JPH04299049A - 回転電機 - Google Patents

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】この発明は、固定子巻線の絶縁劣
化等による異常を探知する監視装置を内蔵した回転電機
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型
化の一途をたどっており、これに従って回転電機も大型
化すると共にその設置数も増大している。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。

【０００３】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。ところが、これらの方法により
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。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部分放電に基づく
高周波電流を検出するとともに、固定子巻線の中性点又
は、電源線路より負荷電流を検出するようになっていて
、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。

【０００４】図７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装置の構成図で
ある。図において、３０は回転電機、例えば電動機で、
この電動機３０は固定子巻線２８としてＵ，Ｖ，Ｗ相の
各巻線を有している。この固定子巻線２８にはＵ，Ｖ，
Ｗ相からなる電源線路３３が接続されている。このよう
な電動機３０の固定子巻線２８の中性点にセンサ、例え
ば変流器３２を接続して負荷電流を取出し、これをＡ／
Ｄ変換器３１によりデジタル信号に変換し記録計３６に
記録する。一方、固定子巻線２８に接続される電源線路
３３の各Ｕ，Ｖ，Ｗ相に高周波特性の優れた固体コンデ
ンサからなる結合コンデンサ２６ａ，２６ｂ，２６ｃを
接続し、これら結合コンデンサ２６ａ〜２６ｃを介して
、放電に基づく高周波電流を取出し、検出器３４に与え
る。そして、この検出器３４からの出力を切替えスイッ
チ２９を介してフィルタ１０に与える。このフィルタ１
０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１０を通し
た出力を、抵抗減衰器３５を介して部分放電測定回路１
１に与える。ここで、部分放電測定回路１１の測定結果
はオシロスコープ３７により波形観察されるとともに、
スペクトルアナライザ１２により信号解析される。また
、部分放電測定回路１１からの出力を、記録計３６に与
え、上述した負荷電流とともに記録する。

【０００５】

【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、以上のように構成されているので、高電圧電源
線路に結合コンデンサを恒久的に設けなければならず、
そのために既説線路の改造などが必要となり、回転電機
が高価となる問題とともに、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
などの問題点があった。

【０００６】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、信頼性を低下させることなく、
安価で高感度の部分放電監視装置を内蔵した回転電機を
得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る回転電機
は、固定子巻線と、この固定子巻線に連結された相分離
母線と、該相分離母線の内部導体に静電的に結合され、
運転中に上記固定子巻線に発生する部分放電に基づく高
周波電流を検出する検出手段と、この検出手段に接続さ
れ、検出出力を連続的に監視する監視手段とを備えたも
のである。

【０００８】さらに、碍子を１点で相分離母線の外被に
接地し、碍子に高周波変流器を設けたものである。

【０００９】

【作　　用】この発明においては、相分離母線の内部導
体支え部が結合コンデンサの機能を有し、相分離母線の
内部導体を伝幡する部分放電電流を内部導体の支え部と
相分離母線の外被の間に設けた検出手段で検出し、固定
子巻線の絶縁劣化を連続監視することができる。

【００１０】さらに、内部導体支え部を１点で接地する
事により、接地点に流れる部分放電に基づく高周波電流
を検出し、固定子巻線の絶縁劣化を連続監視することが
できる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。 実施例　　１ 図１はこの発明による回転電機例えば発電機及び相分離
母線の部分断面図である。図１において１は相分離母線
、２は高圧ブツシング、３はフレキシブル導体、４は相
分離母線外被、５は相分離母線内部導体、６ａ，６ｂ，
６ｃは碍子、７ａ，７ｂ，７ｃは絶縁板、８は検出回路
、９は測定導線である。相分離母線１は内部導線５、碍
子６ａ，６ｂ，６ｃ、外被４等から成り、内部導線５は
フレキシブル導線３により高圧ブツシング２と接続され
る。高圧ブツシング２は回転電機フレーム２７に結合さ
れ、内部で固定子巻線２８と接続されている。１０は商
用周波成分及び雑音を除去するフイルタ、１１はフイル
タ１０に接続された部分放電測定回路、１２はフィルタ
１０に接続されたスペクトラムアナライザ、１３は部分
放電測定回路１１及びスペクトラムアナライザ１２に接
続された劣化判定回路、１４，１５，１６は夫々劣化判
定回路に接続された警報器、異常表示装置及びインター
フェース、１７は測定導線である。

【００１２】図２は本実施例の要部を示す断面図である
。図２において、内部導体は締結具１８ａにより碍子６
ａに固定されており、碍子６ａは締結具１８ｂ、絶縁管
１９、絶縁座金２０により絶縁板７ａを介して、相分離
母線の外被４に強固に固定されている。碍子６ａには検
出回路８のリード線８ａおよび検出信号を取り出すため
の測定導線９が締結具２１ａで導通状態に締結されてい
る。検出回路８のリード線８ｂは相分離母線の外被４に
締結具２１ｂで締結されている。相分離母線の外被４は
接地されており、リード線８ｂも接地状態となっている
。測定導線９は相分離母線の外被４と絶縁された端子板
２３を介して外被４の外部に導かれ、測定導線１７によ
り、フィルタ１０に接続されている。フィルタ１０から
の信号は部分放電測定回路１１に伝送され、部分放電量
が測定されると共にスペクトルアナライザ１２にも伝送
され、スペクトル解析が行なわれる。この２つの信号は
劣化判定回路１３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１４、異常表示
装置１５に警報信号が伝送される。また、劣化判定回路
１３の信号は常時、インターフェース１６に送られ、運
転記録と共に常時監視が行なわれる。

【００１３】次に本実施例の動作について説明する。発
電機の運転中には、固定子巻線２８に高電圧が発生する
。 運転中に固定子巻線２８が劣化すると固定子巻線２８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２８内を伝幡し、固定子巻線２８に連結した相
分離母線の内部導体５に伝幡する。この時、内部導体５
と外被４は碍子６ａ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相分
離母線の内部導体５と外被４の碍子６ａとの接続面積及
び碍子６ａの形状及び誘電率で決定されるが、高周波電
流を検出するためには例えば１０ｐＦ〜２０，０００ｐ
Ｆ程度であれば良く、碍子６ａの静電容量で十分である
。碍子６ａに誘起された高周波電流は検出回路８により
検出され、測定電線９を介してフィルタ１０に伝送され
る。フィルタ１０では商用周波成分及び雑音が除去され
、部分放電に基づく高周波成分のみが部分放電測定回路
１１及びスペクトラムアナライザ１２に伝送され、両検
出信号が劣化判定回路１３に伝送される。劣化判定回路
１３では入力された両検出信号と予め登録された絶縁劣
化データとを比較すると、その結果をインターフェース
１６に送り、コンピュータによる運転記録と共に常時監
視が行なわれる。また、劣化判定回路２０で異常を判定
した場合には警報器１４、異常表示装置１５に警報信号
が伝送される。

【００１４】実施例　　２ なお上記実施例では碍子６ａと相分離母線の外被４との
間を絶縁板７ａで絶縁して検出する場合について説明し
たが、図３に示すように碍子６ａの１ケ所を外被４に締
結具１８ｂで接続して、碍子６ａに誘起した高周波電流
２５が外被４に流れるのを高周波変流器２４で検出して
も同様の効果を奏する。尚、上記構成では碍子６ａは低
周波的には相分離母線の外被４と同電位であり、別の碍
子６ｂ，６ｃも同じであるので相分離母線１の信頼性が
低下する事は全くない。

【００１５】実施例　　３ また、上記実施例では高周波電流を検出するために碍子
６ａの静電容量を結合コンデンサとして代用することを
説明したが、信頼性の高いコンデンサが開発された場合
は、図４に示す通り、碍子６ａの代りに結合コンデンサ
２６ａを相分離母線の内部導体５と外被４の間に締結具
１８ａ，１８ｂで固定することにより同様の効果を奏す
る。なお、結合コンデンサ２６ａの静電容量は検出回路
８，フィルタ１０，部分放電測定回路１１の機能により
、任意に選択できる。

【００１６】実施例　　４ 結合コンデンサ２６ａと検出回路８で検出した信号から
商用周波成分及び雑音を除去するためのフィルタ１０を
相分離母線の内部に設置した場合を図５に示す。フィル
タ１０を相分離母線の内部に設置することによって、発
電機以外から伝幡あるいは誘導されるノイズを相分離母
線の外被４４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。本実施例は実施例１，２
，３にも適用可能である。

【００１７】実施例　　５ 実施例１，２，３で説明した検出回路８を相分離母線の
各相に複数設置する場合を図６に示す。固定子巻線２８
より発生した部分放電による高周波電流は各相の相分離
母線の内部導体５を伝幡し、各検出回路を通り、切換え
スイッチ２９に導かれる。切換えスイッチ２９で切換え
られた各々の信号はフィルタ１０を通り、部分放電測定
回路１１、スペクトロアナライザ１２へ送られる。各相
の信号の減衰度、方向性が得られることにより部分放電
発生位置が特定出来る。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば固定子
巻線と、この固定子巻線に連結された相分離母線と、該
相分離母線の内部導体に静電的に結合され、運転中に上
記固定子巻線に発生する部分放電に基づく高周波電流を
検出する検出手段と、この検出手段に接続され、検出出
力を連続的に監視する監視手段とを備えたので、信頼性
を低下させることなく、安価で高感度の部分放電監視装
置を内蔵した相分離母線を有する回転電機を得ることが
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による発電機及び相分離母
線の部分断面図である。

【図２】この発明の一実施例の要部を示す碍子取付け部
の断面図である。

【図３】この発明の他の実施例を示す碍子取付けの断面
図である。

【図４】この発明の他の実施例を示す結合コンデンサ取
付け部の断面図である。

【図５】この発明の他の実施例を示す相分離母線の部分
断面図である。

【図６】この発明の他の実施例を示す発電機，相分離母
線の接続図である。

【図７】従来の回転電機の監視装置を示す構成図である
。

【符号の説明】

１　　　　相分離母線 ４　　　　相分離母線外被 ５　　　　相分離母線内部導体 ６ａ ６ｂ　　　　｝碍子 ６ｃ ８　　　　検出回路 １０　　　　フィルタ １１　　　　部分放電測定回路 １２　　　　スペクトラムアナライザ １３　　　　劣化判定回路 １４　　　　警報器 １５　　　　異常表示装置 １６　　　　インターフェース ２８　　　　固定子巻線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　固定子巻線と、この固定子巻線に連結
   された相分離母線と、該相分離母線の内部導体に静電的
   に結合され、運転中に上記固定子巻線に発生する部分放
   電に基づく高周波電流を検出する検出手段と、この検出
   手段に接続され、検出出力を連続的に監視する監視手段
   とを備えたことを特徴とする回転電機。
2. 【請求項２】　　相分離母線の内部導体を支える碍子が
   １点で上記相分離母線の外被に接地されており、上記碍
   子に誘起し、上記外被に流れる高周波電流を高周波変流
   器で検出することを特徴とする請求項第１項記載の回転
   電機。