十分に静電結合を図れれば、
各スロット３毎に設けずともよく、例えば隣りのスロッ
ト３に第１の電極９を設けるようにしてもよい。さら
に、第１の電極９は測温用センサを兼ねる第２の電極の
ように測温機能を特に要しないので、温度変化により抵
抗値が変化する導電体を用いずともよく、銅やアルミニ
ウムなどの一般的な平板状の導電体を絶縁被覆したもの
であってもよい。

【００３９】図６は本第２実施形態を実施するための回
路構成図を示し、ある１つのスロット３に設けた第１の
電極９のリード線１０にパルス注入用の注入回路１１を
接続し、同じスロット３に設けた測温用センサ６のリー
ド線７に部分放電検出回路１２を接続する。検出回路１
２は、第１実施形態と同様に商用周波数を除去するため
のハイパスフィルタ等を含み、検出回路１２の出力を表
示するように表示器１３と接続されている。

【００４０】本第２実施形態による放電測定は発電機の
運転中に行われる。その方法は、まず、注入回路１１か
ら第１の電極９を介して巻線４に、既知の電荷量を持つ
パルスを静電結合を利用して繰り返し注入する。そし
て、この注入パルスに起因して巻線４と絶縁体５間に生
じた部分放電を、上記の同じスロット３の測温用センサ
６を介して検出し、検出回路１２において所定周波数、
例えば数ＭHzの周波数成分を検出して表示器１３に表示
する。これにより、表示器１３においては上記スロット
内の巻線４からの部分放電量が電荷量（単位：ｐＣ）と
して測定を行うことができる。従って、スロット３ごと
にこの測定を繰り返せば、発電機巻線４の全体の部分放
電特性を把握することができる。

【００４１】つまり、本第２実施形態では、間接注入法
ではあるが、１つのスロット３内の第１の電極９とサー
チコイル６とを用い、その第１の電極９に既知の電荷量
を持つパルスを流し巻線４との間の静電結合を利用して
その巻線４に注入して上記サーチコイル６から部分放電
を検出するという第１実施形態とは異なる間接注入法を
採用することにより、第１実施形態と同様に、部分放電
の測定を発電機の停止中は勿論のこと発電機の運転中で
あっても容易に行うことができる。その上、上記巻線４
に対する注入電荷は既知のパルス電位Ｖと、上記電極９
及び巻線４間の静電容量Ｃとの積となり、その静電容量
Ｃは実測または上記電極９の形状・寸法等から計算によ
り得られるため、既知の注入電荷に対する放電特性を定
量的にかつ正確に測定することができる。このため、上
記間接注入法による測定を定期的に実施することによ
り、第１実施形態と同様に、発電機巻線４の部分放電状
態を確定した評価に基づき運転中でも継続して管理する
ことができ、発電機巻線の時系列的な劣化状況を正確に
把握してその寿命等を推定することが可能となる。

【００４２】なお、上記とは逆に校正電荷パルスの注入
を第２の電極である測温用センサ６にて行い、第１の電
極９により部分放電を検出するようにしてもよい。

【００４３】

【実施例】第１実施形態を具体化した第１実施例、及
び、第２実施形態を具体化した第２実施例を以下に説明
し、これら第１及び第２実施例と従来の直接注入法との
測定方法を用いた測定試験結果を併せて示す。

【００４４】図７は上記第１または第２実施例を適用す
る発電機の概略断面図を示す。同図において、３０，３
０，…はステータ部１に形成された複数のスロット、４
０，４０，…は上記各スロット３０内に配設された上巻
線４０ａと下巻線４０ｂ（図７では１つの巻線４０につ
いてのみ表示し他の巻線４０，４０…については表示を
省略する）とからなる巻線、６０，６０，…は上記上巻
線４０ａと下巻線４０ｂとの間に配設された測温用セン
サである。なお、スロット３０，３０，…の数は、図例
のものは図示簡略化のために１２個で示しているが、発
電機の規模等にもよるが、例えば１９２個（但し、必ず
３の整数倍の個数）等に設定される。

【００４５】上記各スロット３０には、図８及び図９に
詳細を示すように、各スロット３０の開口部を封止する
例えばエポキシガラス布積層板からなるくさび１１０が
配設され、この各くさび１１０と各上巻線４０ａとの
間、及び、各下巻線４０ｂと各スロット３０の底との間
にはそれぞれエポキシガラス板製の第１及び第２のスペ
ーサ１２０，１３０が配設されている。なお、図９にお
いて、７０は各サーチコイル６０を注入回路１１もしく
は検出回路１２（図３または図６参照）に接続する同軸
ケーブル、１００は後述の電極９０を検出回路１２に接
続する同軸ケーブル、７１，１０１は各同軸ケーブル７
０，１００の接地部である。

【００４６】上記上巻線４０ａ及び下巻線４０ｂは、図
８に詳細を示すように、それぞれ複数（図例では３組）
の巻線ユニット４１，４１，４１を有し、各巻線ユニッ
ト４１は１０本の絶縁被覆銅線により構成されている。
そして、各巻線ユニット４１はその周囲をマイカテープ
による層間絶縁部５１で束ねられ、さらに、３つの巻線
ユニット４１，４１，４１の周囲がガラスマイカテープ
等による対地絶縁部５２と、コロナ防止被覆５３とによ
り覆われており、これら層間絶縁部５１と、対地絶縁部
５２と、コロナ防止被覆５３とによって絶縁体５０が構
成されている。

【００４７】そして、第１実施例に係る測定方法を実施
する場合には上記構成の発電機のまま用い、第２実施例
に係る測定方法を実施する場合には上記構成の内の第１
スペーサ１２０を片面に約１ｍｍ厚の銅箔９１をコーテ
ィングしたエポキシガラス板により構成された電極９０
に交換した発電機を用い、その電極９０を第１の電極９
として用いる。

【００４８】第１実施例による測定を行うには、複数の
スロット３０，３０，…の内の任意の１つのスロット３
０内のサーチコイル６０を注入回路１１（図３参照）に
同軸ケーブル７０を介して接続する一方、上記１つのス
ロット３０に隣接する他のスロット３０内のサーチコイ
ル６０を検出回路１２に同軸ケーブル７０を介して接続
する。そして、上記注入回路１１から所定の電位Ｖのパ
ルスを上記一方のサーチコイル６０に流し、隣接する他
方のサーチコイルから部分放電を所定の周波数成分とし
て検出回路１２で検出する。

【００４９】また、第２実施例による測定を行うには、
複数のスロット３０，３０，…の内の任意の１つのスロ
ット３０内の電極９０を注入回路１１（図６参照）に同
軸ケーブル１００を介して接続する一方、上記と同じス
ロット３０内のサーチコイル６０を検出回路１２に同軸
ケーブル７０を介して接続する。そして、上記注入回路
１１から所定の電位Ｖのパルスを電極９０に流し、上記
サーチコイルから部分放電を所定の周波数成分として検
出回路１２で検出する。

【００５０】上記の第１及び第２実施例における両測定
方法において、上記各サーチコイル６０と巻線４０との
間の絶縁体５０の部分または上記電極９０と巻線４０と
の間の絶縁体５０の部分は、図１０に示すように、上記
サーチコイル６０が電荷注入側である場合には静電容量
Ｃo の標準コンデンサとして、上記サーチコイル６０が
検出側である場合には静電容量Ｃk の結合コンデンサと
してそれぞれ動作する。そして、上記標準コンデンサの
静電容量Ｃo はサーチコイル６０または電極９０の形状
・寸法等から計算するか実測することにより求められ、
この静電容量Ｃo と上記のパルス電位Ｖとの積により巻
線４０に注入される電荷量が得られる。このため、上記
静電容量Ｃo とパルス電位Ｖとの値を調整することによ
り、巻線４０に対する注入電荷の校正が可能になる。従
って、直接注入法により得られる放電特性と、間接注入
法により得られる放電特性との比（直間比）を予め求
め、この直間比に基づいて上記注入電荷の校正を行うこ
とにより、その校正電荷をサーチコイル６０を介して間
接的に巻線４０に注入する間接注入法を採用しても、あ
たかも巻線４０に電荷を直接注入する直接注入法を行っ
た場合と同じ検出データ、すなわち、放電特性を得るこ
とができるようになる。

【００５１】つまり、上記各コンデンサが、上記第１及
び第２実施例の間接注入法による注入電荷を直接注入法
による注入電荷と同じ量になるように校正するための校
正器の一部を構成し、上記各コンデンサの静電容量を予
め上記直間比に基づいて調整しておくことにより、上記
間接注入法を実施しても得られる放電特性の測定結果を
上記直接注入法により得られる測定結果と同じ特性のも
のにすることが可能になる。

【００５２】以下、上記の電荷校正方法について図１１
に示す比較測定試験結果に基づいて説明する。

【００５３】図１１は、直接注入法と、第１実施例の隣
接サーチコイル間注入法、第２実施例の電極注入法、及
び、第１実施例における同軸ケーブル７０の代わりに３
線一括のリード線７を用いそのリード線７の中継端子を
介して注入する端子注入法の３種類の間接注入法との４
種類の方法を用いた場合の注入電荷量（単位：ｐＣ）
と、その注入電荷量を基準として検出された周波数別の
検出電圧（単位：ｄＢ）との関係を示したものである。
そして、図１１には、直接注入法による測定結果が周波
数成分２ＭＨz について一点鎖線により，4 ＭＨz 及
び６ＭＨz について一点鎖線によりそれぞれ示され、
間接注入法の内の電極注入法による測定結果が周波数成
分２ＭＨz について実線により，4 ＭＨz 及び６ＭＨ
z について実線によりそれぞれ示され、隣接サーチコ
イル間注入法による測定結果が周波数成分２ＭＨz につ
いて破線により，4 ＭＨz について破線により，６
ＭＨz について破線によりそれぞれ示され、端子注入
法による測定結果が周波数成分２Ｍｈz について点線
により，４ＭＨz 及び６ＭＨz について点線によりそ
れぞれ示されている。なお、本比較測定試験において
は、上記コンデンサの静電容量は５０ｐＦ（ピコファラ
ド）相当のものに設定している。

【００５４】上記の測定試験結果によれば、直接注入法
による場合（，）に対し、電極注入法（，）、
隣接サーチコイル間注入法（，，）、端子注入法
（，）の順で同一注入電荷量に対する応答（検出電
圧）は増大しているが、注入電荷に対する検出電圧の傾
向は同じであることが分かる。また、間接注入法の内で
電極注入法による場合（，）が直接注入法による場
合（，）と最も近く、隣接サーチコイル間注入法に
よる場合（，，）は直接注入法による場合（，
）に対し２０ｄＢ程度の差があり、端子注入法による
場合（，）が直接注入法による場合（，）に対
し３０ｄＢ〜４０ｄＢの差があって直接注入法による場
合と最も離れたものとなっている。

【００５５】ここで、上記の各間接注入法において注入
電荷量を何倍程度にすれば直接注入法と同じ基準にし得
るかを上記測定試験結果から検討すると、隣接サーチコ
イル間注入法では１０倍程度に、電極注入法では周波数
成分２ＭＨz の場合で４倍程度に，４ＭＨz 及び６ＭＨ
z の場合で１．５倍程度にそれぞれすればよいことが分
かる。このため、直間比の値として、隣接サーチコイル
注入法の場合では例えば１０を、電極注入法では２ＭＨ
z の場合に例えば４を，４ＭＨz 及び６ＭＨzの場合に
例えば１．５をそれぞれ設定し、上記コンデンサの静電
容量を各直間比に基づいて増大させることにより、注入
電荷の校正を行うことができる。例えば、本測定試験で
の静電容量が５０ｐＦであるため、上記の電極注入法の
４ＭＨz及び６ＭＨz の場合では上記の５０ｐＦに直間
比の１．５を乗じて得られる７５ｐＦ相当の静電容量に
設定すればよい。この場合、スペーサ１２０と交換する
電極９０の寸法・形状等を調整することにより上記７５
ｐＦ相当の静電容量が発生するようにすればよい。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明における回転機巻線の部分放電測定方法によれば、巻
線の切離しなどの作業を不要とすることができ、運転中
においても実施することができる。しかも、定量的な部
分放電測定を行うことができ、これにより、放電の評価
の確定と、回転機の時系列的な劣化状況についての正確
な把握とを図ることができる。

【００５７】請求項２記載の発明における回転機巻線の
部分放電測定方法によれば、請求項１記載の発明と同様
に、巻線の切離しなどの作業を不要とすることができ、
運転中においても実施することができる。しかも、放電
の評価の確定と、回転機の時系列的な劣化状況について
の正確な把握とを図ることができる。加えて、同じスロ
ット内に校正パルス注入用電極と部分放電信号検出用の
電極を配置する構成であるので、校正パルスを検査対象
の巻線に対しより確実に注入することができ、より正確
かつ定量的な部分放電測定を行うことができる。

【００５８】請求項３記載の発明によれば、請求項１ま
たは請求項２記載の発明による効果に加えて、上記のセ
ンサとして予めスロット内に付設されている測温サーチ
コイルを用いるので、別途に部分放電測定用のセンサを
スロット内に配備する必要がなく、既存の現状設備を利
用して簡易な準備で測定を行うことができる。

【００５９】請求項４記載の発明によれば、請求項１ま
たは請求項２記載の発明による効果に加えて、回転機を
停止させることなく回転機の運転中に部分放電測定を行
うため、回転機停止の手間が省けるだけでなく、絶縁状
態を連続的に、つまり常時監視することが可能となる。

【００６０】請求項５記載の発明によれば、請求項１記
載の発明による効果に加えて、静電結合を利用して巻線
に対し間接的に電荷を注入する場合においても、その巻
線に対して確実に所定量の電荷注入が可能になる。

【００６１】また、請求項６記載の発明によれば、請求
項２記載の発明による効果に加えて、静電結合を利用し
て間接的に巻線に電荷を注入する場合においても、その
巻線に対して確実に所定量の電荷注入を行うことができ
る。しかも、第１の電極を既存の回転機に対し付設する
際に、上記静電容量の調整設定を容易に行い得るため、
請求項５記載の発明による場合と比べ上記注入電荷の校
正を容易に行うことができる。

【００６２】さらに、請求項７記載の発明によれば、請
求項５または請求項６記載の発明による効果に加えて、
巻線に対し静電結合を利用して間接的に注入する方法を
採っても、上記巻線に対し電荷を直接に注入した場合と
同じ放電特性を得ることができ、これにより、配転機が
停止中であると運転中であるとに拘らず、回転機を停止
した状態でしか得られない上記直接注入の場合と同じ測
定結果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を適用する発電機の概略
断面図である。

【図２】図１のスロットの拡大図である。

【図３】第１実施形態における測定回路の構成図であ
る。

【図４】第２実施形態を適用する発電機の概略断面図で
ある。

【図５】図４のスロットの拡大図である。

【図６】第１実施形態における測定回路の構成図であ
る。

【図７】実施例を適用する発電機の概略断面図である。

【図８】図７の１つのスロットの拡大図である。

【図９】図７の１つのスロットの構成を概略説明する一
部切欠き斜視図である。

【図１０】第１，第２実施例における静電容量を原理的
に示す模式図である

【図１１】注入電荷量と検出電圧との関係図である。

【符号の説明】

１ ステータ部 ２ ロータ部 ３，３０ スロット ４，４０ 巻線 ４ａ，４０ａ 上巻線 ４ｂ，４０ｂ 下巻線 ５，５０ 絶縁体 ６，６０ 測温用サーチコイル（センサ，電
極） ９，９０ 電極 １１ 注入回路 １２ 検出回路 １３ 表示器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三上 通而 埼玉県熊谷市新堀1008番地 三菱電線工 業株式会社 熊谷製作所内 (72)発明者 吉田 健吾 埼玉県熊谷市新堀1008番地 三菱電線工 業株式会社 熊谷製作所内 (72)発明者 阿戸 威 埼玉県熊谷市新堀1008番地 三菱電線工 業株式会社 熊谷製作所内 (56)参考文献 特開 平４−296675（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−134576（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−43411（ＪＰ，Ａ) 特表 平８−501389（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 31/02 - 31/06 G01R 31/12 - 31/14

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転機のステータ部のスロットの巻線近
   傍に設けたセンサから、既知の電荷量を有するパルスを
   静電結合を利用して上記巻線に注入し、上記パルスに基
   づいて上記巻線の絶縁部に生じた部分放電信号を静電結
   合を利用して他のスロットに設けたセンサで検出するこ
   とを特徴とする回転機巻線の部分放電測定方法。
2. 【請求項２】 回転機のステータ部のスロットの巻線近
   傍に電極を設けて第１の電極とし、上記スロットに予め
   設けられている測温用センサを第２の電極とし、上記第
   １及び第２の電極の内の一方の電極から既知の電荷量を
   有するパルスを静電結合を利用して上記巻線に注入し、
   上記パルスに基づいて上記巻線の絶縁部に生じた部分放
   電信号を静電結合を利用して上記第１及び第２の電極の
   内の他方の電極により検出することを特徴とする回転機
   巻線の部分放電測定方法。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２において、 センサは巻線の温度監視用としてスロットに予め付設さ
   れている測温用サーチコイルを利用することを特徴とす
   る回転機巻線の部分放電測定方法。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２において、 回転機の運転中にパルスの注入及び部分放電信号の検出
   を行うことを特徴とする回転機巻線の部分放電測定方
   法。
5. 【請求項５】 請求項１において、 センサと巻線との間の静電容量を予め調整設定しておく
   ことにより、巻線に注入される電荷が所定量になるよう
   に校正することを特徴とする回転機巻線の部分放電測定
   方法。
6. 【請求項６】 請求項２において、 第１の電極と巻線との間の静電容量を予め調整設定して
   おくことにより、巻線に注入される電荷が所定量になる
   ように校正することを特徴とする回転機巻線の部分放電
   測定方法。
7. 【請求項７】 請求項５または請求項６において、 静電容量の調整設定を所定の直間比に基づいて行うよう
   にし、 上記直間比として、巻線に対し静電結合を利用して注入
   された間接注入電荷量と、巻線に対し電荷を直接に注入
   した場合の直接注入電荷量との対比において、上記間接
   注入電荷量を直接注入電荷量と同等にし得る倍率の値を
   用いるものとすることを特徴とする回転機巻線の部分放
   電測定方法。