JPH0312574A

JPH0312574A - 回転電機の異常検出方法

Info

Publication number: JPH0312574A
Application number: JP1148050A
Authority: JP
Inventors: Toshimitsu Yamada; 山田　利光
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-06-09
Filing date: 1989-06-09
Publication date: 1991-01-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、電動機の固定子巻線などの異常を検出するの
に用いられる回転電機の異常検出方法に関する。

（従来の技術）従来、回転電機、例えば電動機の固定子巻線劣化などの
異常を検出するものとして、電動機を停止し固定子巻線
に高圧を印加した状態で、電気的諸特性、たとえば絶縁
抵抗、交流電流、誘電体損失角、部分放電などを測定し
、これらの結果から巻線の劣化度を推定する電気的なも
のおよび電動機の所定箇所を叩くことにより、この時の
打音から絶縁物の機械的損傷、巻線固定力劣化などを判
断する機械的なものが知られている。

ところが、これらは、いずれも実施にあたって電動機の
停止、線路の切り離し、場合によっては回転子の抜き取
りなどの作業が必要となるため、これら作業に多大な時
間、労力、費用が必要となり経済的に不利になる欠点が
あった。また、このような面倒な作業を必要とすること
は、劣化判定を頻繁に実施するのが難しくなり、劣化が
急速に進行するような場合には、十分な対処ができない
おそれがあった。

そこで、これらの不都合を除去するものとして、回転電
機の線路側に結合コンデンサを恒久的に挿入し、回転電
機の運転により発生する部分放電を測定するとともに、
この部分放電の状態変化から劣化を検出する方法が実用
化されている（ＩＥＥＥＴｒａｎｓ、ＥＩｅｃｔｒ、Ｉ
ｎ５ｕ、、Ｖｏｌ、ＥＩ−１４ｎｏ、２　Ａｐｒｉｌ。

１９７９）。

ところが、このような方法は、発電機のように一定負荷
や比較的緩やかな負荷変動の下で使用されるものについ
ては、満足いく結果が得られるが、電動機のように使わ
れ方が一様でなく、負荷変動が不規則であるものについ
ては、部分放電の変化を簡単に比較することができず、
劣化判定が困難であった。そこで、電動機の劣化判定に
は、電動機停止状態での部分放電量と電動機運転状態で
の部分放電量の差を考慮する方法が考えられているが、
電動機停止状態での部分放電量は線路を切り離しての測
定なのでノイズを含まないが、電動機運転状態での部分
放１を量は線路を接続した状態での測定なので電源の高
周波成分や系統のノイズを含むため、これらの部分放電
量を直接比較するのが難しく、しかも、このような劣化
判定の度に電動機の運転を停止しなければならないこと
から、このために多くの手間と時間を必要とし、経済的
に不利になる欠点があった。

一方、大形の電動機の場合、電磁力が大きいため運転中
の巻線に振動が発生しており、また、巻線の絶縁は絶縁
テープと合成レジンなどによる複合構成になっていて、
絶縁内部に運転に支障のない空隙が存在するため、この
部分に部分放電が発生している。この結果、絶縁劣化な
どにより発生した部分放電か運転に支障のない部分放電
かの区別が困難となり、部分放ｉ　）ＩＪ定による精度
の高い劣化判定は極めて難しくなる欠点があった。

（発明が解決しようとする課題）このように従来有効と考えられていた部分放電をａｊ定
する方法によると、電動機の場合は、停止中と運転中で
はノイズの状態が異なるため、両方の部分放電量を直接
比較するのが難しく、しかも、その都度電動機の運転を
停止しなければならないことから多くの手間と時間を必
要とする欠点があり、また、特に、大形の電動機などで
は、絶縁劣化などにより発生した部分放電か運転に支障
のない部分放電かの区別が困難なため、精度の高い劣化
判定が難しくなる欠点があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、回転電機
の巻線劣化などの異常を確実に、しかも高精度に検出す
ることができる回転電機の異常検出方法を提供すること
を目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、回転電機の始動時の部分放電と定常運転時の
部分放電をそれぞれ測定するとともに、これらの部分放
電量の差を比較するようにしている。また、本発明は、
回転電機の始動期間の部分放電の取込みを指示し、この
期間の部分放電を測定するとともに、この測定結果を保
存し、その後定常運転時の部分放電を測定し、上記保存
された始動時の部分放電量と定常運転時の部分放電量の
差を比較するようにしている。

（作　用）本発明によれば、巻線に絶縁劣化や固定力劣化が生じる
と、負荷電流の２乗に比例する電磁力により始動時と定
常運転時の最大放電電荷量の差が顕著に現れ、巻線の異
常を判断できるようになる。また、部分放電の測定は、
始動時も定常運転時も、線路に接続された状態で行なわ
れ、線路から混入されるノイズがそれぞれの測定結果に
同じように存在することから、これらの３１１１定結果
を直接比較できるようになる。さらに、始動および定常
運転は、電動機の運転には必ず行なわれる行程であり、
巻線の異常検出を電動機の運転をその都度停止させるこ
とな〈実施できる。さらにまた、短時間の電動機の始動
期間での部分放電測定は、始動期間の部分放電の取込み
を指示し、この期間中の部分放電の１１定結果を一旦保
存することにより、始動時の部分放電量を確保するよう
にしている。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面にしたがい説明する。

第１図は、同実施例の方法が適用される回路構成を示し
ている。図において、１は回転電機、例えば３柑電動機
で、この電動機１の固定子２の各相巻線ｕＳｙＳｗに３
相線路３が接続されている。

この線路３には、高周波ロスの少ない固体コンデンサ４
を結合コンデンサとして接続している。

そして、固体コンデンサ４に、検出器５、切替えスイッ
チ６、ノイズフィルタ７および部分放電測定部８を接続
している。この場合、ノイズフィルタ７は必ずしも設け
なくともよい。また、部分放電測定部８は、電動機１の
始動時の部分放電および定常運転中の部分放電を測定す
るための部分放１１Ｊ定部８１、部分放電の取込み時間
を制御する放電取込み時間制御部８２および放電データ
を保存するための放電データ保存部８３よりなっている
。

しかして、このような構成において、電動機１として交
流誘導電動機（６ＫＶ−２０００ＫＷ−５０Ｈｚ）を用
いると、電動機１の始動から定常運転に至までの時間と
負荷電流との間に第２図に示す関係がｉすられた。そし
て、この関係から、ます、符号１１で示す始動時に固体
コンデンサ４を介して部分放電測定部８により部分放電
を測定する。この場合、始動時１１は図からも明らかな
ように１２秒と非常に短い時間であり、大形機の場合も
せいぜい３０秒程度であるが、放電取込み時間制御部８
２により始動期間の部分放電の取込みを指示して、この
期間の部分放電を測定し、測定結果を放電データ保存部
８３に保存することにより１、始動時の部分放電量を確
保する。

次いで、符号１２で示す定常運転に移行される。

この場合、定常運転は使用目的に応じて出力を変えて使
用され、出力３０％運転は符号１２１、出力６０９６運
転は符号１２２、出力１００％運転は符号１２３で示す
ようになる。ここでは出力１００％運転１２３の状態で
固体コンデンサ４を介して部分放電測定部８により部分
放電を測定する。

そして、放電データ保存部８３に保存された始動時の部
分放電量と定常運転時の部分放電量の差を比較し、この
結果から電動機１の固定子２の巻線劣化を判断するよう
にする。

この場合、始動時の部分放電量と定常運転時の部分放電
量の差から電動機１の固定子２の巻線劣化を判断できる
のは次の理由からである。すなわち、第２図に示すよう
に始動時１１の負荷電流は出力１００％運転１２３の負
荷電流に比べて５倍以上になる。ここで、固定子２の巻
線には、負荷電流の２乗に比例する電磁力が作用するの
で、始動時の電磁力は定常運転中のそれに比べ遥かに大
きくなり、これが原因で、巻線に絶縁劣化が発生すると
巻線中心に振動が生じ、さらに固定力が劣化すると巻線
全体が振動するようになり、部分放電量が飛躍的に増加
することになる。このことから、始動時の部分放電量に
ついて定常運転時の部分放電量との差を監視することに
より、巻線の劣化状態を判断できることになる。

ちなみに、電動機１の固定子２の巻線に絶縁劣化や固定
力劣化が生じると、第３図の特性１３１に示すように、
始動時と定常運転時の最大放電電荷量の差が顕著に現れ
るようになり、巻線の異常を容易に判断できることにな
る。一方、巻線に絶縁劣化や固定力劣化がない場合は、
同図の特性１３２．１３３に示すように始動時と定常運
転時の最大放電電荷量の差がほとんど現れることがな（
、この結果から巻線に絶縁劣化や固定力劣化がなく、起
動停止の多い運転条件や過負荷運転などの運転条件に十
分耐え得る状態であることが判断できるようになる。

したがって、このようにすれば巻線に絶縁劣化や固定力
劣化が生じると、負荷電流の２乗に比例する電磁力によ
り始動時と定常運転時の最大放電電荷量の差が顕著に現
れることから、巻線の異常を容易に判断できる。また、
電動機１は始動時も定常運転時も、線路に接続された状
態で部分放電の測定が行なわれるので、線路から混入さ
れる除去の難しいノイズが両方の測定結果に同じように
存在することになり、両方の測定結果を直接比較するこ
とができ、巻線劣化の判断を簡単に行うことができる。

さらに、始動および定常運転は、電動機１の運転には必
ず行なわれる行程なので、巻線の異常検出を電動機１の
運転をその都度停止させることな〈実施でき、このため
の面倒な手間を一切省くことができる。さらにまた、短
時間である電動機１の始動時間内での部分放電測定は、
放電取込み時間制御部８２により始動期間の部分放電の
取込みを指示して、この期間中の部分放電を測定し、し
かも、この測定結果を放電データ保存部８３に保存する
ことにより、始動時の部分放電量を確保するようにして
いるので、精度の高い劣化判定を行うことができる。

なお、本発明は上記実施例にのみ限定されず、要旨を変
更しない範囲で適宜変形して実施できる。

例えば、上述の実施例では回転電機として電動機につい
て述べたが、発電機の場合も同様に実施できる。

［発明の効果］本発明は、回転電機の始動時の部分放電と定常運転時の
部分放電をそれぞれ測定するとともに、これらの部分放
電量の差を比較するようにしているので、巻線に絶縁劣
化や固定力劣化が生じると、負６：Ｉ電流の２乗に比例
する電磁力により始動時と定常運転時の最大放電電荷量
の差が顕著に現れ、巻線の異常を容易に判断できる。ま
た、部分放電の測定は、始動時も定常運転時も、線路に
接続された状態で行なわれ、線路から混入されるノイズ
がそれぞれの測定結果に同じように存在することから、
これらの測定結果を直接比較でき、巻線劣化の判断を簡
単に実行できる。さらに、始動および定常運転は、電動
機の運転には必ず行なわれる行程であり、巻線の異常検
出を電動機の運転をその都度停止させることなく能率よ
〈実施できる。

また、本発明は、回転電機の始動期間の部分放電の取込
みを指示し、この期間の部分放電を測定するとともに、
この測定結果を保存し、その後定常運転時の部分放電を
、ＯＪ定し、上記保存された始動時の部分放電量と定常
運転時の部分放電量の差を比較するように１−でいるの
で、始動時の部分数？ｉｍを確実に確保できることにな
り、精度の高い劣化判定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路構成図、第２図お
よび第３図は同実施例を説明するための図である。１・・・電動機、２・・・固定子、３・・・線路、４・
・・固体コンデンサ、５・・・検出器、６・・・切替え
スイ・ソチ、７・・・ノイズフィルタ、８・・・部分放
電測定部、８１・・・部分放電測定部、８２・・・放電
取込み時間制御部、８３・・・放電データ保存部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転電機の始動時の部分放電と定常運転時の部分
放電をそれぞれ測定するとともに、これらの部分放電量
の差を比較することを特徴とする回転電機の異常検出方
法。
（２）回転電機の始動期間の部分放電の取込みを指示し
、この期間の部分放電を測定するとともに、この測定結
果を保存し、その後定常運転時の部分放電を測定し、上
記保存された始動時の部分放電量と定常運転時の部分放
電量の差を比較することを特徴とする回転電機の異常検
出方法。