JPH04296671A - 回転電機の異常検出装置 - Google Patents

回転電機の異常検出装置

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JPH04296671A
JPH04296671A JP3062967A JP6296791A JPH04296671A JP H04296671 A JPH04296671 A JP H04296671A JP 3062967 A JP3062967 A JP 3062967A JP 6296791 A JP6296791 A JP 6296791A JP H04296671 A JPH04296671 A JP H04296671A
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JP
Japan
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phase ring
high frequency
ring support
frequency current
stator
Prior art date
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Pending
Application number
JP3062967A
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English (en)
Inventor
Kichiji Kaneda
兼田 ▲吉▼治
Keiichi Ito
恵一 伊藤
Takeshi Kimura
健 木村
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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  • Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)

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】
【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、連続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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【0006】そこで、従来、このような不都合を除去す
る目的で、回転電機の線路側に結合コンデンサを恒久的
に挿入し、この結合コンデンサを介して放電に基づく高
周波電流を検出するとともに、固定子巻線の中性点また
は電源線路より負荷電流を検出するようにして、これら
負荷電流と高周波電流の相関関係を監視する装置が提案
されている。
【0007】図6は例えば特開平1−191072号公
報に示された従来の回転電機の監視方法を示す回路構成
図である。図において、101は回転電機、例えば電動
機で、この電動機101は固定子巻線102としてU,
V,W相の各巻線を有している。この固定子巻線102
にはU,V,W相からなる電源線路103が接続されて
いる。
【0008】このような電動機101の固定子巻線10
2の中性点にセンサ、例えば変流器104を接続して負
荷電流を取り出し、これをA/D変換器105によりデ
ジタル信号に変換し記録計106に記録する。
【0009】一方、固定子巻線102に接続される電源
線路103の各U,V,W相に高周波特性の優れた個体
コンデンサからなる結合コンデンサ107a107b,
107cを接続し、これらコンデンサ107a〜107
cを介して放電に基づく高周波電流を取り出し、検出器
108に与える。そして、この検出器108からの出力
を切り換えスイッチ109を介してフィルタ41に与え
る。このフィルタ41は電源からの雑音、放送波、電磁
誘導などによる雑音を除去するものである。そして、フ
ィルタ41を通した出力を抵抗減衰器111を介して部
分放電測定器42に与える。ここで、部分放電測定器4
2の測定結果は、オシロスコープ113により波形観察
されるとともに、スペクトルアナライザ43により信号
解析される。また、部分放電測定器42からの出力を記
録計106に与え、上述した負荷電流とともに記録する
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来の回転電機の監視
装置は以上のように、高電圧電源線路に結合コンデンサ
を恒久的に設けており、部品点数が増えるばかりでなく
、監視のために新たに付加した結合コンデンサの信頼性
が回転電機の信頼性を低下させる要因となり、発電機な
どの高信頼性が求められる回転電機には適用が困難であ
るという問題点があった。
【0011】また、固定子巻線で発生する部分放電電流
は巻線内での減衰が著しく、巻線から離れた高電圧線路
では検出感度が悪いという問題点があった。
【0012】この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、回転電機の信頼性を低下させる
ことなく、高精度に固定子巻線の異常を検出できる回転
電機の異常検出装置を得ることを目的とする。
【0013】
【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、回転電機の固定子内に設けられた位相リン
グと静電的に結合する位相リング支えに検出回路を設け
、上記位相リング支えを上記検出回路を介して接地し、
上記位相リングを伝播する固定子巻線で発生する部分放
電に基づく高周波電流を上記検出器で検出するようにし
たものである。
【0014】また、別の発明の回転電機の異常検出装置
は、一端部を接地、他端部を絶縁して位相リング支えを
固定し、上記位相リング支えに高周波変流器を設け、上
記位相リング支えに誘起し上記一端部へ流れる上記高周
波電流を高周波変流器で検出するようにしたものである
【0015】
【作用】本発明においては、位相リング支え部が結合コ
ンデンサの機能を備え、位相リングを伝播する部分放電
に基づく高周波電流を検出回路、または高周波変流器で
検出し、固定子巻線の絶縁劣化を連続監視することがで
きる。
【0016】
【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
はこの発明の実施例1の回転電機の異常検出装置を示す
構成図、図2は図1の要部、位相リング支え部を詳細に
示す要部拡大図である。図において、1は回転電機、こ
の場合は発電機で、固定子フレーム3、固定子鉄心4、
固定子巻線5、位相リング支え部6a,6bなどからな
る固定子2、及び回転子7から構成される。
【0017】固定子巻線5は固定子鉄心4に設けられた
スロット溝に納められて巻線され,U相,V相,W相(
図示せず)を構成しており、各相内のコイル状の巻線に
際しては位相リング11a,11bで接続されている。 また、,U相,V相,W相から高圧ブッシング12aを
介して相分離母線(図示せず)に結線するために位相リ
ング11aと高圧ブッシング12aの間に固定子コイル
口出導体13が設けられている。
【0018】位相リング11aは中空の角形導体14の
外周に絶縁層15を設けている。位相リング支え16は
位相リング支え導体17aの外周に位相リング支え絶縁
18を設けている。位相リング支え導体17aは絶縁ス
ペーサ20a,20b及び絶縁管21を介して固定子フ
レーム3との間を絶縁して固定子フレーム3に締結具A
22で強固に固定されている。
【0019】位相リング支え導体17aには検出回路2
3のリード線23a及び検出信号を取り出すための測定
導線25が締結具24aで導電状態に締結されている。 検出回路23のリード線23bは固定子フレーム3に締
結具B24bで締結されている。固定子フレーム3は接
地されており、リード線23bも接地状態となっている
【0020】測定導線25は固定子フレーム3に付属す
る気密ポート28と絶縁された気密端子板27及び測定
導線コネクタ26a,26bを介して固定子2の外部に
導かれ、測定導線B40によりフィルタ41に接続され
ている。フィルタ41からの信号は部分放電測定回路4
2に伝送され部分放電量が測定されるとともにスペクト
ルアナライザ43にも伝送されスペクトル解析が行われ
る。この2つの信号は劣化判定回路44に伝送され、予
め登録されたデータと比較し、異常と判定した場合には
警報器45、異常表示装置46に警報が伝送される。ま
た、劣化判定回路44の信号は常時インターフェース4
7に送られ、コンピュータによる運転記録とともに常時
監視が行われる。
【0021】次に、この実施例の動作について説明する
。発電機1の運転中には固定子巻線5に高電圧が発生す
る。運転中に固定子巻線5が劣化すると固定子巻線5で
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5内を伝播し、固定子巻線5に連結した位相リ
ング導体14に伝播する。この時、位相リング導体14
と位相リング導体支え17aは位相リング絶縁15及び
位相リング支え絶縁18を介して静電的に結合しており
結合コンデンサの機能を有する。この時の静電容量は位
相リング導体14と位相リング支え導体17aの対向す
る面積と位相リング絶縁15及び位相リング支え絶縁1
8の絶縁厚さ及び比誘電率で決定されるが、高周波電流
を検出するためには20pF〜200pF程度であれば
よく、この静電容量の調整は位相リング支え導体17a
及び位相リング導体14の断面、並びに位相リング支え
絶縁18の厚さ及び絶縁材料のうちいずれかを変えるこ
とによって容易に行うことができる。
【0022】位相リング支え導体17aに誘起された高
周波電流は検出回路23により検出され、検出導線A2
5を介してフィルタ41に伝送される。フィルタ41で
は商用周波成分および雑音等が除去され、部分放電に基
づく高周波成分のみが部分放電検出回路42及びスペク
トルアナライザ43に伝送され、両検出信号が劣化判定
回路44に伝送される。劣化判定回路44では予め登録
された絶縁劣化データと比較するとともにインターフェ
ース47に送られコンピュータによる運転記録とともに
常時監視が行われる。また、劣化判定回路44で異常と
判定した場合には警報器45、異常表示装置46に警報
信号が伝送される。
【0023】この発明においては、元から備わっている
位相リング支え部が有しているコンデンサの機能を利用
しているおり、従来例において部分放電検出のために相
分離母線に恒久的に設けていた結合コンデンサが不要と
なり、部品点数が増えないのでコスト増を抑えられると
ともに、付加する結合コンデンサの信頼性に起因する回
転電機の信頼性低下要因を除去でき、信頼性が向上する
。また、固定子巻線から離れた高電圧線路でなく巻線近
傍で測定しており、検出感度が向上する。
【0024】実施例2 図3はこの発明の実施例2の回転電機の異常検出装置の
要部、位相リング支え部を詳細に示す要部拡大図である
。上記実施例では位相リング導体17aと固定子フレー
ム3との間を絶縁して検出する場合について説明したが
、  この実施例では図3に示すように位相リング支え
導体17bの1ヶ所、一端部を固定子フレーム3に溶接
等で接続して接地し、位相リング導体17bに誘起した
高周波電流(矢印31で記す)が固定子フレーム3に流
れるのを高周波変流器30で検出するようにしても同様
の効果を奏する。なお、上記構成では位相リング支え導
体17bは固定子フレーム3と同電位であり、従来の位
相リング支え部6a,6bと電気的には同じであるので
、発電機1の信頼性が低下することは全くない。
【0025】実施例3 図4はこの発明の実施例3の回転電機の異常検出装置を
示す構成図である。この実施例では位相リング支え部6
aの検出回路23で検出した信号から商用周波数成分及
び雑音を除去するためのフィルタ41を固定子フレーム
3の内部に設置した。フィルタ41を固定子フレーム3
の内部に設置することにより、発電機1以外から伝播あ
るいは誘導されるノイズを固定子フレーム3で遮蔽する
ことができるので部分放電検出感度が向上する効果があ
る。
【0026】なお、上記実施例では、検出回路23及び
高周波変流器30を設ける位相リング支え部6aが高電
圧ブッシング12aに近い位置50U,50V,50W
にある場合について説明したが、図5の回路図に示すよ
うに固定子巻線5の中間部51U,51V,51Wにあ
る位相リング11bに設けた場合、あるいは固定子巻線
5の中性点側52U,52V,52Wにある位相リング
11cに設けた場合にも同様の効果を奏する。また、固
定子巻線5で発生する部分放電による高周波電流は固定
子巻線5の巻線間を伝播するときに著しく減衰する特性
を持っている。従って、出来るだけ部分放電発生位置に
近い箇所で検出することが望ましい。この事から特に前
記した固定子巻線5の中間部51U,51V,51Wの
位相リング11bに検出回路23を併設することによっ
て部分放電検出感度が著しく向上する効果がある。
【0027】また、上記実施例では発電機の場合につい
て説明したが、固定子巻線及び位相リングを有する水車
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。
【0028】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、回転電
機の固定子内に設けられた位相リングと静電的に結合す
る位相リング支えに検出回路を設け、上記位相リング支
えを上記検出回路を介して接地し、上記位相リングを伝
播する固定子巻線で発生する部分放電に基づく高周波電
流を上記検出器で検出するようにしたので、回転電機の
信頼性を低下させることなく、高精度に固定子巻線の異
常を検出できる回転電機の異常検出装置が得られる効果
がある。
【0029】また、本発明の別の発明は、一端部を接地
、他端部を絶縁して位相リング支えを固定し、上記位相
リング支えに高周波変流器を設け、上記位相リング支え
に誘起し上記一端部へ流れる上記高周波電流を高周波変
流器で検出するようにしたもので、同様の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1の回転電機の異常検出装置
を示す構成図である。
【図2】図1の要部拡大図である。
【図3】この発明の実施例2の回転電機の異常検出装置
を示す要部拡大図である。
【図4】この発明の実施例3の回転電機の異常検出装置
を示す構成図である。
【図5】この発明の他の実施例に係わる回路図である。
【図6】従来例の回路構成図である。
【符号の説明】
1  発電機 2  固定子 3  固定子フレーム 5  固定子巻線 11a、11b  位相リング 16  位相リング支え 23  検出回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  固定子巻線、位相リング、及びこの位
    相リングと静電的に結合する位相リング支えを有する固
    定子と、回転子とからなる回転電機で、上記固定子巻線
    で発生する部分放電に基づく高周波電流を検出して上記
    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、上記位相リング支えに検出回路を設け、この検
    出回路を介して上記位相リング支えを接地し、上記位相
    リングを伝播する上記高周波電流を上記検出回路で検出
    するようにしたことを特徴とする回転電機の異常検出装
    置。
  2. 【請求項2】  固定子巻線、位相リング、及びこの位
    相リングと静電的に結合する位相リング支えを有する固
    定子と、回転子とからなる回転電機で、上記固定子巻線
    で発生する部分放電に基づく高周波電流を検出して上記
    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、一端部を接地、他端部を絶縁して上記位相リン
    グ支えを固定し、上記位相リング支えに高周波変流器を
    設け、上記位相リング支えに誘起し上記一端部へ流れる
    上記高周波電流を高周波変流器で検出するようにしたこ
    とを特徴とする回転電機の異常検出装置。
JP3062967A 1991-03-27 1991-03-27 回転電機の異常検出装置 Pending JPH04296671A (ja)

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